KR100740546B1 - 금속, 특히 강의 연속 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조 방향(2)으로 진동 구동될 수 있는 진동 프레임(3)에 지지된 연속 주조 주형(1)에 의해 금속, 특히 강을 연속 주조하는 장치로서, 진동 운동의 행정 거리 및/또는 진동수가 세팅될 수 있고, 진동 프레임(3)이 주조 코어의 양측에 대칭으로 배치된 안내 및 중량 보상용 스프링 조립체(4a, 4b; 5a, 5b)에 의해 지지되는 연속 주조 장치에 관한 것이다. 그러한 연속 주조 장치에서는 성형된 주조 횡단면(1a)을 동반한 채로 진동 프레임(3)에 지지된 연속 주조 주형(1)을 사용하되, 판 스프링에 의해 지지된 진동 프레임(3)이 연속 주조 주형(1)과 함께 공진 진동 방법으로 작동될 수 있어 예비 형상 재료에 보다 더 양호한 표면을 제공하게 된다.

연속 주조 장치, 연속 주조 주형, 진동 프레임, 성형된 주조 횡단면, 스프링 조립체, 공진 진동 방법

Description

금속, 특히 강의 연속 주조 장치{DEVICE FOR THE CONTINUOUS CASTING OF METALS, ESPECIALLY STEEL}

본 발명은 주조 방향으로 진동 구동될 수 있는 진동 프레임에 지지된 연속 주조 주형에 의해 금속, 특히 강을 연속 주조하는 장치로서, 진동 운동의 행정 거리 및/또는 진동수(frequency)가 세팅될 수 있고, 진동 프레임이 주조 코어의 양측에 대칭으로 배치된 안내 및 중량 보상용 스프링 조립체에 의해 지지되는 연속 주조 장치에 관한 것이다.

소위 공진 주형을 기반으로 하여 예컨대, 주조 횡단면이 210/250 x 1000 - 2050 ㎜인 슬래브를 연속 주조하는 것이 공지되어 있다(EP 0 468 607 B1). 그러한 공진 주형의 이점은 근본적으로 진동하는 질량이 감소되게 되어 동력의 개선이 이뤄짐으로써 서보 유압식 구동 장치의 특성을 십분 활용할 수 있다는 것이다. 그에 사용되는 유체 냉각식 연속 주조 주형은 진동 장치에 스프링 요소를 구비하는데, 그 스프링 요소는 주조 방향과 동일한 방향으로 횡 방향에 비해 현저히 더 낮은 강성을 갖고, 균일하게 분포되며, 일측에서 고정되어 주조 방향을 가로질러 뻗어있다. 스프링 요소의 대향 단부는 지지 판에 고정되고, 그 지지 판은 위치가 고정된 베이스 프레임에 결합된다. 진동 구동 장치는 지지 판에 작용한다. 그러한 구조 형식의 판 스프링도 역시 공지되어 있는데, 그 경우에 휘어지기 쉬운 유연한 판 스프링은 서로에 대해, 그리고 대향된 주형의 협폭 측에 배치된 각각의 판 스프링에 대해 평행한 위치로 클램핑된다(EP 0 953 391 A1).

성형된 주조 스트랜드(간단한 다각형의 주조 스트랜드를 제외한)을 주조하는 것은 기술적으로 매우 까다로운데, 그것은 개개의 강 종류에 대한 마찰력 및 주조 분말의 기준이 막연하기 때문이다. 따라서, 높은 마찰력으로 인해 생기는 열악한 스트랜드 표면이 몇 차례씩이나 되풀이하여 나오게 된다. 극단적인 경우에는 점착물의 출현이 작업 결과를 파괴하여, 상당한 경제적 손실을 입히게 된다. 그 중에서도 주형의 광폭 측 및 협폭 측의 추이가 불연속적인 주조 횡단면이 더욱 더 그러하다.

본 발명의 목적은 간단한 사각형의 주조 횡단면에 비해 복잡한 주조 횡단면의 주조도 개선하는 것이다.

그러한 목적은 본 발명에 따라 서두에 언급된 금속, 특히 강의 연속 주조 장치를 기반으로 하여 본 발명에 의하면, 이 장치가 진동 프레임에 지지되고 성형된 주조 횡단면을 갖는 연속 주조 주형을 사용하여, 판 스프링에 의해 지지된 진동 프레임을 연속 주조 주형과 함께 공진 진동 방법으로 작동될 수 있도록 함으로써 달성된다. 판 스프링의 사용에 의해, 종래의 다수의 진동 장치보다 안내 정확도가 개선됨과 동시에 스트랜드의 마찰이 현격히 감소되는 백래쉬(backlash) 및 마모가 없는 편위(deflection)가 보장되게 된다. 그렇게 하는데 기여하는 것은 진동수가 높고 행정 높이가 짧은 사인파형 진동 또는 사인파 진로로부터 벗어난 진동이다. 그러한 소위 공진 진동은 진동 프레임의 감소된 질량에 의해 더욱 촉진된다. 이제, 성형된 주조 스트랜드에서도 높은 표면 품질을 생성하는 것이 가능하고, 그에 수반하여 에지 근방의 조직이 개선되게 된다. 또한, 균열에 대한 민감성의 감소도 실현될 수 있게 된다.

본 발명의 이점은 선택된 실시예에 있어서 성형된 주조 횡단면을 갖는 연속 주조 주형이 아령형상(dogbone)으로 성형된 주조 횡단면을 구비함으로써 명확하게 된다.

소위 공진 주형의 전술된 특성에 의거하여, 스트랜드 표면은 원칙적으로 구동 장치에 의한 진동 운동이 진동 행정 거리 및/또는 진동수 및/또는 진동 곡선에 있어 변경될 수 있도록 함으로써 개선될 수 있다. 그를 위해, 계산 모델에 의해 마찰의 감소가 산출되어 그로부터 얻어진 값이 각각의 구동 장치의 제어 시스템에 입력될 수 있다.

본 발명의 구성에 따르면, 진동 프레임의 진동 운동의 행정 높이에 의해 마찰력에 영향을 미칠 수 있도록 구성된다. 공진 방법으로 작동되는 연속 주조 주형은 진동 프레임의 진동 운동의 행정 높이가 약 0.3 내지 6 ㎜로 제어될 수 있도록구성되어 낮은 마찰력 값을 얻을 수 있다.

개선된 구성에 따르면, 공진 진동 방법을 위한 연속 주조 주형의 지지 장치는 베이스 프레임에 양측으로 쌍을 이루어 서로 예각으로 뻗어있는 판 스프링 조립체가 양단에서 탄성작용을 행하도록 고정되고, 연속 주조 주형을 지지하는 진동 프레임이 그 양단간의 중간에서 판 스프링 조립체 및 진동 프레임 상에 각각 고정되어 그에 결합된 베어링 블록에 의해 지지되도록 하는 형식으로 형성된다. 그러한 지지 장치는 구조 부품의 질량을 최대한으로 작게 하면서 원하는 정확한 안내를 구현하게끔 한다.

통상, 상부 판 스프링 조립체 쌍은 수평으로 또는 경사져 배치된 베이스 프레임에 수평으로 뻗어서 고정된다.

또 다른 특징에 따르면, 구동 실린더에 있는 압력 탐지용 측정 장치가 접속되는 진동 프레임용 유압 구동 장치가 마련되고, 그 측정 장치에 의해 주조 스트랜드와 연속 주조 주형간의 마찰력이 산출될 수 있는 형식으로 응고된 주조 스트랜드의 표면 감시가 행해진다.

끝으로, 또 다른 특징은 균일한 표면 형성을 위하여, 자동식 주조 분말 공급 장치를 더 포함하여 사용하는데 있다. 그에 의해, 단위 표면적당의 균일한 주조 분말의 분포 및 그에 따른 발생 마찰력의 추가적 감소가 구현될 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 도시된 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 공진 연속 주조 주형의 사시도,

도 2는 공진 연속 주조 주형의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연속 주조 주형 1a : 성형된 주조 횡단면

2 : 주조방향 3 : 진동 프레임

3a, 3b : 단부 4a, 4b, 5a, 5b : 판 스프링 조립체

6 : 구동 장치 6a : 작용점

7 : 베이스 프레임 8 : 베어링 블록

9 : 유압식 구동 장치 9a : 구동 실린더

9b : 구동 로드 10 : 구동장치용 트래버스

11 : 스프링 클램핑 장치 12 : 하부 유지 판

13 : 베어링 블록/나사 결합 장치 14 : 안전 스토퍼

15 : 하부 유지 판 16 : 나사 결합 장치

17 : 보호 판 18 : 센터링 바

19 : 측방 결합 나사 20 : 상부 유지 판

21 : 상부 나사 결합 장치 22 : 상부 베어링블록/나사 결합 장치

23 : 상부 스토퍼 24 : 베이스 프레임부

25 : 결합 요소

도 1에 따른 장치는 주조 방향(2)으로 진동 구동될 수 있는 진동 프레임(3)에 지지된 연속 주조 주형(1)에 의해 금속, 특히 강을 연속 주조하는데 사용되는데, 그러한 장치에서는 진동 운동의 행정 거리 및/또는 진동수가 조절될 수 있고, 진동 프레임(3)이 주조 코어의 양측에 대칭으로 배치된 안내 및 중량 보상용 스프링 조립체(4a, 4b; 5a, 5b)에 의해 지지된다. 연속 주조 주형(1)은 성형된 주조 횡단면(1a)을 구비하고, 판 스프링에 의해 지지된 진동 프레임(3)은 연속 주조 주형(1)과 함께 공진 진동 방법으로 작동된다. 성형된 주조 횡단면(1a)에 대한 적확한 예로서, 이중 T형 레일의 예비 재료를 주조하는 아령 형상이 도시되어 있다. 진동 운동이 구동 장치(6)에 의해 진동 행정 거리 및/또는 진동수 및/또는 진동 곡선에 있어 변경될 수 있도록 함으로써 큰 결함이 없는 균일한 표면이 생성될 수 있게 된다. 그러한 진동 운동은 유압식 또는 전기식 또는 전기 기계식 구동 장치(6)에 의해 진동 프레임(3)에 전달될 수 있다. 그 경우, 진동 프레임(3)의 진동 운동의 행정 높이에 의해 마찰력에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 가능한 한 낮게 유지된다. 특히, 예컨대 진동 프레임(3)의 진동 운동의 행정 높이가 약 0.3 내지 6 ㎜로 제어되도록 하는 형식으로 진동 운동의 행정 높이를 낮게 함으로써 마찰력 및 표면 품질에 영향을 미칠 수 있다. 구동 장치(6)는 도 2의 우측에 도시된 작용점(6a)에 작용하게 된다.

주형 진동 장치의 구조는 도 2에 보다 더 정확하게 도시되어 있다. 베이스 프레임(7)에는 양측으로 쌍을 이룬 하부의 판 스프링 조립체(4a, 4b) 및 상부의 판 스프링 조립체(5a, 5b)가 서로 예각으로 뻗어있다.

진동 운동을 위한 구동 장치(6)는 도 1에 도시된 바와 같이 구동 실린더(9a)를 구비한 유압식 구동 장치(9)로 이뤄지고, 그 구동 장치(6)의 구동 로드(9b)는 나사 결합 장치에 의해 진동 프레임(3)을 관통하여 그에 지지되는데, 그 경우에 진동 프레임(3)은 구동 장치(6)용 트래버스(10) 상에 지지된다. 판 스프링 조립체(4a, 4b; 5a, 5b)는 각각 그 단부에서 스프링 클램핑 장치(11)에 의해 클램핑되는데, 그것은 도 2에 명확히 도시되어 있다.

도 2에 따르면, 베이스 프레임(7)은 진동 프레임(3)을 지지하고, 진동 프레임(3)은 하부 스탠다드(standard)에 베어링 블록(8)을 유지하고 있다. 진동 프레임(3)은 하부 유지 판(12)을 거쳐 베어링 블록/나사 결합 장치(13)(각각 나사, 너트, 및 와셔로 이뤄짐)에 의해 판 스프링 조립체(4a, 4b 또는 5a, 5b)를 클램핑한 채로 베이스 프레임(7)에 결합한다. 진동 프레임(3)의 운동은 아래쪽으로 안전 스토퍼(14)에 의해 제한된다.

동일한 형식으로, 판 스프링 조립체(4a, 4b)(타측으로, 5a, 5b)는 각각의 하부 유지 판(15) 및 나사 결합 장치(16)에 의해 베이스 프레임(7)에 고정된다. 판 스프링 조립체(4a, 4b)의 장치는 각각 보호 판(17)에 의해 공간적으로 밀폐된다. 또한, 센터링 바(18) 및 측방 결합 나사(19)가 마련된다.

베이스 프레임(7)의 상부에는 판 스프링 조립체(5a, 5b)가 상부 유지 판(20) 및 상부 나사 결합 장치(21)에 의해 지지된다. 마찬가지의 구조 형식으로, 상부 베어링 블록/나사 결합 장치(22) 및 상부 스토퍼(23)가 상부 베어링 블록(8)에 마련된다. 상부 판 스프링 조립체(5a, 5b)에 있어서도 마찬가지로, 판 스프링 조립체(5b)에 대한 경계를 설정하는 베이스 프레임부(24)가 마련된다. 또한, 결합 요소(25)를 찾아볼 수 있다.

본 발명에 따른 금속, 특히 강의 연속 주조 장치에서는 진동 프레임에 지지되고 성형된 주조 횡단면을 갖는 연속 주조 주형을 사용하여, 판 스프링에 의해 지지된 진동 프레임을 연속 주조 주형과 함께 공진 진동 방법으로 작동될 수 있도록 함으로써, 종래의 다수의 진동 장치보다 안내 정확도가 개선됨과 동시에 스트랜드의 마찰이 현격히 감소되는 백래쉬 및 마모가 없는 편위가 보장되게 된다. 이제, 성형된 주조 스트랜드에서도 높은 표면 품질을 생성하는 것이 가능하고, 그에 수반하여 에지 근방의 조직이 개선되게 된다. 또한, 균열에 대한 민감성의 감소도 실현될 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 성형된 주조 횡단면을 갖는 연속 주조 주형(1); 상기 연속 주조 주형(1)이 장착된 진동 프레임(3); 상기 연속 주조 주형(1)을 구비한 상기 진동 프레임(3)에 공진 진동 방법으로 진동 운동을 생성하기 위하여 구동 실린더(9a)를 구비하고, 상기 진동 운동의 행정 거리와 진동수 중 적어도 하나 이상을 세팅할 수 있는 유압식 구동 장치(6, 9); 및 주조 스트랜드에 대해 양측에 대칭으로 배치되고, 상기 진동 프레임(3)이 안내 및 중량 보상을 위해 장착된 판 스프링 조립체(4a, 4b, 5a, 5b)를 포함하고 있는 금속 연속 주조 장치에 있어서, 상기 구동 실린더(9a)에서 압력을 측정하기 위한 측정 장치를 구비하고 있고, 상기 측정 장치에 의해 상기 주조 스트랜드와 상기 연속 주조 주형 사이의 마찰력의 크기가 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 프레임(3)의 진동 운동의 행정 높이 또는 형식에 의해 마찰력에 영향을 미칠 수 있는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 진동 프레임(3)의 진동 운동의 행정 높이는 0.3 내지 6 ㎜로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 자동식 주조 분말 공급 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판 스프링 조립체(4a, 4b; 5a, 5b)는 베이스 프레임(7)에서 양측으로 쌍을 이루어 서로 예각으로 뻗어있어 양단에서 탄성작용을 행하도록 고정되고, 상기 연속 주조 주형(1)을 지지하는 상기 진동 프레임(3)은 그 양단(3a; 3b) 사이에서 각각 상기 판 스프링 조립체 및 상기 진동 프레임(3) 상에 고정되어 이들과 결합된 베어링 블록(8)에 의해 장착되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상부 판 스프링 조립체(5a, 5b)의 쌍이 수평으로 또는 경사져 배치된 상기 베이스 프레임(7)에 수평으로 뻗어 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 주조 주형(1)의 성형된 주조 횡단면(1a)은 아령 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조 장치.
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