KR100861563B1 - 알루미늄의 연속주조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 쌍의 롤 사이에서 주조되는 알루미늄합금의 연속주조 방법에 관한 것이다. 용융 알루미늄합금은 롤들 사이의 롤바이트(roll bite)로 공급되어 반용융(semi-molten)상태로 롤닙 안쪽을 통과한다. 주조 알루미늄합금의 응고스트립은 약 25∼400 feet/min의 속도로 닙을 빠져나간다.얇은 두께(0.07∼0.25) 스트립의 생산율은 주조스트립 폭 인치당 시간당 2000파운드에 이르른다.

연속주조, 쌍롤식 주조, 알루미늄합금, 편석

Description

알루미늄의 연속주조{COTINUOUS CASTING OF ALUMINUM}

본 발명은 알루미늄합금의 연속주조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분당 25피트 이상의 속도로 두개의 냉각롤 사이에서 알루미늄합금을 연속주조하는 것에 관한 것이다.

알루미늄합금과 같은 금속의 연속주조는 쌍롤 주조기(win roll caster), 블럭 주조기(block caster), 벨트 주조기(belt caster)에 의해 이루어진다. 알루미늄합금의 쌍롤식 주조(twin roll casting)는, 상대적으로 얻을 수 있는 생산율이 적음에도 불구하고 지금까지 괄목할 만한 성과와 상업적인 실용화를 이루어 왔다. 본 발명은 쌍롤식 주조의 생산성을 능가하고, 벨트주조(belt casting)의 생산성에 상당하거나 그 보다 나은 수준에 달하는 알루미늄 연속주조 방법에 직접 관련된다.

쌍롤식 주조는 전통적으로, 용융금속이 롤들에 접촉하면서 응고가 시작되는 한 쌍의 역회전 냉각롤 사이의 바이트(bite)에 용융금속을 피딩하는 것을 포함하는 응고(solidification)및 변형(deformation)의 결합이다.

응고되는 금속은 롤바이트 내 용융금속의 "응고 프론트(freeze front)"로 형성되고, 응고금속 롤간의 최소 유리간격(minium clearance) 지점인 닙(nip)을 향하여 성장한다. 응고박판(solid sheet)은 롤에 의해 변형되며 롤을 빠져나간다.

알루미늄합금은 대략 분당 4-6 피트 또는 주조 폭(cast width) 인치당 시간당 약 50-70파운드(lbs/hr/in) 정도로 1/4인치 두께의 박판으로 성공적으로 롤주조 되어 왔다. 롤주조의 속도를 증가시키기 위한 시도들은 센터라인의 편석(segregation)으로 인해 전형적인 실패를 거듭했다. 얇은 두께의 박판(예: 대략 1/4 인치의 두께 보다 작은)이 롤주조기에서 두꺼운 두께의 박판 보다 빨리 생산될 수 있는 있다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있음에도 불구하고, 약 70 lbs/hr/in 이상의 빠른 속도로 알루미늄을 롤주조하는 능력은 달성하기 어려운 것이었다.

얇은 두께(thin gauge)에서의 쌍 롤주조기의 전형적인 작동은 미국특허번호 제5,518,064호(본 내용에 참조된다)와 도 1과 2에 설명되어 있다. 용융금속 홀딩 챔버(H)는 화살표 A₁과 A₂ 방향으로 각각 회전하는 수냉된 쌍롤 R₁과 R₂ 사이로 용융금속(M)을 공급하는 피드 팁(T)에 연결된다. 롤 R₁과 R₂는 상당히 매끄러운 표면(U₁, U₂)을 가지며, 표면상의 어떠한 거칠기도 이들을 제조하는 동안 사용된 그라인딩 기술의 인위적인 산물이다. 롤 R1과 R2의 센터라인은 수직하거나 대체적으로 수직한 평면(L, 예: 수직으로부터 대략 15°까지)에 있으며, 따라서 주조 스트립(S)은 대체로 수평 경로에 형성된다. 이러한 방법의 다른 변형은 상방 수직한 방향으로 스트립을 생산한다. 주조 스트립(S)의 폭은 팁(T)의 폭에 의해 결정된다. 평면(L)은, 닙(N)으로 지칭되는 R1과 R2 사이의 최소 유리간격의 영역을 지난다. 응고영역은 고형의 주조 스트립(S)과 용융금속(M) 사이에 존재하며, 고-액 혼합상 영역(X)를 포함한다. 응고 프론트(F)는 혼합상 영역(X)와 주조 스트립(S) 사이의 응고 완료선으로 정의된다.

전통적인 롤주조에 있서, 용융금속(M)의 열은 롤(R1과 R2)에 전달되고, 그결과 응고 프론트(F)의 위치는 닙(N) 상류에 유지된다. 이러한 방식으로, 용융금속(M)은 닙(N)의 치수 보다 두꺼운 두께로 응고된다. 고형 주조 스트립(S)은 롤(R1, R2)에 의해 변형되어 최종 스트립 두께를 얻게 된다. 전통적인 롤주조에 따른 롤(R1, R2) 사이의 응고된 스트립의 열간압연(hot rolling)은 롤주조 알루미늄합금 스트립의 스트립 특성에 있어 독특한 성질을 발생시킨다. 특히 합금에 있어, 스트립의 두께를 따라서의 중심부(central zone)에는 철(Fe), 규소(Si), 니켈(Ni), 아연(Z)과 이와 유사한 공융(eutectic) 형성원소가 풍부해지게 되며, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 바나듐(V), 지르코늄(Zr)과 같은 포정(peritectic) 형성원소가 희박해진다. 중심부에 있어 공융형성소(즉, Ti, Cr, V, Zr 이외의 합금원소)의 강화는 그 스트립(S) 부분이 응고가 마지막으로 일어나는 응고 프론트(F) 영역과 일치하기 때문에 발생하며, 이는 "센터라인 편석"이라고 알려져 있다. 주조(as-cast) 스트립에 있어서 넓은 범위에 걸친 센터라인 편석은 전통적인 롤주조기의 속도를 제한하는 요인이다. 또한, 주조 스트립은 롤작업 특징을 보인다. 닙의 금속상류의 응고과정에 형성되는 결정립(grain)은 롤에 의해 평탄화된다. 따라서, 롤주조 알루미늄은 다축(비등축)구조를 갖는 결정립을 포함한다.

닙(N)에서의 롤갭(roll gap)은 얇은 두께의 스트립(S)를 생산하기 위하여 작아진다. 그러나, 롤갭이 작아질수록 롤(R1과 R2) 사이의 고형 금속에 의해 발생되는 롤 분리력(roll separating force)은 증가한다. 롤 분리력의 정도는 롤닙(N)에 대한 응고 프론트(F)의 위치에 의한 영향을 받는다. 롤갭이 작아짐에 따라, 금속박편의 수축율(percentage reduction)은 증가하며, 롤 분리력은 증가한다. 어떤 점에서, 바람직한 롤갭을 얻기 위한 롤(R1과 R2)의 상대적인 위치는 롤 분리력을 극복할 수 없으며, 최소 두께는 응고 프론트(F) 지점에서 이루어져 왔다.

롤 분리력은 응고 프론트(F)를 닙(N) 방향에 대해 하류로 이동시키기 위하여 롤속도를 증가시킴에 의해 감소될 수 있다. 응고 프론트가 하류(닙에 대해)로 이동될 때, 롤갭이 감소된다. 이러한 응고 프론트의 움직임은 응고 시작점에서의 스트립 두께와 닙(N)에서의 롤갭 간의 비율을 감소시키며, 따라서 비례적으로 덜 응고된 금속이 압축되고 열간 압연됨에 따라 롤 분리력을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 응고 프론트(F)의 위치가 닙(N)을 향하여 움직임에 따라, 비례적으로 상당한 양의 금속이 응고되며, 그리고 나서 얇은 두께로 열간압연된다.

종래 기술에 따르면, 얇은 두께 스트립의 롤주조는 상대적으로 두꺼운 스트립(high gauge strip)을 최초 롤주조하고, 최대 롤 분리력에 도달할 때까지 두께를 감소시키고, 롤 분리력을 낮추기 위하여(롤속도를 증가시킴에 의해) 응고 프론트를 전진시키고, 그리고 최대 롤 분리력에 다시 도달할 때까지 두께를 더 감소시키고, 바람직한 얇을 두께가 얻어질 때까지 서로 상호작용하는 방식으로 응고 프론트를 전진시키고 두께를 감소시키는 이러한 과정을 반복하는 것에 의해 완성된다. 예를 들자면, 10mm 스트립(S)은 롤링되어 롤 분리력이 필연적으로 동반되는 롤속도 증가에 대해 과도(예: 6mm)해질 때까지 두께가 감소된다.

롤속도를 증가시키는 이러한 과정은 응고 프론트(F)가 일정한 하류지점에 도달할 때까지만 실행될 수 있다. 종래의 기술은, 응고스트립이 닙에서 롤링되는 것을 보장하기 위하여 응고 프론트(F)가 롤닙(N) 내부로 전진하지 않는다는 것을 보여준다. 닙(N)에서의 응고스트립의 롤링은, 열간압연되는 주조 금속 스트립(S)의 손상을 방지하고 하류 와인더(winder), 핀치롤 또는 이와 유사한 것들의 인장력을 견딜 수 있도록 스트립에 충분한 인장강도를 제공하기 위하여 필요한 것임이 일반적으로 받아들여지고 있다. 결론적으로, 알루미늄합금의 응고스트립이 닙(N)에서 열간압연되는 종래식 쌍롤 주조기의 롤 분리력은 넓이 인치당 수톤에 해당한다. 두께에 있어서의 일정정도 감소가 가능함에도 불구하고, 닙(N)에서 스트립이 변형되는 것을 보장하기 위하여 이와 같이 높은 롤 분리력에서 작동하는 것은 스트립 두께의 추가적인 감소를 상당히 어렵게 만든다. 롤주조기의 속도는 응고 프론트(F)를 닙(N) 상류에 유지하고 센터라인 편석을 방지하기 위한 필요에 의해 제한된다. 따라서, 알루미늄 합금을 위한 롤주조 속도는 상대적으로 느린 것이었다.

많은 합금원소를 포함하는 합금에 있어, 만족스러운 미세구조를 얻기 위한 롤 분리력의 일정정도의 감소는 미국특허번호 제6,193,818호(이하 '818)에 소개되어 있다. 0.5∼13 wt% 규소를 갖는 합금은, 대략 5∼9 ft/min 속도로, 약 5000∼40,000 lbs/in의 롤 분리력에서 두께 약 0.05∼0.2 인치 스트림으로 롤주조된다. 이는 롤 분리력 감소에 있어서의 진전을 나타내지만, 이들 힘은 아직 상당한 공정상의 애로에 직면하게 한다. 더우기, 생산성 문제가 아직 남겨져 있고, '818특허에 따라 생산된 스트립은 일정정도의 센터라인 편석과 도 3에 도시된 바와 같은 결정립 연신(grain elongation)이 나타난다.

고속 롤주조의 주요한 문제점은 용융금속으로부터 매끄러운 표면 U1과 U2로의 균일한 열전달을 달성하기가 어렵다는 문제점에 있다. 실제로, 표면 U1과 U2는 롤의 열전달 특성을 변동시키는 다양한 불완전 요소를 포함하고 있다. 고속의 롤링속도에서, 열전달에 있어서 이러한 비균일성은 문제가 된다. 예를들어, 적절한 열전달을 갖는 표면 U1과 U2의 면적은 닙(N) 상류의 바람직한 위치에서 용융금속(M)을 냉각시킬 것이나, 부적당한 열전달 특성을 갖는 면적은 용융금속의 일정부분을 바람직한 위치 너머로까지 전진시키고 주조 스트립에 있어서의 비균일성을 발생시킬 것이다.

얇은 두께의 강 스트립(steel strip)은, 빠른 속도(약 400 feet/min 이상)와 작은 롤 분리력으로 수직 주조기에서 성공적으로 롤주조 되어왔다. 수직 롤주조기의 롤은 스트립이 하방으로 형성되도록 나란히 배치되어 있다. 이러한 수직지향으로, 용강(molten steel)은 롤 사이의 바이트에 이송되어 용강 풀(pool)을 형성한다. 용강 풀의 상부표면은 종종 비활성 가스에 의해 대기로부터 보호된다. 용융금속 풀로부터의 쌍롤식 수직주조(vertical twin roll casting)는 철강에 대해서는 성공적이나, 알루미늄합금은 용융 알루미늄합금 풀로부터 주조될 수 없다. 수직롤 바이트의 이러한 풀에 있어서의 용융 알루미늄은 심지어 보호될 때에도 쉽게 산화된다. 이는 주조되는 합금의 금속학적 성질을 변화시킨다. 강합금은 산화문제에 대해 덜 민감하며, 산화로부터의 적절한 보호를 통해 성공적으로 롤주조될 수 있다.

연구실 규모에서의 수직 롤주조에 있어 이러한 알루미늄 산화문제를 극복하기 위한 일제안이 Haga 등의 "High Speed Roll Caster for Aluminum Alloy Strip", Proceedings of 1CAA-6, Aluminum Alloys, Vol. 1, pp 327-332(1988)에 제시되었다. 이 방법에 따르면, 용융 알루미늄합금의 흐름은 가압가스 노즐로부터 수직 롤주조기의 쌍롤 어느 하나 또는 모두의 위에 직접 분출된다. 알루미늄합금 스트립의 고속 주조가 보고됨에도 불구하고, 이 기술의 주요한 결점은 용융 알루미늄합금의 이송율이 주조 스트립에 있어서의 균일성 보장을 위해 조심스럽게 제어되어야 한다는 것이다. 단일 흐름이 하나의 롤 상에 배출될 때, 그 흐름은 스트립으로 응고된다. 만일 흐름이 각 롤위에 분출된다면, 각 흐름은 주조 스트립 두께의 1/2이 된다. 두 경우에 있어, 가스 압력 또는 용융 알루미늄합금의 이송속도에 있어서의 어떠한 변동도 주조 스트립의 불균일성을 초래한다. 이와 같은 타입의 알루미늄합금 롤주조에 대한 이들 제어 파라미터는 상업적인 견지에서 실용적이지 않다.

알루미늄합금의 연속주조는, 약 20-25 ft/min의 속도로 두께 약 3/4 인치(19mm)에 약 1400 lb/hr/in의 생산성 수준에 달하는 벨트주조로 달성되어 왔다. 미국특허번호 제4,002,197호에 개시된 바와 같은 종래의 벨트주조에 있어서, 용융금속은 한 쌍의 회전하는 유연(flexible) 금속벨트의 대항하는 부분 사이의 주조영역으로 공급된다. 두 개의 유연 주조벨트 각각은 주조영역의 한 쪽 끝에 위치한 상류(upsteam)롤러와 주조영역의 다른 쪽 끝에 위치한 하류(downstream)롤러에 의해 정의되는 경로에서 회전한다. 이러한 방식으로, 주조밸트는 상류롤러 부근에서 서로 반대편으로 바로 모아져서, 상류롤러 사이의 닙에서 주조영역으로의 입구를 형성한다. 용융금속은 닙으로 직접 공급된다. 용융금속은 움직이는 벨트 사이에 담아져서 이를 따라 이송되면서 응고된다. 응고되는 금속에 의해 발산되는 열은 주조되는 금속과 인접한 두 벨트 부위를 통하여 흡수된다. 이 열은, 벨트의 반대편 표면을 대항하여 흐르며 이와 상호작용하는 실질적으로 연속적인 수막(film of water)을 빠른 속도로 이동시킴을 통해 벨트 반대편 표면을 냉각시킴으로써 흡수된다.

벨트주조를 위한 작동 파라미터는 롤주조에 대한 파라미터와 상당히 다르다. 특히, 스트립을 의도적으로 열간압연(hot rolling) 하지 않는다. 금속의 응고는, 두께 3/4 인치에 대해 닙의 하류 약 12-15 인치(30-38mm)의 정도에서 완결된다. 벨트는, 한쪽 표면 위의 용융금속에 접촉될 때 고온에 노출되고, 안쪽 표면상의 물에 의해 냉각된다. 이는 벨트의 변형을 가져온다. 스트립의 일관적인 표면품질을 얻기 위하여, 이러한 벨트에 있어서의 텐션(tention)은 온도변동에 따른 벨트의 팽창과 수축을 고려하여 조절되어야만 한다. 벨트 주조기 상에서의 알루미늄합금의 주조는 지금까지, 주로 최소한도의 표면품질 요구를 갖거나 후에 페인팅 되는 생산품에 대해 사용되어 왔다.

벨트의 열적 불안정성 문제는 블럭주조기에서 회피된다. 블럭주조기는 한 쌍의 대항 트랙상에 서로 인접하여 마운트된 다수의 칠링블럭을 포함한다. 각각의 칠링 블럭 세트는 서로 반대방향으로 회전하여, 용융금속이 그 사이에 이송되는 주조영역을 형성한다. 칠링 블럭은 용융금속의 열이 그 쪽으로 전달됨에 따라 히트싱크(heat sink)로서 작용한다. 금속의 응고는 두께 3/4 인치에서, 주조영역으로의 입구 하류 약 12-15 인치에서 완결된다. 칠링 블럭으로 전달된 열은 리턴루프(return loop) 동안 제거된다. 벨트와 달리 칠링블럭은 열전달에 의해 변형되지 않는다. 그러나, 주조 스트립에 있어서의 불균일성과 결함을 야기시키는 블럭간의 갭을 방지하기 위하여, 블럭주조기에 대한 정밀한 치수제어가 필요하다

용융금속의 열을 주조 표면으로 전달하는 이러한 개념은 미국특허번호 제5,515,908호와 5,564,491에 설명된 바와 같은 일정정도 수정된 벨트주조기에 적용되어왔다. 히트 싱크 벨트주조기에 있어, 용융금속은 닙에 앞서 응고가 시작되면서 닙 상류의 벨트(주조 표면)로 이송되며, 금속으로부터 닙 하류의 벨트로의 열전달이 계속된다. 이러한 시스템에 있어, 용융금속은 상류롤러의 커브를 따라 벨트로 공급되어 금속이 상류롤러 사이의 닙에 도달할 무렵에 실질적으로 응고된다. 용융금속과 주조 스트립의 열은 주조영역(닙의 하류를 포함하는) 내의 벨트로 전달된다. 그리고 벨트가 용융금속이나 주조 스트립의 어느 한쪽과의 접촉으로부터 벗어나는 동안 열은 벨트로부터 제거된다. 이러한 방식으로, 주조영역(용융금속과 주조 스트립에 접촉해 있는) 내부의 벨트 부위는, 종래의 벨트 주조기에서 발생하는 것과 같이 온도에 있어서 심한 변화를 겪지 않는다. 스트립의 두께는, 그 사이에서 주조되는 벨트의 열용량에 의해 제한될 수 있다. 0.08-0.1 인치(2-2.5mm)의 스트립에 대한 2400 lbs/hr/in의 생산율이 얻어져 왔다.

그러나, 종래의 벨트주조에서 사용된 벨트와 관련된 문제는 그대로 남아있다. 특히, 주조 스트립의 균일성은 벨트의 안정성(즉, 텐션)에 의존한다. 종래 또는 히트싱크 타입 등 어느 벨트주조기에 대해서도, 벨트와 뜨거운 용융금속의 접촉 그리고 응고되는 금속으로부터 벨트로의 열전달은 벨트의 불안정을 야기시킨다. 더욱이, 생산을 중단시키는 일정한 간격의 벨트의 교환이 요구된다.

따라서, 한 쌍의 벨트를 사용하지 않으며 주조 스트립 표면에 있어서의 균일성을 달성하는 알루미늄합금의 고속 연속주조 방법에 대한 요구가 존재한다.

이하에 기술되는 내용에 있어서, 반대 내용이 명시적으로 표현된 것을 제외하고, 본 발명에 대한 여러가지 선택적인 변경 및 단계 순서가 가정될 수 있음이 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 그리고 하기 명세서에 기술된 구체적인 장치 및 공정들은 발명의 예시적인 실시에 이다. 따라서, 이하에서 개시되는 실시예와 관련한 구체적인 크기 및 다른 물리적인 특징들은 제한적이지 않다.

앞서 살펴본 바와 같은 고속 연속주조 방법에 관한 필요성은, 본 발명에 의한 연속주조 알루미늄합금의 방법에 의하여 만족되며, 상기 방법은 병치되며 그리고 수평면에 배열된 한쌍의 수냉 롤과 연동하는 용융 알루미늄합금을 공급하는 단계를 구비한다. 용융 알루미늄합금의 저장고는 롤 사이에 형성된 닙(nip)의 방향으로 진행한다. 응고 알루미늄합금의 외부 층은 각 롤(roll)의 상부에 형성되며, 반응고(semi-solid) 알루미늄합금은 응고층 사이의 중심부에서 형성된다. 반응고 알루미늄층은 용융부 및 응고프로트로부터 떨어져 나온 깨진 덴드라이트(dendritic)형의 암(arm)의 응고부를 포함한다. 외부 응고층 및 반응고 알루미늄합금의 응고부는 닙을 통과하여 응고 알루미늄합금의 스트립은 닙을 빠져나가며, 이때 알루미늄합금의 용융부는 닙으로부터 상류로 흐른다. 닙을 빠져나가는 스트립은 알루미늄합금의 외부 응고층 사이에 샌드위치된 응고중심 편석층을 포함한다. 일반적인 상태 하에서는, 중앙 층의 두께는 전체 스트립 두께의 약 20 내지 30%이다. 상기와 같은 방법으로, 알루미늄합금의 응고스트립은 합금이 닙 형성 포인트에 도달하기 이전까지 만들어지지 않는다. 나아가, 종래 쌍롤 주조기(twin roll caster)와 다르게, 롤은 주조 알루미늄의 스트립을 변형시키지 않는다. 결과적으로, 공정이 대단히 적은 롤 분리력에 의하여 구현된다.

삭제

용융 알루미늄합금은 공정(eutectic) 형성 합금 요소의 초기 집중화를 갖는다. 합금의 깨진 덴드라이트 형상의 암으로부터 편석부를 형성함으로써, 이 편석부는 공융형성 합금원소들이 고갈된다. 중간 층에서의 공융형성 합금 요소의 농도는 약 5~20% 정도 만큼 각 외부층에서의 공융형성 합금 요소의 농도보다 낮다.

금속 스트립은 분 당 약 25에서 400피트(7.7-123m)의 속도 또는 분당 약 100에서 300피트(30-92m)의 속도로 닙에서 나온다. 응고스트립이 만들어지는 선형 속도는, 예를 들어 약 4배 정도 높은 정도로, 용융 알루미늄합금이 롤로 공급되는 선형 속도보다 높다. 롤은 수평적인 구성으로 스트립을 주조할 수 있도록 배열되며 그리고 열전달을 향상 시키기 위하여 약 5에서 50마이크론 정도의 높이로 그리고 인치 당 약 20에서 120 정도로 간격진 상태로 표면 돌부(irregularities)(예를 들면, 홈, 딤플 또는 커널)로 무늬가 형성된다. 롤 분리력은 폭의 인치 당 약 25에서 300 파운드보다 적으며, 그리고 폭의 약 25에서 약 200 파운드 정도이며 또는 폭의 인치 당 약 100파운드이다. 응고스트립은 약 0.07에서 약 0.25 인치 또는 약 0.08에서 약 0.095 인치의 두께로 형성된다. 롤은 내부적으로 냉각되며 그리고 접촉면들은 연속 균일 산화 층을 그 위에 형성하기 위하여 제공하기 위하여 사용하기 이전에 산화 처리된다. 주조 동안에 롤에 축적될 수 있는 찌꺼기들을 제거하기 위해서 롤은 주기적으로 또는 연속적으로 브러싱(brush)된다. 용융 금속이 측면부를 통하여 누출되는 것을 방지하기 위하여 고정된 에지 댐(dams) 및 전자기(electromagnetic) 댐(dams)이 사용될 수 있다.

본 발명은 병치되어 있으며 그리고 한쌍의 내부적으로 냉각되는 롤과 연동하는 연속주조 알루미늄합금의 방법에 관한 것이다. 알루미늄합금에 대한 종래의 쌍 롤 주조기는 분 당 약 4 내지 6 피트(1-2m) 또는 주조 폭(lbs/hr/in)의 인치 당 시간 당 약 50 내지 70 파운드의 속도로 작동한다. 본 발명은 종래의 롤 주조기를 부분적으로 참조하여 기술하면 다음과 같다. 압루미늄 합금의 종래 쌍 롤 주조에 대한 장비 및 공정 제어 변수들은 본 발명을 실제적으로 구현할 때 사용될 수 있다. 그렇지만, 본 발명은 하기에 상세히 기술된 바와 같이 종래의 몇 가지 양상과는 다르게 구현된다.

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제1도 (종래 기술 및 본 발명에 의한 수평적인 연속주조를 도시하고 있는)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 화살표 방향 A1 및 A2의 방향으로 각각 회전하는 한쌍의 대응하여 회전하는 냉각 롤 R1 및 R2를 이용하여 구현된다. 수평적이라는 용어에 의하면, 주조 스트립은 수평적인 방향으로 또는 수평으로부터 플러스 마이너스 약 30도의 각도로 생산된다는 것을 의미한다. 제3도에 도시된 바와 같이, 세라믹 재료로 만들어지는 피드팁(feed tip) T는 화살표 B의 방향으로 화살표 A1 및 A2의 방향으로 각각 회전하는 롤 R1 및 R2상에 용융 금속 M을 직접 공급한다. 피드 팁 T 및 롤 R1 및 R2 사이에 형성된 틈새 G1 및 G2는 용융된 금속의 누출을 방지하고 그리고 용융된 금속이 롤 R1 및 R2를 따라 대기로 노출되는 것을 최소화하기 위하여 유지되며 그리고 팁 T 및 롤 R1 및 R2 사이의 접촉을 피하게 된다. 상기 틈새 G1 및 G2의 바람직한 크기는 약 0.01인치(0.25mm)이다. 롤 R1 및 R2의 중심 라인을 관통하는 평면 L은 롤 닙 N에 해당하는 롤 R1 및 R2 사이에서 최소 간극의 영역을 통과하게 된다.

용융 금속 M은 영역 2 및 4에서 냉각 롤 R1 및 R2와 직접적으로 접촉하게 된다. 롤 R1 및 R2와 접촉하게 되면, 금속 M은 냉각되고 응고하기 시작한다. 냉각 금속은 롤 R1 근처에서 응고 금속의 상부 쉘(6) 그리고 롤 R2 인근에서 응고 금속의 하부 쉘(8)을 구성한다. 쉘(6, 8)의 두께는 금속 M이 닙 N의 방향으로 전진할때 증가한다. 응고 금속(실제 크기로 도시되지 않은)의 큰 덴드라이트(10)가 상부 및 하부 쉘 및 용융 금속 M 사이의 경계부에 형성된다. 큰 덴드라이트(10)은 용융 금속 M의 저속 흐름부의 중심부(12)로 분지되어 형성되며 그리고 화살표 C1 및 C2의 방향으로 이동한다. 흐름의 드래깅(dragging) 작용은 보다 작은 덴드라이트(14, 실제 크기로 도시 안됨)로 나누어지는 보다 큰 덴드라이트(10)을 구성한다. 구역(16)에 해당하는 닙 N의 상부 중심부(12)에서, 금속 M은 반응고 상태가 되며 그리고 응고 상분(응고된 작은 덴드라이트(14)) 및 용융 금속 성분을 구비한다. 구역(16)에서의 금속 M은 작은 덴드라이트(14)의 부분적인 분산으로 인하여, 약한 연속성을 갖게 된다. 닙 N의 위치에서, 용융 금속의 일부는 화살표 C1 및 C2의 반대방향으로 후방 방향으로 스퀴즈된다. 닙 N에서의 롤 R1 및 R1의 전방 회전은 금속이 완전히 응고되어 닙 N부를 이탈할 수 있도록 닙 N으로부터 중앙부(12)에 있는 용융 금속을 상부방향으로 이동시키는 동안에, 금속의 응고부분(상부 및 하부 쉘(6 및 8) 그리고 중앙 부분(12)에서의 덴드라이트 (14))만을 이동시킨다. 닙 N의 하부 방향에서는, 중앙부(12)는 상부 쉘(6) 및 하부 쉘(8) 사이에 샌드위치된 작은 덴드라이트(14)를 구비하는 응고 중심층(18)이다. 중심 층(18)에서, 작은 덴드라이트(14)는 약 20 내지 50 마이크론 크기이며 그리고 전체적으로 구형 형상을 갖는다.

상부 및 하부 쉘(6 및 8)의 3개 층 및 응고 중심층(18)은 응고 주조 스트립 (20)을 구성한다. 응고 중심층(18)은 스트립(20)의 전체 두께의 약 20 내지 30%로 구성된다. 작은 덴드라이트(14)의 농도는 흐름의 반응고 구역(16)에서 보다도 스트립(20)의 응고 중심층(18)에서 보다 높다. 용융 알루미늄합금은 포정형성 합금 요소 및 공융형성 합금 요소를 포함하는 최초 농도 합금 요소를 갖는다. 알루미늄을 갖는 포정형성 요소인 합금 요소는 Ti, V, Zr, Cr이다. 모든 다른 합금 요소들은 Si, Fe, Ni, Zn, Mg, Cu, Mn과 같은 알루미늄을 갖는 공융형성 요소들이다. 용융 알루미늄합금의 응고 동안에, 덴드라이트는 주변 용융 모재(mother material) 보다 더 낮은 공융형성 요소 농도를 가지며 그리고 보다 높은 포정형성 요소 농도를 갖는다. 구역 16에서, 닙의 중앙 구역 상부에서, 작은 덴드라이트(14)는 작은 덴드라이트를 둘러싸는 용융 금속이 공융형성 요소에서 어느 정도 양이 많아지면, 공융형성 요소가 부분적으로 결핍하게 된다. 결과적으로, 많은 수의 덴드라이트를 구비하는 스트립(20)의 응고 중심층(18)은 공융형성 요소를 결핍(일반적으로 약 20 무게퍼센트까지, 약 5 내지 20wt%)하게 되며, 그리고 각각의 금속 M, 상부 및 하부 쉘 6 및 8에서 공융형성 요소 및 포정형성 요소의 농도와 비교하여, 포정형성 요소(약 45% 까지, 약 5 내지 45wt%)에서 풍부하게 된다.

수치의 어떤 범위를 언급함에 있어서, 그러한 범위는 기술된 최소 및 최대 범위 사이에서 각각의 그리고 모든 수치 및/또는 분수를 포함하는 것을 이해된다. 예를 들면 약 5 내지 20wt% 공융형성 요소의 범위는 19.5, 19.7 및 19.9wt%를 포함하는 약 5.1, 5.2, 5.3 및 5.5%의 모든 중간 값을 표현적으로 포함하는 것이다. 상기와 같은 결과는 두께, 상대 두께, 농도, 및/또는 공정 변수와 같은 각각 다른 수치에도 적용된다.

롤 R1 및 R2는 용융 금속 M에 대한 히트 싱크(heat sink)로서 작용한다. 본 발명에 있어서, 열은 주조 스트립(20)의 표면에서 균일성을 구현하기 위하여 균일한 방법으로 용융 금속 M으로부터 롤 R1 및 R2로 전달된다. 각각의 롤 R1 및 R2의 표면들은 강철 또는 구리로 만들어 질 수 있으며 그리고 용융 금속 M과 접하는 표면 돌부(irregularities)(미도시)을 구비하고 있다. 상기 표면 돌부(irregularities)는 제어된 돌부(irregularities)를 표면 D1 및 D2에 부가함으로써 표면 D1 및 D2로부터의 열 전달을 증가시켜서, 표면 D1 및 D2를 가로질러 균일한 열 전달을 구현한다. 표면 돌부(irregularities)는 홈(grooves), 딤플(dimples), 커널(knurls) 또는 다른 형상으로 구현되며 그리고 인치 당 약 20 내지 120 표면 돌부(irregularities) 또는 인치 당 약 60의 표면 돌부(irregularities)의 규칙적인 무늬로 공간 형성된다. 표면 돌부(irregularities)는 약 5내지 50 마이크로 또는 약 30 마이크론의 높이를 갖는다. 롤 R1 및 R2는 롤 R1 및 R2로부터 주조 스트립 편석을 쉽게 하기 위하여 크롬 또는 니켈과 같은 재료로 코팅된다.

롤 R1 및 R2의 소정 속도의 제어, 유지 및 선택은 본 발명의 작동성에 영향으로 줄 수 있다. 롤의 속도는 용융 금속 M이 닙 N의 방향으로 이동하는 속도를 결정한다. 만약 상기의 속도가 너무 낮으면, 큰 덴드라이트(10)은 중앙부(12)로 이동할 수 있는 충분한 힘을 갖지 못하여, 낮은 덴드라이트(14)내로 편석될 수 있다. 따라서, 본 발명은 분 당 약 25 내지 400 피트, 또는 분 당 약 100 내지 400 피트 또는 분당 약 150 내지 300 피트의 속도와 같은 높은 속도의 작동에 잘 적용된다. 용융 알루미늄이 롤 R1 및 R2 로 전달되는 단위 면적 당 선형 속도는 롤 R1 및 R2의 속도보다 낮을 수 있으며 그리고 롤의 속도의 1/4이다. 본 발명에 의한 고속의 연속주조는 무늬 형성된 표면 D1 및 D2가 용융 금속 M으로부터 균일한 열 전달을 구현하기 때문에 부분적으로 성취 가능하다.

롤 분리력은 본 발명을 구현하는데 있어 변수가 될 수 있다. 본 발명의 중요한 장점은 응고스트립이 금속이 닙 N에 도착할때까지 형성되지 않는다는 것이다. 두께는 롤 R1 및 R2 사이의 닙 N의 크기에 의하여 결정된다. 롤 분리력은 용융 금속을 상부 방향으로 그리고 닙 N으로부터 떨어져 스퀴즈할 수 있도록 충분히 크다. 닙 N을 통과하는 과도한 용융 금속은 상부 및 하부 쉘(6 및 8)의 층들 및 응고 중심부(18)을 서로 떨어지도록 할 수 있으며 그리고 비정렬될 수 있다. 닙 N에 도달하는 충분하지 않은 용융 금속은 종래의 롤 주조 공정에서 발생되는 것과 같이 스트립이 너무 이른 때에 형성될 수도 있다. 너무 이른 때에 형성된 스트립(20)은 롤 R1 및 R2에 의하여 변형될 수 있으며 그리고 중심라인이 편석될 수 있다. 소정의 롤 분리력은 폭 주조의 인치 당 약 25 내지 300 파운드 또는 폭 주조의 인치 당 약 100 파운드이다. 일반적으로, 저속 주조는 두꺼운 합금으로부터 열을 제거하기 위하여 보다 두꺼운 게이지(gauge) 알루미늄합금을 주조할 때 필요하다. 종래 기술과는 달리, 상기와 같은 저속 주조는 충분한 응고 알루미늄 스트립이 닙의 상부로 형성되지 않기 때문에 본 발명에서는 과도한 롤 분리력이 되지 않는다.

게이지 알루미늄 스트립 제품은 본 발명의 방법에 따라 주조될 수 있다. 롤 분리력은 저 게이지 알루미늄합금 스트립 제품을 생산하는데 있어서 제한적인 인자가 될 수 있지만, 본 발명에서는 롤 분리력이 종래의 공정에서보다 적은 크기이기 때문에 제한적이지 않다. 알루미늄 합급 스트립은 약 0.1인치의 두께로 또는 분 당 약 25 내지 400피트의 주조 속도보다 적은 속도로 생산될 수 있다. 보다 두꺼운 알루미늄합금 스트립은 예를 들면 약 1/4인치 두께로 본 발명의 방법에 의하여 생산될 수 있다.

롤 표면 D1 및 D2는 주조 동안에 가열되며 그리고 증가된 온도에 다라 산화될 수 있다. 주조 동안의 롤 표면의 균일하지 않은 산화는 롤 R1 및 R2의 열 전달 특성을 변화 시킬 수 있다. 따라서, 롤 표면 D1 및 D2는 주조 동안에 그 변화를 최소화하기 위하여 사용하기 이전에 산화될 수 있다. 그리고, 알루미늄 및 알루미늄합금의 주조 동안에 형성되는 찌꺼기를 가끔 또는 연속적으로 제거하기 위하여 롤 표면 D1 및 D2를 브러싱(brushing)할 필요가 있다. 주조 스트립의 작은 조작들은 스트립 S로부터 자유로이 떨어져서 롤 표면 D1 및 D2에 부착될 수 있다. 이러한 작은 알루미늄합금 스트립의 조각들은 산화에 약하며, 따라서 롤 표면 D1 및 D2의 열 전달 특성에 비균일성을 유발할 수 있다. 롤 표면 D1 및 D2를 브러시로 떨어냄으로써 롤 표면 D1 및 D2에 모아지는 찌꺼기부터 발생할 수 있는 비균일성 문제를 예방할 수 있다.

본 발명은 본 발명에 의한 알루미늄합금 스트립 연속주조를 포함한다. 알루미늄합금 스트립(20)은 알루미늄합금의 제1층 및 그들 사이에 중간층(응고 중심층 18)을 갖는 알루미늄합금(쉘 6 및 8에 해당)의 제2층으로 구성된다. 중간층에서의 공융형성 합금 요소의 농도는 전형적으로 약 20wt%까지 그리고 약 5내지 20% 만큼 제1 및 제2 층에서보다 작다. 중간층에서의 포정형성 합금 요소의 농도는 전형적으로 약 45wt%까지, 그리고 약 5내지 45% 만큼, 제1 및 제2층에서보다 크다. 본 발명의 알루미늄합금 스트립의 입자는 롤에 의하여 인가된 힘이 낮기 때문에(폭의 인치 당 300 파운드 또는 그보다 적은), 변형되지 않는다. 스트립 20은 그것이 닙 N에 도달하기까지 응고되지 않는다. 주조기에서 종래의 고온 롤링에서는, 스트립 20의 입자는 변형되지 않으며 그리고 응고에 따라 얻어진 그들의 최초의 구조, 즉 환형과 같은 동축구조를 유지하게 된다.

종래의 알루미늄합금 주조기는 본 발명에 따른 작용을 위하여 갱신될 수 있다. 기어 박스 및 종래 알루미늄합금 롤 주조기의 관련 요소들은 본 발명에 따라 구현되는 고속의 롤 회전 속도를 성취할 수 없다. 따라서, 이러한 롤 구동 구성 요소들은 본 발명을 구현하기 위하여 업그레이드 시킬 필요가 있다. 고정 댐 및 전자기 에지 댐의 조합이 본 발명의 방법에 따라 작동하는 연속 주조기에 포함될 수 있다. 롤들은 상기에 기술한 방법과 같이 무늬 형성되고 그리고 부러싱 처리된다. 나아가, 스트립은 냉각되며 고온 파열을 방지하기 위하여 출구부에서 지지되어 있으며, 코일링 하기 이전에 충분히 고온 롤링된다.

본 발명에 따른 알루미늄합금 연속주조는 스트립 S의 소정 게이지에 해당하는 닙 N의 크기를 최초로 선택함에 의하여 구현된다. 롤 R1 및 R2의 속도는 소정의 생산 속도로 또는 롤링이 롤 R1 및 R2 사이에서 발생하고 있다는 것을 표시하는 레벨로 까지 롤 분리력을 증가시키는 속도보다 작은 속도로 증가된다. 본 발명에 의하여 구현되는 속도에서의 주조(예를 들면, 분 당 약 25에서 약 400피트)는 인곳(ingot) 주조와 같이 알루미늄합금 주조보다 약 100배 빨리 알루미늄합금 스트립을 응고시키며 그리고 인곳과 같이 알루미늄합금에 있어서 스트립 특성을 개선시킨다.

본 발명이 참조 문자들이 전체를 통하여 부품들을 칭하는 것과 같이 첨부된 도면 번호와 함께 다음의 기술로부터 충분히 이해될 것이다.

제1도는 용융 금속 공급 팀 및 한쌍의 롤을 구비하는 주조부를 도시하는 개 략도이다.

제2도는 종래기술에 따라 작용하는 제1도에 도시된 용융 금속 공급 팁 및 롤의 개략적인 확대 단면도이다.

제3도는 본 발명에 따라 작용하는 제1도에 도시된 용융 금속 공급 팀 및 롤의 개략적인 확대 단면도이다.

제4도는 Si-Fe-Ni-Zn 합금에 대한 본 발명의 방법의 유니트 당 힘대 주조 속도에 대한 그래프이다.

제5도는 Mg-Mn-Cu-Fe-Si 알루미늄합금에 대한 본 발명의 방법의 유니트 당 힘 대 주조 속도에 대한 그래프이다.

제6도는 본 발명에 의한 Si-fe-Ni-Zn 알루미늄합금 제품의 스트립에 있어서, 공융형성 합금 요소의 밀도 대 스트립 깊이의 그래프이다.

제7도는 본 발명에 따라 제조된 Si-Fe-ni-Zn 알루미늄합금의 스트립에 있어서, 포정형성 합금 요소의 밀도 대 스트립 깊이의 그래프이다.

제8A도는 본 발명에 의하여 제조된 Si-Fe-Ni-Zn 알루미늄합금의 횡단면의 25배 확대를 도시하는 현미경사진이다.

제8B도는 제8A도에 도시된 스트립의 100배 확대를 도시하는 현미경 사진이다.

제9A도는 본 발명에 다라 제조된 Mg-Mn-Cu-Fe-Si 알루미늄합금의 스트립의 횡단면의 25배 확대를 도시하는 현미경 사진이다.

제9B도는 제9A도에 도시된 스트립의 중심부의 100배 확대를 도시하는 현미경 사진이다.

제10도는 본 발명에 따라 제조된 Mg-Mn-Cu-Fe-Si 알루미늄합금의 스트립에 있어서, 공융형성 합금 요소의 농도 대 스트립 깊이를 도시하는 그래프이다.

제11도는 본 발명에 다라 제조된 Mg-Mn-Cu-Fe-Si 알루미늄합금의 스트립에 있어서, 포정형성 합금 요소의 농도 대 스트립 깊이를 도시하는 그래프이다.

제12도는 본 발명에 따라 제조되는 Mg-Mn-Cu-Fe-Fe-Si 알루미늄합금의 양극처리 스트립의 가로방향 중심부의 50배 확대를 도시하는 현미경사진이다.

제13A도는 본 발명에 따라 만들어지며 그리고 스트립 지지구조 및 선택 냉각 수단을 구비하는 주조기를 개략적으로 도시하는 도면이다.

제13B도는 본 발명에 따라 만들어지면 그리고 또 다른 스트립 지지구조 및 선택 냉각 수단을 구비하는 주조기를 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명이 상기와 같이 일반적으로 기술되었지만, 다음의 실시예들은 본 발명의 제품 및 공정의 추가적인 예시들을 제공한다.

표1에 표시된 무게에 의한 백분율로 표현되는 합금 요소를 구비하는 용융 알루미늄합금은 상부 벨트가 닙의 하부 응고 금속과 접촉하지 않는데 히트 싱크 벨트 상에서 연속적으로 주조되었다.

여기에 보고된 시험들은 롤 주조기 상에서 실시되지 않았다. 그렇지만, 공정은 응고 금속을 처리함이 없이 한쌍의 롤 상에서 주조를 실시할 수 있도록 구현되었다.

표1

합금	합금 요소(무게별 %)
1	0.6Si - 1.4Fe - 1.7Ni - 0.6Zn
2	0.9Mg - 0.9Mn - 0.5Cu - 0.45Fe - 0.3Si
3	1.4Mg - 0.25Mn - 0.15Cu - 0.30Fe - 0.4Si

합금 1 및 2에 인가된 단위 폭 당 힘 대 다양한 틈새 세팅을 위한 롤 속도가 제4도 및 제5도에 도시되어 있다. 모든 경우에 있어서, 롤에 의하여 인가된 힘은 폭의 200 lb/인치보다 작다.

합금 1(0.09 인치 두께)의 스트립은 합금 요소의 편석에 대하여 분석되었다. 스트립의 두께를 통한 합급 요소의 농도는 공융형성 요소(Si, Fe, Ni, Zn)에 대하여는 제6도에 도시되어 있으며 그리고 포정형성 요소(Ti, V, Zr)에 대하여는 제7도에 도시되어 있다. 포정형성 합금 요소가 스트립의 중심부에서 많은데 대하여, 공융형성 합금 요소는 스트립의 중앙부에서 부분적으로 고갈되어 있다.

제8도는 분 당 주조 속도는 188피트, 평균 스트립 두께는 0.094인치, 스트립 폭은 15.5인치, 그리고 폭의 인치 당 인가된 힘은 103파운드로 만들어진 합금 1의 3개의 스트립 스택의 횡 단면을 25배 확대하여 도시한 현미경 사진이다. 한 개의 스트립의 전체 두께는 한쌍의 박형의 어두운 밴드 사이에 구성되며 제8A도에 도시 되어 있다. 전체 스트립에서 외곽의 밝은 부분은 상부 및 하부 쉘 6 및 8에 해당하는 반면에, 전체 스트립에서 중심부의 어두운 부분은 공융형성 합금 요소가 부분적으로 결핍되어 있는 중심층 18에 해당한다. 제8B도는 100배 확대된 제8A도의 중심 스트립의 현미경 사진이다. 중심부의 어두운 밴드에서의 환형 입자의 성질은 주조기의 스트립에서 작용하지 않는다.

제9A도는 분당 231피트의 속도로, 그리고 롤 틈새는 0.0925인치, 스트립 폭은 15.5인치, 폭의 인치 당 인가된 힘은 97파운드로 만들어진 합금 2의 2개의 스트립 스택의 횡단면의 25배 확대된 현미경 사진이다. 한 개 스트립의 전체 두께 및 다른 스트립의 일부가 제9A도에 도시되어 있다. 제9A도의 스트립은 공융형성 합금 요소가 결핍된 중심부의 어두운 밴드를 도시하고 있다. 제9B도는 100배로 확대된 제9A도의 중심부를 도시하는 현미경 확대 사진이다. 중심의 어두운 밴드에서의 환형 입자의 성질은 주조기에서 스트립에서 작용하지 않는 것이다.

제12도는 분 당 196피트의 주조 속도, 약 0.098인치의 평균 스트립 두께, 15.6인치의 스트립 폭, 폭의 인치 당 70파운드의 인가력으로 만들어진 합금 3의 양극 처리 스트립의 횡단면의 50배 확대를 도시하는 현미경 사진이다. 현미경 사진은 스트립의 상부 및 바닥면을 도시하지 않고, 상부 및 하부 사이에 샌드위치된 스트립의 중심부를 도시하고 있다. 전체 스트립의 외곽 어두운 부분은 상부 및 하부 쉘(6 및 8)에 해당하는 반면, 스트립에서 중심의 밝은 밴드는 공정 합금 요소가 부분적으로 결핍된 중심층(18)에 해당한다. 스트립에서의 입자는 환형이며 작용을 하는 부분이다.

본 발명을 구현하는데 있어서, 스트립 S가 스스로 지지될 수 있을 정도로 냉각될 때까지, 롤 R1 및 R2를 밀어내는 고온의 스트립 S를 지지한다. 제13A도에 도 시된 한 개의 지지구조는 롤 R1 및 R2을 밀어내는 스트립 S 하부에 위치한 연속 컨베어 벨트 B를 포함하고 있다. 벨트 B는 풀리 P를 따라 이동하며 그리고 약 10피트의 거리로 스트립 S를 지지한다. 풀리 P사이의 벨트 B의 길이는 주조 공정 및 스트립 S의 배출 온도 및 스트립 S의 합금에 의하여 결정된다. 벨트 B에 대한 타당한 재료는 응고 형태의 또는 메스 형태의 섬유유리 및 금속(강철)이다. 제13B에 도시된 바와 같이, 지지구조는 스트립 S가 냉각되는 동안에 그 위를 이동하는 금속 슈(shoe)와 같은 고정 지지면 H를 구비하고 있다. 슈 H는 고온의 스트립 S가 쉽게 들어 붙지 않는 물질로 만들어진다. 어떤 경우에 있어서, 롤 R1 및 R2을 밀어내는 즉시, 스트립 S는 파괴될 수 있다. 스트립 S는 약 1100도 화씨에서 롤 R1 및 R2을 배출시킨다. 닙 N의 약 8인치 내지 10인치 내에서 스트립 온도를 약 1000도 화씨로 낮출 필요가 있다. 상기와 같은 냉각 정도를 얻기 위하여 위치 E에서 스트립을 냉각 시키기 위한 한 개의 소정의 구조는 본 발명에 참조로 인용된 미국 특허 제 4,823,860에 기술되어 있다.

본 발명의 당업자에 의한 수정이 상기 기술에서 공개된 개념으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 상기와 같은 수정은 사용된 언어에 의하여 청구항이 그러하지 않은 것으로 기술하지않는 한 다음의 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다. 따라서, 본 명세서에 기술된 특정 실시예들은 단지 예시적으로 제공되었으며 그리고 하기 청구항 및 그에 상당하는 내용의 전체 범위에 해당하는 발명의 범위를 제한하지 않는다.

본 발명에 의하여, 종래의 쌍롤식 연속주조의 생산성을 능가하고 벨트주조(belt casting)의 생산성에 상당하거나 그 보다 나은 수준에 달하는 알루미늄 연속주조가 가능해진다.

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28. 알루미늄합금의 한쌍의 외곽층과, 상기 외곽층 사이에 위치하는 상기 알루미늄합금의 중심층으로 구성되며,

    상기 외곽층 및 상기 중심층은 한쌍의 롤 사이에서의 용융 알루미늄합금 성분의 연속주조에 의하여 스트립으로 형성되되, 상기 스트립은 상기 한쌍의 롤의 닙에서 분당 25 내지 400 피트의 속도로 나오며,

    상기 용융 알루미늄합금은 초기농도로 공융형성 합금 요소를 구비하되, 상기 공융형성 합금 요소는 Si, Fe, Mg, Cu 및 Mn 으로 이루어지는 군으로부터 선택되며,

    상기 중심층에 있는 공융형성 합금 요소의 농도는 상기 각 외곽층에 있는 공융형성 합금 요소의 농도보다 적은 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 스트립.
29. 제28항에 있어서,

    상기 중심층의 공융형성 합금 요소의 농도는 상기 각 외곽층의 공융형성 합금 요소의 농도보다 5 내지 20% 적으며,

    상기 공융형성 합금 요소는 Si, Fe, Ni, Zn, Mg, Cu 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 스트립.
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40. 알루미늄합금의 한쌍의 외곽층과,

    전체 두께의 20 내지 30% 두께이고 상기 외곽층 사이에 위치하며 구형 형상의 덴드라이트를 구비하는 알루미늄합금의 중심층으로 구성되고,

    상기 외곽층 및 상기 중심층은 한쌍의 회전 롤로 공급되는 알루미늄합금 성분의 연속주조에 의하여 스트립으로 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 스트립.
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