KR101044759B1 - 쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판주조 공정에 있어서, 장시간 주조시에도 주조되는 박판의 폭을 일정하게 유지하기 위해, 주조롤 갭은 유지하면서 양 주조롤을 에지댐과 접촉면을 따라 수평방향으로 왕복운동시키는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법에 관한 것이다.

따라서, 에지댐 내화물과 주조롤과의 접촉면적을 확장시켜 장시간 주조시에도 주조되는 박판의 폭이 줄어들지 않는 효과를 갖는다.

박판주조기, 주조롤, 주조폭, 에지댐

Description

쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법{method for maintain during casting in twin roll strip casting}

본 발명은 용탕으로부터 직접 박판을 주조하는 쌍롤식 박판주조공정에서의 주조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 쌍롤식 박판주조 공정에서 에지댐(E,E') 내화물이 장시간 주조롤(R,R')과 마찰을 하게 되면 주조롤(R,R')과 접촉된 부분에서만 에지댐(E,E')이 심하게 마모되어 박판의 폭이 좁아지는 현상을 방지하기 위한 주조방법에 관한 것이다.

쌍롤식 박판주조기의 한 쌍의 주조롤(R,R') 양측 단변부에는 용강 유출을 봉쇄하기 위해서 도 1과 같이 한 쌍의 에지댐 내화물이 설치되며, 주조중 용강의 밀봉 효과는 주조롤(R,R')과 에지댐(E,E') 내화물이 얼마나 잘 밀착이 되는가에 좌우되며, 주조시 주조롤(R,R')과 에지댐(E,E') 내화물은 용강으로부터 열을 받아 열변형이 발생하게 되며 따라서 주조 시작 전 밀봉이 잘 되었다 하더라도 주조가 시작되면 밀봉의 정도가 상당히 나빠지는 경우가 많다. 밀봉이 나빠지면, 특히 STS304와 같이 침투성이 좋은 용강인 경우에는 용강이 주조롤(R,R')과 에지댐(E,E') 내화물 사이로 침투하게 되고 상기 용강이 응고하여 밀봉을 더욱 악화시키게 되는 경우 가 발생하는데, 이러한 현상이 심하게 되면 주조롤(R,R') 에지부분에 용강이 많이 누출되어 주조중단에 이르게 된다.

따라서 주조롤(R,R')과 에지댐(E,E') 내화물의 열변형이 야기하는 에지 밀봉성 저하에 대한 대응 방안으로서 주조중 지속적으로 에지댐(E,E')을 주조롤(R,R') 쪽으로 밀어 넣어 강제로 에지댐(E,E') 내화물을 일정 마모율 이상으로 마모시키는 주조방법이 보통 사용된다. 이러한 에지댐(E,E') 내화물의 마모율은 주조롤(R,R') 측면 재질과 에지댐(E,E') 내화물 재질 특성에 따라 다르게 되며 일반적으로 내화물의 마모율을 크게 할수록 에지 밀봉성이 향상되는 것으로 알려져 있다.

그러나 에지댐(E,E') 내화물의 마모율을 높이게 되면 제조되는 박판의 폭이 줄어드는 문제점이 나타나게 되는데, 주조롤(R,R')과 에지댐(E,E') 내화물의 접하는 부분만이 마모되어 장시간 주조 후에는 도 2에 나타낸 바와 같이 주조롤(R,R') 말단부가 에지댐(E,E') 내화물에 파묻히는 결과를 초래하게 된다.

일반적으로 STS304 제품의 경우 에지댐(E,E') 내화물의 마모량이 100톤 주조시 3~10mm 정도이며 동일한 에지댐(E,E')으로 장시간 주조를 할수록 실수율이 높아지기 때문에 300톤 이상의 장시간 주조를 하는 경우는 최소 9㎜ 이상의 에지댐(E,E') 내화물 마모량이 발생하게 되며 이론적으로는 제조되는 박판의 폭이 주조 초기에 비해 주조종료시점에서 편측당 9㎜ 이상이 줄어드는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 현상의 완화를 위해서는 주조롤(R,R') 폭을 제품 폭보다 약간 여유있게 하는 방법도 가능하나, 상기 방법은 주조롤(R,R') 제조원가 증가 및 제조된 박판의 실수율 하락과 연관되므로 실제 상업용으로는 적용이 어렵다.

이와 같은 장시간 주조에 따른 에지댐(E,E') 내화물 마모량 증대에 의해 주조되는 박판의 폭이 감소되는 현상을 방지하기 위한 방법으로서 일본 특개평 2001-87842 에서는 주조시간 경과에 따라 에지댐(E,E') 내화물을 마모되는 양과 연관시켜 에지댐(E,E') 자체를 상부 쪽으로 올리는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법은 에지댐(E,E')을 주조롤(R,R') 폭 중심방향뿐만 아니라 수직방향으로 정밀하게 위치를 제어해야 하기 때문에 별도 정밀장치 및 제어시스템이 필요하다. 또한, 에지댐(E,E') 내화물 가공시 하면에 경사가 있어야 하기 때문에 주조조건의 이상상황 발생 등에 의해 에지댐(E,E') 내화물의 마모량과 상방 움직임량이 계획대로 적용하지 못하게 될 경우에는 박판의 에지가 폭을 유지하지 못하거나 또는 하부 에지댐(E,E') 내화물과의 간섭으로 예기치 못한 문제점이 나타나게 된다.

본 발명에서는 상기 종래기술의 문제점인 장시간 주조시 에지댐(E,E') 내화물의 일부분만 마모되어 주조되는 박판 폭이 줄어드는 것을 방지하기 위한 쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법에 관한 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 쌍롤식 박판주조 공정에 있어서, 장시간 주조시에도 주조되는 박판의 폭을 일정하게 유지하기 위해, 주조롤(R,R') 갭은 유지하면서 양 주조롤(R,R')을 에지댐(E,E')과 접촉면을 따라 수평방향으로 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법을 제공하게 된다.

본 발명인 쌍롤식 박판주조기의 조업 방법인 주조 중 주조두께를 유지한 상태에서 주조롤(R,R')을 수평방향으로 왕복으로 지속적으로 움직여 주는 방법을 사용하면, 주조 중 주조롤(R,R') 에지의 밀봉 향상을 위한 목적으로 에지댐(E,E') 내화물을 강제로 마모시키는 경우 별다른 조치가 없을 때 주조박판의 폭이 줄어드는 현상을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 쌍롤식 박판주조 공정에 있어서, 장시간 주조시에도 주조되는 박판의 폭을 일정하게 유지하기 위해, 주조롤(R,R')갭은 유지하면서 양 주조롤(R,R') 을 에지댐(E,E')과 접촉면을 따라 수평방향으로 왕복운동시키는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법에 관한 것이다.

그리고, 상기 양 주조롤(R,R')의 이동속도는 0.5×D2×D1<M1<1.5×D2×D1 (D1:주조롤 이동 총량(㎜), D2:에지댐 마모율(㎜/min), M1:주조롤 이동속도(㎜/min)) 식을 만족하는 것을 특징으로도 할 수 있다.

이하 본 발명을 도면에 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1과 2에서와 같이 쌍롤식 박판주조 공정에 있어서 장시간 주조시 에지댐(E,E') 내화물이 주조롤(R,R')과 접촉하는 부분이 지속적으로 마모됨에 따라 마모 깊이가 깊어짐에 따라 상기 에지댐(E,E') 내화물이 주조롤(R,R') 폭 방향으로 점차 침입해 들어감에 따라 주조되는 박판의 폭이 변하게 되는데, 상기의 장시간 주조시에 주조롤(R,R') 폭이 변하는 문제점을 해결하고자 에지댐(E,E') 내화물의 주조롤(R,R')과의 접촉부분을 종래 방법보다 확대시켜 장시간 주조시에도 에지댐(E,E') 내화물이 주조롤(R,R') 폭으로 침투해 들어가지 않으므로 마모로 인한 박판의 폭이 좁아지는 것을 방지하게 된다.

본 발명은 에지댐(E,E') 내화물의 마모량에 따라 도 3에 나타낸 바와 같이 주조롤(R,R') 갭을 유지한 상태로 양 주조롤(R,R')을 병렬로 좌우 왕복이동시킴에 따라 주조중 일정한 두께의 박판을 제조하면서 에지댐(E,E') 내화물과 주조롤(R,R')의 접촉부분을 확대하여 장시간 주조시 에지댐(E,E') 내화물이 주조롤(R,R') 폭 방향으로 점차 이동하여 발생하는 돌출부에 의한 주조 박판의 폭이 감소하지 않게 한다.

주조시 주조되는 두께는 X-ray 측정기를 통해 주조롤(R,R')의 열팽창 등을 고려하여 주조중 일정한 두께를 유지할 수 있도록 엄격히 주조롤(R,R') 갭을 제어하게 되어, 장시간 주조시에도 주조롤(R,R') 갭은 변동이 미비한 편이다.

본 발명은 주조롤(R,R')의 이동속도를 에지댐(E,E') 내화물의 마모량과 연계하여 제어함으로써 가장 효율적으로 주조 폭을 유지할 수 있게 된다. 만일 주조롤(R,R')의 이동속도가 너무 느리면 주조롤(R,R')이 에지댐(E,E') 내화물을 효율적으로 마모시키지 못하여 편마모 현상이 발생될 가능성이 높아지고, 반대로 주조롤(R,R')의 이동속도가 너무 빠르면 탕면 요동 등 주조 안정성에 문제가 발생하게 된다.

만일 분당 에지댐(E,E') 내화물의 마모율이 분당 0.1㎜이고 주조롤(R,R')의 수평 이동의 총량이 수평방향으로 10㎜인 경우, 상기 에지댐(E,E') 내화물의 마모량과 같은 분당 0.1㎜의 속도로 수평이동하면 총 100분이 소요되어 100분 후에는 10㎜를 갑자기 마모해야 하는 문제가 발생하게 된다. 따라서 주조롤(R,R') 이동 총량 D1에 따른 주조롤(R,R') 이동속도 M1과 에지댐(E,E') 마모율 D2 사이에는 적정한 관계식이 필요하며, 실험결과 하기와 같은 수학식 범위 내에서 만족할만한 결과를 나타낸다.

0.5×D2×D1<M1<1.5×D2×D1

(D1:주조롤 이동 총량(㎜), D2:에지댐 마모율(㎜/min), M1:주조롤 이동속도(㎜/min)).

상기 수학식에서 나타낸 바와 같이, 주조롤(R,R') 이동 총량이 크면 에지댐(E,E')도 커져야 하는 문제가 있고, 반대로 주조롤(R,R') 이동 총량이 적으면 발명의 효과가 감소하게 되므로, 적절한 주조롤(R,R') 이동 총량이 필요하게 된다.

만일 주조롤(R,R') 직경이 1250㎜이고, 주조롤(R,R') 폭은 1340㎜인 경우 10㎜ 내외면 장시간에 걸쳐 박판 주조를 행하여도 주조롤(R,R') 폭이 감소하는 현상은 없게 된다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 설명하고자 한다.

주조롤(R,R')의 직경은 1250㎜ 이고, 주조롤(R,R') 폭은 1340㎜이며, 슬리브의 재질은 구리합금이고 주조롤(R,R') 표면에는 1~2㎜ 두께의 니켈이 도금되어 있으며, 정상상태의 용강높이는 450㎜이고, 주조 속도는 40~132 m/min이며 주조 강종은 STS 304인 경우이다.

표 1에 본 발명의 효과를 확인하기 위하여, 주조롤(R,R') 이동속도에 따른 장시간 주조시 주조박판된 폭을 조사하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이 종래의 방법을 이용한 경우 장시간 주조시 주조된 박판의 폭이 현저하게 감소하지만, 본 발명의 방법을 이용한 경우 장시간 주조시에도 주조된 박판의 폭이 일정하게 유지하게 되고, 주조롤(R,R') 이동속도를 상기 수학식 범위 내에서 설정한 실시예에서는 박판에지상태가 양호한 결과를 보이고 있다.

도 1은 쌍롤식 박판주조장치를 나타내는 개략도

도 2는 종래 주조방법으로 주조시 에지댐 내화물의 마모 형상을 나타낸 개략도

도 3는 본 발명으로 양 주조롤의 이동 모습과 에지댐 내화물의 마모 형상을 나타낸 개략도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

R,R':주조롤

E,E':에지댐

Claims (2)

1. 쌍롤식 박판주조 공정에 있어서,

   장시간 주조시에도 주조되는 박판의 폭을 일정하게 유지하기 위해, 주조롤 갭은 유지하면서 양 주조롤을 에지댐과 접촉면을 따라 수평방향으로 왕복운동시키되,

   상기 양 주조롤의 이동속도는 하기의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조 공정에서의 주조방법.

   0.5×D2×D1<M1<1.5×D2×D1 … 식(1)

   (D1:주조롤 이동 총량(㎜), D2:에지댐 마모율(㎜/min), M1:주조롤 이동속도(㎜/min)).
2. 삭제

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