KR101051737B1

KR101051737B1 - Device to prevent surface defect of cast steel in sheet metal casting process

Info

Publication number: KR101051737B1
Application number: KR1020030096817A
Authority: KR
Inventors: 하만진; 강태욱; 박철민
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2011-07-25
Also published as: KR20050065064A

Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판주조기에 있어서, 중앙이 절개되는 역사다리꼴 형태이며 하변에 원호의 형상을 취하는 판상으로서, 절개부의 양측부에 길게 형성된 플렉서블 실링재가 형성된 초기분위기 유지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판주조 공정에서 주편 표면 결함을 방지하는 장치를 제공한다.The present invention is a twin-roll thin plate casting machine, the center of the trapezoidal form of the incision is formed in the shape of a circular arc on the lower side, characterized in that it comprises an initial atmosphere holding plate formed with a flexible sealing material formed on both sides of the incision Provided is an apparatus for preventing slab surface defects in sheet metal casting processes.

본 발명의 초기분위기 유지판을 사용할 경우, 용강이 공급되기 직전 메니스커스 쉴드 안의 산소 농도가 낮게 유지 되어, 주조 초반 탕면에 생성되는 스컴의 생성량이 줄게 되어 주편의 품질을 크게 향상시킬 수 있다. When using the initial atmosphere holding plate of the present invention, the oxygen concentration in the meniscus shield just before the molten steel is kept low, thereby reducing the amount of scum generated in the initial stage of the casting, thereby greatly improving the quality of the cast steel.

쌍롤, 박판주조, 에지댐Double Roll, Sheet Casting, Edge Dam

Description

Apparatus for preventing the surface defects of the strip in the twin roll strip casting process}

도 1은 쌍롤식 박판 주조공정의 주조시의 에지댐의 위치를 나타내는 모식도,1 is a schematic diagram showing the position of the edge dam during the casting of the twin-roll thin plate casting process,

도 2는 쌍롤식 박판 주조공정에서 에지댐을 예열할 때의 에지댐의 위치를 나타내는 모식도,Figure 2 is a schematic diagram showing the position of the edge dam when preheating the edge dam in the twin-roll thin plate casting process,

도 3은 본 발명의 초기분위기 유지판이 포함된 장치의 모식도,3 is a schematic diagram of a device including an initial atmosphere holding plate of the present invention,

도 4는 본 발명의 초기분위기 유지판의 작동도,4 is an operation of the atmosphere atmosphere holding plate of the present invention,

도 5는 초기분위기 유지판의 또다른 실시예.Figure 5 is another embodiment of the initial atmosphere holding plate.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

1 : 용강풀 2 : 주조롤 3 : 용강 공급 노즐 1: molten steel pool 2: casting roll 3: molten steel supply nozzle

4 : 메니스커스 쉴드 5 : 에지댐 6 : 에지댐 예열장치 4: meniscus shield 5: edge dam 6: edge dam preheater

7, 7-1 : 초기분위기 유지판 8, 8-1 : 플렉서블 실링재 7, 7-1: initial atmosphere holding plate 8, 8-1: flexible sealing material

9 : 내화물층 10 : 롤 저널9: refractory layer 10: roll journal

본 발명은 박판주조 공정에서 주편 표면 결함을 방지하는 장치에 관한 것이며 더욱 상세하게는 주조초기의 메니스커스 쉴드 내의 분위기중 산소농도를 저감하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for preventing surface defects in a sheet casting process, and more particularly to an apparatus for reducing the oxygen concentration in the atmosphere in the meniscus shield of the initial casting.

도 1은 본 발명이 적용되는 쌍롤식 박판주조기의 (a) 측면도, (b) 사시도이다. Figure 1 is a (a) side view, (b) a perspective view of a twin roll sheet casting machine to which the present invention is applied.

도 1에서 보는 바와 같이 롤저널(10)을 가진 주조롤(1)과 에지댐(5)의 사이의 공간에 침지노즐(3)로부터 공급된 용강으로 용강풀(1)이 형성되고, 그 탕면 위를 메니스커스 쉴드(4)로 덮어서 탕면위의 분위기를 조절한다. As shown in FIG. 1, the molten steel pool 1 is formed of molten steel supplied from the immersion nozzle 3 in the space between the casting roll 1 having the roll journal 10 and the edge dam 5, and the hot water surface thereof. Cover the top with a meniscus shield (4) to adjust the atmosphere on the floor.

상기와 같은 본 발명이 적용되는 쌍롤식 박판 주조 공정에서 주조시 탕면에 생성되는 산화물을 스컴(Scum)이라고 한다. 이러한 스컴은 주편에 혼입되어, 그 자체로 주편 표면 결함이 되고, 또한 주편 표면 균열을 야기하기도 하여, 주편 표면 품질을 저하시키는 큰 요인 중의 하나이다. 이러한 스컴의 문제점을 해결하기 위하여, 탕면을 불활성 가스를 충진하여 주조를 행하고 있으며, 이러한 공정으로 스컴의 생성이 많이 감소하기는 하지만 문제를 완전히 해결하지는 못한다. In the twin-roll thin plate casting process to which the present invention as described above is applied, an oxide generated on a hot water surface during casting is called a scum. Such scum is incorporated into the cast steel, which in itself becomes a cast surface defect, and also causes the cast surface crack, which is one of the major factors that degrade the cast surface quality. In order to solve the problem of scum, the hot water is cast by filling the inert gas, and although the generation of scum is greatly reduced by this process, the problem is not completely solved.

한편, PCT/JP02/03732호에 따르면 스컴댐(Scum dam)을 설치하고, 스컴댐과 롤 사이에 가스 노즐을 설치하여, 용강 표면류의 흐름을 롤 단부로 행하게 하여 스컴의 주편으로의 혼입을 방지한다. 그러나 이러한 기술은 스컴이 주편에 혼입되는 것을 방지하는데 어느 정도 효과는 있으나, 주조 초반기에 스컴의 생성이 활발한 경우에는 효과가 그다지 크지 않다.
On the other hand, according to PCT / JP02 / 03732, a scum dam is provided, and a gas nozzle is provided between the scum dam and the roll so that the flow of molten steel surface flows to the roll end, and the scum is mixed into the slab. prevent. However, this technique has some effects in preventing the scum from being mixed in the cast steel, but the effect is not so great when the scum is active in the early stage of casting.

한편, 주조 초기에는 에지댐의 표면 예열을 강화하기 위하여 에지댐을 예열하게 되며, 이 경우 에지댐을 롤 옆면에서 떨어진 채 예열하게 된다. On the other hand, in the initial casting, the edge dam is preheated to enhance the surface preheating of the edge dam. In this case, the edge dam is preheated away from the side of the roll.

도 2는 에지댐을 예열할 때의 장치의 (a) 측면도 및 (b) 사시도이다. Figure 2 is a (a) side view and (b) perspective view of the device when preheating the edge dam.

즉, 에지댐(5)을 주조롤(2)과 간격을 띄워서 에지댐 예열장치(6)로 예열하게 된다. 이 때 에지댐(5)이 주조롤(2)과 접할 경우에 에지댐(5)에서 주조롤(2) 쪽으로 열이 전도되어 에지댐(5)의 표면 특히 주조롤(2)과 접한 쪽의 예열이 충분하지 못하게 된다. That is, the edge dam 5 is spaced apart from the casting roll 2 to be preheated by the edge dam preheater 6. At this time, when the edge dam 5 is in contact with the casting roll (2), heat is conducted from the edge dam (5) to the casting roll (2), so that the surface of the edge dam (5), in particular, in contact with the casting roll (2) Preheating will not be enough.

상기에서 언급한 스컴의 발생이 가장 심한 시기가 주조초기인데 그 이유는 다음과 같이 생각할 수 있다. The most severe period of scum mentioned above is the early stage of casting, which can be considered as follows.

에지댐(5)을 주조롤(2)과 틈을 주어 예열한 후 주조가 개시되기 수십초 정도 전에 주조롤(2)에 접촉되어, 주조 초반에 메니스커스 쉴드(4) 안의 분위기 산소의 농도가 0.5~1%로 높게 되며, 주조 초기의 탕면에는 용강과 분위기 중의 산소와의 반응에 의해 매우 많은 스컴이 생성되어, 탕면을 가득 채우게 된다. After preheating the edge dam 5 with the casting roll 2 and contacting the casting roll 2 a few seconds before casting starts, the concentration of atmospheric oxygen in the meniscus shield 4 at the beginning of the casting Becomes as high as 0.5 to 1%, and a very large amount of scum is generated by the reaction between molten steel and oxygen in the atmosphere in the initial stage of the casting, thereby filling the stage.

이렇게 주조초기에 발생한 스컴은 주편 표면에도 많이 혼입되어, 주편 표면에 스컴 흠 및 스컴에 의해 유발되는 균열이 수개/m 빈도로 주조 시작부터 50-100m 에 걸쳐 발생하게 되며, 된다. 이러한 주편은 최종재로 사용할 수 없으므로, 절단하여 스크랩 처리를 하게 되어, 제품의 생산성이 많이 감소하게 된다. The scum generated in the early stage of casting is mixed in the cast steel surface, and cracks caused by scum cracks and scum on the surface of the cast steel are generated at a frequency of several / m over 50-100 m from the start of casting. Since the cast steel can not be used as the final material, it is cut and scraped, the productivity of the product is greatly reduced.

본 발명자들은 스컴 혼입이 줄어드는 시점이 탕면의 분위기 산소 농도가 0.1% 정도 이하로 떨어지므로 주조 초반기의 분위기 산소 농도를 0.1% 이하로 유지 하는 것이 필요하다는 새로운 지견 아래, 에지댐의 예열동안 주조초기의 메니스커스 쉴드 안의 분위기 산소 농도를 낮추는 장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제이다. The present inventors have found that it is necessary to maintain the atmospheric oxygen concentration in the initial stage of casting at 0.1% or less since the time of scum mixing decreases to about 0.1% or less, so that during the preheating of the edge dam, It is a technical problem of the present invention to provide a device for lowering the atmospheric oxygen concentration in the meniscus shield.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 창안된 것으로서, 쌍롤식 박판주조기에 있어서 중앙이 절개되는 역사다리꼴 형태이며 하변에 원호의 형상을 취하는 판상으로서, 절개부의 양측부에 길게 형성된 플렉서블 실링재가 형성된 초기분위기 유지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판주조 공정에서 주편 표면 결함을 방지하는 장치를 제공한다. The present invention was devised to achieve the above technical problem, and in the form of an inverted trapezoidal shape in which a center is cut in a twin-roll type sheet casting machine, and having a circular arc shape on the lower side, a flexible sealing material formed on both sides of the cutout is formed. Provided is an apparatus for preventing the surface defects of the slab in the sheet casting process, characterized in that it comprises an initial atmosphere holding plate.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 초기분위기 유지판이 포함된 장치의 모식도이며 (a)는 측면도이고, (b)는 사시도이다. Figure 3 is a schematic diagram of a device including the initial atmosphere holding plate of the present invention (a) is a side view, (b) is a perspective view.

에지댐(5)의 예열시 에지댐(5)은 주조롤(2)과 떨어져서 예열을 하고, 주조롤(2)의 측면을 초기분위기 유지판(7)을 사용하여 밀폐한다. When the edge dam 5 is preheated, the edge dam 5 is preheated away from the casting roll 2, and the side surface of the casting roll 2 is sealed using the initial atmosphere holding plate 7.

상기 초기분위기 유지판(7)은 1~3mm 두께의 금속판을 사용하며, 그림에서와 같이 주조롤(1)의 측면을 밀폐할 수 있도록 역 사다리꼴 형태를 취하며 양 하변은 롤 저널(10)과의 간섭을 피하기 위하여 원호의 형태를 취하고, 중앙부가 절개되어 두 개로 분리될 수 있다. The initial atmosphere holding plate (7) uses a metal plate of 1 ~ 3mm thickness, take the inverted trapezoidal shape so as to seal the side of the casting roll (1) as shown in the figure, both lower sides are roll journal (10) and In order to avoid interference of the shape of the arc can be taken, and the center can be cut in two.

또한, 초기분위기 유지판(7)에는 중앙 절개부의 양 측면에는 플렉서블 실링재(8)가 길이방향으로 길게 형성되며, 플렉서블 실링재는 울(Wool)과 같은 유연 하고 부드러운 재료가 사용될 수 있다. In addition, the initial atmosphere holding plate (7) is formed on both sides of the central incision, the flexible sealing material 8 is formed long in the longitudinal direction, the flexible sealing material may be used a flexible and soft material such as wool (Wool).

또한, 상기 플렉서블 실링재(8)의 윗층에 다시 내화물층(9)을 형성할 수도 있는데, 이는 밀폐재가 고온의 에지댐과 마찰하면서 미끄러져야 하므로 울 등의 유연한 재질의 끝부분에 질화붕소(BN) 또는 알루미나(Al2O3) 등의 내화물을 형성하여 사용할 수도 있는 것이다. In addition, the refractory layer 9 may be formed again on the upper layer of the flexible sealing material 8, which is boron nitride (BN) at the end of the flexible material such as wool because the sealing material must slide while friction with the high temperature edge dam. Alternatively, a refractory such as alumina (Al 2 O 3) may be formed and used.

이하, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 장치의 작동에 대하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the apparatus of the present invention having the above configuration will be described.

도 4는 초기분위기 유지판(7)이 양쪽으로 갈라져서 빠져나가는 모습을 나타내는 그림이다. 4 is a diagram showing a state in which the initial atmosphere holding plate (7) is split off to both sides and exit.

우선 주조 초기에 초기분위기 유지판(7)으로 주조롤(2)의 단부를 밀폐하고 메니스커스 쉴드(4) 내에 불활성 가스를 공급한다. First, the end of the casting roll 2 is sealed with the initial atmosphere holding plate 7 at the beginning of casting, and the inert gas is supplied into the meniscus shield 4.

그 후 에지댐(5)의 예열을 끝낸 후 에지댐(5)을 주조롤(1)의 측면으로 들여올 때, 도 4와 같이 초기분위기 유지판(7)을 양 옆으로 빼내며 연다. 이 때 에지댐(5)을 밀어서 초기분위기 유지판(7)에 접촉시키면, 에지댐(5)에 초기분위기 유지판(7)의 플렉서블 실링재(8)가 접촉하며 미끄러지면서 이동할 수 있게 되어 분위기의 밀폐성이 크게 증가한다. Then, after finishing the preheating of the edge dam 5, when the edge dam 5 is brought into the side of the casting roll 1, as shown in Figure 4, the initial atmosphere holding plate 7 is pulled out sideways. At this time, if the edge dam (5) is pushed to contact the initial atmosphere holding plate (7), the flexible sealing material (8) of the initial atmosphere holding plate (7) is in contact with the edge dam (5) can slide and move while moving. Sealability is greatly increased.

도 5는 본 발명의 초기분위기 유지판의 또 다른 실시예이다. Figure 5 is another embodiment of the initial atmosphere holding plate of the present invention.

즉, 그림에서 보듯이 초기분위기 유지판(7-1)의 형상은 역 사다리꼴 형태이며, 초기분위기 유지판(7-1)의 하단부에 횡으로 플렉서블 실링재(8-1)을 형성하고, 또는 그 윗층에 내화물층을 형성할 수도 있으며, 이러한 초기분위기 유지판(7-1)은 에지댐과 접촉하면서 상부로 빠져 나가도록 설계된다. That is, as shown in the figure, the shape of the initial atmosphere holding plate 7-1 has an inverted trapezoidal shape, and forms the flexible sealing member 8-1 laterally at the lower end of the initial atmosphere holding plate 7-1, or It is also possible to form a refractory layer in the upper layer, this initial atmosphere holding plate (7-1) is designed to exit to the top while in contact with the edge dam.

본 발명의 실시예에서는 1300mm폭의 롤을 사용하고, 분위기 가스로는 질소를 사용하여 3.4mm 두께의 주편을 제조하였으며, [표 1]에 각각의 실시예의 조건 및 결과가 나타나 있다. In the embodiment of the present invention, a roll of 1300 mm width was used, and a slab having a thickness of 3.4 mm was prepared using nitrogen as the atmosphere gas, and the conditions and results of the respective examples are shown in [Table 1].

[표 1]TABLE 1

구 분division 분위기
가스 공급량
(Nm3/hr)atmosphere
Gas supply
(Nm3 / hr) 에지댐 예열시
롤과의 접촉
여부When preheating edge dam
Contact with roll
Whether 초기분위기
유지판 사
용여부Early atmosphere
Yuji Edition
Availability 초기분위기 산소 농도Initial Atmosphere Oxygen Concentration 스컴이 혼입된
주편의 길이Scum mixed
Length of cast steel 에지댐 스컬 생성여부Whether to create edge dam skull 비교예 1Comparative Example 1 400400 XX XX 0.7%0.7% 70 m70 m XX 발명예Inventive Example 400400 XX OO 0.1%0.1% 20 m20 m XX 비교예 2Comparative Example 2 400400 OO XX 0.08
%0.08
% 20 m20 m OO

비교예 1에서는 에지댐을 주조롤과 50mm 떨어져 예열을 하였으며, 에지댐이 롤과 닿는데 소요되는 시간은 10초가 소요되었고, 초기분위기 유지판을 사용하지 않았다. 이 경우 초기 분위기 산소 농도는 0.7%이며, 스컴이 혼입된 주편의 길이는 70m 로 매우 불량하였다. In Comparative Example 1, the edge dam was preheated 50 mm away from the casting roll, and the time required for the edge dam to contact the roll was 10 seconds, and the initial atmosphere holding plate was not used. In this case, the initial atmospheric oxygen concentration was 0.7%, and the length of the slab mixed with scum was 70 m, which was very poor.

비교예 2에서는 에지댐을 롤과 접촉하여 예열하였으므로, 분위기 산소 농도는 매우 낮아 스컴이 혼입된 주편의 길이가 20m로 매우 짧았으나, 에지댐 예열이 부족하여 주조 초기 에지댐에 스컬(Skull)이 생성되어 주조시 주편 에지부에 혼입되었다. In Comparative Example 2, since the edge dam was preheated in contact with the roll, the atmospheric oxygen concentration was very low, and the length of the slab mixed with the scum was very short (20 m). It was produced and incorporated into the slab edges during casting.

발명예는 에지댐을 롤과 50mm 떨어져 예열을 하였으며, 에지댐이 롤과 닿는데 소요되는 시간은 10초가 소요되었고, 초기분위기 유지판을 사용하였다. 이 경우 초기 분위기 산소 농도는 0.1%로 양호하였으며, 스컴이 혼입되는 주편의 길이도 20m로 양호하였고, 에지댐에 스컬도 생성되지 않았다. In the present invention, the edge dam was preheated 50 mm away from the roll, and the time required for the edge dam to contact the roll was 10 seconds, and an initial atmosphere holding plate was used. In this case, the initial atmospheric oxygen concentration was good at 0.1%, the length of the slab in which the scum was mixed was also good at 20 m, and no scull was formed at the edge dam.

본 발명에서 제시한 초기 분위기 유지판을 사용한 결과, 생산되는 박판의 수율을 매우 증가시키는 효과를 나타내었다. As a result of using the initial atmosphere holding plate presented in the present invention, the yield of the thin plate produced was very effective.

Claims

When the edge dam is preheated, it is placed in close contact with the side of the casting roll, has a trapezoidal shape, and is a metal plate having a thickness of 1 to 3 mm.

A central cutout cut in a vertical direction in the center of the metal plate;

A side cutout having a shape recessed in the shape of an arc on both sides of the metal plate;

Is formed on the surface of the metal plate on the opposite side of the casting roll, and the flexible sealing material coupled to the longitudinal direction of the central cutout on both sides of the central cutout,

Coupled with the upper surface of the flexible sealing material, the initial atmosphere holding plate of the twin-roll thin plate casting apparatus comprising a refractory layer made of boron nitride or alumina.

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The method of claim 1,

The flexible sealing material is the initial atmosphere maintaining plate of the twin-roll thin plate casting device, characterized in that made of wool.

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