KR101149208B1 - 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치는 용강을 냉각시켜 표면 부위를 응고시키는 몰드 및 상기 몰드의 하부에 배치되어 상기 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤을 포함하고, 상기 슬라브와 접촉하는 상기 수직 지지롤의 표면은 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되어 이루어진다.

이에 따르면 본 발명은 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤의 표면을 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되도록 구성함으로써, 수직 지지롤과 슬라브의 단변부의 접촉 면적이 현저하게 감소되고, 그로 인해 슬라브의 단변부 표면의 과냉을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 슬라브 내부에서 작용하는 철정압을 효과적으로 분산할 수 있는 이점이 있다.

스트랜드 냉각대, 슬라브, 수직 지지롤

Description

연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치{Device of preventing supercooling of the surface of the continuous casting slab}

본 발명은 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤의 표면을 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되도록 구성한 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압연 강판 전의 슬라브를 생산하는 연속주조기는 용강을 슬라브(Slab)로 제조하기 위한 것으로, 크게 턴디쉬와 몰드 및 다수의 연주기 롤러로 구성되고, 연속 주조 공정은, 온도와 성분이 조절된 용강을 몰드에 통과하면서 1차적으로 표면에 응고셀이 형성되도록 한 후에, 응고셀이 형성된 슬라브를 스트랜드 냉각대에 배치된 다수개의 연주기 롤러 사이로 통과할 때 냉각수를 분사시켜 슬라브를 2차적으로 완전 응고시키는 2단계로 이루어진다.

스트랜드 냉각대에서는 미응고 용강이 슬라브 내부에 존재하기 때문에 슬라브를 지지하는 역할도 수행한다. 특히 몰드 직하 부분은 얇게 형성된 응고셀이 직접 냉각이 되는 부분이기 때문에 단변부를 지지하고 냉각하는 것이 사고 방지 및 슬라브 품질 확보를 위해 매우 중요하다.

일반적인 연속주조기는 몰드의 하부에 배치되어 상기 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤을 이용하는데, 수직 지지롤의 표면이 슬라브의 단변부 표면과 접촉을 하게 되고, 접촉에 의해 매우 빠른 냉각이 이루어지게 된다.

도 1은 연속주조 슬라브 중 표면 가로방향 터짐 결함을 나타내는 모식도이다.

도 1을 참조하면, 생산된 연속주조 슬라브(72)의 표면에는 수직 지지롤의 표면이 슬라브의 단변부 표면과 접촉하여 과냉됨으로써, 여러가지 형태의 터짐이 발생하기도 한다.

그 중에서도 슬라브(72)의 코너부 터짐(72a)과 단변부 터짐(72b)은 발생율이 높다. 코너부 터짐(72a)은 보통 슬라브(72)의 상면과 하면의 양단 코너부에 발생하고, 단변부 터짐(72b)은 단면 내에서도 상면과 하면 측에 치우쳐 발생하게 된다.

이러한 접촉에 의한 냉각은 스프레이 분사에 의한 수냉보다 냉각효과가 크기 때문에 슬라브 단변부나 코너부 품질을 확보해야 하는 강종 생산 시 많은 슬라브 품질 결함을 야기시키는 문제점이 있다.

본 발명은 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤의 표면을 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되도록 구성한 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치는 용강을 냉각시켜 표면 부위를 응고시키는 몰드 및 상기 몰드의 하부에 배치되어 상기 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤을 포함하고, 상기 슬라브와 접촉하는 상기 수직 지지롤의 표면은 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되어 이루어진다.

또한, 상기 양각의 요철면과 음각의 요철면은 각각 마름모 형상일 수 있다.

또한, 상기 양각의 요철면 상에는 1mm 깊이의 홈이 격자 구조로 형성될 수 있다.

또한, 상기 양각의 요철면과 상기 음각의 요철면 사이의 높이는 3mm일 수 있다.

본 발명은, 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤의 표면을 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되도록 구성함으로써, 수직 지지롤과 슬라브의 단변부의 접촉 면적이 현저하게 감소되고, 그로 인해 슬라브의 단변부 표면의 과냉을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 슬라브 내부에서 작용하는 철정압을 효과적으로 분산할 수 있는 이점이 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치의 일 실시예의 개략도, 도 3은 도 2에 도시된 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치의 몰드 및 몰드 하부에 배치된 수직 지지롤의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치(100)는 턴디쉬(60)와 몰드(50) 및 다수의 연주기 롤러(10, 20, 30)로 구성되어 용강(70)을 슬라브(72)로 제조한다.

구체적으로, 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치(100)는 턴디쉬(60)로부터 침지노즐(61)을 통해 수강된 용강(70)을 냉각시켜 표면 부위를 응고시키는 몰드(50)와, 몰드(50)의 하부에 배치되어 몰드(50)를 통해 나오는 슬라브(70)와 접촉되어 이송되도록 다수개의 롤러(10, 20, 30)로 구성된 스트랜드 냉각대(80)와, 스트랜드 냉각대(80)의 롤러(10, 20, 30) 사이에 배치되어 슬라브(72)를 응고시키는 냉각수를 분사하는 분사노즐(40)을 포함한다.

연속주조 공정은 도 2에 도시된 바와 같이 온도와 성분이 조절된 용강(70)이 턴디시(60)로부터 침지노즐(61)을 통해 몰드(50)로 유입되면 몰드(50)의 내주면과 접촉되는 용강(70)의 표면이 급냉되면서 급랭부를 형성하게 되고, 그로 인해 용강(70) 표면에 1차적으로 응고셀(71)이 형성된다.

몰드(50)를 빠져나온 응고셀(71)은 스트랜드 냉각대(80)에서 분사노즐(40)을 통해 분사되는 냉각수에 의해 냉각되어 일정한 형상의 슬라브(72)가 만들어지게 된다.

이 후, 몰드(50)를 통과하여 표면에 응고셀(71)이 형성된 슬라브(72)를 스트랜드 냉각대(80)의 연주기 롤러(10, 20, 30) 사이로 통과시키고 소정의 주조 속도로 이동하는 슬라브(72)에 냉각수를 분사시켜 슬라브를 냉각시킨다.

여기서, 다수개의 롤러(10, 20, 30)는 배치된 영역에 따라 크게 수직 지지롤(10), 굽힘부롤(20), 수평 지지롤(30)로 구분될 수 있다.

수직 지지롤(10)은 몰드(50)의 하부에 배치되어 슬라브(72)의 단변부(72b)를 지지한다.

연속주조공정에서 몰드(50)를 통과한 직후의 슬라브(72)는 응고셀이 매우 얇기 때문에 도 3에 도시한 바와 같이, 수직 지지롤(10)이 몰드(50)의 단변부(50b) 하부에 복수개, 예를 들면 2개 내지 5개가 배치되어 슬라브(72)의 단변부(72b) 표면과 접촉되어 지지함으로써 슬라브(72)의 단변부(72b) 표면의 여러가지 형태의 터짐을 방지하는 것이다.

굽힘부롤(20)은 슬라브(72)가 수평으로 구부려지는 곡률부에 설치되어 슬라브(72)를 지지하고, 수평 지지롤(30)은 곡률부를 지난 슬라브(72)를 수평으로 지지한다.

도 4는 도 2에 도시된 수직 지지롤의 사시도이고, 도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이고, 도 6은 수직 지지롤의 표면의 3차원 모식도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 슬라브(72)와 접촉하는 수직 지지롤(10)의 표면 은 양각의 요철면(10a)과 음각의 요철면(10b)이 연속 배치되어 이루어진다.

수직 지지롤(10)의 표면은 양각의 요철면(10a)과 음각의 요철면(10b)이 연속 배치됨으로써 수직 지지롤(10)과 슬라브(72)가 접촉하는 면이 줄어들게 되고, 그로 인해 수직 지지롤(10)과 슬라브(72)의 접촉에 의한 슬라브 단변부(72b)의 과냉이 방지된다.

여기서, 양각의 요철면(10a)과 음각의 요철면(10b)은 각각 마름모 형상인 것이 바람직하다. 마름모 형상은 다른 형상에 비해 응력을 고르게 분산할 수 있는 기하학적 특성을 가지고 있고, 가공이 용이한 이점이 있고, 그로 인해 슬라브 내부의 액상 용강이 슬라브의 표면의 응고셀을 미는 압력인 철정압을 더욱 균일하게 분산할 수 있으며, 수직 지지롤(10) 표면과 슬라브의 표면과의 과대 접촉에 의한 과냉을 쉽게 방지할 수 있다.

도 6을 참조하면 양각의 요철면(10a)과 음각의 요철면(10b) 사이는 소정의 높이(h) 차이가 있으며, 상기 높이(h)는 대략 2~4mm, 바람직하게는 3mm인 것이 바람직하다.

상기 높이(h)가 4mm를 초과하는 경우에는, 용강의 철정압에 의해 수직 지지롤(10) 사이의 슬라브가 부풀어 오르는 벌징(bulging) 현상이 발생할 때 양각의 요철면(10a)이 슬라브(72)의 표면과 접촉하면서, 양각의 요철면(10a)이 슬라브(72)의 표면을 밀고 들어가는 문제가 발생하고, 상기 높이(h)가 2mm 미만인 경우에는 슬라브(72)의 표면과 수직 지지롤(10)의 표면의 과대 접촉 방지효과가 미미하기 때문이다.

또한, 양각의 요철면(10a) 상에는 0.5~1.5mm, 바람직하게는 1mm 깊이의 홈(10c)이 격자 구조로 형성된다. 따라서, 양각의 요철면(10a)이 슬라브(72) 표면에 직접 접촉할 때의 접촉면적이 더욱 감소하게 됨으로써 추가적으로 슬라브 표면의 약냉이 가능해지고, 격자 구조에 의해 응력을 추가로 미세하게 분산할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 연속주조 슬라브 중 표면 가로방향 터짐 결함을 나타내는 모식도,

도 2는 본 발명의 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치의 일 실시예의 개략도,

도 3은 도 2에 도시된 몰드 및 수직 지지롤의 구성도,

도 4는 도 2에 도시된 수직 지지롤의 사시도,

도 5는 도 4의 A 부분의 확대도,

도 6은 수직 지지롤의 표면의 3차원 모식도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>

10: 수직 지지롤 20: 굽힘부롤

30: 수평 지지롤 40: 분사노즐

50: 몰드 60: 턴디시

70: 용강 71: 응고셀

72: 슬라브 80: 스트랜드 냉각대

Claims (4)

1. 삭제
2. 용강을 냉각시켜 표면 부위를 응고시키는 몰드; 및

   상기 몰드의 하부에 배치되어 상기 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤을 포함하고,

   상기 슬라브와 접촉하는 상기 수직 지지롤의 표면은 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되어 이루어지고,

   상기 양각의 요철면과 음각의 요철면은 각각 마름모 형상인 것을 특징으로 하는 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치.
3. 용강을 냉각시켜 표면 부위를 응고시키는 몰드; 및

   상기 몰드의 하부에 배치되어 상기 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤을 포함하고,

   상기 슬라브와 접촉하는 상기 수직 지지롤의 표면은 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되어 이루어지고,

   상기 양각의 요철면 상에는 0.5 ~ 1.5 mm 깊이의 홈이 격자 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치.
4. 용강을 냉각시켜 표면 부위를 응고시키는 몰드; 및

   상기 몰드의 하부에 배치되어 상기 몰드를 통과한 슬라브의 단변부를 지지하는 수직 지지롤을 포함하고,

   상기 슬라브와 접촉하는 상기 수직 지지롤의 표면은 양각의 요철면과 음각의 요철면이 연속 배치되어 이루어지고,

   상기 양각의 요철면과 상기 음각의 요철면 사이의 높이는 2 ~ 4 mm인 것을 특징으로 하는 연속주조 슬라브 표면부 과냉 방지 장치.

Images