KR101193064B1 - System of casting operation in manufacturing Mg strip with horizontal twin roll strip casting apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비철 금속 중에서 산화성 및 폭발성이 있는 마그네슘 용탕을 직접 박판으로 제조하는 수평식 쌍롤형 박판 주조기를 이용한 마그네슘 박판 주조시스템에 관한 것으로, 그 구성은 상/하부주조롤(20)(20a)의 용탕주입부(22) 및 주편형성부(23) 그리고, 주편출측 미 응고부(24)에는 각각의 보호가스분사노즐(25)이 설치되고, 그 보호가스분사노즐의 일측단에는 보호가스공급관(26)이 연결 설치되며, 상기 보호가스공급관은 보호가스공급챔버(27)와 연결 설치되고, 상기 보호가스공급챔버는 보호가스공급조절기(28)와 연결 설치되며, 상기 보호가스공급조절기는 주편판형성측정기(29)와 연결 설치되는 구성으로 이루어진다.The present invention relates to a magnesium sheet casting system using a horizontal twin roll type sheet casting machine for directly producing a molten magnesium metal having an oxidative and explosive form in a non-ferrous metal, the configuration of the upper and lower casting rolls (20) (20a) Each protective gas injection nozzle 25 is provided in the molten metal injection part 22, the cast iron forming part 23, and the cast iron side non-coagulation part 24, and a protective gas supply pipe | tube is provided at one end of the protective gas injection nozzle. 26 is connected and installed, the protective gas supply pipe is installed in connection with the protective gas supply chamber 27, the protective gas supply chamber is installed in connection with the protective gas supply regulator 28, the protective gas supply regulator plate It consists of a configuration that is connected to the formation measuring unit (29).
박판주조, 마그네슘 박판, 보호가스공급조절기, 보호가스분사노즐 Sheet Casting, Magnesium Sheet, Protective Gas Supply Regulator, Protective Gas Spray Nozzle
Description
도1은 일반적인 수평식 쌍롤형 박판 주조기의 개략도,1 is a schematic diagram of a general horizontal twin roll type sheet casting machine,
도2는 본 발명의 수평식 쌍롤형 박판 주조기 개략도,Figure 2 is a schematic diagram of a horizontal twin roll type sheet casting machine of the present invention,
※도면의 주요 부분 부호 설명※※ Explanation of the main parts of the drawing ※
20.20a : 상/하부주조롤 21 : 용탕 주입노즐20.20a: Upper and lower casting rolls 21: Melt injection nozzle
22 : 용탕주입부 23 : 주편형성부22: molten metal injection portion 23: cast steel forming portion
24 : 주편출측 미 응고부 25 : 보호가스분사노즐24: non-coagulation part of the main casting side 25: protective gas injection nozzle
26 : 보호가스공급관 27 : 보호가스공급챔버26: protective gas supply pipe 27: protective gas supply chamber
28 : 보호가스공급조절기 29 : 주편판형성측정기28: protective gas supply regulator 29: slab plate measuring instrument
본 발명은 마그네슘 용탕을 직접 박판으로 제조하는 수평식 쌍롤형 박판 주조기를 이용한 마그네슘 박판 주조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비철 금속 중에서 산화성 및 폭발성이 있는 마그네슘 합금의 주편 제조하고자 하는 것이 다.The present invention relates to a magnesium sheet casting system using a horizontal twin roll type sheet casting machine for directly manufacturing a molten magnesium molten metal, and more particularly to the manufacture of a cast of magnesium alloy oxidizing and explosive in non-ferrous metal.
일반적으로 Mg 박판 주조법에서는 박판을 용탕으로부터 직접 제조하기 위해 도1에 나타낸 바와 같이 회전하는 상/하부주조롤(10)(10a)사이에 마련된 용탕주입노즐(11)을 통해 Mg 용탕(12)을 공급하여 노즐 셋백(set back)부(13)의 셋백을 형성하고, 그 응고 직전의 미 응고부가 상/하부주조롤(10)(10a)에 의해 냉각되면서 응고하여 박판주편(S)을 형성한다.In the Mg thin plate casting method, in order to manufacture a thin plate directly from the molten metal, the Mg
상기와 같은 종래의 방법에서는 주편형성부에서 미 응고되어 탈락하거나 흘러내리는 Mg 용탕을 보호가스관(14)을 연결하여 수동으로 용탕이 미 응고되는 부위에 분사하는 방법을 사용하고 있다. In the conventional method as described above, a method of spraying Mg molten metal that is not solidified and dropped or flowed down from the cast steel forming portion is connected to the
그러나, 이 같은 방법은 롤폭 전체에 걸쳐 균일하게 보호가스를 분사할 수 없고, 폭 방향에 걸쳐 일부 과도하게 분사된 부위에서는 용탕의 응고가 너무 지나치고 적게 분사되거나 분사되지 못한 부분에서는 용탕이 그대로 잔류하여 산화 및 폭발이 여전히 발생하며, 고가의 보호가스가 효율적으로 사용되지 못하고 다량으로 소모되어 주조원가가 상승하며, 또한 불 균일하게 분사된 보호가스에 의해 롤 표면에 용탕의 산화 및 발화에 의한 산화 층이 불 균일하게 형상되어 응고의 방해 층으로 존재함으로써, 주편 형성이 불 균일하게 되고, 표면 균열이 발생되는 등 주편 및 최종 제품 품질이 악화되는 등의 문제가 발생되었다. However, this method cannot spray the protective gas uniformly over the entire roll width, and the solidification of the molten metal is excessively excessive in the part that is excessively sprayed in the width direction, and the molten metal remains in the part that is not sprayed or sprayed. Oxidation and explosion still occur, expensive protective gases are not used efficiently and consumed in large quantities, resulting in increased casting cost, and oxidation layer by oxidation and ignition of molten metal on the roll surface by unevenly sprayed protective gases. This non-uniform shape, which exists as a solidification barrier layer, causes problems such as uneven casting and surface cracks, such as deterioration of cast and final product quality.
또한, 상기 Mg 박판 주편의 주조시에는 용탕의 응고가 초기에는 안정화되지 못하고 쉽게 미 응고 주편으로 잘게 부스러져 하부롤(10a)을 타고 흘러내리거나, 용탕 상태 그대로 흘러내린다. 이와 같이 고온 Mg 용탕이 흘러내리는 경우 Mg의 특 성인 산화성 및 폭발성 때문에 주조 시 큰 조업상의 문제점을 야기한다. In addition, during the casting of the thin Mg cast slab, solidification of the molten metal is not stabilized at the initial stage and easily crumbles into the unsolidified cast steel, and flows down the
따라서, 종래에는 상기와 같은 Mg 용탕의 발화 및 산화를 방지하기 위해 주로 수동으로 보호가스인 SF6, SO2, Ar등의 가스를 희석시켜 용탕의 주위로 분사시켜 이를 방지하였다. 그러나, 이 같은 방법으로는 용탕 조각의 산화나 발화를 완전하게 방지하지 못하고, 또한, 불완전한 보호가스 분사에 의해 롤 표면에 산화물 등이 불 균일하게 형성되어 이것이 용탕과의 접촉시 열 저항으로 작용하여 응고를 불 균일하게 하였다.Therefore, conventionally, in order to prevent the ignition and oxidation of the Mg molten metal as described above, the gas, such as SF 6 , SO 2 , Ar, which is a protective gas, is diluted manually and sprayed around the molten metal to prevent this. However, this method does not completely prevent the oxidation or ignition of the molten metal pieces, and also incompletely forms an oxide or the like on the surface of the roll due to incomplete protective gas injection, which acts as a thermal resistance upon contact with the molten metal. Coagulation was uneven.
이는 결과적으로 주편 균열 등의 표면 및 내부 결함을 야기하며, 주편의 실수율이 떨어지거나 최종 제품의 내식성 및 가공성의 불 균일을 야기하는 경우도 있다. 또한 불균일 응고가 심한 경우는 주편이 완전히 응고하지 못하고 일부가 미 응고 되어 탈락되는 벌징 현상이 발생되며, 이때는 주조가 중단되거나 중단되지 않더라도 주편 coiling성이 매우 악화되는 등의 문제점을 나타내기도 한다.This results in surface and internal defects, such as cracking of cast steel, and in some cases, the error rate of the cast steel is lowered, or the corrosion resistance and workability of the final product may be uneven. In addition, if the non-uniform coagulation is severe, swelling phenomenon occurs because the cast is not completely solidified, but some of the non-solidification, and this may show problems such as cast iron coiling properties deteriorated even if the casting is not stopped or stopped.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 Mg 용탕을 노즐을 통해 용탕주입부으로 공급하면서 주조를 시작하는 경우 발생되는 Mg 주편 조각이나 용탕이 흘러내려 대기에 노출되었을 때 산화 및 발화를 방지하기 위해 용탕 보호용 가스관을 설치하여 체계적으로 보호가스를 분사함으로써 산화 및 발화를 방지하고 주편 품질을 향상시킬 수 있도록 한 수평식 쌍롤 박판 주조기를 이용한 마그네슘 박판 주조시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention to solve the above problems to prevent oxidation and ignition when the Mg cast pieces or the melt generated when starting the casting while supplying Mg molten metal to the molten metal injection portion through the nozzle flows down to the atmosphere It is an object of the present invention to provide a magnesium sheet casting system using a horizontal twin roll sheet metal casting machine which can install a molten metal protection gas pipe and systematically spray a protective gas to prevent oxidation and ignition and improve cast quality.
먼저 본 발명의 구성은, 상/하부주조롤(20)(20a)의 용탕주입부(22) 및 주편형성부(23) 그리고, 주편출측 미 응고부(24)에는 각각의 보호가스분사노즐(25)이 설치되고, 그 보호가스분사노즐의 일측단에는 보호가스공급관(26)이 연결 설치되며, 상기 보호가스공급관은 보호가스공급챔버(27)와 연결 설치되고, 상기 보호가스공급챔버는 보호가스공급조절기(28)와 연결 설치되며, 상기 보호가스공급조절기는 주편판형성측정기(29)와 연결 설치하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 용탕주입부(22)는 상하로 배치되어 각각 수평방향으로 설치되는 상/하부주조롤(20)(20a)의 입측영역을 의미하고, 상기 주편형성부(23)는 상기 상/하부주조롤(20)(20a)의 출측영역을 의미하며, 상기 주편출측 미 응고부(24)는 상기 상/하부주조롤(20)(20a)을 통하여 인출되는 주편이 완전히 응고되지 않아 미응고된 용탕이 하부로 유출되는 영역을 의미하는데 위치상으로 상기 상/하부주조롤(20)(20a) 출측영역의 하부영역을 의미한다.First, the configuration of the present invention, the molten
Here, the molten
그리고, 상기 용탕주입부 및 주편형성부 그리고, 주편출측 미 응고부에 설치되는 각각의 보호가스분사노즐 길이는 주편의 폭보다 길게 형성된다.In addition, each of the protective gas injection nozzles installed in the molten metal injection portion, the slab forming portion, and the non-solidified portion of the cast slab is formed longer than the width of the slab.
본 발명의 주편판형성측정기(29)는 상/하부주조롤(20)(20a)에서 배출되는 주편이 안정적으로 형성되었는지를 판단하는 장치이고, 보호가스공급조절기(28)는 상기 주편판형성측정기(29)에서 측정된 값에 따라 보호가스공급량을 조절하는 장치이며, 보호가스공급챔버(27)는 보호가스를 하기에서 설명되는 각각의 보호가스공급관(26)에 공급하는 장치이고, 보호가스공급관(26)은 보호가스분사노즐(25)로 공급하는 라인이며, 보호가스분사노즐(25)은 보호가스를 해당부위(용탕주입부(22) 및 주편형성부(23) 그리고, 주편출측 미 응고부(24))에 공급하는 장치이다.Cast slab forming
주조 초기 용탕이 용탕주입부(22)에 주입되면서 박판 주편을 형성할 때 응고 조건이 불충분하여 용탕주입부(22)에서 적정한 조건이 만족되어 박판 주편이 형성될 때까지 용탕이 흘러내리거나 주편 조각이 계속 탈락되어 롤 하부측으로 떨어지게 되고, 이때에는 보호가스를 분사하여 Mg 용탕 및 고온의 주편 조각을 보호하지 않으면 산화가 폭발적으로 일어나서 심각한 주조조업 사고를 일으키거나 주편 품질에 매우 악영향을 미친다.When the casting initial molten metal is injected into the molten
따라서, 본 발명은 이를 방지하기 위해 도2에 나타낸 바와 같이 주조 초기에는 집중적으로 주편형성부(23) 및 주편출측 미 응고부(24)에서 산화 및 폭발이 발생할 가능성이 크므로, 주편판형성측정기(29)를 통해 주편이 전 폭에 걸쳐 안정적으로 형성되지 못하고 일부만 형성되거나 전혀 형성되지 않은 것이 확인되면, 보호가스공급조절기(28)에서는 각 부위(용탕주입부(22) 및 주편형성부(23) 그리고, 주편출측 미 응고부(24))의 공급량을 결정하고 이를 보호가스공급챔버(27)를 통해 각각의 보호가스공급관(26) 모두에 보호가스를 적량 공급하여 용탕 및 미응고 주편의 산화 및 폭발을 방지한다. Therefore, in order to prevent the present invention, as shown in FIG. 2, since the oxidation and explosion are likely to occur in the cast-forming
또한, 주편이 안정적으로 형성되면 주편판형성측정기(29)에서는 주편의 전 폭 판형성을 측정할 수 있게 되고, 이 경우 보호가스공급조절기(28)에서는 주편출측 미 응고부(24)의 보호가스 공급을 중단하고, 용탕주입부(22) 및 주편형성부(23)의 보호가스 공급량을 조절하여, 보호가스공급챔버(27)를 통해 해당 부위에 공급한다.In addition, when the cast steel is stably formed, the slab plate forming
이상과 같은 방법을 마그네슘 주조 박판의 주조초기에 적용한 결과 용탕이 공급되는 부위인 용탕주입부(22) 및 주편이 형성되는 부위인 주편형성부(23) 그리고, 주편출측 미 응고부(24)에 보호가스 분위기가 완벽하게 형성되어 Mg 용탕의 산화 및 발화가 억제됨으로 주조 조업이 안정적으로 이루어짐은 물론, 주편 응고 몰드 역할을 하는 롤 표면의 산화물 형성이 균일하게 됨으로써 제조되는 주편 품질이 향상되었다.As a result of applying the above-described method to the initial casting of the magnesium casting thin plate, the molten metal is injected into the molten
상술한 바와 같은 본 발명은 Mg 박판 주조초기 또는 주조 중 주조롤의 전후에서 발생되는 고온의 Mg 주편 조각이나 용탕이 흘러내려 대기에 노출되었을 때 발생되는 용탕 및 용탕 조각의 산화 및 발화를 억제하여 주조 조업을 안정되게 함으로서 제조되는 주편 품질이 향상됨은 물론, 보호가스 사용량을 최소화하여 주편 제조 원가를 저감함으로써 Mg 박판주조기의 상용 공정의 경쟁력을 높이는 효과가 있다.
As described above, the present invention suppresses the oxidation and ignition of the molten metal and the molten metal fragments generated when the high temperature Mg slab pieces or the molten metal generated during the initial Mg sheet casting or before and after the casting roll flows and are exposed to the atmosphere. By stabilizing operation, the quality of cast steel is improved, as well as minimizing the amount of protective gas, thereby reducing the cost of manufacturing the cast steel, thereby increasing the competitiveness of the commercial process of Mg sheet casting machine.
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