KR101380773B1 - 박판 스트립을 연속적으로 주조하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개가 쌍을 이루는 사이드 댐 어셈블리를 구비하는 연속적인 주조에 의해 박판 주조 스트립을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 사이드 댐 어셈블리는 하부에 인접 배치된 상부를 구비하는 사이드 댐을 포함한다. 상기 상부 및 하부 사이드 댐은 각각 대향하는 외면들을 구비하며, 상기 대향하는 외면들은 용융금속과 접촉 가능한 외면과, 주조공정 동안 상기 사이드 댐 홀더의 어떠한 노출 부분도 상기 대향 외면을 넘어 용융금속과 접촉 가능한 상기 외면 쪽으로 연장되지 않고, 또한 상기 상부 사이드 댐이 상기 하부 사이드 댐에 인접하여 배치되는 것을 방해하지 않도록 상기 사이드 댐을 제자리에 지지하기 위해 상기 사이드 댐을 대응 사이드 댐 홀더에 접속 가능한 적어도 하나의 잠금부를 갖는 대향 외면을 구비한다.

주조 스트립, 사이드 댐, 마모, 홀더

Description

박판 스트립을 연속적으로 주조하는 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUSLY CASTING THIN STRIP}

본 발명은 주조장치(casting machine)에 의해 용융금속(molten metal)을 박판 스트립으로 연속적으로 주조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

연속적인 강철(steel) 주조에 있어서, 용융금속은 주조장치에 의해 박판 스트립으로 직접 주조된다. 스트립의 형태(shape)는 주조장치의 주형에 의해 결정되며, 주조장치는 턴디시(tundish)로부터 용융금속을 공급받아 용융금속을 박판 스트립으로 주조한다. 더욱이 스트립은 주조용 롤(casting rolls)에서 빠져나온 후 냉각(cooling) 및 가공(processing) 과정을 거친다.

쌍롤식 주조기에서, 서로 반대방향으로 회전하며 내부적으로 수냉되는 한 쌍의 수평 주조용 롤 사이에 용융금속(molten metal)을 도입함으로써 움직이는 롤 표면에 금속 쉘을 응고시킨 다음 롤들 사이의 닙(nip)에서 금속 쉘을 한데 모아 닙으로부터 하향 송출되는 박판 스트립 제품을 생산한다. 여기서 "닙"이라는 용어는 롤들이 가장 근접하게 되는 영역 전반을 의미한다. 용융금속을 레이들(ladle)로부터 턴디시(turndish)와 닙 위에 위치한 코어 노즐(core nozzle)로 구성되는 금속공급시스템을 통해 부어 닙 바로 위 롤의 주조면 상에 지지되며 닙의 길이방향을 따라 신장된 용융금속의 주조용 풀을 형성한다. 이러한 주조용 풀은, 주조용 풀의 양쪽 단부로 용융금속이 넘치지 않도록 양쪽 단부를 막기 위해 일반적으로 롤의 단면(end surfaces)과 슬라이드 결속된 내화성(refractory)의 측판 또는 사이드 댐 사이에 가두어진다.

쌍롤식 주조기에서 강철 스트립을 주조하는 경우, 박판 스트립은 1400°C 정도의 매우 높은 온도에서 닙을 빠져나간다. 이것이 보통의 대기환경(atmosphere)에 노출되면, 고온에서의 산화로 인해 급속하게 스케일(scale)이 형성되는 문제점이 있다. 따라서, 주조용 롤 밑에 스트립의 산화를 억제하는 공기를 포함하는 밀봉된 봉입부(sealed enclosure)가 제공되며, 고온의 스트립이 들어와 봉입부를 통과하여 스트립 주조기를 빠져나가게 된다.

쌍롤식 주조기의 주조 캠페인(casting campaign)의 길이는 일반적으로 코어노즐, 턴디시 및 사이드 댐의 마모주기(wear cycle)에 의해 결정되었다. 따라서 주조공정에 있어서 관심의 초점은 코어 노즐, 턴디시(tundish) 및 사이드 댐들의 수명 주기(life cycle)를 연장함으로써 박판 스트립을 주조하는 데 소요되는 톤당 비용을 감소시키는 것이었다. 노즐, 턴디시 또는 사이드 댐이 교체해야 할 정도로 마모되면 주조공정을 중지하고 마모된 구성요소를 교체해야 한다. 이때, 일반적으로 마모되지 않은 구성요소도 마찬가지로 제거해야 하며 그렇지 않을 경우 다음 주조 캠페인이 교체된 내화재 구성요소가 아니라 교체되지 않은 구성요소의 잔류 내용수명(useful life)에 의해 제한되게 된다. 금속공급부재에 적합한 내화재 물질의 예로는, 흑연화된 알루미나(graphitized alumina), 질화붕소(boron nitride) 및 질화 붕소-지르코니아 복합물(boron nitride-zirconia composites) 등이 있다. 코어 노즐, 턴디시 및 사이드 댐은 모두 용강의 온도에 근접하는 매우 높은 온도로 예열 되어야 하기 때문에 주조 캠페인 사이에 주조시간이 상당히 허비될 수 있다. 이에 대해서는 미국특허 5,184,668호 및 5,277,243호를 참조하라.

사이드 댐은 코어 노즐 및 턴디시(tundish)와 독립적으로 마모되고, 사이드 댐들 각각이 서로 독립적으로 마모된다. 주조공정 동안, 사이드 댐은 초기에 주조용 롤의 단부에 밀착되도록 힘이 가해지며, 층상으로 마모되어("bedded in" by wear) 주조용 풀로부터 용강이 흘러 넘치지(outflow) 않도록 적절한 위치를 유지한다. 사이드 댐에 가해지는 힘은 초기 베딩-인 피리어드(initial bedding-in period) 후에 감소하지만 주조공정 내내 사이드 댐을 심각하게 마모시킬 것이다. 금속공급시스템에서의 코어 노즐과 턴디시는 대개 사이드 댐 보다 수명이 더 길며, 사이드 댐의 내용수명(useful life)을 연장할 수 있다면, 코어 노즐과 턴디시는 몇몇 용강의 레이들을 통해 계속해서 동작할 수 있을 것이다. 그러나, 턴디시 및 코어 노즐의 내용수명이 남아있어도 주조장치(caster)의 생산역량을 향상시키기 위해 사이드 댐의 교체시에 함께 교체된다.

일반적으로 각 사이드 댐은 사이드 댐 홀더(holder)에 의해 주조공정 동안 제자리에서 유지된다. 사이드 댐은 통상 V자 형상의 경사진 기부(bottom portion)를 포함하고, 사이드 댐 홀더는 통상 V자 형상의 경사진 기부가 꽂혀져 있는 V자 형상의 리셉터클(receptacle)을 포함한다. 이러한 V자 형상은 주조공정 동안 사이드 댐이 제자리에 위치 및 유지되도록 한다. 그러나, 이러한 사이드 댐 어셈블리 는, 사이드 댐의 내용수명을 주조장비(casting equipment)에 심각한 손상을 초래하거나 주조 스트립의 가장자리에 강한 충격을 가하기 전으로 제한한다. 구체적으로, 주조용 롤 가장자리에 꽂히는 V자 형상의 사이드 댐 홀더가 충돌하지 않도록 사이드 댐의 사용기간을 한정하는 사이드 댐의 마모정도를 제한해야 한다. 따라서, 주조 캠페인을 제한하는 주조장비에 가해지는 그러한 손상이 발생하기 전에 사이드 댐은 항상 교체된다. 전술한 바와 같이, 사이드 댐이 교체될 때 분리가능한 턴디시 및 코어노즐 또한 일반적으로 교체되고 새로운 주조 캠페인이 개시된다. 따라서 사이드 댐의 내용수명을 연장할 수 있다면 박판 주조 스트립의 톤당 주조비용을 상당히 줄일 수 있다.

요약하면, 어떤 내화성 요소가 먼저 마모되든, 그 마모된 요소를 교체하기 위해서는 주조 캠페인을 중단해야 한다. 박판 주조 스트립 생산 비용은 주조 시간의 길이와 직접 연관되어 있기 때문에, 다음 주조 캠페인 주기에서의 추가적인 차질을 피하기 위한 예방차원에서, 금속공급시스템 내의 마모되지 않은 요소들은 일반적으로 자신의 내용수명이 종료하기 전에 교체된다. 이는 내화성 요소들에 대한 내용수명의 부수적인 낭비를 초래한다.

기존에 사용되고 제안된 박판 스트립 주조 시스템 및 방법의 추가적인 한계 및 단점은, 본원출원에서 설명하고 있는 바와 같은 본 발명에 따른 시스템 및 방법들과의 비교를 통해, 당업자에게 자명하게 될 것이다.

연속적인 주조에 의해 박판 주조 스트립을 제조하는 방법에 있어서,

a) 그들 사이에 닙을 구비하는 한 쌍의 주조용 롤을 조립하는 과정과;

b) 상기 닙의 단부들에 인접하여 상기 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 용융금속의 주조용 풀을 한정하는 사이드 댐들을 포함하며, 각 사이드 댐이 저부(lower portion)에 인접한 상부(upper portion)를 갖는 금속공급시스템을 조립하는 과정과;

c) 주조공정 동안 각 사이드 댐의 상부 사이드 댐 및 하부 사이드 댐이 상기 주조용 롤 쪽으로 향하도록 독립적으로 작용 가능한(힘을 가할 수 있는) 동력장치를 제공하는 과정과;

d) 상기 사이드 댐들에 의해 한정되는 상기 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 주조용 풀을 형성하도록 상기 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용강을 도입하는 과정; 및

e) 상기 주조용 롤들의 표면상에 응고된 쉘(shells)을 형성하고, 상기 응고된 쉘로부터 상기 주조용 롤 사이의 닙을 통해 박판 강철 스트립을 주조하도록 상기 주조용 롤들을 서로 반대방향으로 회전시키는 과정을 포함한다.

하부 사이드 댐 각각은, 닙에서 용융금속과 접촉 가능한 일측 외면과, 주조공정 동안 상기 하부 사이드 댐을 지지하도록 상기 하부 사이드 댐을 하부 사이드 댐 홀더에 접속 가능한 잠금부를 구비하는 타측 외면을 갖는 대향하는 외면들(opposite outer surfaces)을 갖도록 조립된다. 하부 사이드 댐 각각은 사이드 댐 중 더 많이 마모되는 부분으로 닙에 인접한 용융금속과 접촉 가능하며, 상부 사이드 댐 보다 실질적으로 더 두꺼운 부분으로 한정될 수 있다. 예를 들면, 상부 사이드 댐은 높이가 약 30mm 또는 그 이상이다. 이에 따라, 전체 사이드 댐의 내용수명을 효과적으로 연장할 수 있다.

다른 방법으로, 또는 부가적으로, 하부 사이드 댐은 주조기의 동작에 필요한 길이보다 실질적으로 더 길며, 수평으로 이동 가능하도록 지지될 수 있다. 이러한 배열에 의하면, 하부 사이드 댐이 마모함에 따라 상부 사이드 댐을 이동시키지 않고 하부 사이드 댐을 수평으로 이동시킴으로써 닙에 인접한 용융금속과 접촉 가능한 하부 사이드 댐을 변경할 수 있다. 이러한 배열에 의해, 전체 사이드 댐의 내용수명을 또한 연장할 수 있다.

그러나, 하부 사이드 댐의 타측 외면을 넘어 연장되어 있고 하부 사이드 댐을 고정하도록 하부 사이드 댐 홀더 상의 접속부와 상호작용하는 내화성 잠금부에 의해 고정되도록 하부 사이드 댐을 배열할 수도 있다. 각 하부 사이드의 잠금부는 각 하부 사이드 댐의 타측 외면 내로 접속된다. 잠금부는 하부 사이드 댐 홀더의 노출부분이 하부 사이드 댐의 타측 외면을 넘어 연장되지 않도록 하부 사이드 댐을 제자리에 고정한다.

각 상부 사이드 댐 또한 용융금속과 접촉 가능한 일측 외면과, 주조공정 동안 상부 사이드 댐을 지지하도록 상부 사이드 댐을 상부 사이드 댐 홀더에 접속 가능한 잠금부를 구비하는 타측 외면을 갖는 대향하는 외면들을 갖도록 조립된다. 상기 잠금부는 상부 사이드 댐 홀더의 노출부분이 상부 사이드 댐의 타측 외면을 넘어 연장되지 않도록 하고, 또한 상부 사이드 댐 홀더가 상부 사이드 댐의 저면이 상부 사이드 댐의 상면에 인접 배치되는 것을 방해하지 않도록 상부 사이드 댐을 제자리에 고정한다. 상부 사이드 댐은 또한 사이드 댐 홀더에 인접한 타측 외면을 넘어 연장되는 내화성 잠금장치들을 구비한다. 각 상부 사이드 댐의 내화성 잠금장치 및 각 사이드 댐 홀더의 접속부는 주조공정 동안 상부 사이드 댐을 배치하도록 상호작용한다. 각 상부 사이드 댐의 잠금부는 각 상부 사이드 댐의 타측 외면 내에 접속된 세라믹 핀을 포함한다.

상부 및 하부 사이드 댐 홀더 각각은 주조 캠패인을 위해 상부 또는 하부 사이드 댐이 사이드 댐 홀더에 접속되었을 때, 하부 및 상부 사이드 댐 홀더의 잠금부가 위치하는 노치 또는 트로프를 포함하는 접속부를 구비한다. 다른 방법으로, 하부 및 상부 사이드 댐 홀더는 통상 세라믹으로 이루어지며, 하부 또는 상부 사이드 댐의 잠금부(하부 또는 상부 사이드 댐 내의 개구) 내로 연장된 접속부를 구비함으로써, 하부 및 상부 사이드 댐 홀더의 노출부분이 하부 및 상부 사이드 댐 홀더의 타측 외면을 넘어 용융금속과 접촉 가능한 일측 외면 쪽으로 연장되지 않도록 한다.

또한, 주조기의 각 사이드(each side)에 사이드 댐 어셈블리를 구비하는 연속적인 박판 스트립 주조 시스템이 개시된다. 각 사이드 댐 어셈블리는 각각 대향하는 외면들을 구비하는 하부 및 상부 사이드 댐을 포함하며, 상기 대향하는 외면들은 용융금속과 접촉 가능한 일측 외면과, 주조공정 동안 하부 및 상부 사이드 댐을 지지하도록, 바람직하게는 주조용 롤 쪽으로 밀착되어 지지하도록 하부 또는 상부 사이드 댐을 하부 또는 상부 사이드 댐 홀더에 접속 가능한 잠금부를 구비하는 타측 외면을 갖는다. 상부 및 하부 사이드 댐은 서로 독립적으로 지지되며, 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 롤 쪽으로 독립적으로 구동 가능하다.

상기 사이드 댐 어셈블리는 사이드 댐 홀더의 어떠한 노출부분도 하부 및 상부 사이드 댐 홀더의 타측 외면을 넘어 용융금속과 접촉 가능한 일측 외면 쪽으로 연장되지 않도록 상기 잠금부에서 하부 또는 상부 사이드 댐을 수용 및 지지할 수 있는 접속부를 구비하는 하부 및 상부 사이드 댐 홀더를 더 포함한다.

상기 상부 사이드 댐의 저면은 하부 사이드 댐의 상면에 인접하며, 하부 사이드 댐은 상부 사이드 댐보다 더 두껍다. 하부 사이드 댐의 두께는 상부 사이드 댐보다 더 적어도 20% 더 두꺼우며, 통상, 경험적으로 닙에 인접하여 더 많이 마모되는 사이드 댐의 하부 영역으로 한정된다. 이에 따라, 하부 사이드 댐의 두께는, 주조용 풀과 접촉하는 사이드 댐의 더 많이 마모되는 부분을 더 두껍게 하거나, 주조 캠페인이 지속됨에 따라 하부 사이드 댐의 새로운 표면영역이 용융금속에 노출되도록 하거나, 또는 두 가지 방법을 모두 사용함으로써, 상부 사이드 댐을 제거하지 않고 사이드 댐 어셈블리의 전체 동작 수명을 연장한다.

상기 사이드 댐 어셈블리는 하부 사이드 댐 홀더의 접속부에 접속 가능한 타측 외면으로부터 연장되어 주조공정 동안 하부 사이드 댐을 제자리에 유지하는 적어도 하나의 세라믹 핀을 구비하는 하부 사이드 댐을 포함할 수 있다. 하부 사이드 댐은 닙에 인접한 용융금속과 접촉하는데 필요한 길이보다 더 길며, 수평으로 이동하도록 배치됨으로써 주조 캠페인 동안 하부 사이드 댐이 마모함에 따라 하부 사이드 댐 외면의 다른 영역이 이 위치로 이동되도록 한다. 사이드 댐 어셈블리는 또한 사이드 댐 홀더의 접속부에 접속 가능한 타측 외면으로부터 바깥쪽으로 연장되어 주조공정 동안 상부 사이드 댐을 제자리에 유지하는 적어도 3 개의 세라믹 핀을 구비하는 상부 사이드 댐을 포함한다. 상기 사이드 댐 어셈블리는 또한 사이드 댐 홀더의 어떠한 노출부분도 상부 사이드 댐의 타측 외면을 넘어 용융금속과 접촉 가능한 하부 또는 상부 사이드 댐의 일측 외면 쪽으로 연장되지 않고, 사이드 댐 홀더의 어떠한 부분도 상부 사이드 댐의 저면이 하부 사이드 댐의 상면에 인접 배치되는 것을 방해하지 않도록, 주조공정 동안 하부 및 상부 사이드 댐을 수용 및 지지하는 노치 또는 트로프를 구비하는 하부 및 상부 사이드 댐 홀더를 포함할 수 있다.

개시된 사이드 댐 어셈블리를 구비하는 박판 스트립을 연속적으로 주조하는 시스템 및 방법은 주조 캠페인의 길이를 50% 정도, 또는 그 이상 연장할 수 있다. 연속적인 주조를 중단하게 하는 주조장비에 가해지는 손상 또는 주조 스트립의 가장자리에 손상을 주는 주조용 풀로부터 용융금속의 누출 위험을 초래하지 않고 사이드 댐의 내용수명을 연장할 수 있다. 또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 주조공정을 위해 사이드 댐을 조립함으로써 예열 후 로봇에 의해 사이드 댐을 배치할 수 있다. 또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 예열하지 않거나 상부 사이드 댐을 동시에 교체하지 않고, 또는 양자 모두를 행한 후에 하부 사이드 댐을 배치할 수 있다.

이러한 장점 및 여타의 장점과 본 발명에 개시된 실시예의 상세구성 및 본 발명의 신규한 구성은 후술하는 상세설명 및 도면을 통해 더 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1A-1G는 본 발명의 다양한 측면(various aspects)에 따른, 본 발명의 실시예에 사용되는 연속적인 쌍롤식 주조 시스템의 다양한 면들을 나타낸 도면,

도 2A 내지 도 2C는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 상부 및 저부를 구비하며 도 1A 내지 도 1G에 사용된 사이드 댐의 실시예를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 1A 내지 도 1G에 사용된 상부 사이드 댐 홀더 및 하부 사이드 댐 홀더의 실시예를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 저부 사이드 댐 홀더에 접속된 lower side dam portion의 실시예를 나타낸 도면,

도 5A는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 4의 lower side dam portion의 측면도,

도 5B는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 4의 사이드 댐 홀더의 배면도(rear view),

도 6A 및 도 6B는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 2A 내지 도 2C에 도시된 upper side dam portion 및 도 1A 내지 도 1G에 사용된 도 3의 사이드 댐 홀더를 나타내는 사이드 댐 어셈블리의 상부를 예시적으로 나타낸 도면,

도 7A 및 도 7B는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 3의 사이드 댐 홀더 및 도 1A 내지 도 1G에 사용된 도 3의 상부 및 하부 사이드 댐을 포함하는 사이드 댐 어셈블리를 예시적으로 나타낸 도면,

도 8은 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 7A 및 도 7B의 사이드 댐 어셈블리를 구비하는 도 1A 내지 도 1G의 시스템을 사용하는 연속적인 주조공정에 의한 박판 주조 스트립 제조방법의 에를 나타낸 흐름도.

도 1A-1G는 본 발명의 다양한 측면(aspects)에 따라, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 연속적인 쌍롤식 주조 시스템의 다양한 측면을 도시하고 있다.

실시예의 쌍롤식 주조기(twin roll caster)는 밀폐된 봉입부(10)(sealed enclosure) 내에서 가이드 테이블(13)을 통과하는 주조 강철 스트립(12)을 제조하는, 일반적으로 도면 번호 11로써 표시된 하나의 쌍롤식 주조기를 포함하며, 상기 가이드 테이블(13)은 강철 스트립을 핀치 롤 스탠드(14) 쪽으로 안내하며, 이를 통해 상기 강철 스트립(12)은 밀폐된 봉입부(10)를 빠져나오도록 구성된다. 상기 봉입부(10)의 밀폐는 완전하지 않을 수 있지만, 봉입부 내에서 공기의 조절과 후술하는 봉입부 내에서의 주조 스트립에 대한 산소의 접근이 가능하도록 구성된다. 상기 스트립은, 상기 봉입부(10)를 빠져나온 후 또 다른 밀폐된 부분을 통과할 수 있으며, 본 발명에는 개시하고 있지 않지만 인-라인 열연(in-line hot rolling) 및 냉각 처리를 거치도록 할 수 있다.

쌍롤식 주조기(11)는 나란하게 배치되어 그들 사이에 닙(15)을 형성하는 한 쌍의 주조용 주조용 롤(22)을 포함하며, 여기서 레이들(23)(ladle)로부터의 용융 금속이 금속공급시스템(24)(metal delivery system)을 통해 전달된다. 금속공급시스템(24)은 상기 닙(15) 위에 위치하는 턴디시(25), 분리 가능한 턴디시(26) 및 하나 이상의 코어 노즐들(27)을 포함한다. 주조용 롤(22)로 전달된 용융 금속은 닙(15) 위의 주조용 롤(22)의 주조표면상의 주조용 풀(16)(casting pool) 내에 유 지된다.

상기 주조용 롤 상에 유지되는 용강(molten steel)의 주조용 풀은 한 쌍의 제 1 사이드 댐(35)에 의해 상기 주조용 롤(22)의 단부(end)에서 가두어지며, 각 사이드 댐은 도 1A에 도시된 바와 같이 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)을 구비한다. 사이드 댐 홀더에 접속되는 상부 사이드 댐(35U)은 하부 사이드 댐(35L)에 인접한다. 상부 사이드 댐(35U)의 저면(bottom surface)은 하부 사이드 댐(35L)의 상면(top surface)에 대해 주조용 롤(22) 쪽으로 수평으로 슬라이딩 가능하다.

상기 사이드 댐(35)은 예를 들면, 사이드 댐 홀더에 연결된 압박봉(thrust rods)(50)을 통해 동작하는 수압 실린더 유닛(hydraulic cylinder units)(36)과 같은 동력장치(force devices)의 동작에 의해 롤의 계단형 단부에 적용된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)은 개별 실린더 유닛(36)에 의해 독립적으로 구동된다. 주조공정 동안, 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)이 서로 다른 속도로 마모됨에 따라 수압 실린더 유닛(36)을 통해 사이드 댐 부분(35U, 35L)을 주조용 롤(22) 쪽으로 독립적으로 조절하며, 이에 따라 사이드 댐(35)의 내용수명이 연장된다. 도 1E는 본 발명의 실시예에 따른, 동력장치를 제공하여 상부 사이드 댐(35U)이 주조용 롤 쪽으로 향하도록 하기 위한 수압 실린더 유닛(36)과 사이드 댐 홀더(37) 및 상부 사이드 댐(35U)의 배열방법을 나타낸다. 하부 사이드 댐(35L) 및 여기에 결합된 수압 실린더 유닛(미도시)은 후술하는 바와 같이 탑재 및 배치된다.

주조용 롤(22)은 냉각제 공급기(17)에 의해 내부적으로 수냉되고 구동기들(18)에 의해 서로 반대방향으로 회전하도록 구동됨으로써 주조표면이 주조용 풀(16)을 통해 이동함에 따라 움직이는 주조용 롤 표면상에 금속 쉘이 응고하게 된다. 이들 금속 쉘은 닙(15)에서 한데 모아져서 상기 롤들 사이 닙(15)으로부터 아래쪽으로 이송되는 박판 주조 스트립으로 제조된다.

턴디시(25)에는 뚜껑(28)(lid)이 장착된다. 용강(molten steel)은 배출 노즐(outlet nozzle)(29)을 통해 레이들(23)로부터 턴디시(25)로 도입된다. 상기 턴디시(25)는 스토퍼 로드(33)(stopper rod)와 슬라이드 게이트 밸브(34)(slide gate valve)가 장착되어 배출구(31)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하고 턴디시(25)로부터 분리 가능한 턴디시(26)로의 금속의 흐름을 효과적으로 제어한다. 용융 금속은 턴디시(25)로부터 배출구(31)와 배출 노즐(32)를 통과하고, 분리 가능한 턴디시(26)(분배 용기 또는 전이부로도 지칭됨)를 통과한 다음, 코어 노즐(27)로 흐른다. 주조공정 초기에는 주조 조건이 안정화됨에 따라 짧은 길이의 불완전한 스트립이 생산된다.

연속적인 주조공정이 이루어진 후, 주조공정 캠페인 주기를 개시하기 위해 다음 단계의 주조 스트립의 깨끗한 헤드 단부(head end)를 형성할 수 있도록 주조용 롤들은 다소 분리되어 이동된 다음 다시 한데 모아짐으로써 스트립의 선단부(leading end)가 파열 되도록 한다. 상기 불완전한 물질은 주조기(11) 아래에 배치되어 후술하는 바와 같이 봉입부(10)의 일부를 형성하는 스크랩 박스 리셉터클(40)(scrap box receptacle) 쪽으로 떨어진다. 이때, 피봇(39)(pivot)으로부터 봉입부(10) 내의 일측으로 통상 아래쪽으로 매달려 있는 흔들리는 에이프런(38)(swinging apron)은 닙(15)으로부터 스트립 배출구를 가로질러 흔들림으로써 주조 스트립의 헤드 단부를 가이드 테이블(13)로 안내하며, 가이드 테이블(13)은 핀치 롤 스탠드(14, pinch roll stand)에 상기 스트립을 공급한다. 이후, 도 1B 및 도 1D에 도시된 바와 같이, 에이프런(38)은 그 매달린 위치로 다시 복원되어, 스트립이 일련의 가이드 롤러들이 맞물려있는 가이드 테이블을 통과하기 전에 주조기 아래에서 루프 형태로 매달려 있도록 한다.

본 발명에서 개시하고 있는 쌍롤식 주조기는 미국 특허 제 5,184,668 및 제 5,277,243에 상세하게 설명된 종류의 것일 수 있으며, 본 발명의 구성의 일부가 아닌 적절한 구조적인 세부사항들에 대해서는 상기 특허들을 참조할 수 있다.

상기 제 1 봉입벽 섹션(41)(enclosure wall section)은 주조용 롤들(22)을 둘러싸고 있으며, 한 쌍의 상부 사이드 댐(35U)이 실린더 유닛(36)에 의해 롤의 단부로 밀착될 때 사이드 댐 플레이트 홀더(37)를 꼭 맞게 수용하도록 구성된 노치(65)(notch)를 구비하는 사이드 플레이트(64)(side plates)로 구성된다. 상기 사이드 댐 홀더(37)와 봉입벽 섹션(41) 사이의 인터페이스는 밀봉부재(66)(seals)를 슬라이딩시켜 밀봉함으로써 상기 봉입부(10)의 밀봉상태를 유지하도록 한다. 상기 밀봉부재(66)는 세라믹 섬유 로프 또는 다른 적합한 밀봉 물질로 구성될 수 있다.

도 2A 내지 도 2C는 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)을 구비하고, 도 1A 내지 도 1G에 도시된 시스템에 사용된 사이드 댐(35)의 대표적인 예를 나타낸 것이다. 상기 하부 사이드 댐(35L)은 용융금속 및 주조용 롤과 대면하는(faces) 일측 외면(212)과, 잠금부(214)를 구비하는 타측(opposite) 외면(213)을 포함한다. 상기 일측 외면(212)은 폭(width)이 적어도 30㎜이며, 주조용 풀 내의 용융금속과 접촉함에 따라 사이드 댐 중 가장 마모되기 쉬운 부분이며, 상부 사이드 댐(35U)보다 적어도 20% 이상 두껍다.

상기 상부 사이드 댐(35U)은 통상 용융금속과 대면하는 일측 외면(211) 및 3개의 잠금부(220, 230, 240)를 구비하는 타측 외면(210)을 포함한다. 도 2A는 사이드 댐(35)의 정면도이고, 도 2B는 사이드 댐(35)의 측면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 잠금부(214, 220 내지 240)는 내화성 접착제(adhesive) 또는 아교(glue)에 의해 하부 사이드 댐((35L) 및 상부 사이드 댐(35U) 내의 구멍에 유지되는 내화성 잠금장치(예를 들면, 세라믹 핀들)이다. 상기 내화성 장금장치(214, 220 내지 240)는 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)의 타측 외면(210, 213)으로부터 각각 바깥쪽으로 연장된다. 사이드 댐에 적합한 내화성 물질의 예로는, 그래파이트 알루미나(graphite alumina), 질화붕소(boron nitride) 및 질화붕소-산화지르코늄 합성물(boron nitride-zirconia composites) 등이 있다. 도 2A에서 점선(250, 251)은 본 발명의 일 실시예에 따라 사이드 댐(35)이 주조장치에 장착될 때, 주조용 롤과 물리적으로 접촉하는 부분을 나타낸다.

상기 상부 사이드 댐(35U)의 저면(261)과 하부 사이드 댐(35L)의 상면 사이에 갭(35G)(도 2C 참조)이 형성된다. 상기 사이드 댐은, 주조공정 동안, 상부 사이드 댐(35U)이 하부 사이드 댐(35L)에 인접 배치되었을 때 상기 갭이 0.2㎜를 초과하지 않도록 배열된다. 이와 같이 비교적 작은 갭(35G)은 용융금속이 수압계 기(hydraulic machinery) 쪽으로 스며드는 것을 방지한다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 갭(35G)을 통해 용융금속이 스며 나오는 것을 방지하면서 하부 사이드 댐(35L)이 상부 사이드 댐(35U)에 대해 수평으로 움직일 수 있도록 갭(35G) 내에 내화성 밀폐제(refractory sealant)가 사용될 수 있다. 이러한 내화성 밀폐제가 사용될 경우 갭(35G)이 0.2㎜를 초과할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사이드 댐(35)에서 마모된 가루는, 주종공정 동안 사이드 댐(35)이 마모함에 따라 갭(35G)을 메우게 된다.

도 3은 연속적인 주조 시스템에 사용하기 위한 상부 사이드 댐 홀더(37) 및 하부 사이드 댐 홀더(305)의 대표적인 예를 나타낸 것이다. 상기 사이드 댐 홀더(37, 305)는 본 발명의 다양한 측면에 따른 도 1A 내지 도 1G의 시스템에 사용된다. 상기 상부 사이드 댐 홀더(37)는 3개의 접속부(310, 320, 330)을 포함하며, 상기 하부 사이드 댐 홀더(305)는 하나의 접속부(306)를 포함한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 접속부(306, 310, 320, 330)는 사이드 댐 홀더에 인접한 사이드 댐의 외면을 넘어서 연장된 사이드 댐 홀더(37, 305)를 노출시키지 않고, 또한 사이드 댐 홀더의 어떠한 부분도 상부 사이드 댐(35U)의 저면(261)이 상부 사이드 댐(35U) 바로 밑에 위치하는 하부 사이드 댐(35L)의 상면(271)에 인접 배치되는 것을 방해하지 않도록 상기 사이드 댐 부분(35U, 35L)을 수용 및 지지할 수 있는 내화성의 노치 또는 트로프(trough)(통상 세라믹)이다.

다른 방법으로, 상기 사이드 댐 홀더는 일반적으로 세라믹으로 이루어지며, 사이드 댐 부분의 내화제 부분 내로 연장된 내화성의 접속부(attachment portions)(사이드 댐 부분에 있는 개구)를 구비함으로써, 사이드 댐 홀더의 노출 부분이 사이드 댐의 타측 외면을 넘어서 용융금속과 접촉하고 있는 일측 외면 쪽으로 실질적으로 연장되지 않도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 세라믹 핀들(220 내지 240)이 트로프들(troughs)(310 내지 330) 내에 위치하도록 상부 사이드 댐(35U)이 사이드 댐 홀더(37)에 장착될 때, 상부 사이드 댐(35U)의 내화성 잠금장치(220 내지 240)와 사이드 댐 홀더(37)의 접속부(310 내지 330)는 주조공정에 적합하게 하부 사이드 댐(35L)에 대해 상부 사이드 댐(35U)을 배치하도록 상호작용한다.

유사하게, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 세라믹 핀(214)이 트로프(306) 내에 위치하도록 하부 사이드 댐(35L)이 사이드 댐 홀더(305) 상에 장착될 때, 하부 사이드 댐(35L)의 내화성 잠금장치(214)와 하부 사이드 댐 홀더(305)의 접속부(306)는 주조공정에 적합하게 상부 사이드 댐(35U)에 대해 하부 사이드 댐(35L)을 배치하도록 상호작용한다.

상기 세라믹 핀들(214, 220, 230)은 접속부(310, 320)에서 상부 사이드 댐(35U)이 상기 사이드 댐 홀더(37)에 단단하게 고정되도록 하고, 접속부(306)에서 하부 사이드 댐(35L)이 상기 사이드 댐 홀더(306)에 단단하게 고정되도록 하는 연장부(extension)(221)(예를 들면, 헤드)를 각각 포함한다. 상기 연장부(221)는, 상부 사이드 댐(35U)이 사이드 댐 홀더(37)에 대해 상부 사이드 댐(35U)의 타측 외면(210)에 수평인 방향으로 움직이는 것을 제한하고, 하부 사이드 댐(35L)이 사이드 댐 홀더(305)에 대해 하부 사이드 댐(35L)의 타측 외면(213)에 수평인 방향으로 움직이는 것을 제한하도록 접속부(310, 320, 306)에 장착되어 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 잠금부는 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)의 타측 외면(210, 213) 내에 내화재로 접착된다.

도 4는 하부 사이드 댐 홀더(305)에 접속된 하부 사이드 댐(35L)의 실시예를 나타낸 것으로, 상기 하부 사이드 댐 홀더(305)는 동력장치(36)(예를 들면 hydraulic cylinder assembly)에 의해 하부 사이드 댐(35L)이 주조용 롤 쪽으로 밀착되도록 구동된다. 전술한 바와 같이, 상기 하부 사이드 댐(35L)은 내화성 핀 및 헤드와 같은, 하부 사이드 댐 부분(35L)의 타측 외면(213)으로부터 연장된 잠금부(214)를 구비한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하부 사이드 댐 홀더(305)는 잠금부(214)를 수용하기 위한 접속부(306)(예를 들면, 노치 또는 트로프)를 구비하는 C-클램프 형상이다. 상기 하부 사이드 댐(35L)은 잠금부(214)가 접속부(306) 내에 장착될 때 하부 사이드 댐 홀더(305) 상에 놓여서 제자리에 유지된다. 실린더 어셈블리(36)는 상부 사이드 댐(35U) 및 상부 사이드 댐 홀더(37)와는 독립적으로 하부 사이드 댐(35L) 및 하부 사이드 댐 홀더(305)를 주조용 롤 쪽으로 구동하도록 사용된다. 도 5A는 도 4에 도시된 하부 사이드 댐(35L)의 실시예의 측면도이고, 도 5B는 도 4에 도시된 사이드 댐 홀더(305)의 배면도이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 실린더 유닛(36)은 봉입벽 섹션(41)을 관통하여 외부로 연장되고, 사이드 댐이 주조용 롤의 단부에 밀착되도록 실린더 유닛이 작용할 때 봉입벽 섹션(41)과 맞물리도록 이 지점에서 봉입부는 실린더 유닛에 장착된 밀봉 플레이트들(67)(sealing plates)에 의해 밀봉된다. 실린더 유닛(36)은 또한 실린더 유닛의 작동에 의해 이동되는 내화성 슬라이드들(68)을 이동시켜 봉입부(10)의 상부에 있는 슬롯들(69)(slots)을 폐쇄하고, 이를 통해, 예를 들면, 상부 사이드 댐(35U)은 주조용 롤에 적용하기 위해 봉입부(10) 및 홀더(37)로 초기에 삽입된다. 실린더 유닛이 상부 사이드 댐(35U)을 압박하여 주조용 롤(22)에 밀착되도록 작동하면, 밀폐된 봉입부(10)의 상부는 턴디시(26), 사이드 댐 홀더(37) 및 슬라이드(68)에 의해 폐쇄된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하부 사이드 댐(35L)은 상부 사이드 댐(35U)보다 먼저 주조 시스템에 장착되며, 예열 될 수도, 예열 되지 않을 수도 있다. 예열의 필요성 여부는 일반적으로 주조용 풀 내의 용융금속과 접촉할 수 있는 하부 사이드 댐 외면의 상대적인 면적에 의해 결정된다. 하부 사이드 댐 외측 영역이 더 많이 마모되는 영역을 포함하도록 하는 것이 안정적이지만, 예열 및 용융금속의 온도를 실질적으로 붕괴시키지 않으면서 용융금속과 접촉할 수 있는 외면의 면적을 변경할 수 있고 또한, 주조용 풀 내에 포함되는 형태로 충분히 작게 할 수도 있다.

마모 또는 기타 다른 원인으로 인해 사이드 댐(35), 코어 노즐(27) 또는 분리 가능한 턴디시(26) 중 일부를 교체해야 할 경우, 교체가 필요한 것으로 확인된 대체 내화성 요소에 대한 예열 과정이 개시된다. 이러한 제 2 턴디시(26') 또는 제 2 코어 노즐(27')에 대한 예열 과정은 주조공정이 지속되고 있는 동안, 동작 위치로 전환하기 전 적어도 2시간 전에 개시되고, 제 2 사이드 댐(35')의 상부(35U')에 대한 예열 과정은 동작 위치로 전환하기 전 적어도 30분 전에 개시된다. 이러한 예 열 과정은 주조기(11)에서 접근하기 용이한 위치에 있지만, 주조하는 동안 내화성 요소들의 동작 위치에서 분리되어 있는 예열 히터(preheating heater)(50, 54, 57), 통상 예열 챔버(preheating chamber) 내에서 행해진다. 다시, 상기 제2 사이드 댐(35')의 상부 사이드 댐(35U')이 예열 된다. 하부 사이드 댐(35L') 또한 주조용 풀의 용융금속과 접촉할 수 있는 면적의 확장 정도에 따라 예열 되거나 예열 되지 않고 이동 가능하다.

교체 내화성 요소에 대한 이러한 예열 과정 동안, 주조공정은 통상 중단없이 계속된다. 상기 내화성 요소(예를 들면, 턴디시(26), 코어 노즐(27) 또는 상부 사이드 댐(35U))가 교체되면, 슬라이드 게이트(34)가 폐쇄되고, 턴디시(26), 코어 노즐(27) 및 주조용 풀(16)에서 용융 금속이 배출된다. 통상, 상기 제 2 턴디시(26')와 제 2 상부 사이드 댐(35U')은 개개의 내화성 요소들로 교체 및 예열 되고, 상기 제 2 코어 노즐(27')은 하나 혹은 두 개의 내화성 요소로 교체 및 예열 되지만, 특별한 실시 예들에서는 이들 내화성 요소의 부분들이 마모됨에 따라 일부분 또는 부품들로 교체 및 예열 될 수 있다.

실시예로서, 도 1A에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 운반로봇(55)이 제1 상부 사이드 댐(35U)을 동작위치로부터 분리한 다음, 다른 한 쌍의 운반로롯(56)이 제2 상부 사이드 댐(35U')을 예열챔버(57)로부터 동작위치로 이동시킨다. 만약 분리된 운반로봇을 배치할 공간이 있다면, 제1 상부 사이드 댐(35U)을 신속하게 분리할 수 있도록 도 1A에 도시된 바와 같이 운반로봇(55)과 다른 운반로봇(56)은 동일한 것일 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 그러나, 상부 사이드 댐(35U)을 제거하고 제2 상부 사이드 댐(35U')을 동작위치에 배치하는데 소요되는 시간을 절약하기 위해, 두 쌍의 운반로봇(55, 56)이 사용될 수도 있다. 제2 상부 사이드 댐(35U')을 동작위치에 배치한 다음 슬라이드 게이트(34)를 개방하여 턴디시(26)와 코어 노즐(27)을 채우고 주조용 풀을 형성한 다음 주조공정을 계속한다. 운반로봇(55, 56)은 코어 노즐을 운반하기 위하여 사용되며, 제2 그리퍼 암(71)(gripper arms)이 장착된 운반로봇(52, 53)과 동일한 것일 수 있다는 점에 유의해야 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하부 사이드 댐(35L)은, 예열된 새로운 상부 사이드 댐(35U')이 삽입되기 전에, 동일한 운반로봇(55, 56)을 사용하여 하부 사이드 댐(35L')으로 교체된다. 이는, 하부 사이드 댐(35L)이 장착 및 배치되는 방법에 어느 정도 의존한다. 만일, 하부 사이드 댐(35L)이 독립된 수평 이동 받침대 위에 탑재된다면, 예를 들면, 하부 사이드 댐(35L)은 이동로봇을 사용하지 않고 상부 사이드 댐(35U')의 교체와 별개로 교체될 수 있다. 반대로, 하부 사이드 댐(35L)의 두께를 증가시키고, 하부 사이드 댐을 예열한 다음 운반로봇에 의해 교체함으로써 사이드 댐(35)의 수명을 증가시키면, 하부 사이드 댐은 상부 사이드 댐 교체 시에 함께 교체될 수 있다.

각 운반로봇(52, 53, 55, 56)은 일반적으로 코어노즐(27 또는 27'), 상부 사이드 댐(35U 또는 35U') 또는 바람직하게는 하부 사이드 댐(35L 또는 35L')을 통상 양쪽에서 붙잡기 위한 그립 암(70, 71)을 구비하는, 당업자에게 공지된 로봇장치다. 상기 운반로봇들은 슬롯(69)을 통해 플레이트를 홀더(37) 안쪽으로 하향 삽입하기 위해 코어노즐(27'), 상부 사이드 댐(35U) 및/또는 하부 사이드 댐(35L)을 동 작위치로부터 분리되어 있는 예열챔버(54, 57)로부터 주조기 쪽으로 운반하도록 상승 및 하강하고, 오버헤드 트랙들을 따라서 수평으로 이동할 수 있다.

예를 들면, 상부 사이드 댐(35U)을 교체하기 위해, 용강이 금속공금시스템 및 주조용 풀로부터 배출되었을 때, 슬라이드(68)의 수축작용에 의해 슬롯(69)이 개방되고, 동력장치(36)는 사이드 댐 홀더(37) 및 상부 사이드 댐(35U)에 가해지는 힘을 해제하여 상부 사이드 댐(35U)을 슬롯(69) 바로 아래로 이동시키도록 동작한다. 이어서, 운반로봇(55)은 그립 암(70)이 상부 사이드 댐(35U)을 잡을 수 있도록 하강하고, 스크랩 또는 설비 교체를 위하여 버려질 수 있는 마모된 사이드 댐들을 들어올려 분리한다. 그런 다음, 운반로봇(56)은 예열 챔버로 이동하고, 거기서 교체용 상부 사이드 댐(35U')을 집어들어 슬롯(69)과 수축된 사이드 댐 홀더(37) 위로 이들을 분리시키게 된다. 그 다음, 상부 사이드 댐(35U')은 운반로봇(56)에 의해 사이드 댐 홀더 내로 하강 하고, 운반로봇(56)이 들어 올려지고, 실린더 유닛(36)은 주조용 롤(22)의 단부에 밀착하도록 예열된 교체 상부 사이드 댐(35U')을 압박하고 슬라이드(68)를 이동시켜 봉입부 슬롯(69, enclosure slots)을 폐쇄하도록 작동한다. 이어서, 작동기(operator)는 슬라이드 게이트(34)를 작동시켜 턴디시(26) 및 코어노즐(27)로 용강을 보냄으로써 주조 공정을 재개하도록, 즉 최단 시간에 정상적인 주조공정을 개시하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 다시 하부 사이드 댐(35L)은, 예열된 새로운 상부 사이드 댐(35U')이 삽입되기 전에, 동일한 운반로봇을 사용하여 하부 사이드 댐(35L')으로 교체된다.

상기 상부 사이드 댐(35U) 및/또는 하부 사이드 댐(35L)은 하기에 보다 상세 하게 설명되는 바와 같이 특정 한도까지 마모되면 분리되고, 특정 한도까지 마모되면 동시에 분리된다. 주조공정이 진행되는 동안 및 상부 사이드 댐(35U) 및/또는 하부 사이드 댐(35L)이 사용이 불가능할 정도로 마모되어 버리기 전까지, 사이드 댐(35)의 마모율(wear rate)은 센서에 의해 모니터 되며, 대체되는 상부 사이드 댐(35U') 및/또는 하부 사이드 댐(35L')의 예열은 주조기(11)로부터 분리된 예열 챔버(57)에 위치한 예열로(preheat furnaces)에서 개시된다. 하부 사이드 댐(35L)은 경험상 가장 심하게 마모되는 부분이므로 통상 가장 활발하게 모니터 된다.

도 6A 및 도 6B는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 2A 및 도 2B에 도시된 상부 사이드 댐(35U) 및 도 1A 내지 도 1G에 사용된 도 3의 사이드 댐 홀더(37)를 나타내는 사이드 댐 어셈블리의 일 부분(600)을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 6A는 주조시점에서의 사이드 댐 어셈블리의 상부(600)를 나타낸 것이다. 도 6B는 운반로봇(610)을 이용한 장착시점에서의 사이드 댐 어셈블리의 상부를 나타낸 것이다. 운반로봇(610)은 아래쪽으로 연장되어 상부 사이드 댐(35U)을 잡고 위쪽으로 당김으로써 상부 사이드 댐(35U)을 사이드 댐 홀더(37)로부터 분리한다.

유사하게, 상기 운반로봇(610)은 전술한 바와 같이 새로운 상부 사이드 댐(35U')을 상기 사이드 댐 홀더(37) 위에 내려놓는다. 상기 운반로봇(610)은 상부 사이드 댐(35U)을 사이드 댐 홀더(37)에 대해 배치하는데 있어서 종래 기술의 구성에서처럼 정밀할 필요는 없다. 전술한 상부 사이드 댐(35U)과 사이드 댐 홀더(37)의 구성은 배치에 있어서는 좀 더 관대하다. 다른 장치는 상기 사이드 댐 홀더(37)를 제자리에 고정한다.

주조 위치에서, 상기 상부 사이드 댐(35U)은 사이드 댐 홀더(37)에 밀착되어 단단하게 배치된다. 사이드 댐 홀더(37)의 어떠한 노출 부분도 사이드 댐(35)의 타측 외면(210)을 넘어서 용융금속과 접촉 가능한 상부 사이드 댐(35U)의 일측 외면(211) 쪽으로 실질적으로 연장하지 않는다. 더욱이, 사이드 댐 홀더(37)의 어떠한 노출부분도 상부 사이드 댐(35U)이 하부 사이드 댐(35L)으로 슬라이딩 이동 가능하게 인접하여 그들 사이에 제한된 갭(35G)을 형성하는 것을 방해하지 않는다. 이러한 구성은 상기 사이드 댐(35)이 주조 공정을 위하여 좀 더 오래 사용되고, 좀 더 많이 마모된 후에 교체되도록 한다. 또한 본 발명의 여러 실시 예들에 따르면, 고정부(320, 330, 340)의 일부 또는 전부는 상기 주조 과정이 진행됨에 따라 마모될 수 있다.

도 7A 및 도 7B는 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 3의 사이드 댐 홀더(37) 및 도 1A 내지 도 1G에 사용된 도 2A 내지 도 2C의 상부 및 하부 사이드 댐(35U, 35L)을 포함하는 사이드 댐 어셈블리(700)의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 7A는 사이드 댐 어셈블리(700)의 정면도를 나타내고, 도 7B는 사이드 댐 어셈블리(700)의 측면도를 나타낸 것으로, 상기 사이드 댐 어셈블리(700)는 주조용 롤을 향하도록 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)에 개별적으로 힘을 가하는 동력장치(36)을 구비한다. 그러한 수압계기(36)는 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 사이드 댐 홀더(37, 305)를 제자리에 유지한다.

사이드 댐 또는 사이드 댐들이 더 이상 사용이 불가능할 정도로 지정된 한계치까지 마모되면 사이드 댐(들)을 교체하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 사이드 댐의 마모는 실린더(36) 상에 장착된 부하/변위 변환기(load/displacement) 또는 센서에 의해 모니터 된다. 실린더는 일반적으로 마모율이 더 높은 초기 베딩-인 피리어드(bedding-in period) 동안 사이드 댐(35)에 상대적으로 높은 힘을 부가하도록 작동될 것이며, 그 후에 통상 동작하는 힘으로 감소 될 수 있다. 그 후, 실린더들(36) 상의 변위 변환기의 출력은 통상 컴퓨터화된 회로를 포함하는 제어 시스템에 의해 분석되어, 점진적인 마모율을 설정하고 사이드 댐(35)이 사용이 불가능할 정도로 마모되는 시점을 추정한다. 상기 제어 시스템은 센서에 응답하여, 사이드 댐들을 교체하기 위해 주조공정을 중단하기 전에 교체용 사이드 댐들에 대한 예열 개시시점을 결정한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 상부 사이드 댐(35U) 및 하부 사이드 댐(35L)은 독립적으로 모니터 되며, 따라서 서로 다른 시점에 완전히 마모되도록 정해진다.

일 예로서, 모니터링은 예를 들면, 광학센서 또는 전자센서와 같은 센서에 의해 수행된다. 상기 센서가 사이드 댐이 지정된 한계까지 마모되었음을 감지하면 사이드 댐의 적어도 일부를 교체한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체(stock)의 두께는 상부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께에 비해 적어도 20퍼센트(%) 더 두껍다. 또한, 다른 방법으로 하부 사이드 댐은 마모에 더 강한 다른 재질로 제조될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께는 상부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께보다 적어도 2배 이상 더 두껍다.

도 8은 본 발명의 다양한 측면에 따른, 도 7A 및 도 7B의 사이드 댐 어셈블리를 구비하는 도 1A 내지 도 1G의 시스템을 사용하여 연속적인 주조공정에 의해 박판 주조 스트립을 생산하는 방법(800)의 실시예를 나타낸 흐름도이다. 810단계에서, 그들 사이에 닙을 구비하는 한 쌍의 주조용 롤을 조립한다. 820단계에서, 주조용 롤의 주조용 표면상에 유지되는 용융 금속의 주조용 풀을 한정하도록, 닙의 단부에 인접한 사이드 댐을 포함하는 금속공급시스템을 조립한다. 각 사이드 댐은 상부에 인접한 하부를 구비하며, 각 부분은 용융금속과 접촉하는 일측 외면과 주조공정 동안 사이드 댐 홀더에 사이드 댐을 접속하여 고정할 수 있는 잠금부를 구비하는 타측 외면을 갖는 서로 대향하는 외면들을 구비한다. 상기 사이드 댐 홀더의 어떠한 부분도 사이드 댐의 타측 외면을 넘어서 노출되지 않으며, 사이드 댐 홀더의 어떠한 부분도 상부 사이드 댐의 저면이 하부 사이드 댐의 상면에 인접 배치되는 것을 방해하지 않는다. 830단계에서, 주조공정 동안 상부 사이드 댐과 하부 사이드 댐이 주조용 롤 쪽으로 밀착되도록 독립적으로 힘을 가하는 동력장치(force device)를 제공한다. 840단계에서, 사이드 댐들에 의해 한정되는 주조용 롤의 주조표면상에 지지되는 주조용 풀을 형성하도록 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용강을 도입한다. 850단계에서, 주조용 롤의 표면상에 응고된 쉘을 형성하고, 상기 응고된 쉘로부터 주조용 롤들 사이의 닙을 통해 박판 강철 스트립을 제조하도록 주조용 롤들을 서로 반대방향으로 회전시킨다.

요약하면, 본 발명의 어떤(certain) 실시예들은 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템에 적합한 사이드 댐 어셈블리를 제공한다. 상기 사이드 댐 어셀블리는 하부에 인접 배치된 상부를 갖는 사이드 댐을 구비한다. 상부 및 하부 각각은 용융금속과 대면하는 일측 외면과, 주조공정 동안 상부 및 하부 사이드 댐을 고정하기 위해 타측 외면으로부터 외측으로 연장되어 타측 외면에 있는 각 사이드 댐 홀더에 상부 및 하부 사이드 댐을 접속할 수 있는 적어도 하나의 잠금부를 구비하는 타측 외면을 갖는다. 또한, 상기 사이드 댐 어셈블리는 잠금부에서 상부 및 하부 사이드 댐을 각각 수용하고 지지할 수 있는 접속부(attachment portions)를 갖는 2개의 사이드 댐 홀더를 구비하며, 사이드 댐 홀더의 어떠한 부분도 사이드 댐의 타측 외면을 넘어서 용융금속과 접촉하기 위한 상부 및 하부 사이드 댐의 외면 쪽으로 실질적으로 연장되지 않는다. 또한, 사이드 댐의 어떠한 부분도 상부 사이드 댐의 저면이 하부 사이드 댐의 상면에 인접 배치되는 것을 방해하지 않는다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상부 및 하부 사이드 댐은 동력장치를 통해 주조용 롤 쪽으로 밀착되도록 각각 독립적으로 구동된다.

한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변경 및 균등물로 대체 가능함은 당업자에게 자명하다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 특정 상황 또는 물질에 적용하기 위한 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (46)

1. 사이드 댐 어셈블리를 가지는 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템에 있어서, 상기 사이드 댐 어셈블리는 상부 사이드 댐과 하부 사이드 댐, 상부 사이드 댐 홀더와 하부 사이드 댐 홀더, 및 동력장치를 포함하며,

   상기 상부 사이드 댐 및 하부 사이드 댐 각각은, 용융금속과 접촉 가능한 일측 외면과 잠금부들을 구비한 타측 외면을 갖는 대향하는 외면들을 가지며 상기 잠금부들은 주조공정 동안 상기 상부 사이드 댐 및 하부 사이드 댐을 지지하도록 상기 상부 사이드 댐과 하부 사이드 댐을 각각 상부 사이드 댐 홀더과 하부 사이드 댐 홀더에 접속시키고,

   주조공정 동안 상기 상부 사이드 댐의 저면이 상기 하부 사이드 댐의 상면에 인접 배치되는 방식으로 상기 하부 사이드 댐이 상기 상부 사이드 댐의 아래에 위치하며, 상기 하부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체(stock)의 두께가 상기 상부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께보다 더 두꺼우며,

   상기 상부 사이드 댐 홀더와 하부 사이드 댐 홀더는 접속부들을 구비하여 상기 접속부들에서 상기 잠금부들을 수용하여 상기 상부 사이드 댐 및 하부 사이드 댐를 지지하며, 상기 상부 사이드 댐 홀더와 하부 사이드 댐 홀더의 어떠한 부분도 상기 상부 사이드 댐 및 하부 사이드 댐의 상기 타측 외면을 넘어서 용융금속과 접촉 가능한 상기 일측 외면 쪽으로 연장되지 않고,

   상기 동력장치는 주조공정 동안 상기 상부 사이드 댐과 하부 사이드 댐 각각이 상기 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 롤 쪽으로 향하도록 상부 사이드 댐 홀더 및 하부 사이드 댐 홀더에 독립적으로 힘을 가할 수 있으며,

   상기 상부 사이드 댐과 하부 사이드 댐은 서로 독립적으로 지지되며, 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 롤 쪽으로 각각 독립적으로 구동될 수 있는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상부 사이드 댐의 잠금부들은 상기 상부 사이드 댐의 타측 외면에서 상기 상부 사이드 댐 내로 접속되는 3개의 내화성 핀들을 포함하는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 내화성 핀들은 상기 상부 사이드 댐의 타측 외면 내에 내화재로 접착되는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 사이드 댐의 내화성 핀들 중 적어도 일부가 상기 상부 사이드 댐을 상기 상부 사이드 댐 홀더에 대해 제자리에 고정하도록 돕는 연장부를 포함하는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
5. 제 2 항에 있어서, 상부 사이드 댐 홀더의 접속부들은 상기 상부 사이드 댐이 상기 상부 사이드 댐 홀더에 접속될 때, 상기 상부 사이드 댐의 잠금부들이 위치하는 노치(notches) 또는 트로프(troughs)를 포함하는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 하부 사이드 댐의 잠금부는 상기 하부 사이드 댐의 타측 외면에서 상기 하부 사이드 댐 내로 접속되는 하나의 내화성 핀을 포함하는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 내화성 핀은 상기 하부 사이드 댐의 상기 타측 외면 내에 내화재로 접착되는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 하부 사이드 댐의 내화성 핀은 상기 하부 사이드 댐을 상기 하부 사이드 댐 홀더에 대해 제자리에 고정하도록 돕는 연장부를 포함하는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 사이드 댐 홀더의 접속부는 상기 하부 사이드 댐이 상기 하부 사이드 댐 홀더에 접속될 때, 상기 하부 사이드 댐의 잠금부가 위치하는 노치(notches) 또는 트로프(troughs)를 포함하는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
10. 제 1 항에 있어서, 상부 사이드 댐의 저면과 하부 사이드 댐의 상면 사이에 갭(gap)이 있고, 상기 갭은 주조를 위해 상기 상부 사이드 댐이 상기 하부 사이드 댐에 인접 배치되었을 때 0.2㎜를 초과하지 않는 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께는 상기 상부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께보다 적어도 20퍼센트 더 두꺼운 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께는 상기 상부 사이드 댐의 마모에 대비한 몸체의 두께보다 적어도 2배 더 두꺼운 것인 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템.
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