KR101499432B1 - 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조 시 연주주편을 냉각하기 위해 주편의 표면에 냉각수를 분사하는 노즐을 배열하기 위한 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법에 관한 것으로, 연주주편의 폭 방향으로 설치된 복수 열의 분사노즐 중 하나의 열에서 서로 인접된 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량을 측정하는 단계와, 상기에서 측정된 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량 비를 변수로 하여 상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수가 서로 중첩되는 영역인 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 거리상수(D)를 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 거리상수(D)를 변수로 하여 상기 비수 중첩부의 위치(L2)를 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 비수 중첩부의 위치(L2)를 변수로 하여, 상기 복수 열의 분사노즐 중 서로 인접된 제1열과 제2열의 분사노즐에서 생성되는 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 행간 위치 이동값(R)을 결정하고, 상기에서 산출된 행간 위치 이동값(R)에 따라 상기 제1열과 제2열의 분사노즐을 재배치하는 단계를 포함하는 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법을 제공한다.

Description

연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법{REALIGNMENT METHOD FOR SPRAY NOZZLES OF COOLING WATER ON CONTINUOUS CASTING PROCESS}

본 발명은 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속주조 시 연주주편을 냉각하기 위해 주편의 표면에 냉각수를 분사하는 노즐을 배열하기 위한 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.

연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 연주주편으로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 연주주편을 이동시키는 다수의 핀치롤 등을 포함한다. 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 연주주편으로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 연주주편은 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다.

이때 연속주조기를 통해 형성되는 연주주편의 표면에는 연주 공정 중 계속하여 냉각수가 분사되며, 이 냉각수를 통해 연주주편이 냉각되면서 최종적으로 주편으로 제조되는 것이다.

관련 선행기술로는 한국등록특허 제 1082231호(등록일: 2011. 11. 3., 명칭: 연속주조기용 스프레이 노즐장치)가 있다.

본 발명은 연속 주조 시 2차 냉각대에서 연주주편의 표면에 냉각수가 균일하게 분사될 수 있도록 냉각수를 분사하는 분사 노즐을 효과적으로 배열할 수 있는 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법은, 연주주편의 폭 방향으로 설치된 복수 열의 분사노즐 중 하나의 열에서 서로 인접된 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량을 측정하는 단계와, 상기에서 측정된 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량 비를 변수로 하여 상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수가 서로 중첩되는 영역인 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 거리상수(D)를 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 거리상수(D)를 변수로 하여 상기 비수 중첩부의 위치(L2)를 산출하는 단계와, 상기에서 산출된 비수 중첩부의 위치(L2)를 변수로 하여, 상기 복수 열의 분사노즐 중 서로 인접된 제1열과 제2열의 분사노즐에서 생성되는 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 행간 위치 이동값(R)을 결정하고, 상기에서 산출된 행간 위치 이동값(R)에 따라 상기 제1열과 제2열의 분사노즐을 재배치하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 1단계에서, 상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 유량의 비는 하기 관계식 1과 같이 결정될 수 있다.

관계식 1

상기 2단계에서, 상기 거리상수(D)는 하기 관계식 2에 의하여 산출될 수 있다.

관계식 2

(여기서 A는 0.25의 값을 가지는 기울기 상수이며, B는 0.75의 값을 가지는 y절편 상수임)

상기 3단계에서, 상기 비수중첩부의 위치(L2)는 하기 관계식 3과 같이 산출될 수 있다.

관계식 3

상기 4단계에서, 상기 행간 위치 이동값(R)은 하기 관계식 4와 같은 경우, 조업 중 상기 분사노즐의 배치를 유지하고, 상기 행간 위치 이동값(R)은 하기 관계식 4와 같지 않은 경우 조업 중 상기 분사노즐의 배치를 변경하여 재배치할 수 있다.

관계식 4

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 연속 주조 시 2차 냉각대에서 연주주편의 표면에 냉각수가 균일하게 분사될 수 있도록 하여, 생산되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 연속주조기의 2차 냉각대의 분사 노즐 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명과 관련된 연주주편의 표면에 형성되는 비수 중첩부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명와 관련된 두 개의 분사 노즐을 통해 분사되는 냉각수의 비수 특성을 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명과 관련된 연주주편 폭 방향으로 냉각수 분사가 불균일한 상태를 나타낸 그림이다.
도 6은 본 발명과 관련된 연주주편 폭 방향으로 냉각수 분사가 균일한 상태를 나타낸 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 임의로 설정된 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수량의 변화에 따른 실험의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비수 중첩부의 위치를 설명하기 위한 그림이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 행간 위치 이동값(R)을 설명하기 위한 그림이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 행간 위치 이동값(R)에 따른 노즐 재배치의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 행간 위치 이동값(R)에 따른 노즐 재배치를 실시예에 의해 나타낸 그림이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.

연속주조(continuous casting)는 용융금속을 바닥이 없는 몰드(Mold)에서 응고시키면서 연속적으로 주편 또는 강괴(steel ingot)를 뽑아내는 주조법이다. 연속주조는 정사각형, 직사각형 또는 원형 등 단순한 단면형의 긴 제품과 주로 압연용 소재인 슬라브, 블룸 또는 빌릿을 제조하는 데 이용된다.

연속주조기는 도시된 바와 같이, 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65) 및 핀치롤(70)을 포함할 수 있다.

턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Ladle, 10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 턴디쉬(20)에 공급하게 된다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다.

몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다.

몰드(30)는 몰드에서 뽑아낸 연주주편이 일정 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidified Shell, 81)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 방식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다.

몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이션(oscillation, 왕복운동)되며, 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 파우더(Powder)와 같은 윤활제가 이용된다. 파우더는 몰드 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘의 윤활뿐만 아니라 몰드 내 용융금속의 산화질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다.

2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 연주주편의 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다.

인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다.

연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.

즉, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.

턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스토퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스토퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다.

몰드 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.

핀치롤(70)이 완전히 응고된 연주주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주주편(80)이 일 지점(85)에 이르면, 연주주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.

상술한 바와 같이, 2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각하는 것으로서, 연주주편(80)의 표면에 물, 즉 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 연주주편의 표면을 냉각한다. 스프레이수단(65)은 도 2에 도시한 바와 같이, 복수 개의 분사 노즐(100, 이하 '노즐'이라 함)을 구비하여 복수 열로 배치되어 연주주편(80)의 표면에 냉각수를 분사하는 역할을 한다. 복수 열을 구성하는 하나의 열에는 일정 간격으로 복수 개의 노즐(100)이 설치된다. 이처럼 배치된 복수 열의 스프레이수단(65)은 연속주조 방향으로 연주주편(80)이 이동하는 동안 계속하여 연주주편(80) 표면에 냉각수를 분사하여 이를 응고시키는 역할을 하게 된다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 연주주편(80)의 표면에는 하나의 노즐(100a)을 통해 분사되는 냉각수와 바로 옆에 배치된 노즐(100b)에서 분사되는 냉각수와 분사가 중첩되는 영역, 즉 비수 중첩부(Lo)가 도 3과 같이 노즐(100a)과 노즐(100b) 사이의 일정영역에서 발생한다.

연속주조 시에 생산되는 주편(P)의 품질을 향상시키기 위해서는 연주주편(80)의 표면을 균일하게 냉각하여, 냉각되는 동안 연주주편(80)의 표면이 균일한 온도 분포를 유지하는 것이 중요하다. 그러나, 도 2에 도시한 복수 열의 분사 노즐에 의해 분사되는 냉각수의 분사 형태에 의하여 연주주편(80)의 표면에 균일하게 냉각수가 분사되지 않을 수 있다.

즉, 냉각수 분사 형태가 분사 노즐에 따라 동일하지 않기 때문에 비수 중첩부(Lo)의 크기가 분사 노즐에 따라 다르고 비수 중첩부(Lo)의 발생 길이에 따라 연주주편(80)의 표면 중 특정 부위는 다른 곳보다 냉각수량이 많이 분사되고, 이에 비하여 상대적으로 냉각수량이 적게 분사되는 부분이 발생되게 되는 것이다. 이와 같은 이유로 연주주편(80)의 표면이 균일하게 냉각되지 않고 불균일하여 생산되는 주편(P)의 품질이 낮아질 수 있다. 때문에 노즐을 통해 분사되는 냉각수가 겹쳐지는 영역 즉, 비수 중첩부(Lo)의 길이에 따라 노즐의 배치를 변화시켜 연주주편(80)의 표면에 분사되는 냉각수를 균등히 겹쳐지도록 해야할 필요가 있다.

구체적으로, 도 4와 같이, 임의의 두 노즐을 대상으로 하여 냉각수를 분사하면서 각 노즐에서 분사되는 냉각수의 비수 특성을 분석하였다. 도면을 참조하면, 두 개의 분사 노즐 사이의 간격의 가운데를 중심으로 좌우 폭(가로축)에 있어, 냉각수에 의한 열전달량(세로축)을 측정하였을 때, 두 노즐의 가운데 지점에서 비수 중첩부(Lo)가 발생하고 이에 따라 전반적으로 노즐에 의해 냉각되는 연주주편(80)의 표면이 고르게 냉각되고 있지 않음을 알 수 있다.

또한, 도 4와 같은 노즐이 도 2과 같이, 복수 열로 배치되는 연속주조의 경우에는 도 5와 같이 연주주편의 폭 방향으로 노즐 배열에 따라 생성되는 비수 중첩부(Lo) 부분에서는 연주주편(80)의 표면이 많이 응고되고, 비수 중첩부(Lo)가 생성되지 않는 부분에서는 연주주편(80)의 표면 응고가 잘 이루어지지 않는 연주주편 폭을 따라 불균일한 응고, 즉 불균일한 냉각이 발생하게 된다.

때문에 연주주편(80)의 표면을 도 6과 같이, 균일하게 냉각시켜 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 비수중첩부(Lo)의 길이에 따라 복수 열로 형성되는 노즐을 재배치하여 연주 공정을 진행해야 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사 노즐 배치 방법을 순서에 따라 나타낸 순서도이다. 이를 참조하면, 본 발명에서는 연속주조 공정 시 생산되는 연주주편의 폭 방향으로 설치되는 복수 열의 분사노즐을 상황에 따라 재배치 가능하도록 하기 위하여, 먼저 복수 열을 구성하는 분사노즐 중 하나의 열에서 임의 선택된 제1분사노즐(100a)과 제2분사노즐(100b)에서 분사되는 냉각수의 유량을 측정한다(S10). 이때 측정된 제1분사노즐(100a)에서 분사되는 냉각수 유량을 W1, 제2분사노즐(100b)에서 분사되는 냉각수 유량을 W2로 정의한다.

또한, 연속 주조 공정 시에는 생산하고자 하는 연주주편의 폭이 변경되거나 새로운 연속주조 공정에 들어가는 등의 여러가지 조업 과정의 변수로 인하여 분사노즐을 통해 나오는 냉각수의 유량의 변화가 생길 수 있으므로 실시간으로 이를 계속하여 측정하는 것 즉 모니터링 하는 것이 가능하다.

이와 같이 측정된 제1분사노즐(100a)에서 분사되는 냉각수 유량(이하, 'W1'이라 함), 제2분사노즐(100b)에서 분사되는 냉각수 유량(이하, 'W2'라 함)의 비를 변수로 하여 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수가 서로 중첩되는 영역인 비수 중첩부의 위치를 나타내기 위해 거리상수(D)를 도입하여 이를 산출한다(S20).

이때 거리상수(D)의 산출은 W1과 W2의 비(냉각수 유량 비)는 본 발명에서 하기 관계식 1과 같이 결정되는 것으로 전제한다.

관계식 1

즉, W2/W1 값이 0.2라면 이는 W1에서 분사되는 냉각수량이 W2에서 분사되는 냉각수량의 5배 많음을 의미하며, W2/W1 = 1.0은 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 동일한 양의 냉각수가 분사되는 상태임을 의미한다. 따라서, W2/W1값은 0이 될 수 없으며, 본 발명에서는 이와 같은 분사노즐간 유량 비를 0초과 1.0의 범위로 한정하는 것을 전제로 하여 향후 조업 중 분사노즐의 재배치와 관련된 값을 도출하였다.

이와 같은 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량 비를 변수로 하여 거리상수(D)를 하기 관계식 2와 같이 산출한다.

관계식 2

단, 관계식 2에서 A는 0.25의 값을 가지는 기울기 상수이며, B는 0.75의 값을 가지는 y절편을 나타낸 상수이다.

예를 들어, 거리상수(D)는 임의로 설정된 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수량의 변화에 따른 실험의 결과로 도 8과 같은 그래프의 형태로 나타낼 수 있다. 도 8의 그래프는 D=-0.25*(W2/W1값)+0.75로 나타낼 수 있는데, 이러한 결과를 근거로 하여 거리상수(D)는 상기 관계식 2와 같이 임의의 상수 A와 B를 포함하는 관계식으로 산출된다.

삭제

이와 같이 산출된 거리상수(D)를 변수로 하여 제1분사노즐과 제2분사노즐 사이에 형성되는 비수 중첩부 위치(L2)를 산출한다. 비수 중첩부 위치(L2)는 제1분사노즐이 설치된 위치로부터 제2분사노즐이 설치된 위치(L1)를 일직선상으로 보았을 때 도 9와 같이 각각의 노즐에서 분사되는 냉각수에 의해 생성되는 비수 중첩부가 제1분사노즐로부터 얼마만큼 떨어진 위치에 형성되는지를 나타내는 지표이다.

비수 중첩부 위치(L2)는 하기 관계식 3과 같이 산출된다.

관계식 3

도 9에는 이와 같이 거리상수(D)에 따라 형성되는 비수 중첩부 위치(L2)를 예로 들어 도시하였는데, 이를 참조하면 분사노즐 간 유량 비(W2/W1)가 1.0일 때와 0.2일 때 각각 산출된 거리상수는 W2/W1가 1.0일 때, 상기 관계식 2에 대입하면 0.5, W2/W1가 0.2일 때, 상기 관계식 2에 대입하여 0.7의 값이 산출되며, 이때 각각의 L2 값은 L2_{1 .0}=0.5*L1 및 L2_{0 .2}=0.7*L1로 산출되는 것이다.

도 9의 아래 및 위 그림에서 비교하여 볼 수 있듯이 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수량의 유량비(W2/W1)가 1.0일 때 즉, 각 분사노즐에서 동일한 량의 냉각수가 분사될 때에 비하여, 각 분사노즐에서 분사되는 냉각수량이 다른 경우 비수 중첩부 위치(L2)는 냉각수 분사량이 적은 쪽의 분사노즐로 치우쳐 형성됨을 알 수 있다.

이처럼 산출된 비수 중첩부 위치(L2)를 변수로 하여 연속 주조 공정 중 설치되는 복수열의 분사 노즐 중 임의의 열 중 서로 인접된 제1열과 제2열에서 생성되는 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 행간 위치 이동값(R)을 결정하고, 이 값에 따라 제1열과 제2열의 분사노즐을 재배치한다(S40).

먼저 상기 관계식 3에 의해 산출된 비수 중첩부 위치(L2)를 변수로 하여 하기 관계식 4와 같이 행간 위치 이동값(R)을 결정한다.

관계식 4

상기 행간 위치 이동값(R)은 도 10에 도시한 바와 같이, 예를 들어 복수 열로 구성된 연속 주조 공정의 냉각수 분사노즐에서 임의의 제1열과 제2열을 선택하고, 제1열을 N열로 정하고, 제2열을 N+1열로 하면, N열과 N+1열 각각의 제1분사노즐간 연주주편 폭방향으로의 직선 거리를 의미한다.

또한, 도 10과 같이 연주주편이 표시한 방향으로 이동되면서 냉각되면, N열에서 형성되는 비수 중첩부 위치(L2)와, N+1열에 형성되는 비수 중첩부 위치(L2)가 정확히 각 열의 제1분사노즐과 제2분사노즐의 중간 지점이 아닐 수도 있게 된다. 이때 N열을 기준으로 N+1열의 배치를 연주주편 폭 방향으로 어느 정도 움직여서 연주주편 표면에 비수 중첩부가 골고루 형성되어 냉각수가 균일하게 분사될 수 있도록 조절해야 할 필요가 있는데, 이와 같이 연주주편 폭 방향으로 N+1열을 재배치하는 거리를 행간 위치 이동값(R)을 의미할 수 있다.

이처럼 결정된 행간 위치 이동값(R)이 관계식 4와 같은 경우, 조업 중 분사노즐의 배치 상태를 유지하고, 행간 위치 이동값(R)이 관계식 4와 같지 않은 경우 분사노즐의 배치를 변경하여 재배치한다. 즉, 도 11에 도시한 바와 같이 상술한 방법에 의하여 산출된 행간 위치 이동값(R)이 관계식 4와 동일한 경우는 분사노즐을 조업 중 상태로 계속하여 유지하고, 그렇지 않은 경우에는 임의의 N열을 기준으로 N+1열을 재배치하고, 재배치된 N+1열을 기준으로 N+2열을 재배치하여 노즐 재배치 수행한다.

구체적으로, 행간 위치 이동값(R)이 관계식 4와 같은 경우는 도 12의 위에 나타낸 그림과 같이, 냉각수 유량 비(W1/W2)가 1.0일 때, 즉 임의의 N열에 배치된 서로 인접한 분사노즐에서 동일한 양의 냉각수가 분사될 때 비수 중첩부는 인접한 두 분사노즐의 정 가운데(50% 지점)에 형성될 것이고, N+1열에 비수 중첩부 역시 N+1열에 배치된 두 분사노즐의 가운데(50% 지점)에 형성된다. 그러므로 연주주편 폭 방향으로 고르게 냉각수가 분사되게 하기 위해서는 N열의 분사노즐과 N+1열의 분사노즐은 연주주편의 폭 방향으로 R_1.0값만큼 떨어진 위치에 배치하여, N열에 형성된 하나의 분사노즐과 비수 중첩부의 중심 부분에 N+1열의 비수 중첩부가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

그러나, 도 12의 아래 나타낸 그림과 같이, 냉각수 유량 비(W1/W2)가 0.2일 때, 즉 임의의 N열에 배치된 서로 인접한 분사노즐에서 각각 서로 다른 양의 냉각수가 분사될 때 비수 중첩부는 인접한 두 분사노즐 중 냉각수 분사량이 적은 노즐쪽으로 치우친 지점(도 12에 도시한 70% 지점)에 형성될 것이고, N+1열에 비수 중첩부 역시 N+1열에 배치된 두 분사노즐 중 냉각수 분사량이 적은 노즐 쪽으로 치우친 지점에 형성된다. 그러므로 연주주편 폭 방향으로 고르게 냉각수가 분사되게 하기 위해서는 N열의 분사노즐과 N+1열의 분사노즐은 연주주편의 폭 방향으로 R_{0 . 2}값만큼 떨어진 위치로 N+1열을 재배치하여, N열에 형성된 하나의 분사노즐과 비수 중첩부의 중심 부분에 N+1열의 비수 중첩부가 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 물론 재배치된 N+1열을 기준으로 R_{0 . 2}값 만큼 N+2열을 재배치하여 연주주편을 따라 계속하여 냉각수가 고르게 분사되도록 하는 것이 필요하다.

이와 같이 연속 주조 공정 중 생산하고자 하는 주편의 폭이 변경되는 등 조업 중의 사유에 의하여 임의의 열에 형성된 서로 인접된 두 개의 분사노즐(제1분사노즐, 제2분사노즐)에서 분사되는 냉각수 량에 변화가 생겨 W2/W1값이 1.0을 만족하지 않는 경우에는 임의의 N열을 기준으로 N+1열, N+1열을 기준으로 N+1열과 같이 복수 열로 형성된 분사노즐의 각 열마다 형성된 분사노즐의 위치를 산출된 R값만큼 연주주편 폭 방향으로 이동하여 재배치함으로써 생산되는 연주주편의 폭 방향으로 냉각수가 고르게 분사될 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명은 연속 주조 시 2차 냉각대에서 연주주편의 표면에 냉각수가 균일하게 분사될 수 있도록 하여, 생산되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10: 래들 20: 턴디쉬
30: 몰드 51: 파우더층
60: 지지롤 65: 스프레이수단
80: 연주주편 81: 응고쉘
82: 미응고 용강 83: 선단부
91: 절단 지점 100a, 100b: 분사노즐

Claims (5)

1. 연주주편의 폭 방향으로 설치된 복수 열의 분사노즐 중 하나의 열에서 서로 인접된 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량을 측정하는 1단계;
   상기에서 측정된 제1분사노즐과 제2분사노즐의 유량 비를 변수로 하여 상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 냉각수가 서로 중첩되는 영역인 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 거리상수(D)를 산출하는 2단계;
   상기에서 산출된 거리상수(D)를 변수로 하여 상기 비수 중첩부의 위치(L2)를 산출하는 3단계;
   상기에서 산출된 비수 중첩부의 위치(L2)를 변수로 하여, 상기 복수 열의 분사노즐 중 서로 인접된 제1열과 제2열의 분사노즐에서 생성되는 비수 중첩부의 위치(L2)를 나타내는 행간 위치 이동값(R)을 결정하고, 상기에서 산출된 행간 위치 이동값(R)에 따라 상기 제1열과 제2열의 분사노즐을 재배치하는 4단계;를 포함하며,
   상기 1단계에서, 상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 유량의 비는 하기 관계식 1과 같이 결정되고,
   관계식 1
   

   

   
   상기 2단계에서, 상기 거리상수(D)는 하기 관계식 2에 의하여 산출되며,
   관계식 2
   

   

   
   (여기서 A는 0.25의 값을 가지는 기울기 상수이며, B는 0.75의 값을 가지는 y절편 상수임)
   상기 3단계에서, 상기 비수중첩부의 위치(L2)는 하기 관계식 3과 같이 산출되고,
   관계식 3
   

   

   
   상기 4단계에서, 상기 행간 위치 이동값(R)은 하기 관계식 4와 같은 경우, 조업 중 상기 제1열과 제2열의 분사노즐의 배치를 유지하고, 상기 행간 위치 이동값(R)은 하기 관계식 4와 같지 않은 경우 조업 중 상기 제1열과 제2열의 분사노즐의 배치를 변경하여 재배치하는 연속주조 시 냉각수 분사 노즐 배치 방법.
   관계식 4
   

   

   
   
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