KR101504767B1 - 금속 연속 주조용 액냉식 몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 몰드 플레이트(2), 및 상기 몰드 플레이트가 고정 볼트(12)를 통해 고정된 어댑터 플레이트(3)를 포함하는, 금속 연속 주조용 액냉식 몰드에 관한 것이다. 상기 몰드 플레이트(3)는 상기 고정 볼트(12)에 추가해서 그 헤드 및 푸트 영역(20, 21)에 배치된 지지판(19)을 통해 상기 어댑터 플레이트(3)와 결합한다.

구리, 몰드 플레이트, 고정 볼트, 어댑터 플레이트, 지지판, 헤드 및 푸트 영역

Description

금속 연속 주조용 액냉식 몰드{LIQUID COOLED MOLD FOR CONTINUOUS CASTING METAL}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 금속 연속 주조용 액냉식 몰드에 관한 것이다.

선행 기술에서 특히, 몰드 플레이트가 빔 블랭크 몰드의 넓은 면 플레이트의 구성 부분인 경우, 중실 Cu 블록을 가공하여 구리 몰드 플레이트를 만든다. 빔 블랭크 몰드는 주조 후에 롤링 기술로 후속 가공하는 2중 T 예비 섹션을 주조 기술로 만들기 위해 사용된다. Cu-블록의 절삭 가공에 의해 주조 면 형상 및 냉각 채널 형상이 형성된다. 몰드 플레이트는 벽이 매우 두껍다. 이러한 구성 및 제조 원리로 인해, 냉각 갭 형상을 요구에 맞게 형성할 수 있는 가능성이 제한된다. 또한, 열 도입의 결과로서 금속 용융물에 의해 생기는 주조 면 근처 영역의 열 팽창은 몰드 플레이트의 두꺼운 벽, 그에 따른 강성 실시예로 인해 방지됨으로써, 주조 면 근처 영역에서의 작동 부하가 커진다.

지금까지는 구리 몰드 플레이트가 일반적으로 두꺼운 벽으로 형성되었고, 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트의 결합을 위한 고정 볼트가 전형적으로 M 16 보다 큰 것이 선택되었다는 사실과 관련해서, 고정 볼트들 사이의 큰 간격을 유지하는데 어려움이 없었다. 얇은 벽의 몰드 플레이트로 바뀌는 과정에서, 고정 볼트의 제한된 삽입 깊이로 인해, M 16 보다 작거나 같은 고정 볼트로만 가공될 수 있다. 열 팽창, 냉각수 압력, 고정력, 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트 사이의 고정, 및 몰드 플레이트를 어댑터 플레이트에 고정하기 위한 제한된 공간 형태의 연속 주조 동안의 몰드 플레이트의 부하로 인해, 특히 넓은 면 플레이트의 헤드 및 푸트 영역에서, 얇은 벽의 몰드 플레이트를 형태 안정적으로 고정해야 하는 문제가 생긴다.

고정 볼트에 의한 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트의 종래 고정은 어댑터 플레이트에 대한 몰드 플레이트의 시일 필요로 인해 문제가 있는데, 그 이유는 시일이 고정 볼트 둘레로 안내되어야 하기 때문이다. 또한, 에지 영역에 배치된 고정 볼트가 몰드 플레이트의 추가의 냉각되지 않은 또는 잘 냉각되지 않은 영역을 야기한다. 또한, 빔 블랭크 몰드에서 한편으로는 레그와 중간 스트립 사이의 또는 다른 한편으로는 레그와 에지 측 플랜지 사이의 라운드된 이행부 영역에서 넓은 면 플레이트의 특별한 형상이 어려움을 가중시킨다. 이 경우, 충분한 수의 고정 볼트를 위한 충분한 장소 없이, 높은 압력이 전달되어야 한다.

본 발명의 과제는 얇은 벽의 몰드 플레이트가, 특히 문제가 되는 그 헤드 및 푸트 영역에서 어댑터 플레이트와 완벽하게 결합될 수 있는 금속 연속 주조용 몰드, 특히 빔 블랭크 몰드를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 1의 특징에 의해 해결된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.

본 발명에 따라 몰드 플레이트 및 어댑터 플레이트가 그들의 헤드 및 푸트 영역에서 지지판에 의해 서로 결합된다. 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트의 결합은 한편으로는 공지된 고정 볼트와 다른 한편으로는 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트의 헤드 및 푸트 영역에서의 새로운 형태의 지지판의 조합에 의해 이루어진다. 이 경우, 지지판은 어댑터 플레이트와 견고하게 결합된다. 지지판과 몰드 플레이트의 결합은 지지판이 몰드의 성형 공동부 방향으로 몰드 플레이트의 이동을 허용하지 않도록 형성된다. 그러나, 몰드 플레이트는 연속 주조 동안 몰드 플레이트의 열 부하에 의해 야기되는 재료 응력을 최소화하기 위해 횡 방향 및 수직 방향으로 팽창할 수 있다. 본 발명의 범주에서는 지지판으로 인해 몰드 플레이트의 전체 면의 최적 냉각이 직접적인 헤드 및 푸트 영역까지 보장되는 것이 특히 바람직하다.

몰드는 특히 빔 블랭크 몰드이고, 몰드 플레이트는 빔 블랭크 몰드의 넓은 면 플레이트의 구성 부분이다. 몰드는 슬랩 몰드(slab mold) 또는 얇은 슬랩 몰드 일 수도 있다.

헤드 및 푸트 영역에서 지지판에 의한 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트의 결합은, 또한 지지판의 바로 근처에 직선으로 연장하는 시일이 지나가는 것을 허용하고, 상기 시일의 연장은 통상적으로 배치된 고정 볼트에 의해 방해받지 않는다. 바람직하게는 시일들이 어댑터 플레이트의 홈 내에 삽입되고 몰드 플레이트의 배면에 접촉한다.

고정 볼트들은 몰드 플레이트 후면에서 돌출한, 섬 형태의 플레토 베이스들 내로 맞물린다. 상기 플레토 베이스들은 적어도 부분적으로 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트 사이의 냉각 갭 내로 돌출하고 냉각 매체의 흐름 방향에 맞춰진 유선형 형상을 갖는다.

본 발명에 따른 넓은 면 플레이트의 제조 비용은 종래의 제조에서보다 훨씬 저렴하다. 또한, CuAg, CuCrZr, CuCoBe 또는 CuNiBe 보다 높은 강도를 가진 Cu 재료가 사용될 수 있다. 몰드 플레이트는 고체 금속(solid metal)으로 가공될 수 있고, 예비 성형된 박판으로 제조될 수 있다.

바람직하게, 지지판의 큰 면의 돌출부들은 어댑터 플레이트의 헤드 및 푸트 측 리세스 내로 삽입된다. 또한, 상기 지지판들은 어댑터 플레이트와 나사 결합하고 홈/돌기 디자인을 통해 에지 측에서 몰드 플레이트와 결합될 수 있다. 이 경우, 헤드 및 푸트 영역에 각각 2개의 지지판이 제공되는 것이 바람직하다. 이는 지지판의 조립을 용이하게 할 뿐만 아니라 작동 중에 몰드 플레이트에 생기는 큰 응력으로 인해 지지판의 분해도 용이하게 한다.

지지판의 돌출부가 어댑터 플레이트의 헤드 및 푸트 측 리세스 내로 삽입되는 것과 관련해서, 지지판들은 확실한 지지를 제공하며, 이로 인해 몰드 플레이트의 열에 기인한, 제한적으로 가동적인 고정을 위한 완벽한 대응 지지부를 형성한다.

이와 관련해서, 몰드 플레이트가 헤드 및 푸트 영역에 종방향 홈들을 가지며, 상기 종방향 홈들 내로 지지판의 에지 측 돌기들이 삽입되는 것이 특히 바람직하다.

상기 종방향 홈들은 한편으로는 몰드 플레이트의 에지 비드에 의해 한정되고 다른 한편으로는 그 배면에 형성된 스트립에 의해 한정된다. 이러한 디자인은 얇은 벽의 몰드 플레이트의 디자인에 특히 바람직하게 부합된다.

또한, 스트립들은 몰드 플레이트의 측면 단부면의 영역에서 그 배면을 향해 경사지는 것이 바람직하다.

실시예에 따라, 지지판의 돌기들은 지지판의 내부 리세스로 인해 형성되고, 상기 지지판들은 몰드 플레이트에 있는 스트립 및 어댑터 플레이트에서 상기 스트립에 인접한 레일을 수용함으로써, 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트의 완벽한 결합에 기여한다.

레그로부터 몰드 플레이트의 단부 측 플랜지로의 라운드된 이행부에서, 몰드 플레이트에 작용하는 힘들을 2 방향으로 흡수하고 동시에 수직 방향 및 횡 방향의 운동을 허용하며, 상기 영역으로의 열 방출에 부정적인 영향을 주지 않도록 하기 위해, 몰드 플레이트의 배면에는 중간 스트립에 연결되는 레그로부터 에지측 플랜 지로의 볼록하게 라운드된 이행부를 따라 수직으로, 즉 주조 방향으로 연장하는 슬라이드 레일들이 제공되는 한편, 어댑터 플레이트의 냉각 면에 있는 몰드 플레이트의 슬라이드 레일과 유사하게, 에지 측 플랜지와 경사진 레그 사이의 플루트 영역에서 수직으로, 즉 주조 방향으로 연장하는 지지 레일들이 배치된다. 상기 슬라이드 레일들 및 지지 레일들은 몰드 플레이트의 방향성 이동을 가능하게 하고, 넓은 면 플레이트의 횡방향 플레이트에 대한 접촉 면의 영역에서 슬라이드 레일들은, 상기 영역에서의 고정력에 의해 몰드 플레이트의 변형이 생길 수 없도록, 몰드 플레이트를 지지한다.

또한, 슬라이드 레일들이 몰드 플레이트의 일체형 구성 부분인 것이 바람직하다.

지지 레일들은 바람직하게 어댑터 플레이트의 냉각 면의 홈 내로 풀릴 수 있게 고정된다.

바람직한 실시예에 따라, 푸트 영역에 제공된 지지판들은 돌기의 단부면에 챔퍼를 가질 수 있다.

주조 측에서 몰드 플레이트의 푸트 영역에 제공된 챔퍼는 상기 영역에서 강 스트랜드가 몰드 플레이트에 접촉하는 것을 방지한다. 이로 인해, 열 전달이 감소함으로써, 몰드 플레이트와 어댑터 플레이트 사이의 시일이 몰드 플레이트의 높은 가열로 인해 손상되는 것이 방지된다.

본 발명에 의해, 얇은 벽의 몰드 플레이트가, 특히 문제가 되는 그 헤드 및 푸트 영역에서 어댑터 플레이트와 완벽하게 결합될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.

도 1에는 금속의 연속 주조를 위한 액냉식 빔 블랭크 몰드(도시되지 않음)용 넓은 면 플레이트(1)가 도시된다. 2개의 이러한 넓은 면 플레이트(1)는 좁은 면 플레이트(도시되지 않음)와 함께 빔 블랭크 몰드의 성형 공동부를 형성한다.

넓은 면 플레이트(1)는 얇은 벽의 몰드 플레이트(2) 및 상기 몰드 플레이트(2)를 지지하는, 두꺼운 벽의 어댑터 플레이트(3)로 구성된다(도 6 내지 도 8 참고).

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 몰드 플레이트(2)는 중간 스트립(4), 상기 스트립(4)에 연결되는 경사진 레그(5) 및 단부측 플랜지(6)를 포함한다. 스트립(4)으로부터 레그(5)로의 그리고 레그(5)로부터 플랜지(6)로의 이행부(7, 8)는 라운드된다.

몰드 플레이트(2)의 배면(9) 상에 마름모형 플레토 베이스(10)가 배치된다. 상기 플레토 베이스는 나사 슬리브(11)의 고정을 위해 사용된다. 도 4 및 도 5에 도시된 고정 볼트(12)는 몰드 플레이트(2)와 어댑터 플레이트(3)의 결합을 위해 상기 나사 슬리브(11) 내로 조여질 수 있다.

또한, 도 3에 나타나는 바와 같이, 몰드 플레이트(2)의 배면(9) 상에는 볼록하게 라운드된 이행부(8)를 따라 레그(5)로부터 플랜지(6)로 수직으로 연장한 슬라이드 레일(13)이 제공된다. 슬라이드 레일(13)은 몰드 플레이트(2)의 일체형 구성 부분을 형성한다. 이 경우, 슬라이드 레일(13)은 몰드 플레이트(2) 높이의 약 80%에 걸쳐 연장된다.

몰드 플레이트(2)의 상부 에지 및 하부 에지에는 배면(9)에서 주조 방향에 대해 횡으로 연장하는 스트립(14)이 형성되고, 상기 스트립(14)은 몰드 플레이트(2)의 측 단부면(15)의 영역에서 배면(9)을 향해 경사진다. 도 3 및 도 6 내지 도 8을 함께 관찰하면 알 수 있는 바와 같이, 스트립(14)은 몰드 플레이트(2)의 에지 비드(16)와 함께 종방향 홈(17)을 한정한다. 종방향 홈(17) 내로 돌기(18)가 삽입되고, 상기 돌기(18)는 도 1 및 도 4 내지 도 8에 나타난 지지판(19)의 에지 측에 배치된다. 지지판(19)은 넓은 면 플레이트(1)의 구성에 매칭된다. 각각 2개의 지지판(19)이 넓은 면 플레이트(1)의 헤드 및 푸트 영역(20, 21)에 제공되고, 상기 헤드 및 푸트 영역들은 넓은 면 플레이트(1)의 수직 중심 횡방향 평면에서 서로 만난다.

지지판(19)의 돌출부(22)는 어댑터 플레이트(3)의 헤드 및 푸트 측 리세스(23, 24) 내로 삽입되고, 도 1, 도 4 및 도 5에 나타나는 바와 같이 어댑터 플레이트(3)와 나사 결합된다. 실시예에서, 지지판(19) 마다 5개의 나사 결합부(25)가 제공된다. 지지판(19)의 돌기(18)는 지지판(19)의 내부 리세스(26)로 인해 형성되고, 상기 리세스들은 몰드 플레이트(2)에 있는 스트립(14)과 어댑터 플레이트(3)에서 상기 스트립(14)에 인접한 레일(27)을 수용한다.

스트립(14) 및 레일(27)의 영역에는 어댑터 플레이트(3)의 홈(28) 내에 삽입 된 시일(29)이 있다. 또한, 도 6에 나타나는 바와 같이, 몰드 플레이트(2)와 어댑터 플레이트(3) 사이에는 냉각 매체를 안내하기 위한 냉각 갭(30)이 제공된다. 냉각 매체용 공급부(31)가 도 6 내지 도 8에 나타난다.

몰드 플레이트(2)의 슬라이드 레일(13)과 유사하게, 어댑터 플레이트(3)의 냉각 면(32)(도 4 및 도 5)에서 에지 측 플랜지(34)와 경사진 레그(35) 사이의 플루트(33) 영역에 수직으로 연장된 지지 레일(36)이 배치된다. 지지 레일(36)은 어댑터 플레이트(3)의 냉각 면(32)의 홈(37) 내에 풀릴 수 있게 고정된다.

도 1, 도 6 및 도 8은 몰드 플레이트(2)의 푸트 영역(21)에서 주조 측(39)에 챔퍼(40)가 제공된다.

푸트 영역(21)에 제공된 지지판(19)에서도 돌기(18)에 챔퍼(38)가 제공된다.

도 1은 주조 측에서 바라본 빔 블랭크 몰드의 넓은 면 플레이트의 사시도.

도 2는 주조 측에서 바라본 넓은 면 플레이트의 몰드 플레이트의 사시도.

도 3은 도 2의 몰드 플레이트의 배면 사시도.

도 4는 몰드 플레이트를 분리한 상태에서 도 1의 넓은 면 플레이트의 사시도.

도 5는 도 4의 부분 V의 확대도.

도 6은 화살표 Ⅵa 방향으로 선 Ⅵ-Ⅵ을 따른 도 1의 수직 횡단면도.

도 7은 도 6의 부분 Ⅶ의 확대도.

도 8은 도 6의 부분 Ⅷ의 확대도.

Claims (13)

1. 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 몰드 플레이트(2), 및 상기 몰드 플레이트들이 고정 볼트(12)를 통해 고정된 어댑터 플레이트(3)를 포함하는, 금속 연속 주조용 액냉식 몰드에 있어서,

   상기 몰드 플레이트(2)는 상기 고정 볼트(12)에 추가해서 그 헤드 및 푸트 영역(20, 21)에 배치된 지지판(19)을 통해 상기 어댑터 플레이트(3)와 결합하는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰드 플레이트(2)는 슬래브 또는 얇은 슬래브 몰드의 구성 부분 또는 빔 블랭크 몰드의 넓은 면 플레이트(1)의 구성 부분인 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지판(19)의 돌출부(22)가 상기 어댑터 플레이트(3)의 헤드 및 푸트 측 리세스(23, 24) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지판(19)은 홈/돌기 디자인(17, 18)을 통해 상기 몰드 플레이트(2)와 결합하는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
5. 제3항에 있어서, 상기 몰드 플레이트(2)는 헤드 영역(20)과 푸트 영역(21)에 종방향 홈(17)을 가지며, 상기 종방향 홈들 내로 상기 지지판(19)의 에지 측 돌기(18)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
6. 제5항에 있어서, 상기 종방향 홈(17)은 한편으로는 상기 몰드 플레이트(2)의 에지 비드(16)에 의해 한정되고, 다른 한편으로는 그 배면(9)에 배치된 스트립(14)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
7. 제6항에 있어서, 상기 스트립(14)은 상기 몰드 플레이트(2)의 측면 단부면(15)의 영역에서 그 배면(9)을 향해 경사진 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
8. 제6항에 있어서, 상기 지지판(19)의 상기 돌기(18)는 상기 지지판(19)의 내부 리세스(26)로 인해 형성되고, 상기 리세스(26)는 상기 몰드 플레이트(2)에 있는 상기 스트립(14)과 상기 어댑터 플레이트(3)에서 상기 스트립(14)에 인접한 레일(27)을 수용하는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 몰드 플레이트(2)는 중간 스트립(4), 상기 중간 스트립(4)에 연결되는 레그(5) 및 상기 레그(5)에 에지 측이 연결되는 플랜지(6)를 포함하고, 상기 레그(5)와 상기 플랜지(6) 사이에 라운드된 이행부(8)가 있고, 상기 몰드 플레이트(2)는 그 배면(9)에서 이행부(7)의 영역에 주조 방향으로 연장하는 슬라이드 레일(13)을 갖는 한편, 상기 몰드 플레이트(2)의 슬라이드 레일(3)과 유사하게, 상기 어댑터 플레이트(3)의 냉각 면(32)에서 에지 측 플랜지(34)와 경사진 레그(35) 사이의 플루트(33)의 영역에 마찬가지로 주조 방향으로 연장되는 지지 레일(36)이 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
10. 제9항에 있어서, 상기 슬라이드 레일(13)은 상기 몰드 플레이트(2)의 일체형 구성 부분인 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
11. 제9항에 있어서, 상기 지지 레일(36)은 상기 어댑터 플레이트(3)의 냉각 면(32)의 홈(37) 내에 풀릴 수 있게 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
12. 제5항에 있어서, 상기 푸트 영역(21)에 제공된 상기 지지판(19)은 상기 돌기(18)의 단부면에 챔퍼(38)를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 몰드 플레이트(2)의 주조 측(39)은 상기 푸트 영역(21)에 챔퍼(40)를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 액냉식 몰드.

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