KR101511723B1 - Casting apparatus and method using it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형 단면 사이즈의 극후강재용 주편의 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로서, 용강이 경유하는 통로를 형성하고, 용강을 주편으로 주조하기 위한 주조부 및 주조부에 이격되어 배치되며 주조부로부터 주편을 전달받고, 주편의 측면 중 적어도 어느 한 곳에 배치되어 상기 주편을 지지하는 지지부와, 상기 주편의 외측에 구비되어 상기 주편의 응고를 유도시키는 제1 품질제어기가 구비되는 응고부를 포함하는 설비를 이용하여, 용강을 마련하여 주조를 준비하는 과정, 용강이 경유하는 통로를 개방 및 폐쇄 가능하게 하는 주조부에서 용강을 주조하는 과정, 주조를 통해 제작된 주편을 응고부로 이송시키는 과정을 포함하고, 주편의 응고가 완료된 후, 주편을 후공정으로 이송함으로써 주편의 품질을 향상시켜 이로 인한 주편의 실수율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 주편의 주조 초기부터 응고가 완료되는 동안, 품질 제어기 및 응고유도기를 통해 응고가 완료되기 전까지 용강을 지속적으로 교반함으로써 주편의 등축정율 증대, 편석/공극률 저감 및 주편 말단부에 발생하는 파이프와 같은 내부결함을 감소시킬 수 있다.
또한, 대형 단면 사이즈의 극후강재용 주편을 제조함에 있어 응고부에서 주편의 응고가 진행되는 공정 중에 주조부에서 또 다른 주편을 연속적으로 주조할 수 있어 극후강재용 주편의 응고에 소요되는 시간을 응고부에서 완료할 수 있다. 이에, 용강의 주조가 중단되지 않을 수 있어 주편의 생산성 및 공정 설비의 효율성을 증가시킬 수 있다. [0001] The present invention relates to a casting apparatus for casting a cast steel for casting a cast steel for casting a cast steel into a steel casting casting apparatus, And a solidifying portion which is provided on at least one of side surfaces of the casting and receives the casting from the casting and supports the casting, and a first quality controller provided outside the casting to induce solidification of the casting, A process of preparing molten steel using equipment to prepare casting, a process of casting molten steel in a casting section that allows a passage through molten steel to be opened and closed, and a process of transferring the cast produced through casting to a solidification section After completion of solidification of the cast steel, the cast steel is transferred to a post-process to improve the quality of the cast steel, It is possible to improve the error rate.
During the completion of solidification from the beginning of the casting of the cast steel, the molten steel is continuously stirred until the solidification is completed through the quality controller and the coagulation inducing unit to increase the casting ratio of the cast steel, decrease the segregation / porosity, Internal defects can be reduced.
In addition, in producing a cast steel for a large-sized cross-section steel with a large cross-sectional size, another cast steel can be continuously cast in the casting portion during the solidification process of the casting, Can be completed by department. Therefore, the casting of the molten steel may not be interrupted, and the productivity of the cast steel and the efficiency of the process equipment may be increased.
Description
본 발명은 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 극후강재용 주편을 용이하게 제조하고 주편의 품질과 실수율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.The present invention relates to a casting apparatus and a casting method using the casting apparatus, and more particularly, to a casting apparatus and a casting method using the casting apparatus capable of easily producing a cast steel for a cast steel and improving the quality, yield and productivity of cast steel.
일반적으로 극후강재는 100㎜ 이상의 두께를 갖고, 그 사용용도에 따라 압하비(주편 두께/제품 두께)에 제한을 두어 공극률(Porosity) 등의 내부품질 및 충격, 인성 등의 기계적 물성치를 관리하고 있다. 예를 들어 해양구조용 강은 압하비 4 이상의 극후강재가 요구되고, 압력용 및 풍력구조용 강 등은 3 이상의 압하비가 요구된다. Generally, the superficial steel has a thickness of 100 mm or more, and limits the mechanical properties such as porosity and internal quality, impact, and toughness by limiting the compression ratio (thickness of the slab / thickness of the product) . For example, steel for marine structure is required to have a superframe steel of 4 or more in compressive strength, and for pressurized and wind-driven structural steel, a reduction ratio of 3 or more is required.
현재, 극후강재는 잉곳 또는 연속 주조법으로 생산된 주편을 단조 및 열간압연과 같은 소정의 후공정을 통해 제조되고 있다. 이때, 전자인 잉곳 공정으로 극후강재를 제조하는 경우, 잉곳을 단조 처리하여 극후강재 제품으로 제조하거나 추가의 압연공정을 적용한다. 특히, 높은 압하비를 요구하는 극후강재는 내부 품질이 중요시되기 때문에 대부분 잉곳으로 주조한 주편을 단조작업 한 뒤, 압연공정을 통해 제조된다. At present, the ultra-fine steel is produced through a predetermined post-process such as forging and hot rolling the ingot or the cast produced by the continuous casting method. At this time, when the ultra-fine steel material is manufactured by the electron ingot process, the ingot is forged to produce a superfine steel product or an additional rolling process is applied. Particularly, since the extreme post-war steel which requires a high compressive strength is important for the internal quality, most cast ingot casted with ingots is forged and then rolled.
이처럼, 잉곳으로 주조한 주편을 이용해 극후강재를 제조할 경우에는 높은 압하비를 갖는 극후강재 생산에 대응이 가능하고, 극후강재 수요 특성상 스몰-랏(small-lot) 생산에 유리한 공정이다. 그러나, 잉곳 방식을 사용하여 제작된 주편은 압탕부 및 주탕부에 발생하는 불건전 부위를 제거하기 위해 불건전 부위의 절단이 요구된다. 이에, 주편의 상하부 영역의 절단으로 주편의 실수율 열위가 야기되어 극후강재를 생산하기 위한 생산비용이 증가한다. As described above, when the extruded steel material is manufactured by using the ingot-cast steel, it is possible to cope with the production of extreme steel material having a high pressure ratio and is advantageous for small-lot production due to the demand for extreme steel material. However, the cast steel produced using the ingot method is required to be cut in the abuse area to remove the abrasion area generated in the pressurizing part and the molten metal part. Thus, the cutting of the upper and lower regions of the cast steel causes a drop in the yield rate of the cast steel, which increases the production cost for producing the cast steel.
한편, 후자인 연속주조법으로 생산되는 주편을 이용해 극후강재를 제조하는 경우에는, 일반적으로 연속주조 된 주편을 압연하는 방식으로 극후강재를 제조한다. 이는 실수율에서는 잉곳 대비 매우 우수하여 생산비용 측면에서는 잉곳공정에 비해 우수하나, 높은 압하비를 요구하는 강종을 생산할 경우에는 제한된 주편 두께로 인해 극후강재의 두께 역시 제한되는 문제점이 있다. On the other hand, in the case of manufacturing a superframe steel using the cast steel produced by the latter continuous casting method, the extreme steel is generally manufactured by rolling the cast steel continuously cast. This is superior to the ingot process in terms of production cost, but it is also limited in the thickness of the extreme steel due to the limited thickness of the steel when producing a steel which requires a high pressure ratio.
그리고, 극후강재는 상대적으로 일반 주편에 비해 두꺼워, 주조된 후 주편이 완전히 응고되기까지 장시간이 소요된다. 만약 용강을 연속주조하며 절단하는 기존의 주조법에서 일반 연주기에서 생산하는 일반 주편의 두께보다 두께가 두꺼운 극후강재용 주편을 생산할 경우에는, 주편 내부까지 응고가 완료되어 절단공정을 진행하기 위해서는 연주기 설비가 매우 길어지게 되며, 이는 설비의 대형화로 생산비용 측면에서 막대한 초기비용이 소모된다. Also, the superficial steel is relatively thicker than the general cast steel, and it takes a long time until the cast steel is completely solidified after casting. In the case of producing cast steel for a thick steel plate with a thickness greater than that of a steel casting produced by a conventional casting machine in a conventional casting method in which molten steel is continuously cast and cut, It becomes very long, which is an enormous initial cost in terms of production cost due to the large size of the equipment.
또한, 잉곳재료에 비해 주편 내부 결함 발생확률이 높아, 극후강재 제품에도 연주 주편의 내부 결함이 잔존해 있을 가능성이 높다. 그리고 주편 생산을 위한 연속주조 설비가 대량생산에 최적화되어 있어 스몰-랏 생산 측면에는 불리한 문제점이 따른다. In addition, the probability of occurrence of internal defects in cast steel is higher than that of ingot material, and there is a high possibility that internal defects of cast steel remain in the ultra-fine steel product. In addition, continuous casting equipment for casting production is optimized for mass production, which leads to disadvantages in terms of small-lot production.
이에, 일반 주조 설비에서는 생산이 용이하지 않은 높은 압하비를 갖는 극후강재용 주편 제조를 위한 새로운 설비 및 공정 개발이 절실하게 요구된다. 즉, 강의 품질 측면에서는 잉곳주편 대비 동등하거나 잉곳 주편 이상의 내부품질과 실수율 향상이 가능하고, 생산적 측면에서는 다양한 종류의 스몰-랏 극후강재 생산에 유리하고, 잉곳 주편 생산 대비 생산성을 증가시킬 수 있는 설비 및 공정이 요구된다.Therefore, it is urgently required to develop new equipments and processes for producing a cast steel for ultra low-strength steel having a high compression ratio which is not easy to produce in general casting equipment. That is, in terms of steel quality, it is possible to improve the internal quality and the rate of error of the ingot casting equal to or higher than that of the ingot casting, and it is advantageous to produce various types of small- And processes are required.
본 발명은 극후강재용 주편의 제조가 용이한 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.The present invention provides a casting facility which is easy to manufacture cast steel for use in extreme low-strength steel, and a casting method using the same.
본 발명은 주편의 품질 및 실수율을 증가시킬 수 있는 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.The present invention provides a casting facility and a casting method using the casting facility capable of increasing the quality and the rate of occurrence of casting.
본 발명은 주편의 생산성 및 공정설비의 효율성을 증가시킬 수 있는 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.The present invention provides a casting facility capable of increasing the productivity of cast steel and the efficiency of process facilities and a casting method using the same.
본 발명의 실시 형태에 따른 주조 설비는, 용강이 경유하는 통로를 형성하고,상기 용강을 주편으로 주조하기 위한 주조부 및 상기 주조부에 이격되어 배치되며 상기 주조부로부터 주편을 전달받고, 상기 주편의 측면 중 적어도 어느 한 곳에 배치되어 상기 주편을 지지하는 지지부와, 상기 주편의 외측에 구비되어 상기 주편의 응고를 유도시키는 제1 품질제어기가 구비되는 응고부를 포함한다.A casting installation according to an embodiment of the present invention is a casting installation according to an embodiment of the present invention. The casting installation includes: a casting section for forming a passage through which molten steel passes and casting the cast steel into a cast steel; And a solidifying portion disposed on at least one of the side surfaces of the bobbin to support the bobbin and a first quality controller provided outside the bobbin to induce solidification of the bobbin.
상기 제1 품질제어기는 상기 주편의 외측에 근접 배치되어 상기 주편의 길이방향으로 승하강 가능한 제1 교반기와, 상기 제1 교반기의 하부로 이격되어 구비되고, 상기 주편의 길이방향으로 승하강 가능한 제2 교반기 및 상기 주편의 직상부 영역으로 진퇴 가능하도록 설치되어, 상기 주편의 상부를 가열시키는 제1 가열기를 포함할 수 있다. Wherein the first quality controller comprises a first agitator disposed close to the outside of the cast steel and capable of ascending and descending in the longitudinal direction of the cast steel, and a second agitator spaced apart from the lower portion of the first agitator, 2 stirrer, and a first heater installed so as to be able to advance and retreat to a region directly above the casting, for heating the upper portion of the casting.
상기 제1 교반기는 상기 주편 주위에 권취된 코일이 원형의 형태로 배치될 수 있다. In the first stirrer, the coils wound around the cast steel may be arranged in a circular shape.
상기 주조부는 상기 용강이 수용되는 공간을 갖는 수용부, 상기 수용부로부터 상기 주편을 하부로 인발시키는 인발기, 상기 통로의 외측에 구비되는 제2 품질제어기를 포함할 수 있다. The casting section may include a receiving section having a space for receiving the molten steel, a drawer for drawing the casting from the receiving section downward, and a second quality controller provided outside the passage.
상기 수용부는 턴디쉬로 공급된 상기 용강이 통과하는 경로를 형성하는 주형을 포함하고, 상기 주형은 상기 주편이 800㎜ 이하의 두께 및 2000㎜ 이하의 폭을 갖도록 형성될 수 있다. The receiving portion may include a mold for forming a path through which the molten steel supplied to the tundish passes, and the mold may be formed such that the main strip has a thickness of 800 mm or less and a width of 2000 mm or less.
상기 제2 품질제어기는 상기 주형의 외측에 배치되어, 상기 용강 및 상기 주편 내 미응고된 용강 중 적어도 어느 하나를 교반하기 위한 적어도 하나 이상의 교반기를 포함하는 교반유닛 및 상기 주형의 직하부 영역으로 진퇴 가능하도록 설치되어 상기 주편의 상부를 가열시키는 제2 가열기를 포함할 수 있다. Wherein the second quality controller includes an agitating unit disposed on the outer side of the mold and including at least one stirrer for stirring at least one of the molten steel and the non-solidified molten steel in the casting, And a second heater installed to be able to heat the upper portion of the casting.
상기 교반유닛은 상기 주형에 근접 배치되어 상기 주편의 인발방향으로 승하강 가능한 제3 교반기와, 상기 제3 교반기의 하부로 이격되어 구비되고, 상기 주편의 인발방향으로 승하강 가능한 제4 교반기를 포함할 수 있다. The stirring unit includes a third stirrer disposed close to the mold and capable of moving up and down in the drawing direction of the casting, and a fourth stirrer spaced apart from the lower portion of the third stirrer and capable of moving up and down in the drawing direction of the casting can do.
상기 제3 교반기는 상기 주형 주위 또는 상기 주편 주위에 권취된 코일이 원형의 형태로 배치될 수 있다. In the third stirrer, the coils wound around the casting mold or around the casting mold may be arranged in a circular shape.
상기 주조부에는 상기 주편을 상기 인발기로부터 분리하기 위한 푸쉬어가 구비되고, 상기 푸쉬어는 상기 응고부쪽으로 전후진 왕복 이동가능하도록 설치될 수 있다. The casting part is provided with a pusher for separating the cast steel from the drawer, and the pusher can be installed so as to reciprocate forward and backward toward the solidification part.
상기 주조부로부터 상기 응고부로 상기 주편을 이송시키거나, 상기 응고부로부터 상기 응고부 외부로 상기 주편을 이송시키는 이송기가 구비될 수 있다.
And a conveyor for conveying the cast piece from the casting section to the solidification section or for conveying the cast article from the solidification section to the outside of the solidification section.
본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법은, 용강을 마련하여 주조를 준비하는 과정, 상기 용강이 경유하는 통로를 개방 및 폐쇄 가능하게 하는 주조부에서 상기 용강을 주조하는 과정, 상기 주조를 통해 제작된 주편을 응고부로 이송시키는 과정을 포함하고, 상기 주편의 응고가 완료된 후 상기 주편을 후공정으로 이송한다. A casting method according to an embodiment of the present invention is a casting method comprising the steps of preparing molten steel to prepare casting, casting the molten steel in a casting part that allows the passage through the molten steel to be opened and closed, And transferring the slab to a solidification unit, and after the solidification of the slab is completed, the slab is transferred to a post-process.
상기 주편을 응고부로 이송시킨 이후에 상기 주조부에서 상기 용강의 주조 과정이 반복될 수 있다. The casting process of the molten steel may be repeated in the casting portion after the casting is transferred to the solidification portion.
상기 용강을 주조하는 과정이 반복되는 경우, 상기 주편을 응고부로 이송시키는 과정은 상기 주조부에 용강이 이송되어 상기 주조를 준비하는 과정이 이루어지는 동안 수행될 수 있다. In the case where the casting of the molten steel is repeated, the process of transferring the casting to the coagulating unit may be performed while the molten steel is transferred to the casting unit to prepare the casting.
상기 용강을 주조하는 과정이 1회 주조인 단연주의 경우, 상기 주편은 주조부에서 응고를 완료하거나 응고부로 이송된 후 응고를 완료할 수 있다. In the case of casting the molten steel at one time, it is possible to complete the solidification at the casting portion or to complete the solidification after being transferred to the solidification portion.
상기 용강은 분당 0.3m 이하의 주속으로 주조될 수 있다. The molten steel can be cast at a peripheral speed of 0.3 m or less per minute.
본 발명의 실시 예에 따른 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 의하면, 연속주조에 의해 생산되는 주편의 실수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 주조부에서 주조된 주편을 주조부 또는 응고부에서 응고를 수행할 때, 제2 가열기 또는 제1 가열기를 이용하여 주편 상부의 응고를 지연시킴으로써, 주편 상부에 생기는 파이프 길이를 감소시켜 주편의 실수율을 향상시킬 수 있다. According to the casting equipment and the casting method using the casting equipment according to the embodiment of the present invention, the rate of the casting produced by continuous casting can be improved. That is, when the casting cast in the casting section is solidified in the casting section or the solidification section, the solidification of the upper part of the casting is delayed by using the second heater or the first heater, It is possible to improve the error rate.
그리고 주조시에는 주형 내에 잔류하는 용강을 교반하여 내부품질을 향상시키고, 주조가 완료된 후에는 주편 내의 미응고 용강을 교반하여 주편의 등축정율 증대, 편석/공극률 저감 및 주편 말단부에 발생하는 파이프와 같은 내부결함을 감소시킬 수 있다. During casting, the molten steel remaining in the casting mold is stirred to improve the internal quality. After the casting is completed, the non-solidifying molten steel in the casting mold is stirred to increase the casting ratio of the casting mold, decrease the segregation / porosity, Internal defects can be reduced.
또한, 본 발명은 응고부에서 주편의 응고가 진행되는 공정 중에 주조부에서 또 다른 주편을 연속적으로 주조하는 것이 가능하다. 이에, 극후강재용 주편의 응고로 인해 소요되는 시간을 응고부에서 완료할 수 있기 때문에 용강의 주조가 중단되지 않을 수 있어 주편의 생산성 및 공정 설비의 효율성을 증가시킬 수 있다.Further, the present invention is capable of casting another casting continuously in the casting portion during the process of solidification of the casting in the coagulating portion. Therefore, since the time required for solidification of the cast steel for the ultra-low-strength steel can be completed in the solidifying portion, the casting of the molten steel can be uninterrupted, and the productivity of the cast steel and the efficiency of the process equipment can be increased.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주조 설비를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 주조 방법에 따른 주조 설비의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예가 적용된 극후 강재를 나타내는 이미지이다.
도 5는 도 4의 극후 강재 제조용 주편의 내부 마크로 품질을 나타내는 이미지이다.1 is a view showing a casting installation according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a casting method according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an operating state of the casting equipment according to the casting method of FIG.
4 is an image showing the extreme post-war steel to which the embodiment of the present invention is applied.
FIG. 5 is an image showing the quality of the inner mark of the cast steel for producing the steel of FIG. 4; FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주조 설비를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 3는 도 2의 주조 방법에 따른 주조 설비의 작동상태를 나타내는 도면이다. 이때, 도 3의 (a) ~ (f)는 주편을 생산하기 위해 작동하는 주조 설비의 변화를 순차적으로 나타낸다.
1 is a view showing a casting installation according to an embodiment of the present invention. 2 is a flowchart showing a casting method according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing an operating state of the casting equipment according to the casting method of FIG. At this time, (a) to (f) of FIG. 3 sequentially show the change of the casting equipment operating to produce the cast steel.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주조 설비(1)는 극후강재용 주편을 생산하기 위한 설비로서, 용강이 경유하는 통로를 형성하고, 용강을 주편으로 주조하기 위한 주조부(1a) 및 주조부(1a)에 이격되어 배치되며 주조부(1a)로부터 주편을 전달받고, 주편의 측면 중 적어도 어느 한 곳에 배치되어 주편을 지지하는 지지부(500)와, 주편의 외측에 구비되어 주편의 응고를 유도시키는 제1 품질제어기(600)가 구비되는 응고부(1b)를 포함한다.
1, a
주조부(1a)는 정련된 용강의 연속 주조가 수행되는 구간으로서, 용강이 수용되는 수용부(100)와, 수용부(100)로부터 주편을 하부로 인발시키는 인발기(200), 용강이 경유하는 통로의 외측에 구비되는 제2 품질제어기(300)를 포함한다. The
수용부(100)는 용강의 주조가 시작되기까지 용강을 수용하는 공간을 형성하며, 용강이 수용되는 래들(120)과, 래들(120)로부터 용강을 공급받는 턴디쉬(140) 및 턴디쉬(140) 하부에 이격되어 배치되는 주형(160)을 포함한다. The
래들(120)은 정련을 완료한 용강을 수용하기 위한 용기로서, 용강을 수용할 수 있는 내부공간이 형성된 중공의 형상으로 다양하게 제작될 수 있다. 일반적으로 래들(120)은 연속주조설비의 순환율을 증가시키기 위해 복수로 구비될 수 있다.The
턴디쉬(140)는 래들(120)로부터 공급되는 용강을 내부에 수용할 수 있는 중공의 용기 형상으로 제작된다. 그리고 턴디쉬(140)의 바닥부에는 용강이 배출되는 배출구가 형성되어, 배출구를 통해 턴디쉬(140) 내에 수용된 용강이 외부로 배출될 수 있다. 이때, 턴디쉬(140)에 수용된 용강은 일정시간 턴디쉬(140) 내에 체류함으로써 용강 내 포함된 개재물의 부상분리 후 주형(160)으로 주입된다. The tundish 140 is formed in a hollow container shape capable of receiving molten steel supplied from the
주형(160)은 턴디쉬(140)에서 주입되는 용강을 적정 크기로 형상화하여 주편으로 제작하기 위해 구비되는 것으로서, 주형(160)은 용강이 통과되는 경로의 폭과 두께를 형성한다. 이때, 본 발명의 주형(160)은 극후강재용 주편의 크기에 대응하기 위해 주편이 800㎜ 이하의 두께 및 2000㎜ 이하의 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 종래의 주조 설비의 주형에 비해 두께가 대폭 증가된 주형(160)을 사용함으로써, 단조 및 압연 공정을 거친 주편이 극후강재용으로 사용되는 두께를 가질 수 있도록 할 수 있다. The
한편, 주형(160)을 통해 초기쉘이 형성된 주편을 주형(160) 외부로 안내하는 가이드롤(170), 가이드롤(170)로부터 안내된 주편을 냉각하는 냉각노즐(미도시) 및 주형 내 주편이 용이하게 주형(160) 외부로 인발되도록 주형(160)에 진동을 전달하는 진동기(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 가이드롤(170), 냉각노즐 및 진동기의 구성은 본 발명에서 특정 구성으로 제한할 필요가 없고, 그 다양한 구성 및 작동 방법은 당업자에게 이미 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. A
인발기(200)는 수용부(100)로부터 주편을 하부로 인발하기 위한 장치로서, 초기에 주형 내부에 배치되어 용강을 받아 주형(160) 하부로의 용강 유출을 방지하며 초기 응고된 주편을 구동기(240)와 연결하는 정반(220)과, 주편을 하부로 인발하는 구동기(240)를 포함한다.The
정반(220)은 주편과 구동기(240)를 연결하기 위해 구비되는 것으로서, 주편과의 연결을 용이하게 하기 위해 특정한 형상의 면을 갖는 플레이트가 사용된다. 본 발명에서는 정반(220)의 형태 및 재질에 대해서는 한정하지 않으나 주편과 접촉하였을 때 고온의 주편으로 인해 변형이 발생하지 않는 재질로 제작되는 것이 좋다.The
구동기(240)는 정반(220)을 하강시키기 위한 장치로서, 구동기(240)와 연결된 정반(220)이 하강함으로써 정반(220)과 연결된 주편을 하부로 인발시킬 수 있다. 구동기(240)는 주편이 인발될 때에는 하부로 하강하고, 주조가 시작되는 초기에는 정반(220)을 주형(160) 내에 위치하도록 하기 위해 승강할 수 있는 장치가 사용될 수 있다. 즉, 구동기(240)는 승강 및 하강가능한 장치가 사용될 수 있다.
The driving
제2 품질제어기(300)는 인발기(200)로부터 인발된 주편의 품질을 향상시키기 위해 구비되는 것으로서, 주형(160)의 외측에 배치되어 주형(160) 내 용강 및 주편 내 미응고된 용강 중 적어도 어느 하나를 교반하기 위한 적어도 하나 이상의 교반기를 포함하는 교반유닛(320) 및 주형(160)의 직하부 영역으로 진퇴 가능하도록 설치되어 주편의 상부를 가열시키는 제2 가열기(340)를 포함한다.The
교반유닛(320)은 주형(160)의 외측에 적어도 하나 이상의 교반기를 구비하여 주편의 품질을 향상시키기 위한 장치로서, 주형(160)에 근접 배치되어 주편의 인발방향으로 승하강 가능한 제3 교반기(322)와, 제3 교반기(322)의 하부로 이격되어 구비되고 주편의 인발방향으로 승하강 가능한 제4 교반기(324)를 포함한다. 즉, 교반유닛(320)은 주형(160) 내 용융 상태로 수용된 용강 및 제조된 주편 내 미 응고된 용강 중 적어도 어느 하나를 교반시켜 주편의 조직을 미세화하여 주편의 품질을 증가시킬 수 있다. The stirring
제3 교반기(322)는 도 1에 도시된 바와 같이, 주형(160)의 측면에 소정거리 이격되어 배치되어, 주조 중에는 주형(160) 내 수용된 용강을 교반한다. 그리고 주조가 시작되면 주편과 함께 소정거리 하강하여 주편 내 미응고된 용강을 교반한다. 즉, 제3 교반기(322)는 주형(160)에 용강이 주입되면 주형(160)의 측면에서 용강에 전자기를 흘려주어 용강을 교반하고, 주형(160)내 용강의 주입이 완료되면, 주편과 함께 하부로 하강하면서 주편 내부의 미응고된 용강을 교반할 수 있다. 이때, 제3 교반기(322)로는 전자기 교반장치(EMS; Electro Magnetic Stirrer)가 사용될 수 있다. 이때, 제3 교반기(322)로 사용될 수 있는 전자기 교반장치는 통상적으로 낮은 영역대의 주파수(Hz)를 갖고, 이는 용융상태의 용강을 교반시키기 충분한 주파수이다. The
제4 교반기(324)는 제3 교반기(322)의 하부로 소정거리 이격되어 구비되고 주편의 인발방향으로 승하강하며 주편 내 미 응고된 용강을 교반한다. 이때, 제4 교반기(324)는 응고말기 전자교반장치(FEMS; Final Electro Magnetic Stirrer)가 사용될 수 있다. 제4 교반기(324)는 상대적으로 제3 교반기(322)에 비해 하부에 배치되고, 주편의 응고가 어느정도 진행된 주편의 하부영역(주편의 길이방향을 기준으로 중심에서부터의 하부영역)의 응고부위 내에 존재하는 용강을 교반시켜야 하기 때문에 제3 교반기(322)보다 높은 주파수(Hz)를 갖는 교반 장치가 사용되는 것이 바람직하다. The
이처럼, 교반유닛(320)은 주형 내 응고 및 주편 내 미응고 용강을 교반함으로써 주편 내 등축정율을 증대시킬 수 있고, 편석 및 공극이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다. 한편, 본 발명에서는 제3 교반기(322) 및 제4 교반기(324)가 교반하는 주편의 교반부위 및 교반기들이 승강 및 하강하는 승하강 폭에 대해서는 한정하지 않고, 주조 조건에 따라 그 이동 범위를 다양하게 하여 운용할 수 있다. As such, the stirring
제2 가열기(340)는 주형(160)의 외측에 배치되고, 주형의 직하부 영역(주편의 인발방향 경로)으로 전진 및 후퇴 가능하도록 설치되어 주조된 주편의 상부(테일부)를 가열하기 위한 장치로서, 본 실시 예에서는 유도가열에 의한 방식(유도가열장치; EMH, Electro Magnetic Heater)을 사용하였다. 제2 가열기(340)는 전원의 공급에 의해 유도가열 코일에서 발생되는 전자기를 이용하여 주편의 상부 측면을 간접 가열시키며, 주편의 4방향 측면에서 일정 간격으로 이격되어 둘러쌀 수 있도록 권취된다. 이에, 제2 가열기(340)는 주편의 단면 형상에 대응하는 형상을 갖는 유도코일이 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 권취될 수 있다.
The
전술한 주조부(1a)에는 용강의 주조가 완료된 후, 주편을 응고부(1b)로 전달하기 위한 푸쉬어(400)가 구비될 수 있다.The
푸쉬어(400)는 주조부(1a)의 측면 중 응고부(1b)와 대향하는 위치에 배치되며, 주편의 측면을 밀어내며 인발기(200)로부터 주편을 분리하여 응고부(1b)쪽으로 주편을 전달하는 장치이다. 이때, 푸쉬어(400)는 일정거리를 왕복 이동할 수 있는 장치가 사용될 수 있으며, 예컨대, 스테핑 모터(stepping motor), 피스톤·실린더기구(actuator), 솔레노이드(solenoid) 등이 사용될 수 있다. 일례로, 푸쉬어(400)로 피스톤·실린더기구를 사용하는 경우, 피스톤이 실린더 내부로 삽탈하며 왕복운동 함으로써, 주편을 응고부(1b)쪽으로 밀어낸 후에 다시 원상태로 복귀할 수 있다. The
한편, 주조부(1a)의 주편을 응고부(1b)로 전달하는 장치로 본 실시예에서는 주편을 밀어내는 푸쉬어(400)를 사용하였으나, 장치는 이에 한정되지 않고 주조부(1a)에서 응고부(1b)로 주편을 전달하기 용이한 다양한 장치가 사용될 수도 있다.
In the present embodiment, the
응고부(1b)는 전술한 주조부(1a)로부터 주조된 주편을 응고시키기 위해 주편을 전달받는 곳으로서, 주편의 측면 중 적어도 어느 한 곳에 배치되어 주편을 지지하는 지지부(500)와, 주편의 외측에 구비되어 주편의 응고를 유도시키는 제1 품질제어기(600)를 포함한다. 응고부(1b)는 주조부(1a)로부터 소정거리 이격된 곳에서 주편을 전달받고, 주편의 응고를 완료한 뒤 후공정(예컨대, 단조 또는 압연)으로 주편을 이송시킨다. The solidifying
지지부(500)는 주편이 응고부(1b)에서 안정적으로 위치할 수 있도록 구비되는 것으로서, 주편의 하부에 접촉배치되는 지지블록(520)과, 주편의 측면 일부를 감싸며 배치되는 지지 프레임(540)을 포함한다.The supporting
지지블록(520)은 주조부(1a)의 정반(220)과 유사한 형상의 블록이 사용된다. 지지블록(520)은 인발방향, 즉, 길이방향으로 응고부(1b)에 배치되는 주편의 하부를 받치는 역할을 한다. The
지지 프레임(540)은 길이방향으로 배치되는 주편이 넘어지는 것을 억제 및 방지하기 위해서 주편의 측면에 소정거리 이격되어 도 1에 확대 도시된 것처럼, 주편의 측면 일부를 감싸며 배치될 수 있다.The
한편, 지지부(500)는 본 실시예와 같이 한정되는 것이 아니라, 제1 품질제어기(600)의 이동에 방해가 되지 않는 범위 내에서 다양한 장치 및 방법으로 주편을 지지할 수도 있다.
Meanwhile, the
제1 품질제어기(600)는 주편의 외측에 구비되어 주편의 품질을 확보하기 위한 장치로서, 주편의 외측에 근접 배치되어 주편의 길이 방향으로 승하강 가능한 제1 교반기(620)와, 제1 교반기(620)의 하부로 이격되어 구비되고, 주편의 길이방향으로 승하강 가능한 제2 교반기(640) 및 주편의 상부를 가열시키는 제1 가열기(660)를 포함한다. 즉, 자연냉각되는 주편의 응고가 완료되지 않은 상태이기 때문에 제1 품질제어기(600)는 주조부(1a)와 동일 혹은 유사한 장치를 구비하여 주편의 품질향상을 위한 처리 공정을 지속할 수 있다. The first quality controller 600 is provided outside the cast steel to secure the quality of the cast steel. The first quality controller 600 includes a
제1 교반기(620)는 응고부(1b)로 전달된 주편 내에 미응고된 용강을 교반하기 위한 장치로서, 주편으로부터 소정거리 이격되어 배치된다. 제1 교반기(620)는 주조부(1a)의 제3 교반기(322)와 동일하거나 유사한 높이에 배치된 상태에서 주편이 응고부(1b)로 전달되면 하강하여 주편의 측면에 배치될 수 있도록 승하강 가능하도록 설치될 수 있다. 제1 교반기(620)는 주편의 외측 상부에 배치된다. 즉, 주편의 길이방향을 기준으로 주편의 중심보다 상부에 배치된다. 이때, 제1 교반기(620)가 교반시키는 주편의 상부 미응고 영역은 상대적으로 주편의 하부보다 응고가 덜 진행된 상태이므로 주편의 하부영역에 비해 주편 내 미응고된 용강을 다량 포함한다. 이에 제3 교반기(322)와 유사한 전자기 교반장치 (EMS; Electro Magnetic Stirrer)가 사용될 수 있다. The
한편, 제1 교반기(620)는 제3 교반기(322)와 유사한 장치가 사용되나, 제1 교반기(620)와 제3 교반기(322)가 발생하는 주파수의 크기 또는 작동하는 시간은 각각 상이할 수 있다. 즉, 제3 교반기(322)는 주형(160) 내 용강을 교반하거나, 고상화가 진행된 초기의 주편 내부의 용강을 교반하기 때문에 약 1 Hz 이내의 주파수를 적용한다. 이때, 제3 교반기(322)는 주형(160)에 용강이 주입되고 용강이 주편으로 주조되어 응고부(1b)로 이송되기 전까지 작동한다. 제1 교반기(620)는 응고부(1b)로 전달된 주편의 특성상, 주형이 없고 주조부에서 주조된 주편보다 더 두꺼운 응고쉘을 형성하고 있어, 제1교반기(620)의 자장이 두꺼워진 응고쉘을 통과하여 주편내 미응고 용강을 교반하기 위해서는 최대 5Hz의 주파수를 적용하여 주편의 주조가 완료될 때까지 작동한다. 그러나, 주조상황 및 주조조건에 따라 주편의 응고상태는 매우 다양한 형태로 발생하기 때문에, 제3교반기(322) 및 제 1교반기(620)의 적용 주파수는 0~5Hz의 범위에서 다양한 운전 패턴으로 적용될 수 있다. 또한, 도 3d의 응고부(1b)에 위치한 제1 교반기(620)는 응고부(1a)에서 주편을 응고시킬 때 주편내 미응고 용강을 교반하여 주편내 미응고 용강의 온도을 균일하게 함으로써, 제 1가열기(660)가 주편의 상부 측면을 가열하여 주편의 상부가 선응고 되는 것을 방지 하여 주편내 파이프 결함을 저감 시킬 때 매우 효율적으로 작용 될 수 있다. 마찬가지로, 도 3f의 주조부(1a)에 위치한 제 3교반기(322)는 주조부(1a)에서 주편을 응고시킬 때 주편내 미응고 용강을 교반하여 주편내 미응고 용강의 온도을 균일하게 함으로써, 제 2가열기가 주편의 상부 측면을 가열하여 주편의 상부가 선응고 되는 것을 방지 하여 주편내 파이프 결함을 저감 시킬 때 매우 효율적으로 작용 될 수 있다.The
제2 교반기(640)는 제1 교반기(620)의 하부로 소정거리 이격되어 구비되고 주편의 길이방향으로 승하강 가능하도록 설치되어 주편 내 미응고된 용강을 교반한다. 즉, 제2 교반기(640)는 주편의 길이방향을 기준으로 주편의 중심보다 하부에 배치되고, 일정시간 동안 응고가 진행된 주편 외측 하부영역 내 미응고된 용강을 교반시키기 위해 제4 교반기(324)와 유사한 응고말기 전자교반장치(FEMS; Final Electro Magnetic Stirrer)가 사용될 수 있으나, 제2 교반기(640)와 제4 교반기(324)가 발생하는 주파수의 크기 또는 작동하는 시간은 각각 상이할 수 있다. 즉, 제4 교반기(322)는 주조부(1a)에서 응고가 진행되고 있는 주편내 미응고 용강을 교반하기 위해 최대 3 Hz 이내의 주파수를 적용한다. 이때, 제4 교반기(324)는 주조부(1a)에서 주조된 주편이 응고부(1b)로 이송되기 전까지 작동한다. 제2 교반기(640)는 응고부(1b)로 전달된 주편의 특성상, 주조부에서 주조된 주편보다 두꺼운 응고쉘을 형성하고 있어, 최대 6Hz의 주파수를 적용하여 주편의 주조가 완료될 때까지 작동한다. 그러나, 주조상황 및 주조조건에 따라 주편의 응고상태는 매우 다양한 형태로 발생하기 때문에, 제4교반기(324) 및 제 2교반기(600)의 적용 주파수는 0~6Hz의 범위에서 다양한 운전 패턴으로 적용될 수 있다.The
한편, 본 실시예에서는 제1 교반기(620)와 제2 교반기(640)가 복수로 구비되어 각각 주편의 상이한 영역 내의 미응고된 용강을 교반시키는 것으로 나타나 있으나, 응고부(1b)에서 주편 내 미응고 용강을 교반하는 장치 및 방법은 이에 한정되지 않는다. 즉, 하나의 교반기가 구비되고 교반기의 주파수가 변경되면서 주편의 상부에서 하부까지의 전영역을 교반시킬 수 있는 다양한 방법 및 장치의 형상으로 변경될 수 있다. In this embodiment, a plurality of
이처럼, 제1 교반기(620)와 제2 교반기(640)는 응고부(1b)로 전달된 주편이 응고가 완료될 때까지 용강을 교반함으로써 주조부(1a)의 교반유닛(320)과 마찬가지로 주편 내 등축정율을 증대시킬 수 있고, 편석 및 공극이 발생하는 정도를 감소시켜 주편의 품질을 증가시킬 수 있다. The
한편, 본 발명에 적용된 제3교반기(322) 및 제1교반기(620)는 기존의 연속주조기에서 적용된 주형보다 대폭 증가된 사이즈가 적용되어, 주형내 용강의 균일한 교반력 확보를 위해, 주형(160)의 주위 또는 주편의 주위에 권취된 코일을 원형으로 배치하여 주형 내 또는 주편 내 미응고 용강에 회전형태의 교반을 실시하여 균일한 교반력이 확보되도록 하였다.Meanwhile, the
제1 가열기(660)는 주편의 외측에서, 주편의 상부를 가열하기 위해 주편의 직상부 영역으로 전진 및 후퇴 가능하도록 설치되어 응고부(1b)로 전달된 주편의 상부(테일부)를 가열하기 위한 장치이다. 제1 가열기(660)는 장치의 구성 및 효과가 전술한 제2 가열기(340)와 유사함으로써 자세한 설명은 생략하기로 한다.
The
전술한 주조 설비(1)에는 주조부(1a)에서 응고부(1b)로 주편을 이송시키고, 응고부(1b)로부터 응고부(1b) 외부, 즉, 후공정으로 주편을 이송시키는 이송기가 구비될 수 있다. The above-described
이송기(700)는 응고부(1b)의 일측에 배치되어, 주조부 또는 응고부쪽으로 진퇴 가능하도록 형성되어, 주편을 이송하기 위한 장치이다. 이송기(700)는 주조부(1a)에서 주편에 접촉하여 주편을 틸팅시키거나 주편을 주조부(1a)로부터 응고부(1b)로 운반하기 위한 틸팅부(720)와, 틸팅부(720)의 동작을 제어하는 구동부(740)를 포함한다. The
틸팅부(720)는 주편의 일측에 배치되고, 구동부에 의해 틸팅되거나 전후진하며 주편을 이동시키는 것으로서, 응고부(1b)의 지지블록(520)을 연결하여 주편을 이송한다. 즉, 틸팅부(720)의 일측에 주편을 지지하는 지지블록(520)이 연결되고 지지블록(520) 상에 주편이 배치되어 주편을 주조부(1a)에서 응고부(1b)로 이송할 수 있다.The tilting
한편, 틸팅부(720)는 응고부(1b)에서 응고부 외부로 주편을 이송시킬 때에는, 틸팅부(720)의 일측에 주편이 접촉한 상태에서 틸팅부(720)가 기울어 지고, 이송방향으로 배치된 틸팅부 상에 주편이 안착하도록 할 수 있다. 이때, 틸팅부(720)와 주편이 접촉하는 측면에는 주편의 이송을 용이하게 하기 위하여 롤러(725)가 장착될 수도 있다. On the other hand, the tilting
구동부(740)는 틸팅부(720)의 동작을 제어하는 것으로서, 틸팅부(720)가 전진 및 후진하며 주조부(1a)와 가까워지거나 멀어지도록 할 수 있다. 또한, 구동부(740)는 틸팅부(720)가 기울어지도록 하여 틸팅부(720)와 주편을 후공정으로 안내하는 롤러테이블(800)과 연통하도록 할 수 있다. 이때, 구동부(740)는 주조부(1a)의 푸쉬어(400)와 같이 일정거리를 왕복 이동할 수 있는 장치가 사용될 수 있고, 예컨대, 피스톤·실린더기구를 사용하는 경우, 피스톤의 일단에 틸팅부(720)가 각도 조절이 가능하도록 연결될 수 있다. The driving
이와 같이, 본 실시예에서는 주편을 이송시키는 이송기(700)로 상기와 같은 방법 및 장치를 사용하였으나, 이송기(700)에 사용되는 장치 및 작동방법은 이에 한정되지 않고, 주조부(1a)에서 응고부(1b)로 주편을 이송하거나 응고부(1b)에서 후공정으로 주편을 이송할 때에 주편을 용이하게 이송할 수 있는 다양한 장치 및 방법이 사용 가능하다
As described above, in the present embodiment, the above-described method and apparatus are used as the
이하에서는 전술한 주조 설비를 이용한 주조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a casting method using the above-described casting equipment will be described.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법은, 용강을 마련하여 주조를 준비하는 과정과, 용강이 경유하는 통로를 개방 및 폐쇄 가능하게 하는 주조부에서 용강을 주조하는 과정, 주조를 통해 제작된 주편을 응고부로 이송시키는 과정을 포함한다.Referring to FIG. 2, a casting method according to an embodiment of the present invention includes a process of preparing molten steel to prepare a casting, a process of casting molten steel in a casting portion that allows the passage through the molten steel to be opened and closed, To the solidification section.
먼저, 정련이 완료된 용강은 래들(120)에 수용된 후, 주조를 시작하기 위해 주조부로 이송된다. 주조부로 이송된 용강은 래들(120)로부터 턴디쉬(140)로 공급된 후, 턴디쉬(140) 내에서 일정시간 개재물의 부상분리 후 주형으로 주입함으로써 주조부(1a)의 공정을 수행된다(S100). 이때, 도3a에 도시된 것처럼, 주형 내에 정반(220)이 위치시켜 주형(160)에 주입된 용강이 외부로 배출되는 것을 차단한 상태한 상태로 주조 준비를 완료한다(S120). First, the refined molten steel is accommodated in the
주조의 준비가 완료된 후, 도3b와 같이, 인발기(200)가 작동하여 정반(220)을 아래로 하강시키고, 정반(220)과 연결된 주편(S1)이 하부로 인발되면서 주조가 시작되면서 주편이 생산된다(S140). 이때, 주조가 시작되기 전, 제3 교반기(322)를 작동시켜 주형 내의 용강을 교반시킨다. 생산되는 주편은 최대 두께 800㎜, 최대 폭 2000㎜의 크기로 제작되고, 분당 0.3m 이하의 주속으로 주조된다. 이는 극후강재의 특성상 두께가 증가된 최종 제품을 얻기 위해 주편의 두께가 증가된 주형(160)을 사용하여야 하며, 분당 0.3m의 낮은 주속으로 주조되는 이유는 두께가 두꺼운 극후강재용 주편은 응고속도가 일반 주편과 달리 더디기 때문에 낮은 주속으로 주조하여 편석 등의 발생을 억제하여 내부품질을 확보하고, 주조하는 동안 충분한 두께의 응고쉘을 확보하는 것이 필요하기 때문이다.After the preparation of the cast is completed, as shown in Figure 3b, the pull-out period (200) and operating to fall down the
주조가 진행되는 동안, 제3 교반기(322)는 지속적으로 주형 내 용강을 교반시키고 주편의 두께가 두꺼운 특성상 주편 내부에 미응고된 용강은 제4 교반기(324)를 통해 지속적으로 교반되며 응고가 진행된다. 이처럼, 제3 교반기(322) 및 제4 교반기(324)는 용강을 지속적으로 교반함으로써 주편의 조직을 미세화할 수 있어 주편의 품질을 향상시킬 수 있고, 주편의 등축정율도 향상시킬 수 있다.During the casting process, the
주조부(1a)에서 주조가 완료되면(S160), 주조부(1a)에 위치한 주편(S1)은 푸쉬어(400)에 의해 정반에서 분리되고 이송기(700)에 지지되어 응고부로 이동한다(S200). 이때, 주편(S1)은 푸쉬어(400)에 의해 미는 힘을 전달받았을 때, 변형되지 않을 정도로 표면의 응고가 진행된 상태에서 응고부(1b)로 이송될 수 있다. 한편, 주조부(1a)에서 상하부로 이동하며 주편을 응고하는 교반유닛(320)은 주편(S1)의 이송에 방해가 되지 않도록 원위치로 복귀한다. When the casting is completed in the main demodulator (1a) (S160), the main strand (S 1) in the demodulator (1a) is moved parts coagulation is supported by Fu shear separation is transferred from the surface plate by 400 groups 700 (S200). In this case, the slab (S 1) can be transported to Foo rest 400 solidified portion (1b) at a degree not strain the solidification of the surface of advanced stage when receiving the pushing force delivered by the. On the other hand, go to the upper and lower portions in the main demodulator (1a), and the mixture was stirred
주편이 응고부(1b)로 이송된 후, 응고부(1b)의 공정(S300)은 주편(S1)의 응고를 최종적으로 완료시키는 공정이 진행된다. 즉, 주편(S1)이 응고부(1b)에서 응고됨으로써 주조부(1a)에서는 주조의 공정이 진행될 수 있다. 주편(S1)의 응고가 시작되면 응고부(1b)에 구비되는 제1 품질제어기(600)가 본래의 위치에서 하강하거나 상승하여 주편의 외측면에 이격되어 배치된다. 즉, 도 3d에 도시된 것처럼, 제1 교반기(620)와 제2 교반기(640)는 주편(S1)내부에 미응고된 용강을 교반하기 위해 주편의 외측면에 배치되어 주편(S1)의 응고가 완료될 때까지 작동한다. After the main side sent to the solidification section (1b), step (S300) of the solidified portion (1b) is a process in which the final completion of the solidification of the product (S 1) is in progress. That is, by being solidified in the slab (S 1) the solidified portion (1b) in the main demodulator (1a) can be carried out the process of casting. When the solidification of the billet S 1 is started, the first quality controller 600 provided in the solidifying
그리고, 주편을 응고시키는 과정에 있어, 제1 가열기(660)는 각각의 영역 내에서 주편의 상부를 간접가열하고, 이에 따라 주편 상부의 측면에서 열이 방출되는 것을 최대한 억제되면서 주편 상부가 응고되도록 한다. 이는 주편 상부 측면을 간접 가열시켜 주편의 상부의 미 응고된 부위가 선 응고 되는 것을 억제 또는 방지할 수 있어 파이프와 같은 응고 수축 결함을 최소화시킬 수 있다. 이에 주편 상부의 실수율을 향상시켜 최종적인 주편의 실수율을 증가시킬 수 있다. In the process of solidifying the casting, the
이처럼, 응고부(1b)에서 주편의 응고가 완료(S340)되면, 도 3e에 도시된 것처럼, 이송기(700)의 틸팅부(720)에 의해서 주편이 기울어지며, 이송기(700)의 틸팅부(720)는 이송기(700)의 근방에 배치되는 롤러테이블(800)과 연통되고, 주편은 롤러테이블(800)을 따라 후공정으로 이송(S360)된다. As shown in FIG. 3E, when the solidification of the casting is completed (S340) in the solidifying
이처럼, 도 3a ~ 도 3f의 과정의 반복은 횟수에 한정되지 않고 반복적으로 가능하다. 즉, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 주조부(1a)의 공정이 완료된 후, 주편(S1)이 응고부로 이동하여 응고부 공정(주편 응고과정)을 수행하는 동안 주조부(1a)에서는 주조부(1a)의 공정이 재진행되어 또 다른 주편(S2)을 생산하며 원하는 수량을 얻을 때까지 반복 가능하다. As described above, the repetition of the processes of Figs. 3A to 3F is not limited to the number of times but is repeatedly possible. That is, FIG., While after the step of the primary demodulator (1a) has been completed, the mobile parts of the slab (S 1) coagulation perform coagulation unit process (slab solidification) Note demodulator as shown in 2 (b) ( 1a, the process of the
이와 같은 과정을 반복한 뒤, 더 이상 주조부(1a)의 공정이 진행되지 않을 경우, 즉, 도 3e의 주편(S2)이 응고부(1b)로 이송된 후 주조부(1a)에서 마지막 주편(Se)가 생산되었을 때, 주조부(1a)의 주편(Se)은 응고부(1b)로 이송되지 않고 주조부(1a)에서 응고를 완료할 수 있다. 즉, 주조부(1a)에 구비된 제2 품질제어기(300)를 이용하여 주편(Se)의 응고를 완료한 뒤 후공정으로 이송할 수 있다(S360). 이때, 주조부(1a)의 제2 가열기(340)가 주편(Se)의 상부를 간접가열하며 응고부(1b)의 제1 가열기(660)의 역할을 수행할 수 있다. 그러나, 마지막으로 생산된 주편(Se)은 이전에 생산된 주편(S1, S2)과 마찬가지로 응고부(1b)로 이송된 후에 응고과정을 완료한 뒤 후공정으로 이송할 수도 있다. 이에, 마지막 주편(Se)이 응고되는 위치에 대해서는 한정하지 않는다.
When the process of the
이하, 실험 예를 통하여 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail through experimental examples.
[표 1]은 극후강재를 생산하기 위한 다양한 공정조건에서의 주편 두께의 변화 및 최종적으로 생산된 주편의 실수율의 결과를 나타낸다. [Table 1] shows the results of the change in the thickness of the cast steel under various process conditions and the yield rate of the finally produced cast steel to produce a superframe steel.
여기서, 주편의 초기두께는 주조로 인해 제작된 주편에 별도의 후 공정을 행하지 않았을 때의 주편의 두께를 나타낸다. 그리고 주편의 중기 두께는 주편을 두들기거나 누르는 단조공정 후의 주편 두께를 나타낸다. 마지막으로 주편의 말기 두께는 압연공정 후의 주편 두께를 나타낸다.
Here, the initial thickness of the cast steel indicates the thickness of the cast steel when no additional post-casting is performed on the cast produced by the casting. And the mid-term thickness of the cast steel indicates the thickness of the cast steel after forging the cast steel. Finally, the final thickness of the cast steel represents the thickness of the cast steel after the rolling process.
[표 1]에 도시된 각각의 주편(비교예1, 비교예2, 실시예)은 주조공정을 거친 후, 단조 및 압연 공정 중 적어도 어느 하나를 행한 뒤에 최종적으로 극후강재용 주편으로 생산된 주편이다.Each of the cast steel (Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Example) shown in Table 1 was subjected to a casting process and then subjected to at least one of forging and rolling processes, to be.
상기의 [표 1]로부터 다음과 같은 결과를 확인할 수 있다. The following results can be confirmed from the above [Table 1].
[비교예1][Comparative Example 1]
비교예1의 주편은 잉곳 공정을 통해 제작된 주편으로서, 용강을 주형에 공급하여 냉각시켜 얻을 수 있다. 이처럼 생산된 주편은 1500㎜의 초기 두께를 갖는다. 이후에, 극후강재용 두께로 형성하기 위해 단조 공정 및 압연 공정을 거친 후 최종적으로 178㎜의 두께를 갖는다. 그러나, 전체 실수율은 52%로 낮은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. The cast steel of Comparative Example 1 is a cast steel produced through an ingot process, and can be obtained by supplying molten steel to a mold and cooling it. The cast thus produced has an initial thickness of 1500 mm. Thereafter, the steel sheet is finally subjected to a forging process and a rolling process to have a thickness of 178 mm in order to form a steel sheet having a thickness for the steel sheet. However, it can be confirmed that the total error rate is as low as 52%.
[비교예2][Comparative Example 2]
비교예2의 주편은 일반적인 주조 설비를 통해 제작된 슬라브 주편으로서, 제강로에서 공급된 용강을 주형에 연속적으로 주입하고 응고시키는 방식으로 제작될 수 있다. 이처럼 생산된 주편은 실수율이 95%로 매우 높은 값을 갖는다. 그러나, 일반적으로 사용되는 주조 설비는 초기 주편의 두께가 450㎜로 제작되기 때문에 압연 공정을 완료한 후의 두께가 150㎜를 갖는다. 이에, 극후강재용으로 주편을 사용시 150㎜의 두께가 한정되는 것을 확인할 수 있다. The cast steel of Comparative Example 2 is a slab cast steel produced through a general casting facility and can be produced by continuously injecting molten steel supplied from a steelmaking furnace into a mold and solidifying it. The yield rate of the produced cast steel has a very high value of 95%. However, the casting equipment generally used has a thickness of 150 mm after completion of the rolling process, since the thickness of the initial cast steel is 450 mm. Thus, it can be confirmed that the thickness of 150 mm is limited when the cast steel is used for the pole steel material.
[실시예][Example]
실시예의 주편은 본 발명의 실시 예에 따른 주조 설비를 통해 제작된 주편으로서, 최대 800mm의 두께와 2000㎜의 폭을 갖는 주형을 통해 주편이 제작된다. 이에, 실시예의 주편은 초기 두께 800㎜로 생산되고 단조 및 압연 공정을 거친 후 최종적으로 178㎜의 두께를 갖는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 실시예의 주편은 주조 설비가 주조부 및 응고부로 분리되어 응고부에서 주편의 상부 선응고를 방지하기 위한 공정을 수행함으로써, 주편의 실수율이 89%를 갖는 것을 확인할 수 있다.
The cast slab of the embodiment is a cast slab manufactured through a casting facility according to an embodiment of the present invention, and is manufactured through a mold having a thickness of up to 800 mm and a width of 2000 mm. Thus, it can be confirmed that the cast steel of the example is produced with an initial thickness of 800 mm and finally has a thickness of 178 mm after forging and rolling. It can be confirmed that the cast steel of the example has a casting rate of 89% because the casting equipment is separated into a casting part and a solidifying part to perform a process for preventing the superconducting of the cast steel in the solidifying part.
이처럼, 실시예의 주편은 비교예1의 주편에 비해 약 40% 정도의 실수율이 대폭 상향되고, 비교예2의 주편에 비해 극후강재용 주편에 적합한 두께를 갖는다. 즉, 실시예의 설비를 이용하여 생산되는 주편은 잉곳 주조 및 종래의 연속 주조를 통해 생산된 주편의 문제점을 해결할 수 있다. As described above, the cast steel of the example has a thickness of about 40% higher than that of the cast steel of the comparative example 1 and has a thickness suitable for the cast steel for the ultra-low-strength steel as compared with the cast steel of the comparative example 2. [ That is, the cast steel produced using the equipment of the embodiment can solve the problem of casting produced through ingot casting and conventional continuous casting.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 극후강재를 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보기로한다. The ultra-fine steel according to the embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
도 4는 본 발명의 실시 예가 적용된 극후 강재를 나타내는 이미지이고, 도 5는 도 4의 극후 강재 제조용 주편의 내부 마크로 품질을 나타내는 이미지이다. 또한, 도 4의 (a)는 압연이 완료된 극후강재를 나타내고, 도 4의 (b)는 압연 완료 후 냉각이 완료된 극후강재를 나타낸다.FIG. 4 is an image showing the extreme steel material to which the embodiment of the present invention is applied, and FIG. 5 is an image showing the inner mark quality of the cast steel for manufacturing the extreme steel material of FIG. Fig. 4 (a) shows the extreme post-rolled steel after rolling, and Fig. 4 (b) shows the extreme post-rolled steel after cooling is completed.
이미지를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 적용하여 생산된 극후강재에서는 육안으로 확인할 수 있는 표면결함(예컨대, 코너크랙)이 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 도5의 마크로 이미지를 살펴보면, 주편 내 용강의 교반기의 적용으로 등축정율 100%를 달성하였으며, 내부에 발생하는 편석은 관찰되지 않는 것을 확인하여 본 발명의 실시 예가 적용되어 생산된 극후강재의 품질이 향상된 것을 확인할 수 있다. Referring to the image, it can be confirmed that no visible surface defects (for example, corner cracks) are observed in the ultra-fine steel produced by applying the embodiment of the present invention. 5, it was confirmed that the equiaxed rate of 100% was achieved by the application of the stirrer of the molten steel in the cast steel, and that no segregation occurred inside the cast steel. Thus, It can be confirmed that the quality is improved.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 연속주조설비를 주조부와 응고부로 나뉘어 주조부에서 주조가 완료된 주편이 응고부로 이송되고, 응고부에서 주편의 응고가 완료된 후 후공정으로 이송됨으로써 극후강재의 제조가 용이하고 최종적으로 생산되는 주편의 품질과 실수율을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the continuous casting facility is divided into a casting section and a solidifying section, the casting completed in the casting section is transferred from the casting section to the solidification section, and the solidification section is transferred to the post- It is easy to manufacture the ultra-fine steel and the quality and yield of the cast steel produced finally can be improved.
더욱 상세하게는, 주조부에서 제작된 주편을 응고부로 이송시킨 뒤, 응고부에서 제1 품질제어기를 통해 주편의 응고를 완료시키고 주편 상부의 선응고를 억제 또는 방지하여 파이프의 형성을 감소시킴으로써 주편의 품질을 향상시킬 수 있다. 이에, 주편의 품질 향상으로 인해 잉곳주조의 문제점인 불건전부위 절단을 수행하지 않기 때문에 주편의 실수율을 향상시킬 수 있다. More particularly, the present invention relates to a process for producing a cast steel by feeding a cast produced in a casting section to a solidification section, completing the solidification of the cast steel through the first quality controller at the solidification section, The quality of the convenience can be improved. As a result, it is possible to improve the yield rate of the cast steel because it does not perform the abatement part cutting which is a problem of the ingot casting due to the improvement of the cast steel quality.
또한, 주편이 응고부로 이송된 후 응고부에서 응고되는 동안, 주조부에서는 후기 주편을 주조할 수 있기 때문에 종래의 잉곳 주조등 배치공정의 문제점을 해결할 수 있다. 이에, 결과적으로 주편의 생산성을 증가시킬 수 있다. 그리고 주조공정의 마지막에 생산되는 주편은 응고부로 이송되지 않고, 주조부에 구비된 제2 품질제어기를 통해 응고를 완료시킬 수 있다. 이에, 공정의 효율성을 증가시킬 수 있다.
Further, since the cast steel can be cast in the casting part while the cast steel is solidified in the solidification part after being transferred to the solidified part, the problem of the conventional batch process of ingot casting can be solved. As a result, the productivity of the cast steel can be increased. The cast steel produced at the end of the casting process is not transferred to the coagulating part, and solidification can be completed through the second quality controller provided in the casting part. Thus, the efficiency of the process can be increased.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
S : 주편 1 : 주조 설비
1a : 주조부 1b : 응고부
100 : 수용부 200 : 인발기
300 : 제2 품질제어기 320 : 교반유닛
340 : 제2 가열기 400 : 푸쉬어
500 : 지지부 600 : 제1 품질제어기
620 : 제1 교반기 640 : 제2 교반기
660 : 제1 가열기 700 : 이송기S: Casting 1: Foundry equipment
1a: casting
100: accommodating part 200: drawer
300: second quality controller 320: stirring unit
340: second heater 400:
500: support part 600: first quality controller
620: First stirrer 640: Second stirrer
660: First heater 700: Feeder
Claims (15)
상기 주조부와 나뉘어 상기 주조부로부터 이격되어 배치되며, 상기 주조부에서 주조된 주편을 전달받는 응고부;를 포함하며,
상기 응고부는 상기 주조부로부터 전달받은 주편의 측면 일부 및 하부에 배치되어 상기 주편을 지지하는 지지부와, 상기 주편의 외측에 구비되어 상기 주편의 응고를 유도시키는 제1 품질제어기를 포함하는 주조 설비.A tundish which forms a passage through which the molten steel is cast so as to cast molten steel into a cast steel, a tundish which is supplied with the molten steel from the ladle in which the molten steel is received, and a mold which is spaced apart from the lower portion of the tundish, A casting part including a casting part for casting the cast steel and a drawer for receiving the molten steel from the casting and drawing the casting downward;
And a solidification part which is separated from the casting part and is spaced apart from the casting part and receives the casting cast in the casting part,
Wherein the solidifying portion includes a support portion disposed at a lower portion and a lower portion of a side of the casting received from the casting portion and a first quality controller provided outside the casting to induce solidification of the casting.
상기 제1 품질제어기는 상기 주편의 외측에 근접 배치되어 상기 주편의 길이방향으로 승하강 가능한 제1 교반기와;,
상기 제1 교반기의 하부로 이격되어 구비되고, 상기 주편의 길이방향으로 승하강 가능한 제2 교반기; 및
상기 주편의 직상부 영역으로 진퇴 가능하도록 설치되어, 상기 주편의 상부를 가열시키는 제1 가열기;를 포함하며,
상기 제1 교반기는 상기 주편 주위에 권취된 코일이 원형의 형태로 배치되는 주조 설비.The method according to claim 1,
The first quality controller includes a first agitator disposed close to the outside of the cast steel and capable of moving up and down in the longitudinal direction of the cast steel,
A second agitator spaced apart below the first agitator and capable of ascending and descending in the longitudinal direction of the main sheet; And
And a first heater installed so as to be able to advance and retreat to a region directly above the casting, for heating the upper portion of the casting,
Wherein the first agitator is disposed in the shape of a circle having a coil wound around the cast steel.
상기 주조부로부터 전달받은 상기 주편이 길이방향으로 배치되도록 상기 지지부는,
상기 주편의 하부를 받치는 지지블록; 및
상기 주편의 측면에 이격되어 상기 주편의 측면 일부를 감싸며 배치되는 지지프레임;을 포함하는 주조 설비.The method according to claim 1,
Wherein the support portion is arranged so that the main cutting line, which is transmitted from the casting portion,
A support block supporting the lower portion of the casting; And
And a support frame spaced apart from a side surface of the casting to surround a part of a side surface of the casting.
상기 주조부는,
상기 주형의 외측에 배치되어 상기 주형 내 용강 및 상기 주편 내 미응고된 용강을 교반 및 가열하기 위한 제2 품질제어기;를 포함하는 주조 설비.The method according to claim 1,
The casting section may include:
And a second quality controller disposed outside the mold for stirring and heating the molten steel in the mold and the non-solidified molten steel in the cast steel.
상기 주형은 상기 주편이 800㎜ 이하의 두께 및 2000㎜ 이하의 폭을 갖도록 형성되는 주조 설비.The method of claim 4,
Wherein the casting mold is formed such that the cast strip has a thickness of 800 mm or less and a width of 2000 mm or less.
상기 제2 품질제어기는,
상기 주형의 외측에 배치되어, 상기 용강 및 상기 주편 내 미응고된 용강 중 적어도 어느 하나를 교반하기 위한 적어도 하나 이상의 교반기를 포함하는 교반유닛; 및
상기 주형의 직하부 영역으로 진퇴 가능하도록 설치되어 상기 주편의 상부를 가열시키는 제2 가열기;를 포함하는 주조 설비.The method of claim 4,
Wherein the second quality controller comprises:
A stirring unit disposed on the outer side of the casting mold and including at least one stirrer for stirring at least one of the molten steel and the non-solidified molten steel in the cast steel; And
And a second heater installed so as to be able to advance and retreat to a region directly beneath the mold and to heat the upper portion of the casting.
상기 교반유닛은 상기 주형에 근접 배치되어, 상기 주편의 인발방향으로 승하강 가능한 제3 교반기와;,
상기 제3 교반기의 하부로 이격되어 구비되고, 상기 주편의 인발방향으로 승하강 가능한 제4 교반기;를 포함하며,
상기 제3 교반기는 상기 주형 또는 상기 주편 주위에 권취된 코일이 원형의 형태로 배치되는 주조 설비.The method of claim 6,
Wherein the stirring unit includes a third stirrer disposed close to the mold and capable of ascending and descending in the drawing direction of the mandrel,
And a fourth agitator spaced below the third agitator and being able to move up and down in the pullout direction of the casting,
Wherein the third stirrer is arranged such that the coils wound around the casting mold or the casting mold are arranged in a circular shape.
상기 인발기는,
상기 용강을 받아 상기 주형 하부로의 상기 용강의 유출을 방지하며, 초기 응고된 주편과 접촉하는 정반; 및
상기 정반에 연결되어 상기 주편을 하부로 인발시키는 구동기;를 포함하는 주조 설비.The method according to claim 1,
The pull-
A platen that receives the molten steel to prevent the molten steel from flowing out to the lower portion of the casting mold and contacts the initially solidified cast steel; And
And a driver connected to the base to draw the cast steel downward.
상기 주조부에는 상기 주편을 상기 인발기로부터 분리하기 위한 푸쉬어가 구비되고, 상기 푸쉬어는 상기 응고부쪽으로 전후진 왕복 이동가능하도록 설치되는 주조 설비.The method of claim 8,
Wherein the casting part is provided with a pusher for separating the cast steel from the drawer, and the pusher is provided so as to reciprocate forward and backward toward the solidification part.
상기 주조부로부터 상기 응고부로 상기 주편을 이송시키거나, 상기 응고부로부터 상기 응고부 외부로 상기 주편을 이송시키는 이송기가 구비되는 주조 설비.The method according to claim 1,
And a conveying device for conveying the cast piece from the casting part to the solidification part or conveying the cast piece from the solidification part to the outside of the solidification part.
용강을 마련하여 주조를 준비하는 과정;
상기 용강이 경유하는 통로를 개방 및 폐쇄 가능하게 하는 주조부에서 상기 용강을 주조하는 과정;
상기 주조를 통해 제작된 주편을 상기 주조부와 나뉘어 상기 주조부로부터 이격되어 배치된 응고부로 이송시키는 과정;
상기 응고부로 전달된 주편을 응고시키는 과정; 및
상기 응고부에서 응고가 완료된 주편을 후공정으로 이송하는 과정;을 포함하고,
상기 주편을 응고부로 이송시킨 후에 상기 주조부에서 상기 용강의 주조 과정이 반복되는 주조 방법.A casting method for producing a cast steel for a very thin steel material,
Preparing molten steel to prepare casting;
Casting the molten steel in a casting portion that allows the passage through which the molten steel passes to be opened and closed;
A step of transferring the cast steel produced through the casting to the coagulating portion separated from the casting portion and spaced apart from the casting portion;
A step of solidifying the cast steel conveyed to the solidification part; And
And a step of transferring the solidified material from the solidification unit to a post-process,
And the casting process of the molten steel is repeated in the casting section after the casting is transferred to the solidification section.
상기 용강을 주조하는 과정은 주조가 진행되는 동안 상기 용강을 교반시키는 과정을 포함하고,
상기 응고부로 전달된 주편을 응고시키는 과정은 상기 응고부로 전달된 주편 내 미응고된 용강을 교반시키는 과정을 포함하며,
상기 주조가 진행되는 동안 상기 용강을 교반시키는 과정과, 상기 응고부로 전달된 주편 내 미응고된 용강을 교반시키는 과정은 주파수의 크기 또는 작동시간이 각각 상이한 주조 방법.The method of claim 11,
The process of casting the molten steel includes stirring the molten steel while the casting is proceeding,
The step of solidifying the cast steel conveyed to the solidification part includes a step of stirring the non-solidified molten steel in the cast steel conveyed to the solidification part,
Wherein the molten steel is agitated while the casting is progressing and the process of agitating the non-solidified molten steel in the cast steel conveyed to the solidification part is different in frequency or operating time.
상기 용강을 주조하는 과정이 반복되는 경우,
상기 주편을 응고부로 이송시키는 과정은, 상기 주조부에 용강이 이송되어 상기 주조를 준비하는 과정이 이루어지는 동안 수행되는 주조 방법.The method of claim 11,
When the process of casting the molten steel is repeated,
Wherein the step of feeding the cast steel to the solidifying portion is performed while the molten steel is transferred to the casting portion to prepare the casting.
상기 용강을 주조하는 과정이 1회 주조인 단연주의 경우, 상기 주편은 주조부에서 응고를 완료하거나 응고부로 이송된 후 응고를 완료하는 주조 방법.The method of claim 11,
The casting method according to any one of claims 1 to 5, wherein when the casting of the molten steel is a single casting, the casting is completed in the casting part or transferred to the coagulating part and then solidified.
상기 용강은 분당 0.3m 이하의 주속으로 주조되는 주조 방법.The method of claim 11,
Wherein the molten steel is cast at a peripheral speed of 0.3 m or less per minute.
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