KR101642904B1 - 수직형 반연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수직형 반연속 주조 설비는 내부로 용강이 유입되고, 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형, 교대로 주형 내로 삽입 가능하며, 주형에서 주조된 주편을 지지한 상태로 하강하여 상기 주형으로부터 주편을 지면과 수직 상태로 인발시키는 복수의 정반, 각각이 상기 주형 하측에 위치하며, 상기 복수의 정반 각각을 지지하여, 상기 정반을 승하강 및 수평 이동시키는 복수의 정반 구동 장치, 복수의 정반 구동 장치 및 상기 주형의 상측에서 일 방향으로 연장 설치되어, 복수의 정반 구동 장치로부터 다음 차지(charge)의 조업에서 사용할 정반을 전달받아 상기 주형 상측으로 수평 이동시키는 정반 이동 장치를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 복수개의 정반을 구비하고, 일 정반 상에서 주편이 주조되고 있거나, 일 정반 상에서 주조가 완료된 주편이 주형 외측으로 이동되는 동안에, 다른 정반이 주형 내로 삽입될 수 있도록 이동 및 준비한다. 이에 따라 현 차지(charge) 조업에서 주조 조업에 직접 참여한 주편 및 정반이 주형 외측으로 이동되면, 다른 정반이 주형 내로 바로 삽입되어 바로 주조 조업을 실시할 수 있다. 따라서, 주편을 주조하는 시간이 단축되며, 이에 따라 생산율이 향상된다.

Description

수직형 반연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법{Semi-continuous casting equipment of vertical type and casting method therewith}

본 발명은 수직형 반연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직형 반연속 주조의 생산율을 향상시킬 수 있는 수직형 반연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다.

연속주조(Continuous casting)는 일정한 형상의 주형에 용강을 연속하여 주입하고, 주형 내에서 반응고된 용강의 주조 시편(이하 '주편'이라 한다)을 주형의 하측으로 연속적으로 인발하여 슬래브(slab), 블롬(bloom), 빌렛(billet) 등과 같은 여러 가지 형상의 반제품을 제조하는 주조 방식이다.

그리고, 반연속주조(Semi-continuous casting)는 주편의 크기가 대형화 되어 연속주조가 곤란한 경우 사용되며, 주형에 일정한 양의 용강을 연속적으로 주입하고 주형으로부터 연속적으로 일정한 크기의 주편을 인발한 후, 연주기 내에 정체시켜 반응고된 주편을 완전 응고시킨 후 반제품을 제조하는 주조 방식이다.

반연속 주조 방법으로 주편을 제조하는 종래의 수직형 반연속 주조 설비는 턴디쉬(Tundish)로부터 주형으로 용강이 유입되며, 주형의 직하에 마련된 가이드 롤을 통과하면서 분사되는 냉각수에 의해 주편이 냉각 및 인발된다. 주형으로부터 주편을 인발시키기 위해, 주편의 하단면에는 정반이 결합되어, 주편을 지지하며, 정반은 별도의 구동수단에 의해 상하로 구동되며, 하측으로 구동되는 정반에 의해 주편이 주형으로부터 인발된다.

그리고, 주조가 완료되면, 정반으로부터 주편을 분리하고, 주편은 이후 공정 또는 제품 출하를 위해 이송되고, 빈 정반은 다시 주형 내로 삽입되어 주조를 준비한다. 그런데, 주편 말단부까지 주형으로부터 인발되어 주편의 제조가 완료된 후, 정반으로부터 주편을 분리하고, 상기 정반을 주형으로 이동시켜 다시 삽입시키기 가지 주조를 실시할 수 없다. 즉, 주조가 종료된 후에, 정반으로부터 주편을 분리하고, 상기 정반이 주형으로 삽입될때까지 주조 설비는 주조를 실시하지 못한다. 따라서, 휴지기만큼의 주편 생산율이 저하되는 문제가 발생된다.

일본공개특허 1981-139261

본 발명은 수직형 반연속 주조의 생산율을 향상시킬 수 있는 수직형 반연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 휴지기를 최소화하여 연속적으로 주편을 주조할 수 있는 수직형 반연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 수직형 반연속 주조 설비는 내부로 용강이 유입되고, 상기 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형; 교대로 주형 내로 삽입 가능하며, 상기 주형에서 주조된 주편을 지지한 상태로 하강하여 상기 주형으로부터 주편을 지면과 수직 상태로 인발시키는 복수의 정반; 각각이 상기 주형 하측에 위치하며, 상기 복수의 정반 각각을 지지하여, 상기 정반을 승하강 및 수평 이동시키는 복수의 정반 구동 장치; 상기 복수의 정반 구동 장치 및 상기 주형의 상측에서 일 방향으로 연장 설치되어, 상기 복수의 정반 구동 장치로부터 다음 차지(charge)의 조업에서 사용할 정반을 전달받아 상기 주형 상측으로 수평 이동시키는 정반 이동 장치;를 포함한다.

주조 조업 중에, 복수의 정반 중 하나는 복수의 정반 구동 장치 중 어느 하나에 지지되어 상기 주형으로부터 주편을 인발하면서 하강하고, 다음 차지(charge)의 조업에 사용할 다른 정반은 주형의 상측으로 이동 중이다.

상기 복수의 정반 구동 장치 각각은, 상부에 상기 정반이 지지 가능하며, 승하강 가능한 승하강 부재; 상기 승하강 부재와 연결되어 상기 승하강 부재를 승하강시키며, 수평 이동 가능한 구동부를 포함한다.

상기 정반 이동 장치는, 상기 복수의 정반 구동 장치 및 주형 상측에서 일 방향으로 연장 형성된 이동 가이드; 상기 이동 가이드의 연장 방향을 따라, 수평 이동 가능하여, 상기 복수의 정반 구동 장치 중 현 주편의 주조 조업에 참여하고 있지 않은 정반 구동 장치로부터 상기 이동 가이드 상측으로 상승한 정반을 탑재하여, 상기 주형 상측을 향해 수평 이동하는 이동 대차;를 포함한다.

상기 이동 대차는, 각각이 상기 이동 가이드 상에 설치되어, 상호 평행하도록 이격 설치되며, 상기 이동 가이드 연장 방향을 따라 수평 이동 가능하고, 상부에 상기 정반이 안착되는 한 쌍의 안착대; 각각이 상기 한 쌍의 안착대와 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 각각이 상기 한 쌍의 안착대와 연결되도록 설치되어, 상기 한 쌍의 안착대가 상호 가까워지거나, 상호 멀어지도록 수평 이동을 가이드하는 폭 조절 부재;를 포함한다.

본 발명에 따른 수직형 반연속 주조 방법은 복수의 정반 중 일 정반을 주형 내로 삽입시키고, 상기 주형 내로 용강을 주입하여 주편을 주조하는 과정; 상기 주형 내로 삽입된 상기 일 정반을 상기 주형 하측 방향으로 하강시키면서 상기 주편을 인발시키는 과정; 상기 일 정반 상에서 상기 주편을 주조하는 동안, 복수의 정반 중, 다음 차지(charge)의 조업에 사용하기 위한 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측으로 이동시키는 과정;을 포함한다.

상기 다음 차지(charge)의 조업에 사용하기 위한 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측으로 이동시키는 과정은, 상기 교체시킬 정반을 상기 주형 하측에서 상기 주형의 일측에 대기시키는 과정; 상기 주형의 일측에 대기하고 있는 상기 교체시킬 정반을 상승시켜, 상기 주형 상측에서 일 측에 위치하도록 하는 과정; 현 차지(charge)의 조업이 종료되어 상기 주형으로 용강의 주입이 종료되면, 상기 교체시킬 정반을 수평 이동시켜 상기 주형 상측으로 대응 위치시키는 과정; 상기 교체시킬 정반을 하강시켜 상기 주형 하측을 폐쇄하는 과정;을 포함한다.

상기 주형의 일측에 대기하고 있는 상기 교체시킬 정반을 상승시켜, 상기 주형 상측에서 일 측에 위치하도록 하는 과정은, 상기 교체시킬 정반을 상기 주형 상측에서 일 방향으로 연장 설치된 이동 가이드의 상측으로 상승시키는 과정; 상기 이동 가이드 상에 설치된 이동 대차 상에 이동 가이드 상측으로 상승된 정반을 안착시키는 과정;을 포함한다.

상기 교체시킬 정반을 상기 주형 상측에서 일 방향으로 연장 설치된 이동 가이드의 상측으로 상승시키는 과정은, 상기 이동 대차 개구의 폭이 상기 정반에 비해 크도록 조절하는 과정; 및 상기 정반이 상기 이동 대차의 개구를 통과하도록 상승시켜 상기 이동 대차의 상측에 위치시키는 과정을 포함하고, 상기 이동 대차 상에 이동 가이드 상측으로 상승된 정반을 안착시키는 과정은, 상기 이동 대차 개구의 폭이 상기 정반에 비해 작도록 조절하는 과정; 및 상기 정반을 하강시켜 상기 이동 대차 상에 안착되도록 하는 과정;을 포함한다.

현 차지(charge)의 조업에 사용된 정반이 상기 주형 외측으로 이동하고, 다음 차지(charge)의 조업을 위해 상기 주형으로 삽입된 정반이 상기 주형을 폐쇄하면, 다음 차지의 조업을 위한 용강을 상기 주형으로 용강을 주입하여 주편을 주조한다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 복수개의 정반을 구비하고, 일 정반 상에서 주편이 주조되고 있거나, 일 정반 상에서 주조가 완료된 주편이 주형 외측으로 이동되는 동안에, 다른 정반이 주형 내로 삽입될 수 있도록 이동 및 준비한다. 이에 따라 현 차지(charge) 조업에서 주조 조업에 직접 참여한 주편 및 정반이 주형 외측으로 이동되면, 다른 정반이 주형 내로 바로 삽입되어 바로 주조 조업을 실시할 수 있다. 따라서, 주편을 주조하는 시간이 단축되며, 이에 따라 생산율이 향상된다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 설비를 설명하는 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정반 이동 장치 및 이의 동작을 상측에서 바라본 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 설비를 설명하는 도면이다. 여기서 도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 장치의 연속 주조 방법을 순서대로 도시한 것이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정반 이동 장치 및 이의 동작을 상측에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 설비는 용강을 공급받아 용강을 1차 냉각시키는 주형(300), 주형(300)의 외측에 위치하여 주형(300) 내 용강을 교반하고, 주편(S)의 탑부를 교반 및 가열하는 교반 장치(400), 각각이 주편(S)을 지지하여 상하 이동 가능하며, 주형(300)으로부터 주편을 인발하는 복수의 정반(600a, 600b), 주형(300)의 직하에 마련되어 주형(300)으로부터 인발된 주편(S)을 가이드하면서 주편(S)을 2차 냉각시키는 롤 유닛(500), 복수의 정반(600a, 600b) 각각을 승하강 및 수평 이동시키는 제 1 및 제 2 정반 구동 장치(100a, 100b), 주형(300)의 상측에 위치하여, 하나의 정반(600a, 600b 중 하나) 상에서 주조를 실시하고 있을 때, 여분의 다른 정반(600a, 600b 중 하나)을 주형(300) 상측으로 이동시키는 정반 이동 장치(900)를 포함한다. 또한 주형(300)의 외측에 위치하여 주조 완료된 주편(S)을 수직으로 지지하여, 수평 방향으로 회전시켜 외부로 반출하는 반출 장치(800), 주형(300)으로 공급하기 위한 용강을 일시 저장하는 턴디쉬 및 턴디쉬 내 용강을 주형(300)으로 공급하는 노즐(200), 주형(300)의 외측에 위치하여 주형(300) 내 용강을 교반하고, 주편(S)의 탑부를 교반 및 가열하는 교반 장치(400), 주형(300)으로부터 인발된 주편을 밀어 정반과 분리시키는 분리 장치(800)를 포함한다.

주형(300)은 턴디쉬로부터 공급되는 액상의 용강을 1차적으로 냉각시켜 그 단면이 사각형인 주편(S)을 연속적으로 주조한다. 이러한 주형(300)은 내부 공간을 가지며 상측 및 하측이 개구된 통형상이며, 그 횡단면의 형상이 사각형이다. 보다 구체적으로 주형(300)은 한 쌍의 단변 및 장변을 갖고, 내부에는 단면이 사각형인 공간을 형성한다. 물론 주형(300)의 형상은 제조하고자 하는 주편(S)의 형상에 따라 다양한 형상 및 크기로 변형될 수 있다.

여기서, 주형(300)은 냉각수가 순환되는 냉각수관(미도시)이 내부에 마련된 수냉 몰드(water-cooled mold)로서, 주형(300)으로 주입된 용강을 1차 냉각하여 응고 영역(B)과 미응고 영역(A)이 공존하는 상태로 변환시킨다.

교반 장치(400)는 주형(300)의 외측 둘레에 설치되어, 주형(300) 내의 용강을 교반 시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 교반 장치(400)는 용강에 자장을 형성하여 용강을 교반시키는 전자기 교반 수단(Electro magnetic stirrer; EMS)이다. 이러한 교반 장치(400)에 의해 주형(300) 내 용강이 교반됨에 따라, 주형(300) 내 주편(S)의 초기 응고층을 균일하게 형성할 수 있다.

물론 교반 장치(400)는 상술한 전자기 교반 수단(Electro magnetic stirrer; EMS)에 한정되지 않고, 주형(300) 내 용강 및 미응고 용강을 교반시킬 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.

롤 유닛(500)은 주형(300)의 직하에 위치하여 주편(S)을 통과시키면서 물리적으로 주편(S)의 팽창을 방해하고, 주편(S)을 지면에 수직인 방향으로 안내하는 복수의 풋롤(foot roll; (510)), 풋롤(510)의 하측에 위치하여 풋롤(510)을 통과한 주편(S)을 가이드하는 복수의 롤과 냉각수를 분사 또는 살포하여 주편(S)을 2차 냉각시키는 복수의 노즐을 구비하는 가이드부(520)를 포함한다.

정반(600a, 600b)은 주형(300)의 하측으로 인발되는 주편(S)을 지면에 대해 수직 방향으로 지지하면서 하강하여, 주형(300)으로부터 주편(S)을 연속적으로 인발 한다. 정반(600a, 600b)은 주형(300)으로 용강이 유입되기 전에 주형(300)의 내측으로 일부 또는 전체가 삽입되도록 하며, 용강이 주형(300)으로 유입되어 1차 응고되기 시작하면, 점차 하강한다. 정반(600a, 600b)이 주형 내에 삽입된 상태에서 정반(600a, 600b)의 외주면과 주형(300)의 내벽 사이에 에어갭(air gap) 사이를 실링(sealing)하여, 용강이 주형(300)으로 유입될 때, 정반(600a, 600b)과 냉각 주형(300)의 미세한 이격 공간으로 새지 않게 된다. 또한, 주편(S)의 응고가 완료된 후 주편(S)과 정반(600a, 600b)과의 분리가 용이하도록, 정반(600a, 600b)에는 홈이 형성될 수 있다.

본 발명에서는 복수개의 정반(600a, 600b)을 구비하고, 일 정반 상에서 주편이 주조되고 있거나, 상기 일 정반 상에서 주조가 완료된 주편이 주형(300) 외측으로 이동되는 동안에, 다른 정반이 주형 내로 삽입될 수 있도록 이동 및 준비한다. 이에 따라 현 차지(charge) 조업에서 주조 조업에 직접 참여한 주편(S) 및 정반이 주형 외측으로 이동되면, 다른 정반이 주형 내로 바로 삽입되어 바로 주조 조업을 실시할 수 있다. 따라서, 주편을 주조하는 시간이 단축되며, 이에 따라 생산율이 향상된다.

본 발명의 실시예에서는 예컨대 2개의 정반(600a, 600b)이 구비되며, 이하에서는 제 1 정반(600a) 및 제 2 정반(600b)으로 명명한다. 그리고, 복수개의 정반(600a, 600b) 각각을 승하강시키고, 수평 이동시키는 정반 구동 장치(100a, 100b)가 구비되는데, 2개의 정반(600a, 600b)과 대응하도록 2개의 정반 구동 장치(100a, 100b)가 구비되며, 이를 제 1 정반 구동 장치(100a) 및 제 2 정반 구동 장치(100b)라 명명한다.

제 1 및 제 2 정반 구동 장치(100a, 100b)는 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b) 각각을 승하강 또는 신장 및 수축시키며, 주형(300) 하측 및 주형(300) 외측에 위치하도록 수평 이동시키는 수단이다. 이러한 제 1 및 제 2 정반 구동 장치(100a, 100b)는 동일한 구성을 가진다. 이러한 제 1 및 제 2 정반 구동 장치(100a, 100b) 각각은 상부에 정반(600a, 600b)이 안착 지지되며, 승하강 또는 신장 및 수축이 가능한 승하강 부재(110a,110b), 승하강 부재(110a,110b) 각각을 지지하도록 설치되며, 상기 승하강 부재(110a,110b) 각각이 승하강 또는 신장 및 수축시키며, 수평 이동 가능한 구동부(120a, 120b)를 포함한다.

여기서, 제 1 및 제 2 정반 구동 장치(100a, 100b) 각각의 승하강 부재(110a,110b)는 상술한 바와 같이 승하강 또는 신창 및 수축이 가능한 수단 중 하나인데, 승하강 또는 신장 및 수축 동작에 의해 결과적으로 승하강 부재(110a,110b) 상부에 안착된 정반(600a, 600b)이 상승 또는 하강(승하강) 하는 것이므로, 이하에서는 승하강 부재(110a,110b)가 상승 또는 하강(승하강)으로 설명한다.

분리 장치(800)는 롤 유닛(500)을 통과한 주편(S)의 타측에서 힘을 가해 밀어줌으로써, 정반(600a, 600b)으로부터 주편(S)을 분리시킨다. 분리 장치(800)는 주편(S)의 타측에 위치하여, 주편(S)에 힘을 가하여 상기 주편(S)을 타측 방향으로 밀어주는 푸싱부(810)를 포함한다. 즉, 푸싱부(810)는 지면에 대하여 수직 방향으로 구동된다. 이러한 푸싱부(810)는 복수개로 마련되어 지면에 대하여 수직 방향 또는 상하 방향으로 이격 설치될 수 있다. 실시예에 따른 푸싱부(810)는 유압 실린더이나, 이에 한정되지 않고, 주편(S)을 회전 장치가 위치한 타측 방향으로 밀어 정반(600a, 600b)으로부터 주편을 분리시킬 수 있는 다양한 수단이 적용 가능하다.

반출 장치(800)는 주형(300) 하측에서 주편(S)을 지지하는 정반(600a, 600b)의 일측에 의치하여, 정반(600a, 600b)으로부터 분리된 수직 상태의 주편(S)을 전달받아 지지하고, 이를 수평 상태로 회전 또는 틸팅시켜 반출한다. 이러한 반출 장치(800)는 주편(S)과 대응하도록 일 방향으로 연장 형성된 테이블(710), 테이블의 연장 방향을 따라 상호 이격 설치된 복수의 롤러(720), 테이블(710)을 회전 또는 틸팅시키는 회전 구동부(730)를 포함한다.

정반 이동 장치(900)는 다음 차지(charge)의 조업에 사용될 정반을 주형 상측으로 수평 이동시킨다. 이러한 정반 이동 장치(900)는 주형(300) 상측에서 일 방향으로 연장 설치된 이동 가이드(920) 및 상부에 교체시킬 또는 새로 주형으로 삽입될 정반(600a, 600b)이 탑재되며, 이동 가이드(920)를 따라 활주 수평 이동 가능한 이동 대차(910)를 포함한다.

이동 가이드(920)는 주형(300) 상측에서 일 방향으로 연장 설치된다. 이러한 이동 가이드(920)는 도 8b에 도시된 바와 같이, 상호 평행하도록 이격 설치되며, 각각이 일 방향으로 연장 설치되어 이동 대차(910)의 수평 이동을 가이드하는 한 쌍의 가이드 부재(921, 922)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 가이드 부재(921, 922) 사이의 이격 간격은 적어도 제 1 및 정반 구동 장치(100a, 100b) 각각의 제 1 및 제 2 승하강 부재(110a,110b)의 폭 및 정반(600a, 600b)에 비해 크다.

이동 대차(910)는 교체시킬 또는 새로 주형으로 삽입될 정반(600a, 600b)을 탑재하여 수평 이동 가능하다. 실시예에 따른 이동 대차(910)는 제 1 및 제 2 정반 구동 장치(100a, 100b)에 의해 한 쌍의 가이드 부재(921, 922)의 하측으로부터 상승 이동하는 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b)의 탑재가 가능하도록 그 폭 조절이 가능하도록 구성된다. 이러한 이동 대차(910)는 각 가이드 부재(921, 922) 상에 설치되며, 상호 평행하도록 이격 걸치된 한 쌍의 안착대(911)), 한 쌍의 안착대(911)) 각각의 하부에 설치되어, 가이드 부재(921, 922)을 따라 활주 또는 수평 이동하는 이동 부재, 한 쌍의 가이드 부재(921, 922)와 교차 또는 직교하는 방향으로 배치되어, 상기 한 쌍의 가이드 부재(921, 922)의 하부에 설치되는 폭 조절 부재(912)를 포함한다. 여기서, 폭 조절 부재(912)는 한 쌍으로 마련되어, 가이드 부재(921, 922)가 연장 설치된 방향으로 나열되어 이격 배치된다. 즉, 한 쌍의 폭 조절 부재(912)는 한 쌍의 안착대(911))가 나열 배치된 방향과 교차 또는 직교하는 방향으로 나열, 이격 배치된다. 또한 폭 조절 부재(912) 간의 이격 간격은 적어도 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b)의 폭 예컨대 장변 방향의 폭에 비해 넓도록 배치된다. 그리고 한 쌍의 안착대(911))는 한 쌍의 폭 조절 부재(912)의 연장 방향을 따라 활주 또는 수평 이동하여, 상호 가까워지거나, 상호 멀어진다. 이를 위해 안착대(911))와 폭 조절 부재(912) 사이에는 상기 폭 조절 부재(912)를 따라 활주하는 별도의 이동 블록이 마련될 수 있다.

이러한 정반 이동 장치(900)에 의하면, 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b) 중 어느 하나가 이동 가이드부의 하측에 위치하고 있을 때, 이동 대차(910)에 상기 제 1 정반(600a) 또는 제 2 정반(600b)을 탑재하기 위해서는 한 쌍의 안착대(911))가 상호 멀어지도록 폭 조절 부재(912)를 따라 수평 이동시켜, 한 쌍의 안착대(911)) 사이의 이격 간격이 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b)의 폭 예컨대, 단변 방향의 폭에 비해 넓도록 조절한다. 그리고, 제 1 정반(600a) 또는 제 2 정반(600b)이 이동 대차(910) 상측으로 상승하면, 한 쌍의 안착대(911))가 상호 가까워지도록 폭 조절 부재(912)를 따라 수평 이동시켜, 한 쌍의 안착대(911)) 사이의 이격 간격이 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b)의 단변 방향의 폭과 같거나 작도록 조절한다.

이하에서는 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 장치를 이용한 주조 방법을 설명한다.

이때, 먼저 주형(300) 내로 삽입되는 정반을 제 1 정반(600a), 상기 제 1 정반(600a)을 승하강 및 이동시키는 수단을 제 1 정반 구동 장치(100a)라 명명한다. 그리고, 제 1 정반(600a) 후에 다음 차지(charge)에 주형(300)으로 삽입될 정반을 제 2 정반(600b), 상기 제 2 정반(600b)을 승하강 및 이동시키는 수단을 제 2 정반 구동 장치(100b)라 명명한다.

먼저, 제 1 정반(600a)을 주형 내로 삽입시키고, 주형(300) 내로 용강을 공급하여 상기 주형(300) 내에서 용강을 1차 냉각한다. 주형(300)으로 용강이 유입되면, 주형(300)의 외측에 마련된 교반 장치(400)를 동작시켜 자장에 의해 주형(300) 내 용강을 교반시킨다. 이러한 주형(300) 내에서 1차 냉각된 주편(S)은 응고 영역(즉, 응고부(B))과 미응고 영역(즉, 미응고부(A))이 공존하는 반응고된 상태로 유지된다.

주형(300) 내에서 주편(S)이 1차 응고되기 시작하면, 주형(300) 하부에 삽입되어 있던 제 1 정반(600a)을 하강시켜, 주편(S)을 주형으로부터 인발한다. 인발된 주편(S)은 롤 유닛(500)을 통과하면서 분사되는 냉각수에 의해 2차 냉각된다.

주형(300) 내에서 주편(S)이 1차 응고되기 시작하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 정반 구동 장치(100a)를 이용하여 주형(300) 하부에 삽입되어 있던 제 1 정반(600a)을 하강시켜, 주편(S)을 주형(300)으로부터 인발한다. 인발된 주편(S)은 롤 유닛(500)을 통과하면서 분사되는 냉각수에 의해 2차 냉각된다.

상기와 같은 방법으로 연속적으로 주편(S)을 주조하여, 일정 길이로 주편(S)이 주조되면, 턴디쉬의 용강을 주형(300)으로 공급하는 조업을 중단한 상태로 주조 조업을 실시한다. 그리고 주조 말기에는 제 1 정반 구동 장치(100a)에 의한 제 1 정반(600a)의 연속적인 하강 동작에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이 주편(S)의 말단부가 주형(300)으로부터 인발된다.

상기와 같은 방법으로 연속적으로 주편(S)을 주조하여, 일정 길이로 주편(S)이 주조되면, 턴디쉬의 용강을 주형(300)으로 공급하는 조업을 중단한 상태로 주조 조업을 실시한다. 그리고 주조 말기에는 도 2에 도시된 바와 같이 주편(S)의 말단부를 주형(300)으로부터 인발시킨다.

주편(S) 말단부가 주형(300)으로부터 인발되면, 제 1 정반(600a)의 하강 동작을 중지시킨다. 그리고 분리 장치(800)의 복수의 푸싱부(810)로 주편(S) 타측을 일측 방향으로 밀면, 주편(S)이 제 1 정반(600a)으로부터 분리되어 주편(S)의 타측면이 테이블(710)에 설치된 복수의 롤러(720)에 지지된다. 이렇게 주편(S)이 수직 상태로 테이블(710)에 지지되면, 회전 구동부(730)를 동작시켜, 테이블(710) 및 주편(S)이 지면에 대해 수평 상태가 되도록 회전시킨다(도 3 및 도 4 참조). 이를 위해, 회전 구동부(730)를 동작시켜, 테이블(710)을 예컨대 시계 방향으로 회전시킨다. 그리고 이후 주편(S)은 테이블(710)에 의해 이동되어 반출된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 정반(600a)이 주형(300) 내로 삽입되어 주편(S)을 주조하고 있는 동안, 제 2 정반(600b)은 주형(300) 외측에서 대기하고 있다가, 제 1 정반(600a)에 의한 주조가 종료에 맞추어 주형 상측으로 이동한다(도 1 내지 도 4 참조). 이를 단계적으로 설명하면, 먼저 한 쌍의 안착대(911))가 상호 멀어지도록 폭 조절 부재(912)를 따라 수평 이동시켜, 한 쌍의 안착대(911)) 사이의 이격 간격이 제 1 정반(600a)의 폭 예컨대, 단변 방향의 폭에 비해 넓도록 조절한다. 그리고 제 2 정반 구동 장치(100b)의 제 2 승하강 부재(110b)를 상승시켜, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 정반(600b)이 이동 대차(910) 상측에 위치하도록 상승시킨다. 이때 제 2 정반(600b)은 이동 대차의 한 쌍의 안착대(911)) 사이의 이격 공간을 통해 상기 이동 대차(910)의 상측으로 상승한다. 그리고 다시 한 쌍의 안착대(911))가 상호 가까워지도록 폭 조절 부재(912)를 따라 수평 이동시켜, 한 쌍의 안착대(911)) 사이의 이격 간격이 제 2 정반(600b)의 단변 방향의 폭과 같거나 작도록 조절한다. 이후, 제 2 정반 구동 장치(100b)의 제 2 승하강 부재(110b)를 하강시키며, 하강 동작에 의해 상기 제 2 승하강 부재(110b) 상에 안착되어 있던 제 2 정반(600b)이 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 대차(910) 상에 안착된다. 이후, 제 2 승하강 부재(110b)는 더 하강시켜, 상기 제 2 승하강 부재(110b)가 이동 가이드(920)의 하측에 위치하도록 한다. 이후 제 2 정반(600b)이 탑재된 이동 대차(910)는 도 5에 도시된 바와 같이, 이동 가이드(920)를 따라 주형 상측으로 수평 이동한다.

이렇게 제 2 정반(600b)이 주형(300) 상측으로 이동하고 있을 때, 주편(S)이 분리된 제 1 정반(600a)은 제 1 정반 구동 장치(100a)에 의해 주형(300) 하측에서 상기 주형(300) 외측에 대기하도록 이동하고, 제 1 정반 구동 장치(100a)는 주형(300) 하측으로 이동한다.

그리고, 제 2 정반 구동 장치(100b)의 제 2 승하강 부재(110b)를 주형(300)을 통과하도록 상승시켜, 이동 대차(910) 상에 안착된 제 2 정반(600b)을 들어올린다. 그리고 이동 대차(910)의 한 쌍의 안착대(911))가 상호 멀어지도록 폭 조절 부재(912)를 따라 수평 이동시켜, 한 쌍의 안착대(911)) 사이의 이격 간격이 제 2 정반(600b)의 폭 예컨대, 단변 방향의 폭에 비해 넓도록 조절한다. 그리고 제 2 정반(600b)을 지지한 상태로 제 2 승하강 부재(110b)를 하강시켜, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 정반(600b)이 주형(300) 내 하측에 위치하여, 상기 주형(300) 하측 개구를 폐쇄하도록 하강시킨다.

제 2 정반(600b)이 주형(300) 내 하측에 삽입되어 주형(300) 하측이 폐쇄되면, 턴디쉬의 용강을 주형(300)으로 공급하여 주형(300) 내에서 용강을 1차 냉각시킨다. 주형(300) 내에서 주편(S)이 1차 응고되기 시작하면, 도 7에 도시된 바아 같이, 주형(300) 하부에 삽입되어 있는 제 2 정반(600b)을 하강시켜, 주편(S)을 주형(300)으로부터 인발하면서 주편(S)을 연속적으로 주조한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 제 1 정반(600a) 상에서 주편(S)이 주조되고 있거나, 상기 제 1 정반(600a) 상에서 주조가 완료된 주편(S)이 주형(300) 외측으로 이동되는 동안에, 제 2 정반(600b)이 주형(300) 내로 삽입될 수 있도록 이동 및 준비한다. 이에 따라 현 차지(charge) 조업에서 주조 조업에 직접 참여한 주편(S) 및 정반(600a, 600b)이 주형 외측으로 이동되면, 다른 정반(600a, 600b)이 주형(300) 내로 바로 삽입되어 바로 주조 조업을 실시할 수 있다. 따라서, 주편(S)을 주조하는 시간이 단축되며, 이에 따라 생산율이 향상된다.

100a, 100b: 정반 구동 장치 300: 주형
600a, 600b: 정반 900: 정반 이동 장치

Claims (10)

1. 내부로 용강이 유입되고, 상기 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형;
   상기 주형의 상측에서 교대로 주형 내로 삽입 가능하며, 상기 주형에서 주조된 주편을 지지한 상태로 하강하여 상기 주형으로부터 주편을 지면과 수직 상태로 인발시키는 복수의 정반;
   각각이 상기 주형 하측에 위치하며, 상기 복수의 정반 각각을 지지하여, 상기 정반을 승하강시키고, 상기 정반이 주형 하측에 대응 위치하거나, 상기 주형 하측에서 상기 주형의 일측에 위치하도록 수평 이동시키는 복수의 정반 구동 장치;
   상기 복수의 정반 구동 장치 및 상기 주형의 상측에서 일 방향으로 연장 설치되어, 상기 복수의 정반 구동 장치의 상승 동작에 의해 다음 차지(charge)의 조업에서 사용할 정반을 전달받아 상기 주형 상측에 대응 위치되도록 수평 이동시키는 정반 이동 장치;
   를 포함하고,
   상기 정반 이동 장치는,
   상기 복수의 정반 구동 장치 및 주형 상측에서 일 방향으로 연장 형성된 이동 가이드;
   상기 이동 가이드의 연장 방향을 따라, 수평 이동 가능하여, 상기 복수의 정반 구동 장치 중 현 주편의 주조 조업에 참여하고 있지 않은 정반 구동 장치로부터 상기 이동 가이드 상측으로 상승한 정반을 탑재하여, 상기 주형 상측에 대응 위치하도록 수평 이동하는 이동 대차;
   를 포함하고,
   상기 이동 가이드는 상호 평행하도록 이격 설치되며, 각각이 일 방향으로 연장 설치되어, 상기 이동 대차의 수평 이동을 가이드하는 한 쌍의 가이드 부재를 포함하고,
   상기 이동 대차는, 각각이 상기 한 쌍의 가이드 부재 상에 설치되어, 상호 평행하도록 이격 설치되며, 상기 이동 가이드 연장 방향을 따라 수평 이동 가능하고, 상부에 상기 정반이 안착되는 한 쌍의 안착대;
   상기 한 쌍의 안착대와 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 각각이 상기 한 쌍의 안착대와 연결되고, 상기 가이드 부재가 연장 설치된 방향으로 교차하는 방향으로 나열되어 이격 배치된 폭 조절 부재;
   를 포함하고,
   상기 한 쌍의 폭 조절 부재 간의 이격 간격은 상기 정반의 폭에 비해 넓고,
   상기 한 쌍의 안착대는 상기 폭 조절 부재의 연장 방향을 따라 수평 이동하여, 상호 가까워지거나, 멀어지도록 수평 이동하는 수직형 반연속 주조 설비.
2. 청구항 1에 있어서,
   주조 조업 중에, 복수의 정반 중 하나는 복수의 정반 구동 장치 중 어느 하나에 지지되어 상기 주형으로부터 주편을 인발하면서 하강하고,
   다음 차지(charge)의 조업에 사용할 다른 정반은 주형의 상측으로 이동 중인 수직형 반연속 주조 설비.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 정반 구동 장치 각각은,
   상부에 상기 정반이 지지 가능하며, 승하강 가능한 승하강 부재;
   상기 승하강 부재와 연결되어 상기 승하강 부재를 승하강시키며, 수평 이동 가능한 구동부를 포함하는 수직형 반연속 주조 설비.
4. 삭제
5. 삭제
6. 복수의 정반 중 일 정반을 주형의 상측으로부터 상기 주형 내로 삽입시키고, 상기 주형 내로 용강을 주입하여 주편을 주조하는 과정;
   상기 주형 내로 삽입된 상기 일 정반을 상기 주형 하측 방향으로 하강시키면서 상기 주편을 인발시키는 과정;
   상기 일 정반 상에서 상기 주편을 주조하는 동안, 복수의 정반 중, 다음 차지(charge)의 조업에 사용하기 위한 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측에 대응 위치하도록 이동시키는 과정;
   상기 주형이 상측으로 이동한 상기 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측으로부터 상기 주형 내로 삽입시키고, 상기 주형 내로 용강을 주입하여 주편을 주조하는 과정;
   을 포함하고,
   상기 다음 차지(charge)의 조업에 사용하기 위한 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측에 대응 위치하도록 이동시키는 과정은,
   상기 교체시킬 정반을 상기 주형 하측에서 상기 주형의 일측에 대기시키는 과정;
   상기 주형의 일측에 대기하고 있는 상기 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측 위치로 상승시켜, 상기 교체시킬 정반을 상기 주형 상측에서 일 측에 위치하도록 하는 과정;
   현 차지(charge)의 조업이 종료되어 상기 주형으로 용강의 주입이 종료되면, 상기 교체시킬 정반을 상기 주형을 향해 수평 이동시켜 상기 주형 상측으로 대응 위치시키는 과정;
   상기 교체시킬 정반을 상기 주형의 상측으로부터 하측으로 하강시켜 상기 주형 하측을 폐쇄하는 과정;
   을 포함하고,
   상기 주형의 일측에 대기하고 있는 상기 교체시킬 정반을 상승시켜, 상기 주형 상측에서 일 측에 위치하도록 하는 과정은,
   상기 교체시킬 정반을 상기 주형 상측에서 일 방향으로 연장 설치되며, 상호 평행하도록 이격 설치된 한 쌍의 가이드 부재의 상측으로 상승시키는 과정;
   상기 한 쌍의 가이드 부재 상에 설치된 한 쌍의 안착대를 구비하는 이동 대차 상에 상기 한 쌍의 가이드 부재 상측으로 상승된 정반을 안착시키는 과정;
   을 포함하고,
   상기 교체시킬 정반을 상기 주형 상측에서 일 방향으로 연장 설치된 한 쌍의 가이드 부재의 상측으로 상승시키는 과정은,
   상기 한 쌍의 안착대와 연결되도록 설치되며, 상기 가이드 부재가 연장 설치된 방향으로 교차하는 방향으로 나열되어 이격 배치된 폭 조절 부재를 따라 상기 한 쌍의 안착대를 수평 이동시켜, 상기 한 쌍의 안착대 사이의 이격 거리가 상기 정반에 비해 크도록 조절하는 과정;
   상기 정반이 상기 한 쌍의 안착대 사이의 이격 공간을 통과하도록 상승시켜, 상기 정반을 상기 한 쌍의 안착대 상측에 위치시키는 과정;
   을 포함하고,
   상기 한 쌍의 가이드 부재 상측으로 상승된 정반을 상기 이동 대차 상에 안착시키는 과정은,
   상기 폭 조절 부재를 따라 상기 한 쌍의 안착대를 수평 이동시켜, 상기 한 쌍의 안착대 사이의 이격 거리가 상기 정반에 비해 작도록 조절하는 과정; 및
   상기 정반을 하강시켜 상기 한 쌍의 안착대 상에 안착되도록 하는 과정;
   을 포함하는 수직형 반연속 주조 방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 청구항 6에 있어서,
    현 차지(charge)의 조업에 사용된 정반이 상기 주형 외측으로 이동하고, 다음 차지(charge)의 조업을 위해 상기 주형으로 삽입된 정반이 상기 주형을 폐쇄하면,
    다음 차지의 조업을 위한 용강을 상기 주형으로 주입하여 주편을 주조하는 수직형 반연속 주조 방법.

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