KR101752991B1 - 연속 주조 설비 - Google Patents
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Abstract
주조편을 끼움 지지하여 압박하는 한 쌍의 주조편 압하 롤을 갖고, 주조편을 압하하는 주조편 압하 장치와, 이 주조편 압하 장치의 후단측에 배치되어 주조편을 끼움 지지하는 한 쌍의 주조편 인발 롤에 의해 주조편을 인발하는 주조편 인발 장치를 구비한 연속 주조 설비이며, 주조편 압하 롤 중 적어도 한쪽은, 축 방향 중앙부에 직경 방향 외측으로 돌출되어 주조편의 폭 방향 중앙부를 압박하는 대경부를 구비하고 있고, 주조편 압하 장치에 의해 압하된 주조편은 대경부에 대응하는 오목부가 형성되어 있고, 주조편 인발 장치의 한 쌍의 주조편 인발 롤 중 적어도 한쪽의 주조편 인발 롤은, 오목부와 접촉하여 지지하는 오목부 지지부를 구비하고, 또한 구동 기구에 의해 구동되고, 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2는, 주조편 압하 롤의 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해, 0.5×L1≤L2<L1의 범위 내이다.
Description
본 발명은 주조편을 압하하는 주조편 압하 장치와, 이 주조편 압하 장치의 후단측에 배치되고, 상기 주조편을 끼움 지지하여 인발하는 주조편 인발 장치를 구비한 연속 주조 설비에 관한 것이다.
본원은, 2013년 5월 2일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-096809호에 기초하여, 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들어, 강의 연속 주조에 있어서는, 주형 내에 주입된 용강이 냉각 수단에 의해 냉각됨으로써, 응고쉘이 성장해 가고, 주형의 하방으로부터 주조편이 인발된다. 여기서, 주형으로부터 인발되는 주조편은, 주형으로부터 나온 시점에서는 완전히 응고되어 있지 않고 내부에 미응고부를 갖고 있다. 이로 인해, 주형 내의 용강의 정압에 의해 주조편이 팽창되도록 변형되는, 소위 벌징 변형을 일으킬 우려가 있다. 이 벌징 변형에 의해, 미응고부가 존재하는 주조편의 폭 방향 중앙부에 있어서는, 중심 편석이나 공극도와 같은 내부 결함이 발생하는 경우가 있다.
상술한 벌징 변형에 의한 중심 편석이나 공극도와 같은 내부 결함을 억제하기 위해, 예를 들어 특허문헌 1, 2에 기재되어 있는 바와 같이, 주형으로부터 인발되는 주조편의 장변면을 압박하는 주조편 압하 장치를 구비한 연속 주조 설비가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 주조편 압하 장치에 있어서는, 주조편에 접촉하는 주조편 압하 롤이, 축 방향으로 분할된 분할 롤로 되어 있고, 축 방향으로 인접하는 분할 롤의 사이에 베어링부가 배치된 구조로 되어 있다.
여기서, 미응고부는, 주조편의 폭 방향 중앙부에 존재하고 있는 점에서, 주조편의 폭 방향 중앙부만을 압하함으로써, 압하 하중을 작게 해도 벌징 변형에 의한 중심 편석이나 공극도와 같은 내부 결함을 방지하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 예를 들어 특허문헌 3, 4, 5에는, 축 방향 중앙부에 직경 방향 외측으로 돌출된 대경부를 갖는 주조편 압하 롤을 사용하여 주조편을 압하하는 방법, 장치가 제안되어 있다.
그런데, 상술한 연속 주조 설비에 있어서는, 일반적으로, 주조편의 장변면을 압박하는 주조편 압하 장치의 후단측에, 주조편을 끼움 지지하여 인발하는 주조편 인발 롤을 갖는 주조편 인발 장치가 배치된다.
여기서, 특허문헌 3, 4, 5에 개시된 바와 같이, 상술한 대경부를 갖는 주조편 압하 롤을 사용하여 주조편의 장변면의 일부를 압하한 경우, 주조편의 장변면에는 상기 대경부에 대응한 오목부가 형성된다. 오목부가 형성된 주조편을 주조편 인발 장치에 있어서 끼움 지지한 경우, 주조편 인발 롤과 오목부가 형성된 영역이 접촉하지 않게 되어, 주조편 인발 롤과 주조편의 접촉 면적이 작아진다. 이로 인해, 주조편 인발 롤이 편마모되어, 롤 수명이 짧아진다고 하는 문제가 있었다. 또한, 주조편의 인발력이 부족해 버려, 주조를 안정적으로 실시할 수 없게 될 우려가 있었다.
여기서, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 주조편 인발 장치에 있어서, 주조편 인발 롤을 축 방향으로 분할한 분할 롤로 하는 것이 생각된다. 이 경우에도, 오목부 이외의 영역에 대응하는 분할 롤에 의해서만 주조편을 끼움 지지하게 되기 때문에, 분할 롤의 일부가 마모되어 버릴 우려가 있었다. 또한, 주조편을 끼움 지지하고 있는 분할 롤의 베어링부에 모든 하중이 부하되기 때문에, 이 베어링부가 조기에 파손되어 버릴 우려가 있었다.
본 발명은 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 주조편 압하 장치에 의해 압하됨으로써 장변면에 오목부가 형성된 주조편이어도, 확실하게 끼움 지지하여 인발할 수 있는 주조편 인발 장치를 구비하고, 주조편 인발 롤의 롤 수명을 종래보다도 연장시켜, 주조를 안정적으로 실시할 수 있는 연속 주조 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 연속 주조 설비는, 주조편을 압하하는 주조편 압하 장치와, 이 주조편 압하 장치의 후단측에 배치되고, 상기 주조편을 끼움 지지하여 인발하는 주조편 인발 장치를 구비한 연속 주조 설비이며, 상기 주조편 압하 장치는, 상기 주조편을 끼움 지지하여 압박하는 한 쌍의 주조편 압하 롤을 갖고, 상기 주조편을 사이에 끼우고 쌍으로 이루어지는 상기 주조편 압하 롤 중 적어도 한쪽은, 축 방향 중앙부에 직경 방향 외측으로 돌출되고, 상기 주조편의 폭 방향 중앙부를 압박하는 대경부를 구비하고 있고, 상기 주조편 압하 장치에 의해 압하된 상기 주조편은, 상기 대경부에 대응하는 오목부가 형성되어 있고, 상기 주조편 인발 장치는, 상기 주조편을 끼움 지지하는 한 쌍의 주조편 인발 롤을 갖고, 상기 한 쌍의 주조편 인발 롤 중 적어도 한쪽의 주조편 인발 롤은, 상기 오목부와 접촉하여 지지하는 오목부 지지부를 구비하고 있고, 또한 구동 기구에 의해 구동되고, 상기 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2가, 상기 오목부를 형성하는 상기 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해, 0.5×L1≤L2<L1의 범위 내로 되어 있다.
본 발명인 연속 주조 설비에 있어서는, 주조편 인발 장치가, 주조편을 끼움 지지하는 한 쌍의 주조편 인발 롤을 갖고, 이 한 쌍의 주조편 인발 롤 중 적어도 한쪽의 주조편 인발 롤은, 주조편의 장변면에 형성된 오목부와 접촉하여 지지하는 오목부 지지부를 구비하고, 또한 구동 기구에 의해 구동되고, 상기 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2가, 상기 오목부를 형성하는 상기 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해, 0.5×L1≤L2<L1의 범위 내로 되어 있으므로, 오목부가 형성된 주조편이어도, 오목부와 주조편 인발 롤의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다. 그리고, 주조편 인발 롤의 편마모를 억제할 수 있어, 주조편 인발 롤의 수명 연장을 도모할 수 있음과 함께, 주조편의 인발력이 부족하지 않아, 주조를 안정적으로 실시할 수 있는 것을 실험에 의해 지견하였다.
또한, 주조편 인발 롤은, 통상 유압 실린더 등의 승강 장치를 구비하고 있어, 오목부 지지부가 주조편의 오목부에 접촉하는 위치에 설정할 수 있다.
여기서, 본 발명의 연속 주조 설비에 있어서, 상기 주조편 압하 롤은, 상기 대경부의 주조편 폭 방향의 양단부로 연장되는 소경부를 갖고, 상기 주조편 인발 롤은, 상기 오목부 지지부의 주조편 폭 방향의 양단부로 연장되는 소경부를 갖고 있고, 상기 주조편 압하 롤의 상기 대경부의 반경과 상기 소경부의 반경의 차분 H와, 상기 주조편 인발 롤의 상기 오목부 지지부의 반경과 상기 소경부의 반경의 차분 H´의 관계가, H≤H´인 것이 바람직하다.
이 경우, 오목부의 깊이는 주조편 압하 롤의 대경부의 반경과 소경부의 반경의 차분 H보다 커지는 경우는 없으므로, 주조편 인발 롤의 상기 오목부 지지부의 반경과 소경부의 반경의 차분 H´가, H≤H´를 만족시키면, 오목부 지지부와 오목부가 확실하게 접촉하는 것으로 되어, 주조편 인발 롤에 의해 주조편을 확실하게 끼움 지지하여 인발할 수 있다.
또한, 본 발명의 연속 주조 설비에 있어서는, 상기 주조편 인발 롤을, 축 방향으로 분할한 분할 롤로 하고, 복수의 분할 롤에, 상기 오목부 지지부가 설치되어 있는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 상기 주조편 인발 롤이 축 방향으로 분할된 분할 롤로 되어 있으므로, 하나의 분할 롤에 부하되는 하중을 작게 할 수 있고, 주조편 인발 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 복수의 베어링부에 의해 하중을 받을 수 있어, 베어링부의 수명 연장을 도모할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 주조편 압하 장치에 의해 압하됨으로써 장변면에 오목부가 형성된 주조편이어도, 확실하게 끼움 지지하여 인발할 수 있는 주조편 인발 장치를 구비하고, 주조편 인발 롤의 롤 수명을 종래보다도 연장시켜, 주조를 안정적으로 실시할 수 있는 연속 주조 설비를 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태인 연속 주조 장치의 개략 설명도이다.
도 2는 도 1의 연속 주조 장치에 구비된 주조편 압하 장치를 인발 방향 하류측에서 본 설명도이다.
도 3은 도 1의 연속 주조 장치에 구비된 주조편 인발 장치를 인발 방향 하류측에서 본 설명도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태인 연속 주조 장치에 구비된 주조편 인발 장치를 인발 방향 하류측에서 본 설명도이다.
도 2는 도 1의 연속 주조 장치에 구비된 주조편 압하 장치를 인발 방향 하류측에서 본 설명도이다.
도 3은 도 1의 연속 주조 장치에 구비된 주조편 인발 장치를 인발 방향 하류측에서 본 설명도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태인 연속 주조 장치에 구비된 주조편 인발 장치를 인발 방향 하류측에서 본 설명도이다.
이하에, 본 발명의 일 실시 형태인 연속 주조 설비에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시하는 연속 주조 설비(10)는 수냉 주형(11)과, 이 수냉 주형(11)의 하방에 위치하는 복수의 주조편 지지 롤(21)로 이루어지는 주조편 지지 롤 군(20)과, 주조편(1)을 두께 방향으로 압박하는 주조편 압하 장치(30)와, 주조편(1)을 끼움 지지하여 인발 방향 Z를 향해 인발하는 주조편 인발 장치(50)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태인 연속 주조 설비(10)에 있어서는, 수냉 주형(11)으로부터 인발된 주조편(1)을 하방으로 인발하는 수직대(14)와, 주조편(1)을 만곡시키는 만곡대(15)와, 만곡시킨 주조편(1)을 다시 펴는 교정대(16)와, 주조편(1)을 수평 방향으로 반송하는 수평대(17)를 갖는 수직 굽힘형 연속 주조기로 되어 있다.
수냉 주형(11)은 직사각형 구멍을 갖는 통 형상을 이루고 있고, 이 직사각형 구멍의 형상에 맞춘 단면의 주조편(1)이 인발되게 된다. 예를 들어, 이 직사각형 구멍의 장변 길이[주조편(1)의 폭에 상당]는 900∼2300㎜로 되고, 직사각형 구멍의 단변 길이[주조편(1)의 두께에 상당]는 150∼400㎜로 되어 있는 것을 예시할 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 이 수냉 주형(11)에는, 직사각형 구멍 내의 용강을 냉각하기 위한 1차 냉각 수단(도시 없음)이 구비되어 있다.
주조편 지지 롤 군(20)은 수직대(14)에 위치하는 핀치 롤부(24)와, 만곡대(15)에 위치하는 벤딩 롤부(25)와, 교정대(16)에 위치하는 교정 롤부(26)와, 수평대(17)에 위치하는 수평 롤부(27)를 구비하고 있다.
여기서, 주조편 지지 롤 군(20)을 구성하는 주조편 지지 롤(21)은 주조편(1)의 폭 방향으로 연장되어 있고, 주조편(1)의 장변면을 지지하는 구성으로 되어 있다.
또한, 주조편(1)의 인발 방향 Z에 간격을 두고 배열된 복수의 주조편 지지 롤(21)의 사이에는, 2차 냉각 수단으로서, 주조편(1)의 장변면을 향해 냉각수를 분출하는 스프레이 노즐(도시 없음)이 배치되어 있다.
주조편 압하 장치(30)는 수냉 주형(11)으로부터 인발되는 주조편(1)을 두께 방향으로 압하하는 것이며, 본 실시 형태에서는, 주조편(1)의 중심 고상률이 0.2 이상의 영역에서 주조편(1)을 압하하도록, 수평대(17)에 배치되어 있다. 단, 이것으로 한정되지 않고, 상술한 수직대(14), 만곡대(15), 교정대(16) 중 어느 것에 주조편 압하 장치(30)를 배치해도 된다.
주조편 압하 장치(30)는 도 2에 도시한 바와 같이, 주조편(1)의 장변면에 접촉하는 주조편 압하 롤(31)과, 주조편(1)의 한쪽의 장변면측(도 2에 있어서 상측)에 배치된 제1 프레임(38)과, 주조편(1)의 다른 쪽의 장변면측(도 2에 있어서 하측)에 배치된 제2 프레임(39)을 구비하고 있다.
제1 프레임(38)에는, 주조편(1)의 한쪽의 장변면에 접촉하는 제1 주조편 압하 롤(31a)이 베어링부(34)를 통해 축지지되어 있고, 제2 프레임(39)에는, 주조편(1)의 다른 쪽의 장변면에 접촉하는 제2 주조편 압하 롤(31b)이 베어링부(34)를 통해 축지지되어 있다.
여기서, 제1 프레임(38)에 축지지된, 즉 회전 가능하도록 축에 의해 제1 프레임(38)에 지지된 제1 주조편 압하 롤(31a)은 도 2에 도시한 바와 같이, 그 축 방향 중앙부에 있어서 직경 방향 외측으로 돌출된 대경부(32)와, 이 대경부(32)의 양단부에 각각 위치하는 소경부(33)를 구비하고 있다.
한편, 제2 프레임(39)에 축지지된 제2 주조편 압하 롤(31b)은, 축 방향에서 동일한 직경으로 되어 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 제1 주조편 압하 롤(31a)은 대경부(32)가 위치하는 주조편(1)의 폭 방향 중앙 영역을 압박하고, 소경부(33)가 위치하는 주조편(1)의 폭 방향 단부 영역을 압박하지 않는 구성으로 되어 있다.
이와 같은 구성의 주조편 압하 장치(30)에 의해 압박된 주조편(1)은 도 3에 도시한 바와 같이, 한쪽의 장변면에 대경부(32)에 대응하는 오목부(5)가 형성되어 있다. 여기서, 오목부(5)의 주조편 폭 방향 길이 W1은, 주조편(1)의 폭 방향 길이 W0에 대해, W1>(W0-W1)의 관계로 되도록 구성되어 있다. 즉, 오목부(5)의 주조편 폭 방향 길이 W1이, 오목부가 형성되어 있지 않은 영역의 주조편 폭 방향 길이 (W0-W1)보다도 길게 되어 있다.
이어서, 주조편 인발 장치(50)에 대해 설명한다. 이 주조편 인발 장치(50)는 도 1에 도시한 바와 같이, 주조편 압하 장치(30)의 후단측에 배치되어 있고, 상술한 바와 같이, 주조편 압하 장치(30)에 의해 한쪽의 장변면에 오목부(5)가 형성된 주조편(1)을 끼움 지지하여 인발하는 구성으로 되어 있다.
주조편 인발 장치(50)는 도 3에 도시한 바와 같이, 주조편(1)을 끼움 지지하는 한 쌍의 주조편 인발 롤(51)[제1 주조편 인발 롤(51a) 및 제2 주조편 인발 롤(51b)]을 구비하고 있고, 제1 주조편 인발 롤(51a)이 주조편(1)의 한쪽의 장변면에 접촉하고, 제2 주조편 인발 롤(51b)이 주조편(1)의 다른 쪽의 장변면에 접촉하도록 구성되어 있다. 이들 제1 주조편 인발 롤(51a) 및 제2 주조편 인발 롤(51b)은, 각각 베어링부(54)에 의해 축지지되어 있다.
여기서, 제1 주조편 인발 롤(51a)에는, 직경 방향 외측을 향해 돌출되고, 주조편(1)에 형성된 오목부(5)와 접촉하여 지지하는 오목부 지지부(52)와, 이 오목부 지지부(52)의 양단부에 각각 위치하는 소경부(53)가 설치되어 있다.
그리고, 이 오목부 지지부(52)의 축 방향 길이 L2가, 제1 주조편 압하 롤(31a)의 대경부(32)의 축 방향 길이 L1에 대해, 0.5×L1≤L2<L1의 범위 내로 되도록 구성되어 있다. 또한, 오목부 지지부(52)와 오목부(5)의 접촉 길이 W2가, 주조편(1)의 폭 방향 길이 W0, 오목부(5)의 주조편 폭 방향 길이 W1에 대해, (W0-W1)<W2<W1의 범위 내로 되도록 구성되어 있다.
한편, 주조편(1)의 다른 쪽의 장변면에 접촉하는 제2 주조편 인발 롤(51b)은, 축 방향에서 동일한 직경으로 되어 있다.
상기한 한 쌍의 주조편 인발 롤(51)에 있어서는, 오목부 지지부(52)를 갖는 제1 주조편 인발 롤(51a)은 유니버설 조인트 등의 구동 전달 기구(61)를 통해, 모터 등의 구동 기구(62)와 접속되어 있고, 구동 기구(62)에 의해 구동된다. 즉, 제1 주조편 인발 롤(51a)은 구동 기구(62)의 작동에 의해, 인발 방향으로 회전 구동력이 부여된다. 이 경우, 제2 주조편 인발 롤(51b)에 대해서도, 구동 기구에 의해 인발 방향으로 구동시켜도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 수평대(17)에 주조편 압하 장치(30) 및 주조편 인발 장치(50)가 배치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 주조편 압하 롤(31a)의 대경부(32)의 반경과 소경부(33)의 반경의 차분 H(도 2 참조)와, 제1 주조편 인발 롤(51a)의 오목부 지지부(52)의 반경과 소경부(53)의 반경의 차분 H´(도 3 참조)의 관계가, H≤H´로 되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 연속 주조 설비(10)에 있어서는, 수냉 주형(11) 내에 삽입된 침지 노즐(12)을 통해 수냉 주형(11) 내에 용강이 주입되고, 이 용강이 수냉 주형(11)의 1차 냉각 수단에 의해 냉각됨으로써, 응고쉘(2)이 성장하고, 수냉 주형(11)의 하방으로부터 주조편(1)이 인발된다. 이때 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 주조편(1)의 내부에는, 미응고부(3)가 존재하고 있다.
이 주조편(1)은 도 1에 도시한 바와 같이, 핀치 롤부(24)에 의해 하방을 향해 인발됨과 함께 벤딩 롤부(25)에 의해 만곡된다. 그리고, 교정 롤부(26)에 의해 굽힘 복귀되고, 수평 롤부(27)에 의해 수평 방향으로 반송되게 된다.
이때, 핀치 롤부(24), 벤딩 롤부(25), 교정 롤부(26) 등의 주조편 지지 롤(21) 사이에 설치된 스프레이 노즐로부터 냉각수가 주조편(1)을 향해 분출되고, 주조편(1)이 냉각되어 응고쉘(2)이 더욱 성장되어 간다.
그리고, 주조편(1)이 수평 방향으로 인출되는 수평대(17)의 후단측에 있어서, 주조편(1)이 완전히 응고되게 된다.
여기서, 수냉 주형(11)으로부터 인발된 주조편(1)은, 예를 들어 중심 고상률이 0.2 이상으로 된 영역에 있어서, 본 실시 형태인 주조편 압하 장치(30)에 의해 압하된다.
그리고, 주조편 압하 장치(30)에 의해 압하된 주조편(1)은 주조편 인발 장치(50)에 의해 끼움 지지되어 인발 방향 Z를 향해 인발된다. 이에 의해, 주조편(1)이 연속적으로 제조된다.
상술한 바와 같은 구성으로 된 본 실시 형태인 연속 주조 설비(10)에 있어서는, 주조편 인발 장치(50)가 주조편(1)을 끼움 지지하는 한 쌍의 주조편 인발 롤(51)[제1 주조편 인발 롤(51a) 및 제2 주조편 인발 롤(51b)]을 갖고, 이 중 제1 주조편 인발 롤(51a)은 주조편(1)의 장변면에 형성된 오목부(5)와 접촉하여 지지하는 오목부 지지부(52)를 구비하고 있다. 이 오목부 지지부(52)의 축 방향 길이 L2가, 오목부(5)를 형성하는 대경부(32)의 축 방향 길이 L1에 대해, 0.5×L1≤L2<L1의 범위 내로 되어 있으므로, 제1 주조편 인발 롤(51a)과 오목부(5)의 접촉 면적을 확보할 수 있다. 이에 의해, 주조편 인발 롤(51)의 편마모를 억제할 수 있어, 주조편 인발 롤(51)의 수명 연장을 도모할 수 있다. 또한, 주조편(1)의 인발력이 부족하지 않아, 주조를 안정적으로 실시할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 주조편 압하 롤(31a)의 대경부(32)의 반경과 소경부(33)의 반경의 차분 H와, 제1 주조편 인발 롤(51a)의 오목부 지지부(52)의 반경과 소경부(53)의 반경의 차분 H´의 관계가, H≤H´이기 때문에, 대경부(32)에 의해 형성된 오목부(5)와 오목부 지지부(52)를 확실하게 접촉시킬 수 있어, 주조편 인발 롤(51)에 의해 확실하게 주조편(1)을 끼움 지지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 오목부 지지부(52)와 오목부(5)의 접촉 길이 W2가, 주조편(1)의 폭 방향 길이 W0, 대경부(32)에 의해 형성되는 오목부(5)의 주조편 폭 방향 길이 W1에 대해, (W0-W1)<W2<W1의 범위 내로 되도록 구성되어 있으므로, 주조편(1)과 주조편 인발 롤(51)의 접촉 면적을 충분히 확보하는 것이 가능하게 된다.
또한, 주조편 압하 장치(30)의 제1 주조편 압하 롤(31a)이 그 축 방향 중앙부에 직경 방향 외측으로 돌출된 대경부(32)와, 이 대경부(32)의 양단부로 연장되는 소경부(33)를 구비하고 있고, 주조편 압하 롤(31)은 대경부(32)가 위치하는 주조편(1)의 폭 방향 중앙 영역을 압박하고, 소경부(33)가 위치하는 주조편(1)의 폭 방향 단부 영역을 압박하지 않는 구성으로 이루어져 있으므로, 미응고부(3)가 존재하는 주조편(1)의 폭 방향 중앙 영역만을 압하하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 압하 하중을 대폭으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 중심 고상률이 0.2 이상으로 된 영역에 있어서, 본 실시 형태인 주조편 압하 장치(30)에 의해 압하하는 구성으로 되어 있으므로, 중심 편석이나 공극도의 발생을 억제할 수 있다.
이와 관련하여, 주조편(1)의 중심 고상률이 0.2 이상에서는, 중심 편석이나 공극도의 문제가 발생하는 것을 실험적으로 지견하고 있고, 고상률이 0.2 이상의 영역에서 압하함으로써, 본 발명의 효과가 현저해지는 점에서, 주조편(1)의 중심 고상률이 0.2 이상의 영역에서 압하하는 것이 바람직하다. 한편, 주조편(1)의 중심 고상률의 상한은, 중심 편석이나 공극도의 문제가 발생하는 영역인 점에서, 1.0이다.
또한, 중심 고상률이라 함은, 주조편 두께 방향의 중심부에서, 또한 주조편 폭 방향의 용융 부분의 고상률이라고 정의할 수 있다.
또한, 중심 고상률은, 전열·응고 계산에 의해 구할 수 있고, 전열·응고 계산으로서는, 엔탈피법이나 등가 비열법 등이 널리 알려져 있고, 어느 방법을 사용해도 된다. 또한, 간이적으로는, 하기하는 식이 널리 알려져 있고, 이 식을 사용해도 된다.
중심 고상률=(액상선 온도-용융부 온도)/(액상선 온도-고상선 온도)
여기서, 용융부 온도라 함은, 주조편 두께 방향의 중심부에서, 또한 주조편 폭 방향의 용융 부분의 온도를 의미하고 있고, 전열·응고 계산에 의해 구할 수 있다. 또한, 액상선 온도는, 예를 들어 「철과 강, 일본 철강 협회지, Vol.55, No.3(19690227) S85, 사단 법인 일본 철강 협회」를 참조하고, 또한 고상선 온도는, 예를 들어 「히라이, 카나마루, 모리; 학진 19위, 제5회 응고 현상 협의회 자료, 응고46(1968년 12월)」을 참조하여, 각각 산출할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태인 연속 주조 설비에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
예를 들어, 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 수직 굽힘형 연속 주조기를 예로 들어 설명했지만, 이것으로 한정되지 않고, 만곡형 연속 주조기나 수직형 연속 주조기 등의 다른 방식의 연속 주조 설비에 적용해도 된다. 여기서, 수직형 연속 주조기에 있어서는, 주조편 인발 장치에 의해 주조편을 확실하게 끼움 지지하여 보유 지지할 필요가 있기 때문에, 본 발명을 적용하는 것이 특히 효과적이다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 주조편 인발 장치(150)의 주조편 인발 롤(151)을 축 방향으로 분할한 분할 롤로 해도 된다. 즉, 주조편 인발 롤(151)은 주조편(1)을 끼움 지지하여 인발 방향으로 이동시키기 위해, 제1 주조편 인발 롤(151a) 및 제2 주조편 인발 롤(151b)이 대향 배치되어 있지만, 이들 제1 주조편 인발 롤(151a) 및 제2 주조편 인발 롤(151b)을 각각 분할 롤 구성으로 해도 된다.
이 경우, 복수의 분할 롤에, 주조편(1)의 오목부(5)와 접촉하는 오목부 지지부(152)를 설치하는 것이 바람직하다. 그리고, 각 분할 롤의 오목부 지지부(152)의 축 방향 길이 L2(도 4에 있어서는, L21, L22, L23의 합계)가 0.5×L1<(L21+L22+L23)<L1의 범위 내로 되어 있으면 된다. 또한, 각 분할 롤의 오목부 지지부(152)와 오목부(5)의 접촉 길이 W2(도 4에 있어서는, W21, W22, W23의 합계)가 (W0-W1)<(W21+W22+W23)<W1의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 분할 롤 구성의 주조편 인발 롤(151)에 있어서도, 오목부 지지부(152)를 갖는 제1 주조편 인발 롤(151a)은 유니버설 조인트 등의 구동 전달 기구(61)를 통해, 모터 등의 구동 기구(62)와 접속되어 있고, 구동 기구(62)에 의해 구동된다. 즉, 제1 주조편 인발 롤(151a)은 구동 기구(62)의 작동에 의해, 인발 방향으로 회전 구동력이 부여된다. 제2 주조편 인발 롤(51b)에 대해서도, 구동 기구에 의해 인발 방향으로 구동시켜도 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 주조편 인발 장치(150)의 주조편 인발 롤(151)을 축 방향으로 분할한 분할 롤로 한 경우에는, 하나의 분할 롤에 부하되는 하중을 작게 할 수 있고, 주조편 인발 장치(150)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 복수의 베어링부(154)에 의해 하중을 받을 수 있어, 베어링부(154)의 수명 연장을 도모할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 주조편 압하 장치에 있어서, 제1 주조편 압하 롤에 대경부를 설치한 것으로 하여 설명했지만, 이것으로 한정되지 않고, 제1 주조편 압하 롤 및 제2 주조편 압하 롤의 양쪽에 대경부를 설치해도 된다. 이 경우, 주조편 인발 장치는, 제1 주조편 인발 롤 및 제2 주조편 인발 롤의 양쪽에, 오목부 지지부를 설치하는 것이 바람직하다.
이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 행한 실험의 결과에 대해 설명한다.
실시 형태에 있어서 설명한 주조편 압하 장치를 구비한 연속 주조 설비에 있어서, 주조편 인발 장치의 주조편 인발 롤의 형상을 변경하여 주조를 실시하고, 주조편 인발 롤의 마모량에 대해 평가하였다.
여기서, 주조편 압하 장치의 대경부의 축 방향 길이 L1을 1900㎜로 하였다. 또한, 주조편의 폭 방향 길이는 2200㎜, 주조편 압하 장치에 의해 주조편에 형성된 오목부의 주조편 폭 방향 길이도 1900㎜이었다.
또한, 주조편 인발 롤은 승강 장치에 의해, 오목부 지지부가 주조편 오목부에 접촉하는 위치에 설정하였다. 또한, 주조편 압하 롤의 대경부의 반경과 소경부의 반경의 차분 H와, 주조편 인발 롤의 오목부 지지부의 반경과 소경부의 반경의 차분 H´는, H=H´의 것을 사용하였다.
비교예에서는, 주조편 인발 장치의 주조편 인발 롤을, 축 방향으로 직경이 일정하고, 오목부와 접촉하지 않는 구성의 것으로 하였다.
이에 대해, 본 발명예 1에서는, 주조편 인발 장치의 주조편 인발 롤에 오목부 지지부를 설치하고, 이 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2를 1805㎜(즉, 0.95×L1)로 하였다.
한편, 본 발명예 2에서는, 주조편 인발 장치의 주조편 인발 롤에 오목부 지지부를 설치하고, 이 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2를 1330㎜(즉, 0.70×L1)로 하였다.
또한, 본 발명예 3에서는, 주조편 인발 장치의 주조편 인발 롤에 오목부 지지부를 설치하고, 이 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2를 950㎜(즉, 0.50×L1)로 하였다.
주조편 인발 장치의 주조편 인발 롤이, 마모에 의해 교환이 필요한 소정의 직경으로까지 작아지는 시간을 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서는, 비교예에 있어서의 상기 시간을 1로 하여 상대 평가한 결과를 기재하였다.
본 발명예 1은 비교예에 비해, 약 6배 수명이 길어졌다. 또한, 본 발명예 2는 비교예에 비해, 약 4.5배 수명이 길어졌다. 또한 본 발명예 3은 비교예에 비해, 약 3배 수명이 길어졌다.
이상으로부터, 본 발명예에 의하면, 주조편 인발 롤의 마모를 억제하여, 주조를 안정적으로 실시할 수 있는 것이 확인되었다.
또한 상기한 결과로부터 보면, 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2가, 상기 오목부를 형성하는 상기 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해 0.5배 이상이면, 충분히 주조편 인발 롤의 마모를 억제하는 것을 알 수 있었다. 또한 이들 결과로부터 유추하면, 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2는, 오목부를 형성하는 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해, 예를 들어 0.4배이어도, 주조편 인발 롤의 마모를 억제한다고 생각된다. 그러나, 그와 같이 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해 절반의 길이를 하회하면, 오목부 지지부가 오목부와 접촉하는 면적이 지나치게 좁아져, 주조편을 인발할 때에, 과대한 압력을 주조편 인발 롤을 통해 주조편에 대해 가해 버릴 우려가 있다. 그렇게 되면, 주조편의 품질에 악영향을 미치는 것도 예상된다. 따라서, 이러한 점을 고려하면, 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2는, 오목부를 형성하는 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해 0.5배 이상 확보하는 것이 바람직하다. 또한 보다 바람직하게는, 0.70×L1, 또한 보다 바람직하게는, 0.80×L1이 좋다.
10 : 연속 주조 설비
30 : 주조편 압하 장치
31 : 주조편 압하 롤
32 : 대경부
50 : 주조편 인발 장치
51 : 주조편 인발 롤
52 : 오목부 지지부
30 : 주조편 압하 장치
31 : 주조편 압하 롤
32 : 대경부
50 : 주조편 인발 장치
51 : 주조편 인발 롤
52 : 오목부 지지부
Claims (2)
- 주조편을 압하하는 주조편 압하 장치와, 이 주조편 압하 장치의 후단측에 배치되고, 상기 주조편을 끼움 지지하여 인발하는 주조편 인발 장치를 구비한 연속 주조 설비이며,
상기 주조편 압하 장치는, 상기 주조편을 끼움 지지하여 압박하는 한 쌍의 주조편 압하 롤을 갖고, 상기 주조편을 사이에 끼우고 쌍으로 이루어지는 상기 주조편 압하 롤 중 적어도 한쪽은, 축 방향 중앙부에 직경 방향 외측으로 돌출되고, 상기 주조편의 폭 방향 중앙부를 압박하는 대경부를 구비하고 있고,
상기 주조편 압하 장치에 의해 압하된 상기 주조편은, 상기 대경부에 대응하는 오목부가 형성되어 있고,
상기 주조편 인발 장치는, 상기 주조편을 끼움 지지하는 한 쌍의 주조편 인발 롤을 갖고, 상기 한 쌍의 주조편 인발 롤 중 적어도 한쪽의 주조편 인발 롤은, 상기 오목부와 접촉하여 지지하는 오목부 지지부를 구비하고 있고, 또한 구동 기구에 의해 구동되고,
상기 오목부 지지부의 축 방향 길이 L2가, 상기 오목부를 형성하는 상기 대경부의 축 방향 길이 L1에 대해 0.5×L1≤L2<L1의 범위 내로 되어 있는, 연속 주조 설비. - 제1항에 있어서,
상기 주조편 압하 롤은, 상기 대경부의 주조편 폭 방향의 양단부로 연장되는 소경부를 갖고,
상기 주조편 인발 롤은, 상기 오목부 지지부의 주조편 폭 방향의 양단부로 연장되는 소경부를 갖고 있고,
상기 주조편 압하 롤의 상기 대경부의 반경과 상기 소경부의 반경의 차분 H와, 상기 주조편 인발 롤의 상기 오목부 지지부의 반경과 상기 소경부의 반경의 차분 H´의 관계가, H≤H´인, 연속 주조 설비.
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