KR101776831B1

KR101776831B1 - 주조 스트립에서 가변적인 표피 두께를 제어하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101776831B1
Application number: KR1020127013997A
Authority: KR
Inventors: 라마 발라프 마하파트라; 데이비드 웨인 맥과이; 제이 존 온드로비치; 팀 패터슨; 마이크 슈런
Original assignee: 누코 코포레이션
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2017-09-08
Also published as: US20130174995A1; US9744589B2; BR112012010002B1; EP2493642A1; EP3753648B1; AU2016203488B2; AU2010312330B2; US20150129154A1; US8960265B2; US8960264B2; BR112012010002A2; AU2010312330A1; WO2011050417A1; CN102712035B; AU2016203488A1; EP2493642A4; MX2012004885A; EP3753648C0; EP3753648A1; EP2493642B1

Abstract

금속 스트립을 연속 주조하는 장치 및 방법은 주조 표면들을 가지는 한쌍의 주조 롤들을 구비하는데, 주조 표면들은 중앙 부분, 각각 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는 가장자리 부분들 및 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이의 중간 부분을 가지고, 중앙 부분의 평균 표면 조도는 가장자리 부분의 평균 표면 조도(Ra)의 1.2 내지 4.0 배 사이이고, 중간 부분들의 평균 표면 조도는 중앙 부분과 가장자리 부분들의 평균 표면 조도(Ra) 사이에 있다. 중앙 부분의 표면 조도는 그것의 폭을 가로질러 테이퍼지고, 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있고 단계화된 영역들로 있다. 중앙 부분은 주조 스트립을 가로지르는 금속 표피 두께의 소망되는 변화에 대응하도록 표면을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가질 수 있다. 중앙 부분은 주조 롤 폭의 적어도 60 % 일 수 있고, 각각의 가장자리 부분은 주조 롤 폭의 최대 7 % 일 수 있다.

Description

주조 스트립에서 가변적인 표피 두께를 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING VARIABLE SHELL THICKNESS IN CAST STRIP}

본 발명은 트윈 롤 주조기(twin roll caster)에서의 연속 주조에 의한 금속 스트립의 주조에 관한 것이다.

트윈 롤 주조기에서 용융 금속은 한쌍의 반대로 회전하는 수평 주조 롤(casting roll) 사이에 도입되는데, 주조 롤들은 움직이는 롤 표면상에서 금속 표피(metal shell)들이 응고되도록 냉각되고 주조 롤들 사이의 닙에서 합쳐져서 롤들 사이의 닙(nip)으로부터 하방향으로 전달되는 응고된 스트립 제품을 제조한다. "닙(nip)"이는 용어는 주조 롤들이 서로 가장 가까운 전체 영역을 지칭하는데 이용된다. 용융 금속은 레이들(ladle)로부터 더 작은 용기(vessel) 또는 일련의 더 작은 용기들로 부어져서, 그로부터 용융 금속이 닙 위에 위치된 금속 전달 노즐을 통해 유동하여, 닙 바로 위에서 롤들의 주조 표면 상에 지지되고 닙의 길이를 따라 연장된 용융 금속 주조 풀(casting pool)을 형성한다. 이러한 주조 풀은, 유출에 대비하여 주조 풀의 두 단부를 막기 위하여 롤들의 단부 표면들과 미끄지게 맞물려서 유지되는 댐(dam)들 또는 측부 플레이트들 사이에 한정된다.

트윈 롤 주조기는 레이들의 시퀀스(sequence)를 통하여 용융 강철로부터 연속적으로 주조 스트립을 제조할 수 있다. 금속 전달 노즐을 통해 유동하기 전에 용융 금속을 레이들로부터 작은 용기로 부어 넣는 것은 주조 스트립의 제조를 중단시키지 않으면서 비어 있는 레이들을 채워진 레이들로 교환할 수 있게 한다.

주조하는 동안에, 주조 풀로부터의 금속이 주조 롤상의 표피(shell)로 응고되도록 주조 롤들이 회전하며, 주조 롤들은 닙에 함께 모여서 닙으로부터 아래로 주조 스트립을 제조한다. 과거의 문제점들 중 하나는 높은 주파수 채터(frequency chatter)이었는데, 이는 스트립에서 야기되는 표면 결함 때문에 회피되어야 한다. 주조 스트립이 닙을 떠날 때의 온도 상승은 온도 리바운드(temperature rebound)로 지칭되는 관심 사항으로서, 스트립의 융기부(ridges)에서 초래되는 주조 풀로부터의 페로스타틱 압력(ferrostatic pressure)에 기인한 표피의 확장을 야기할 수 있다. 온도 리바운드는 스트립의 중앙이 "반응고(mushy)" 재료, 즉, 자체적으로 지지될 정도로 응고되지 않은 표피들 사이의 금속을 포함할 때 발생되고, 중앙에 있는 재료로부터의 잠열은 스트립이 주조 롤들을 떠난 이후에도 표피들이 다시 가열되도록 한다.

본 발명자는 높은 주파수의 채터 및 온도 리바운드에 의해 야기되는 결함은, 주조 스트립에서 "삼켜지고(swallowed)" 이어서 냉각되는 반응고 재료의 양을 제어하고 유지함으로써 제어될 수 있다는 점을 발견하였다. 응고된 표피들 사이에 끼워진 일부 반응고 재료는 성장 및 냉각에서의 불균일성을 완충시키고 만약 높은 주파수의 채터 및 부차적인 스트립의 결함이 제거되지 않는다면 그것을 억제하도록 제공된다. 동시에, 응고된 표피들 사이의 반응고 재료의 양은 주조 스트립에서의 온도 리바운드의 양을 감소 및 제어하도록 제어된다. 만약 리바운드된 온도가 너무 높다면, 응고된 표피들의 적어도 부분적인 재용융 및 융기부들과 같은 스트립의 결함을 일으킬 수 있고, 심각한 상황에서는 온도가 표피를 다시 용융시킬 정도로 높은 경우에 스트립의 파괴를 일으킬 수 있다. 반응고 재료는 용융 금속 및 부분적으로 응고된 재료를 포함할 수 있고, 자체 지지되도록 충분히 응고되지 않은 표피들 사이의 모든 재료를 포함한다.

더 설명하면, 스트립에서의 반응고 재료(mushy material)는 페로스타틱 압력을 받는 주조 풀과 닙의 바로 아래에서 소통되고 있다. 과도한 양의 반응고 재료가 닙 아래의 스트립의 외피들 사이에 있을 때, 높은 온도의 리바운드가 재용융을 시작하고 주조 스트립의 응고된 표피들을 약화시키기 시작한다. 약화된 표피들은 페로스타틱 압력에 기인하여 국부적으로 부풀어올라서 국부적으로 과도한 스트립의 부풀음 및 주조 스트립의 표면 결함을 일으키고, 심각한 약화는 스트립의 파괴를 일으킬 수 있다. 또한, 과도한 양의 반응고 재료가 스트립 가장자리에 가까운 표피들 사이에 있을 때, 반응고 재료는 스트립의 가장자리를 확장시켜서 "가장자리의 부풀음"을 일으킬 수 있거나, 또는 주조 스트립의 가장자리로부터 반응고 재료가 떨어져서 "가장자리의 처짐(edge droop)" 및 "가장자리의 손실"을 일으킬 수 있다.

반응고 재료에 의해 야기되는 재가열로부터의 온도 리바운드는 주조 스트립의 마이크로구조에 영향을 미칠 수도 있다. 본 발명자는 주조기의 하류측에 있는 고온 롤링 밀에서 주조 스트립의 일관된 오스테나이트 마이크로구조를 유지함으로써 바람직한 특성들을 발견하였다. 온도 리바운드로부터 증가된 온도는 스트립을 δ-페라이트 형성 온도로 재가열할 수 있으며, 그것은 냉각시에 미세하고 보다 가변적인 오스테나이트 마이크로구조로 돌아간다.

재가열 문제를 복잡하게 하는 것은 통상적인 주조 롤의 크라운 형상(crown shape)이다. 결과적으로, 주조 롤들 사이의 닙으로부터 하방으로 제조되는 주조 스트립은, 가장자리에 가까운 부분들보다 예를 들어 10 내지 100 마이크로미터 정도로 스트립의 중앙 부분에서 더 두껍다. 크라운을 가지는 그러한 주조 스트립을 형성하도록, 주조 롤들은 네가티브 크라운(negative crown)을 가질 수 있는데, 그것은 스트립 가장자리들에 가까운 곳에서의 원주보다 주조 롤들의 중앙 부분에서의 원주가 작다. 주조 롤들은 약간 쌍곡면(hyperboloid)의 형상인 주조 롤 표면들로 만들어질 수 있다. 가장자리에 가까운 원주보다 중앙 부분에서 작은 주조 롤의 원주를 가지는 각각의 주조 롤의 효과는 가장자리에 가까운 곳에서보다 중앙에서 두께가 더 두꺼워지는 것이다. 과거에는, 두꺼운 반응고 재료 및 부수적인 높은 온도가 중앙 부분에서의 표피들을 보다 용이하고 신속하게 재용융시키는 경향이 있기 때문에, 스트립의 중앙 부분에서 응고된 표피들이 약화되는 경향이 있었다. 주조 롤들 사이의 반응고 재료의 결과적인 가변량(variable amount)은 스트립의 가장자리 부분들에서보다 스트립의 중앙 부분에서 과도한 양의 반응고 재료를 제공하여, 주조 스트립에서 바람직하지 않은 융기부를 초래한다는 점이 밝혀졌다.

본 발명자는 응고된 표피들(shells)이 실질적인 주조 롤 크라운 및 결과적인 주조 스트립 크라운을 가지면서도 주조 스트립의 중앙 부분에서 더 두꺼울 수 있도록, 주조하는 동안 표피의 형성을 보상하고 제어하는 방법을 발견하였다. 본 출원에서는 표피들 및 제조된 주조 스트립이 스트립의 중앙 부분에서 더 두껍도록 주조 스트립에 걸쳐 표피 두께를 직접적으로 제어하는 방법이 개시된다. 그것은 다시 중앙 부분에서 주조 롤들 사이의 반응고 재료의 양을 감소시키고 중앙 부분에서의 표피들 사이의 반응고 재료의 양을 감소시켜서, 높은 주파수 채터를 억제하면서 온도 리바운드 및 부수적인 스트립 결함까지 제어한다.

본원에 개시된 금속 스트립의 연속 주조 방법은:

(a) 반대로 회전하는 주조 롤들을 조립하는 단계로서, 각각의 주조 롤은 주조 롤들의 폭의 적어도 60 % 의 중앙 부분을 가진 주조 표면들을 가지고, 2 개의 가장자리 부분들 각각은 주조 롤들의 폭의 최대 7 % 이고, 적어도 하나의 중간 부분이 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이에 있고, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론(micron) 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중간 부분들은 중앙 부분의 상기 평균 표면 조도와 가장자리 부분들의 상기 평균 표면 조도 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 주조 롤들의 조립 단계;

(b) 얇은 주조 스트립이 그것을 통하여 주조될 수 있는, 주조 롤들 사이의 닙에 간극을 형성하도록 상기 주조 롤들을 측방향으로 위치시키는 단계;

(c) 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 구성된 금속 전달 시스템을 조립함으로써 주조 롤들의 가장자리들에 제한되고 주조 롤들의 주조 표면들 상에 지지된 주조 풀(casting pool)을 형성하는 단계; 및,

(d) 주조 롤들을 반대로 회전(counter-rotate)시켜서 닙에 함께 모인 주조 롤들의 주조 표면들 상에 금속 표피(metal shell)들을 형성하고, 주조 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들이 다양한 두께를 가지는 주조 스트립을 하방향으로 전달하는 단계를 포함한다.

개시된 방법에서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있다. 예를 들어, 폭을 가로지르는 중앙 부분의 표면 조도의 테이퍼(taper)는 단계화된 영역(stepped zones)으로 있을 수 있다.

중앙 부분의 표면 조도는 그것의 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있으며, 중앙 부분의 중간 부분은 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 평균 표면 조도보다 적어도 2 마이크론 아래인 평균 표면 조도(Ra)를 가진다. 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 각각의 가장자리 부분을 가로지르는 평균 표면 조도는 1.0 마이크론 이내일 수 있다.

하나의 대안에서, 중앙 부분의 표면 조도는 실질적으로 폭을 가로질러 유사할 수 있다.

주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있다. 대안으로서, 주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안으로서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 중앙 부분을 가로질러 표면 조도에서의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

추가적으로 또는 대안으로서, 주조 롤들의 폭에 걸쳐 주조 표면의 표면 조도는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에서 변화될 수 있다. 주조 롤들의 폭에 걸쳐 주조 표면의 표면 조도는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에서 단계화된 영역들로 변화될 수 있다. 하나의 대안으로서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 폭에 걸쳐 표면 조도에서의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상이 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

각각의 주조 롤의 중앙 부분은 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 소망되는 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가질 수 있다.

각각의 주조 롤의 가장자리 부분은 50 mm 내지 75 mm 사이의 폭을 가질 수 있다. 대안으로서, 각각의 주조 롤의 가장자리 부분은 25 mm 내지 75 mm 사이의 폭을 가질 수 있다.

주조 롤들은 450 mm 내지 650 mm 사이의 직경을 가질 수 있다.

주조 롤들은 주조 스트립에 크라운을 형성하기에 적합한 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 스트립의 가장자리 부분들이 스트립 폭의 중앙 부분에서의 주조 스트립보다 더 높은 온도가 되도록 형성될 수 있다.

주조 스트립의 주조된 바로서의 두께는 약 0.6 내지 2.4 밀리미터 사이일 수 있고, 주조 풀의 높이는 닙의 위로 약 125 내지 225 밀리미터 사이일 수 있다.

추가적으로, 금속 스트립을 연속 주조하는 장치가 개시되며, 이것은:

(a) 한쌍의 반대 회전 가능한 주조 롤들로서, 각각의 주조 롤은, 주조 롤들의 폭의 적어도 60 % 의 중앙 부분, 각각 주조 롤들의 폭의 최대 7 % 인 2 개의 가장자리 부분들 및, 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이의 적어도 하나의 중간 부분을 가지며, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지며, 중간 부분들은, 중앙 부분의 평균 표면 조도와 가장자리 부분들의 평균 표면 조도 사이의 평균 표면 조도를 가지고, 주조 롤들의 주조 표면들 사이의 닙에 간극을 형성하도록 측방향으로 위치되고, 주조 스트립은 주조 롤들을 통하여 주조될 수 있는, 한쌍의 주조 롤들;

(b) 주조 롤들의 주조 표면들상에 지지되고 주조 롤들의 가장자리들에서 제한된 주조 풀을 형성하도록 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 적합화된 금속 전달 시스템; 및,

(c) 주조 롤들의 주조 표면상에서 금속 표피를 형성하는 주조 롤들을 반대 회전시키도록 적합화된 구동 시스템으로서, 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들의 두께가 변화되면서 주조 스트립을 아래로 전달하도록 주조 롤들이 닙에 함께 모이는, 구동 시스템을 포함한다.

상기 개시된 장치에서, 중앙 부분의 표면 조도는 그 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있다. 예를 들어, 폭을 가로지르는 중앙 부분의 표면 조도의 테이퍼는 단계화된 영역들로 있을 수 있다.

중앙 부분의 표면 조도는 그것의 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있고 중앙 부분의 중간 부분은 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 표면 조도보다 적어도 2 마이크론 아래인 평균 표면 조도(Ra)를 가진다. 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 각각의 가장자리 부분을 가로지르는 평균 표면 조도는 1.0 마이크론 이내에 있을 수 있다.

하나의 대안으로서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 실질적으로 유사할 수 있다.

주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있다. 대안으로서, 주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안으로서, 주조 롤들은 주조 스트립에 있는 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 중앙 부분을 가로지르는 표면 조도의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

추가적으로 또는 대안으로서, 주조 롤들의 폭에 걸친 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있다. 주조 롤들의 폭에 걸친 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 12 마이크론 사이 범위에 있다. 하나의 대안에서, 주조 롤들은 주조 스트립에 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 폭을 가로지르는 표면 조도에서의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

각각의 주조 롤의 중앙 부분은 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 바람직한 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가질 수 있다.

각각의 주조 롤의 가장자리 부분은 50 내지 70 mm 사이의 폭을 가질 수 있다. 대안으로서, 각각의 주조 롤의 가장자리 부분은 25 mm 내지 75 mm 사이의 폭을 가질 수 있다.

주조 롤들은 450 내지 650 mm 사이의 직경을 가질 수 있다.

주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 주조 스트립의 가장자리 부분들이 스트립 폭의 중앙 부분에서의 주조 스트립보다 높은 온도이도록 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상이 이루어진다.

주조 스트립의 주조된 바로서의 두께는 약 0.6 내지 2.4 밀리미터 사이일 수 있고, 주조 풀의 높이는 닙 위로 약 125 내지 225 밀리미터 사이일 수 있다.

또한 융기부(ridge)들이 감소된 금속 스트립을 연속적으로 주조하는 방법이 개시되는데, 이것은:

(a) 각각 중앙 부분 및 가장자리 부분을 가진 주조 표면들을 구비한 한쌍의 반대 회전 가능한 주조 롤들을 조립하는 단계로서, 중앙 부분은 주조 스트립을 가로질러 금속 표피 두께의 소망되는 변화에 대응하도록 상기 중앙 부분을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가지는, 주조 롤들의 조립 단계;

(b) 얇은 주조 스트립이 주조될 수 있는 주조 롤들 사이의 닙에서 간극을 형성하도록 상기 주조 롤들을 측방향으로 위치시키는 단계;

중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있다. 예를 들어, 폭을 가로질러 중앙 부분의 표면 조도의 테이퍼는 단계화된 영역들로 있을 수 있다.

중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있으며 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 표면 조도보다 적어도 2 마이크론 아래인 평균 표면 조도(Ra)를 가진다. 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 각각의 가장자리 부분을 가로지르는 표면 조도는 1.0 마이크론 이내일 수 있다.

주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 15 마이크론 사이에 있다. 대안으로서, 주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안에서, 주조 롤들은 주조 스트립에 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 중앙 부분을 가로질러 표면 조도에서의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 단계화된 영역들로 제공될 수 있다.

추가적으로 또는 대안으로서, 주조 롤들의 폭에 걸쳐 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에서 변화될 수 있다. 주조 롤들의 폭에 걸쳐 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안으로서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 폭을 가로지르는 표면 조도에서의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

주조 롤들은 450 mm 내지 650 mm 사이의 직경을 가질 수 있다.

주조 롤들은 주조 스트립에 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있으며, 주조 스트립의 가장자리 부분들이 스트립 폭의 중앙 부분의 주조 스트립보다 더 높은 온도가 되도록 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상이 이루어질 수 있다.

융기부들이 감소된 금속 스트립을 연속 주조하기 위한 장치는:

(a) 중앙 부분 및 가장자리 부분을 가진 주조 표면을 구비한 한쌍의 반대 회전 가능한 주조 롤로서, 중앙 부분은 주조 스트립을 가로질러 금속 표피 두께의 소망되는 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가지고, 주조 롤들은 주조 스트립이 주조될 수 있는 주조 롤들의 주조 표면들 사이의 닙에 간극을 형성하도록 측방향으로 위치되는, 한쌍의 주조 롤;

(b) 주조 롤들의 주조 표면들 상에 지지되고 주조 롤들의 가장자리들에 제한된 주조 풀을 형성하기 위하여 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 구성된 금속 전달 시스템; 및,

(c) 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들의 두께가 변화되면서 주조 스트립을 하방향으로 전달하도록, 닙에서 함께 모이는 주조 롤들의 주조 표면들상에 금속 표피를 형성하는 주조 롤들을 반대 회전시키도록 구성된 구동 시스템을 포함한다.

중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있다. 예를 들어, 폭을 가로지르는 중앙 부분의 표면 조도의 테이퍼는 단계화된 영역들로 있을 수 있다.

중앙 부분의 표면 조도는 그것의 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있으며 중앙 부분의 중간 부분은 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 표면 조도 아래의 적어도 2 마이크론의 평균 표면 조도(Ra)를 가진다. 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 각각의 가장자리 부분을 가로지르는 표면 조도는 1.0 마이크론 이내에 있을 수 있다.

주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에서 있다. 대안으로서, 주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안에서, 주조 롤들은 주조 스트립에 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 중앙 부분을 가로지르는 표면 조도의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

추가적으로 또는 대안으로서, 주조 롤들의 폭에 걸친 주조 표면의 표면 조도는 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에서 변화될 수 있다. 주조 롤들의 폭에 걸친 주조 표면의 표면 조도는 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에서 단계화된 영역들로 변화될 수 있다. 하나의 대안에서, 주조 롤들은 주조 스트립에 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 폭을 가로지르는 표면 조도의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

각각의 주조 롤의 중앙 부분은 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 소망된 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화된 표면 조도를 가질 수 있다.

주조 롤들은 450 내지 650 mm 사이의 직경을 가질 수 있다.

주조 롤들은 주조 스트립에서의 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있으며, 주조 스트립의 가장자리 부분들이 스트립 폭의 중앙 부분에서의 주조 스트립의 온도보다 높은 온도이도록 각각의 주로 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상이 이루어진다.

주조 스트립의 주조된 바로서의 두께는 약 0.6 내지 2.4 밀리미터 사이일 수 있으며, 주조 풀(casting pool) 높이는 닙 위로 약 125 내지 225 밀리미터 사이일 수 있다.

또한 주조 롤상에 표면 조도를 형성하는 방법이 개시되는데, 상기 방법은:

(a) 주조 롤 표면에 대하여 소정의(predetermined) 방향으로, 선택적으로는 공기 압력을 이용하여 입자 매체를 전달하도록 구성된 표면 텍스처링 장치(texturing apparatus)를 제공하는 단계;

(b) 주조 롤을 회전시키는 동안 주조 롤 표면을 따라서 축방향으로(axially) 표면 텍스처링 장치를 움직이는 단계;

(c) 표면 텍스처링 장치가 주조 롤 표면을 따라서 축방향으로 병진할 때, 표면 텍스처링 장치의 병진 비율, 주조 롤의 회전 속도, 입자 매체의 유량 및, 존재한다면, 표면 텍스처링 장치의 공기 압력으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 파라미터를 변화시키는 단계;

(d) 주조 롤들의 폭의 적어도 60 % 인 주조 롤들의 중앙 부분, 각각의 가장자리 부분이 주조 롤들의 폭의 최대 7 % 인 2 개의 가장자리 부분들 및, 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이의 적어도 하나의 중간 부분에서 표면 조도를 형성하는 단계로서, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중간 부분들은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도와 중앙 부분의 평균 표면 조도 사이에 있는 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 표면 조도의 형성 단계를 포함한다.

상기 방법은 표면 텍스처링 장치가 주조 롤 표면을 따라서 축방향으로 병진될 때 표면 텍스처링 장치와 주조 표면 사이에서 노즐 각도 및/또는 거리를 변화시키는 단계를 포함한다.

하나의 대안에서, 주조 롤을 따라서 축방향으로의 표면 텍스처링 장치의 병진의 비율은 분당 0.25 내지 4 인치 사이에서 변화될 수 있다. 주조 롤의 회전 속도는 분당 10 내지 20 회전 사이에서 변화될 수 있다. 입자 매체(particulate media)의 유량은 분당 약 10 내지 60 파운드 사이에서 변화될 수 있다. 표면 텍스처링 장치의 공기 압력은 제곱 인치당 약 10 내지 120 파운드 사이에서 변화될 수 있다.

중앙 부분에서 형성된 표면 조도는 그것의 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있다. 예를 들어, 중앙 부분의 폭을 가로지르는 표면 조도의 테이퍼는 단계화된 영역들로 있을 수 있다.

중앙 부분의 표면 조도는 그것의 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있으며, 중앙 부분의 중간 부분은 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 표면 조도보다 적어도 2 마이크론 아래인 평균 표면 조도(Ra)를 가진다. 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 각각의 가장자리 부분을 가로지르는 평균 표면 조도는 1.0 마이크론 이내일 수 있다.

하나의 대안에서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 실질적으로 유사할 수 있다.

주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있다. 대안으로서, 주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)가 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안으로서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가지고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 중앙 부분을 가로질러 표면 조도의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

추가적으로 또는 대안으로서, 주조 롤들의 폭에 걸친 주조 표면의 표면 조도는 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있다. 주조 롤들의 폭에 걸친 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있다. 하나의 대안으로서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 폭을 가로지르는 표면 조도에서의 변화와 조화될 수 있다. 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공될 수 있다.

각각의 주조 롤의 중앙 부분은 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 바람직한 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화된 표면 조도를 가질 수 있다.

주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된 크라운 형상을 가질 수 있으며, 주조 스트립의 가장자리 부분이 스트립 폭의 중앙 부분에서의 주조 스트립 보다 높은 온도가 되도록 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상이 이루어질 수 있다.

도 1 은 본 발명의 트윈 롤 주조기의 개략적인 측면도이다.
도 2 는 도 1 의 트윈 롤 주조기의 개략적인 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 롤 카세트(roll cassette)에 장착된 한쌍의 주조 롤들을 통한 부분적인 단면도이다.
도 4 는 주조 롤들 아래의 주조기의 밀봉된 엔크로져(enclosure)에 대한 개략적인 측면도이다.
도 5 는 롤들이 롤 카세트로부터 제거되어 있는 도 3 의 롤 카세트에 대한 개략적인 평면도이다.
도 6 은 롤들이 롤 카세트로부터 제거되어 있는 도 3 의 롤 카세트에 대한 개략적인 측면도이다.
도 7 은 주조 위치에서 도 3 의 롤 카세트의 개략적인 단부를 도시한 것이다.
도 8 은 롤 카세트가 주조 위치에 있는 도 3 의 롤 카세트의 개략적인 평면도이다.
도 9 는 도 7 의 후퇴 위치(retracted position)에서의 위치결정 조립체를 통한 단면도이다.
도 10 은 주조 롤의 개략적인 사시도이다.
도 11 은 닙 아래에서의 주조 스트립의 예시적인 단면도이다.
도 12 는 닙에서의 한쌍의 주조 롤들을 통한 개략적인 단면도이다(종래기술).
도 13 은 닙에 있는 본 발명의 주조 롤들의 대안의 쌍을 통한 개략적인 단면도이다.
도 14 는 스트립 온도에 대한 그래프이다.
도 15a 는 스트립 두께 프로파일의 그래프이다.
도 15b 및 도 21(컬러)은 도 15a 의 스트립 프로파일(strip profile)에 대응하는 측정된 스트립 온도의 그래프이다.
도 16a 는 스트립 두께 프로파일의 대안의 그래프이다.
도 16b 및 도 22(컬러)는 도 16a 의 스트립 프로파일에 대응하는 측정된 스트립 온도의 대안의 그래프이다.
도 17 은 본 발명의 일 예에서 주조 롤의 테이퍼진 표면 조도를 형성하도록 이용된 텍스처링 파라미터들의 표이다.
도 18 은 본 발명의 주조 롤의 일 예를 따라서 테이퍼진 표면 조도에 대한 그래프이다.
도 19 는 주조 롤의 일 예에서 크라운의 양을 나타내는 그래프로서, 가장자리의 큰 주조 롤 반경이 롤의 중앙을 향하여 감소되는 것을 나타낸다.
도 20 은 본 발명의 표면 텍스처링 장치의 개략적인 사시도이다.

도 1 내지 도 7 을 참조하면, 메인 기계 프레임(10)을 포함하는 트윈 롤 주조기(twin roll caster)가 도시되어 있는데, 메인 기계 프레임(10)은 공장 바닥으로부터 세워지고 롤 카세트(roll cassette, 11) 안에 있는 모듈내에 장착된 한쌍의 주조용 롤을 지지한다. 주조용 롤(12)은 아래에서 설명되는 바와 같이 작동 및 움직임의 편의성을 위하여 롤 카세트(11) 안에 장착된다. 롤 카세트는 주조기 안에서 단위체(unit)로서 설정 위치(setup position)로부터 작동 주조 위치로 주조를 준비하기 위한 주조 롤들의 신속한 운동 및, 주조 롤들이 교체되어야 할 때 주조 위치로부터 주조 롤들의 용이한 제거를 편리하게 한다. 여기에서 설명된 바와 같은 주조 롤들의 위치결정 및 운동을 편리하게 하는 기능을 수행하는 한, 소망되는 롤 카세트에 대한 특정의 구성이 있는 것은 아니다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 얇은 강철 스트립을 연속 주조하기 위한 주조 장치는 한쌍의 대응 회전 가능한 주조 롤(12)들을 포함하며, 주조 롤들은 그 사이에 닙(18)을 형성하도록 측방향으로 위치된 주조 표면(12A)을 가진다. 용융 금속은 레이들(13)로부터 금속 전달 시스템을 통하여 금속 전달 노즐(17) 또는 코어 노즐로 공급되는데, 금속 전달 노즐 또는 코어 노즐은 닙(18)의 위에서 주조 롤(12)들 사이에 위치된다. 그렇게 전달된 용융 금속은 주조 롤(12)의 주조 표면(12A)상에 지지된 닙의 위에 용융 금속의 주조 풀(casting pool)을 형성한다. 주조 풀(19)은 한쌍의 측부 폐쇄부 또는 측부 댐 플레이트(dam plate, 20)(도 3 에서 점선으로 표시된 부분)에 의해 주조 롤(12)들의 단부에서 주조 영역내에 한정된다. 주조 풀(19)의 상부 표면(일반적으로 "메니스커스(meniscus)" 레벨로 지칭됨)은 전달 노즐(17)의 하단부 위로 상승될 수 있어서, 전달 노즐의 하단부는 주조 풀 안에 잠긴다. 주조 영역은 주조 풀(19)의 위에 보호 대기(protective atmosphere)가 추가되는 것을 포함하여 주조 영역에서의 용융 금속의 산화를 억제한다.

전달 노즐(17)은 알루미나 그래파이트(aluminum graphite)와 같은 내화 재료로 만들어진다. 전달 노즐(17)은 일련의 유동 통로를 가질 수 있으며, 상기 유동 통로는 롤들을 따라서 용융 금속의 적절하게 낮은 속도의 배출을 발생시키고 롤 표면에 대한 직접적인 충돌 없이 용융 금속을 주조 풀(19) 안으로 전달하도록 적합화된다. 측부 댐 플레이트(20)는 강력한 내화 재료로 제작되고 롤들의 단부와 맞물리는 형상을 가져서, 금속의 용융 풀을 위한 단부 폐쇄부를 형성한다. 측부 댐 플레이트(20)는 유압 실린더 또는 다른 액튜에이터(미도시)의 작동으로 움직일 수 있어서 측부 댐들이 주조 롤들의 단부들과 맞물리게 한다.

이제 도 1 및 도 2 를 참조하면, 레이들(13)은 회전 터릿(rotating turret, 40)상에 지지된 통상적인 구조이다. 금속의 전달을 위하여, 레이들(13)은 주조 위치에서 이동 턴디시(movable tundish, 14)에 걸쳐 위치되어 턴디시를 용융 금속으로 채운다. 이동 턴디시(14)는 턴디시를 가열 스테이션(69)으로부터 주조 위치로 이송시킬 수 있는 턴디시 카(tundish car, 66) 에 위치될 수 있으며, 가열 스테이션에서 턴디시는 주조 온도에 가깝게 가열된다. 턴디시 안내부는 턴디시 카(66) 아래에 위치되어 이동 턴디시(14)를 가열 스테이션(69)으로부터 주조 위치로 움직일 수 있다.

턴디시 카(66)는 턴디시 카(66)에 있는 턴디시(14)를 상승 및 하강시키도록 적합화된 프레임을 구비할 수 있다. 턴디시 카(66)는 롤 카세트(11)에 장착된 주조 롤(12) 위의 높이에 있는 가열 스테이션과 주조 위치 사이에서 움직일 수 있고, 턴디시 안내부의 적어도 일부는 가열 스테이션과 주조 위치 사이에서의 턴디시의 움직임을 위하여 롤 카세트(11)상에 장착된 주조 롤(12)들의 높이보다 위에 있을 수 있다.

이동 턴디시(14)에는 서보 메카니즘(servo mechanism)에 의해 작동될 수 있는 슬라이드 게이트(slide gate, 25)가 설치될 수 있어서, 용융 금속이 턴디시(14)로부터 슬라이드 게이트(25)를 통하여, 그리고 다음에 내화 유출 덮개(refractory outlet shroud, 15)를 통하여 주조 위치에 있는 천이 부재(transition piece) 또는 분배기(16)로 유동하는 것을 허용한다. 분배기(16)는 예를 들어 산화 마그네슘(MgO)과 같은 내화 재료로 만들어진다. 분배기(16)로부터, 용융 금속은 닙(18) 위의 주조 롤(12)들 사이에 위치된 전달 노즐(17)로 유동한다.

주조 롤(12)들은 내부에서 물로 냉각됨으로써, 주조 롤(12)들이 반대로 회전(counter-rotated)하면, 주조 표면들이 주조 롤(12)들의 각각의 회전과 함께 주조 풀(19)과 접촉하고 주조 풀(19)을 통해 움직이므로 표피(shell)가 주조 표면(12A)상에 응고된다. 표피들은 주조 롤들 사이의 닙(18)에 함께 오게되어 닙으로부터 아래로 전달되는 응고된 얇은 주조 스트립 제품(21)을 만든다. 도 1 은 얇은 주조 스트립(21)을 만드는 트윈 롤 주조기를 도시하는데, 주조 스트립은 안내 테이블(30)을 가로질러 핀치 롤 스탠드(pinch roll stand, 31)로 통과되며, 핀치 롤 스탠드는 핀치 롤(31A)들을 포함한다. 핀치 롤 스탠드(31)에서 배출될 때, 얇은 주조 스트립은 한쌍의 감소 롤(reduction roll, 32A) 및 지원용 롤(backing roll, 32B)을 포함하는 고온 롤링 밀(hot rolling mill, 32)을 통과할 수 있으며, 그곳에서 주조 스트립은 고온 롤링되어 스트립을 소망의 두께로 감소시키고, 스트립의 표면을 향상시키고, 스트립의 평탄도를 향상시킨다. 롤링된 스트립은 다음에 흐름 테이블(run out table, 33)상으로 통과되어, 그곳에서 워터 제트(water zet) 또는 다른 적절한 수단을 통해 공급되는 물과의 접촉으로, 그리고 복사 및 대류에 의해 냉각될 수 있다. 그 어떤 경우에도, 롤링된 스트립은 이후에 스트립의 장력을 제공하는 제 2 핀치 롤 스탠드(미도시)를 통과하고, 다음에 코일러(coiler)를 통과한다.

주조 작용의 시작에서, 주조 조건들이 안정화되면서 통상적으로 짧은 길이의 불완전한 스트립이 만들어진다. 연속 주조가 확립된 이후에, 주조 롤들은 약간 멀어지게 움직이고 다음에 다시 함께 모여서, 스트립의 선단 단부가 파괴되어 다음 주조 스트립의 깨끗한 헤드 단부를 형성한다. 불완전한 재료는 파편 수용부(26) 안으로 떨어지는데, 파편 수용부는 파편 수용부 안내부상에서 움직일 수 있다. 파편 수용부(26)는 주조기 아래의 파편 수용 위치에 위치되며 이후에 설명되는 바와 같이 밀봉 엔크로져(sealed enclosure, 27)의 일부를 형성한다. 엔크로져(27)는 통상적으로 물로 냉각된다. 이때, 통상적으로 피봇(29)으로부터 엔크로져(27)의 일측으로 하방향으로 걸려 있는 물 냉각 에이프론(apron, 28)은 주조 스트립(21)의 깨끗한 단부를 안내 테이블(30)로 안내하는 위치로 회동하며, 안내 테이블(30)은 주조 스트립을 핀치 롤 스탠드(31)로 공급한다. 에이프론(28)은 다음에 주조 스트립이 연속적인 안내 롤러들과 연계되는 안내 테이블(30)로 통과되기 전에, 주조 스트립(21)이 엔크로져(27) 안의 주조 롤들 아래의 루프(loop)로 매달리는 것을 허용하는 매달림 위치로 후퇴된다.

오버플로 컨테이너(overflow container, 38)는 이동 턴디시(14)로부터 넘칠 수 있는 용융 재료를 수용하도록 이동 턴디시(14) 아래에 제공될 수 있다. 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 주조 위치들에서 소망되는 바에 따라서 오버플로 컨테이너(38)가 이동 턴디시(14) 아래에 배치될 수 있도록 오버플로 컨테이너(28)는 레일(39) 또는 다른 안내부상에서 움직일 수 있다. 추가적으로, 오버플로 컨테이너는 분배기(미도시)에 가까운 분배기(16)에 대하여 제공될 수 있다.

밀봉 엔크로져(27)는 연속적인 엔코로져 벽을 형성하도록 다양한 밀봉 연결부에서 함께 맞춰지는 다수의 분리된 벽 섹션(wall section)들로 형성되며, 연속적인 엔크로져 벽은 엔크로져 안의 대기(atmosphere)의 제어를 허용한다. 추가적으로, 파편 수용부(26)는 엔크로져(27)와 부착될 수 있어서, 엔크로져는 주조 위치에서 주조 롤(12) 바로 아래의 보호 대기(protective atmosphere)를 지지할 수 있다. 엔크로져(24)는 엔크로져의 하부 부분인, 하부 엔크로져 부분(44)에 있는 개구를 구비하여, 파편 수용 위치에서 파편이 엔크로져(27)로부터 파편 수용부(26)로 통과되는 유출부를 제공한다. 하부 엔크로져 부분(44)은 엔크로져(27)의 일부로서 하방향으로 연장될 수 있고, 개구는 파편 수용 위치에서 파편 수용부(26)의 위에 위치된다. 명세서의 상세한 설명 및 청구 범위에 기재된 바로서, 파편 수용부(26), 엔크로져(27) 및 관련된 특징부들과 관련된 "밀봉", "밀봉된", "밀봉되고 있는", 그리고 "밀봉되게"라는 용어는 누설을 방지하기 위한 완전한 밀봉이 아닐 수 있으며, 통상적으로 완전한 밀봉보다 낮은 것으로서, 일부 허용 가능한 누설과 함께 소망되는 바에 따라 엔크로져 안에서 대기의 제어 및 지지를 허용하기에 적절한 것이다.

테두리 부분(45)은 하부 엔크로져 부분(44)의 개구를 둘러쌀 수 있고 파편 수용부 위에 움직일 수 있게 위치될 수 있어서, 파편 수용 위치에서 파편 수용부(26)와 밀봉되게 맞물릴 수 있고 그리고/또는 그에 부착될 수 있다. 테두리 부분(45)은 예시적으로 사각형의 형태인, 파편 수용부(26)의 상부 가장자리들과 선택적으로 맞물림으로써, 파편 수용부는 엔크로져(27)와 밀봉 맞물림될 수 있고 소망되는 바에 따라서 파편 수용부로부터 이탈되게 움직일 수 있거나 또는 그렇지 않으면 파편 수용부로부터 맞물림 해제될 수 있다.

파편 수용부(26)가 파편 수용 위치로부터 움직일 때 대기의 제어를 허용하고, 그리고 파편 수용부(26)가 다른 것과 교환되는 동안 주조를 계속하는 기회를 제공하도록, 하부 플레이트(46)가 하부 엔크로져 부분(44) 안이나 또는 그에 근접하게 작동되게끔 위치될 수 있다. 하부 플레이트(46)는, 테두리 부분(45)이 파편 수용부로부터 맞물림 해제되었을 때, 엔크로져의 하부 부분 또는 엔크로져 부분(44)의 개구를 폐쇄시키는데 적합화된 엔크로져(27) 안에 작동되게 위치될 수 있다. 다음에, 하부 플레이트(46)는 테두리 부분(45)이 파편 수용부와 밀봉되게 맞물릴 때 후퇴될 수 있어서 파편 재료는 하방향으로 엔크로져(27)를 통하여 파편 수용부(26)로 통과될 수 있다. 하부 플레이트(46)는 후퇴 위치와 폐쇄 위치 사이에서 움직이도록 피봇 가능하게 장착되어 도 1 및 도 4 에 도시된 바와 같이 2 개의 플레이트 위치가 될 수 있거나, 또는 소망에 따라서 하나의 플레이트 부분일 수 있다. 서보 메카니즘, 유압 메카니즘, 공압 메카니즘 및 회전 액튜에이터와 같은 복수개의 액튜에이터(미도시)들이 엔크로져(27)의 외부에 적절하게 위치되며, 폐쇄 위치와 후퇴 위치 사이의 그 어떤 형상으로도 하부 플레이트를 움직이도록 적합화된다. 밀봉되었을 때, 엔크로져(27)와 파편 수용부(26)는 질소와 같은 소망의 개스로 채워져서, 엔크로져 안의 산소의 양을 감소시키고 주조 스트립을 위한 보호 대기를 제공한다.

엔크로져(27)는 주조 위치에서 주조 롤 바로 아래의 보호 대기를 지지하는 상부 칼러 부분(upper collar portion, 43)을 포함할 수 있다. 상부 칼러 부분(43)은 연장 위치와 개방 위치 사이에서 움직일 수 있으며, 상부 칼러 부분이 연장 위치에서는 주조 롤 바로 아래의 보호 대기를 지지하도록 적합화되며, 개방 위치에서는 상부 덮개(42)가 엔크로져(27)의 상부 부분을 덮을 수 있게 한다. 롤 카세트(roll cassette, 11)가 주조 위치에 있을 때, 상부 칼러 부분(43)은, 서보 메카니즘, 유압 메카니즘, 공압 메카니즘 및 회전 액튜에이터와 같은 하나 또는 복수개의 액튜에이터(미도시)에 의하여, 도 3 에 도시된 바와 같이 주조 롤(12)들에 가까운 하우징 부분(53)과 엔크로져(27) 사이의 공간을 폐쇄시키는 연장 위치로 움직인다. 상부 칼러 부분(43)은 물로 냉각될 수 있다.

상부 덮개(42)는 엔크로져(27)의 상부 부분 안에 또는 그에 가깝게 작동될 수 있게 위치되어, 서보 메카니즘, 유압 메카니즘, 공압 메카니즘 및, 회전 액튜에이터와 같은 하나 또는 그 이상의 액튜에이터(59)들에 의하여 엔크로져를 덮는 폐쇄 위치와 후퇴 위치 사이에서 움직일 수 있으며, 후퇴 위치에서 주조 스트립은 닙으로부터 엔크로져(27)로 하방향으로 내려질 수 있다. 상부 덮개(42)가 폐쇄 위치에 있을 때, 롤 카세트(11)는 엔크로져 안에서 보호 대기의 현저한 손실 없이 주조 위치로부터 움직일 수 있다. 이것은 상부 덮개(42)를 폐쇄시키는 것이 엔크로져 안의 보호 대기를 보존할 수 있게 하여 보호 대기가 교체될 필요가 없게 하기 때문에, 롤 카세트로써, 주조 롤들의 신속한 교환을 가능하게 한다.

롤 카세트(11)에 장착된 주조 롤(12)들은 도 2 에 도시된 바와 같이 셋업 스테이션(set up station, 47)으로부터 주조 위치로 전달 스테이션(transfer station, 48)을 통해 전달될 수 있다. 주조 롤(12)들은 롤 카세트(11)로 조립될 수 있고, 다음에 셋업 스테이션(47)으로 움직이며, 셋업 스테이션(setup station)에서 롤 카세트에 장착된 주조 롤들은 주조를 위해 준비될 수 있다. 전달 스테이션(48)에서, 롤 카세트 에 장착된 주조 롤들은 교환될 수 있고, 주조 위치에서 롤 카세트에 장착된 주조 롤들은 주조기에서 작동된다. 주조 롤 안내부는 셋업 스테이션과 전달 스테이션 사이에서, 그리고 전달 스테이션과 주조 위치 사이에서 롤 카세트에 장착된 주조 롤들의 전달을 가능하게 하도록 적합화된다. 주조 롤 안내부들은 레일을 포함하고, 롤 카세트(11)에 장착된 주조 롤(12)들은 레일상에서 셋업 스테이션과 주조 위치 사이에서 전달 스테이션을 통하여 움직일 수 있다. 레일(55)들은 셋업 스테이션(47)과 전달 스테이션(transfer station, 48) 사이에서 연장될 수 있고, 레일(56)들은 전달 스테이션(48)과 주조 위치 사이에서 연장될 수 있다. 롤 카세트에 장착된 주조 롤들은 주조 위치로 상승 또는 하강될 수 있다.

일 실시예에서, 롤 카세트(11)는 롤 카세트를 레일(55,56)상에서 지지하고 움직일 수 있는 휠(wheel, 54)을 포함할 수 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 전달 스테이션(48)은 턴테이블(turntable, 58)을 포함할 수 있다. 레일(55,56)들은 전달 스테이션의 턴테이블(58)상의 레일들과 정렬될 수 있어서, 턴테이블(58)은 제 1 레일(55)과 제 2 레일(56) 사이에서 롤 카세트에 장착된 주조 롤을 교환하도록 회전될 수 있다. 턴테이블(58)은 중심 축 둘레로 회전하여 롤 카세트를 레일들중 하나의 세트로부터 다른 세트로 전달할 수 있다.

주조 롤들을 가진 롤 카세트(11)는 모듈로서 조립될 수 있으며, 모듈은 스트립의 주조를 대비하여 주조기에 신속하게 설치하고, 주조 롤(12)들을 설비에 급속하게 셋업(set up)하기 위한 것이다. 롤 카세트(11)는 카세트 프레임(52), 주조 롤(12)을 지지하고 주조 롤을 카세트 프레임상에서 움직일 수 있는 롤 쐐기부(roll chocks, 49) 및, 주조 롤 아래에 위치되어 주조중에 주조 롤들 바로 아래에 있는 엔크로져(27) 안에 보호 대기를 지지할 수 있는 하우징 부분(53)을 포함한다. 카세트 프레임(52)은 선형 베어링 및/또는 다른 안내부들을 포함할 수 있는데, 이들은 서로를 향하여 그리고 서로로부터 주조 롤들의 움직임을 보조하도록 적합화된다. 하우징 부분(53)은 닙 아래에서 주조 스트립을 감싸도록 엔크로져(27)의 상부 부분에 대응하고 그것과 시일되게 맞물리도록 위치된다.

롤 쐐기부 위치결정 시스템은 메인 기계 프레임(10)상에 제공되어 2 쌍의 위치결정 조립체(positioning assemblies, 50)를 가지는데, 그것은 카세트 프레임(52)상의 주조 롤의 움직임을 가능하게 하도록 적합화된 롤 카세트에 신속하게 연결될 수 있고, 주조하는 동안 주조 롤들의 분리에 저항하는 힘을 제공한다. 위치결정 조립체(50)는 아래에서 설명되는 바와 같이 주조 롤들중 하나를 제어하도록 제공된 압축 스프링을 포함할 수 있다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 위치결정 조립체(50)는 롤 카세트(11)와 맞물릴 수 있는 플랜지(112)를 가진다. 위치결정 조립체(50)는 플랜지 실린더(114)에 의하여 롤 카세트에 고정될 수 있다. 플랜지 실린더(114)는 롤 카세트(11)의 대응 표면(116)에 대하여 플랜지(112)를 고정시키도록 맞물린다. 대안으로서, 위치결정 조립체(50)는 주조하는 동안에 주조 롤의 움직임 및 주조 롤들의 분리 저항이 가능하게 하는, 기계적인 롤 편향 유닛 또는 서보 메카니즘, 유압 또는 공압 실린더 또는 메카니즘, 선형 액튜에이터, 회전 액튜에이터, 자왜 액튜에이터(magnetostrictive actuator) 또는 다른 장치들을 포함할 수 있다. 하나의 대안으로서, 위치결정 조립체(50)는 2009. 3.16. 자로 출원된 미국 특허 출원 US 12/404,684 에 개시된 바와 같은 위치결정 액튜에이터를 포함할 수 있다.

주조 롤(12)들은 샤프트 부분(22)을 포함하며, 이것은 도 8 에 가장 잘 도시된 바와 같이 단부 커플링(23)을 통하여 구동 샤프트(34)들에 연결된다. 주조 롤(12)들은 전기 모터(미도시)에 의해 구동 샤프트를 통하여 그리고 메인 기계 프레임에 장착된 트랜스미션(35)을 통하여 반대로 회전된다. 구동 샤프트들은 카세트가 제거되었을 때 단부 결합부(23)로부터 연결 해제될 수 있어서 위치결정 조립체(50)들의 액튜에이터를 해제하지 않고 주조 롤들이 교환될 수 있게 한다. 주조 롤(12)들은 길이 방향으로 연장되고 원주 방향으로 이격된 일련의 내부 물 냉각 통로들이 형성된 구리의 주위 벽들을 가지며, 물 냉각 통로에는 샤프트 부분(22)에 있는 물 공급 도관으로부터 롤 단부들을 통하여 냉각수가 공급되고, 물 공급 도관은 회전 조인트(미도시)를 통하여 물 공급 호스(24)들로 연결된다. 주조 롤(12)은 약 450 내지 650 밀리미터 사이일 수 있다. 대안으로서, 주조 롤(12)은 직경이 최대 1200 밀리미터 또는 그 이상일 수 있다. 주조 롤(12)의 길이는, 대략 롤의 폭과 같은 스트립 제품의 생산을 가능하게 하기 위하여 소망되는 바로서, 약 2000 밀리미터의 폭 또는 그보다 넓은 폭의 스트립 제품의 제조가 가능할 수 있도록 하기 위하여, 최대 약 2000 밀리미터 이거나 또는 그 보다 더 길 수 있다. 추가적으로, 주조 표면들의 적어도 일부는 개별적인 돌출부들의 분포로써 텍스처링되고(textured), 예를 들어 미국 특허 US 7,073,565 에 설명되고 청구된 바와 같은 무작위적인 개별 돌출부들의 분포로써 텍스처링되고 그것은 여기에 설명된 표면 조도의 테이퍼진 분포를 가진다. 주조 표면은 표면 텍스처(texture)를 보호하도록 크롬, 니켈, 또는 다른 코팅 재료로 코팅될 수 있다.

도 3 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 세정 브러쉬(36)들은 주조 롤들의 쌍에 가깝게 배치됨으로써, 세정 브러쉬(36)의 주위는 주조 롤(12)의 주조 표면(12A)과 접촉할 수 있게 되어 주조하는 동안 주조 표면으로부터 산화물을 세정시킨다. 세정 브러쉬(36)들은, 용융 금속 주조 풀(19)과 접촉하는 보호 대기로 주조 롤이 진입하는 주조 영역과 닙(18) 사이에서, 주조 롤들에 가까운 주조 영역의 반대편 측부들에 위치된다. 선택적으로, 분리 청소 브러쉬(sweeper brush, 37)는 주조 롤(12)의 세정 표면(12A)들에서의 추가적인 세정을 위하여 제공될 수 있으며, 예를 들어 소망되는 바에 따라서 주조 캠페인(casting campaign)의 시작과 끝에 제공될 수 있다.

나이프 밀봉(knife seal, 65)이 각각의 주조 롤(12)에 가깝게 하우징 부분(53)에 근접하여 제공될 수 있다. 나이프 밀봉(65)은 소망되는 바에 따라서 주조 롤에 가깝게 위치될 수 있고 하우징 부분(53)과 회전 주조 롤(12) 사이에서 부분적인 폐쇄부를 형성한다. 나이프 밀봉(65)은 브러쉬(brush)들 둘레에서 대기의 제어를 가능하게 하고, 주조 롤 둘레에서 폐쇄부(27)로부터 고온 기체의 통과를 감소시킨다. 각각의 나이프 밀봉(65)의 위치는 유압 또는 공압 실린더들과 같은 액튜에이터를 작동시켜서 주조하는 동안에 조절될 수 있어서, 나이프 밀봉을 주조 롤들을 향하거나 또는 그로부터 이탈되게 움직인다.

일단 롤 카세트(11)가 작동 위치에 있다면, 롤 카세트(11)에 연결된 위치결정 조립체(50), 단부 커플링(23)에 연결된 구동 샤프트 및, 물 공급 호스(24)에 결합된 냉각수의 공급과 함께 주조 롤들이 고정된다. 복수개의 잭(jack, 57)들은 소망에 따라서 주조 위치에서 롤 카세트(11)를 상승시키거나, 하강시키거나, 또는 측방향으로 움직일 수 있다. 위치결정 조립체(50)는 주조 롤(12)들중 하나를, 통상적으로 조절 가능한 정지부에 대하여 유지되어 있는 다른 주조 롤을 향하여 움직이거나 또는 그로부터 이탈되게 움직여서, 소망의 닙(nip) 또는 주조 위치에서의 롤들 사이의 간극을 제공한다.

롤들 사이의 간극을 제어하고 스트립 제품의 주조를 제어하도록, 주조 롤(12)들중 하나는 통상적으로 롤 카세트(11)에 장착되어 주조하는 동안 다른 주조 롤(12)을 향하여 움직이거나 그 롤(12)로부터 멀리 움직이도록 적합화된다. 위치결정 조립체(50)는 소망에 따라서 다른 주조 롤을 향하여 그리고 다른 주조 롤로부터 주조 롤을 측방향으로(laterally) 움직일 수 있는 액튜에이터를 포함한다. 온도 센서(140)들이 제공되어 닙으로부터 하류측의 기준 지점에서 주조 스트립의 온도를 감지하고 닙 아래의 주조 스트립의 온도에 대응하는 센서 신호를 발생시키는데 적합화된다. 제어 시스템 또는 컨트롤러(142)가 제공되어, 주조 롤 사이의 간극을 변화시키도록 액튜에이터를 제어하게끔 적합화됨으로써, 센서로부터 수신되고 닙 하류측 소망 위치에서의 목표 온도 프로파일과 감지된 온도 프로파일 사이의 온도 차이를 판단하도록 처리된 센서 신호에 응답하여, 닙에 있는 주조 스트립의 금속 표피(metal shell)들 사이에서 제어된 양의 반응고(mushy) 재료를 제공한다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 위치결정 조립체(50)는 플랜지(112)와 연결된 쓰러스트 요소(120)를 움직일 수 있는 액튜에이터(118)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 힘 센서 또는 하중 셀(load cell, 108)이 쓰러스트 요소(thrust element, 120)와 플랜지(112) 사이에 위치될 수 있다. 하중 셀(108)은 닙에 가까운 스트립에 가해지는 감지된 힘을 나타내는, 주조 롤(12)들 사이에서 주조되는 얇은 주조 스트립에 대하여 주조 롤(12)을 강제하는 힘을 감지할 수 있게 위치된다. 위치결정 조립체(50)는 스프링 압축의 힘을 측정할 수 있는 추가적인 하중 셀(load cell)을 포함할 수 있다.

위치결정 조립체(50)를 위한 쓰러스트 요소(thrust element, 120)는 스프링 위치결정 장치(122), 소망의 스프링 비율을 가진 압축 스프링(124) 및, 쓰러스트 요소(120)내에서 압축 스프링(124)에 대하여 움직일 수 있는 미끄럼 가능 샤프트(126)를 포함할 수 있다. 나사 잭(screw jack, 128) 또는 다른 선형의 액튜에이터가 제공되어 스프링 위치결정 장치(122)를 병진시킬 수 있고, 그에 의해 미끄럼 가능 샤프트(126)를 전진시키고 압축 스프링(124)을 압축시킨다. 플랜지(112)는 미끄럼 가능 샤프트(126)에 연결되고 압축 스프링(124)에 대하여 변위 가능하다.

위치 센서(130)에는 위치결정 조립체(50)가 제공되어 미끄럼 가능 샤프트(126)의 위치를 판단하고, 그에 의하여 플랜지(112) 및 그에 고정된 롤 쐐기부(roll chock, 49)의 위치를 판단한다. 위치 센서(130)는 컨트롤러(142)에 신호를 제공하는데, 그 신호는 닙에 있는 주조 롤들 사이의 간극을 판단하도록 롤 쐐기부(49)와 관련 주조 롤(12)의 위치를 나타낸다.

주조 롤(12)들은 내부적으로 물 냉각됨으로써, 주조 롤(12)들이 반대로 회전할 때 주조 표면들이 주조 풀(19)과 접촉하면서 주조 풀을 통해 회전하므로 표피(shell)가 주조 표면(12A)상에서 응고된다. 주조하는 동안, 주조 롤의 주조 표면상에 형성된 금속 표피들은, 금속 표피들 사이에서 반응고 재료가 제어된 양을 가진 주조 스트립으로서 아래로 전달되도록, 함께 닙으로 모아진다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 반응고 재료(mushy material, 502)는 금속 표피(500)들 사이에 삼켜질(swallow) 수 있다. 닙으로부터 하방향으로 주조되는 스트립에 있는 표피들 사이의 반응고 재료(502)는 용융 금속 및 부분적으로 응고된 금속을 포함할 수 있다. 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양은 주조 롤들 사이의 간극을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 제어될 수 있고, 보다 중요하게는, 주조 스트립의 중앙 부분에서 반응고 재료 및 제어된 표피 두께를 제공하도록 (여기에서 소망되는 바로서) 주조 롤(12)의 주조 표면(12A)에 걸쳐 표면 조도(surface roughness)를 제어하는 것에 의하여 표피 두께를 변화시킴으로써 제어될 수 있다.

주조 롤(12)의 주조 표면(12A)은 초기의 크라운 형상(crown shape)으로 기계 가공되어 롤이 사용중일 때 열적 팽창을 허용한다. 도 19 의 그래프로 도시된 일 예에서, 주조 롤은 주조 롤의 중앙에서보다 더 큰 주조 롤의 반경을 차가운 주조 롤의 가장자리에서 약 0.017 인치로 가질 수 있고, 롤의 중앙은 도 19 에서 0.0 인치의 크라운이다. 주조하는 동안 주조 롤이 사용될 때, 열 팽창은 롤에서의 크라운의 양을 감소시켜서, 통상적으로 주조 롤들 사이에서 주조된 스트립은 예를 들어 10 내지 100 마이크로미터 사이의 크라운을 가지는데, 이것은 스트립 폭의 근접한 가장자리 부분들보다 스트립 폭의 중앙 부분에서 더 두꺼운 것이다. 주조 롤에서 동일한 정도의 오목한 크라운 형상이, 롤 표면의 외측 주위를 한정하는 주조 롤의 구리 슬리이브 및, 구리 슬리이브에 걸쳐 제공된 크롬, 니켈 또는 다른 코팅 재료의 도금층에 제공된다. 주조 롤에서의 오목한 크라운은 주조하는 동안에 주조 롤들의 열팽창을 담당하는 주조 스트립내의 소망의 크라운(crown)을 유지하도록, 그리고 동시에 주조하는 동안 주조 스트립의 표피들 사이에서 반응고 재료를 제공하도록 선택될 수 있다.

주조 롤 각각은, 도 10 에 도시된 바와 같이, 중앙 부분(150)이 주조 롤(12)의 폭의 적어도 60 % 이고, 가장자리 부분(152)들 각각이 주조 롤(12)의 폭의 7 % 보다 작고, 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이에 중간 부분(154)들이 있는, 주조 표면(12A)을 가진다. 가장자리 부분들은 2008 년 6 월 24 일자에 출원된 미국 특허 출원 US 12/214,913 에 개시된 바와 같이, 소망의 열 플럭스(heat flux)를 제공하도록 표면 텍스처링될 수 있고 반응고 재료의 제어된 양을 가진 스트립의 가장자리를 제공하도록 적합화된다. 주조 스트립의 가장자리 부분(152)들은 스트립 폭의 중앙 부분(150)에서 주조 스트립보다 높은 온도가 되도록, 각각의 주조 롤(12)의 주조 롤 표면(12A)의 크라운 형상이 이루어진다. 한가지 대안의 예에서, 열 플럭스 밀도(heat flux density)는 주조 롤 표면들을 통하여 제곱 미터당 약 7 내지 15 메가와트일 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 종래 기술의 주조 롤에서 재가열(reheating)은 스트립의 중앙 부분(150)에서 표피를 약화시키는 경향이 있는데, 이는 더 많은 반응고 재료의 존재 때문이다. 도 12 는 종래 기술의 주조 롤의 중앙 부분에서 반응고 재료의 양이 증가되는 것을 개략적으로 나타낸 것이다. 반응고 재료의 가변적인 양은 주조 스트립에서 온도의 리바운드(temperature rebound) 및 융기부(ridge)에 기여하였다. 그러나, 중앙 부분을 가로지르는 조도(roughness)는 표피들이 함께 모이도록 제어될 수 있다. 주조 롤 표면을 가로질러 표면 조도를 제어함으로써, 더 두꺼운 표피들이 스트립의 중앙 부분(150)에서 형성될 수 있어서, 도 13 에서 개략적인 도면으로 도시된 바와 같이 덜 반응고 재료가 스트립의 중앙 부분에 존재한다.

발견된 바에 따르면, 도 13 에서 개략적인 도면으로 도시된 바와 같이 스트립 폭을 가로질러 표피들 사이에서 반응고 재료의 보다 균일한 양을 제공하도록 표피 두께는 주조 롤 폭을 가로질러 변화될 수 있다. 각각의 주조 롤의 중앙 부분은 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 소망된 변이에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가진다. 예를 들어, 도 14 를 참조하여 아래에서 설명된 바와 같이, 표면 조도는 닙 아래의 스트립 폭을 따라서 100 마이크로미터의 두께보다 작은 반응고 재료를 제공하는 표피 두께를 유지하도록 주조 표면에 걸쳐 변화될 수 있다. 대안으로서, 표면 조도는 닙 아래의 스트립 폭을 따라서 50 마이크로미터 두께보다 작은 반응고 재료를 제공하는 표피 두께를 유지하도록 주조 표면을 가로질러 변화될 수 있다.

주조 롤을 가로질러 가변적인 표피 두께를 제공하도록, 주조 롤들의 각각의 가장자리 부분(152)은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있고 중앙 부분(150)은 가장자리 부분들의 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가진다. 중간 부분들은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도와 중앙 부분의 평균 표면 조도 사이의 평균 표면 조도를 가질 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 중간 부분(154)들은 약 4 내지 12 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 중간 부분(154)들은 가장자리 부분(152)들의 표면 조도로부터 중앙 부분(150)의 표면 조도로의 천이(transition)를 제공할 수 있다.

주조 롤(12)의 주조 표면(12A) 또는 주조 롤(12)의 중앙 부분(150)의 표면 조도는 소망의 범위에서 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이에서 선택된다. 대안으로서, 주조 롤(12)의 주조 표면(12A) 또는 주조 롤(12)의 중앙 부분(150)의 표면 조도는 소망의 범위에서 변화될 수 있는데, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이에서 선택된다. 예를 들어, 도 18 의 예에서 도시된 바와 같이, 평균 표면 조도는 주조 표면(12A)의 중앙 부분(12A)을 가로질러 9 내지 13 마이크론 사이에서 변화될 수 있다. 주조 표면(12A)의 표면 조도를 변화시킴으로써, 주조 표면을 통한 열 플럭스는 주조 스트립에서의 융기부를 제어하도록 소망되는 바에 따라서 폭을 가로질러 표피 두께를 제어하게끔 변화될 수 있다.

도 17 에 표로 나타낸 일 예에서, 주조 롤의 중앙 부분(150)은 복수개의 조도 영역들로 분할되고, 각각의 영역은 상이한 평균 표면 조도(Ra)를 가져서 단계화된 영역에서 주조 표면의 테이퍼진 표면 조도를 제공한다. 도 18 에 도시된 바와 같이, 표면 조도가 중앙 부분(150)의 최외측 부분들로부터 중앙 부분의 중간을 향하여 단계화된 영역 또는 연속적인 테이퍼로 감소되도록, 중앙 부분(150)의 표면 조도는 중앙 부분의 폭을 가로질러 테이퍼질 수 있다. 대안으로서, 표면 조도는 주조 롤을 따라서 연속적으로 테이퍼질 수 있다. 다른 대안으로서, 중앙 부분(150)의 표면 조도는 실질적으로 폭을 가로질러 유사할 수 있다.

각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 표면의 중앙 부분(150)을 가로질러 표면 조도의 변화와 조화된다. 다르게 말하자면, 롤 크라운 형상(roll crown shape) 및 표면 조도의 변화는 스트립 두께를 가로질러 반응고 부분 및 및 표피의 두께 변화와 소망의 두께를 제공하도록 각각 선택된다. 그 어떤 경우에라도, 중앙 부분(150)의 표면 조도는 감소된 융기들 및 스트립 폭을 가로지르는 금속 표피들의 두께 변화와 함께 닙으로부터 하방향으로 주조 스트립을 전달한다.

도 17 및 도 18 의 예에서, 주조 롤(12)은 15 개의 조도 영역들로 분할된다. 이러한 예에서, 제 1 가장자리 부분(152)은 영역(1,2)을 포함하고, 제 2 가장자리 부분은 영역(14,15)을 포함한다. 제 1 중간 부분(154)은 영역(3)을 포함하고 제 2 중간 부분(154)은 영역(13)을 포함한다. 도 17 및 도 18 에서 중앙 부분은 주조 롤들의 제 1 가장자리로부터 62 내지 1282 mm 에서 조도 영역(4 내지 12)들을 포함하고, 중앙 부분은 주조 롤 폭의 90 % 이다. 주조 롤(12)이 소망에 따라 임의 개수의 조도 영역들로 분할될 수 있는 것으로 간주된다. 다른 예에서, 도시되지 않았지만, 주조 롤(12)의 중앙 부분(150)은 주조 롤들 폭의 적어도 60 % 의 3 개 조도 영역들로 분할될 수 있다. 대안으로서, 중앙 부분(150)은 주조 롤을 따라서 표면 조도를 조절하기 위하여 3 내지 20 개 영역들 또는 그 이상으로 분할될 수 있다.

각각의 가장자리 부분은 주조 롤 폭의 최대 약 7 % 일 수 있다. 대안으로서, 각각의 가장자리 부분들은 주조 롤 폭의 최대 약 4 % 일 수 있다. 주조 롤(12)들의 각각의 가장자리 부분(152)은 적어도 25 mm 폭이다. 대안으로서, 각각의 가장자리 부분(152)은 적어도 50 mm 폭일 수 있다. 하나의 대안에서, 가장자리 부분은 25 mm 내지 75 mm 사이의 폭이다. 대안으로서, 가장자리 부분은 50 mm 내지 75 mm 사이의 폭이다. 가장자리 부분(152)의 평균 표면 조도(Ra)는 적어도 4 마이크론 일 수 있다. 하나의 대안에서, 가장자리 부분(152)의 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 9 마이크론 사이일 수 있다. 예를 들어, 도 17 에 도시된 바와 같이, 가장자리 부분(152)은 영역(1,2) 및 영역(14,15)이며, 그 각각은 50 mm 이다.

주조 롤(12)의 각각의 중간 부분(154)은 도 17 의 영역(3,13)에서 도시된 바와 같이 적어도 10 mm 이다. 대안으로서, 주조 롤(12)의 각각의 중간 부분(154)은 적어도 25 mm 폭일 수 있다. 중간 부분(154)의 평균 표면 조도(Ra)는 적어도 5 마이크론 일 수 있다. 하나의 대안에서, 중간 부분(154)의 평균 표면 조도(Ra)는 4 내지 10 마이크론 사이일 수 있다. 중간 부분(154)들은 중앙 부분의 평균 표면 조도와 가장자리 부분의 평균 표면 조도 사이의 평균 표면 조도를 가질 수 있다.

롤의 주조 표면(12A)은 그리트(grit) 또는 쇼트 블라스팅(shot blasting)에 의해 제조되는 표면 조도로써 제조될 수 있는데, 변화되는 표피 두께를 만들도록 소망에 따라서 중앙 부분(150)을 따라 표면 조도가 변화된다. 적절한 표면 조도는 0.7 내지 1.4 mm 정도의 입자 크기를 가진 강철, 알루미나, 실리카 또는 실리콘 카바이드와 같은 표면 텍스처(texture) 형성용 경질 입자 재료를 가지고 그리트 또는 쇼트 블라스팅에 의해 금속 기판에 부여될 수 있다. 입자 매체는 회전 휠과 같은 다른 기계적인 수단 또는 압축 공기를 이용하여 롤 표면으로 이송될 수 있다. 소망의 입자 크기 또는 상이한 입자 크기들의 매체의 조합을 이용하고 30 내지 110 psi 의 쇼트 또는 그리트 블라스팅 공기 압력을 변화시킴으로써 다양한 소망의 롤 표면 조도가 달성될 수 있다. 대안으로서, 휠 블라스팅(wheel blasting)이 이용되어 표면 조도를 제공할 수 있는데, 여기에서 입자 매체는 제어된 원심력을 이용하는, 회전식이고, 통상적으로 블레이드가 있는, 휠에 의해 추진된다. 휠 블라스팅에서, 블라스팅 휠의 속도는 소망의 표면 조도를 달성하도록 변화될 수 있다. 다른 대안에서, 또는 다른 방법에 추가적으로, 블라스트 매체의 유량을 제어하도록 가변적인 오리피스가 제공될 수 있다. 가변적인 오리피스는 공기 압력의 제어와 관련되거나 또는 독립적으로 제어될 수 있다.

도 20 은 테이퍼진 표면 조도를 제공하기 위한 표면 텍스처링 장치(texturing apparatus)의 일 예를 나타낸다. 테이퍼진 표면 조도는 단계화된 영역들일 수 있거나, 또는 대안으로서 소망의 표면 조도 및 표면 텍스처링 장치의 성능 및 프로그래밍에 기초한 연속의 선형 또는 비선형 테이퍼일 수 있다. 도 20 에 도시된 바와 같이, 주조 롤(12)은 수용 박스(160) 안에 위치된다. 주조 롤은 가변적인 속도의 회전 구동부(162)에 작동되게 연결된다. 수용 박스(160)는 쇼트(shot) 또는 그리트 블라스팅(grit blasting) 동안에 주조 롤 표면(12A)에 접근하도록 롤의 길이를 따라서 개구(164)를 구비한다. 노즐(166)은 개구(164)를 통하여 주조 롤 표면(12A)을 향해 입자 매체를 지향시키도록 제공된다. 표면 텍스처링(texturing) 동안에 입자 매체의 적어도 일부를 포함하도록 개구(164)에는 밀봉(168)이 제공될 수 있다. 밀봉(168)은 주조 롤(12)을 따라서 개구(164)를 통하여 노즐(166)의 움직임을 허용하면서 입자 매체를 보유하도록 적합화된 이중 브러쉬 밀봉(double brush seal)이거나 또는 다른 구성일 수 있다. 노즐(166)은 작동 가능하게 선형 액튜에이터(170)에 연결되어 주조 롤(12)을 따라서 노즐(166)의 움직임을 제어한다. 선형 액튜에이터(170)는 도 20 의 예로서 도시된 바와 같은 산업용 로봇일 수 있다. 대안으로서, 선형 액튜에이터(170)는 주조 롤을 따라서 노즐을 제어하는 선형 운동 장치일 수 있으며, 예를 들어 유압 액튜에이터, 랙 및 피니언, 선형 구동기, 또는 다른 제어된 운동 장치이다. 선형 액튜에이터(170)는 입자 매체 또는 다른 잔류물의 축적으로부터 베어링 표면 및 움직임 부분들을 보호하는 덮개 또는 외피에 의해 덮힐 수 있다.

텍스처링 공정(texturing process)에서, 회전 구동부(162)는 주조 롤을 미리 결정된 속도에서 회전시킨다. 입자 매체 유동이 시작되고 노즐(166)은 주조 롤(12)의 일 단부에 있는 주조 표면(12A)으로 지향된다. 주조 롤이 회전하면, 노즐(166)은 미리 결정된 속도에서 주조 롤 표면을 가로질러 축방향으로 횡단한다. 도 17 에 도시된 예에서, 주조 롤은 15 개 영역들로 분할된다. 이러한 예에서, 노즐(166)이 주조 롤을 따라서 병진되면서 주조 롤(12)은 분당 16 회전으로 회전되었다. 노즐(166)이 하나의 영역으로부터 다른 영역으로 움직일 때, 공기 압력은 그 영역에 특정되는 바에 따라 높게 또는 낮게 조절되며, 롤을 따르는 노즐의 병진 속도는 그 영역에 특정되는 바에 따라 증가되거나 또는 감소된다. 도 17 의 예에서, 입자 매체의 유량은 주조 롤을 따라서 변화되지 않았다. 그러나, 유량은 주조 롤을 따라서 변화될 수 있는 것이 고려된다. 도 17 에 도시된 예에서, 롤을 따르는 노즐의 병진 속도는 분당 0.75 내지 약 1.5 인치 사이에서 변화되었다. 다른 병진 비율들이 주조 롤의 회전 속도 및 입자 매체의 유량에 대응하여 고려된다. 노즐(166)은 주조 롤 표면(12A)으로부터의 일정한 거리 및 주조 롤 표면에 대한 일정한 각도에서 미리 결정된 속도로 주조 롤(12)을 따라서 병진된다.

노즐(166)은 롤의 접선으로부터 실질적으로 직각이거나 또는 다른 소망의 각도로 입자 매체가 롤 표면에 충격되도록 위치될 수 있다. 대안으로서, 롤의 접선으로부터 약 60 내지 120 도 사이에서 입자 매체가 롤 표면상에 충격되도록 노즐이 변화될 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 노즐은 표면 텍스처링하는 동안 롤 표면으로부터 더 멀리 또는 가깝게 움직일 수 있다. 도 17 의 예에서, 노즐은 주조 롤의 표면으로부터 대략 3 인치 내지 3/8 인치로 위치되었다. 노즐이 주조 롤의 표면으로부터 약 2 내지 6 인치 사이에서 변화될 수 있다는 점이 고려된다.

주조 롤에 표면 텍스처를 형성하기 전에, 롤은 1 마이크론 보다 작은 평균 주조 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안으로서, 표면 텍스처를 형성하기 전에 주조 롤의 평균 표면 조도는 약 1 내지 3 마이크론 사이일 수 있다.

입자 매체는 SAE 규격 J444 에 따라서 S330 의 쇼트(shot) 크기일 수 있다. 대안으로서 입자 매체는 S280 내지 S460 사이의 쇼트 크기일 수 있다. 입자 매체는 그리트(grit), 실리카(silica), 볼(ball) 또는 다른 입자 매체일 수 있다. 하나의 대안으로서, 입자 매체는 SAE 규격 J444 에 따라서 약 G16 내지 G25 사이의 그리트 크기일 수 있다.

표면 텍스처링 공정(texturing process)은 주조하는 동안 제조된 표피의 두께를 제어하도록 하나의 주조 롤로부터 다른 주조 롤까지 반복될 수 있는, 예측 가능의 롤 표면(predictable roll surface)을 생산하도록 제어된다. 소망의 블라스트 표면 구조 및 표면 조도를 생산하는데 이용되는 표면 텍스처링 과정의 파라미터들은 주조 롤 회전 속도, 노즐로부터 롤 표면까지의 거리, 노즐로부터 롤 표면까지의 각도, 노즐 횡단 속도, 표면 텍스처링 과정 통과의 수, 입자 매체 유량, 공기 압력, 입자 매체 크기 및 형상의 균일성 및, 표면 텍스처링 이전의 롤 표면 구조를 포함한다. 일 예로서, 구리 롤 표면은 50 마이크론 두께 정도의 얇은 크롬 코팅으로 보호된 구조 표면 및 소망의 테이퍼진 표면 조도를 제공하는 방식으로 블라스팅될 수 있다.

금속 스트립을 연속 주조하는 방법은 현재 개시된 주조 롤들을 조립하는 단계 및, 주조 스트립이 주조될 수 있는 주조 롤들 사이의 닙에 간극을 형성하도록 상기 주조 롤들을 측방향으로(laterally) 위치시키는 단계를 포함하며, 각각의 주조 롤들은 중앙 부분 및 가장자리 부분을 가진 주조 표면을 구비하고, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중간 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도와 중앙 부분의 평균 표면 조도(Ra) 사이의 평균 표면 조도를 가진다. 중앙 부분은 주조 롤들의 폭의 적어도 60 % 이고, 각각의 가장자리 부분은 주조 롤들의 폭의 최대 7 % 이다. 그 방법은 주조 롤들의 단부에서 제한되고 주조 롤들의 주조 표면들상에 지지된 주조 풀을 형성하기 위하여 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 적합화된 금속 전달 시스템을 조립하는 단계와, 스트립 폭을 가로지르는 금속 표피의 두께가 변화되면서 주조 스트립을 아래로 전달하기 위하여 닙으로 모인 주조 롤들의 주조 표면들에 금속 표피를 형성하도록, 주조 롤들을 반대로 회전시키는 단계를 포함한다. 추가적으로, 닙에서의 주조 롤(12) 사이의 간극은 표면 크라운(surface crown) 및, 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양을 적어도 제어하는 것을 보조하도록 변화될 수 있다. 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 제어된 양은 용융된 금속 및 부분적으로 응고된 금속을 포함할 수 있고, 자체 지지될 정도로 충분히 응고되지 않은 표피들 사이의 모든 재료를 포함할 수 있다.

하나의 대안에서, 상기 방법은, 닙으로부터 하류측의 기준 위치에서, 닙에 있는 주조 스트립의 금속 표피 사이의 반응고 재료의 소망되는 양에 대응하는 주조 스트립의 목표 온도 프로파일을 결정하는 단계, 기준 위치에서 닙으로부터 하류측의 주조 스트립의 온도를 감지하고 감지된 온도에 대응하는 신호를 발생시키는 단계 및, 센서로부터 수신되고 목표 온도 프로파일과 감지된 온도 프로파일 사이의 온도 차이를 결정하도록 처리된 센서 신호에 응답하여, 주조 롤들 사이의 닙에서 액튜에이터가 간극을 변화시키는 단계를 포함한다.

금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양을 제어하도록, 닙 하류측의 금속 표피들의 온도는 감지되거나 또는 측정될 수 있다. 온도 프로파일을 포함하여 온도를 측정하기 위한 다양한 장치들이 알려져 있다. 그러한 센서들은 스트립 폭을 따르는 복수의 위치들에서 스트립 온도를 감지할 수 있고 스트립 온도를 나타내는 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 온도 센서(140)는 주사 고온계(scanning pyrometer) 또는 어레이 온도 센서(array temperature sensor)를 포함할 수 있다.

온도 센서(140)는 주사 고온계 또는 다른 온도 감지 장치들에 의해서 스트립 폭을 따라서 연속체로서 주조 스트립의 온도를 감지하도록 위치될 수 있다. 대안으로서, 온도는 스트립 폭을 따라서 별개의 위치들에서 감지될 수 있다. 온도 센서(140)는 주조 스트립을 가로질러 구획부들에서 주조 스트립의 온도를 판단하도록 위치될 수 있다. 추가적으로, 온도 센서(140)들은 닙으로부터 하류측으로 단일 기준 위치에 위치될 수 있거나, 또는 주조 스트립의 대표 온도를 제공하도록 닙으로부터 하류측의 몇개의 기준 위치들에 위치될 수 있다. 온도 센서(140)들은 닙으로부터 약 0.2 미터 내지 2.0 미터 사이의 하나 또는 그 이상의 기준 위치들에서 온도를 감지하도록 위치될 수 있다.

기준 위치에서 닙으로부터 하류측의 주조 스트립의 목표 온도 프로파일은 주조 스트립의 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 소망하는 양들과 경험적으로 관련될 수 있다. 목표 온도 프로파일은 경험적인 데이터로부터 결정될 수 있는데, 그것은 소망에 따라서 업데이트될 수 있다. 대안으로서, 또는 추가적으로, 목표 온도 프로파일은 열전달 특성, 두께, 강철의 화학적 특성 및, 주조 스트립에서 금속을 응고시키는 다른 특성들에 기초하여 계산될 수 있다. 그 어떤 경우에도, 목표 온도 프로파일은, 정확도의 가용 한계(available limit) 또는 소망의 한계 내에 있는 이용 가능한 소망의 데이터에 의하여, 주조 스트립의 금속 표피들 사이를 따라서 반응고 재료의 소망되는 양에 대응하도록 닙으로부터 하류측의 기준 위치에서 결정된다. 따라서, 목표 온도 프로파일이 실제로는 허용 가능 공차 안에서 금속 표피들 사이를 따르는 반응고 재료의 양들에 대응하는 온도의 구분된 범위(bracketed range)일 수 있다.

도 14 에 도시된 바와 같이, 닙으로부터 하류측의 주조 스트립의 온도는 주조 롤들의 폭을 가로질러 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양과 함께 변화될 수 있다. 도 14 에서, 선 A 는 스트립이 냉각된 주조 롤들의 주조 표면과 접촉되어 있는 동안 주조 스트립의 감소되는 온도를 식별한다. 점 B 는 닙에 대응하는데, 그곳에서 금속 표피들이 주조 롤로부터 분리되어 닙으로부터 하류측에 주조된 주조 스트립을 형성한다. 선 C 는 온도의 리바운드(rebound) 또는 리바운드 가열(rebound heating)에 대응하며, 그것은 상승하는 스트립 표면 온도로 도시된 바와 같이 금속 표피들 사이의 반응고 재료가 금속 표피들을 재가열할 때 닙으로부터 하류측에서 발생된다. 표피들 사이의 반응고 재료의 특정한 양에 대하여, 고온 롤링 밀 이전의 온도 리바운드로부터의 과도한 온도는 오스테나이트 그레인(austenite grain)의 성장 및 성긴 마이크로구조(coarse microstructure)를 야기할 수 있다. 점 G 를 참조하면, 온도 리바운드는 스트립을 δ-페라이트 형성 온도로 재가열할 수 있으며, 그것은 냉각시에 성기고 보다 가변적인 오스테나이트 마이크로구조로 전환시키며, 그 어떤 경우에도, 주조 스트립에 융기부(ridges)를 일으킬 수 있다. 심한 환경에서, 반응고 재료는 금속 표피들의 재용융점으로 금속 표피들을 재가열시킬 수 있어서 주조 스트립의 바람직하지 않은 추가적인 표면의 결함 및 잠재적인 고른 파괴를 초래한다. 온도 리바운드의 효과는 표피들 사이의 반응고 재료의 양을 조절함으로써 제어될 수 있는데, 반응고 재료의 적은 양은 융기부 및 다른 표면 결함을 덜 제공하는 경향이 있으며, 그것은 높은 주파수의 채터(chatter)가 나타나기 시작하는 것으로 반응고 재료의 양이 감소할 때까지 그러하다.

도 14 에 도시된 바와 같이, 도 14 에서 메니스커스 레벨(meniscus level)로부터 측정된 닙의 하류측의 거리에 대하여 온도 리바운드가 발생된다. 주조 스트립의 온도 리바운드 또는 재가열의 범위는 닙으로부터 배출될 때 주조 스트립에서의 응고된 재료의 양에 대한 반응고 재료의 양에 의해서 제어된다. 선 D, E 및 F 로 도시된 바와 같이, 닙을 떠난 이후에, 주조 스트립의 표면 온도는 반응고 재료로부터의 열이 표피로 전달되면서 증가되고, 다음에 스트립이 냉각되면서 감소되기 시작한다. 선 D, E 및 F 는 주조 롤 표면들을 통하여 동일한 열 플럭스(heat flux)를 유지하면서 주조하는 동안 금속 표피들 사이에 형성된 반응고 재료의 상이한 양들에 대한 온도 리바운드의 3 가지 계산된 예를 나타낸다. 선 D 는 닙에서 배출될 때 금속 표피들 사이에 반응고 재료가 제로 마이크로미터로 있을 때 주조 스트립의 온도를 나타낸다. 선 E 는 닙에서 배출될 때 금속 표피들 사이에 반응고 재료가 50 마이크로미터 있을 때 주조 스트립의 온도를 나타낸다. 선 F 는 닙에서 배출될 때 금속 표피들 사이에 반응고 재료가 100 마이크로미터 있을 때 주조 스트립의 온도를 나타낸다. 선 D, E 및 F 로 도시된 바와 같이, 닙에서 배출될 때 금속 표피들 사이에 있는 반응고 재료의 양이 많은 것은 높은 스트립 온도 또는 닙 하류측의 주조 스트립의 온도 리바운드가 큰 것에 대응한다. 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양과 온도 리바운드 사이의 관계를 이용하여, 계산되고 그리고/또는 경험적으로 결정된, 기준 위치에서 닙으로부터 하류측의 주조 스트립의 목표 온도 프로파일이 결정될 수 있는데, 그것은 스트립에서의 융기부 및 높은 주파수 채터 양쪽을 감소시키는 주조 스트립의 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 소망되는 양에 대응한다.

도 15a 는 스트립의 폭을 가로질러 선행 기술의 주조 스트립의 샘플에 대한 두께 프로파일을 도시하는 그래프이다. 이러한 예에서, 주조 스트립의 두께는 스트립의 폭을 가로질러 변화된다. 기준 지점(A,C)은 기준 지점(B)에 의해 식별된 부분보다 더 두꺼운 주조 스트립의 부분들을 식별한다. 도 15b 를 참조하면, 스트립의 폭에 걸친 주조 스트립의 온도가 도시되어 있다. 도 15b 에서, 스트립의 폭은 y 축을 따르며, 주조 스트립의 표면의 온도는 x 축을 따른 선택된 시간 간격에 걸쳐 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 기준 지점(A, C)에서에서의 스트립의 온도는 기준 지점(B)에서의 주조 스트립의 온도보다 뜨겁다. 이러한 예에서, 주조 스트립의 얇은 부분인, 기준 지점(B)은 대략 1450℃ 인데 반해, 표피들 사이의 반응고 재료의 많은 양의 결과로서 스트립의 두꺼운 부분인 기준 지점(A, C)은 대략 1500 내지 1520℃ 이다.

도 16a 는 스트립의 폭을 가로지르는 현재의 주조 스트립의 샘플에 대한 두께 프로파일을 도시하는 그래프이다. 이러한 예에서 도시된 바와 같이, 주조 스트립의 두께는 스트립의 폭을 가로질러 적은 변화를 가진다. 추가적으로, 도 16b 에 도시된 바와 같이, 현재의 스트립의 폭을 가로지르는 주조 스트립의 온도는 도 15b 에 도시된 온도보다 전체적으로 낮고, 폭을 가로질러 변화가 덜하다. 향상된 온도 및 두께 프로파일은 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 제어된 양을 반영한다.

스트립 온도가 닙의 하류측에서 측정되는 기준 지점은 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 기준 지점은 단일 위치일 수 있거나, 또는 닙의 하류측의 여러 위치일 수 있다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양과 주조 스트립의 온도 사이의 관계는 닙 하류측의 거리에 대하여 확장될 수 있고, 기준 위치는 그 거리내에서 선택될 수 있다. 기준 위치는 닙으로부터 약 0.2 미터 내지 2.0 미터 사이일 수 있다. 일 예에서, 기준 위치는 닙으로부터 하류측으로 0.5 미터일 수 있다. 다른 예에서, 기준 위치는 닙으로부터 하류측으로 1 미터일 수 있다. 그러나, 도 14 에 도시된 바와 같이, 닙에 너무 가까운 기준 위치는 온도 리바운드의 범위를 놓칠 것이고, 하류측의 열 손실은 닙으로부터 너무 먼 기준 위치의 측정 가능 효과를 감소시킬 것이다. 닙 바로 아래의 주조 스트립의 높은 온도 때문에 기준 위치를 정하는데 있어서 실제의 제한이 고려될 수도 있다.

당업자에게 명백한 바로서, 목표 온도 프로파일은 컨트롤러에서의 사용을 위해 소망되는 바에 따라서 하나 또는 그 이상의 기준 위치들에서의 하나 또는 그 이상의 온도일 수 있다. 목표 온도 프로파일은 다수의 온도 측정치를 조합하기 위한 공식으로부터 결정될 수도 있다.

주조 스트립의 온도가 감지될 수 있고 센서 신호는 감지된 온도에 대응되게 발생될 수 있다. 센서 신호는 전기 센서 신호일 수 있다. 추가적으로, 평균화(averaging), 합침(summing), 차감(differencing) 및 필터링(filtering)과 같은 다양한 신호 처리 기술들이 감지된 온도에 대응하는 센서 신호에 적용될 수 있다. 그러한 신호 처리 기술은 컨트롤러(142)의 성능 또는 안정성을 향상시킬 수 있고 그리고/또는 주조 스트립의 품질을 향상시킬 수 있다. 센서 신호는 단일의 온도 측정치 또는 여러 온도 측정치들에 대응할 수 있다. 센서 신호는 여러 온도 측정치들의 조합에 대응할 수도 있다. 다른 예에서, 주조 스트립의 폭 및/또는 길이를 가로지르는 여러 위치들에서 주조 스트립의 온도에 대응하는 여러 센서 신호들이 이용될 수 있다.

주조 롤(12)의 위치를 제어하도록, 액튜에이터가 센서 신호에 응답하여 주조 롤들 사이의 간극을 변화시킬 수 있는데, 센서 신호는 센서로부터 수용되고, 감지된 온도 프로파일과 목표 온도 프로파일 사이의 온도 차이를 결정하도록 처리된다. 센서 신호는 아날로그 또는 디지털 프로세싱을 포함하는, 임의의 적절한 신호 프로세싱 기술에 의하여 감지된 온도 프로파일과 목표 온도 프로파일 사이의 온도 차이를 결정하도록 프로세싱(processing)될 수 있다.

닙에서의 주조 롤(12)들 사이의 간극은 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양을 제어하도록 서보메카니즘(servomechanism) 또는 다른 구동부에 의해 변화될 수 있다. 예를 들어, 주조 롤들 사이의 간극은 주조 스트립의 금속 표피들 사이에서 반응고 재료의 양을 제어하는 것을 돕도록 액튜에이터에 의해서 변화될 수 있는데, 그것은 감지된 온도와 목표 온도 사이의 온도 차이를 결정하도록 처리된 센서 신호에 응답하여, 주조 스트립의 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 양이 약 10 내지 200 마이크로미터가 되도록, 보다 특정적으로는 약 10 내지 100 마이크로미터가 되도록 변화될 수 있다. 다른 예에서, 주조 롤들 사이의 간극은 처리된 센서 신호에 응답하여 주조 스트립의 금속 표피들 사이에서 반응고 재료의 양을 약 20 내지 50 마이크로미터 사이로 제어하도록 액튜에이터에 의해 변화될 수 있다.

금속 스트립을 연속 주조하는 방법은 분당 40 내지 100 미터 사이의 주조 속도를 제공하도록 주조 롤들을 반대로 회전시키는 것을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 주조 스트립의 주조된 것으로서의 두께는 0.6 내지 2.4 밀리미터 사이일 수 있다. 다른 주조된 것으로서의 두께도 주조 시스템의 성능에 따라서 고려되기도 한다. 그 어떤 경우에도, 주조된 것으로서의 두께는 주조 스트립의 고온 롤링 이후의 최종 제품의 소망 두께보다는 클 수 있다.

이전에 설명된 바와 같이, 용융 금속의 주조 풀은 닙 위에서 주조 롤(12)들의 주조 표면상에 지지된다. 주조 풀(casting pool)의 높이는 닙 위의 약 125 mm 내지 225 mm 사이일 수 있으며, 주조 롤들은 직경이 약 450 mm 내지 650 mm 사이이다. 일 예에서, 주조 풀의 높이는 약 160 내지 180 mm 사이일 수 있다. 다른 예에서, 주조 풀의 높이는 예를 들어 대형 주조 롤들이 이용될 때, 닙 위에서 250 mm 보다 클 수 있다. 주조 풀의 높이는 주조 풀의 메니스커스(meniscus)와 닙 사이의 수직 거리로서 측정된다. 추가적으로, 일 예에서, 열 플럭스 높이는 주조 롤을 통하여 제곱 미터당 7 내지 15 메가와트일 수 있다.

금속 스트립을 연속 주조하기 위한 장치는, 주조 롤들 사이의 닙에 간극을 형성하도록 측방향으로 위치된 주조 표면들을 가진 한쌍의 반대 회전 가능한 주조 롤(casting roll)로서, 그 간극을 통해 주조 스트립이 주조될 수 있는, 주조 롤; 주조 풀(casting pool)을 형성하기 위하여 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 적합화된 금속 전달 시스템으로서, 주조 풀은 주조 롤들의 주조 표면상에 지지되고 주조 롤들의 단부들에서 한정되며, 금속 표피들 사이에 제어된 양의 반응고 재료를 가지고 닙으로부터 하방향으로 주조 스트립을 전달하도록 주조 롤들이 닙에서 함께 모이는, 금속 전달 시스템; 기준 지점에서 닙으로부터 하류측으로 주조 스트립의 온도를 감지하도록, 그리고 닙 아래의 주조 스트립의 온도에 대응하는 센서 신호를 발생시키도록 적합화된, 센서; 및, 센서 신호에 응답하여 닙에서 주조 스트립의 폭을 가로질러 금속 표피들 사이의 반응고 재료의 제어된 양을 제공하기 위하여 주조 롤들 사이의 간극을 변화시키도록 액튜에이터를 제어하게끔 적합화된 컨트롤러(142)로서, 센서 신호는 센서로부터 수신되고 감지된 온도와 목표 온도 사이의 온도 차이를 결정하도록 프로세싱되는 컨트롤러를 가질 수 있다.

다른 예에서, 금속 스트립을 연속 주조하는 방법은 주조 롤들의 위치 또는 지점을 감지하는 단계, 닙에 가까운 스트립에 가해지는 힘을 감지하는 단계 및/또는 닙 하류측의 주조 스트립의 두께 프로파일을 감지하는 단계를 포함할 수도 있다. 센서 신호들은 위치, 힘 또는 프로파일 측정치들에 대응하여 발생될 수 있다. 스트립 폭을 가로지르는 금속 표피들 사이에 제어된 양의 반응고 재료를 제공하도록 주조 스트립의 감지 온도에 대응하는 센서 신호에 추가하여, 위치, 힘 및/또는 두께 프로파일 측정치들에 대응하는 센서 신호들이 롤들의 위치, 롤들의 힘 및, 스트립의 하류측 두께 프로파일을 제어하도록 이용될 수 있다.

예를 들어, 위치 센서(130)가 제공되어 위치될 수 있는데, 이것은 주조 롤(12)들의 위치를 감지할 수 있고, 주조 롤들 사이의 간극을 결정하도록 각각의 주조 롤 위치를 나타내는 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 컨트롤러(142)는 각각의 주조 롤의 위치를 나타내는 전기 신호들을 수신할 수 있고, 감지 온도와 목표 온도 사이의 온도 차이를 결정하도록 처리된, 스트립 온도 센서(140)로부터 수신된 센서 신호 및, 위치 센서로부터 수신된 센서 신호에 응답하여, 주조 롤들 사이의 닙에서 액튜에이터가 간극을 변화시키게 할 수 있다. 위치 센서(130)들은 선형 변위 센서일 수 있으며, 예를 들어 전압 편차 트랜스듀서(voltage differential transducer), 가변 인덕턴스 트랜스듀서(variable inductance transducer), 가변 캐패시턴스 트랜스듀서(variable capacitance transducer), 에디 전류 트랜스듀서(eddy current transducer), 자기 변위 센서(magnetic displacement sensor), 광학 변위 센서, 또는 다른 변위 센서들을 포함하며, 그러나 이들에 제한되는 것은 아니다.

컨트롤러(142)는 하나 또는 그 이상의 컨트롤러들을 포함할 수 있는데, 예를 들어 프로그래머블 콤퓨터, 프로그래머블 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 프로그래머블 로직 컨트롤러, 신호 프로세서 또는 다른 프로그래머블 컨트롤러와 같은 것이며, 이들은 온도 및 롤 위치 센서 신호들을 수신할 수 있고, 감지 온도와 목표 온도 사이의 온도 차이를 결정하도록 센서 신호들을 처리할 수 있고, 소망에 따라서 액튜에이터를 움직일 수 있는 제어 신호를 제공할 수 있다.

추가적으로, 컨트롤러(142)는 닙에 근접한 스트립에 가해지는 힘들에 응답하여 스트립 제품의 주조를 제어할 수 있다. 힘 센서들 또는 부하 셀(loac cell)들은 닙에 근접한 스트립상에 가해지는 힘들을 감지할 수 있고 스트립에서 감지된 힘들을 나타내는 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 다음에, 컨트롤러(142)는 스트립에 가해지는 감지된 힘들을 나타내는 전기 신호를 수신할 수 있고 스트립에 가해지는 감지된 힘들에 응답하여 액튜에이터가 주조 롤들을 움직이게 할 수 있다. 컨트롤러(142)는 스트립에 가해지는 감지된 힘들에 응답하여 각각의 주조 롤의 각각의 단부에서 액튜에이터가 움직일 수 있게 한다. 컨트롤러는 스트립 제품의 주조를 제어하도록 온도, 위치 및 힘 센서 데이터를 이용하여 소망의 특성을 달성할 수 있다. 미국 특허 US 7,464,764 에 기재된 바와 같이, 주조 스트립에서 표준 치수(gauge)의 변화는 롤 분리력(roll separation force)을 가짐으로써 제어될 있는데, 롤 분리력은 롤을 움직이는 것과 관련된 기계적인 마찰력을 극복하고 페로스타틱 풀(ferrostatic pool)을 평형화시키는데 필요한 것보다 높다. 특히, 밀리미터당 2 내지 4.5 뉴톤 사이 범위의 롤 분리력이 스트립의 품질 제어에 유효하였다.

다른 구현예에서, 두께 프로파일 센서들이 닙의 하류측에 위치될 수 있으며, 그것은 스트립의 폭을 따라서 복수개의 위치들에서 스트립 두께 프로파일을 감지할 수 있고, 닙 하류측의 스트립 두께 프로파일을 나타내는 전기 신호를 발생시킨다. 일 예에서, 프로파일 센서들은 닙으로부터 하류측의 주조 스트립의 온도를 감지하는데 적합화된 센서에 근접하여 위치될 수 있다. 다음에, 컨트롤러(142)는 닙 아래의 주조 스트립의 온도에 대응하는 센서 신호에 추가하여 스트립 두께 프로파일을 나타내는 전기 신호를 처리할 수 있고, 액튜에이터가 주조 롤들을 움직이고 스트립 두께 프로파일을 나타내는 전기 신호들에 응답하여 주조 스트립의 두께 프로파일을 제어할 수 있게 한다.

명백하게도, 온도 센서(140)를 이용하는 상기 개시된 방법 및 장치는 위에서 설명된 위치 센서, 힘 센서 및 프로파일 센서들을 가지거나 또는 이들이 없이 이용될 수 있다.

본 발명이 특정의 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위로부터 이탈하지 않으면서 다양한 변형들이 이루어질 수 있고 균등예들이 대체될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 더욱이, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 특정한 상황 또는 소재를 본 발명의 원리에 적합화시키는 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위에 속하는 특정의 실시예에 제한되지 않도록 의도된다.

Claims

주조 롤들 사이의 닙(nip)에 간극을 형성하도록 한쌍의 반대로 회전하는 주조 롤들을 조립하는 단계로서, 닙을 통하여 얇은 주조 스트립이 주조될 수 있고, 각각의 주조 롤은 중앙 부분, 2 개의 가장자리 부분들 및, 적어도 하나의 중간 부분을 구비한 주조 표면을 가지며, 중앙 부분은 주조 롤들 폭의 적어도 60 % 이고, 각각의 가장자리 부분은 주조 롤들 폭의 최대 7 % 이고, 중간 부분은 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이에 있고, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지며, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중간 부분들은 상기 중앙 부분의 평균 표면 조도와 상기 가장자리 부분들의 평균 표면 조도들 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 주조 롤들의 조립 단계;
닙 위에 용융 금속을 전달하도록 구성된 금속 전달 시스템을 조립함으로써 주조 롤들의 가장자리들에 제한되고 주조 롤들의 주조 표면들 상에 지지된 주조 풀(casting pool)을 형성하는 단계; 및
주조 롤들을 반대로 회전(counter-rotate)시켜서 닙에 함께 모인 주조 롤들의 주조 표면들 상에 금속 표피(metal shell)들을 형성하고, 주조 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들이 다양한 두께를 가지는 주조 스트립을 하방향으로 전달하는 단계를 포함하는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
융기부(ridges)들이 감소된 금속 스트립의 연속 주조 방법으로서,
얇은 주조 스트립이 주조될 수 있는 주조 롤들 사이의 닙에서 간극을 형성하도록 반대로 회전하는 한쌍의 주조 롤들을 조립하는 단계로서, 각각의 주조 롤은 적어도 중앙 부분 및 가장자리 부분을 가진 주조 표면들을 가지고, 중앙 부분은 주조 스트립을 가로질러 금속 표피 두께에서의 소망 두께에 대응하도록 상기 중앙 부분에 걸쳐 변화되는 표면 조도를 가지는, 주조 롤들의 조립 단계;
닙 위에 용융 금속을 전달하도록 구성된 금속 전달 시스템을 조립함으로써 주조 롤들의 가장자리들에 제한되고 주조 롤들의 주조 표면들 상에 지지된 주조 풀(casting pool)을 형성하는 단계; 및
주조 롤들을 반대로 회전(counter-rotate)시켜서 닙에 함께 모인 주조 롤들의 주조 표면들 상에 금속 표피(metal shell)들을 형성하고, 주조 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들이 다양한 두께를 가지는 주조 스트립을 하방향으로 전달하는 단계를 포함하는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제2항에 있어서, 각각의 주조 롤의 주조 표면은 중앙 부분과 각각의 가장자리 부분 사이에 중간 부분을 포함하는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법으로서,
주조 롤 표면에 대하여 소정의 방향으로, 입자 매체를 전달하도록 적합화된 표면 텍스처링 장치(texturing apparatus)를 제공하는 단계;
주조 롤을 회전시키는 동안 주조 롤 표면을 따라서 축방향으로 표면 텍스처링 장치를 움직이는 단계;
표면 텍스처링 장치가 주조 롤 표면을 따라 축방향으로 병진할 때, 표면 텍스처링 장치의 병진 비율, 주조 롤의 회전 속도 및 입자 매체의 유량으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 파라미터를 변화시키는 단계;
주조 롤들의 폭의 적어도 60 % 인 주조 롤들의 중앙 부분, 각각의 가장자리 부분이 주조 롤들의 폭의 최대 7 % 인 2 개의 가장자리 부분들, 및 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이에 있는 적어도 하나의 중간 부분에서 표면 조도를 형성하는 단계로서, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중간 부분들은 상기 가장자리 부분들의 평균 표면 조도와 상기 중앙 부분의 평균 표면 조도들 사이에 있는 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 표면 조도의 형성 단계를 포함하는, 주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 입자 매체는 공기 압력을 이용해 전달되고, 하나 이상의 파라미터는 상기 표면 텍스처링 장치의 공기 압력을 더 포함하는 것인 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 표면 텍스처링 장치가 주조 롤 표면을 따라서 축방향으로 병진될 때 표면 텍스처링 장치와 주조 표면 사이의 거리 및/또는 노즐 각도를 변화시키는 단계를 더 포함하는, 주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 주조 롤을 따라 표면 텍스처링 장치의 병진 비율을 분당 0.25 내지 4 인치 사이에서 변화시키는 단계를 포함하는, 주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 주조 롤의 회전 속도를 분당 10 내지 20 회전 사이에서 변화시키는 단계를 포함하는, 주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 입자 매체의 유량을 분당 10 내지 60 파운드 사이에서 변화시키는 단계를 포함하는, 주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 표면 텍스처링 장치의 공기 압력을 제곱 인치당 10 내지 120 파운드 사이에서 변화시키는 단계를 포함하는, 주조 롤 상에 표면 조도를 형성하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼지는(tapered), 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제11항에 있어서, 폭을 가로지르는 중앙 부분의 표면 조도의 테이퍼는 단계화된 영역들로 있는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제11항에 있어서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼지며, 중앙 부분의 중간 부분은 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 평균 표면 조도보다 적어도 2 마이크론 아래인 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 동일한, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 가장자리 부분은 50 mm 내지 75 mm 사이의 폭을 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제16항에 있어서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 롤은 450 내지 650 mm 사이의 직경을 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주조 롤의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화되며, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제19항에 있어서, 각각의 주조 롤의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들(stepped zones)로 변화되고, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 롤은 주조 스트립에서 크라운(crown)을 형성하도록 적합화된, 스트립 가장자리들에 가까운 곳에서의 원주보다 작은 주조 롤들의 중앙 부분에서의 원주를 포함하는 크라운 형상을 가지고, 상기 크라운 형상 및 표면 조도의 변화는 각각 표피의 원하는 두께와 두께 변화, 및 스트립 폭을 가로질러 표피 사이의 반응고(mushy) 부분을 제공하도록 선택되는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제21항에 있어서, 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공되는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 롤들은 주조 스트립에 크라운 형상을 형성하도록 적합화된, 스트립 가장자리들에 가까운 곳에서의 원주보다 작은 주조 롤들의 중앙 부분에서의 원주를 포함하는 크라운 형상을 가지고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 스트립의 가장자리 부분들이 주조 스트립 폭의 중앙 부분에 있는 주조 스트립보다 더 높은 온도를 가지도록 형성되는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주조 롤의 중앙 부분의 표면 조도는 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 소망되는 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 스트립의 주조된 두께는 0.6 내지 2.4 밀리미터 사이인, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 풀의 높이는 닙 위에서 125 내지 225 밀리미터 사이인, 금속 스트립의 연속 주조 방법.
한쌍의 반대 회전 가능한 주조 롤들로서, 각각의 주조 롤은, 주조 롤들의 폭의 적어도 60 % 인 중앙 부분, 각각의 가장자리 부분이 주조 롤들의 폭의 최대 7 % 인 2 개의 가장자리 부분들, 및 각각의 가장자리 부분과 중앙 부분 사이에 있는 적어도 하나의 중간 부분을 가지며, 각각의 가장자리 부분은 3 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 중앙 부분은 가장자리 부분들의 평균 표면 조도의 1.2 내지 4.0 배 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지며, 중간 부분들은, 중앙 부분의 평균 표면 조도와 가장자리 부분들의 평균 표면 조도들 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지고, 주조 롤들의 주조 표면들 사이의 닙에 간극을 형성하도록 측방향으로 위치되고, 주조 스트립은 주조 롤들을 통해 주조될 수 있는, 한쌍의 주조 롤들;
주조 롤들의 주조 표면들상에 지지되고 주조 롤들의 가장자리들에서 제한된 주조 풀을 형성하도록 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 적합화된 금속 전달 시스템; 및
주조 롤들의 주조 표면상에서 금속 표피를 형성하기 위해 주조 롤들을 반대 회전시키도록 적합화된 구동 시스템으로서, 주조 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들이 다양한 두께를 가지는 주조 스트립을 아래로 전달하도록 주조 롤들이 닙에 함께 모이는 것인 구동 시스템을 포함하는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
융기부들이 감소된 금속 스트립의 연속 주조 장치로서,
적어도 중앙 부분 및 가장자리 부분이 구비된 주조 표면을 가지는 한쌍의 반대 회전 가능한 주조 롤들로서, 중앙 부분은 주조 스트립을 가로질러 금속 표피 두께에서의 소망되는 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는 표면 조도를 가지고, 얇은 주조 스트립이 그것을 통해 주조될 수 있는 주조 롤들의 주조 표면들 사이의 닙에서 간극을 형성하도록 측방향으로 위치된, 한쌍의 주조 롤들;
주조 롤들의 주조 표면들상에 지지되고 주조 롤들의 가장자리들에서 제한된 주조 풀을 형성하기 위하여 닙 위에 용융 금속을 전달하도록 적합화된 금속 전달 시스템; 및
주조 롤들의 주조 표면상에서 금속 표피를 형성하는 주조 롤들을 반대 회전시키도록 적합화된 구동 시스템으로서, 주조 스트립 폭을 가로질러 금속 표피들이 다양한 두께를 가지는 주조 스트립을 아래로 전달하도록 주조 롤들이 닙에 함께 모이는 것인 구동 시스템을 포함하는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제28항에 있어서, 각각의 주조 롤의 주조 표면은 중앙 부분과 각각의 가장자리 부분 사이에 중간 부분을 포함하는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항에 있어서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼지는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제30항에 있어서, 폭을 가로지르는 중앙 부분의 표면 조도의 테이퍼는 단계화된 영역으로 있는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제30항에 있어서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 테이퍼지며, 중앙 부분의 중간 부분은 중앙 부분의 최외측 부분들에서의 평균 표면 조도보다 적어도 2 마이크론 아래의 평균 표면 조도를 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙 부분의 표면 조도는 폭을 가로질러 동일한, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 가장자리 부분은 50 mm 내지 75 mm 사이의 폭을 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 가장자리 부분들은 5 내지 7 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 가장자리 부분들은 3 내지 6 마이크론 사이의 평균 표면 조도(Ra)를 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 롤들은 450 mm 내지 650 mm 사이의 직경을 가지는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주조 롤들의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 변화되며, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 15 마이크론 사이의 범위에 있는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주조 롤의 중앙 부분의 주조 표면의 표면 조도는 단계화된 영역들로 변화되고, 평균 표면 조도(Ra)는 5 내지 12 마이크론 사이의 범위에 있는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운(crown)을 형성하도록 적합화된, 스트립 가장자리들에 가까운 곳에서의 원주보다 작은 주조 롤들의 중앙 부분에서의 원주를 포함하는 크라운 형상을 가지고, 상기 크라운 형상 및 표면 조도의 변화는 각각 표피의 원하는 두께와 두께 변화, 및 스트립 폭을 가로질러 표피 사이의 반응고(mushy) 부분을 제공하도록 선택되는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제40항에 있어서, 크라운 형상은 계단 형식의 단차를 가지도록 제공되는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 롤들은 주조 스트립에서 크라운을 형성하도록 적합화된, 스트립 가장자리들에 가까운 곳에서의 원주보다 작은 주조 롤들의 중앙 부분에서의 원주를 포함하는 크라운 형상을 가지고, 각각의 주조 롤의 주조 롤 표면의 크라운 형상은 주조 스트립의 가장자리 부분들이 스트립 폭의 중앙 부분에서의 주조 스트립보다 더 높은 온도가 되도록 형성되는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 주조 롤의 중앙 부분의 표면 조도는 주조 스트립에 대하여 형성된 금속 표피 두께에서의 소망된 변화에 대응하도록 주조 표면을 가로질러 변화되는, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 스트립의 주조된 두께는 0.6 내지 2.4 밀리미터 사이인, 금속 스트립의 연속 주조 장치.
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