KR101940915B1 - 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치는 상호 반대 방향으로 회전하여, 턴디쉬로부터 주입된 용강으로부터 박판을 형성하는 한 쌍의 주조롤, 상기 한쌍의 주조롤의 측면을 밀봉하여 상기 용강을 저장하는 댐부를 구비하고, 상기 댐부의 일면에 형성된 홀을 갖는 엣지댐, 상기 엣지댐에 저장된 용강의 표면의 스컴(scum)을 검출하는 검출부, 상기 검출부의 검출 결과에 따라 상기 엣지댐의 용강의 높이를 조절하여, 상기 용강의 표면에 형성된 스컴을 상기 홀로 유입시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치{TWIN ROLL STRIP CASTER HAVING FUNCTION FOR REMOVING SCUM}

본 발명은 쌍롤식 박판 주조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 쌍롤식 박판제조공정에 있어서 스컴(Scum)을 제거하는 방법은 위어(Weir)와 용강 공급 노즐(SEN)의 형상을 제어하여 스컴의 혼입을 방지하는 기술이 가장 보편적인 방법이다.

그러나 이러한 종래기술은 토출구의 침지 깊이를 제어하여 스컬 및 스컴이 제품 표면에 혼입되는 것을 방지하는 목적으로 함으로써, 스컴이 스트립(Strip)에 포함되어 배출되게 되어 있어 실수율 저하를 가져오며, 주조성이 민감한 강종에 대해서는 가스 배출시 응고상태의 급격한 변화로 스트립의 스티킹(Sticking) 발생 및 판의 파단을 야기시키는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1051741호

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치가 제공된다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치는 상호 반대 방향으로 회전하여, 턴디쉬로부터 주입된 용강으로부터 박판을 형성하는 한 쌍의 주조롤, 상기 한쌍의 주조롤의 측면을 밀봉하여 상기 용강을 저장하는 댐부를 구비하고, 상기 댐부의 일면에 형성된 홀을 갖는 엣지댐, 상기 엣지댐에 저장된 용강의 표면의 스컴(scum)을 검출하는 검출부, 상기 검출부의 검출 결과에 따라 상기 엣지댐의 용강의 높이를 조절하여, 상기 용강의 표면에 형성된 스컴을 상기 홀로 유입시키는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스컴이 제품 표면에 포함되지 않게 하여, 실수율을 증가시키고 주조 불안전성도 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 일부분을 보다 상세하게 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 에지댐의 일부를 보다 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 검출부에 의해 검출된 용강의 표면 영상을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 스컴을 제거하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치(100)는 한 쌍의 주조롤(130), 엣지댐(140), 검출부(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.

한 쌍의 주조롤(130)은 상호 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤을 구비하여, 주입된 용강으로부터 스트립(strip)(S)을 형성할 수 있다.

엣지댐(140)은 한 쌍의 주조롤(130)의 측면을 밀봉하여 상기 용강을 저장할 수 있다. 엣지댐(140)의 댐부의 일부에는 홀이 형성될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 일부분을 보다 상세하게 도시한 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 에지댐의 일부를 보다 상세하게 도시한 도면이다.다

도 1과 함께 도 2 및 도 3을 참조하면, 엣지댐(140)은 한 쌍의 주조롤(130)의 각 측면을 각각 밀봉하여 상기 용강을 저장하는 댐부(141)를 포함할 수 있고, 댐부(141)의 내측 일면에는 홀(142)이 형성될 수 있다. 댐부(141)는 홀(142)을 통해 유입된 스컴을 저장하는 저장부(143)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 홀(142)은, 일반적인 주조시의 용강 높이 보다 15mm 높은 위치에 5mm 높이와 폭 400mm로 가공될 수 있다. 홀(142)의 개수나 형상은 다양할 수 있다.저장부(143)는 이러한 홀(142)을 통해 유입된 스컴을 저장할 수 있으며, 예를 들어, 저장부(143)는 내화물이 내부에 축조되어 있는 일종의 스크랩 박스(Scrap Box)일 수 있다. 저장부(143)는 댐부(141)의 기구물 내부에 형성되거나 댐부(141)의 외면에 별도로 형성된 기구물일 수 있다.

래들(110)로부터의 용강은 턴디쉬(120)의 노즐(121)을 통해 엣지댐(140)과 한 쌍의 주조롤(130)에 의해 둘러싸인 용강풀에 유입될 수 있고, 위어(weir)(144)는 노즐(121)로부터의 용강이 용강풀의 탕면 요동을 야기시키는 것을 방지하기 위해 용강의 유동을 제어할 수 있다.

도 1과 함께 도 3을 참조하면, 검출부(160)는 상기 용강풀의 용강의 표면의 영상 정보를 획득할 수 있다. 검출부(160)는 상기 용강풀의 용강의 표면의 영상 정보를 획득하는 비젼 카메라 또는 열화상 카메라 등 다양할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 검출부에 의해 검출된 용강의 표면 영상을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 3과 함께 도 4를 참조하면, 검출부(160)에 의해 획득한 용강의 표면의 영상을 보면 용강의 이미지 밝기와 스컴의 이미지 밝기가 상이함을 확인할 수 있다.

제어부(170)는 검출부(160)로부터의 영상 정보에 기초하여 상기 용강풀의 용강 표면에 스컴이 발생되면, 상기 용강풀의 용강의 높이를 제어할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치의 스컴을 제거하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2와 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 주조 중에는 용강풀의 용강 높이(h1)는 홀(142)보다 낮게 유지되고 있으며 이러한 높이는 검출부(160)의 이미지 처리 프로그램을 사용하여 초당 약 24 프레임(frame)씩 측정되어 제어부(170)에 전송하고 있으며, 이러한 계측 정보를 이용하여 턴디쉬(120)의 상부 노즐을 막고 있는 스탑퍼(Stopper)(122)의 높이가 제어될 수 있다.

용강풀의 용강 높이를 측정하는 검출부(160)의 이미지 처리 프로그램은 용강풀의 용강 높이를 실시간으로 정확하게 측정할 수 있으며, 이에 더하여 도 4에 도시된 바와 같이, 용강 표면에서 용강과 색상이 다른 스컴이 포함되게 되면 용강풀 표면 전체의 밝기가 변화하게 되고, 이러한 변화가 임계치(예를 들어, 1.2)값 이상으로 검출되면 용강풀의 용강 표면이 스컴으로 덮여있다고 판단한다. 스컴이 일정량 이상 포함되어 있다고 검출부(160)에서 신호를 제어부(170)에 전달하면, 제어부(170)에서는 현재의 목표 용강높이를 에지댐의 홀(142)이 있는 높이(h2)까지 상승시키도록 제어하고, 구동부(125)는 스탑퍼(Stopper)의 위치를 상하로 이동시켜 공급되는 용강의 량을 조절한다.

일반적으로, 스탑퍼(stopper)(122)를 이용하여 용강 높이를 제어 방식은 상부노즐(123)부터 용강 공급기(SEN)(124)까지 용강이 전달되는데 2~3초의 시간이 걸리게 되고 이는 제어부(170)에서 보면 시간지연(time delay)효과가 되어 안정적인 주조를 하는데 매우 나쁜 영향을 미치게 된다. 이러한 시연지연효과까지 감안하여 스탑퍼(stopper)(122) 제어는 매우 느리게 진행될 수 있고, 목표 용강 높이 값을 서서히 상승시켜 실제의 용강 높이 측정값이 충분히 오버슛(Overshoot)없이 추종할 수 있도록 한다. 만약 용강 높이의 실측값에 출렁거림이 심하다면, 제어부(170)에서 제어 목표값은 상수값으로 유지되어 출렁거림이 완화될때까지 기다리게 된다. 정상적으로 상승된 제어 목표값은 홀(142)의 높이 5mm중에서 약 1mm까지만 용강의 수위가 유지되게 결정되어, 용강풀내 용강은 최소한으로 유출되면서 대부분 스컴만 빠질수 있도록 제어한다. 목표 용강높이에 도착한 후 검출부(160)는 10초 단위로 용강내 스컴양을 재검사하여 그 양이 임계치 이하로 검출될 때 용강의 높이를 기존의 주조 높이로 낮추게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 한쌍의 주조롤(130)에 의해 형성된 스트립(S)은 압연 라인(150)에 의해 압연되어 권취될 수 있다.

압연 라인(150)은 열간 압연기(151), 수냉기(152), 핀치롤(153), 권취 코일(154)을 포함할 수 있고, 스트립(S)을 열간 압연 후 냉각하여, 권취할 수 있다.

쌍롤식 박판 주조장치에 있어 용강풀 내 용강의 청정도는 제품 품질에 매우 중요한 역할을 하는데, 일반적으로 용강풀 내 용강 표면에 떠오른 스컴은 주조롤 표면에 달라붙어 용강과 주조롤이 직접적으로 닿지 않게 하여 응고를 지연시키고 해당 부위만큼 제품 표면에 스케일(Scale)처럼 달라붙어 후공정에서 불균일 산세를 발생시켜 불량을 만든다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이러한 스컴을 효과적으로 제품의 양 에지방향으로 제거하여 근본적으로 제품 표면에 포함되지 않게 함으로써 불량 제품 제작이 발생하지 않아 실수율을 향상시키고, 종래에 용강풀 내 가스분출을 통해 스컴을 제거하는 방법에 대비하여 주조 불안정성도 제거할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100: 쌍롤식 박판 주조 장치
110: 래들
120: 턴디쉬
121: 노즐
122: 스탑퍼
123: 상부 노즐
124: 용강 공급기
125: 구동부
130: 한쌍의 주조롤
140: 엣지댐
141: 댐부
142: 홀
143: 저장부
144: 위어
150: 압연 라인
151: 열간 압연기
152: 수냉기
153: 핀치롤
154: 권취 코일
160: 검출부
170: 제어부

Claims (5)

1. 상호 반대 방향으로 회전하여, 턴디쉬로부터 주입된 용강으로부터 박판을 형성하는 한 쌍의 주조롤;
   상기 한쌍의 주조롤의 측면을 밀봉하여 상기 용강을 저장하는 댐부를 구비하고, 상기 댐부의 일면에 형성된 홀을 갖는 엣지댐;
   상기 엣지댐에 저장된 용강의 표면의 스컴(scum)을 검출하는 검출부; 및
   상기 검출부의 검출 결과에 따라 상기 엣지댐의 용강의 높이를 조절하여, 상기 용강의 표면에 형성된 스컴을 상기 홀로 유입시키는 제어부
   를 포함하는 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 검출부는 상기 용강의 표면의 영상을 획득하여, 획득한 표면 영상의 밝기에 따라 상기 스컴을 검출하는 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 엣지댐의 댐부는 상기 홀로 유입된 스컴을 저장하는 저장부를 포함하는 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 턴디쉬의 스탑퍼(stopper)의 위치를 조정하여 상기 엣지댐이 저장하는 용강의 높이를 조절하는 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 용강의 높이 제어시, 상기 용강의 높이의 실측값이 일정 기준 이상으로 변동되면 상기 용강의 공급량을 일정값으로 유지하는 스컴 제거 기능을 갖는 쌍롤식 박판 주조 장치.
   

Images