KR102280890B1 - 연속 주조를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

연속 주조 장치는 제1 업스트림 풀리 및 제1 다운스트림 풀리에 의해 운반되는 제1 벨트, 제2 업스트림 풀리 및 제2 다운스트림 풀리에 의해 운반되는 제2 벨트, 및 상기 제1 벨트 뒤에 배치된 제1 주형 지지 섹션 및 상기 제2 벨트 뒤에 배치된 제2 주형 지지 섹션에 의해 정의되는 주형 영역을 포함한다. 상기 제1 주형 지지 섹션은 상기 제1 벨트를 지지하고, 상기 주형 영역에서 상기 제1 벨트의 형상을 정의하고, 상기 제2 주형 지지 섹션은 상기 제2 벨트를 지지하고 상기 주형 영역에서 상기 제2 벨트의 형상을 정의한다. 상기 제1 주형 지지 섹션 및 상기 제2 주형 지지 섹션 중 적어도 하나는 전이 부분 및 상기 전이 부분으로부터 다운스트림의 대체로 평탄한 부분을 포함한다. 상기 전이 부분은 금속 공급 장치로부터 용융 금속을 수용하도록 구성되는 변화하는 반경을 갖는다.

Description

연속 주조를 위한 시스템 및 방법

본 출원은 2017년 4월 11일에 출원된 미국 임시 출원 번호 62/483,987의 이익을 주장하며, 이것은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 금속의 연속 주조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 금속의 연속 주조를 위한 트윈 벨트 주조 시스템 및 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 알루미늄 합금들과 같은 경금속 합금들의 연속 주조는 전형적으로 트윈 롤 캐스터들 및 트윈 벨트 캐스터들과 같은 연속 캐스터들에서 수행되어 왔다. 트윈 롤 캐스터들은 일반적으로 용융 금속이 공급되는 한 쌍의 대향되는 회전 롤들을 포함한다. 롤들의 중심선들은, "닙(nip)"이라고 하는, 롤들 사이의 최소 간극의 영역을 통과하는 수직 또는 대체로 수직 평면에 있어, 주조 스트립은 일반적으로 수평 경로로 형성되지만, 앵글 또는 수직 방향으로 스트립들을 생성하는 다른 트윈 롤 주조 장치들이 존재한다.

한편 도 1에 도시된 바와 같이, 트윈 벨트 주조 장치(10)와 같은 트윈 벨트 캐스터들은 일반적으로 한 쌍의 상부 풀리들(16, 18) 및 대응하는 한 쌍의 하부 풀리들(20, 22)에 의해 운반되는 한 쌍의 무단 벨트(endless belt)들(12, 14)을 포함한다. (풀리들(16 및 20)은 여기서 닙 풀리들 또는 닙 롤들로도 지칭된다. 풀리들(18 및 22)은 또한 여기서 다운스트림 풀리들 또는 다운스트림 롤들로 지칭된다.) 나란한 닙 롤들(16, 18 및 20, 22)의 배열은 벨트들(12, 14)에 의해 경계가 정해진 주형 영역(A)을 규정한다. 벨트들(12, 14) 사이의 갭은 주조 스트립(24)의 두께를 결정한다. 노즐(30)을 갖는 공급 장치(28)를 통해 닙 내로 직접 공급되는 용융 금속(26)은 이동 벨트들(12, 14) 사이에 수용되고, 운반될 때 응고된다. 고체 금속으로부터의 열은 당 업계에 공지된 다양한 수단에 의해 주조되는 금속에 인접한 벨트들(12, 14)의 부분들로 배출된다.

기존의 트윈 롤 주조 시스템들 및 트윈 벨트 주조 시스템들은 일반적으로 보편적인 성능으로 간주될 수 있는 것에 적합하지만, 생산성을 저하시키지 않으면서, 최소 스트립 두께 및 표면 품질을 포함한 야금 품질 측면에서의 개선들이 요구된다. 예를 들어, 금속이 대향된 닙 롤들에 대해 주조되는 트윈 롤 주조의 경우, 주형의 길이는 대향된 롤의 접점 이전의 짧은 거리로 제한되고, 그것의 직경들은 공급 장치들을 위해 사용 가능해야 하는 공간과 같은 실제 고려 사항들에 의해 제한된다. 롤들의 직경과 원주에 대한 이러한 상한은 주조 속도, 롤 수명 및 야금 품질을 제한한다.

트윈 벨트 주조를 사용하면, 전술 한 바와 같이, 용융 금속은 전형적으로 벨트가 닙 롤들 또는 풀리들에 의해 정의된 곡선 경로로부터 주형 영역의 평면 경로로 전이하는 접점에 또는 그 직후에 벨트 상에 공급된다. 벨트들이 트윈 롤 주조에 비해 주형 길이를 연장할 수 있지만, 벨트들이 가장 불안정한 닙 바로 다음 존에서 초기 응고가 발생한다. 특히, 도 2를 참조하면, 벨트 "테이트-오프(take-off)"로 알려진 현상이 이러한 존(34)(벨트 테이크-오프 존이라 함)에서 벨트(14)가 닙 롤(20) 주위의 곡선 이동 경로로부터 벨트들(12, 14)이 백업 롤들(32)에 의해 지지되는 주형 존에서의 평면 이동 경로로 전이함에 따라 발생할 수 있다. 여기에 사용된 "벨트 테이크-오프(belt take-off)"는 벤딩 모멘트 또는 다른 힘을 받을 때 장력 벨트가 그것의 반경 또는 평면 가이드 면으로부터 멀어지는 경향을 나타낸다. 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 야금 품질은, 예를 들어 닙 바로 다음의 이러한 존과 같은, 특히 넓은 동결 범위들을 갖는 합금들을 주조할 때, 벨트 불안정 영역에서 부정적인 영향을 받을 수 있다.

더욱이, 용융 금속이 주형의 실질적으로 평행한 섹션으로 공급되는 트윈 벨트 주조에서, 주조 두께들은 또한 전형적으로 15mm이상의 두꺼운 섹션들로 한정된다. 따라서, 롤링과 같은 추가적인 포스트-주조 작업들은 15mm 미만의 두께들을 달성하기 위해 종종 요구되고, 이것은 전체 비용을 증가시킨다. 또한, 이들의 비교적 두꺼운 주조 섹션들의 내부 레이어들의 응고는 표면 레이어들의 열 저항에 의해 상당히 느려지고, 이것은 넓은 동결 범위를 갖는 합금을 주조할 때 특히 해로울 수 있다.

상기를 고려하여, 생산성을 저하시키지 않으면서, 기존의 시스템 및 장치에서 가능했던 것보다 더 얇은 주조 스트립을 제조하고 주조 스트립의 표면 품질을 포함하는 야금 품질을 향상시킬 수 있는 금속들의 트윈 벨트 연속 주조를 위한 시스템 및 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 트윈 벨트 연속 주조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존 장치와 비교하여 주조 스트립의 두께 전체에 걸쳐 열 전달 속도를 향상시키는 트윈 벨트 연속 주조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래보다 얇은 금속 스트립을 생성하는 트윈 벨트 연속 주조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 주조 스트립의 표면 품질을 포함하여 야금 품질을 향상시키는 트윈 벨트 연속 주조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래보다 더 두꺼운 벨트의 사용을 용이하게 하는 트윈 벨트 연속 주조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 벨트 테이크-오프를 최소화하는 트윈 벨트 연속 주조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 두께가 약 7 mm 미만인 스트립을 제조할 수 있는 트윈 벨트 연속 주조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 생산성을 저하시키지 않으면서 상기 목표를 달성하는 것이다.

이들 및 다른 목적은 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치가 제공된다. 상기 연속 주조 장치는 제1 업스트림 풀리(first upstream pulley) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley)에 의해 운반되는 제1 벨트, 제2 업스트림 풀리(second upstream pulley) 및 제2 다운스트림 풀리(downstream pulley)에 의해 운반되는 제2 벨트, 및 용융 금속이 공급되는 주형 영역을 포함하고, 상기 주형 영역은 상기 제1 업스트림 풀리와 상기 제1 다운스트림 풀리의 중간에 있는 상기 제1 벨트 뒤에 배치된 제1 주형 지지 섹션과 상기 제2 업스트림 풀리와 상기 제2 다운스트림 풀리의 중간에 있는 상기 제2 벨트 뒤에 배치된 제 2 주형 지지 섹션에 의해 정의 된다. 상기 제1 주형 지지 섹션은 상기 제1 벨트를 지지하고, 상기 주형 영역에서 상기 제1 벨트의 형상을 정의하고, 상기 제2 주형 지지 섹션은 상기 제2 벨트를 지지하고, 상기 주형 영역에서 상기 제2 벨트의 형상을 정의한다. 상기 제1 주형 지지 섹션 및 상기 제2 주형 지지 섹션 중 적어도 하나는 전이 부분 및 상기 전이 부분으로부터 다운스트림의 대체로 평탄한 부분(generally planar portion)을 포함한다. 상기 전이 부분은 금속 공급 장치로부터 용융 금속을 수용하도록 구성되는 변화하는 반경을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금속 스트립을 연속 주조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 업스트림 풀리(first upstream pulley) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley) 상에 제1 벨트를 배치하는 단계, 제2 업스트림 풀리 및 제2 다운스트림 풀리(second upstream pulley) 상에 제2 벨트를 배치하는 단계, 상기 제1 업스트림 풀리와 상기 제1 다운스트림 풀리의 중간에 있는 상기 제1 벨트 뒤에 제1 주형 지지 섹션을 배치하고, 상기 제2 업스트림 풀리와 상기 제2 다운스트림 풀리의 중간에 있는 상기 제2 벨트 뒤에 제 2 주형 지지 섹션을 배치함으로써 주형 영역을 형성하는 단계 -상기 제1 주형 지지 섹션 및 상기 제2 주형 지지 섹션 중 적어도 하나는 상기 제1 업스트림 풀리 및 상기 제2 업스트림 풀리로부터 다운스트림의 곡선 전이 부분, 및 상기 곡선 전이 부분으로부터 타운스트림의 대체로 평탄한 부분(generally planar portion)을 가짐-; 및 용융 금속을 상기 곡선 전이 부분에 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치가 제공된다. 상기 연속 주조 장치는 제1 업스트림 풀리(first upstream pulley) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley)에 의해 운반되는 제1 벨트, 제2 업스트림 풀리(second upstream pulley) 및 제2 다운스트림 풀리(downstream pulley)에 의해 운반되는 제2 벨트, 및 상기 제1 업스트림 풀리와 상기 제1 다운스트림 풀리의 중간에 있는 상기 제1 벨트 뒤에 배치된 제1 주형 지지 섹션과 상기 제2 업스트림 풀리와 상기 제2 다운스트림 풀리의 중간에 있는 상기 제2 벨트 뒤에 배치된 제 2 주형 지지 섹션에 의해 정의되는 주형 영역을 포함한다. 상기 주형 영역은 제1 존, 상기 제1 존으로부터 다운스트림의 제2 존, 상기 제2 존으로부터 다운스트림의 제3 존을 포함한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 비-제한적 실시예에 대한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술의 트윈 벨트 캐스터의 단순화된 개략도이다.
도 2는 종래 기술의 트윈 벨트 캐스터의 일부를 상세하고 개략적으로 도시한 것으로, 캐스터의 주형 존에서 벨트 테이크-오프 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트윈 벨트 주조 장치의 간략화된 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 트윈 벨트 주조 장치의 주형 지지 섹션의 확대된 상세도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트윈 벨트 주조 장치(100)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 주조 장치(100)는 제1 업스트림 풀리(first upstream pulley) 또는 롤(116) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley) 또는 롤(118)에 의해 운반되는 제1 무단 벨트(first endless belt)(112), 및 제2 업스트림 풀리(first upstream pulley) 또는 롤(120) 및 제2 다운스트림 풀리(first downstream pulley) 또는 롤(122)에 의해 운반되는 제2 무단 벨트(first endless belt)(114)를 포함한다. 각각의 롤은 종방향 축에 대한 회전을 위해 장착되고, 벨트들(112, 114)를 회전, 가이드 및/또는 긴장(tension)시키는 역할을 한다. 상부 롤들(116, 118) 및 하부 롤들(120, 122) 중 하나 또는 둘 모두는 적합한 모터에 의해 구동될 수 있다(도시되지 않음). 벨트들(112, 114)은 무단이고, 바람직하게는 반응성이 낮거나 주조될 금속과 비-반응성인 금속으로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 업스트림 롤들(116, 120)은 금속 공급 장치(128)가 공간에 위치될 수 있는 공간을 허용하기 위해 어느 정도 거리를 두고 서로 위에 위치하고, 롤들(116, 120)의 각각의 접선들을 통해 연장하는 평면(P₁)을 정의한다. .

주조될 용융 금속(126)은 상세하게 논의된 바와 같이 평면(P₁)로부터 장치(100)의 주형 영역으로 다운스트림의 포인트(129)에서 용융 금속의 수평 스트림을 전달하도록 위치된 노즐(130)을 갖는 공급 장치(128)를 통해 공급된다. 일 실시예에서, 에지 댐 블록들(edge dam blocks)을 이동할 필요가 없는 에지 폐쇄(edge containment) 수단들은 주형 입구 및/또는 주형 영역 전체에 용융 금속을 함유하도록 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 벨트들(112, 114) 사이에 위치된 고정 에지 댐들은 후술하는 바와 같이 장치의 주형 영역의 제1, 제2 및/또는 제3 존들에 인접한 용융 금속의 측면 방지를 달성하기 위해 사용될 수 있다.

도 3에 더 도시된 바와 같이, 주조 장치는 또한 벨트들(112, 114)를 각각 지지하고, 이동 벨트들(112, 114)의 이동 경로의 적어도 일부를 정의하는 이동 벨트들(112, 114)의 경로를 따라 위치된 한 쌍의 대향 주형 지지 섹션들(132, 134)을 포함한다. 주형 지지 섹션들(132, 134)은 P₁으로부터 다운스트림의 주형 영역(136) 사이를 정의한다. 중요하게는, 주형 영역(136)은 닙 롤들(116, 120)에 근접하기 보다, 업스트림 롤들(116, 120) 및 다운스트림 롤들(118, 122) 사이의 대략 중간 및 그것으로부터 멀리에 위치된 별도의 주형 지지 섹션들(132, 134)에 의해 형성된다. 후술하는 바와 같이, 주형 지지 섹션들(132, 134) 중 하나 또는 둘 모두는 용융 금속(126)이 공급되는 벨트들(112, 114)을 지지하는 큰 반경의 곡선 섹션들을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 주형 지지 섹션들(132, 134)에 대해 가볍게 긴장될 때에도, 벨트 형상이 곡선 주형 지지 섹션들(132, 134)의 형상을 따르는 효과적인 유지력을 본질적으로 발휘할 수 있게 한다. 여기에서 실시예는 이동 벨트들을 지지하고 주형 영역(136)에서 이동 벨트들의 형상을 고체 "주형 지지 섹션들"로서 정의하는 지지 구조를 도시하지만, 본 발명의 더 넓은 측면으로부터 벗어나지 않고, 백업 롤 또는 플래튼의 어레이와 같은 다른 지지 장치가 이동 벨트 (112, 114) 지지를 정의하고, 주형 영역(136)에서 이동 벨트들(112, 114)의 형상을 정의하기 위해 또한 사용될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 주형 지지 섹션들(132, 134) 중 하나 또는 둘 모두는 벨트 패스의 제1 존(존 I)을 형성하는 제1의, 작은 반경 부분(138), 벨트 패스의 제2 구역(존 II)을 정의하고 작은 반 경부(138)에 인접한 제2의, 큰 반경 전이 부분(140) 및 벨트 패스의 제3 구역(Zone III)을 정의하고 큰 반경 부분(140)에 인접한 제3의, 실질적으로 평면인 부분(142)을 포함한다. 일 실시예에서, 작은 반경 부분(138) 및 큰 반경 부분(140)은 약 0.4 m 내지 약 1.5m의 반경을 가질 수 있고, 여기서 큰 반경 부분(140)은 작은 반경 부분(138)의 반경보다 더 크고 상이한 반경을 갖는다. 일 실시예에서, 작은 반경 부분(138)은 약 0.3m부터 내지 약 m 미터의 일정 또는 변화하는 곡률 반경을 가질 수 있고, 큰 반경 부분(140)은 약 0.5 m 내지 약 25 mm의 일정 또는 변화하는 곡률 반경을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 큰 반경 부분(140)은 작은 반경 부분(138)으로부터 평면 부분(142)까지(즉, 가변 또는 변화 곡률 반경) 점진적으로 증가하는(기울기가 감소함에 따라) 곡률 반경을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 벨트 패스의 존 II를 정의하는 큰 반경 부분(140)은 업스트림 단부에서 다운스트림 단부로 연속적으로 변화하는 곡률 반경을 가질 수 있다.

중요하게는, 주형(136)의 평면 부분 또는 섹션(142)으로의 전이 근처에 큰 반경 부분 또는 섹션(140)(즉, 존 II)의 존재는, 벨트가 곡선 경로로부터 평면 경로로 전이하는 비교적 작은, 고정된-반경 롤(120)(또는 그에 상응하는)의 접선에서 벨트 테이크-오프의 가능성을 제거하거나 실질적으로 감소시키고, 벨트 테이크-오프가 가능한 장치(100)의 임의의 영역으로부터 용융 금속이 먼저 공급되는 주형 입구 포인트(129)를 적어도 분리시킨다. 또한, 주형 지지 섹션들(132, 134)의 곡선 부분들의 기하학적 구조는 지금까지 지지되지 않은 벨트 테이크-오프 영역(34)에서 벨트(114)(또는 112)를지지하는 기능을 한다. 결과적으로, 용융 금속이 공급되는 이러한 주형 입구 영역(주형 입구 포인트(129)를 포함하는)의 매우 안정적인 특성은 기존의 트윈 벨트 캐스터들에서 전형적으로 가능한 것보다 훨씬 얇은 두께로 주조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 트윈 벨트 주조 장치(100)의 구성은 약 7mm 두께, 보다 바람직하게는 약 5 mm 두께 이하의 얇은 주조 섹션들의 주조를 허용하고, 이것은 기존의 트윈 벨트 주조 장치들에서 성공적으로 달성되지 못했다.

또한, 큰 반경 부분(140)(존 II) 전의 작은 반경 부분(138)(존 I)는 금속 공급 장치(128) 및 관련 지지 구조들을 수용한다.

주형 지지 섹션들(132, 134)의 평면 부분(142)에 의해 정의된 존 III은, 그 부분에 대해, 열-기계적 힘들로부터 주형 힘 제어, 냉각 제어 및 벨트-안정화의 기능을 수행한다.

일 실시 예에서, 주형 지지 섹션들(132, 134)의 각각의 존들의 반경은 포물선, 쌍곡선 또는 다른 고차 함수와 같은 수학적 함수에 기초할 수 있다. 일 실시예에서, 여러 섹션들을 연결하는 것은 변화하는 반경들, 연속 반경들 및 간헐적 직선 섹션들을 이용하여 접선 방식으로 상이한 형태들을 모으는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 주형 지지 섹션들(132, 134)의 형상 및 윤곽은 작동 동안 벨트 테이크-오프 존(34)에서 벨트의 자연적인 윤곽과 일치하도록 설계될 수 있다(이것은 열 입력 레벨, 속도/역학, 장력 레벨, 벨트 두께, 벨트 물질, 합금/응고 뉘앙스(solidification nuances) 등에 따라 달라질 수 있다). 특정 실시예에서, 주형(136)은 금속을 주조하거나 주조 운동 동안에 물리적 형상이 변하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 상부 주형 지지 섹션(132)은 하부 주형 지지 섹션(134)과 상이한 형상, 윤곽 또는 구성을 가질 수 있다.

수렴 벨트들(112, 114)의 반경은 응고 존을 장치(100) 내로 추가로 이동 시키거나 금속 공급 팁(130)에 더 가깝게 이동시키기 위해 증가되거나 감소(주형 지지 섹션들(132, 134)의 반경 부분(138)의 반경을 증가 또는 감소시킴으로써)될 수 있음이 추가로 고려된다. 일 실시예에서, 주형 지지 섹션들(132, 134)의 대향 평면 부분들(142)에 의해 정의되는 주형(136)의 대체로 평행한, 평탄한 부분은 스트립(124)이 냉각 금속에 대한 열간 가공을 유도하지 않고 수축함에 따라 두 벨트들로부터 균일한 냉각을 제공하기 위해 필요에 따라 약간 가늘어지고(tapered) 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 상부 또는 하부 주형 지지 섹션(132, 134)은 하부 주형 지지 섹션의 상부(예를 들어, 기계, 유체, 전기 등)의 다른 쪽으로 향해 스프링 장착되거나 편향될 수 있다. 주형의 출구 단부는 또한 주조 속도를 변경하지 않고도 주조 장치(100)의 유효 냉각 영역을 단축 또는 연장 시키도록 조정될 수 있다.

상기와 관련하여, 작동 시, 닙 롤들에 의한 것 이외의 수단에 의해 비교적 큰 반경으로 지지되는 긴장 벨트들(tensioned belts)이 수렴되는 존에서 용융 금속(126)이 벨트들(112, 114) 상에 공급된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 용융 금속(126)은 주형 지지 섹션들(132, 134)의 큰 반경 부분(140)(존 II)에 의해 정의된 벨트 경로의 큰 반경 부분으로 공급된다. 주형 지지 섹션들(132, 134)의 지지 프로파일에 의해 제공되는 벨트의 장력과 벨트의 곡률의 조합은 초기 응고가 발생하는 존에서 매우 안정적인 벨트 조건을 제공한다. 따라서, 더 얇은 스트립은 더 높은 응고 속도로 주조되어 기존 트윈 벨트 주조기들과 비교하여 특히 넓은 동결 범위 합금들에 대해 야금학적 개선을 달성할 수 있다. 또한, 더 얇은 스트립들을 주조하는 능력은 후속 롤링에서 완제품 게이지에 대한 요구를 줄이거나 제거하여 자본 및 운영 비용들을 모두 줄인다.

전술한 이점 이외에도, 본 발명의 주조 장치(100)는 또한 비교적 작은 고정 직경 닙 풀리들 또는 그 등가물을 갖는 기존 벨트 캐스터에 사용되는 주조 벨트와 비교하여 훨씬 더 두꺼운 주조 벨트의 사용을 가능하게 한다. 특히, 실제 벨트 두께는 장력 하에서 준수해야 하는 최소 반경으로 제한된다. 일반적으로, 이것은 벨트 주조기 상의 풀리들의 직경(또는 그것들에 상응하는)이 주변 온도에서 고강도 저 합금 스틸 벨트의 두께의 약 400-600 배여야 함을 의미한다. 더 작은 비율 및 벨트의 외부 파이버들(fibers)은 그것들의 항복점을 초과하여 응력을 받을 수 있다. 1.2mm 두께 벨트의 경우, 이것은 600mm(0.6m)의 풀리 직경으로 해석된다. 높은 열 전달 조건 하에서, 스틸 벨트의 외부 파이버들은 더 큰 응력을 받고, 더 큰 풀리 반경을 요구한다.

큰 반경 부분(140)을 갖는 주형 지지 섹션들(132, 134)을 활용하고, 작은 반경의 풀리 또는 닙 롤들보다 큰 반경 부분(140)로 공급함으로써, 이전보다 더 두꺼운 벨트들이 이용될 수 있다. 두꺼운 벨트들은 더 높은 열 용량을 갖고 더 높은 열 전달 속도를 촉진하기 때문에 특히 바람직하며, 이것은 넓은 동결 범위 합금들을 주조할 때 특히 유용하다. 예를 들어, 약 7 mm 미만의 얇은 주조 섹션들을 결합함으로써, 예를 들어 약 2 밀리미터 또는 그 이상의 두꺼운 벨트를 사용하면서, 벨트 안정성을 유지하면서 기존 벨트 캐스터에서 일반적인 것보다 큰 열 전달 속도를 달성할 수 있다. 일 실시예에서, 벨트는 두께가 약 1-4 mm의 범위일 수 있다. 따라서 우수한 야금 및 표면 품질로 매우 넓은 동결 범위 합금들을 높은 생산 속도로 트윈 벨트 캐스터 상에서 주조될 수 있다.

상술된 장점들에 추가적으로, 이동 벨트들을 지지하고 업스트림 풀리들로부터 다운스트림의 주형 영역(136)을 형성하기 위해 주형 지지 섹션들(132, 134)을 이용하는 것은 벨트가 본질적으로 마찰 없이 지지하는 주형 지지 섹션들 상에 팽창 및 수축되게 한다. 이것은 회전식 입구/업스트림 풀리들 상에서 이동 벨트들의 팽창 및 수축이 불안정성에 기여할 수 있는 기존 장치와 완전히 대조적이다. 실제로, 본 발명은 본질적으로 벨트들을 구동하는 업스트림 풀리들 또는 롤들로부터 주형 영역(136)을 분리한다.

상술된 실시예들은 주형 섹션들(132, 134)이 대체로 평탄한 부분(generally planar portion)으로 이어지는 제1 및 제2 반경 부분을 포함하는 것을 개시하고, 주형 섹션들(132, 134)은 대안적으로 용융 금속이 공급되는 대체로 평탄한 부분으로부터 업스트림에 싱글 곡선 또는 반경이 있는 부분으로 형성될 수 있는 것으로 고려된다. 일 실시예에서, 이러한 반경의, 전이 부분은 주형 섹션의 업스트림 단부로부터 주형 섹션의 평면 부분으로 점진적으로 증가하는 반경을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 주형 섹션들(132, 134)은 대체로 평탄한 부분으로 이어지는 3 개, 4 개, 5 개 또는 그 이상의 반경 부분과 같이 일정한 또는 변화하는 반경을 갖는 2 개 이상의 별개의 반경 또는 곡선 부분들을 가질 수 있다.

상기와 관련하여, 더 두꺼운 벨트들과 더 얇은 주조 스트립의 특정 조합은 기존의 주조 시스템에서 경험되는 것보다 상당히 높은 수준에서 전도성 냉각 수단으로서 벨트의 자연 열 용량을 사용할 수 있게 하고, 이것은 주조 스트립의 보다 빠른 응고가 가능하다. 종래 기술의 시스템에서, 더 두꺼운 스트립들(예를 들어, 약 15 mm 초과)에 관하여, 더 얇은 벨트들(예를 들어, 약 ~1.2mm 미만)의 제한된 열 용량의 비율로 인해 주형 존 내에서 벨트로부터 열이 능동적으로 제거되고 주형 존에. 반대로, 보다 유리한 비율의 열 용량은, 본 발명에 의해 고려되는 바와 같이, 더 얇은 스트립들(약 2-6mm 사이)을 주조하는 더 두꺼운 벨트들(최대 약 4mm)에 의해 제공되고, 이것은 주조 스트립의 초기 응고를 보다 신속하게 달성하기 위한 벨트 열 전도를 가능하게 한다. 따라서, 벨트로부터의 열 제거는 주형 영역에 근접하고 주형 영역으로부터 멀리 떨어지거나, 또는 주형 영역으로부터 완전히 멀어지도록 벨트 냉각의 조합에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 그 상세한 실시예들과 관련하여 도시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있고 그 구성 요소에 대한 등가물이 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 물질을 적응시키도록 수정될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 상세한 설명에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 본 발명은 본 개시의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것으로 의도된다.

Claims (20)

1. 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치(100)에 있어서,
   제1 업스트림 풀리(first upstream pulley)(116) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley)(118)에 의해 운반되는 제1 벨트(112);
   제2 업스트림 풀리(second upstream pulley)(120) 및 제2 다운스트림 풀리(downstream pulley)(122)에 의해 운반되는 제2 벨트(114); 및
   용융 금속이 공급되는 주형 영역(136)
   을 포함하고,
   상기 주형 영역(136)은 상기 제1 업스트림 풀리(116)와 상기 제1 다운스트림 풀리(118)의 중간에 있는 상기 제1 벨트(112) 뒤에 배치된 제1 주형 지지 섹션(132)과 상기 제2 업스트림 풀리(120)와 상기 제2 다운스트림 풀리(122)의 중간에 있는 상기 제2 벨트(114) 뒤에 배치된 제 2 주형 지지 섹션(134)에 의해 정의되고,
   상기 제1 주형 지지 섹션(132)은 상기 제1 벨트(112)를 지지하고, 상기 주형 영역(136)에서 상기 제1 벨트(112)의 형상을 정의하고;
   상기 제2 주형 지지 섹션(134)은 상기 제2 벨트(114)를 지지하고, 상기 주형 영역(136)에서 상기 제2 벨트(114)의 형상을 정의하고;
   상기 연속 주조 장치(100)는 수평으로 배향되는 장치이고, 이로써 상기 제2 주형 지지 섹션(134)이 상기 제1 주형 지지 섹션(132) 위에 수직으로 위치되고,
   상기 제1 주형 지지 섹션(132) 및 상기 제2 주형 지지 섹션(134)의 각각은 전이 부분(140) 및 상기 전이 부분(140)으로부터 다운스트림의 평탄한 부분(planar portion)(142)을 포함하고;
   상기 전이 부분(140)은 금속 공급 장치로부터 용융 금속을 수용하기 위한 변화하는 반경을 갖되, 상기 전이 부분(140)은 상기 전이 부분(140)의 업스트림 단부로부터 상기 평탄한 부분(142)까지 점진적으로 증가하는 반경을 갖고;
   대향된 평탄한 부분들(142)은 가늘어지는(tapered)
   연속 주조 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 주형 지지 섹션(132) 및 상기 제2 주형 지지 섹션(134) 중 적어도 하나는 제1 반경 부분(138)을 더 포함하고;
   상기 전이 부분(140)은 상기 제1 반경 부분(138)과 상기 평탄한 부분(142)의 중간에 위치되고;
   상기 전이 부분(140)은 상기 제1 반경 부분(138)에 인접한 포인트로부터 상기 평탄한 부분(142)에 인접한 포인트까지 상기 전이 부분(140)의 전체 범위에 걸쳐 상기 제1 반경 부분(138)보다 큰 반경을 갖는
   연속 주조 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 반경 부분(138)의 반경은 변화하는
   연속 주조 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 반경 부분(138)의 반경은 0.3m 내지 0.5m 인
   연속 주조 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 벨트(112) 및 상기 제2 벨트(114)는 각각 1 mm 내지 4 mm사이의 두께를 갖는 것, 및
   상기 금속 스트립은 7 mm 또는 5mm 미만의 두께를 갖는 것
   중 적어도 하나인
   연속 주조 장치.
7. 연속 주조 장치(100)에서의 금속 스트립의 연속 주조 방법에 있어서,
   제1 업스트림 풀리(first upstream pulley)(116) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley)(118) 상에 제1 벨트(112)를 배치하는 단계;
   제2 업스트림 풀리(120) 및 제2 다운스트림 풀리(second upstream pulley)(122) 상에 제2 벨트(114)를 배치하는 단계; 및
   상기 제1 업스트림 풀리(116)와 상기 제1 다운스트림 풀리(118)의 중간에 있는 상기 제1 벨트(112) 뒤에 제1 주형 지지 섹션(132)을 배치하고, 상기 제2 업스트림 풀리(120)와 상기 제2 다운스트림 풀리(122)의 중간에 있는 상기 제2 벨트(114) 뒤에 제 2 주형 지지 섹션(134)을 배치함으로써 주형 영역(136)을 형성하는 단계
   를 포함하고,
   상기 연속 주조 장치(100)는 수평으로 배향되는 장치이고, 이로써 상기 제2 주형 지지 섹션(134)이 상기 제1 주형 지지 섹션(132) 위에 수직으로 위치되고,
   상기 제1 주형 지지 섹션(132) 및 상기 제2 주형 지지 섹션(134)의 각각은 상기 제1 업스트림 풀리(116) 및 상기 제2 업스트림 풀리(120)로부터 다운스트림의 곡선 전이 부분(140), 및 상기 곡선 전이 부분(140)으로부터 다운스트림의 평탄한 부분(planar portion)(142)을 가지고, 대향된 평탄한 부분들(142)은 가늘어지고(tapered),
   상기 연속 주조 방법은,
   용융 금속을 상기 곡선 전이 부분(140)에 공급하는 단계
   를 더 포함하고,
   상기 제1 주형 지지 섹션(132) 및 상기 제2 주형 지지 섹션(134)의 각각은 제1 반경 부분(138)을 더 포함하고;
   상기 곡선 전이 부분(140)은 상기 제1 반경 부분(138)과 상기 평탄한 부분(142)의 중간에 위치되고;
   상기 곡선 전이 부분(140)은 상기 제1 업스트림 풀리(116) 및 상기 제2 업스트림 풀리(120)의 접선을 통해 연장하는 평면으로부터 다운스트림에 위치되고,
   상기 곡선 전이 부분(140)은 상기 평탄한 부분(142)에서 먼 쪽의 상기 곡선 전이 부분(140)의 업스트림 단부로부터 상기 곡선 전이 부분(140)의 다운스트림 단부까지 변화하는 반경을 갖되, 상기 곡선 전이 부분(140)은 상기 곡선 전이 부분(140)의 업스트림 단부로부터 상기 평탄한 부분(142)까지 점진적으로 증가하는 반경을 갖고,
   상기 곡선 전이 부분(140)은 상기 제1 반경 부분(138)에 인접한 포인트로부터 상기 평탄한 부분(142)에 인접한 포인트까지 상기 곡선 전이 부분(140)의 전체 범위에 걸쳐 상기 제1 반경 부분(138)보다 큰 반경을 갖는 연속 주조 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 반경 부분(138)의 반경은 0.3m 내지 0.5m 인
    연속 주조 방법.
12. 금속 스트립을 주조하기 위한 연속 주조 장치(100)에 있어서,
    제1 업스트림 풀리(first upstream pulley)(116) 및 제1 다운스트림 풀리(first downstream pulley)(118)에 의해 운반되는 제1 벨트(112);
    제2 업스트림 풀리(second upstream pulley)(120) 및 제2 다운스트림 풀리(downstream pulley)(122)에 의해 운반되는 제2 벨트(114); 및
    상기 제1 업스트림 풀리(116)와 상기 제1 다운스트림 풀리(118)의 중간에 있는 상기 제1 벨트(112) 뒤에 배치된 제1 주형 지지 섹션(132)과 상기 제2 업스트림 풀리(120)와 상기 제2 다운스트림 풀리(122)의 중간에 있는 상기 제2 벨트(114) 뒤에 배치된 제 2 주형 지지 섹션(134)에 의해 정의되는 주형 영역(136)
    을 포함하고,
    상기 연속 주조 장치(100)는 수평으로 배향되는 장치이고, 이로써 상기 제2 주형 지지 섹션(134)이 상기 제1 주형 지지 섹션(132) 위에 수직으로 위치되고,
    상기 주형 영역(136)은 제1 반경 부분(138), 상기 제1 반경 부분(138)으로부터 다운스트림의 전이 부분(140), 상기 전이 부분(140)으로부터 다운스트림의 평탄한 부분(142)을 포함하고, 상기 평탄한 부분(142)은 가늘게 되고(tapered),
    상기 제1 반경 부분(138)은 일정한 곡률 반경을 갖고,
    상기 전이 부분(140)은 변화하는 곡률 반경을 갖되, 상기 전이 부분(140)은 상기 전이 부분(140)의 업스트림 단부로부터 상기 평탄한 부분(142)까지 점진적으로 증가하는 반경을 갖고,
    상기 전이 부분(140)은 상기 제1 반경 부분(138)에 인접한 포인트로부터 상기 평탄한 부분(142)에 인접한 포인트까지 상기 전이 부분(140)의 전체 범위에 걸쳐 상기 제1 반경 부분(138)보다 큰 반경을 갖는 연속 주조 장치.
13. 삭제
14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 반경 부분(138)의 반경은 0.3m 내지 0.5m 사이인
    연속 주조 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 전이 부분의 반경은 0.5 m 내지 25 m 사이인
    연속 주조 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

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