KR102526952B1

KR102526952B1 - 주편의 제조 방법

Info

Publication number: KR102526952B1
Application number: KR1020217008386A
Authority: KR
Inventors: 다카시 아라이; 마사후미 미야자키; 나오츠구 요시다
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2023-04-28
Also published as: WO2020079783A1; CN112752626B; BR112021002414B1; US11458534B2; BR112021002414A2; KR20210047905A; US20220048102A1; CN112752626A

Abstract

이 주편의 제조 방법은, 제1 스텝에 있어서는, 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일한 제1 압력으로, 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박하고, 제2 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일, 또한, 상기 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로, 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향으로 압박하고, 제3 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측의 반력의 합계값이 소정의 값이 되도록, 또한, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 서로의 회전축이 평행하게 유지되도록 압력 제어를 행한다.

Description

주편의 제조 방법

본 발명은, 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용융 금속 저류부에, 용융 금속을 공급하여 주편을 제조하는 주편의 제조 방법에 관한 것이다.

금속의 박육 주편(이하, 주편(cast strip)이라 칭하는 경우가 있음)을 제조하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1, 2에 나타내는 바와 같이, 내부에 수랭 구조를 갖는 냉각 드럼을 구비하는 쌍드럼식 연속 주조 장치를 사용한 제조 방법이 제공되고 있다. 이와 같은 제조 방법에서는, 회전하는 한 쌍의 냉각 드럼간에 형성된 용융 금속 저류부에 용융 금속을 공급하고, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 둘레면에 형성 및 성장시킨 응고 셸끼리를 드럼 키스점에서 접합하고, 압하하여 소정의 두께의 주편을 제조한다. 이와 같은 쌍드럼식 연속 주조 장치를 사용한 제조 방법은, 각종 금속에 있어서 적용되고 있다.

여기서, 상술한 쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서는, 판폭 방향의 두께가 균일한 주편을 제조하기 위해, 한 쌍의 냉각 드럼의 서로의 회전축이 평행하게 유지되도록, 압력 제어가 행해진다.

그래서, 특허문헌 1에 있어서는, 한쪽의 냉각 드럼의 양단부의 가압력을 검출 가산하고, 이것에 기초하는 신호에 의해, 한쪽의 냉각 드럼의 양단의 가압력의 합이 소정의 값이 되도록 다른 쪽의 냉각 드럼의 양단을 유압 실린더에 의해 평행하게 이동시키는 방법이 제안되어 있다.

상술한 쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서 주조를 개시할 때는, 냉각 드럼간에 더미 시트를 끼워서 지지해 두고, 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용융 금속 저류부에 용융 금속을 공급한다. 그리고, 용융 금속 저류부에 일정량의 용융 금속이 저류된 단계에서 냉각 드럼을 회전시켜, 더미 시트에 연결되도록 주편을 형성하고, 냉각 드럼간으로부터 더미 시트 및 이 더미 시트에 연결된 주편을 인출하고 있다.

이 때문에, 주조 개시 직후의 비정상 시에는, 응고 셸의 두께의 편차가 커서, 특허문헌 1과 같이 압력 제어한 경우에는, 드럼 키스점에서 응고 셸을 충분히 압하할 수 없는 경우가 있었다. 그 경우, 주편의 두께 중앙 부분에 미응고부가 형성되고, 주편의 표면 온도가 비교적 높아져 강도가 부족하고, 주편의 파단 등이 발생하여, 안정적으로 주조를 개시할 수 없다. 특히, 냉각 드럼을 정지한 상태에서 응고 셸이 성장함으로써, 주조 개시 직후의 주편에는, 혹 형상의 후육부(locally thickened portion, 이하, 후육부라 칭하는 경우가 있음)가 형성되게 되고, 이 후육부가 드럼 키스점을 통과할 때는, 주조가 불안정해진다.

그래서, 특허문헌 2에 있어서는, 주조 개시 직후와 정상 상태에서, 한 쌍의 냉각 드럼간의 압력 제어를 전환하는 방법이 제안되어 있다.

구체적으로는, 냉각 드럼을 회전 기동한 후에 주편의 후육부가 냉각 드럼의 최근접점(드럼 키스점)을 통과할 때까지의 제1 스텝에서는, 냉각 드럼의 평행 제어를 행하지 않고, 한 쌍의 냉각 드럼이 근접하는 방향으로 비교적 저압으로 압박한다. 그리고, 제1 스텝 후부터 노즐로부터의 용강의 토출류에 의한 셸 세척의 영향이 없어질 때까지의 제2 스텝에서는, 냉각 드럼의 평행 제어를 행하지 않고, 제1 스텝보다도 높은 압력으로 압박한다. 또한, 제2 스텝 후의 제3 스텝에서는, 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축이 서로 평행해지도록 평행 제어를 실시하고 있다.

이 특허문헌 2에 있어서는, 응고 셸의 두께의 편차가 큰 주조 개시 직후의 비정상 시에 있어서는, 한 쌍의 냉각 드럼을 단순히 압박하고 있으므로, 드럼 키스점에 있어서 응고 셸끼리를 충분히 압하할 수 있어, 주편의 두께 중앙 부분에 미응고부가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 노즐로부터의 용강의 토출류에 의한 셸 세척의 영향이 없어질 때까지의 제2 스텝은, 용융 금속의 탕면이 충분히 상승할 때까지의 기간이며, 이 기간에서는 냉각 드럼은 약 0.4 회전한다.

일본 특허 공개 평01-166863호 공보 일본 특허 제2957040호 공보

그러나, 특허문헌 2에 기재된 방법에 의해 한 쌍의 냉각 드럼의 압력 제어를 실시한 경우라도, 주조 개시 시에 있어서, 사이드 둑의 표면에 형성된 지금이 냉각 드럼간에 물려 들어가, 드럼 키스점에 있어서 응고 셸끼리를 충분히 압하할 수 없게 되어, 주편의 파단이 발생하는 경우가 있었다.

본 발명은, 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서, 주편의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시하는 것이 가능한 주편의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는 하기와 같다.

(1) 본 발명의 제1 양태는, 회전하는 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용융 금속 저류부에 용융 금속을 공급하고, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 둘레면에 응고 셸을 형성 및 성장시켜 주편을 제조하는 주편의 제조 방법이며, 주조 개시 시에 있어서 상기 한 쌍의 냉각 드럼을 정지한 상태에서 상기 용융 금속 저류부에 상기 용융 금속을 공급하였을 때 형성되는 상기 주편의 후육부가, 상기 냉각 드럼의 회전 기동 후에 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 최근접점을 통과할 때까지의 제1 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일한 제1 압력으로, 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박하고, 상기 제1 스텝 후부터 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 1회전 이상 할 때까지의 제2 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일, 또한, 상기 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로, 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향으로 압박하고, 상기 제2 스텝 후의 제3 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측의 반력의 합계값이 소정의 값이 되도록, 또한, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 서로의 회전축이 평행하게 유지되도록 압력 제어를 행한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 주편의 제조 방법에 있어서는, 상기 제2 스텝은, 상기 제1 스텝 후부터 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 2회전 이상 할 때까지의 기간이어도 된다.

상기 (1) 및 (2)에 기재된 주편의 제조 방법에 의하면, 주조 개시 시에 형성된 냉각 드럼의 열팽창부가 사이드 둑과 접촉하는 기간에 있어서, 평행 제어를 실시하고 있지 않아, 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측이 서로 동일한 압력으로 압박되게 된다. 이 때문에, 냉각 드럼간에 지금이 물려 들어가도 드럼 키스점에 있어서 응고 셸끼리를 충분히 압하할 수 있어, 주편의 두께 중앙 부분에 미응고부가 형성되는 것이 억제된다. 이에 의해, 주편의 파단이 억제되어, 주조를 안정적으로 개시할 수 있다.

또한, 제1 스텝에 있어서는, 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일한 제1 압력으로, 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박하고 있으므로, 후육부를 비교적 안정적으로 냉각 드럼간에 통과시킬 수 있다.

또한, 제2 스텝에서는, 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로 냉각 드럼을 압박하고 있으므로, 드럼 키스점에 있어서 응고 셸끼리를 충분히 압하할 수 있어, 주편의 두께 중앙 부분에 미응고부가 형성되는 것을 억제할 수 있다.

특히, 상기 (2)에 기재된 주편의 제조 방법에 의하면, 냉각 드럼이 2회전 이상 할 때까지의 기간을 제2 스텝으로 함으로써, 상술한 열팽창부가 2회전째까지 잔존한 경우라도, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 동일한 압력으로 압박하게 된다. 이 때문에, 드럼 키스점에 있어서 응고 셸끼리를 충분히 압하할 수 있어, 주편의 두께 중앙 부분에 미응고부가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 주편의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서, 주편의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시하는 것이 가능한 주편의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 주편의 제조 방법에 사용되는 쌍드럼식 연속 주조 장치의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 2는 도 1에 도시한 쌍드럼식 연속 주조 장치의 일부 확대 설명도이다.
도 3은 도 1에 도시한 쌍드럼식 연속 주조 장치의 사이드 둑의 확대 설명도이다.
도 4는 도 3의 단면 설명도이다.
도 5는 주조 개시 시에 있어서의 냉각 드럼 및 사이드 둑의 설명도이다.
도 6은 제1 스텝 및 제2 스텝, 그리고, 제3 스텝에 있어서의 냉각 드럼의 압력 제어 방법을 도시하는 설명도이다.
도 7은 비교예에 있어서의 드럼 반력과 드럼 갭의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명예 1에 있어서의 드럼 반력과 드럼 갭의 관계를 나타내는 그래프이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 이하와 같은 지견을 얻었다.

쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서는, 상술한 바와 같이, 냉각 드럼을 정지한 상태에서 용융 금속 저류부에 용융 금속을 공급하고 있기 때문에, 냉각 드럼의 최근접점(드럼 키스점)에 있어서는, 용융 금속과의 접촉 시간이 길어, 국소적으로 가열되어 열팽창되어, 열팽창부가 형성된다. 한편, 드럼 키스점보다도 드럼 회전 방향의 전방측은 용융 금속과 접촉하고 있지 않기 때문에, 열팽창되지 않아, 상기 열팽창부와의 사이에는 큰 단차가 발생한다.

그리고, 냉각 드럼이 회전하여 상술한 열팽창부가 사이드 둑과 접촉하는 위치가 된 경우에는, 사이드 둑과 냉각 드럼 사이에 간극이 형성된다. 이 간극에 용융 금속이 삽입되고, 삽입된 용융 금속이 고화되어 사이드 둑 표면의 지금과 일체화되고, 이것이 냉각 드럼의 사이에 물려 들어간다. 이때, 냉각 드럼을 평행 제어한 경우에는, 드럼 키스점에 있어서 응고 셸끼리를 충분히 압하할 수 없는 영역이 존재하고, 주편의 두께 중앙 부분에 미응고부가 형성되어, 주편의 파단이 발생할 우려가 있다.

또한, 시간이 경과하는 것에 수반하여, 국소적인 열팽창은 억제되어, 상술한 열팽창부의 영향은 없어진다.

이하에, 상기 지견에 기초하여 이루어진 본 발명의 일 실시 형태에 관한 주편의 제조 방법에 대하여, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 용융 금속으로서 용강을 사용하고 있고, 강재를 포함하는 주편(1)을 제조한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제조되는 주편(1)의 폭이 200㎜ 이상 1800㎜ 이하의 범위 내, 두께가 0.8㎜ 이상 5㎜ 이하의 범위 내로 되어 있다.

먼저, 본 실시 형태인 주편의 제조 방법에 사용되는 쌍드럼식 연속 주조 장치(10)에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 쌍드럼식 연속 주조 장치(10)는, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)과, 주편(1)을 지지하는 핀치롤(13, 13)과, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 폭 방향 양단부에 배치된 한 쌍의 사이드 둑(15, 15)과, 이들 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)과 한 쌍의 사이드 둑(15, 15)에 의해 구획 마련된 용강 풀부(16)에 공급되는 용강(3)을 보유 지지하는 턴디쉬(18)와, 이 턴디쉬(18)로부터 용강 풀부(16)에 용강(3)을 공급하는 침지 노즐(19)을 구비하고 있다.

이 쌍드럼식 연속 주조 장치(10)에 있어서는, 용강(3)이 회전하는 냉각 드럼(11, 11)에 접촉하여 냉각됨으로써, 냉각 드럼(11, 11)의 둘레면 상에서 응고 셸(5, 5)이 성장한다. 그리고, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)에 각각 형성된 응고 셸(5, 5)끼리가 드럼 키스점에서 압착됨으로써, 소정 두께의 주편(1)이 주조된다.

여기서, 도 2에 도시한 바와 같이, 냉각 드럼(11)의 단부면에 사이드 둑(15)이 배치됨으로써, 용강 풀부(16)가 구획 형성되어 있다.

용강 풀부(16)의 탕면은, 도 2에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 둘레면과 한 쌍의 사이드 둑(15, 15)에 의해 사방이 둘러싸인 직사각형을 이루고 있고, 이 직사각형을 이루는 탕면의 중앙부에 침지 노즐(19)이 배치되어 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 사이드 둑(15)의 용강(3)과의 접촉부는, 대략 역삼각형상을 이루고 있다. 주조 개시 시에는, 사이드 둑(15)의 온도가 비교적 낮기 때문에, 이 접촉부에 있어서 지금 M이 발생하게 된다.

또한, 사이드 둑(15)에 있어서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(15a)와, 냉각 드럼(11)과 미끄럼 접촉하는 영역에 배치된 세라믹 플레이트(15b)를 갖고 있고, 세라믹 플레이트(15b)는, 베이스 플레이트(15a)보다도 경질의 내화재로 구성되어 있다. 또한, 도 4는 냉각 드럼(11)의 단부면과 세라믹 플레이트(15b)의 접촉부(도 5의 (d)의 E점)의 수평 단면이다.

여기서, 상술한 쌍드럼식 연속 주조 장치(10)에 있어서 주조 개시 시에는, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 정지한 상태에서, 냉각 드럼(11, 11)의 사이에 더미 시트(도시 생략)가 삽입되어, 용강 풀부(16)를 향하여 용강(3)이 공급된다.

그리고, 냉각 드럼(11, 11)을 회전 기동하고, 주편(1)이 냉각 드럼(11, 11)의 하방측으로부터 인발되어 간다.

이때, 주조 개시 직후에는, 용강 풀부(16)의 용강(3)이 응고되어 주편(1)의 두께는 두꺼워지고, 혹 형상의 두꺼운 부분, 즉, 주편(1)의 판 두께가 국소적으로 증대되어 있는 부위가 형성된다.

또한, 용강 풀부(16)에 있어서는, 침지 노즐(19)로부터의 용강(3)의 토출류가 응고 셸(5)을 씻어내는 셸 세척이 발생한다. 이 셸 세척은, 용강 풀부(16)에 있어서의 탕면 높이가 높아지면 발생하지 않게 된다.

여기서, 주조 개시 직후에 있어서의 냉각 드럼(11)과 사이드 둑(15)의 관계에 대하여 도 5를 사용하여 설명한다.

먼저, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 용강(3)을 공급하기 전에는 냉각 드럼(11)과 사이드 둑(15)은 밀착된 상태이다.

그리고, 냉각 드럼(11, 11)을 정지한 상태에서 용강(3)을 공급한다. 그렇게 하면, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)의 근방에 있어서, 용강(3)과의 접촉에 의해 냉각 드럼(11)이 열팽창하여, 열팽창부 E가 형성된다. 또한, 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P보다도 드럼 회전 방향 R의 전방측의 영역은, 용강(3)과 접촉하고 있지 않기 때문에, 열팽창은 하지 않아, 열팽창부 E와의 사이에 큰 단차가 발생한다.

한편, 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P보다도 드럼 회전 방향 R의 후방측의 영역은, 용강 풀부(16)에 위치하기 때문에, 용강(3)과의 접촉에 의해 열팽창되어 있지만, 용강(3)과의 접촉 시간에 의해 열팽창량은, 드럼 회전 방향 R의 후방측을 향함에 따라 점차 작아져 있다. 이 때문에, 사이드 둑(15)은 경사진 상태에서 냉각 드럼(11, 11)과 맞닿아 있지만, 큰 간극은 발생하고 있지 않다.

이 상태에서, 냉각 드럼(11, 11)의 회전이 기동된다. 이때도, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P보다도 드럼 회전 방향 R의 후방측의 영역은, 열팽창되어 있지만, 그 열팽창량이 드럼 회전 방향 R의 후방측을 향함에 따라 점차 작게 되어 있으므로, 사이드 둑(15)은 경사진 상태에서 냉각 드럼(11, 11)과 맞닿아 있지만, 큰 간극은 발생하고 있지 않다.

그리고, 냉각 드럼(11)이 더 회전하여, 열팽창부 E(주조 개시 시에 냉각 드럼(11)을 정지하였을 때 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)에 위치한 부분)가 사이드 둑(15)과 미끄럼 접촉하는 영역에 위치하면, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이, 사이드 둑(15)과 냉각 드럼(11) 사이에 간극이 발생한다. 여기서, 간극의 크기가 예를 들어 0.2㎜ 이상이 되면, 이 간극에 용강(3)이 삽입하게 된다.

여기서, 주조 개시 시에 있어서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 사이드 둑(15)의 표면에 지금 M이 형성되어 있고, 사이드 둑(15)과 냉각 드럼(11) 사이의 간극에 삽입된 용강(3)이 고화되어, 상술한 지금 M과 일체화되고, 냉각 드럼(11, 11) 사이에 물려 들어간다.

냉각 드럼(11, 11) 사이에 지금 M이 물려 들어간 부분은, 주편의 판 두께가 폭 방향 또한 길이 방향에서 국소적으로 두꺼워진다.

그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 냉각 드럼(11, 11)의 압력 제어를,

(a) 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)을 정지한 상태로부터, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)을 회전 기동시켜, 주편(1)의 후육부가 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)를 통과할 때까지의 제1 스텝과,

(b) 제1 스텝 후, 냉각 드럼(11, 11)이 1회전 이상 할 때까지의 제2 스텝과,

(c) 제2 스텝 후의 제3 스텝

으로 나누어 실시하고 있다.

각각의 스텝에 대하여, 냉각 드럼의 압력 제어 방법을 도시하는 설명도인 도 6을 참조하여 이하에 설명한다.

(제1 스텝)

먼저, 제1 스텝에 있어서는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 회전축 방향의 일단측 및 타단측에 배치된 유압 실린더(21A, 21B)에 의해, 소정의 압력(제1 압력)으로 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박된다.

본 실시 형태에서는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 이동측의 냉각 드럼(11a)에 유압 실린더(21A, 21B)가 배치되어 있고, 고정측의 냉각 드럼(11b)을 향하여 이동측의 냉각 드럼(11a)을 압박하도록 구성되어 있다. 또한, 유압 실린더(21A, 21B)는, 지주의 측면에 고정되어 있지만, 간략화를 위해 지주는 도시하고 있지 않다.

제1 압력은, 냉각 드럼(11)의 기동에 영향을 주지 않는 범위에서 가능한 한 높은 값을 목표로 하지만, 그 구체적 수치는, 주로, 냉각 드럼(11)의 폭, 직경, 용융 금속 종류, 드럼 최대 구동력으로부터 정해지는 것이다. 현실적으로는, 사전의 계산 등에 의해 적정값을 구하는 것은 어렵기 때문에, 실제의 시험에 의해 적정값을 구하여 설정된다.

(제2 스텝)

다음에, 제2 스텝에 있어서는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 회전축 방향의 일단측 및 타단측에 배치된 유압 실린더(21A, 21B)에 의해, 소정의 압력(제2 압력)으로 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박된다.

또한, 제2 압력은, 냉각 드럼(11)의 표면에 변형 등의 손상을 주지 않는 범위에서 가능한 한 높은 값을 목표로 하지만, 주로 냉각 드럼(11)의 폭, 직경, 표면 형상, 표면 재질, 용융 금속 종류, 최대 드럼 압하로부터 정해지는 것이다. 현실적으로는, 제1 압력과 마찬가지로, 실제의 시험에 의해 적정값을 구하여 설정된다.

여기서, 제2 스텝에 있어서의 제2 압력은, 제1 스텝에 있어서의 제1 압력보다도 높게 설정되어 있다.

즉, 제1 스텝 및 제2 스텝에 있어서는, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 근접하는 방향으로, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 회전축 방향의 일단측 및 타단측에 배치된 유압 실린더(21A, 21B)에 의해 각각 서로 동일한 압력으로 압박하고 있다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, 지금 M의 물려 들어감이 발생해도, 냉각 드럼(11, 11)끼리가 근접하는 방향으로 가압되게 된다.

또한, 본원에 있어서, 「동일한 압력」은, 10％의 오차를 허용하지만, 주조를 보다 안정적으로 개시시키기 위해서는 오차 범위를 5％ 이하, 보다 바람직하게는 1％ 이하로 허용하도록 관리하는 것이 바람직하다.

(제3 스텝)

다음에, 제3 스텝에 있어서는, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 회전축 방향의 일단측 및 타단측의 반력의 합계값이 소정의 값이 되도록, 또한, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 서로의 회전축이 평행하게 유지되도록 압력 제어를 행한다.

구체적으로는, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 이동측의 냉각 드럼(11a)에 유압 실린더(21A, 21B)가 배치되고, 고정측의 냉각 드럼(11b)에 로드셀(22A, 22B)이 배치되어 있다. 또한, 로드셀(22A, 22B)은, 지주의 측면에 고정되어 있지만, 간략화를 위해 지주는 도시하고 있지 않다. 로드셀(22A, 22B)에 의해 측정된 반력 신호가 반력 제어부(24)에 송신되고, 이 반력 제어부(24)에 있어서, 합하중이 소정 값으로 되도록, 유압 실린더(21A, 21B)에 있어서 전후진하도록 명령을 내린다.

이에 의해, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 서로의 회전축이 평행하게 유지되어, 판 두께 제어된 주편(1)이 제조되게 된다. 또한, 상기 합하중의 소정값은, 주로 주편(1)의 품질을 충족하는 범위에서, 조업의 안정성의 유지를 목표로 하지만, 주로 냉각 드럼(11)의 폭, 직경, 용융 금속 종류로부터 정해지는 것이다. 현실적으로는, 제1 압력, 제2 압력과 마찬가지로, 실제의 시험에 의해 적정값을 구하여 설정된다.

여기서, 제2 스텝에 있어서는, 제1 스텝 후에 냉각 드럼(11)이 2회전 이상 할 때까지의 기간으로 하는 것이 바람직하다.

단, 제2 스텝으로부터 제3 스텝으로의 전환 타이밍이 느려지면, 판 두께 제어된 주편(1)을 얻을 때까지의 초기 불량량이 많아지기 때문에, 냉각 드럼(11)이 3회전하기 전에, 제3 스텝으로 전환하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시 형태인 주편(1)의 제조 방법에 의하면, 제1 스텝 후, 냉각 드럼(11, 11)이 1회전 이상 할 때까지의 제2 스텝에 있어서는, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 회전축 방향의 일단측 및 타단측에 배치된 유압 실린더(21A, 21B)에 의해, 소정의 압력(제2 압력)으로 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박되고 있으므로, 냉각 드럼(11)의 열팽창부 E가 사이드 둑(15)과 미끄럼 접촉하는 영역에 위치하여 사이드 둑(15)과 냉각 드럼(11) 사이에 간극이 발생한다. 이 때문에, 이 간극에 용강(3)이 삽입되어 지금 M의 말려 들어감이 발생한 경우라도, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 서로 근접하는 방향으로 압박됨으로써, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)에 있어서 응고 셸(5, 5)끼리를 충분히 압하할 수 있다. 따라서, 주편(1)의 두께 중앙 부분의 미응고부가 거의 형성되지 않아, 주편 강도가 유지된다. 이에 의해, 주편(1)의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태인 주편(1)의 제조 방법에 있어서는, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)을 정지한 상태로부터, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)을 회전 기동시켜, 주편(1)의 후육부가 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)를 통과할 때까지의 제1 스텝에 있어서, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 회전축 방향의 일단측 및 타단측에 배치된 유압 실린더(21A, 21B)에 의해, 비교적 저압의 제1 압력으로, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박되고 있으므로, 주조 개시 시에 형성된 주편(1)의 후육부를 비교적 안정적으로 냉각 드럼(11, 11) 간을 통과시킬 수 있어, 주조에 대한 영향을 억제할 수 있다.

또한, 제2 스텝에서는, 제1 스텝의 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로 냉각 드럼(11)을 압박하고 있으므로, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)에 있어서 응고 셸(5, 5)끼리를 충분히 압하할 수 있다. 이 때문에, 주편(1)의 두께 중앙 부분의 미응고부가 거의 형성되지 않아, 주편 강도를 유지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 제2 스텝을, 제1 스텝 후에 냉각 드럼(11)이 2회전 이상 할 때까지의 기간으로 한 경우에는, 상술한 열팽창부 E가 2회전째까지 잔존하고 있어 지금 M의 물려 들어감이 발생해도, 한 쌍의 냉각 드럼(11, 11)의 최근접점 P(드럼 키스점)에 있어서 응고 셸(5, 5)끼리를 충분히 압하할 수 있다. 이에 의해, 주편(1)의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 주편의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 쌍드럼식 연속 주조 장치를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 냉각 드럼의 압박 방식은, 도 6에 도시한 것에 한정되는 것은 아니고, 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 압력 제어가 실시 가능한 구성이면 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해, 실시한 실험 결과에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 쌍드럼식 연속 주조 장치를 사용하여, 탄소량 0.05mass％의 탄소강을 포함하는 주편의 제조를 행하였다.

여기서, 냉각 드럼 직경을 600㎜, 냉각 드럼 폭을 400㎜로 하였다. 또한, 정상 주조의 주편 두께를 2.0㎜로 하였다.

본 발명예 1에 있어서는, 냉각 드럼의 회전수가 0.1회전인 시점에서 제1 스텝으로부터 제2 스텝으로의 전환을 실시하고, 냉각 드럼의 회전수가 1.3회전인 시점에서 제2 스텝으로부터 제3 스텝으로의 전환을 실시하였다.

본 발명예 2에 있어서는, 냉각 드럼의 회전수가 0.1회전인 시점에서 제1 스텝으로부터 제2 스텝으로의 전환을 실시하고, 냉각 드럼의 회전수가 2.3회전인 시점에서 제2 스텝으로부터 제3 스텝으로의 전환을 실시하였다.

비교예에 있어서는, 냉각 드럼의 회전수가 0.1회전인 시점에서 제1 스텝으로부터 제2 스텝으로의 전환을 실시하고, 냉각 드럼의 회전수가 0.4회전인 시점에서 제2 스텝으로부터 제3 스텝으로의 전환을 실시하였다. 또한, 이 경우의 제2 스텝으로부터 제3 스텝으로의 전환은, 셸 세척이 종료된 시점에 해당한다.

그리고, 본 발명예 1, 2 및 비교예에 있어서, 냉각 드럼의 1 내지 2회전째에 있어서의 주편의 파단 횟수 및 파단수를 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 비교예에 있어서의 드럼 반력과 드럼 갭의 변화를 도 7에, 본 발명예 1에 있어서의 드럼 반력과 드럼 갭의 변화를 도 8에 도시한다.

비교예에 있어서는, 냉각 드럼의 1 내지 2회전째에 있어서의 주편의 파단율이 25％이며, 주조의 개시가 불안정 경향이었다.

이에 반해, 본 발명예 1, 2에 있어서는, 냉각 드럼의 1 내지 2회전째에 있어서의 주편의 파단율이 0％였다.

또한, 비교예에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같이, WS(Work Side)에서 지금을 물려 들어가게 하였을 때, DS(Drive Side)의 드럼 갭이 WS에 추종하게 되고, 이때, DS에서는 드럼 반력이 크게 저하되어, 냉각 드럼의 응고 셸과의 접촉이 불안정해져, 냉각이 불충분해진다.

이에 반해, 본 발명예 1에 있어서는, 도 8에 도시한 바와 같이, WS에서 지금을 물려 들어가게 한 시점에서도 DS에서는 드럼 반력이 저하되지 않아, 응고 셸끼리가 강하게 압착되어, DS의 드럼 갭이 작게 되어 있다. 따라서, 주편의 두께 중앙 부분의 미응고부는 거의 존재하지 않고, 주편의 표면 온도가 비교적 낮아져, 주편 강도가 유지된다. 이에 의해, 주편의 파단이 억제된다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 관한 주편의 제조 방법에 의하면, 쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서, 주편의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시하는 것이 가능한 주편의 제조 방법을 제공할 수 있음이 확인되었다.

본 발명에 따르면, 쌍드럼식 연속 주조 장치에 있어서, 주편의 파단을 억제할 수 있어, 주조를 안정적으로 개시하는 것이 가능한 주편의 제조 방법을 제공할 수 있다.

1: 주편
3: 용강(용융 금속)
5: 응고 셸
10: 쌍드럼식 연속 주조 장치
11: 냉각 드럼
15: 사이드 둑
16: 용강 풀부(용융 금속 저류부)

Claims

회전하는 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 둑에 의해 형성된 용융 금속 저류부에 용융 금속을 공급하고, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 둘레면에 응고 셸을 형성 및 성장시켜 주편을 제조하는 주편의 제조 방법이며,
주조 개시 시에 있어서 상기 한 쌍의 냉각 드럼을 정지한 상태에서 상기 용융 금속 저류부에 상기 용융 금속을 공급하였을 때 형성되는 상기 주편의 후육부가, 상기 냉각 드럼의 회전 기동 후에 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 최근접점을 통과할 때까지의 제1 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일한 제1 압력으로, 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향을 향하여 압박하고,
상기 제1 스텝 후부터 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 2회전 이상 할 때까지의 제2 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측을 서로 동일, 또한, 상기 제1 압력보다도 높은 제2 압력으로, 상기 한 쌍의 냉각 드럼이 서로 근접하는 방향으로 압박하고,
상기 제2 스텝 후의 제3 스텝에 있어서는, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 회전축 방향의 일단측 및 타단측의 반력의 합계값이 소정의 값이 되도록, 또한, 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 서로의 회전축이 평행하게 유지되도록 압력 제어를 행하고,
상기 냉각 드럼이 3회전하기 전에 상기 제2 스텝으로부터 상기 제3 스텝으로 전환되는 것을 특징으로 하는, 주편의 제조 방법.
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