KR102586739B1 - Continuous casting of a metallic strand - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 주조기 내 금속 스트랜드(1)의 연속 주조를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 과제는 스트랜드(1)가 신속하게 주조되면서도 스트랜드(1) 내 공동부들 또는 균열들이 방지되도록 공지된 연속 주조 방법을 변경하는 것이다. 그럼으로써 경제적 효율이 상승하고 주조된 스트랜드의 내부 품질이 상승해야 한다. 이와 같은 과제는 청구항 제 1항에 따른 방법에 의해 해결되며, 이때 추출 시작 후에 몰드(2)로부터 더미 바(dummy bar)(6)의 추출 속도(v)는 증가한다. The present invention relates to a method and device for continuous casting of metal strands (1) in a continuous casting machine. The task of the present invention is to modify the known continuous casting method so that the strand 1 can be cast quickly while cavities or cracks in the strand 1 are avoided. This should increase economic efficiency and improve the internal quality of the cast strand. This problem is solved by the method according to claim 1, wherein the extraction speed v of the dummy bar 6 from the mold 2 increases after the extraction starts.

Description

금속 스트랜드의 연속 주조{CONTINUOUS CASTING OF A METALLIC STRAND}CONTINUOUS CASTING OF A METALLIC STRAND}

본 발명은 연속 주조기 내 금속 스트랜드의 연속 주조, 바람직하게는 반연속(semi-continuous) 연속 주조에 관한 것이다.The present invention relates to continuous casting, preferably semi-continuous casting, of metal strands in a continuous casting machine.

구체적으로 본 발명은 연속 주조기 내 스트랜드의 연속 주조, 바람직하게는 반연속 연속 주조를 위한 방법에 관한 것이고, 이때 상기 연속 주조기는 1차 냉각 시스템을 구비한 몰드, 주조 방향으로 후속하여, 바람직하게 상기 스트랜드에 설치 가능한 다수의 가이드용 연속 가이드 롤러 및 상기 스트랜드의 냉각을 위한 2차 냉각 시스템을 구비한 연속 가이드, 그리고 재차 후속하여 상기 스트랜드의 제어 또는 조절된 냉각을 위한 3차 냉각 구역을 포함하며, 상기 방법은 다음의 방법 단계들:Specifically, the invention relates to a method for continuous casting, preferably semi-continuous, of strands in a continuous casting machine, wherein the continuous casting machine is equipped with a mold equipped with a primary cooling system, followed in the casting direction, preferably said a continuous guide with a plurality of continuous guide rollers for the guides installable on the strands and a secondary cooling system for cooling the strands, and then again with a tertiary cooling zone for controlled or regulated cooling of the strands, The method includes the following method steps:

― 몰드 내로 더미 바(dummy bar)를 삽입하는 단계;- Inserting a dummy bar into the mold;

― 더미 바의 헤드가 몰드를 유체 밀봉 방식으로 밀폐하도록 상기 몰드 내에 상기 더미 바를 고정하는 단계;- fixing the dummy bar in the mold so that the head of the dummy bar fluidly seals the mold;

― 연속 주조기가 초기 주조하는 단계(이때 금속 용융물이 몰드 내로 채워지고 상기 몰드 내에서 캐스팅 레벨(casting level) 및 부분 경화된 스트랜드가 형성됨);- initial casting by a continuous caster, in which the metal melt is filled into a mold and a casting level and a partially hardened strand are formed in the mold;

― 몰드로부터 더미 바의 추출을 시작하는 단계(이때 상기 더미 바가 제 1 추출 속도(v1)에 의해 상기 몰드로부터 추출됨);- starting extraction of a dummy bar from the mold, wherein the dummy bar is extracted from the mold at a first extraction speed (v 1 );

― 연속 가이드 내에서 부분 경화된 스트랜드를 지지 및 가이드하는 단계(이때 상기 부분 경화된 스트랜드가 연속 가이드 롤러들을 통해 지지되고, 가이드되며, 그리고 2차 냉각 시스템의 냉각 노즐들에 의해 냉각됨); 및- supporting and guiding the partially cured strand in a continuous guide, wherein the partially cured strand is supported and guided via continuous guide rollers and cooled by cooling nozzles of the secondary cooling system; and

― 3차 냉각 구역 내에서 스트랜드가 완전 경화될 때까지 부분 경화된 스트랜드를 제어 또는 조절하여 냉각하는 단계를 포함한다.- controlled or regulated cooling of the partially cured strand in a tertiary cooling zone until the strand is fully cured.

그 밖에 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 연속 주조기에 관한 것이고, 상기 연속 주조기는In addition, the present invention relates to a continuous casting machine for carrying out the method according to the present invention, and the continuous casting machine

― 1차 냉각 시스템을 구비한 몰드,- Mold with primary cooling system,

― 주조 방향으로 후속하여, 바람직하게 스트랜드에 설치 가능한 다수의 스트랜드 가이드용 및 지지용 연속 가이드 롤러를 구비한 연속 가이드와 상기 스트랜드의 냉각을 위한 2차 냉각 시스템 및- a continuous guide with a plurality of continuous guide rollers for strand guidance and support, preferably installable on the strands, successively in the casting direction, and a secondary cooling system for cooling the strands, and

― 재차 후속하여 상기 스트랜드의 제어 또는 조절된 냉각을 위한 3차 냉각 구역을 포함한다.- a tertiary cooling zone for subsequent controlled or regulated cooling of the strands.

유사한 종류의 방법 및 적합한 장치는 WO 2015/079071호에 공지되어 있다. 조절 가능한 단열판들(insulation panels)을 구비한 3차 냉각 구역에 의해 스트랜드의 냉각 속도가 아래에서 위로 미세하게 조절될 수 있다. 그럼으로써 스트랜드 내 공동부들의 형성이 방지되고, 그 결과 액상의 강철 용융물이 경화로 인해 야기된 고체상과 액체상 사이의 볼륨 변화들을 보상할 수 있다. 그럼으로써 상기 스트랜드의 내부 품질은 현저히 개선된다. 이 경우 단점은 완전한 경화까지 연속 주조가 매우 오래 걸린다는 것이다. 상기 명세서는 스트랜드의 내부 품질에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 연속 주조를 가속화할 수 있는 방법에 대해서는 상술하지 않는다.Methods and suitable devices of a similar kind are known from WO 2015/079071. A tertiary cooling zone with adjustable insulation panels allows the cooling rate of the strand to be finely adjusted from bottom to top. This prevents the formation of cavities in the strands and allows the liquid steel melt to compensate for volume changes between the solid and liquid phases caused by hardening. The internal quality of the strand is thereby significantly improved. The disadvantage in this case is that continuous casting takes a very long time until complete hardening. The specification does not detail how continuous casting can be accelerated without negatively affecting the internal quality of the strand.

본 발명의 과제는 스트랜드가 신속하게 주조되면서도 스트랜드 내 공동부들 또는 균열들이 방지되도록 공지된 연속 주조 방법을 변경하는 것이다. 그럼으로써 경제적 효율이 상승하고 주조된 스트랜드의 내부 품질이 상승해야 한다.The task of the present invention is to modify the known continuous casting method so that the strand can be cast quickly while cavities or cracks in the strand are avoided. This should increase economic efficiency and improve the internal quality of the cast strand.

본 발명에 따른 과제는 청구항 제 1항의 대상에 의해 해결된다. 바람직한 실시 형태들은 종속 청구항들의 대상이다.The problem according to the present invention is solved by the subject matter of claim 1. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

구체적으로, 추출 시작 후에 몰드로부터 더미 바의 추출 속도(v)가 제 2 추출 속도(v2)로 증가하는(이때 v2>v1) 유사한 종류의 방법에 의해 해결된다.Specifically, it is solved by a similar type of method in which the extraction speed v of the dummy bar from the mold increases to the second extraction speed v 2 after the start of extraction (where v 2 > v 1 ).

이와 같은 조치에 의해, 뚜렷한 V형 형상의 스트랜드 셸들(strand shells)을 구비한 스트랜드, 일반적으로는 강철 스트랜드 또는 (예컨대 니켈기합금의) 소위 초합금(superalloy)(https://de.wikipedia.org/wiki/Superlegierung 참조)의 스트랜드가 생성된다. 다른 말로 하면, 상기 스트랜드 셸들의 두께가 주조 방향으로 신속하게 증가함으로써, 결과적으로 스트랜드의 하단부에 있는 스트랜드 셸은 상단부에 있는 스트랜드 셸보다 현저히 더 두껍다. 그럼으로써 액상의 금속 용융물이 경우에 따라 경화에 의해 야기된 공동부들을 직접 충전할 수 있으며, 그 결과 스트랜드의 내부 품질이 개선된다. 그 밖에 주조 속도의 증가는 연속 주조 방법의 경제적 효율에도 바람직하게 작용한다.By this measure, strands with strand shells of a distinct V-shape are formed, usually steel strands or so-called superalloys (e.g. of nickel-based alloys) (https://de.wikipedia.org). A strand (see /wiki/Superlegierung) is created. In other words, the thickness of the strand shells increases rapidly in the casting direction, so that the strand shell at the bottom of the strand is significantly thicker than the strand shell at the top. This allows the liquid metal melt to directly fill the cavities caused by hardening, as a result of which the internal quality of the strand is improved. In addition, an increase in casting speed also has a beneficial effect on the economic efficiency of the continuous casting method.

뚜렷한 V 형태의 스트랜드 셸들을 달성하기 위해, 추출 속도(v)의 증가가 시간 또는 스트랜드 길이에 따라 이루어지는 경우가 바람직하다. vmax에 의해 위로 상기 추출 속도(v)를 제한함으로써, 스트랜드의 상단부에 있는 스트랜드 셸이 최소 두께를 갖는 상황이 보장된다. 그럼으로써 개구들이 방지될 수 있다.In order to achieve distinct V-shaped strand shells, it is preferred if an increase in the extraction rate (v) is made with time or with strand length. By limiting the extraction speed v upwards by v max , a situation is ensured where the strand shell at the top of the strand has a minimum thickness. Thereby openings can be prevented.

장치 내 충격을 방지하기 위해, 상기 추출 속도(v)가 조금씩 일정하게, 바람직하게는 한 번 이상 일정하게 구분 가능하게 증가하는 경우가 바람직하다.In order to prevent shock within the device, it is preferable that the extraction speed (v) increases steadily and gradually, preferably more than once.

이에 대해 대안적으로 추출 속도(v)의 증가가 일정하지 않게, 예를 들어 불연속적 단계들로 이루어질 수도 있다.Alternatively, the increase in extraction rate v may be non-constant, for example in discontinuous steps.

열적 연산 모델이 연속 주조 동안에A thermal computational model is used during continuous casting.

― 금속 용융물의 화학적 조성,— chemical composition of the metal melt,

― 몰드 내 1차 냉각 시스템,- Primary cooling system in the mold,

― 연속 가이드 내 스트랜드의 2차 냉각 시스템에 따라, 끊임없이 스트랜드 내 고체상, 반고체상 및 액체상 사이의 실제-상 경계들을 포함하여 스트랜드의 실제-온도 필드를 연산하는 경우가 특히 바람직하며, 이때 몰드로부터 더미 바의 추출 속도는 상기 실제-온도 필드 및/또는 실제-상 경계들에 따라, 특히 액상 팁(liquid phase tip)의 실제-위치에 따라 조절된다.- It is particularly advantageous to calculate the real-temperature field of the strand, including the real-phase boundaries between the solid, semi-solid and liquid phases in the strand, continuously, according to the system of secondary cooling of the strand in a continuous guide, with the dummy from the mold. The extraction speed of the bar is adjusted depending on the real-temperature field and/or real-phase boundaries, in particular depending on the real-position of the liquid phase tip.

실제-온도 필드의 연산은 예를 들어 WO 2009/141205 A1호에 공지되어 있다. 이에 대한 세부 내용은 본 출원서에서 참조에 의해 수용된다. 이와 같은 실시 형태에 의해 몰드로부터 더미 바의 추출 속도는 예를 들어, 액상 팁의 실제-위치가 시간에 따른 목표-위치에 최대한 상응하도록 조절될 수 있다.The calculation of the real-temperature field is known for example from WO 2009/141205 A1. The details thereof are incorporated by reference into this application. According to this embodiment, the extraction speed of the dummy bar from the mold can be adjusted so that, for example, the actual position of the liquid tip corresponds as much as possible to the target position over time.

주조 공정 동안에 추출 속도 또는 주조 속도의 변경에 대해 추가로, 2차 냉각 시스템 내 냉각 노즐들의 냉각 출력의 강도를 실제-온도 필드 및/또는 실제-상 경계들에 따라, 특히 액상 팁의 실제-위치에 따라 조절하는 것이 바람직하다.In addition to changes in extraction or casting speed during the casting process, the intensity of the cooling output of the cooling nozzles in the secondary cooling system can be adjusted depending on the real-temperature field and/or real-phase boundaries, in particular the real-position of the liquid tip. It is desirable to adjust it accordingly.

그 밖에, 3차 냉각 구역 내 단열부의 열전달계수(U)를 실제-온도 필드 및/또는 실제-상 경계들에 따라, 특히 액상 팁의 실제-위치에 따라 조절하는 것이 매우 바람직하다.In addition, it is highly desirable to adjust the heat transfer coefficient (U) of the insulation in the tertiary cooling zone depending on the real-temperature field and/or real-phase boundaries, in particular depending on the real-position of the liquid tip.

마지막에 언급된 두 가지 조치는 스트랜드 셸의 V형 형상에도 마찬가지로 매우 긍정적으로 작용한다.The last two measures also have a very positive effect on the V-shape of the strand shell.

일반적으로, 2차 냉각 시스템 내 냉각 노즐들의 냉각 출력의 강도가 시간 또는 스트랜드 길이(s)에 걸쳐서 감소하고, 그리고/또는 스트랜드가 3차 냉각 구역 내에서 단열부에 의해 단열되는 경우가 바람직하며, 이때 상기 단열부의 열전달계수(U)는 주조 방향으로 증가한다. 그럼으로써 스트랜드의 하단부, 다시 말해 스트랜드 헤드(strand head)가 스트랜드의 상단부, 다시 말해 스트랜드 풋(strand foot)보다 더 강하게 냉각된다.In general, it is preferred if the intensity of the cooling output of the cooling nozzles in the secondary cooling system decreases over time or strand length (s) and/or if the strands are insulated by insulation in the tertiary cooling zone, At this time, the heat transfer coefficient (U) of the insulation part increases in the casting direction. This causes the lower part of the strand, i.e. the strand head, to cool more strongly than the upper part of the strand, i.e. the strand foot.

스트랜드 내부 품질의 추가 개선은, 연속 주조기가 주조 방향으로 이동 가능한 스트랜드 교반기를 포함하는 경우에 달성될 수 있으며, 이때 상기 스트랜드 교반기는 몰드로부터 더미 바의 추출 동안에 그리고 추출 종료 후에 스트랜드의 액상 팁 영역을 전자기적으로 교반한다.A further improvement in the internal quality of the strand can be achieved if the continuous casting machine comprises a strand agitator movable in the casting direction, wherein the strand agitator moves the liquid tip area of the strand during extraction of the dummy bar from the mold and after the end of extraction. Stir electromagnetically.

본 발명에 따른 과제는 마찬가지로 청구항 제 12항에 따른 연속 주조기에 의해서도 해결된다. 바람직한 실시 형태들은 종속 청구항들의 대상이다.The problem according to the invention is likewise solved by the continuous casting machine according to claim 12. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

구체적으로, 몰드로부터 더미 바의 추출시에 추출 속도(v)의 시간 또는 스트랜드 길이에 따른 제어 또는 조절을 위한 제어- 또는 조절 장치를 포함하는 유사한 종류의 연속 주조기에 의해 해결된다.In particular, it is solved by a continuous casting machine of a similar type, which includes a control or regulation device for controlling or regulating the extraction speed v according to time or strand length during extraction of the dummy bar from the mold.

이 경우, 전체 3차 냉각 구역이 반드시 2차 냉각 구역 다음에 배치될 필요는 없다. 2차 냉각 시스템은 예를 들어, 연속 주조시에 연속 가이드 내로 제공되고 주조 후에는 접혀지는 접이식 분사 노즐 장치에 의해 이루어질 수 있다. 그럼으로써 자유로워지는 영역은 스트랜드의 단열을 위해 사용될 수 있다.In this case, the entire tertiary cooling zone does not necessarily need to be located after the secondary cooling zone. The secondary cooling system can, for example, be achieved by a folding spray nozzle arrangement that is provided in a continuous guide during continuous casting and folded after casting. The area thus freed can be used for insulation of the strand.

상기 제어- 또는 조절 장치가 열적 연산 모델을 포함하는 경우가 바람직하며, 상기 연산 모델은 연속 주조 동안에It is preferred if the control or regulating device comprises a thermal computational model, which computational model can be used during continuous casting.

― 금속 용융물의 화학적 조성,— chemical composition of the metal melt,

― 몰드 내 1차 냉각 시스템,- Primary cooling system in the mold,

― 연속 가이드 내 스트랜드의 2차 냉각 시스템에 따라, 끊임없이 스트랜드 내 고체상, 반고체상 및 액체상 사이의 실제-상 경계들을 포함하여 스트랜드의 실제-온도 필드를 연산하기 위해 적합하며, 이때 몰드로부터 더미 바의 추출 속도는 상기 실제-온도 필드 및/또는 실제-상 경계들에 따라, 특히 액상 팁의 실제-위치에 따라 조절될 수 있다.- Depending on the system of secondary cooling of the strand in a continuous guide, it is suitable for calculating the real-temperature field of the strand, including the real-phase boundaries between the solid, semi-solid and liquid phases in the strand continuously, while removing the dummy bar from the mold. The extraction rate can be adjusted depending on the real-temperature field and/or real-phase boundaries, in particular depending on the real-position of the liquid tip.

그 밖에, 2차 냉각 시스템 내 냉각 노즐들의 냉각 출력의 강도 및/또는 3차 냉각 구역 내 단열부의 열전달계수(U)가 실제-온도 필드 및/또는 실제-상 경계들에 따라, 특히 액상 팁의 실제-위치에 따라 조절될 수 있는 경우가 바람직하다.In addition, the intensity of the cooling output of the cooling nozzles in the secondary cooling system and/or the heat transfer coefficient (U) of the insulation in the tertiary cooling zone depends on the real-temperature field and/or the real-phase boundaries, in particular that of the liquid tip. It is desirable if it can be adjusted according to the actual-position.

본 발명의 추가 장점들 및 특징들은 제한되지 않은 실시예들의 설명으로부터 주어진다.
도 1a 내지 도 1h는 방법의 실행시에 방법 단계들을 나타내고,
도 2a는 선행 기술에 따른 연속 주조된 스트랜드를 나타내며,
도 2b는 본 발명에 따라 제조된 연속 주조된 스트랜드를 나타내고,
도 3a는 시간(t)에 걸쳐서 몰드로부터 스트랜드의 추출 속도의 곡선을 나타내고,
도 3b는 스트랜드 길이(s)에 걸쳐서 몰드로부터 스트랜드의 추출 속도의 곡선을 나타내며,
도 4a는 시간(t)에 걸쳐서 냉각 노즐을 통한 냉각제의 유동률(Q)의 곡선을 나타내고,
도 4b는 스트랜드 길이(s)에 걸쳐서 냉각 노즐을 통한 냉각제의 유동률(Q)의 곡선을 나타내며,
도 5는 스트랜드 상에 축적된 냉각제 양의 도면이고,
도 6은 3차 냉각 구역 내 가변적인 단열부의 도면이며,
도 7a는 선회 가능한 단열 플랩들(insulation flaps)에 의한 3차 냉각 구역 내 가변적인 단열부의 도면이고,
도 7b는 이동 가능한 단열 플랩들에 의한 3차 냉각 구역 내 가변적인 단열부의 도면이며,
도 8a는 추출 속도(v)의 조절을 위한 제어- 및 조절 장치를 구비한 본 발명에 따른 연속 주조기의 도면이고,
도 8b는 2차 냉각 시스템의 강도 조절을 위한 제어- 및 조절 장치를 구비한 본 발명에 따르지 않은 연속 주조기의 도면이며,
도 8c는 3차 냉각 구역 내 단열부 조절을 위한 제어- 및 조절 장치를 구비한 본 발명에 따르지 않은 연속 주조기의 도면이고,
도 9a 내지 도 9e는 도 1a 내지 도 1h에 대하여 대안적인 연속 주조기의 방법 단계들의 도면이고,
도 10은 헤드 단열부의 도면이며, 그리고
도 11은 선행 기술 및 본 발명에 따른, 스트랜드 내 액상 팁의 시간에 따른 위치의 도면이다.
Additional advantages and features of the invention are given from the description of non-limiting embodiments.
1A to 1H represent method steps in execution of the method;
Figure 2a shows a continuously cast strand according to the prior art,
Figure 2b shows a continuously cast strand produced according to the invention;
Figure 3a shows a curve of the rate of extraction of strands from the mold over time t;
Figure 3b shows a curve of the rate of extraction of a strand from the mold over the strand length (s);
Figure 4a shows a curve of the flow rate (Q) of coolant through a cooling nozzle over time (t);
Figure 4b shows a curve of the flow rate (Q) of coolant through a cooling nozzle over the strand length (s);
5 is a diagram of the amount of coolant accumulated on the strand;
Figure 6 is a diagram of the variable insulation in the tertiary cooling zone;
Figure 7a is a diagram of variable insulation in the tertiary cooling zone by pivotable insulation flaps;
Figure 7b is a diagram of variable insulation in the tertiary cooling zone by movable insulation flaps;
Figure 8a is a diagram of a continuous casting machine according to the invention with control and regulation devices for regulation of the extraction speed (v),
Figure 8b is a view of a continuous casting machine according to the invention with control and regulation devices for regulating the intensity of the secondary cooling system,
Figure 8c is a view of a continuous casting machine according to the invention with control and regulation devices for regulating the insulation in the tertiary cooling zone;
9A to 9E are diagrams of method steps of an alternative continuous caster to FIGS. 1A to 1H;
Figure 10 is a view of the head insulation, and
Figure 11 is a plot of the position of a liquid tip in a strand over time, according to the prior art and the present invention.

도 1a 내지 도 1h에는 강철로 이루어진 스트랜드(1)의 연속 주조, 구체적으로는 소위 반연속 연속 주조가 도시되어 있다. 연속 주조기는 수직 장치로서 형성되어 있고 주요 소자들로서 수냉각 몰드(2), 스트랜드(1)에 설치 가능한 다수의 연속 가이드 롤러(3a) 및 다수의 냉각 노즐(4a)을 구비한 2차 냉각 시스템(4)을 포함하는 연속 가이드(3), 그리고 단열부(9) 및 다수의 단열판(9a)을 구비한 3차 냉각 구역(5)을 포함한다. 상기 몰드(2) 및 상기 연속 가이드(3)를 포함하는 상기 연속 주조기의 헤드는 상기 3차 냉각 구역(5)에 대하여 이동 가능함으로써, 결과적으로 단 하나의 헤드가 다수의 3차 냉각 구역에 스트랜드들을 제공할 수 있다. 상기 연속 가이드 롤러들(3a)은 반드시 작동기를 통해 상기 스트랜드(1)에 설치 가능할 필요가 없다. 이와 같은 연속 가이드 롤러들은 기계적으로, 예를 들어 와셔들(washers) 또는 소위 심들(shims)을 통해 설치 가능한 것으로 충분하다.1a to 1h show the continuous casting of strands 1 made of steel, specifically the so-called semi-continuous continuous casting. The continuous casting machine is formed as a vertical device and has a secondary cooling system ( 4), and a tertiary cooling zone (5) with an insulating section (9) and a plurality of insulating plates (9a). The head of the continuous casting machine comprising the mold 2 and the continuous guide 3 is movable with respect to the tertiary cooling zone 5, so that only one head can provide strands in multiple tertiary cooling zones. can provide them. The continuous guide rollers 3a do not necessarily have to be installable on the strand 1 via an actuator. It is sufficient that such continuous guide rollers are mechanically installable, for example via washers or so-called shims.

도 1a에는 연속 주조기의 초기 주조 이전의 상황이 도시되어 있다. 더미 바(6)가 몰드(2) 내로 삽입됨으로써, 결과적으로 고정식 더미 바(6)가 상기 몰드(2)를 주조 방향(G)으로 유체 밀봉 방식으로 밀폐한다.Figure 1a shows the situation before initial casting in a continuous caster. As the dummy bar 6 is inserted into the mold 2, the stationary dummy bar 6 consequently seals the mold 2 in a fluid-tight manner in the casting direction G.

도 1b에는 연속 주조기의 초기 주조가 도시되어 있다. 강철 용융물 또는 소위 초합금의 용융물이 몰드(2) 내로 직접 또는 분배기 용기를 통해 공급됨으로써, 결과적으로 상기 몰드(2) 내에 캐스팅 레벨(M) 및 상기 몰드(2)의 1차 냉각 시스템으로 인해 스트랜드(1)가 형성된다. 다소 일정한 캐스팅 레벨(M)이 설정된 이후에 상기 몰드(2)로부터 더미 바(6)의 추출이 시작된다. 처음에는 추출이 0.12m/min의 제 1 추출 속도(v1)에 의해 상대적으로 천천히 이루어진다(도 3a 참조). 추출 속도(v)는 본 발명에 따라 증가함으로써(도 3a 참조), 결과적으로 뚜렷한 V 형태의 스트랜드 셸들을 구비한 스트랜드(1)가 형성된다(도 2b 참조). 이와 반대로 선행 기술에 따른 연속 주조 방법시에(도 2a 참조) 스트랜드(1)는 뚜렷한 V 형태를 갖지 않으며, 이는 (균열들, 공동부들 등과 같은) 우수하지 않은 내부 품질을 야기한다. 스트랜드(1)의 뚜렷한 V 형태의 스트랜드 셸들(11)에 의해(도 2b 참조) 상기 스트랜드(1)는 3차 냉각 구역(5) 내에서의 냉각 동안에 부분 경화된 스트랜드(1b)의 상부 영역으로부터 액상의 용융물을 재흡인할 수 있음으로써, 결과적으로 경우에 따라 경화에 의해 야기된 공동부들 또는 균열들이 상기 용융물에 의해 재충전된다. 상부 스트랜드 단부(1c)에 있는 얇은 스트랜드 셸(11)은 이를 확연히 수월하게 한다. 몰드(2)는 도시되지 않은 발진기에 의해 수직 방향으로 진동한다. 상기 몰드(2) 아래에 있는 마찬가지로 도시되지 않은 교반 코일(stirring coil)은 부분 경화된 스트랜드를 교반한다. 두 가지 세부 내용은 전문분야에서 통상적이며 예를 들어 WO 2015/079071호에 공지되어 있다.Figure 1b shows initial casting in a continuous caster. The steel melt or the melt of the so-called superalloy is fed directly into the mold 2 or through a distributor vessel, resulting in a casting level M in the mold 2 and the primary cooling system of the mold 2 forming a strand ( 1) is formed. After a more or less constant casting level M has been established, extraction of the dummy bar 6 from the mold 2 begins. Initially, extraction takes place relatively slowly, with a first extraction speed (v 1 ) of 0.12 m/min (see Figure 3a). The extraction rate v is increased according to the invention (see Figure 3a), resulting in the formation of a strand 1 with distinct V-shaped strand shells (see Figure 2b). In contrast, in the continuous casting method according to the prior art (see Figure 2a) the strand 1 does not have a distinct V shape, which leads to poor internal quality (cracks, cavities, etc.). The distinct V-shaped strand shells 11 of the strand 1 (see Figure 2b) allow the strand 1 to separate from the upper region of the partially hardened strand 1b during cooling in the tertiary cooling zone 5. Being able to re-absorb the liquid melt results in the cavities or cracks, as the case may be, caused by hardening being refilled by the melt. The thin strand shell 11 at the upper strand end 1c significantly facilitates this. The mold 2 vibrates in the vertical direction by an oscillator not shown. A stirring coil, also not shown, beneath the mold 2 agitates the partially cured strand. Both details are customary in the field and are known for example from WO 2015/079071.

도 1c에는 연속 주조가 속행되며, 이때 스트랜드(1)는 연속 가이드(3) 내에서 연속 가이드 롤러들(3a)에 의해 지지 및 안내되고, 그리고 2차 냉각 시스템(4)의 냉각 노즐들(4a)에 의해 추가 냉각된다. 도 3a의 실선에 따르면, 도 1c의 시점에서 추출 속도는 대략 0.2m/min이다.In Figure 1c continuous casting continues, where the strand 1 is supported and guided by continuous guide rollers 3a in the continuous guide 3 and the cooling nozzles 4a of the secondary cooling system 4. ) is further cooled by. According to the solid line in Figure 3A, the extraction speed at the time point in Figure 1C is approximately 0.2 m/min.

도 1d에는 몰드 내로 강철 용융물의 공급이 방금 중단된 연속 주조의 시점이 도시되어 있다. 추출 속도(v)는 0.36m/min의 제 2 추출 속도(v2)에 상응한다. 스트랜드(1)의 이와 같은 추출 속도는 추출 공정의 종료까지 유지된다(도 3a 참조).Figure 1d shows a point in continuous casting where the supply of steel melt into the mold has just been stopped. The extraction speed v corresponds to a second extraction speed v 2 of 0.36 m/min. This extraction rate of strand 1 is maintained until the end of the extraction process (see Figure 3a).

강철 용융물의 공급이 중단된 이후에 몰드(2) 내에서 캐스팅 레벨(G)이 하강한다(도 1e 참조). 이와 같은 시점에서 스트랜드(1)는 일반적으로 6 내지 12m의 스트랜드 길이(L)를 갖는다. 상기 스트랜드(1)의 지름은 600㎜이다.After the supply of steel melt is stopped, the casting level (G) falls within the mold (2) (see Figure 1e). At this point the strand 1 typically has a strand length L of 6 to 12 m. The diameter of the strand 1 is 600 mm.

도 1f는 스트랜드 단부(1c)가 연속 가이드(3)를 통과하고 2차 냉각 시스템(4)이 스위치-오프된 이후의 상황을 보여준다. 그런 다음 부분 경화된 스트랜드(1b)는 3차 냉각 구역(5) 내에 위치하고 그곳에서 천천히 제어 또는 조절되어 냉각된다.Figure 1f shows the situation after the strand end 1c has passed the continuous guide 3 and the secondary cooling system 4 has been switched off. The partially cured strand (1b) is then placed in the tertiary cooling zone (5), where it is slowly, controlled or controlled cooled.

도 1g 및 도 1h에는 3차 냉각 구역(5) 내에서 부분 경화된 스트랜드(1b)의 냉각이 도시되어 있으며, 이때 도 1g의 시점이 도 1h의 시점 앞에 있다. 위에서 이미 명시된 바와 같이, 연속 주조기 헤드가 다수의 3차 냉각 구역(5)을 작동시킬 수 있으며, 예를 들어 수평 방향으로 추가 3차 냉각 구역(5)으로 이동할 수 있다. 스트랜드 단부(1c)의 경화를 추가로 지연시키기 위해, 상기 스트랜드 단부(1c)는 2차 냉각 시스템(4) 대신에 헤드 가열기(13)에 의해 가열될 수 있다. 상기 헤드 가열기(13)는 예를 들어 유도성에 의해 또는 발열성 분말에 의해(본 방법은 영문으로 "hot topping"으로 표기됨) 이루어질 수 있으며, 이때 상기 분말은 액상의 강철 용융물과 함께 열 에너지를 발생한다. 부분 경화된 스트랜드(1b)가 액상 팁 영역 내에서 균열들 또는 공동부들의 형성에 특히 취약하기 때문에, 스트랜드 교반기(14)가 특히 이와 같은 영역을 전자기적으로 교반하는 경우가 바람직하다.Figures 1g and 1h show the cooling of the partially cured strand 1b in the tertiary cooling zone 5, with the time point in Figure 1g preceding the time point in Figure 1h. As already specified above, the continuous caster head can operate a number of tertiary cooling zones (5) and can move, for example horizontally, into further tertiary cooling zones (5). To further delay the hardening of the strand end 1c, the strand end 1c can be heated by a head heater 13 instead of the secondary cooling system 4. The head heater 13 can be formed, for example, by induction or by means of an exothermic powder (this method is written in English as "hot topping"), wherein the powder generates heat energy together with the liquid steel melt. Occurs. Since the partially cured strand 1b is particularly susceptible to the formation of cracks or cavities in the liquid tip region, it is advantageous if the strand stirrer 14 particularly electromagnetically agitates this region.

도 2a는 선행 기술에 따른 연속 주조된 부분 경화된 스트랜드(1b)를 보여준다. 스트랜드 단부는 거의 완전히 경화됨으로써, 결과적으로 스트랜드 내 경우에 따른 공동부들 또는 균열들이 더는 액상의 용융물(12)에 의해 충전될 수 없다.Figure 2a shows a continuously cast partially cured strand (1b) according to the prior art. The strand ends are almost completely hardened, with the result that any cavities or cracks in the strand can no longer be filled by the liquid melt 12 .

이와 반대로 도 2b는 본 발명에 따른 스트랜드를 보여준다. 스트랜드 단부(1c)는 아직 전반적으로 액체 상태임으로써, 결과적으로 스트랜드 내 경우에 따른 공동부들 또는 균열들이 액상의 용융물(12)에 의해 충전될 수 있다. 그럼으로써 상기 스트랜드는 더 나은 내부 품질을 갖는다.In contrast, Figure 2b shows a strand according to the invention. The strand end 1c is still generally in a liquid state, with the result that any cavities or cracks within the strand can be filled by the liquid melt 12 . The strand thereby has better internal quality.

위에서 인용된 바와 같이, 도 3a는 시간(t)에 걸쳐서 추출 속도(v)를 보여준다. 다이어그램은 추출 속도(v)가 반드시 선형으로 상승할 필요가 없고, 오히려 예를 들어 아선형(sublinear) 또는 초선형(superlinear)(파선 참조)으로 상승할 수 있다는 사실을 설명한다. 도시되지 않은 불연속적 단계들에서의 상승도 고려될 수 있으며 바람직할 수 있다.As cited above, Figure 3a shows the extraction rate (v) over time (t). The diagram illustrates the fact that the extraction rate (v) does not necessarily have to rise linearly, but rather may rise, for example, sublinear or superlinear (see dashed lines). Rising in discrete steps, not shown, may also be considered and desirable.

도 3b는 추출 속도(v)의 추가 다이어그램을 보여주고, 이때 v는 시간(t)에 따르지 않고 스트랜드 길이(s)에 따른다. 그럼으로써, 말하자면 주조 공정에서 경우에 따른 중단과 관계없이, 스트랜드 시작(1a)이 스트랜드 단부(1c)보다 더 강하게 냉각되는 상황이 보장된다.Figure 3b shows a further diagram of the extraction rate (v), where v depends on the strand length (s) and not on time (t). This ensures that the strand beginning 1a cools more strongly than the strand end 1c, irrespective of any interruptions in the casting process.

두 가지 경우에서 추출 속도(v)의 증가에 의해 스트랜드(1)의 내부 품질이 상승할 뿐만 아니라, 연속 주조 방법의 경제적 효율도 개선되는데, 그 이유는 동일한 시간 내에 더 많은 스트랜드가 주조될 수 있기 때문이다.In both cases, increasing the extraction rate (v) not only increases the internal quality of the strand (1), but also improves the economic efficiency of the continuous casting method, since more strands can be cast in the same time. Because.

스트랜드의 내부 품질은 시간 또는 스트랜드 길이(s)에 따라 2차 냉각 시스템(4)의 강도를 조절함으로써(도 1c 참조) 이루어질 수도 있다. 두 가지 경우에서 이는 상기 2차 냉각 시스템(4) 내에서 스트랜드 시작(1a)이 스트랜드 단부(1c)보다 더 강하게 냉각된다는 사실을 의미한다. 이와 같은 조치는 몰드(2)로부터 더미 바(6)의 추출 속도(v)의 증가에 대해 추가로 이루어지거나, 또는 그 대신에 이루어질 수도 있다.The internal quality of the strand can also be achieved by adjusting the intensity of the secondary cooling system 4 (see Figure 1c) depending on time or strand length (s). In both cases this means that in the secondary cooling system 4 the strand beginning 1a is cooled more strongly than the strand end 1c. This measure can be taken in addition to or instead of increasing the extraction speed v of the dummy bar 6 from the mold 2 .

2차 냉각 시스템(4)의 강도 조절이 추출 속도(v)의 변경에 대해 추가로 이루어지는 경우를 위해, 도 1a 내지 도 1h의 설명이 계속해서 완전히 적용된다. 이에 대해 추가로 2차 냉각 시스템의 강도가 시간(t) 또는 스트랜드 길이(s)에 따라서 변경된다. 2차 냉각 시스템(4)의 냉각 노즐들(4a)을 통한 유동률(Q)의 변경에 의한 상기 2차 냉각 시스템의 시간에 따른 강도 변경은 도 4a에 도시되어 있다. 유동률(Q) 또는 2차 냉각 시스템(4)의 강도의 감소는 선형으로(실선), 그러나 아선형 또는 초선형으로도(파선 참조) 이루어질 수 있다. 이에 대해 대안적으로 2차 냉각 시스템의 강도는 스트랜드 길이(s)에 따라서 변경될 수도 있다(도 4b 참조). 이와 같은 경우에 상기 스트랜드 길이(s)는 주조 동안에 검출 또는 연산되고 상기 2차 냉각 시스템(4)의 강도는 도 4b의 특성 곡선에 따라 조절된다.For the case where the intensity adjustment of the secondary cooling system 4 is additionally made to changes in the extraction rate v, the description of FIGS. 1a to 1h continues to apply fully. In addition to this, the intensity of the secondary cooling system changes depending on time (t) or strand length (s). The change in intensity over time of the secondary cooling system 4 due to a change in the flow rate Q through the cooling nozzles 4a of the secondary cooling system 4 is shown in Figure 4a. The reduction of the flow rate Q or the intensity of the secondary cooling system 4 can be linear (solid line), but also sublinear or superlinear (see dashed line). Alternatively, the strength of the secondary cooling system may vary depending on the strand length (s) (see Figure 4b). In this case the strand length s is detected or calculated during casting and the strength of the secondary cooling system 4 is adjusted according to the characteristic curve in Figure 4b.

2차 냉각 시스템(4)의 강도 조절이 추출 속도(v)의 변경 대신에 이루어지는 경우를 위해, 추출 속도(v)가 일정하게 유지되도록 도 1a 내지 도 1h의 설명이 수정되어야 한다. 몰드(2)로부터 추출된 스트랜드(1)는 2차 냉각 시스템(4) 내에서 시간 또는 스트랜드 길이에 따라서 가변적인 강도로 냉각됨으로써, 결과적으로 스트랜드 시작(1a)이 스트랜드 단부(1c)보다 더 강하게 냉각된다.For cases where the intensity adjustment of the secondary cooling system 4 is made instead of changing the extraction rate v, the description of FIGS. 1a to 1h should be modified so that the extraction rate v is kept constant. The strand 1 extracted from the mold 2 is cooled in the secondary cooling system 4 with varying intensity depending on time or strand length, so that the strand start 1a is stronger than the strand end 1c. It cools down.

도 5에는 2차 냉각 시스템의 시간 또는 스트랜드 길이에 따른 강도 조절시에(도 4a 또는 도 4b 참조) 부분 경화된 스트랜드(1b)의 서로 다른 영역들 상에 축적된 냉각제 양이 개략적으로 도시되어 있다. 하부의 스트랜드 시작(1a)에서와 같이 다량 축적된 냉각제 양은 미세 격자화되고 상부의 스트랜드 단부(1c)에서와 같이 소량 축적된 냉각제 양은 굵게 격자화되어 도시되었다. 냉각제의 유동률(Q)의 시간 또는 스트랜드 길이에 따른 변경 또는 압력(p)의 시간 또는 스트랜드 길이에 따른 변경에 의해 2차 냉각 시스템의 강도가 변경되고, 그 결과 스트랜드 시작이 스트랜드 단부보다 더 강하게 냉각된다.Figure 5 schematically shows the amount of coolant accumulated on different regions of the partially cured strand 1b when adjusting the intensity of the secondary cooling system with time or strand length (see Figure 4a or 4b). . A large amount of coolant accumulated, as at the beginning of the lower strand (1a), is shown in a fine grid, and a small amount of coolant accumulated, as in the upper strand end (1c), is shown in a coarse grid. By changing the flow rate of the coolant (Q) with time or with the strand length, or with the pressure (p) with time or with the strand length, the intensity of the secondary cooling system changes, resulting in the beginning of the strand cooling more strongly than the end of the strand. do.

도 6에는 스트랜드의 내부 품질을 개선하기 위한 추가 가능성이 제시된다. 이와 같은 경우에 3차 냉각 구역(5) 내 단열부(9)가 스트랜드 길이(L)에 따라서 조절되고, 이때 상기 단열부(9)의 열전달계수(U)는 주조 방향(G)으로 증가한다. 다른 말로 하면, 상기 3차 냉각 시스템(5) 내에서 스트랜드 시작(1a)이 스트랜드 단부(1c)보다 더 강하게 냉각된다. 이와 같은 조치는 몰드(2)로부터 더미 바(6)의 추출 속도(v)의 증가에 대해 추가로 이루어지거나, 또는 그 대신에 이루어질 수 있다. 또한, 3차 냉각 구역(5) 내 단열부(9)의 변경이 2차 냉각 시스템(4)의 강도 조절에 대해 추가로 이루어지거나, 또는 그 대신에 이루어질 수도 있다. 단열부(9)의 열전달계수(U)의 변경은 도 6에서 단열부의 가변적인 두께에 의해 도시되어 있다.In Figure 6 further possibilities for improving the internal quality of the strands are presented. In this case, the insulation portion (9) in the tertiary cooling zone (5) is adjusted according to the strand length (L), and the heat transfer coefficient (U) of the insulation portion (9) increases in the casting direction (G). . In other words, in the tertiary cooling system 5 the strand beginning 1a is cooled more intensely than the strand end 1c. This measure can be taken in addition to or instead of increasing the extraction speed v of the dummy bar 6 from the mold 2 . Additionally, modifications to the insulation 9 in the tertiary cooling zone 5 can be made in addition to, or instead of, adjusting the intensity of the secondary cooling system 4 . The change in the heat transfer coefficient U of the insulation 9 is shown in Figure 6 by the variable thickness of the insulation.

도 7a에는 단열판들(9a)에 의한 3차 냉각 구역(5) 내 단열부(9)의 스트랜드 길이에 따른 변경이 도시되어 있다. 스트랜드 시작(1a)을 스트랜드 단부(1c)보다 더 강하게 냉각하기 위해, 상기 단열판들의 선회 가능한 플랩들이 서로 다르게 조절되고, 이때 상부 플랩들은 전반적으로 폐쇄되어 있고, 하부 플랩들은 전반적으로 개방되어 있다. 그럼으로써 단열부(9)의 열전달계수(U)는 주조 방향(G)으로 증가한다. 상기 플랩들의 개방각의 변경은 정적으로 사전 설정되어 이루어질 수 있거나, 또는 3차 냉각 구역(5) 내 냉각 동안에 예를 들어 플랩들을 선회시키는 선회 구동 장치를 통해 동적으로 이루어질 수 있다.Figure 7a shows the variation of the strand length of the insulation 9 in the tertiary cooling zone 5 by the insulation plates 9a. In order to cool the strand beginning 1a more intensely than the strand end 1c, the pivotable flaps of the insulation plates are adjusted differently, with the upper flaps generally closed and the lower flaps generally open. As a result, the heat transfer coefficient (U) of the insulation portion (9) increases in the casting direction (G). The change in the opening angle of the flaps can be preset statically or dynamically during cooling in the tertiary cooling zone 5 , for example via a swing drive that swings the flaps.

도 7b는 도 7a에 대한 대안예를 보여주는데, 이때 스트랜드의 단열 플랩들(9a)의 커버율(coverage ratio)이 스트랜드 시작에서보다 스트랜드 단부(1c)에서 더 높다. 그럼으로써 단열부(9)의 열전달계수(U)는 주조 방향(G)으로 증가한다.Figure 7b shows an alternative to Figure 7a, where the coverage ratio of the insulating flaps 9a of the strand is higher at the end of the strand 1c than at the beginning of the strand. As a result, the heat transfer coefficient (U) of the insulation portion (9) increases in the casting direction (G).

도 8a에는 추출 속도(v)의 제어 또는 조절을 위한 제어- 또는 조절 장치(10)를 구비한 본 발명에 따른 연속 주조기가 제시된다. 상기 제어- 또는 조절 장치(10)는 금속 용융물의 화학적 조성(15), 몰드(2) 내 1차 냉각 시스템(2a), 2차 냉각 시스템(4) 및 스트랜드 길이(s)의 고려하에 주조된 스트랜드(1) 내 온도 필드 및 액상 팁을 연산하고 모터(16)의 추출 속도를 상기 액상 팁에 따라서 조절한다. 선택적으로 3차 냉각 구역 내 단열판들(9a)의 위치와 같은 추가 파라미터들을 고려하는 것도 마찬가지로 가능하다.Figure 8a shows a continuous casting machine according to the invention with a control or regulation device 10 for controlling or regulating the extraction speed v. The control or regulation device (10) takes into account the chemical composition (15) of the metal melt, the primary cooling system (2a) in the mold (2), the secondary cooling system (4) and the strand length (s). The temperature field and liquid tip within the strand 1 are calculated and the extraction speed of the motor 16 is adjusted according to the liquid tip. Optionally, it is likewise possible to take into account additional parameters, such as the position of the insulation plates 9a in the tertiary cooling zone.

도 8b는 스트랜드 길이(s)에 따라서 2차 냉각 시스템(4)의 강도를 제어 또는 조절하기 위한 제어- 또는 조절 장치(10)를 구비한 본 발명에 따르지 않은 연속 주조기를 보여준다. 상기 제어- 또는 조절 장치(10)는 금속 용융물의 화학적 조성(15), 몰드 내 1차 냉각 시스템(2a) 및 스트랜드 길이(s)의 고려하에 주조된 스트랜드(1) 내 온도 필드 및 액상 팁을 연산하고 2차 냉각 시스템(4)의 강도를 상기 액상 팁에 따라서 조절한다. 상기 액상 팁은 열적 연산 모델에서 실시간으로 연산된다.Figure 8b shows a continuous casting machine not according to the invention with a control or regulation device 10 for controlling or regulating the intensity of the secondary cooling system 4 depending on the strand length s. The control or regulation device 10 controls the temperature field and liquid tip in the cast strand 1 taking into account the chemical composition 15 of the metal melt, the primary cooling system 2a in the mold and the strand length s. Calculate and adjust the intensity of the secondary cooling system 4 according to the liquid tip. The liquid tip is calculated in real time in a thermal computational model.

도 8c도 마찬가지로 3차 냉각 구역(5) 내 단열부(9)의 열전달계수(U)의 제어 또는 조절을 위한 제어- 또는 조절 장치(10)를 구비한 본 발명에 따르지 않은 연속 주조기를 보여준다. 상기 제어- 또는 조절 장치(10)는 금속 용융물의 화학적 조성(15) 및 몰드 내 1차 냉각 시스템(2a)의 고려하에 주조된 스트랜드(1) 내 온도 필드 및 액상 팁을 연산하고 단열판들(9a)의 개방각을 상기 액상 팁에 따라서 조절한다. 상기 액상 팁은 열적 연산 모델에서 실시간으로 연산된다.Figure 8c likewise shows a continuous casting machine not according to the invention with a control or regulation device 10 for controlling or regulating the heat transfer coefficient U of the insulation 9 in the tertiary cooling zone 5. The control or regulation device 10 calculates the temperature field and the liquid tip in the cast strand 1 taking into account the chemical composition 15 of the metal melt and the primary cooling system 2a in the mold and determines the temperature field and liquid tip in the insulating plates 9a. ) is adjusted according to the liquid tip. The liquid tip is calculated in real time in a thermal computational model.

도 9a 내지 도 9e에는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 대안적인 연속 주조기가 도시되어 있다. 도 9a에서는 스트랜드(1)가 몰드(2) 내에서 주조되고 상기 몰드로부터 가변적인 추출 속도(v)에 의해 추출된다. 상기 스트랜드(1)는 연속 가이드(3) 내에서 지지 및 안내되고 2차 냉각 시스템에 의해 냉각된다. 도 9b에서는 몰드 내에서의 주조가 종료되고 상기 스트랜드(1)는 발산 영역(17) 내에 위치하는데, 상기 발산 영역 내에서 상기 스트랜드는 특정 시간에 걸쳐서 열을 주변으로 발산할 수 있다. 3차 냉각 구역(5)으로의 경로 상에서 상기 스트랜드는 교반 코일(14)을 통과하고 이와 같은 교반 코일에 의해 전자기적으로 교반된다(도 9c 참조). 그런 다음 상기 스트랜드는 상기 3차 냉각 구역(5) 내로 제공되며, 상기 3차 냉각 구역 내에서 상기 스트랜드는 단열부(9)에 의해 제어 또는 조절되어 냉각된다. 특히 스트랜드 단부(1c)가 매우 민감하기 때문에, 이와 같은 스트랜드 단부는 재차 커버에 의해 단열된다(도 9d 및 도 9e 참조).Figures 9a to 9e show an alternative continuous casting machine for carrying out the method according to the invention. In Figure 9a, strand 1 is cast in mold 2 and extracted from said mold with a variable extraction rate v. The strands (1) are supported and guided within continuous guides (3) and cooled by a secondary cooling system. In Figure 9b, casting in the mold has been completed and the strand 1 is located within a radiating region 17, within which the strand can radiate heat to the surroundings over a certain period of time. On its way to the tertiary cooling zone 5, the strand passes through a stirring coil 14 and is electromagnetically stirred by this stirring coil (see Figure 9c). The strand is then provided into the tertiary cooling zone (5), where it is cooled under control or regulation by the thermal insulation (9). In particular, since the strand ends 1c are very sensitive, these strand ends are again insulated by the cover (see FIGS. 9d and 9e).

도 10에는 스트랜드(1)의 헤드 단열부(18)가 개략적으로 제시된다. 상기 헤드 단열부는 상기 스트랜드(1)의 스트랜드 단부(1c)용 단열부(9)를 포함함으로써, 결과적으로 상기 스트랜드 단부(1c)는 더 오래 액체 상태를 유지한다. 단열부(9)에 대해 추가로 발열성 분말(19)이 액상의 스트랜드 단부(1c) 상에 제공될 수 있으며, 이는 상기 스트랜드(1)를 추가로 가열한다.In Figure 10 the head insulation 18 of the strand 1 is schematically presented. The head insulation includes an insulation 9 for the strand end 1c of the strand 1, and as a result the strand end 1c remains in a liquid state for longer. In addition to the insulation 9, a pyrogenic powder 19 can be provided on the liquid strand end 1c, which further heats the strand 1.

도 11에는 추출 속도(v)의 시간 또는 경로에 따른 조절 및/또는 2차 냉각 시스템의 시간 또는 경로에 따른 강도 조절 및/또는 단열부(9)의 열전달계수(U)의 조절의 결과가 개략적으로 도시되어 있다. 이와 같은 모든 조치들은 부분 경화된 스트랜드의 경화를 지연시키는 효과가 있다(시간에 걸쳐서 스트랜드 내 액상 팁의 위치를 지시하는 파선 참조). 이와 반대로 실선은 선행 기술에 의한 비교예를 지시한다. 위에서 인용된 바와 같이, 이와 같은 조치들은 뚜렷한 V 형태의 스트랜드 셸이 없는 선행 기술에 따른 스트랜드들과 달리(도 11 왼쪽 참조), 본 발명에 따른 스트랜드가 뚜렷한 V 형태의 스트랜드 셸을 갖도록 한다(도 11 오른쪽 참조).Figure 11 schematically shows the results of adjusting the extraction rate (v) according to time or path and/or controlling the intensity of the secondary cooling system according to time or path and/or adjusting the heat transfer coefficient (U) of the insulation portion (9). It is shown as All of these measures have the effect of retarding the curing of the partially cured strand (see dashed lines indicating the position of the liquid tip within the strand over time). In contrast, solid lines indicate comparative examples based on prior art. As cited above, these measures allow the strand according to the invention to have a distinct V-shaped strand shell, unlike the strands according to the prior art (see left side of Figure 11), which do not have a distinct V-shaped strand shell (see Figure 11, left). 11 see right).

본 발명이 세부적으로 바람직한 실시예들에 의해 더 상세하게 묘사 및 기술되었음에도 불구하고, 본 발명은 공지된 예시들에 의해 제한되어 있지 않으며, 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 상기 예시들로부터 다른 변형예들이 당업자에 의해 도출될 수 있다.Although the present invention has been described and described in more detail by way of detailed preferred embodiments, the present invention is not limited by the known examples, and other modifications can be made thereto without departing from the protection scope of the present invention. Examples can be derived by those skilled in the art.

1 스트랜드
1a 스트랜드 시작
1b 부분 경화된 스트랜드
1c 스트랜드 단부
2 몰드
2a 1차 냉각 시스템
3 연속 가이드
3a 연속 가이드 롤러들
4 2차 냉각 시스템, 2차 냉각 구역
4a 냉각 노즐
5 3차 냉각 시스템, 3차 냉각 구역
6 더미 바
7 연산 모델
8 액상 팁
9 단열부
9a 단열판
10 제어- 또는 조절 장치
11 스트랜드 셸
12 스트랜드의 액상 영역
13 헤드 가열기
14 스트랜드 교반기
15 화학적 조성
16 모터
17 발산 영역
18 헤드 단열부
19 발열성 분말
G 주조 방향
L 스트랜드 길이
M 캐스팅 레벨
Q 유동률
S 스트랜드 길이
t 시간
U 열전달계수
v 추출 속도, 주조 속도
1 strand
1a strand start
1b partially cured strand
1c strand end
2 mold
2a primary cooling system
3 consecutive guides
3a continuous guide rollers
4 Secondary cooling system, secondary cooling zone
4a cooling nozzle
5 Tertiary cooling system, tertiary cooling zone
6 dummy bar
7 Computational model
8 liquid tips
9 Insulation section
9a insulation board
10 Control or regulating device
11 strand shell
Liquid region of 12 strands
13 head heater
14 Strand Agitator
15 Chemical composition
16 motor
17 divergence area
18 head insulation
19 pyrogenic powder
G casting direction
L strand length
M casting level
Q flow rate
S strand length
t time
U heat transfer coefficient
v Extraction speed, casting speed

Claims (14)

연속 주조기 내 스트랜드(1)의 반연속(semi-continuous) 주조를 위한 방법으로서,
상기 연속 주조기는 1차 냉각기(2a)를 구비한 몰드(2), 주조 방향(G)으로 후속하여, 가이드용 다수의 스트랜드 가이딩 롤러들(3a) 및 상기 스트랜드(1)의 냉각을 위한 2차 냉각기(4)를 구비한 스트랜드 가이드(3), 그리고 재차 후속하여 상기 스트랜드(1)의 제어 또는 조절된 냉각을 위한 3차 냉각 구역(5)을 포함하며, 상기 방법은 다음의 방법 단계들:
몰드(2) 내로 더미 바(dummy bar)(6)를 삽입하는 단계;
더미 바(6)의 헤드가 몰드(2)를 유체 밀봉 방식으로 밀폐하도록 상기 몰드(2) 내에 상기 더미 바(6)를 유지하는 단계;
연속 주조기 내에서 주조를 시작하는 단계 ― 금속 용융물이 몰드(2) 내에 주조되고 상기 몰드(2) 내에서 캐스팅 레벨(casting level)(M) 및 부분 경화된 스트랜드(1b)가 형성됨 ― ;
몰드(2)로부터 더미 바(6)의 추출을 시작하는 단계 ― 상기 더미 바(6)가 제 1 추출 속도(v1)에 의해 상기 몰드(2)로부터 추출됨 ― ;
스트랜드 가이드(3) 내에서 부분 경화된 스트랜드(1b)를 지지 및 가이드하는 단계 ― 상기 부분 경화된 스트랜드(1b)가 스트랜드 가이드 롤러들(3a)에 의해 지지되고 가이드되며, 그리고 2차 냉각기(4)의 냉각 노즐들(4a)에 의해 냉각됨 ― ;
3차 냉각 구역(5)을 통해 스트랜드(1)가 완전 경화될 때까지 부분 경화된 스트랜드(1b)의 제어 또는 조절된 냉각을 수행하는 단계를 포함하고;
추출 시작 후에, 몰드(2)로부터 더미 바(6)의 추출 속도(v)가 제 2 추출 속도(v2)로 증가하고, v2>v1 이고, 그리고
반연속 주조 동안에, 열적 연산 모델이
금속 용융물의 화학적 조성(15),
몰드(2) 내 1차 냉각기(2a),
스트랜드 가이드(3) 내 스트랜드(1)의 2차 냉각기(4)에 따라, 스트랜드(1) 내 고체상, 반고체상 및 액체상 사이의 실제-상 경계들을 포함하여 스트랜드(1)의 실제-온도 분포를 지속적으로 연산하며,
더미 바(6)가 몰드(2)로부터 추출되는 추출 속도(v)는 상기 실제-온도 분포, 실제-상 경계들, 및/또는 액체 팁(liquidus tip)(8)의 실제 위치에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
As a method for semi-continuous casting of strand (1) in a continuous casting machine,
The continuous casting machine consists of a mold 2 equipped with a primary cooler 2a, followed in the casting direction G, with a plurality of strand guiding rollers 3a for guidance and 2 for cooling the strand 1. a strand guide (3) with a secondary cooler (4), and again subsequently a tertiary cooling zone (5) for controlled or regulated cooling of the strand (1), the method comprising the following method steps: :
Inserting a dummy bar (6) into the mold (2);
maintaining the dummy bar (6) within the mold (2) such that the head of the dummy bar (6) fluidly seals the mold (2);
Starting casting in a continuous casting machine - the metal melt is cast into a mold (2) and a casting level (M) and a partially hardened strand (1b) are formed in the mold (2);
Starting the extraction of the dummy bar (6) from the mold (2), wherein the dummy bar (6) is extracted from the mold (2) by a first extraction speed (v 1 );
Supporting and guiding a partially cured strand (1b) in a strand guide (3) - the partially cured strand (1b) is supported and guided by strand guide rollers (3a), and a secondary cooler (4) ) is cooled by cooling nozzles 4a - ;
carrying out controlled or regulated cooling of the partially cured strand (1b) through a tertiary cooling zone (5) until the strand (1) is fully cured;
After starting the extraction, the extraction speed v of the dummy bar 6 from the mold 2 increases to the second extraction speed v 2 , and v 2 > v 1 , and
During semi-continuous casting, the thermal computational model
Chemical composition of metal melt (15);
Primary cooler (2a) in mold (2),
According to the secondary cooler (4) of the strand (1) in the strand guide (3), the real-temperature distribution of the strand (1), including the real-phase boundaries between the solid, semi-solid and liquid phases in the strand (1). Continuously calculating,
The extraction speed v at which the dummy bar 6 is extracted from the mold 2 is set depending on the real-temperature distribution, real-phase boundaries, and/or the actual position of the liquid tip 8. Characterized by,
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항에 있어서,
추출 속도(v)는 시간(t) 또는 스트랜드 길이(s)에 따라 증가되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to clause 1,
Characterized in that the extraction rate (v) increases with time (t) or strand length (s),
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 2항에 있어서,
추출 속도(v)는 일부 부분들에서 지속적으로 증가되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to clause 2,
Characterized in that the extraction rate (v) is continuously increased in some parts,
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 2항에 있어서,
추출 속도(v)는 불연속적으로 증가되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to clause 2,
Characterized in that the extraction rate (v) increases discontinuously,
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항에 있어서,
더미 바(6)의 추출 속도(v)는 액체 팁(8)의 실제 위치가 액체 팁(8)의 시간에 따른 목표 위치에 최대한 상응하도록 설정되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to clause 1,
The extraction speed (v) of the dummy bar (6) is set so that the actual position of the liquid tip (8) corresponds as much as possible to the target position over time of the liquid tip (8),
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 2차 냉각기(4)의 강도는 실제-온도 분포, 실제-상 경계들, 및/또는 액체 팁(8)의 실제 위치에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to claim 1 or 5,
Characterized in that the intensity of the secondary cooler (4) is adjusted depending on the real-temperature distribution, real-phase boundaries and/or the actual position of the liquid tip (8).
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 스트랜드(1)는 3차 냉각기(5) 내에서 단열부(9)에 의해 단열되고,
상기 단열부(9)의 열전달계수(U)는 실제-온도 필드, 실제-상 경계들, 및/또는 액체 팁(8)의 실제 위치에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to claim 1 or 5,
The strand (1) is insulated by the insulation portion (9) in the tertiary cooler (5),
Characterized in that the heat transfer coefficient (U) of the insulation (9) is set depending on the real-temperature field, the real-phase boundaries and/or the actual position of the liquid tip (8).
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 냉각기(4)의 강도는 시간(t) 또는 스트랜드 길이(s)에 걸쳐서 감소하는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to any one of claims 1 to 5,
Characterized in that the strength of the secondary cooler (4) decreases over time (t) or strand length (s).
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스트랜드(1)는 3차 냉각기(5) 내에서 단열부(9)에 의해 단열되고,
상기 단열부(9)의 열전달계수(U)는 주조 방향(G)으로 증가하는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to any one of claims 1 to 5,
The strand (1) is insulated by the insulation portion (9) in the tertiary cooler (5),
Characterized in that the heat transfer coefficient (U) of the insulation portion (9) increases in the casting direction (G),
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연속 주조기는 주조 방향(G)으로 이동 가능한 스트랜드 교반기(14)를 포함하고,
상기 스트랜드 교반기(14)는 몰드(2)로부터 더미 바(6)의 추출 동안에 그리고 추출 종료 후에 스트랜드(1)의 액체 팁(8)의 영역을 전자기적으로 교반하는 것을 특징으로 하는,
연속 주조기 내 스트랜드의 반연속 주조를 위한 방법.
According to any one of claims 1 to 5,
The continuous casting machine includes a strand agitator (14) movable in the casting direction (G),
Characterized in that the strand stirrer (14) electromagnetically stirs the area of the liquid tip (8) of the strand (1) during extraction of the dummy bar (6) from the mold (2) and after the end of extraction.
Method for semi-continuous casting of strands in a continuous casting machine.
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KR101356924B1 (en) * 2010-02-11 2014-01-28 노벨리스 인코퍼레이티드 Casting composite ingot with metal temperature compensation
US20170216908A1 (en) * 2014-03-27 2017-08-03 Primetals Technologies Austria GmbH Semi-continuous casting of a steel strip

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