KR19990036021A - 연속주조설비를 작동시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속주조설비를 작동시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 연속주조설비는 고정된 주형(11)을 나타내는 연속주조기(10)를 가지며, 상기 연속주조기는 롤러 테이블(21)에 의해 균열로(50)와 연결된다. 주형 출구에서 슬래브 포맷이 결정된 후 상기 주조 매개변수들 중 최소한 주조속도는, 상기 슬래브가 균열로 안으로 반입될 때 제조되는 열간 압연 스트립의 원하는 압연온도를 가지도록 제어된다. 상기 연속주조기를 거친 후 상기 슬래브의 열 에너지량에 영향력을 행사하기 위해 크기가 측정된다. 본 발명은 더 나아가서 상기 목적을 위해서 사용되는 상기 연속주조기에 관한 것이다.

Description

연속주조설비를 작동시키기 위한 방법 및 장치
EP 0 264 459 B1에 연속주조된 슬래브로부터 열간 압연 스틸 스트립을 제조하기 위한 방법이 개시되어 있고, 상기 방법에서는 응고된 주조빌렛이 동일한 길이로 절단되고, 상기 절단된 빌렛은 차례차례 노 안으로 반입되고, 최종적으로 다듬질 압연기의 반출 롤러 테이블에 전달되기 위해 상기 노 안으로 일정한 시간동안 저장된다. 주조빌렛을 형성하기 위한 용강은 상기 연속주조기의 만곡형 안내부에서 냉각된다. 상기 만곡형 안내부 말단에서 주조빌렛의 출편온도는 아직 1150℃ 이상에 달한다. 상기 주조빌렛은 상기 연속주조기의 출편구에서 상기 저장로 입구로 흘러가는 도중에 냉각되고, 대략 1150℃의 온도로 롤러 테이블로부터 상기 저장로 내에 위치하는 롤러 레일위로 반입된다.
상기 방법을 실시하기 위한 본 발명에 의한 설비는 결정된 빌렛두께와 이에 상응하는 주조속도에 종속된다. 주조 매개변수(casting parameter)들의 변화는 일정하게 생산성 저하, 품질 저하 및 비용 상승을 초래한다.
따라서 응고두께가 일정한 경우, 즉 주조압연이 불가능할 경우에, 상기 주조속도 감소는 상기 연속주조설비 내에서의 상기 슬래브의 추가냉각 및 상기 균열로로 흘러가는 도중에 상기 빌렛의 체류시간으로 인하여 온도 및 용량에 있어서 많은 손실을 낳는다.
이밖에도 상기한 명세서에 개시된 횡 부분시설은, 여기에서 전단기를 장착하지 않았기 때문에 장시간의 공정으로 인하여 열손실을 많이 가져온다.
본 발명은 주형이 고정된 연속주조기를 가지는 연속주조설비를 작동시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 연속주조기는 롤러 테이블에 의해 균열로 및 스트립을 제조하기 위한 장치와 연결된다.
도 1은 상기 연속주조기의 개략도.
도 2는 상기 주조속도에 따른 상기 슬래브 평균온도의 도표.
본 발명의 목적은 간단한 수단을 이용하여 연속주조설비, 균열로 및 압연기로 구성된 제시된 생산 라인의 주조 매개변수들이 변화될 수 있으며, 이때 상기 주조용량은 최소한 그대로 유지되는 해당 장치를 가지는 방법을 창출해내는 데 있다.
본 발명은 상기 연속주조단계와 압연단계를 병합할 경우에 블룸(bloom) 및 슬래브 주조뿐만 아니라 특히 얇은 슬래브 주조에 있어서 상기 연속주조설비 바로 뒤에 인접하는 온도균열로, 즉 롤러 단조로(roller hearth) 또는 횡전달로에서의 상기 빌렛의 에너지량이 매우 중요하다는 인식을 기초로 한다. 놀랍게도 상기 균열로 안으로 반입될 때 상기 슬래브의 에너지량은 전체설비의 작동을 위한 명령 변수(command variable)로 사용될 수 있음이 나타난다. 상기 제조될 열간 압연 스트립의 압연온도가 상기 균열로 안으로 반입될 때 상기 슬래브의 에너지량이 조절된다. 상기 노는 상기 빌렛에 에너지를 공급할 수는 없지만, 상기 슬래브의 온도를 균일하게 하는 데 사용되도록 작동될 수 있다.
상기 균열로 안으로 반입될 때 상기 슬래브의 온도를 정점(定點)으로 설정함으로써 스틸 작업자가 직렬로 배열된 부분 설비들 내의 매개변수들을 자유자재로 제어할 수 있다. 연속주조기와 노 사이에서의 빌렛 냉각 또는 단열과 같은 영향력 변수(influence variable)는 별도로 하고, 기본 설계에 있어서 예를 들어 주조속도가 5 m/min일 때 60 mm의 응고두께는 상기 슬래브의 응고두께를 감소시키고, 상기 주조속도에 영향이 미칠 때 예상치 않았던 해결점이 발견된다.
상기 연속주조설비 바로 뒤에 배열된 노 안으로 반입될 경우 상기 슬래브의 비교적 많은 열량과 연관된 상기 주조속도의 증가는 상기 주조기 내의 주조압연, 즉 응고 중의 주조두께의 감소로 인하여 가능할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 주형 출구의 슬래브 포맷을 결정한 후에 상기 주조 매개변수들은 상기 슬래브가 상기 균열로 안으로 반입될 때 제조될 열간 압연 스트립의 원하는 압연온도에 상응하도록 조절된다. 상기 시스템은 일정한 주조두께 및 최대 주조속도에서 상기 주조용량의 증가 및 상기 균열로 안으로 반입되는 슬래브의 열량 조절을 허용한다. 상기 주조 매개변수들은 상기 액상말단이 상기 연속주조기의 출편구 영역에서 항상 존재하도록 조절된다. 상기 빌렛의 목하의 에너지량에 따라 상기 연속주조기 바로 뒤에서 활발한 냉각작용을 통해 상기 슬래브의 주어진 열을 빼앗거나, 단열장치를 통해 열이 방사되는 것을 계속적으로 방지한다.
60 mm의 슬래브 응고두께 및 5 m/min의 최대 주조속도를 가지는 연속주조설비의 기본 설계에 있어서 예를 들어 야금 길이가 9.3 m으로 구현된다. 60 mm의 응고두께가 주조압연 또는 상기 연속주조기의 교체로 인하여 50 mm로 감소되면, 상기 주조속도가 유지된 상태, 그리고 상기 줄어드는 슬래브에 따라 방사열은 증가하며, 동시에 면적의 절반으로 점점 작아지는 두께를 가지는 빌렛의 응고시간 감소를 고려한 상태에서는 생산력이 감소된다.
그러나 통상의 방법과는 다르게 상기 슬래브의 폭은 동일하고 줄어드는 두께에 따라 상기 주조속도가 7.2 m/min의 최대 주조속도로 증가되면, 상기 주조용량이 2.31 t/min에서 2.77 t/min, 즉 100에서 120%로 증가된다. 상기 주조용량은 상기 조치를 통해서 유지될 수 있을 뿐만 아니라, 심지어 증가될 수 있다. 이러한 방법에 있어서 상기 에너지량이 증가되고, 동시에 노의 입구에서의 상응하는 평균 슬래브온도도 1111℃에서 1150℃ 상승한다.
상기 온도상승은 상기 슬래브를 상기 균열로 앞의 롤러 테이블의 영역에서 냉각작용을 통해 노의 입구에서의 원하는 슬래브온도로 조절할 수 있게 한다.
상기 노의 입구에서의 슬래브의 원하는 에너지량 및 상기 노의 출구에서의 상응하는 압연온도가 보장된 상태에서 상기한 방법적 기술에 의해 상기 노가 에너지와 관련없이 작동할 수 있다. 이러한 시스템은 또한 슬래브마다 다른 압연온도를 허용한다. 왜냐하면 상기 노가 실질적으로 여전히 균열로로 중립적으로 작동하며, 더 이상 가열을 하지 않기 때문이다.
이러한 에너지 측면에서의 장점들 이외에도 다른 장점들이 거론될 수 있다.
- 응고중에 상기 주조압연과정에 의해 향상된 주조구조
- 상기 주형 내에서 증가된 슬래그 유막(slag oil film),
상기 슬래그 유막은 하기의 (가)로 이어짐:
(가) 상기 주형 안으로 감소된 열의 정체로 이어져 이로 인한 (나)의 비교적 적은 열부하:
(나) 빌렛셸 - 응력 감소 및 균열방지 - 및
주형판 - 주형유지 상승 -
본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 나타나 있다.
도 1은 고정된 주형 11을 가지는 연속주조기를 나타내고 있다. 상기 빌렛 S의 액상말단 F가 상기 연속주조기 10의 출편구 13까지 뻗어 있다.
상기 연속주조기 10에 롤러 테이블 21이 인접하고, 상기 롤러 테이블은 상기 균열로에의 연결부를 예를 들어 10 m의 길이로 가능한 한 짧게 형성한다. 상기 형성된 연결부의 상부에는 횡전달로 51, 상기 연결부의 하부에는 롤러 단조로 52가 구현된다.
더 나아가서 상기 롤러 테이블 21의 영역에서 상기 슬래브의 열량에 영향력을 행사하기 위해 상기 연결부의 상부에는 단열 후드들(hoods) 32, 상기 연결부의 하부에는 냉각 부재들 31이 설치된다.
상기 연속주조기 10은 9.3 m의 야금 길이를 나타내고, 상기 롤러 테이블 21은 10 m의 길이를 나타낸다. 상기 슬래브들은 횡 전단기 22에 의해 대략 43 m의 길이로 절단되기 때문에, 상기 횡전달로 51의 길이는 대략 45 m이고 상기 롤러 단조로 52의 길이는 150 m에 달한다.
일반 압연기 60은 1 mm의 두께의 압연 스트립을 제조하기 위해 상기 균열로 51 또는 52에 인접한다. 상기 압연기는 예를 들어 인접된 와인딩 스테이션을 가지는, 한 개 또는 두 개의 하우징으로 된 분괴 단계 및 다듬질 단계로 구성될 수 있다.
도 2에는 60 mm의 응고두께 및 5 m/min의 주조속도의 기초 설계에 있어서 상기 연속주조설비의 끝부분으로부터 10 m 떨어져 설치된 균열로 안으로 반입될 때의 기준 위치점이 a)에 나타나 있다. 상기 연속주조기에서 대략 0.3 내지 0.5ℓwater/Kg steel 분무수가 상기 연속주조기의 끝부분에서의 상기 슬래브의 평균온도가 1325℃에 달할 때까지 냉각된다. 주조속도가 5 m/min일 경우 상기 슬래브는 상기 균열로 안으로 반입될 때 1111℃의 온도를 나타낸다.
상기 슬래브두께가 50 mm로 감소될 때 다음과 같은 위치가 발생한다:
상기 주조속도는 5 m/min에서 6 m/min으로 일반적으로 상승하고, 상기 주조용량이 일정하면, 상기 슬래브의 표면온도는 내려가고, 상기 슬래브가 겨우 1067℃로 상기 균열로 안으로 반입된다(위치점 g)). 상기 슬래브온도를 높이기 위해, 본 발명에 있어서 상기 빌렛은 상기 롤러 테이블의 영역에서 단열될 수 있으며, 이로 인해 상기 온도감소가 줄어든다(참조: 위치점 Ⅲ의 방향에 있는 화살표). 이러한 경우에 이는 일정한 생산량을 야기한다(참조: 위치점 a) 및 k)을 가로지는 일직선).
이와 반대로 상기 속도가 상기 슬래브 두께가 일정할 때 속도가 증가하는 것보다 휠씬 더 많이 증가하여, 대략 속도의 최대치에 다다르고, 상기 주조기 끝부분의 액상말단의 조절을 고려하면, 온도의 상승이 일어나고, 이러한 경우에는 상기 균열로 안으로 반입될 때의 온도가 1150℃로 예상된다(위치점 h)). 원하는 압연과정을 위한 온도가 지나치게 높을 때는 냉각작용을 통하여 상기 빌렛의 열을 빼앗을 수 있다.
슬래브두께는 55 mm이고, 가능한 주조속도가 6 m/min일 때 위치점 i)는 예상할 수 있는 용량-온도증가를 나타낸다.
최대 주조속도가 7.2 m/min이며 경우에 따라서 실시되는 슬래브두께를 60 mm에서 50 mm로 주조압연할 때, 주조용량이 2.31 t/min에서 2.77 t/min으로 증가됨이 전체적으로 나타난다. 연속주조기와 균열로 사이에서 방해받지 않고 열을 방출한 후 상기 노의 입구에서 상기 슬래브의 온도가 1111℃에서 1150℃로 상승된다.
직선들 D는 각각의 슬래브 두께에 있어서의 비율을 나타내고, 상기 수치는 각각 두께 D를 mm로 나타내고 있다.
상기 로마자 숫자는 상기 슬래브의 온도에 영향력 행사에 관련하여 개별 슬래브두께에 있어서의 영향력 행사 가능성을 나타낸다. 이는 즉:
Ⅰ ℓ water/Kg steel의 분무수량의 변화
Ⅱ 상기 연속주조기와 상기 노 사이의 냉각작용
Ⅲ 상기 연속주조기와 상기 균열로 사이의 단열작용
상기 원으로 둘러싸인 값은 상대 주조용량을 나타낸다. 따라서 예를 들어 위치점 a)에서의 주조용량과 관련하여 위치점 k)에서의 주조용량은 1.2로 증가할 수 있다.
주조용량을 유지하면서 연속주조설비의 주조 매개변수를 제어하는 생산 라인에 적용됨.
-위치리스트-
10 연속주조기 11 주형
12 주형 출구 13 연속주조기 출편구
전달장치
21 롤러 테이블 22 횡 전단기
30 빌렛의 열 에너지량에 영향력을 행사하기 위한 장치
31 냉각 부재들/노즐들 32 열 단열부재들/후드들
조절장치
41 열 감지기 42 액츄에이터
50 균열로 51 횡 전달로
52 롤러 단조로 60 압연기
S 빌렛 F 액상말단

Claims (10)

  1. 롤러 테이블에 의해 균열로와 연결되는 연속주조기를 나타내는 고정된 주형을 가지는 연속주조설비를 작동시키기 위한 방법에 있어서,
    주형 출구에서 슬래브 포맷을 결정한 후 상기 주조 매개변수들 중 최소한 주조속도가 조절되어 상기 슬래브가 상기 균열로 안으로 반입될 때 제조될 열간 압연 스트립의 원하는 압연온도를 가지고, 액상말단이 상기 연속주조기의 출편구 영역에 항상 존재하며, 상기 주조연속기를 거친 후 상기 슬래브의 열 에너지량에 영향력을 행사하기 위한 조치가 취해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 슬래브 포맷이 상기 연속주조기 안의 주형을 거친 후 주조압연에 의해 줄어드는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 냉각매체를 통해 완전히 응고된 빌렛의 열을 빼앗는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 완전히 응고된 빌렛이 단열되어 유도되므로 열의 방출을 최소화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 상기한 청구항들 중 한 항에 있어서, 상기 슬래브두께를 변형할 경우 상기 주조속도가 포맷을 변형할 때 횡단면의 (역)비율보다 큰 치수만큼 변화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 1에 의한 방법을 실시하기 위한, 롤러 테이블에 의해 균열로와 연결되는 연속주조기를 나타내는 고정된 주형을 가지는 연속주조설비에 있어서,
    상기 롤러 테이블(21)의 영역에 상기 빌렛(S)을 축방향으로 둘러싸며, 상기 빌렛(S)의 열 에너지량에 영향력을 행사하기 위한 장치(31, 32)를 가지는 장치(30)가 구현되는 것을 특징으로 하는 연속주조설비.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 빌렛(S)의 열 에너지량에 영향력을 행사하기 위한 장치(31)가 물을 분무하기 위한 노즐들을 나타내는 것을 특징으로 하는 연속주조설비.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 빌렛의 열 에너지량에 영향력을 행사하기 위한 장치(32)가 후드 모양의 열 단열장치인 것을 특징으로 하는 연속주조설비.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 후드들(32)이 이것의 규격을 용이하게 잴 수 있는 구조 부재(33)를 가지는 것을 특징으로 하는 연속주조설비.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 액츄에이터(42)들과 연결되어 있는 열 감지기(41)들이 상기 롤러 테이블(21)의 영역에서 단열되고, 상기 열 감지기들로 냉각제의 량 또는 방출 가능한 열량이 제어되는 것을 특징으로 하는 연속주조설비.
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