KR20000016443A - 스트립 주조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환하는 벨트를 가지는 스트립 주조장치에 관한 것이다. 냉각영역 내에서, 상기 벨트는 냉각기 안의 부압에 의해서 캐리어 쪽으로 흡인된다. 이전에 사용된 캐리어는 지지롤러로서 디자인되었으며, 압형 성형된 표면을 가졌고, 상기 압형 성형은 실질적으로 그루브로 이루어졌으며, 상기 그루브의 너비는 직경이 비교적 큰 섹션의 너비에 대응했다. 그럼으로써 열 응력을 충분히 제거할 수 없고, 상기 벨트가 상기 지지롤러로부터 만곡되므로 열 전달이 악화되어 주조된 얇은 스트립에 만곡에 대응하는 압형 성형이 가해졌다. 본 발명에 의한 스트립 주조장치에 있어서, 캐리어가 서로 간격을 두고 배열되므로, 순환하는 벨트의 알려진 기계적 특성만 주어진다면, 열 신장(thermal elongation)을 상쇄하는 만곡부가 지지면들 사이에서 이루어진다.

Description

스트립 주조장치

종전까지 사용된 지지롤러(단일벨트 공정을 사용하는 스트립강의 제조, 카.-하. 슈핏쩌 및 카. 슈베르트페거, ISM 1995년 11월호, 51 쪽)는 지지롤러를 가지는 그루브(공개서의 도 12)를 포함하는 종단면도, 즉 압형 성형된 표면을 가졌으며, 상기 종단면도는 최소 롤러직경보다 큰 직경의 단면을 나타내었다. 종전까지 상기 간격의 너비는 실질적으로 섹션의 간격에 대응하였다.

상기와 같은 롤러구조, 또는 순환하는 벨트의 지지면의 간격이 실질적으로 지지면의 너비에 대응하는 임의의 다른 캐리어에서는 열 부하에 의해서 발생하는 응력이 상기 순환하는 컨베이어 벨트 내에서 제어되어 제거될 수 없었다. 지나치게 높은 응력이 안정도의 한계를 초과하자마자 상기 순환하는 컨베이어 벨트는 우선적으로 중간영역에서 만곡된다. 따라서 제어된 부압은 종전까지 사용되던 롤러구조에서 바람직한 결과를 낳지 못한다. 왜냐하면 상기 순환하는 컨베이어 벨트의 만곡이 상기 스트립에 바람직하지 않은 영향을 주기 때문이다.

본 발명은 스트립 주조장치에 관한 것이다.

여기에서 얇은 스트립 주조설비라 함은 수(水)냉각되며 아래로 순환하는 컨베이어 벨트 상에 액체강을 공급 시스템을 통해서 공급하는 설비를 의미한다. 공급된 용강층의 하부면은 스트립과 접촉하여 응고되며, 상부는 자유 표면으로서 불활성 가스로 덮여 응고되거나 또는 상부롤러와 접촉하여 표면 품질이 더욱 개선되도록 응고된다. 완전히 응고된 후 제조된 스트립(얇은 스트립)은 순환하는 컨베이어 벨트를 빠져 나가며, 드라이버(driver)에 의해서 계속 운송된다. 주조두께(대략 10 mm)는 완성 압연된 열간 스트립(1 내지 3 mm)에 필요한 두께 및 충분한 재료특성을 얻기 위해 필요한 열간 변형에 대응하도록 최적으로 선택할 수 있다. 상기 최적 주조두께는 가능한 한 적은 변형가공을 통해서 요구되는 열간 변형도에 이르는 주조두께이다.

순환하는 컨베이어 벨트는 냉각 및 긴 영역에 걸친 스트립의 마찰없는 지지를 가능하게 한다. 이를 통해서 주조설비와 압연단계의 직접 연결을 위한 전제가 되는 빠른 주조속도, 및 대량의 강을 주조하기 위한 기본조건이 되는 높은 생산성을 이룬다.

상부 및 전면으로부터 접근할 수 있는 순환하는 컨베이어 벨트는 용강의 공급을 용이하게 한다. 상기 용강은 다른 방법에서와 같이 두 개의 스트립 또는 압연기 사이의 협소한 틈을 통과할 필요가 없다.

순환하는 컨베이어 벨트의 운송롤러 사이의 영역 내에는 순환하는 컨베이어 벨트의 냉각을 위해 용강에 대향하는 면에 냉각장치(적합한 노즐을 가지는 수냉각장치)를 배열한다. 상기 냉각장치에도 불구하고 용강을 통해 상기 스트립 표면에 공급된 높은 열로 인해서 상기 순환하는 컨베이어 벨트가 만곡(彎曲)될 수 있다. 상기 만곡은 스트립 표면에 스트립의 조형(造形)으로서 남는다. 상기 냉각장치 내에서는 만곡을 방지하기 위해 부압(負壓)이 제어된다. 압력차이로 인해 지주 상의 상기 순환하는 컨베이어 벨트가 가압된다.

도 1은 지지롤러의 종단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 이웃하는 지지롤러의 종단면도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 캐리어에 의해 지정된 면이 컨베이어 벨트의 최대 변형을 최소화하는 스트립 주조장치를 제공하는 데 있다. 다시 말해서, 만곡을 방지하고자 한다.

상기 목적은 청구의 범위 제1항의 특징부에 의해서 달성된다.

용강 공급부 및 부압에 의해서 캐리어에 대하여 압축되고 순환하는 컨베이어 벨트를 가지는 본 발명에 의한 스트립 주조장치에 있어서, 상기 캐리어가 서로 간격을 두고 배열되므로, 순환하는 벨트의 알려진 기계적 특성, 및 기계적 및 열 응력만 주어진다면, 열 신장(thermal elongation)을 상쇄하는 만곡부가 지지면들 사이에서 이루어진다. 상기 만곡부는 다수의 작은 만곡부로 나뉜다.

바람직하게 상기 캐리어는 연결된 지지면을 가지고, 상기 캐리어 또는 상기 지지면들 간의 간격은, 간격의 방향에서 측정할 때, 상기 지지면의 길이보다 훨씬 크다. 지지면들 간의 최적 간격은 부압과 알려진 기계적 및 열 응력, 및 주어진 경계조건(boundary condition)과 순환하는 벨트의 알려진 기계적 특성과 관련해서 결정될 수 있다. 바람직하게, 이웃하는 캐리어의 지지면들 간의 간격은, 간격의 방향에서 측정할 때, 지지면의 길이보다 적어도 2배 더 크다.

캐리어로서 임의의 장치를 사용할 수 있다. 캐리어의 바람직한 실시양태는 압형 성형된 표면을 가지는 지지롤러이다. 상기 표면은 종방향에서 최소 롤러직경에 비해 큰 직경을 가지고, 롤러의 종방향에서 상기 섹션의 너비는 상기 섹션의 간격보다 작다. 역으로 표현하면, 직경이 비교적 큰 섹션 사이에는 순환하는 벨트를 지지하는 섹션을 상기 지지롤러의 종방향에서 측정한 너비에 수배(數倍)가 되는 간격을 둔다. 그럼으로써 상기 순환하는 벨트는 더 이상 만곡되지는 않지만 직경이 비교적 큰 섹션 사이의 영역 내의 압력차로 인해 끌어당겨진다. 그럼으로써 상기 벨트의 만곡부가 감소되거나 또는 커다란 만곡부 대신에 상기 순환하는 벨트의 너비 및 길이에 걸쳐 다수의 작은 만곡부가 발생한다.

바람직한 실시양태에 의하면, 직경이 비교적 큰 섹션의 간격은 적어도 롤러의 종방향에서 측정한 섹션의 너비의 2배에 달한다. 그럼으로써 직경이 비교적 큰 섹션 상의 순환하는 벨트의 지지점 사이에서 충분히 큰 면이 제어되므로 롤러의 종방향에서 제어된 응력제거(stress relief)가 이루어질 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에 의하면, 직경이 비교적 큰 롤러직경의 섹션은 실질적으로 장방형인 형태를 나타낸다. 이때, 상기 섹션은, 상기 롤러의 종방향에서 측정할 때, 실질적으로 상기 섹션의 너비에 대응하는 두께를 가지는 판(plate)의 형태를 취할 수 있다. 상기 형태는 상기 벨트를 보다 양호하게 지지하는 데 기여하며, 끝이 뾰족한 형태에 비해 상승된 지지면을 제공한다.

다른 바람직한 실시형태에 의하면, 상기 섹션이 실질적으로 장방형인 형태는 협면 상에 사다리꼴형으로 설계되고, 따라서 앞에서 고리형으로서 표시된 직경이 비교적 큰 섹션은 각이 진 영역에서 경사지게 또는 둥글게 처리된 모서리를 가진다. 그러므로 상기 순환하는 벨트는 상승된 지지면 및 향상된 지지효과와 같은 앞에서 설명한 장점 없이 한층 더 상기 롤러축을 향하는 압력을 따르게 된다.

다른 바람직한 실시양태에 의하면, 직경이 더 큰 섹션과 롤러축은 90°보다 작은 각을 이룬다. 따라서, 앞에서 판으로 표시된 섹션은 본 실시양태에서 지지롤러에 대하여 수직이 아니라 기울어져 배열된다. 그럼으로써 상기 지지면이 계속적으로 확대된다. 특히, 직경이 비교적 큰 섹션이 상기 지지롤러축 주위에 나선형으로 뻗어 있음으로써 개선된 횡력이 유도될 수 도 있다.

앞에서 설명된 캐리어 또는 지지롤러 중 하나를 본 발명에 따라서 배열함에 있어서, 하나의 롤러 또는 일련의 캐리어의 지지면은 이웃하는 롤러 또는 일련의 캐리어의 지지면에 대하여 변위된다. 그럼으로써 상기 순환하는 벨트에 스트립강 표면에 각인될 수 있는 그루브형 덴트가 형성되는 것이 방지된다.

다른 바람직한 실시양태에 의하면, 상기 지지면들은 서로에 대하여 변위되므로 하나의 롤러 또는 일련의 캐리어의 지지면들이 실질적으로 이웃하는 롤러 또는 일련의 캐리어의 지지면들 사이의 중간에 배열된다.

지지롤러의 다른 바람직한 배열에 있어서, 이웃하는 지지롤러의 직경이 비교적 큰 섹션은 서로 각을 이루어 배열된다. 본 실시양태에서 이웃하는 지지롤러의 "판"은 각각의 롤러축에 대하여 기울어져 위치할 뿐만 아니라 물고기 뼈와 같이 서로에 대하여 기울어져 위치한다. 이에 따라서 상기 캐리어도 형성되고 배열될 수 있다.

직경이 비교적 큰 섹션을 판으로 표시한 것은 보호범위를 제약하는 것이 아니라 단지 그림으로 쉽게 표현한 것뿐이다. 직경이 비교적 큰 상기 섹션은 너비가 직경보다 크도록 형성될 수도 있다. 이때, 직경이 비교적 큰 상기 섹션은 오히려 짧은 파이프의 형태를 취한다. 특히, 상기 캐리어는 개별 롤러 또는 스키드(skid)로서 실시될 수도 있다.

실시예는 도면을 통해서 개략적으로 도시된다.

도 1에는 지지롤러(1)의 종단면이 도시되어 있다. 상기 지지롤러는 순환하는 벨트(2)의 너비, 즉 주조된 얇은 스트립(3)의 운송방향을 가로질러 연장된다. 상기 지지롤러(1)는 최소의 롤러직경(5)에 비해 확대된 섹션(4)을 가진다. 상기 섹션(4)의 너비는 상기 섹션(4)의 간격(b)보다 작다.

도 2에는 도 1의 롤러(1)에 이웃하는 롤러(1')가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 섹션(4)의 자취는 점선(도 1)으로 도시되어 있으며, 도 2에 점선으로서 옮겨져 있다. 따라서, 상기 롤러(1)의 섹션(4)의 자취는 상기 롤러(1')의 섹션(4') 사이의 중간에 위치한다. 상기 섹션(4 또는 4')은 도시된 세로 점선에서 실질적으로 장방형인 형태를 이룬다. 상기 섹션은 바람직하게 자신의 협면에 경사면(bevel) 또는 챔퍼(chamfer)(6)를 가지므로 여기에서 실질적으로 사다리꼴 횡단면이 나타난다. 상기 각각의 롤러의 섹션(4 또는 4') 사이에서 상기 순환하는 벨트(2)가 롤러축 쪽으로 만곡된다. 이와 같이 비교적 작은 만곡부는 불과 접근하는 것으로 주조된 얇은 스트립(3)에 각인되지 않는다. 즉, 거의 롤러의 전체 길이에 걸쳐 이루어지는 만곡에 비해 무시할 수 있다.

Claims (10)

1. 용강 공급부, 주조된 용강을 냉각하기 위한 순환하는 벨트 및 상기 순환하는 벨트를 지지하기 위한 캐리어를 가지며, 상기 벨트가 상기 캐리어와 면하는 쪽에 부압이 가해지는 스트립 주조장치에 있어서,

   상기 캐리어의 지지면들이 간격을 두고 배열되므로, 상기 순환하는 벨트의 알려진 기계적 특성이 주어진다면, 열 신장(thermal elongation)을 상쇄하는 만곡부가 상기 지지면들 사이에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스트립 주조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지면들 간의 간격이, 상기 간격의 방향에서 측정하면, 상기 지지면들의 길이보다 적어도 2배 큰 것을 특징으로 하는 스트립 주조장치.
3. 종단면에서 최소 롤러직경보다 큰 직경을 나타내는 섹션을 가지는 압형 성형된 표면을 가지는 스트립 주조장치용 지지롤러에 있어서,

   롤러의 종방향에서 상기 섹션(4, 4')의 너비(a)가 상기 섹션(4, 4')의 간격(b) 보다 작은 것을 특징으로 하는 지지롤러.
4. 제3항에 있어서, 상기 섹션(4, 4')의 간격(b)이 적어도 상기 섹션너비(a)의 2배에 달하는 것을 특징으로 하는 지지롤러.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 섹션(4, 4')이 롤러의 종방향에서 실질적으로 장방형인 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 지지롤러.
6. 제5항에 있어서, 상기 섹션(4, 4')의 실질적인 장방형인 형태가 협면에 사다리꼴형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 지지롤러.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섹션(4, 4')이 롤러축과 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 지지롤러.
8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 롤러의 종방향에서 롤러의 섹션(4)이 이웃하는 롤러의 섹션(4')에 대하여 변위되어 배열되는 것을 특징으로 하는 지지롤러.
9. 제8항에 있어서, 롤러의 섹션(4')이 이웃하는 롤러의 섹션(4)의 중심에 배열되는 것을 특징으로 하는 지지롤러.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 이웃하는 지지롤러의 섹션(4, 4')이 서로 각을 이루어 위치하는 것을 특징으로 하는 지지롤러.