KR20010021096A - 연속주조작업에 있어서 연속주조장치의 주조 스트랜드의형상두께 변경을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 주조작업 시, 연속주조장치의 주조 스트랜드(9)의 형상두께 변경을 위한 작업과 관련하며, 스트랜드는 몰드(10) 하부 양 측면에서 연속하여 마주한 롤러 컨베이어(8, 8')와 유기적으로 결합되어 있다. 롤러 컨베이어는 롤러에 이송된 순서에 따라 링크연결(5-7)에 의하여 상호 연속하여 연결된 세그먼트(n=1에서 i까지)가 구분되며, 각 세그먼트는 주조 스트랜드(9)에 일정 각을 두고 조정되어 출구부에서 균일한 생산 형상두께가 되도록 스트랜드 가이드를 조정한다. 형상 두께 변경 시, 세그먼트의 조정 단계별 조정 순서는 다음과 같다.

- 형상 두께 축소 시, 주조 방향에서 링크연결(5-7) 위에 연속하여 줄지어 늘어선 후속 세그먼트의 순차적 이송.

- 형상 두께 높임 시, 주조 방향에서 링크연결(5-7) 위에 연속하여 줄지어 늘어선 후속 세그먼트의 순차적 확장.

또한, 본 발명은 작업 수행을 위한 장치 일체를 포함한다.

Description

연속주조작업에 있어서 연속주조장치의 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 장치 및 방법{METHODS AND APPARATUS FOR THE FORMAT THICKNESS MODIFICATION OF THE CASTING STRAND OF A CONTINUOUS CASTING INSTALLATION IN THE CONTINUOUS CASTING OPERATION}

주조작업 중 연속주조장치에서 형상두께 변경은 생산최적화를 위하여 절대적으로 필요하다. 종전에는 두께 축소나 확대를 위하여 일시적으로 주조속도를 조정하는 방식을 택하였다. 이 경우 전체 생산공정이 최소한의 짧은 시간 내에 동일 중량화됨으로써 생산 손실이 발생되었다. 따라서 실제 작업에서는 고정값 하에서 단계적 형상두께 변경만을 실행하였다.

EP 0 450 391 B1은 금속-주조 스트랜드의 지지를 위한 장치와 관련하여, 특히 스트랜드 주조 몰드 하부의 주조 스트랜드 양측 면으로 롤러 컨베이어가 대칭하여 설치되어 각 롤러가 주조 스트랜드와 효과적으로 결합된 프리컨베이어 주조장치에서 유연 축소생산(소위, 소프트 리덕션)이 가능하다. 각 롤러는 고정된 프레임 내에 배치되며, 조정장치의 작동으로 롤러에 의하여 이송되는 다수의 세그먼트로 분리된다. 롤러에 의하여 이송되는 세그먼트는 이러한 방식으로 연속 링크연결되어, 각 세그먼트는 주조 스트랜드에 최적의 각을 부여하며 조정되고, 상기 조정장치에 의하여 롤러 컨베이어의 전반적인 제어가 수행된다. 조정장치 작동방식에는 기계식, 유압식, 또는 기계-유압식이 있다.

DE 43 38 805 C2는 연속주조장치의 작동을 위한 장치 및 방법과 관련하며, 특히 핫 스트립 롤링용 박형 슬래브 제조를 위한 연속주조장치의 주조 시, 스트랜드 주조 몰드 후면에 위치한 축소 롤러 쌍 중 최소 하나 이상의 축소 롤러 쌍이 조정가능한 스트랜드 가이드 구성요소와 연결되어 있다. 축소 롤러 쌍은 축소 위치에서 주어진 핫 스트랜드의 통과길이와 스트랜드 압착에 의한 분리 폭을 조정한다. 원하는 말단 형상부의 두께 내에서 핫 스트랜드의 주조 형상의 두께가 형성된다. 스트랜드 가이드 구성요소와 축소 롤러 쌍은 말단 형상부의 두께를 효과적으로 조정하여 최소 두께의 주조형상을 그 조정범위 내에서 얻을 수 있도록 한다. 축소 롤러 쌍은 압력조정식이며, 말단 형상부 위에 스트랜드 가이드를 조정함으로써 위치가 결정된다.

EP 0 743 116 A1은 주조 스트랜드의 수직 주조선과 관련하며, 몰드 배출구에 연결된 몰드 주변의 구성 부품으로서 이동을 위한 풋 롤러가 달린 조립 부품, 복수의 가이드 구성요소, 기 배치된 수직 롤러 세그먼트, 주조선의 수평 세그먼트와 결합된 구동-장치 등을 포함한다. 가이드 장치는 최소한 주조선의 전체 수직 세그먼트 및 조정장치에 의하여 작동되는 가이드 장치의 롤러 부품을 포함하며, 생산 공정 데이타 장치에 의하여 통제된다. 유연 축소 생산이 조정가능하도록 하기 위해서는 수직 세그먼트의 2차 구성부품이 최소한 확보되어야 한다.

DE 196 39 297 A1은 응고 중 스트랜드 두께축소가 가능한 고속-연속 주조장치를 위한 장치와 그 방법과 관련된 사항이다. 스트랜드 주조를 위한 관련 장치와 그 방법에 의하여, 응고 중 단면은 축소되며 복동식 몰드에 의하여 효과적으로 용탕 주입이 이루어져, 몰드 하부에서 스트랜드 단면은 스트랜드 가이드의 최소 길이까지 직적접으로 비례 축소한다. 잔여 스트랜드 가이드에서 추가의 스트랜드 단면 축소에 의하여 유연생산은 말기 응고 및 스트랜드 선단부까지 최대한 가능하다. 스트랜드의 임계변형 값은 금속재질 등을 고려한 주조속도 감안하에 결정된다.

본 발명은 연속주조작업에 있어서 연속주조장치 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 방법에 그 목적이 있으며, 스트랜드가 몰드 하부 양 측면에 연속하여 마주한 롤러 컨베이어와 효과적으로 결합되어, 링크연결과 연이어 결합된 세그먼트로 롤러의 이송순서에 따라 분리되고 각 세그먼트는 주조 스트랜드에 일정 각을 두고 조정되어 출구 위치에서 균일한 생산 형상두께를 유지할 수 있도록 스트랜드 가이드를 조정한다. 본 발명은 상기 작동 전반을 수행하는 장치를 포함한다.

전술된 기술 수준에 더하여, 본 발명의 목적은 연속주조작업에서 연속주조장치의 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 관련 장치와 방법과, 형상두께 변형이 더 이상 진행되지 않는 변태점 입구에서 일정한 생산공정 및 주조공정을 유지하기 위하여 주조속도를 어떻게 결정할 것인가에 관한 것이다. 형상두께 변경 중 스트랜드의 변태 길이는 생산 손실을 피하기 위하여 짧게 한다. 형상두께 변경의 모든 변태 위치에서 결궤위험을 극소화하기 위하여 최적의 스트랜드 지지가 보장될 수 있도록 한다.

도 1은 계보도 형식으로 연이어 후속되는 상태별로 구분하여 형상두께 축소의 작동과정을 나타내는 도면,

도 2는 연이어 후속되는 상태로 형상두께 높임의 작동과정을 나타내는 도면.

이를 위하여, 연속 주조작업에서 연속주조장치의 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 청구범위 제1항의 개념 하에 작업이 진행되며, 각 조정순서에서 형상두께 변경은 각 세그먼트의 조정 단계별 순서에 의하며, 형상두께 축소 시, 주조방향에서 링크연결부 위에 줄지어 늘어선 후속 세그먼트의 순차별 이송과 형상두께 높임시, 주조방향에서 링크연결부 위에 줄지어 늘어선 후속 세그먼트의 순차별 확장에 준하여 작동된다.

작업형성은 일정 주조속도의 1차 조정 상태에서 형상두께 축소시 스트랜드 (9)의 선단부가 세그먼트(3)에 위치할 때 링크연결부 위에서 초기 세그먼트(n=1) 출구부이고 세그먼트(n=2) 입구부가 되도록 기준값을 정하여 이송되도록 한다. 목표위치 도달 후에 - 목표형상을 위한 세그먼트 위치를 일컫는다 - 2차 조정상태에서 세그먼트(n=2) 출구부가 세그먼트(n=3) 입구부와 함께 이송되도록 하고, 동일한 방식의 작업순서에 따라 세그먼트(n=3,4)의 조정이 목표위치(i)까지 이르도록 한다.

또 다른 작업 형성은 일정 주조속도의 1차 조정상태에서 형상 두께 높임시, 스트랜드의 선단부가 세그먼트(n=3)에 위치할 때 링크연결부 위에서 초기 세그먼트 (n=1) 출구부이고 세그먼트(n=2) 입구부가 되도록 기준값을 정하여 이송되도록 하고, 동일한 방식이 작업순서에 따라 세그먼트(n=3,4)의 조정이 목표위치(i)까지 이르도록 한다.

본 발명에 따른 추가의 작업형성은 일정속도에서 세그먼트의 이송이 동적 위치 조정방식에 의하여 이루어지고, 고정된 힘 변형값이 규정치를 초과하지 않는 조건하에서 이루어진다.

본 발명의 추가의 특징은 세그먼트의 조정속도가 허용된 스트랜드 팽창 극한값을 감안한 상태에서 실제 주조속도가 실제 형상 조정과 연계되어, 스트랜드의 체적흐름비율에 따라 산정되는데 있다. 실제 주조속도에 대한 조정속도, 세그먼트 길이, 필요 조정경로는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

V = Ds/Ls × V_주조,

(Ds = 형상두께 변경, Ls = 세그먼트 길이, V_주조= 실제 주조속도)

추가의 작업형성에서 조정절차는 예를 들어, 실제 실린더 압력이 유압식 실린더 장치를 제어하고, 극한값을 넘으면 위치 조정방식에서 힘 조정방식으로 변환되며 목표위치에 도달 후에 위치 조정방식으로 재전환되는 방식을 택하고 있다.

결론적으로 세그먼트 출구부의 링크연결에 따라 후속 세그먼트의 입구부와 함께 조정속도를 강제적으로 동기화하는 방식이다.

연속주조장치에서 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 장치의 경우, 스트랜드가 몰드 하부 양 측면에서 연속하여 마주한 롤러 컨베이어와 효과적으로 연결되어, 링크연결에 의하여 롤러에 의한 이송순서에 따라, 연속 연결된 세그먼트로 구분되며, 각 세그먼트는 주조 스트랜드에 일정 각을 형성 조정되며, 조정장치는 위치 조정방식 또는 힘 조정방식으로 구성된다. 출구부와 입구부 사이의 링크연결 영역에서 세그먼트는 방향변경 및 조정이 가능한 유압 실린더와 효과적으로 연결되어 있다. 본 발명의 구체적 설명, 특징, 이점은 도면에 도식 설명되어 있다.

(실시예)

도 1은 연속주조작업에서 연속주조장치의 주조 스트랜드(9)의 형상두께 축소를 위한 작업의 작동과정을 설명한다. 스트랜드(9)는 몰드(10)의 하부 양 측면에 대칭하여 설치된 롤러 컨베이어(8,8′)와 효과적으로 연결되어 롤러에 의하여 이송되는 순서에 따라, 링크연결(5,6,7)에 의하여 연속 연결된 세그먼트(1,2,3,4)로 구분된다. 각 세그먼트(1,2,3,4)는 주조 스트랜드(9)에 일정 각을 형성하며 조정된다. 출구 위치에서 변경된 스트랜드 가이드 전체는 도식화된 출구 위치에 상응하여 균일한 생산 형상두께를 유지한다. 형상두께 변경은 세그먼트 1,2,3,4 까지의 조정 단계별 순서에 따라 실행된다. 형상두께 축소는 주조방향에서 후속 세그먼트 (1,2,3,4)의 연속 이송순서에 따라 실행된다. 이는 상태(1,2,3,4)로 도식 설명되어 있다. 세그먼트(1) 출구부로부터 시작하여, 링크연결(5)은 세그먼트(2) 입구부와 함께 설정값을 갖고 이송된다.

목표 위치 도달 후 - 목표 형상을 위한 세그먼트 위치를 일컬음 - 2차 조정상태에서 세그먼트(2) 출구부는 세그먼트(3) 입구부와 함께 이송되며, 동일 단계별 순차에 의하여 세그먼트(3,4)의 조정은 도식 설명된 상태 3 또는 4를 따른다. 작동수단(11)은 링크연결(5) 위에서 주조 스트랜드(9)의 축소방향으로, 조정장치(12)의 시동 전의 상태(2)에서 스트랜드 단면 축소방향으로 작동하며, 상태(3)와 상태(4)에서 조정장치(13, 14)는 상태(4)의 말단부 상태에 따라, 통과된 전체 축소 형상두께까지 순차 작동된다.

형상두께 축소를 위한 작동 절차의 설명은 주조작업에서 전체 스트랜드 가이드가 생산두께 X를 조정하는 상태(1) 앞의 출구위치를 나타낸다. 주조속도는 일정하며, 스트랜드 선단부는 세그먼트(3) 내에 위치한다.

상태(1) 이후의 두께 축소 시작시 즉, 세그먼트(1) 출구부와 세그먼트(2) 입구부가 일정속도에서 설정 값을 갖고 동적 위치 방식에 의하여 이송된다. 여기서 고정된 힘 편차 값을 초과하지 않는다. 허용된 스트랜드 팽창 극한값과 실제 형상 형성을 위한 주조속도를 감안하여 이송속도를 주어진 스트랜드의 체적 흐름에 따라 결정한다.

유지되는 조정속도는 실제 주조속도와 세그먼트 길이, 다음과 같은 공식에 따라 결정된다.

V = Ds/Ls × V_주조,

(Ds = 형상두께 변경, Ls = 세그먼트 길이, V_주조= 실제 주조속도)

실제 실린더 압력에 의하여 유압식 조정장치의 힘의 제어를 효과적으로 계산할 수 있어 조정과정을 감독할 수 있다. 힘이 계산된 극한값을 초과하면, 위치 조정방식에서 힘 조정방식으로 변환된다. 목표위치에 도달한 이후에 위치 조정방식으로 재변환된다.

기술된 과정을 수행하면서, 축소된 재료 두께에서 통과 제거된 쐐기 형상과 롤러 애이프런은 스트랜드(9)에 대한 충분한 지지 역할을 수행하며, 출구부는 상응하는 재료 두께를 재조정하게 된다.

세그먼트(1,2)에 위치하는 스트랜드와 경우에 따라 존재하는 세그먼트(3)의 스트랜드는 작업과정을 통하여 작동을 중지하지 않는다. 스트랜드 지지는 모든 작업상태에서, 위치 조정방식으로부터 힘 조정방식으로 전환시 실행된다.

다음은 도 2의 작동절차에 따른 형상두께 높임에 대한 설명이다.

우선, 상태(1)에 앞선 출구위치에서 스트랜드 가이드는 주조작업의 생산 두께 X를 조정한다. 주조속도는 일정하며, 스트랜드 선단부는 세그먼트(3)에 위치하는 상황에서 두께높임은 상태(1)에서 시작된다.

곧 세그먼트(1) 출구부와 세그먼트(2) 입구부의 목표형상이 상태(1)의 끝부분에 도달하면 세그먼트(2) 출구부가 이송된다(상태(2)).

조정속도는 실제 주조속도, 세그먼트 길이 및 형상 조정 두께축소에 의한 필요한 조정방식에 의하여 결정된다.

효과적인 힘의 제어는 유압식 조정장치의 실제 실린더 압력에 의하여 계산될 수 있어 조정과정을 제어한다.

힘이 계산된 극한값을 초과하면, 위치 조정방식에서 힘 조정방식으로 변환된다. 목표 위치에 도달한 이후에 위치 조정방식으로 재변환된다.

기술된 작업과정을 통하여, 높아진 재료두께에서 통과 취득된 쐐기 형상과 롤러 애이프런은 스트랜드(9)의 충분한 지지역할을 수행하며, 출구부는 상응하는 재료두께를 재조정하게 된다.

후속하여, 세그먼트(3) 입구부는 상태(2)에서 동일한 조정속도로 세그먼트(2) 출구부로 이송된다. 감독기능은 세그먼트(2) 출구부에서 일어난다.

곧 세그먼트(3) 입구부의 목표 형상이 이루어지면, 세그먼트(3) 출구부와 세그먼트(4) 입구부가 이송된다(상태3). 주조속도의 결정과 감독은 앞서 기술된 방식을 따른다.

곧 세그먼트(4) 입구부의 목표형상이 이루어지면, 세그먼트(4) 출구부가 올라가게 된다(상태4). 주조속도의 계산과 제어는 앞서 기술된 방식을 따른다.

연속주조장치의 형상두께 변경을 위한 기술된 작업절차에 의하여, 주조 속도는 변태에 대비하여 줄이지 않음으로써 연속 생산공정 및 주조공정과 같은 기준 하에서 생산 효율을 높일 수 있으며, 생산되는 스트랜드의 변태길이를 줄임으로써 생산손실을 최소화할 수 있으며, 생산계획에 따라 보다 넓은 조정 영역에서 무작위로 두께 변경 크기를 선정할 수 있음으로써 설비의 생산 유연성을 가질 수 있으며, 축소된 재료 두께에서 롤러 컨베이어 애이프런이 통과 탈착된 쐐기 형상과 함께 충분한 스트랜드 지지를 가능하게 하며, 출구부에서 상응하는 재료두께를 후속 조정함으로써 형상두께 높임도 가능하며, 높아진 재료두께에서 롤러 컨베이어 애이프런은 통과 부착된 쐐기 형상에 의하여 충분한 스트랜드 지지를 가능하게 하고 출구부에서 상응하는 재료두께를 후속 조정한다.

Claims (11)

1. 스트랜드가 몰드(10) 하부 양 측면에서 연속하여 마주한 롤러 컨베이어(8,8′)와 효과적으로 결합되어 롤러에 의하여 이송된 순서에 따라 링크연결(5-7)에 의하여 연속 연결된 세그먼트(n=1에서 i까지)로 구분되며, 각 세그먼트는 주조 스트랜드(9)에 일정 각을 두고 조정되어 출구 위치에서 조정가능한 스트랜드 가이드가 균일한 생산 형상두께가 유지되도록 조정되는 연속주조작업(9)에서 연속주조장치의 주조 스트랜드(9)의 형상두께 변경을 위한 방법에 있어서, 각 세그먼트(n=1에서 i까지)의 조정단계별 조정순서에 따라 형상두께 변경 작업시, 주조방향에서 링크연결(5-7) 위에 연속하여 줄지어 늘어선 세그먼트(n=1에서 i까지)의 순차적 이송과 형상두께 높임 작업시, 주조 방향에서 링크연결(5-7) 위에 연속하여 줄지어 늘어선 세그먼트(N=1에서 i까지)의 순차별 확장에 따라 형상두께 변경작업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속주조작업에서 연속주조장치의 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 일정 속도조건의 1차 조정상태에서 형상두께 축소시, 스트랜드(9)의 선단부가 세그먼트(n=3)에 위치할 때 링크연결부(5) 위에서 초기 세그먼트(n=1) 출구부이고 세그먼트(n=2) 입구부가 되도록 기준값을 정하여 이송하고, 목표위치 도달 후에 - 즉, 목표 형상을 위한 세그먼트 위치 - 2차 조정상태에서 세그먼트(n=2) 출구부가 세그먼트(n=3) 입구부와 함께 이송되도록 하고, 동일한 단계별 순차에 따라 세그먼트(n=3,4)의 조정이 목표위치의 i까지 이르도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 일정 주조속도의 1차 조정상태에서 형상두께 높임 시, 스트랜드의 선단부가 세그먼트(n=3)에 위치할 때 링크연결부(5) 위에서 초기 세그먼트(n=1) 출구부이고 세그먼트(n=2) 입구부가 되도록 기준값을 정하여 이송하고, 목표위치 도달 후에 - 즉, 목표 형상을 위한 세그먼트 위치 - 2차 조정상태에서 세그먼트(n=2) 출구부가 세그먼트(n=3) 입구부와 함께 이송되도록 하고, 동일한 단계별 순차에 따라 세그먼트(n=3,4)의 조정이 목표위치의 i까지 이르도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 일정 속도 하에서 각 세그먼트(n=1 에서 i까지)의 이송은 동적 위치 조정방식에 의하고 고정된 힘 편차 값을 초과하지 않는 조건 하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서, 허용된 스트랜드 팽창 극한값과 실제 형상조정과 연계된 실제 주조속도를 감안하여 세그먼트의 조정속도는 스트랜드의 주어진 체적흐름에 따라 산정되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 조정속도는 V = Ds/Ls × V_주조(Ds=형상두께 변경, Ls=세그먼트 길이, V_주조=실제 주조속도)의 필요 조정경로, 실제 주조속도, 그리고 세그먼트 길이로 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항에 있어서, 조정절차는 유압식 실린더 장치 내에 가해지는 실제 실린더 압력을 제어함에 의하여 이루어지며, 위치 조정방식의 극한값을 초과하면 힘 조정방식으로 변환되고 목표위치에 도달 후에 위치 조정방식으로 재전환되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서, 링크연결(5-7) 순서에 따라 세그먼트(n=1)의 출구부는 후속 세그먼트(n=2)의 입구부와 함께 그 조정속도가 강제적으로 동기화되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서, 세그먼트(n=1)의 경우, 유압식 조정은 출구부에서 시작되며, 세그먼트(n=2에서 n=i까지)의 경우, 유압식 조정은 입구부 및 출구부에서 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 스트랜드(9)가 몰드(10) 하부 양 측면에서 연속하여 마주한 롤러 컨베이어 (8,8′)와 유기적으로 결합되어, 롤러에 의하여 이송된 순서에 따라 링크연결(5-7)에 의하여 연속 연결된 세그먼트(n=1 에서 i까지)로 구분되며, 각 세그먼트(5-7)는 주조 스트랜드(9)에 일정 각을 두고 조정되는 특히, 제 1 항 내지 제 9 항에 기재된 방법을 실행하기 위한 연속주조장치의 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 장치에 있어서, 조정장치(11-14)는 위치 조정 또는 힘 조정방식에 의하여 작동되는 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 주조 스트랜드의 형상두께 변경을 위한 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 입구부 및 출구부 사이의 링크연결(5-7) 영역에서 각 세그먼트(n=1 에서 i까지)는 방향 전환이 가능한 유압 실린더와 기능결합되어 있으며, 세그먼트(n=1)의 경우 출구부에서만 실린더에 의하여 기동작동되는 것을 특징으로 하는 장치.