KR20010041960A - 용융 금속 피막의 균질화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 연속 컨베이어 벨트와 같은 물체 상에 용융체의 형태로 공급되며, 스트립의 폭에 대해 가능한 동일한 두께 및 특성을 갖는, 스트립 주조를 통한 특히 강으로 이루어진 용융 금속 피막의 균질화 방법에 관한 것이다. 이때 상기 스트립 폭에 대한 균질화를 위해, 스트립의 운송 방향에 대해 수직 방향으로 힘이 구성 요소와 함께 유입됨으로써, 용융 금속 피막의 프로필이 균질화된다.

Description

용융 금속 피막의 균질화 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR HOMOGENIZING A MOLTEN METAL FILM}

본 발명은, 특히 강으로 이루어진 용융 금속 피막이 특히 연속 컨베이어 벨트와 같은 물체 상에 용융체의 형태로 공급되며, 스트립의 폭에 대해 가능한 동일한 두께 및 특성을 갖도록 하는 모든 경우에 사용될 수 있다.

특히 강과 같은 금속을 스트립으로 주조하는 경우, 최종 압연에 있어서 필요한 두께 및 충분한 소재 특성을 달성하기 위해 요구된 열 변형에 대응하도록, 스트립의 주조 두께가 가능한 최적으로 선택되어질 수 있다. 이때 잘 알려진 바와 같이, 용융 금속을 적절한 방법 및 장치에 의해 냉각시킴으로써, 유동 금속 빌릿의 주조 표면이 불활성 가스와 접촉을 통해 균일하게 냉각될 수 있다.

독일 특허 DE 44 07 873 C2에는 용융 강의 냉각 방법 및 장치가 개시되어 있다. 이때 노즐은 0°내지 50°의 각도만큼 주조 방향으로 상기 강 빌릿의 표면 쪽으로 향함으로써, 강 표면이 균일하고 정확하게 냉각된다. 이를 통해, 스케일 형성이 방지되며 바람직한 방열이 이루어질 수 있다. 이로 인해, 상부 표면 장력(surface tension)에 적절한 영향이 가해져, 강 빌릿 또는 강 스트립의 품질이 바람직한 수준으로 달성된다. 그러나 상기 강 스트립의 품질에 있어서 여전히 중요한 것은, 일정한 스트립의 폭에 대해 일정한 소재 특성과 관련하여 일정한 강 스트립의 두께이다. 이는 상기 컨베이어 벨트를 생략하는 것만으로 결코 달성될 수 없다.

본 발명은 특허청구범위 제1항에 따라 융융 금속 피막, 특히 강 피막의 균질화 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 종래 기술을 개선시켜, 용융 금속 피막이 컨베이어 벨트 상에 접촉되기 전후에 다음과 같이 즉, 상기 피막의 폭에 대해 일정한 두께 및 일정한 소재 특성을 갖도록 변화시키는데 있다.

상기 목적은 특허청구범위 제1항 및 제15항의 특징들에 의해 달성된다.

종속항들은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타낸다.

본 발명에 따른 해결 방안의 경우, 금속 피막의 균질화를 위해 주조 스트립의 폭에 대해 힘이 유입됨으로써 용융 금속이 균질화된다.

본 발명에 있어서, 상기 스트립의 폭에 가해진 힘이 금속 피막의 운송 방향과 반대 방향으로 상기 스트립 내로 유입되는 것이 바람직하다. 이는 상기 컨베이어 벨트 상에 흐르는 용융체가 힘의 작용에 의해 제동되기 위해서이다. 용융 피막이 컨베이어 벨트 보다 빠른 유속을 가질 경우, 상기 용융체로부터 채워진 단면은 컨베이어 벨트와 동시적으로 이동하는 용융 피막의 단면(목표 단면)보다 작다. 이와 같이, 충분히 채워지지 않은 단면은 불리하다.

상기 용융체의 제동 및 축적에 의해 단면이 균일하게 채워진다. 이때 제동이 과도하게 가해지거나 상기 용융체 피막이 과다하게 높아지지 않도록 한다. 독일 특허 44 07 873 C2와는 달리, 기하학적 균질화는, 상기 균질화가 기체 흐름에 의해 달성된다고 할지라도, 냉각보다는 중요한 의미를 갖는다. 이에 따라, 기체 흐름에 있어서 아주 다양한 특징들이 나타내진다. 단면 균질화는 계속해서, 표면에 대해 수직으로 작용하는 힘 구성 요소에 의해서 유리해진다.

상기 힘을 스트립의 운송 방향과 반대 방향으로 상기 스트립쪽으로 향한 기체 흐름을 통해 공급하는 것이 바람직하다. 상기 기체로는 아르곤이나 질소와 같은 불활성 기체, 또는 예를 들어 H₂, CO와 같이 혼합물에 의해 환원된 성분들, 또는 O₂, CO₂와 같이 산화되며 표면 장력에 영향을 가하는 성분들이 적절하다.

계속해서 바람직한 것으로는, 상기 기체를 일정한 간격으로 금속 피막 상에 공급시키는 것이다. 이는 나란히 일렬로 배열된 노즐들에 의해 이루어질 수 있으며, 이때 상기 노즐은 방출된 기체 용적 흐름이 유동 금속 피막의 표면 상에 힘을 가하도록 작동된다. 상기 힘에 의해 기체 방선은 금속 피막 두께의 적어도 50%까지 상기 금속 피막 내로 침투하게 된다. 이때 각 기체 방선이 갖는 강도의 크기는 다음과 같다. 즉, 유동 금속이 분무되거나 용융체 내로 기포가 분산되지 않도록 한다.

계속해서 바람직한 것으로는, 일종의 레이크(rake) 형태를 갖도록 상기 기체 노즐들을 나란히 및 앞뒤로 배열하는 것이다. 이를 통해, 상기 기체 유출 방향과 반대 방향으로 운송된 유동 금속 피막이 방출된 기체 방선으로부터 레이크 방식으로 처리됨으로써, 상기 용융체가 스트립의 폭에 대해 제동되어지며 균질화된다. 특히 바람직한 것으로는, 두 개 또는 그 이상의 레이크를 전후로 각각 기울어지게 배열하는 것으로, 이는 파스칼 삼각형의 작용 방식에 따른다. 이를 통해, 스트립은 폭에 대해 가능한 일정한 두께 및 균질화된 소재 특성을 갖게 된다.

계속해서 바람직한 것으로는, 상기 노즐을 다음과 같은 각도로 배열하는 것이다. 즉, 주조된 스트립의 유동 방향과는 반대 방향을 갖는 기체 흐름이 수직선에 대해 10° 내지 80°의 각도로 용융 피막의 표면 상과 접촉하도록 한다. 주조된 스트립의 두께를 바람직한 정도로 제어하는데 있어서 더욱더 바람직한 것으로는, 상기 용융 피막의 두께를 적절한 센서에 의해 감지하여, 적절한 조절 장치에 의해 기체 흐름이 스트립 두께를 겨낭하여 스트립 폭에 대해 영향을 가하도록, 노즐로부터 상기 기체 흐름을 제어하는 것이다.

계속해서 바람직한 것으로는, 상기 금속 피막 상에 응결 초기화 수단을 공급하는 것으로, 이는 바람직한 표면 응결을 달성하는 위함이다. 금속의 경우 예를 들어 응결 초기화 수단으로는 산화된 CO₂를 함유한 기체가 사용된다. 이에 의해, 용융 피막의 얇은 가장자리 층이 탈탄화되어 응결 온도는, 응결이 상부 측면으로부터 시작되도록 실제 온도에 대해 증가하게 된다. 이와 관련하여, CO₂함량은 슬래그가 형성되지 않도록 낮은 정도로 유지되어야 한다.

응결 초기화 수단으로는 냉각 또는 금속 분말과 같은 핵형성 분말, 유동 슬래그, 기체 또는 기타 다른 유동 금속이 사용될 수 있다.

본 발명은 계속해서 두 개의 도면 및 실시예에 의해 상세히 설명된다.

도 1 및 도 2는 개량된 유동 상태를 도시하고 있다. 두 개의 챔버―여기서 챔버 중 하나는 기체 공급을 위한 것이며 다른 하나는 구리 프로필(6)의 수냉각을 위한 것임―를 갖는 구리 프로필(copper profile; 6)로부터 두 개의 열로 경사지게 배열된 포지션에서 기체 방선(7)이 직경 1 mm의 구멍을 갖는 노즐(3)로부터 유출된다. 상기 기체 방선(7)은 표면의 수직선에 대해 각도 30°만큼 주조 방향과 대항하여 컨베이어 벨트(2) 상에 흐르는 용융체와 접촉하게 되며, 이를 제동시킨다. 감소된 중간 속도에 따라 유출 단면이 표적 치수로 확대되어진다. 그밖에도 축적된 용융체 내에서, 균질한 두께 프로필을 달성하기 위해, 목표 지점 및 기체의 접촉 영역 사이에 용융체의 균질화가 횡방향으로 이루어질 수 있다. 앞서 기술된 형태를 갖는 기체 흐름이 갖는 효과는 균일한 소재 분배를 달성하기 위해 레이크의 것과 전체적으로 비교될 수 있다(파스칼 아르곤 레이크).

추가적인 옵션으로는 적절한 아르곤 레이크가 도입될 수 있다. 이는 공급 표면 상에 이미 소재를 균일하게 분배하기 위함이다. 상기 금속 피막(4)의 균질화를 위해 또한 바람직한 것으로는, 이와 같은 아르곤 레이크를 금속 흐름 방향과는 횡단하는 방향으로 진동시키는 것이다.

-위치 도면 부호-

1 금속 공급

2 컨베이어 벨트

3 기체 노즐

4 금속 피막

5 금속 피막에 대한 기체의 접촉 지점

6 구리 프로필

7 기체 방선

Claims (22)

1. 특히 연속 컨베이어 벨트와 같은 물체 상에 용융체의 형태로 공급되며, 스트립의 폭에 대해 가능한 동일한 두께 및 특성을 가지며, 스트립 주조를 통한 특히 강으로 이루어진 용융 금속 피막의 균질화 방법에 있어서,

   상기 스트립 폭에 대한 균질화를 위해, 스트립의 운송 방향과 수직 방향으로 힘이 구성 요소와 함께 유입됨으로써, 용융 금속 피막의 프로필이 균질화되는

   용융 금속 피막의 균질화 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 힘이 스트립의 운송 방향과 반대 방향으로 향하는 기체 흐름에 의해 상기 스트립 상에 공급되는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
3. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기체가 금속 피막 상과 접촉한 다음 포착되어 회수되는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   환원된 기체가 사용되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기체로서는 불활성 기체가 사용되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   표면 장력에 영향을 가하는 기체가 사용되어지는 용용 금속 피막의 균질화 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기체가 개별 방선의 형태로 일정한 간격으로 상기 스트립 상에 공급되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기체가 증가된 온도에서 공급되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스트립의 폭에 대해 두께 측정이 이루어지며, 이의 신호에 따라 기체 흐름이 바람직한 정도로 조절되는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기체 흐름이 주조된 스트립의 흐름 방향과 대항하여 수직선에 대해 0° 내지 80°각도만큼 스트립의 표면 상과 접촉하는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기체 흐름은 다음과 같은 속도로, 즉 충돌 지점에서 주조된 금속 스트립의 두께의 적어도 절반에 이르는 리세스(recess)가 유동 금속 내에 형성되도록, 주조된 금속 스트립 상과 접촉하는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
12. 제11항에 있어서,

    일렬로 배열된 노즐들이 유동 방향에 대해 횡단하는 방향으로 진동하는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    균질화된 금속 피막 상에 응결 초기화 수단이 공급되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 균질화된 금속 피막 상에 응결 초기화 수단으로서 기체가 공급되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기체로는 산화된 기체가 사용되어지는 용융 금속 피막의 균질화 방법.
16. 제1항 내지 제15항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치에 있어서,

    적어도 한 개의 열로 이루어진 기체 노즐(3)이 스트립 폭에 대해 컨베이어 벨트(2)의 흐름 방향과 대항하여 배열되는 용융 금속 피막의 균질화 장치.
17. 제16항에 있어서,

    전후로 배열된 여러 개의 열로 이루어진 기체 노즐(3)이 유동 금속 피막(4) 상에 네일 보드 프로필(nail board profile)이 형성하도록 컨베이어 벨트(2)의 폭에 대해 배열되어 있는 용융 금속 피막의 균질화 장치.
18. 제16항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기체 노즐(3)이 일렬로 기울어지게 배열되는 용융 금속 피막의 균질화 장치.
19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기체 노즐(3) 및 금속 공급 부분(1) 사이에 두께 측정 센서가 스트립 폭에 대해 배열되어 있는 용융 금속 피막의 균질화 장치.
20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 두께 측정 센서 및 기체 노즐(3) 사이에 조절 장치가 배열되어 있는 용융 금속 피막의 균질화 장치.
21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

    단일 기체 노즐(3)이 스트립 폭에 대해 배열되어 있으며, 상기 금속 스트립에 대한 얇고 긴 틈새에 의해 금속 피막 상에 다음과 같이, 즉 일종의 파동이 상기 스트립 폭에 대해 형성되도록 작용하는 용융 금속 피막의 균질화 장치.
22. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    다수의 기체 방선을 갖는 상기 기체 노즐(3)이 스트립 폭에 대해 배열되어 있는 용융 금속 피막의 균질화 장치.