KR20010051510A - 연속주조 주형의 열방출을 감소시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 연속주조 주형 욕 액위 영역에서 상기 주형의 열방출을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 빌렛 셸의 균열 위험을 감소시키기 위해, 형성되는 주형 셸과 주형 내부표면 사이의 열방출이 상기 두 구간 사이에 더욱 높은 전열 저항을 통해 억제되며, 형성되는 빌렛 셸과 주형 내부표면 사이의 더욱 높은 전열 저항이 주형 내부표면의 그에 상응하는 매크로 구조의 결과가 된다.

Description

연속주조 주형의 열방출을 감소시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE REDUCTION OF THE HEAT DISSIPATION OF A CONTINUOUS CASTING MOLD}

본 발명은, 특히 연속주조 주형의 욕 액위(bath liquid level) 영역에서, 상기 주형의 열방출을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

공개 자료 "강철이 포정(包晶) 응고될 때 빌렛(billet) 표면의 초기 응고 및 상태간의 연관성에 관하여"(쮜리히 대학 1996년, M. M.Wolff의 대학교수 자격논문의 61 - 64페이지)에서, 연속주조 방법에서의 주형의 의미와 개발경향에 대해 자세히 다루어져 있다. 이 경우 특히 열 흐름이 주형의 욕 액위 영역 내 주형 벽을 통해 빌렛 셸(billet shell)의 균열 자유도에 대해 결정적인 역할을 한다.

주형 벽을 통하여 열 흐름을 감소시키고, 그에 따라 온도를 상승시키는 기술은 이미 다양하게 나와 있다. 소위 "핫-탑-캐스팅 주형(hot-top-casting mold)"을 구성하기 위한 여러 가지 방법들이 공지되어 왔다. 상기 기술을 이용, 이미 다양한 방법으로 특히 초기 응고의 영역 및 그 속에서 열흐름을 감소시키고, 감소된 열방출을 통해 진동에 민감한 강철 품질의 균열 성향(예를 들어 포정 C-강철, 고합금 스테인레스 오스테나이트 강)을 감소시키는 시험이 이루어지고 있다. 하기는 선행하여 제안되고 부분사용된 구성인 바,

- 완전히 혹은 부분적으로 낮은 열전도성의 물질(Ni, 크롬 카아바이드, Zr₂O)로 코팅된 주형과,

- 주조 주형 표면의 하부에 스테인레스 강으로 이루어진 쐐기 형태의 삽입물을 포함하는 주형, 혹은

- 표면이 홈에 의해 조절되어 거침 처리된 주형(주형 방향에 대해 평행하게, 주형 방향에 45°로, 그리고 동시에 주형 방향에 대해 평행하면서도 수직으로 세로방향 홈을 만듦)이 사용되어진다.

또한, 상기와 관련하여 다양한 조합방법 역시 공지되어 있다.

주형 방향에 대해 평행한 세로 홈을

- 니켈-코팅부 내에 혹은

- 니켈-코팅부 하부에서 동(銅) 내에 만들 수도 있다.

일반적으로, 냉각수 속도 및 온도 그리고 냉각수 채널의 기하학적 형태 등은 열흐름에 영향을 줄 수 있다. 모든 그러한 조치들은 처음부터 구조적으로 결정되어져야 하며, 그 구조는 계속적으로 유지되어야 한다.

본 발명의 목적은, 바람직하게는 욕 액위 영역내에서 작용하며, 큰 비용 없이 적용될 수 있고 신규한, 연속주조 주형의 열방출을 감소시키기 위한 장치와 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 주형 상부 내 표면 구조를 포함하는 주형의 측면도,

도 2는 주형의 상부 및 하부 내 표면 구조를 포함하는 측면도,

도 3은 주형의 측면의 단지 한 부분 내 표면 구조를 포함하는 측면도.

상기의 목적은 빌렛 셸과 주형-내부면 사이에 형성되는 열흐름이 주형 표면을 거치며, 그로 인해 발생하는 전열 저항의 상승으로, 효과적으로 열방출이 감소되며, 동시에 균질화되는 것을 통해 해결된다. 욕 액위 영역 내에로의 상기 방식의 열방출 감소로 인하여, 형성되는 빌렛 셸은 더 오래 얇게 유지되며, 또한 욕 액위의 증가하는 간격과 더불어 상승하는 강정적(ferro static) 압력에 의해, 연속주조 주형의 동판에 더욱 균일하게 압력이 가해진다. 델타단계에서 감마단계로의 전환은 더욱 늦게 이루어진다. 이에, 그 단계와 연결되는 빌렛 셸의 수축은 더욱 적게 작용한다.

그 외에도 균일한 열전달을 통해 빌렛 셸 내에는 온도 차이에 의해 더욱 낮은 압력이 발생하게 된다. 상기의 과정을 통해 빌렛 셸 내에 균열의 발생은 회피된다.

특히 연속주조 주형의 욕 액위 영역 내에서 상기 주형의 열방출을 감소시키기 위한 장치에 있어서, 형성되는 빌렛 셸과 주형 내부 면 사이의 감소된 열흐름 밀도는 상기 주형 내부면의 그에 상응하는 매크로 구조의 결과이다. 상기 의도된 거칠음은 소정의 깊이와 구조에 따라 달라진다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 주형 내부면의 매크로 구조는 숏 블라스트 조직화(SBT), 방전조직화(EDT), 전자 비임 조직화(EBT), 레이저 조직화(LT) 등과 같은 공지된 방법을 통해 혹은 다공 조직(GLT)을 통해 또는 기타 방법들을 통해 실시된다. 상기 거칠음 처리는 이미 공지되어 있으며, 무엇보다 바디 패널의 재압연용 가공롤을 거칠게 하는 것에 그 효과가 발휘된다. 거친 주형의 내부면은 주형을 주형 분말로 윤활할 시에, 주형 분말의 부유물이 더욱 집약적으로 주형 내벽에 달라붙는 추가적인 장점을 갖는다. 그로 인해, 더욱 광대한 표면에 걸쳐 모든 부유물 층이 에칭되는 위험이 감소한다. 그러한 점은 강력한 온도 응력을 포함하는 국부적 빌렛 셸 온도의 급격한 변화뿐만 아니라 빌렛 셸과 주형 사이의 증대된 마찰을 야기할 수 있다고 한다.

표면조직이 단지 주형 폭의 한 부분에 걸쳐서 배분됨으로써 상이한 표면 온도는 주형의 폭 방향으로 조정될 수 있다.

주형 내부면의 가공 깊이가 주형 방향으로 가면서 감소함으로써, 주형의 거친 부분에서 매끄러운 부분으로의 점차적인 전환이 달성되며 그로 인해 억제된 열흐름에서 억제되지 않은 열흐름으로의 전환이 달성된다.

본 발명에 따른 해결책의 또 다른 바람직한 점은 주형 내부면 상의 매크로 구조가 차후에 혹은 마모될 시에 수리의 해결방법으로서 적용할 수 있다는 것이다. 주형 내부면이 거시적 가공 전 혹은 후에 마모 방지막을 갖게 된다면, 매크로구조의 마모는 감소되며, 연속주조 주형의 유효수명은 연장된다.

본 발명에 따른 또 다른 특징들은 본 발명의 실시예를 통해 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명되어진다.

(실시예)

도 1 내지 도 3에 따라서 표면 구조(T)의 배치를 변경함으로써, 상기 주조 주형의 가공 깊이의 변형예와 더불어 본 발명에 따른 해결책의 효과가 최적화될 수 있다. 표면 구조는 도 1에 따라서 주형의 전체 폭에 걸쳐 매니스커스(meniscus)의 직접적인 영역 상에 제한되어 유지될 수 있거나, 또는 도 2에 따라서 주형(K)의 상부의 단부에서 시작하여 하부의 단부에까지 계속 진행할 수 있으며, 동시에 가공 깊이는 주형 방향(G)으로 변화가 가능해 진다. 상이한 표면 온도의 발생을 주형 방향으로 조정할 수 있도록 하기 위해, 표면구조는 도 3에 따라서 주형의 폭방향으로 상이하게 형성된다.

본 발명에 따르는, 연속주조 주형(K)의 내부 표면의 형성예에 따라, 욕 액위의 영역에서 열흐름을 억제시킴으로써 주조 빌렛의 품질은 증대되며, 균열 자체의 형성이 회피된다.

빌렛 셸과 주형-내부면 사이에 형성되는 열흐름이 주형 표면을 거치며, 그로 인해 발생하는 전열 저항의 상승으로 효과적으로 열방출이 감소되고 동시에 열전달이 균질화될 수 있다.

균일한 열전달을 통해 빌렛 셜 내에는 온도 차이에 의해 더욱 낮은 압력이 발생하여 빌렛 셸 내에 균열의 발생이 회피될 수 있다.

Claims (6)

1. 특히 연속주조 주형의 욕 액위 영역에서, 상기 주형의 열방출을 감소시키기 위한 방법에 있어서,

   주형 셸과 주형 내부표면 사이에 형성되는 열흐름이 상기 두 부분 사이의 더욱 높은 전열 저항을 통해 억제되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 특히 주형의 욕 액위 영역에서 연속주조 주형의 열방출을 감소시키는, 제 1 항에 따른 방법을 실시하기 위한 장치에 있어서,

   형성되는 빌렛 셸과 주형 내부표면 사이의 더욱 높은 전열 저항이 주형 내부표면의 그에 상응하는 매크로 구조의 결과가 되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 주형 내부표면의 매크로구조가 숏 블라스트 조직화(SBT), 방전 조직화(EDT), 전자 비임 조직화(EBT), 레이저 조직화(LT) 등과 같은 공지된 방법을 통해 혹은 다공 조직(GLT)를 통해 혹은 기타 방법을 통해 실현되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 표면 구조가 단지 주형 폭의 한 부분에 걸쳐서만 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 주형 내부표면의 가공 깊이가 주조 방향으로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 주형 내부표면이 자체 거시적 가공 전 혹은 후에 마모방지막을 가지게 되는 것을 특징으로 하는 장치.