KR20010057450A - Method For Manufacturing Strip Using Strip Caster - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쌍롤식 박판주조기를 이용하여 용탕으로 부터 직접 박판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주조종료직전의 주조속도 및 주조종료후의 롤갭을 적절히 제어하여 잔탕을 응고시키는 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin plate directly from the molten metal using a twin roll type caster, and more particularly, a twin roll type sheet caster for solidifying the molten metal by appropriately controlling the casting speed just before the end of casting and the roll gap after the end of casting. It relates to a thin plate manufacturing method using.
종래의 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판제조방법에서는 박판을 용탕으로부터 직접 제조하기 위해 도 1에서와 같이 2개의 회전하는 롤(1)(2) 사이에 턴디쉬(3)에서 센(SEN : Submerged Entry Nozzle)(4)을 통해 공급된 용탕(7)을 주입하고 주입된 용강이 롤(1)(2)과 접촉하여 응고각을 형성하고 롤이 회전함에 따라 롤 최근접점에서 만나 박판(10)을 형성한다.In the conventional thin plate manufacturing method using a twin roll type sheet casting machine, a thin plate (SEN) submerged entry between two rotating rolls (1) and (2) as shown in FIG. The molten metal 7 supplied through the nozzle 4 is injected, and the injected molten steel contacts the rolls 1 and 2 to form a solidification angle. As the roll rotates, the molten steel 7 meets at the roll closest point. Form.
주조가 종료되면, 스토퍼(5)로 용강의 공급을 차단한 다음, 롤갭(9)이 커지도록 롤을 이동시켜 잔탕을 제거한다.When the casting is finished, the supply of molten steel is interrupted by the stopper 5, and then the roll is moved to increase the roll gap 9 to remove the residual water.
통상, 두 개의 롤중 하나가 이동가능하게 되어 있으며, 도 1에서는 부호 1로 표시된 롤이 고정 롤이고, 부호 2로 표시된 롤이 이동가능한 롤을 나타낸다.Typically, one of the two rolls is movable, and in Fig. 1, the roll indicated by reference numeral 1 is a fixed roll, and the roll indicated by reference numeral 2 represents a movable roll.
도 1에서 미설명 부호 6은 턴디쉬 홀, 8은 탕면 높이 검출 센서를, 11은 디스챠지라인을, 12는 메인 코일러(main coiler)를, 그리고 13은 루프 피트(loop pit)를 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a tundish hole, 8 denotes a floor height detection sensor, 11 denotes a discharge line, 12 denotes a main coiler, and 13 denotes a loop pit.
박판 주조 공정에서는 주조 시작의 공정도 중요하지만 주조를 어떻게 종료 하는가도 중요하다.In the thin casting process, the process of starting casting is also important, but how casting is finished is also important.
일반적으로는 주조가 끝나면서 스토퍼(5)가 닫히게 되고 탕면이 어느 정도 줄어 들게되면 이동 가능한 롤(2)을 뒤로 빼면서 남아있는 용강의 잔탕을 롤 하단부의 루프 피트(13)로 쏟아 버리게 된다. 그 이유는 주조 종료 당시 용강에 남아 있을수 있는 스컬(skull)로 인하여 2~3mm 두께의 박판을 제조하는 위치 제어를 계속할 경우 스컬로 인해 롤이 손상될 우려가 있기 때문이다.In general, when the stopper 5 is closed at the end of the casting and the water surface is reduced to some extent, the remaining molten steel is poured into the loop pit 13 at the lower end of the roll while the movable roll 2 is pulled back. The reason is that there is a risk that the roll may be damaged by the skull if the position control to manufacture the thin plate of 2-3 mm thickness is continued due to the scull that may remain in the molten steel at the end of the casting.
이와 같은 경우에 용강의 잔탕이 루프 피트의 여러 곳으로 튀면서 하부가 오염되며경우에 따라서는 설비에 손상이 생길 수도 있다.In such a case, the molten steel splashes into several parts of the roof pit and contaminates the bottom, which can cause damage to the installation.
본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구를 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 쌍롤식 박판주조기를 이용하여 박판을 제조하는 방법에 있어서 주조종료직전의 주조속도 및 주조종료후의 롤갭을 적절히 제어하여 잔탕을 응고시킴으로써, 주조를 안정적으로 종료할 수 있을 뿐만 아니라 잔탕배출시 잔탕이 튀는 것을 방지하고 설비의 손상을 방지할 수 있는 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present inventors have made a study to solve the above-mentioned problems of the prior art, and based on the results, the present invention proposes the present invention, just before the end of casting in the method of manufacturing a thin plate using a twin roll sheet casting machine By controlling the casting speed and the roll gap after the completion of casting to solidify the residue, the casting can be finished stably, and the twin roll type sheet casting machine can be used to prevent the residue from splashing and prevent damage to the equipment when discharging the residue. To provide a method for producing a thin plate, the purpose is.
도 1은 통상적인 쌍롤식 박판주조기의 일례를 나타내는 개략도1 is a schematic view showing an example of a conventional twin roll sheet casting machine
도 2는 쌍롤식 박판주조기를 이용하여 본 발명에 따라 박판을 제조할 시 주조속 도 제어 및 롤갭제어모드를 나타내는 모식도Figure 2 is a schematic diagram showing the casting speed control and roll gap control mode when producing a thin plate according to the present invention using a twin roll sheet caster
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 고정 롤(fixed roll) 2 : 이동 가능한 롤 (moving roll)1: fixed roll 2: moving roll
3 : 턴디쉬(Tundish) 5 : 스토퍼(stopper)3: Tundish 5: Stopper
7 : 용탕 10 : 박판7: molten metal 10: thin plate
본 발명은 서로 마주보고 설치되어 있는 회전가능한 두 개의 롤을 포함하여 구성되는 쌍롤식 박판주조기의 상기 롤사이에 턴디쉬내의 용탕을 공급하면서 롤을 회전시켜 주조를 개시한 다음, 롤갭제어모드를 목표제어로드 FAIM을 사용하는 로드제어모드로 하고 램프 속도(ramp rate)(k mpm/sec)로 미리 정해진 목표 주조속도를 향해 주조속도(롤 회전속도)를 증가시킨 후, 주조속도가 목표주조속도에 도달되면 롤갭제어모드를 로드제어모드에서 위치제어모드로 전환한 상태에서 박판으로 주조하고, 상기 롤사이로의 용탕의 공급을 차단하여 주조를 종료하도록 구성되는 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판의 제조방법에 있어서,The present invention starts the casting by rotating the roll while supplying the molten metal in the tundish between the rolls of the twin-roll sheet caster comprising two rotatable rolls facing each other installed, and then aims the roll gap control mode After setting the rod control mode using the control rod FAIM and increasing the casting speed (roll rotational speed) toward the predetermined target casting speed by the ramp rate (k mpm / sec), the casting speed is set to the target casting speed. When reaching the roll gap control mode from the load control mode to the position control mode in the state of casting a thin plate, and the supply of the molten metal between the rolls to terminate the casting method In
주조개시후에 램핑 레이트(ramping rate)(k mpm/sec)로 미리 정해진 목표 주조속도(A mpm)를 향해 주조속도를 증가시킬 때 탕면이 목표탕면높이에 도달할 때의 주조속도(a mpm)를 구하는 단계;The casting speed (a mpm) when the water surface reaches the target surface height when the casting speed is increased toward the predetermined target casting speed (A mpm) at a ramping rate (k mpm / sec) after the start of casting. Obtaining;
상기 턴디쉬의 잔류 용강량으로부터 주조종료시점을 예측하는 단계;Predicting a casting end time from the remaining molten steel of the tundish;
상기와 예측된 주조종료시점에서 하기 식(1)에 의해 구해지는 시간(To)만큼의 전에 주조속도를 램핑 레이트(k mpm/sec)로 최저주조속도(e mpm)를 향해 감소시키고, 동시에 롤갭제어모드를 롤의 회전속도가 a mpm에 도달하는 시점(Ts)까지 목표제어로드 Fo로서 주조 시작 당시 사용했던 목표 로드 값인 FAIM을 사용하는 로드제어모드로 전환시키는 단계;The casting speed is reduced toward the lowest casting speed (e mpm) at the ramping rate (k mpm / sec) at the ramping rate (k mpm / sec) before the time (To) determined by the following equation (1) at the end of the casting and the predicted above, and at the same time, the roll gap Switching the control mode to the rod control mode using FAIM, which is the target rod value used at the start of casting as the target control rod Fo until the time Ts at which the rotational speed of the roll reaches a mpm;
(여기서, mpm: meter per minute)Where mpm is meter per minute
주조속도가 목표탕면높이에 도달할 때의 주조속도(a mpm)에 도달하는 시점에서 롤사이로의 용탕의 공급을 차단하여 주조를 종료하고, 용탕의 공급을 차단함과 동시에 주조속도가 최저주조속도(e mpm)에 도달하는 시점(Te)에서의 로드 Fe가 될때까지 목표제어로드 Fo를 fo Ton/sec의 로드 램핑 레이트로 감소시키는 로드제어모드의 롤갭제어모드를 수행하는 단계;When the casting speed reaches the target melt height (a mpm), the casting is terminated by cutting off the supply of molten metal between the rolls, and the supply of molten metal is cut off while the casting speed is at the lowest casting speed. performing a roll gap control mode of the load control mode for reducing the target control rod Fo to a load ramping rate of fo Ton / sec until the load Fe at the time Te reaches e mpm;
주조속도가 최저주조속도(e mpm)에 도달하는 시점(Te)부터 탕면이 제로가 되는 시점(Tf)까지 로드 Fe로 로드제어를 하는 단계: 및Performing load control with the load Fe from the time at which the casting speed reaches the minimum casting speed (e mpm) (Te) to the time at which the water surface becomes zero (Tf): And
탕면이 제로가 되면 롤갭제어모드를 위치제어모드로 전환하고, 롤을 뒤로 후퇴시킨 후 롤을 정지시키는 단계를 포함하여 구성되는 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin plate using a twin-roll thin cast machine, which comprises the step of switching the roll gap control mode to the position control mode when the water surface becomes zero, stopping the roll after retreating the roll backward.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 성명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 서로 마주보고 설치되어 있는 회전가능한 두 개의 롤을 포함하여 구성되는 쌍롤식 박판주조기의 상기 롤사이에 턴디쉬내의 용탕을 공급하면서 롤을 회전시켜 주조를 개시한 다음, 롤갭제어모드를 로드제어모드로 하고 램프 속도(ramp rate)(k mpm/sec)로 미리 정해진 목표 주조속도(A mpm)를 향해 주조속도를 증가시킨 후, 주조속도가 목표주조속도에 도달되면 롤갭제어모드를 로드제어모드에서 위치제어모드로 전환한 상태에서 박판으로 주조하고, 상기 롤사이로의 용탕의 공급을 차단하여 주조를 종료하도록 구성되는 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판의 제조방법에 적용된다.The present invention starts the casting by rotating the roll while supplying the molten metal in the tundish between the rolls of the twin-roll sheet caster comprising two rotatable rolls facing each other installed, and then load the roll gap control mode Set the control mode and increase the casting speed toward the predetermined target casting speed (A mpm) at the ramp rate (k mpm / sec), and then load control the roll gap control mode when the casting speed reaches the target casting speed. The present invention is applied to a method of manufacturing a thin plate using a twin roll sheet caster, which is configured to cast a thin plate in a state in which it is switched from a mode to a position control mode, and to terminate the casting by interrupting the supply of molten metal between the rolls.
본 발명을 도 2를 통해 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 박판을 제조하기 위해서는 주조개시후에 램핑 레이트(ramping rate)(k mpm/sec)로 미리 정해진 목표 주조속도(A mpm)를 향해 주조속도를 증가시킬 때 탕면이 목표탕면높이에 도달할 때의 주조속도(a mpm)를 구해야 한다.As shown in Fig. 2, in order to manufacture a thin plate according to the present invention, when the casting speed is increased toward a predetermined target casting speed (A mpm) at a ramping rate (k mpm / sec) after the start of casting, The casting speed (a mpm) when this target surface height is reached must be found.
또한, 상기 턴디쉬의 잔류 용강량으로부터 주조종료시점을 예측한다.In addition, the end of casting is predicted from the amount of molten steel remaining in the tundish.
상기 주조종료시점의 예측은 통상적인 방법에 의해 행하면 된다.The prediction of the end point of casting may be performed by a conventional method.
상기와 예측된 주조종료시점에서 상기 식(1)에 의해 구해지는 시간(To)만큼의 전에 주조속도를 램핑 레이트(k mpm/sec)로 최저주조속도(e mpm)를 향해 감소시키고 롤갭제어모드를 로드제어모드로 전환시킨다.The casting speed is reduced toward the lowest casting speed (e mpm) at the ramping rate (k mpm / sec) before the time (To) obtained by the above equation (1) at the predicted end of casting and the roll gap control mode. Switch to load control mode.
상기 최저주조속도(e mpm)는 5mpm이하로 선정하는 것이 바람직하다.The minimum casting speed (e mpm) is preferably selected to less than 5mpm.
상기와 같은 과정이 진행되면서 주조 속도(롤의 회전 속도)를 모니터링 하다가 주조속도가 주조초기 목표탕면높이에 도달할 때의 주조속도(a mpm)에 도달하는 시점에서 롤사이로의 용탕의 공급을 차단하여 주조를 종료한다.As the above process proceeds, while monitoring the casting speed (rolling speed), the supply of molten metal between the rolls is cut off when the casting speed reaches the casting speed (a mpm) when the casting speed reaches the initial target surface height. To finish casting.
본 발명에서는 주조종료공정에서 탕면의 높이가 제로에 도달할때까지 롤갭제어모드가 로드제어모드인데, 이렇게 한 이유는 다음과 같다.In the present invention, the roll gap control mode is the rod control mode until the height of the hot water surface reaches zero in the casting end process.
롤 갭 제어 모드가 위치 제어일 경우에는 제어의 대상이 롤 갭이므로 롤 갭만 일정하게 유지하면 된다. 따라서 주조되는 박판이 과 응고되거나 롤 사이에 이물질이 삽입되어 일어나는 로드의 상승은 제어의 대상이 아니다. 이는 경우에 따라서 롤 표면의 손상을 초래하게 된다.When the roll gap control mode is the position control, only the roll gap needs to be kept constant because the object of control is the roll gap. Therefore, the rise of the rod caused by over-solidification of the cast sheet or insertion of foreign matter between the rolls is not controlled. This may in some cases lead to damage to the roll surface.
반면에, 로드 제어에서는 롤 과 롤 사이에서 응고되는 박판의 압하력을 제어하는 것이므로 응고되는 박판의 두께는 제어의 대상이 아니고, 두께가 두껍든지 얇든지 상관이 없다. 일반적으로 롤 갭이 좁아지면 박판의 압하력이 높아지고 반대의 경우에는 박판의 압하력이 낮아진다.On the other hand, the rod control is to control the rolling force of the thin plate solidified between the roll and the roll, so the thickness of the solidified thin plate is not the object of control, and it does not matter whether the thickness is thick or thin. In general, the narrower the roll gap, the higher the rolling force of the thin plate, and vice versa, the lower the rolling force of the thin plate.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 주조종료공정에서 탕면의 높이가 제로에 도달할때까지 롤갭 제어 모드를 위치 제어(position control)에서 로드 제어(load control)로 전환하여 목표 로드 Fo로 로드 제어를 시작한다.As described above, in the present invention, the roll gap control mode is switched from the position control to the load control until the height of the hot water surface reaches zero in the casting end process to start the load control with the target rod Fo. .
즉 피이드 백 로드를 F 라고 하면 로드 오차는 "load error = Fo - F"로서 이를 zero로 제어하게 되면 실제 피이드 백 로드 F = Fo 가 된다.In other words, if the feed back load is called F, the load error is "load error = Fo-F", and if it is controlled to zero, the actual feed back load F = Fo is obtained.
상기 피이드 백 로드 F 는 롤 뒷면에 장착된 로드 셀을 이용하여 측정한다.The feed back load F is measured using a load cell mounted on the back of the roll.
당시 목표 로드 Fo는 상수 값이 아니고 일정한 비율(ramp rate)로 변화하는 값이다.The target load Fo at that time is not a constant value but a value that changes at a constant rate.
즉, 롤 갭 제어 모드가 위치 제어에서 로드 제어로 전환되면, 일단 Fo는 스토퍼가 닫히는 시점(Ts), 즉, 주조속도가 a mpm에 도달하는 시점까지 주조 시작 당시 사용했던 목표 로드 값인 FAIM을 사용한다. 그 이후에는 Fo = 0를 향해서 "fo Ton/sec"의 램핑 레이트로 Fo를 감소시켜 나가다 주조 속도가 "e mpm"에 도달하면 역시 목표 로드로서 그 당시의 값인 Fe로, 즉 Fo = Fe = FAIM(1-Xe/X) Ton으로 홀딩시키는데, fo, X, 및 Xe는 하기 식(2),(3), 및 (4)로 표시된다.In other words, once the roll gap control mode is switched from position control to load control, Fo uses FAIM, the target load value used at the start of casting until the stopper (Ts), that is, the casting speed reaches a mpm. Subsequently, reduce the Fo to a ramp rate of "fo Ton / sec" towards Fo = 0. When the casting speed reaches "e mpm", it is also the target rod at that time as Fe, that is, Fo = Fe = FAIMHolding to (1-Xe / X) Ton, fo, X, and Xe are represented by the following formulas (2), (3), and (4).
(수학식 2)(Equation 2)
fo = - FAIM/X Ton/secfo =-F AIM / X Ton / sec
(수학식 3)(Equation 3)
X = Tf - Ts = a/k secX = Tf-Ts = a / k sec
이와 같이 목표 로드를 낮추어가는 이유는 용강이 줄어들면서 롤에 가해지는 로드도 감소해갈 것이며, 또한 가능한 낮은 값의 로드로 제어하는 것이 롤 표면에 부하를 줄일수 있기 때문이다.The reason for this lowering of the target rod is that as the molten steel is reduced, the load on the roll will be reduced, and the control of the load as low as possible can reduce the load on the roll surface.
이상과 같은 성질을 이용하여 본 발명에서는 주조 종료시에 로드 제어를 함으로써 스컬 등으로 인해서 롤에 손상이 갈 수 있는 위험을 배제 할 수 있다. 또한 주조 종료시 용강의 잔탕이 주조 롤 하부의 루프 피트로 쏟아지는 것을 방지하여 루프 피트의 오염 및 손상을 막을수 있다.By using the above properties, in the present invention, by controlling the rod at the end of casting, the risk of damaging the roll due to the skull or the like can be eliminated. In addition, the molten steel can be prevented from pouring into the loop pit under the casting roll at the end of casting to prevent contamination and damage of the loop pit.
다음에, 탕면이 제로가 되면 롤갭 제어모드를 위치제어모드로 전환하고, 롤을 뒤로 후퇴시킨 후 롤을 정지시킨다.Next, when the surface is zero, the roll gap control mode is switched to the position control mode, the roll is retracted backward, and the roll is stopped.
이와 같은 이유는 혹시라도 롤이 정지한 후에도 롤 사이에 용강이 남아있는 위험한 경우를 방지하기 위함이다.The reason for this is to prevent dangerous cases in which molten steel remains between the rolls even after the roll stops.
상술한 바와 같이, 본 발명은 주조 종료시 용강의 잔탕이 주조 롤 하부의 루프 피트로 쏟아지는 것을 방지 할수 있으며, 루프 피트의 오염 및 손상을 막을수 있고, 스컬로 인한 롤의 손상을 방지 할수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention can prevent the remnants of molten steel from pouring into the loop pit of the lower part of the casting roll at the end of casting, can prevent the contamination and damage of the loop pit, and can prevent the damage of the roll due to the skull will be.
Claims (2)
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