KR20010057462A - Apparatus for supplying the shieding gas to cooling roll in twin roll strip casting machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쌍롤형 박판주조기에서 냉각롤측으로 쉴딩가스를 공급하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 롤 폭방향으로 용강의 재산화를 방지하기 위해서 공급되는 불활성가스의 온도분포를 다르게 함으로서 주조시 박판에지에 주로 발생하는 이상응고현상(응고지연)을 적절한 양으로 보상하여 박판의 품질향상 및 롤의 내구성을 확보할 수 있도록 개선된 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for supplying a shielding gas to the cooling roll side in a twin roll type sheet casting machine, and more specifically, to the sheet width during casting by varying the temperature distribution of the inert gas supplied to prevent reoxidation of molten steel in the roll width direction The present invention relates to a cooling roll shielding gas supply device for a twin roll type sheet casting machine, which is improved to compensate an abnormal solidification phenomenon (coagulation delay) mainly occurring in an appropriate amount to secure a thin plate quality and roll durability.
일반적으로 쌍롤형 박판주조기(100)는 도 1에 도시한 바와같이, 래들로부터 용강을 받는 턴디쉬에서 용강주입용 주입노즐(1)을 통하여 미도시된 구동장치에 의해서 서로 반대방향으로 회전하는 쌍롤(이하 롤이라 한다.)(3)사이로 용강을 주입하여 마주하는 롤(3)과 에지댐(32)사이에 용탕풀(2)을 형성하고, 회전하는 롤(3)과 용강의 접촉을 통하여 용강을 급속응고하여 응고쉘(4)을 형성하면서 박판(5)을 주조하는 설비이다.In general, the twin roll-type sheet caster 100 is rotated in the opposite direction by a non-illustrated drive device through a molten steel injection nozzle 1 in a tundish receiving molten steel from the ladle, as shown in FIG. (Hereinafter referred to as a roll) A molten steel is injected between the rolls 3 to form a molten pool 2 between the rolls 3 and the edge dams 32 that face each other. It is a facility for casting the thin plate (5) while rapidly solidifying molten steel to form a solidified shell (4).
이러한 쌍롤형 박판주조기(100)에서 주조되는 박판의 품질 및 형상은 롤(3)의 열팽창량의 적절한 보상방법과 롤(3) 폭방향의 응고능에 크게 의존한다.The quality and shape of the thin plate cast in the twin roll thin caster 100 largely depends on the appropriate compensation method of the thermal expansion amount of the roll 3 and the solidification ability in the width direction of the roll 3.
도 2는 쌍롤형 박판주조기(100)에서 용강이 롤(3)과 접촉하여 응고쉘(4)을형성하는 초기부분을 도시한 개략도이고, 도 3(a)(b)은 쌍롤형 박판주조기(100)에서 크라운을 갖는 롤(3)과 에지 미응고를 갖는 박판(5)을 각각 도시한 개략도로서, 응고쉘(4)이 형성되기 시작하면 도시한 바와같이 Ｓ자 방향으로 롤양단부의 응고쉘(4)이 롤 중앙부(7)쪽으로 수축하게 됨에 따라 롤에지부(8)에서 주편과 롤(3)간의 가스갭(6)이 롤 중앙부(7)쪽보다 커지게 된다.Figure 2 is a schematic diagram showing an initial portion of the molten steel in contact with the roll (3) to form a solidified shell (4) in the twin roll sheet caster 100, Figure 3 (a) (b) is a twin roll sheet caster ( As a schematic diagram showing the roll 3 having the crown and the thin plate 5 having the edge non-solidification at 100), the solidification shell at both ends of the roll in the S-shape as shown in FIG. As (4) shrinks toward the roll center portion 7, the gas gap 6 between the slab and the roll 3 in the roll edge portion 8 becomes larger than the roll center portion 7 side.
이러한 에지부(8)와 중앙부(7)의 가스갭(6)크기 차이는 수 ㎛에 불과하지만 응고능에 영향을 주는 박판(5)과 롤(3)사이의 열전달계수값에는 큰 차이를 초래하여 결과적으로 롤 에지부(8)에서는 응고가 지연되는 현상이 일어나게 된다.The difference in the size of the gas gap 6 between the edge portion 8 and the center portion 7 is only a few μm, but it causes a large difference in the heat transfer coefficient value between the thin plate 5 and the roll 3 which affects the solidification performance. As a result, a phenomenon that solidification is delayed in the roll edge portion 8 occurs.
이러한 초기접촉시 발생되는 박판 에지부(10)의 응고지연은 박판(5)과 롤(3)의 접촉시간의 증대에 따라 계속 영향을 미쳐 에지부(10)에서의 응고쉘(4)두께의 상대적인 감소를 가져와 박판이 롤닢을 빠져나올때에는 에지부(10)에서의 응고쉘(4)두께와 중앙부(9)에서의 응고쉘(4)두께가 큰 차이가 나게된다.The coagulation delay of the thin plate edge portion 10 generated during the initial contact is continuously affected by the increase in the contact time between the thin plate 5 and the roll 3, and thus the solidification shell 4 thickness at the edge portion 10 is increased. As a result of the relative decrease, the thickness of the solidified shell 4 at the edge portion 10 and the thickness of the solidified shell 4 at the central portion 9 is large when the thin plate exits the roll.
즉, 일반적으로 롤(3)의 형상은 주조중 롤(3)의 열팽창현상을 보상하기 위해 도 3(a)에 도시한 바와같이 롤중앙부(7)가 오목하고 에지부(8)가 볼록한 형상을 함에도 불구하고, 박판에지부(10) 중앙의 미응고 용강의 벌징에 의해 박판(5)은 도 3(b)에 도시한 바와같이 중앙부(9)는 평평하고 에지부(10)가 오히려 두꺼운 형상을 지니게 되는 것이다.That is, generally, the shape of the roll 3 is a shape in which the roll center portion 7 is concave and the edge portion 8 is convex, as shown in FIG. 3 (a), to compensate for the thermal expansion of the roll 3 during casting. In spite of the fact, due to the bulging of the non-solidified molten steel in the center of the thin edge portion 10, the thin plate 5 is flat as shown in FIG. 3 (b), and the edge portion 10 is rather thick. It will have a shape.
일단 이러한 박판(5) 에지벌징 현상이 발생하면 박판(5)의 품질저하 및 실수율의 저하를 가져올 뿐만 아니라 박판권취시 에지부(10)쪽의 직경이 계속 커지게 되어 재권취시 웨이브(wave)가 발생하는 등의 여러 가지 문제를 야기하게 된다.Once such thin plate 5 edge bulging occurs, not only does the quality of the thin plate 5 decrease and a decrease in the error rate, but also the diameter of the edge portion 10 becomes large when the sheet is wound. Will cause a number of problems.
따라서, 안정된 조업 및 박판 실수율을 향상하고자 하는 측면에서 폭방향 균일냉각은 필수적이며 여러가지 방법이 고안되었다.Therefore, the widthwise uniform cooling is essential in terms of stable operation and improvement of sheet metal realization rate, and various methods have been devised.
즉, 이러한 박판에지부(10)의 응고능 저하를 방지하기 위한 종래의 기술로서는 크게 롤(3)의 폭방향 응고능을 다르게 하는 방법과 롤(3)의 초기 크라운 형상의 변형을 통해 롤닢에서의 롤간격을 다르게 하여 상대적으로 롤에지부의 응고능을 향상시키는 두가지의 방법이 주로 고안되어 왔다.That is, as a conventional technique for preventing the decrease in the coagulation performance of the thin sheet edge portion 10, the roll coagulation method is greatly changed by the method of varying the coagulation ability of the roll 3 in the width direction and the deformation of the initial crown shape of the roll 3. Two methods have been devised to improve the coagulation performance of the roll edge by varying the roll spacing of.
먼저, 롤(3)의 폭방향 냉각능을 변경시키는 방법은 일본국 특개평 9-327753호에 개시된 바와같이, 롤표면의 조도분포를 롤에지부(8)는 작게 그리고 롤중앙부(7)는 크게 하여 결과적으로 롤에지부(8)에서의 냉각능이 롤 중앙부(7)보다 크게 하여 박판에지부(10)에서의 벌징현상을 방지하는 것이다.First, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-327753, a method of changing the widthwise cooling ability of the roll 3 is to reduce the roughness distribution of the roll surface to make the roll edge portion 8 small and the roll center portion 7 a. As a result, the cooling ability at the roll edge portion 8 is larger than that at the roll center portion 7 to prevent bulging phenomenon at the thin edge portion 10.
그러나, 롤 폭방향으로 표면처리를 다르게 하여 박판에지부(10)와 중앙부(9)의 냉각능 차이를 상쇄하는 종래기술의 문제점은, 응고능차이를 두기 위해 적용하는 롤표면 조도차이에 한계가 있다는 것이다. 즉, 박판에지부(10)의 상대적인 냉각능 향상을 위해서는 롤 에지부(8)에 조도를 작게 그리고, 롤 중앙부(7)는 크게 해야야 하는데 박판표면의 크랙 발생을 위해서는 일정 수준이상의 표면조도가 필요하므로 롤 중앙부(7)의 조도를 아주 크게 하는 수밖에 없다. 그러나 이러한 경우에는 박판(5)이 롤(3) 표면형상을 전사하기 때문에 박판 중앙부(9)의 광택도가 주편에지부(10)와는 달라져 냉연처리와 같은 후처리시 많는 문제점을 야기하게 된다.However, the problem of the prior art in which the surface treatment in the roll width direction is offset to offset the difference in cooling performance between the thin edge portion 10 and the center portion 9 is that there is a limit to the roll surface roughness difference applied to make the difference in coagulation performance. Is there. That is, in order to improve the relative cooling performance of the thin edge 10, the roughness should be reduced to the roll edge 8 and the center roll 7 should be large. Since it is necessary, the roughness of the roll center part 7 must be made very large. However, in this case, since the thin plate 5 transfers the surface shape of the roll 3, the glossiness of the thin plate center portion 9 is different from that of the slab edge portion 10, which causes many problems in post-treatment such as cold rolling.
또 하나의 방법은 특개평 9-103845호에 개시된 바와같이 롤의 폭방향 냉각능은 동일한 상태에서 열팽창량을 상쇄하기 위해 작용하는 초기 롤크라운 형상을 임의로 조정하여 롤닢에서의 박판에지부(10)의 고상률이 일정값 이상이 되게 하는 방법이다.In another method, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-103845, the widthwise cooling ability of the rolls is arbitrarily adjusted to the initial roll crown shape acting to offset the amount of thermal expansion. It is a method to make the solid phase ratio of the predetermined value or more.
그러나, 롤닢에서 박판에지부(10)의 주편중앙이 일정 고상률값 이상이 되도록 롤크라운량을 조정하는 종래기술은 박판의 에지벌징은 방지할수 있지라도 결과적으로 얻어진 박판의 형상이 중앙부(9)의 두께가 에지부(10)보다 상당히 큰 크라운형상을 하게 되어 후처리용 박판형상에 부적절하여 상단부분을 슬릿팅하여야 하는등 박판의 실수율를 저하시키는 문제점이 있었다. 또한, 롤의 열팽창에 의한 크라운은 주조속도에 따라 변하게 되므로 이러한 방법을 사용하는 경우에는 일부 주속에서 에지부에 심한 과응고나 에지벌징이 발생하는 현상이 나타나게 된다. 롤 일부분에 과응고현상이 발생하면 롤 반발력이 집중적으로 이곳에 작용하게 되어 심한 경우는 힘을 받는 부위의 롤표면이 함몰되는 국부적인 롤의 소성변형까지 발생하여 냉각롤의 내구성에 심각한 악영향을 미치게 된다.However, the prior art in which the roll crown amount is adjusted so that the center of the slab of the thin edge portion 10 in the roll fin is equal to or greater than a certain solid state value can prevent edge bulging of the thin sheet, but the resulting thin plate has a central shape (9). It has a problem that the thickness of the plate is considerably larger than that of the edge portion 10, which is inadequate in the post-treatment thin plate shape and thus lowers the error rate of the thin plate. In addition, since the crown due to thermal expansion of the roll is changed according to the casting speed, when using this method, the phenomenon of severe over-solidification or edge bulging occurs at some peripheral speeds. When over-solidification occurs on the part of the roll, the roll repulsion force is concentrated on it, and in severe cases, even plastic deformation of the local roll where the surface of the rolled part is depressed may seriously affect the durability of the cooling roll. do.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은, 롤의 폭방향으로 공급되는 가스온도를 다르게 하여 폭방향의 냉각능 차이를 부여함으로서 에지부와 중앙부의 냉각능차이를 주조중 롤 직하부에서 박판온도를 피드백하고, 이를 근거로 하여 온라인으로 가스공급을 제어하여 롤 전폭에 걸쳐서 균일한 응고능을 형성시킬수 있는 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스공급장치를 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a difference in cooling capacity in the width direction by varying the gas temperature supplied in the width direction of the roll, the difference in the cooling capacity of the edge portion and the center portion. To provide a cooling roll shielding gas supply device for a twin-roll type sheet casting machine that can feed the sheet temperature directly below the roll during casting and control the gas supply on the basis of this to form a uniform solidification capability across the roll width. do.
도 1은 일반적인 쌍롤형 박판주조기를 도시한 개략도,1 is a schematic view showing a typical double roll type sheet casting machine,
도 2는 일반적인 쌍롤형 박판주조기에서 롤과 박판의 초기 응고상태를 도시한 개략도,Figure 2 is a schematic diagram showing the initial solidification state of the roll and sheet in a typical twin roll sheet casting machine,
도 3(a)(b)은 일반적인 쌍롤형 박판주조기에 채용되는 롤과 에지미응고가 있는 박판을 도시한 개략도,Figure 3 (a) (b) is a schematic diagram showing the roll and the edge non-solidified thin plate employed in a typical double roll type sheet casting machine,
도 4는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치를 도시한 구성도,Figure 4 is a block diagram showing a cooling roll shielding gas supply apparatus of the twin-roll thin plate casting machine according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치를 도시한 측면도,Figure 5 is a side view showing a cooling roll shielding gas supply apparatus of a twin-roll thin plate casting machine according to the present invention,
도 6은 주조되는 박판의 폭방향으로 측정한 온도를 도시한 그래프.6 is a graph showing the temperature measured in the width direction of the thin plate to be cast.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
3 ..... 롤 5 ..... 박판3 ..... roll 5 ..... lamination
4 ..... 응고쉘 6 ..... 가스갭4 ..... solidification shell 6 ..... gas gap
11,11a ... 가스분사관 12 .... 노즐11,11a ... gas injection pipe 12 .... nozzle
13 .... 실린더부재 14 .... 피스톤부재13 .... Cylinder member 14 .... Piston member
15 .... 고온가스라인 16 .... 상온가스라인15 .... Hot Gas Line 16 .... Hot Gas Line
17 .... 상온가스탱크 18 .... 분기라인17 .... Normal temperature gas tank 18 .... Branch line
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은,The present invention as a technical configuration for achieving the above object,
서로 반대방향으로 회전하는 한쌍의 롤과, 용탕풀을 형성하도록 상기 롤양단에 설치되는 에지댐과, 상기 용탕풀의 상부에 쉴딩가스를 공급하면서 상기 롤사이로 용강을 통과시켜 박판을 주조하는 쌍롤형 박판주조기에 있어서,A pair of rolls for casting a thin plate by passing a molten steel between the rolls while supplying a shielding gas to the upper portion of the roll and the edge dams installed on both ends of the roll to form a molten pool, forming a molten pool; In sheet casting machine,
상기 롤과 폭방향으로 나란하게 각각 설치되고, 복수개의 노즐이 형성된 한쌍의 가스분사관;과, 상기 각 가스분사관의 좌우양측에 배치되어 상기 노즐을 통한 가스분사폭을 조절할 수 있도록 상기 가스분사관의 내부공내에 조립된 피스톤부재를 전후진왕복이동시키는 복수개의 실린더부재;와, 상기 가스분사관측으로 고온,상온가스를 각각 공급하는 고온,상온가스라인;과 상기 롤의 직하부에서 주조되는 박판의 전폭에 대한 표면온도를 검출하는 온도계; 및 상기 온도계로서 검출된 온도값을 근거로 하여 상기 롤의 중앙부 및 양 에지부측으로의 상온, 고온가스공급폭, 공급량및 공급온도를 조절하는 제어기;를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치를 마련함에 의한다.A pair of gas injection pipes disposed in parallel with the rolls in a width direction, and having a plurality of nozzles; and disposed at left and right sides of the gas injection pipes so as to adjust a gas injection width through the nozzles. A plurality of cylinder members for reciprocating the piston member assembled in the inner hole of the pipe back and forth; and a high temperature and room temperature gas line for respectively supplying high temperature and room temperature gas to the gas injection pipe side; A thermometer for detecting a surface temperature over the full width of the sheet; And a controller for controlling the room temperature, the hot gas supply width, the supply amount, and the supply temperature to the center portion and both edge portions of the roll based on the temperature value detected as the thermometer. By providing a cooling roll shielding gas supply device.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the present invention will be described in more detail.
도 4는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 쌍롤형 박판주조기의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치를 도시한 측면도로서, 본 발명의 냉각롤 쉴딩가스 공급장치(90)는 주조되는 박판(5)의 표면온도를 근거로 하여 용강의 재산화를 방지하기 위해 롤(3)표면으로 분사되는 쉴딩가스인 분위기가스의 온도를 바꾸어 분사하여 를(3) 전폭에 걸쳐서 균일한 응고능을 형성시킬 수 있는 것으로서, 이러한 장치(90)는가스분사관(11)(11a), 작동실린더(13)(13a), 고온, 상온가스라인(15)(16), 온도계(19) 및 제어기등으로 구성된다.Figure 4 is a block diagram showing a cooling roll shielding gas supply apparatus for a twin roll thin caster according to the present invention, Figure 5 is a side view showing a cooling roll shielding gas supply apparatus for a twin roll thin caster according to the present invention, Cooling roll shielding gas supply device 90 of the present invention by changing the temperature of the atmosphere gas which is the shielding gas injected to the surface of the roll (3) to prevent reoxidation of the molten steel based on the surface temperature of the thin plate (5) to be cast It is possible to form a uniform coagulation ability over the full width of the furnace (3), such a device 90 is a gas injection pipe (11) (11a), operating cylinder (13) (13a), high temperature, room temperature gas line (15) (16), thermometer 19, controller and the like.
즉, 마주하는 한쌍의 롤(3)과 폭방향으로 각각 나란하게 설치되는 상기 가스분사관(11)(11a)은 좌우양단이 밀폐되고, 외부면에 복수개의 노즐(12)이 길이방향으로 일정간격을 두고 형성된 한쌍의 중공원통파이프부재이며, 상기 가스분사관(11)(11a)은 용강의 재산화를 방지하기 위해서 용탕풀의 상부면과 탕면커버(31)사이에 형성되는 분위기가스공간내에 배치된다.That is, the gas injection pipes 11 and 11a which are installed in parallel with the pair of rolls 3 facing each other in the width direction are sealed at both ends, and a plurality of nozzles 12 are fixed on the outer surface in the longitudinal direction. A pair of hollow cylinder pipe members formed at intervals, wherein the gas injection pipe (11) (11a) is formed in the atmosphere gas space formed between the upper surface of the molten pool and the hot water surface cover 31 to prevent reoxidation of molten steel. Is placed.
이때, 상기 노즐(12)은 상기 롤(3)과 용강이 서로 접하는 각 가스갭(6)측으로 가스를 분사공급할 수 있도록 경계면과 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the nozzle 12 is preferably formed to correspond to the interface so that the injection of the gas to the gas gap 6 side that the roll 3 and the molten steel contact each other.
이러한 한쌍의 가스분사관(11)(11a)의 좌우양측에 각각 배치되는 실린더부재(13)(13a)는 상기 가스분사관(11)(11a)의 노즐(12)을 통하여 롤(3)측으로 분사되는 가스의 분사폭을 적절히 조절할 수 있도록 상기 가스분사관(11)(11a)의 각 내부공의 좌우양측내에 조립된 피스톤부재(14)와 로드선단이 연결구성되며, 상기 각 실린더부재(13)(13a)는 에지댐(32) 또는 박판주조기(100)의 본체프레임에 위치고정되며, 미도시된 작동유체탱크로부터 압축공기 또는 작동유를 공급받아 상기 각 피스톤부재(14)를 전후진이동시킬수 있도록 왕복동작된다.The cylinder members 13 and 13a respectively disposed on the left and right sides of the pair of gas injection pipes 11 and 11a are directed toward the roll 3 through the nozzles 12 of the gas injection pipes 11 and 11a. The piston member 14 and the rod front end assembled in the left and right sides of each inner hole of the gas injection pipes 11 and 11a are connected to each other so that the injection width of the gas to be injected can be properly adjusted. (13a) is fixed to the main frame of the edge dam 32 or sheet caster 100, can receive the compressed air or hydraulic oil from the hydraulic fluid tank not shown to move the respective piston members 14 forward and backward Reciprocating operation.
상기 실린더부재(13)(13a)의 로드선단의 전후진왕복운동에 의해서 각 상기 피스톤부재(14)가 가스분사관(11)(11a)내의 내부공 좌우양단에서 전후진왕복이동됨으로서 상기 노즐(12)을 통하여 롤(3)측으로 분사되는 가스폭을 적절히 조절할수 있는 것이다.Each piston member 14 is moved back and forth between the left and right ends of the inner hole in the gas injection pipes 11 and 11a by the forward and backward reciprocating motion of the rod ends of the cylinder members 13 and 13a. 12) it is possible to appropriately adjust the gas width injected to the roll (3) side.
한편, 상기 가스분사관(11)(11a)측으로 고온의 쉴딩가스인 불활성가스를 공급하는 고온가스라인(15)은 상기 롤(3)의 양측 에지부(8)측으로 고온가스를 공급할수 있도록 이와 서로 대응하는 가스분사관(11)(11a) 좌우양단부근의 외부면에 각각 연통연결되며, 이로부터 가스분사관(11)(11a)측으로 공급되는 고온가스량을 조절할 수 있도록 조절밸브(15a)가 각각 설치된다.On the other hand, the hot gas line 15 for supplying the inert gas of the high temperature shielding gas to the gas injection pipe (11) (11a) side so as to supply the hot gas to the side edge portion 8 side of the roll (3) It is connected to each of the outer surface of the gas injection pipe (11) (11a) near the left and right sides corresponding to each other, from which the control valve (15a) to adjust the amount of hot gas supplied to the gas injection pipe (11) (11a) side Each is installed.
이때, 상기 고온가스라인(15)은 별도의 가열장치의 필요없이 약 1000℃의 고온가스를 얻을수 있도록 1200℃의 고온으로 예열되는 턴디쉬의 하부를 통과하도록 구성된다.At this time, the hot gas line 15 is configured to pass through the lower portion of the tundish preheated to a high temperature of 1200 ℃ to obtain a hot gas of about 1000 ℃ without the need for a separate heating device.
그리고, 일정량의 상온가스를 저장하고 있는 상온가스탱크(17)로부터 상기 가스분사관(11)(11a)측으로 가스를 공급하는 상온가스라인(16)은 상기 롤(3)의 중앙부(7)측으로 상온가스를 공급할수 있도록 이와 서로 대응하는 상기 가스분사관(11)(11a)의 길이중앙부 외부면에 연통연결되며, 이로부터 상기 가스분사관(11)(11a)측으로 공급되는 상온의 가스공급량을 조절할수 있도록 조절밸브(16a)가 길이중간에 설치된다.In addition, the room temperature gas line 16 for supplying the gas from the room temperature gas tank 17 storing a certain amount of room temperature gas to the gas injection pipes 11 and 11a is directed to the center portion 7 side of the roll 3. It is connected to the outer surface of the central portion of the length of the gas injection pipe (11) (11a) corresponding to each other so as to supply room temperature gas, from which the gas supply amount at room temperature supplied to the gas injection pipe (11) (11a) side A control valve 16a is installed in the middle of the length so as to be adjustable.
또한, 상기 각 고온가스라인(15)은 상기 가스분사관(11)(11a)측으로 공급되는 고온가스의 온도를 적절히 조절할수 있도록 상온가스탱크(17)로 부터 분기되어 상온가스가 공급되고, 조절밸브(18a)를 갖는 분기라인(18)과 연통연결되는 것이 좋다.In addition, the hot gas line 15 is branched from the normal temperature gas tank 17 so that the temperature of the hot gas supplied to the gas injection pipe (11) (11a) side is supplied with room temperature gas, and adjusted It is preferable to be in communication with the branch line 18 having the valve 18a.
그리고, 박판(5)을 주조하는 롤(3)의 직하부에는 주조되는 박판(5)의 전폭에 대하여 표면온도를 비접촉식으로 검출할수 있도록 온도계(19)가 장착되며, 상기 온도계(19)로서 검출된 온도값은 제어기측으로 전송되고, 상기 제어기에서는 이를 근거로 하여 박판(5)의 중앙부(9)와 에지부(10)사이에의 온도차를 계산하고, 계산된 값을 근거로 하여 상기 롤(3)의 중앙부(7) 및 에지부(8)측으로 분사공급되는 상온, 고온가스공급폭을 조절할 수 있도록 상기 실린더부재(13)(13a)의 전후진 왕복동작을 제어하고, 상기 가스공급관(11)(11a)의 노즐(12)을 통한 가스공급량을 제어하는 한편, 이를 통한 가스공급온도를 제어한다.In addition, a thermometer 19 is mounted directly below the roll 3 for casting the thin plate 5 so that the surface temperature can be detected in a non-contact manner with respect to the full width of the thin plate 5 to be cast, and is detected as the thermometer 19. The temperature value is transmitted to the controller side, and the controller calculates a temperature difference between the center portion 9 and the edge portion 10 of the thin plate 5 based on this, and based on the calculated value, the roll 3 Control the forward and backward reciprocating operation of the cylinder member 13 (13a) to adjust the room temperature, hot gas supply width supplied to the central portion 7 and the edge portion 8 of the), the gas supply pipe (11) While controlling the gas supply amount through the nozzle 12 of 11a, the gas supply temperature is controlled.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention having the above configuration is as follows.
마주하는 롤(3)과 에지댐(32)사이에 형성되는 용탕풀(2)내로 공급된 용강을 서로 반대방향으로 회전하는 롤(3)사이로 통과시켜 박판(5)이 롤닢을 빠져나오기 시작하면, 상기 롤(3)의 직하부에 설치된 온도계(19)에 의해서 주조되는 박판(5)표면의 전폭에 걸쳐서 온도를 검출하여 박판표면온도를 모니터링하기 시작한다.When the molten steel supplied into the molten pool 2 formed between the opposite roll 3 and the edge dam 32 passes between the rolls 3 rotating in opposite directions, the thin plate 5 starts to exit the roll. Then, the temperature is detected over the full width of the surface of the thin plate 5 cast by the thermometer 19 installed directly below the roll 3 to start monitoring the thin plate surface temperature.
이때, 용탕풀의 상부인 분위기가스공간측으로 공급하는 분위기가스는 상온가스라인(16)의 조절밸브(16a)와, 상기 고온가스라인(15)과 연결된 조절밸브(18a)는 각각 개방한 반면에, 상기 고온가스라인(15)의 조절밸브(15a)는 닫은 상태에서 쉴딩가스의 분사가 이루어지기 때문에 롤(3)의 전폭으로 가스가 고르게 분사되면서 박판주조작업이 이루어진다.At this time, the atmosphere gas supplied to the atmosphere gas space side of the molten pool is the control valve 16a of the room temperature gas line 16 and the control valve 18a connected to the hot gas line 15 are opened, respectively. Since the control valve 15a of the hot gas line 15 is closed, injection of the shielding gas is performed so that the gas is uniformly sprayed into the full width of the roll 3 to perform the thin plate casting operation.
즉, 도 6에 도시한 바와같이 박판(5)의 폭방향으로 온도차이가 발생하는데 상기 롤닢통과후 용강응고속도가 느린 박판(5)부위에서는 용강응고속도가 빠른 박판부위에 비하여 높은 온도를 나타나게 되며, 검출된 온도값은 제어기측으로 각각 전송되어 응고속도가 빠른 박판중앙부(9)와 양 에지부(8)사이에서 온도차를 계산하고, 박판(5)의 폭방향으로 온도범위를 계산함과 더불어 보상해야할 온도를 결정한다.That is, as shown in FIG. 6, a temperature difference occurs in the width direction of the thin plate 5, but the thin plate 5 portion having a low molten steel solidification rate after passing through the roll has a higher temperature than the thin plate portion having a high molten steel solidification rate. The detected temperature values are transmitted to the controller, respectively, to calculate the temperature difference between the thin plate central portion 9 and both edge portions 8 having a fast solidification rate, and to calculate the temperature range in the width direction of the thin plate 5. Determine the temperature to compensate.
여기서, 주조실험결과에 의하면 주조시 롤중앙부(7)와 양 에지부(8)에서의 가스갭(6)크기의 차이에 의해서 통상적으로 용강응고가 느린 박판부위인 에지부(10)와, 용강응고속도가 빠른 중앙부(9)와의 온도차가 약 30 ℃인 경우에는 박판(5)의 형상및 폭방향 응고불균일에 크게 영향을 주지 않으나 상기 에지부(10)와 중앙부(9)사이의 온도차가 30℃ 이상의 차이를 나타나는 경우에는 주조후 상기 박판(5)의 내부조직을 확인하여 보면 폭방향으로 불균일한 주조조직을 나타남을 알수 있다.Here, according to the casting test results, due to the difference in the size of the gas gap 6 in the roll center portion 7 and the edge portion 8 at the time of casting, the edge portion 10 and the molten steel, which are typically thin plate portions, have a low molten steel solidification. When the temperature difference between the central portion 9 having a rapid solidification rate is about 30 ° C., the temperature difference between the edge portion 10 and the central portion 9 is 30. However, the temperature difference between the edge portion 10 and the central portion 9 is not significantly affected. In the case of showing a difference of more than ℃ ℃ by checking the internal structure of the thin plate 5 after casting it can be seen that the non-uniform cast structure in the width direction.
따라서, 상기 제어기에서 주조되는 박판(5)의 중앙부(9)와 양에지부(10)사이의 온도차가 30 ℃를 기준으로 하여 그 이하로 판단되면, 현상태에서의 박판주조작업을 계속 수행하고, 온도차가 30 ℃이상으로 판단되면 온도차를 보상하여 폭방향의 응고능이 균일하게 이루어지도록 롤(3)의 양에지부(8)의 용강경계면측으로 고온가스를 공급해야 한다.Therefore, if it is determined that the temperature difference between the central portion 9 and the both edge portions 10 of the thin plate 5 cast by the controller is less than or equal to 30 ° C., the sheet casting operation in the current state is continued. If it is determined that the temperature difference is 30 ° C. or higher, the hot gas must be supplied to the molten steel boundary side of both edge portions 8 of the roll 3 so as to compensate for the temperature difference so as to uniformly coagulate in the width direction.
이러한 경우, 상기 롤(3)측으로 상온가스를 분사하면서 이루어지는 고온가스의 분사는 개방되었던 분기라인(18)의 조절밸브(18a)는 닫고, 상기 고온가스라인(15)의 조절밸브(15a)는 개방하여 이를 통하여 턴디쉬하부를 통과하면서 고온으로 승온된 고온가스를 롤(3)의 양에지부측으로 분사하기 시작한다.In this case, the control valve 18a of the branch line 18, which has been opened while injecting the hot gas into the roll 3, is closed, and the control valve 15a of the hot gas line 15 is closed. The hot gas heated to a high temperature while passing through the lower portion of the tundish is started to be injected to both edge portions of the roll 3 through the opening.
이때, 상기 고온가스라인(15)에 연결된 각 가스분사관(11)(11a)에서의 분사폭 조정은 응고능이 느리게 이루어져 고온가스를 분사해야할 박판폭영역이 상기 가스분사관(11)(11a)의 각 양단과 각 피스톤부재(14)사이의 폭보다 크거나 작을 경우에는 상기 피스톤부재(14)에 각각 연결된 실린더부재(13)를 전,후진작동시켜 상기 피스톤부재(14)의 위치를 가변함으로서 상기 가스분사관(11)(11a)의 노즐(12)로 부터 분사되는 고온가스및 상온가스의 분사폭을 적절히 조절할수 있는 것이다.At this time, the injection width adjustment in each gas injection pipe (11) (11a) connected to the hot gas line (15) is a coagulation performance is slow so that the thin plate width area to inject the hot gas is the gas injection pipe (11, 11a) When the width of the piston member 14 is greater than or less than the width between each end of the piston member 14, the cylinder member 13 connected to the piston member 14 is moved forward and backward to change the position of the piston member 14 by It is possible to properly adjust the injection width of the hot gas and room temperature gas injected from the nozzle 12 of the gas injection pipe (11) (11a).
또한, 상기 고온가스라인(15)으로부터 분사되는 고온가스의 온도가 너무 높을 경우에는 이와 고온가스라인(16)사이를 연결하는 분기라인(18)의 각 조절밸브(18a)를 개방하고, 그 개도크기를 조절하여 롤(3)의 양에지부(8)측으로 분사되는 고온가스의 온도를 조절할수 있다. 이때, 롤(3)폭방향으로 분사되는 고온, 상온가스의 공급량이 항상 일정하게 유지되도록 상기 조절밸브(15a)(16a)(18a)에 의해서 조절된다.In addition, when the temperature of the hot gas injected from the hot gas line 15 is too high, each control valve 18a of the branch line 18 connecting between this and the hot gas line 16 is opened, and the opening degree thereof is also increased. By adjusting the size, it is possible to adjust the temperature of the hot gas injected to the edge portion 8 side of the roll (3). At this time, it is controlled by the control valve 15a, 16a, 18a so that the supply amount of the high temperature and room temperature gas injected in the roll 3 width direction is always kept constant.
여기서, 용강과 롤(3)의 접촉하여 박판(5)을 주조하는 경우, 박판(5)과 롤(3)의 열전달은 양측 물체의 경계면에서 작용하는 가스갭(6)의 특성에 의존하게 되며 열전달을 좌우하는 열전달계수 값(htc)은 하기 식 1으로 표현하면 다음과 같다.Here, in the case of casting the thin plate 5 in contact with the molten steel and the roll 3, the heat transfer of the thin plate 5 and the roll 3 will depend on the characteristics of the gas gap 6 acting on the interface between both objects. The heat transfer coefficient value (htc), which influences the heat transfer, is expressed by Equation 1 below.
여기서, k 는 가스의 열전도도이고, d 는 롤과 박판사이의 가스갭이다.Where k is the thermal conductivity of the gas and d is the gas gap between the roll and the thin plate.
따라서, 롤(3)의 에지부(8)에서의 들뜸으로 인한 열전달계수값의 감소는 가스의 열전도도를 향상시켜 보상이 가능하며, 상기 식에서 가스의 온도는 용강과 롤(3)표면이 접촉하는 지점에서의 롤온도, 가스온도및 용강온도의 평균값을 지니게된다.Therefore, the reduction of the value of the heat transfer coefficient due to the lifting at the edge portion 8 of the roll 3 can be compensated by improving the thermal conductivity of the gas, wherein the temperature of the gas is in contact with the surface of the molten steel and the roll 3. It has an average value of the roll temperature, the gas temperature and the molten steel temperature at that point.
쉴딩가스인 불활성가스로 주로 사용되는 질소및 아르곤 가스의 경우 가스온도에 따른 열전도도는 하기 표 1과 같다.In the case of nitrogen and argon gas mainly used as an inert gas shielding gas, thermal conductivity according to gas temperature is shown in Table 1 below.
즉, 승온을 시키지 않은 27℃의 가스를 공급하는 경우와 고온으로 923℃로 승온시킨 가스를 공급하는 경우, 약 3배에 가까운 열전도도의 차이를 지니게 되어 열전달효과를 약 3배 가까이 조절할수가 있게 되는 것이다.In other words, when supplying a gas of 27 ° C. which is not heated and supplying a gas heated to 923 ° C. at a high temperature, there is a difference in thermal conductivity of about 3 times, and thus the heat transfer effect can be adjusted about 3 times. Will be.
이외에도 질소나 아르곤가스에 비하여 열전도도가 상당히 뛰어나 헬륨이나 산소등을 혼합하여 동일한 효과를 도모할 수있는 쉴딩가스인 불활성가스로 사용할수 지만 가스간의 밀도차이가 심하여 완전혼합이 어렵고, 헬륨이나 수소등은 고가의 가스이므로 제조원가에 부담을 주기 때문에 채용이 곤란하다.In addition, the thermal conductivity is significantly higher than that of nitrogen or argon gas, so it can be used as an inert gas, a shielding gas that can achieve the same effect by mixing helium or oxygen, but it is difficult to be completely mixed due to the high density difference between the gases. Since it is an expensive gas, it is difficult to employ because it puts a burden on manufacturing cost.
상기와 같이 응고능이 빨라 온도가 낮은 박판(5)의 중앙부(7)와 응고능이 늦어 온도가 높은 박판(5)의 양 에지부(8)사이의 온도차가 30 ℃이상 차이가 나타남이 온도계(19)에서 검출될때, 30 ℃이상의 온도차가 발생하는 롤폭범위에 고온가스를 공극하여 상기 롤(3)의 양 에지부(8)에 형성되는 가스갭(6)에서의 열전도도를 높여 중앙부(7)에 비하여 응고능이 낮은 상기 에지부(8)에서의 응고능을 향상시킨다. 이에 따라, 상기 롤(3)사이를 통과하면서 주조되는 박판(5)의 폭방향 응고능을 균일하게 하여 우수한 품질의 박판(5)을 주조할수 있는 것이다.As described above, the difference in temperature between the central portion 7 of the thin plate 5 having a low coagulation ability and the low coagulation ability and the two edge portions 8 of the thin plate 5 having high coagulation ability is 30 ° C. or more. ), When hot gas is spaced in the roll width range where a temperature difference of 30 ° C. or more occurs, the thermal conductivity at the gas gap 6 formed at both edge portions 8 of the roll 3 is increased, thereby increasing the thermal conductivity. In comparison with the above-described edge portion 8 having low coagulation performance, the coagulation performance is improved. Accordingly, the thin plate 5 of excellent quality can be cast by making the width direction solidification ability of the thin plate 5 to be cast while passing between the rolls 3 uniform.
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 용강의 재산화를 방지하기 위해서 분사되는 쉴딩가스의 공급온도분포를 다르게 하여 롤폭방향에서의 냉각능차이를 부여함으로서, 주조중 응고능이 빠른 롤중앙부와 응고능이 느린 롤 양에지부에서의 응고능이 균일하게 하여 롤폭방향으로 응고차를 감소시킬수 있기 때문에 주조되는 박판의 품질을 종래에 비하여 현저히 향상시킬수 있고, 롤의 내구성을 확보할수 있는 효과가 얻어진다.According to the present invention as described above, in order to prevent reoxidation of molten steel, by varying the supply temperature distribution of the shielding gas to be sprayed to give a cooling capacity difference in the roll width direction, the center of roll and the solidification performance of the fast solidification ability during casting is slow Since the solidification ability at both edges of the roll can be made uniform, the solidification difference can be reduced in the roll width direction, so that the quality of the thin plate to be cast can be remarkably improved as compared with the conventional one, and the durability of the roll can be obtained.
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|---|---|---|---|---|
| KR100605697B1 (en) * | 2001-08-07 | 2006-08-01 | 주식회사 포스코 | Methods of manufacturing good quality of strip with twin roll strip casting apparatus and apparatus of vapor blower used therein |
| KR101372681B1 (en) * | 2011-12-21 | 2014-03-10 | 주식회사 포스코 | Method and system for reducing edge bulging in twin roll strip casting process |
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| KR20160070921A (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-21 | 주식회사 포스코 | Scum entrapment preventing apparatus and twin roll strip caster having the same |
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1999
- 1999-12-23 KR KR10-1999-0060903A patent/KR100406381B1/en active IP Right Grant
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