KR20030096078A - 턴디시를 포함하는 연속 주조 플랜트 상에서 야금 제품을주조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내화 재료로 내면이 코팅된 턴디시를 포함하는 연속 주조 플랜트 상에서 금속 제품을 주조하는 방법에 있어서, 주조될 액체 금속으로 상기 턴디시를 충전(filling)시키기 전에 상기 내화 재료의 표면에 금속판이 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법을 제공한다.

Description

턴디시를 포함하는 연속 주조 플랜트 상에서 야금 제품을 주조하는 방법{METHOD FOR THE CASTING OF METALLURGICAL PRODUCTS ON A CONTINUOUS-CASTING PLANT COMPRISING A TUNDISH}

본 발명은 연속 주조법(continuous casting)에 관한 것으로서, 특히 얇은 스트립의 형태의 강철의 연속 주조법에 관한 것이다.

액체 강철은 종래 액체 금속으로부터 전환로(converter)에 의해 준비되거나 스크랩 철(scrap iron)로부터 전기로에 의해 준비된다. 그것의 정확한 조성은 다음에는 레이들(ladle) 내에 세팅된다. 마지막으로, 그것은 연속 주조기 상에서 주조된다. 연속 주조기는 턴디시(tundish)를 포함하는데, 턴디시는 내부가 내화물로 코팅되고 레이들의 바닥을 거쳐서 흐르는 액체 강철을 내화 튜브를 통해 수용하는 용기이다. 액체 금소은 그 후에 턴디시의 바닥을 거쳐서 격렬하게 냉각되는 벽을 가진 하나 이상의 바닥이 없는 주형 내로 흐르고, 그곳에서 제품의 응고가 시작된다. 턴디시는 액체 금속의 비축물(reserve)을 형성하는데, 그 비축물은 주조의 모든 단계에서, 특히 레이들을 비우기 시작하는 단계와 종료하는 단계에서, 또한 주조 레이들을 변경하는 기간 동안에 주형 공급 속도를 바람직한 값에 유지하는 것을 가능하게 한다. 이것은 주조가 중단됨이 없이 복수의 연속적 레이들을 비울 수 있게 한다(순차적 주조). 다시 말해서, 턴디시는 레이들과 주형 사이의 "완충" 용기로서 작용한다.

통상적으로, 초기에 비어 있는 턴디시를 충전시키는(filling) 작용을 한 첫번째 주조량의 강철은 다음 주조량의 강철보다 현저히 낮은 개재물 청정도(inclusionary cleanliness)를 갖는다. 이것은 다음의 두가지 현상의 결합에 기인한다.

첫 번째 현상은 충전의 첫 번째 순간 동안에 내화 튜브의 끝이 아직 액체 강철에 잠기지 않은 상태에서 액체 강철이 개방된 공기 내로 흐르는 것이다.

두 번째 현상은 액체 강철에 함유된 탈산(deoxidizing) 원소와 턴디시를 코팅하는 내화물의 표면의 어떤 성분 사이의 화학적 반응이다.

이러한 반응의 결과로서 발생하는 상기 개재물(inclusions)은 턴디시를 충전하는 작용을 하는 금속 내에 집중된다.

첫 번째 원인은 주조의 시작 시에 대기(atmosphere)를 비 산화성(non-oxidizing)으로 만들기 위해서 턴디시를 후드(hood)로 덮고 후드 아래에서 아르곤 등 불활성 가스를 주입함으로써 어느 정도 치유될 수 있다.

대조적으로, 화학적 부식에 견디는 성질이 높지만 불가피하게 비용이 비싸고 열적 조건에서 항상 최적이지는 않은 내화물로 턴디시를 코팅하는 외에는 두 번째 원인을 치유하는 만족스런 수단이 없다.

턴디시를 충전하는 동안에 형성된 비금속 개재물은 첫 번째 주조량의 제품의표면 층에서 주로 발견된다. 제품이 두께가 큰 (예로서, 200mm의 크기) 종래의 슬래브(slab)이면, 슬래브의 표면 또는 이러한 결함에 의해 영향을 받은 몇 개의 슬래브의 표면을 그라인딩 함으로써 이러한 표면층을 제거하는 것으로 허용가능할 수 있다.

대조적으로, 제품이 특히 대향 방향으로 회전하는 2개의 내부적으로 냉각된 롤 사이의 주조 플랜트 상에서 주조될 수 있는 몇 mm의 두께를 가진 얇은 스트립인 때에는, 그러한 그라인딩은 경제적 조건에서 절대적으로 금물이다. 그것은 제품 의 너무 큰 표면에 적용될 것이고, 따라서 부당하게 길 것이고, 강철 주조물의 양에 비해 과다한 양의 재료를 제거할 것이다. 더욱이, 그것은 강철 주조물의 냉간 처리 전에 스트립의 언와인딩(unwinding)을 필요로 할 것이다.

본 발명의 목적은 금속 특히 강철의 연속적 주조를 사용자에게 제공하는 것이고, 특히 얇은 스트립의 주조를 위한 플랜트에서 제1 양의 주조물의 청정도를 현저하게 향상시키는 효과적이고 경제적인 수단을 사용자에게 제공하는 것이다.

이것을 달성하기 위해서, 본 발명의 주제는 내화 재료로 내면이 코팅된 턴디시를 포함하는 연속 주조 플랜트 상에서 금속 제품을 주조하는 방법에 있어서, 주조될 액체 금속으로 상기 턴디시를 충전(filling)시키기 전에 상기 내화 재료의 표면에 금속판이 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법이다.

본 발명의 한 변경예에 따라, 상기 금속판 중 적어도 몇 개는 상기 턴디시의 예열을 위한 동작 전에 고정된다.

본 발명의 다른 변경예에 따라, 상기 금속판은 상기 턴디시의 예열을 위한 동작 후에 고정된다.

상기 금속판의 최종 예열은 인덕션(induction) 장치에 의해 수행될 수 있다.

상기 금속판은 바람직하게는 상기 주조될 액체 금속의 조성에 대응하는 조성을 갖는다.

사용의 바람직한 예에서, 상기 연속 주조 플랜트는 얇은 스트립의 연속 주조를 위한 플랜트이다.

이하에서 알 수 있듯이, 본 발명은 턴디시 내로 부어진 제1 양의 금속과 턴디시의 새로운 내화물 사이의 직접적인 접촉을 방지하는 한 세트의 금속판으로, 주조의 시작 전에, 턴디시의 내부를 기본적으로 덮는 것을 포함한다. 액체 금속과 내화물 사이의 접촉은 따라서 판의 용융 시까지 기본적으로 지연된다. 이것은 바람직하게는 안정한 흐름 속도에 대응하는 금속 흐름이 완전히 채워질 때 발생한다.

본 발명은 다음의 설명에 의해 더욱 양호하게 이해될 것이다.

종래기술에 따라, 턴디시의 내부는 가변적 비율로 존재하는 산화물{기본적으로 라임(lime), 산화 마그네슘, 알루미나 및 실리카)에 기초한 내화물 재료로 코팅된다. 이러한 내화물의 조성의 선택은 내화성, 주조될 강철과의 화학적 호환성, 및 비용에 의해 지배된다. 이러한 내화물들은 가공된 형태 또는 주조가능한 형태로 되어 있을 수 있다. 턴디시의 내화물들은 그 후에 내화물을 건조시키고, 액체 금속이 턴디시 내로 도입될 때 액체 금속의 열적 손실을 제한하는 고온을 주조 전에 내화물에 주기 위해서 버너에 의해 가열된다.

본 발명에 따라, 적어도 턴디시의 내부 코팅의 가장 큰 부분을 덮도록 의도된 금속판이 또한 준비된다.

이러한 판들은 못, 크램프(cramp) 등의 수단에 의해 턴디시의 바닥 및 측벽에 별개로 고정될 수 있다. 이러한 판들 중 적어도 몇 개는 또한 턴디시의 내화물에 고정되기 전에 함께 조립될 수 있다.

본 발명의 제1 변경예에 따라, 턴디시의 내화물이 아직 차거운 때에 턴디시의 내화물에 고정된다. 판의 이러한 고정 후에, 턴디시는 예열 스테이션으로 보내어져, 버너의 불꽃은 더 이상 내화물과 직접 접촉하지 않고 판과 접촉한다. 이것은 불꽃의 영향이 미치는 영역에서 판의 국부적 용융을 발생시킬 수 있다. 그러나, 이러한 용융은 단지 제한된 영역에만 영향을 주고, 판의 기본적인 보호 능력을 저해하지는 않는다. 예열 동안에, 판은 팽창되고, 고정 수단은 판이 부적절하게 좌굴(buckling)되는 것을 방지하기 위해서 이러한 팽창을 고려하여야만 한다. 예로서, 못이 사용되면, 냉각되었을 때 못과 못을 수납하기 위해 판에 만들어진 오리피스(orifice)의 윤곽 사이에 실질적인 틈새(play)가 발생될 수 있다.

본 발명의 다른 변경예는 턴디시의 내화물로부터의 방사(radiation)에 대해 보호된 판 고정 장치가 사용될 수 있으면 판을 이미 적어도 기본적으로 예열된 턴디시 내에 설치하는 것을 포함한다. 그 후에 판의 예열은 수초 내에 1100-1200C 정도의 바람직한 온도에 도달할 수 있게 하는 버너 또는 인덕션(induction) 장치에 의해 수행된다.

이 두가지 방법은 또한 판 중 몇 개는 예열 시작 전에 설치하고 나머지는 후속 스테이지에서 설치함으로써 결합될 수 있다.

턴디시를 판으로 덮는 동안에, 주조 동안에 액체 금속이 흐르는 노즐 각각을 둘러싸는 영역은 상기 노즐을 거쳐 액체 금속의 흐름을 제어하는 스톱퍼가 그 기능을 수행할 수 있도록 자유롭게 남겨두어야만 한다.

판의 재료는 그것이 용융된 후에 그것이 함유하는 성분들이 주조 금속의 조성을 주조될 제품에 대해 추구하는 조성 한계 밖에 있게 하는 방법으로 주조 금속의 조성을 수정하지 않도록 선택된다. 최적하게는, 판들은 주조될 상기 제품의 조성에 대응하는 조성을 갖는다. 바람직하게는, 판들은 예로서 코일의 헤드 또는 테일을 위해 스트립의 주조(얇은 스트립의 주조용 플랜트의 예와 관련하여) 또는 압연 후에 퇴출된 스트립의 부분으로 구성된다.

판의 두께는 바람직하게는 판의 용융이 턴디시의 충전 후에만, 바람직하게는 주조의 시작 후에, 따라서 턴디시 내의 흐름이 정상 속도에 도달한 순간에 완료되도록 선택된다. 이 순간에, 금속의 과다한 오염을 야기하지 않고 주조 액체 금속과 내화물 사이의 대체적 직접 접촉이 가능하다. 엄밀하게는, 첫 번째 금속/내화물 반응으로부터 발생하는 개재물은 본 발명이 개선하고자 하는 종래기술에서와 같이 턴디시를 처음 충전하는 작용을 하는 금속에 집중되는 대신에, 연속적으로 흐르는 금속의 스트림 내에 분포될 것이다.

상기와 같이, 본 발명은 얇은 스트립의 직접 주조용 플랜트에 바람직한 용도를 갖는데, 그 플랜트에서 대체로 턴디시는 비교적 작은 크기이며, 즉, 수용된 금속의 부피에 대한 내화물의 표면 비율이 높다.

강철의 주조는 본 발명의 사용의 바람직한 예이지만, 본 발명은 다른 금속 및 합금의 연속 주조에 사용될 수 있다는 것은 물론이다.

Claims (6)

1. 내화 재료로 내면이 코팅된 턴디시(tundish)를 포함하는 연속 주조 플랜트 상에서 금속 제품을 주조하는 방법에 있어서,

   주조될 액체 금속으로 상기 턴디시를 충전(filling)시키기 전에 상기 내화 재료의 표면에 금속판이 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속판 중 적어도 일부는 상기 턴디시의 예열을 위한 동작이 이루어지기 전에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 금속판은 상기 턴디시의 예열을 위한 동작이 이루어진 후에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속판의 최종 예열은 인덕션(induction) 장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속판은 상기 주조될 액체 금속의 조성에 대응하는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 연속 주조 플랜트는 얇은 스트립의 연속 주조를 위한 플랜트인 것을 특징으로 하는 금속 제품의 주조 방법.