KR20030097852A - 스틸 밴드의 수직 연속 주조 방법 - Google Patents

Abstract

스틸 밴드의 연속 주조 방법에 있어서, 평행사변형 단면의 스트랜드(11)가 우선 회전 냉경 주형(12)에서 주조된 다음, 완전히 응고된 종방향 에지(10) 및 액상 코어를 갖는 상기 초기 단면이 평면 사변형 단면의 밴드(1)로 변화하고, 이러한 변화는 냉각에 의해 점차적으로 두꺼워지는 상기 스트랜드(11)의 이미 응고된 셸(9)이 상기 완전히 응고된 종방향 에지(10)의 업세팅 변형이 없이 성형 장치(4)에서 주조 방향으로 점차적으로 압축되도록 일어난다. 유리한 조건을 제공하기 위하여, 밴드(1)의 압축 후 액상 코어(16)를 여전히 갖는 스트랜드(11)를 상기 코어의 완전 응고 동안에, 상기 완전히 응고된 종방향 에지(10)의 두께에 대응하는 일정 폭을 갖는 성형 갭으로 안내하고 이러한 과정에서 검정하는 것이 제안된다.

Description

스틸 밴드의 수직 연속 주조 방법{METHOD FOR THE VERTICAL CONTINUOUS CASTING OF A STEEL STRIP}

스틸 밴드의 수직 연속 주조에 있어서, 회전 냉경 주형에서 평행사변형 단면으로 주조되면서, 이미 완전히 응고된 단단한 셸(shell)이 상기 평행사변형 단면으로 인해 스트랜드의 종방향 에지 영역에 형성될 때 까지 그 단면을 유지하는 스트랜드를 냉각한 다음, 이를 더욱 냉각하여 응고를 증가시키면서 평평한 예비 밴드로 점차적으로 성형하고 압축하는 것이 공지되어 있다 (EP 0 329 631 B1). 따라서, 평행사변형 단면의 스트랜드를 평행평면형 예비 밴드로 변화시키는 것은 충분한 두께의 셸이 형성된 후에만 일어난다. 상기 스트랜드의 평행사변형 단면을 평행평면형 단면으로 변화시키는 것은 몇 개의 종방향 빔(beam)들로 이루어진 성형 장치(forming device)에서 일어나는데, 상기 빔들은 밴드를 중심으로 서로 대향으로 배치되며 이들 빔의 사이에는 이들에서 유지되는 단면 로울러에 의하여 평행사변형 입구 단면 및 평행평면형 출구 단면을 갖는 성형 갭(forming gap)이 형성된다. 상기 종방향 빔은 입구측이 회전 가능하게 유지되고 상호 회전의 범위내에서 가압되므로, 균일 냉각의 예비 조건하에서는, 셸들이 서로를 향해 압축되는 때 성형 장치 영역에서 완전히 응고되는 예비 밴드의 두께가 얻어지는데, 이러한 두께는 상기 냉경 주형 및 성형 장치를 통한 스트랜드의 패스 쓰루 속도(pass-through speed)에 따라 변화한다. 상기 밴드 두께를 결정하는 응고 정도는 상기 냉경 주형 및 성형 장치를 통한 밴드의 패스 쓰루 속도의 함수인 냉각 기간에 따라 변화한다. 따라서, 균일한 밴드 두께를 위해서는 일정한 주조 속도를 확보할 필요가 있음을 알 수 있다.

상류측 제철 작업과의 협력 및 예비 밴드의 가능한 더 이상의 직접 가공의 측면에서, 일정한 주조 속도는 주조 속도 또는 주조 출력의 변화를 필요로 하는 상황이 제철 및 압연시에 발생하므로 조작상의 단점을 갖는다. 이와 별도로, 예비 밴드의 두께 변동을 수반하는 스틸 용용물의 온도 변동이 예상될 것이다.

연속적으로 주조된 스틸 밴드 두께의 변화를 단순화하기 위하여, 액상 코어가 완전히 응고되기 전에 주조 스트랜드의 압연 변형을 수행하는 것이 공지되어 있다 (DE 41 35 214 A1). 상기 압연 변형은, 충분한 두께로 이미 응고되는 셸로서, 업세팅 변형없이 로울러들에 의한 액상 코어의 크러싱(crushing)하에서 압착되지만에지 영역이 업세팅되는 셸을 필요로 한다. 상기 에지의 업세팅 변형은 불가피하게 신장 또는 부풀림을 초래함으로써, 상기 주조 및 감소된 스틸 밴드의 웨이브형 에지를 야기하거나 또는 신장 또는 에지 영역에서 크랙의 가능성을 야기한다. 일정한 갭을 갖는 안내 로울러들 사이로 밴드를 변형없이 안내하면 이러한 변화가 전혀 없는데, 이러한 안내는 두께 감소 및 코어의 완전한 응고를 위해 제공되는 것이다.

본 발명은 스틸 밴드(steel band)의 수직 연속 주조 방법에 관한 것으로서, 평행사변형 단면의 스트랜드(strand)가 우선 회전 냉경 주형(chill-mold)에서 주조된 다음, 완전히 응고된 종방향 에지 및 액상 코어를 갖는 상기 초기 단면이 평면사변형 단면의 밴드로 변화되고, 이러한 변화는 냉각에 의해 점차적으로 두꺼워지는 상기 스트랜드의 이미 응고된 셸(shell)이 상기 완전히 응고된 종방향 에지의 업세팅 변형(upsetting deformation)없이 성형 장치에서 주조 방향으로 압착되는 것인, 스틸 밴드의 수직 연속 주조 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 방법을 첨부 도면을 참조로 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 사용되는 연속적 주조 플랜트의 종방향 개략도이다.

도 2는 검정 장치의 단면을 확대 스케일로 도시하는 단면도이다.

도 3 내지 도 5는 기술 상태에 따라 주조된 스트랜드가 밴드로 변화되는 동안에 일어나는 단면의 변화를 도시한다.

도 6 내지 도 9는 도 3 내지 도 5에 대응하는 것으로서, 본 발명에 따라 주조된 스트랜드가 밴드로 변화되는 동안에 일어나는 단면의 변화를 도시한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액상 스틸의 주조 속도 및 온도에 관하여 발생하는 어떤 변화에도 불구하고 웨이브형 에지나 크랙 형성의 가능성이 없이 일정한 밴드 두께를 확보할 수 있도록 하는 전술한 종류의 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적은, 밴드 형태로 압축된 후 여전히 액상 코어를 가지는 스트랜드가 상기 코어의 완전 응고 동안에, 완전히 응고된 종방향 에지의 두께에 대응하는 일정한 폭을 갖는 성형 갭으로 안내되고 이 과정에서 검정(calibration)되도록 하는 본 발명에 의하여 달성된다.

상기 밴드의 검정을 위하여 셸들을 일제히 안내하는 것은 상기 상호 대향한 셸들이 서로 접촉하기 전에 종료되고 상기 성형 갭의 두께는 냉각-유도된 수축에 의존하여 잔류 액상 코어의 완전한 응고동안에 일정하게 유지되므로, 주조 속도가 아닌 성형 갭의 치수에 의하여 한정된 밴드 두께가 결정된다. 상기 잔류 액상 코어 영역에 작용하는 철정압(ferrostatic pressure)에 의하여, 상기 갭의 형상을 결정하는 성형 요소들에 상기 셸들이 확실히 정지된다. 따라서, 상기 코어가 성형 갭의 일정한 두께의 영역에서 확실히 응고되는 경우 상이한 주조 속도에 기인하는 액상 코어의 두께차로 인한 밴드 두께차가 초래되지 않는다. 이와 관련된 양태는 상기 밴드의 에지 영역의 업세팅 변형이 신장과 함께 일어나지 않는다는 것이다. 따라서, 상기 성형 갭은 상기 완전히 응고된 종방향 에지의 두께에 대응하는 폭을 갖는다. 상기 스트랜드의 셸은 성형기의 회전 냉경 주형에서의 주조 후 상기 셸의 완전히 응고된 길이 방향 에지를 업세팅하지 않고 평행사변형 단면으로부터 평행 평면형 단면으로 변화되므로, 상기 평행사변형 단면의 완전히 응고된 종방향 에지는 상기 완전히 응고된 밴드의 두께를 결정함으로써, 상기 밴드가 완전히 응고되기 전에는 신장을 초래하는 종방향 에지의 업세팅 변형이 일어나지 않는다.

밴드에 연신 효과를 미치지 않고 코어가 완전히 응고되므로, 주물 구조가 실제적으로 예상될 수 있다. 상기 밴드의 완전한 응고후, 바람직하게는 힘 및 경로가 제어된 로울러들에 의한 동시적인 연신에 의하여 상기 밴드의 두께가 약간 감소됨으로써, 구조의 개선이 얻어질 수 있다.

특히 얇은 예비 밴드를 압연기에 공급하여 더욱 가공할 수 있도록 하기 위하여, 상기 완전히 응고된 밴드의 두께는 검정 후 연속적인 압연에 의하여 추가로감소됨으로써 압연기의 압연량이 상당히 감소될 수 있다.

본 발명에 따라 상기 연속적으로 주조된 스틸 밴드의 검정(calibration)을 수행하기 위하여, 주조될 스트랜드(strand)와 함께 회전하고 평행사변형의 성형갭 단면을 갖는 냉경 주형 외에도, 상기 스트랜드를 중심으로 서로 대향하는 몇 개의로울러로서 이들 로울러의 사이에 평행사변형 입구 단면 및 평면사변형 출구 단면을 갖는 성형 갭이 형성되는 로울러들을 갖는 하류측 성형 장치로 이루어지는 연속적인 주조 플랜트를 가정할 수 있다. 예정된 성형 갭 경로를 갖는 검정 장치(calibration device)를 상기 성형 장치에 인접하여 배치할 필요가 있는데, 상기 성형 갭 경로의 최소한 입구측에는 일정한 성형 갭 두께를 갖는 구역이 포함됨으로써, 상기 밴드의 완전한 응고가 상기 일정한 두께를 갖는 구역에서 일어난다. 주조 속도에 의존하여 상기 밴드의 완전한 응고가 상기 성형 갭을 따라 일어나게 된다. 따라서, 감소된 주조 속도의 경우, 초기 구역(즉, 상부 영역)에서 밴드의 완전한 응고를 예상할 수 있고, 증가된 주조 속도의 경우 말단 구역, 즉 상기 검정 장치의 성형 갭의 하부 영역에서 밴드의 완전한 응고를 예상할 수 있다.

상기 성형 갭을 한정하고 상기 성형 갭의 경로를 세팅하도록 진행할 수 있는 검정 로울러들이 상기 검정 장치에 포함되는 경우에 유리한 조건이 얻어진다. 상기 밴드의 두께는 상기 검정 로울러들의 사이에서 상기 밴드가 완전히 응고되는 동안에 유리하게 결정되는 외에도, 상기 검정 로울러가 구동되는 경우에 개선이 얻어질 수 있다. 상기 밴드의 진행된 응고로 인하여, 상기 밴드의 연속적인 안내를 제공할 필요는 없으므로, 상기 검정 로울러들 사이의 밴드에 냉각액을 가할 수 있다.

상기 액상 잔류 코어의 응고후, 상기 성형 갭의 비교적 미리 설정된 경로를 필요로하는 구조를 개선하기 위한 목적으로, 출구측의 나머지 검정 로울러들을 이용하여 두께를 예를 들어 1 내지 5% 정도로 감소시키는 것을 실시할 수 있다.

또한, 상기 검정 장치는 전체 높이의 감소가 가능하도록 주조 아크(castingarc)내에 위치할 수 있다.

상기 밴드 두께를 추가로 감소시키기 위하여, 연결된 압연기에 비교적 얇은 예비 밴드를 공급하기 위해 사용될 수 있는 검정 장치의 외측에 감소 프레임을 배치할 수 있다.

도 1에 따라, 스틸 밴드(1)의 연속적 주조를 위한 도시된 연속적 주조 플랜트는 회전 냉경 주형(2)과, 스트랜드 안내 수단(3)을 통해 상기 주형에 이웃한 위치에 배치되는 성형 장치(4)와; 검정 장치(5)를 포함하는데, 상기 검정 장치로부터 밴드(1)가 수평 경로에 수직으로 편향되도록 주조 아크(6)에 나타난다. 상기 검정 장치(5)는 전체 높이가 감소되도록 주조 아크(6)의 영역내로 최소한 부분적으로 연장될 수 있다.

상기 냉경 주형(2)은 두 개의 서로 대향하고 연속적으로 회전하는 플레이트체인(7)으로 이루어지는데, 상기 플레이트 체인은 이들의 사이에서 일정한 성형 갭을 포함하며, 주조 컨테이너에 부착된 주조 파이프(8)가 상기 체인내로 개방되어 있다. 서로 쌍을 이루고 있는 플레이트 체인(7)의 플레이트들은 평행사변형 단면의 성형 갭을 형성함으로써, 상기 주조 파이프(8)를 통해 상기 회전 냉경 주형(2)의 갭내로 주입된 액상 스틸은 플레이트 체인(7)의 영역에서 냉경되고, 냉경이 진행됨에 따라, 점차적으로 두꺼워지는 응고된 셸(8)을 형성한다. 상기 셸은 도 3, 도 4, 도 6 및 도 7에서 도시하는 바와 같이 종방향 에지(10)로 갈수록 감소하는 스트랜드 두께로 인해 종방향 에지(10)의 영역이 완전히 응고된다. 도 3, 도 4, 도 6 및 도 7은 계속 얇은 두께 이후에 증가하는 두께의 셸을 갖는 것으로 회전 냉경 주형(2)의 영역에 위치하는 스트랜드(11)를 도시한다. 상기 완전히 응고된 종방향 에지(10)로 인하여, 상기 주조된 스트랜드(11)를 스트랜드 안내 수단(3)을 통해 성형 장치(4)로 안내하는 것이 용이하게 이루어질 수 있으며, 상기 성형 장치의 성형 갭은 평행사변형 입구 단면으로부터 평면평면형 출구 단면으로 점차적으로 변화한다. 이러한 목적을 위하여, 상기 성형 장치(4)는 몇 개의 종방향 빔(12)을 구비하는데, 상기 종방향 빔은 스트랜드(11)를 중심으로 서로 대향으로 배치되고, 이들의 사이에서 성형 갭이 형성되고, 그 내측은 축(13)을 중심으로 회전가능하게 유지되고, 가압 실린더(14)에 의하여 상호 회전 범위내에서 가압된다. 상기 성형 갭은 단면 로울러(15)에 의해 한정된다.

도 5에서 도시한 바와 같이, 셸(9)들은 기술 상태에 따라 액상 코어의 변위하에서 서로를 향해 상향으로 성형 장치(4)에 안내됨으로써, 서로를 향해 압착되어완전히 응고된 밴드를 형성한다. 이때, 상기 밴드의 두께는 일정한 냉경 조건하에서 상기 스틸 용융물의 주조 속도 또는 온도에 따라 변화한다. 이와 대조적으로, 상기 셸(9)은 도 8에서 도시한 바와 같이, 여전히 액상 코어를 갖는 평면사변형 단면만이 성형 장치(4)내로 일제히 유도된다. 상기 종방향 에지(10)는 어떤 업세팅 변형에 처해지지 않으므로 신장이 발생하지 않는 다는 것을 유념하여야 한다. 액상 코어(16)의 완전한 응고가 검정 장치(5)에서만 일어나는데, 상기 검정 장치의 최소한 내측은 일정한 두께의 성형 갭을 가지고 있으며, 이러한 성형 갭 영역에서 액상 코어가 완전히 응고됨으로써, 일정한 두께의 밴드(1)가 도 1에서 도시한 바와 같이 얻어진다. 이 때, 액상 코어(16) 영역의 철정압으로 인하여, 상기 셸(9)들은 검정 장치(5)를 향해 압착됨으로써, 상기 예정된 성형 갭 폭에 의하여 액상 코어(16)의 주조 속도 또는 두께에 무관하게 밴드 두께가 결정된다는 것을 유념하여야 한다. 상기 성형 갭의 폭은 상기 완전히 응고된 종방향 에지(10)의 두께에 따라 선택되어야 하므로, 상기 밴드(1)의 에지면의 신장이 방지된다.

상기 스트랜드(11)의 냉각 및 회전 냉경 주형(2) 및 성형 장치(4)를 통한 패스-쓰루 속도 외에도, 상기 냉경 주형(2) 및 성형 장치(4)의 길이는, 상기 밴드(1)의 완전한 응고가 검정 장치(5)에서만 일어나야 하므로 상기 스트랜드(11)가 성형 장치(4)로부터 나올때 계속 액상 코어(16)를 가지도록 서로 조절된다. 상기 검정 장치(5)의 검정 로울러(17)는 검정 공정에 예정되는 성형 갭 경로에 작동 실린더(18)를 통해 세팅된다. 상당한 철정압이 액상 코어(16)의 영역에서 나타나므로, 상기 밴드(1)의 셸(9)은 검정 장치(5)의 영역에서 검정 로울러(17)쪽으로 외향으로 압착됨으로써, 원하는 검정 효과가 확보된다. 상기 액상 코어(16)의 두께는 검정 장치(5)내로 밴드(10)을 도입할 때 변화될 수 있다.

검정 장치(5)에서 밴드는 평면사변형 단면을 가지는 것으로 추정되므로, 검정 로울러(17)는 도 2에서 도시한 바와 같이 밴드 전체 폭을 따라 움직인다. 검정 로울러(17)의 개략적으로 도시한 구동장치(19)는 액상 코어(16)의 완전 응고후 밴드 운반을 지지하는 외에도 낮은 압연 출력에도 적당하므로, 밴드(1)의 완전 응고 후 상기 검정 로울러(17)를 이용하여 연신 효과하에서 두께를 약간 감소시킬 수 있다. 더욱 강한 두께 감소 성능을 가능하게 하기 위하여, 검정 장치(5)의 하류측에는 압연 프레임(20)이 배치될 수 있다. 상기 압연 프레임(20)은 도 1에서 점선으로 도시한 바와 같이 주조 아크(6)의 이후에 배치될 수도 있다.

Claims (7)

1. 평행사변형 단면의 스트랜드(11)가 회전 냉경 주형(12)에서 우선 주조된 다음, 완전히 응고된 종방향 에지(10) 및 액상 코어를 갖는 상기 초기 평행사변형 단면이 평면사변형 단면의 밴드(1)로 변화되고, 이러한 변화는 냉각에 의해 점차적으로 두꺼워지는 상기 스트랜드(11)의 이미 응고된 셸(9)이 상기 완전히 응고된 종방향 에지(10)의 업세팅 변형이 없이 성형 장치(4)에서 주조 방향으로 점차적으로 압축되도록 일어나는 것인, 스틸 밴드의 수직 연속 주조 방법에 있어서, 밴드(1)의 압축 후 액상 코어(16)를 여전히 갖는 스트랜드(11)가 상기 코어의 완전 응고 동안에, 상기 완전히 응고된 종방향 에지(10)의 두께에 대응하는 일정 폭을 갖는 성형 갭으로 안내되고 이러한 과정에서 검정되는 것을 특징으로 하는 스틸 밴드의 연속 주조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 동시적인 연신하에서의 완전 응고 직후에 상기 밴드(1)의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 로울러에 의한 검정후에 상기 완전히 응고된 밴드(1)의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 연속 주조 플랜트로서, 주조될 스트랜드(11)과 함께 회전하며 평행사변형의 성형 갭 단면을 갖는 냉경 주형(2)과; 상기 스트랜드(11)를 중심으로 서로 대향한 몇 개의 로울러로서 상기 로울러들의 사이에 평행사변형 입구 단면 및 평면사변형 출구 단면의 성형 갭이 형성되어 있는 하류측의 성형 장치(4)를 포함하는 연속 주조 플랜트에 있어서, 상기 성형 장치(4)의 하류측에 예정된 성형 갭 경로를 갖는 검정 장치(5)가 제공되어 있고, 상기 성형 갭의 최소한 입구측은 일정한 성형 갭을 갖는 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 플랜트.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 검정 장치(5)는, 상기 성형 갭을 한정하고 상기 성형 갭 경로를 세팅하도록 조절될 수 있는 검정 로울러(17)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 플랜트.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 검정 장치(5)의 최소한 일부는 주조 아크(6)의 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 플랜트.
7. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 검정 장치(5)의 출구측에 압연 프레임(20)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 주조 플랜트.