KR20060013454A - 얇은 띠 주조 부재 연속 주조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

한 쌍의 냉각 드럼(1, 1)과 한 쌍의 사이드 게이트에 의해 형성된 탕저장부(3)에 용탕(r)을 공급하면서 복수의 코일형 얇은 띠 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코일형 얇은 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 가스 노즐(7b)로부터 가스를 송풍하여 용탕에 부유하는 스컴(s)을 한 쪽 메니스커스(m2)로 불어오게 하고, 불어오게 한 스컴을 주조 부재 표면이나 드럼 주위면에 부착시켜 탕저장부로부터 배출한다.

냉각 드럼, 탕저장부, 스컴, 가스 노즐, 용탕, 메니스커스

Description

얇은 띠 주조 부재 연속 주조 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUSLY CASTING STRIP CAST PIECE}

도1의 (a) 및 (b)는 본원 발명에 따르는 실시 형태를 설명하는 측단면도로, 도1의 (a)는 정상 주조시의 형태를 도시하는 도면이고, 도1의 (b)는 스컴 배출시의 형태를 도시하는 도면이다.

도2는 청구항 1 및 2의 발명에 따르는 실시 형태를 설명하는 측단면도로, 스컴 배출시의 형태를 도시하는 도면이다.

도3은 도2의 평면도이다.

도4는 청구항 1 및 2의 발명에 따르는 다른 실시 형태를 설명하는 측단면도로, 스컴 배출시의 형태를 도시하는 도면이다.

도5는 도4의 평면도이다.

본 발명은, 연속 주조에 의해 두께가 1 내지 10 ㎜ 정도인 얇은 띠 주조 부재를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 탕저장부의 탕면에 부유하는 스컴의 배출 처리에 관한 것이다.

연속 주조에 의해 얇은 띠 주조 부재를 제조하는 방법으로서, 쌍드럼식 연속 주조 방법은 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 냉각 드럼과, 이 냉각 드럼의 양단부면에 압박된 한 쌍의 사이드 게이트로 형성된 탕저장부에 용탕을 공급하면서 회전하는 냉각 드럼의 주위면에서 응고 쉘을 형성하여 응고 쉘끼리를 냉각 드럼 사이의 최접근부에서 압착하여 얇은 띠 주조 부재로 하고, 얇은 띠 주조 부재를 하류측에서 코일형으로 권취하는 방법이다.

탕저장부에 공급된 용탕에는 슬래그 등의 비금속 개재물이 혼입하고, 또한 용탕 표면에는 산화에 의해 금속 산화물이 생성되고, 이들은 탕저장부의 용탕 상에서 스컴이 되어 부유하고, 메니스커스로부터 드럼 주위면이나 주조 부재 표면에 권입된다. 그 결과, 그 부분의 냉각이 지연되거나 불균일해지므로 주조 부재에 균열이나 조직 불균일, 혹은 산세척 불균일이 발생하여 제품에 광택 불균일이 발생한다.

탕저장부 용탕면의 산화를 방지하는 방법으로서, 탕저장부를 밀봉 챔버로 씌우고, 상기 밀봉 챔버 내에 불활성 가스 등의 비산화성 가스를 공급하여 용탕면을 밀봉하는 방법이, 예를 들어 일본 특허 공개 평3-198951호 공보에 의해 알려져 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의해 용탕면을 밀봉해도 스컴의 생성을 충분히 방지할 수는 없다.

한편, 스컴의 드럼 주위면이나 주조 부재 표면에의 권입을 방지하는 방법으로서, 탕저장부의 주탕 노즐을 협지하여 드럼 폭 방향으로 연장된 한 쌍의 스컴 둑을 용탕에 침지하여 설치하고, 스컴 둑에 의해 스컴의 냉각 드럼측에의 유동을 저 지하는 방법이, 예를 들어 일본 특허 공개 평3-66450호 공보에 의해 알려져 있다. 그러나, 스컴 둑을 설치해도 스컴 둑과 냉각 드럼 사이의 메니스커스 근방에서 생성되는 스컴에는 대처할 수 없다.

스컴이 주조 부재 폭 방향으로 불균일하게 권입되는 것이 특히 문제이지만, 스컴의 양이 많으면 불균일하게 권입되기 쉬워진다. 스컴의 생성량은 주조 시간의 경과에 수반하여 많아지므로, 생산 능률 향상을 위해 장시간 주조를 행하는 경우에는 스컴의 생성량이 많아져 불균일하게 권입되기 쉬워지는 문제가 있다.

본 발명은 연속 주조에 의해 얇은 띠 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 탕저장부에 부유하는 스컴을 배출함으로써 스컴의 드럼 주위면이나 주조 부재 표면에의 권입을 방지하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 얇은 띠 주조 부재 연속 주조 방법은,

(1) 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 게이트에 의해 형성된 탕저장부에 주탕 노즐을 협지하여 드럼 폭 방향으로 연장된 한 쌍의 스컴 둑을 용탕에 침지하여 설치하고, 상기 탕저장부에 용탕을 공급하면서 얇은 띠 주조 부재를 주조하고, 상기 얇은 띠 주조 부재를 코일형으로 권취하여 복수의 코일형 얇은 띠 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 얇은 띠 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 상기 스컴 둑을 용탕으로부터 인상하는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 얇은 띠 주조 부재 연속 주조 방법은,

(2) 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 게이트에 의해 형성된 탕저장부에 용탕을 공급하면서 얇은 띠 주조 부재를 주조하고, 상기 얇은 띠 주조 부재를 코일형으로 권취하여 복수의 코일형 얇은 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 얇은 띠 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 상기 탕저장부의 용탕면에 상기 한 쌍의 냉각 드럼 중 한 쪽 또는 양 쪽에 지향하여 가스를 송풍하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 얇은 띠 주조 부재 연속 주조 장치는,

(3) 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 게이트에 의해 형성된 탕저장부에 용탕을 공급하면서 얇은 띠 주조 부재를 주조하고, 상기 얇은 띠 주조 부재를 코일형으로 권취하여 복수의 코일형 얇은 주조 부재를 제조하는 장치에 있어서, 상기 탕저장부의 상방 중앙부에 상기 얇은 띠 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 상기 탕저장부의 용탕면에 상기 한 쌍의 냉각 드럼 중 한 쪽 또는 양 쪽으로 지향하여 가스를 송풍하는 가스 노즐을 설치한 것을 특징으로 한다.

이하, 쌍드럼식 연속 주조 장치를 이용한 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도1의 (a) 및 (b)는 본원 발명에 따르는 실시 형태를 설명하는 측단면도이다. 서로 반대 방향으로 회전하는 한 쌍의 냉각 드럼(1, 1)의 양단부면에는 한 쌍의 사이드 게이트(2, 2)(한 쪽만을 가상선으로 나타냄)가 압박되어 탕저장부(3)가 형성되어 있다.

탕저장부(3)에는 턴디쉬(도시 생략)로부터 주탕 노즐(4)을 통해 용탕(r)이 공급된다. 탕저장부(3)의 상방은 용탕 표면의 산화에 의한 스컴 생성을 방지하기 위해 밀봉 챔버(도시 생략)로 씌워져 있고, 밀봉 챔버 내에는 아르곤이나 질소 등의 비산화성 가스가 공급된다.

탕저장부(3)의 용탕(r)은 회전하는 한 쌍의 냉각 드럼(1, 1)의 주위면에서 냉각되어 한 쌍의 응고 쉘(g, g)이 생성된다. 한 쌍의 응고 쉘(g, g)은 드럼 최근접점(kp)에서 압착되어 얇은 띠 주조 부재(c)가 되어 하방으로 송출된다.

얇은 띠 주조 부재(c)는 하류측에 배치된 권취기(도시 생략)에서 코일형으로 권취된다. 권취된 얇은 띠 주조 부재의 중량이 소정 중량이 되었을 때, 그 권취를 멈추고 다른 권취기에서 계속해서 권취한다. 이와 같이 하여 복수의 코일형 얇은 띠 주조 부재를 제조한다.

탕저장부(3)의 상방을 씌우는 밀봉 챔버 내에는 아르곤이나 질소 등의 비산화성 가스를 공급하여 용탕 표면의 산화 등에 의한 스컴의 생성을 방지하고 있지만, 스컴의 생성을 충분히 방지할 수는 없다.

스컴의 주조 부재 표면에의 권입을 방지하기 위해, 도1의 (a)에 도시한 바와 같이 주탕 노즐(4)을 협지하여 드럼 폭 방향으로 연장된 한 쌍의 스컴 둑(5, 5)을 용탕에 침지하여 설치하고, 용탕 표면에 부유하는 스컴(s)의 드럼측에의 유동을 저지한다.

주조 중에는 주조 부재 단면 치수와 비중 및 주조 속도로부터 드럼 최근접점(kp)으로부터 송출된 얇은 띠 주조 부재의 중량을 리얼 타임으로 계산하고, 계산 중량이 1코일 상당의 중량에 도달하여 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 도1의 (b)에 도시한 바와 같이 한 쌍의 스컴 둑(5, 5)을 용탕으로부터 인상한다.

스컴 둑(5, 5)을 인상하면 용탕 표면에 부유하고 있었던 스컴(s)은 용탕류에 의해 냉각 드럼측으로 유동하여 메니스커스(m)에 근접하게 된다.

이 때, 냉각 드럼은 회전을 계속하고 있으므로 메니스커스(m)에 근접하게 된 스컴(s)은 드럼 주위면이나 주조 부재 표면에 권입되어 탕저장부(3)로부터 배출된다.

도2 및 도3은 청구항 1 및 2의 발명에 따르는 실시 형태를 설명하는 측단면도이다. 도1과 동일한 부호인 것은 명칭, 구조 모두 도1과 동일하다. 또한, 탕저장부(3)의 상방에는 밀봉 챔버(도시 생략)가 설치되어 있고, 챔버 내에는 비산화성 가스가 공급된다.

도면에서는, 한 쌍의 스컴 둑(5, 5)은 용탕으로부터 인상된 상태를 나타내고 있지만, 주조 중에는 용탕(r)에 침지하여 스컴(s)의 메니스커스(m1, m2)에의 유동을 저지한다.

스컴 둑(5, 5)의 배면에는 메니스커스(m1 및 m2)측으로부터 주탕 노즐(4)으로 지향하여 탕저장부의 용탕에 비산화성 가스를 송풍하는 가스 노즐(6a, 6b)이 부착되어 있다.

가스 노즐(6a, 6b)의 형식으로서는 슬릿 타입, 둥근 구멍 타입 등 어떠한 형식이라도 좋고, 슬릿 타입인 경우의 예로서는 폭 ; 1.5 ㎜, 길이 ; 18 ㎜, 탕면과의 거리 ; 60 내지 70 ㎜(스컴 둑 침지시)이다. 또한, 둥근 구멍 타입인 경우의 예로서는 노즐 직경 ; 0.5 내지 1.0 ㎜, 구멍 피치 ; 5㎜, 탕면과의 거리 ; 80 ㎜이다.

가스 노즐의 높이나 가스 분출 각도는 용탕면의 높이 등에 따라서 조정할 수 있고, 가스 유속은 슬릿 타입 및 둥근 구멍 타입 모두 20 내지 30 mps이다.

도2 및 도3에 있어서, 도1의 경우와 마찬가지로 얇은 띠 주조 부재(c)는 하류측에 배치된 권취기(도시 생략)에서 코일형으로 권취되고, 권취된 얇은 주조 부재의 중량이 소정 중량이 되었을 때, 그 권취를 멈추어 별도의 권취기(도시를 생략함)에서 계속해서 권취한다. 이와 같이 하여 복수의 코일형 얇은 주조 부재를 제조한다.

연속 주조 중에는 스컴 둑(5, 5)을 탕저장부(3)의 용탕(r)에 침지하여 스컴(s)의 메니스커스(m1, m2)로의 유동을 저지하여 스컴의 드럼 주위면이나 주조 부재 표면에의 권입을 방지한다. 또한, 가스 노즐(6a, 6b)로부터는 질소나 아르곤 등의 비산화성 가스를 메니스커스(m1, m2) 전방측의 드럼 주위면으로부터 스컴 둑(5)으로 지향시켜 분출시키고, 스컴 둑(5)과 메니스커스(m1, m2) 사이에 부유하는 스컴(s)을 스컴 둑(5)에, 또한 사이드 게이트에 근접시킨다. 이와 같이 하여 스컴이 메니스커스(m1, m2)에 권입되는 것을 방지한다.

주조 부재 단면 치수와 비중 및 주조 속도로부터 드럼 최근접점(kp)으로부터 송출된 얇은 띠 주조 부재의 중량을 리얼 타임으로 계산하고, 계산 중량이 1코일 상당의 중량에 도달하여 1 코일당의 주조를 종료하였을 때, 도2에 도시한 바와 같이 한 쌍의 스컴 둑(5, 5)을 용탕(r)으로부터 인상하는 동시에, 가스 노즐(6a, 6b)의 한 쪽(도면에서는 맞은편 우측)의 가스 노즐(6b)로부터 비산화성 가스를 분출한다.

용탕면에 부유하는 스컴(s)은 한 쪽의 메니스커스(m1)로부터 다른 쪽 메니스커스(m2)로 불어오게 된다. 이 때, 냉각 드럼(1, 1)은 회전을 계속하고 있으므로, 메니스커스(m2)로 불어오게 된 스컴(s)은 회전하는 드럼 주위면이나 주조 부재 표면에 권입되어 탕저장부(3)로부터 배출된다.

또한, 본 예에서는 가스 노즐(6a, 6b)을 스컴 둑(5)에 부착하였지만, 스컴 둑(5)과 분리하여 단독으로 설치해도 좋다.

도4 및 도5는 청구항 1 및 2의 발명에 따르는 다른 실시 형태를 설명하는 도면이다. 도2 및 도3과 다른 점은, 도4 및 도5에서는 메니스커스의 한 쪽으로 가스를 송풍하였지만, 본 형태(도4 및 도5)에서는 메니스커스의 양 쪽으로 가스를 송풍하는 점이다.

주탕 노즐(4)의 좌우 양측에는 탕저장부(3)의 중앙부로부터 양 쪽의 메니스커스(m, m)로 지향하여 가스를 송풍하는 가스 노즐(6c, 6d)이 설치되어 있다.

도2 및 도3의 경우와 마찬가지로, 복수의 코일형 얇은 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 주조한 주조 부재의 계산 중량이 1코일 상당의 중량에 도달하여 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 스컴 둑(5, 5)을 용탕(r)으로부터 인상하는 동시에 가스 노즐(6c, 6d)로부터 비산화성 가스를 분출한다. 이와 같이, 비산화성 가스를 분출하면, 용탕 표면에 부유하는 스컴(s)은 양 쪽의 메니스커스(m, m)로 불어오게 된다.

이 때, 상기와 마찬가지로 냉각 드럼(1, 1)은 회전을 계속하고 있으므로, 메니스커스(m, m)로 불어오게 된 스컴(s)은 회전하는 드럼 주위면이나 주조 부재 표 면에 권입되어 탕저장부(3)로부터 배출된다.

또한, 본 발명의 방법에 있어서, 스컴의 배출에 의해 스컴이 권입된 주조 부재의 부분은 스컴 흠집이 발생하여 제품이 되지 않는 경우가 많지만, 통상 코일형 얇은 띠 주조 부재의 선단부 및 미단부의 길이 약 2 내지 4 m의 부분은 흠집이 발생하여 제품이 되지 않는 불량 부분이므로, 이 부분을 주조하고 있을 때에 스컴을 배출하면 새로운 수율 저하는 생기지 않는다.

따라서, 본 발명에 있어서의「얇은 띠 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때」에는 상기 불량 부분을 제외한 제품 부분의 주조를 종료하였을 때가 바람직하다. 또한, 스컴의 배출은 스컴의 발생량에 따라서 행하면 좋고, 반드시 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 전체에 있어서 배출하지 않아도 좋다.

다음에, 실시예에 대해 설명한다.

(실시예)

냉각 드럼의 직경 ; 1200 ㎜, 폭 ; 1300 ㎜의 쌍드럼식 연속 주조 장치를 이용하여 180 ton을 본 발명예로서, 도2 및 도3에 도시한 형태로 주조하고, 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 스컴을 가스 송풍에 의해 드럼 주위면에 근접시켜 탕저장부로부터 배출하였다.

비교예에서는 종래의 스컴 둑을 이용하였지만, 스컴의 배출은 행하지 않았다. 그 결과, 비교예에서는 제품의 표면 균열 및 광택 불균일을 종합한 표면 결함 발생 정도가 본 발명의 약 5배나 높은 값이었다.

본 발명에 따르면, 쌍드럼식 연속 주조 장치에 의해 얇은 띠 주조 부재를 주조하고, 상기 얇은 띠 주조 부재를 코일형으로 권취하여 복수의 코일형 얇은 띠 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 얇은 띠 주조 부재의 단수 코일당의 주조를 종료하였을 때, 탕저장부의 용탕면에 부유하는 스컴을 메니스커스에 근접시킴으로써 스컴을 주조 부재 표면이나 드럼 주위면에 부착시켜 탕저장부로부터 배출할 수 있다.

따라서, 본 발명은, 특히 장시간 주조에 있어서의 스컴의 축적을 해소하여 품질이 양호한 주조 부재를 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 게이트에 의해 형성된 탕저장부에 용탕을 공급하면서 얇은 띠 주조 부재를 주조하고, 상기 얇은 띠 주조 부재를 코일형으로 권취하여 복수의 코일형 얇은 주조 부재를 제조하는 방법에 있어서, 상기 얇은 띠 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 상기 탕저장부의 용탕면에 상기 한 쌍의 냉각 드럼의 한 쪽 또는 양 쪽으로 지향하여 가스를 송풍하는 것을 특징으로 하는 얇은 띠 주조 부재 연속 주조 방법.
2. 한 쌍의 냉각 드럼과 한 쌍의 사이드 게이트에 의해 형성된 탕저장부에 용탕을 공급하면서 얇은 띠 주조 부재를 주조하고, 상기 얇은 띠 주조 부재를 코일형으로 권취하여 복수의 코일형 얇은 주조 부재를 제조하는 장치에 있어서, 상기 탕저장부의 상방 중앙부에 상기 얇은 띠 주조 부재의 1코일당의 주조를 종료하였을 때, 상기 탕저장부의 용탕면에 상기 한 쌍의 냉각 드럼 중 한 쪽 또는 양 쪽으로 지향하여 가스를 송풍하는 가스 노즐을 설치한 것을 특징으로 하는 얇은 띠 주조 부재 연속 주조 장치.

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