KR20070001071A

KR20070001071A - 연속 주조 금형 안으로 함유된 용융 금속의 불순물 구속장치

Info

Publication number: KR20070001071A
Application number: KR1020067010621A
Authority: KR
Inventors: 로메오 카포토스티; 리카르도 토넬리; 프랑코 마치
Original assignee: 티센크룹 악키아이 스페시알리 테르니 에스. 피. 에이.; 티센크룹 니로스타 게엠베하
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2007-01-03
Also published as: EP1682292A1; KR101132944B1; CN100406156C; US20070221357A1; US7398817B2; WO2005042184A1; EP1682292B1; CN1878630A; DE60325109D1; AU2003283829B2; AU2003283829A1; ATE416052T1

Abstract

수평축(1a, 1b)을 이용한 두 개의 카운터-로테이팅 주조 롤러의 측면 및 상기 롤러의 베이스와 접촉하는 위치의 두 개의 억제 측면 플레이트(2a, 2b)에 의해 경계지어지는 스트립 연속 주조 금형의 영역(3) 안으로 함유되고 방출기를 통해 공급되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치로서: 용융 금속 공급을 위한 적어도 두 개의 제1그룹 홀들(4a, 4a') 및 용융 금속 공급을 위한 적어도 하나의 제2그룹 홀들(4b, 4b')을 갖고, 상기 제1그룹 홀은 각각 두 개의 롤러들(1a, 1b)의 대향하는 측면들 중 하나를 향하여 각각 형성되는 적어도 한 쌍의 홀들에 의해 형성되고, 그리고 상기 제2그룹 홀은 그에 가장 가까운 측면 플레이트를 향한 방향이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2그룹 홀들(4b, 4b')은 상기 적어도 두 개의 제1그룹 홀들(4a, 4a')보다 더 깊은 위치에 형성된 방출기(4); 그리고 플런저 및 억제 측면 플레이트들(2a, 2b)의 단부 사이에 포함되는 영역(3)의 일부분에 존재하고 그 사이에서 단면을 형성하며, 동일한 수평 평면, Y각에 놓여지는 적어도 두 쌍의 배리어들(5);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 금속의 불순물 구속 장치를 제공한다.

방출기, 배리어, 용융 금속, 불순물, 주조 금형

Description

연속 주조 금형 안으로 함유된 용융 금속의 불순물 구속 장치 {Apparatus for confining the impurities of a molten metal contained into a continuous casting mould}

본 발명은 철강을 공급하고 그리고 스트립 연속 주조 금형 내 불순물을 구속하기 위한 시스템의 분야에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 역회전(counter-rotating) 롤러들이 장착된 기기를 이용한 스트립 연속 주조에서, 주요 문제는 철강 내 산화물(용융 금속의 제련, 수송 또는 주조에 의해 발생하는)에 의해 주로 구성되는 불순물의 존재에 의해 그리고 부유하고 그리고 수 제곱센티미터의 폭까지 두껍게 하는 용융 금속조(molten metal bath) 표면 위 덩어리를 이루기 쉬운 내화성 물질(공통적으로 활용되는 장치들로부터 발생하는)의 입자들에 의해 구성된다. 그러한 불순물들(항목 "스컴"("scum")으로 널리 알려진)은 회전하는 롤러들의 표면과 접촉하게 되고 그리고 그로부터 끌어 당겨지며, 그리고 나서 결정화되기 쉬운 스트립의 표면에 결정화되고 따라서 스트립 자체의 표면 우에 결함을 생성한다.

이 기술분야에서 이러한 문제의 발생을 회피하기 위하여 몇몇 장치들이 알려져 있으며, 이는: 예컨대, 불활성 가스를 이용하여 금형 내 액체 수조(liquid bath)를 보호하고 그리고 극히 깨끗한 용융 금속을 생성함에 의해 금속 산화물을 제한하기 위한 시도이다. 그럼에도 불구하고, 실제로는 적어도 산업적 공정에서 예컨대, 레이들(ladle)에서 턴디쉬(tundish)로의 수송 또는 처리 중인 철강의 최소한의 산화마저도 회피하는 것이 불가능하다. 턴디쉬 코팅(tundish coating), 스토퍼 로드(stopper rod) 또는 금형 안으로 금속을 공급하는 방출기 또는 턴디쉬 내 금속 덮개 분말과 같은 내화성 재료가 이용됨에 의해 이미 언급된 바와 같이 다른 오염원들이 구성된다.

이러한 이유로, 일상적으로 롤러들의 축에 평행하게 금형 안에서 용융 금속 안으로 잠기는 배리어들을 활용하고, 주조 롤러들의 표면 근처에 이들 불순물들의 축적을 방지하는 시스템들이 개발되어 왔다.

특히, 일본 특허공개공보 JP 6-106304 및 JP 2001-321897는 롤러들의 축에 평행하게 배열되고 용융 금속 안으로 잠겨지는 한 쌍의 긴 배리어들 그리고 롤러들의 표면을 향한 방향의 홀들을 구비한 잠겨진 방출기(이하에서, "플런저"라고도 한다)를 통한 용융 금속 공급기를 제공한다. 용융 금속의 일부는 플런저 및 롤러들 사이에 위치하는 배리어들에 부딪치고, 그리고 내측으로 반사되며, 반면 그 일부는 배리어들의 하부를 통과하여 롤러에 평행한 흐름을 생성하고 이 흐름은 배리어들에 의해 구성되는 격실 내부로 불순물들을 구속하는 부유하는 불순물들을 끌어올린다.

이러한 해법을 이용하는 경우, 부유하는 불순물들이 완전하게 롤러 표면으로부터 제거되지 않으며 그리고 특히 금형 구석 근처의 수조(bath) 내에서 롤러들에 인접하여 축적이 이루어질 수 있다. 이는 롤러들을 향한 방향의 유체 흐름이 매우 약하고 충분히 효과적이지 못하기 때문이며, 그런 까닭에 배리어들 자체에 의해 부분적으로 보호되고 그리고 홀들은 금형 구석을 향하여 불순물들의 움직임이 유리하도록 한 방향으로 형성되지 않는다. 덧붙여, 롤러들에 평행한 다른 면적 흐름과 대조적으로 금형 구석 근처의, 배리어들에 의해 반사되고 측면 플레이트를 향한 방향의 유체 흐름에 의해 감소되는 면적 흐름은 배리어들 내부의 불순물들의 손쉬운 축적을 방해하고 그리고 배리어들 및 롤러들 사이의 침체 영역을 생성하고, 이 영역에서 불순물들은 두꺼워질 수 있고 그리고 주형 스트립 표면 위에 결과적 결함을 이용하여 철강 결정화가 이루어질 수 있다.

이러한 해법의 다른 단점은 배리어 또는 플런저의 홀들의 위치 내 한정된 변위(이미 밀리미터 수준의)가 배리어에 의해 반사되고 그리고 그 아래로 통과하는 금속 흐름의 주목할만한 변위를 야기하고 그리고 이는 시스템에 의해 감소되는 유체역학의 작용을 현저하게 변화시킨다는 점이다. 산업적 철-야금학적 측면에서, 이는 중요한 문제를 구성한다. 이는 치수 공차, 내화성 부품용으로 널리 이용되는 조립 기술, 회피 불가능한 열팽창 및 기존 부품들의 침식에 기인하며, 스트립 주조 금형 공정 중에 그러한 정밀도를 확보하는 것은 실제로 불가능하게 된다.

덧붙여, 일본 공개특허공보 JP 6-106304 내에 기술된 장치는 플런저에 의해 공급된 용융 금속의 적어도 일부가 측면 플레이트를 향한 방향으로 직접 형성되지 않음을 제공하고 그리고 이는 결과적으로 중요한 주조 문제가 되는 일반적인 플레이트들 자체 위에 소망하지 않는 결정화의 형성을 포함한다.

일본 공개특허공보 JP 2001-321897 내에 기술된 장치는 부분적으로 측면 플 레이트를 향한 방향으로 형성되는 용융 금속 공급기를 활용하며 따라서 측면 플레이트를 향한 방향의 방출기 홀들은 주조 롤러들의 표면을 향한 방향의 다른 홀들의 전체 영역의 0.3 내지 0.7 사이의 전체 영역비를 갖는다. 한 측면에서, 이 해법이 측면 플레이트 위로 소망하지 않는 결정화의 형성을 회피한다면, 다른 측면에서는 플레이트를 향한 방향의 유체 흐름을 야기하고 이 유체 흐름은 롤러의 표면에 평행하게 흐르는 면적 흐름에 너무 반대됨에 의해 이미 기술된 임계 상황을 더 악화시키고 그리고 이는 배리어들 내측으로 손쉬운 불순물들의 축적을 방해한다.

미국 특허공보 US 5385199는 그 표면에서 3 내지 10 ㎜ 의 범위의 거리에서 주조 롤러들의 표면에 평행하게 용융 금속조 안으로 잠기는 두 개의 배리어들의 이용을 기술한다. 이 경우에, 목적은 롤러들 자체의 회전 움직임에 의해서 배리어 및 롤러 사이의 한정된 공간에서 발생하는 난류 움직임을 활용함으로써 롤러들에 인접한 수조 표면에 불순물이 두꺼워지는 것을 회피하기 위한 것이다. 그러나, 이 해법을 이용하는 경우에, 배리어들 및 롤러 사이의 수조 상에서 철강 결정화는 용이하게 형성될 수 있다. 이러한 결정화는 스트립 표면에 크랙(crack) 및 침하(depression)와 같은 부적합한 결함을 야기하여 통상의 스트립 결정화를 약화시킨다.

그러므로, 특정 분야에서 기술의 고유의 단점을 극복하는 것을 허용하는 장치의 배치가 요구된다. 이러한 요구는 이하 기술된 바와 같이 명백한 다른 이점들을 추가로 갖는 본 발명에 의해 달성된다.

요컨대, 본 발명의 주제는 수평축(1a, 1b)을 이용한 두 개의 역회전(counter-rotating) 주조 롤러의 측면 및 상기 롤러의 베이스와 접촉하는 위치의 두 개의 억제 측면 플레이트(2a, 2b)에 의해 경계지어지는 스트립 연속 주조 금형의 영역(3) 안으로 함유되고 방출기를 통해 공급되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치로서,

- 용융 금속 공급을 위한 적어도 두 개의 제1그룹 홀들(4a, 4a') 및 용융 금속 공급을 위한 적어도 하나의 제2그룹 홀들(4b, 4b')을 갖고, 상기 제1그룹 홀은 각각 두 개의 롤러들(1a, 1b)의 대향하는 측면들 중 하나를 향하여 각각 형성되는 적어도 한 쌍의 홀들에 의해 형성되고, 그리고 상기 제2그룹 홀은 그에 가장 가까운 측면 플레이트를 향한 방향이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2그룹 홀들(4b, 4b')은 상기 적어도 두 개의 제1그룹 홀들(4a, 4a')보다 더 깊은 위치에 형성된 방출기(4); 그리고

- 플런저 및 억제 측면 플레이트들(2a, 2b)의 단부 사이에 포함되는 영역(3)의 일부분에 존재하고 그 사이에서 단면을 형성하며, 동일한 수평 평면, Y각에 놓이는 적어도 두 쌍의 배리어들(5);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 금속의 불순물 구속 장치에 관한 것이다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 플런저의 중심에 대칭이고 롤러들의 축의 수직선에 대하여 적어도 5°의 X각만큼 수평 평면에 대해 기울어지고, 따라서 각 쌍의 각 홀은 그에 가장 인접한 측면 플레이트를 향하여 발산되는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 선택적으로 홀들의 쌍에 대하여 서로 다른 X각만큼 수평 평면에 대해 기울어진 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제2그룹의 홀들(4b, 4b')은 두 개의 제1그룹의 홀들(4a, 4a') 중 어느 것에 대해서도 적어도 5 ㎜ 보다 깊은 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제2그룹의 홀들(4b, 4b')의 홀들은 0° 내지 30° 사이의 각만큼 아래 방향으로 기울어진 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 0° 내지 45° 사이의 각만큼 윗 방향으로 기울어진 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 5 내지 20 ㎜의 직경을 갖는 곡선형 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 다각형 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 부분적으로 곡선형이고 그리고 부분적으로 다각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.

방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 다각형 홀들은, 적어도 부분적으로는 20 ㎜ 보다 낮은 높이를 갖고 수평한 것을 특징으로 한다.

제2그룹의 홀들(4b, 4b')의 전체 영역 및 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 전체 영역의 비는 0.15 및 0.30 내에 포함되는 것을 특징으로 한다.

방출기(4)는 그 중앙에서 롤러들의 측면에 수직한 방향으로 형성되고 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들 사이에 위치하는 적어도 하나의 추가 홀을 갖는 것을 특징으로 한다.

Y각은 5° 내지 45° 사이인 것을 특징으로 한다.

배리어들(5) 각각은 하나 이상의 내화성 부품 또는 Al₂O₃, BN, ZrO₂, SiC, SiN, SiO₂, MgO 및 그 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 화합물을 함유하는 세라믹 재료에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

배리어들(5)은 수직선에 대하여 기울어진 것을 특징으로 한다.

배리어들(5)은 용융 금속조(molten metal bath) 위 금형 내에 위치한 리드에 역으로 고정되거나 또는 배리어들은 리드 그 자체의 일부로써 통합되고, 선택적으로 배리어들(5)은 방출기(4)에 고정되거나 또는 배리어들은 방출기 그 자체에 속하는 것을 특징으로 한다.

배리어들(5)은 상부로부터 상기 용융 금속의 표면을 향한 방향의 비활성 제트 또는 환원 가스에 의해 형성되고, 가스는 용융 금속의 표면으로 불어지기 이전에 100℃ 보다 높은 온도로 미리 가열되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 주제는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치의 사용 방법으로서, 배리어들(5)은 롤러들의 측면으로부터 적어도 10 ㎜, 측면 플레이트로부터 적어도 20 ㎜ 그리고 방출기로부터 10 ㎜ 이내에 위치하는 것을 특징으로 하는 사용 방법, 그리고 배리어들(5)은 부분적으로 용융 금속 안으로 적어도 5 ㎜ 정도 잠기는 것을 특징으로 하는 사용 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일반적 특성의 기술이 이하에 주어진다. 첨부된 도면 및 실시예의 도움을 받아, 본 발명에 관한 보다 상세한 기술이 주어진 실시형태를 참조하여 제공될 것이며 이는 목적, 특징, 이점 및 그 작동 모드를 더 잘 알게 할 것이다.

도 1a는 롤러들의 평면을 향한 방향을 향한 홀들의 축을 통하여 통과하는 수평 평면상에 얻어지는 본 발명의 주요 장치 및 롤러 금형의 개략적 평면 단면도이고, 모든 요소는 여기서 단순화를 위하여 동일한 높이에서 도시된다.

도 1b는 롤러들의 회전축에 평행하고 금형 중앙을 통과하는 수직 평면에서 얻어지는 본 발명의 주요 장치 및 롤러 금형의 개략적 단면도이다.

도 1c는 롤러들의 회전축에 수직하고 롤러들의 측면에 인접한 수직 평면에서 얻어지는 본 발명의 주요 장치 및 롤러 금형의 개략적 단면도이다.

본 발명은 스트립 직접 주조를 위해 역회전 롤러 금형 안으로 용융 금속을 공급하는 도 1에 도식화된 장치에 의해 구성된다. 그러한 금형에서 금속은 일반적으로 그 위에 금속이 결정화되는 두 개의 역회전 롤러들(1a, 1b), 그리고 롤러들의 측면에 대하여 가압되는 두 개의 내화성 플레이트들(2a, 2b)에 의해 형성된 격실 안으로 포함되는 용융 금속조(3) 내부로 잠긴 내화성 방출기(4)를 통해 공급된다.

철강이 반드시 함유하는 (일반적으로 용융 금속의 정제, 수송 또는 주조에서 발생하는 산화물에 의해 그리고 내화성 재료의 입자들에 의해 구성되는) 불순물들 은 용융 금속조의 표면에 뭉쳐지고 부유하기 쉬우며 이는 수 제곱센티미터의 폭 영역까지 도달하는 두께의 증가를 가져온다. 그러한 불순물들(또한 용어 "스컴"으로 알려진다)은 회전 롤러의 표면과 접촉하게 되고 그리고 이들은 그로부터 끌어 올려져 그리고 나서 스트립의 표면에 결정화되고 결정화됨에 따라 스트립 자체의 표면에 결함을 생성한다.

본 발명의 목적은 주조 롤러들의 표면 근처에서 용융 금속조의 표면에 그러한 불순물들이 축적되는 것을 방지하고 따라서 크랙(crack), 침하(depressions) 또는 공동(cavity)이 없는 전체적으로 우수한 표면 품질을 구비한 주조 스트립을 얻기 위한 것이다.

본 발명의 주제인 방출 장치(이하에서, "플런저"로 칭해지기도 한다)는 도 1에 도식화되어 있으며, 방출 장치는 두 개의 롤러들의 표면을 향한 방향으로 대칭적으로, 그리고 금형의 측면을 향한 중심으로부터 대칭으로 분기되는 방향으로 형성된 두 개 이상의 쌍의 홀들(4a, 4a')을 통하여 금형 안으로 용융 금속을 공급하는 잠겨진 내화성 플런저(4)로 구성되며, 이때 각 쌍의 각 홀은 롤러들의 축의 수직에 대하여 적어도 5°의 X각만큼 기울어진다. 이들 홀들은 일반적으로 10 및 30 ㎜ 이내에서 제한적으로 잠기며(여기서, 잠김하에서 용융 금속조의 표면과 홀의 상부 단부 사이의 거리는 평균이 된다) , 그리고 금형 측면을 향하여 불순물들을 수송하는 용융 금속(9)의 면적 흐름을 생성한다. 금형 측면을 향한 기울기는 유체 및 결과적으로 그러한 방향에서의 부유 불순물의 적절한 움직임을 보증하기 위한 기본이 된다.

덧붙여, 플런저는 롤러들의 축에 평행한 홀들의 축을 구비한 측면 플레이트들을 향한 방향으로 각 측면에 하나씩 적어도 두 개의 홀들(4b, 4b')을 갖는다. 용융 금속 흐름(8)을 인도하는 이들 홀들의 목표는 측면 플레이트들을 직접적으로 향하며 따라서 플레이트들 자체에 스트립 단부의 품질을 더럽힐 수 있고 그리고 플레이트 또는 스트립 그 자체의 파열을 야기할 수도 있는 소망하지 않는 결정화의 형성을 회피할 수 있다.

이들 홀들의 잠김은 롤러들의 표면을 향한 방향으로 홀들의 하나보다 더 큰 적어도 5 ㎜이며, 이러한 용액 내에서 바람직하게는 동일한 잠김(깊이)을 갖는다. 이들 홀들(4b, 4b')의 전체 영역은 바람직하게는 주조 롤러들의 표면을 향한 방향으로 형성된 플런저의 다른 홀들(4a, 4a')의 전체 영역보다 0.15 배보다 크고 0.3 배보다 작다.

덧붙여, 측면 플레이트들을 향한 방향으로 형성된 홀들(4b, 4b')은, 반드시 필요한 것은 아니지만, 바람직하게는 5° 및 30° 사이의 각만큼 아래 방향으로 기울어지며, 이는 홀 및 관련 플레이트 사이의 거리에 의존한다.

이러한 방식으로 플레이트들을 향한 방향의 용융 금속 흐름(8)은 금형 측면을 향한 방향으로 불순물들을 수송하는 면적 용융 금속 흐름(9)보다 큰 깊이에서 머무르며, 따라서 상기 불순물들의 움직임을 방해한다. 이러한 해법이 없다면, 플레이트들을 향한 방향의 용융 금속의 적절한 품질 및 동시에 주조 롤러들 근처의 수조 표면의 영역(메니스커스; meniscus)으로부터 불순물의 효과적 제거를 보증하는 것은 불가능하다.

제안된 장치는 플런저 단부 및 측면 플레이트들 사이의 공간에 위치하고 그리고 각 쌍의 두 개의 배리어들 사이에서 5° 및 30° 사이의 각 Y만큼 기울어진 두 쌍의 배리어들(5)에 의해 완성된다. 그러한 배리어들(5)은 방출기 벽과 접촉하게 될 수 있고, 그러나 그로부터 10 ㎜ 이상 떨어지지 않으며, 반면 배리어들은 주조 롤러들 (바람직하게는 그로부터 10 ㎜ 이상 떨어져야 한다) 및 측면 플레이트들 (바람직하게는 그로부터 적어도 20 ㎜ 떨어져야 한다) 중 어느 것과도 접촉하지 않는다. 이러한 배리어들이 내화성 또는 세라믹 재료로 제작된 바(bar)들로 구성되는 경우에, 배리어들은 일반적으로 용융 금속조가 산화되는 것을 방지하기 위해 활용되며 그리고 바람직하게는 5 ㎜ 보다 낮은 깊이로 용융 금속 안으로 부분적으로 잠기는 리드(도 1에 도시되지 않음)에 고정되는 것이 바람직하다.

이러한 방식으로 위치하는 그러한 배리어들은 롤러들의 표면에 평행한 면적 용융 금속 흐름(9)에 의해 유도되는 스컴의 움직임을 안내하고 함유하는 데 기여하고, 따라서 롤러들 자체의 표면으로부터 그러한 스컴을 제거하고 그리고 그러한 스컴을 플런저 및 각 쌍의 배리어들 사이에 형성된 격실(7) 내측으로 이송할 수 있다.

본 발명의 장치 주제는 결정화된 스트립의 표면상에 결함의 형성을 회피하는 데 효과적이며, 또한 배리어들 사이의 격실 및 배리어들 및 롤러 사이의 공간을 완전히 불순물들의 거래한 양으로 채우는 데 효과적이다.

이는 아무튼 흐름(8)이 롤러 표면 근처의 불순물들 덩어리를 방해한다는 사실 덕택이다.

실시예

52톤(ton)의 스테인리스 스틸(AISI 304)이 15-t 턴디쉬(tundish)를 통해 레이들(ladle)로부터 역회전 이중 롤러를 구비한 스트립 금형 안으로 주조되었다. 1520℃ 온도의 철강은 1500 ㎜ 직경과 1130 ㎜ 폭의 니켈 도금 구리로 제작된 스커트를 구비한 두 개의 금형 롤러들에 의해 형성되는 격실 내 용융 금속조 안으로 부분적으로 잠겨진 내화성 플런저를 통해 금형 안으로 공급되며, 그 안에서 냉각되고, 그리고 롤러들의 측벽에 인접하여 이동된 내화성 재료로 제작된 두 개의 격실 플레이트들에 의해 한정된다. 420 ㎜ 수준의 용융 금속은 금형 안으로 공급되고 그리고 대략 2,8 ㎜ 두께의 스트립이 48분의 전체 주조 시간동안 대략 48 m/min의 주조 속도에서 주조된다.

용융 금속조(molten metal bath)의 표면은 철강 구조물에 의해 지지되고 그 아래에서 산화로부터 수조를 보호하기 위해 질소가 공급되는 내화성 리드에 의해 보호된다.

금형으로 용융 금속을 공급하기 위한 플런저는 턴디쉬(tundish)와 결합되는 수직 파이프용 원형 단면을 구비하고 뒤집힌 T 형상을 구비한 알루미나-그래파이트(alumina-graphite)로 제작되고, 반면 수평 부분은 대략 다음의 치수: 길이 700 ㎜, 폭 100 ㎜, 높이 140 ㎜를 갖는 평행사변형 형상으로 구성된다. 플런저는 롤러의 축에 평행한 700 ㎜의 긴 벽과 측면 플레이트들에 평행한 두 개의 100 ㎜의 폭 벽을 갖는다.

주조 롤러들을 향하여 면한 양측의 긴 벽에서, 바닥 벽으로부터 35 ㎜ 떨어 진 위치에서, 15 ㎜의 직경과 롤러들의 표면을 향한 방향으로 형성된 수평 축을 구비하고 곡선 단면을 갖지며, T형 플런저의 각 어깨부(arm)에서 중심에 대하여 대칭으로 위치하는 네 쌍의 홀들이 얻어진다. 플런저 어깨부의 홀들 각각은 서로 95 ㎜ 만큼 등간격으로 위치하고 그리고 벽들 자체에 수직에 대해 30° 만큼 기울어지며, 이때 각 어깨부(arm)의 단부를 경계짓는 짧은 벽을 향한 방향으로 얻어진다.

플런저의 각 어깨부의 단부에서 위치하는, 플런저의 두 개의 짧은 벽의 각각에서, 대향하는 측면 플레이트를 향한 방향으로 형성되고 30°의 각으로 아래로 기울어진 곡선 홀이 얻어진다.

동작 조건하에서 긴 측면에서의 홀들의 잠김은 20 ㎜이고, 반면 측면 플레이트들을 향한 방향으로 형성된 홀들의 하나는 30 ㎜의 잠김을 갖는다.

Al₂O₃계 및 SiO₂계열이고, 180 ㎜의 길이와, 60 ㎜의 높이 및 20 ㎜의 두께 치수를 갖는 네 개의 내화성 섬유 배리어들은 전술한 리드에 결합되고, 따라서 수직한 위치에서 용융 금속의 자유표면에 수직하고 리드를 향한 긴 측면을 구비하여 위치한다. 두 쌍으로 구성되고 긴 측면이 V를 형성하도록 배치된 배리어들은 플런저의 좁은 측면 및 대향하는 측면 플레이트들 사이의 두 개의 영역에 위치한다. 쌍으로 구성되는 두 개의 배리어들은 플런저의 짧은 벽들과 접촉하여 위치하고, 그 사이에서 30°의 각을 형성하도록 기울어지며 그리고 측면 플레이트들로부터 36 ㎜, 롤러들로부터 40 ㎜ 최소 거리를 갖도록 도시된다.

기술된 플런저와 함께 배리어들이 테스트될 때, 이들은 용융 금속 내에 20 ㎜만큼 잠기고, 그리고 이들은 수조 표면에서 부유하는 불순물들을 모으기 위한 대략 사다리꼴 형상의 두 영역을 결정하며, 그 격실 측벽들은 배리어들 그 자체(사다리꼴의 경사진 측면), 플런저의 좁은 측면(작은 변) 및 측면 플레이트 자체(큰 변)로 구성되고, 측면 플레이트(후자)는 배리어들과 접촉하지 않는다.

그렇게 위치하는 배리어들은 롤러들의 표면에 평행한 면적 용융 금속 흐름에 의해 유도되는 불순물의 움직임을 안내하고 함유하여 구성되고, 따라서 롤러들 자체의 표면으로부터 이들 불순물들을 제거하고 그리고 수집 영역(gathering area) 안으로 불순물들을 수송할 수 있다.

본 발명에 따른 장치를 활용하는 연속 주조 테스트는 스트립의 제품이 제조되는 스트립 표면상의 불순물들의 포획으로부터 얻어지는 실질적으로 크랙(crack), 침하(depression) 및 공동(cavity)이 없는 우수한 품질을 갖도록 허용한다.

본 발명에 따르면, 스트립 연속 주조 금형의 영역(3) 안으로 함유되고 방출기를 통해 공급되는 용융 금속의 불순물을 효과적으로 구속함으로써 보다 우수한 품질의 스트립을 제조할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.

Claims

수평축(1a, 1b)을 이용한 두 개의 역회전(counter-rotating) 주조 롤러의 측면 및 상기 롤러의 베이스와 접촉하는 위치의 두 개의 억제 측면 플레이트(2a, 2b)에 의해 경계지어지는 스트립 연속 주조 금형의 영역(3) 안으로 함유되고 방출기를 통해 공급되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치로서,

- 용융 금속 공급을 위한 적어도 두 개의 제1그룹 홀들(4a, 4a') 및 용융 금속 공급을 위한 적어도 하나의 제2그룹 홀들(4b, 4b')을 갖고, 상기 제1그룹 홀은 각각 두 개의 롤러들(1a, 1b)의 대향하는 측면들 중 하나를 향하여 각각 형성되는 적어도 한 쌍의 홀들에 의해 형성되고, 그리고 상기 제2그룹 홀은 그에 가장 가까운 측면 플레이트를 향한 방향이고, 그리고 상기 적어도 하나의 제2그룹 홀들(4b, 4b')은 상기 적어도 두 개의 제1그룹 홀들(4a, 4a')보다 더 깊은 위치에 형성된 방출기(4); 그리고

- 플런저 및 억제 측면 플레이트들(2a, 2b)의 단부 사이에 포함되는 영역(3)의 일부분에 존재하고 그 사이에서 단면을 형성하며, 동일한 수평 평면, Y각에 놓여지는 적어도 두 쌍의 배리어들(5);

을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 금속의 불순물 구속 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 상기 플런저의 중심에 대칭이고 상기 롤러들의 축의 수직선에 대하여 적어도 5°의 X 각만큼 상기 수평 평면에 대해 기울어지고, 따라서 각 쌍의 각 홀은 그에 가장 인접한 측면 플레이트를 향하여 발산되는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 선택적으로 상기 홀들의 쌍에 대하여 서로 다른 X각만큼 상기 수평 평면에 대해 기울어진 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제2그룹의 홀들(4b, 4b')은 상기 두 개의 제1그룹의 홀들(4a, 4a') 중 어느 것에 대해서도 적어도 5 ㎜ 보다 깊은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제2그룹의 홀들(4b, 4b')의 홀들은 0° 내지 30° 사이의 각만큼 아래 방향으로 기울어진 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 0° 내지 45° 사이의 각만큼 윗 방향으로 기울어진 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 5 내지 20 ㎜의 직경을 갖는 곡선형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 다각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들은 부분적으로 곡선형이고 그리고 부분적으로 다각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 다각형 홀들은, 적어도 부분적으로는 20 ㎜ 보다 낮은 높이를 갖고 수평한 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2그룹의 홀들(4b, 4b')의 전체 영역 및 상기 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 전체 영역의 비는 0.15 및 0.30 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출기(4)는 그 중앙에서 상기 롤러들의 측면에 수직한 방향으로 형성되고 상기 방출기(4)의 제1그룹의 홀들(4a, 4a')의 홀들 사이에 위치하는 적어도 하나의 추가 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Y각은 5° 내지 45° 사이인 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어들(5) 각각은 하나 이상의 내화성 부품 또는 Al₂O₃, BN, ZrO₂, SiC, SiN, SiO₂, MgO 및 그 조합을 포함하는 군으로부터 선택되는 화합물을 함유하는 세라믹 재료에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어들(5)은 수직선에 대하여 기울어진 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어들(5)은 용융 금속조(molten metal bath) 위 금형 내에 위치한 리드에 역으로 고정되거나 또는 배리어들은 리드 그 자체의 일부로써 통합되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어들(5)은 상기 방출기(4)에 고정되거나 또는 배리어들은 방출기 그 자체에 속하는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배리어들(5)은 상부로부터 상기 용융 금속의 표면을 향한 방향의 비활성 제트 또는 환원 가스에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 가스는 상기 용융 금속의 표면으로 불어지기 이전에 100℃ 보다 높은 온도로 미리 가열되는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치의 사용 방법으로서, 상기 배리어들(5)은 상기 롤러들의 측면으로부터 적어도 10 ㎜, 상기 측면 플레이트로부터 적어도 20 ㎜ 그리고 상기 방출기로부터 10 ㎜ 이내에 위치하는 것을 특징으로 하는 사용 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 배리어들(5)은 부분적으로 상기 용융 금속 안으로 적어도 5 ㎜ 정도 잠기는 것을 특징으로 하는 스트립 연속 주조 금형 안으로 함유되는 용융 금속의 불순물을 구속하는 장치의 사용 방법