KR20100063916A - 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 쌍롤형 박판제조 장치와 관련된 것으로, 주조롤 측면을 지지하는 에지댐의 마모율과 에지댐의 높이 조정 방법에 관한 것이다.

본 발명의 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법은, 연속 박판주조기의 주조롤 측면을 지지하여 주는 에지댐 제어 방법에 있어서, 주조중 에지댐의 마모율이 용강 1톤당 30㎛ 이상의 값에서 일정하게 유지되도록 에지댐을 롤측면으로 밀어주고, 동시에 에지댐의 높이를 용강 1톤당 10㎛ 이상의 속도로 일정하게 상승시켜 주는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 에지댐을 주조롤 측면에 밀어줄 때, 에지댐의 마모율과 높이 상승율를 제어하므로써, 주조 안정성을 향상시킴과 동시에 높이 상승율 ÷ 마모율의 비를 일정하게 하여 주편 에지의 형상을 양호하게 하여 실수율 증가 및 품질 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

연속 박판주조기의 에지댐 제어방법 {Edge Dam Control Method of Continuous Casting Rolls}

본 발명은 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 쌍롤형 박판제조 장치와 관련된 것으로, 특히 주조롤(1) 사이에 용강 풀을 형성하기 위하여는 롤의 측면을 막아야 하며, 이를 위하여는 내화물 재질의 에지댐(7)을 롤 측면에 접촉시키고 유압이나 공압을 이용하여 일정한 힘으로 밀어주어야 하는 바, 본 발명은 주조롤 측면을 지지하여 주는 에지댐의 마모율과 높이 조정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 쌍롤형 박판제조 장치에 있어서, 도 1과 같이 주조롤(1) 사이에 용강 풀을 형성하기 위하여는 롤의 측면을 막아야 한다. 이를 위하여는 내화물 재질의 에지댐(7)을 롤 측면에 접촉시키고 유압이나 공압을 이용하여 일정한 힘으로 밀어주어야 한다.

주조중에는 롤 측면과 에지댐 사이에는 최대한 간격이 없어야 하며, 이러한 간격이 30 um 이상일 경우에는 에지댐이 용강풀을 안정적으로 형성하지 못하고, 에지댐과 주조롤 측면에서 용강이 유출되어 주조중 주조롤 측면과 에지댐 사이에서 용강이 응고되어 롤 측면을 타고 올라오거나, 주조롤 측면과 에지댐 사이에서 응고된 주편(8)이 누적되는 경우에는 계속적으로 용강이 유출되는 원인이 된다.

이렇게 용강이 유출되면 주조 중단을 야기시킬 뿐만 아니라, 심할 경우에는 응고띠나 용강에 의한 설비 손상의 원인이 되므로 주조롤 측면과 에지댐 사이의 간격을 최소화하여 기밀을 유지하는 것은 매우 중요하다.

그리고, 일정한 속도로 에지댐을 마모시켜 에지댐과 주조롤 측면의 기밀을 유지하는 이외에도 주조가 진행됨에 따라 에지댐의 높이를 상승시켜 주어야 한다. 그 목적은, 첫번째는 이동된 새로운 에지댐 면에서 마모가 진행되도록 하여, 에지댐의 침식의 영향을 최소화하고 에지댐과 주조롤 측면의 기밀을 계속 유지코자 하는 것이고, 두번째는 주편폭의 감소를 최소화하는 것이다.

장시간 주조의 경우 만약에 에지댐 높이를 조정하지않으면, 에지댐이 주조롤 안쪽으로 침식되어 들어옴에 따라 주편 폭이 감소하게 된다. 따라서, 일반적으로 주조가 진행 되면서 에지댐의 높이를 일정한 속도로 높혀 주어야 한다.

쌍롤형 박판제조 장치로 박판을 제조하는 경우 스트립(strip) 에지부의 응고가 지 연되면 도 6에 나타난 바와 같이 용강이 응고되어 스트립(strip)의 형상을 가지지 못하고, 액체 상태로 내려와서 물방울의 형태로 맺히게 된다. 이러한 물방울 형태의 결함을 우징이라고 하는데, 우징이 심하여 스트립(strip) 위에 혼입되면 압연기 (12) 에서 눌리게 되어 결함을 발생시키거나 에지크랙의 원인이 된다.

또한, 에지댐을 마모시키는 것과 동시에 상승시키게 되면 에지댐의 마모측면에 각도가 발생하게 된다. 이러한 각도는 에지댐에서의 용강응고를 좌우하게 되는데, 각도가 클수록 에지댐과 주조롤 사이의 용강 부피가 커지고, 따라서 응고를 위하여 빼앗아 와야할 열량이 많아지므로, 응고가 지연되게 된다. 그리고, 상승율과 마모율의 비가 너무 적으면 에지부 응고능이 너무 증가하여 용강이 비정상으로 응고하여 혼입되는 스컬의 결함이 많아지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 에지댐을 주조롤 측면으로 밀어줄 때, 에지댐 높이를 제어하므로써, 용강유출을 막아 주조 안정성을 향상시킴과 동시에 건전한 에지 형상을 얻는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법은, 연속 박판주조기의 주조롤 측면을 지지하여 주는 에지댐 제어 방법에 있어서, 주조중 에지댐의 마모율이 용강 1톤당 30㎛ 이상의 값에서 일정하게 유지되도록 에지댐을 롤측면으로 밀어주고, 동시에 에지댐의 높이를 용강 1톤당 10㎛ 이상의 속도로 일정하게 상승시켜 주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주조중 에지댐의 높이 상승율÷마모율의 값은 0.2 ~ 1.0 인 것을 특징으로 하고, 상기 에지댐의 마모율은, 상.하부 위치검출기(13, 13', 15) 및 상.하부실린더(14, 14', 16)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하며, 상기 에지댐의 높이는, 높이위치 검출기(17) 및 높이실린더(18)에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 에지댐을 주조롤 측면에 밀어줄 때, 에지댐의 마모율과 높이 상승율를 제어하므로써, 주조 안정성을 향상시킴과 동시에 높이 상승율 ÷ 마모율의 비를 일정하게 하여 주편 에지의 형상을 양호하게 하여 실수율 증가 및 품질 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서는 에지댐의 마모율과 높이 상승율의 비에 따라 스트립(strip) 에지 응고에 영향을 미치며, 건전한 에지형상을 위하여는 에지댐의 마모율과 높이 상승율의 비를 1.0 이하로 유지하여야 한다는 것을 발견하였다.

도 2 는 연속 박판주조기의 에지댐 제어장치에 대한 개략도 (측면도)이고, 도 3 은 연속 박판주조기의 에지댐 제어장치에 대한 개략도 (정면도)이다. 본 발명에서는 도 2와 도 3에 나타나 있는 에지댐(7) 지지 장치를 이용하여 에지댐이 동작할 때의 높이 위치를 검출하고 에지댐 높이를 제어하는 바, 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

에지댐은 주조롤(1)과 에지댐(7) 사이의 기밀을 유지하기 위하여 일정한 힘으로 에지댐을 밀게되는데, 마모되는 양, 즉 마모율을 일정하게 유지하는 제어를 하게 된다. 에지댐의 수평 변위 위치 검출 및 마모율은, 도 3에 나타난 바와 같이 상.하부 위치검출기 (13, 13', 15) 및 상.하부 실린더 (14, 14', 16)에 의해 제어되어, 주 조중 에지댐이 마모되는 양을 연속적으로 기록하고 시간당 마모되는 비율이 일정하게 되도록 한다.

에지댐의 마모율을 증가시키면 에지댐을 주조롤에 밀착시키는 힘이 증가하게 되고, 따라서 용강유출이 방지되고, 반대로 마모율이 낮으면 용강유출이 발생하게 된다. 용강유출을 방지하기 위한 에지댐의 마모율은 최소 용강 1톤을 주조하는데, 30um 이상의 양을 마모하여야 한다.

또한, 에지댐을 마모시키는 것과 동시에, 주조중 에지댐의 높이를 상향 시키는 높이 상승 조정을 일정한 속도로 하여야만 된다. 에지댐의 높이는 도 2 및 도 3의 높이 위치검출기 (17) 및 높이 실린더 (18)에 의하여 제어된다. 에지댐의 높이를 상승시키는 목적은 용강과 접촉하여 반응하지 않은 새로운 에지댐 면이 노출되게하여 에지댐과 주조롤 측면사이의 기밀을 유지하고, 또한 에지댐이 마모됨에 따라 발생하는 스트립(strip)의 폭이 줄어드는 현상을 방지하기 위한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여는 최소 용강 1톤당 10um 이상의 속도로 일정하게 상승하여야 한다. 에지댐 높이 상승율의 상한은 에지부 용강의 응고를 고려하여 결정되며, 상세한 내용은 아래에 설명하였다.

도 4 는 에지댐 높이에 따른 모식도이고, 도 5는 에지댐 마모와 높이 비에 따른 에지댐 마모형상에 대한 모식도이다. 에지댐의 높이를 조정하는 경우 도 4의 모식도 와 같이 주조롤배럴부와 에지댐사이에 간격이 발생하게 되는데, 상부는 비교적 그 값이 큰 반면에 하부는 거의 간격이 발생하지 않게 된다. 이를 측면에서 보면 도 5와 같이 에지댐의 마모면에서 경사가 발생하게 되는데, 경사각도는 높이상승율과 마모율의 비에 비례해서 결정되게 된다. 즉, 높이상승율과 마모율의 비가 크면 각도가 커지고, 비가 적으면 각도가 적어진다.

*［경사각도］ ＝ K X (높이 상승율 ÷ 마모율), K는 비례상수로 에지댐의 위치에 따라 달라짐.

이러한 각도는 에지댐에서의 용강응고를 좌우하게 되는데, 각도가 클수록 에지댐과 주조롤 사이의 용강 부피가 커지고 응고를 위하여 빼앗아 와야할 열량이 많아지므로, 응고가 지연되게 된다. 도 6의 미세조직 사진은 높이 상승율 ÷ 마모율의 비를 1.3으로 유지한 경우로, 에지부의 응고가 지연되어 고상분율의 양이 적고, 따라서 잔류한 최종 용강의 유동도가 커서 주조롤을 빠져나가면서 에지로 용강이 흘러내렸으며, 표면장력에 의하여 물방울 형태를 보이고 있다.

도 7에 쌍롤형 박판 제조장치로 박판을 제조할 때, 높이 상승율 ÷ 마모율의 비를 변화시키면서 에지의 형상을 조사한 그래프를 나타내었다. 높이 상승율 ÷ 마모율의 비를 1.0 이하로 유지하므로써, 에지부 응고능을 향상시켜 이러한 결함을 제거할 수 있었다. 그리고, 높이를 상승하지 않으면 스트립(strip)의 폭이 변화하게 되 고, 상승율과 마모율의 비가 너무 적으면 에지부 응고능이 너무 증가하여 용강이 비정상으로 응고하여 혼입되는 스컬의 결함이 많아지게 된다. 따라서, 최소한 0.2 이상으로는 유지되어야 한다.

도 1 은 일반작인 박판주조기 상세도

도 2 는 연속 박판주조기의 에지댐 제어장치에 대한 개략도 (측면도)

도 3 은 연속 박판주조기의 에지댐 제어장치에 대한 개략도 (정면도)

도 4 는 에지댐 높이에 따른 모식도

도 5는 에지댐 마모와 높이 비에 따른 에지댐 마모형상에 대한 모식도

도 6은 마모율과 높이상승율의 비가 높을 때, 에지불량이 발생한 미세조직

도 7은 본 발명의 마모율과 높이상승율의 비에 따른 에지형상의 관계를 보여주는 그래프

♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♠

1. 주조롤 2. 래들 3. 턴디쉬 4. 침지노즐

5. 메니스커스 실드 6. 브러쉬롤 7. 에지댐 8. 주편

9. 핀치롤 10. 수냉장치 11. 권취코일 12. 열간압연기

13, 13'. 에지댐 상부 위치검출기 14, 14'. 에지댐 상부 실린더

15. 에지댐 하부 위치검출기 16. 에지댐 하부 실린더

17. 에지댐 높이 위치검출기 18. 에지댐 높이 실린더

19. 유압배관 20. 유압밸브스탠드

21. 제어장치

Claims (4)

1. 연속 박판주조기의 주조롤 측면을 지지하여 주는 에지댐 제어 방법에 있어서,

   주조중 에지댐의 마모율이 용강 1톤당 30㎛ 이상의 값에서 일정하게 유지되도록 에지댐을 롤측면으로 밀어주고,

   동시에 에지댐의 높이를 용강 1톤당 10㎛ 이상의 속도로 일정하게 상승시켜 주는 것을 특징으로 하는 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 주조중 에지댐의 높이 상승율÷마모율의 값은 0.2 ~ 1.0 인 것을 특징으로 하는 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 에지댐의 마모율은, 상.하부 위치검출기(13, 13', 15) 및 상.하부실린더(14, 14', 16)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 에지댐의 높이는, 높이위치 검출기(17) 및 높이실린더(18)에 의해 제어 되는 것을 특징으로 하는 연속 박판주조기의 에지댐 제어방법.

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