KR20100101052A - 초기 프로파일, 특히 이중 ｔ형 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법 및 장치 - Google Patents

초기 프로파일, 특히 이중 ｔ형 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법 및 장치 Download PDF

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Abstract

초기 프로파일, 특히 이중 T형 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법을 사용하면, 하부방향으로 흐르는 냉각수가 프로파일 플랜지들을 통해 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브로부터 밀려나오며 워터 노즐(21, 22)들을 사용하여 배출되는데, 상기 워터 노즐(21, 22)들은 워터 노즐(21, 22)을 통해 전달되는 방향전환수(diverting water)에 의해 바(4)로부터 각각의 플랜지(5, 6)로의 교차 영역에 대해 실질적으로 나란하게 정렬된다. 이런 방식으로 하부방향으로 흐르는 냉각수에 의해 야기된 과도한 냉각이 초기 프로파일 스트랜드의 내부 커브 내에서 대부분 방지될 수 있다.

Description

초기 프로파일, 특히 이중 Ｔ형 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법 및 장치{CONTINUOUS CASTING METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING PRELIMINARY PROFILES, IN PARTICULAR DOUBLE T PRELIMINARY PROFILES}
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 연속주조법 및 청구항 제 9항의 전제부에 따른 상기 연속주조법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
초기 프로파일(preliminary profile), 특히 이중 T형 초기 프로파일 또는 하나의 바(bar)와 두 개의 측면 플랜지를 가진 빔 블랭크(beam blank) 초기 프로파일 스트랜드를 만곡식으로 연속주조하여, 초기 프로파일 스트랜드 내의 반경의 내측 상에 있는 플랜지들 사이에서 냉각수가 수거되며 이 냉각수는 초기 프로파일 스트랜드를 따라 오직 하부방향으로만 흘러나올 수 있다(run off). 이 냉각수는 실질적으로 가스 절단(gas cutting)이 가능하도록 초기 프로파일 스트랜드의 가스 절단 전에 내부 커브로부터 제거되어야 한다. 또한, 하부방향으로 흘러나오는 냉각수로 인해 프로파일 플랜지(profile flange) 내부에서 과도한 냉각(excessive cooling)이 발생된다. 이로 인해 스트랜드가 나란하게 정렬될 때 스트랜드 내부에 균열이 발생될 수 있다. 프로파일의 외부에서보다 프로파일 내부가 더 강력하게 냉각되기 때문에 여기서 재료는 더 강하게 수축되며, 이로 인해 원하는 반경이 감소될 수 있다. 이와 같은 반경에 대한 변경효과는 내측 상에서 가이드 롤러(guide roller)의 추가적인 로딩(loading)이다.
예를 들어 EP 1 497 056 B1호에 개시된 바와 같이, 초기 프로파일 스트랜드의 만곡 스트랜드 가이드(curved strand guide) 영역에서 초기 프로파일의 내부 커브(internal curve)로부터 냉각수를 유입시키거나(draw off) 또는 이 냉각수를 압축공기에 의해 분사시키는(blow off) 것이 공지된다. 이러한 모든 방법들을 사용하여도, 충분히 우수한 수밀(water seal)을 형성하기 위하여 초기 프로파일 스트랜드에 충분하게 근접하게 하는 것이 어렵다. 상기 밀봉을 개선시키기 위하여 간격(gap) 내로 분사되는 압축 공기를 사용하는 것은 또 다른 강력한 냉각을 발생시키지만, 이것은 바람직하지 못하다. 게다가, 이에 필요한 양의 압축 공기는 운영자에게 많은 비용이 들게 한다.
본 발명의 기초를 이루는 목적은 앞에서 구체화된 타입의 상업적으로 유용한 방법을 제안하며 이 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 데 있는데, 상기 방법과 장치를 사용하면 초기 프로파일 스트랜드(preliminary profile strand)의 내부 커브(internal curve) 내에서 과도한 냉각이 대부분 방지될 수 있다.
이 목적은 청구항 제 1항의 특징들을 가진 방법 및 청구항 제 9항에 따른 장치에 의해 본 발명에 따라서 구현된다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법의 추가적인 바람직한 구체예들은 종속항들의 주된 주제를 이룬다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법을 사용하면, 오직 워터 노즐(water nozzle)들만 사용되어도, 하부방향으로 흐르는 냉각수에 의해 야기된 과도한 냉각이 초기 프로파일 스트랜드의 내부 커브 내에서 대부분 방지될 수 있다. 숄더 영역에서 즉 초기 프로파일의 바(bar)와 측면 플랜지들 사이에서 추가적인 배플 플레이트(baffle plate) 또는 퍼널(funnel)이 필요없을 뿐만 아니라 압축 공기도 필요하지 않다. 따라서, 이에 관련된 설치 및 작동 비용들이 필요 없게 된다.
방향전환수(diverting water)에 의해 제공된 추가적인 냉각효과는 냉각수를 감소시킴으로써 상쇄될 수 있다. 과냉각(undercooling)을 감소시키기 위하여, 가열된 방향전환수가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여, 방향전환수의 온도를 조절함으로써 초기 프로파일 스트랜드의 냉각에 영향을 미칠 수 있다.
하기에서 본 발명은 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 기술된다.
도 1은 빔 블랭크 초기 프로파일 스트랜드의 연속주조를 위한 연속주조설비를 도식적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 만곡 스트랜드 가이드의 수냉 영역(water-cooled region) 내에서 초기 프로파일의 횡단면을 도식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 초기 프로파일 스트랜드의 내부 커브로부터 흘러나오는 냉각수를 배출시키기 위해 본 발명에 따른 장치 영역 내의 초기 프로파일 스트랜드의 횡단면을 도식적으로 도시한 도면이다.
도 1에는 수냉식 몰드(2)를 가진 연속주조설비(1)가 도시되는데, 이 연속주조설비로부터 액체 금속 특히 강이 연속적으로 이송되어 주조 스트랜드(casting strand)로서 쉘(shell)을 형성한다. 주조 스트랜드는 초기 프로파일 특히 이중 T형 초기 프로파일(3)이며, 이 초기 프로파일의 횡단면은 도 2와 도 3에서 볼 수 있고, 하나의 바(4)와 두 개의 측면 플랜지(5, 6)를 가진다. 외부의 고형(solid) 스트랜드 쉘은 몰드(2) 내에서 이미 경화된다(1차 냉각).
몰드(2)로부터 수직방향으로 통과하는 초기 프로파일 스트랜드(3)는 만곡 스트랜드 가이드(10)를 통해 안내되어 수평방향으로 굽어진다. 정렬 유닛(11)에 의해 정렬된 초기 프로파일 스트랜드는 가스절단기(12)로 통과된다. 상기 스트랜드 가이드(10)는 서로 일렬식으로 배열된 모듈(10a, 10b)과 다수의 스트랜드 가이드 세그먼트들을 포함하며(두 개가 도 1에 표시됨), 이 세그먼트들 중 몰드(2)에 인접한 적어도 제 1 세그먼트(10a)는 냉각수를 전달하기 위하여 가이드 롤러(15) 외에도 스프레이 노즐(16)들을 포함하고(도 2 참조), 이 스프레이 노즐에 의해, 소위, 초기 프로파일 스트랜드(3)의 2차 냉각(secondary cooling)이 발생된다.
냉각수가 주조 반경(casting radious) 내에서 제조된 초기 프로파일 스트랜드(3)의 외측으로부터(도 2에 따라 플랜지 부분(5a, 6a)들로부터 및 바의 측면(4a)으로부터) 초기 프로파일 스트랜드(3)로부터 이격되어 아무 문제없이 하부방향으로 흐를 수 있으나, 냉각수는 플랜지 부분(5i, 6i)에 의해 및 바의 측면(4i)에 의해 형성된 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브에서 특히 도 2에 표시된 바와 같이 바(4)와 각각의 플랜지(5, 6) 또는 플랜지 부분(5i, 6i)들 사이의 교차 영역(crossover)에서, 내측 상에 수거된 채로 유지되며, 가스절단기(12)를 향해 하부방향으로 흘러나오는(run off) 경향이 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명에 따르면, 냉각수가 2차 냉각의 원하는 기능을 충족시키고 난 후, 도 3에서 볼 수 있는 워터 노즐(21, 22)들에 의해, 방향전환수(diverted water)가 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브 내로 주입되고, 따라서 냉각수가 내부 커브로부터 밀려나온다(pushed). 방향전환수는 하부방향으로 흐르는 냉각수에 충격(impulse)을 발생시킨다. 상기 워터 노즐(21, 22)들은 바(4)로부터 각각의 플랜지(5, 6)들로의 교차 영역에 대해 실질적으로 나란하게 정렬되어 이에 따라 냉각수가 프로파일 플랜지(5, 6)들과 이 플랜지들의 플랜지 부분(5i, 6i)들을 통해 방향이 전환되며(diverted) 수거 장치(23)에 의해 방향전환수와 함께 수거되고 이 수거 장치에 의해 배출된다.
두 개의 워터 노즐(21, 22)들은 공통의 워터 부속물(water attachment, 23)에 연결되는 것이 바람직하다. 프로파일의 내부 커브를 좀 더 잘 적시기 위해(squirting), 워터 노즐들은, 가령, 측면 플랜지(5, 6)에 대해 횡방향으로 앞뒤로 이동가능하게 배열되는 것이 유리할 수 있다.
방향전환수와 함께, 워터 노즐은 초기에, 만곡 스트랜드 가이드(10)의 실질적으로 고요한(still) 수직 영역에서 이미 유리하게 사용되며 예를 들어 두 개의 제 1 스트랜드 가이드 세그먼트(10a, 10b)(도 1에서 화살표(A)로 표시된) 사이의 영역에 배치된다. 바람직하게, 공통 평면에 위치되는 워터 노즐(21, 22)은 그 뒤 커브 접선(curve tangent)에 대해 미리 정해진 각도로 나란하게 정렬된다.
하지만, 도 1에 따르면, 만곡 스트랜드 가이드(10)의 거의 중앙 영역에, 예를 들어 제 2 스트랜드 가이드 세그먼트(10b) 뒤에, 워터 노즐(21, 22)들을 배열하는 것이 가능하다. 그 뒤, 방향전환수는 커브 접선에 대해 어느 한 각도로(도 1에서 화살표(B)로 표시된) 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브 내에 유입된다.
워터 노즐(21, 22) 또는 두 개의 워터 노즐(21, 22)에 대한 공통 평면이 0° 내지 90°사이의 각도를 가질 수 있는 것은 자명하다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법을 사용하면, 오직 워터 노즐들만 사용되어도, 하부방향으로 흐르는 냉각수에 의해 야기된 과도한 냉각이 초기 프로파일 스트랜드의 내부 커브 내에서 대부분 방지될 수 있다. 숄더 영역에서 즉 초기 프로파일의 측면 플랜지들 사이에서 추가적인 배플 플레이트(baffle plate) 또는 퍼널(funnel)이 필요없을 뿐만 아니라 압축 공기도 필요하지 않다. 따라서, 이에 관련된 설치 및 작동 비용들이 필요 없게 된다. 어떤 경우에서도 이 영역에서 사용되는 물은 무료로 사용가능하다. 이 방향전환 장치는 숄더 영역의 외부에 위치되며 이에 따라 주조 스트랜드와 상기 방향전환 장치 사이에는 어떠한 충돌(collision)도 있을 수 없다.
방향전환수로 인한 추가적인 냉각효과는 하부방향으로 흐르는 냉각수를 감소시킴으로써 상쇄될 수 있다. 과냉각(undercooling)을 감소시키기 위하여, 가열된 방향전환수가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여, 방향전환수의 온도를 조절함으로써 초기 프로파일 스트랜드의 냉각에 유리하게 영향을 미칠 수 있다.

Claims (13)

  1. 초기 프로파일 특히 이중 T형 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법으로서, 하나의 바(4)와 두 개의 측면 플랜지(5, 6)들을 가진 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브 내에서 흘러나오는 냉각수가 배출되며, 이 냉각수는 초기 프로파일 스트랜드(3)의 만곡 스트랜드 가이드(10) 영역에서 초기 프로파일 스트랜드(3)로부터 배출되는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법에 있어서,
    하부방향으로 흐르는 냉각수는 프로파일 플랜지들을 통해 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브로부터 밀려나오고 워터 노즐(21, 22)들을 사용하여 배출되는데, 상기 워터 노즐(21, 22)들은 워터 노즐(21, 22)들을 통해 전달되는 방향전환수(diverting water)에 의해 상기 바(4)로부터 각각의 플랜지(5, 6)로의 교차 영역(crossover)에 대해 실질적으로 나란하게 정렬되는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  2. 제 1항에 있어서,
    냉각수는 내부 커브로부터 적셔지거나 또는 밀려나오며 방향전환수는 수거 장치(23)에 의해 수거되고 배출되는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  3. 제 1항에 있어서,
    워터 노즐(21, 22)들은 초기에, 만곡 스트랜드 가이드(10)의 실질적으로 고요한(still) 수직 영역에서 방향전환수와 함께 사용되는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  4. 제 1항에 있어서,
    다수의 스트랜드 가이드 세그먼트(10a, 10b)들을 포함하는 스트랜드 가이드(10)를 사용하여, 방향전환수는 두 개의 제 1 스트랜드 가이드 세그먼트(10a, 10b)들 사이의 영역에서 초기 프로파일 스트랜드(3) 내에 유입되는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  5. 제 1항에 있어서,
    방향전환수는 만곡 스트랜드 가이드(10)의 거의 중앙 영역에서 커브 접선에 대해 대략 45°의 각도로 초기 프로파일 스트랜드(3) 내에 유입되는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  6. 제 1항에 있어서,
    방향전환수에 의해 야기된 추가적인 냉각효과는 하부방향으로 흐르는 냉각수를 감소시킴으로써 상쇄되는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  7. 제 1항에 있어서,
    스트랜드의 과냉각(undercooling)을 감소시키기 위하여, 가열된 방향전환수가 사용되는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  8. 제 7항에 있어서,
    방향전환수의 온도를 조절함으로써 초기 프로파일 스트랜드의 냉각에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는, 초기 프로파일을 제조하기 위한 연속주조법.
  9. 제 1항에 따른 연속주조법을 수행하기 위한 장치로서, 상기 장치는 만곡 연속주조에 의해 제조된 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브로부터 흘러나오는 냉각수를 배출하기 위해 제공되는데, 상기 초기 프로파일 스트랜드(3)는 하나의 바(4)와 두 개의 측면 플랜지(5, 6)들을 가지며 만곡 스트랜드 가이드(10)를 통해 안내되는, 연속주조법 수행 장치에 있어서,
    방향전환수를 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브 내로 전달하기 위하여 만곡 스트랜드 가이드(10)의 영역 내에 워터 노즐(21, 22)들이 배열되며, 상기 워터 노즐(21, 22)들은 바(4)로부터 초기 프로파일 스트랜드(3)의 각각의 플랜지(5, 6)로의 교차 영역에 대해 실질적으로 나란하게 정렬되고 하부방향으로 흐르는 냉각수를 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브로부터 밀려나오게 하기 위해 제공되는, 연속주조법 수행 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    방향전환수 및 초기 프로파일 스트랜드(3)의 내부 커브로부터 적셔진 또는 밀려나온 냉각수를 수거하고 배출시키기 위하여 수거 장치(23)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 연속주조법 수행 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    워터 노즐(21, 22)들은 커브 접선에 대해 대략 0° 내지 90° 사이의 어느 한 각도로 나란하게 정렬되는 것을 특징으로 하는, 연속주조법 수행 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    바(4)로부터 초기 프로파일 스트랜드(3)의 각각의 플랜지(5, 6)로의 교차 영역에 대해 나란하게 정렬된 두 개의 워터 노즐(21, 22)들은 대략 0° 내지 90° 사이의 각도로 커브 접선과 둘러싸는 공통 평면 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 연속주조법 수행 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    워터 노즐(21, 22)들은, 가령, 초기 프로파일 스트랜드(3)의 측면 플랜지(5, 6)에 대해 횡방향으로 앞뒤로 이동가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는, 연속주조법 수행 장치.
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