KR20100110802A - 박판 주조 스트립에서 열 유속의 국부적 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 각 주조용 롤의 주조 표면을 닙과 주조 영역 사이에서 회전형 브러시와 접촉시킴으로써 각 주조용 롤의 주조 표면으로부터 산화물을 제거하고, 상기 주조용 롤 표면을 따라 세그먼트의 온도 또는 상기 닙 근처의 주조 스트립을 가로질러 온도를 결정하고, 상기 회전형 브러시와 주조 영역 사이의 상기 주조 표면 근처에 상기 세그먼트에서 결정된 온도에 대응하는 세그먼트에서 조절된 가스를 공급하여 생산된 스트립의 품질을 제어하는 것을 포함한다. 상기 회전형 브러시와 상기 주조 영역 사이에서 상기 주조 표면 근처로의 가스 공급은 상기 주조용 롤을 따라 적어도 5개의 세그먼트에서 수행될 수 있으며, 상기 온도 결정 과정은 스캐닝 고온계(scanning pyrometer)에 의해 연속적으로 수행될 수 있다. 상기 주조 스트립의 온도 결정은 상기 닙으로부터 0.2 내지 1미터 사이에서 이루어질 수 있다.

Description

박판 주조 스트립에서 열 유속의 국부적 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOCALIZED CONTROL OF HEAT FLUX IN THIN CAST STRIP}

본 발명은 쌍롤식 주조기(twin roll caster)에 의한 강철 스트립(steel strip)의 주조(casting)에 관한 것이다.

쌍롤식 주조기에서, 수평으로 배치되어 서로 반대방향으로 회전하며 내부적으로 냉각되는 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용융 금속(molten metal)을 도입함으로써 움직이는 롤 표면에 금속 쉘을 응고시킨 다음 롤들 사이의 닙(nip)에서 금속 쉘을 한데 모아 닙으로부터 하향 송출되는 박판 스트립 제품을 생산한다. 여기서 "닙"이라는 용어는 롤들이 가장 근접하게 되는 영역 전반을 의미한다. 용융 금속은 레이들(ladle)로부터 작은 용기(small vessel)에 부어지고, 작은 용기로부터 닙의 바로 위에 위치된 금속 공급 노즐을 통과해 흘러 롤들의 주조 표면(casting surface) 위에 지지되는 용융 금속의 주조용 풀을 형성하게 된다. 이러한 주조용 풀(casting pool)은, 통상 롤의 단면(end surfaces)과 슬라이드 결속되어 주조용 풀의 용융 금속이 넘치지(overflow) 않도록 양쪽 단부를 막는 일종의 댐 역할을 하는 측판 또는 사이드 댐 사이에 가두어진다.

쌍롤식 주조기에서 강철 스트립을 주조하는 경우, 주조용 풀은 대체로 1550℃를 넘는, 통상 1600℃ 이상의 온도에 노출될 것이다. 따라서 주조용 롤들의 매 회전시마다 주조 표면에서 용강(molten steel)의 주조용 풀에 노출되는 짧은 노출 주기 동안 응고된 쉘(solidified shells)을 형성하기 위하여 상기 롤들의 스트립 표면에 걸쳐서 용강을 매우 신속하게 냉각처리하는 것이 필요하다. 더욱이, 닙 부분에서 한데 모아져서 강철 스트립을 형성하는 응고된 금속 쉘들의 변형을 방지하도록 균일하게 응고(solidification)하는 것이 매우 중요하다. 금속 쉘의 변형은 "크로커다일 스킨 표면 조도(crocodile skin surface roughness)" 현상으로 알려진 표면 결함을 초래할 수가 있다. 이러한 "크로커다일 스킨 표면 조도" 현상은 주로 0.065% 이상의 고탄소 레벨에서 발생하는 것으로 알려지지만, 중량비 0.065% 미만의 탄소 레벨에서도 발생하기도 한다. 크로커다일 스킨 표면 조도 현상은 프로필로미터(profilometer)에 의해 측정될 경우 5 내지 10밀리미터의 주기로, 40 내지 80 마이크론(microns)의 스트립 표면에서 주기적인 상승과 하강을 수반한다.

본 출원인은 중량비 0.065% 미만의 탄소 레벨에서의 크로커다일 스킨 표면 조도 현상의 형성은 용융 금속과 주조용 롤들의 표면 사이의 열 유속(heat flux)에 직접 관련되며, 주조 스트립의 질은 주조용 롤들의 표면과 용융 금속 사이의 열 유속을 제어함으로써 조절될 수가 있다는 것을 발견하였다. 주조용 롤의 표면에 축적되는 산화물은 상기 표면을 통한 열 전달에 영향을 끼치므로, 본 출원인은 각 주조용 롤의 주조 표면과 외주에서 접촉하는 회전형 브러시에 의해 가해지는 에너지를 제어함으로써 용융 금속과 주조용 롤 표면 사이의 열 유속을 제어하고 또한 결과적으로 박판 주조 스트립의 품질을 제어할 수 있다는 것을 발견하였다. 용융 금속과 주조용 롤들의 표면으로부터의 열 유속과 박판 주조 스트립의 주조 특성 사이의 이러한 관계는 주조용 롤 표면이 매끄럽든(smooth) 아니면 결이 있든(textured) 간에 발생하는 것으로 알려졌다. 본 출원인은 또한 산화물 축적에 의해 주조용 롤의 주조 표면 조직이 주조 중에 변화한다는 것을 발견하였다. 이러한 변화는 용융 금속으로부터 주조용 롤 표면으로의 열 유속을 변화시키고 결국 박판 주조 스트립의 특성 변화를 야기할 수가 있다.

미국 특허출원 제 11/302,435 호 및 특허공개 제 2006-0237162 호에 개시되고 청구범위에 기재된 바와 같이, 용융 금속과 주조용 롤 표면으로부터의 열 유속을 제어함으로써 주조공정 중 금속 쉘 형성시에 열 유속의 큰 변동을 방지하고 제조된 박판 주조 스트립에서 크로커다일 스킨 표면 조도 현상의 형성을 제어할 수 있도록 한다.

전술한 점은 일반적인 지식으로 인정되어서는 안 된다.

본 출원인은 주조용 롤의 길이방향을 따라, 닙에 인접한 주조 스트립의 폭을 가로질러 주조 표면의 온도를 측정함으로써 주조용 풀 내의 용융 금속과 주조용 롤의 주조 표면 사이의 계면(interfacial) 열전달계수를 모니터하고 제어할 수 있다는 것을 발견했다. 본 출원인은 측정된 온도는 클리닝 브러시의 접촉부와 인접한 주조용 롤의 주조 표면을 따라 서로 다른 세그먼트들로 가스 공급을 조절하는데 이용될 수 있다는 것을 발견했다. 또한, 본 출원인은 주조용 롤의 반대방향으로(against) 브러시를 회전시키는 에너지는 주조 속도에 근거하여 상기 브러시를 주조 표면에 대해 반대방향으로 회전시키는 전기, 압축공기 또는 유압 모터로 적용 압력, 주조용 롤 표면과 접촉하는 각도, 회전 속도, 또는 이들의 조합을 변경함으로써 동시에 제어 가능하다는 것을 발견했다.

본 출원인은 주조공정 중, 주조용 롤의 온도가 주조 표면에서 길이를 따라 변할 것이며, 이는 산화물이 축적되어 있음을 나타내고 주조용 롤의 길이를 따라 열 유속의 변화에 대응한다는 것을 발견했다. 롤의 길이에 따른 열 유속의 변화는 결국 스트립이 주조용 롤을 빠져나올 때 주조 스트립의 폭을 가로질러 표면 특성의 변화를 초래할 수 있다. 주조용 롤의 길이에 따른 온도 및 열 유속의 변화는 또한 주조 스트립의 폭을 가로질러 온도변화를 초래한다. 따라서, 본 출원인은 주조용 롤의 길이에 따른 온도 변화 또는 주조 스트립을 가로지르는 온도 변화를 측정함으로써 롤을 가로지르는 열 유속의 변화 및 스트립의 특성을 직접 모니터할 수 있고, 이렇게 측정된 온도를 주조용 롤을 따라 클리닝 브러시 근처의 세그먼트로의 국부적인 가스 공급을 제어하는데 이용함으로써 열 유속의 국부적인 제어를 달성하고 주조 스트립의 특성을 개선할 수 있다는 것을 발견했다.

본 발명은 박판 주조 스트립(cast strip)의 연속적인 주조방법에 있어서,

금속 스트립을 주조하기 위해, 주조용 롤들의 원주상의 주조 표면 사이에 닙을 형성하도록 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤을 나란하게 조립하는 과정과;

보호용 공기(protective atmosphere)를 갖는 주조 영역을 형성하도록 상기 닙의 상부로 상기 주조용 롤의 상기 주조 표면상에 유지되는 용융 금속의 주조용 풀을 형성하는 과정과;

상기 닙과 상기 주조 영역 사이에서 각 주조용 롤의 상기 주조 표면과 접촉하도록 근처에 회전형 클리닝 브러시를 조립하는 과정과;

상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면이 상기 닙 쪽으로 이동하여 상기 닙으로부터 하향 송출되는 주조 스트립을 형성하도록 상기 주조용 롤들을 서로 반대방향으로 회전시키는 과정과;

각 주조용 롤의 상기 주조 표면을 상기 회전형 클리닝 브러시와 접촉시켜 각 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거하는 과정과;

적어도 하나의 상기 주조용 롤의 상기 길이를 따라 세그먼트에서의 온도 또는 상기 닙에 인접한 스트립을 가로로 가로질러 세그먼트에서의 주조 스트립의 온도 또는 이들을 조합한 온도를 결정하는 과정; 및

상기 브러시 근처의 각 주조용 롤 표면을 따라 상기 세그먼트에 가변적인 가스 공급을 위해 상기 결정된 온도에 대응되는 세그먼트에서 상기 회전형 브러시 근처의 상기 주조 표면에 가스를 공급하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주조 표면에 가스를 공급하는 과정은 상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면을 따르는 적어도 3개의 세그먼트에서 노즐을 통해 공급되는 가스의 조성, 가스의 혼합, 가스의 압력 또는 이들의 조합을 변화시킴으로써 이루어진다. 일부 실시 예에서, 5개 또는 그 이상의 세그먼트가 제공될 수 있으며, 각각의 가스 노즐은 상기 주조용 롤 표면을 따라 세그먼트를 포함한다. 또한, 상기 주조용 롤 표면 근처에 가스를 공급하는 과정은 상기 클리닝 브러시와 상기 주조용 롤 표면 사이에 형성된 닙에, 또는 상기 회전형 클리닝 브러시 근처의 하우징을 통해 가스를 공급하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 온도를 결정하는 과정은 상기 주조용 롤 표면을 가로질러 각 세그먼트 위치에서 온도를 측정하는 과정을 포함하며, 측정된 온도를 각 세그먼트에서 클리닝 브러시 근처의 상기 주조용 롤 표면을 가로질러 가스 공급을 제어하는데 이용한다. 상기 온도는 상기 주조용 롤 표면이 상기 클리닝 브러시와 접촉하기 전에 또는 상기 클리닝 브러시가 상기 주조용 롤 표면과 접촉한 후에 그리고 상기 주조용 롤 표면이 보호용 공기가 주조용 풀 위에 유지되는 상기 주조 영역으로 다시 회전하기 전에 상기 주조용 롤의 닙 근처에서 결정될 수 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 상기 온도를 결정하는 과정은 상기 닙 근처 통상 상기 롤의 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 사이에서 스트립의 폭을 가로지르는 세그먼트에서 주조 스트립의 온도를 측정하는 과정을 포함한다.

상기 온도는 상기 주조용 롤의 표면을 따라 또는 상기 주조 스트립을 가로질러 닙 근처의 세그먼트에서, 또는 연속체에서 연속적으로 측정되어, 클리닝 브러시 근처의 주조 표면에 세그먼트로의 가스 공급을 조절하는데 바로 이용되어 제조된 주조 스트립의 특성을 개선할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 주조용 롤 또는 상기 주조 스트립 또는 이들 모두를 가로지르는 온도는 각 가스 공급 노즐이 상기 주조용 롤 표면을 따라 세그먼트로 제공될 수 있도록 각 가스 공급 노즐에 의해 상기 주조 표면에 공급되는 가스를 개별적으로 변경함으로써 예를 들면, 스캐닝 고온계(scanning pyrometer)에 의해 위치별로 상당히 정확하게 결정될 수 있다.

상기 가스 공급과정의 상기 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 건조 공기 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다.

상기 방법은 상기 주조용 풀과 상기 주조용 롤의 상기 주조 표면 사이의 열전달계수를 조절하는데 이용될 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 브러시에 의해 상기 주조용 롤 표면에 가해지는 에너지를 조절하기 위해 및/또는 상기 브러시와 상기 주조용 롤 표면의 접촉각을 조절하기 위해, 상기 주조 표면을 따른 및/또는 상기 닙 근처의 상기 주조 스트립을 따른 세그먼트에서의 온도를 측정하는데 이용될 수 있다.

다른 방법으로, 그리고 부가적으로, 본 발명은 박판 주조 스트립(cast strip)의 연속적인 주조방법에 있어서,

금속 스트립을 주조하기 위해, 주조용 롤들의 원주상의 주조 표면들 사이에 닙을 형성하도록 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤을 나란하게 조립하는 과정과;

보호용 공기(protective atmosphere)를 갖는 주조 영역을 형성하도록 상기 닙의 상부로 상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면들 상에 유지되는 용융 금속의 주조용 풀을 형성하는 과정과;

상기 주조 표면이 상기 주조 영역에서 상기 용융 금속과 접촉하기 전에 각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면과 접촉하도록 근처에 회전형 클리닝 브러시를 조립하는 과정과;

상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면들이 상기 닙 쪽으로 이동하여 상기 닙으로부터 하향 송출되는 주조 스트립을 형성하도록 상기 주조용 롤들을 서로 반대방향으로 회전시키는 과정과;

각각의 주조용 롤의 주조 표면을 상기 회전형 클리닝 브러시와 접촉시켜 각 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거하는 과정; 및

상기 주조용 롤의 상기 주조 표면을 따라 세그먼트들 내의 적어도 하나의 주조용 롤의 온도 또는 상기 닙에 인접한 스트립을 가로로 가로지르는 상기 주조 스트립의 온도 또는 이들을 조합한 온도를 결정하는 과정을 포함한다.

상기 방법은 주조기 운용자가 연속적인 주조에 있어서 원하는 특성의 박판 스트립을 제공하기 위해 공정과정들이 올바르게 진행되고 있는지 상태를 모니터하고 확인하는데 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치에 있어서,

박판 주조 스트립이 하향 송출되도록 주조용 롤들의 원주상의 주조 표면들 사이에 형성된 닙과, 보호용 공기를 가지며 상기 닙의 상부로 주조용 풀을 형성할 수 있는 주조 영역을 포함하도록 나란하게 배치되어 있는, 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤과;

각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거할 수 있도록, 상기 닙과 상기 주조 영역 사이 영역에서 상기 주조 표면으로부터 상기 산화물을 제거하도록 배치된 회전형 클리닝 브러시와;

상기 주조용 롤을 따라 적어도 3개의 세그먼트 내의 적어도 하나의 주조용 롤에서의 온도, 또는 스트립을 가로질러 적어도 3개의 세그먼트에서 주조 스트립의 온도, 또는 이들을 조합한 온도에 대응되는 감지신호를 제공할 수 있는 적어도 하나의 온도 센서와;

상기 회전형 브러시와 적어도 3개의 세그먼트에서 조절된 상기 주조 영역 사이에서 각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면 근처로 가스 흐름을 유도할 수 있는 가스 노즐; 및

상기 감지신호를 수신하여 각각의 세그먼트에서 측정된 온도에 따라 상기 가스 노즐을 통한 각각의 세그먼트로의 상기 가스 공급을 제어할 수 있는 제어기를 포함한다.

상기 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 건조 공기(dry air) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다. 상기 장치는 상기 브러시 근처에 제공되는 하우징을 더 포함하며, 상기 가스 노즐은 상기 하우징을 통해 가스를 공급한다. 각 세그먼트로의 상기 가스 공급은 상기 주조용 롤의 상기 주조 표면을 따르는 적어도 5개의 세그먼트에서 조성, 혼합, 압력 또는 이들의 조합이 변할 수 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 상기 온도 센서는 상기 닙 근처에, 통상 상기 주조용 롤의 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 사이로 세그먼트에서 또는 연속체에서 상기 주조 스트립의 온도에 대응하는 감지 신호를 제공할 수 있다.

도 1은 쌍롤식 박판 스트립 주조기를 나타내는 측면도이다;
도 2는 클리닝 브러시 장치를 나타내는 쌍롤식 주조기의 부분 확대 정면도이다;
도 3은 온도 센서의 위치를 나타내는 쌍롤식 주조기의 부분 확대 정면도이다;
도 4는 대안적인 클리닝 브러시 장치 및 대안적인 온도 센서의 위치를 나타내는 쌍롤식 주조기의 부분 확대 정면도이다;
도 5는 클리닝 브러시 장치의 클리닝 브러시를 나타내는 정면도이다;
도 6은 주조용 롤과 클리닝 브러시와 주조용 롤의 주조 표면 사이 닙에 5개의 세그먼트로 가스를 공급하는 가스 노즐들을 나타내는 투시도이다;
도 7은 주조용 롤과 클리닝 브러시와 주조용 롤의 주조 표면 사이 닙에 3개의 세그먼트로 가스를 공급하는 가스 노즐들을 나타내는 투시도이다;
도 8은 주조용 롤의 주조 표면 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 쌍롤식 주조기를 참조하여, 본 발명의 실시 예들을 설명하면 다음과 같다. 도시된 쌍롤식 주조기는 일반적으로 외주면에 결이 형성된(textured) 주조 표면들(12A)을 구비하며, 나란하게 배치된 한 쌍의 주조용 롤(12)을 지지하는 메인 기계 프레임(main machine frame)(11)을 포함한다. 상기 주조용 롤들(12)은 전기, 압축공기 또는 유압 모터 및 기어 드라이브(도시하지 않음)에 의해 서로 반대방향으로 회전한다.

통상, 탄소중량비 0.065% 미만의 보통의 탄소강(plain carbon steel)으로 된 용융 금속이 주조 공정 중에 레이들(ladle)(13)로부터 내화성 레이들 배출구 쉬라우드(refractory ladle outlet shroud)(14)를 통해 분배기 또는 이동식 턴디쉬(13)로, 그리고 그로부터 닙(17) 상부의 주조용 롤들(12) 사이의 금속 공급 노즐 또는 코어 노즐(16)을 통해 공급된다. 따라서 공급된 용융 금속은 주조용 롤의 주조 표면(12A) 상에서 유지되는 용융 금속 주조용 풀(10)을 상기한 닙 상부에서 형성한다. 이러한 주조용 풀(10)은 한 쌍의 측면 폐쇄부 또는 측면 댐 플레이트들(18)(도 2에 점선으로 도시됨)에 의해 상기 롤들의 단부에 한정되는데, 상기한 측면 폐쇄부 또는 측면 댐 플레이트들(18)은 한 쌍의 유압 실린더 유닛들(미도시)의 작동에 의해 주조용 롤들의 단차진 단부들(ends)에 대하여 지지 될 수 있다. 상기 풀(10)의 상부면(일반적으로 "메니스커스(meniscus: 초승달)" 레벨이라 지칭함)은 공급 노즐의 하단부가 상기 주조용 풀 내에 침지되도록 공급 노즐(16)의 하단부 위로 올라갈 수도 있다. 주조 영역은 주조용 풀(10)뿐만 아니라 상기 주조 영역에서 용융 금속의 산화를 방지하기 위해 상기 주조용 풀(10) 위에 보호용 공기를 더 포함한다.

주조용 롤들(12)은 주조 표면이 주조용 풀(10)과 접촉 상태에서 이동함에 따라 금속 쉘(외각)이 주조 표면(12A)에서 응고하도록 수냉식으로 냉각된다. 상기 주조 표면은, 예를 들면, 미국 특허 7,073,565에 기술되고 그 청구범위에 기재된 바와 같은 이산형 돌출부(discrete projections)의 랜덤형 분포로써 조직의 결이 나타날 수도 있다. 상기 쉘들은 주조용 롤들 사이의 닙(17) 부위에서 한데로 모여져서 닙으로부터 하향 송출되는 응고된 박판 주조 스트립(19)을 생산하게 된다. 상기 주조용 롤들은 직경이 500밀리미터 정도이거나, 1200 밀리미터 또는 그 이상이 될 수도 있다. 주조용 롤들은 폭이 2000밀리미터 또는 원하는 경우, 그보다 넓은 폭의 스트립 제품을 생산할 수 있도록 그 길이가 2000밀리미터 정도 또는 그보다 더 길 수도 있다.

도 1은 박판 주조 스트립(19)을 제조하는 쌍롤식 주조기를 나타낸 것으로, 상기 박판 주조 스트립은 가이드 테이블(63)을 지나 핀치 롤들(64A)을 구비하는 핀치 롤 스탠드(64)를 통과한다. 핀치 롤 스탠드(64)를 빠져나오면 박판 주조 스트립은 한 쌍의 활면 롤들(reduction rolls)(66A)과 보강 롤들(backing rolls)(66B)을 구비하는 열간 압연기(hot rolling mill)(66)를 통과하며, 여기에서 주조 스트립은 압연되어 평평해지거나 및/또는 원하는 두께로 스트립을 감소시킨다. 그런 다음 압착된 스트립은 런-아웃 테이블(run-out table)(67)을 통과하고, 여기에서 스트립은 물분사기(water jets)(68)(또는 다른 적절한 수단)을 통해 공급되는 물과 접촉하고 대류와 복사열에 의해 냉각된다. 이어서 압착된 스트립은 한 쌍의 핀치 롤(70A)을 구비하는 핀치 롤 스탠드(70)를 통과하여 표준 코일러(coiler)(69)에 전달되며, 여기에서 대개 20 내지 25톤의 코일로 감겨지게 된다.

지금까지 도시된 쌍롤식 주조기는 호주특허 제 631728 호 및 미국특허 제 5,184,668 호에 상세히 기술된 유형의 것이며, 본 발명의 일부를 형성하지 않는 적절한 구조적 세부사항에 대해서는 위 특허들을 참조하여도 좋다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도면부호 21로 표시된 클리닝 브러시 장치(cleaning brush apparatus)는 한 쌍의 주조용 롤 근처에 배치되어 (하기에서 설명된 바와 같이) 브러시(22)의 외주는 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)과 접촉함으로써 주조 공정 동안 주조 표면으로부터 산화물을 청소하게 된다. 상기 브러시 장치(21)는 주조용 롤들에 인접한 주조기의 반대편, 닙(17)과 주조용 롤들이 용융 금속 주조용 풀(10)과 접촉하는 보호용 대기로 진입하는 주조 영역과의 사이에 배치된다.

각각의 브러시 장치(21)는 주조 캠페인 기간 동안 주조용 롤들(12)의 주조 표면(12A)을 청소하기 위한 클리닝 브러시(22)를 갖추고 있는 브러시 프레임(20)을 포함한다. 선택적으로, 전술한 주조 캠페인 기간의 시작과 끝에 주조용 롤들(12)의 주조 표면(12A)을 청소하는 스위퍼 브러시(23)(도시하지 않음)를 구비할 수도 있다. 상기 클리닝 브러시(22)는 희망하는 경우 2 이상의 엇갈림 브러시 세그먼트(staggered brush segments)로 구분될 수도 있지만, 대체로 각 주조용 롤(12)의 주조용 롤 표면(12A)을 가로질러 연장되는 하나의 브러시이다. 상기 브러시 프레임(20)은 클리닝 브러시(22)가 그 위에 회전 가능하게 장착되며 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 구동되는 베이스 플레이트(41)와 측면 플레이트들(42)을 포함할 수도 있다. 베이스 플레이트(41)는 트랙 부재(44)를 따라 슬라이드 가능한 슬라이드들(43)이 장착되어 상기 프레임(20)이 주조용 롤들(12) 중 하나를 향해 이동하거나 그로부터 이격되도록 함으로써 메인 브러시 액추에이터(28)의 작동에 의해 프레임(20) 상에 장착된 클리닝 브러시(22)를 이동시킬 수 있게 된다. 분리된 스위퍼 브러시는, 만일 이것이 제공된다면, 브러시 프레임(20) 상에 장착되어 클리닝 브러시(22)를 독립적으로 이동시킬 수 있다. 상기 브러시 장치(21)는 주조 캠페인 기간 동안 방해하지 않고 클리닝 브러시(22)가 주조용 롤들의 주조 표면으로부터 산화물을 쓸어낼 수 있도록 구성된다.

상기 클리닝 브러시(22)에 의해 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)에 가해지는 에너지는 주조용 롤 표면의 클리닝이 매 주조 캠페인 기간 동안 규정된 레벨을 유지할 수 있도록 제어된다. 상기 브러시에 의해 주조 표면(12A)에 가해지는 에너지는 주조용 풀(10) 내의 용융 금속으로부터 주조용 롤들(12)의 주조 표면(12A)까지의 열 유속 측정에 근거하여 주조용 롤 상의 브러시의 압력 또는 클리닝 브러시(22)의 회전 속도 또는 양자를 모두 조절함으로써 제어된다. 이러한 압력 및 회전 속도는 주조 캠페인 기간 동안 주조 속도에 따라 변할 것이다. 상기 제어는 수동 또는 본 명세서에 기술하는 바와 같이 자동으로 행해진다.

상기 회전형 브러시에 의해 가해지는 에너지는 전술한 바와 같이, 주조 캠페인 기간 동안 주조용 롤의 주조 표면이 특정 클리닝 레벨을 유지하도록 제어된다. 이는 주조용 롤들(12)의 주조 표면의 돌출부 대부분이 노출되도록 클리닝하고, 용융 금속과 주조용 롤들 사이의 초기 열 유속을 측정함으로써 이루어진다. 그런 다음 열 유속이 주조 캠페인 기간 중 계속해서 또는 간헐적으로 실시간으로 계속 측정되며, 상기 실시간 열 유속과 초기 열 유속과의 차이가 측정되어 클리닝 브러시(22)에 의해 주조용 롤들(12)의 주조용 롤 표면(12A)에 인가되는 에너지를 조절하도록 한다. 초기 및 실시간의 열 유속은 미국특허 제 6,588,493 호 및 제 6,755,234 호에 기술된 입구 및 배출구 사이에서 주조용 롤들을 통해 순환되는 냉각수의 온도 차이를 측정함으로써 측정이 가능하다. 이 방법은 열을 측정하기 위해 현재 고려되는 방법이기는 하지만, 열 유속은 어떤 가능한 방법으로도 측정될 수가 있다.

초기 측정된 열 유속은, 전술한 바와 같이, 주조 캠페인 기간 중의 크로커다일 스킨 조도 현상 형성을 조절하기 위해 설정되는 주조용 롤 표면(12A)에 대한 원하는 클리닝 수준과 관계가 있다. 실시간으로 측정된 연속적인 열 유속과, 초기 열 유속과 측정된 실시간 열 유속과의 차이는 클리닝 브러시에 의해 주조 표면(12A)에 가해지는 에너지를 제어하기 위해 사용됨으로써, 주조용 롤 표면(12A)에 대한 클리닝이 조절되고 이에 따라 주조 스트립 표면의 크로커다일 스킨 조도 현상의 형성을 조절하게 된다.

따라서 상기 방법은, 열 유속을 모니터하고, 측정된 초기 열 유속으로부터 열 유속의 차이를 계산하고, 측정된 초기 열 유속으로부터의 열 유속의 차이에 기초하여 브러시에 의해 주조 표면에 가해지는 에너지를 제어하는 센서들에 응답하는 제어 시스템(도시하지 않음)을 제공함으로써 자동화될 수도 있다. 상기 클리닝 브러시에 의해 상기 주조 표면에 가해지는 에너지는 주조 캠페인 전 기간에 걸쳐 주조용 롤들의 노출된 주조 표면이 조절될 수 있도록 제어 가능하며, 이에 따라 주조 스트립의 양을 조절할 수 있다. 클리닝 브러시(22)에 의해 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)에 가해지는 에너지는 전기, 압축공기 또는 유압 모터로 적용 압력, 회전 속도 또는 이들의 조합을 조절함으로써 제어 가능하다. 상기 브러시들(22)은 또한 주조 표면(12A)과 브러시의 접촉각을 변화시켜 주조용 롤 표면을 따라 상이한 세그먼트에 상이한 에너지가 가해질 수 있도록 탑재 및 제어된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 클리닝 브러시(22)는 샤프트(34)에 지지되고, 와이어 강모(wire bristle)(46)로 이루어진 원통형 덮개가 장착된 중심 몸체(45)를 구비하는 원통형의 브러시 형태이다. 샤프트(34)는 브러시 프레임(20)의 사이드 플레이트(42)에 있는 베어링(47)에 회전 가능하게 장착되고 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)의 회전 방향과 반대 방향으로 클리닝 브러시(22)를 회전 가능하게 구동하도록 수압식, 공기식 또는 전기식 모터가 상기 브러시 샤프트(34)에 결합된 사이드 플레이트들 중의 하나에 장착될 수도 있다. 여기서 상기 클리닝 브러시(22)는 원통형 브러시로서 예시되었지만, 이러한 브러시는 미국특허 제 5,307,861 호에 개시된 신장된 장방형(elongate rectangular) 브러시, 미국특허 제 5,575,327 호에 개시된 회전형 브러시 장치, 또는 호주 특허출원 제 PO7602 호의 피벗형(pivoting) 브러시와 같은 다른 형태를 취할 수도 있음을 이해하여야 할 것이다. 메인 브러시의 정확한 형상은 본 발명에 그리 중요하지 않다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 클리닝 브러시(22) 근처에 하우징(120)이 제공되고, 브러시에 의해 제거되는 산화물 및 다른 오염물질들을 포획하여 흡입 또는 다른 적절한 장치(도시하지 않음)에 의해 적절한 폐기 시스템으로 수송하도록 설계된다. 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 하우징(120)에는 브러시에 의해 주조 표면으로부터 제거되는 산화물 및 다른 오염 물질들을 제거하기 위한 흡입장치 또는 진공청소기가 제공될 수도 있다.

상기 회전형 브러시의 에너지, 압력 또는 회전 속도는 회전 모터의 토크를 측정함으로써 측정될 수가 있다. 상기 클리닝 브러시(22)의 회전 속도는, 예를 들면, 회전형 클리닝 브러시(22)를 구동하는 유압식 모터를 통해 유체의 흐름을 측정하는 유속 미터(flow meter)(도시하지 않음)에 의해 측정될 수 있다. 상기 모터의 토크는 유압 모터를 통해 유체(hydraulic fluid)의 출입구 사이의 압력 차이를 측정함으로써 모니터 될 수도 있다. 다른 방법으로, 모터의 토크는 모터와 베어링 마운트(47)(즉, 쵸크(chock)) 사이에서 또는 모터 마운트 구조물의 다른 편리한 부분에서 압력 게이지(strain gauge), 로드 셀(load cell) 또는 다른 장치로 토크를 측정함으로써 모니터 될 수 있다.

상기 클리닝 브러시(22)는 주조용 롤의 회전 방향과 반대 방향으로 구동될 수도 있지만, 도 2 내지 4에서 화살표(36)로 지시된 바와 같이 클리닝 브러시(22)는 통상 주조용 롤과 동일한 회전 방향으로 구동된다. 이것은 주조 표면(12A)이 주조용 롤의 주조 표면에 대한 클리닝 브러시(22)의 강모의 움직임에 반대되는 방향으로 움직이고 있음을 의미한다.

분리된 스위퍼 브러시(도시하지 않음)가 사용된다면, 스위퍼 브러시는 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)과 맞물릴 수 있도록, 또는 메인 브러시가 주조용 롤의 주조 표면과 맞물리는지에 관계없이 액추에이터의 작동에 의해 주조 표면으로부터 떨어지는 방식으로 상기 프레임에서 이동가능하게 구성되도록 브러시 프레임(20)에 장착된 원통형의 브러시의 형태로 구성될 수 있다. 이것은 스위퍼 브러시가 클리닝 브러시(22)와는 무관하게 이동하고 또한 주조 공정의 시작과 끝 부분에서와 같이 원하는 시점에만 동작하고 아래에 기술하는 바와 같이 정상적인 주조 공정 중에는 물러나도록 하는 것을 가능하게 한다. 만일 사용된다면, 상기 스위퍼 브러시는 클리닝 브러시(22)와는 무관하게 또는 탠덤(tandem) 방식으로 회전가능하게 구동될 수도 있으며, 주조용 롤(12)의 속도와 같은 속도로 또는 다른 속도로 구동될 수도 있다. 스위퍼 브러시는, 주조 공정 초기 및 끝 부분에서 발생할 수 있는 많은 이물의 침착(accretion)으로 인해 그러한 이물들이 주조 표면(12A)에 걸쳐 이끌려져서 주조 표면(12A)에 자국이 생기는 것(scoring)을 방지하는데 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 클리닝이 행해지면, 도 8에 도시된 바와 같이, 주조 표면의 저부(low areas)와 함정들(entices)에는 잔류물이 아직 남아있고 주조용 롤 표면의 모든 노출된 돌출부들조차도 효과적으로 깨끗하지는 않다. 그러나 상당 수의 돌출부들이 도시된 바와 같은 노출 표면을 갖는 것을 확인할 수 있고, 충분히 청소되어 상기한 크로커다일 스킨 조도 현상의 형성이 억제 또는 주조 공정 중에 제거된다. 주조용 롤 표면을 청소하는 브러시를 사용함으로써 주조용 롤 표면(12A)은 주조용 풀(10)에 있는 용융 금속에 의해 축축하게 될 수가 있고, 주조 표면이 주조용 풀과 접촉할 때 용융 금속으로부터 주조용 롤로 열 유속이 효과적으로 전달될 수 있으므로 주조 스트립의 특성이 유지된다.

도 8은 회전형 클리닝 브러시(22)가 주조 표면(12A)으로부터 산화물과 오염물들을 제거한 후의 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)의 일부를 개략적으로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 주조용 롤의 주조 표면의 구조(texture)는 돌출부들(204)을 가지며, 대부분의 돌출부들(204)은 노출될 수 있고 반면에 주조 표면(12A)의 대부분의 영역은 산화물로써 "함몰"된 채로 유지되는 것을 알 수 있다. 주조공정 중에 산화물들과 다른 오염물들(202)이 주조용 롤 표면(12A)에 형성된다. 클리닝 브러시(22)는 주조 표면(12A)의 돌출부들(204)을 노출하도록 이들 산화물(202) 중 일부를 제거하고, 도면부호 200으로 지시된 영역들은 산화물로 덮인 채로 놓아둔다. 주조 표면 위로 경계층 가스를 공급하는 것은 주조 캠페인 기간 동안 열 유속의 제어를 향상시킨다는 것이 발견되었다.

다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 가스 공급 장치들(100)은 주조용 롤들(12)의 주조 표면 근처에 가스를 공급한다. 상기와 같이 공급된 가스는 산화물이 회전형 브러시에 의해 제거되었을 때, 주조용 롤(12)의 주조 표면상에서 가스의 경계층을 형성한다. 가스는 도 6에 도시된 바와 같이 다수의 밸브들(122A, 122B, 122C, 122D 및 122E)을 통해 가스 공급원(gas sources)(121, 121')으로부터 가스 헤더(gas header)(110)로 전달된다. 조성, 혼합, 압력 또는 이들의 조합이 상이한, 원하는 가스를 가스 밸브들을 통해 가스 헤더(110)로 전달할 수 있도록 하나 이상의 가스 공급원(121, 121')이 제공되며, 이때, 가스 헤더(110)는 원하는 가스 또는 가스 혼합물을 노즐을 통해 주조용 롤의 표면에 공급한다. 상기 가스 헤더(110)는 도 6에 도시된 바와 같이 일련의 5 개의 세그먼트들(segements)(123A, 123B, 123C, 123D 및 123E)로 제공되거나, 도 7에 도시된 바와 같이 각각의 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)을 따라 연장되는 일련의 3 개의 세그먼트들(123A, 123B 및 123C)로 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 가스 헤더(110)는 일반적인 가스 흐름(gas flow or flows)을 제공하며, 헤더를 따라 배치된 개별 노드들은 서로 다른 세그먼트로 주조 표면 근처로의 가스 공급을 개별적으로 조절할 수 있도록 독립적으로 조절 및 제어 가능하다.

상기 가스 공급 장치들(100)은 상이한, 조절된 가스 흐름 및/또는 가스 조성을 각각의 세그먼트에서 주조용 롤들(12)의 주조 표면(12A) 근처에 공급할 수 있으며, 이에 따라 각 세그먼트로의 가스 흐름을 각각의 세그먼트에서 개별적으로 조절할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 각각의 세그먼트는 개별적으로 조절되는 가스 공급장치를 구비할 수 있다. 상기 가스 헤더(110)는 원하는 가스 공급원들(121, 121')을 헤더 내의 임의의 노즐들로 직접 연결함으로써 복수의 세그먼트들로 분할되거나, 상기 세그먼트들은 헤더 내에 분리된 성분으로 유지되거나, 가스 헤더 상의 노즐들은 가스 헤더(110)와 독립적으로 조절될 수 있다. 상기 가스는 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)을 따라 배치되어 있는 복수의 노즐을 통해 주조용 롤의 주조 표면 근처에 공급된다. 공급된 가스는 도 8에 도시된 바와 같이 회전형 클리닝 브러시(22)가 산화물 또는 다른 오염물들(202)을 제거한 공간 또는 영역(200)으로 흐르게 된다. 경계 가스층을 형성하는 것은 주조용 풀 내의 용융 금속과 주조용 롤 표면(12A) 사이의 계면 열전달계수(interfacial heat transfer coefficient)를 제어하기 위함이다. 공급된 가스는 산소와 수분을 포함하는 이미 주조용 롤 표면 근처 영역에 있는 가스들과 잠재적 오염물질 및 브러싱 작업에 의해 제거된 다른 물질들을 적어도 일부 대체하는 것으로 기대된다.

전술한 바와 같이, 주조용 롤의 길이를 따라 열 유속의 변화를 나타냄에 따라 주조용 롤의 온도는 주조용 롤의 길이를 따라 변한다. 주조용 롤의 길이에 따른 주조용 풀과 주조용 롤 표면 사이의 열 유속의 변화는 또한 닙 근처의 주조 스트립의 폭을 가로질러 온도가 변하는 결과를 초래한다. 롤의 길이 및 주조 스트립의 폭에 따른 온도변화는 주조용 롤의 길이에 따라 적층되는 산화물의 변동 및 스트립의 폭에 따른 스트립 특성의 변화를 의미한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 온도 센서(51, 51', 151)가 주조용 롤의 길이방향을 따르는 세그먼트들에서의 온도, 주조용 롤들 사이에 형성된 닙 근처의 주조 스트립의 온도, 또는 이들을 조합한 온도를 측정할 수 있도록 배치되어 측정된 온도에 해당하는 감지신호(sensor signals)를 생성한다. 상기 온도 센서(51, 51', 151)는 적외선 스캐닝 고온계(infrared scanning pyrometer)가 될 수도 있고, 이색 적외선 고온계(two-colour infrared pyrometer)가 될 수도 있다. 상기 온도 센서(51)는 닙과 주조 영역 사이 주조용 롤의 길이를 따라 온도를 측정할 수 있도록 배치되며, 바람직하게는 연속체로, 바람직하게는 브러시와 주조 영역의 입구 사이에 위치한다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 상기 온도 센서(51')는 도 3에 도시된 바와 같이 닙과 주조 영역 사이의 임의의 원하는 지점에서 주조용 롤의 길이를 따라 온도를 측정할 수 있도록 배치된다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 온도 센서(151)는, 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 예를 들면, 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 정도로, 닙 근처의 세그먼트들에서 주조 스트립을 가로질러 온도를 측정할 수 있도록 배치된다.

상기 온도 센서들(51, 51', 151)은 주조용 롤의 길이를 따라 또는 닙 근처의 스트립을 가로질러 온도를 측정하거나 양쪽 온도를 모두 측정하고, 온도에 대응되는 감지 신호들을 생성하도록 배치된다. 온도 측정은 5개 또는 그 이상의 세그먼트들과 같이 3개 이상의 세그먼트들로 분할되거나 또는 연속적으로 이루어진다. 상기 온도 센서들(51, 510, 151)은 주조용 롤의 길이에 따른 온도 프로파일 또는 닙 근처의 주조 스트립을 가로지르는 온도 프로파일을 측정하는데 사용될 수 있다. 상기 온도 프로파일은 연속적인 온도 프로파일 또는 주조용 롤을 따라 또는 주조 스트립을 가로지르는 세그먼트로 선택된 지점에서의 온도가 될 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 각 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)을 따르는 각각의 세그먼트들(123)에 대해 온도가 결정된다.

온도 센서(51, 51', 151)로부터의 신호는 감지신호를 수신하여 각 세그먼트로의 가스 공급을 제어할 수 있는 제어기(52)로 유도된다. 상기 제어기(52)에 의해 조절되어, 상기 가스 공급 장치(100)는 주조용 롤을 따라 또는 주조 스트립을 가로질러 또는 양자 모두에서 측정된 온도에 따라 회전형 브러시 근처의 주조 표면을 따라 가스를 공급할 수 있다. 상기 제어기(52)는 열 유속을 모니터하고, 초기 측정된 열 유속과의 열 유속 차이를 계산하여 상기 측정된 초기 열 유속과의 열 유속 차이에 근거하여 브러시에 의해 주조 표면에 가해지는 에너지를 제어하는 센서들과 함께 사용될 수도 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 상기 제어기(52)는 온도 센서들(51, 51', 151)로부터 결정된 온도를 이용하여 주조용 롤에 대항하여 회전형 브러시에 가해지는 에너지 및/또는 주조용 롤 표면과 브러시의 접촉각을 제어할 수 있다. 이때, 상기 주조용 롤에 대항하는 회전형 브러시의 에너지는 적용 압력, 회전 속도 또는 이들 모두를 변화시킴으로써 제어할 수 있고, 상기 접촉각은 상기 브러시의 축과 주조용 롤 표면 사이의 각을 조절함으로써 제어할 수 있다.

각각의 세그먼트에서 제공된 가스는 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 밸브들(122A, 122B, 122C, 122D 및 122E)의 제어에 의해 주조 표면상에 가스를 공급함으로써 조성, 혼합, 압력에 있어 또는 이들의 조합에 있어 상이하고 또한 변화가 이루어질 수 있다. 상기 다수의 가스 밸브들은 주조용 롤(12) 근처의 주조 표면(12A) 상의 가스의 공급비를 조절하기 위해, 및/또는 둘 이상의 가스가 공급되고 있을 때 혼합비를 조절하기 위해 제공되는 것이다. 상기 밸브들(122A, 122B, 122C, 122D 및 122E)은 제어기(52)에 의해 자동으로 제어될 수도 있다. 이러한 실시 예는, 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)의 중심 영역과 비교하여, 예를 들면, 주조용 롤의 단부 근처에서의 열 분포도(heat gradient)의 차이로 인해 주조용 롤의 단부 근처에서 서로 다른 조성, 혼합, 또는 압력의 가스를 제공하는데 특히 유용하다. 또한, 상기 밸브들(122A, 122B, 122C, 122D 및 122E)을 통해 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A)을 따라서 하나 또는 다수의 세그먼트들로 공급된 가스의 조성, 혼합, 또는 압력은 원하는 결과를 얻기 위하여 용융 금속으로부터 주조용 롤로의 열 유속이 제어되는 것을 가능하게 할 수 있도록 주조 캠페인 기간 중에 유사한 방식으로 변경될 수도 있다.

다른 방법으로, 상기 가스 헤더(110)는 주조 표면(12A)을 따라 배치된 복수의 노즐, 예를 들면, 하나 이상의 노즐들을 포함하는 그룹 형태의 노즐들을 포함하며, 각각의 노즐 그룹에 의해 공급된 가스는 독립적으로 제어된다. 각각의 노즐 그룹은 주조 표면상의 세그먼트에 대응된다. 다른 방법으로, 상기 제어기(52)는 해당 세그먼트의 측정된 온도에 대응되는 각각의 노즐 그룹을 통해 공급되는 가스의 조성, 혼합, 압력 또는 이들의 조합을 제어한다. 이와 같은 방법으로, 주조 스트립의 특성은 변화될 수 있고, 각 세그먼트에서 개별적으로 조절되어 더 우수한 특성의 주조 스트립을 제공할 수 있다.

상기 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 건조 공기, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함한다. 또한, 하나 이상의 가스 헤더(110)는 주조용 롤의 주조 표면 근처에 동일한 가스 또는 혼합물, 또는 상이한 가스 또는 혼합물을 공급하도록 주조용 롤의 주조 표면을 따라 병렬로 또는 직렬로 배치될 수 있다.

상기 가스 헤더(110)는 산화물이 제거될 때 가스를 주조 표면 근처에 공급하도록, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 클리닝 브러시(22)와 주조용 롤(12)의 주조 표면(12A) 사이의 브러시 닙에 가스를 공급하도록 제공될 수 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 상기 가스 헤더(110')는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 브러시와 주조 영역 사이에서 주조용 롤의 주조 표면을 따라 클리닝 브러시(22) 근처에 배치될 수도 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 상기 가스 헤더(110")는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 닙 사이에서, 주조용 롤과 브러시 사이에서 주조용 롤의 주조 표면을 따라 클리닝 브러시(22) 근처에 배치될 수도 있다. 희망한다면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가스는 클리닝 브러시(22) 근처의 하우징(120)을 통해 공급될 수도 있다. 그러나 상기 가스 헤더(110)가 산화물이 회전형 브러시에 의해 제거되는 위치에 가스를 더 가까이 공급하면 할수록 본 발명에 따른 방법과 장치는 열 유속의 제어에 더욱 효과적이라는 것을 예상할 수 있다.

이상 본 발명은 여러 가지 실시 예를 참조하여 전술한 도면과 설명으로 상세히 기술하고 예시하였지만, 그러한 기술은 단지 예시적인 것으로서 특징에 있어 제한적인 것은 아니며, 본 발명은 개시된 실시 예에 한정되는 것은 아니라는 점을 이해하여야 할 것이다. 오히려, 본 발명은 발명의 범위와 사상 내에 들어가는 모든 변형과 변경 그리고 균등물을 모두 망라하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 본 발명의 부가적인 특징들은 전술한 상세한 설명을 감안하면 당업자에게 명백하게 될 것이며, 상세한 설명은 현재 인식되고 있는 최상의 실시 예를 나타내고 있다. 상술한 바와 같은 본 발명에 대하여 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 많은 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (25)

1. 박판 주조 스트립(cast strip)의 연속적인 주조방법에 있어서,
   금속 스트립이 주조될 주조용 롤들의 원주 상의 주조 표면 사이에 닙을 형성하도록 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤들을 나란하게 조립하는 과정과;
   보호용 공기(protective atmosphere)를 갖는 주조 영역을 형성하도록 상기 닙의 상부로 상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면상에 지지되는 용융 금속의 주조용 풀을 형성하는 과정과;
   상기 닙과 상기 주조 영역 사이에서 각 주조용 롤의 상기 주조 표면과 접촉하도록 근처에 회전형 클리닝 브러시를 조립하는 과정과;
   상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면이 상기 닙 쪽으로 이동하여 상기 닙으로부터 하향 송출되는 주조 스트립을 형성하도록 상기 주조용 롤들을 서로 반대방향으로 회전시키는 과정과;
   각 주조용 롤의 주조 표면을 상기 회전형 클리닝 브러시와 접촉시켜 각 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거하는 과정과;
   상기 주조용 롤의 상기 주조 표면을 따라 세그먼트들에서 적어도 하나의 주조용 롤의 온도 또는 상기 닙 근처의 스트립을 가로로 가로지르는 세그먼트들 에서 상기 주조 스트립의 온도 또는 이들을 조합한 온도를 결정하는 과정; 및
   상기 세그먼트들에서 결정된 온도에 따라 상기 클리닝 브러시에 인접한 세그먼트에 의해 조절된 가스를 상기 주조 표면 근처에 공급하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 공급과정 중에, 적어도 5개의 세그먼트에서, 상기 가스는 조성, 혼합, 압력 또는 이들의 조합이 변하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면을 따라 또는 상기 닙 근처에서 상기 주조 스트립을 가로질러 적어도 5개의 세그먼트가 제공되는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
4. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 세그먼트들에서 온도를 결정하는 과정은,
   연속적으로 수행됨을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
5. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 온도를 결정하는 과정은,
   적어도 하나의 주조용 롤을 따라 세그먼트들 위치에서 온도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
6. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 온도를 결정하는 과정은,
   상기 주조용 롤의 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 사이에서 상기 주조 스트립을 가로지르는 세그먼트들에서 온도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
7. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 주조 표면에 상기 가스를 공급하는 과정은
   상기 회전형 브러시와 상기 주조용 롤의 상기 주조 표면 사이에 형성된 브러시 닙 근처에 상기 가스를 공급하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
8. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 주조 표면에 상기 가스를 공급하는 과정은,
   상기 클리닝 브러시 근처에 제공된 하우징 내로 상기 가스를 도입하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
9. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 결정된 온도를 이용하여 상기 주조 표면에 대항하는 상기 회전형 브러시의 에너지, 상기 브러시와 상기 주조 표면의 접촉각, 또는 이들의 조합을 조절하는 과정을 더 포함하며, 상기 회전형 브러시의 상기 에너지는 적용 압력, 회전 속도 또는 이들 조합을 변화시킴으로써 제어되며, 상기 접촉각은 상기 브러시의 축과 상기 주조용 롤 표면 사이의 각을 조절함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
10. 선행하는 항들 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 가스 공급과정의 상기 가스는
    질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 건조 공기(dry air) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
11. 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법에 있어서,
    금속 스트립이 주조될 롤들의 원주상의 주조 표면 사이에 닙을 형성하도록 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤을 나란하게 조립하는 과정과;
    보호용 공기(protective atmosphere)를 갖는 주조 영역을 형성하도록 상기 닙의 상부에서 상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면상에 유지되는 용융 금속의 주조용 풀을 형성하는 과정과;
    상기 주조 표면이 상기 주조 영역에서 상기 용융 금속과 접촉하기 전에 각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면과 접촉하도록 주변부에 회전형 클리닝 브러시를 조립하는 과정과;
    상기 주조용 롤들의 상기 주조 표면들이 상기 닙 쪽으로 이동하여 상기 닙으로부터 하향 송출되는 주조 스트립을 형성하도록 상기 주조용 롤들을 서로 반대방향으로 회전시키는 과정과;
    각각의 주조용 롤의 주조 표면을 상기 회전형 클리닝 브러시와 접촉시켜 각 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거하는 과정; 및
    상기 주조용 롤의 길이를 따라 세그먼트들에서 적어도 하나의 주조용 롤의 온도 또는 상기 닙 근처의 스트립을 가로로 가로지르는 상기 주조 스트립의 온도 또는 이들을 조합한 온도를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 세그먼트들에서 온도를 결정하는 과정은 연속적으로 수행됨을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 온도를 결정하는 과정은
    적어도 하나의 주조용 롤을 따라 신장되는 세그먼트들의 위치에서 온도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 온도를 결정하는 과정은
    상기 주조용 롤의 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 사이에서 상기 주조 스트립을 가로지르는 세그먼트들에서 온도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 결정된 온도를 이용하여 상기 주조 표면에 대항하는 상기 회전형 브러시의 에너지, 상기 브러시와 상기 주조 표면의 접촉각, 또는 이들의 조합을 조절하는 과정을 더 포함하며, 상기 회전형 브러시의 상기 에너지는 적용 압력, 회전 속도 또는 이들 조합을 변화시킴으로써 제어되며, 상기 접촉각은 상기 브러시의 축과 상기 주조용 롤 표면 사이의 각을 조절함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립의 연속적인 주조방법.
16. 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하는 장치에 있어서,
    박판 주조 스트립이 하향 송출되도록 주조용 롤들의 원주상의 주조 표면 사이에 형성된 닙과, 보호용 공기를 가지며 상기 닙의 상부로 주조용 풀을 형성하는 주조 영역을 포함하도록 나란하게 배치되어 있는, 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤과;
    상기 닙과 상기 주조 영역 사이 영역에서 상기 주조 표면으로부터 상기 산화물을 제거하게 배치되어 각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거하는 회전형 클리닝 브러시와;
    상기 주조용 롤을 따라 적어도 3개의 세그먼트로 적어도 하나의 주조용 롤의 온도, 또는 스트립을 가로지르는 적어도 3개의 세그먼트에서 주조 스트립의 온도, 또는 이들을 조합한 온도에 대응되는 감지신호를 제공하는 적어도 하나의 온도 센서와;
    상기 회전형 브러시와 적어도 3개의 세그먼트로 조절된 상기 주조 영역 사이에서 각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면 근처로 가스 흐름을 유도하는 가스 노즐; 및
    상기 감지신호를 수신하여 각각의 세그먼트에서 측정된 온도에 따라 상기 가스 노즐을 통한 각각의 세그먼트로의 상기 가스 공급을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 가스 공급과정에 공급된 상기 가스는,
    질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 건조 공기(dry air) 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 각각의 클리닝 브러시 근처에 제공되는 하우징을 더 포함하며, 상기 가스 노즐은 상기 하우징 내에서 상기 주조 표면 근처에 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 주조용 롤의 상기 주조 표면을 따라 적어도 5개의 세그먼트에서, 각 세그먼트로의 상기 가스의 흐름은 조성, 혼합, 압력 또는 이들의 조합이 변하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 온도 센서는
    상기 주조용 롤의 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 사이에서 상기 주조 스트립을 가로지르는 온도에 대응하는 감지 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
21. 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치에 있어서,
    박판 주조 스트립이 하향 송출되도록 주조용 롤들의 원주상의 주조 표면 사이에 형성된 닙과, 보호용 공기를 가지는 상기 닙의 상부로 주조용 풀을 형성하는 주조 영역을 포함하도록 나란하게 배치되어 있는, 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤과;
    상기 닙과 상기 주조 영역 사이 영역에서 상기 주조 표면으로부터 상기 산화물을 제거하게 배치되어 각각의 주조용 롤의 상기 주조 표면으로부터 산화물을 제거하는 회전형 클리닝 브러시; 및
    상기 주조용 롤을 따라 적어도 3개의 세그먼트에서 적어도 하나의 주조용 롤의 온도, 또는 스트립을 가로지르는 적어도 3개의 세그먼트에서 주조 스트립의 온도, 또는 이들을 조합한 온도에 대응되는 감지신호를 제공하는 적어도 하나의 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 온도 센서는,
    상기 주조용 롤의 닙으로부터 0.2미터 내지 1미터 사이에서 상기 주조 스트립을 가로질러 온도에 대응하는 감지 신호를 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 세그먼트들 내의 온도를 결정하는 과정은 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 온도 결정 과정은,
    적어도 하나의 주조용 롤을 따라 세그먼트들의 위치에서 온도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.
25. 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 온도를 결정하는 과정은,
    적어도 하나의 주조용 롤을 따라 신장되는 세그먼트들의 위치에서 온도를 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 주조 스트립을 연속적으로 주조하기 위한 장치.

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