KR20110139075A - 조강류의 금속 압연제품을 제조하기 위한 주조 및 연속 압연 방법과 플랜트 - Google Patents

Abstract

조강류의 금속 압연제품을 제조하기 위한 방법 및 플랜트(10)가 제공되고, 상기 방법에서는, 사각형 또는 동일한 단면을 갖는 제품을 주조하기 위해 주조축을 한정하는 단일 주조기(11)에 의해 수행되는 연속주조 단계; 상기 주조축과 거의 일치하는 압연축을 한정하는 압연기(16)에서 수행되는 압하단계; 및 상기 연속주조 단계의 연속성을 위해 상기 압하단계의 일시적 중단 상황과 상호관련이 있는 시간 동안 유지 박스로(14)에서 상기 주조축 및/또는 상기 압연축에 대해 오정렬 위치에서 소정크기로 절단되는 주조품의 다수의 세그먼트를 소정온도에서 선택적으로 축적 및 유지하는 단계가 제공된다.

Description

조강류의 금속 압연제품을 제조하기 위한 주조 및 연속 압연 방법과 플랜트{Casting and Continuous Rolling Method and Plant for Making Long Metal Rolled Products}

본 발명은 봉강(棒鋼: bars), 선재(線材: wire rod), 빔(beams), 레일 또는 형강(形鋼:sections)과 같은 조강류(條鋼類)의 압연 금속제품(long rolled metal products)을 제조하기 위한, 순환 또는 반순환(endless or semi-endless) 모드에서의 인-라인(in-line) 주조 및 연속 압연방법과 플랜트에 관한 것이다.

조강류의 압연제품의 제조를 위해 종래에 알려진 플랜트는 주조기(casting machine) 및 주조기의 하류부 및 라인에 배치되는 압연기를 제공한다. 또한, 주조기에 의해 한정되는 주조축(casting axis) 및 압연기에 의해 한정되는 압연축(rolling axis)이 일치하는 솔루션에서, 플랜트가 순환 (또는 연속) 모드, 또는 반순환 모드(즉, 소정크기로 절단된 주조품의 세그먼트(segments)에서 시작됨)로 구성 및 이용될 수 있다는 것이 알려져 있다.

이들 작업 솔루션에서, 압연기가 우연히, 예컨대 코블(cobbles)로 인해 정지되거나, 프로그래밍되어 예컨대, 채널 또는 제조가 변경되면, 압연공정을 중지할 필요가 있고, 이는 또한 주조기의 중단을 의미한다. 더욱이, 압연기의 작업이 우연히 중지되면, 주조 지점과 중지 지점 사이에서 적어도 중간 물질의 일부가 파쇄되는 한편, 그 물질이 턴디시(tundish)에서부터 압연기로 처리된다.

결과적으로, 압연기의 작업중지로 인해 생산성(productivity) 및 플랜트 이용률(plant utilization factor)이 감소되고 관리비용이 증가되는데, 이는 필요한 에너지 증가의 주원인이 된다.

따라서, 본 발명의 제 1 목적은 인라인 주조 및 연속 압연 공정을 순환 또는 반순환 모드로 달성하고, 실제로 주조공정의 중단없이 압연기의 작업중지를 관리함으로써 제조 손실이 없고 철강 플랜트의 상류부에 문제를 야기시키지 않는 상대적 제조 플랜트를 완성하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비상 상황시 또는 프로그래밍된 작업중지 중에 스크래핑 물질을 최소한으로 줄이거나 제거함으로써 이들 상황에서 제조라인을 따라 중간지점에 축적되는 제품을 완전히 회수하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조라인을 따라 최초 용강(liquid steel)에 의해 처리된 엔탈피를 최대한으로 이용하여 종래의 공정에 비해 상당한 에너지 절약 및 운영비의 감소를 달성하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은:

- 최종 제품의 중량과 1 톤을 제조하기 위한 용강의 중량간의 비율과 동일한 고수율(higher yield)을 보장하고,

- 압연기의 높은 안정성 및 최종 제품의 치수 품질(dimensional quality)의 향상을 달성하고,

- 연속주조 공정의 중단없이 치수(dimension) 및 방식(type) 측면에서 제조변경의 가능성을 보장하여 높은 플랜트 이용률을 얻는데 있다.

본 출원인은 종래기술의 문제점들을 극복하고 이들 목적 및 다른 목적과 장점들을 얻기 위해 본 발명을 고안하고, 테스트하여 구현하였다.

본 발명은 독립 청구항들에 개시되며 특징화되는 한편, 종속 청구항들은 발명의 다른 특징 또는 주요 발명 사상의 변형예들을 개시한다.

본 발명에 따른 조강류 제품(long products)의 제조를 위한 주조 및 연속압연 플랜트는 단일 연속 주조기(single continuous casting machine) 및 이 주조기의 하류부에 주조기와 일렬로 배치되는 압연기(rolling mill)를 포함한다. 주조기와 압연기가 일렬로 배치된다는 것은 주조기의 가상 주조축이 빌레트(billets)의 가상 압연축과 실제로 일치하고 이 가상 압연축과 평행하다는 것을 의미하고, 따라서 이러한 구성은 특히 순환방식(endless)의 공정을 만드는데 적합하다. 여하튼, 반순환(semi-endless) 방식의 공정을 항상 달성할 수 있다.

일부 실시예에서, 주조기는 용강을 고속 및 고생산성(예컨대, 35 내지 200 톤/시간으로 간단히 표시됨)으로 주조하는데 적합한 결정화기(crystallizer)를 구비한다. 고속으로 주조한다는 것은 연속 주조기가 두께와 관련하여 약 3 내지 9 m/min의 가변 속도로 제품을 주조할 수 있다는 것을 의미한다.

결정화기는 거의 사각형의 단면적(이하에서는 일반적으로 빌레트(billets)로서 정의됨)을 만드는 것이 유리하다.

상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용되는 용어 빌레트는 정방형의 단면을 갖는 제품이나 실제 장방형의 단면을 갖거나 또는 폭이 넓은 제품을 의미하며, 이 경우, 장변과 단변간의 비율은 1.02-4인데, 이는 즉, 정방형의 단면 및 장변이 단변보다 4배 더 큰 장방형의 단면 보다도 높다.

본 발명에서, 주조품의 단면은 직선 및 2 × 2 평행변을 갖는 사각형의 단면에 한정되지 않고 적어도 만곡된 오목 또는 볼록변을 갖는 단면을 포함할 뿐만 아니라, 2 × 2 대향 및 대칭성 단면 또는 전술한 기하 구조의 조합을 반드시 포함하는 것이 유리하다.

결정화기가 장방형의 단면을 갖는 제품을 주조할 때, 보다 많은 양의 재료(ton/h)가 얻어짐으로써 동일한 주조속도 및 단면의 두께 (또는 높이), 즉 예컨대 120 t/h 보다 높은 시간당 생산성이 달성된다.

일예로서, 본 발명에 따른 연속 주조공정에 의해 제조되는 정방향의 빌레트는 100 mm ×100 mm, 130 mm ×130 mm, 150 mm ×150 mm, 160 mm ×160 mm 또는 중간 치수 중에서 가변되는 치수를 갖는 반면, 생산성을 향상시키기 위한 장방형 단면은 100 mm ×140 mm, 130 mm ×180 mm, 130 mm ×210 mm, 140 mm ×190 mm, 160 mm ×210 mm, 160 mm ×280 mm, 180 mm ×300 mm, 200 mm ×320 mm, 또는 중간 치수 중에서 가변되는 치수를 갖는다.

일반적으로, 주조 단면은 100-300 mm의 동일길이의 변을 갖는 정방형의 표면과 동일한 표면을 갖는다.

거의 장방형인 단면을 갖는 금속 제품이 주조되면, 장방형의 단면을 압연기에 적합한 정방형/원형/타원형 단면으로 만들기 위해 적어도 하나의 스탠드로 구성된 추가의 압연유닛이 제공된다. 이 추가 압연유닛은 주조기의 하류부 또는 압연기의 상류부에 배치될 수 있다.

또한, 주조 및 연속압연 라인은 연속 주조기의 하류부에 반순환 모드에서 또는 비상시 순환 모드에서 빌레트를 소정길이의 세그먼트 크기로 절단하기 위한 전단기를 적어도 포함한다. 절단된 세그먼트의 소정길이는 12-18미터의 길이값을 의미한다.

더욱이, 이 전단기는 주조기로부터 나오는 재료의 비상 스크래핑 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 주조기의 하류부에는, 주조축 및 압연축에 대해 오정렬 상태에서 또는 측방향으로 어긋나게 빌레트의 온도를 유지하고 빌레트를 축적하도록, 특히 전적으로 압연기의 일시 중단시에만 예컨대, 채널 또는 제조의 프로그래밍된 유지 방해 또는 변화를 허용하기 위한 챔버의 역할을 하도록 구성되는 박스로(box furnace) (또는 열박스(thermal box))를 구비하는 유지 유닛(maintenance unit)이 배치된다.

이러한 방식으로, 주조기는 배출되는 제품이 순차적으로 소정 치수의 빌레트로 절단되어 라인으로부터 취출되어 동작온도에서 실제 유지되어 중단된 압연기에 의해 구속되지 않는 박스로의 내부로 이송되는 한, 반드시 중단될 필요가 없고 감속될 필요도 없게 된다. 소정온도에서 축적되고 유지되는 빌레트는, 일단 압연기의 동작이 복원되면 한번 더 압연기를 향해 이송된다. 이 빌레트는 LIFO 기준에 따라 축적/배출된다.

이러한 솔루션은 압연기의 중단시 제조 손실을 감소시킬 수 있어 플랜트의 이용률 및 수율을 크게 향상시킨다; 따라서, 운영비를 줄일 수 있고 압연기의 안정성 및 최종 제품의 치수 품질을 보다 향상시킬 수 있음은 물론, 연속 주조기을 중단시키지 않고도 치수 및 타입 측면에서 제조시 변동 가능성을 보장할 수 있다.

박스로로 인하여, 전반적인 수율 역시 향상된다. 사실상, 연속 주조 중에 압연기의 우연한 중단이 발생하는 경우,

- 압연기에서 우연한 중단이 일어난 순간에 압연기의 시작부에서 (용강을 결정화기 내부로 장입시키는) 턴디시로부터 발견되는 스틸은 스크래핑되어서는 안 되거나 래들(ladle)에 잔류하는 스틸은 종종 회수될 수 없다;

- 압연기가 우연히 차단되는 경우, 이미 하나 이상의 스탠드에 맞물린 빌레트는 박스로 내부로 복귀하여 소정온도에서 유지될 수 있어 분해(segmentation)되는 것이 방지되어 재료손실을 방지할 수 있다.

빌레트는 약 1100℃의 평균온도에서 박스로로 인입되는데; 박스로의 출구에 있는 빌레트의 평균온도는 약 900℃-1100℃이다.

박스로는 다음과 같은 모드들 중 한 가지 모드에서 순수하게 "유지 챔버(maintenance chamber)의 기능을 수행한다:

1) 빌레트가 1100℃에서 인입되어 1100℃에서 유지되고 (이것은 유지 c챔버내의 온도가 1100℃-1200℃에서 설정됨을 의미함), 박스로의 하류부에 유도기를 배치할 필요가 없다.

2) 빌레트가 1100℃에서 인입되어 >900℃에서 유지되어 (이것은 유지 c챔버내의 온도가 920℃-950℃에서 설정됨을 의미함), 박스로 하류부에 배치된 유도기에 의해, 요구되는 압연 온도를 복원할 수 있다.

경우 2)에서, 박스로는 이 박스로로 인입된 빌레트의 온도보다 낮은 온도에서 박스로를 유지하는데 필요한 정도로 한정되는 가스 소모율을 갖는다.

이러한 방식으로, 가스 소모율은 작동값과 거의 0값 사이에서 변동될 것이다.

박스로가 비어 있을 경우, 가스 소모의 준비가 필요하고 적절히 가열된다.

반면, 박스로가 (빌레트의 온도가 손실될 수 있는) 고온에서 단일 빌레트를 수용하면 (그리고 즉시 복귀되면), 빌레트의 열이 얼마나 많이 손실되는가에 따라 상대적으로 단일 빌레트가 내부에서 얼마나 오래 동안 체류하는지에 따라 가스 소모량이 감소되는 경향을 보일 것이다.

반면, 박스로가 다수의 빌레트를 축적하게 되면, 박스로에서 배출될 때 보다 더 뜨거운 철 덩어리로 박스로가 채워지기 때문에 가스 소모율은 0으로 감소되는 경향을 보일 것이다.

박스로의 축적 능력 또는 버퍼 시간은 70톤의 스틸 래들과 중량이 동일한 다수의 빌레트를 포함하도록 설정된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 제한되지 않는 일부 솔루션의 경우, 유지 유닛의 출구 또는 유지 유닛의 하류부에는, 빌레트가 배출되는 온도가 약 1050℃ 이하일 때 빌레트의 온도를 압연에 적합한 온도값으로 조절하는 기능을 갖는 유도로(induction furnace)가 배치될 수 있다.

이 유도로는 압연기의 스탠드들 사이의 중간 위치에 배치될 수 있고, 그 작동으로 특히, 빌레트의 가장자리를 가열하기 위해 빌레트의 가열 균일성이 향상됨으로써 압연시 이들 영역에서 크랙(cracks)의 형성을 방지해준다.

본 발명의 양호한 솔루션에서, 유지 유닛은 주조기와 압연기를 연결하는 롤러웨이(rollerway)를 포함한다. 제 1 실시예에서, 롤러웨이는 박스로 외부에 배치되고 빌레트는 박스로를 향해 이송되어 박스로로부터 배출된다. 또 다른 실시예에서, 롤러웨이는 박스로 내부에 직접 배치된다.

또 다른 실시예 형태에 따르면, 박스로는 실제로, 박스로를 폐쇄하기 위해 이 박스로의 내부에/로부터 빌레트를 장입/제거하기 위한 전방 도어, 내화 케이싱, 상부 버너 또는 하부 버너 또는 상부 버너 및 하부 버너를 구비한 연소 장치, 천연 또는 강제 통풍 굴뚝의 하부로부터 연기를 제거하기 위한 장치, 및 박스로의 내부에 축적된 빌레트를 지지하기 위해 결합하여 고정되는 다수의 장방향 부재를 포함한다.

또 다른 실시예 형태에 따르면, 박스로는 두 개의 측면 도어, 예컨대, 빌레트를 장입하기 위한 측면 도어 및 빌레트를 제거하기 위한 측면 도어를 포함한다.

또 다른 실시예 형태에 따르면, 플랜트는 박스로 내부로 빌레트를 이동시키고 후속하여 이 빌레트를 이송 및 선택하여 롤러웨이 상에서 재축적하는데 적합한 하나 이상의 스러스트 헤드(thrust head)를 포함한다.

박스로의 내부를 비우기 위해 하나 이상의 "카운터-스러스트(counter-thrusts)" 헤드가 제공되는 것이 유리하다.

일 실시예 형태에 따르면, 스러스트 헤드의 위치에서, 박스로는 빌레트를 이동시키기 위해 제공되는 다수의 장방향 보행빔(walking beams)을 포함한다.

일 실시예 형태에 따르면, 압연 라인은 압연기의 상류부, 또는 압연기의 스탠드들 사이의 중간 위치에 배치되어 압연공정중에 주조품을 절단하여 압연공정이 우연히 중단되는 상황에서 이 주조품을 유지 유닛으로 이송하기 위한 하나 이상의 전단기(shears)를 포함한다.

또 다른 실시예 형태에 따르면, 압연 라인은, 주조기의 하류부에 배치되어 소정 크기로 절단하기 위한 전단기와 압연기의 상류부에 배치되는 끝 전단기(cropping shears) 사이에 설치되는 하나 이상, 바람직하기로는 3개의 산소아세틸렌 절단 토치를 포함하는데, 이 절단 토치들은 압연작업이 우연히 중단되는 상황에서 상기 전단기들 사이에 있는 세그먼트의 주조품을 박스로로 이송될 크기의 세그먼트로 절단하는데 적합하다.

또한, 빌레트의 연속 주조단계 및 조강류의 압연 제품을 제조하기 위해 연속 주조단계에 후속되어 수행되는 인-라인 압연 단계를 포함하는, 조강류의 압연 제품을 제조하기 압연방법 역시 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명의 특징에 따르면, 압연 단계가 중단되면 축적 및 온도 유지단계가 제공됨으로써, 상기 연속주조 단계의 연속성을 위해 압연공정의 복원을 위한 중단 상황과 상호관련이 있는 시간 동안 온도 유지 상황에서 박스로의 내부에서 상기 주조축 및/또는 상기 압연축에 대해 오정렬 위치에서 소정크기로 절단되는 다수의 빌레트를 축적할 수 있다.

따라서, 이러한 공정은 주조기와 압연기 사이에 축적 저장소를 한정하도록 제공되며, 이 경우, 빌레트가 잔류하는 시간은 압연 단계를 복원하기 위한 중단 시간과 동일하다.

본 발명의 이들 및 다른 특징들은 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어진 바람직한 형태의 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다:
도 1 내지 3은 본 발명에 따른 압연 플랜트의 가능한 3 가지 레이아웃이고;
도 4는 도 1 내지 3의 레이아웃들 중 하나의 확대 상세도이고;
도 5는 선 V-V를 따라 절취한 단면도이고;
도 6은 도 5의 제 1 변형예이고;
도 7은 도 5의 제 2 변형예이고;
도 8은 도 4의 변형예이고;
도 9 내지 12는 도 1의 플랜트로 주조될 수 있는 서로 다른 단면들 중 일부의 예를 도시한 도면이다.

첨부도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 조강류 제품의 제조를 위한 플랜트의 레이아웃(10)의 제 1 예를 도시한 것이다.

도 1의 레이아웃(10)은 필수 구성요소로서, 대부분 직선, 곡선, 오목 또는 볼록변등을 갖는 사각형의 다양한 형상 및 크기를 갖는 주조 빌레트(cast billets)에 적합한 결정화기 또는 다른 장치를 한쪽 라인에서만 사용하는 연속 주조기(11)를 포함하고 있다. 본 발명에 따라 주조될 수 있는 빌레트 단면의 일부예가 도 9 내지 12에 도시되어 있다. 즉, 도 9 내지 12에는 직선 평행변을 갖는 장방형의 단면(도 9), 볼록곡률의 단변과 직선평행한 장변을 갖는 단면(도 10), 중앙에 볼록곡률을 갖는 단변과 직선평행한 장변을 갖는 단면(도 11), 및 오목곡률의 단변과 직선평행한 장변을 갖는 단면(도 12)이 도시되어 있다.

연속 주조기(11)는 하류부에 위치하는 압연기(16)에 의해 한정되는 압연라인과 일치하는 라인 상에 배치된다. 이러한 방식으로, 연속성의 중단없이 순환공정을 달성할 수 있다. 반순환 공정 역시 달성할 수 있다.

일부 실시예에서, 연속 주조기(11)는 고 생산성(high productivity)을 가질 수 있고, 제품의 타입(단면, 스틸 품질, 얻어질 최종 제품, 등)에 따라 3-9 m/min의 주조속도에 도달할 수 있다. 또한, 연속 주조기(11)는 폭이 넓은 형상, 즉 1.02-4의 바람직한 비율로 한 쪽 크기가 다른 쪽 크기 보다 큰 단면을 주조할 수 있다.

특히, 연속 주조기(11)는 35 ton/h-200 ton/h의 생산성을 달성할 수 있다.

한 예로서, 정방형 주조 빌레트(cast billets)는 100 mm ×100 mm, 130 mm ×130 mm, 150 mm ×150 mm, 160 mm ×160 mm 또는 중간 치수 중에서 가변적으로 크기가 정해지는 반면, 생산성을 향상시키기 위해, 장방형 단면은 100 mm ×140 mm, 130 mm ×180 mm, 130 mm ×210 mm, 140 mm ×190 mm, 160 mm ×210 mm, 160 mm ×280 mm, 180 mm ×300 mm, 200 mm ×320 mm, 또는 중간 치수 중에서 가변되는 치수를 갖는다. 일반적으로, 주조 단면은 100-300 mm의 동일길이의 변을 갖는 정방형의 표면과 동일한 표면을 갖는다.

연속 주조기(11)의 하류부에는 주조 빌레트를 소정길이의 세그먼트로 절단할 수 있음은 물론, 반순환 모드에서 플랜트(10)의 기능을 수행하고 압연기(16)의 중단시 순환 모드에서 플랜트(10)의 기능을 수행하기 위한 크기 절단 전단기(shears)가 배치된다. 또한, 전단기(12)는 주조기로부터 도달한 재료의 비상 스크래핑 동작(emergency scrapping operation)을 수행할 수 있다.

만약, 장방형의 단면이 주조되면, 일반적으로 1개 내지 4개의 압연 스탠드(rolling stands)로 구성되는 부가적인 압하/조압연 유닛(reduction/roughing unit)(13)이 위치할 수도 있는데, 이 경우, 3개의 압연 스탠드가 수직/수평/수직 또는 수직/수직/수평으로 교호배치된다. 또한, 수직 압연 스탠드만을 사용하는 것도 가능하다. 압연 스탠드는 연속 주조기의 하류부에 위치하는 압연기(16)에서 압연시키는데 적합하도록 하기 위해 폭이 넓은 형상을 갖는 주조 단면을 정방형, 원형 또는 타원형 단면, 또는 적어도 폭이 감소된 시작 단면부로 복귀시키는데 사용된다. 압연 스탠드의 개수는 라인 및 연속 주조될 제품의 전체적인 설계 파라미터에 따라 1개 내지 4개로 선택될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

주조기의 단부에서부터 압연기(16)의 시작부에 이르는 라인을 따라 부가적인 압하/조압연 유닛(13)이 배치되는 최상의 위치는 이 유닛의 첫 번째 스탠드에 대한 입구에서 얻어질 수 있는 속도와 관련하여 설정된다. 예컨대, 그 속도가 3-4.9 m/min (0.05 m/sec-0.08m/sec)이면, 압하/조압연 유닛(13)은 연속 주조기(11)의 하류부 및 전단기(12)의 상류부(도 3)에 바로 위치하는 반면, 그 스탠드에 대한 입구에서의 속도가 예컨대, 5-9m/min으로 더 크면, 상기 부가적인 압하/조압연 유닛(13)은 압연기(16)의 헤드부 및 유지 박스로(maintenance box furnace)(14)(도 2)의 하류부에 위치하며 이는 추후 설명될 것이다.

부가적인 압하/조압연 유닛(13)을 연속 주조기(11)의 하류부 및 전단기(12)의 상류부에 바로 삽입하는 선택을 조절할 수 있는 또 다른 파라미터는 에너지 인자(energy factor)이다.

사실상, 첫 번째 압하 공정이 연속 주조기의 바로 하류부에서 수행될 때, 금속학적인 원추(metallurgic cone)의 밀폐 바로 이후의 에너지 소비가 감소되는데, 그 이유는 여전히 고온상태의 코어(core)를 갖는 제품 상에서 압하가 발생하기 때문이며, 그렇게 됨으로써 감소된 압축력을 사용할 수 있고 감소된 전력설비를 필요로 하는 스탠드를 보다 소형화하여 사용할 수 있다.

도 1 내지 도 3에서 예로서 도시된 3 가지 레이아웃에서, 연속 주조기(11)의 하류부에는 유지 박스로(14)가 수평형태로서, 연속 주조기(11) 및 압연기(16)에 의해 각각 한정되는 연속 주조 라인 및 압연 라인에 대해 오정렬(misaligned) 또는 적어도 측방향으로 어긋나게 배치된다.

유지 박스로(도 5)는 실제로, 박스로(14)를 폐쇄하기 위해 이 박스로의 내부에/로부터 빌레트를 장입/제거하기 위한 전방 도어(22), 내화 케이싱(23), 상하부 버너를 구비한 연소 장치(25), 천연 또는 강제 통풍 굴뚝(27)의 하부 및/또는 상부로부터 연기를 제거하기 위한 플랜트(26), 및 박스로(14)의 내부에 축적된 부하를 지지하기 위해 결합하여 고정되는 다수의 장방향 부재(29)를 적어도 포함한다.

더욱이, 도 4를 참조하면, 플랜트(10)는 빌레트를 박스로(14)의 내부에 공급하고 후속하여 이 빌레트를 선택하여 롤러웨이(rollerway)(20)상에 재축적하는데 적합한 하나 이상의 스러스트 헤드(thrust heads)를 포함한다.

박스로(14)의 내부를 비우기 위해 하나 이상의 "카운터-스러스트(counter-thrust)" 헤드(31)가 제공되는 것이 유리하다.

박스로(14)는 특히, 사고로 인해 압연기(16)의 기능이 중단되는 경우에, 주로 빌레트를 위한 축적 저장소의 역할을 수행하거나 프로그래밍된 압연 변경 또는 제조 변경을 위한 축적 저장소의 역할을 수행한다.

박스로(14)는 입구와 출구사이의 빌레트의 온도를 약 900℃-1100℃에서 유지하는 온도 유지 챔버의 기능을 수행하기도 한다.

압연기(16)의 기능이 복원된 후, 박스로에 축적되어 소정온도에서 유지되는 빌레트는 소정의 작동모드에 따라 압연기(16)로 보내짐으로써 플랜트(10)의 정상 기능 사이클을 재확립하게 된다.

빌레트를 축적할 수 있는 박스로(14)의 능력, 소위 버퍼(buffer)는 70톤의 스틸 래들(ladle)과 중량이 동일한 다수의 빌레트을 담을 수 있다.

특히, 연속 주조기(11) 및 압연기(16)는 실제로 박스로(14)에 대응하여 제공되는 롤러웨이(20)에 의해 상호 연결된다.

도 6에서 일 예로서 주어진 실시예의 형태를 참조하면, 롤러웨이(20) 상부에는 전방 개구부(22)와 적어도 결합된 열커버(32)가 제공되는데, 이 열커버는 예컨대, 열방출(heat dissipation)을 최소한으로 제한하여 연속 주조기(11)에서 압연기(16)로 연장되는 롤러웨이상에서 통과하는 빌레트의 냉각을 제한함으로써 결과적으로 에너지를 절약하는 수동 절연 후드(passive insulated hoods)로 구성된다.

도 7에 도시된 실시예의 형태에서, 박스로(14)의 내화 케이싱(23)은 케이싱 내부에 롤러웨이(20)를 수용하도록 구성된다. 이러한 실시예의 형태에서, 전방 개구부(22)는 제공되지 않으며, 정상적인 플랜트 작업조건에서는, 박스로(14)의 내부를 지나는 부분에서의 롤러웨이(20) 상에서 통과하는 빌레트의 열방출이 제한된다.

도 8에 도시된 실시예의 형태에서, 박스로(14)의 내화 케이싱(23)은 두개의 롤러웨이, 즉 주조축 및 압연축과 정렬되는 제 1 롤러웨이(20a), 및 주조축 및 압연축에 실제 평행한 배출축(discharge axis)과 정렬되는 제 2 롤러웨이(20b)를 케이싱 내부에 수용하도록 구성된다. 이러한 실시예의 형태에서, 연속 주조기가 작동중단되지 않도록 하기 위해 압연기(16)의 작동중단이 박스로(14)의 버퍼 능력 보다 오래 지속되면, 빌레트는 예컨대, 회수 플랫폼(collection platform) 상에서 제 2 롤러웨이(20b) 및 라인으로부터 박스로(14)의 외부로 점진적으로 배출되어, 여하튼 박스로(14)의 내부에는 연속 주조기(11)로부터 도달한 새로운 가열 빌레트(hot billets)가 장입된다.

본 실시예에서, 박스로(14)는 압연 온도 또는 그 이하 온도에서 주조 빌레트를 가열기로 재처리할 수 있었다.

도 4 내지 도 7를 참조하여 설명된 실시예에서, 빌레트를 취출하기 위해 주조축 및 압연축에 평행한 제 2 롤러웨이(20b) 역시 제공될 수 있었다.

도 2 및 도 3에 도시된 레이아웃(10)에서, 박스로(14)의 하류부 및 압연기(16)의 상류부에는, 적어도 빌레트가 박스로(14)에서 배출되는 온도가 약 1050℃ 이하인 경우, 박스로(14)에서 배출되는 빌레트의 온도를 압연에 적합한 값으로 조절하는 기능을 갖는 유도기(15)가 제공된다. 예컨대, 빌레트가 920℃-950℃의 온도에서 박스로(14)의 내부에서 유지될 때는, 박스로(14)의 출구쪽에 위치한 유도기(15)는 빌레트의 온도를 약 1000℃ 보다 높은 온도값으로 복원시키는 반면, 빌레트가 약 1050℃-1080℃의 온도에서 박스로(14)의 내부에서 유지될 때는, 박스로(14)의 출구쪽에 위치한 이 유도기(15)의 기능이 제공될 필요가 없다.

압연기(16)내의 압연 스탠드(17)의 개수는 얻어질 최종 제품의 타입, 주조품의 두께, 주조속도 및 기타 다른 파라미터에 따라 3-4개 내지 15-18개 이상이 될 수 있다.

압연기(16)의 하류부에는 끝 전단기(cropping shears)(18), 예컨대, 빌레트가 압연기의 스탠드 속에 들어가지 전에 이 빌레트의 헤드부분을 절단할 뿐만 아니라 비상 스크래핑 동작을 수행할 수 있는 유압 전단기가 배치된다.

도 3에 도시된 실시예의 형태에서, 플랜트(10)는 롤러웨이(20)에 대응하여 배치되고 상대 슬라이더(도시생략)에 의해 롤러웨이(20)에 대해 수직하게 직선으로 이동가능한 3개의 산소아세틸렌 절단 토치(21a, 21b, 21c)를 포함한다. 옥시아세텔렌 절단 토치(21a, 21b, 21c)는 연속적인 빌레트 세그먼트를 동시에 방해하고 도 3의 레이아웃에서 참조부호 "a"로 표시되는 4개의 동일 부분으로 절단하도록 구성된다. 이를 위해, 토치의 왕복운동 위치는 상기 거리 "a"와 동일하고, 전단기(12)와 토치(21a)간의 거리 및 토치(21c)와 전단기(18)간의 거리는 "a"와 동일하다. 더욱이, 토치(21a, 21b)는 실제로 박스로(14)의 전방 도어(22)의 단부에 대응하여 위치함으로써 이들 토치에 의해 절단된 빌레트의 세그먼트는 박스로(14)의 내부에 바로 장입될 수 있는 크기를 갖게 된다.

만약, 빌레트의 온도를 복원하기 위해 유도기(15)가 제공되면, 이 유도기는 두개의 부분 또는 두개의 절반부분에 형성되는 것이 유리하므로, 토치(21c)는 중단 지점에 대응하여 빌레트를 절단하기 위한 자유공간을 가질 수 있다.

예컨대, 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 만약 플랜트가 순환모드에서 (즉, 재료가 연속 주조기 및 압연 스탠드에 동시에 맞물리는 경우) 기능하고 압연기(16)의 우연한 작업중단이 발생하면, 다음과 같은 비상 사이클이 작동된다:

- 전단기(12) 및 전단기(18)는 이들 사이에 위치하는 빌레트의 연속 세그먼트를 절단한다;

- 주조기는 예컨대, 주조속도를 1/2로 잠시 감속되고 전단기(12)는 주조기로부터 도달하는 재료를 스크래핑하기 시작한다;

- 산소아세틸렌 절단 토치(21a, 21b, 21c)는 빌레트의 세그먼트를 참조부호 "a"로 표시된 4개의 동일 부분으로 절단하는 것을 동시에 방해한다;

- 토치(21a, 21b)사이에 있는 빌레트의 세그먼트는 스러스트 헤드(30)에 의해 전방 도어(22)를 통해 박스로(14) 내부로 밀려 이동되는 최초의 세그먼트이다;

- 후속하여, 세그먼트 (12-21a, 21b-21c, 21c-18)에 각각 포함되는 빌레트 세그먼트는 박스로(14)의 전방 도어(22)에 대응하여 (이 세그먼트를 전진 또는 후퇴시키는) 롤러웨이에 의해 취출된 다음, 스러스트 헤드(30)에 의해 내부로 밀려이동한다.

전단기(12)는 스크래핑 동작을 중단시키고 연속 주조기로부터 도달한 빌레트를 빌레트가 축적되고 소정온도에서 유지되는 박스로(14) 내부로 밀려 이동되는 소정길이의 세그먼트 크기(반순환 모드로 통과)로 절단하기 시작한다.

압연기(16)가 중단되는 기간 동안 박스로(14)에 언로딩(unloaded)되어 축적된 빌레트는 압연기(16)가 재 시동될 때 다시 완전하게 복원되고, 스러스트 헤드(30), 카운터스러스트 헤드(31) 및 롤러웨이(20)를 통해 압연라인 내부에 재장입된다.

빌레트의 공급을 재시작하기 위해 서로 다른 모드가 제공될 수도 있는데, 예컨대, 이들 모드는 점진적으로 또는 주조 제조의 종료시, 예컨대, 하루의 끝시점의 단일 솔루션에서 주조기로부터 도달한 빌레트와 번갈아 발생한다. 특별히 중요한 또 다른 파라미터는 종래 솔루션에 대해 박스로(14)로 공급할 천연가스의 1/5로의 급격한 소비감소이다.

디스케일러(de-scalers), 측정기 등과 같이 종래기술에서 공지된 다른 구성요소들은 첨부도면에서와 같이 레이아웃(10)을 따라 통상적으로 제시된다.

10: 레이아웃
11: 연속주조장치
12, 18: 전단기
14: 유지 박스로
15: 유도기
16: 압연기
17: 압연 스탠드

Claims (14)

1. 조강류의 금속 압연제품을 제조하기 위한 방법으로서,
   - 사각형 또는 동일한 단면을 갖는 제품을 주조하기 위해 주조축을 한정하는 단일 주조기(11)에 의해 수행되는 연속주조 단계;
   - 상기 주조축과 거의 일치하는 압연축을 한정하는 압연기(16)에서 수행되는 압하단계; 및
   - 상기 연속주조 단계의 연속성을 위해 상기 압하단계의 일시적 중단 상황과 상호관련이 있는 시간 동안 유지 박스로(14)에서 상기 주조축 및/또는 상기 압연축에 대해 오정렬 위치에서 소정크기로 절단되는 주조품의 다수의 세그먼트를 소정온도에서 선택적으로 축적 및 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 박스로(14) 내부에 소정온도에서 축적되고 유지될 주조품의 세그먼트를 형성할 수 있는 크기로 상기 주조품이 선택적으로 절단되는 선택적 전단단계를 적어도 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주조품의 세그먼트가 상기 주조축 및 상기 압연축에 대해 측방향으로 선택적으로 밀려 이동되어 상기 선택적 축적 및 온도유지 단계로 보내지도록 하는 측방향 이송단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연속 주조기(1)는 3-9 m/min의 주조속도와 35 t/h-200 t/h의 시간당 제조량으로 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주조품의 단면적은 100-300 mm의 동일한 변을 갖는 정방형의 표면과 동일한 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 압연 스탠드로 구성되는 추가 압하유닛(13)에 의해 수행되는, 주조품의 압하/조압연 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 박스로(14)의 출구쪽 및/또는 상기 압연기(16)의 압연 스탠드들(17) 사이의 중간위치에 배치되는 유도기(15)에 의해 적어도 수행되는 급속 가열단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 조강류의 금속 압연제품을 제조하기 위한 주조 및 연속 압연 라인으로서,
   - 사각형 또는 동일한 단면을 갖는 제품을 주조하기 위해 주조축을 한정하는 단일 라인 연속 주조기(11);
   - 상기 주조축과 거의 일치하는 압연축을 한정하는 압연기(16); 및
   - 상기 주조축 및/또는 상기 압연축에 대해 오정렬 위치에서 또는 측방향으로 어긋나게 하류부에 배치되는 유지 박스로(14)를 포함하되,
   소정크기로 절단되는 다수의 주조품 세그먼트는 상기 연속 주조기(11)의 기능을 중단시키지 않고 상기 압연기(11)의 일시적 중단 상황과 상호관련이 있는 시간 동안 상기 주조축 및/또는 상기 압연축에 대해 오정렬 위치에서 유지되는 온도 상황에서 축적되도록 장입될 수 있는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 주조품을 소정길이의 세그먼트 크기로 절단하기 위해 상기 연속 주조기(11)의 하류부에 배치되는 전단수단(12), 및 상기 주조품이 상기 압연기(16)의 스탠드 내부에 삽입되기 전에 상기 주조품의 선단부를 절단하기 위해 상기 압연기(16)의 상류부에 배치되는 전단수단(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 전단수단(12)과 상기 전단수단(18) 사이에 있는 주조품의 연속 세그먼트를 상기 박스로(14) 내부에 장입되기에 적합한 세그먼트로 절단할 수 있는 산소아세틸렌 절단 토치(21a, 21b, 21c)를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주조품의 세그먼트 온도를 압연에 적합한 온도값으로 조절할 수 있도록 상기 박스로(14)의 출구 또는 하류부에 적어도 배치되는 유도로(inductor furnace)(15)를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연속 주조기(11)와 상기 압연기(16)를 연결하고, 상기 박스로(14)의 외부 또는 내부에 배치되어 주조품의 세그먼트를 상기 박스로(14)를 향해 이송하거나 상기 박스로(14)로부터 배출하는 롤러웨이(20)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주조품의 세그먼트를 상기 롤러웨이(20)로부터 상기 박스로(14)의 내부로 이송하고 후속하여 상기 세그먼트를 상기 박스로(14)로부터 선택하여 상기 롤로웨이(20) 상에 위치시키기에 적합한 하나 이상의 스러스트 헤드(30 및/또는 카운터스러스트 헤드(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주조기(11)의 출구와 상기 압연기(16)의 입구 사이의 라인 세그먼트에는 적어도 하나의 압연 스탠드로 구성되는 추가의 압하유닛(13)이 제공되는 것을 특징으로 하는 주조 및 연속 압연 라인.
    
    

Images