KR20120020508A

KR20120020508A - 스트랜드 냉각 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20120020508A
Application number: KR1020100084160A
Authority: KR
Inventors: 문홍길; 조원재; 최주태
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08
Also published as: KR101224955B1

Abstract

본 발명은 연속주조 공정에서 스트랜드의 냉각온도가 일정하게 유지될 수 있도록 제어하는 스트랜드 냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 몰드에서 반출되는 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 복수의 노즐을 포함하며, 각 노즐의 분사각이 조절되는 스프레이수단과, 상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 조절하는 분사각조절부, 및 상기 스트랜드의 폭과 상기 스프레이수단의 설치 위치에 대한 정보를 기초로하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 계산하고, 상기 노즐이 상기 분사각조절부를 통해 계산된 분사각으로 가변되도록 제어하는 냉각제어부를 제공한다.

Description

스트랜드 냉각 제어장치 및 그 방법{DEVICE FOR CONTROLLING COOLING OF STRAND AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 스트랜드 냉각 장치에 관한 것으로, 특히 연속주조 공정에서 스트랜드의 냉각온도가 일정하게 유지될 수 있도록 제어하는 스트랜드 냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.

상기 연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 스트랜드로 형성하는 연속주조기용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 스트랜드를 이동시키는 다수의 핀치롤을 포함한다.

다시 말해서, 상기 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 스트랜드로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 스트랜드는 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다.

상기 핀치롤 사이에는 냉각수 스프레이가 설치되어 있고, 스프레이를 통해 냉각수 및 공기가 스트랜드로 분사되어 스트랜드의 온도를 낮춘다.

본 발명의 목적은 연속주조 공정에서 스트랜드의 폭과 강의 종류 또는 스프레이수단의 설치 위치에 따라 냉각수의 분사각 또는 분사량을 조절하여 스트랜드의 폭 방향에 대한 온도 편차를 줄일 수 있는 스트랜드 냉각 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 스트랜드 냉각 제어장치는, 몰드에서 반출되는 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 복수의 노즐을 포함하며, 각 노즐의 분사각이 조절되는 스프레이수단; 상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 조절하는 분사각조절부; 및 상기 스트랜드의 폭과 상기 스프레이수단의 설치 위치에 대한 정보를 기초로하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 계산하고, 상기 노즐이 상기 분사각조절부를 통해 계산된 분사각으로 가변되도록 제어하는 냉각제어부;를 포함한다.

구체적으로, 상기 복수의 노즐은 상기 분사각조절부에 의해 분사각이 개별 조절된다.

상기 스프레이수단의 설치 위치에 대한 정보는, 상기 스트랜드와 스프레이수단 간의 간격과, 인접된 노즐간의 간격, 및 인접된 노즐간에 분사가 중첩되는 폭 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 냉각수량을 개별 조절하는 분사량조절부를 더 포함한다.

상기 냉각제어부는 스트랜드의 폭이 좁을수록 스트랜드의 가장자리부보다 스트랜드의 중앙부로 분사되는 노즐의 분사각을 더 크게 제어하고, 상기 냉각제어부는 스트랜드의 폭이 넓을수록 스트랜드의 중앙부보다 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 노즐의 분사각을 더 크게 제어한다.

상기 냉각제어부는 상기 스트랜드의 폭과 스프레이수단의 설치 위치를 포함한 정보를 외부로부터 제공받아 메모리에 저장한다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 스트랜드 냉각 제어방법은, 스트랜드의 폭과 스프레이수단의 설치 위치를 포함한 기본정보를 수집하는 제1 단계; 상기 기본정보를 기초로 하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 스프레이수단의 각 노즐의 분사각을 계산하는 제2 단계; 및 상기에서 계산된 분사각으로 상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 가변 제어하는 제3 단계;를 포함한다.

상기 스프레이수단의 설치 위치는, 상기 스트랜드와 스프레이수단 간의 간격과, 인접된 노즐 간의 간격, 및 인접된 노즐 간의 분사가 중첩되는 폭 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함한다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 스트랜드의 폭과 스프레이수단의 설치 위치에 따라 스트랜드의 중앙부와 가장자리부 간의 온도편차를 줄이는 방향으로 분사각 및 냉각수량을 조절함에 따라 폭방향 응고 균일화가 가능하고, 응고 제어를 통해 스트랜드의 표면과 내부 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 보인 측면도이다.
도 2는 용강(M)의 흐름을 중심으로 도 1의 연속주조기를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드 냉각 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 스프레이수단의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 스트랜드의 폭에 따라 스프레이수단의 분사각을 각각 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 스트랜드 냉각 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
도 9 및 도 10은 스트랜드의 폭 방향에 대한 온도 편차 및 균일성을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 보인 측면도이다.

본 도면을 참조하면, 연속주조기는 턴디쉬(20)와, 몰드(30)와, 2차냉각대(60 및 65), 핀치롤(70), 그리고 절단기(90)를 포함할 수 있다.

턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Laddle, 10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 턴디쉬(20)에 공급하게 된다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다.

몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다. 이러한 테이퍼는 몰드(30) 내에서 용강(M)의 응고로 이한 수축을 보상하기 위해 설정한다. 용강(M)의 응고 정도는 강종에 따른 탄소 함량, 파우더의 종류(강냉형 Vs 완냉형), 주조 속도 등에 의해 달라지게 된다.

몰드(30)는 몰드(30)에서 뽑아낸 스트랜드가 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidifying shell, 81, 도 2 참조)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다.

몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이터(40)에 의해 오실레이션(oscillation, 왕복운동)된다. 오실레이션시 몰드(30)와 스트랜드와의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 윤활제가 이용된다. 윤활제로는 뿜어 칠하는 평지 기름과 몰드(30) 내의 용융금속 표면에 첨가되는 파우더(Powder)가 있다. 파우더는 몰드(30) 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 스트랜드의 윤활뿐만 아니라 몰드(30) 내 용융금속의 산화?질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다. 파우더를 몰드(30)에 투입하기 위하여, 파우더 공급기(50)가 설치된다. 파우더 공급기(50)의 파우더를 배출하는 부분은 몰드(30)의 입구를 지향한다.

2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 스트랜드 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다.

인발장치(引拔裝置)는 스트랜드가 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다.

절단기(90)는 연속적으로 생산되는 스트랜드를 일정한 크기로 절단하도록 형성된다. 절단기(90)로는 가스토치나 유압전단기(油壓剪斷機) 등이 채용될 수 있다.

도 2는 용강(M)의 흐름을 중심으로 도 1의 연속주조기를 설명하기 위한 개념도이다.

본 도면을 참조하면, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화?질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다. 슈라우드노즐(15)의 파손 등으로 용강(M)이 공기 중에 노출된 경우를 오픈 캐스팅(Open casting)이라 한다.

턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드(30) 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드(30) 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 유동에 대한 제어는, 스톱퍼 방식과 다른, 슬라이드 게이트(Slide gate) 방식을 이용할 수도 있다. 슬라이드 게이트는 판재가 턴디쉬(20) 내에서 수평 방향으로 슬라이드 이동하면서 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출 유량을 제어하게 된다.

몰드(30) 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 스트랜드(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 용강(M)이 응고된 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.

핀치롤(70, 도 1)이 완전히 응고된 스트랜드(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 스트랜드(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 스트랜드(80)가 일 지점(85)에 이르면, 스트랜드(80)는 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 스트랜드(80)는 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나뉘어진다.

이와 같이 구성된 연속주조 공정에서 스트랜드(80)에서 냉각을 통해 응고가 완료되는데, 스트랜드(80)의 위치별 목표 온도 유지 및 폭 방향의 균일한 냉각이 중요하다.

스트랜드(80)의 폭이 줄어들면 스트랜드 폭 방향에 대하여 가장자리부의 냉각수량을 중앙부의 냉각수량에 대비하여 일정 비율로 줄여 폭 방향으로 균일하게 냉각되도록 조절된다. 하지만, 중앙부와 가장자리부 간의 냉각수 비율이 적절하지 못하면, 스트랜드 폭 방향의 온도 편차 및 코너부의 과냉으로 인한 코너부의 온도 하락이 발생하게 되고, 이로 인한 폭방향의 불균일한 응고로 인해 코너 크랙 또는 중심편석 등의 품질 문제를 야기할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드 냉각 제어장치를 설명하기 위한 도면으로서, 스트랜드 냉각 제어장치(100)는 스프레이수단(110), 분사각조절부(130), 분사량조절부(150) 및 냉각제어부(170)를 포함하여 구성되어 있다.

스프레이수단(110)는 몰드(30)에서 반출되는 스트랜드(80)의 표면의 중앙부와 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하며, 분사각이 조절되도록 구성되어 있다. 스프레이수단(110)은 스트랜드(80)의 폭 방향으로 일렬로 배치된 복수의 노즐(111~115)을 포함하며, 복수의 노즐은 스트랜드(80)의 폭 방향으로 정해진 일정량의 냉각수를 분사한다. 여기서, 복수의 노즐은 도 4와 같이 3개가 될 수 있으며, 3개의 노즐은 스트랜드(80)의 폭 방향을 따라 스트랜드(80)의 좌측 가장자리부(margin)로 냉각수를 분사하는 좌측 노즐(111)과 스트랜드(80)의 중앙부(center)로 냉각수를 분사하는 중앙 노즐(113) 및 스트랜드(80)의 우측 가장자리부(margin)로 냉각수를 분사하는 우측 노즐(115)로 이루어져 있고, 각 노즐(111~115)은 분사각(

,

)이 개별 조절되도록 구성되어 있다. 도 3에 도시된 스프레이수단(110)은 도 2의 스프레이수단(65)과 동일한 구성요소이지만 편의상 다른 부호를 표기하였다.

분사각조절부(130)는 스트랜드(80)의 중앙부(center)와 가장자리부(margin)로 각각 분사되는 스프레이수단(110)의 각 노즐(111~115)의 분사각을 개별 조절한다.

분사량조절부(150)은 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 스프레이수단(110)의 각 노즐(111~115)의 냉각수량을 조절한다.

냉각제어부(170)는 저장된 스트랜드(80)의 폭과 상기 스프레이수단(110)의 설치 위치에 대한 정보를 기초로 하여 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 스프레이수단(110)의 각 노즐(111~115)의 분사각을 계산하고, 스프레이수단(110)의 각 노즐(111~115)이 상기 분사각조절부(130)를 통해 계산된 분사각으로 가변되도록 제어한다. 냉각제어부(170)는 상기 스트랜드(80)의 폭과 스프레이수단(110)의 설치 위치를 포함한 정보를 소정의 키입력부나 외부의 상위장치(미 도시)로부터 제공받아 메모리(180)에 저장한다.

또한, 냉각제어부(170)는 스트랜드(80) 폭이나 강종에 따라 스트랜드(80)의 폭 방향에 대한 온도편차를 줄이도록 각 노즐(111~115)의 분사량을 분사량조절부(150)를 통해 설정된 양으로 제어하게 된다. 예컨대, 냉각제어부(170)는 스트랜드(80)가 광폭일 경우에는 좌측 노즐(111)과 중앙 노즐(113) 및 우측 노즐(115)에서 분사되는 냉각수량은 서로 동일한 양으로 제어할 수 있고, 스트랜드(80)가 협폭일 경우에는 좌측 및 우측 노즐(111, 115)에서 분사되는 냉각수량은 중앙 노즐(113)의 냉각수량보다 적도록 제어할 수 있다. 중앙 노즐(113)에서 분사되는 냉각수량이 1일 때 좌측 및 우측 노즐(111, 115)에서 분사되는 냉각수량은 0.5 내지 0.9 정도가 될 수 있다.

상기 스프레이수단(110)의 설치 위치에 대한 정보는 도 4에 도시된 바와 같이, 스트랜드(80)와 스프레이수단(110) 간의 간격(H)과, 인접된 노즐 간의 간격(L), 및 각 노즐의 분사가 중첩되는 폭(C) 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 그리고, W는 스트랜드(80)의 폭이다.

도 5 내지 도 7은 스트랜드의 폭에 따라 스프레이수단의 분사각을 각각 나타낸 도면이다. 여기서,

은 스트랜드(80)가 광폭일 때의 중앙 노즐(113)의 분사각이고,

은 스트랜드(80)가 중폭일 때의 중앙 노즐(113)의 분사각이고,

은 스트랜드(80)가 협폭일 때의 중앙 노즐(113)의 분사각이다.

은 스트랜드(80)가 광폭일 때의 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각이고,

은 스트랜드(80)가 중폭일 때의 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각이고,

은 스트랜드(80)가 협폭일 때의 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각이다.

냉각제어부(170)는 도 5와 같이 스트랜드(80)의 폭이 넓을수록, 스트랜드(80)의 중앙부보다 스트랜드(80)의 가장자리부로 분사되는 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각을 더 크게 제어한다.

그리고, 도 7과 같이 제어부는 스트랜드(80)의 폭이 좁을수록, 스트랜드(80)의 가장자리부보다 스트랜드(80)의 중앙부로 분사되는 중앙 노즐(113)의 분사각을 더 크게 제어한다.

결국, 스트랜드(80)의 폭을 기준으로 할 때, 중앙 노즐(113)은 광폭일 때보다 협폭일 때 분사각이 더 커지며(

), 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)은 협폭일 때보다 광폭일 때 분사각이 더 커진다(

).

상기와 같이 냉각제어부(170)는 스트랜드(80)의 폭과 상기 스프레이수단(110)의 설치 위치에 대한 정보를 기초로 하여 중앙 노즐(113)의 분사각(

)을 계산하여 결정하게 되는 데, 그 계산 방법은 아래 수학식 1과 같다.

그리고, 냉각제어부(170)는 스트랜드(80)의 폭과 상기 스프레이수단(110)의 설치 위치에 대한 정보를 기초로 하여 스프레이수단(110)의 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각(

)을 계산하여 결정하게 되는 데, 그 계산 방법은 아래 수학식 2와 같다.

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 스트랜드 냉각 제어 과정을 나타낸 순서도이다.

먼저, 냉각제어부(170)는 스트랜드(80)의 폭과 스프레이수단(110)의 설치 위치를 포함한 정보를 소정의 키입력부나 외부의 상위장치로부터 제공받아 메모리(180)에 저장한다(S1). 상기 스프레이수단(110)의 설치 위치 정보는, 스트랜드(80)와 스프레이수단(110) 간의 간격(H)과, 인접된 노즐 간의 간격(L), 및 각 노즐의 분사가 중첩되는 폭(C) 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함할 수 있다.

이어, 냉각제어부(170)는 스트랜드(80)의 폭과 스프레이수단(110)의 설치 위치에 대한 기본정보를 기초로 하여 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 스프레이수단(110)의 각 노즐의 분사각을 계산하게 된다(S2). 냉각제어부(170)는 중앙 노즐(113)의 분사각(

)을 계산할 때는 상기 수학식 1을 이용하여 계산하고, 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각(

)을 계산할 때는 상기 수학식 2를 이용하여 계산한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 스트랜드(80)가 광폭일수록 중앙 노즐(113)의 분사각이 더 커지며(

), 스트랜드(80)가 협폭일수록 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각이 더 커진다(

).

냉각제어부(170)는 상기와 같이 스프레이수단(110)의 각 노즐의 분사각을 계산하고, 계산된 분사각으로 중앙 노즐(113)과 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)을 분사각조절부(130)를 통해 가변되도록 제어한다(S3).

한편, 냉각제어부(170)는 초기 설정값으로 분사량조절부(150)를 통해 중앙 노즐(113), 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)에서 분사되는 냉각수량을 제어하게 된다. 여기에서, 스트랜드(80)의 폭에 따라 중앙 노즐(113)과 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)을 통해 분사되는 냉각수량은 달라질 수 있다. 예컨대, 스트랜드(80)가 광폭일 경우에는 중앙 노즐(113)과 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)에서 분사되는 냉각수량은 서로 동일하고, 스트랜드(80)가 협폭일 경우에는 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)에서 분사되는 냉각수량은 중앙 노즐(113)에서 분사되는 냉각수량보다 적을 수 있다.

일반적으로 스트랜드(80)의 표면온도는 대략 700℃ 내지 1100℃ 정도가 될 수 있는 데, 도 9와 같이 가장자리부(margin)와 중앙부(center)의 온도가 다를 수 있다. 도 9에서는 가장자리부가 중앙부보다 대략 50℃ 내지 100℃ 정도 더 높게 나타났으며, 이와 같은 스트랜드 폭 방향의 온도편차로 인해 스트랜드의 품질이 저하될 수 있다.

이에 따라 본 발명에서와 같이 스트랜드의 폭과 스프레이수단(110)의 설치 위치에 대한 정보를 기초로 중앙 노즐(113)과 좌측 노즐(111) 및 우측 노즐(115)의 분사각을 가변 조절하면, 도 10에서와 같이 스트랜드(80)의 중앙부(center)와 가장자리부(margin) 간의 온도편차를 없앨 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 스트랜드의 폭과 스프레이수단의 설치 위치에 따라 스트랜드의 중앙부와 가장자리부 간의 온도편차를 줄이는 방향으로 분사각 및 냉각수량을 조절함에 따라 폭방향 응고 균일화가 가능하고, 응고 제어를 통해 스트랜드의 표면과 내부 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 래들 15: 슈라우드노즐
20: 턴디쉬 25: 침지노즐
30: 몰드 40: 몰드 오실레이터
50: 파우더 공급기 51: 파우더층
52: 액체 유동층 53: 윤활층
60: 지지롤 65: 스프레이수단
70: 핀치롤 80: 스트랜드
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
83: 선단부 85: 응고 완료점
90: 절단기 91: 절단 지점
100: 스트랜드 냉각 제어장치 110: 스프레이수단
111,115: 좌측 및 우측 노즐 113: 중앙 노즐
130: 분사각조절부 150: 분사량조절부
170: 냉각제어부

Claims

몰드에서 반출되는 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 복수의 노즐을 포함하며, 각 노즐의 분사각이 조절되는 스프레이수단;
상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 조절하는 분사각조절부; 및
상기 스트랜드의 폭과 상기 스프레이수단의 설치 위치에 대한 정보를 기초로하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 계산하고, 상기 노즐이 상기 분사각조절부를 통해 계산된 분사각으로 가변되도록 제어하는 냉각제어부;를 포함하는 스트랜드 냉각 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 노즐은 상기 분사각조절부에 의해 분사각이 개별 조절되는 스트랜드 냉각 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스프레이수단의 설치 위치에 대한 정보는,
상기 스트랜드와 스프레이수단 간의 간격과, 인접된 노즐간의 간격, 및 인접된 노즐간에 분사가 중첩되는 폭 중 적어도 어느 하나를 포함하는 스트랜드 냉각 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 냉각수량을 개별 조절하는 분사량조절부를 더 포함하는 스트랜드 냉각 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각제어부는 스트랜드의 폭이 좁을수록, 스트랜드의 가장자리부보다 스트랜드의 중앙부로 분사되는 노즐의 분사각을 더 크게 제어하는 스트랜드 냉각 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각제어부는 스트랜드의 폭이 넓을수록, 스트랜드의 중앙부보다 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 노즐의 분사각을 더 크게 제어하는 스트랜드 냉각 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각제어부는 스트랜드의 중앙부로 냉각수를 분사하는 노즐의 분사각(
)을 아래의 수학식 1에 의해 결정하는 스트랜드 냉각 제어장치.
수학식 1
청구항 1에 있어서,
상기 냉각제어부는 스트랜드의 가장자리부로 냉각수를 분사하는 노즐의 분사각(
)을 아래의 수학식 2에 의해 결정하는 스트랜드 냉각 제어장치.
수학식 2
청구항 1에 있어서,
상기 냉각제어부는 상기 스트랜드의 폭과 스프레이수단의 설치 위치를 포함한 정보를 외부로부터 제공받아 메모리에 저장하는 스트랜드 냉각 제어장치.
스트랜드의 폭과 스프레이수단의 설치 위치를 포함한 기본정보를 수집하는 제1 단계;
상기 기본정보를 기초로 하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 스프레이수단의 각 노즐의 분사각을 계산하는 제2 단계; 및
상기에서 계산된 분사각으로 상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 노즐의 분사각을 가변 제어하는 제3 단계;를 포함하는 스트랜드 냉각 제어방법.
청구항 10에 있어서,
상기 스프레이수단의 설치 위치는, 상기 스트랜드와 스프레이수단 간의 간격과, 인접된 노즐 간의 간격, 및 인접된 노즐 간의 분사가 중첩되는 폭 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함하는 스트랜드 냉각 제어방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 단계에서 스트랜드의 중앙부로 분사되는 노즐의 분사각은 스트랜드의 폭이 좁을수록 더 크게 계산되는 스트랜드 냉각 제어방법.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 단계에서 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 노즐의 분사각은 스트랜드의 폭이 넓을수록 더 크게 계산되는 스트랜드 냉각 제어방법.