KR20120074745A - 주편의 온도 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속주조설비에서 조압연롤과 유도가열기 사이에 위치되고 상기 조압연롤을 통과하여 상기 유도 가열기로 이송되는 주편의 상측 및 하측에 위치되어, 냉각수 및 공기를 상기 주편에 분사하는 복수 개의 스프레이 노즐들; 및 상기 스프레이 노즐들과 연결되어, 각각의 상기 스프레이 노즐에 냉각수 및 공기를 공급하는 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치를 개시한다. 상기와 같은 주편의 온도 제어 장치는 조압연롤과 유도 가열기 사이에서 주편을 추가로 냉각시켜, 유도 가열기에서 코너부의 과열을 방지하여 엣지 크랙 방지 이후에 주편의 웨이브 현상 및 스케일을 방지할 수 있다.

Description

주편의 온도 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF PIECE}
본 발명은 주편의 온도 제어 장치에 관한 것으로서, 특히, 엣지 크랙이 방지된 주편의 코너부의 온도를 제어하는 주편의 온도 제어 장치에 관한 것이다.
연속주조(continuous casting)는 용융 금속을 주형에 연속하여 주입하고, 반응고된 주편을 주형의 하부에서 연속적으로 인출시켜 빌렛(billet), 블룸(bloom), 슬라브(slab) 등과 같은 주편을 얻는 주조방법이다. 이러한 연속주조는 대형의 제품을 저렴한 비용으로 간단하고 신속하게 제작할 수 있다.
최근에는 연속주조에 CEM(compact endless milling) 프로세스가 적용되고 있다. 이러한 CEM 프로세스는 고속주조 및 연연속압연이 가능하다. 또한, CEM 프로세스는 2개의 연주기를 사용하던 것을 1개의 연주기를 사용하여 연속주조에 있어 품질 편차를 없애고, 연주속도를 최대 8m/min.으로 주편의 생산성과 품질을 향상시킨다. 이로 인해, 두께 1.6㎜ 이하의 극박물재의 생산도 용이하게 된다.
한편, CEM 프로세스에서 주편의 양측면으로부터의 일정 부분인 코너부에서 엣지 크랙(edge crack)과 같은 결함이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 주편의 양측면은 상당히 적은 양의 공기와 냉각수에 의해 냉각된다. 이때, 연주기를 통과한 주편의 코너부는 종래의 연주기를 통과한 주편의 코너부에 비하여 50도 정도 높은 온도를 갖기에, 조압연롤을 통과한 후에 주편의 코너부에는 엣지 크랙과 같은 결함이 발생되지 않는다.
하지만, 조압연롤을 통과한 주편은 일반적으로 유도 가열기를 통과한다. 이때, 엣지 크랙과 같은 결함이 방지되도록 덜 냉각된 주편의 코너부는 과열되어 상당히 높은 온도를 가질 수 있다. 고온 상태의 주편의 코너부에는 압연공정으로 인해 웨이브 현상, 모래형 스케일 또는 방추형 스케일이 발생될 수 있다. 따라서, 주편은 코너부에서 엣지 크랙이 방지되지만 웨이브 현상, 모래형 스케일 또는 방추형 스케일이 발생되는 문제점이 있다
본 발명은 유도 가열기에서 엣지 크랙이 방지된 주편의 코너부가 과열되는 것을 방지하는 주편의 온도 제어 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 엣지 크랙 방지 이후에, 압연공정에서 주편의 웨이브 현상 및 스케일을 방지할 수 있는 주편의 온도 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 연속주조설비에서 조압연롤과 유도가열기 사이에 위치되고 상기 조압연롤을 통과하여 상기 유도 가열기로 이송되는 주편의 상측 및 하측에 위치되어, 냉각수 및 공기를 상기 주편에 분사하는 복수 개의 스프레이 노즐들; 및 상기 스프레이 노즐들과 연결되어, 각각의 상기 스프레이 노즐에 냉각수 및 공기를 공급하는 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치를 개시한다.
또한, 상기 스프레이 노즐들은, 상기 주편의 코너부의 상측 및 하측에 위치되는 코너 노즐들; 및 상기 주편의 센터부의 상측 및 하측에서 상기 주편의 폭방향을 따라 상기 코너 노즐들 사이에 위치되는 센터 노즐들을 포함하되, 상기 코너 노즐들과 상기 센터 노즐들은 개별적으로 제어되고, 냉각수 및 공기는 상기 센터 노즐보다 상기 코너 노즐을 통해 더 많이 분사되는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치를 개시한다.
또한, 상기 스프레이 노즐들은 5×6의 배열로 주편의 상측 및 하측에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치를 개시한다.
또한, 상기 스프레이 노즐들은 각각 8 bar 내지 10 bar의 압력으로 5ℓ/min. 내지 50ℓ/min.로 냉각수를 상기 주편에 분사하고, 4 bar 내지 6 bar의 압력으로 15 N㎥/h 내지 25 N㎥/h로 공기를 상기 주편에 분사하는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치는 복수 개의 스프레이 노즐들, 및 스프레이 노즐들과 연결되어 스프레이 노즐들에 냉각수 및 공기를 공급하는 공급 라인을 포함하고, 조압연롤과 유도 가열기 사이에 위치되어 냉각수 및 공기를 주편에 분사하여 주편을 냉각시킨다. 이로 인해, 엣지 크랙을 방지하기 위하여 코너부의 냉각이 덜 이루어진 주편은 추가로 냉각된 후에 유도 가열기에 투입된다. 따라서, 본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치는 엣지 크랙이 방지된 주편의 코너부가 유도 가열기에서 과열되는 것을 방지하는 효과를 가진다.
(2) 본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치는 코너부의 과열을 방지하여, 유도 가열기를 통과한 주편에서 발생될 수 있는 압연공정으로 인한 웨이브 현상 및 스케일을 방지한다. 따라서, 본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치는 주편의 엣지 크랙 방지 이후에, 주편의 웨이브 형상 및 스케일을 방지하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주편의 온도 제어 장치를 도시하는 정면도 및 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 주편의 온도 제어 장치가 연속주조설비에 적용된 모습을 도시하는 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주편의 온도 제어 장치(100)를 도시하는 정면도 및 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 주편의 온도 제어 장치(100)가 연속주조설비에 적용된 모습을 도시하는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주편의 온도 제어 장치(100)는 스프레이 노즐(101)들 및 공급 라인(102)을 포함하고, 연속주조설비에서 조압연롤(200)과 유도 가열기(300) 사이에 위치되어 조압연롤(200)을 통과하여 유도 가열기(300)로 이송되는 주편(10)에 냉각수 및 공기를 분사한다. 이때, 주편(10)은 엣지 크랙을 방지하기에 적합한 코너부(11)의 온도를 갖도록 연주기(미도시 됨)로부터 인출되어 조압연롤(200)을 통과한 주편이다. 여기서, 코너부(11)는 주편(10)의 양측면으로부터의 일정 부분이고, 일반적으로 각각 주편의 폭 길이의 1/6에 상응하는 길이이다.
스프레이 노즐(101)들은 주편(10)의 상측 및 하측에 위치되어, 주편(10)으로 냉각수 및 공기를 분사한다. 이때, 각각의 스프레이 노즐(101)은 8 bar 내지 10 bar의 압력으로 5ℓ/min. 내지 50ℓ/min.로 냉각수를 주편(10)에 분사하고, 4 bar 내지 6 bar의 압력으로 15 N㎥/h 내지 25 N㎥/h로 공기를 주편(10)에 분사한다. 스프레이 노즐(101)들을 통해 분사되는 냉각수의 양과 공기의 양은 상기의 범위 내에서 조절가능하다. 상기의 범위에 따라 냉각수 및 공기가 분사된 주편(10)은 유도 가열기(300)에서 코너부의 과열이 방지되어, 압연롤(400)에서 웨이브 현상 및 스케일의 발생이 현저하게 방지될 수 있다. 반면에, 상기의 범위를 벗어난 냉각수 및 공기가 주편(10)에 분사되는 경우, 상기의 범위에 따라 냉각수 및 공기가 분사된 경우와 비교하면, 주편(10)에서 유도 가열기(300)에서의 코너부의 과열 방지 및 이에 따른 압연롤(400)에서의 웨이브 현상 및 스케일 방지 효과가 다소 감소된다. 또한, 스프레이 노즐(101)들은 코너 노즐(111)들 및 센터 노즐(113)들을 포함한다.
코너 노즐(111)들은 코너부(11)의 상측 및 하측에 위치되어, 코너부(11)에 냉각수 및 공기를 분사하여, 코너부(11)를 냉각시킨다.
센터 노즐(113)들은 주편(10)의 센터부(12)의 상측 및 하측에서 주편(10)의 폭방향(W)을 따라 코너 노즐(111)들 사이에 위치되어, 센터부(12)에 냉각수 및 공기를 분사하여, 센터부(12)를 냉각시킨다.
코너 노즐(111)들과 센터 노즐(113)들로부터 분사되는 냉각수 및 공기의 양은 개별적으로 조절되어, 코너부(11) 및 센터부(12)에 상이한 양의 냉각수 및 공기를 분사한다. 일반적으로 코너부(11)를 더 냉각시키고자, 코너 노즐(111)들이 센서 노즐(113)들보다 더 많은 양의 냉각수 및 공기를 분사한다. 이로 인해, 주편(10)은 획득하고자 하는 온도로 제어될 수 있다.
예를 들어, 도 1의 (b)에서 도시된 바와 같이, 스프레이 노즐(101)들은 주편(10)의 상측 및 하측에 각각 5×6의 배열로 위치될 수 있다. 즉, 5개의 스프레이 노즐(101)들이 주편(10)의 폭방향(W)을 따라 위치되고, 6 개의 스프레이 노즐(101)들은 주편(10)의 길이방향(L)을 따라 위치된다. 또한, 폭방향(W)을 따라 배치된 5개의 스프레이 노즐(101)들은 양종단에 위치된 2개의 코너 노즐(111)들과 코너 노즐(111)들 사이에 위치되는 3개의 센터 노즐(113)들로 구성되어, 코너부(11) 및 센터부(12)를 개별적으로 냉각시킬 수 있다. 하지만, 스프레이 노즐(101)들의 배열은 상기의 예시에 한정되지 않고, 코너부(11)와 센터부(12)의 온도를 개별적으로 제어할 수 있도록 다양하게 변경가능하다.
공급 라인(102)은 스프레이 노즐(101)들과 연결되어, 각각의 스프레이 노즐(101)에 냉각수 및 공기를 공급한다. 이로 인해, 스프레이 노즐(101)들을 통해 냉각수 및 공기가 분사될 수 있다.
본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치(100)는 조압연롤(200)과 유도 가열기(300) 사이에 위치되어, 조압연롤(200)을 통과하여 주편(10)을 추가로 냉각시킨 후에 유도 가열기(300)에 투입하도록 한다. 이때, 조압연롤(200)을 통과한 주편(10)은 엣지 크랙을 방지할 수 있는 수준으로 냉각된 코너부(11)의 온도를 갖더라도, 주편의 온도 제어 장치(100)에 의해 추가로 냉각된 후에 유도 가열기(300)를 통과하게 된다. 이로 인해, 코너부(11)가 냉각된 후에, 주편(10)은 유도 가열기(300)에 투입되기에, 유도 가열기(300)에서 코너부(11)가 과열되어 지나치게 높은 온도에 이르지 않는다. 따라서, 유도 가열기(300)를 통과한 주편(10)은 압연롤(400)을 통과하여 압연되더라도, 코너부(11)에서 웨이브 현상, 모래형 스케일 또는 방추형 스케일이 발생되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 주편의 온도 제어 장치(100)는 코너부(11)에서 웨이브 현상, 모래형 스케일 또는 방추형 스케일을 방지할 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 주편의 온도 제어 장치
101: 스프레이 노즐
102: 공급 라인
111: 코너 노즐
113: 센터 노즐
200: 조압연롤
300: 유도 가열기
400: 압연롤

Claims (4)

  1. 연속주조설비에서 조압연롤과 유도가열기 사이에 위치되고 상기 조압연롤을 통과하여 상기 유도 가열기로 이송되는 주편의 상측 및 하측에 위치되어, 냉각수 및 공기를 상기 주편에 분사하는 복수 개의 스프레이 노즐들; 및
    상기 스프레이 노즐들과 연결되어, 각각의 상기 스프레이 노즐에 냉각수 및 공기를 공급하는 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레이 노즐들은,
    상기 주편의 코너부의 상측 및 하측에 위치되는 코너 노즐들; 및
    상기 주편의 센터부의 상측 및 하측에서 상기 주편의 폭방향을 따라 상기 코너 노즐들 사이에 위치되는 센터 노즐들을 포함하되,
    상기 코너 노즐들과 상기 센터 노즐들은 개별적으로 제어되고, 냉각수 및 공기는 상기 센터 노즐보다 상기 코너 노즐을 통해 더 많이 분사되는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이 노즐들은 5×6의 배열로 주편의 상측 및 하측에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이 노즐들은 각각 8 bar 내지 10 bar의 압력으로 5ℓ/min. 내지 50ℓ/min.로 냉각수를 상기 주편에 분사하고, 4 bar 내지 6 bar의 압력으로 15 N㎥/h 내지 25 N㎥/h로 공기를 상기 주편에 분사하는 것을 특징으로 하는 주편의 온도 제어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107020359A (zh) * 2017-05-10 2017-08-08 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 能够均匀降低铸坯表面温度的施工工艺

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