KR20120087526A

KR20120087526A - 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20120087526A
Application number: KR1020110008772A
Authority: KR
Inventors: 조원재; 유석현; 최주태
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-07
Also published as: KR101267340B1

Abstract

본 발명은 연속주조 공정에서 스트랜드의 가장자리부에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 스트랜드 크랙 방지장치 및 그 방법에 관한 것으로, 몰드에서 배출되는 스트랜드에 설정된 냉각수량을 분사하여 응고시키고, 응고된 스트랜드를 필요한 크기로 절단하여 슬라브를 주조하는 단계와, 상기 연속주조 공정을 통해 주조된 슬라브를 냉각시키는 단계와, 상기 냉각된 슬라브를 간이 디스케일러를 통해 표면 스케일을 제거하는 단계와, 상기 스케일이 제거된 슬라브의 표면을 검사하여 표면크랙이 발생된 경우, 몰드에서 배출되는 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 냉각수량이 감소되도록 재설정하는 단계, 및 상기 재설정된 냉각수량으로 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어하여 크랙발생을 방지하는 단계를 제공한다.

Description

연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치 및 그 방법{DEVICE FOR PREVENTING CRACK OF STRAND IN CONTINUOUS CASTING PROCESS AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 스트랜드 크랙 방지에 관한 것으로, 특히 연속주조 공정에서 스트랜드의 가장자리부에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 스트랜드 크랙 방지장치 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 슬라브의 크랙 여부를 즉석에서 검사한 후 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어하여 스트랜드의 크랙 발생을 방지하기 위한 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치 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 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치는, 몰드에서 배출되는 스트랜드의 폭 방향으로 좌측 가장자리부와 중앙부 및 우측 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 스프레이수단; 상기 스프레이수단의 제어를 통해 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 냉각수량을 조절하는 분사량조절부; 주조된 슬라브의 표면크랙 여부에 따라 상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 조절하기 위한 설정값을 입력하는 입력부; 및 상기 입력부를 통해 설정된 냉각수량에 따라 상기 분사량조절부를 제어하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어함에 따라 스트랜드의 크랙을 방지하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 주조된 슬라브의 표면에 연마재를 분사하여 상기 슬라브의 표면에 형성된 스케일을 제거하는 디스케일러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스프레이수단은 스트랜드의 폭 방향으로 좌측 가장자리부와 중앙부 및 우측 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 복수의 노즐로 구성되며, 상기 복수의 노즐은 상기 분사량조절부에 의해 개별 제어되며, 상기 제어부는 스트랜드의 중앙부를 기준으로 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 증감시키는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지방법은, 몰드에서 배출되는 스트랜드에 설정된 냉각수량을 분사하여 응고시키고, 응고된 스트랜드를 필요한 크기로 절단하여 슬라브를 주조하는 단계; 상기 연속주조 공정을 통해 주조된 슬라브를 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 슬라브를 간이 디스케일러를 통해 표면 스케일을 제거하는 단계; 상기 스케일이 제거된 슬라브의 표면을 검사하여 표면크랙이 발생된 경우, 몰드에서 배출되는 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 냉각수량이 감소되도록 재설정하는 단계; 및 상기 재설정된 냉각수량으로 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어하여 크랙발생을 방지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재설정하는 단계는 이전 설정된 값의 5% 내지 10% 범위에서 감소되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 주조된 슬라브의 표면 스케일을 간이 디스케일러를 통해 신속하게 제거한 후 크랙발생 여부를 검사하고, 슬라브의 크랙 발생시 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 바로 조절함으로써, 슬라브의 크랙 검사와 그 대응조치를 신속하게 수행할 수 있고, 슬라브의 크랙발생을 방지할 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 일실시예에 따른 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 스프레이수단의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용된 간이 디스케일러를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지과정을 나타낸 순서도이다.
도 7 및 도 8은 슬라브의 스케일과 크랙 발생을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 9는 슬라브의 크랙 발생시 냉각수의 분사량을 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(Solidified 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.

한편, 상기 도 1에서 지지롤(60)과 핀치롤(70) 등을 포함한 장치를 스트랜드(strand)라고도 하며, 상기 스트랜드는 측방향에서 볼 때 곡면으로 형성되는 변곡부(Bow segment)와 곡면이 다시 직선으로 변경되는 교정부(Straight segment), 및 수평부(Horizontal segment) 등이 있다. 물론, 도 2에 도시된 바와 같이 몰드(30)에서 배출되는 스트랜드(80)도 세그먼트의 변곡부와 교정부에 따라 그 형태가 곡면에서 수평으로 변형된다. 본 발명에 기재된 스트랜드(80)는 몰드(30)와 절단기(90) 사이에서 이동되는 응고쉘(81)과 미응고 용강(82)을 칭한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치를 설명하기 위한 도면으로서, 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치(100)는 스프레이수단(110), 분사량조절부(130), 입력부(150) 및 제어부(170)를 포함하여 구성되어 있다.

스프레이수단(110)은 몰드에서 배출되는 스트랜드(80)의 폭 방향으로 좌측 가장자리부와 중앙부 및 우측 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하게 된다.

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 1세트로 구성될 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 있다. 도 3에 도시된 스프레이수단(110)은 도 2의 스프레이수단(65)과 동일한 구성요소이지만 편의상 다른 부호를 표기하였다.

이와 같이 구성된 스프레이수단(110)은 스트랜드(80)의 상/하단에 각각 설치되어 있으며, 상단의 노즐과 하단의 노즐은 설치 위치와 그 분사각이 서로 임의의 편차를 가지도록 설치되어 있다. 스프레이수단(110)의 각 노즐의 분사각은 대략 110˚ 정도로 세팅되어 있으며, 각 노즐의 분사각은 인접 노즐들과 서로 겹치도록 세팅되어 있다. 또한, 각 노즐의 분사각은 스트랜드(80)의 폭의 크기에 관계없이 일정 분사각으로 세팅되어 있다.

이와 같이 구성된 스프레이수단(110)은 스트랜드(80)의 폭 방향으로 좌측 가장자리부와 중앙부 및 우측 가장자리부로 각각 냉각수를 분사하게 되며, 각 노즐(111~115)에서 분사되는 분사량은 제어에 따라 서로 달라질 수 있다.

분사량조절부(130)는 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 스프레이수단(110)의 냉각수량을 조절한다.

입력부(150)는 연주공정을 통해 주조된 슬라브의 표면크랙 여부의 검사 결과에 따라 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 조절하기 위한 설정값을 입력하도록 구성되어 있다.

메모리(180)는 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량에 대한 설정값들이 저장되어 있고, 상기 설정값은 입력부(150)를 통해 입력된 값에 따라 변경될 수 있다.

제어부(170)는 메모리(180)에 설정된 냉각수량에 따라 분사량조절부(130)를 제어하여 스트랜드(80)의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어하게 된다. 예컨대, 제어부(170)는 슬라브의 가장자리부에 크랙이 발생될 경우 양 가장자리부로 분사되는 냉각수의 양을 줄이도록 분사량조절부(130)를 제어하게 되고, 슬라브의 가장자리부에 크랙이 발생되지 않을 경우에는 메모리(180)에 저장된 기 설정값으로 분사량조절부(130)를 제어하게 된다.

도 5는 본 발명에 적용된 간이 디스케일러를 나타낸 도면이다. 간이 디스케일러(200)는 연주공정을 통해 필요한 크기로 주조된 슬라브의 표면에 연마재를 분사하여 상기 슬라브의 표면에 형성된 스케일을 제거하게 된다. 본 발명에 적용된 디스케일러(200)는 슬라브의 크랙 여부를 연주공정 상에서 신속하게 검사하기 위하여 슬라브의 일부 가장자리부에 형성된 스케일을 제거하게 된다.

이와 같은 디스케일러(200)는, 분사용 진공발생부(211)를 구비하여 슬라브(P)에 밀착되어 블라스팅(blasting) 작업을 수행하는 분사부(210)와, 상기 분사부(210)로 연마재(231)를 공급하는 저장부(230)와, 회수용 진공발생부(251)를 구비하여 상기 분사부(210)로부터 회수된 분진을 분리하는 분진회수부(250)와, 상기 분사용 및 회수용 진공발생부(211, 251) 측으로 압축공기를 각각 공급하는 압축공기발생기(270)로 나누어진다.

구체적으로, 상기 분사부(210)는 분사용 진공발생부(211)와, 이 분사용 진공발생부(211)의 배출구에 연결된 분사노즐(215)과, 상기 분사노즐(215)을 통해 분사된 연마재(231)의 외부 유실을 방지하기위해 슬라브(P)와 접하여 밀폐되도록 일측에 브러쉬(219)를 구비하는 분사헤드케이스(217)를 통해 블라스팅되는 분사구역을 보호하게 된다.

상기 분진회수부(250)는 회수용 진공발생부(251)와, 이 회수용 진공발생부(251)의 배출구와 연결된 포집망(253)으로 구성된다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명은, 특히 국소부위에 해당하는 슬라브(P)의 가장자리부에 블라스팅 작업을 위해 분사헤드케이스(217)를 위치시킨 후, 상기 압축공기발생기(270)로부터 분사용 및 회수용 에어공급라인을 통해 압축공기를 공급한다.

상기 압축공기가 분사용 진공발생부(211)로 유입됨에 따른 압력차에 의해 저장부(230)의 연마재(231)는 연마재흡입라인(235)을 통해 분사용 진공발생부(211)로 유입된다.

상기 흡입된 연마재(231)는 분사용 진공발생부(211)의 배출구를 지나 분사노즐(215)의 토출구를 통해 분사되며, 슬라브(P)에 블라스팅 작업을 수행하게 된다.

이때 분사된 연마재(231)는 블라스팅 작업을 수행한 후, 유실 방지용 브러쉬(219)에 의해 분사헤드케이스(217)내에 존재하게 되며, 이렇게 분사된 연마재(231)는 초기 압축공기발생기(270)로부터 압축공기를 공급받은 회수용 진공발생부(251)의 작동에 따라 회수용 진공발생부(251)와 연통된 회수라인(237)을 통해 상기 저장부(230) 내의 상부까지 유도 유입된다.

상기 회수라인(237)을 통해 회수되어 저장부(130)의 상부를 지나게 되는 연마재(231) 및 분진은 상기 회수용 진공발생부(251)로 흡입되기 전에 무거운 연마재(231)는 저장부(230)에 다시 쌓이게 되며, 상대적으로 가벼운 분진은 압력차에 의해 상기 회수용 진공발생부(251)의 흡입구로 흡입된다.

상기 회수용 진공발생부(251)로 흡입되어 압축공기와 함께 배출구를 통해 배출되는 분진은 포집망(253)에 의해 걸려지며, 이와 함께 배출된 압축공기는 여과되어 외부로 빠져나가게 된다.

본 발명에서는 도 1과 같은 연주공정을 통해 필요한 크기로 주조된 슬라브(P)를 도 5와 같이 구성된 디스케일러(200)를 통해 슬라브(P)의 표면에 형성된 스케일을 신속하게 제거하게 된다. 여기서, 슬라브는 가장자리부의 표면크랙 여부를 검사하기 위하여, 일부 가장자리부만 선택적으로 디스케일링이 될 수 있다. 스케일이 제거된 슬라브 표면을 통해 크랙발생 여부를 검사한 후 크랙이 발생된 경우 도 3의 입력부(150)를 통해 연주공정에서 스트랜드(80)의 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 줄이도록 설정값을 변경하게 된다. 슬라브의 가장자리부의 크랙은 주로 가장자리부의 과냉각으로 인해 발생되므로, 제어부(170)는 변경된 설정값에 따라 분사량조절부(130)를 제어하여 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 줄이게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지과정을 나타낸 순서도로서, 첨부한 도면들을 참조하여 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지방법을 설명한다.

먼저, 제어부(170)는 설정된 값으로 분사량조절부(130)를 통해 중앙 노즐(153), 좌측 노즐(151) 및 우측 노즐(155)에서 분사되는 냉각수량을 제어하여 몰드(30)로부터 배출된 스트랜드를 냉각시키게 된다. 여기에서, 스트랜드(80)의 폭에 따라 중앙 노즐(153)과 좌측 노즐(151) 및 우측 노즐(155)을 통해 분사되는 냉각수량은 달라질 수 있다. 예컨대, 스트랜드(80)가 광폭일 경우에는 중앙 노즐(153)과 좌측 노즐(151) 및 우측 노즐(155)에서 분사되는 냉각수량은 서로 동일하고, 스트랜드(80)가 협폭일 경우에는 좌측 노즐(151) 및 우측 노즐(155)에서 분사되는 냉각수량은 중앙 노즐(153)에서 분사되는 냉각수량보다 적을 수 있다.

이어, 도 1에서와 같이 스트랜드(80)는 핀치롤(70)에 의해 용강의 응고된 선단부가 주조 방향으로 잡아당겨짐으로써, 몰드(230)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 된다.

스트랜드(80)는 핀치롤(70)에 의해 절단기(90) 측으로 이동되고, 절단기(90)는 연속적으로 이동된 스트랜드(80)를 일정한 크기로 절단하여 필요한 크기의 슬라브를 연속적으로 주조하게 된다(S1).

이어, 주조된 슬라브 중 특정 슬라브를 선택하여 냉각수를 통해 냉각시킨 후 도 5와 같은 간이 디스케일러(200)로 이동시킨다(S2). 상기 슬라브의 이동은 롤테이블이나 각종 이동수단에 의해 이동될 수 있다.

슬라브가 디스케일러(200)로 이동되면, 소정의 작동명령이나 감지센서에 의해 슬라브의 가장자리부로 연마재를 분사하여 슬라브의 표면에 형성된 스케일을 제거하게 된다(S3). 여기서, 스케일은 도 7과 같이 슬라브의 표면에 형성되어 있으며, 그 두께는 대략 0.5mm 이상이 될 수 있다.

여기서, 간이 디스케일링 방식은 일반적인 스카핑(scarfing) 방식보다 스케일을 즉석에서 빨리 제거할 수 있어서 유리하다. 스카핑 방식의 경우 슬라브가 냉각된 이후에 작업하는 것이 가능하며, 기계적인 방식과 수동 방식 모두 2일 내지 3일 정도가 소요될 수 있어서 바람직하지 않다.

상기에서 슬라브의 가장자리부의 스케일을 제거한 후 표면크랙 여부를 검사하게 된다(S4, S5). 여기서, 표면크랙 여부는 사용자가 육안으로 검사할 수도 있고, 공지의 기술들인 비전시스템에 의한 이미지 처리를 통해 자동 검사할 수도 있다. 만일 슬라브에 크랙이 발생될 경우에는 도 8과 같이 나타날 것이다.

상기에서 슬라브의 가장자리부에 도 8과 같이 크랙이 발생된 경우, 도 3의 입력부(150)를 통해 연주공정에서 스트랜드(80)의 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 줄이도록 설정값을 변경하게 된다(S6). 슬라브의 가장자리부의 크랙은 주로 가장자리부의 과냉각으로 인해 발생되므로, 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 줄이는 것이 바람직하다. 여기서, 가장자리부로 분사되는 냉각수량은 이전 대비 대략 5% 내지 10% 정도 감소되도록 조절될 수 있다. 냉각수 조절량이 이전 대비 5% 미만일 경우에는 가장자리부로 분사되는 냉각수량이 많아 크랙이 여전히 발생될 가능성이 높고, 냉각수 조절량이 이전 대비 10%가 초과될 경우에는 가장자리부의 온도가 너무 높아 중앙부와의 온도편차가 많이 발생되어 폭 방향의 응고 불균일화 등과 같은 또다른 문제를 야기할 가능성이 높기 때문에 냉각수량은 이전 대비 5% 내지 10% 범위에서 조절되는 것이 바람직하다.

이어, 제어부(170)는 변경된 가장자리부의 분사 냉각수량에 따라 분사량조절부(130)를 제어하여 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 도 9와 같이 줄이게 된다(S7).

이와 같이 냉각수량을 조절할 때 중앙 노즐(113)에서 분사되는 냉각수량은 설정된 양으로 고정시킨 상태에서 좌측 및 우측 노즐(111, 155)에서 분사되는 냉각수량을 증감 조절하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는 주조된 슬라브의 표면 스케일을 간이 디스케일러(200)를 통해 현장에서 신속하게 제거하여 크랙여부를 검사하고, 슬라브의 크랙 발생시 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 바로 조절함에 따라 슬라브의 크랙발생을 방지할 수 있음과 아울러 크랙 검사와 그 대응조치를 신속하게 수행할 수 있는 특징이 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: 크랙 방지장치 110: 스프레이수단
111,115: 좌측 및 우측 노즐 113: 중앙 노즐
130: 분사량조절부 150: 입력부
170: 제어부 180: 메모리
200: 간이 디스케일러

Claims

몰드에서 배출되는 스트랜드의 폭 방향으로 좌측 가장자리부와 중앙부 및 우측 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 스프레이수단;
상기 스프레이수단의 제어를 통해 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 각각 분사되는 냉각수량을 조절하는 분사량조절부;
주조된 슬라브의 표면크랙 여부에 따라 상기 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 조절하기 위한 설정값을 입력하는 입력부; 및
상기 입력부를 통해 설정된 냉각수량에 따라 상기 분사량조절부를 제어하여 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어함에 따라 스트랜드의 크랙을 방지하는 제어부;를 포함하는 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치.
청구항 1에 있어서,
주조된 슬라브의 가장자리부로 연마재를 분사하여 상기 슬라브의 표면에 형성된 스케일을 제거하는 디스케일러를 더 포함하는 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스프레이수단은 스트랜드의 폭 방향으로 좌측 가장자리부와 중앙부 및 우측 가장자리부로 냉각수를 각각 분사하는 복수의 노즐로 구성되며, 상기 복수의 노즐은 상기 분사량조절부에 의해 개별 제어되는 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 스트랜드의 중앙부를 기준으로 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 증감시키는 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지장치.
몰드에서 배출되는 스트랜드에 설정된 냉각수량을 분사하여 응고시키고, 응고된 스트랜드를 필요한 크기로 절단하여 슬라브를 주조하는 단계;
상기 연속주조 공정을 통해 주조된 슬라브를 냉각시키는 단계;
상기 냉각된 슬라브를 간이 디스케일러를 통해 표면 스케일을 제거하는 단계;
상기 스케일이 제거된 슬라브의 표면을 검사하여 표면크랙이 발생된 경우, 몰드에서 배출되는 스트랜드의 가장자리부로 분사되는 냉각수량이 감소되도록 재설정하는 단계; 및
상기 재설정된 냉각수량으로 스트랜드의 중앙부와 가장자리부로 분사되는 냉각수량을 제어하여 크랙발생을 방지하는 단계;를 포함하는 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지방법.
청구항 5에 있어서,
상기 재설정하는 단계는 이전 설정된 값의 5% 내지 10% 범위에서 감소되도록 설정되는 연주공정에서의 스트랜드 크랙 방지방법.