KR20130048599A - 주형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작은 힘으로도 주편을 효과적인 압하하여 중심편석과 같은 결함의발생을 방지하고, 표면크랙의 발생을 방지할 수 있으며 절단용융설의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 내구성이 향상된 주형을 제공한다.

Description

주형{Mold for Continuous Casting}

본 발명은 주편을 생산하는 연속주조설비에 구비된 주형에 관한 것으로 상기 주형은 주형 내부로 유입된 용강을 원하는 형상(단면의 형상)으로 성형하여 배출시키기 위한 수단이다.

일반적으로 연속주조설비는 제강로에서 생산되어 레이들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(tundish)에 받았다가 주형(mold)에 공급하여 슬라브(Slab), 블룸(Bloom) 또는 빌릿(Billet)과 같은 주편을 생산하는 장치이다.

도 1은 일반적인 연속주조설비(100)의 전체 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면 용강이 채워진 레이들(1)은 터렛(Ladle Turret, 2)에 지지된다.

레이들(1)에 저장된 용강은 원통형 내화벽돌로 된 노즐을 통하여 턴디쉬(Tundish, 3)에 공급되고, 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강은 원통형 내화벽돌로 된 침지 노즐(4)을 통하여 주형(5)으로 주입된다.

상기 주형(5)에 유입된 용강은 주형(5)을 빠져나가면서 특정된 형상의 단면을 가지게 되고, 주형(5)에서 배출된 용강은 다수의 세그먼트롤(8)을 거치면서 냉각되어 슬라브와 같은 주편(P)으로 제조되며 절단기(7)에 의해 절단된 뒤 후공정으로 이송된다.

한편 주형(5)에는 냉각수단이 구비되어 있기 때문에 주형(5) 내부로 유입된 용강은 주형의 표면에 접촉하는 면부터 냉각되어 응고되는데 주형진동기(6)는 주형(5)을 진동시켜 주형 내부에서 응고된 용강이 주형을 빠져나갈 수 있도록 돕는다.

상술한 과정을 거쳐 생산되는 주편(P)에는 중심편석, 기공 또는 표면크랙과 같은 결합이 발생될 수 있다.

도 2는 연속주조 중 주편(P)의 길이방향 단면형상을 도시한 것으로 연속주조를 통해 제조되는 주편은 불균일 응고가 진행되기 때문에 외주면에는 고상영역이 존재하고, 중심부에는 액상영역이 존재하며 고상영역과 액상영역의 중간에는 고액공존영역이 존재하게 된다.

한편 주편의 응고 완료시점에서 고액공존영역에는 응고수축에 의한 기공이 발생되는데 상기 기공은 진공상태를 유지하므로 기공 내부에는 부압이 발생한다. 따라서 기공 주변의 불순물들이 기공 내부로 유입될 수 있는데 이 경우 중심편석이 발생된다.

상기 중심편석이나 기공과 같은 결함을 저감하기 위한 대표적인 기술이 경합하(soft reduction)이다.

경합하 기술은 연속주조 중 세그먼트롤(8)을 통해 주편이 응고 수축된 만큼 주편을 압하하여 기공을 물리적으로 압착함으로써 중심편석이나 기공과 같은 결함을 해결하게 된다.

다만 주편의 중심부는 주편의 외주면에 비해 천천히 응고되기 때문에 세그먼트롤(8)을 이용하여 주편을 압하할 때 주편의 중심부는 주편의 외주면에 작용하는 압하력에 비해 더 큰 힘으로 압하해야만 중심편석이나 기공을 제거할 수 있다.

따라서 종래 연속주조설비는 세그먼트롤의 압하력을 주편의 중심부 압하에 적합하도록 설정할 경우 연속주조설비에 과도한 부하가 발생하는 문제가 있었고, 세그먼트 롤의 압하력을 주편의 외주면 압하에 적합하도록 설정할 경우 중심편석이나 기공과 같은 결함을 해결하지 못하는 문제가 있었다.

한편 상기 표면크랙은 용강이 주형(5)을 통과할 때 생기는 결함으로 용강이 주형을 통과하는 과정에서 응고 수축되기 때문에 발생되는 것으로 알려져 있는데 종래 연속주조설비에 구비된 주형(5)은 표면크랙의 발생을 방지하기 어려웠다.

본 발명은 기공, 중심편석 및 표면크랙을 제거할 수 있는 주형을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은 작은 압하력으로도 효과적으로 압하되는 주편을 제조하는 주형을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은 주편의 응고수축을 보상하여 표면크랙의 발생을 방지하는 주형을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은 절단용융설의 발생을 방지하는 주형을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 본 발명은 내구성이 향상된 주형을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

연속주조설비에 구비되어 주편을 생산하되 용강이 유입되는 유입면과 유입된 용강이 배출되는 배출면을 포함하는 주형에서 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 서로 마주보도록 구비되어 상기 주편의 두께를 설정하는 한 쌍의 장변플레이트와, 상기 한 쌍의 장변플레이트 사이에 서로 마주보도록 구비되어 상기 주편의 폭을 설정하는 한 쌍의 단변플레이트와, 상기 한 쌍의 단변플레이트에 각각 구비되고 각 단변플레이트의 마주보는 양단에 구비되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 단변플레이트의 너비방향을 따라 구비되되 길이가 상기 연속주조설비에 설정된 주편 압하량의 1/2 이상인 단변접촉면과, 상기 단변플레이트의 두께방향을 따라 구비되어 상기 장변플레이트에 접촉하되 상기 단변접촉면의 길이보다 길고 주편 두께의 1/2보다 작은 길이로 구비되는 장변접촉면과, 상기 단변접촉면과 상기 장변접촉면을 연결하도록 구비되어 상기 주편의 모서리에 경사면을 형성시키는 연결면을 포함하는 주형을 제공한다.

이 경우 상기 돌출부는 상기 단변플레이트의 마주보는 양단에 각각 구비되는 제1돌출부 및 제2돌출부로 구비되고, 상기 제1돌출부에 구비된 단변접촉면 길이는 상기 연속주조설비에 설정된 주편 압하량의 1/2 이상으로 구비되고, 상기 제1돌출부에 구비된 장변접촉면의 길이는 상기 제1돌출부의 단변접촉면의 길이보다 크고 주편 두께의 절반보다 작게 구비되며, 상기 제2돌출부에 구비된 단변접촉면의 길이는 주편 두께의 20% 이하로 구비되고, 상기 제2돌출부에 구비된 장변접촉면의 길이는 상기 제2돌출부의 단변접촉면 길이 150% 이하로 구비됨이 바람직하다.

또한 상기 유입면과 상기 배출면은 상기 한 쌍의 장변플레이트, 상기 한 쌍의 단변플레이트 및 상기 연결면을 통해 형성되되 상기 배출면의 넓이는 상기 유입면의 넓이보다 작게 구비됨이 바람직하다.

이 경우 상기 단변플레이트는 상기 유입면에서 상기 배출면을 향해 경사지게 구비되어 상기 한 쌍의 단변플레이트 사이의 거리가 상기 유입면 방향에서 상기 배출면 방향으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유입면을 형성하는 연결면은 일정한 곡률반경을 가지되 상기 단변접촉면과 상기 장변접촉면의 교점을 향해 절곡된 곡면으로 구비되고, 상기 배출면을 형성하는 연결면은 평면으로 구비될 수도 있다.

한편 상기 연결면은 상기 장변접촉면과 제1경사각을 형성하도록 구비되는 제1연결면과, 상기 제1연결면과 상기단변접촉면을 연결하도록 구비되되 상기 장변접촉면과 나란한 직선에 대해 제2경사각을 형성하는 제2연결면을 더 포함하고, 상기 제1경사각은 상기 제2경사각보다 더 크게 구비될 수 있다.

이 경우 상기 제1연결면과 상기 제2연결면은 30mm이상의 곡률반경을 가지도록 연결됨이 바람직하다.

나아가 본 발명 주형은 상기 장변접촉면에는 상기 단변플레이트의 길이방향을 따라 절곡되어 구비되는 절곡홈을 더 포함하도록 구비될 수 있다.

본 발명은 기공, 중심편석 및 표면크랙을 제거할 수 있는 주형을 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 발명은 작은 압하력으로도 효과적으로 압하되는 주편을 제조하는 주형을 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 발명은 주편의 응고수축을 보상하여 표면크랙의 발생을 방지하는 주형을 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 발명은 절단용융설의 발생을 방지하는 주형을 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 발명은 내구성이 향상된 주형을 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 연속주조설비의 개념도이다.
도 2는 연속주조 시 주편의 길이방향 단면형상을 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명 주형의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 6 내지 도 13은 본 발명 주형의 다른 실시예 및 그에 따른 효과를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

연속주조설비(100)에 구비되어 용강을 주편으로 생산하는 본 발명 주형(5)은 유입면(I)을 통해 용강이 유입되고, 배출면(O)을 통해 주형의 내부로 유입된 용강이 배출된다.

이를 위해 주형(5)은 주편의 두께가 결정되도록 구비된 장변부(51), 상기 장변부(51)에 구비된 공간에 위치하여 주편의 폭을 결정하는 단변부(53), 상기 단변부(53)에 구비되어 주편의 모서리에 경사면을 형성하는 돌출부(55)를 포함한다.

장변부(51)와 단변부(53)의 명칭은 그 길이 차에 따라 명명된 것으로 도 3의 주형(5)은 주편의 폭(너비)방향 길이(L1)가 주편의 두께방향 길이(L2)보다 긴 슬라브(slab)의 제작에 적합한 구조이다.

다만 장변부와 단변부의 명칭은 설명의 편의를 위해 임의로 명명된 것이므로 연속주조설비를 통해 생산코자 하는 주편의 규격에 따라 상기 장변부와 단변부는 서로 동일한 길이를 가지도록 구비될 수도 있고, 단변부의 길이가 장변부의 길이보다 더 길게 구비될 수도 있다.

상기 장변부(51)는 유입구(I)로 공급되는 용강의 두께를 결정하기 위해 서로 마주보되 소정거리 이격된 제1장변플레이트(511) 및 제2장변플레이트(513)를 포함하도록 구비된다.

따라서 주형(5)을 통해 생산코자하는 주편의 두께가 L2인 경우 상기 제1장변플레이트(511)의 내주면과 상기 제2장변플레이트(513)의 내주면은 L2만큼 이격되어 구비되어야 한다.

상기 단변부(53)는 상기 한 쌍의 장변플레이트(511, 513) 사이에 구비된 공간에 구비되어 유입구(I)로 공급되는 용강의 폭을 결정하는 제1단변플레이트(531), 상기 제1단변플레이트와 소정거리 이격되되 서로 마주보도록 구비되는 제2단변플레이트(533)를 포함한다.

장변부와 마찬가지로 상기 한 쌍의 단변플레이트(531, 533)도 생산코자하는 주편의 폭이 L1인 경우 제1단변플레이트(531)의 내주면과 제2단변플레이트(533)의 내주면은 L1만큼 이격되어 구비된다.

다만 상기 한 쌍의 단변플레이트(531, 533)는 상기 장변부(51)의 내부에서 이동 가능하도록 구비됨이 바람직한데 이는 다양한 폭을 가진 주편의 생산을 위함이다.

한편 상기 각 단변플레이트(531, 533)의 양단에는 상기 각 단변플레이트(531, 533)에서 돌출되어 구비되는 돌출부(55)가 구비된다.

상기 돌출부(55)는 각 단변플레이트의 길이방향(T3)을 따라 구비됨이 바람직한데 도 3에 도시된 바와 같이 상기 각 단변플레이트에 일체로 구비될 수도 있고, 도 4 등에 도시된 바와 같이 각 단변플레이트와 분리되도록 구비될 수도 있다.

다만 이하에서는 설명의 편의를 위해 각 단변플레이트(531, 533)와 돌출부(55)가 서로 분리 가능한 구조를 기준으로 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(55)는 각 단변플레이트(531, 533)의 마주보는 양단에 각각 구비되는 제1돌출부(551)와 제2돌출부(553)로 구비될 수 있다.

또한 제1돌출부(551)와 제2돌출부(552)는 단변플레이트(531, 533)의 너비(폭) 방향(T1)을 따라 구비되는 단변접촉면(554), 상기 단변플레이트(531, 533)의 두께 방향(T2)을 따라 구비되되 각 장변플레이트(511, 513)에 접촉하는 장변접촉면(553), 상기 장변접촉면과 상기 단변접촉면을 연결하되 주편의 모서리에 경사면을 형성시키는 연결면(555)을 포함할 수 있다.

이 경우 상기 유입면(I)과 배출면(O)은 한 쌍의 장변플레이트(511, 513), 한 쌍의 단변플레이트(531, 533) 및 돌출부에 구비된 연결면(555)에 의해 형성된다.

용강이 통과하는 주형(5)의 내주면에 돌출부(55)를 구비하여 주편의 모서리에 경사면이 생기도록 한 것은 작은 힘으로도 주편의 압하를 용이하게 하는 효과가 있다.

즉 모서리에 경사면이 생기지 않는 사각형상의 종래 주편은 중심부에 비해 모서리가 빨리 응고되므로 주편의 중심부에는 주편의 모서리에 작용하는 압하력보다 더 큰 압하력을 제공하여야만 주편 내부의 중심편석이나 기공을 제거할 수 있었고 이는 연속주조설비에 과부하를 유발시키는 문제가 있었다.

그러나 돌출부(55)를 통해 주편의 모서리에 경사면을 형성시키는 본 발명 주형(5, chamfered mold)은 연속주조설비에 과부하를 유발하지 않으면서도 중심편석이나 기공과 같은 결함발생을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명 주형(5, Chamfered mold)에 의해 생산된 주편과 종래 주형(Rectangular mold)에 의해 생산된 주편(모서리에 경사면이 형성되지 않은 주편)의 압하력과 압하량 비교 데이터이다.

이에 의하면 본 발명에 따른 주형(5)으로 생산된 주편은 동일 압하량을 구현하기 위해 주편에 작용하는 압하력이 최대 40%까지 절감할 수 있는 것이 확인되었다.

따라서 본 발명은 연속주조설비에 과부하를 유발하지 않고 중심편석과 기공의 발생을 방지할 수 있는 주편의 생산이 가능하다.

또한 주편의 모서리에 경사면이 생기도록 주형(5)에 돌출부(55)를 구비하면 용강이 주형을 빠져나갈 때 주형의 내주면과 용강 사이에 발생하는 마찰력을 줄일 수 있어 응고된 용강의 표면이 끊겨 미응고된 용강이 누출되는 브레이크 아웃과 같은 결함도 해결할 수 있을 것이다.

한편 돌출부(55)에 구비된 장변접촉면의 길이(B)가 너무 짧으면 세그먼트롤(8)에 의한 주편 압하 시 미응고층의 압하에 큰 압하력이 요구되고, 장변접촉면의 길이(B)가 너무 길면 세그먼트롤에 의한 주편 압하 시 미응고층의 압하가 어렵다.

따라서 상기 돌출부(55)에 구비된 단변접촉면(554)의 길이(A)는 연속주조설비에 설정된 주편압하량의 절반 이상으로 구비되고, 장변접촉면(553)의 길이(B)는 상기 단변접촉면의 길이보다 길고 주편의 두께 절반보다 짧도록 구비됨이 바람직하다.

나아가 상기 장변접촉면의 길이(B)는 미응고층과 관련하여 설정될 수도 있다. 즉 상기 장변접촉면의 길이(B)는 상기 단변접촉면의 길이보다 길게 구비되되 주편의 측면에서 미응고층까지의 거리보다 짧게 구비됨이 바람직하다.

도 6 (a)는 본 발명 주형의 다른 실시예를 도시한 것으로 본 실시예에 따른 주형은 제1돌출부(551)와 제2돌출부(552)의 크기가 다른 것이 특징이다.

주형(5)을 통해 생산된 주편을 절단기(7, 도 1참고)로 절단하면 도 6 (b)에 도시된 것과 같은 절단용융설(K)이 발생될 수 있는데 절단용융설은 절단된 주편을 가공하는 공정(후공정)에서 품질문제를 야기할 수 있다.

본 실시예는 절단용융설이 발생되는 것을 방지할 수 있는 주편을 생산하는 주형(5)에 관한 것으로 본 실시예에 구비되는 제2돌출부(553)의 단변접촉면(554) 길이(G)는 주편두께(L2, 도 3참고)의 20%이하로 구비되고, 제2돌출부(553)의 장변접촉면 길이(F)는 단변접촉면 길이(G)의 150% 이하로 구비됨이 바람직하다.

즉 제1돌출부(551)에 구비된 단변접촉면의 길이(A)와 장변접촉면의 길이(B)는 도 4에 개시된 실시예와 동일하게 구성하되 제2돌출부(553)에 구비된 단변접촉면의 길이(G)와 장변접촉면의 길이(F)는 상술한 바와 같이 구비됨이 바람직하다.

제2돌출부의 단변접촉부 길이(G)가 주편두께의 20%보다 짧으면 크레인을 이용하여 주편을 운반하는데 어려움이 발생하고, 제2돌출부의 장변접촉부 길이(F)가 단변접촉면 길이(G)의 150% 이상이 되면 주편 절단 시 절단용융설이 발생될 가능성이 커지는 것으로 나타났기 때문이다.

한편 절단용융설은 주편의 하부면(PL, 도 1참고)에 생성되는 것이 일반적이므로 상기 제1돌출부(551)는 주편의 상부면(PU, 도 1참고) 모서리에 경사면을 형성하도록 구비되고, 상기 제2돌출부(552)는 주편의 하부면(PL) 모서리에 경사면을 형성하도록 구비됨이 바람직하다.

도 7과 도 8은 용강이 주형(5)을 통과할 때 발생되는 응고수축을 보상함으로써 표면크랙의 발생을 방지할 수 있는 주형(5)에 관한 것이다. 도 7과 도 8의 실시예는 유입면의 넓이(AI)가 배출면의 넓이(AO)보다 크게 구비되는 공통점을 가지고 있으나 돌출부에 구비된 연결면(555)의 형상에서 구별된다.

먼저 도 7에 도시된 실시예에 대해 설명하면 본 실시예에 따른 주형(5)에 구비된 한 쌍의 단변플레이트(531, 533)는 유입면(I)에서 배출면(O)을 향해 경사지게 구비된다.

따라서 유입면(I)에 위치한 한 쌍의 단변플레이트(531, 533) 사이의 거리는 배출면(O)에 위치한 단변플레이트(531, 533) 사이의 거리에 비해 큰 것이 특징이다.

주형(5)의 유입면(I)으로 유입되어 배출면(O)으로 배출되는 용강은 주형(5)에접촉하는 면에서 중심부를 향해 응고되는데 용강의 응고가 진행되면 용강은 수축되고, 용강이 수축되어 주형(5)의 표면과 접촉하지 못하면 배출면(O)으로 배출된 주편의 표면에 크랙이 발생될 수 있다.

그러나 배출면의 넓이(AO)가 유입면의 넓이(AI)보다 작게 구비되면 주형을 통과하는 용강의 응고수축을 보상할 수 있으므로 주편에 표면크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

유입면의 넓이(AI)를 배출면의 넓이(AO)보다 크게 하기 위해 도 7과 다른 주형(5)을 제작할 수도 있다.

즉 도 7에 도시된 주형(5)은 단변플레이트(531, 533)의 두께를 변화시킴으로써 유입면의 넓이(AI)와 배출면의 넓이(AO)를 달리한 것이나 유입면의 넓이(AI)와 배출면의 넓이(AO)는 단변플레이트(531, 533)의 두께는 동일하게 유지하되 돌출부(55)의 단면넓이를 달리하여 조절될 수도 있다.

유입면의 넓이(AI)와 배출면의 넓이(AO)를 돌출부(55)의 단면 넓이를 통해 조절하는 일례가 도 8에 도시되어 있다.

본 실시예에 구비된 돌출부(55)는 유입면(I)을 형성하는 연결면과 배출면(O)을 형성하는 연결면의 형상이 다른 것이 특징이다.

본 실시예의 경우 유입면을 형성하는 연결면(555a)은 일정한 곡률반경을 가지되 단변접촉면과 장변접촉면의 교점을 향해 절곡된 곡면으로 구비되고, 배출면을 형성하는 연결면(555b)은 단변접촉면과 장변접촉면을 연결하는 평면(곡률반경이 무한대)으로 구비될 수 있다.

도 8에 도시된 구조로 주형(5)이 제작되면 단변플레이트(531, 533)와 장변플레이트(511, 513) 사이의 갭을 최소화하여 주형(5)을 통과한 주편의 외주면에 갭에 의한 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 9 (a)는 연결면이 평면으로 구비되되 유입면의 넓이와 배출면의 넓이가 동일한 경우 단변플레이트와 장변플레이트 사이의 갭 크기를 측정한 그래프이고, 도 9 (b)는 유입면을 형성하는 연결면은 곡면으로 구비되고 배출면을 형성하는 연결면은 평면으로 구비될 경우(유입면의 넓이가 배출면의 넓이보다 큼) 단변플레이트와 장변플레이트 사이의 갭(Gap) 크기를 측정한 결과이다.

도 9에 나타난 실험결과에 따르면 주형(5)이 도 8과 같은 구조를 가질 때 단변플레이트와 장변플레이트 사이의 갭 크기가 줄일 수 있음을 알 수 있다.

도 10은 본 발명 주형(5)의 또 다른 실시예를 도시한 것으로 본 실시예는 돌출부(55)의 연결면(555)이 제1연결면(5551)과 제2연결면(5553)으로 구비되는 것이 특징이다.

돌출부(55)의 연결면(555)이 도 4 등에 도시된 바와 같이 하나의 경사각을 가지는 평면으로 구비될 경우 연결면(555)의 양단에 응력이 집중되어 돌출부(55)의 내구성을 떨어뜨릴 수 있다.

즉 주형(5)을 장기간 사용할 경우 돌출부(55)가 마모되거나 변형되어 목표하는 품질의 주편을 생산하기 어려운데 본 실시예는 돌출부(55)의 내구성을 향상시킬 수 있는 연결면의 구조를 제공함으로써 상술한 문제를 해결하고자 한다.

본 실시예에 구비되는 제1연결면(5551)은 장변접촉면(553)에 대해 제1경사각(θ1)을 형성하도록 구비되고, 제2연결면(5553)은 상기 단변접촉면(554)과 상기 제1연결면(5551)을 연결하도록 구비되되 상기 장변접촉면(553)에 나란한 직선에 대해 제2경사각(θ2)을 형성하도록 구비된다.

이 경우 상기 제1경사각(θ1)은 제2경사각(θ2)보다 크게 구비됨이 바람직한데 이는 제1경사각(θ1)이 클수록 연결면(555)의 내구성이 향상되기 때문이다.

한편 주형(5)에서 배출된 주편은 세그먼트롤(8, 도 1참고)에 의해 압하되는데 제1연결면(5551)에 의해 주편의 외주면에 형성된 경사면(도 11 (a)참고)은 주편이 세그먼트롤에 의해 압하될 때 사라지게 된다(도 11 (b)참고).

그러나 상기 제1경사각(θ1)의 각도에 따라 제1연결면(5551)에 의해 주편의 외주면에 형성된 경사면은 압하 시 주름(W, 도 12 (c)참고)을 발생시킬 수 있으므로 주편의 폭과 두께에 따라 적절히 선정됨이 바람직하다.

다만 제1연결면(5551)과 제2연결면(5553)이 30mm 이상의 곡률반경(R)을 가지도록 연결되면 제1경사각(θ1)을 크게 하여도 제1연결면(5551)에 의해 형성된 경사면의 압하 시 주름발생을 최소화할 수 있는 것으로 실험결과 확인되었다.

도 13 (a)는 주형(5)의 내구성을 향상시키기 위한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로 본 실시예에 따른 주형(5)은 돌출부(55)의 장변접촉면(553)에 적어도 하나 이상의 절곡홈(556)이 구비된다.

상기 절곡홈(556)은 장변접촉면(553)에 구비되되 단변플레이트(533)의 길이방향(T3)을 따라 구비됨이 바람직하다.

장변접촉면(553)에 절곡홈(556)이 단변플레이트의 길이방향을 따라 구비되면 용강이 주형 내부를 유동할 때 돌출부(55)에 발생되는 변형(뒤틀림)이 줄어들고 돌출부(55)에 작용하는 응력이 줄어드는데 이는 도 13 (b)와 (c)에 도시된 실험데이터를 통해서 확인 수 있다.

돌출부(55)에 작용하는 응력과 돌출부에 발생하는 뒤틀림이 감소하면 돌출부의 내구성이 향상될 것이므로 주형(5)의 장기간 사용에도 주편의 품질이 떨어지는 것을 방지할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 즉 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 필수 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 연속주조설비 1: 레이들
2: 터렛 3: 턴디쉬
4: 침지노즐 5: 주형
51: 장변부 511: 제1장변플레이트
513: 제2장변플레이트 53: 단변부
531: 제1단변플레이트 533: 제2단변플레이트
55: 돌출부 551: 제1돌출부
552: 제2돌출부 553: 장변접촉면
554: 단변접촉면 555: 연결면
5551: 제1연결면 5553: 제2연결면
556: 절곡홈 6: 주형진동기
7: 절단기 8: 세그먼트롤

Claims (8)

1. 연속주조설비에 구비되어 주편을 생산하되 용강이 유입되는 유입면과 유입된 용강이 배출되는 배출면을 포함하는 주형에 있어서,
   서로 마주보도록 구비되어 상기 주편의 두께를 설정하는 한 쌍의 장변플레이트;
   상기 한 쌍의 장변플레이트 사이에 서로 마주보도록 구비되어 상기 주편의 폭을 설정하는 한 쌍의 단변플레이트;
   상기 한 쌍의 단변플레이트에 각각 구비되고 각 단변플레이트의 마주보는 양단에 구비되는 돌출부;를 포함하고,
   상기 돌출부는
   상기 단변플레이트의 너비방향을 따라 구비되되 길이가 상기 연속주조설비에 설정된 주편 압하량의 1/2 이상인 단변접촉면;
   상기 단변플레이트의 두께방향을 따라 구비되어 상기 장변플레이트에 접촉하되 상기 단변접촉면의 길이보다 길고 주편 두께의 1/2보다 작은 길이로 구비되는 장변접촉면;
   상기 단변접촉면과 상기 장변접촉면을 연결하도록 구비되어 상기 주편의 모서리에 경사면을 형성시키는 연결면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형.
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 단변플레이트의 마주보는 양단에 각각 구비되는 제1돌출부 및 제2돌출부로 구비되고,
   상기 제1돌출부에 구비된 단변접촉면 길이는 상기 연속주조설비에 설정된 주편 압하량의 1/2 이상으로 구비되고, 상기 제1돌출부에 구비된 장변접촉면의 길이는 상기 제1돌출부의 단변접촉면의 길이보다 크고 주편 두께의 절반보다 작게 구비되며,
   상기 제2돌출부에 구비된 단변접촉면의 길이는 주편 두께의 20% 이하로 구비되고, 상기 제2돌출부에 구비된 장변접촉면의 길이는 상기 제2돌출부의 단변접촉면 길이 150% 이하로 구비되는 것을 특징으로 하는 주형.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유입면과 상기 배출면은 상기 한 쌍의 장변플레이트, 상기 한 쌍의 단변플레이트 및 상기 연결면을 통해 형성되되 상기 배출면의 넓이는 상기 유입면의 넓이보다 작게 구비되는 것을 특징으로 하는 주형.
4. 제3항에 있어서,
   상기 단변플레이트는 상기 유입면에서 상기 배출면을 향해 경사지게 구비되어 상기 한 쌍의 단변플레이트 사이의 거리가 상기 유입면 방향에서 상기 배출면 방향으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 주형.
5. 제3항에 있어서,
   상기 유입면을 형성하는 연결면은 일정한 곡률반경을 가지되 상기 단변접촉면과 상기 장변접촉면의 교점을 향해 절곡된 곡면으로 구비되고,
   상기 배출면을 형성하는 연결면은 평면으로 구비되는 것을 특징으로 하는 주형.
6. 제1항에 있어서,
   상기 연결면은
   상기 장변접촉면과 제1경사각을 형성하도록 구비되는 제1연결면;
   상기 제1연결면과 상기단변접촉면을 연결하도록 구비되되 상기 장변접촉면과 나란한 직선에 대해 제2경사각을 형성하는 제2연결면;을 더 포함하고,
   상기 제1경사각은 상기 제2경사각보다 더 크게 구비되는 것을 특징으로 하는 주형.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1연결면과 상기 제2연결면은 30mm이상의 곡률반경을 가지도록 연결되는 것을 특징으로 하는 주형.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 장변접촉면에는 상기 단변플레이트의 길이방향을 따라 절곡되어 구비되는 절곡홈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주형.

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