KR20160009673A

KR20160009673A - 연속 주조기 및 그 사용 방법

Info

Publication number: KR20160009673A
Application number: KR1020157035699A
Authority: KR
Inventors: 다카시 아사리
Original assignee: 스틸플랜테크가부시키가이샤
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2016-01-26
Also published as: CN105307797A; CN105307797B; WO2014203375A1; EP3012042A4; JP6047657B2; JPWO2014203375A1; TR201807472T4; EP3012042B1; EP3012042A1; KR101792094B1

Abstract

연속 주조기는 주형과, 이 주형 내에 삽입되어 주조 개시시의 용강을 받고, 일정한 곡률로 길이방향으로 만곡된 더미 바와, 상기 주형으로부터 인발한 상기 더미 바 및 주편을 상기 주형 내를 통과하여 상기 곡률 반경을 갖는 원형 경로를 따라 하방으로 도출하는 가이드 롤군과, 상기 원형 경로의 하단부에서 상기 더미 바로부터 분리된 상기 주편을 상기 원형 경로의 접선 방향으로 송출하는 송출부와, 상기 주편으로부터 분리된 상기 더미 바를 상기 원형 경로를 따라 이동시켜 상기 주형 내에 그 상방으로부터 삽입시키는 가이드 기구를 구비하고 있다.

Description

연속 주조기 및 그 사용 방법{Continuous casting device and method for using same}

본 발명은 일정한 곡률 반경으로 만곡된 주편 경로를 갖는 연속 주조기 및 그 사용 방법에 관한 것으로, 그 더미 바도 일정한 곡률 반경으로 만곡된 연속 주조기 및 그 사용 방법에 관한 것이다.

강(鋼)의 연속 주조 설비에서는, 레이들에 의해 전로(轉爐)로부터 반송되어 온 용강이 레이들의 바닥으로부터 턴디쉬에 주입되어 이 턴디쉬로 일단 옮겨지고, 턴디쉬로부터 4면 또는 원통으로 구성되는 주형에 연속적으로 주입된다. 주형 내에는 하방으로부터 더미 바가 삽입되어 있고, 주형 내에 주입된 용강은 더미 바와 주형의 내면에 접촉하여 냉각된다. 주형의 내면에 의해 냉각되어 주변부가 응고되고, 내부에 미응고부가 존재하는 상태로 더미 바를 하방으로 인발함으로써 주편이 주형으로부터 하방으로 인발된다. 이 주편은, 주형 하방에 배치된 핀치 롤군으로 안내되어 핀치 롤군에 의해 형성되는 만곡된 경로를 하방으로 인발되고, 그 도중에 주편은 완전히 응고된다. 선행하는 더미 바는 만곡된 이동 궤적의 최하단에서 주편으로부터 분리되고, 주편은 만곡에서 수평으로 교정되어 수평 상태가 된 후, 소정의 치수로 절단되어 후공정으로 반송된다.

도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 특허문헌 1에 기재된 종래의 연속 주조기의 동작을 나타내는 도면이다. 주형(8) 내에 곡률 반경이 일정한 더미 바(1)를 주형(8)의 하방으로부터 삽입하고, 턴디쉬(도시생략)로부터 주형 내에 용강을 주입하여 더미 바(1)의 후단을 용강으로 덮고 더미 바(1)를 하방으로 인발함으로써, 주형(8) 내에서 주형(8)에 접촉하는 부분이 응고한 주편(2)을 주형(8)의 바닥부로부터 하방으로 인발한다. 이 더미 바(1) 및 주편(2)의 이동 영역의 하단부에 교정 롤(3, 4)이 배치되어 있고, 더미 바(1)는 교정 롤(4)이 상방으로 이동하여 대피함으로써 가이드 롤(7)을 따라 이동하여 그대로 동일 원호의 궤적을 따라 상방으로 이동한다. 주편(2)은, 교정 롤(4)이 하강하여 주편(2)의 선단부를 하방으로 압압함으로써, 주편(2)의 선단부가 더미 바(1)의 후단부로부터 분리된다. 주편(2)은 교정 롤(3, 4)에 의해 하방으로 압압됨으로써 만곡으로부터 수평의 직재(直材) 상태로 교정되고, 적절한 치수로 절단되어 연속 주조 설비로부터 배출된다.

더미 바(1)는, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 상방으로 대피하고 있다. 레이들로부터 턴디쉬에의 용강 주입이 종료되고, 또한, 턴디쉬로부터 주형(8)에의 용강 주입이 종료되고, 주편(2)의 최후부가 교정 롤(3, 4)을 통과하면, 더미 바(1)는 원호의 궤적을 역주하여 그 후단부(역주 전단부)가 주형(8)의 바닥부로부터 주형(8) 내에 삽입된다. 그 후, 다음 순서의 주조 공정이 개시된다. 또, 특허문헌 2~4에도 마찬가지의 연속 주조기가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 5에는, 주편 인발 과정의 곡률이 일정하지 않고 주편이 주형으로부터 핀치 롤에 의해 인발되는 과정에서 서서히 곡률 반경이 커지도록 교정을 받는 형식의 연속 주조기가 개시되어 있다. 이 연속 주조기에서는, 더미 바가 쇄형상으로 복수개의 유닛을 연결하여 구성되는 것으로, 유닛 간의 상대적인 각도를 서서히 변화시키면서 곡률 반경이 서서히 커지도록 변형하여 핀치 롤러 사이를 하방으로 이동한다. 그리고, 이 더미 바는 주편의 선단으로부터 분리된 후, 주형의 상단으로부터 주형 내에 삽입되어 다음 순서의 주조 공정에 제공된다. 이 특허문헌 5에 개시된 연속 주조기는, 더미 바 감아올림 윈치에 의해 연속 주조기 하단의 주편 분리 위치에서 주편으로부터 분리된 더미 바를 주조 플로어까지 끌어올린다. 그리고, 주조 플로어에 설치된 가이드 레일 상을 주행하는 대차(臺車) 프레임 상에 더미 바를 올려놓고 주형 근방까지 반송하여 주형 근방에서 대차 프레임을 기울여 움직이게 하고, 대차 프레임의 기울여 움직임 하단으로부터 더미 바를 미끄러져 움직이게 하여 주형 내에 삽입한다.

특허문헌 1: 일본공개특허 평7-328751호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 평9-108792호 공보 특허문헌 3: USP 5,131,453 특허문헌 4: USP 4,043,383 특허문헌 5: 일본공개특허 2003-53495호 공보

그러나, 상술한 종래의 연속 주조기에서는, 턴디쉬로부터 주형(8)에의 용강 주입이 종료된 후, 주편(2)의 후단부가 핀치 롤군(도시생략)을 빠진 후, 더미 바(1)를 반대방향으로 되돌려 주형(8)의 바닥부로부터 더미 바(1)를 주형(8) 내에 삽입함으로써 다음 순서의 주조 공정 준비가 완료된다. 이 때문에, 종전의 주조 공정이 종료되고 나서 다음 순서의 주조 공정을 개시할 수 있을 때까지의 시간이 길어 대기 시간이 길기 때문에, 연속 주조기의 가동률이 낮은 문제점이 있었다.

또한, 특허문헌 5에는 주형의 상단으로부터 더미 바를 주형 내에 삽입하는 형식의 연속 주조기가 개시되어 있는데, 이 주형의 상단으로부터 더미 바를 주형 내에 삽입하기 위해서는 더미 바는 체인 형상으로 복수의 유닛이 연결된 것으로, 전체 형상이 유닛 연결부에서 절곡되어 전체 형상이 변형될 수 있는 것임이 필요하다. 또한, 주조 플로어 상에 더미 바를 끌어올리는 감아올림 윈치를 설치하고, 더미 바를 끌어올림 위치로부터 주형 근방까지 반송하는 대차 반송 장치가 필요하다. 이 때문에, 주조 설비가 너무 커지게 된다. 게다가 이러한 감아올림 윈치 및 대차 반송 장치를 주조 플로어 상에 설치할 필요가 있는데, 특허문헌 5에 기재되어 있는 바와 같이 주조 플로어에는 주조 사령실 등이 설치되어 있기 때문에, 이들 장애물을 회피하며 윈치 및 대차 반송 장치를 설치하기 위해 큰 설치 공간이 필요하다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 설비의 복잡화 및 대형화를 초래하지 않고 종전의 주조 공정과 다음 순서의 주조 공정 사이의 대기 시간이 짧고 가동률이 높아 생산성을 향상시킬 수 있는 연속 주조기 및 그 사용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 연속 주조기는,

주형과,

이 주형 내에 삽입되어 주조 개시시의 용강을 받고, 일정한 곡률로 길이방향으로 만곡된 더미 바와,

상기 주형으로부터 인발된 상기 더미 바 및 주편(鑄片)을 상기 주형 내를 통과하여 상기 곡률 반경을 갖는 원형 경로를 따라 하방으로 도출하는 가이드 롤군과,

상기 원형 경로의 하단부에서 상기 더미 바로부터 분리된 상기 주편을 상기 원형 경로의 접선 방향으로 송출하는 송출부와,

상기 주편으로부터 분리된 상기 더미 바를 상기 원형 경로를 따라 이동시켜 상기 주형 내에 그 상방으로부터 삽입시키는 가이드 기구를 갖는 것을 특징으로 한다.

이 연속 주조기에 있어서,

상기 가이드 기구는,

적어도 2쌍의 핀치 롤을 포함하고, 상기 원형 경로 상에 배치되어 상기 더미 바 및 상기 주편에 인발력을 인가하는 제1 핀치 롤부와,

적어도 2쌍의 핀치 롤을 포함하고, 상기 원형 경로 상에 배치되어 상기 더미 바에 상기 원형 경로를 따라 이동하기 위한 구동력을 인가하는 제2 핀치 롤부를 구비하고 있어도 된다.

또한, 이 연속 주조기에 있어서,

상기 제1 핀치 롤부는 상기 송출부에 마련되어 있고,

상기 제2 핀치 롤부는 상기 원형 경로의 2개소 이상에 배치되어 있어도 된다.

또한, 이 연속 주조기에 있어서,

상기 제2 핀치 롤부는,

상기 원형 경로의 상단을 사이에 두고 그 양측의 위치를 포함한 2개소 이상에 배치되고,

상기 가이드 기구는,

상기 제2 핀치 롤부보다 상방에 배치되어 상기 더미 바에서의 상기 원형 경로의 반경 방향 내측의 면에서 구름운동(轉動)하며 이를 지지하는 지지 롤을 구비하고 있어도 된다.

또한, 이 연속 주조기에 있어서,

상기 가이드 기구는,

상기 더미 바에서의 상기 원형 경로의 반경 방향 외측의 면에서 구름운동하며 이를 지지하는 하면 롤과,

상기 더미 바의 측면에서 구름운동하며 이를 지지하는 측면 롤을 구비하고 있어도 된다.

본 발명에 관한 연속 주조기의 사용 방법은,

상기 주형 내에 그 상방으로부터 상기 더미 바를 삽입하고, 상기 더미 바를 상기 주형의 바닥부에 설치하여 주조 준비를 하는 공정과,

상기 주형 내에, 그 상방에 배치된 턴디쉬로부터 용강을 주입하고 주형 내에서 응고각(凝固殼)이 형성된 후, 상기 더미 바의 인발을 개시하여 상기 더미 바에 연결된 주편을 인발하는 공정과,

상기 턴디쉬로부터 상기 주형에의 용강 주입과, 상기 더미 바 및 상기 주편의 인발을 계속하는 공정과,

상기 주편의 선단이 상기 송출부의 배치 위치에 도달하여 상기 주편과 상기 더미 바를 분리시킨 후, 상기 더미 바를 상기 가이드 기구로 안내 및 구동시켜 상기 원형 경로를 따라 이동시킴과 동시에, 분리된 주편을 상기 송출부에 의해 다음 공정으로 송출하는 공정과,

상기 턴디쉬로부터 상기 주형에의 용강의 주조 종료 후, 상기 턴디쉬를 상기 주형의 상방으로부터 제거하고, 상기 턴디쉬로부터 공급된 용강에 의해 형성된 주편이 상기 송출부에 도달하기 전에, 상기 더미 바를 상기 주형의 상방으로부터 주형 내에 삽입하여 다음 순서의 주조 준비를 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 더미 바를 원형 경로를 따라 일방향으로 회전 이동시켜 주형 내에의 더미 바의 배치와 주조를 행함으로써, 턴디쉬로부터 주형에의 용강 주입이 종료된 후 주편이 송출부에 도달하기 전에, 가급적 신속하게, 즉 대기 시간이 실질적으로 없는 상태로 다음 순서의 용강 주조를 개시할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 연속 주조기는 가동률이 높아 생산성이 매우 높다. 또한, 본 발명은 단순히 간이한 구성의 더미 바의 가이드 기구와 더미 바용 제2 핀치 롤부를 새로 설치하는 것만으로 실시할 수 있으므로, 장치의 대형화 및 복잡화를 초래하지 않고 또한, 큰 공간을 필요로 하는 일도 없다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 연속 주조기를 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 연속 주조기의 일부를 나타내는 정면도이다.
도 3은 더미 바(DB)의 일부를 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 우측면도이다.
도 4는 도 2의 주조 인발 장치에 의한 주편 인발 공정에 대해, 더미 바(DB)를 주편으로부터 분리하여 주형으로 되돌리기 위한 더미 바 가이드 및 제2 핀치 롤부(21)를 나타내는 정면도이다.
도 5는 마찬가지로 그 측면도이다.
도 6은 제2 핀치 롤부(21)의 확대 정면도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 특허문헌 1에 기재된 종래의 연속 주조기의 동작을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 연속 주조기를 나타내는 정면도, 도 2는 마찬가지로 그 일부를 나타내는 정면도이다. 더미 바(DB)의 이동 궤적(20)(실제는 더미 바(DB)의 외면의 이동 궤적)은 원호이다. 즉, 더미 바(DB)는 일정한 곡률 반경(D)으로 만곡되어 있고, 이 이동 궤적(20)을 따르는 원형 경로 상을 이동한다. 이 더미 바(DB)는 적어도 이 원형 경로의 원주 길이의 1/3 이상의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이 이동 궤적(20)의 상하 방향 대략 중간 위치에 주형(10)이 배치되어 있다. 주형(10)도 곡률 반경(D)으로 이동 궤적(20)을 따라 만곡되어 있다. 이 주형(10)의 하방에는, 더미 바(DB) 및 주편(C)을 만곡 궤적을 따라 하방으로 도출하는 가이드 롤군(11)이 배치되어 있고, 이 가이드 롤군(11)의 단부(하단부)에는 예를 들어 5쌍의 핀치 롤(12)(제1 핀치 롤부)이 배치되어 있다. 또한, 이동 궤적(20)의 상부의 2개소에는 더미 바(DB)를 협지하면서 더미 바(DB)에서 구름운동하여 송출하는 제2 핀치 롤부(21, 22)가 설치되어 있다. 또한, 이동 궤적(20)의 상단부에는, 더미 바(DB)의 하면(원호 내측의 면)을 하방으로부터 지지하는 지지 롤(23)이 설치되어 있다. 이들 주형(10), 가이드 롤군(11), 제1 핀치 롤부(12), 제2 핀치 롤부(21), 지지 롤(23) 및 제2 핀치 롤부(22)는 더미 바(DB)의 이동 궤적(20)을 따라 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제2 핀치 롤부(21, 22)는 원호의 이동 궤적(20)의 2개소에 설치되어 있고, 각 제2 핀치 롤부(21, 22)는 각각 2쌍의 롤 쌍에 의해 구성되어 있다.

제1 핀치 롤부(12)가 설치된 송출부에 있어서 더미 바(DB)와 주편(C)은 분리되고, 주편(C)은 이동 궤적(20)으로부터 떨어짐과 동시에, 제1 핀치 롤부(12)에 의해 만곡 상태에서 수평 상태로 교정된 후, 제1 핀치 롤부(12)에 의해 수평 방향으로 송출된다. 그리고, 이 주편(C)은 반송 롤(17) 상으로 송출되고, 절단 장치(13)에 의해 소정 길이로 절단된 후 후속 공정으로 송출된다. 더미 바(DB)의 길이 상한은, 더미 바(DB)의 이동 방향 후단이 송출부를 통과한 시점에서 더미 바(DB)의 이동 방향 전단이 주형(10)에 도달하지 않을 정도의 길이로 규정된다. 그러나, 더미 바(DB)의 길이는 이 상한보다 충분히 짧고, 원주 길이의 1/3보다 약간 긴 정도인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 더미 바(DB)는 제1 핀치 롤부(12)와 제2 핀치 롤부(21, 22)에 포함되는 핀치 롤 쌍 중에서 적어도 2개의 롤 쌍에는 항상 끼워지도록 된 길이를 갖고 있다.

주형(10)의 상방에는 턴디쉬(14)가 배치되고, 또한, 턴디쉬(14)의 상방에 레이들(16)이 배치된다. 턴디쉬(14)는 조업 플로어 상을 이동하는 턴디쉬 대차(도시생략) 상에 적재되어, 주형(10)의 상방 위치와 주형(10)의 상방으로부터 벗어난 위치의 사이를 이동할 수 있게 되어 있다. 레이들(16)은 전로(도시생략)로부터 전로 정련이 완료된 용강을 받고, 적절한 크레인 장치에 의해 선회 장치(15) 상으로 반송되어 온다. 그리고, 레이들(16)은 선회 장치(15)에 의해 선회 이동되어 주형(10)의 상방의 턴디쉬(14)의 상방에 설치된다. 그리고, 이 레이들(16) 내의 용강이 턴디쉬(14) 내에 주입되어 턴디쉬(14)에서 일단 용강을 받은 후, 용강이 턴디쉬(14)로부터 주형(10) 내에 주입된다. 레이들(16) 내의 용강이 전량 턴디쉬(14)를 통해 주형(10) 내에 공급되고, 주형(10) 내에서 응고하여 주형(10)으로부터 주편 후단부가 인발되면 한 번의 주조가 종료된다. 그 후, 턴디쉬 대차에 의해 턴디쉬(14)는 주형(10)의 상부로부터 대피 위치로 이동하고, 이 대피 위치에서 내설 내화물의 수복(修復)을 받는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 주형(10) 내에 주입된 용강은 주형(10)에서 냉각되고, 주형(10)과 접촉한 주변부가 응고하여 응고각을 형성하고, 내부에 미응고 용강이 존재하는 상태로 주편(C)이 하방으로 인발된다. 이 때, 주편(C)의 선단부에는 더미 바(DB)가 연결되어 있다. 더미 바(DB) 및 주편(C)은 가이드 롤군(11)에 의해 동일한 곡률 반경을 유지하고 그대로 하방으로 이동한다. 그리고, 이동 궤적(20)의 하단에 배치된 제1 핀치 롤부(12)에 의해 더미 바(DB)의 후단부는 상방에 응력을 받아 주편(C)으로부터 분리되고, 주편(C)의 전단부는 하방에의 응력을 받아 수평 상태로 교정된다. 또, 가이드 롤군(11)의 각 롤의 사이에는 냉각수를 분출하는 노즐(도시생략)이 배치되어 있고, 주편(C)에 냉각수를 분출함으로써 주편(C)을 냉각하게 되어 있다. 주형(10) 및 가이드 롤군(11)은, 더미 바 이동 궤적(20)의 소정의 곡률 반경(D)과 동일한 곡률 반경으로 만곡되어 있다. 이 때문에, 마찬가지로 일정한 곡률 반경(D)으로 만곡된 더미 바(DB)가 주형(10) 및 가이드 롤군(11)을 원활하게 이동할 수 있다.

도 3은 더미 바(DB)의 일부를 나타내는 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 우측면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 더미 바(DB)는 복수개의 유닛(DB1, DB2, DB3, DB4 …)를 연결하여 구성되어 있다. 각 유닛(DB1 등)은 서로간의 상대적인 각도를 조정 가능하도록 연결축(19)에 의해 연결되어 있고, 상대 각도를 조정한 후는 서로 고정 상태로 연결된다. 이들 유닛(DB1 등)의 상대적인 각도는, 유닛들(DB1 등)의 연결에 의해 구성되는 더미 바(DB)의 만곡 곡률 반경(D)이 연속 주조기의 이동 궤적(20)의 곡률 반경에 일치하도록 조정된다.

도 4는 도 2의 연속 주조기에 의한 주편 인발 공정에 대해, 더미 바(DB)를 주편으로부터 분리하여 주형으로 되돌리기 위한 가이드 기구의 일부를 나타내는 정면도이며, 도 5는 그 측면도이다. 또한, 도 6은 제2 핀치 롤부(21)의 확대 정면도이다. 제1 핀치 롤부(12)의 다음 공정 측의 2쌍의 롤(12a, 12b) 중에서 후단 롤(12b)의 상부 롤이 상방으로 이동하고, 일정한 곡률 반경을 갖는 더미 바(DB)는 가이드 롤군(11)으로부터 나와 그대로 상방으로 진출한다. 또, 더미 바(DB)의 후단에 연결된 주편(C)은 그 전단이 제1 핀치 롤부(12)의 후단 롤(12b)의 배치 위치에 도달하였을 때에, 이 롤(12b)의 상부 롤이 하강하여 주편(C)을 하방으로 압압하여, 상방으로 향하는 더미 바(DB)의 후단과 주편(C)의 전단이 분리된다. 그 후, 주편(C)은 하강한 상부 롤(12b)과 하측의 하부 롤(12b)의 사이에 끼워짐과 동시에 인접하는 롤(12a) 사이에 끼워져 그 상하위치를 유지함으로써, 수평으로 교정되면서 제1 핀치 롤부(12)의 회전에 의해 전방으로 보내져 반송 롤(17) 상으로 반송된다.

더미 바(DB)는, 플로어 위에 세워 설치된 가대(架臺)(31, 35) 상에 설치된 가이드 기구에 의해 구속되면서 지지되어 곡률 반경(D)을 유지하여 상방으로 이동한다. 가대(31)의 상단에는 수평의 가대(32)가 설치되고, 또한, 이 가대(32) 상에 수직으로 연장되는 가대(33)가 세워 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 가이드 기구는 제1 핀치 롤부(12) 근방의 가대(35) 상에 설치된 측면 롤(25) 및 하면 롤(24)과, 제2 핀치 롤부(21)를 설치하는 가대(31~33) 상에 설치된 측면 롤(25), 외면 롤(42) 및 측면 롤(44)을 구비하고 있다. 측면 롤(25)은 더미 바(DB)의 측면에서 구름운동하며, 더미 바(DB)가 소정의 이동 궤적(20)으로부터 벗어나지 않도록 수평 방향의 더미 바 위치를 규제한다. 한편, 하면 롤(24)은 더미 바(DB)의 하면에 구름운동하며 더미 바(DB)의 중량을 지지함과 동시에, 더미 바(DB)가 소정의 이동 궤적(20)의 원호로부터 외방으로 벗어나지 않도록 더미 바(DB)의 위치를 규제한다. 또한, 외면 롤(42)은 더미 바(DB)의 외면에서 구름운동하며, 마찬가지로 더미 바(DB)가 소정의 이동 궤적(20)의 원호로부터 외방(수평 방향)으로 벗어나지 않도록 더미 바(DB)의 위치를 규제한다. 이 외면 롤(42)의 근방에는 더미 바(DB)의 측면에서 구름운동하는 측면 롤(44)이 배치되어 있고, 더미 바(DB)가 그 이동 궤적(20)으로부터 가로 방향으로 벗어나지 않도록 그 더미 바(DB)의 측면 위치를 규제한다.

제2 핀치 롤부(21)는 수평의 가대(32)와, 이 가대(32)에 세워 설치된 가대(33) 상에 설치되어 있다. 이 제2 핀치 롤부(21)는 롤(41a, 42a)로 이루어지는 핀치 롤(21a)과, 롤(41b, 42b)로 이루어지는 핀치 롤(21b)의 2쌍의 롤 쌍에 의해 구성되어 있고, 만곡된 더미 바(DB)의 내면에서 롤(41a, 41b)이 구름운동하고, 더미 바(DB)의 외면에서 롤(42a, 42b)이 구름운동한다. 롤(42a, 42b)은 가대(33)에 설치되고, 더미 바(DB)의 외면에서 종동(從動)하여 더미 바(DB)에 의한 가로방향의 응력을 지지한다. 한편, 롤(41a, 41b)은 모터(43)에 의해 구동되어 더미 바(DB)의 내면을 압압하면서 대향하는 롤(42a, 42b)과의 사이에서 더미 바(DB)를 끼워넣고, 모터(43)의 구동력에 의해 더미 바(DB)를 원호의 이동 궤적(20)을 따라 이동시킨다. 또, 롤(21a, 21b)과 모터(43)는 수평의 회동축(45) 둘레로, 전체적으로 약간 요동 가능하도록 가대(32) 상에 설치되어 있다. 제2 핀치 롤부(22)도 제2 핀치 롤부(21)와 마찬가지의 구조를 가진다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 더미 바(DB)의 이동 궤적(20)을 따른 2개소에 제2 핀치 롤부(21, 22)가 설치되어 있다. 제2 핀치 롤부(21)는 2쌍의 롤 쌍(21a, 21b)을 가지며, 각 롤 쌍(21a, 21b)의 각각 롤(41a, 41b)과 롤(41b, 42b)의 사이에 끼워져 더미 바(DB)가 이동한다. 제2 핀치 롤부(22)도 마찬가지이다. 그러나, 본 발명에서는 각 제2 핀치 롤부(21, 22)에 대해 2쌍의 롤 쌍을 마련하지 않고, 각 1쌍의 롤 쌍으로 각 제2 핀치 롤부(21, 22)를 구성할 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원호의 이동 궤적(20)의 상부의 제2 핀치 롤부(21)와 대향하는 위치에는, 제2 핀치 롤부(21)와 마찬가지의 구조를 갖는 제2 핀치 롤부(22)가 배치되어 있다. 이 제2 핀치 롤부(22)에서도 롤 쌍에 의해 더미 바(DB)를 인발하고, 소정의 이동 궤적(20)을 따라 전방으로 이동시킨다.

다음에, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시형태의 연속 주조기의 동작에 대해 설명한다. 더미 바(DB)는, 전술한 바와 같이 그 곡률 반경(D)이 소정의 이동 궤적(20)의 곡률 반경과 동일해지도록 만곡되어 있고 전체적으로 강체 상태에 있다. 또, 이 더미 바(DB)의 곡률 반경은 전술한 바와 같이 각 유닛(DB1 등)의 서로간의 상대적인 각도 관계를 적절히 조절함으로써 조정할 수 있다. 이 더미 바(DB)의 길이는 주형(10)으로부터 제1 핀치 롤부(12)까지의 둘레길이(周長) 이상의 길이를 가진다. 또한, 더미 바(DB)의 길이는 제1 핀치 롤부(12)와 제2 핀치 롤부(21) 사이의 둘레길이 및 제2 핀치 롤부(21)와 제2 핀치 롤부(22) 사이의 둘레길이를 넘는 길이인 것도 필요하다.

그리고, 선회 장치(15)에 의해 레이들(16)을 주조 위치로 선회시키고, 턴디쉬 대차 상의 턴디쉬(14)를 대기 위치로 이동시켜 주형(10)의 상방으로부터 대피시킨 상태에서 제2 핀치 롤부(21) 및 제2 핀치 롤부(22)를 구동하여 더미 바(DB)를 도 1의 화살표 방향으로 전진시키고, 더미 바(DB)를 주형(10)의 상부로부터 주형(10) 내에 삽입한다. 이 때, 더미 바(DB)는 그 전단에서부터 주형(10) 내에 진입하고 주형(10)을 하방으로 통과하여 더미 바(DB)의 하단이 주형(10)의 하부에 멈춘 상태에서 더미 바(DB)를 정지시킨다. 이에 의해, 주형(10)의 측면 및 더미 바(DB)의 상면에 의해 형성되는 공간으로서 주조 공간이 형성된다. 이 때, 더미 바(DB)는 제2 핀치 롤부(22)에 의해 끼워넣어진 상태에서 제2 핀치 롤부(22)의 구름운동에 의해 전방으로 송출되고, 주형(10) 및 가이드 롤군(11)으로 안내되어 전방으로 이동하지만, 더미 바(DB)의 후단부가 주형(10) 내에 위치하였을 때에 더미 바(DB)의 전단부는 이미 제1 핀치 롤부(12)의 롤 사이에 끼워져 있고, 이후 더미 바(DB)는 제1 핀치 롤부(12)에 의해 인발 구동된다.

그 후, 턴디쉬 대차를 구동하여, 보수 완료된 턴디쉬(14)를 주형(10)의 상방에 위치시킨다. 이어서, 전로로부터 용강을 운반해 온 레이들(16)을 선회 장치(15)를 구동하여 턴디쉬(14)의 상방에 위치시키고, 레이들(16)로부터 용강을 턴디쉬(14) 내에 주입하고, 턴디쉬 노즐로부터 용강을 주형(10) 내에 주입한다. 그러면, 용강은, 주형(10)에 접촉하여 냉각되고 주변부 및 바닥부가 응고하여 응고각이 형성됨과 아울러, 내부에 미응고 용강이 잔존하는 상태의 주편(C)이 형성된다. 그 후, 제1 핀치 롤부(12)에 의해 더미 바(DB)를 인발함으로써, 이 더미 바(DB)에 연결된 주편(C)을 주형(10)으로부터 하방으로 인발하고, 가이드 롤군(11)을 따라 주편(C)을 하방으로 도출한다. 이에 의해, 주편(C)은 주형(10)의 하부의 가이드 롤군(11)으로 안내되어 하방으로 이동하는 동안에, 스프레이 노즐로부터 분출된 냉각수에 의해 냉각되어 내부까지 완전 응고된다.

한편, 더미 바(DB)의 전단부는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 핀치 롤부(12)의 롤(12a, 12b) 쌍을 통과하고, 더미 바(DB)는 강체이므로 하면 롤(24) 및 외면 롤(42)에 의해 외면측이 지지되어 상방으로 향하여 이동한다. 이 때, 더미 바(DB)의 측면도 측면 롤(25)에 의해 지지되어 있으므로, 더미 바(DB)가 소정의 이동 궤적(20)으로부터 벗어나는 일은 없다. 그 후, 더미 바(DB)의 후단부가 제1 핀치 롤부(12)의 롤(12b)의 배치 위치에 도달하면, 이 더미 바(DB)의 후단부가 상부 롤(12b)을 통과한 직후에 이 상부 롤(12b)이 하방으로 이동하고, 더미 바(DB)의 후단부에 연결되어 있던 주편(C)을 하방으로 압압하여 주편(C)을 더미 바(DB)로부터 떨어뜨린다. 그리고, 주편(C)은 하강한 상부 롤(12b)과 하부 롤(12b)의 사이에 협지되고, 또한, 인접하는 롤(12a)의 쌍에도 협지되어 있으므로, 주편(C)은 이 제1 핀치 롤부(12)의 롤 쌍에 의해 수평 상태로 교정되어 반송 롤(17) 상으로 반송되고, 도중에 절단 장치(13)에 의해 소정의 치수로 절단된다.

더미 바(DB)는 제1 핀치 롤부(12)에 의해 더욱 송출되고, 더미 바(DB)의 앞부분은 가이드 기구에 의해 안내되어 상방으로 이동하여 제2 핀치 롤부(21)의 롤(21a, 21b) 사이에 물려넣어진다. 그리고, 다음에 더미 바(DB)는 제2 핀치 롤부(21)에 의해 구동되어 송출된다.

다음에, 더미 바(DB)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 핀치 롤부(12)로부터 떨어지고, 제2 핀치 롤부(21)에 의해서만 구동되어 이동 궤적(20)을 따라 제2 핀치 롤부(22)로 향하여 이동한다. 더미 바(DB)는 도중에 지지 롤(23)에 의해 지지된다. 이윽고 더미 바(DB)는 그 전단부가 제2 핀치 롤부(22)에 물려넣어지고, 제2 핀치 롤부(21, 22)에 의해 구동된다. 그 후, 더미 바(DB)의 후단부가 제2 핀치 롤부(21)로부터 떨어지고, 더미 바(DB)는 제2 핀치 롤부(22)에 의해서만 구동되게 된다. 그리고, 더미 바(DB)의 전단이 제2 핀치 롤부(22)에 물려넣어진 상태로 주조 공정이 종료될 때까지 기다린다.

제1 핀치 롤부(12)는 주편(C)을 반송 롤(17) 상으로 계속 송출하여 레이들(16) 내의 용강이 없어지고, 또한, 턴디쉬(14) 내의 용강이 실질적으로 전량 주형(10) 내에 주입된 후, 주형(10) 내의 용강탕면은 저하되어 주편(C)의 후단부가 주형(10)으로부터 빠져나간다.

그 후, 턴디쉬 대차에 의해 사용 완료된 턴디쉬(14)를 주형(10)의 상방으로부터 대피 위치로 이동시킨다. 그 후, 제2 핀치 롤부(22)는 더미 바(DB)를 구동하여 주형(10) 내에 송출한다. 그리고, 더미 바(DB)의 후단부가 주형(10) 내의 바닥부에 위치하는 상태에서 제2 핀치 롤부(12)는 더미 바(DB)의 구동을 일단 정지한다. 그 후, 보수 완료된 새로운 턴디쉬(14)를 턴디쉬 대차에 의해 주형(10)의 상방으로 이동시킨다. 다음에, 레이들(16)이 전로로부터 정련 완료된 용강을 반송해 온다. 이 레이들(16)을 선회 장치(15) 상에 적재하고, 선회 장치(15)에 의해 선회시켜 레이들(16)을 턴디쉬(14) 상에 위치시킨다. 그 후, 다음 순서의 주조 공정이 개시된다.

이와 같이 하여, 본 실시형태에서는 더미 바(DB)가 일정한 곡률 반경(D)을 갖는 원호인 이동 궤적(20)을 따라 일방향으로 이동한다. 이 더미 바(DB)의 이동 궤적(20)을 따른 이동에 의해, 주형 내에 더미 바(DB)의 배치와 주조가 행해지므로, 턴디쉬(14)로부터 주형(10)에의 용강 주입이 종료된 후 턴디쉬(14)를 새로운 것으로 교환하여 가급적 신속하게, 즉 대기 시간이 실질적으로 없는 상태로 다음 순서의 용강 주조를 개시할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 연속 주조기는 가동률이 높아 생산성이 매우 높다.

또한, 본 실시형태의 연속 주조기는 종래의 특허문헌 1 내지 4에 기재된 연속 주조기에 비해, 단순히, 송출부에서 주편으로부터 분리된 더미 바(DB)를 주형 내를 통과하는 원형 경로를 따라 이동시키고, 주형 내로부터 상방으로 삽입 가능하게 구성된 가이드 기구를 새로 설치하는 것만으로 충분하며, 이러한 가이드 기구는 종래와 같은 복잡한 구조를 필요로 하지 않는다. 따라서, 특허문헌 5에 기재된 바와 같이 장치의 대형화 및 복잡화를 초래하지 않고, 또한, 큰 공간을 필요로 하지 않고 주조의 가동률을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 더미 바가 원호 상을 이동하는 것이 필요하다. 강철의 연속 주조기 중에서, 특히 블룸 또는 빌릿이라는 직사각형 또는 원형의 소단면의 주편을 주조하는 연속 주조기 또는 H형강과 같이 단면이 H형을 이루는 빔 블랭크를 주조하는 연속 주조기에서는, 주형 및 주편을 도출하는 가이드 롤군은 일정한 곡률 반경으로 만곡되어 있다. 이는, 주형 내에서 주변부가 응고한 주편을 그대로의 곡률 반경을 유지하고 가이드 롤군의 종단까지 도출함으로써 원활하게 주편을 인발하기 위해서이다. 이 때문에, 더미 바도 주형 및 핀치 롤군과 마찬가지로 일정한 곡률 반경으로 만곡되어 있고, 가이드 롤군으로 안내되어 이동하는 동안에 변형되지 않고 이 만곡 형태를 유지한 채로 가이드 롤군을 이동한다.

또, 더미 바 전용의 제2 핀치 롤부는, 더미 바의 길이가 긴 경우에는 기본적으로 주편용 제1 핀치 롤부의 반대측(이동 궤적의 상단부)의 1개소에 설치하면 충분하다. 그러나, 더미 바(DB)의 길이가 그만큼 길지 않은 경우에는, 제2 핀치 롤부는 2개소 또는 그 이상에 2개 또는 그 이상을 배치하는 것이 필요하다. 단, 보다 간소한 구성으로서 비용 저감 효과를 크게 하기 위해서는 제2 핀치 롤부는 2개소에만 배치하는 것이 바람직하다. 가이드 기구는 더미 바의 하중을 지지하는 하면 롤과, 더미 바가 가로방향으로 벗어나지 않도록 지지하는 측면 롤 등을 구비하고 있어도 되지만, 더미 바를 원호형상의 이동 궤적을 따라 이동시키는 수단은 너무 큰 장치는 필요 없다. 또, 상기 실시형태에 있어서 제2 핀치 롤부(21, 22)는 각각 2쌍의 롤 쌍을 설치한 것으로 되어 있다. 이에 의해, 각 제2 핀치 롤부(21, 22)는 확실하게 더미 바(DB)를 지지할 수 있다. 그러나, 가이드 기구(측면 롤 및 하면 롤)에 의한 더미 바의 지지를 충분한 것으로 함으로써, 각 제2 핀치 롤부의 롤 쌍을 1쌍으로 하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에서는, 제1 핀치 롤부(12) 및 제2 핀치 롤부(21, 22)는 더미 바(DB)를 원호의 이동 궤적을 따라 일방향으로만 이동시켜, 더미 바(DB)를 주형(10)의 상부로부터 주형 내에 삽입시키도록 구동시킨다. 그러나, 본 실시형태의 연속 주조기를 사용하여 더미 바(DB)를 주형(10)의 하방으로부터 주형 내에 삽입하는 것도 가능하다.

본 발명은, 연속 주조기의 가동률 향상 및 생산성 향상에 큰 공헌을 이루어 제조 비용 저감에 기여한다.

10: 주형
11: 가이드 롤군
12: 제1 핀치 롤부
13: 절단 장치
14: 턴디쉬
15: 선회 장치
16: 레이들
17: 반송 롤
20: 이동 궤적
21, 22: 제2 핀치 롤부

Claims

주형과,
이 주형 내에 삽입되어 주조 개시시의 용강을 받고, 일정한 곡률로 길이방향으로 만곡된 더미 바와,
상기 주형으로부터 인발된 상기 더미 바 및 주편(鑄片)을, 상기 주형 내를 통과하여 상기 곡률 반경을 갖는 원형 경로를 따라 하방으로 도출하는 가이드 롤군과,
상기 원형 경로의 하단부에서 상기 더미 바로부터 분리된 상기 주편을 상기 원형 경로의 접선 방향으로 송출하는 송출부와,
상기 주편으로부터 분리된 상기 더미 바를 상기 원형 경로를 따라 이동시켜 상기 주형 내에 그 상방으로부터 삽입시키는 가이드 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 연속 주조기.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드 기구는,
적어도 2쌍의 핀치 롤을 포함하고, 상기 원형 경로 상에 배치되어 상기 더미 바 및 상기 주편에 인발력을 인가하는 제1 핀치 롤부와,
적어도 2쌍의 핀치 롤을 포함하고, 상기 원형 경로 상에 배치되어 상기 더미 바에 상기 원형 경로를 따라 이동하기 위한 구동력을 인가하는 제2 핀치 롤부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 주조기.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 핀치 롤부는 상기 송출부에 마련되어 있고,
상기 제2 핀치 롤부는 상기 원형 경로의 2개소 이상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 주조기.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 제2 핀치 롤부는,
상기 원형 경로의 상단을 사이에 두고 그 양측의 위치를 포함한 2개소 이상에 배치되고,
상기 가이드 기구는,
상기 제2 핀치 롤부보다 상방에 배치되어 상기 더미 바에서의 상기 원형 경로의 반경 방향 내측의 면에서 구름운동(轉動)하며 이를 지지하는 지지 롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 주조기.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이드 기구는,
상기 더미 바에서의 상기 원형 경로의 반경 방향 외측의 면에서 구름운동하며 이를 지지하는 하면 롤과,
상기 더미 바의 측면에서 구름운동하며 이를 지지하는 측면 롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 주조기.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 연속 주조기의 사용 방법에 있어서,
상기 주형 내에 그 상방으로부터 상기 더미 바를 삽입하고, 상기 더미 바를 상기 주형의 바닥부에 설치하여 주조 준비를 하는 공정과,
상기 주형 내에, 그 상방에 배치된 턴디쉬로부터 용강을 주입하고 주형 내에서 응고각(凝固殼)이 형성된 후, 상기 더미 바의 인발을 개시하여 상기 더미 바에 연결된 주편을 인발하는 공정과,
상기 턴디쉬로부터 상기 주형에의 용강 주입과, 상기 더미 바 및 상기 주편의 인발을 계속하는 공정과,
상기 주편의 선단이 상기 송출부의 배치 위치에 도달하여 상기 주편과 상기 더미 바를 분리시킨 후, 상기 더미 바를 상기 가이드 기구로 안내 및 구동시켜 상기 원형 경로를 따라 이동시킴과 동시에, 분리된 주편을 상기 송출부에 의해 다음 공정으로 송출하는 공정과,
상기 턴디쉬로부터 상기 주형에의 용강의 주조 종료 후, 상기 턴디쉬를 상기 주형의 상방으로부터 제거하고, 상기 턴디쉬로부터 공급된 용강에 의해 형성된 주편이 상기 송출부에 도달하기 전에, 상기 더미 바를 상기 주형의 상방으로부터 주형 내에 삽입하여 다음 순서의 주조 준비를 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 연속 주조기의 사용 방법.