KR20160040224A

KR20160040224A - 연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립을 제조하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160040224A
Application number: KR1020167004331A
Authority: KR
Inventors: 토마스 룬켈; 크리스티안 멘겔
Original assignee: 에스엠에스 그룹 게엠베하
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2016-04-12
Also published as: RU2016106334A; US10434552B2; US20190283095A1; KR101889096B1; CN105555426A; DE102013220657A1; EP3024601B1; CN105555426B; US20160175903A1; EP3024601A1; WO2015011248A1; RU2663666C2

Abstract

본 발명은 연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립(1)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 본원의 방법에 따라서 맨 먼저 슬래브가 주조기(2)에서 주조되며, 이어서 스트립의 이송 방향(F)에서 하류에 배치되는 압연기(3)로 공급되어 이 압연기에서 압연된다. 생산 결함이 있는 경우 손상 또는 비용을 최소화하기 위해, 본 발명에 따라서, 생산 결함이 있으면서 슬래브 또는 스트립(1)의 이송이 완전히, 또는 거의 완전히 정지한 경우 하기 단계들이 실행된다. a) 제1 위치(4)에서 스트립(1)을 절단하는 단계; b) 제2 위치(5)가 이송 방향(F)에서 제1 위치(4)로부터 0.1m와 5.0m 사이의 간격으로 이격되어 위치하는 조건에서 제2 위치(5)에서 스트립(1)을 절단하는 단계; c) 스트립(1) 내에 갭(6)의 생성을 위해 이송 라인에서 절단 제거된 스트립 절단편을 제거하는, 특히 배출 이송하는 단계; d) 이송 방향(F)에서 제1 위치(5)의 상류에 위치하는 영역에서부터 갭(6)의 영역으로 스트립 재료를 추가 이송하는 단계; e) 단계 d)에 따라서 추가 이송된 스트립 재료의 절단편들을 절단하여 이송 라인에서 그 절단편들을 제거하는, 특히 배출 이송하는 단계(초핑 모드). 또한, 본 발명은 금속 스트립을 제조하기 위한 방법에도 관한 것이다.

Description

연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립을 제조하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METALLIC STRIP IN A CONTINUOUS CASTING AND ROLLING PROCESS}

본 발명은 연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 본원의 방법에 따라서 맨 먼저 슬래브가 주조기에서 주조되며, 이어서 스트립의 이송 방향에서 하류에 배치되는 다듬질 압연기로 공급되어 이 다듬질 압연기에서 압연된다. 또한, 본 발명은 금속 스트립을 제조하기 위한 장치에도 관한 것이다.

본 발명은, 연속 모드로 액상 금속에서 스트립 완성품을 제조하는 주조 및 압연 설비에서 이용된다. 상기 유형의 설비들을 위해 결함에 대한 응급 상황 전략이 제안된다.

공지된 주조 및 압연기열은 조밀한 설비에서 용강을 열간압연 스트립으로 전환한다. 이 경우, 맨 먼저 무한 길이의 슬래브가 주조된다.

상기 슬래브는, 자신의 치수와 관련하여 의도하는 열연 코일 크기(hot coil size)에 상응하는 전단기에 의해 분할된다. 흔히 롤러 허스로로서 구현되는 가열로에서 슬래브는 온도와 관련하여 조건 조절된다. 이어서 슬래브는 개별적으로 압연기열로 공급되어 압연된다. 그런 다음, 스트립은 냉각 구역에서 냉각되어 권취된다. 코일은 추가 가공을 위해 압연 라인에서 배출된다. 이른바 반연속 방법의 경우, 슬래브는 이 슬래브로부터 2개 이상의 코일이 제조될 수 있도록 절단된다. 압연기의 하류에는 긴 열간압연 스트립을 분할하는 플라잉 전단기(flying shear)가 배치되며, 그럼으로써 의도하는 코일 크기가 달성된다. 이런 방법에 의해, 압연 동안 임계의 유입 및 유출 공정의 회수는 감소되며, 그럼으로써 상대적으로 더 얇은 열간압연 스트립이 더 확실하게 제조될 수 있다.

두 공정 형태의 공통점은, 슬래브를 절단하는 것을 통해 주조 공정과 압연 공정이 분리되어 개시될 수 있다는 점이다. 그에 따라, 주조기와 압연기열의 가능하고 필요한 공정 속도는 상호 간에 무관하게 설정될 수 있다.

주조기 및 공정 제어에서의 진보를 통해, 예컨대 가열 장치를 통해, 오늘날엔 압연 전에 슬래브를 분리하는 점을 배제할 수 있다. 이른바 완전 연속 공정이 개발되었다. 이 경우, 슬래브는 완전 응고 후에 분할되지 않은 상태로 압연기열 내로 유입되며, 그에 반해 주조기 내에서는 여전히 동일한 주조 스트랜드 상에서 주조가 수행된다. 재료를 분할하여 코일들로 형성하는 점은 압연기열의 하류에 위치하는 플라잉 전단기에서 비로소 개시된다.

다시 말해, 상기 완전 연속 공정의 경우, 재료가 주조기에서부터 권취기에 이를 때까지 여전히 하나의 물리적 몸체로서 연결되어 있는 작동 상태들이 정기적으로 나타난다. 그에 따라, 전체 공정은 연속해서, 또는 끝없이 개시된다.

결함들은, 수백 미터에 걸쳐 연장될 수 있는 상기 크기의 설비들에서 산발적으로 나타난다. 따라서, 예컨대 열간압연 스트립 압연기열에서, 전단기 등 상에서 기능 장애의 경우 생산 공정은 중단되어야 한다. 이런 경우, 설비는 작동 중지되고, 스트립 또는 슬래브의 모든 이동은 정지하게 된다. 이 경우, 전체 설비 길이에 걸쳐 상이한 가공도를 갖는 분할되지 않은 스트랜드가 존재하는 점이 발생할 수 있다. 다양한 기계들(주조기, 전단기, 노, 압연기열, 권취기)에서 상기 스트랜드가 100m 이상의 길이에 걸쳐 존재하는 것을 통해, 상호 간에 독립적인 이동은 불가능하다.

결함은 원칙적으로 모든 부분 기계들에서 발생할 수 있으며, 다시 말하면 권취기, 플라잉 전단기, 다듬질 압연기열, 롤러 허스로 등에서 발생할 수 있다. 따라서, 다듬질 압연기열 내의 압연기는 예컨대 마지막 두 스탠드 사이의 스트립 균열을 통해 최단 시간 이내에 상기 스탠드들 사이에서 차후의 수작업을 통해서만 제거될 수 있는 재료 잼(material jam)을 야기한다. 이를 위해, 수 분의 작업이 필요하며, 이와 동시에 후속하여 설비 부분들의 검사와 경우에 따른 유지보수가 필요하다.

조작자 또는 자동화 시스템은 결함이 있는 경우 압연을 중지한다. 스탠드들은 일반적으로 가능한 최단 시간에 그 간격이 좁혀지고, 모든 구동 장치는 중지되며, 스트랜드는 정지하게 된다. 슬래브가 영구 몰드에 이르기까지 분리되지 않기 때문에, 강제적으로 주조기가 정지하게 되는 경우도 있다.

이 경우, 상기 기계는 특히 임계 상황으로서 간주된다. 정지 상태가 너무 오래 지속된다면, 강재는 영구 몰드 내에서 응고되고 매우 어렵게만 제거될 수 있거나, 또는 영구 몰드의 손상 하에서만 제거될 수 있다. 영구 몰드와 스트랜드 가이드의 제어되지 않는 간격 좁아짐은 일반적으로 스트랜드 파손을 야기할 수도 있으며, 그럼으로써 용강이 기계 위쪽으로 부어져 상당한 손상을 초래하게 된다. 특히 스트랜드 가이드 롤러들은 상대적으로 더 오랜 상태에서의 열적 과부하에 대해 민감하다.

주조기에서 응고된 주조 스트랜드의 제거는 매우 시간 소모적이며 보통은 수작업 분할(예: 화염 절단)을 통해서만 가능하다. 이를 위해, 크레인 작업이 필요하며, 그리고 영구 몰드와 경우에 따른 연속 주조 설비의 부분들이 교체되어야만 한다. 이는 높은 정지 시간 및 생산 손실을 야기하고 그 외에 수작업과도 결부된다.

이와 관련하여, EP 2 259 886 B1은, 스트립에 절단편(section)을 생성하고 이송 방향에서 상류에 위치하는 스트립 말단을 상부 방향으로 굽히며 후행하는 스트립을 절단하는 점을 제안하고 있다. 그러나 이는 개념에 따라서 후행하는 스트립 재료가 여전히 이동 중이라는 점을 전제조건으로 한다. 이미 존재하는 스트립이 완전히 정지하게 된 경우, 다시 말하면 연속 공정이 이미 정지되었다면, 상기 방법은 이용될 수 없다.

생산 재료가 이미 완전히, 또는 거의 완전히 정지해 있는 결함 사례에 대한 개념은 아직 공지되지 않았다. 요컨대 생산 재료가 완전히 정지한 경우, 지금까지 예컨대 플라잉 전단기 또는 이동식 전단기 상에서 초핑(chopping)하는 것을 통해 생산 재료를 그 즉시 폐기 처리할 수 없었다. 오히려 지금까지의 해결책들은 슬래브가 여전히 이동 가능하고 그에 따라 전단기 상에서 슬래브의 이동을 통해 초핑 모드(chopping mode)가 시작될 수 있다는 점을 기초로 한다. 그러나 이는 모든 결함 유형에서 가능한 것이 아니며, 특히 슬래브 또는 스트립이 생산 결함 후에 이미 완전히 정지해 있다면 문제가 된다.

본 발명의 과제는 앞에서 기재한 문제를 고려하여 결함의 발생 후에도 생산 라인을 확실하고 신속하면서도 경제적으로, 그리고 바람직하게는 반자동 또는 전자동으로 다시 생산 재개를 허용하는 상태가 되도록 하는 것에 있다. 이런 점에서 특별한 초점은, 손상 및 정지 시간을 최소화하기 위해 영구 몰드에서, 그리고 이어서 주조기에서 최대한 신속하게 슬래브 또는 응고되는 강을 제거하도록 하는 것에 있다. 마지막으로 본 발명의 과제는 가능한 한 추가 가공이 가능하도록 설비 내에 위치하는 재료가 처리되도록 하는 것에 있다.

본 발명을 통한 상기 과제의 해결책은, 생산 결함이 있으면서 슬래브 또는 스트립이 완전히, 또는 거의 완전히 정지한 경우, 하기 단계들이 실행되는 것을 특징으로 한다.

a) 제1 위치에서 스트립을 절단하는 단계;

b) 제2 위치가 이송 방향에서 제1 위치로부터 0.1m와 5.0m 사이, 바람직하게는 0.2와 1.0m 사이의 간격으로 이격되어 위치하는 조건에서 제2 위치에서 스트립을 절단하는 단계;

c) 스트립 내에 갭(gap)의 생성을 위해 이송 라인에서 절단 제거된 스트립 절단편을 제거하는, 특히 배출 이송하는 단계;

d) 이송 방향에서 제1 위치의 상류에 위치하는 영역에서부터 갭의 영역으로 스트립 재료를 추가 이송하는 단계;

e) 단계 d)에 따라서 추가 이송된 스트립 재료의 절단편들을 절단하여 이송 라인에서 그 절단편들을 제거하는, 특히 배출 이송하는 단계(초핑 모드).

이 경우, 상기 제거하는 단계는 예컨대 이를 위해 제공된 수용부 내로 절단 제거된 스트립 절단편들을 낙하시키는 단계를 포함한다.

초핑 모드를 통해, 주조기로부터 주조 스트랜드의 배출 이송 역시도 가능해진다.

이 경우, 제2 위치는 바람직하게는 이송 방향에서 제1 위치의 상류에 위치한다.

제1 및 제2 위치는 바람직하게는 주조기와 다듬질 압연기 사이에 위치한다. 그러나 바람직하게는 제1 및 제2 위치는 이송 방향에서 주조기에 바로 후행하는 조압연기와 이송 방향에서 조압연기에 후행하는 노 사이에 위치할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 위치는 이송 방향에서 주조기에 후행하는 노와 다듬질 압연기 사이에 위치할 수 있다.

이런 점에 있어서, 본원의 개념은, 주조기, 조압연기, 노, 중간 압연기 및 다듬질 압연기가 임의로 조합되어 있는 모든 설비 개념에서 이용될 수 있다.

절단편의 제조를 위해 단일의 절단 유닛이 이용될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 진자 전단기(pendulum shear) 또는 이동식 문형 전단기(gate shear)가 이용된다.

이 경우, 앞에서 언급한 단계 d) 및 e)는 바람직하게는 주조기에서 스트립 재료가 완전히 비워질 때까지, 또는 주조기 내의 정의된 길이 부분에서 스트립 재료가 존재하지 않게 될 때까지 반복된다.

앞에서 언급한 단계 a) 내지 c)는 특별한 절차에 따라서 제1 절단 유닛에 의해 실행될 수 있고, 단계 d) 및 e)는 제2 절단 유닛에 의해 실행될 수 있으며, 두 절단 유닛은 이송 방향으로 볼 때 상이한 위치들에 배치된다. 또한, 본원의 방법의 특별한 개선예에 따라서, 스트립 재료는 다듬질 압연기에서 이송 방향의 반대 방향으로 하나 이상의 절단 유닛의 영역 내로 이송되며, 상기 하나 이상의 절단 장치 내에서는 이송된 스트랩 재료의 절단편들이 절단되고 이송 라인에서 그 절단편들이 배출 이송된다(초핑 모드).

하나 이상의 절단 유닛에 인접하는 방식으로 스트립 재료 상에 교정력을 인가하기 위한 수단들이 배치될 수 있으며, 이런 수단들에 의해 힘은 스트립 재료의 표면 상에 수직으로 가해질 수 있다. 그에 따라, 지정된 경우에서 스트립 말단은 교정될 수 있다.

이 경우, 갭은 절단 유닛의 2회의 절단으로, 그러나 2회를 초과하는 횟수의 절단으로도 생성될 수 있다.

또한, 설비 내에 노가 제공되어 있는 경우, 맨 먼저 기술한 것처럼 스트랜드 내에 갭이 절단 형성될 수 있고, 그런 다음 노 내에 위치하는 스트랩 재료는 하나 이상의 절단 유닛으로 원하는 길이로 절단 단축되지만, 그러나 그렇지 않으면 노 내에 잔존할 수 있다. 그에 따라, 절단 단축된 스트립 재료는 노 내에서 고온 상태로 유지되고 그런 다음 간단한 방식으로 결함의 제거 후에 압연되는 점이 달성될 수 있다. 이런 경우에, 절단 장치는 바람직하게는 노의 상류 또는 그 하류에 위치된다.

연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립을 제조하기 위한 장치는 주조기와, 하나 이상의 노와, 스트립을 위한 또는 스트립을 제조하는 슬래브를 위한 제1 및 제2 절단 유닛과, 다듬질 압연기와, 냉각 구역과, 2개 이상의 권취기를 포함하며, 그리고 본 발명에 따라서 상기 설비 구성요소들과 연결되어 이들의 공정 상태를 모니터링할 수 있는 중앙 결함 경보 시스템도 제공한다.

이 경우, 결함 경보 시스템은 특히 설비 구성요소들 상에서의 재료 유동과 관련한 비정상 상태(abnormalities)가 검출될 수 있도록 형성된다. 이 경우, 결함 경보 시스템은 특히 하나 이상의 설비 구성요소 상에서 사전 설정된 공차 범위를 초과하는 비정상 상태가 검출되는 점에 한해 경보를 송출하도록 형성될 수 있다. 또한, 결함 경보 시스템은, 설비 구성요소들 상에서의 재료 유동과 관련하여 사전 설정된 공차 범위를 넘어서는 비정상 상태의 검출이 수행되면, 곧바로 제1 및/또는 제2 절단 유닛을 활성화하도록 형성될 수 있다.

제1 및/또는 제2 절단 유닛은 바람직하게는 이송 방향으로 이웃하는 2개의 위치에서 스트립, 또는 이 스트립을 제조하는 슬래브를 절단할 수 있도록 형성된다. 요컨대 이 경우 이웃한 위치들은 이송 방향으로 바람직하게는 200㎜ 이상 이격된다.

이송 방향에서 제1 및/또는 제2 절단 유닛의 하류에는 수직 이동이 가능한 하나 이상의 롤러가 배치될 수 있다.

이 경우, 노는 바람직하게는 터널로로서, 또는 또 다른 유형으로 형성되는 가열 유닛으로서 구현된다. 또한, 플라잉 전단기도 제공될 수 있다. 중앙 결함 경보 시스템(오류 경보 시스템)은 모든 설비 부분들과 연동한다. 중앙 결함 경보 시스템은 모든 설비 부분들의 재료 유동 결함과 관련한 오류 메시지들을 수신한다. 어느 한 설비 부분 상에서 임계의 재료 유동 결함이 있는 경우, 모든 개별 설비 부분으로 하여금 제어되는 방식으로 재료 유동을 종료하게 하는 경보가 야기된다. 이 경우, 바람직하게는 제1 절단 유닛에 직접적으로 연결되며, 재료의 즉각적인 절단을 위한 신호가 전송된다.

재료 유동에서 주조기의 하류에 배치되는 제1 절단 유닛은 2개의 상이한 위치에서 주조된 슬래브를 정지 상태에서 절단할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 상기 전단기의 스크랩 배출 시스템은, 재료 유동에서 제1 절단 유닛의 상류에서 스트랜드 내에 존재하는 재료가 완전히 수용될 수 있고 절단 유닛은 초핑 모드에서 슬래브를 분할할 수 있도록 치수 설계된다.

제1 절단 유닛의 절단들의 시간 간격은 바람직하게는 최고 20s이다.

제1 절단 유닛의 하류에 배치되어 수직 이동이 가능한 롤러는 재료의 이송 방향에 대해 수직으로 설정 가능한 간극을 형성하기 위해 제공된다. 요컨대 슬래브에 이르기까지 간극을 폐쇄하는 것을 통해 슬래브 단부 상에서 교정 과정이 실행될 수 있다.

제안되는 경보 시스템은 조작자를 위한 조망 가능한 설비가 제공될 수 있다는 장점을 갖는다. 전체 설비는 일반적으로 일정한 재료 유동으로 작동된다. 중앙 경보 시스템은, 부분 기계 상에서 결함이 있는 경우에 공정을 제어하면서 지정된 경우에서 정의된 램프(ramp)로 중지할 수 있다는 가능성을 제공한다.

제1 절단 유닛으로 향해 직접적인 라인이 존재한다. 그에 따라, 지정된 경우에서, 주조기가 최대한 신속하게 비워질 수 있도록 하기 위해, 재료는 즉시 절단될 수 있다.

슬래브 또는 스트립의 절단 제거된 부분들은 탱크 내에 수용된다. 절단 제거된 부분들의 크기는, 수용 버킷을 교환할 필요 없이, 주조기가 신속하게 비워져야만 한다는 요건에 매칭된다.

절단 길이는 (언급한 것처럼) 시간당 최대한 많은 재료를 제거할 수 있지만, 그러나 이와 동시에 절단 유닛을 불필요하게 확대할 필요가 없도록 하기 위해, 200㎜ 이상이다.

절단 후속 시간은 기술적으로 실현 가능한 한계들의 범위에서 최대한 짧아지도록 의도되며 바람직하게는 20s 미만이다. 그에 따라, 주조기는 최대한 신속하게 비워질 수 있어야 한다.

수직으로 조정될 수 있는 롤러들은 후속 장치들(예: 노)의 손상을 방지하면서 슬래브의 추가 이용을 가능하게 한다. 절단날 형태(blade shape)는 재료 내에 반영되며, 다시 말하면 태칭 나이프 형태(thatching knife shape)가 슬래브 내에서 나타난다. 이런 초과 상승부는 바람직하게는 슬래브에서부터 롤러들에 의해 교정된다.

개선예에 따라서, 중앙 결함 경보 시스템은 전체 주조 및 압연 공정을 위해 제공되어 이용된다. 전체 설비와 관련된 결함의 검출 및 경보는 설비에서 자동으로, 또는 조작자를 통해 수행된다. 전체 설비에 관련된 결함의 검출 후에, 개별 설비 부분들은 설비 자동화를 통해 목표한 바대로 작동 중지된다. 이 경우, 특히 주조기에서 스트립 재료의 제거를 위해 제안되고 필요한 일련의 조치들은 바람직하게는 설비 자동화를 통해 적어도 부분적으로는 자동으로 수행된다.

그에 따라, 본 발명은 연속 주조 및 압연 공정에서 재료의 가공 동안, 요컨대 주조되어 압연된 금속 스트립의 이동의 완전한 정지가 이미 수행되었을 때 비상 상황 전략을 위한 방법을 제공한다.

바람직한 방식으로, 제안되는 방법은, 예컨대 주조기의 직후에서 발생하는 것과 같은 모든 절단 가능한 스트립 치수를 위해 적용될 수 있다. 통상 제공되어 있는 절단 유닛들이 이용될 수 있으며, 그럼으로써 설비 내에 추가적인 공간은 필요하지 않게 된다.

따라서 본원의 경우 완전 연속 모드에서 결함이 발생하는 경우가 상정된다. 주조된 스트랜드는 다양한 가공 단계들에서 압연기열 내의 전체 길이에 걸쳐 존재한다. 스트랜드를 본 발명에 따라 분할하는 것을 통해, 그리고 절단편들을 제거하는 것을 통해, 이렇게 발생하는 스트랜드 섹션들은 설비 내에서 다시 이동될 수 있고, 이런 스트랜드 섹션들은 계속하여 가공될 수 있으며, 그럼으로써 추가 가공을 위해 최대한 많은 재료가 유지된다. 이 경우, 설비의 개별 기계들은 유의적으로 손상되지 않고 작동은 최대한 신속하게 다시 시작될 수 있다.

개선예에 따라서, 설명한 조치들은 설비의 여러 위치에서 (이송 방향으로 볼 때) 병행하여 수행될 수 있다. 따라서 제1 절단 유닛은 다듬질 압연기열의 상류에서 스트랜드를 절단하여 갭을 생성할 수 있다. 초핑은 제2 절단 유닛 상에서 수행될 수 있고 여기서는 갭 절단을 통해 비로소 가능해진다.

스트랜드는 초핑 방법에서 (노가 제공되어 있는 경우) 잔여 슬래브가 노 길이를 하회할 때까지 절단 유닛 상에서 절단 단축된다. 그런 다음, 잔여 슬래브는 추가 가공을 위해 노 내로 유입될 수 있으며, 다시 말하면 잔여 슬래브는, 압연 대기 상태의 회복 후에 압연될 수 있도록 하기 위해 노 내로 이송된다.

바람직하게는 슬래브 단부는 전단기의 영역에서 이동 가능한 롤러들을 통해 교정된다. 이 경우, 이동 가능한 롤러들은 슬래브 선단 및/또는 슬래브 말단을 적합하게 교정하기 위해 절단 유닛의 상류 및/또는 그 하류에 배치될 수 있다.

또한, 스트립 재료는 방법 보충안에 따라서 다듬질 압연기열에서부터 이송 방향(통상적인 재료 이송 방향)의 반대 방향으로 역 이송되고 마찬가지로 절단 유닛 내에서 분할될 수 있다.

그러나 이런 스트립의 재료편은 다듬질 압연기열로부터 권취기의 방향으로 이송되어 권취기에서 롤러 컨베이어로부터 제거될 수 있으며 경우에 따라서는 수동 분할 및 크레인 작동과 결부될 수 있다.

바람직하게는 일차 절단 또는 갭 절단을 보조하기 위해, 절단 유닛의 하류에서 제1 롤러가 하강된다.

절단 유닛들은 바람직하게는 특히 간단한 방식으로 갭의 절단 형성을 가능하게 하는 진자 전단기로서, 또는 이동식 문형 전단기로서 구현된다.

그에 따라서 바람직한 방식으로 연속 모드에서 결함 후에 작동 준비 상태를 신속하게 회복시킬 수 있다. 따라서 손상과 그에 따른 구성요소들의 교환을 위한 정지 시간은 방지될 수 있다.

또한, 주조기에서 스트랜드의 신속한 배출 이송도 가능하다. 결과적으로, 영구 몰드 손상과 스트랜드 가이드 롤러들 상에서 높은 열적 부하는 방지될 수 있다.

초핑 동안, 2회의 절단 사이에서 이송 방향으로의 스트립 공급은 절단된 스트립 길이에 상응한다. 갭의 생성 시, 2회의 절단 사이에서 스트립 이송 방향으로 공급되는 스트립 길이는 바람직하게는 2회의 연속되는 분리로 분리되는 스트립 길이보다 더 짧다. 최대로 큰 갭을 갖는 제한 사례(limiting case)는 정지해 있는 스트립의 제한 사례이다. 이를 위해, 상이한 위치들에서 다수의 절단이 수행될 수 있는 점이 요구된다.

도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다.

도 1은 강재 스트립의 제조를 위한 주조 및 압연 설비를 도시한 개략도이다.
도 2는 제안되는 방법의 제1 부분 단계 동안 진자 전단기의 형태인 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 3은 제안되는 방법의 제2 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 4는 제안되는 방법의 제3 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 5는 제안되는 방법의 제4 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 6은 제안되는 방법의 제5 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 7은 제안되는 방법의 제6 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 8은 제안되는 방법의 제7 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 9는 제안되는 방법의 제8 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 10은 제안되는 방법의 제9 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.
도 11은 제안되는 방법의 제10 부분 단계 동안 절단 유닛을 이용한 스트립의 절단을 도시한 개략도이다.

도 1에는, 완전 연속 설비로서 형성되고 중앙 요소들로서 주조기(2)와 다듬질 압연기(3)를 포함하는 주조 및 압연 설비에 대한 예시가 개략적으로 도시되어 있다. 주조기(2)의 하류에는 조압연기(7)가 제공되며, 이 조압연기에 이어서 (각각의 설비 개념에 따라서) 노(8)(가열 기능을 갖는 연결 롤러 컨베이어)가 배치된다. 노(8)의 하류에는 다듬질 압연기(3)가 배치된다. 다듬질 압연기(3)의 하류에는 냉각 구역(12) 및 플라잉 전단기(13)가 위치된다. 그런 다음 이송 방향(F)으로 하나 이상의 권취기(14 및 15)가 이어진다.

조압연기(7)와 노(8) 사이에는 스트립(1)을 위한 제1 절단 장치(9)가 진자 전단기의 형태로 배치된다. 동일한 유형의 제2 절단 장치(10)는 노(8)와 다듬질 압연기(3) 사이에 위치된다.

당연히 제안되는 방법은 주조 및 압연 설비에 대한 본원에서와 다른 설비 개념에서도 이용될 수 있다.

도시되지 않은 센서들에 의해서는 전체 설비가 중앙 결함 경보 시스템(16)을 통해 모니터링된다.

연속 압연 동안 설비는 스트랜드로, 다시 말하면 연속 스트립(1)으로 완전하게 점유된다. 결함이 있는 경우, 스트랜드 또는 스트립은 정지된다. 설비 길이로 인해, 조작 직원은 전체 시스템을 한눈에 볼 수 없다. 결함은 한 설비 부분에서만 야기되고 통상 그 해당 설비 부분의 즉각적인 작동 중지를 유발한다. 이는, 또 다른 설비 부분들에서 적합한 감속 속도로 제어되는 작동 중지가 야기되지 않는다면, 그 해당 위치에서 제어되지 않는 재료 잼 또는 재료 열(material train)을 야기한다. 그 결과, 설비 부분들 상에서 손상들이 유발될 수 있다. 그 외에도, 그 자체가 완전히 제거될 때까지 생산 모드가 불가능한 재료 잼이 형성될 수도 있다.

모든 설비 부분의 연결을 통해, 재료 정지 시 전체 스트랜드 또는 스트립(1)의 이동은 불가능하다. 본 발명에 따라서, 목표한 바대로 슬래브의 이동이 다시 가능해지도록 하기 위해, 갭이 생성된다. 그 밖에도, "동결"되지 않도록 하기 위해, 주조기(2)에서 최대한 신속하게 재료가 비워져야 한다. 그 밖에도, 설비 내에 위치하면서 여전히 유용한 재료는 최대한 차후의 추가 가공부로 공급될 수 있어야 한다.

이 경우, 본 발명에 따르는 해결책은 설비 내에서 하기와 같은 기계들에서부터 개시된다.

기재한 것처럼, 실질적으로 도 1에 도시된 것과 같은 설비 장비들이 제공된다. 상기 완전 연속 주조 및 압연 설비의 표준 요소는 중앙 결함 경보 시스템(16)과 절단 유닛(9, 10 및 13)들이다.

상위의 중앙 결함 경보 시스템(16) 내에서는 결함 메시지들의 수집이 수행되며, 그럼으로써 목표한 바대로 구체적인 결함이 있는 경우에 필요한 조치들의 개시가 가능해진다.

이송 방향(F)으로 맨 처음 위치하는 절단 유닛(9)은 예컨대 진자 전단기 또는 이송 가능한 문형 전단기로서 구현된다. 절단 유닛(9)은 단시간에 절단 유닛의 내부에서 이송 방향으로 여러 위치에서 정지하고, 그리고/또는 이동되는 재료에서 수 회의 절단을 실행할 수 있도록 하는 특성을 갖는다. 또한, 절단 유닛은 스크랩 배출 시스템(17) 역시도 포함한다(예컨대 도 2 참조).

바람직하게는, 노(8)의 하류에, 그리고 다듬질 압연기열(3)의 상류에 배치되는 추가 절단 유닛(10)이 제공된다. 다시 말해, 이런 절단 유닛은 생산 라인에서 절단 유닛(9)의 하류에 배치된다. 그러나 추가 절단 유닛은 정확히 스크랩 배출 시스템(17)을 포함하여 절단 유닛(9)과 아주 똑같이 구현될 수 있다.

그 밖에도, 주조기(2) 내에는 주조 공정의 단시간 중지를 가능하게 하면서 소정의 최대 시간 후에는 주조 스트랜드의 추가 이송을 허용하는 유닛들도 제공되어 있다.

제공되는 중앙 결함 경보 및 결함 반응 시스템(16)은 바람직하게는 전체 설비를 포괄한다. 예컨대 다듬질 압연기열(3) 내에서 재료 유동 결함이 발생하거나, 또는 그런 재료 유동 결함이 검출될 수 있다면, 신호는 직접적으로 설비 내의 모든 기계들 및 제어부로 전송되어야 하며, 그럼으로써 개별 기계들 및 구동 장치들은 제어되면서 동시에 작동 중지된다.

"결함" 신호가 발생한 후에, 주조기(2) 역시도 제어되는 방식으로 작동 중지되며, 다시 말하면 더 이상 용강이 영구 몰드 내에 도달하지 않아도 되고 기계는 중지되기만 하면 된다.

결함의 검출은 설비 자동화에 의해 적합한 센서들[속도계, 스트립 장력 검출 장치, 루프 리프터(loop lifter) 등]을 통해, 또는 설비 영역 내의 조작 직원을 통해 수행된다.

제안되는 방법 및 이를 위해 필요한 설비의 장비들은, 단시간에 정지해 있거나 거의 정지해 있는 재료 스트랜드(1m/min 미만의 이송 속도)의 절단을 허용하고 그에 따라 주조기(2)를 비울 수 있게 하기 위해 제공된다.

본원의 방법의 특정한 순서는 도 2 내지 도 11에 도시되어 있다. 이 경우, 실질적인 사상은, 정지해 있는 재료 또는 스트립(1) 내에 갭을 절단 생성하는 가능성을 제공하는 것에 있다. 상기 갭을 통해, 스트립 이송은 다시 가능해지며, 그럼으로써 스트립 재료는 초핑 모드에서 설비로부터 제거될 수 있다.

도 2에는, 예컨대 제2 절단 유닛(10)일 수 있는 절단 유닛(9, 10)이 개략적으로 도시되어 있다. 절단 유닛은 진자 전단기로서 구현된다.

진자 전단기(10)의 전단기 캐리어(18)는 맨 먼저 도 2에 도시된 것처럼 (도 2에 도면 평면 상에 수직으로 위치하는 축을 중심으로) 회전되며, 그럼으로써 전단기 부재(19 및 20)들은 설비의 제1 위치(4)에 위치된다. 여기서 스트립(1)은 완전히 정지해 있으며, 다시 말해 이송 방향의 이송 속도는 실제로 영(0)이다.

도 3에서는, 제1 위치(4)에서 스트립(1)을 절단하기 위해 전단기 부재(19, 20)들이 서로 향해 어떻게 접근 이동하는지 그 방법을 확인할 수 있다. 전단기 부재(19, 20)들은 도 4에 따라서 다시 서로 이격 이동된다. 요컨대 스트립(1)은 이제 제1 위치(4)에서 분리된다.

그런 다음, (도 5에서 알 수 있는 것처럼) 전단기 캐리어(18)가 회전되며, 그럼으로써 전단기 부재(19, 20)들은 설비의 제2 위치(5)에 위치하게 된다. 여기서 이제 (도 6에 따라서) 추가 절단이 실행되며, 그에 따라 한 스트립 부분(21)이 스트립(1)에서 절단 제거된다. 이 경우, 제1 위치(4)와 제2 위치(5)는 적어도 0.2m와 1.5m의 간격으로 상호 간에 이격된다.

상기 스트립 부분(21)은, 도 7에서 알 수 있는 것처럼, (개략적으로만 도시되어 있는) 스크랩 배출 시스템(17)의 영역 내로 하향 낙하한다. 스트립(1) 내에는 갭(6)이 잔존한다.

이제, 생성된 갭(6) 내로 좌측에서부터 스트립(1)이 유입되며, 그에 반해 우측의 스트립(1)은 정지된 상태로 유지된다. 이는 도 8에 도시되어 있다. 갭 내로 스트립의 유입은 주조기(2)에서부터 크리프 속도(creep speed)로 수행되며, 그리고 좌측으로부터 이송되는 스트립(1)이 스트립 부분(21)들로 절단되고 그에 따라 주조기(2)의 영역에서 폐기 처리되게 하는 초핑 과정이 시작된다.

도 9에서 알 수 있는 것처럼, 충분히 스트립이 좌측으로부터 이송되면서 갭(6)의 영역 내에 도달한 후에, 추가 스트립 부분(21)이 절단 제거된다. 스트립 부분(21)의 절단 후에, (도 10에서 알 수 있는 것처럼) 다시 갭(6)이 계속하여 스트립 재료를 초핑하기 위해 제공될 수 있다.

초핑 공정은, 주조기(2)로부터 이송되는 스트립 또는 슬래브가 스트립 부분(21)들로 절단되어 스크랩 배출 시스템(17)을 통해 폐기 처리될 때까지 계속 진행된다. 이런 방식으로, 주조기(2)에서 스트립 재료(1)는 완전히 비워지고, 잔여 스트랜드는 의도되는 정도까지 폐기 처리된다.

여전히, 도 11에서는, 도면의 우측 영역에서 여전히 정지해 있는 스트립(1)의 스트립 말단이 어떻게 교정될 수 있는지 그 방법을 알 수 있다. 이를 위해, 교정력의 인가를 위한 수단(11)들이 제공되며, 그럼으로써 스트립 말단은 일직선으로 교정될 수 있다. 수단(11)들의 중앙 부재는 스트립 표면 쪽으로 밀착될 수 있는 수직 이동이 가능한 롤러들이다.

그런 다음, 주조 설비의 각각의 유형에 따라서 주조 공정은 계속 수행될 수 있다.

이 경우, 절단 유닛(9 및 10)들은 그 대안으로, 또는 부가적으로 기재한 것처럼 이용될 수 있다.

이런 점에 있어서, 조합된 방법 변형예들로서, 절단 유닛(10)을 통해 갭(6)이 절단 생성될 수 있고, 이에 후속하여 절단 유닛(9) 상에서는 주조기(2)에서 유출되는 잔여 스트랜드가 초핑 모드로 스크랩 배출부에 폐기 처리될 수도 있다.

1: 스트립
2: 주조기
3: 다듬질 압연기
4: 제1 위치
5: 제2 위치
6: 갭
7: 조압연기
8: 노
9: 제1 절단 유닛(진자 전단기 / 문형 전단기)
10: 제2 절단 유닛(진자 전단기 / 문형 전단기)
11: 교정력의 인가를 위한 수단들
12: 냉각 구역
13: 플라잉 전단기
14: 권취기
15: 권취기
16: 결함 경보 시스템
17: 스크랩 배출 시스템 / 스크랩 수용부
18: 전단기 캐리어
19: 전단기 부재
20: 전단기 부재
21: 스트립 부분
F: 이송 방향

Claims

연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립(1)을 제조하기 위한 방법으로서, 맨 먼저 슬래브가 주조기(2)에서 주조되며, 이어서 스트립의 이송 방향에서 하류에 배치되는 다듬질 압연기(3)로 공급되어 이 다듬질 압연기에서 압연되는, 상기 방법에 있어서,
생산 결함이 있으면서 슬래브 또는 스트립(1)의 이송이 완전히, 또는 거의 완전히 정지한 경우, 하기 단계들, 즉
a) 제1 위치(4)에서 상기 스트립(1)을 절단하는 단계;
b) 제2 위치(5)가 이송 방향(F)에서 상기 제1 위치(4)로부터 0.1m와 5.0m 사이의 간격으로 이격되어 위치하는 조건에서 상기 제2 위치(5)에서 상기 스트립(1)을 절단하는 단계;
c) 스트립(1) 내에 갭(6)의 생성을 위해 이송 라인에서 절단 제거된 스트립 절단편을 제거하는, 특히 배출 이송하는 단계;
d) 이송 방향(F)에서 상기 제1 위치(4)의 상류에 위치하는 영역에서부터 상기 갭(6)의 영역으로 스트립 재료를 추가 이송하는 단계; 및
e) 단계 d)에 따라서 추가 이송된 스트립 재료의 절단편들을 절단하여 상기 이송 라인에서 상기 절단편들을 제거하는, 특히 배출 이송하는 단계가 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 위치(5)는 이송 방향(F)에서 상기 제1 위치(4)의 상류에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 위치(4, 5)는 상기 주조기(2)와 상기 다듬질 압연기(3) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 위치(4, 5)는 이송 방향(F)에서 상기 주조기(2)에 바로 후행하는 조압연기(7)와, 이송 방향에서 상기 조압연기(7)에 후행하는 노(8) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 위치(4, 5)는 이송 방향(F)에서 상기 주조기(2)에 후행하는 노(8)와 상기 다듬질 압연기(3) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절단편들의 생성을 위해 단일의 절단 유닛(9)이 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 절단편들의 생성을 위해 진자 전단기 또는 이동 가능한 문형 전단기(9)가 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항의 단계 d) 및 e)는, 상기 주조기(2)에서 스트립 재료가 완전히 비워질 때까지, 또는 상기 주조기(2) 내의 정의된 길이 섹션에서 스트립 재료가 존재하지 않게 될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항의 단계 b) 내지 c)는 제1 절단 유닛(9)에 의해 실행되고, 제1항의 단계 d) 및 e)는 제2 절단 유닛(10)에 의해 실행되며, 상기 두 절단 유닛(9, 10)은 이송 방향(F)으로 볼 때 상이한 위치들에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 스트립 재료는 상기 다듬질 압연기(3)에서 이송 방향(F)의 반대 방향으로 하나 이상의 절단 유닛(9, 10)의 영역 내로 이송되며, 이 하나 상의 절단 유닛(9, 10) 내에서는 이송된 스트립 재료의 절단편들이 절단되고 이송 라인에서 상기 절단편들이 배출 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 절단 유닛(9, 10)에 인접하는 방식으로 스트립 재료 상에 교정력을 인가하기 위한 수단(11)들이 배치되며, 이 수단들에 의해 힘이 상기 스트립 재료의 표면 상에 수직으로 가해질 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 갭(6)은 상기 절단 유닛(9)의 2회를 초과하는 횟수의 절단으로 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
연속 주조 및 압연 공정에서 금속 스트립(1)을 제조하기 위한 장치로서, 주조기(2)와, 하나 이상의 노(8)와, 스트립(1) 또는 이 스트립(1)을 제조하는 슬래브를 위한 제1 및 제2 절단 유닛(9, 10)과, 다듬질 압연기(3)와, 냉각 구역(12)과, 플라잉 전단기(13)와, 권취 유닛(14, 15)들을 포함하는 상기 장치에 있어서,
언급한 설비 구성요소(2, 8, 9, 10, 3, 12, 13, 14, 15)들과 연결되어 이 설비 구성요소들의 공정 상태를 모니터링할 수 있는 중앙 결함 경보 시스템(16)을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 상기 결함 경보 시스템(16)은 상기 설비 구성요소(2, 8, 9, 10, 3, 12, 14, 15)들 상에서의 비정상 상태를 검출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 상기 결함 경보 시스템(16)은 사전 설정된 공차 범위를 초과하는 비정상 상태가 하나 이상의 설비 구성요소(2, 8, 9, 10, 3, 12, 14, 15) 상에서 검출되는 점에 한해 경보를 송출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 결함 경보 시스템(16)은, 상기 설비 구성요소(2, 8, 9, 10, 3, 12, 14, 15) 상에서의 재료 유동과 관련하여 사전 설정된 공차 범위를 넘어서는 비정상 상태의 검출이 수행되면, 곧바로 상기 제1 및/또는 상기 제2 절단 유닛(9, 10)을 활성화하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및/또는 상기 제2 절단 유닛(9, 10)은, 이송 방향(F)으로 이웃하는 2개의 위치에서 상기 스트립(1), 또는 이 스트립(1)을 제조하는 슬래브를 절단할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서, 상기 이웃하는 위치는 이송 방향(F)으로 200㎜ 이상 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 이송 방향(F)에서 상기 제1 및/또는 상기 제2 절단 유닛(9, 10)의 하류에 수직 이동이 가능한 하나 이상의 롤러가 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.