KR20160092619A - 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수직형 주조 설비는 내부로 용강이 유입되고, 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형, 각각이 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 승하강 가능하여 교대로 주형 내로 삽입 가능한 복수의 정반, 주형의 하측에 위치하여 상기 복수의 정반을 지지하며, 회전 가능하여 복수의 정반 각각이 상기 주형의 하측에 대응하는 제 1 위치와, 주형의 일측 외측 위치인 제 2 위치에 교대로 위치할 수 있도록 상기 복수의 정반의 위치를 변경하는 회전 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 회전 유닛을 통해 복수의 정반을 회전시켜 상기 복수의 정반을 제 1 및 제 2 위치로 교번하여 교체되도록 하고, 복수의 정반 각각이 승하강 가능하도록 한다. 이로 인해, 수직형 주조에 있어서, 주형의 휴지기 시간이 단축되어 주편 생산율을 향상시킬 수 있다.

Description

수직형 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법{Casting equipment of vertical type and method for casting using it}

본 발명은 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직형 주조의 생산율을 향상시킬 수 있는 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다.

연속주조(Continuous casting)는 일정한 형상의 주형에 용강을 연속하여 주입하고, 주형 내에서 반응고된 용강의 주조 시편(이하 '주편'이라 한다)을 주형의 하측으로 연속적으로 인발하여 슬래브(slab), 블롬(bloom), 빌렛(billet) 등과 같은 여러 가지 형상의 반제품을 제조하는 주조 방식이다.

그리고, 반연속주조(Semi-continuous casting)는 주편의 크기가 대형화 되어 연속주조가 곤란한 경우 사용되며, 주형에 일정한 양의 용강을 연속적으로 주입하고 주형으로부터 연속적으로 일정한 크기의 주편을 인발한 후, 연주기 내에 정체시켜 반응고된 주편을 완전 응고시킨 후 반제품을 제조하는 주조 방식이다.

반연속 주조 방법으로 주편을 제조하는 종래의 수직형 반연속 주조 설비는 턴디쉬(Tundish)로부터 주형으로 용강이 유입되며, 주형의 직하에 마련된 가이드 롤을 통과하면서 분사되는 냉각수에 의해 주편이 냉각 및 인발된다. 주형으로부터 주편을 인발시키기 위해, 주편의 하단면에는 정반이 결합되어, 주편을 지지하며, 정반은 별도의 구동수단에 의해 상하로 구동되며, 하측으로 구동되는 정반에 의해 주편이 주형으로부터 인발된다.

그리고, 주조가 완료되면, 정반으로부터 주편을 분리하고, 주편은 이후 공정 또는 제품 출하를 위해 이송되고, 빈 정반은 다시 주형 내로 삽입되어 주조를 준비한다. 그런데, 주편 말단부까지 주형으로부터 인발되어 주편의 제조가 완료된 후, 정반으로부터 주편을 분리하고, 상기 정반을 주형으로 이동시켜 다시 삽입시키기 까지 주조를 실시할 수 없다. 즉, 주조가 종료된 후에, 정반으로부터 주편을 분리하고, 상기 정반이 주형으로 삽입될때까지 주조 설비는 주조를 실시하지 못한다. 따라서, 휴지기만큼의 주편 생산율이 저하되는 문제가 발생된다.

일본공개특허 1981-139261

본 발명은 수직형 주조 시에 주편 생산율을 향상시킬 수 있는 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 휴지기를 최소화하여 연속적으로 주편을 주조할 수 있는 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 수직형 주조 설비는 내부로 용강이 유입되고, 상기 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형; 각각이 상기 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 승하강 가능하여 교대로 주형 내로 삽입 가능한 복수의 정반; 상기 주형의 하측에 위치하여 상기 복수의 정반을 지지하며, 회전 가능하여 상기 복수의 정반 각각이 상기 주형의 하측에 대응하는 제 1 위치와, 상기 주형의 일측 외측 위치인 제 2 위치에 교대로 위치할 수 있도록 상기 복수의 정반의 위치를 변경하는 회전 유닛;을 포함한다.

각각이 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 각각의 일단이 상기 회전 유닛과 연결되고, 각각의 타단이 상기 복수의 정반과 각기 연결되어, 상기 복수의 정반 각각을 승하강시키는 복수의 승하강부를 포함하고, 상기 복수의 승하강부의 이격 거리는 상기 제 1 위치와 제 2 위치 간의 이격 거리에 대응한다.

상기 회전 유닛은, 상기 주형의 하측에 위치하며, 적어도 상기 제 1 위치 및 제 2 위치 각각에 대응하는 위치에 상기 승하강부의 지지가 가능한 면적을 가지며, 일 축을 중심으로 회전 가능한 회전 테이블; 및 상기 회전 테이블과 연결되도록 설치되어, 상기 회전 테이블을 회전시키는 회전 구동부;를 포함하고, 상기 회전 테이블 상에서 상기 제 1 위치와 대응하는 위치에 하나의 승하강부가 지지되고, 상기 제 2 위치와 대응하는 위치에 다른 하나의 승하강부가 지지된다.

상기 회전 유닛은, 상기 회전 테이블의 하측에서 상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라 연장 설치된 가이드 부재; 상기 회전 테이블의 하부에 장착되며, 상기 회전 테이블의 회전 시에 상기 가이드 부재를 따라 활주하는 보조 구동 부재;를 포함한다.

상기 회전 테이블 상부의 가장자리에는 상기 회전 테이블의 연장 방향을 따라 상측이 개구된 홈이 마련되며, 상기 회전 유닛은, 상기 회전 테이블의 상부에 마련된 홈에 삽입되는 고정 블록; 일단이 고정 블록에 연결되고, 타단이 회전 테이블이 설치되는 고정된 고정물에 고정 설치되는 고정 부재;를 포함하며, 상기 회전 테이블의 회전 시에, 상기 고정 블록은 상기 홈에 삽입된 상태를 유지하여, 상기 회전 테이블의 이탈을 방지한다.

상기 회전 유닛의 상측에서 상기 제 2 위치와 대응하는 위치에, 주조 종료된 주편 탑부를 커버하여 보온하는 보온캡을 포함한다.

상기 보온캡의 일측에 위치하여, 상기 보온캡으로부터 반출된 주편을 지지하여 외부로 반출하는 반출 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 수직형 주조 방법은 주형 하측에 대응하는 제 1 위치에 위치하고 있는 정반을 상기 주형 내로 삽입시키고, 상기 주형 내로 용강을 주입하여 주편을 주조하는 과정; 상기 제 1 위치로부터 주형의 일측 외측으로 이격된 제 2 위치에 위치하는 정반 상에 지지된 주편을 반출하는 과정; 및 상기 제 1 위치에서의 주조가 종료되고, 상기 제 2 위치에서의 주편의 반출이 종료되면, 상기 제 1 및 제 2 위치 각각에 위치하는 정반이 지지되어 있는 회전 테이블 회전시켜, 다음 차지의 공정을 위해, 현 차지의 공정에서 상기 제 1 위치에 위치하고 있던 정반을 제 2 위치로 이동시키고, 상기 제 2 위치에 위치하고 있던 정반을 제 1 위치로 이동시키는 과정;포함한다.

상기 회전 테이블을 회전시켜, 상기 제 1 및 제 2 위치 각각에 위치하고 있는 복수의 정반을 이동시키는 과정에 있어서, 각각이 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 각각의 일단이 상기 회전 테이블과 연결되고, 각각의 타단이 상기 복수의 정반과 각기 연결되어, 상기 복수의 정반 각각을 승하강시키는 복수의 승하강부를 회전시킨다.

상기 제 2 위치에 위치하는 정반 상에 지지된 주편을 반출하는 과정은, 상기 제 2 위치에 위치하는 정반을 상승시켜, 상기 정반 상에 지지된 주편 탑부를 상기 회전 테이블의 상측에 위치하는 보온캡 내부로 삽입시켜, 상기 주편 탑부를 보온하는 과정; 상기 보온캡으로부터 주편 탑부를 반출한 후, 상기 제 2 위치의 일측 외측으로 주편을 반출하는 과정;을 포함한다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 회전 유닛을 통해 복수의 정반을 회전시켜 상기 복수의 정반을 제 1 및 제 2 위치로 교번하여 교체되도록 하고, 복수의 정반 각각이 승하강 가능하도록 한다. 이로 인해, 수직형 주조에 있어서, 주형의 휴지기 시간이 단축되어 주편 생산율을 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비를 설명하는 도면이며, 수직형 주조 장치의 주조 방법을 순서대로 도시한 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 설비를 설명하는 도면이다. 여기서 도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 장치의 연속 주조 방법을 순서대로 도시한 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 설비는 용강을 공급받아 용강을 1차 냉각시키는 주형(300), 주형(300)의 외측에 위치하여 주형(300) 내 용강을 교반하고, 주편(S)의 탑부를 교반 및 가열하는 교반 장치(200), 각각이 상기 주형(300)의 하측에 위치하며, 승하강 가능하여 교대로 주형(300) 내로 삽입 가능하고, 상기 주형(300)에서 주조된 주편(S)을 지지한 상태로 하강하여 상기 주형(300)으로부터 주편(S)을 지면과 수직 상태로 인발시키는 복수의 정반(600a, 600b), 주형(300)의 직하에 마련되어 주형(300)으로부터 인발된 주편(S)을 가이드하면서 주편(S)을 2차 냉각시키는 롤 유닛(500), 주형(300)의 하측 위치하여 각각에 정반(600a, 600b)이 지지되며, 상기 복수의 정반(600a, 600b) 각각을 승하강시키는 복수의 승하강부(400a, 400b), 주형(300)의 하측에 위치하여, 상부에 상기 복수의 정반(600a, 600b)이 상호 이격 배치되며, 회전 가능하여 상기 복수의 정반(600a, 600b) 각각이 상기 주형(300)의 하측에 대응하는 위치와 상기 주형(300)의 외측에 교대로 위치할 수 있도록 상기 복수의 정반(600a, 600b)을 회전시키는 회전 유닛(100), 회전 유닛(100)의 상측에 위치하여, 주조 종료된 주편(S) 탑부를 커버하여 보온하는 보온캡(700)을 포함한다. 또한, 주형(300)의 외측에 위치하여 주조 완료된 주편(S)을 수직으로 지지하여, 수평 방향으로 회전시켜 외부로 반출하는 반출 장치(800), 주형(300)으로 공급하기 위한 용강을 일시 저장하는 턴디쉬(미도시) 및 턴디쉬 내 용강을 주형(300)으로 공급하는 노즐(미도시), 주형(300)으로부터 인발된 주편을 밀어 정반과 분리시키는 분리 장치(900)를 포함한다.

주형(300)은 턴디쉬로부터 공급되는 액상의 용강을 1차적으로 냉각시켜 그 단면이 사각형인 주편(S)을 연속적으로 주조한다. 이러한 주형(300)은 내부 공간을 가지며 상측 및 하측이 개구된 통 형상이며, 그 횡단면의 형상이 사각형이다. 보다 구체적으로 주형(300)은 한 쌍의 단변 주형 및 장변 주형을 갖고, 내부에는 단면이 사각형인 공간을 형성한다. 물론 주형(300)의 형상은 제조하고자 하는 주편(S)의 형상에 따라 다양한 형상 및 크기로 변형될 수 있다.

여기서, 주형(300)은 냉각수가 순환되는 냉각수관(미도시)이 내부에 마련된 수냉 몰드(water-cooled mold)로서, 주형(300)으로 주입된 용강을 1차 냉각하여 응고 영역과 미응고 영역이 공존하는 상태로 변환시킨다.

교반 장치(200)는 주형(300)의 외측 둘레에 설치되어, 주형(300) 내의 용강을 교반 시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 교반 장치(200)는 용강에 자장을 형성하여 용강을 교반시키는 전자기 교반 수단(Electro magnetic stirrer; EMS)이다. 이러한 교반 장치(200)에 의해 주형(300) 내 용강이 교반됨에 따라, 주형(300) 내 주편(S)의 초기 응고층을 균일하게 형성할 수 있다. 물론 교반 장치(200)는 상술한 전자기 교반 수단(Electro magnetic stirrer; EMS)에 한정되지 않고, 주형(300) 내 용강 및 미응고 용강을 교반시킬 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.

롤 유닛(500)은 주형(300)의 직하에 주편(S)의 통과가 가능하도록 한 쌍의 롤군이 마주 보도록 설치되며, 한 쌍의 롤군 각각은 지면에 대해 수직 방향으로 나열된 복수의 롤로 구성된다. 실시예에 따른 롤 유닛(500)은 예컨대, 주편(S)을 지면에 수직인 방향으로 안내하는 복수의 풋롤(foot roll), 풋롤의 하측에 위치하여 풋롤을 통과한 주편(S)을 가이드하는 복수의 롤과 냉각수를 분사 또는 살포하여 주편(S)을 2차 냉각시키는 복수의 노즐을 구비하는 가이드부로 구성될 수 있다.

정반(600a, 600b)은 주형(300)의 하측으로 인발되는 주편(S)을 지면에 대해 수직 방향으로 지지하면서 하강하여, 주형(300)으로부터 주편(S)을 연속적으로 인발 한다. 정반(600a, 600b)은 주형(300)으로 용강이 유입되기 전에 주형(300)의 내측으로 일부 또는 전체가 삽입되도록 하며, 용강이 주형(300)으로 유입되어 1차 응고되기 시작하면, 점차 하강한다. 정반(600a, 600b)이 주형(300) 내에 삽입된 상태에서 정반(600a, 600b)의 외주면과 주형(300)의 내벽 사이에 에어갭(air gap) 사이를 실링(sealing)하여, 용강이 주형(300)으로 유입될 때, 정반(600a, 600b)과 냉각 주형(300)의 미세한 이격 공간으로 새지 않게 된다. 또한, 주편(S)의 응고가 완료된 후 주편(S)과 정반(600a, 600b)과의 분리가 용이하도록, 정반(600a, 600b)에는 홈이 형성될 수 있다. 물론 정반(600a, 600)에 주편(S)이 안착 또는 지지 고정되기 위한 별도의 수단 예컨대, 클램핑 수단 등이 마련될 수 있다.

본 발명에서는 복수개의 정반(600a, 600b)을 마련하여, 일 정반 상에서 주편(S)이 주조되고 있는 동안에, 다른 일 정반이 다음 차지의 공정을 위해 준비한다. 즉, 본 발명에서는 회전 유닛(100)을 동작시켜 복수의 정반(600a, 600b)을 서로 다른 복수의 위치로 변경하는데, 상기 복수의 위치는 주형(300) 하측에 대응하는 위치(이하, 제 1 위치(A))와, 주형(300)의 일측 외측에 위치하며, 주형(300)으로부터 주조 종료된 주편(S)이 일시 대기 또는 반출 작업을 실시하는 위치(이하, 제 2 위치(B))이다. 본 발명의 실시예에서는 회전 유닛(100) 상에 복수의 승하강부(400a, 400b)가 설치되며, 복수의 승하강부(400a, 400b) 각각에 정반(600a, 600b)이 설치된다. 이에 회전 유닛(100)의 동작에 의해 복수의 승하강부(400a, 400b) 각각의 위치가 변경되고, 이에 따라 복수의 승하강부(400a, 400b) 각각에 지지된 정반(600a, 600b)의 위치가 변경된다.

본 발명의 실시예에서는 예컨대 2개의 정반(600a, 600b)이 구비되며, 이하에서는 제 1 정반(600a) 및 제 2 정반(600b)으로 명명한다. 그리고, 복수개의 정반(600a, 600b) 각각을 승하강시키는 복수의 승하강부(400a, 400b)가 구비되는데, 2개의 정반(600a, 600b)과 대응하도록 2개의 승하강부(400a, 400b)가 구비되며, 이를 제 1 승하강부(400a) 및 제 2 승하강부(400b)라 명명한다.

제 1 및 제 2 승하강부(400a, 400b)는 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b) 각각을 지지하여 상승 및 하강시킨다. 실시예에 따른 제 1 승하강부(400a) 및 제 2 승하강부(400b)는 회전 유닛(100) 상에서 상호 이격 설치되는데, 제 1 승하강부(400a)와 제 2 승하강부(400b)는 제 1 위치(A)와 제 2 위치(B) 사이의 이격 거리와 대응하는 거리로 이격 설치된다. 이에 회전 유닛(100)의 회전 동작에 의해 복수의 승하강부(400a, 400b) 각각은 그 위치가 회전 유닛(100)의 회전 반경 상에서 변경되며, 복수의 승하강부(400a, 400b) 중 하나의 승하강부 제 1 위치(A)에 위치하고 있을 때, 다른 하나의 승하강부는 제 2 위치(B)에 위치하게 된다. 즉, 회전 유닛(100)의 회전 동작에 의해 제 1 및 제 2 승하강부(400a, 400b)가 이격 거리를 유지하면서 그 위치가 변경되는데, 제 1 승하강부(400a)가 제 1 위치(A)에 위치할 때, 제 2 승하강부(400b)는 제 2 위치(B)에 위치하고, 제 2 승하강부(400b)가 제 1 위치(A)에 위치할 때, 제 1 승하강부(400a)는 제 2 위치(B)에 위치하게 된다.

제 1 및 제 2 승하강부(400a, 400b)는 동일한 구성 및 형상을 가진다. 즉, 제 1 및 제 2 승하강부(400a, 400b) 각각은 상부에 정반(600a, 600b)이 지지되며, 신장 및 수축 또는 승하강이 가능한 구동 로드(410a, 410b) 및 구동 로드(410a, 410b)에 신장 및 수축 또는 승하강을 위한 구동력을 제공하는 구동 부재(420a, 420b)를 포함한다. 여기서 제 1 정반(600a)을 지지하는 제 1 구동 로드(410a)와 제 2 정반(600b)을 지지하는 제 2 구동 로드(410b)는 회전 유닛(100) 상측에서 상호 이격 설치되는데, 제 1 구동 로드(410a)와 제 2 구동 로드(410b) 간의 이격 거리는 제 1 위치(A)와 제 2 위치(B) 간의 이격 거리에 대응하도록 설치된다. 그리고, 제 1 및 제 2 구동 부재(420a, 420b)는 제 1 및 제 2 구동 부재(420a, 420b)와 연결되어 상기 제 1 및 제 2 구동 부재(420a, 420b)를 동작시킬 수 있는 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다. 실시예에서는 제 1 구동 부재(420a)와 제 2 구동 부재(420b)가 회전 유닛(100) 상부에서 상호 이격 설치되나, 이에 한정되지 않고, 회전 유닛(100) 내부에 설치되거나, 회전 유닛(100)의 외부에 설치될 수도 있다.

따라서, 회전 유닛(100)의 회전 동작에 의해 제 1 및 제 2 구동 로드(410a, 410b) 각각은 그 위치가 회전 유닛(100)의 회전 반경 상에서 변경되며, 복수의 제 1 및 제 2 구동 로드(410a, 410b) 중 하나의 로드 및 상기 로드 상에 지지되어 있는 정반이 제 1 위치(A)에 위치하고 있을 때, 다른 하나의 로드 및 상기 로드 상에 지지되어 있는 정반이 제 2 위치(B)에 위치하게 된다. 즉, 회전 유닛(100)의 회전 동작에 의해 제 1 및 제 2 구동 로드(410a, 410b)가 이격 거리를 유지하면서 그 위치가 변경되는데, 제 1 구동 로드(410a)가 제 1 위치(A)에 위치할 때, 제 2 구동 로드(410b)는 제 2 위치(B)에 위치하고, 제 2 구동 로드(410b)가 제 1 위치(A)에 위치할 때, 제 1 구동 로드(410a)는 제 2 위치(B)에 위치하게 된다.

회전 유닛(100)은 주형(300)의 하측에서 제 1 및 제 2 승하강부(400a, 400b)를 지지하도록 설치된 회전 테이블(110), 회전 테이블(110)에 장착되어, 회전 테이블(110)에 회전 동력을 인가하는 회전 구동부(120), 회전 테이블(110)의 하부에 설치되어, 상기 회전 테이블의 회전이 용이하도록 하는 보조 구동부(130), 회전 테이블(110)의 상부와 연결되도록 설치되어 회전 유닛(100)의 회전 동작 시에 설치 위치로부터 이탈되지 않도록 하는 고정부(140)를 포함한다.

회전 테이블(110)은 상호 이격 배치된 제 1 승하강부(400a)와 제 2 승하강부(400b) 각각을 지지할 수 있도록 소정의 면적을 가지도록 형성된다. 즉, 실시예에 따른 회전 테이블(110)은 적어도 제 1 위치(A)와 제 2 위치(B) 간의 이격 거리 이상의 면적을 가지는 또는 연장된 형상일 수 있다. 회전 테이블(110)의 내부에는 회전 구동부(120)와 연결되어 상기 회전 구동부(120)의 회전 동력에 의해 회전함으로써, 회전 테이블(110)의 회전 중심 축 역할을 하는 구동축(122)이 설치된다. 그리고, 회전 테이블(110)의 상부면의 가장자리는 회전 테이블(110)의 회전 방향 또는 회전 테이블(110)의 연장 방향으로 홈(111)이 마련되는데, 상기 홈(111)은 이후 설명되는 고정부(140)의 고정 블록(142)이 삽입되어 이동되는 통로이다. 이후 고정부(140)의 설명시에 보다 상세히 설명한다.

회전 구동부(120)는 회전 테이블(110)을 회전시키는 것으로, 회전 테이블(110) 내부에 설치된 구동축(122), 구동축(122)과 연결되어 상기 구동축(122)을 회전시키는 구동원(121)을 포함한다. 여기서 구동원(121)은 회전 동력을 제공하는 다양한 수단 예컨대, 모터일 수 있으며, 회전 테이블의 하부에 설치된다. 물론 회전 구동부(120)의 설치 구성 및 형상은 상술한 구동축 및 동력원에 한정되지 않고, 회전 테이블(110)을 일 축을 중심으로 회전시킬 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.

보조 구동부(130)는 회전 테이블(110)의 회전 시에, 회전 테이블(110)의 설치 위치를 이탈하지 않고, 원활하게 회전할 수 있도록 그 회전을 용이하도록 하는 역할을 한다. 이러한 보조 구동부(130)는 회전 테이블(110)의 하측에서 상기 회전 테이블(110)의 회전 방향을 따라 연장 설치된 가이드 부재(131) 및 회전 테이블(110)의 하부에 장착되어 회전 테이블(110)의 회전 시에 상기 가이드 부재(131)를 따라 활주하는 이동 블록(132)을 포함한다. 여기서 가이드 부재(131)는 예컨대 가이드 레일일 수 있으며, 이동 블록(132)은 가이드 부재(131) 상에 체결되어 가이드 부재(131)의 연장 방향을 따라 활주 가능한 수단일 수 있다. 이러한 보조 구동부(130)로부터 회전 테이블(110)에 회전 동력이 인가될 때, 이동 블록(132)에도 회전 동력이 전달되어, 회전 테이블(110)이 보다 용이하게 회전할 수 있다. 또한, 회전 테이블(110)이 회전 동작 중에도, 이동 블록(132)이 가이드 부재(131)를 따라 활주하기 때문에, 회전 테이블(110)의 회전이 보다 용이하다.

고정부(140)는 회전 유닛(100)의 회전 동작 시에 설치 위치로부터 이탈되지 않도록 한다. 실시예에 따른 고정부(140)는 회전 테이블(110)의 상부에 마련된 홈(111)에 삽입되며, 회전 가능한 고정 블록(142), 일단이 고정 블록(142)에 연결되고 타단이 회전 테이블(110)이 설치되는 고정된 고정물 또는 지면에 고정 설치되는 고정 부재(141)를 포함한다. 이러한 고정부(140)에 의하면, 회전 테이블(110)이 회전할 때, 고정 블록(142)이 회전 테이블(110)에 마련된 홈(111)을 따라 상대적으로 이동하게 되고, 고정 부재(141)는 예컨대 지면에 고정되어 있기 때문에, 회전 테이블(110)의 회전 동작시에 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

실시예에 따른 고정 블록(142)은 예컨대, 원형 또는 구 형상이나, 이에 한정되지 않고 홈에 삽입 가능하고, 회전 테이블(110)의 회전에 의해 상기 홈(111)을 따라 상대적으로 이동 가능한 다양한 형상의 수단의 적용이 가능하다.

보온캡(700)은 회전 테이블(110)의 상측에서 제 2 위치(B)에 설치되어, 제 2 위치(B)로 이동된 주편(S) 탑부를 커버하여, 주편(S) 탑부를 보온 또는 단열한다. 보온캡(700)은 주편(S) 탑부의 보온 및 단열이 가능하도록 단열재로 이루어지며, 주편(S) 탑부를 향하는 방향이 개구되고, 탑부의 일부가 수용 가능하도록 내부 공간을 가지는 형상이다.

분리 장치(900)는 제 2 위치(B)로 이동한 정반(600a 또는 600b) 상에 지지되어 있는 주조 종료된 주편(S)에 힘을 가해 밀어줌으로써, 정반(600a 또는 600b)으로부터 주편을 분리시킨다. 이러한 분리 장치(900)는 제 1 위치(A)와 반출 장치(800)사이에 위치하는 것이 바람직하며, 주편(S)에 힘을 가하여 상기 주편(S)을 타측 방향으로 밀어주는 푸싱부(910)를 포함한다. 즉, 푸싱부(910)는 지면에 대하여 수직 방향으로 구동된다. 이러한 푸싱부(910)는 복수개로 마련되어 지면에 대하여 수직 방향 또는 상하 방향으로 이격 설치될 수 있다. 실시예에 따른 푸싱부(910)는 유압 실린더이나, 이에 한정되지 않고, 주편(S)을 반출 장치 방향으로 밀어 정반(600a 또는 600b)으로부터 주편(S)을 분리시킬 수 있는 다양한 수단이 적용 가능하다.

반출 장치(800)는 주형(300) 하측에서 제 2 위치(B)의 일측에 위치하여, 정반(600a 또는 600b)으로부터 분리된 수직 상태의 주편(S)을 전달받아 지지하고, 이를 수평 상태로 회전 또는 틸팅시켜 반출한다. 이러한 반출 장치(800)는 주편(S)과 대응하도록 일 방향으로 연장 형성된 반출 테이블(810), 반출 테이블(810)의 연장 방향을 따라 상호 이격 설치된 복수의 롤러(820), 테이블(910)을 회전 또는 틸팅시키는 반출 구동부(830)를 포함한다.

이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 반연속 주조 장치를 이용한 주조 방법을 설명한다.

설명을 위해, 도 1을 기준으로 현재 차지(charge)의 조업에서 주형(300) 내로 삽입되어 주조에 참여하는 정반을 제 1 정반(600a), 상기 제 1 정반(600a)을 승하강시키는 수단을 제 1 승하강부(400a)라 명명한다. 그리고, 제 1 정반(600a) 상에 주편(S)이 주조되기 전의 조업에서 주조가 실시되어 주형(300) 외측 즉, 제 2 위치(B)로 이동한 정반을 제 2 정반(600b)라 명명하고, 상기 제 2 정반(600b)을 승하강 및 이동시키는 수단을 제 2 승하강부(400b)라 명명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 정반(600a)을 주형(300) 내로 삽입시키고, 주형(300) 내로 용강을 공급하여 상기 주형(300) 내에서 용강을 1차 냉각한다. 주형(300)으로 용강이 유입되면, 주형(300)의 외측에 마련된 교반 장치(200)를 동작시켜 자장에 의해 주형(300) 내 용강을 교반시킨다. 이러한 주형(300) 내에서 1차 냉각된 주편(S)은 응고 영역과 미응고 영역이 공존하는 반응고된 상태로 유지된다.

주형(300) 내에서 주편(S)이 응고되기 시작하면, 주형(300) 하부에 삽입되어 있던 제 1 정반(600a)을 하강시켜, 주편(S)을 주형으로부터 인발한다. 인발된 주편(S)은 롤 유닛(500)을 통과하면서 분사되는 냉각수에 의해 2차 냉각된다.

상기와 같은 방법으로 연속적으로 주편(S)을 주조하여, 일정 길이로 주편(S)이 주조되면, 턴디쉬의 용강을 주형(300)으로 공급하는 조업을 중단한 상태로 주조 조업을 실시한다. 그리고 주조 말기에는 제 1 승하강부(400a)에 의한 제 1 정반(600a)의 연속적인 하강 동작에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이 주편(S)의 탑부가 주형(300)으로부터 인발된다.

이렇게 제 1 정반(600a) 상에서 주편(S)을 주조하는 동안, 이전 차지의 조업에서 주조에 참여한 제 2 정반(600b) 및 회전 구동부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제 2 위치(B)에 위치하고 있다. 그리고 주편(S)이 제 2 위치(B)에 위치하고 있을 때, 소정 시간 동안 제 2 정반에 지지된 상태로 대기하는데, 이때 제 2 구동 로드(410b)를 상승시켜, 주편(S) 탑부가 보온캡(700) 내부에 수용되도록 하여 보온 및 단열되도록 한다. 이에, 주편(S) 탑부의 파이프 결함 발생을 줄이거나 방지할 수 있다.

이후, 제 2 구동 로드(410b)를 하강시켜 주편(S) 탑부를 보온캡(700)으로부터 반출하고, 분리 장치(900)를 동작시켜 제 2 정반(600b) 상에 지지되어 있는 주편(S)을 지면에 대해 수직 상태로 놓인 반출 테이블(810)을 향해 이동시킨다. 반출 테이블(810)로 주편(S)이 탑재되면, 반출 구동부(830)를 통해 반출 테이블(810)을 수평 상태가 되도록 회전시키는데, 상기 반출 테이블(810)에 탑재되어 있는 주편(S)이 수평 상태로 회전된다(도 2 참조). 그리고, 주편(S)은 반출 테이블(810)로부터 이동되어 외부로 반출된다.

이렇게 제 2 정반(600b) 상에 지지되어 있던 주편(S)이 반출 장치(800)에 의해 반출되면, 상기 제 2 정반(600b) 상에는 주편(S)이 지지되어 있지 않은 비어있는 상태가 된다. 그리고, 제 1 위치(A)에 위치하고 있는 제 1 정반(600a) 상에는 주형(300)으로부터 완전히 인발된 주편(S)이 지지되어 있다.

이 상태에서 본 발명에서는 회전 유닛(100)을 동작시켜, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 정반(600b)이 제 1 위치(A)에, 제 1 정반(600a)이 제 2 위치(B)에 위치하도록 한다. 이하 회전 유닛(100)의 동작을 보다 상세히 설명한다. 회전 구동부(120)를 동작시키면, 회전 테이블(110)이 회전하고, 이에 따라 회전 테이블(110)에 지지되어 있는 제 1 및 제 2 승하강부(400a, 400b)가 회전한다. 이때 회전 테이블(110)을 회전시키는데 있어서, 제 2 승하강부(400b) 및 제 2 정반(600b)이 주형(300) 하측에 대응하는 제 1 위치(A)에 위치하고, 제 1 승하강부(400a) 및 제 1 정반(600a)이 보온캡(700)의 하측에 대응하는 위치 또는 제 1 위치(A)와 반출 장치의 사이 또는 제 2 위치(B)에 위치하도록 회전시킨다. 회전 구동부(120)가 동작하여 회전 테이블(110)에 회전 동력이 인가되면, 보조 구동부의 이동 블록(132)에 회전 동력이 전달되어, 회전 테이블(110)이 보다 용이하게 회전할 수 있다. 또한, 회전 테이블(110)이 회전 동작 중에도, 이동 블록(132)이 가이드 부재(131)를 따라 활주하기 때문에, 회전 테이블(110)의 회전이 보다 용이하다. 또한, 회전 테이블(110)이 회전할 때, 고정 블록(142)이 회전 테이블(110)에 마련된 홈(111)을 따라 상대적으로 이동하게 되고, 고정 부재(141)는 예컨대, 지면에 고정되어 있기 때문에, 회전 테이블(110)의 회전 동작시에 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

회전 테이블(110)의 회전에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 정반(600b) 및 제 2 승하강부(400b)가 제 1 위치(A)에 위치하고, 제 1 정반(600a) 및 제 1 승하강부(400a)가 제 2 위치(B)에 위치하면, 회전 테이블(110)의 회전 동작을 중지한다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 구동 로드(410b)를 상승시켜 제 2 정반(600b)을 주형(300) 하측으로 삽입시킨다. 이후, 주형(300) 내로 용강을 주입하면서 제 2 주형(300) 내에서 용강을 1차 냉각한다. 주형(300) 내에서 주편(S)이 응고되기 시작하면, 제 2 정반(600b)을 하강시켜(도 5 참조), 주편(S)을 주형으로부터 인발한다. 인발된 주편(S)은 롤 유닛(500)을 통과하면서 분사되는 냉각수에 의해 2차 냉각된다.

일정 길이로 주편(S)이 주조되면, 턴디쉬의 용강을 주형(300)으로 공급하는 조업을 중단한 상태로 주조 조업을 실시한다. 그리고 주조 말기에는 제 2 승하강부(400b)에 의한 제 2 정반(600b)의 연속적인 하강 동작에 의해, 주편(S)의 탑부가 주형(300)으로부터 인발된다(미도시).

이렇게 제 2 정반(600b) 상에서 주편(S)이 주조되는 동안, 제 1 정반(600a) 및 제 1 승하강부(400a)는 제 2 위치(B)에 위치하고 있는 상태이다. 이때 주편(S) 탑부의 보온을 위해, 제 1 구동 로드(410a)를 상승시켜 주편(S) 탑부를 보온캡(700) 내부로 삽입시킴으로써, 소정 시간 동안 보온되도록 한다(도 3 및 도 4 참조).

이후, 제 1 구동 로드(410a)를 하강시켜 주편(S) 탑부를 보온캡(700)으로부터 반출하고, 분리 장치(900)를 동작시켜 제 1 정반(600a) 상에 지지되어 있는 주편(S)을 지면에 대해 수직 상태로 놓인 반출 테이블(810)을 향해 이동시킨다. 반출 장치(800)로 주편(S)이 탑재되면, 반출 구동부(830)를 통해 반출 테이블(810)을 수평 상태가 되도록 회전시키면, 상기 반출 테이블(810)에 탑재되어 있는 주편(S)이 수평 상태로 회전되며, 주편(S)은 반출 테이블(810)로부터 이동되어 외부로 반출된다.

이렇게 제 1 정반(600a) 상에 지지되어 있던 주편(S)이 반출 장치에 의해 반출되면, 상기 제 1 정반(600a) 상에는 주편이 지지되어 있지 않고, 비어있는 상태가 된다. 제 1 정반(600a)은 제 1 위치(A)에 위치하고 있는 제 1 정반(600a) 상에서의 주조가 종료될 때까지 제 2 위치(B)에 대기하고 있다가, 제 1 정반(600a) 상에서 주조가 종료되면, 회전 테이블(110)을 동작시켜, 제 1 정반(600a) 및 제 1 승하강부(400a)가 제 1 위치(A)에, 제 2 정반(600b) 및 제 2 승하강부(400b)가 제 2 위치(B)에 위치하도록 하여, 다음 차지의 주조 조업을 실시한다.

이와 같이 본 발명에서는 복수의 정반(600a, 600b) 중 하나의 정반이 주형(300)이 위치한 제 1 위치(A)에서 주편(S)이 주조되고 있는 중에, 다른 정반이 주형(300)의 일측 외측 위치인 제 2 위치(B)에 위치하도록 한 후, 반출하여, 다음 차지의 조업을 위해 대기한다. 그리고 회전 유닛(100)을 동작시켜 복수의 정반(600a, 600b)의 위치를 교체하여 빈 정반이 주형이 위치한 제 1 위치(A)에, 주편(S)을 지지하고 있는 정반이 제 2 위치(B)에 위치하도록 한 후, 이후 조업을 진행한다. 이렇게 본 발명에서는 회전 유닛(100)을 통해 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b)을 회전시켜 상기 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b)을 제 1 및 제 2 위치(B)로 교번하여 교체되도록 하고, 제 1 및 제 2 정반(600a, 600b) 각각이 승하강 가능하도록 한다. 이로 인해, 정반이 하나일 때에 비해 주형의 휴지기 시간이 단축되어 주편 생산율을 향상시킬 수 있다.

100a, 100b: 회전 유닛 300: 주형
400a, 400b: 승하강부 600a, 600b: 정반

Claims (10)

1. 내부로 용강이 유입되고, 상기 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형;
   각각이 상기 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 승하강 가능하여 교대로 주형 내로 삽입 가능한 복수의 정반;
   상기 주형의 하측에 위치하여 상기 복수의 정반을 지지하며, 회전 가능하여 상기 복수의 정반 각각이 상기 주형의 하측에 대응하는 제 1 위치와, 상기 주형의 일측 외측 위치인 제 2 위치에 교대로 위치할 수 있도록 상기 복수의 정반의 위치를 변경하는 회전 유닛;
   을 포함하는 수직형 주조 설비.
2. 청구항 1에 있어서,
   각각이 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 각각의 일단이 상기 회전 유닛과 연결되고, 각각의 타단이 상기 복수의 정반과 각기 연결되어, 상기 복수의 정반 각각을 승하강시키는 복수의 승하강부를 포함하고,
   상기 복수의 승하강부의 이격 거리는 상기 제 1 위치와 제 2 위치 간의 이격 거리에 대응하는 수직형 주조 설비.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 회전 유닛은,
   상기 주형의 하측에 위치하며, 적어도 상기 제 1 위치 및 제 2 위치 각각에 대응하는 위치에 상기 승하강부의 지지가 가능한 면적을 가지며, 일 축을 중심으로 회전 가능한 회전 테이블; 및
   상기 회전 테이블과 연결되도록 설치되어, 상기 회전 테이블을 회전시키는 회전 구동부;
   를 포함하고,
   상기 회전 테이블 상에서 상기 제 1 위치와 대응하는 위치에 하나의 승하강부가 지지되고, 상기 제 2 위치와 대응하는 위치에 다른 하나의 승하강부가 지지되는 수직형 주조 설비.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전 유닛은,
   상기 회전 테이블의 하측에서 상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라 연장 설치된 가이드 부재;
   상기 회전 테이블의 하부에 장착되며, 상기 회전 테이블의 회전 시에 상기 가이드 부재를 따라 활주하는 보조 구동 부재;
   를 포함하는 수직형 주조 설비.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전 테이블 상부의 가장자리에는 상기 회전 테이블의 연장 방향을 따라 상측이 개구된 홈이 마련되며,
   상기 회전 유닛은,
   상기 회전 테이블의 상부에 마련된 홈에 삽입되는 고정 블록;
   일단이 고정 블록에 연결되고, 타단이 회전 테이블이 설치되는 고정된 고정물에 고정 설치되는 고정 부재;
   를 포함하며,
   상기 회전 테이블의 회전 시에, 상기 고정 블록은 상기 홈에 삽입된 상태를 유지하여, 상기 회전 테이블의 이탈을 방지하는 수직형 주조 설비.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 회전 유닛의 상측에서 상기 제 2 위치와 대응하는 위치에, 주조 종료된 주편 탑부를 커버하여 보온하는 보온캡을 포함하는 수직형 주조 설비.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 보온캡의 일측에 위치하여, 상기 보온캡으로부터 반출된 주편을 지지하여 외부로 반출하는 반출 장치를 포함하는 수직형 주조 설비.
8. 주형 하측에 대응하는 제 1 위치에 위치하고 있는 정반을 상기 주형 내로 삽입시키고, 상기 주형 내로 용강을 주입하여 주편을 주조하는 과정;
   상기 제 1 위치로부터 주형의 일측 외측으로 이격된 제 2 위치에 위치하는 정반 상에 지지된 주편을 반출하는 과정; 및
   상기 제 1 위치에서의 주조가 종료되고, 상기 제 2 위치에서의 주편의 반출이 종료되면, 상기 제 1 및 제 2 위치 각각에 위치하는 정반이 지지되어 있는 회전 테이블 회전시켜, 다음 차지의 공정을 위해, 현 차지의 공정에서 상기 제 1 위치에 위치하고 있던 정반을 제 2 위치로 이동시키고, 상기 제 2 위치에 위치하고 있던 정반을 제 1 위치로 이동시키는 과정;
   포함하는 수직형 주조 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 회전 테이블을 회전시켜, 상기 제 1 및 제 2 위치 각각에 위치하고 있는 복수의 정반을 이동시키는 과정에 있어서,
   각각이 주형의 하측에서 상호 이격 배치되며, 각각의 일단이 상기 회전 테이블과 연결되고, 각각의 타단이 상기 복수의 정반과 각기 연결되어, 상기 복수의 정반 각각을 승하강시키는 복수의 승하강부를 회전시키는 수직형 주조 방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 위치에 위치하는 정반 상에 지지된 주편을 반출하는 과정은,
    상기 제 2 위치에 위치하는 정반을 상승시켜, 상기 정반 상에 지지된 주편 탑부를 상기 회전 테이블의 상측에 위치하는 보온캡 내부로 삽입시켜, 상기 주편 탑부를 보온하는 과정;
    상기 보온캡으로부터 주편 탑부를 반출한 후, 상기 제 2 위치의 일측 외측으로 주편을 반출하는 과정;
    을 포함하는 수직형 주조 방법.

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