KR940008621B1 - 엔드레스 스트립의 주조방법 및 그 장치 - Google Patents

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쓰도무 노자키
야스히로 하부
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데쓰야 후지이
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가와사키세이데쓰 가부시키가이샤
야기 야수히로
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    • B22D11/0605—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two belts, e.g. Hazelett-process

Abstract

내용 없음.

Description

엔드레스 스트립의 주조방법 및 그 장치
제1도는 본 발명에 따른 바람직한 양태의 연속적으로 긴 스트립의 주조장치의 개요도.
제2도는 제1도 장치의 유입구를 통한 확대도.
제3도는 제1도 장치의 유입구를 통한 또다른 확대도.
제4도는 제3도의 IV-IV선을 따라 취한 단면도.
제5도는 제3도의 V-V선을 따라 취한 단면도.
제6도는 제1도의 장치에 있어 벨트의 구동 스피드를 도시한 그래프.
제7-10도는 제1도의 장치에 있어 피이터 벨트에 대한 다른 구동 스피드 모듈 레이숀을 나타낸 그래프.
제11도는 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조방법을 적용한 다른형태의 주조장치를 나타낸 개요도.
제12도는 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조방법을 수행할 수 있는 다른 형태의 주조장치를 나타낸 투시도.
본 발명은 연속적 금속 스트립의 주조방법 및 그 장치, 소위 벨트-캐스터(belt-caster)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용융금속으로부터 연속적으로 긴 금속 스트립을 비교적 높은 수율로 주조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일본국 특허 공고 59-153553호에는 연속적으로 긴 금속 스트립을 주조하는 장치가 기술되어 있는데, 상기의 통상적인 주조장치에는 한쌍의 엔드레스 벨트가 있으며, 이는 주조실의 측면 가장자리를 덮고 있는 측벽과 함께 주조실을 구분짓는다. 여기서 용융금속은 유입구를 통하여 주조실내로 공급된 다음 핀치 로울러에 의해서 주조실의 유출구를 향하여 나간다. 또한, 금속이 유출구를 향하여 지날때에는 주조실의 측벽 및 벨트는 금속을 연속적으로 길며 얇은 금속스트립 또는 플레이트를 냉각시킨다.
상기의 주조공정에 있어서는 주조실 내에서 응고화되는 금속의 이동이 측벽에 의해서 지연되는 것이었다. 이때 발생된 마찰은 주조실을 통하여 지나는 금속이 스트레스를 받는 원인이 된다. 그런데, 금속은 단지 부분적으로만 응고화되므로 이러한 마찰로 인해 금속스트립의 폭을 따라 응력이 발생되고, 따라서 보통 브레이크-아웃(break-out)이라 불리우는 현상인 연속적 피이드가 중단되는 결과를 낳게된다. 피이딩력이 마찰력을 극복할 수 없는 현상이 일어나게 됨은 물론이다.
한편, 측벽의 마주보는 면에 응고화된 금속이 들러붙게 되는 현상 또한 상기와 같은 종류의 마찰을 야기시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 얇고 긴 금속스트립을 연속적으로 주조하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또 다른 본 발명의 목적은 브레이트-아웃 또는 들러붙게되는 현상이 일어남이 없이 연속적으로 긴 금속스트립을 주조하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해서는 본 발명에 따른 연속적으로 긴 금속스트립의 주조방법에는 약간 반정도 응고화된 금속에 저어크(jerk)가 가해져 측벽의 표면으로부터 금속이 방출될 수 있도록 여러 스피드로써 엔드레스 벨트를 구동시키는 단계가 포함된다.
엔드레스 벨트의 구동 스피드를 변화시킴으로써 주조실에 저어크를 가하면 응고화되는 금속이 원활하게 지나가게 되며, 따라서 수율이 높아지게 된다.
본 발명의 양태에 있어서 연속적으로 금속스트립을 주조하는 방법은 용융금속용 유입구와 주조된 금속스트립용 유출구를 지닌 긴 주조실을 한쌍의 고정된 벽 및 한쌍의 엔드레스 벨트로써 경계짓고 ; 유입구를 통해 용융금속을 연속적으로 공급하고 ; 유출구를 통해 일정한 스피드로 금속을 주조실에서 인발하고 ; 주조실내에서 금속이 유출구를 향할때에 유입구를 통하여 공급된 용융금속을 응고화시키고 ; 주조실내에서 응고화되는 금속에 저어크가 가해져 응고화된 금속이 고정된 벽과 분리된 상태를 유지할 수 있도록 여러 스피드로써 엔드레스 벨트를 구동시키는 단계로 이루어져 있다.
위의 방법에 있어서, 엔드레스 벨트의 구동 스피드는 주어진 최고의 스피드와 주어진 최저의 스피드간에서 주어진 주파수로써 주기적으로 변화한다. 여기서 최고의 스피드는 금속스트립의 인발스피드 이상으로 설정되고 최저의 스피드는 인발스피드 이하도 설정된다. 한편, 최고의 스피드는 피이딩 스피드 보다 높은 Vc/200(m/min)(Vc는 인발스피드) 이상이고, 최저의 스피드는 인발스피드보다 낮은 Vc/200(m/min) 이다.
또 다른 양태에 있어서, 엔드레스 벨트의 주어진 최저의 스피드는 주조된 금속스트립의 인발스피드보다 높다. 그리고, 엔드레스 벨트의 구동스피드는 주조된 금속스트립의 인발스피드보다 높은 스피드까지 단속적으로 증가하며, 엔드레스 벨트의 스피드 변화는 일정한 간격으로 일어난다.
본 발명의 또다른 목적은 연속적으로 긴 금속스트립을 주조하는 장치 그리고, 본 발명에 따른 주조방법을 이행하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 주조실내로 용융금속의 공급이 원활하게 되는 연속적으로 긴 금속스트립의 주조장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 있어서, 주조장치에는 용융금속이 연속적으로 공급되어 응고화되는 주조실을 포함하고 있다. 이 주조실은 일반적으로 주조실의 유출구를 향하여 응고화되는 금속과 함께 이동하는 엔드레스 벨트로써 구성된 천장과 바닥을 지니고 있다. 엔드레스 벨트는 응고화되는 금속 및/또는 주조된 금속스트립의 피이드속도에 가깝게 중심을 둔 여러속도로써 구동된다. 한편, 엔드레스 벨트의 벨트스피드는 주기적으로 또는 단속적으로 변하도록 조절하여 주조실의 고정된 벽에 마주 대하는 금속면에 가속으로 주기적 또는 단속적변화(예, 저어크)가 발휘하도록 한다.
본 발명에 따른 주조장치는 또한 용융금속을 연속적으로 공급하기 위한 새로운 금속공급노즐을 포함한다. 이 노즐은 상응하는 고정벽의 내면으로부터 내부를 향해 오프셋된 내면에는 부합하지 않지만 고정벽에는 부합하는 벽을 지니고 있다.
본 발명에 있어서, 긴 금속스트립을 주조하는 장치는 한쌍의 고정된 벽부재, 그리고 한쌍의 이동성 벽부재로 구분되어 있으며, 용융금속용 유입구와 주조된 금속스트립용 유출구를 지닌 주조실 ; 주조실의 유입구를 통하여 용융금속을 연속적으로 공급하기 위한 용융금속 공급기구 ; 주조된 금속스트립을 주어진 최초의 스피드로써 유출구의 밖으로 인발하기 위한 인발기구 ; 주조실내에 금속에 저어크를 가하기 위해 변화할 수있는 제2의 스피드로써 이동식 벽부재를 주조된 금속스트립의 인발방향으로 구동시키기 위한 주조실의 이동식 벽부재에 결합된 구동기구로 구성되어 있다. 여기서 각각의 이동성 벽부재는 아이들 로울러와 구동기구로 구동되는 구동 로울러 사이에 뻗어나 있는 엔드레스 벨트로 이루어짐이 바람직하다. 엔드레스 벨트는 수직으로 정렬되어 있어 주조실의 천장과 바닥을 구분지으며, 고정된 벽이 각각 서로 평행하게 배열되어 있고 수직의 측벽을 형성한다. 이러한 엔드레스 벨트는 주어진 최고의 스피드와 주어진 최저의 스피드간에서 변하는 제2의 스피드로써 구동된다.
구동기구는 엔드레스 벨트의 구동스피드를 주어진 주파수로써 주기적으로 변화시키는데 다음의 공식을 충족시키는 주파수로써 엔드레스 벨트의 구동스피드를 주기적으로 변화시킴이 바람직하다.
O < Vc/f < Ln
(Vc는 금속스트립의 인발스피드, 1/f은 엔드레스 벨트의 스피드 변화의 주기, Ln은 고정된 측벽의 길이임).
최고의 구동스피드는 인발스피드를 능가하며, 최저의 구동스피드는 최초의 스피드 이하인 반면 최저의 스피드는 최초의 스피드를 능가한다.
본 발명에 따른 또 다른 양태에 있어서, 피이딩 기구는 최초의 스피드를 주기적으로 변화시킨다. 또한 인발기구는 구동기구에 의한 엔드레스 벨트의 구동스피드 변화의 주파수보다 낮은 주파수로써 최초의 스피드를 변화시킨다.
한편, 구동기구는 상기의 공식을 충족시키는 일정한 간격으로 최고의 스피드까지 단속적으로 증가시킨다.
본 발명에 있어서, 용융금속 공급기구는 말단이 고정된 벽부재의 유입구측 말단에 부합하는 측벽을 지닌 공급노즐로 구성되어 있으며, 공급노즐의 측벽말단이 내부를 향하여 테이퍼져 있고, 고정된 벽부재의 유입구측 말단이 외부를 향하여 테이퍼져 있어 공급노즐 측벽의 내부를 향한 테이퍼와 부합된다.
공급노즐 측벽 말단의 내측 가장자리는 고정된 벽부재 유입구측 말단의 내측 가장자리로부터 약간 내측을 항해 오프셋되어 있으며, 공급노즐은 주조실 바닥역할을 하는 이동성 벽부재보다 약간 높게 놓여있는 상부면을 지닌 바닥을 갖추고 있다.
아이들 로울러는 주조실의 유입구 근처에 배치되어 있으며, 그리고 주조실의 길이방향측에 직각으로 놓여있는 회전축에 대하여 회전할 수 있고, 구동로울러는 주조실의 유출구 근처에 배치되어 있다.
한편, 주조실 바닥 유입구측 말단에 마주 대하는 공급노즐 바닥의 말단은 주조실로부터 떨어진 방향으로 회전축으로부터 오프셋되어 있다.
본 발명에 따른 또다른 양태에 있어서, 얇고 긴 금속스트립을 연속적으로 주조하는 장치는 용융금속이 주조실을 통할때 용융금속의 응고화를 야기시키는 용융금속 냉각매체의 역할을 하고, 주조실내에서 최소한 하나가 응고하는 금속의 인발방향으로 구동되는 엔드레스 벨트로 이루어진 다수개의 벽으로 구분되어 있으며, 용융금속용 유입구와 연속적으로 긴 주조된 금속스트립용 유출구를 지닌 긴 주조실 ; 용융금속을 연속적으로 공급하기 위해 주조실 유입구에 결합되어 있으며, 주조실에 정렬되어 있는 공급노즐을 포함하고 주조실보다 약간 작은 단면의 통로를 지닌 용융금속 공급기구 ; 그리고, 유출구의 밖으로 주조된 금속을 주어진 스피드로써 인발시키는 인발기구로 구성되어 있다.
여기서 주조실은 한쌍의 고정된 수직벽, 그리고 주조실 내에서 금속을 인발하는 방향으로 구동되는 한쌍의 수평 엔드레스 벨트로 구분되어 있다.
공급노즐은 상응하는 벽의 내측 수직면으로부터 내부를 향해 오프셋된 내측 수직면을 지닌 한쌍의 수직측벽으로 구성되어 있다. 또한, 상기의 공급노즐은 주조실 바닥을 형성하는 엔드레스 벨트의 상부면보다 약간 높게 놓여있는 상부면을 지니고 있으며, 공급노즐의 바닥을 형성하는 벽을 포함한다.
본 발명에 있어서, 엔드레스 벨트는 주조실의 유입구와 유출구 이웃에 위치하고 있으며, 주조실 축에 직각으로 뻗어나 있는 회전축에 대해 회전하는 한쌍의 로울러 사이에 설치되어 있으며, 주조실 유입구에 이웃한 노즐바닥의 가장자리는 유입구에 이웃한 로울러의 회전축으로부터 외부를 항해 오프셋되어 있다.
제1도에 있어서, 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조장치에는 주조실(10)이 구분지어져 있는데, 여기에는 용융강과 같은 용융금속이 연속적으로 공급되어 연속적 금속스트립(12)으로 응고된다. 또한, 주조실(10)의 유입구(14)는 용융금속 저장조와 연결되어 있고, 유출구(16)을 통해서는 응고된 금속스트립(예, 얇은 강철스트립)이 연속적으로 빠져나온다. 한편, 주조실(10)의 유출구(16) 근처에 장착된 한쌍의 핀치로울러(17)는 주조실로부터 주조된 금속스트립을 일정한 선속도로 인발한다.
주조실에는 한쌍의 엔드레스 벨트(18) 및 (20)이 갖추어져 있는데, 벨트(18) 및 (20)은 일정한 거리를 두고 수직으로 분리되어 있다. 벨트(18)("상부벨트"라 함)는 주조실(10)의 천장역할을 한다.
상부벨트(18)는 구동로울러(22), 아이들로울러(24) 및 텐숀로울러(26)상에 위치하고 있다. 이와 유사하게 벨트(20)("하부벨트"라 함)는 구조실(10)의 바닥역할을 하는데 하부벨트(20)는 구동로울러(28), 아이들로울러(30) 및 텐숀로울러(32)상에 위치하고 있다. 벨트(18) 및 (20)은 주조실을 통하는 용융금속의 진행방향과 평행하기 때문에 수평으로 놓여져 있다.
상부벨트(18) 및 하부벨트(20)간의 고정된 수직거리는 주조할 금속스트립의 두께를 한정짓는다.
주조실(10)의 측면은 한쌍의 고정된 수직벽(34) 및 (36)으로 밀폐되어 있으며, 고정된 측벽(34) 및 (36)은 주조실로 유입되는 용융금속을 냉각수의 도움아래 냉각시키는데 일익을 담당한다.
상부 및 하부벨트(18) 및 (20)은 각각 상응하는 벨트를 냉각시키는 냉각패트(38) 및 (40)을 둘러싸고 있으며, 냉각패트(38) 및 (40)은 엔드레스 벨트(18) 및 (20)의 후면에서 냉각수를 방출해 상기 엔드레스 벨트를 냉각시킨다. 그러므로, 상부 및 하부벨트(18) 및 (20)은 금속이 냉각되는 것을 촉진시켜 응고화되도록한다.
용융금속 저장조는 일반적으로 부호(42)로 표시되며, 용융금속 저장조(42)에 있는 용융금속 공급노즐(44)을 통해서는 용융금속이 저장실(46) 내부로 들어가게 된다. 저장실(46)은 또한 불활성가스 유입구(48)를 통해 불활성가스원과 연결되어 있다.
또한, 용융금속 저장조(42)에는 저장실(46)내의 분위기를 조정하기 위한 분위기 조정커버(50)가 갖추어져 있다.
제1도에 있어서, 주조실(10)의 유입구(14)는 용융금속 저장조(42)와 마주 대하고 있다. 그리고, 아이들로울러(24) 및 (30)은 유입구(14)에 장착되어 있다. 용융금속 피이더노즐(52)은 용융금속 저장조(42)와 주조실(10)의 유입구(14) 사이에 놓여져 있으며, 일반적으로 위쪽으로 열려진 U-형태이고, 바닥(54) 및 한쌍의 측벽(56) 및 (57)로 구분되어진다.
제2도 및 제3도에 있어서, 고정된 측벽(34) 및 (36)은 약간 테이퍼진 유입구측 말단(58) 및 (60)을 지니고 있는데 이들은 모두 오목진 형상의 저장조(42)를 형성한다. 용융금속 피이더 노즐(52)의 측벽(56) 및 (57)은 측벽(34) 및 (36)의 유입구측 말단(58) 및 (60)에 부합하는 경사진 말단(62) 및 (63)을 지니고 있다.
바닥(54)의 주조실 말단(64)은 측벽(56) 및 (57)의 말단(62) 및 (63)의 내부 가장자리(66) 및 (68)로부터 저장조를 향해 약간 우묵하게 되어있고, 내부 가장자리(66) 및 (68)은 측벽(34) 및 (36)의 내면(70) 및 (72)의 내부에 놓여져 있다. 그리고 내부 가장자리(66) 및 (68)의 이러한 내향 오프셋(δ)은 상부 벨트(18)와 하부 벨트(20)간의 수직거리가 제일 먼저 뚜렷해지는 유입구(14)에서 응고될 수 있도록 설계되어 있으며, 주조식(10) 내부로 도입된 용융금속이 주조실(10)에 들어올 때 고정된 측벽(34) 및 (36)의 유입구측 말단(58) 및 (60)과 접촉되지 않도록 하기에 충분해야 한다. 반면에 내향 오프셋(δ)은 측벽(34)(36) 및 (56)(57)의 한쪽 말단(58)(60) 및 (62)(63) 또는 주조 조건이 방해를 받지 않도록 너무 크지 않아야 한다.
따라서 측벽(34)(56) 및 (36)(57)의 한쪽 가장자리에서의 경사는 용융금속이 다른 이유로 형성된 틈을 통해 누출되는 것을 방지하기 위해 견고한 접촉을 이루도록 선택되어 있다.
제4도에 있어서, 용융금속 피이더노즐(52)의 측벽(56) 및 (57)은 상부 및 하부 아이들로울러(24) 및 (30)에 부합하는 상부 및 하부 가장자리(74) 및 (76)에도 둥글게 형성되어 있다. 상부 및 하부 가장자리(74) 및 (76)의 호는 상부 및 하부벨트(18) 및 (20)의 상응하는 부위의 만곡부와 일치하여 그들 상호간에 견고한 접촉이 이루어지고 있다.
하부 아이들로울러(30)를 마주보는 바닥(54)의 가장자리(78)는 아치모양으로 형성되어 있으며, 이때 형성된 호는 하부 아이들로울러(30)의 만곡부에 정확히 일치한다. 제5도에 나타나 있는 바와 같이 바닥(54)의 윗면은 하부벨트(20)의 윗면에서부터 t의 높이로 올라와 있다. 또한 바닥(54)의 말단(64)은 아이들로울러(24) 및 (30)의 중심으로부터 거리
Figure kpo00001
을 두고 저장조(42)를 향해 오프셋 되어 있다. 이로 인하여 용융금속이 주조실(10)내부로 용이하게 공급될 수 있어 비교적 얇은 금속스트립의 주조가 가능해진다.
주행벨트(18) 및 (20)에 부합하는 가장자리(74)(76) 및 (78)에는 신축성이 있고 내마모성이 있는 내화성단열재(80)가 안에 붙어 있다. 이러한 단열재(80)는 Al2O3-시스템, Al2O3-SiO2또는 BN 시스템 섬유로 만들어진 것을 사용할 수 있다. 이와 유사하게 측벽(34)(36) 및 (56)(57)의 한쪽 가장자리간에 틈이 없는 접촉이 이루어지기 위해서는 신축성 단열재를 용융금속 피이더 노즐의 가장자리에 설치할 수 있다.
용융금속 피이더 노즐을 설치하면 용융금속이 주조실로 부드럽게 공급되며, 또한 벨트(18) 및 (20)에 부합하는 가장자리는 용융금속이 누출되는 것을 방지해주며, 용융금속 피이더 노즐에 충분한 내구성을 부여해준다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 주조장치의 효율을 비교하기 위해서 두께 30mm, 폭 600mm인 금속스트립(JIS standard ss41)을 통상적인 장치를 이용하여 5m/min의 인발스피드로 주조한다. 이때 형성된 스트립의 각 결과는 다음의 표와 같다.
[표]
Figure kpo00002
주) L : 아이들 로울러축의 오프셋
○ : 유
× : 무
상술한 바와같이 주조실(10)내로 공급되어 유입구(14)로부터 유출구(16)를 지나는 동안 응고된 용융금속은 고정된 측벽(34) 및 (36)의 마주보는 면들간의 마찰에 의해 스트레스를 받게되는 경향이 있으며, 또한 들러붙게되는 경향이 있다. 주조실(10)내에서 응고화되는 금속이 마찰 스트레스로 인해 브레이크-아웃되거나 들러붙는 것을 방지하기 위하여 벨트(18) 및 (20)의 구동스피드를 주기적으로 변화시킨다. 이러한 목적을 위해서는 파워 트래인(도면에는 없음)에 연결된 구동모터(82)와 (84)의 구동스피드를 조절할 수 있다. 그리고 구동모터(82) 및 (84)에 대한 공급전압을 조절하여 주기적으로 변화시킬 수 있다. 따라서 동력원(90)과 구동모터(82)(84)사이에 구동기회로(86)(88)을 갖출 수 있다.
모터의 스피드 컨트롤을 정확히 하기 위해서는 센서(92)(94)가 상부 및 하부 벨트(18)(20)의 벨트 스피드를 모니터하며, 상기의 센서(92)(94)는 벨트 스피드를 지시하는 센서 시그날을 피이드백 시그날로서 발생시킨다.
구동기회로(86)(88)는 일정한 프로그램에 따라 벨트 스피드를 주기적으로 변화시키기 위해서 센서 시그날값을 기준으로 하여 상응하는 구동모터(82)(84)에 대한 공급전압을 구동시킨다.
바람직한 양태에 있어서, 상부 및 하부 벨트(18) 및 (20)의 벨트 스피드는 제6도에 나타난 바와 같은 곡선에 따라 변화한다. 제6도에 있어서, 벨트 스피드는 1/f(f는 진동수)의 주기 및 2a의 피크와 피크간의 진폭으로 변화한다. 진동수(f)와 진폭(2a)은 연속적인 스트립이 브레이크-아웃되거나 들러붙게 됨이 없이 순조롭게 주조되도록 경험적으로 선택된다. 그런데 실제적으로 벨트 스피드 변화의 주기(1/f)는 다음의 공식을 충족시킨다 :
Figure kpo00003
(Vc는 응고화 금속의 피이딩 스피드이고 Ln은 주조실의 전장임) 예를들면, 공급된 금속의 공급피치는 0mm 보다 크지만 200mm 보다는 작거나 같다. 또한 진폭의 변화는 Vc/200(m/min)보다 크거나 동일해야한다.
[실험예]
두께 20mm, 폭 600mm인 금속스트립을 주조하는데 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조장치를 이용한다. 인발스피드(Vc)는 5m/min으로 하고, 상부 및 하부벨트(18)과 (20)의 벨트스피드는 Vb=Vc+a.sin2πft(a는 0.16m/min이고, f는 83Hz임)로 한다.
한편으로는 일본국 특허공고 제59-153553호에 기술된 통상의 주조장치를 사용해 위에서와 유사한 금속스트립을 주조하여 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조장치를 사용한 것과 비교한다.
상기의 통상적인 장치에 있어서 탕 누출은 57%에 달했으며, 나머지 43%로써 성공적으로 주조를 수행했다. 그렇지만 완전히 주조된 금속스트립마저도 그의 표면에서 여러곳의 탕 누출흔적이 나타났다.
반면에 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조장치를 사용한 경우에는 어떠한 브레이크-아웃의 흔적도 없이 100% 주조를 달성하였다. 단지 스트립의 표면에서만 벨트스피드의 주기적 변화로 형성된 파문이 관찰되었을 뿐이었다.
제7도 및 8도는 제6도의 그것과는 달리 벨트 스피드 변화의 특징을 나타내는데, 제7도에 있어서 벨트스피드(Vb)는 핀치로울러(23)의 회전스피드에 의해 정해진 인발스피드(Vc)보다 위로 정해진다. 벨트스피드(Vb)는 제6도에 나타난 바와 같이 변하는데, 제8도에서의 벨트 스피드(Vb)는 인발스피드(Vc)보다 높은 고정된 스피드와 벨트 스피드(Vb) 사이에서 변화한다.
벨트스피드(Vb)를 금속스프립의 인발스피드(Vc) 이상으로 변화시키면 인발방향으로 단속적 임펄스가 가해져 금속이 브레이크-아웃되거나 들러붙게 되는 것을 성공적으로 예방할 수 있다. 또한 벨트스피드를 주기적으로 변화시키면 응고화된 금속재에서 불연속적 상태를 예방할 수 있는데, 그렇지 않을 경우 스트립이 감겨질 때 크랙이 발생할 수 있다.
제9도 및 제10도는 벨트스피드와 인발스피드의 또 다른 변화를 보여주는데, 제9도에 있어서 벨트스피드(Vb)와 인발스피드(Vc)는 일정한 간격(1/f)으로 단속적으로 증가한다. 벨트스피드(Vb)와 인발스피드(Vc)에 있어서의 증가는 약 0.5m/min이며, 스파이크 기간(b)는 약 0.2 내지 0.3초이다. 벨트스피드와 인발스피드의 이러한 단속적인 변화는 또한 응고화되는 금속이 브레이크-아웃되거나 들러붙게 되는 것을 방지한다.
제10도에 있어서, 벨트스피드(Vb)는 인발스피드(Vc) 이상으로 유지되며, 벨트스피드와 인발스피드는 다른 특성에 따라 주기적으로 변화한다. 특히 벨트스피드는 분당 대략 60사이클로 변하며, 인발스피드는 분당대략 30사이클로 변한다. 벨트스피드 변화의 진폭은 약 0.30m/min이며, 피이딩스피드 변화의 진폭은 약0.15m/min 이다.
일반적으로 벨트스피드 변화의 주파수 및 진폭은 피이드의 경우보다 약 2배이다. 본 양태에 있어서 Ln은 450mm로 설정되어 있다.
상기의 바람직한 양태에 있어서, 벨트스피드와 인발스피드는 구동기회로에 의해 공급전압을 변화시킴으로써 조절될지라도 기계적제동에 의해 조절할 수도 있다. 이 경우 피이더벨트(18) 및 (20) 그리고 핀치로울러(23)에 가해진 제동력은 원하는 특성에 따라 벨트스피드와 핀치로울러 스피드를 변화하기 위해 피이드백 컨트롤 할 수 있다.
또한 연속적으로 긴 얇은 금속스트립의 상기 주조공정은 제1도에 나타난 주조장치뿐 아니라 제11도 및 12도에 나타난 바와 같은 다른 형태의 주조장치에 적용할 수 있다. 제11도에 있어서, 주조실(10')은 주조된 금속스트립의 피이드 통로에 비스듬하게 놓여있다.
반면에 제12도의 주조장치에서는 주조실(10")이 수직이다.
지금까지 설명한 바와같이 벨트스피드외 인발스피드를 변화시키면 주조실 고정된 측벽의 한쪽면에서 금속의 응고화가 일어나지 않으며, 그 결과 수율이 높아지게 된다. 더우기 본 발명에 따른 바람직한 양태의 주조장치는 일본국 특허공고 59-153553호에서와는 달리 고정된 측벽에 진동을 가하는 별도의 기구가 필요치않다. 그러므로 주조장치의 제작이 간단하며 경제적이고 수율이 매우 높다.

Claims (30)

  1. 용융금속용 유입구와 주조된 금속스트립용 유출구를 지닌 긴 주조실을 한쌍의 고정된 벽 및 한쌍의 엔드레스 벨트로써 경계짓고 ; 유입구를 통해 용융금속을 연속적으로 공급하고 ; 유출구를 통해 일정한 스피드로 금속을 주조실에서 인발하고 ; 주조실내에서 금속이 유출구를 향할 때에 유입구를 통하여 공급된 용융금속을 응고화시키고 ; 주조실내에 응고화되는 금속에 저어크가 가해져 금속이 고정된 벽과 분리된 상태를 유지할 수 있도록 여러 스피드로써 엔드레스 벨트를 구동시키는 단계로 이루어진 연속적인 금속스트립의 주조방법.
  2. 제1항에 있어서, 엔드레스 벨트의 구동스피드가 최고의 스피드와 최저의 스피드간에 주파수로써 주기적으로 변화하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 최고의 스피드가 응고화된 금속의 인발스피드 이상으로 설정되고 최저의 스피드가 인발스피드 이하로 설정되는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 최고의 스피드가 인발스피드보다 높은 Vc/200(m/min)(Vc는 인발스피드)이상이고, 최저의 스피드는 인발스피드보다 낮은 Vc/200(m/min) 이하인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 엔드레스 벨트의 최저의 스피드가 주조된 금속스트립의 인발스피드보다 높은 방법.
  6. 제1항에 있어서, 엔드레스 벨트의 구동스피드가 주조된 금속스트립의 인발스피드보다 높은 스피드까지 단속적으로 증가하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 엔드레스 벨트의 스피드 변화가 일정한 간격으로 일어나는 방법.
  8. 한쌍의 고정된 벽부재 그리고 한쌍의 이동성 벽부재로 구분되어 있으며, 용융금속용 유입구와 주조된 금속스트립용 유출구를 지닌 주조실 ; 주조실의 유입구를 통하여 용융금속을 연속적으로 공급하기 위한 용융금속 공급기구 ; 주조된 금속스트립을 최초의 스피드로써 유출구의 밖으로 인발하는 인발기구 ; 주조실내에서 금속에 저어크를 가하기 위해 변화할 수 있는 제2의 스피드로써 이동식 벽부재를 주조된 금속스트립의 인발방향으로 구동시키기 위한 주조실의 이동식 벽부재에 결합된 구동기구로 구성된 금속스트립 주조장치.
  9. 제8항에 있어서, 각각의 이동성 벽부재가 아이들로울러와 구동기구로 구동되는 구동로울러 사이에 뻗어나있는 엔드레스 벨트로 이루어진 장치.
  10. 제9항에 있어서, 엔드레스 벨트가 수직으로 정렬되어 있어 주조실의 천장과 바닥을 구분지으며, 고정된 벽이 각각 서로 평행하게 배열되어 있고 수직의 측벽을 형성하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 엔드레스 벨트가 최고의 스피드와 최저의 스피드간에서 변하는 제2의 스피드로써 구동되는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 구동기구가 주파수로써 엔드레스 벨트의 구동스피드를 주기적으로 변화시키는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 구동기구가 다음의 공식을 충족시키는 주파수로써 엔드레스 벨트의 구동스피드를 주기적으로 변화시키는 장치 :
    0 < Vc/f < Ln
    (Vc는 금속스트립의 인발스피드, 1/f은 엔드레스 벨트의 스피드 변화의 주기, Ln은 고정된 측벽의 길이임).
  14. 제11항에 있어서, 최고의 구동스피드가 인발스피드를 능가하며, 최저의 구동스피드가 최초의 스피드 이하인 장치.
  15. 제11항에 있어서, 최저의 스피드가 최초의 스피드를 능가하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 인발기구가 최초의 스피드를 주기적으로 변화시키는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 인발기구가 구동기구에 의한 구동스피드 변화의 주파수보다 낮은 주파수로써 최초의 스피드를 변화시키는 장치.
  18. 제11항에 있어서, 구동기구가 구동스피드를 일정한 간격으로 최고의 스피드까지 단속적으로 증가시키는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 일정한 간격이 다음의 공식을 충족시키는 장치 :
    0 < Vc/f < Ln
    (Vc는 금속스트립의 인발스피드, 1/f은 엔드레스 벨트의 스피드 변화의 주기, Ln은 고정된 측벽의 길이임).
  20. 제19항에 있어서, 최고의 스피드가 인발스피드를 능가하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 용융금속 공급기구가 말단이 고정된 벽부재의 유입구측 말단에 부합하는 측벽을 지닌 공급노즐로 구성되어 있으며, 공급노즐의 측벽말단이 내부를 향하여 테이퍼져 있고 고정된 벽부재의 유입구측 말단이 외부를 향하여 테이퍼져 있어 공급노즐 측벽의 내부를 향한 테이퍼와 부합되는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 공급노즐 측벽 말단의 내측 가장자리가 고정된 벽부재 유입구측 말단의 내측 가장자리로부터 약간 내측을 향해 오프셋되어 있는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 공급노즐이 주조실 바닥역할을 하는 이동성 벽부재보다 약간 높게 놓여있는 상부면을 지닌 바닥을 갖추고 있는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 아이들로울러가 주조실 유입구 근처에 배치되어 있으며, 구동로울러가 유출구 근처에 배치되어 있고, 아이들로울러가 주조실의 길이방향 축에 직각으로 놓여있는 회전축에 대하여 회전할 수 있는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 주조실 바닥 유입구즉 말단에 마주대하는 공급노즐 바닥의 말단이 주조실로부터 떨어진 방향으로 회전축으로부터 오프셋 되어있는 장치.
  26. 용융금속이 주조실을 통할때 용융금속의 응고화를 야기시키는 용융금속 냉각매체의 역할을 하고 주조실내에서 최소한 하나가 응고하는 금속의 인발방향으로 구동되는 엔드레스 벨트로 이루어진 다수개의 벽으로 구분되어 있으며, 용융금속용 유입구와 연속적으로 긴 주조된 금속스트립용 유출구를 지닌 긴 주조실 ; 용융금속을 연속적으로 공급하기 위해 주조실 유입구에 결합되어 있으며, 주조실에 정렬되어 있는 공급노즐을 포함하고 주조실보다 약간 작은 단면의 통로를 지닌 용융금속 공급기구 ; 그리고 유출구의 밖으로 주조된 금속을 스피드로써 인발시키는 인발기구로 구성된 얇고 긴 금속스트립을 연속적으로 주조하는 장치.
  27. 제26항에 있어서, 주조실이 한쌍의 고정된 수직벽 그리고 주조실내에서 금속을 피이딩하는 방향으로 구동되는 한쌍의 수평 엔드레스 벨트로 구분되는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 공급노즐이 상응하는 벽의 내측 수직면으로부터 내부를 향해 오프셋된 수직면을 지닌 한쌍의 수직 측벽으로 구성된 장치.
  29. 제27항에 있어서, 공급노즐이 주조실 바닥을 형성하는 엔드레스 벨트의 상부면보다 약간 높게 놓여있는 상부면을 지니고 있으며, 공급노즐의 바닥을 형성하는 벽을 포함하는 장치.
  30. 제29항에 있어서, 주조실의 유입구와 유출구 이웃에 각각 위치하고 있으며, 주조실 축에 직각으로 뻗어나 있는 회전축에 대해 회전하는 한쌍의 로울러 사이에서 엔드레스 벨트가 설치되어 있으며, 주조실 유입구에 이웃한 바닥의 가장자리는 유입구에 이웃한 로울러의 회전축으로부터 외부를 항해 오프셋 되어 있는 장치.
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