WO2017047863A1 - 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법 - Google Patents

수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법 Download PDF

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WO2017047863A1
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mold
cast
slab
surface plate
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PCT/KR2015/011283
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오경식
강영훈
이주동
정기환
조운관
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주식회사 포스코
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Definitions

  • the present invention relates to a vertical casting facility and a vertical casting method using the same, and relates to a vertical casting facility and a vertical casting method using the same that can improve the productivity and the error rate.
  • Tundish (T) for receiving molten steel supplied from the ladle (L), the molten steel is continuously supplied from the tundish (T), the mold (M) to solidify the molten steel It is possible to lift and lower, is inserted into the mold at the time of casting, by lowering in a state supporting the cast steel (S) solidified in the mold (M), the surface plate 10 for drawing the cast (S) from the mold, And a foot roll 30 for assisting and guiding the drawing of the cast S from the mold M.
  • it is located on the upper side of the mold, and includes a heating device for heating the upper portion (top) of the slab (S) to minimize the pipe defects on the upper portion (S).
  • molten steel is inject
  • the molten steel supplied to the mold M is solidified by the cooling water flowing inside the wall of the mold M.
  • the surface plate 10 is lowered in the vertical direction, the cast steel S is drawn out of the mold.
  • the slab S having a predetermined length is drawn out of the mold by the lowering plate.
  • the present invention provides a vertical casting facility and a vertical casting method using the same that can improve the productivity and the error rate.
  • the present invention provides a vertical casting facility and vertical casting method using the same that can vertically cast the cast longer than conventional.
  • Vertical casting equipment is a mold for casting a cast by cooling the molten steel; capable of raising and lowering, by lowering in a state supporting the lower portion of the cast cast in the mold, the cast from the mold perpendicular to the ground Plate drawn by; And a guide device positioned at the lower side of the mold and supporting the cast piece drawn from the surface plate to guide the lowering of the cast piece, wherein each of the guide devices is a movement of the surface plate under the mold.
  • a plurality of guide rolls disposed in both side directions of the path and supporting the cast pieces moved by the surface plate, and connected to the guide rolls and the guide rolls rotated by the movement of the cast pieces.
  • first and second guide parts including a braking unit for applying a braking force to the braking unit.
  • Each of the first and second guide parts includes a roll driving unit connected to the guide roll to move the guide roll forward or backward toward a movement path between the cast and the surface plate.
  • the roll drive unit may include a support block connected to an end of the guide roll; And a horizontal moving part connected to the support block to apply a forward movement force and a backward movement force.
  • Each of the first and second guide parts is positioned between a plurality of guide rolls arranged in the vertical direction, and includes a plurality of nozzles for injecting cooling water toward the cast steel.
  • a guide body extending from the lower side of the mold in a direction perpendicular to the ground, the guide body having an inner space in which the cast and the plate move in a direction perpendicular to the ground, and guiding movement of the cast and the plate.
  • a guide device wherein the first and second guide parts are installed on one side and the other side of the guide device.
  • a first opening is formed on one side surface of the guide body facing the first guide part and spaced apart in the up and down direction, and is spaced apart on the other side of the guide body facing the second guide part in the vertical direction.
  • the formed second opening is formed, and the plurality of guide rolls of the first guide part are arranged so as to correspond to the first opening, and move forward and backward to pass through the first opening by the horizontal driving part of the first guide part.
  • the plurality of guide rolls of the second guide part are arranged to correspond to the second opening, and move forward and backward to pass through the first opening by the horizontal driving part of the second guide part.
  • the guide main body may include: first and second support members each extending in an up-down direction in a direction crossing each of the positions of the plurality of first openings and the plurality of second openings, and facing each other; Each of which extends in a direction intersecting with an extending direction of the first and second support members, and is installed to connect the first and second support members on one side of the first and second support members.
  • a plurality of first frames arranged spaced apart in the extending direction of the first and second support members; And extending in a direction intersecting with extending directions of the first and second supporting members, respectively, and being installed to connect the first supporting member and the second supporting member on the other side of the first and second supporting members.
  • a plurality of second frames arranged to be spaced apart from each other in the extending direction of the first and second supporting members, wherein a space between the first frame and the first frame is the first opening, The spacing space between the second frames is the second opening.
  • the guide device includes a guide member provided on an inner side surface of each of the first and second support members of the guide body so as to extend along an extension direction of the first and second support members.
  • a movable trolley capable of lifting up and down along the extending direction of the guide body.
  • It is connected with the said moving cart, and includes a surface plate moving device which raises and lowers the said moving cart.
  • the moving trolley may include a main body on which the surface plate is seated; A pair of rotatable first sheaves installed to be connected to both side surfaces of the balance body; A pair of second sheaves rotatably installed on one side of each of the pair of first sheaves; And first and second sliding parts mounted on both side surfaces of the trolley body and sliding along the first guide member and the second guide member of the guide device.
  • the surface moving device may include: a first winch rotatable on an outer upper portion of the guide device; A first wire wound to connect between the first sheave of the moving trolley and the first winch; A first drum rotatable and wound with a first wire wound around the first winch; A first motor connected to the first drum to rotate the first drum; A second winch rotatably positioned at an outer lower portion of the guide device; A second wire wound to connect between the second sheave of the moving trolley and the second winch; And a second drum rotatable and wound with a second wire wound around the second winch; a second motor connected to the second drum to rotate the second drum.
  • An unloading device positioned in an outward direction of the first frame of the guide main body to receive and carry out the cast slab;
  • a separating device which is finished casting in an outer direction of the second frame so as to face the carrying device, and separates the slab positioned in the guide main body in the direction in which the carrying device is located from the surface plate.
  • the first frame located at the lowermost end is positioned above the upper portion of the carrying out device, and the The lower region of the first frame located at the lowermost end is a space in which the cast slab is carried out from the guide main body.
  • the carrying out device receives a cast piece placed in a vertical state from the surface plate and is rotatable in a horizontal state.
  • a second stirring device installed outside the guide device around the upper part of the guide device or inside the guide roll to stir the unsolidified molten steel of the cast steel or during casting.
  • the vertical casting method comprises the steps of raising the surface plate to close the lower opening of the mold; Supplying molten steel to the mold to cool the molten steel in the mold; Lowering the surface plate in a direction perpendicular to the ground, thereby continuously drawing the slab from the mold; And vibrating the mold; wherein the continuously drawing the cast piece comprises: a plurality of first guide rolls arranged in a direction perpendicular to the ground from the lower side of the mold, and the plurality of first guide rolls below the mold; Lowering the cast slab between a second guide roll positioned to face the first guide roll of the roll; Applying a braking force to each of the plurality of first guide rolls and the plurality of second guide rolls according to a casting speed while the slab lowers the slab between the plurality of first guide rolls and the plurality of second guide rolls. It includes;
  • each of the first guide roll and the second guide roll is horizontally moved to adjust the distance between the first guide roll and the second guide roll according to the thickness of the cast steel to be cast,
  • the first guide roll is in contact with one side of the cast, and the second guide roll is in contact with the other side of the cast.
  • a lower side of the mold is installed extending in a direction perpendicular to the ground, and a guide device having an inner space is provided, and each of one side and the other side of the guide device and the plurality of first guide rolls and second guide rolls;
  • a plurality of first openings and second openings are provided so as to correspond, and before drawing the cast from the mold, the first guide roll is horizontally moved to pass through the first opening according to the thickness of the cast, 2
  • the guide roll is horizontally moved to pass through the second opening according to the thickness of the cast steel.
  • the slab continuously drawn by the surface plate moves to pass through the guide apparatus.
  • the heating device is moved between the mold and the first and second guide rolls, and the slab top portion is raised so as to be located between the mold and the first and second guide rolls to raise the heating device. To heat the slab top.
  • molten steel can be continuously supplied through a plurality of ladles so that the cast can be vertically cast continuously. That is, conventionally, only the primary casting was performed with the molten steel supplied from one ladle, and the casting was terminated because the casting was unstable when the casting length of the thick cast steel was long, which may lead to an operation accident. In addition, since the unstable movement of the cast steel prevents casting at a constant casting speed, there is a problem that the cast quality is deteriorated.
  • 3 and 4 are three-dimensional views showing the guide device and the guide device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view schematically illustrating a state in which a guide roll of a guide device is correspondingly positioned in a spaced space between a plurality of frames in a direction in which a plurality of frames of a guide device are located;
  • FIG. 6 is a view schematically illustrating a state in which the guide rolls and the nozzles of the guide device correspond to the spaced spaces between the plurality of frames in the direction in which the first and second guide members of the guide device are located.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a braking unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating the first and second horizontal moving parts connected to the first and second guide rolls according to an embodiment of the present invention, and explaining the operation thereof.
  • Figure 9 is a three-dimensional view showing a surface plate and a moving cart for supporting the same according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a top view illustrating a fastening relationship between a moving trolley and a guide apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 11 to 17 conceptually illustrates a vertical casting method using a vertical casting facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view conceptually illustrating a vertical casting facility according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are three-dimensional views showing the guide device and the guide device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view schematically illustrating a state in which a guide roll of a guide apparatus is correspondingly positioned in a spaced space between a plurality of frames in a direction in which a plurality of frames of a guide apparatus are located.
  • FIG. 6 is a view schematically illustrating a state in which guide rolls and nozzles of a guide device are correspondingly positioned in spaced spaces between a plurality of frames in a direction in which the first and second guide members of the guide device are located.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a braking unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating the operation of the first and second horizontal moving parts connected to the first and second guide rolls according to the embodiment of the present invention.
  • 9 is a three-dimensional view showing a surface plate and a moving bogie supporting the same according to an embodiment of the present invention.
  • 10 is a top view illustrating a fastening relationship between a moving cart and a guide device according to an embodiment of the present invention.
  • 11 to 17 are conceptual views illustrating a vertical casting method using a vertical casting facility according to an embodiment of the present invention.
  • the vertical casting equipment receives the molten steel from the ladle (L) and temporarily receives the molten steel from the tundish (T), the tundish (T) to temporarily store the molten steel
  • the mold M to solidify, the first stirring device 2100 located outside the mold M and agitating the molten steel in the mold M, and the drawing of the cast S from the mold located below the mold M.
  • Foot roll 3000 for guiding or assisting, vertically moveable, the direction perpendicular to the ground from the lower side of the surface plate 6000, the mold M and the foot roll 3000 to draw the cast (S) from the mold (M)
  • a plurality of guide rolls 5100a and 5100b which are installed so as to extend in the extending direction of the guide device 4000 and the guide device 4000, which are installed to extend in a direction such that the cast steel S and the surface plate 6000 can stably descend.
  • a pair of guide portions (5000a, 5000b) having a) is provided so as to face both sides of the guide device 4000, It includes a guide device 5000 to allow the cast (S) to stably lower, spraying the cooling water to the first solidified cast (S) to secondary solidification.
  • the vertical casting equipment is installed to support the surface plate 6000 inside the guide device 4000, and is connected to the moving trolley 7000 and the moving trolley 7000, which can be moved up and down in the extension direction of the guide device 4000.
  • a surface plate moving device 8000 for providing a driving force for raising and lowering the moving cart 7000.
  • the vibration generating device (not shown) which is located outside the mold (M) to vibrate the mold (M), located on one side of the guide device 4000, the cast slab (S) by pushing the cast plate 6000 and Located on the other side of the guide device 4000 so as to face the separating device 9000a and the separating device 9000a to be separated, and vertically supporting the slab S moved by the operation of the separating device 9000a, the horizontal direction And a carrying device 9000b which is rotated to be carried out to the outside.
  • the vertical casting installation is installed in the upper part in the lateral direction of the guide apparatus 4000 or a pair of guide part 5000a, 5000b, and cast slab S unsolidified molten steel drawn out from the mold M, or casting during solidification And a second stirring device 2200 for stirring the uncondensed molten steel, and a heating device 2300 for moving between the foot roll 3000 and the guide device 4000 to heat the casted S top area. .
  • ladle (L), tundish (T), mold (M), vibration device (not shown), foot roll (3000) is the same as the general casting equipment, so The description is omitted or briefly explained.
  • the vertical casting equipment according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration is to cast a cast continuously through a plurality of ladles, and to terminate the casting, it may be referred to as a vertical semi-continuous casting equipment.
  • the mold M cools and solidifies the molten steel in the liquid phase supplied from the tundish T, and continuously casts the cast steel S having a rectangular cross section.
  • a mold M has an inner space and has a cylindrical shape with an upper side and a lower side opened, and the shape of the cross section corresponding to the shape of the slab S to be cast is, for example, a quadrangle. More specifically, the mold M has a pair of short sides and long sides, and forms a space having a rectangular cross section inside.
  • the shape of the mold (M) may be modified in various shapes and sizes according to the shape of the cast (S) to be manufactured.
  • the 1st stirring apparatus 2100 is installed in the outer periphery of the mold M, and the molten steel in the mold M is stirred.
  • the first stirring device 2100 according to the embodiment of the present invention is an electromagnetic stirring means (EMS) for forming a magnetic field in the molten steel to stir the molten steel.
  • EMS electromagnetic stirring means
  • the initial solidification layer of the cast S is made uniform by the temperature uniformity of the molten steel in the mold M, and the equiaxed crystal in the slab is adjusted. Increase the internal quality.
  • the first stirring device 2100 is not limited to the above-described electromagnetic magnetic stirrer (EMS), and various means capable of stirring the molten steel in the mold M are applicable.
  • EMS electromagnetic magnetic stirrer
  • the surface plate 6000 is inserted into the mold M before casting to close the lower opening of the mold, and after the start of casting, by supporting and lowering the primary solidified cast S in the mold M, the mold M is removed from the mold M. Pull out the cast (S).
  • the surface plate 6000 allows some or all of the molten steel to be inserted into the mold M before the molten steel flows into the mold M, and gradually descends when the molten steel enters the mold M and starts to solidify first. Sealing between the air gap between the outer peripheral surface of the surface plate and the inner wall of the mold in the state that the surface plate 6000 is inserted into the mold, when the molten steel flows into the mold, the fine space between the surface plate and the cooling mold Will not leak.
  • a specific groove may be formed in the surface plate 6000 so that after the solidification of the cast steel (S) is completed, the drawing of the cast steel and the separation of the cast steel (S) and the surface plate are easy.
  • the guide device 4000 extends in the vertical casting direction of the cast steel S from the lower side of the mold M, and the cast steel S, the surface plate 6000, and the moving cart 7000. To move stably.
  • the guide device 4000 extends in a vertical direction, and includes a guide body (S), a platen 6000 drawn from a mold, and a guide body having an internal space in which the moving cart 7000 moves in a vertical direction, that is, in an up and down direction. 4100 and an opening formed on the guide body 4100, which are arranged in the vertically extending direction in both side directions of the guide body 4100 facing the pair of guide portions 5000a and 5000b, and are spaced apart from each other. 4200a and 4200b and guide members 4300a and 4300b provided on the inner wall of the guide body 4100 in the vertically extending direction to assist the movement of the moving cart 7000.
  • the guide body 4100 is a means for stably moving the cast steel S, the surface plate 6000, and the moving cart 7000 up and down.
  • the guide body 4100 has an inner space extending in the vertical direction, and has an open top and bottom sides.
  • the guide body 4100 has a shape in which the rough shape of the cross section corresponds to the slab S or the mold M. FIG.
  • the guide main body 4100 is a hollow shape whose shape of a cross section is rectangular.
  • the guide body 4100 extends in the vertical direction at positions corresponding to both short sides of the mold M or the cast steel S, respectively, and is installed to face each other. Installed at positions corresponding to both the long sides of the members 4100a and 4100b, the mold M, or the cast S, respectively, and intersecting or perpendicular to the extending directions of the first and second supporting members 4100a and 4100b, respectively. And a plurality of first frames 4100c and a plurality of second frames 4100d arranged in the extending direction of the first and second supporting members 4100a and 4100b and spaced apart from each other.
  • the space between the first frame 4100c and the first frame 4100c disposed to be spaced apart from each other is a first opening 4200a through which the first guide roll 5100a of the first guide portion 5000a to be described below is passed.
  • the second opening 4200b through which the second guide roll 5100b of the second guide part 5000b described later is spaced between the second frame 4100d and the second frame 4100d spaced apart from each other.
  • the plurality of first openings 4200a are spaced apart from each other in a vertical direction at positions corresponding to one long side of the mold M or the slab S, and the plurality of second openings 4200b correspond to the other long sides. It is spaced apart to be arranged in the vertical direction at the position.
  • a carrying device 9000b is installed at one outside of both long sides of the guide body 4100, and a separation device 9000a is installed at the other outside.
  • the separating device is located outside the first frame 4100c of the guide body, and the carrying out device 9000b is located outside the second frame 4100d.
  • each of the first and second support members 4100a and 4100b of the guide device 4000 have a “c” shape of a Korean consonant.
  • each of the first supporting members 4100a is formed to extend in the vertical direction, and the pair of first supporting members 4120a and 4110a spaced apart in the short side direction of the mold M or the cast steel S, Each is installed to connect between a pair of the first support (4110a, 4120a), and includes a plurality of first connecting members (4130a) spaced apart and arranged in the extending direction of the first support (4110a, 4120a).
  • each of the pair of first support 4110a, 4120a is a "a" or "b" of the Hangul consonants. More specifically, each of the pair of first supports 4110a and 4120a corresponds to the first members 4111 and 4121 extending in a direction corresponding to the short side direction of the slab S and the long side direction of the slab S. And second members 4112 and 4122 extending in a direction, and the first members 4111 and 4121 and the second members 4112 and 4122 are connected to each other in a cross orthogonal state. The two first members 4111 and 4121 constituting each of the pair of first supports 4110a and 4120a are spaced apart from each other.
  • the second support member 4100b has the same shape and configuration as the first support member 4100a described above.
  • a second support member (4100b) is formed extending in the vertical direction, respectively, each of the first support member (4100a) a pair of first supports (4120a, 4110a) with a pair of second supports (4120b installed so as to face the , 4110b, each of which is installed to connect between the pair of second supports 4120b and 4110b, and is arranged in the extending direction of the second supports 4120b and 4110b, and the plurality of second connection members 4130b spaced apart from each other. ).
  • each of the pair of second support (4120b, 4110b) is a "a" or "b" of the Hangul consonants. More specifically, each of the pair of second supports 4120b and 4110b corresponds to the first members 4111 and 4121 formed in the direction corresponding to the short side direction of the slab S and the long side direction of the slab S. And second members 4112 and 4122 extending in a direction, and the first members 4111 and 4121 and the second members 4112 and 4122 are connected to each other in a cross orthogonal state. The two first members 4111 and 4121 constituting each of the pair of first supports 4110a and 4120a are spaced apart from each other.
  • the separating device 9000a located on one side outside of the guide body 4100 of the guide device 4000 pushes the cast steel S to the other side outward direction of the guide body 4100, It is to be seated in the carrying out device (9000b). That is, the cast slab (S) that is finished casting should be carried out in the other direction of the guide body 4100. Therefore, the plurality of second frames 4100d provided in the other direction of the guide body 4100 in which the carrying device 9000b is located are not installed to be arranged up to the lower portions of the first and second supporting members 4100a and 4100b, and are vertical. It is installed so that it can be arranged up to the upper position of the carrying out device. Accordingly, the lower region of the second lowest frame 4100d of the plurality of second frames 4100d on the guide body 4100 is a space where the cast slab S is separated from the guide device 4000.
  • the guide members 4300a and 4300b extend upward and downward inside each of the first and second support members 4100a and 4100b to guide the vertical movement of the moving trolley 7000 supporting the surface plate. That is, the first guide member 4300a is provided inside the first support member 4100a, and the second guide member 4300b is provided inside the second support member 4100b.
  • the first and second guide members 4300a and 4300b according to the embodiment may be in the form of a rail, but the present invention is not limited thereto.
  • Various means for guiding the movement of the moving cart 7000 may be applied.
  • the first guide member 4300a is installed on the pair of first support members 4110a and 4120a constituting the first support member 4100a, and the pair of first members constituting the second support member 4100b is provided.
  • the second guide member 4300b is provided on each of the second supports 4110b and 4120b. More specifically, a first guide member is provided on inner surfaces of each of the first members 4111 and 4121 and the second members 4112 and 4122 constituting the pair of first supports 4110a and 4120a, respectively.
  • Second guide members 4300b are provided on inner surfaces of the first members 4111 and 4121 and the second members 4112 and 4122 respectively constituting the pair of second supports 4110b and 4120b.
  • the guide device 5000 is driven by the surface plate 6000 to support the outer surface of the cast steel S drawn from the mold, to help lower the cast steel S, and to spray cooling water onto the lower cast steel S. Serves to cool the car. 2 to 6, the guide device 5000 according to the embodiment of the guide device to face the first guide portion 5000a and the first guide portion 5000a positioned on one side of the guide device 4000. And a second guide part 5000b positioned at the other side. Each of the first and second guide parts 5000a and 5000b is provided so as to face the first and second frames 4100c and 4100d of the long side of the lowered slab S or the guide device 4000.
  • first guide portion 5000a is positioned in a direction opposite to the one long side of the slab S or the first frame 4100c of the guide device 4000, and the other long side or the second frame 4100d of the slab S.
  • the second guide portion 5000b is positioned in a direction opposite to the cross-section.
  • the plurality of first guide parts 5000a are arranged to be spaced apart from each other in a vertical direction at positions facing the first opening 4200a of the guide device 4000 to support one long side of the descending cast piece S.
  • a first roll drive unit 5200a connected to the guide roll 5100a and the plurality of first guide rolls 5100a to facilitate rotation of the first guide roll 5100a and to move horizontally or forward and backward;
  • the second guide part 5000b is arranged in the vertical direction at a position opposite to the second opening 4200b of the guide device 4000, and is arranged to be spaced apart and supports a plurality of second guides of the other long side of the lowered slab S.
  • the first guide roll 5100a is formed to extend in a direction corresponding to one long side of the mold M or the cast steel S, and is rotatable by the movement of the cast steel S.
  • Each of the plurality of first guide rolls 5100a is positioned to correspond to the plurality of first openings 4200a arranged in the vertical direction. That is, the plurality of first guide rolls 5100a are positioned to correspond to the spaced spaces (first openings 4200a) between the plurality of first frames 4100c arranged in the vertical direction.
  • the first guide roll 5100a is horizontally moved or moved forward or backward by passing through the first opening 4200a by the first roll driving unit 5200a.
  • the second guide roll 5100b extends in a direction corresponding to the other long side of the mold M or the cast piece S, and is rotatable.
  • Each of the plurality of second guide rolls 5100b is positioned to correspond to the plurality of second openings 4200b arranged in the vertical direction.
  • the plurality of second guide rolls 5100b are positioned to correspond to the spaced spaces (second openings) between the plurality of second frames 4100d arranged in the vertical direction.
  • the second guide roll 5100b is horizontally moved or moved back and forth to pass through the second opening by the second roll driving unit 5200b.
  • the structure and the structure of the 1st roll drive unit 5200a, the 2nd roll drive unit 5200b, the 1st braking unit 5300a, and the 2nd braking unit 5300b are the same.
  • the respective configurations of the first roll driving unit 5200a and the first braking unit 5300a will be described, and the description of the second roll driving unit 5200b and the second braking unit 5300b will be omitted or briefly described. do.
  • the first roll drive unit 5200a is connected to the pair of first support blocks 5210a and the pair of first support blocks 5210a connected to one end and the other end of the first guide roll 5100a, respectively, and is horizontally moved. Or a first horizontal moving part 5220a for providing forward and backward driving force.
  • the pair of first support blocks 5210a are connected to one end and the other end of the first guide roll 5100a, and a means such as a bearing for smoothly rotating the first guide roll 5100a may be installed therein. have. That is, a bearing is installed in each of the pair of first support blocks 5210a, and one end and the other end of the first guide roll 5100a are installed to be connected to a bearing installed in the first support block 5210a.
  • the first support block 5210a covers one end and the other end of the bearing and the first guide roll 5100a connected to the bearing.
  • the first and second horizontal moving parts 5220a and 5220b horizontally move the first and second guide rolls 5100a and 5100b according to the thickness of the cast steel S to be cast, and the first guide roll 5100a and The space
  • the pair of first horizontal moving parts 5220a are respectively connected to the pair of first supporting blocks 5210a to provide horizontal moving force, that is, forward and backward moving force, to the pair of first supporting blocks 5210a.
  • the second horizontal moving part 5220b is connected to the pair of second supporting blocks 5210b, respectively, to provide horizontal moving force, that is, forward and backward moving force, to the pair of second supporting blocks 5210b. .
  • each of the first horizontal moving part 5220a and the second horizontal moving part 5220b is connected to the support blocks 5210a and 5210b to enable forward and backward movements of the driving shafts 5121a and 5221b.
  • driving sources 5222a and 5222b for moving the driving shafts 5121a and 5221b back and forth.
  • the first and second horizontal moving parts 5220a and 5220b are hydraulic cylinders, but are not limited thereto, and various means capable of moving the first and second guide rolls 5100a and 5100b forward and backward. Application is possible.
  • the first and second guide rolls 5100a and 5100b support one side and the other side of the cast steel S drawn and lowered from the mold M, and rotate by the force of the cast steel S descending. do.
  • the mold is oscillated using a separate vibration device.
  • the slab S drawn from the mold M vibrates or shakes in the up and down direction, in which the first and second guide rolls 5100a and 5100b are the slabs S. Since it supports, the slab S slips.
  • the shaking of the cast steel S is not controlled at the speed set or set by the casting speed (circle speed) of the cast steel S, and is cast at an unstable or incorrect cast speed. This lowers the surface quality of the cast (S), and becomes a factor of the operation accident.
  • the first and second guide rolls 5100a and 5100b rotate by the falling force of the cast steel S to control the rotational force of the cast steel S to prevent shaking.
  • 2 A 1st and 2nd braking unit 5300a, 5300b is attached to each of the guide rolls 5100a, 5100b.
  • the first and second braking units 5300a and 5300b are hydraulic disc brakes and adjust braking force by adjusting hydraulic pressure.
  • the hydraulic pressure and the resulting braking force of the first and second braking units 5300a and 5300b can be appropriately adjusted according to the casting speed and the magnitude of the vibration.
  • the first and second braking units 5300a and 5300b are operated to apply predetermined braking force to the first and second guide rolls 5100a and 5100b.
  • the rotational force of the second guide rolls 5100a and 5100b is adjusted. Accordingly, the first and second guide rolls 5100a and 5100b do not rotate in synchronization with the falling speed of the surface plate 6000. Accordingly, the first and second guide rolls 5100a and 5100b supporting the slab S have a force on the slab S so as to hinder the vertical movement of the slab S when a shake occurs in the slab S. It will be applied to this, the shake of the cast (S) is prevented.
  • each of the first and second braking units 5300a and 5300b is connected to the housing 5310 having an inner space and the guide rolls 5100a and 5100b, so as to be connected to the guide rolls 5100a and 5100b.
  • the first and second pads 5330a and 5330b which are spaced apart from each other by the disk 5320 and one side and the other side of the disk 5320 that are rotated together, are installed in the housing 5310, and the first and second pads 5330a.
  • 5330b is connected to the rear of each of the first and second pistons 5400a and 5400b for forward and backward movement, connected to the housing 5310, and a supply pipe 5500 for supplying hydraulic oil into the housing 5310. It includes.
  • the front of each of the first and second pads 5330a and 5330b, and the front of the first and second pistons 5400a and 5400b are directions in which the disk 5320 is located, and the rear of the first pad and the second pad 5330a and 5330b are opposite directions.
  • the supply pipe 5500 is connected to the body to supply oil to the rear of each of the first and second pistons 5400a and 5400b.
  • the first and second pistons 5400a and 5400b advance in the disc direction, and thus the first and second braking units 5300a and 5300b move forward.
  • the second pads 5330a and 5330b move to contact the disk.
  • a braking force is applied to the disk by frictional force, and thus a braking force is applied to the guide rolls 5100a and 5100b connected to the disk. Is applied.
  • first and second braking units 5300a and 5300b have been described as hydraulic disc brakes.
  • the present invention is not limited thereto, and a braking force is applied to the rotation of the first and second guide rolls 5100a and 5100b.
  • it is possible to apply a variety of means that can control the rotation.
  • the surface movement device 8000 is a means for raising or lowering the surface plate 6000.
  • the surface movement device 8000 according to the embodiment is a driving means using a wire or a wire rope.
  • the surface plate moving device 8000 according to the embodiment includes a first drive unit 8000a positioned above the guide device 4000, a second drive unit 8000b positioned below the guide device 4000, and a moving cart ( Winding to connect the first wire W1, the second sheave 7300, and the second driving unit 8000b wound to connect the first sheave 7200 and the first driving unit 8000a installed in the 7000.
  • the first drive unit 8000a is installed so as to face each other at an upper outer side of the guide device, and is rotatable, and includes a pair of first winches 8100a and a first wire W1 wound with the first wire W1. ) Is wound, and the rotatable first drum 8300a and the first motor 8300a are connected to the first drum 8300a to provide rotational force.
  • the first driving unit 8000a is positioned between the first winch 8100a and the first drum 8300a so that the first wire W1 is wound, is rotatable, and serves to change direction. And an adjusting unit 8200a.
  • the pair of first winches 8100a are located at the outer side of the first support member 4100a of the guide body 4100 and the outer side of the second support member 4100b and the first and second support members 4100a and 4100b. It can be installed to face.
  • the second drive unit 8000b is installed so as to face each other at the lower outer side of the guide device, and is rotatable, and includes a pair of second winches 8100b and a second wire W2 wound with the first wire W1. ) Is wound, and the rotatable second drum 8300b and the second motor 8300b are connected to the second drum 8300b to provide rotational force.
  • the second driving unit 8000b is positioned between the second winch 8100b and the second drum 8300b so that the second wire W2 is wound, rotatable, and serves to change direction.
  • an adjusting unit 8200a is installed so as to face each other at the lower outer side of the guide device, and is rotatable, and includes a pair of second winches 8100b and a second wire W2 wound with the first wire W1. ) Is wound, and the rotatable second drum 8300b and the second motor 8300b are connected to the second drum 8300b to provide rotational force.
  • the second driving unit 8000b is
  • the pair of second winches 8100b may be formed on the outer side of the first support member 4100a of the guide body 4100 of the guide device 4000 and the outer side of the second support member 4100b. It may be installed to face (4100a, 4100b).
  • the first drive unit 8000a serves to pull up or loosen the first wire W1 to raise or lower the moving cart 7000
  • the second driving unit 8000b is used to raise or lower the moving cart. Accordingly, the second wire W2 has tension or tension, so that the surface plate 6000 and the moving cart 7000 can stably move.
  • the first and second driving units 8000a and 8000b are provided with winches as a means for moving the surface plate 6000 by winding or unwinding the wires W1 and W2.
  • the first and second drive units 8000a and 8000b are not limited thereto, and various means capable of moving the surface plate 6000, for example, a hydraulic cylinder, may be applied.
  • the guide device 5000 includes two guide parts 5000a and 500b, but the present invention is not limited thereto, and the guide device 5000 may further include additional guide parts according to various casting conditions and facility configurations.
  • the moving cart 7000 supports the surface plate 6000, is installed inside the guide device 4000, and moves up and down along the extension direction of the guide device 4000 by the surface movement device 8000 described later.
  • the moving trolley 7000 includes a trolley body 7100 supporting the surface plate 6000, and first and second supporting members 4100a and 4100b of the guide device 4000. ), A pair of first sheaves 7200, which are installed so as to be spaced apart from each of both sides of the bogie body 7100, are rotatable and the first wire W1 is wound, Among the outer surfaces of the pair of second sheaves 7300 and the moving trolley 7000, which are spaced apart from each other on the first side of the first sheave 7200 and are rotatable and the second wire W2 is wound.
  • first and second support members (4100a, 4100b) It is provided on both sides facing the first and second support members (4100a, 4100b), and includes a sliding portion (7400a, 7400b) that can slide on the first and second guide members (4300a, 4300b).
  • first and second sheaves 7200 and 7300 are fixedly installed to be connected to the movement guide body 4100, and move together with the lifting and lowering of the bogie body 7100.
  • the balance body 7100 preferably has a shape corresponding to the shape of the cross section of the guide device 4000, and may be, for example, a quadrangular shape.
  • the bogie body 7100 moves up and down along the guide members 4300a and 4300b provided inside the guide body 4100 of the guide device 4000.
  • the first and second guide members 4300a and 4300b that can slide on the outer surfaces facing the first and second support members 4100a and 4100b, and Second sliding parts 7400a and 7400b are provided.
  • the first guide member ( The first and second sliding parts 7400a and 7400b are installed at positions corresponding to the 4300a and the second guide member 4300b.
  • the moving cart is in the shape of a quadrangle, as shown in FIG. 9, it is provided at four corner positions on one side and the other side.
  • the first and second sliding parts 7400a and 7400b installed in the moving cart 7000 are installed to slide each of the first and second guide members 4300a and 4300b. That is, a plurality of first sliding parts 7400a are installed on one side of the moving cart 7000 to slide along the first guide member 4300a provided in the first supporting member 4100a. In addition, a plurality of second sliding parts 7400b are provided on the other side of the moving cart 7000 to slide along the second guide member 4300b provided on the second supporting member 4100b. In other words, the first and second sliding parts 7400a and 7400b are provided at four corners, respectively, on one side and the other side of the moving cart 7000.
  • Each of the first and second slide portions 7400a and 7400b includes a first slide member 7171 and a second slide member 7272, wherein the first slide member 7171 is compared to the second slide member 7272.
  • the first sliding member 7241 is provided with the first and second guide members provided in the second members 4112 and 4122 constituting the first and second support members 4100a and 4100b, respectively.
  • 4300a and 4300b to slide and the second sliding member 7272 is the first and second guide members provided in the first members 4111 and 4121 constituting the first and second support members 4100a and 4100b, respectively. Ride on (4300a, 4300b).
  • the first and second slide members 7141 and 7412 may be in the form of a ball, but various means capable of sliding in the guide member may be applied.
  • the heating device 2300 reduces the occurrence of pipe defects in the top portion of the slab S by heating the top portion of the slab S and preventing pre-solidification from the top portion of the slab S before carrying out the slab S.
  • the heating device 2300 includes a hollow heating body 2310 having an opening through which the slab S can pass, and a heat generator 2320 installed inside the heating body 2310.
  • the heating device 2300 according to the embodiment is an induction heating device (EMH; Electro Magnetic Heater), the heating element may be an induction heating coil.
  • EMH Electro Magnetic Heater
  • the carrying out device 9000b receives the cast S placed in a vertical state from the surface plate 6000 and is rotatable in a horizontal state.
  • the carrying out device 9000b extends in a direction intersecting with the first seating portion 9100 and the first seating portion 9100 for supporting and seating the lower portion of the vertical slab S separated from the surface plate 6000.
  • a plurality of transport rollers 9300 rotatable in the extending direction of the second seating part 9200 and the second seating part 9200, which are connected to the first seating part 9100 and face the side surfaces of the cast steel S;
  • a rotation driving unit 9400 installed to connect between the first seating unit 9100 and the second seating unit 9200 to rotate or tilt the take-out apparatus 9000b.
  • the separating device 9000a is located outside the guide device 4000 so as to face the carrying out device 9000b and pushes the cast-end slab S toward the carrying out device 9000b, thereby casting the slab S from the surface plate 600. ).
  • the separation device 9000a may be provided in plurality and spaced apart from each other in the vertical direction or the vertical direction with respect to the ground.
  • the separating device 9000a according to the embodiment is a hydraulic cylinder, but not limited thereto, and various means capable of separating the slab S from the surface plate 6000 by pushing the slab S toward the position direction. This is applicable.
  • the movable cart 7000 is raised through the surface plate moving device 8000, and the bottom plate M is closed by inserting the surface plate 6000 under the mold M, as shown in FIG. . That is, when the first winch 8100a is rotated and the first wire W1 is pulled, the moving cart 7000 and the surface plate 6000 rise, and the surface plate 6000 moves to close the mold lower opening.
  • each of the first and second guide rolls (5100a, 5100b) according to the thickness of the slab (S) to be cast By moving forward or backward, the separation distance between the 1st guide roll 5100a and the 2nd guide roll 5100b is adjusted.
  • the ladle L in which the molten steel is accommodated is moved to the upper side of the tundish T, and the molten steel of the ladle L is tapped into the tundish.
  • the molten steel of the tundish T When the molten steel of the tundish T is supplied to the mold M through the nozzle, the molten steel first solidifies inside the mold M, and starts to solidify on the upper surface 6000. While the molten steel is supplied to the mold M, the first stirring device 2100 located outside the mold M is operated to stir the molten steel in the mold M, and the molten steel is sticking to the inner wall of the mold M. In order to avoid the vibration), the mold is oscillated using a separate vibration device.
  • the primary solidified slab S is drawn out from the mold M.
  • the cast steel S having a predetermined length is cast (see FIG. 13).
  • the primary casting operation continuously supplies molten steel through a plurality of ladles (L).
  • the cast steel S was cast by the amount of molten steel supplied from one ladle L, but in the present invention, the cast steel S was continuously cast by the amount of molten steel continuously supplied from two or more ladles L. do.
  • the cast (S) cast and drawn from the mold (M) is lowered to pass through the guide device 4000, as shown in Figs.
  • the side surface of the cast steel (S) is lowered in a state supported by the first and second guide rolls 5100a and 5100b of the guide device 5000, the first and second by the force that the cast steel (S) moves.
  • the guide rolls 5100a and 5100b rotate, and the slab S is secondarily cooled by the cooling water injected from the plurality of first and second nozzles 5400a and 5400b.
  • the second stirring device 2200 provided on the outside of each of the first and second guide portions 5000a and 5000b, the pipe solidification is minimized by stirring the unsolidified molten steel of the top portion of the cast steel S.
  • the braking units 5300a and 5300b are provided on the first and second guide rolls 5100a and 5100b to prevent shaking of the cast steel S, thereby preventing the shaking of the cast steel S. That is, during casting of the cast steel S, the first and second braking units 5300a and 5300b are operated to apply a predetermined braking force to the first and second guide rolls 5100a and 5100b. The rotational force of the second guide rolls 5100a and 5100b is adjusted.
  • the first and second guide rolls 5100a and 5100b supporting the slab S have a force on the slab S so as to prevent the slab S from moving up and down when shaking occurs in the slab S. It will be applied to this, the shake of the cast (S) is prevented. Since the cast steel S, the surface plate 6000 and the moving cart 7000 are lowered to pass through the inside of the guide device 4000, the second winch 8100b supports the second wire under tension of the surface plate. , Stable descent is possible.
  • the heating device When the slab S having a desired length is cast by continuous casting supplying molten steel through the plurality of ladles L, as shown in FIG. 15, the heating device is positioned above the guide device 4000. Then, the surface plate and the moving trolley are raised a predetermined distance so that the top portion of the cast steel S is inserted into the opening of the heating apparatus. Thereafter, when the heating device 2300 is operated, the top portion of the slab S is heated, thereby minimizing the pipe defect length of the top portion of the slab S.
  • the top portion of the cast steel S is positioned below the first frame 4100c at the bottom of the plurality of first frames 4100c.
  • the slab S moves to the carrying-out device 9000b that is standing vertically.
  • the transporting device 9000b is tilted so that the slab S is in the horizontal direction, and the transporting device 9000b is transported.
  • the cast steel can be continuously cast vertically by supplying molten steel continuously through a plurality of ladles L with a thick cast steel having a thickness of 400 to 1000 mm. That is, the casting of the ultra-thin section slab having a very thick thickness was performed by casting only one primary with the amount of molten steel supplied from one ladle L by the vertical semi-continuous casting machine due to solidification characteristics and quality problems, and the casting was finished.
  • the guide device 5000 and the guide device 4000 are installed on the lower side of the mold M, and the braking units 5300a and 5300b are connected to the guide rolls 5100a and 5100b to enable rotational force adjustment.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형, 승하강 가능하며, 주형에서 주조된 주편의 하부를 지지한 상태로 하강하여, 주형으로부터 주편을 지면과 수직한 상태로 인발시키는 정반 및 주형의 하측에 위치하여, 정반으로부터 인발된 주편을 지지하여, 주편의 하강을 가이드하는 가이드 장치를 포함하고, 가이드 장치는 각각이 상기 주형의 하측에서, 상기 정반의 이동 경로의 양 측 방향에 배치되어, 상기 정반에 의해 이동하는 주편을 지지하고, 주편의 이동을 가이딩하는 복수의 가이드 롤 및 상기 가이드 롤과 연결되어 주편의 이동에 의해 회전하는 상기 가이드 롤에 제동력을 인가하는 제동 유닛을 구비하는 제 1 및 제 2 가이드부를 포함한다. 본 발명의 실시형태에 의하면, 하나의 래들이 아닌, 복수의 래들로부터 공급된 용강으로 연속적으로 주편을 수직 주조할 수 있어, 주편의 생산율 및 실수율이 2배 이상 향상되는 효과가 있다.

Description

수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법
본 발명은 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법에 관한 것으로, 생산성 및 실수율을 향상시킬 수 있는 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법에 관한 것이다.
두께가 두꺼운 주편(S)(400mm 내지 1000mm)을 주조하는데 있어서, 일반적인 만곡형의 주조 설비로는 주조가 힘들기 때문에, 만곡형이 아닌, 수직형의 주조 설비를 이용하여 주조한다. 그런데, 두께가 매우 두꺼운 주편을 주조할 경우에는 주편이 완전히 응고되기까지 매우 많은 시간이 걸리기 때문에, 연연속으로 주조할 경우 설비의 수직부 길이가 매우 길어지는 문제가 있다. 따라서, 일정 길이의 주편(S)을 주조한 후에 주조를 종료하고, 다음 차지의 주편(S)을 주조하는 반연속 형태의 수직 주조 방법으로 주조한다.
이러한 반연속 주조 방식을 이용한 수직형 주조 설비는 래들(L)로부터 공급된 용강을 수용하는 턴디쉬(T), 턴디쉬(T)로부터 용강을 연속적으로 공급 받아, 용강을 응고시키는 주형(M), 승하강이 가능하며, 주조 시에 주형 내로 삽입되며, 주형(M) 내에서 응고된 주편(S)을 지지한 상태로 하강함으로써, 상기 주편(S)을 주형으로부터 인발시키는 정반(10), 주형(M)으로부터의 주편(S) 인발을 보조, 안내하는 풋롤(30)을 포함한다. 또한, 주형의 상측에 위치하여, 주편(S) 상부(탑부)를 가열하여 주편(S) 상부의 파이프 결함을 최소화하는 가열 장치를 포함한다.
상술한 수직형 주조 설비를 이용한 주조 방법에 의하면, 정반(10)이 주형(M) 하측 개구를 폐쇄하도록 삽입된 상태에서, 주형(M) 내로 용강을 주입한다. 주형(M)으로 공급된 용강은 상기 주형(M) 벽체 내부에서 흐르는 냉각수에 의해 응고되며, 이때 정반(10)을 수직 방향으로 하강시키면 주편(S)이 주형으로부터 인발된다. 이렇게 주형(M) 내로의 용강 주입 및 정반(10)의 하강을 연속하여 진행하면, 하강하는 정반에 의해 일정 길이의 주편(S)이 주형으로부터 인발된다. 그리고 일정 길이의 주편(S)이 주조되면 주조를 종료하고, 가열 장치로 주편(S) 상부(탑부)를 가열한다.
이러한 수직형 주조 설비에 의하면, 1 차지(charge)(또는 1 히트(heat))의 주조를 실시한 후, 주조를 종료하고, 다음 차지의 주조를 준비한다. 즉, 하나의 래들(L)로부터 턴디쉬(T)로 공급되는 용강의 양만큼의 길이로 주편(S)을 주조한 후, 주조를 종료하는 형태이다. 따라서, 복수의 래들(L)의 용강을 턴디쉬로 공급하여 복수회 차지의 주조를 실시할 수 없기 때문에, 주편(S)의 생산성 및 실수율이 낮은 문제가 있다.
본 발명은 생산성 및 실수율을 향상시킬 수 있는 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법을 제공한다.
본 발명은 종래에 비해 길게 주편을 수직 주조할 수 있는 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 수직형 주조 설비는 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형;승하강 가능하며, 상기 주형에서 주조된 주편의 하부를 지지한 상태로 하강하여, 상기 주형으로부터 주편을 지면과 수직한 상태로 인발시키는 정반; 및 상기 주형의 하측에 위치하여, 상기 정반으로부터 인발된 주편을 지지하여, 상기 주편의 하강을 안내하는 가이드 장치;를 포함하고, 상기 가이드 장치는, 각각이 상기 주형의 하측에서, 상기 정반의 이동 경로의 양 측 방향에 배치되어, 상기 정반에 의해 이동하는 주편을 지지하고, 상기 주편의 이동을 가이딩하는 복수의 가이드 롤 및 상기 가이드 롤과 연결되어 상기 주편의 이동에 의해 회전하는 상기 가이드 롤에 제동력을 인가하는 제동 유닛을 구비하는 제 1 및 제 2 가이드부를 구비한다.
상기 제 1 및 제 2 가이드부 각각은 상기 가이드 롤과 연결되어, 상기 가이드 롤을 상기 주편 및 정반의 이동 경로를 향해 전진 또는 후진시키는 롤 구동 유닛을 포함한다.
상기 롤 구동 유닛은, 상기 가이드 롤의 끝단과 연결된 지지 블록; 및 상기 지지 블록과 연결되어 전진 이동력 및 후진 이동력을 인가하는 수평 이동부;를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 가이드부 각각은 상하 방향으로 나열 배치된 복수의 가이드 롤 사이에 위치하여, 주편을 향해 냉각수를 분사하는 복수의 노즐을 포함한다.
상기 주형의 하측에서 지면에 대해 수직한 방향으로 연장 설치되며, 상기 주편 및 정반이 지면에 대해 수직한 방향으로 이동할 수 있는 내부 공간을 가지는 안내 본체를 구비하며, 상기 주편 및 정반의 이동을 가이딩하는 안내 장치를 포함하고, 상기 안내 장치의 일측 및 타측에 상기 제 1 및 제 2 가이드부가 설치된다.
상기 제 1 가이드부와 대향하는 상기 안내 본체의 일측면에 상하 방향으로 나열되어 이격 형성된 제 1 개구가 형성되고, 상기 제 2 가이드부와 대향하는 상기 안내 본체의 타측면에 상하 방향으로 나열되어 이격 형성된 제 2 개구가 형성되며, 상기 제 1 가이드부의 복수의 가이드 롤은 상기 제 1 개구와 대응 위치하도록 나열 배치되어, 상기 제 1 가이드부의 수평 구동부에 의해 상기 제 1 개구를 통과하도록 전, 후진 이동하며, 상기 제 2 가이드부의 복수의 가이드 롤은 상기 제 2 개구와 대응 위치하도록 나열 배치되며, 상기 제 2 가이드부의 수평 구동부에 의해 상기 제 1 개구를 통과하도록 전, 후진 이동한다.
상기 안내 본체는, 각각이 상기 복수의 제 1 개구 및 복수의 제 2 개구의 위치와 교차하는 방향에서, 상하 방향으로 연장 형성되며, 상호 마주보도록 대향 배치된 제 1 및 제 2 지지 부재; 각각이 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 일측에서 상기 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재를 연결하도록 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 프레임; 및 각각이 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 타측에서 상기 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재를 연결하도록 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 2 프레임;을 포함하고, 상기 제 1 프레임과 제 1 프레임 사이의 이격 공간이 상기 제 1 개구이고, 상기 제 2 프레임과 제 2 프레임 사이의 이격 공간이 제 2 개구이다.
상기 안내 장치는 상기 안내 본체의 제 1 및 제 2 지지 부재 각각 내측면에 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향을 따라 연장되도록 설치된 안내 부재를 포함한다.
상기 안내 본체의 내부 공간에 위치하여, 상기 정반을 지지하며, 상기 안내 본체의 연장 방향을 따라 승하강이 가능한 이동 대차를 포함한다.
상기 이동 대차와 연결되어, 상기 이동 대차를 승하강시키는 정반 이동 장치를 포함한다.
상기 이동 대차는, 상부에 상기 정반이 안착되는 대차 본체; 상기 대차 본체의 양 측면과 연결되도록 설치되며 회전 가능한 한 쌍의 제 1 시브; 상기 한 쌍의 제 1 시브 각각의 일측에 설치되며, 회전 가능한 한 쌍의 제 2 시브; 상기 대차 본체의 양 측면에 장착되어, 상기 안내 장치의 제 1 안내 부재 및 제 2 안내 부재를 따라 활주하는 제 1 및 제 2 활주부;를 포함한다.
상기 정반 이동 장치는, 상기 안내 장치의 외측 상부에 위치하며, 회전 가능한 제 1 윈치; 상기 이동 대차의 제 1 시브와 상기 제 1 윈치 사이를 연결하도록 권취된 제 1 와이어; 회전 가능하고, 상기 제 1 윈치에 권취되어 있는 제 1 와이어가 권취된 제 1 드럼; 상기 제 1 드럼과 연결되어 상기 제 1 드럼을 회전시키는 제 1 모터; 상기 안내 장치의 외측 하부에 위치하며, 회전 가능한 제 2 윈치; 상기 이동 대차의 제 2 시브와 상기 제 2 윈치 사이를 연결하도록 권취된 제 2 와이어; 회전 가능하고, 상기 제 2 윈치에 권취되어 있는 제 2 와이어가 권취된 제 2 드럼;상기 제 2 드럼과 연결되어 상기 제 2 드럼을 회전시키는 제 2 모터;를 포함한다.
상기 안내 본체의 제 1 프레임의 외측 방향에 위치하여, 주조 종료된 주편을 받아 반출시키는 반출 장치;
상기 반출 장치와 대향하도록 상기 제 2 프레임의 외측 방향에는 주조 종료되어, 상기 안내 본체 내에 위치하는 주편을 상기 반출 장치가 위치한 방향으로 밀어 상기 정반으로부터 분리하는 분리 장치;를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 프레임 중, 최하단에 위치한 제 1 프레임이 상기 반출 장치의 상부에 비해 상측에 위치하도록 하여, 상기 안내 본체 중, 상기 최하단에 위치한 제 1 프레임의 하측 영역을 주조 종료된 주편이 상기 안내 본체로부터 반출되는 공간으로 한다.
상기 반출 장치는 상기 정반으로부터 수직 상태로 놓인 주편을 전달받아, 수평 상태로 회전 가능하다.
상기 주형의 외측 둘레에 설치되어, 주형 내 용강을 교반시키는 제 1 교반 장치를 포함한다.
상기 안내 장치의 외측에서 상기 안내 장치의 상부 둘레에 설치되거나, 상기 가이드 롤 내부에 설치되어, 주편 주조 중 또는 주조 완료된 주편의 미응고 용강을 교반하는 제 2 교반 장치를 포함한다.
상기 주형과 상기 안내 장치 사이로 이동 가능하여, 상기 주형으로부터 주편의 인발이 종료된 후, 상기 안내 장치 내 주편의 탑부가 상기 주형과 안내 장치 사이에 위치하도록 상승시켰을 때, 상기 주편 탑부를 가열하는 가열 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 수직 주조 방법은, 정반을 상승시켜, 주형의 하측 개구를 폐쇄하는 과정; 상기 주형으로 용강을 공급하여, 상기 주형에서 상기 용강을 냉각시키는 과정; 상기 정반을 지면에 대해 수직한 방향으로 하강시켜, 상기 주형으로부터 주편을 연속적으로 인발시키는 과정; 및 상기 주형을 진동시키는 과정;을 포함하고, 상기 주편을 연속적으로 인발시키는 과정은, 상기 주형의 하측에서 지면에 대해 수직한 방향으로 나열된 복수의 제 1 가이드 롤과, 상기 주형의 하측에서 상기 복수의 제 1 가이드 롤과 대향하도록 위치하는 제 2 가이드 롤 사이로 상기 주편을 하강시키는 과정; 상기 주편이 상기 복수의 제 1 가이드 롤과 복수의 제 2 가이드 롤 사이로 주편을 하강시키는 동안, 주조 속도에 따라, 상기 복수의 제 1 가이드 롤 및 복수의 제 2 가이드 롤 각각에 제동력을 인가하는 과정;을 포함한다.
상기 주편이 상기 제 1 가이드 롤과 제 2 가이드 롤 사이를 이동하는 동안, 상기 주편에 냉각수를 분사한다.
상기 정반을 하강시키기 전에, 상기 제 1 가이드 롤 및 상기 제 2 가이드 롤 각각을 수평 이동시켜, 주조하고자 하는 주편의 두께에 따라 상기 제 1 가이드 롤과 상기 제 2 가이드 롤 사이의 간격을 조절하여, 상기 제 1 가이드 롤이 상기 주편의 일측면에 접촉되고, 상기 제 2 가이드 롤이 상기 주편의 타측면에 접촉되도록 한다.
상기 주형의 하측에는 지면에 대해 수직한 방향으로 연장 설치되며, 내부 공간을 가지는 안내 장치가 설치되고, 상기 안내 장치의 일측면 및 타측면 각각에는 상기 복수의 제 1 가이드 롤및 제 2 가이드 롤과 대응하도록 복수의 제 1 개구 및 제 2 개구가 마련되며, 상기 주형으로부터 주편을 인발시키기 전에, 상기 제 1 가이드롤을 상기 주편의 두께에 따라, 상기 제 1 개구를 통과하도록 수평 이동시키고, 상기 제 2 가이드롤을 상기 주편의 두께에 따라, 상기 제 2 개구를 통과하도록 수평 이동시킨다.
상기 정반에 의해 연속적으로 인발되는 상기 주편은 상기 안내 장치 내부를 통과하도록 이동한다.
상기 주형의 외측 둘레에 설치된 제 1 교반 장치를 동작시켜, 상기 주형 내 용강을 교반시키는 과정을 포함한다.
상기 제 1 가이드 롤의 일측 및 제 2 가이드 롤의 타측에 위치에 설치되는 제 2 교반 장치를 이용하여, 주조 중에 상기 안내 장치 내부로 이동하는 주편 또는 주조 완료 후 응고중인 주편 내 미응고 용강을 교반시키는 과정을 포함한다.
상기 주편의 주조가 종료되면, 상기 주형과 제 1 및 제 2 가이드 롤 사이로 가열 장치를 이동시키고, 상기 주편 탑부가 상기 주형과 제 1 및 제 2 가이드 롤 사이에 위치하도록 상승시켜, 상기 가열 장치를 이용하여 상기 주편 탑부를 가열한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 복수의 래들을 통해 연속적으로 용강을 공급하여 연속적으로 주편을 수직 주조할 수 있다. 즉, 종래에는 하나의 래들로부터 공급된 용강량으로 1차지의 주조만 실시하고, 주조를 종료하였는데, 이는 두꺼운 주편의 주조 길이가 길 경우 이동이 불안정하고, 이는 조업 사고로 이어질 수 있기 때문이다. 또한, 불안정한 주편의 이동은 일정한 주속으로 주조를 할 수 없게 하기 때문에, 주편 품질이 저하되는 문제가 있었다. 하지만, 본 발명에서는 주형의 하측에 가이드 장치와, 안내 장치를 설치하고, 가이드 롤에 회전력 조절이 가능하도록 제동 유닛을 연결함으로써, 종래에 비해 긴 주편이 안정적으로 하강하면서, 주편의 흔들림이 방지되고, 주속이 안정화되는 효과가 있다. 따라서, 하나의 래들이 아닌, 복수의 래들로부터 공급된 용강으로 연속적으로 주편을 수직 주조할 수 있어, 주편의 생산율 및 실수율이 2배 이상 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 반연속 수직 주조 설비를 개념적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비를 개념적으로 도시한 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안내 장치 및 가이드 장치를 도시한 입체도
도 5는 안내 장치의 복수의 프레임이 위치한 방향에서, 가이드 장치의 가이드 롤이 복수의 프레임 사이의 이격 공간에 대응 위치된 모습을 개략적으로 도시한 도면
도 6은 안내 장치의 제 1 및 제 2 안내 부재가 위치한 방향에서, 가이드 장치의 가이드 롤 및 노즐이 복수의 프레임 사이의 이격 공간에 대응 위치된 모습을 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제동 유닛을 블록화하여 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 가이드롤에 제 1 및 제 2 수평 이동부가 연결된 모습을 도시하여, 그 동작을 설명하는 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정반 및 이를 지지하는 이동 대차를 도시한 입체도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동 대차와, 안내 장치 간의 체결 관계를 도시한 상면도
도 11 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비를 이용한 수직 주조 방법을 개념적으로 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 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안내 장치 및 가이드 장치를 도시한 입체도이다. 도 5는 안내 장치의 복수의 프레임이 위치한 방향에서, 가이드 장치의 가이드 롤이 복수의 프레임 사이의 이격 공간에 대응 위치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6은 안내 장치의 제 1 및 제 2 안내 부재가 위치한 방향에서, 가이드 장치의 가이드 롤 및 노즐이 복수의 프레임 사이의 이격 공간에 대응 위치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제동 유닛을 블록화하여 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 가이드롤에 제 1 및 제 2 수평 이동부가 연결된 모습을 도시하여, 그 동작을 설명하는 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정반 및 이를 지지하는 이동 대차를 도시한 입체도이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동 대차와, 안내 장치 간의 체결 관계를 도시한 상면도이다. 도 11 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비를 이용한 수직 주조 방법을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비는 래들(L)로부터 용강을 제공받아 일시 저장하는 턴디쉬(T), 턴디쉬(T)로부터 용강을 공급받아 용강을 1차 응고시키는 주형(M), 주형(M)의 외측에 위치하여 주형(M) 내 용강을 교반하는 제 1 교반 장치(2100), 주형(M) 하측에 위치하여 주형으로부터의 주편(S)의 인발을 안내 또는 보조하는 풋롤(3000), 상하 이동 가능하며, 주형(M)으로부터 주편(S)을 인발하는 정반(6000), 주형(M) 및 풋롤(3000)의 하측에서 지면에 대해 수직한 방향으로 연장되도록 설치되어, 주편(S) 및 정반(6000)이 안정적으로 하강할 수 있도록 하는 안내 장치(4000), 안내 장치(4000)의 연장 방향으로 나열되도록 배치된 복수의 가이드 롤(5100a, 5100b)을 구비하는 한 쌍의 가이드부(5000a, 5000b)가 안내 장치(4000)의 양 측방향과 대향하도록 설치되어, 주편(S)이 안정적으로 하강할 수 있도록 하고, 1차 응고된 주편(S)에 냉각수를 분사하여 2차 응고시키는 가이드 장치(5000)를 포함한다.
또한, 수직형 주조 설비는 안내 장치(4000)의 내부에서 정반(6000)을 지지하도록 설치되어, 안내 장치(4000)의 연장 방향으로 승하강 가능한 이동 대차(7000), 이동 대차(7000)와 연결되어 상기 이동 대차(7000)에 승하강 구동력을 제공하는 정반 이동 장치(8000)를 포함한다. 또한, 주형(M)의 외측에 위치하여 주형(M)을 진동시키는 진동 발생 장치(미도시), 안내 장치(4000)의 일측에 위치하여, 주조 완료된 주편(S)을 밀어 정반(6000)과 분리시키는 분리 장치(9000a), 분리 장치(9000a)와 마주보도록 안내 장치(4000)의 타측에 위치하여, 분리 장치(9000a)의 동작에 의해 이동한 주편(S)을 수직으로 지지하여, 수평 방향으로 회전시켜 외부로 반출하는 반출 장치(9000b)를 포함한다.
그리고, 수직형 주조 설비는 안내 장치(4000) 또는 한 쌍의 가이드부(5000a, 5000b)의 측 방향에서 상부에 설치되어, 주형(M)으로부터 인발된 주편(S) 미응고 용강 또는 응고중 주편의 미응고 용강을 교반시키는 제 2 교반 장치(2200), 풋롤(3000)과 안내 장치(4000) 사이로 이동하여 주조 완료된 주편(S) 탑부(Top area)를 가열하는 가열 장치(2300)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비에서, 래들(L), 턴디쉬(T), 주형(M), 진동 장치(미도시), 풋롤(3000)은 일반적인 주조 설비와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하거나, 간략하게 설명한다.
상술한 구성의 본 발명의 실시예에 따른 수직형 주조 설비는 복수의 래들을 통해 연속적으로 주편을 주조하고, 주조를 종료하는 것으로, 수직형 반연속 주조 설비라 명명될 수 있다.
주형(M)은 턴디쉬(T)로부터 공급되는 액상의 용강을 냉각, 응고시키며, 그 단면이 사각형인 주편(S)을 연속적으로 주조한다. 이러한 주형(M)은 내부 공간을 가지며 상측 및 하측이 개구된 통형상이고, 주조하고자 하는 주편(S)의 형상과 대응하는 예컨대, 그 횡단면의 형상이 사각형이다. 보다 구체적으로 주형(M)은 한 쌍의 단변 및 장변을 가지고, 내부에는 단면이 사각형인 공간을 형성한다. 물론 주형(M)의 형상은 제조하고자 하는 주편(S)의 형상에 따라 다양한 형상 및 크기로 변형될 수 있다.
제 1 교반 장치(2100)는 주형(M)의 외측 둘레에 설치되어, 주형(M) 내의 용강을 교반 시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 제 1 교반 장치(2100)는 용강에 자장을 형성하여 용강을 교반시키는 전자기 교반 수단(Electro magnetic stirrer; EMS)이다. 이러한 제 1 교반 장치(2100)에 의해 주형(M) 내 용강이 교반됨에 따라, 주형(M) 내 용강의 온도 균일화에 의해 주편(S)의 초기 응고층을 균일하게 하고, 주편내 등축정을 증대시켜 내부 품질을 향상시킨다.
물론 제 1 교반 장치(2100)는 상술한 전자기 교반 수단(Electro magnetic stirrer; EMS)에 한정되지 않고, 주형(M) 내 용강을 교반시킬 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.
정반(6000)은 주조 전에 주형(M)으로 삽입되어 주형 하측 개구를 폐쇄하고, 주조 시작 후에는 주형(M) 내에서 1차 응고된 주편(S)을 지지하여 하강함으로써, 주형(M)으로부터 주편(S)을 인발한다. 정반(6000)은 주형(M)으로 용강이 유입되기 전에 주형(M)의 내측으로 일부 또는 전체가 삽입되도록 하며, 용강이 주형(M)으로 유입되어 1차 응고되기 시작하면, 점차 하강한다. 정반(6000)이 주형 내에 삽입된 상태에서 정반의 외주면과 주형의 내벽 사이에 에어갭(air gap) 사이를 실링(sealing)하여, 용강이 주형으로 유입될 때, 정반과 냉각 주형의 미세한 이격 공간으로 새지 않게 된다. 또한, 주편(S)의 응고가 완료된 후 주편의 인발 및 주편(S)과 정반과의 분리가 용이하도록, 정반(6000)에는 특정의 홈이 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 안내 장치(4000)는 주형(M)의 하측에서 주편(S)의 수직 주조 방향으로 연장 설치되어, 주편(S), 정반(6000) 및 이동 대차(7000)가 안정적으로 이동될 수 있도록 한다. 이러한 안내 장치(4000)는 수직 방향으로 연장 형성되며, 주형으로부터 인발되는 주편(S), 정반(6000) 및 이동 대차(7000)가 수직 방향 즉, 상하 방향으로 이동하는 내부 공간을 가지는 안내 본체(4100), 안내 본체(4100) 상에 형성되는 개구로서, 한 쌍의 가이드부(5000a, 5000b)와 대향하는 안내 본체(4100)의 양 측방향에서, 상하 연장 방향으로 나열, 이격 형성된 복수의 개구(4200a, 4200b), 안내 본체(4100)의 내벽에 상하 연장 방향으로 설치되어, 이동 대차(7000)의 이동을 보조하는 안내 부재(4300a, 4300b)를 포함한다.
안내 본체(4100)는 주편(S), 정반(6000) 및 이동 대차(7000)가 안정적으로 상하 이동 가능하도록 하는 수단으로, 상하 방향으로 연장된 내부 공간을 가지며, 상측 및 하측이 개방된 구조이다. 이러한 안내 본체(4100)는 횡단면의 대략적인 형상이 주편(S) 또는 주형(M)과 대응하는 형상이다. 예컨대, 횡단면의 형상이 직사각형의 주편(S)을 제조한다고 할 때, 안내 본체(4100)는 그 횡단면의 형상이 직사각형인 중공형의 형상인 것이 바람직하다.
이하, 안내 본체(4100)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 안내 본체(4100)는 주형(M) 또는 주편(S)의 양 단변과 각기 대응하는 위치에서 상하 방향으로 연장 형성되며, 상호 마주보도록 설치된 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b), 주형(M) 또는 주편(S)의 양 장변과 각기 대응하는 위치에 설치되고, 각각이 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)의 연장 방향과 교차 또는 직교하는 방향으로 연장 형성되어, 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)의 연장 방향으로 나열되어 이격 설치된 복수의 제 1 프레임(4100c) 및 복수의 제 2 프레임(4100d)을 포함한다. 여기서 상호 이격 배치된 제 1 프레임(4100c)과 제 1 프레임(4100c) 사이의 이격 공간이 후술되는 제 1 가이드부(5000a)의 제 1 가이드 롤(5100a)이 통과 가능한 제 1 개구(4200a)이고, 상호 이격 배치된 제 2 프레임(4100d)과 제 2 프레임(4100d) 사이의 이격 공간이 후술되는 제 2 가이드부(5000b)의 제 2 가이드 롤(5100b)이 통과 가능한 제 2 개구(4200b)이다. 즉, 복수의 제 1 개구(4200a)는 주형(M) 또는 주편(S)의 일측 장변과 대응하는 위치에서 상하 방향으로 나열되도록 이격 형성되며, 복수의 제 2 개구(4200b)는 타측 장변과 대응하는 위치에서 상하 방향으로 나열되도록 이격 형성된다.
이러한 안내 본체(4100)의 양 장변 중 일측 외측에는 반출 장치(9000b)가 설치되고, 타측 외측에는 분리 장치(9000a)가 설치된다. 실시예에 따른 수직형 연속 주조 설비에서는 안내 본체의 제 1 프레임(4100c)의 외측에 분리 장치가 위치하고, 제 2 프레임(4100d)의 외측에 반출 장치(9000b)가 위치한다.
실시예에 따른 안내 장치(4000)의 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b) 각각의 횡단면은 한글의 자음의 "ㄷ" 형상이다. 보다 구체적으로 설명하면, 제 1 지지 부재(4100a)는 각각이 상하 방향으로 연장 형성되며, 주형(M) 또는 주편(S)의 단변 방향으로 이격 설치된 한 쌍의 제 1 지지대(4120a, 4110a), 각각이 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a) 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 제 1 지지대(4110a, 4120a)의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 연결 부재(4130a)를 포함한다.
여기서, 실시예에 따른 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a) 각각은 한글 자음의 "ㄱ" 또는 "ㄴ"자 형상이다. 보다 구체적으로 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a) 각각은 주편(S)의 단변 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성된 제 1 부재(4111, 4121)와, 주편(S)의 장변 방향과 대응하는 방향으로 연장 형상된 제 2 부재(4112, 4122)를 포함하며, 제 1 부재(4111, 4121)와 제 2 부재(4112, 4122)는 상호 교차 또는 직교하는 상태로 연결되어 있다. 그리고 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a) 각각을 구성하는 2개의 제 1 부재(4111, 4121)는 상호 이격되어 위치된다.
제 2 지지 부재(4100b)는 상술한 제 1 지지 부재(4100a)와 동일한 형상 및 구성을 가진다. 제 2 지지 부재(4100b)는 각각이 상하 방향으로 연장 형성되며, 각각이 제 1 지지 부재(4100a)의 한 쌍의 제 1 지지대(4120a, 4110a)가 대향하도록 설치된 한 쌍의 제 2 지지대(4120b, 4110b), 각각이 한 쌍의 제 2 지지대(4120b, 4110b) 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 제 2 지지대(4120b, 4110b)의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 2 연결 부재(4130b)를 포함한다.
여기서, 실시예에 따른 한 쌍의 제 2 지지대(4120b, 4110b) 각각은 한글 자음의 "ㄱ" 또는 "ㄴ"자 형상이다. 보다 구체적으로 한 쌍의 제 2 지지대(4120b, 4110b) 각각은 주편(S)의 단변 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성된 제 1 부재(4111, 4121)와, 주편(S)의 장변 방향과 대응하는 방향으로 연장 형상된 제 2 부재(4112, 4122)를 포함하며, 제 1 부재(4111, 4121)와 제 2 부재(4112, 4122)는 상호 교차 또는 직교하는 상태로 연결되어 있다. 그리고 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a) 각각을 구성하는 2개의 제 1 부재(4111, 4121)는 상호 이격되어 위치된다.
한편, 주편(S)의 주조가 종료되면, 안내 장치(4000) 안내 본체(4100)의 일측 외측에 위치한 분리 장치(9000a)가 주편(S)을 안내 본체(4100)의 타측 외측 방향으로 밀어, 반출 장치(9000b)에 안착되도록 한다. 즉, 주조 종료된 주편(S)은 안내 본체(4100)의 타측 방향으로 반출되어야 한다. 따라서, 반출 장치(9000b)가 위치한 안내 본체(4100)의 타측 방향에 설치된 복수의 제 2 프레임(4100d)은 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)의 하부까지 나열되도록 설치되지 않고, 수직으로 세워진 반출 장치의 상측 위치까지 나열되도록 설치된다. 이에, 안내 본체(4100) 상에서 복수의 제 2 프레임(4100d) 중, 최 하단의 제 2 프레임(4100d)의 하측 영역은 주조 완료된 주편(S)이 안내 장치(4000)로부터 이탈되는 공간이 된다.
안내 부재(4300a, 4300b)는 정반을 지지하는 이동 대차(7000)의 상하 방향 이동을 가이드하도록 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b) 각각의 내측에서 상하 연장 설치된다. 즉, 제 1 지지 부재(4100a)의 내측에는 제 1 안내 부재(4300a)가 설치되고, 제 2 지지 부재(4100b)의 내측에는 제 2 안내 부재(4300b)가 설치된다. 실시예에 따른 제 1 및 제 2 안내 부재(4300a, 4300b)는 레일(rail) 형태이나, 이에 한정되지 않고, 이동 대차(7000)의 이동을 가이딩할 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.
실시예에서는 제 1 지지 부재(4100a)를 구성하는 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a)에 제 1 안내 부재(4300a)가 설치되고, 제 2 지지 부재(4100b)를 구성하는 한 쌍의 제 2 지지대(4110b, 4120b) 각각에 제 2 안내 부재(4300b)가 설치된다. 보다 구체적으로는 한 쌍의 제 1 지지대(4110a, 4120a)를 각기 구성하는 제 1 부재(4111, 4121) 및 제 2 부재(4112, 4122) 각각의 내측면에 제 1 안내 부재가 설치되고, 한 쌍의 제 2 지지대(4110b, 4120b)를 각기 구성하는 제 1 부재(4111, 4121) 및 제 2 부재(4112, 4122) 각각의 내측면에 제 2 안내 부재(4300b)가 설치된다.
가이드 장치(5000)는 정반(6000)에 의해 주형으로부터 인발된 주편(S)의 외측면을 지지하도록 구동되어, 주편(S)의 하강을 돕고, 하강하는 주편(S)에 냉각수를 분사하여 2차 냉각시키는 역할을 한다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 가이드 장치(5000)는 안내 장치(4000)의 일측에 위치하는 제 1 가이드부(5000a), 제 1 가이드부(5000a)와 대향하도록 안내 장치의 타측에 위치하는 제 2 가이드부(5000b)를 포함한다. 제 1 및 제 2 가이드부(5000a, 5000b) 각각은 하강하는 주편(S)의 장변 또는 안내 장치(4000)의 제 1 및 제 2 프레임(4100c, 4100d)과 대향하도록 설치된다. 즉, 주편(S)의 일측 장변 또는 안내 장치(4000)의 제 1 프레임(4100c)과 대향하는 방향에 제 1 가이드부(5000a)가 위치하고, 주편(S)의 타측 장변 또는 제 2 프레임(4100d)과 대향하는 방향에 제 2 가이드부(5000b)가 위치한다.
제 1 가이드부(5000a)는 안내 장치(4000)의 제 1 개구(4200a)와 대향하는 위치에서 상하 방향으로 나열되어 이격 배치되어, 하강하는 주편(S)의 일측 장변을 지지하는 복수의 제 1 가이드 롤(5100a), 복수의 제 1 가이드 롤(5100a)과 각기 연결되어, 제 1 가이드 롤(5100a)의 회전을 용이하게 하고, 수평 이동 또는 전후진 이동시키는 제 1 롤 구동 유닛(5200a), 복수의 제 1 가이드 롤(5100a)과 각기 연결되어, 제 1 가이드 롤(5100a)에 제동력을 인가함으로써 회전력을 조절하는 제 1 제동 유닛(5300a), 복수의 제 1 가이드 롤(5100a) 사이에 위치하도록 상하 방향으로 이격 설치되어 안내 장치(4000) 내로 하강하는 주편(S)에 냉각수를 분사하는 복수의 제 1 노즐(5400a), 복수의 제 1 가이드 롤(5100a), 복수의 제 1 롤 구동 유닛 및 복수의 제 1 노즐(5400a)이 지지, 고정 가능하도록 설치되는 제 1 바디(5500a)를 포함한다.
제 2 가이드부(5000b)는 안내 장치(4000)의 제 2 개구(4200b)와 대향하는 위치에서 상하 방향으로 나열되어 이격 배치되어 하강하는 주편(S)의 타측 장변을 지지하는 복수의 제 2 가이드 롤(5100b), 복수의 제 2 가이드 롤(5100b)과 각기 연결되어, 제 2 가이드 롤의 회전을 용이하게 하고, 수평 이동 또는 전후진 이동시키는 복수의 제 2 롤 구동 유닛(5200b), 복수의 제 2 가이드 롤(5100b)과 각기 연결되어, 제 2 가이드 롤(5100b)에 제동력을 인가함으로써 회전력을 조절하는 제 2 제동 유닛(5300b), 복수의 제 2 가이드 롤(5100b) 사이에 위치하도록 상하 방향으로 이격 설치되어 안내 장치 내로 하강하는 주편(S)에 냉각수를 분사하는 복수의 제 2 노즐(5400b), 복수의 제 2 가이드 롤(5100b), 복수의 제 2 롤 구동 유닛(5200b) 및 복수의 제 2 노즐(5400b)이 지지, 고정 가능하도록 설치되는 제 2 바디(5500b)를 포함한다.
제 1 가이드 롤(5100a)은 주형(M) 또는 주편(S)의 일측 장변과 대응하는 방향으로 연장 형성되며, 주편(S)의 이동에 의해 회전 가능하다. 그리고, 복수의 제 1 가이드 롤(5100a) 각각은 상하 방향으로 나열된 복수의 제 1 개구(4200a)와 대응하도록 위치한다. 즉, 복수의 제 1 가이드 롤(5100a)은 상하 방향으로 나열된 복수의 제 1 프레임(4100c) 사이의 이격 공간(제 1 개구(4200a))과 대응하도록 위치한다. 이러한 제 1 가이드 롤(5100a)은 제 1 롤 구동 유닛(5200a)에 의해 제 1 개구(4200a)를 통과하도록 수평 이동 또는 전,후진 된다.
제 2 가이드 롤(5100b)은 주형(M) 또는 주편(S)의 타측 장변과 대응하는 방향으로 연장 형성되며, 회전 가능하다. 복수의 제 2 가이드 롤(5100b) 각각은 상하 방향으로 나열된 복수의 제 2 개구(4200b)와 대응하도록 위치한다. 다른 말로 하면, 복수의 제 2 가이드 롤(5100b)은 상하 방향으로 나열된 복수의 제 2 프레임(4100d) 사이의 이격 공간(제 2 개구)과 대응하도록 위치한다. 이러한 제 2 가이드 롤(5100b)은 제 2 롤 구동 유닛(5200b)에 의해 제 2 개구를 통과하도록 수평 이동 또는 전후진된다.
제 1 롤 구동 유닛(5200a)과, 제 2 롤 구동 유닛(5200b), 제 1 제동 유닛(5300a)과 제 2 제동 유닛(5300b)은 그 구성 및 구조가 동일하다. 이에, 제 1 롤 구동 유닛(5200a) 및 제 1 제동 유닛(5300a)의 각 구성에 대해 설명하고, 제 2 롤 구동 유닛(5200b) 및 제 2 제동 유닛(5300b)에 대한 설명은 생략하거나, 간략히 한다.
제 1 롤 구동 유닛(5200a)은 제 1 가이드 롤(5100a)의 일단 및 타단에 연결된 한 쌍의 제 1 지지 블록(5210a), 한 쌍의 제 1 지지 블록(5210a)과 각기 연결되며, 수평 이동 또는 전, 후진 구동력을 제공하는 제 1 수평 이동부(5220a)를 포함한다.
한 쌍의 제 1 지지 블록(5210a)은 제 1 가이드 롤(5100a)의 일단 및 타단과 연결되며, 그 내부에는 제 1 가이드 롤(5100a)의 회전을 원활하게 하는 베어링과 같은 수단이 설치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 제 1 지지 블록(5210a) 각각의 내부에는 베어링이 설치되고, 제 1 가이드 롤(5100a)의 일단 및 타단이 제 1 지지 블록(5210a) 내부에 설치된 베어링과 연결되도록 설치되고, 제 1 지지 블록(5210a)은 베어링 및 상기 베어링과 연결된 제 1 가이드 롤(5100a)의 일단 및 타단을 커버한다.
제 1 및 제 2 수평 이동부(5220a, 5220b)는 주조하고자 하는 주편(S)의 두께에 따라 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)을 수평 이동시켜, 제 1 가이드 롤(5100a)과 제 2 가이드 롤(5100b) 간의 간격을 조절한다.
한 쌍의 제 1 수평 이동부(5220a)는 한 쌍의 제 1 지지 블록(5210a)과 각기 연결되어, 상기 한 쌍의 제 1 지지 블록(5210a)에 수평 이동력 즉, 전후진 이동력을 제공하고, 제 2 수평 이동부(5220b)는 한 쌍의 제 2 지지 블록(5210b)과 각기 연결되어, 상기 한 쌍의 제 2 지지 블록(5210b)에 수평 이동력 즉, 전후진 이동력을 제공한다.
이러한 제 1 수평 이동부(5220a) 및 제 2 수평 이동부(5220b) 각각은 도 8에 도시된 바와 같이, 지지 블록(5210a, 5210b)과 연결되어 전후진 이동이 가능한 구동축(5221a, 5221b), 구동축(5221a, 5221b)를 전후진 이동시키는 구동원(5222a, 5222b)을 포함한다.
실시예에 따른 제 1 및 제 2 수평 이동부(5220a, 5220b)는 유압식 실린더이나, 이에 한정되지 않고, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)을 전, 후진 이동시킬 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.
한편, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)은 주형(M)으로부터 인발되어 하강하는 주편(S)의 일측면 및 타측면을 지지하며, 상기 주편(S)이 하강하는 힘에 의해 회전한다. 그리고, 주조 시에 용강이 주형(M) 내벽에 부착(sticking)되지 않게 하기 위하여, 별도의 진동 장치를 이용하여 주형을 진동(oscillation)시킨다. 그런데 이렇게 주형(M)이 진동하게 되면, 주형(M)으로부터 인발되는 주편(S)이 상하 방향으로 진동 또는 흔들리게 되며, 이때 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)이 주편(S)을 지지하고 있기 때문에, 주편(S)이 슬립(slip)된다. 주편(S)의 흔들림은 주편(S)의 주조 속도(주속)가 지정한 또는 설정한 속도로 제어되지 않고, 불안정 또는 부정확한 주속으로 주조되게 된다. 이는 주편(S) 표면 품질을 저하시키고, 조업 사고의 요인이 된다.
이에, 본 발명에서는 주편(S)의 하강하는 힘에 의해 회전하는 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)의 회전력을 제어하여, 주편(S)의 흔들림을 방지하기 위해, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b) 각각에 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b)을 설치한다.
본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b)은 유압식 디스크 브레이크로서, 유압을 조절함으로써 제동력을 조절한다. 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b)의 유압 및 이로 인한 제동력은 주조 속도 및 진동의 크기에 따라 적절하게 조절 가능하다.
따라서, 주편(S)의 주조 시에, 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b)을 동작시켜, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)에 소정의 제동력을 부가하면, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)의 회전력이 조절된다. 이에 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)이 정반(6000)의 하강 속도와 동기화하여 회전하지 않는다. 이에, 주편(S)을 지지하고 있는 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)은 주편(S)에 흔들림이 발생될 때, 주편(S)을 상하 이동을 방해하도록 주편(S)에 힘을 가하게 되며, 이에 주편(S)의 흔들림이 방지된다.
제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b) 각각은 도 7에 도시된 바와 같이, 내부 공간을 가지는 하우징(5310), 가이드 롤(5100a, 5100b)와 연결되어, 가이드 롤(5100a, 5100b)와 함께 회전하는 디스크(5320), 디스크(5320)의 일측면 및 타측면 각각으로 이격 설치된 제 1 및 제 2 패드(5330a, 5330b), 하우징(5310) 내에 설치되며, 제 1 및 제 2 패드(5330a, 5330b) 각각의 후방에 연결되어 전, 후진 이동이 가능한 제 1 및 제 2 피스톤(5400a, 5400b), 하우징(5310)과 연결되어, 하우징(5310) 내부로 유압 오일을 공급하는 공급관(5500)을 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 패드(5330a, 5330b) 각각의 전방과, 제 1 및 제 2 피스톤(5400a, 5400b)의 전방은 디스크(5320)가 위치한 방향이고, 후방은 그 반대 방향을 의미한다. 공급관(5500)은 제 1 및 제 2 피스톤(5400a, 5400b) 각각의 후방으로 오일을 공급하도록 몸체에 연결된다.
이러한 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b)에 의하면, 공급관(5500)으로부터 오일이 몸체 내로 공급되면, 제 1 및 제 2 피스톤(5400a, 5400b)이 디스크 방향으로 전진하고, 이에 제 1 및 제 2 패드(5330a, 5330b)가 디스크에 접촉되도록 이동한다. 이때 회전하는 디스크의 일측면 및 타측면 각각에 제 1 및 제 2 패드(5330a, 5330b)가 접촉되면, 마찰력에 의해 디스크에 제동력 인가되고, 이에 따라 디스크와 연결된 가이드 롤(5100a, 5100b)에 제동력이 인가된다.
상기에서는 실시예에 따른 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b)이 유압식 디스크 브레이크 형태인 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)의 회전에 제동력을 인가하여, 회전을 제어할 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.
정반 이동 장치(8000)는 정반(6000)을 상승 또는 하강시키는 수단으로서, 실시예에 따른 정반 이동 장치(8000)는 와이어 또는 와이어 로프(wire rope)를 이용한 구동 수단이다. 실시예에 따른 정반 이동 장치(8000)는 안내 장치(4000)의 상부에 위치하는 제 1 구동 유닛(8000a), 안내 장치(4000)의 하부에 위치하는 제 2 구동 유닛(8000b), 이동 대차(7000)에 설치된 제 1 시브(7200)와 제 1 구동 유닛(8000a) 사이를 연결하도록 권취된 제 1 와이어(W1), 제 2 시브(7300)와 제 2 구동 유닛(8000b) 사이를 연결하도록 권취된 제 2 와이어(W2)를 포함한다.
제 1 구동 유닛(8000a)은 각각이 안내 장치의 상부 외측에서 상호 대향하도록 설치되며, 회전 가능하고, 제 1 와이어(W1)가 권취된 한 쌍의 제 1 윈치(8100a), 제 1 와이어(W1)가 권취되며, 회전 가능한 제 1 드럼(8300a), 제 1 드럼(8300a)과 연결되어 회전력을 제공하는 제 1 모터(8400a)를 모함한다. 또한, 제 1 구동 유닛(8000a)은 제 1 윈치(8100a)와 제 1 드럼(8300a) 사이에 위치하여, 제 1 와이어(W1)가 권취되며, 회전 가능하고, 방향 전환 역할을 하는 제 1 방향 조절부(8200a)를 포함한다. 여기서 한 쌍의 제 1 윈치(8100a)는 안내 본체(4100)의 제 1 지지 부재(4100a)의 외측 및 제 2 지지 부재(4100b)의 외측에서 상기 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)와 대향하도록 설치될 수 있다.
제 2 구동 유닛(8000b)은 각각이 안내 장치의 하부 외측에서 상호 대향하도록 설치되며, 회전 가능하고, 제 1 와이어(W1)가 권취된 한 쌍의 제 2 윈치(8100b), 제 2 와이어(W2)가 권취되며, 회전 가능한 제 2 드럼(8300b), 제 2 드럼(8300b)과 연결되어 회전력을 제공하는 제 2 모터(8400b)를 모함한다. 또한, 제 2 구동 유닛(8000b)은 제 2 윈치(8100b)와 제 2 드럼(8300b) 사이에 위치하여, 제 2 와이어(W2)가 권취되며, 회전 가능하고, 방향 전환 역할을 하는 제 1 방향 조절부(8200a)를 포함한다. 여기서 한 쌍의 제 2 윈치(8100b)는 안내 장치(4000) 안내 본체(4100)의 제 1 지지 부재(4100a)의 외측 및 제 2 지지 부재(4100b)의 외측에서 상기 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)와 대향하도록 설치될 수 있다.
제 1 구동 유닛(8000a)은 제 1 와이어(W1)를 당기거나, 풀어, 이동 대차(7000)를 상승 또는 하강시키는 역할을 하고, 제 2 구동 유닛(8000b)은 이동 대차의 상승 또는 하강 동작에 따라 제 2 와이어(W2)가 텐션 또는 장력을 가지도록 하여, 정반(6000) 및 이동 대차(7000)가 안정적으로 이동할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 제 1 및 제 2 구동 유닛(8000a, 8000b)으로 윈치를 구비하여 와이어(W1, W2) 감거나, 푸는 방식으로 정반(6000)을 이동시키는 수단으로 예를들어 설명하였다. 하지만, 제 1 및 제 2 구동 유닛(8000a, 8000b)은 이에 한정되지 않고, 정반(6000)을 이동시킬 수 있는 다양한 수단 예컨대, 유압 실린더 등의 적용이 가능하다.
상기에서는 가이드 장치(5000)가 2개의 가이드부(5000a, 500b)를 구비하는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 주조 조건 및 설비 구성에 따라 추가의 가이드부를 더 구비할 수 있다.
이동 대차(7000)는 정반(6000)을 지지하며, 안내 장치(4000) 내측에 설치되어, 후술되는 정반 이동 장치(8000)에 의해 안내 장치(4000)의 연장 방향을 따라 승하강 한다.
이동 대차(7000)는 도 2, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 정반(6000)을 지지하는 대차 본체(7100), 안내 장치(4000)의 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)를 대향하는 방향 즉, 대차 본체(7100)의 양 측면 각각으로부터 이격되도록 설치되며, 회전 가능하고 제 1 와이어(W1)가 권취되는 한 쌍의 제 1 시브(sheave)(7200), 한 쌍의 제 1 시브(7200)의 양 외측에 이격 설치되며, 회전 가능하고 제 2 와이어(W2)가 권취되는 한 쌍의 제 2 시브(sheave)(7300), 이동 대차(7000)의 외측면 중, 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)와 대향하는 양 측면에 설치되어, 제 1 및 제 2 안내 부재(4300a, 4300b)를 타고 활주 가능한 활주부(7400a, 7400b)를 포함한다. 여기서, 제 1 및 제 2 시브(7200, 7300)는 이동 안내 본체(4100)와 연결되도록 고정 설치되어, 대차 본체(7100)의 승하강과 함께 이동한다.
대차 본체(7100)는 안내 장치(4000)의 횡단면의 형상과 대응하는 형상을 가지는 것이 바람직하며, 예컨대 사각형의 형상일 수 있다. 대차 본체(7100)는 안내 장치(4000)의 안내 본체(4100) 내측에 마련된 안내 부재(4300a, 4300b)를 따라 승하강 한다. 이를 위해, 이동 대차(7000)의 외측면 중, 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b)와 대향하는 외측면에 제 1 및 제 2 안내 부재(4300a, 4300b)를 타고 활주 가능한 제 1 및 제 2 활주부(7400a, 7400b)가 설치된다.
즉, 안내 장치(4000) 안내 본체(4100)의 제 1 지지 부재(4100a) 및 제 2 지지 부재(4100b)와 대향하는 이동 대차(7000)의 일측면 및 타측면 각각에서, 제 1 안내 부재(4300a) 및 제 2 안내 부재(4300b)와 대응하는 위치에 제 1 및 제 2 활주부(7400a, 7400b)가 설치된다. 예컨대, 이동 대차가 사각형의 형상이라고 할 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 일측면 및 타측면 각각에서 4 모서리의 위치에 설치된다.
그리고 이동 대차(7000)에 설치된 제 1 및 제 2 활주부(7400a, 7400b)는 제 1 및 제 2 안내 부재(4300a, 4300b) 각각을 활주하도록 설치된다. 즉, 이동 대차(7000)의 일측면에 제 1 지지 부재(4100a)에 설치된 제 1 안내 부재(4300a)를 따라 활주하도록 복수의 제 1 활주부(7400a)가 설치된다. 또한, 이동 대차(7000)의 타측면에 제 2 지지 부재(4100b)에 설치된 제 2 안내 부재(4300b)를 따라 활주하도록 복수의 제 2 활주부(7400b)가 설치된다. 다시 설명하면, 이동 대차(7000)의 일측면 및 타측면 각각에서, 4 모서리에 제 1 및 2 활주부(7400a, 7400b)가 설치된다.
제 1 및 제 2 활주부(7400a, 7400b) 각각은 제 1 활주 부재(7411)와 제 2 활주 부재(7412)를 포함하는데, 제 1 활주 부재(7411)가 제 2 활주 부재(7412)에 비해 모서리에 더 가깝도록 설치되어, 제 1 활주 부재(7411)는 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b) 각각을 구성하는 제 2 부재(4112, 4122)에 설치된 제 1 및 제 2 안내 부재(4300a, 4300b)를 타고 활주하며, 제 2 활주 부재(7412)는 제 1 및 제 2 지지 부재(4100a, 4100b) 각각을 구성하는 제 1 부재(4111, 4121)에 설치된 제 1 및 제 2 안내 부재(4300a, 4300b)를 타고 활주한다.
실시예에 따른 제 1 및 제 2 활주 부재(7411, 7412)는 볼(ball) 형태이나, 안내 부재를 타고 활주 가능한 다양한 수단이 적용될 수 있다.
가열 장치(2300)는 주편(S)을 반출시키기 전에, 주편(S)의 탑부를 가열하여, 주편(S) 탑부로부터의 선응고를 방지함으로써, 주편(S) 탑부의 파이프 결함 발생을 줄인다. 이러한 가열 장치(2300)는 주편(S)의 통과가 가능한 개구를 가지는 중공형의 가열 몸체(2310), 가열 몸체(2310)의 내부에 설치된 발열체(2320)를 포함한다. 실시예에 따른 가열 장치(2300)는 유도 가열 장치(EMH; Electro Magnetic Heater)로서, 발열체는 유도 가열 코일일 수 있다.
반출 장치(9000b)는 정반(6000)으로부터 수직 상태로 놓인 주편(S)을 전달받아, 수평 상태로 회전 가능하다. 이러한 반출 장치(9000b)는 정반(6000)으로부터 분리된 수직 상태의 주편(S)의 하부를 지지 및 안착시키는 제 1 안착부(9100), 제 1 안착부(9100)와 교차하는 방향으로 연장 형성되어 상기 제 1 안착부(9100)와 연결되어 주편(S)의 측면과 대향하는 제 2 안착부(9200), 제 2 안착부(9200)의 연장 방향으로 나열되며 회전 가능한 복수의 반출 롤러(9300), 제 1 안착부(9100)와 제 2 안착부(9200) 사이를 연결하도록 설치되어 반출 장치(9000b)의 회전 또는 틸팅시키는 회전 구동부(9400)를 포함한다.
분리 장치(9000a)는 반출 장치(9000b)와 대향하도록 안내 장치(4000)의 외측에 위치하여 주조 종료된 주편(S)을 반출 장치(9000b)를 향해 밀어줌으로써, 정반(600)으로부터 주편(S)을 분리시킨다. 이러한 분리 장치(9000a)는 복수개로 마련되어 지면에 대하여 수직 방향 또는 상하 방향으로 이격 설치될 수 있다. 실시예에 따른 분리 장치(9000a)는 유압 실린더이나, 이에 한정되지 않고, 주편(S)을 반출 장치(9000b)가 위치 방향으로 밀어 정반(6000)으로부터 주편(S)을 분리시킬 수 있는 다양한 수단이 적용 가능하다.
이하, 도 11 내지 17을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 반연속 주조 설비를 이용한 수직 주조 방법을 설명한다.
먼저, 정반 이동 장치(8000)를 통해 이동 대차(7000)를 상승시켜, 도 11에 도시된 바와 같이, 정반(6000)이 주형(M) 하측에 삽입 되도록 함으로써, 주형(M) 하측을 폐쇄한다. 즉, 제 1 윈치(8100a)를 회전시켜 제 1 와이어(W1)를 당기면, 이동 대차(7000) 및 정반(6000)이 상승하는데, 정반(6000)이 주형 하측 개구를 폐쇄하도록 이동시킨다. 또한, 가이드 장치(5000)의 제 1 및 제 2 수평 이동부(5220a, 5220b)를 동작시켜, 주조하고자 하는 주편(S)의 두께에 따라 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b) 각각을 전진 또는 후진시켜, 제 1 가이드 롤(5100a)과 제 2 가이드 롤(5100b) 사이의 이격 거리를 조절한다.
그리고, 용강이 수용된 래들(L)을 턴디쉬(T) 상측으로 이동시키고, 래들(L)의 용강을 턴디쉬로 출강시킨다.
턴디쉬(T)의 용강이 노즐을 통해 주형(M)으로 공급되면, 용강은 주형(M) 내부에서 1차 응고되는데, 정반(6000) 상부에서 응고되기 시작한다. 이렇게 주형(M)으로 용강을 공급하는 동안에 주형(M)의 외측에 위치한 제 1 교반 장치(2100)를 동작시켜 주형(M) 내 용강을 교반하고, 용강이 주형(M) 내벽에 부착(sticking)되지 않게 하기 위하여, 별도의 진동 장치를 이용하여 주형을 진동(oscillation)시킨다.
그리고, 정반 이동 장치(8000)를 통해 이동 대차(7000) 및 정반(6000)을 하강시키면, 도 12에 도시된 바와 같이, 1차 응고된 주편(S)이 주형(M)으로부터 인발된다. 계속하여 주형(M)으로 용강을 주입하면서, 정반(6000)을 하강시키면 소정 길이의 주편(S)이 주조된다(도 13에 참조). 본 발명에서는 1차지의 주조 조업이 용강을 복수의 래들(L)을 통해 연속적으로 공급하여 연속 주조한다. 다른 말로 하면, 종래에는 하나의 래들(L)로부터 공급된 용강량만큼 주편(S)을 주조하였으나, 본 발명에서는 2개 이상의 래들(L)로부터 연속 공급된 용강량만큼 주편(S)을 연속 주조한다.
한편, 주조되어 주형(M)으로부터 인발된 주편(S)은 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 안내 장치(4000) 내부를 통과하도록 하강한다. 이때 주편(S)의 측면이 가이드 장치(5000)의 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)에 의해 지지된 상태로 하강하며, 주편(S)이 이동하는 힘에 의해 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)이 회전하고, 복수의 제 1 및 제 2 노즐(5400a, 5400b)로부터 분사되는 냉각수에 의해 주편(S)이 2차 냉각된다. 또한, 제 1 및 제 2 가이드부(5000a, 5000b) 각각의 외측에 설치된 제 2 교반 장치(2200)를 동작시켜, 주편(S) 탑부의 미응고 용강을 교반시킴으로써, 파이프 결함 발생을 최소화한다.
주형(M)이 진동되면, 주형(M)으로부터 인발되는 주편(S)이 상하 방향으로 흔들리게 된다. 본 발명에서는 주편(S)의 흔들림을 방지하기 위하여, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b) 각각에 제동 유닛(5300a, 5300b) 설치하여, 주편(S)의 흔들림을 방지한다. 즉, 주편(S)의 주조 시에, 제 1 및 제 2 제동 유닛(5300a, 5300b) 동작시켜, 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)에 소정의 제동력을 부가하며, 이에 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)의 회전력이 조절된다. 따라서, 주편(S)을 지지하고 있는 제 1 및 제 2 가이드 롤(5100a, 5100b)은 주편(S)에 흔들림이 발생될 때, 주편(S)을 상하 이동을 방해하도록 주편(S)에 힘을 가하게 되며, 이에 주편(S)의 흔들림이 방지된다. 그리고 주편(S), 정반(6000) 및 이동 대차(7000)가 안내 장치(4000) 내부를 통과하도록 하강하고, 제 2 윈치(8100b)가 정반의 하측에서 제 2 와이어를 텐션있게 지지하고 있기 때문에, 안정적인 하강이 가능하다.
복수의 래들(L)을 통해 용강을 공급하는 연속 주조에 의해 목적하는 길이의 주편(S)이 주조되면, 도 15에 도시된 바와 같이, 안내 장치(4000)의 상측에 가열 장치를 위치시킨다. 그리고 정반 및 이동 대차를 소정 거리 상승시켜, 주편(S)의 탑부가 가열 장치의 개구로 삽입되도록 한다. 이후, 가열 장치(2300)를 동작시키면, 주편(S) 탑부가 가열되며, 이에 주편(S) 탑부의 파이프 결함 길이를 최소화할 수 있다.
주편(S) 탑부의 가열까지 종료되면, 도 16에 도시된 바와 같이, 주편(S)의 반출 위치까지 하강시킨다. 즉, 주편(S)의 탑부가 복수의 제 1 프레임(4100c) 중 최하단의 제 1 프레임(4100c)의 하측에 위치하도록 한다. 이후, 분리 장치(9000a)를 동작시켜 주편(S)을 밀면, 주편(S)이 수직으로 세워져 있는 반출 장치(9000b)로 이동한다. 그리고 도 17에 도시된 바와 같이, 반출 장치(9000b)를 틸팅시켜 주편(S)이 수평 방향이 되도록 하고, 이를 반출시킨다.
이렇게, 본 발명의 실시형태에 의하면, 400 내지 1000mm 두께의 두꺼운 주편을 복수의 래들(L)을 통해 연속적으로 용강을 공급하여 연속적으로 주편을 수직 주조할 수 있다. 즉, 두께가 매우 두꺼운 극대단면 주편의 주조는 응고특성 및 품질 문제로 인해 수직반연속 주조기에 의해 하나의 래들(L)로부터 공급된 용강량으로 1차지의 주조만 실시하고, 주조를 종료하였다. 하지만, 본 발명에서는 주형(M)의 하측에 가이드 장치(5000)와, 안내 장치(4000)를 설치하고, 가이드 롤(5100a, 5100b)에 회전력 조절이 가능하도록 제동 유닛(5300a, 5300b)을 연결함으로써, 종래에 비해 긴 주편이 안정적으로 하강하면서, 주편(S)의 흔들림이 방지되고, 주속이 안정화되는 효과가 있다. 따라서, 하나의 래들(L)이 아닌, 복수의 래들(L)로부터 공급된 용강으로 연속적으로 주편을 수직 주조할 수 있어, 주편의 생산율 및 실수율이 2배 이상 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 수직형 주조 설비 및 이를 이용한 수직 주조 방법은 주형의 하측에 가이드 장치와, 안내 장치를 설치하고, 가이드 롤에 회전력 조절이 가능하도록 제동 유닛을 연결함으로써, 종래에 비해 긴 주편이 안정적으로 하강하면서, 주편의 흔들림이 방지되고, 주속이 안정화되는 효과가 있다. 따라서, 하나의 래들이 아닌, 복수의 래들로부터 공급된 용강으로 연속적으로 주편을 수직 주조할 수 있어, 주편의 생산율 및 실수율이 2배 이상 향상되는 효과가 있다.

Claims (26)

  1. 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 주형;
    승하강 가능하며, 상기 주형에서 주조된 주편의 하부를 지지한 상태로 하강하여, 상기 주형으로부터 주편을 지면과 수직한 상태로 인발시키는 정반; 및
    상기 주형의 하측에 위치하여, 상기 정반으로부터 인발된 주편을 지지하여, 상기 주편의 하강을 가이드하는 가이드 장치;
    를 포함하고,
    상기 가이드 장치는,
    각각이 상기 주형의 하측에서, 상기 정반의 이동 경로의 양 측 방향에 배치되어, 상기 정반에 의해 이동하는 주편을 지지하고, 상기 주편의 이동을 가이딩하는 복수의 가이드 롤 및 상기 가이드 롤과 연결되어 상기 주편의 이동에 의해 회전하는 상기 가이드 롤에 제동력을 인가하는 제동 유닛을 구비하는 제 1 및 제 2 가이드부를 포함하는 수직형 주조 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드부 각각은 상기 가이드 롤과 연결되어, 상기 가이드 롤을 상기 주편 및 정반의 이동 경로를 향해 전진 또는 후진시키는 롤 구동 유닛을 포함하는 수직형 주조 설비.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 롤 구동 유닛은,
    상기 가이드 롤의 끝단과 연결된 지지 블록; 및
    상기 지지 블록과 연결되어 전진 이동력 및 후진 이동력을 인가하는 수평 이동부;
    를 포함하는 수직형 주조 설비.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드부 각각은 상하 방향으로 나열 배치된 복수의 가이드 롤 사이에 위치하여, 주편을 향해 냉각수를 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 수직형 주조 설비.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주형의 하측에서 지면에 대해 수직한 방향으로 연장 설치되며, 상기 주편 및 정반이 지면에 대해 수직한 방향으로 이동할 수 있는 내부 공간을 가지는 안내 본체를 구비하며, 상기 주편 및 정반의 이동을 안내하는 안내 장치를 포함하고,
    상기 안내 장치의 일측 및 타측에 상기 제 1 및 제 2 가이드부가 설치되는 수직형 주조 설비.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 가이드부와 대향하는 상기 안내 본체의 일측면에 상하 방향으로 나열되어 이격 형성된 제 1 개구가 형성되고,
    상기 제 2 가이드부와 대향하는 상기 안내 본체의 타측면에 상하 방향으로 나열되어 이격 형성된 제 2 개구가 형성되며,
    상기 제 1 가이드부의 복수의 가이드 롤은 상기 제 1 개구와 대응 위치하도록 나열 배치되어, 상기 제 1 가이드부의 수평 구동부에 의해 상기 제 1 개구를 통과하도록 전, 후진 이동하며,
    상기 제 2 가이드부의 복수의 가이드 롤은 상기 제 2 개구와 대응 위치하도록 나열 배치되며, 상기 제 2 가이드부의 수평 구동부에 의해 상기 제 1 개구를 통과하도록 전, 후진 이동하는 수직형 주조 설비.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 안내 본체는,
    각각이 상기 복수의 제 1 개구 및 복수의 제 2 개구의 위치와 교차하는 방향에서, 상하 방향으로 연장 형성되며, 상호 마주보도록 대향 배치된 제 1 및 제 2 지지 부재;
    각각이 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 일측에서 상기 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재를 연결하도록 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 프레임; 및
    각각이 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 타측에서 상기 제 1 지지 부재와 제 2 지지 부재를 연결하도록 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 2 프레임;
    을 포함하고,
    상기 제 1 프레임과 제 1 프레임 사이의 이격 공간이 상기 제 1 개구이고, 상기 제 2 프레임과 제 2 프레임 사이의 이격 공간이 제 2 개구인 수직형 주조 설비.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 안내 장치는 상기 안내 본체의 제 1 및 제 2 지지 부재 각각 내측면에 상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향을 따라 연장되도록 설치된 안내 부재를 포함하는 수직형 주조 설비.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 안내 본체의 내부 공간에 위치하여, 상기 정반을 지지하며, 상기 안내 본체의 연장 방향을 따라 승하강이 가능한 이동 대차를 포함하는 수직형 주조 설비.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 이동 대차와 연결되어, 상기 이동 대차를 승하강시키는 정반 이동 장치를 포함하는 수직형 주조 설비.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 이동 대차는,
    상부에 상기 정반이 안착되는 대차 본체;
    상기 대차 본체의 양 측면과 연결되도록 설치되며 회전 가능한 한 쌍의 제 1 시브;
    상기 한 쌍의 제 1 시브 각각의 일측에 설치되며, 회전 가능한 한 쌍의 제 2 시브;
    상기 대차 본체의 양 측면에 장착되어, 상기 안내 장치의 제 1 안내 부재 및 제 2 안내 부재를 따라 활주하는 제 1 및 제 2 활주부;
    를 포함하는 수직형 주조 설비.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 정반 이동 장치는,
    상기 안내 장치의 외측 상부에 위치하며, 회전 가능한 제 1 윈치;
    상기 이동 대차의 제 1 시브와 상기 제 1 윈치 사이를 연결하도록 권취된 제 1 와이어;
    회전 가능하고, 상기 제 1 윈치에 권취되어 있는 제 1 와이어가 권취된 제 1 드럼;
    상기 제 1 드럼과 연결되어 상기 제 1 드럼을 회전시키는 제 1 모터;
    상기 안내 장치의 외측 하부에 위치하며, 회전 가능한 제 2 윈치;
    상기 이동 대차의 제 2 시브와 상기 제 2 윈치 사이를 연결하도록 권취된 제 2 와이어;
    회전 가능하고, 상기 제 2 윈치에 권취되어 있는 제 2 와이어가 권취된 제 2 드럼;
    상기 제 2 드럼과 연결되어 상기 제 2 드럼을 회전시키는 제 2 모터;
    를 포함하는 수직형 주조 설비.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 안내 본체의 제 1 프레임의 외측 방향에 위치하여, 주조 종료된 주편을 받아 반출시키는 반출 장치;
    상기 반출 장치와 대향하도록 상기 제 2 프레임의 외측 방향에는 주조 종료되어, 상기 안내 본체 내에 위치하는 주편을 상기 반출 장치가 위치한 방향으로 밀어 상기 정반으로부터 분리하는 분리 장치;
    를 포함하는 수직형 주조 설비.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 지지 부재의 연장 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 프레임 중, 최하단에 위치한 제 1 프레임이 상기 반출 장치의 상부에 비해 상측에 위치하도록 하여, 상기 안내 본체 중, 상기 최하단에 위치한 제 1 프레임의 하측 영역을 주조 종료된 주편이 상기 안내 본체로부터 반출되는 공간으로 하는 수직형 주조 설비.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 반출 장치는 상기 정반으로부터 수직 상태로 놓인 주편을 전달받아, 수평 상태로 회전 가능한 수직형 주조 설비.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주형의 외측 둘레에 설치되어, 주형 내 용강을 교반시키는 제 1 교반 장치를 포함하는 수직형 주조 설비.
  17. 청구항 4 내지 청구항 15 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 안내 장치의 외측에서 상기 안내 장치의 상부 둘레에 설치되거나, 상기 가이드 롤 내부에 설치되어, 주편 주조 중 또는 주조 완료된 주편의 미응고 용강을 교반하는 제 2 교반 장치를 포함하는 수직형 주조 설비.
  18. 청구항 4 내지 청구항 15 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주형과 상기 안내 장치 사이로 이동 가능하여,
    상기 주형으로부터 주편의 인발이 종료된 후, 상기 안내 장치 내 주편의 탑부가 상기 주형과 안내 장치 사이에 위치하도록 상승시켰을 때, 상기 주편 탑부를 가열하는 가열 장치를 포함하는 수직형 주조 설비.
  19. 정반을 상승시켜, 주형의 하측 개구를 폐쇄하는 과정;
    상기 주형으로 용강을 공급하여, 상기 주형에서 상기 용강을 냉각시키는 과정;
    상기 정반을 지면에 대해 수직한 방향으로 하강시켜, 상기 주형으로부터 주편을 연속적으로 인발시키는 과정; 및
    상기 주형을 진동시키는 과정;
    을 포함하고,
    상기 주편을 연속적으로 인발시키는 과정은,
    상기 주형의 하측에서 지면에 대해 수직한 방향으로 나열된 복수의 제 1 가이드 롤과, 상기 주형의 하측에서 상기 복수의 제 1 가이드 롤과 대향하도록 위치하는 제 2 가이드 롤 사이로 상기 주편을 하강시키는 과정;
    상기 주편이 상기 복수의 제 1 가이드 롤과 복수의 제 2 가이드 롤 사이로 주편을 하강시키는 동안, 주조 속도에 따라, 상기 복수의 제 1 가이드 롤 및 복수의 제 2 가이드 롤 각각에 제동력을 인가하는 과정;
    을 포함하는 수직 주조 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 주편이 상기 제 1 가이드 롤과 제 2 가이드 롤 사이를 이동하는 동안, 상기 주편에 냉각수를 분사하는 수직 주조 방법.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 정반을 하강시키기 전에, 상기 제 1 가이드 롤 및 상기 제 2 가이드 롤 각각을 수평 이동시켜, 주조하고자 하는 주편의 두께에 따라 상기 제 1 가이드 롤과 상기 제 2 가이드 롤 사이의 간격을 조절하여, 상기 제 1 가이드 롤이 상기 주편의 일측면에 접촉되고, 상기 제 2 가이드 롤이 상기 주편의 타측면에 접촉되도록 하는 수직 주조 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 주형의 하측에는 지면에 대해 수직한 방향으로 연장 설치되며, 내부 공간을 가지는 안내 장치가 설치되고,
    상기 안내 장치의 일측면 및 타측면 각각에는 상기 복수의 제 1 가이드 롤및 제 2 가이드 롤과 대응하도록 복수의 제 1 개구 및 제 2 개구가 마련되며,
    상기 주형으로부터 주편을 인발시키기 전에,
    상기 제 1 가이드롤을 상기 주편의 두께에 따라, 상기 제 1 개구를 통과하도록 수평 이동시키고,
    상기 제 2 가이드롤을 상기 주편의 두께에 따라, 상기 제 2 개구를 통과하도록 수평 이동시키는 수직 주조 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 정반에 의해 연속적으로 인발되는 상기 주편은 상기 안내 장치 내부를 통과하도록 이동하는 수직 주조 방법.
  24. 청구항 19 내지 청구항 23 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주형의 외측 둘레에 설치된 제 1 교반 장치를 동작시켜, 상기 주형 내 용강을 교반시키는 과정을 포함하는 수직 주조 방법.
  25. 청구항 22 또는 청구항 23에 있어서,
    상기 제 1 가이드 롤의 일측 및 제 2 가이드 롤의 타측에 위치에 설치되는 제 2 교반 장치를 이용하여, 주조 중에 상기 안내 장치 내부로 이동하는 주편 또는 주조 완료 후 응고중인 주편 내 미응고 용강을 교반시키는 과정을 포함하는 수직 주조 방법.
  26. 청구항 19 내지 청구항 23 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주편의 주조가 종료되면, 상기 주형과 제 1 및 제 2 가이드 롤 사이로 가열 장치를 이동시키고,
    상기 주편 탑부가 상기 주형과 제 1 및 제 2 가이드 롤 사이에 위치하도록 상승시켜, 상기 가열 장치를 이용하여 상기 주편 탑부를 가열하는 수직 주조 방법.
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