WO2018117698A1 - 연속 주조 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2018117698A1
WO2018117698A1 PCT/KR2017/015266 KR2017015266W WO2018117698A1 WO 2018117698 A1 WO2018117698 A1 WO 2018117698A1 KR 2017015266 W KR2017015266 W KR 2017015266W WO 2018117698 A1 WO2018117698 A1 WO 2018117698A1
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segment
roll gap
cast
cylinder
gap difference
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PCT/KR2017/015266
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Inventor
김동진
신기태
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주식회사 포스코
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/207—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to thickness of solidified shell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Definitions

  • the present invention relates to a continuous casting apparatus and method.
  • Continuous casting technology is being developed as a technique for manufacturing steel.
  • This continuous casting technology is capable of continuous casting in a large cross section, and has the advantage of producing a cast steel that is several times larger than a conventional casting machine.
  • the continuous casting technique is heavy enough to weigh several tens of tons because of the large size and long length of the cast. Therefore, the influence of the weight and temperature of the cast steel affects the manufacturing environment of the cast steel, and such a problem causes an error in the production of the cast steel.
  • Patent Document 1 Korean Unexamined Patent Publication No. 2015-0073760
  • Patent Document 2 Korean Unexamined Patent Publication No. 2015-0073397
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, one technical aspect of the present invention by reducing the roll gap reduction amount according to the progression of the end portion of the cast while drawing the cast, while reducing the damage, such as bursting the cast
  • the present invention provides a continuous casting apparatus and a control method thereof, which can prevent the pressure difference, and can alleviate the difference in thickness of the cast steel so as to suit the rolling tolerance.
  • the continuous casting method is a continuous casting method performed in a continuous casting apparatus in which a plurality of segments are continuously provided and continuously cast cast pieces drawn from a mold.
  • the input side of the Nth segment Setting the roll gap difference between the cylinder and the output cylinder to a first roll gap difference, and stepping down the cast steel; and if the cast steel is not drawn out of the mold, the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the Nth segment is determined.
  • setting the second roll gap difference smaller than the first roll gap difference to variably reduce the slab.
  • the second roll gap difference may vary depending on the distance between the end of the cast piece and the N-th segment.
  • the second roll gap difference can be varied in proportion to the distance between the distal end of the slab and the Nth segment.
  • the stepping down of the cast steel may include setting a roll gap of cylinders of the N-th segment to a roll gap of the input cylinder of the N-th segment.
  • the stepping down of the cast steel may include setting a roll gap of cylinders of the N + 1th segment to a roll gap of the output cylinder of the Nth segment.
  • the method may include reducing the gap between the gaps based on a predetermined reduction in rolling reduction.
  • the step of variably depressing the cast piece further comprising the step of adjusting the reduction amount of the input cylinder of the N + 1-th segment based on the change amount of the reduction amount of the output cylinder of the N-th segment. can do.
  • the continuous casting device includes a plurality of segments including an input cylinder and an output cylinder, and includes a segment part on which a cast piece is cast, an end position detector for detecting a position of the end of the cast piece, and a position of the end of the cast piece. It may include a control unit for adjusting the pressure of the cylinders included in the plurality of segments to adjust the amount of pressure reduction.
  • the control unit sets the roll gap difference between the input side cylinder and the output side cylinder of the N-th segment to the first roll gap difference when the end of the slab is not detected, and the input side cylinder of the N-th segment when the end of the slab is detected.
  • a roll gap difference between the output cylinder and the output cylinder may be set to a second roll gap difference smaller than the first roll gap difference.
  • control unit may lower the gap between the roll gap between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment on the basis of a predetermined reduction reduction.
  • control unit may adjust the reduction amount of the input cylinder of the N + 1-th segment based on the change amount of the reduction amount of the output cylinder of the N-th segment.
  • the present invention by reducing the roll gap reduction amount with the progress of the end portion of the cast while drawing the cast, it provides an effect that can prevent damage such as bursting of the cast while reducing the pressure.
  • the present invention by reducing the roll gap reduction amount with the progress of the distal end portion of the cast while drawing the cast, it provides an effect that can reduce the difference in thickness of the cast to suit the rolling tolerance.
  • FIG. 1 is a view showing one situation of a continuous casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing another situation of the continuous casting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a segment of the continuous casting device shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cutaway front view illustrating an example of the segment illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a continuous casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a segment controlled differently according to the position of the end of the slab in the continuous casting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram comparing shapes of cast pieces that are differently controlled according to positions of the ends of the cast pieces.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a continuous casting method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing one situation of a continuous casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the molten steel is injected into the tundish 10 in a ladle (not shown), and the molten steel temporarily stored in the tundish 10 is supplied to the mold 20.
  • molten steel (M) discharged through the mold 20 is a continuous segment (Segment) provided in the continuous casting facility 100 in the state that the surface is slightly solidified through the primary cooling in the mold 20 (1 to n + 1) and are compressed.
  • each segment 110 has an upper roller and a lower roller, and includes a cylinder for providing pressure to the upper roller and the lower roller. As shown in the example shown, each segment has an input cylinder 111 and an output cylinder 112, which provide pressure to the upper and lower rollers on the input and output sides, respectively.
  • the slab S is pressed using the rollers described above in the segment corresponding to the final solidification point of the slab S.
  • the segment corresponding to the end of the slag solidification can be cast by pressing the slab (S) to about 20mm or less, thereby smoothing the solidification of the slab (S) and can also increase the quality of the flatness and the like.
  • segment n point corresponds to the end of the solidification of the cast steel S
  • the segment n is cast by pressing the cast steel S down to about 20 mm
  • the rolling force in the segment n is equal to that of the segment n-1. It is set higher than the reduction force.
  • the continuous casting device it is possible to prevent the bursting of the cast (S), etc. by adjusting the pressing force in accordance with the progress of the cast (S) so as to stably lower the cast.
  • the pressing force by gently adjusting the pressing force to minimize the difference in the thickness of the front end portion and the rear end of the cast steel, it is possible to satisfy the rolling acceptance criteria required in the subsequent process.
  • FIG. 2 is a view showing another situation of the continuous casting apparatus according to an embodiment of the present invention, showing an example in which the end (Send) of the cast (S) is further derived in one situation shown in FIG. Doing.
  • the continuous casting apparatus can adjust the pressure of the cylinder of the segment to adjust the amount of reduction of the segment, depending on the position of the end (Send) of the cast.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a segment of the continuous casting device shown in FIG. 1.
  • the segment 110 includes an upper roller 32 and a lower roller 34, and the upper roller 32 and the lower roller 34 may include a plurality of rollers.
  • Molten steel is cast and rolled between the upper roller 32 and the lower roller 34 of the segment 110 to produce a slab.
  • pressing cylinders 40 are provided to provide pressure to the upper roller 32 and the lower roller 34. Can be.
  • a total of four cylinders are provided on the segment input side and the output side, one on each of the left and right sides.
  • the number of cylinders can be set differently according to the embodiment.
  • the cylinders 40 are fixed by side boxes 42 and 44 on the side of the frame and can be linked with tie rods 46.
  • the upper roller 32 and the lower rollers 34 may be assembled by girders 48 and 50 between the frames 36 and 38.
  • FIG. 4 is a cutaway front view illustrating an example of the segment illustrated in FIG. 3.
  • the segment 400 is provided between the upper and lower frames 436 and 438 and an input side cylinder 440 and an output side cylinder 430 provided between the top side and bottom frames 436 and 438 and between the input side cylinder 440 and the output side cylinder 430. It may include a driving roll 420.
  • the driving roll 420 is for simply transferring the cast steel, which is different from the upper and lower rollers 432 and 434 for pressing down the cast steel by the cylinders 430 and 440.
  • the cylinder 440 is connected to the upper and lower parts by the tie rod 446, the upper and lower rollers 432, 434 to apply pressure to the cast steel in accordance with the pressure of the cylinder 440.
  • the continuous casting apparatus adjusts the pressure of the segment according to the position of the end of the cast bar, it will be described in more detail with reference to FIGS. .
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a continuous casting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the continuous casting apparatus 200 may include a segment part (not shown), an end position detector 210, and a controller 220.
  • the segment portion includes a plurality of segments for casting a cast piece, and each segment includes an input cylinder and an output cylinder, as described above.
  • the distal position detector 210 may detect the position of the distal end (Send, shown in FIG. 2) of the cast steel.
  • the distal position detector 210 may apply various techniques for detecting the distal end of the cast steel. As an example, an end of the slab may be detected using an image detecting means. In another example, an end of the slab may be detected using a heat sensing means. In addition, various means may be applied, and the present invention does not limit the distal position detector 210 to a specific technical means.
  • the controller 220 may control the cylinder of the segment.
  • the control unit 220 may adjust the pressure of the cylinders included in the plurality of segments to adjust the amount of reduction of the slab according to the position of the end of the slab.
  • the controller 220 may set the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment as the first roll gap difference when the end of the cast steel is not detected, that is, when the cast steel is continuously drawn out of the mold.
  • the control unit 220 has a second roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment smaller than the first roll gap difference It can be set to the roll gap difference.
  • the second roll gap difference may vary depending on the distance between the end of the slab and the N-th segment.
  • the second roll gap difference may be changed to be proportional to the distance between the end of the slab and the N-th segment.
  • the controller 220 controls the N-segment corresponding to the end of the solidification of the slab S to drop down with a strong pressure when the slab is continuously drawn out of the mold, and the slab is no longer drawn out of the mold.
  • the end it can be controlled to gradually reduce the pressure of the N-th segment according to the position of the end of the cast piece.
  • the controller 220 may reduce the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment based on a predetermined reduction in pressure when the end of the cast piece goes beyond the reference length.
  • the controller 220 periodically monitors the distance that the end of the cast steel moves, and reduces the amount of rolling down in the N-th segment by a predetermined reduction reduction amount ⁇ Ri when the end of the cast steel is moved by the reference length Li.
  • the roll gap control of the N-th segment can be performed by calculating a target roll gap setting value (pressure reduction amount PV- ⁇ Ri) to decrease.
  • the controller 220 may adjust the amount of reduction of the input cylinder of the N + 1th segment based on the amount of change in the amount of reduction of the output cylinder of the Nth segment.
  • the controller 220 may be implemented as, for example, a control device such as a programmable logic controller (PLC), but is not limited thereto.
  • PLC programmable logic controller
  • FIG. 6 is a view for explaining a segment controlled differently according to the position of the end of the slab in the continuous casting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an example in which the end of the cast steel is not yet formed, and (b) illustrates an example in which the end of the cast steel is formed, thereby adjusting the amount of reduction.
  • the molten steel 610 in the cast steel is a step down in the segment n corresponding to the less solidified portion. Therefore, the height difference of the slab between the previous segment n-1 and the subsequent segment n + 1 is set to d1. This can make such a difference in the reduction amount by setting the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the segment n to be equal to or greater than a predetermined roll gap difference.
  • the reduction amount of the input side cylinder of the segment n + 1 can be changed based on the change amount of the reduction amount of the output side cylinder of the segment n.
  • FIG. 7 is a diagram comparing shapes of cast pieces that are differently controlled according to positions of the ends of the cast pieces.
  • Fig. 7 (a) shows an example in which the end of the cast steel is not yet formed
  • Fig. (B) illustrates an example in which the end of the cast steel is formed, thereby adjusting the amount of reduction.
  • the cast gap is variably set by setting the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment to a second roll gap difference smaller than the first roll gap difference. This is the case. As shown, the second roll gap difference varies with the distance between the end of the slab and the Nth segment.
  • the roll gap Rt is formed only by the nth segment
  • the roll gap due to the nth segment is only R1
  • the rolling reduction gradually decreases based on the movement distance of the end of the cast steel. It can be seen that the reduction amount R2 is set by the section X1.
  • the end of the cast piece passes a certain point, and accordingly, the rolling reduction of the n-th segment is gradually reduced based on the movement of the end of the cast piece.
  • the amount of change of the slab is set within a certain level, it is possible to satisfy the rolling tolerance.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a continuous casting method according to an embodiment of the present invention.
  • the continuous casting apparatus can set the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment to the first roll gap difference to push down the cast.
  • the continuous casting device is the second roll gap difference smaller than the first roll gap difference the roll gap difference between the input cylinder and the output cylinder of the N-th segment
  • the cast steel can be variably reduced by setting to.
  • the second roll gap difference may vary depending on the distance between the end of the slab and the N-th segment.
  • the continuous casting device can calculate the position of the slab end portion and track its position (S820).
  • the continuous casting apparatus may perform the step down as in the case where the slab is drawn out.
  • the continuous casting apparatus may set the roll gap of the cylinders of the N-th segment to the roll gap of the input cylinder of the N-th segment.
  • the continuous casting apparatus may set the roll gap of the cylinders of the N + 1th segment to the roll gap of the output cylinder of the Nth segment.
  • the continuous casting apparatus calculates the current running length of the distal end (S840), and whenever the current running length corresponds to the reference length (S850), it is possible to readjust by reducing the reduction amount by a certain amount of reduction (S860).
  • the continuous casting device may control the roll gap of the segment based on the amount of the reduction (S870).
  • the continuous casting apparatus stops adjusting the reduction amount when the readjusted reduction amount corresponds to the final reduction amount (S880, eg). On the other hand, if the readjusted rolling reduction does not correspond to the final rolling reduction (S880, NO), the above-described steps (S840 to S880) of reducing the reduction are repeatedly performed.

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Abstract

본 발명의 일 기술적 측면에 따른 연속 주조 방법은, 복수의 세그먼트가 연속적으로 구비되어, 몰드에서 인발된 주편을 연속으로 주조하는 연속 주조 장치에서 수행되는 연속 주조 방법으로서, 상기 몰드에서 주편이 인발되는 경우, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 강압하 하는 단계 및 상기 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 가변적으로 압하하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 따라 변동될 수 있다.

Description

연속 주조 장치 및 방법
본 발명은 연속 주조 장치 및 방법에 관한 것이다.
철강의 일 제조 기술로서 연속 주조 기술이 개발되고 있다. 이러한 연속 주조 기술은 대 단면으로 연속 주조가 가능하며, 통상적인 주조기에 비하여 수 배 이상 큰 주편을 생산할 수 있는 장점이 있다.
한편, 연속 주조 기술은 주편의 크기가 크고 길이가 길기 때문에 주편의 중량이 수십 톤에 이를 정도로 무겁다. 따라서, 주편의 무게, 온도의 영향에 의하여 주편의 제조 환경에 영향을 미치게 되고, 그러한 영향에 의하여 주편의 제조에 오차가 발생하는 문제가 유발되고 있다.
이러한 종래 기술에 대해서는, 한국 공개특허공보 제2015-0073760호, 한국 공개특허공보 제2015-0073397호 등을 참조하여 쉽게 이해할 수 있다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제2015-0073760호
(특허문헌 2) 한국 공개특허공보 제2015-0073397호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 기술적 측면은 주편을 인발하면서 주편의 말단부의 진행에 따라 롤갭 압하량을 감소시킴으로써, 강압하를 하면서도 주편의 터짐 등의 손상을 방지할 수 있으며, 또한 압연 허용율에 적합하도록 주편의 두께 차이를 완화할 수 있는 연속 주조 장치 및 그의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 기술적 측면은 연속 주조 방법을 제안한다. 상기 연속 주조 방법은, 복수의 세그먼트가 연속적으로 구비되어, 몰드에서 인발된 주편을 연속으로 주조하는 연속 주조 장치에서 수행되는 연속 주조 방법으로서, 상기 몰드에서 주편이 인발되는 경우, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 강압하 하는 단계 및 상기 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 가변적으로 압하하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 따라 변동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 비례하도록 변동될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주편을 강압하 하는 단계는, N-1번째 세그먼트의 실린더들의 롤갭을 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더의 롤갭으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주편을 강압하 하는 단계는, N+1번째 세그먼트의 실린더들의 롤갭을 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 롤갭으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주편을 가변적으로 압하 하는 단계는, 상기 주편의 말단의 위치를 확인하는 단계 및 상기 주편의 말단이 기준 길이 이상으로 진행하면, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더 간의 롤갭 차이를 기 설정된 압하 감소량에 기초하여 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주편을 가변적으로 압하 하는 단계는, N+1번째 세그먼트의 입력측 실린더의 압하량을, 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 압하량의 변화량에 기초하여 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 기술적 측면은 연속 주조 장치를 제안한다. 상기 연속 주조 장치는, 입력측 실린더와 출력측 실린더를 포함하는 세그먼트를 복수개 포함하고, 주편이 주조되는 세그먼트 부, 상기 주편의 말단의 위치를 검출하는 말단 위치 검출부 및 상기 주편의 말단의 위치에 따라, 주편의 압하량을 조절하도록 복수의 세그먼트에 포함된 실린더들의 압력을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 주편의 말단이 검출되지 않는 경우, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하고, 상기 주편의 말단이 검출되는 경우, 상기 N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 주편의 말단이 기준 길이 이상으로 진행하면, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더 간의 롤갭 차이를 기 설정된 압하 감소량에 기초하여 낮출 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 N+1번째 세그먼트의 입력측 실린더의 압하량을, 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 압하량의 변화량에 기초하여 조절할 수 있다.
상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 과제 해결을 위한 다양한 수단들은 이하의 상세한 설명의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 주편을 인발하면서 주편의 말단부의 진행에 따라 롤갭 압하량을 감소시킴으로써, 강압하를 하면서도 주편의 터짐 등의 손상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 주편을 인발하면서 주편의 말단부의 진행에 따라 롤갭 압하량을 감소시킴으로써, 압연 허용율에 적합하도록 주편의 두께 차이를 완화할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치의 일 상황을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치의 다른 일 상황을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 연속 주조 장치의 세그먼트의 일 예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 세그먼트의 일 예를 도시하는 절단 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치에서 주편의 말단의 위치에 따라 다르게 제어되는 세그먼트를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 주편의 말단의 위치에 따라 다르게 제어되는 주편의 형상을 비교하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 방법을 설명하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치의 일 상황을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 예를 참조하여 연속 주조에 대하여 설명한다. 정련과정을 마친 용강은 래들(미도시)에서 턴디쉬(10)로 주입되고, 턴디쉬(10)에 일시 저장된 용강은 몰드(20)에 공급된다.
용강은 몰드(20)에서 1차 냉각되고, 이후 몰드 하부의 스트랜드 라인(21)에서의 2차 냉각을 거쳐 응고됨에 따라, 빌렛(billet), 블룸(bloom), 슬라브(slab) 등과 같은 주편(S)이 연속되어 생산된다.
한편, 몰드(20)을 통해 배출되는 용강(Molten steel)(M)은 몰드(20)에서 1차 냉각을 거쳐 표면이 다소 응고된 상태로 연속 주조 설비(100)에 구비된 연속되는 세그먼트(Segment)(1 내지 n+1)를 통하여 이송되며 또한 압착된다.
즉, 각 세그먼트(110)에는 상부 롤러 및 하부 롤러가 있으며, 이러한 상부 롤러 및 하부 롤러에 압력을 제공하는 실린더를 포함한다. 도시된 예와 같이, 각 세그먼트에는 입력측 실린더(111) 및 출력측 실린더(112)가 있으며, 이들이 각각 입력측 및 출력측의 상부 롤러 및 하부 롤러에 압력을 제공한다.
한편, 연주공정에서 중심부 내부 품질을 개선하기 위하여, 주편(S)의 응고말기 지점에 해당되는 세그먼트에서 상술한 롤러를 이용하여 주편(S)을 압하하게 된다. 예컨대, 주편 응고말기 지점에 해당되는 세그먼트는 주편(S)을 20mm 내외로 강압하시켜 주조를 함으로써, 주편(S)의 응고를 원활히 하고 또한 주편의 평탄도 등의 품질을 증대시킬 수 있다.
예컨대, 세그먼트 n 지점이 주편(S)의 응고 말기에 해당된다고 하면, 세그먼트 n은 주편(S)을 20mm 내외로 강압하시켜 주조를 하고 있으며, 세그먼트 n에서의 압하력은 세그먼트 n-1에서의 압하력보다 높게 설정된다.
한편, 이와 같이, 주편(S)의 미응고 부위를 20mm 이상의 롤갭을 가지도록 강압하 하는 경우, 주편(S)의 미응고 부위 터짐이 발생할 수 있으므로, 이를 방지하는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명에 따른 연속 주조 장치는 주편을 안정적으로 강압하할 수 있도록, 주편(S)의 진행에 따라 압하력을 조절함으로써 주편(S)의 터짐 등을 방지할 수 있다. 또한, 압하력을 완만하게 조절함으로써 주편의 선단부와 후단부의 두께 차이를 최소화하도록 함으로써, 후속 공정에서 요구되는 압연 허용 기준치를 만족시키도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치의 다른 일 상황을 도시하는 도면으로서, 도 1에 도시된 일 상황에서 더 진행되어 주편(S)의 말단(Send)이 도출된 예를 도시하고 있다.
이와 같이 주편(S)의 말단(Send)이 도출된 경우, 즉, 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우, 세그먼트 n에서 계속적으로 높은 압력으로 강압하 하는 경우, 주편(S)의 말단(Send)이 터지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치는 주편의 말단(Send)의 위치에 따라, 세그먼트의 압하량을 조절하도록 세그먼트의 실린더의 압력을 조절할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 연속 주조 장치의 세그먼트의 일 예를 도시하는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 세그먼트(110)는 상부 롤러(32)와 하부 롤러(34)를 구비하고 있으며, 이러한 상부 롤러(32)와 하부 롤러(34)는 복수개의 롤러로 구성될 수도 있다.
세그먼트(110)의 상부 롤러(32)와 하부 롤러(34) 사이에 용강이 주조 및 압연되어 슬라브로 제조된다.
상부 롤러(32)와 하부 롤러(34)들이 탑재되는 상, 하부 프레임(36)(38)에는, 압하 실린더(40)들이 구비되어 상부 롤러(32)와 하부 롤러(34)에 압력을 제공할 수 있다.
도시된 예에서 실린더는 세그먼트 입력측과 출력측에, 각각 좌우에 한 개씩 총 4개가 구비되나, 이는 예시적인 것으로서 실린더의 개수는 실시예에 따라 달리 설정 가능하다.
실린더들(40)은 프레임 측면의 사이드 박스(42)(44)에 의해 고정되며, 타이로드(46)로 연계될 수 있다.
상부 롤러(32)와 하부 롤러(34)들은 프레임(36)(38)사이의 거더(48)(50)들에 의해 조립될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 세그먼트의 일 예를 도시하는 절단 정면도이다.
도 4를 참조하면, 세그먼트(400)는 상하부 프레임(436,438)과 그 사이에 구비되는 입력측 실린더(440)와 출력측 실린더(430)와, 입력측 실린더(440)와 출력측 실린더(430) 사이에 구비되는 구동롤(420)을 포함할 수 있다.
구동롤(420)은 주편을 단순히 이송하기 위한 것으로서, 실린더(430, 440)에 의하여 주편을 압하하기 위한 상하부롤러(432,434)와 차이가 있다. 실린더(440)는 타이로드(446)에 의하여 상하부가 연결되며, 실린더(440)의 압력에 따라 상하부롤러(432, 434)는 주편에 압력을 가하게 된다.
한편, 기 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치는 주편의 말단의 위치에 따라, 세그먼트의 압력을 조절하는 바, 이하 도 5 내지 도 6을 참조하여 이에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면, 연속 주조 장치(200)는 세그먼트부(미도시), 말단 위치 검출부(210) 및 제어부(220)를 포함할 수 있다.
세그먼트부는 주편을 주조하기 위한 복수의 세그먼트를 포함하고, 각 세그먼트는 입력측 실린더와 출력측 실린더를 포함함은 기 설명한 바와 같다.
말단 위치 검출부(210)는 주편의 말단(Send, 도 2에 도시됨)의 위치를 검출할 수 있다.
말단 위치 검출부(210)는 주편의 말단을 검출하기 위한 다양한 기술을 적용할 수 있다. 일 예로, 영상 검출 수단을 이용하여 주편의 말단을 검출할 수도 있고, 다른 예로, 열 감지 수단을 이용하여 주편의 말단을 검출할 수도 있다. 그 외에도 다양한 수단이 적용될 수 있는 바, 본 발명에서 말단 위치 검출부(210)를 특정한 기술 수단으로 한정하지 아니한다.
제어부(220)는 세그먼트의 실린더를 제어할 수 있다.
제어부(220)는 주편의 말단의 위치에 따라, 주편의 압하량을 조절하도록 복수의 세그먼트에 포함된 실린더들의 압력을 조절할 수 있다.
일 예로, 제어부(220)는 주편의 말단이 검출되지 않는 경우, 즉, 몰드에서 주편이 계속 인발되는 경우에는 N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정할 수 있다. 한편, 제어부(220)는 상기 주편의 말단이 검출되는 경우, 즉, 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우에는 상기 N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정할 수 있다.
여기에서, 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 따라 변동될 수 있다. 일 예로, 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 비례하도록 변동될 수 있다.
즉, 제어부(220)는 몰드에서 주편이 계속 인발되는 경우에는 주편(S)의 응고 말기에 해당하는 N번째 세그먼트가 강한 압력으로 강압하하도록 제어하고, 몰드에서 주편이 더 이상 인발되지 않고 주편의 말단이 생성된 경우에는 그 주편의 말단의 위치에 따라 N번째 세그먼트의 압력을 점차적으로 줄이도록 제어할 수 있다.
제어부(220)는 상기 주편의 말단이 기준 길이 이상으로 진행하면, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더 간의 롤갭 차이를 기 설정된 압하 감소량에 기초하여 낮출 수 있다.
예컨대, 제어부(220)는 주편의 말단이 이동하는 거리를 주기적으로 모니터링하여, 주편의 말단이 기준길이(Li)만큼 이동되었을 때 N번째 세그먼트에서 강압하하는 압하량을 일정한 압하감소량(ΔRi) 만큼 감소시키는 목표 롤갭 설정값(압하량(PV) - ΔRi)을 계산하여 N번째 세그먼트의 롤갭 제어를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(220)는 N+1번째 세그먼트의 입력측 실린더의 압하량을, 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 압하량의 변화량에 기초하여 조절할 수 있다.
제어부(220)는 예를 들어 PLC(Programmable Logic Controller) 등과 같은 제어 장치로 구현될 수 있으나 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 장치에서 주편의 말단의 위치에 따라 다르게 제어되는 세그먼트를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 그림 (a)는 주편의 말단이 아직 형성되지 않은 경우의 예를, 그림 (b)는 주편의 말단이 형성되어서 그에 따라 압하량을 조절하는 예를 예시하고 있다.
먼저 그림 (a)의 경우, 주편 내부의 용강(610)이 덜 응고된 미응고 부분에 해당하는 세그먼트 n에서 강압하가 이루어지고 있음을 알 수 있다. 따라서, 이전 세그먼트 n-1과, 이후 세그먼트 n+1 간의 주편의 높이 차이는 d1으로 설정된다. 이는 세그먼트 n의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 일정 롤갭 차이 이상으로 설정함으로써, 이러한 압하량의 차이를 만들 수 있다.
한편, 그림 (b)의 경우, 주편의 말단의 진행에 따라 세그먼트 n의 압하량을 d2로 감소시킴을 알 수 있다. 이는, 세그먼트 n의 입력측 실린더와 출력측 실린더의 롤갭 차이를 줄임으로써 압하량을 감소시킬 수 있다.
한편, 세그먼트 n+1의 입력측 실린더의 압하량은, 세그먼트 n의 출력측 실린더의 압하량의 변화량에 기초하여 변화될 수 있다.
도 7은 주편의 말단의 위치에 따라 다르게 제어되는 주편의 형상을 비교하는 도면이다.
도 7에서 그림 (a)는 주편의 말단이 아직 형성되지 않은 경우의 예를, 그림 (b)는 주편의 말단이 형성되어서 그에 따라 압하량을 조절하는 예를 예시하고 있다.
그림 (a)의 경우, 몰드에서 주편이 인발되는 경우로서, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 강압하 하는 경우이다.
그림 (b)의 경우, 상기 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우로서, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 가변적으로 압하하는 경우이다. 도시된 바와 같이, 제2 롤갭 차이는 주편의 말단과 N번째 세그먼트 간의 거리에 따라 변동된다
주편의 말단이 거리 X1만큼 이동함에 따라, 주편의 압하량이 변동되는 구간도 X1에 해당되게 된다.
즉, 그림 (a)에서는 n번째 세그먼트에 의해서만 롤갭 Rt가 형성되는 반면, 그림 (b)에서는 n번째 세그먼트에 의한 롤갭은 R1에 불과하고, 주편의 말단의 이동 거리에 기초하여 점차적으로 압하량이 감소한 구간(X1)에 의하여 압하량 R2가 설정됨을 알 수 있다.
결국, 주편의 말단이 일정 지점을 지나게 되고, 그에 따라 주편의 말단의 이동에 기초하여 n번째 세그먼트의 압하량이 점진적으로 감소하게 된다. 이에 따라 주편의 말단의 터짐을 방지하면서, 또한 주편의 변화량이 일정 수준 이내로 설정되므로 압연 허용율을 만족시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8에 도시된 연속 주조 방법은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 연속 주조 장치에서 수행되므로, 도 1 내지 도 7을 참조하여 기 설명한 내용을 참조하여 쉽게 이해할 수 있다.
몰드에서 주편이 인발되는 경우(S810, 아니오), 연속 주조 장치는 N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하여 주편을 강압하 할 수 있다.
한편, 몰드 내 주조가 완료되어 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우(S810, 예), 연속 주조 장치는 N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정하여 주편을 가변적으로 압하할 수 있다. 여기에서, 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 따라 변동될 수 있다.
구체적으로, 연속 주조 장치는 주편 말단부의 위치를 계산하고 이의 위치를 트래킹할 수 있다(S820).
연속 주조 장치는 주편 말단부의 위치가 기 설정된 P1에 다다르지 않은 경우에는, 주편이 인발되는 경우와 동일하게 강압하를 수행할 수 있다.
일 예로, 연속 주조 장치는 N-1번째 세그먼트의 실린더들의 롤갭을 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더의 롤갭으로 설정할 수 있다. 또는 연속 주조 장치는 N+1번째 세그먼트의 실린더들의 롤갭을 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 롤갭으로 설정할 수 있다.
반면, 주편 말단부의 위치가 기 설정된 P1에 다다른 경우, 가변적인 압하를 수행할 수 있다(S840 내지 S880).
구체적으로, 연속 주조 장치는 말단부의 현재 진행 길이를 계산하고(S840), 현재 진행 길이가 기준 길이에 해당되는 경우마다(S850), 압하량을 일정 감소량 만큼 감소시켜 재조정할 수 있다(S860). 또한 연속 주조 장치는 이러한 압하량을 기초로 세그먼트의 롤 갭을 제어할 수 있다(S870).
연속 주조 장치는 재조정된 압하량이 최종 압하량에 해당하게 되면(S880, 예), 압하량의 조절을 중단한다. 한편, 재조정된 압하량이 최종 압하량에 해당하지 않는 경우는(S880, 아니오), 상술한 압하량를 감소시키는 과정(S840 내지 S880)을 반복하여 수행한다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 복수의 세그먼트가 연속적으로 구비되어, 몰드에서 인발된 주편을 연속으로 주조하는 연속 주조 장치에서 수행되는 연속 주조 방법으로서,
    상기 몰드에서 주편이 인발되는 경우, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 강압하 하는 단계; 및
    상기 몰드에서 주편이 인발되지 않는 경우, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정하여 상기 주편을 가변적으로 압하하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제2 롤갭 차이는 상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 따라 변동되는 연속 주조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 롤갭 차이는
    상기 주편의 말단과 상기 N번째 세그먼트 간의 거리에 비례하도록 변동되는 연속 주조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주편을 강압하 하는 단계는
    N-1번째 세그먼트의 실린더들의 롤갭을 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더의 롤갭으로 설정하는 단계;
    를 포함하는 연속 주조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주편을 강압하 하는 단계는
    N+1번째 세그먼트의 실린더들의 롤갭을 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 롤갭으로 설정하는 단계;
    를 포함하는 연속 주조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주편을 가변적으로 압하 하는 단계는
    상기 주편의 말단의 위치를 확인하는 단계; 및
    상기 주편의 말단이 기준 길이 이상으로 진행하면, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더 간의 롤갭 차이를 기 설정된 압하 감소량에 기초하여 낮추는 단계;
    를 포함하는 연속 주조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 주편을 가변적으로 압하 하는 단계는
    N+1번째 세그먼트의 입력측 실린더의 압하량을, 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 압하량의 변화량에 기초하여 조절하는 단계;
    를 더 포함하는 연속 주조 방법.
  7. 입력측 실린더와 출력측 실린더를 포함하는 세그먼트를 복수개 포함하고, 주편이 주조되는 세그먼트 부;
    상기 주편의 말단의 위치를 검출하는 말단 위치 검출부; 및
    상기 주편의 말단의 위치에 따라, 주편의 압하량을 조절하도록 복수의 세그먼트에 포함된 실린더들의 압력을 조절하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 주편의 말단이 검출되지 않는 경우, N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 제1 롤갭 차이로 설정하고,
    상기 주편의 말단이 검출되는 경우, 상기 N번째 세그먼트의 입력측 실린더와 출력측 실린더간의 롤갭 차이를 상기 제1 롤갭 차이보다 작은 제2 롤갭 차이로 설정하는 연속 주조 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 주편의 말단이 기준 길이 이상으로 진행하면, 상기 N번째 세그먼트의 상기 입력측 실린더와 상기 출력측 실린더 간의 롤갭 차이를 기 설정된 압하 감소량에 기초하여 낮추는 연속 주조 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는
    N+1번째 세그먼트의 입력측 실린더의 압하량을, 상기 N번째 세그먼트의 상기 출력측 실린더의 압하량의 변화량에 기초하여 조절하는 연속 주조 장치.
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