KR100796638B1 - 경압하 구간을 구비한 연속 주조 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주형 아래에 있는 빌렛 가이드에 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)을 구비한 경압하 구간을 포함하고, 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)이 개별적으로 또는 세그먼트(1)로서 유압 실린더(7, 7')에 의해 서로 연속적으로, 그리고 스토퍼(30)에 의해 제한적으로 클램핑력을 추진받는 연속 주조 설비에서 슬래브 또는 주괴, 특히 박 슬래브를 연속 주조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 경압하 구간의 아직 완전 응고되지 않은 구역 내에서는 강한 압력을 동반한 클램핑력으로, 그리고 경압하 구간의 완전 응고된 구역 내에서는 약한 압력을 동반한 클램핑력으로 각각 작업을 한다. 강한 압력과 약한 압력에 대한 한계치 또는 절환치를 클램핑력이 한계치 또는 절환치 미만일 경우에는 세그먼트를 강한 압력으로 클램핑시키고 클램핑력이 한계치 또는 절환치 이상일 경우에는 세그먼트를 약한 압력으로 클램핑시키도록 규정한다.

경압하, 연속 주조, 빌렛 가이드, 가압 롤, 세그먼트, 클램핑력, 유압 실린더

Description

경압하 구간을 구비한 연속 주조 설비{CONTINUOUS CASTING INSTALLATION COMPRISING A SOFT REDUCTION SECTION}

본 발명은 주형 아래에 있는 빌렛 가이드에 가압 롤 또는 지지 롤을 구비한 경압하(soft reduction) 구간을 포함하고, 가압 롤 또는 지지 롤이 개별적으로 또는 세그먼트로서 유압 실린더에 의해 서로 연속적으로, 그리고 스토퍼에 의해 제한적으로 가변 클램핑력을 추진받는 연속 주조 설비에서 슬래브 또는 주괴, 특히 박 슬래브를 연속 주조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

지금 현재 조업 중에 있거나 조업 단계에 들어선 다수의 연속 주조 설비, 특히 박 슬래브 주조용 연속 주조 설비는 경압하에 의한 작업 기술을 구현하고 있다. 그러한 방법 및 그에 상응하는 장치는 주로 연속 주조 설비의 빌렛 가이드의 수평 부분에 설치되어 주조 제품의 조직 품질 및 표면 품질을 개선시키는 역할을 한다.

경압하 효과는 액상 크레이터(crater)의 첨두부까지 용융 액상 코어를 동반하는 빌렛의 응고 구역에서 빌렛 두께를 감축시키는 것에 의해 얻어진다. 경압하가 빌렛 내부 품질에 중요한 영향을 미치는 구역은 0.3 내지 0.8의 FS(고상률)로 응고된 것에 해당되는 응고 경로 상의 종 방향 위치에 위치된다. 경압하, 즉 전술된 구역에서 의도된 바의 소단계로 행하는 두께 감축은 입증된 바와 같이 용융물 중에서의 편석 경향을 회피시킨다.

예컨대, 주조 속도의 변동으로 인해 발생되는 상이한 작업 상태 또는 정지 상태에서 경압하가 유효한 구역에 도달되도록 하려면, 빌렛 두께를 감축시키는 존이 빌렛의 종 방향 위치를 따라 변경될 수 있어야 한다. 그를 위해, 지지 세그먼트에는 위치를 제어하는 클램핑 실린더가 사용된다.

계산에 의해 또는 가압 롤 상에서의 빌렛의 압력 변동 측정에 의해 크레이터 첨두부의 위치를 탐지함으로써, 지지 세그먼트를 경압하에 적합한 위치에 원추형으로 세팅하여 그를 통해 통과되는 빌렛에 의도된 바의 두께 감축을 행하게 된다. 실제로, 그러한 방법은 완전히 개발 완료되어 동적 경압하(dynamic soft reduction)로서 지칭되고 있기는 하지만, 그러한 동적 경압하는 기술적 구현이란 측면에서 높은 비용을 수반한다.
문헌 WO-A-98/50 185로부터 동적 경압하를 동반하는 연속 주조 장치에 의해 강 슬래브를 제조하는 방법 및 장치가 공지되어 있다. 용융물이 빌렛 쉘에 의해 에워싸여 있는 주형으로부터 주조된 빌렛을 떠나 보내 후속 접속된 빌렛 가이드를 통해 통과시키되, 스탠드에 장착된 가이드 롤의 개구 폭을 하부 프레임과 상부 프레임을 결합시키는 조정 요소에 의해 연속적으로 조절한다. 그러한 방법에서는 동적 경압하를 다음의 단계로 행하게 된다:
a) 개구 폭을 그 개구 폭의 중심 선을 중심으로 한 진동에 의해 가이드 롤에 미치는 동적 영향이 무시될 수 있을 만큼 작아지도록 변경하는 단계,
b) 개구 폭 진동의 진폭을 빌렛 쉘의 소성 변형을 전혀 일으키지 않는 크기로 설정하는 단계,
c) 가이드 롤의 실제의 개구 폭을 탐지하는 단계,
d) 그와 동시에, 조정 요소의 작동력 및 작동력의 진폭을 산출하는 단계, 및
e) 작동력의 상승 시에 개구 폭을 미리 정해진 크기로 세팅하고/세팅하거나 하나 이상의 조정 요소에 의해 압력이 제어되게 안내하는 단계.

본 발명의 목적은 전술된 선행 기술로부터 출발하여 결과물의 품질이 높으면서도 기술적 수단에 적은 비용이 드는 고효율의 경압하를 구현한 청구항 1의 전제부에 따른 슬래브 또는 주괴, 특히 박 슬래브의 연속 주조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

그러한 목적은 본 발명에 따라 빌렛이 아직 완전 응고되지 않은 경압하 구간의 구역 내에서는 강한 압력(hard pressure)을 동반한 클램핑력으로, 그리고 빌렛이 완전 응고된 경압하 구간의 구역 내에서는 약한 압력(soft pressure)을 동반한 클램핑력으로 각각 작업을 하고, 강한 압력과 약한 압력에 대한 한계치 또는 절환치를 규정하며, 클램핑력이 한계치 또는 절환치 미만일 경우에는 세그먼트를 강한 압력으로 클램핑시키고 클램핑력이 한계치 또는 절환치 이상일 경우에는 세그먼트를 약한 압력으로 클램핑시키도록 함으로써 달성된다. 그러한 본 발명에 따른 방법은 빌렛의 완전 응고된 부분이 경압하의 구역에 도달되었을 때에 변형되면, 특히 다수의 세그먼트가 경압하 구역을 형성하면서 원추형으로 세팅된 경우에는 지지 롤 또는 가압 롤이 손상을 입게 되기 때문에 변형되어서는 안 된다는 실제 작업으로부터 얻어진 인식에 기초하고 있다. 그러한 사례는 예컨대 주조 속도가 변동되거나 그 결과로서 작업이 중단된 경우에 발생된다. 그럴 경우에는 빌렛의 유출 구간에서 경압하에 대한 클램핑력을 강한 압력으로부터 그 강한 압력의 40 %인 것이 바람직한 약한 압력으로 절환할 수 있어야 한다.

본 발명의 경우, 그러한 절환은 변형될 수 없는 완전 응고된 빌렛이 원추형으로 세팅된 세그먼트 내에 유입됨으로 인해 클램핑 실린더에서 발생되는 압력 상승 임펄스를 탐지함으로써 강한 압력으로부터 약한 압력으로, 그리고 경우에 따라서는 그 반대로 자동적으로 이뤄지게 된다.

본 발명에 따른 방법의 구성에서는 강한 압력으로 경압하 구간의 작업을 진행하는 중에 상한치 또는 절환치에 도달되면 약한 압력으로 절환하고, 그 반대로 약한 압력으로 작업을 진행 중에 하한 압력치, 하한치, 또는 절환치에 도달되면 강한 압력으로 절환하도록 조치한다.

본 발명에 따른 방법은 변형될 수 없는 완전 응고된 빌렛이 강한 압력에 대해 원추형으로 세팅된 세그먼트 내로 유입될 경우에 그 때에 클램핑 실린더에서 발 생되는 압력 상승 임펄스에 의거하여 강한 압력으로부터 약한 압력으로 절환이 이뤄지도록 개선된 것이다.

클램핑 실린더는 최초에 경압하 압력, 소위 강한 압력을 추진받는데, 그 때에 실린더 피스톤의 각각의 행정 이동은 압력 변동을 일으킨다. 실린더에 있는 압력 센서는 실린더 내의 압력 상승을 약한 압력으로의 절환에 사용하도록 마련된 것이다. 실제적으로 실시함에 있어서는 차단 밸브가 감압 밸브에 의해 개방되어 세그먼트가 유압 절환 회로에서 휘어질 수 있게 된다. 즉, 세그먼트 개구 폭이 변경되어 완전 응고된 빌렛 부분이 약한 압력 하에서 그 세그먼트를 통과해 통과될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 구성에서는 세그먼트를 약한 압력을 동반한 작업 상태로 절환한 후에 완전 응고되지 않은 빌렛 부분이 세그먼트 내로 후속 유입될 경우에 압력 조회를 개시하되, 짧은 주기적 시간 간격으로 약한 압력으로부터 강한 압력으로, 그리고 그 반대로 절환하면서 압력이 변하지 않고 유지되는지 아니면 각각의 한계치 또는 절환치 이상 또는 미만인지의 여부를 검사하고, 그 압력 검사에 의존하여 강한 압력 또는 약한 압력으로의 세팅을 행하도록 조치한다. 그러한 조치를 취함으로써, 용융물의 페로스태틱 압력(ferro-static pressure)으로 인해 세그먼트가 지나치게 넓게 개방되는 것이 방지되게 된다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 구성에서는 경압하 구역의 모든 지지 세그먼트 및 그 배후에 있는 세그먼트가 장치의 단부까지 주기적으로 압력 조회를 받도록 조치한다. 그럼으로써, 주조 제품의 균일한 품질이 보장되게 된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 구성에서는 경압하 조건이 주조 작업의 작업 상태 및 사용되는 강 부위에 적합한 빌렛 구간을 특히 연속 주조 설비의 수평 부분에서 정하도록 조치한다. 그 경우, 정해진 빌렛 지지 구간에서는 모든 지지 세그먼트가 개별적으로 요구되는 원추도(conicity)로 세팅될 수 있어 그를 통해 통과되는 빌렛이 경압하에 필요한 변형을 받을 수 있도록 하는데 특히 유의해야 한다.

그를 위해, 본 발명에서는 유압에 의해 세팅될 수 있는 지지 세그먼트가 미리 정해진 두께의 기계적 스토퍼에 맞대어 소정의 경압하량으로 개별적으로 세팅되도록 할 수 있다. 그 경우, 기계적 스토퍼는 지지 롤이 지나치게 좁게 모여지는 것을 방지하여 전체의 지지 구조물이 손상되지 않도록 한다.

연속 주조 설비에서 슬래브 또는 주괴, 특히 박 슬래브를 연속 주조하는 본 발명에 따른 장치는 빌렛 가이드에 가압 롤 또는 지지 롤을 구비한 경압하 구간을 포함하고, 가압 롤 또는 지지 롤은 개별적으로 또는 세그먼트로서 유압 실린더를 사용하여 클램핑 실린더 압력을 변경함으로써 서로 연속적으로, 그리고 스토퍼에 의해 제한적으로 클램핑력을 추진받을 수 있다. 본 발명에 따르면, 압력 센서 및 그에 의해 제어될 수 있는 압력 절환 밸브와, 그 압력 절환 밸브의 절환 회로 내에 배치된 차단 밸브, 제어 밸브, 및 감압 밸브와, 체크 밸브가 달린 과압 방지 장치를 포함한 파이프 브레이크 안전 장치(pipe-break safety device)를 구비하여, 빌렛이 아직 완전 응고되지 않은 경압하 구간의 구역 내에는 강한 압력을 동반한 클램핑력을, 그리고 빌렛이 완전 응고된 경압하 구간의 구역 내에는 약한 압력을 동반한 클램핑력을 각각 인가하고, 강한 압력으로부터 약한 압력으로, 그리고 그 반대로 절환하기 위한 역할을 하는 유압 회로가 마련된다. 클램핑력은 유압 실린더에 의해 프레임 상부는 물론 프레임 하부를 경유하여 균일하게 가압 롤에 도입된다.

본 발명의 추가의 명세, 특징, 및 장점은 첨부 도면에 개략적으로 도시된 실시예에 관한 이후의 설명으로부터 파악될 수 있을 것이다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 주조되는 빌렛용의 지지 세그먼트의 일부를 그에 배속되어 본 발명에 따른 방법을 행하는 회로의 개요와 함께 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2는 크레이터 첨두부의 구역에서 부분적으로 액상 코어를 동반하는 빌렛을 유입시키기 위해 개방된 위치에 있는 지지 세그먼트를 나타낸 도면이다.

도 1에서는 연속 주조 설비에서 주조되는 빌렛(2), 예컨대 박 슬래브용의 지지 세그먼트(1)의 일부를 볼 수 있다. 그러한 지지 세그먼트는 빌렛 가이드의 경압하 구간 내에 위치되고, 개별적으로 또는 본 경우에서와 같이 세그먼트로서 유압 실린더(7)에 의해 서로 연속적으로 클램핑력을 추진받는 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)을 구비한다.

도면 부호 "30"은 기계적 스토퍼가 제공하는 두께를 지시하고 있는데, 세그먼트 하부(6)는 실린더(7)의 피스톤 로드의 인장에 의해 기계적 스토퍼에 맞대어 경압하량으로 개별적으로 세팅될 수 있다.

경압하 구간에서는 주조되는 박 슬래브의 두께가 소단계로 감축되어 빌렛 내부의 편석을 회피시키고 표면 품질을 개선시키게 된다. 그러한 경압하 구간은 액상 크레이터의 첨두부까지 용융 액상 코어를 동반하는 빌렛의 적어도 대부분의 종 방향 구역을 포함한다. 지지 세그먼트를 상이한 작업 조건에 기인하여 그때마다 변동되는 크레이터 첨두부의 위치에 맞춰 세팅하기 위해, 특별한 유압 회로가 마련된다.

도 1의 회로 개요에 도시된 바와 같이, 유압 회로의 작업 압력은 유압 실린더(7) 내에 있는 피스톤의 상부 및 하부로부터 탭핑(tapping)되어 압력 센서(10)에 의해 평가된다. 실린더(7)에 있는 그러한 압력 센서(10)는 실린더 내의 압력 상승이 예컨대 강한 압력으로부터 약한 압력으로의 절환에 사용되도록 하기 위해 마련된 것이다. 그를 위해, 압력 센서(10)는 신호 라인을 경유하여 압력 절환 밸브(11)에 접속된다.

클램핑 실린더(7)는 최초에 경압하 압력, 즉 강한 압력을 추진받고, 차단 밸브(12), 예컨대 파이프 브레이크 안전 장치 또는 차단을 해제시킬 수 있는 체크 밸브에 의해 과압 방지 장치(15)에 접속되어 실린더 피스톤의 각각의 행정 이동이 전술된 바와 같이 실린더의 압력 상승 시에 약한 압력으로의 절환에 사용되는 압력 변동을 일으키도록 한다.

다른 한편으로, 약한 압력의 경우에는 차단 밸브(12)가 감압 밸브(14)에 의해 개방되어 세그먼트가 휘어질 수 있게 된다. 즉, 세그먼트 개구 폭이 변경됨으 로써 완전 응고된 빌렛 부분(2)이 약한 압력 하에서 세그먼트(1)를 통해 통과될 수 있게 된다.

또 다른 시점에 액상 크레이터를 동반한 완전 응고되지 않은 빌렛 구역이 세그먼트(1)에 도달되면, 약한 압력을 추진받는 세그먼트(1)는 빌렛(2)의 페로스태틱 압력 하에서 더욱 크게 개방되는 바, 그것은 주조 빌렛의 품질 저하를 유발하는 허용될 수 없는 것이다.

세그먼트(1)가 응고되지 않은 빌렛(2)의 페로스태틱 압력으로 인해 추가로 개방되는 것을 피하기 위해, 유압 회로에서는 압력 조회가 개시되는데, 그러한 압력 조회 시에는 타임 펄스에 따른 짧은 시간 간격으로 제어 밸브(13)를 압력 센서(10)에 의해 약한 압력으로부터 강한 압력으로 절환하고, 차단을 해제시킬 수 있는 체크 밸브(12)를 폐쇄시킨다.

이어서, 강한 압력이 일정하게 유지되는지, 즉 강한 압력이 절환치 미만으로 유지되는지 그를 상회하는지의 여부를 검사한다. 압력이 절환치 미만으로 유지되면, 빌렛(2)이 완전 응고된 것이 아니어서 세그먼트 클램핑에 강한 압력이 요구된다.

그러나, 압력이 절환치를 넘어 상승되면, 빌렛(2)이 완전 응고된 것이어서 세그먼트 클램핑을 약한 압력으로 절환해야 한다.

도 2는 액상 용융물의 코어(8)로 인해 치밀화되지 않은 빌렛 쉘(2')을 구비한 빌렛(2)이 유입되는 경우에서의 세그먼트(1)를 나타낸 것이다. 세그먼트 프레임은 유압 실린더(7, 7')에 의해 빌렛 쉘(2') 내지 액상 용융물 코어(8)의 페로스태틱 압력을 거슬러 상대적으로 높은 힘으로 함께 강압되는 세그먼트 프레임 상부(5) 및 세그먼트 프레임 하부(6)를 포함한다. 그와 관련하여, 세그먼트(1)는 예컨대 일반적으로 공지되어 있는 바와 같이 그 일부가 구동기를 구비하는 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)을 포함한다. 유압 실린더(7')는 본 발명에 따른 측면에서의 약한 압력을, 그리고 유압 실린더(7)는 강한 압력을 각각 추진받는다.

Claims (10)

1. 주형 아래에 있는 빌렛 가이드에 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)을 구비한 경압하 구간을 포함하고, 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)은 개별적으로 또는 세그먼트(1)로서 유압 실린더(7, 7')에 의해 서로 연속적으로, 그리고 스토퍼(30)에 의해 제한적으로 클램핑력을 추진받는 연속 주조 설비에서 슬래브, 주괴 또는 박 슬래브를 연속 주조하는 방법에 있어서,

   빌렛이 아직 완전 응고되지 않은 경압하 구간의 구역 내에서는 강한 압력을 동반한 클램핑력으로, 그리고 빌렛이 완전 응고된 경압하 구간의 구역 내에서는 약한 압력을 동반한 클램핑력으로 각각 작업을 하고, 강한 압력과 약한 압력에 대한 한계치 또는 절환치를 규정하며, 클램핑력이 한계치 또는 절환치 미만일 경우에는 세그먼트를 강한 압력으로 클램핑시키고 클램핑력이 한계치 또는 절환치 이상일 경우에는 세그먼트를 약한 압력으로 클램핑시키고,

   경압하 구간에서 강한 압력으로 주조 작업을 진행하는 중에 클램핑력에 대한 상한치 또는 절환치에 도달되면 약한 압력으로 절환하고, 그 반대로 경압하 구간에서 약한 압력으로 주조 작업을 진행 중에 클램핑력에 대한 하한치 또는 절환치에 도달되면 강한 압력으로 절환하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 변형될 수 없는 완전 응고된 빌렛이 강한 압력에 대해 원추형으로 세팅된 세그먼트 내로 유입될 경우에 그 때에 클램핑 실린더에서 발생되는 압력 상승 임펄스에 의거하여 강한 압력으로부터 약한 압력으로 절환하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 세그먼트를 약한 압력을 동반한 작업 상태로 절환한 후에 완전 응고되지 않은 빌렛 부분이 세그먼트 내로 후속 유입될 경우에 압력 조회를 개시하되, 짧은 주기적 시간 간격으로 약한 압력으로부터 강한 압력으로, 그리고 그 반대로 절환하면서 압력이 변하지 않고 유지되는지 아니면 각각의 한계치 또는 절환치 이상 또는 미만인지의 여부를 검사하고, 그 압력 검사에 의존하여 강한 압력 또는 약한 압력으로 세팅하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법
5. 제 4 항에 있어서, 경압하 구역의 모든 지지 세그먼트 및 그 배후에 있는 세그먼트는 장치의 단부까지 주기적으로 압력 조회를 받는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 경압하 조건이 주조 작업의 작업 상태 및 사용되는 강 부위에 적합한 빌렛 구간을 연속 주조 설비의 수평 부분에서 정하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 정해진 빌렛 지지 구간에서는 모든 지지 세그먼트가 개별적으로 요구되는 원추도로 세팅될 수 있어 그를 통해 통과되는 빌렛이 경압하에 필요한 변형을 받을 수 있는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 유압에 의해 세팅될 수 있는 지지 세그먼트는 미리 정해진 두께(30)의 기계적 스토퍼에 맞대어 경압하량으로 개별적으로 세팅되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 약한 압력을 강한 압력의 30 % 내지 50 %, 예컨대 강한 압력의 40 %로 세팅하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
10. 빌렛 가이드에 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)을 구비한 경압하 구간을 포함하고, 가압 롤 또는 지지 롤(3, 4)은 개별적으로 또는 세그먼트(1)로서 유압 실린더(7, 7')를 사용하여 클램핑 실린더의 압력을 변경함으로써 서로 연속적으로, 그리고 스토퍼(30)에 의해 제한적으로 클램핑력을 추진받는 연속 주조 설비에서 슬래브, 주괴 또는 박 슬래브를 연속 주조하는 본 발명에 따른 방법을 행하기 위한 장치에 있어서,

    압력 센서(10) 및 그에 의해 제어될 수 있는 압력 절환 밸브(11)와, 그 압력 절환 밸브(11)의 절환 회로 내에 배치된 차단 밸브(12), 제어 밸브(13), 및 감압 밸브(14)와, 체크 밸브가 달린 과압 방지 장치(15)를 포함한 파이프 브레이크 안전 장치를 구비하여, 빌렛이 아직 완전 응고되지 않은 경압하 구간의 구역 내에는 강한 압력을 동반한 클램핑력을, 그리고 빌렛이 완전 응고된 경압하 구간의 구역 내에는 약한 압력을 동반한 클램핑력을 각각 인가하고, 강한 압력으로부터 약한 압력으로, 그리고 그 반대로 절환하기 위한 역할을 하는 유압 회로가 마련되는 것을 특징으로 하는 슬래브 또는 주괴의 연속 주조 장치.

Images