KR100263779B1 - 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법 및 장치 - Google Patents
박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
하나이상의 예비-압연 조립체(10) 속에서 서로 결합된 다수의 로울쌍(14-16)으로 예비-압연 작업을 실행하고 제 1 조립체(10)는 주형(10)의 풋로울(12) 하단에 위치하며 변위형 로울(16)은 로울쌍(14-16)속에 포함되며 로울쌍(14-16)은 압력변환수단(18)과 수압캡슐수단(17)과 결합시키며 위치변환수단(24)도 포함되고 압력변환수단(18)과 (24)는 데이터 처리유닛(21)과 결합하고, 제 1 로울쌍(14-16)이 박판 응고표면(31)을 가진 주형(11)을 빠져나온 슬랩(20)을 처리한다. 이 방법은 마지막 압연 로울쌍(14-16)을 떠나는 슬랩(20) 두께의 감소가 10% 이상이 되게 압연하여 액체 코어를 제거하며 2-상 조건의 구역과 접촉하여 중심 응고구조를 정제하고 중심 분리작용을 최소화한다. 본 발명에 따른 박판슬랩의 예비-압연 제어를 실행하는 장치는 턴디쉬내 액체용기 온도를 측정하는 수단(25a)과, 슬랩(20) 온도 관측수단(25b)과 또한 슬랩(20) 속도 관측수단(26) 및 액체 원뿔내재 여부 관측수단(28)으로 구성된다.
Description
제1도는 본 발명을 따르고, 곡선형연속주조작업에 의해 생산되는 박판구조의 슬래브들을 예비압연하기 위한 조립체의 한쪽 측면을 도시한 도면.
제2도 및 제3도는 두 가지 서로 다른 형태를 가진 예비압연기능의 룰러들을 도시한 도면들.
제4(a)도 및 제4(b)도는 제1도의 예비압연조립체들의 형성하는 두가지 위치들을 도시한 도면들.
제5도는 본 발명을 따를 때 형성되는 2상영역을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 예비압연조립체 11 : 몰드
12 : 푸트롤러 14,114,214 : 롤러
15 : 로드셀 19 : 서보밸브
20 : 슬래브 21 : 데이터처리제어유니트
25a,25b : 온도측정수단 26 : 속도측정수단
29 : 냉각수단 30 : 스프레이노즐
본 발명은 연속주조공장을 떠나는 박판구조의 슬래브(slab)를 예비압연하기 위한 제어방법 및 제어장치에 관련된다.
좀 더 정확히 설명하면, 본 발명은 박판구조의 슬래브들을 연속주조하기 위한 몰드(mold)로부터 떠나는 슬래브들위에 수행되고, 상기 몰드의 푸트롤러(foot roll)들의 바로 하류에 위치하는 예비압연제어용 장치 및 방법에 관련되며, 또한 상기 방법을 적용하기에 적합한 장치에도 관련된다.
박판구조의 슬래브는 폭이 800mm 내지 2500mm이거나 그 이상이고 두께가 25mm 내지 90mm인 슬래브이다.
본 발명은 연속주조기계의 출구에서 최종두께가 30mm 내지 60mm인 슬래브에 적용되는 것이 유리하다.
또한 본 발명은 원형, 정사각형, 직사각형등으로 구성된 빌렛(billet)들의 연속주조작업에도 적용가능하다.
본 발명은 직선형 또는 곡선형 연속주조공장들에 적용될 수 있다.
푸트롤러(foot roller)로부터 떨어져 위치한 영역내에서 박판구조의 슬래브가 예비압연작용을 겪는 예비압연방법이 공지되어 있다.
문헌 제 JP-A-130759 호, 제 US-A-3,891,025 호, 제 US-A-4,056,140 호 및 제 US-A-4,134,440 호에 공개된 종래기술에 따르면, 예비압연작업이 슬래브의 위치에서 수행되는 한, 액상의 코아(core)가 드물게 존재하고, 슬래브의 표면은 이미 두꺼워져 있어서, 슬래브가 용이하게 변형될 수 없으므로 예비압연작업이 만족스럽지 못하다.
또한 변부들의 중간위치에서 칼럼(column)구조의 응고요소들에 의해 슬래브의 한쪽표면이 슬래브의 다른 한쪽 표면과 연결된다. 일정한 응고두께를 가진 양쪽 변부들 및 칼럼구조의 응고요소들에 의해, 슬래브의 두께변화에 대한 강한 저항작용이 제공된다.
따라서 종래기술을 따르는 방법에 의한 예비압연작업은 매우 제한적이고 저조한 효과를 가질 뿐이고, 결과는 부정적이다.
또한 종래기술을 따르는 방법에 의한 예비압연작업은 주변적이고 피상적인 작업을 수행하는 것이 목적이며, 슬래브의 두께를 감소시키는 주요작업이 하류에 위치한 압연트레인(rolling train)에 의해 수행된다.
또한 종래기술을 따르는 예비압연조립체에 있어서, 예비압연과 관련한 매개변수들을 점검하기 위해, 쌍을 이루는 롤러들중 일부 롤러들만이 제어되고, (문헌 제 JP-A-130759 호를 참고할 때) 상기 롤러들은 서로 다른 개별적인 방법으로 제어된다. 따라서 특정요구조건에 따라 작동방법이 조정될 수 없고, 상기 작동방법은 어떤 면에서 매우 임의적으로 이루어진다.
또한 주조공정이 초기에 예비조정작용이 이루어지는 기계식 고정시스템으로 구성된 예비압연조립체들이 공지되어 있다. 연속열을 이루거나 여러개의 부채꼴(sector) 구성부 또는 그룹의 롤러들로 나누어진 예비압연 롤러들과 상기 예비압연조립체들이 연결되거나 압력벨트조립체들과 상기 예비압연조립체들이 연결된다.
그러나 종래기술을 따르는 상기 시스템에 의한 조정작용은 양호하지 못하고, 실제 예비압연조건들과 연속적으로 관련되고 연속적으로 제어되는 이동거리 또는 목표치의 예비압연작업이 불가능하다. 아직까지 액상의 코아가 존재하고 표면두께가 매우 작은 영역에서 상기 시스템들이 작동될 수 없다.
종래기술에 의해 기계적제어작용에 의해 액상의 코아길이가 감소되고 따라서 양호한 품질이 확보되더라도, 시스템의 작동은 시스템에서 이루어지는 개시작동 및 정지상태의 전이상태들과 관련된 문제들에 의해 상당히 제한되며, 시스템의 생산량은 우수해질 수 없다.
종래기술에 따르면, 개시작동시 액상재료의 유도 및 정지상태에서 액상금속의 재유동이 방지되지 못하고, 그 결과 불량률이 높아진다.
종래기술의 단점들을 극복하고 또 다른 장점들을 제공하기 위해, 본 발명의 출원인은 본 발명을 시험 및 연구하였다.
본 발명에서 참고로 제공되고 1992년 10월 20일자로 출원된 미국특허 출원 제 07/963,734 호에 해당하는 문헌 제 EP-A-0 539 784 호에 공개된 예비압연조립체에 의하여 본 발명의 예비압연방법이 유리하게 수행될 수 있다.
본 발명의 목적은 주조기계의 단부에서 두께가 더 작은 슬래브를 생산하기 위하여, 결정화장치로부터 떠나는 슬래브를 예비압연제어하거나 슬래브의 두께를 감소시키는 것이다.
액상의 코아를 감소시키는 예비압연제어의 주요 장점들을 보면, 필수적으로 주조기계의 출구에서 두께가 더욱 얇은 (30-6mm의 두께를 가진) 슬래브가 두께의 더 두꺼운 결정화장치에 의해 생산될 수 있고 즉, 예비압연제어작용후에, 결정화장치의 종방향통로에 형성되고 크기가 작은 측부폭이 슬래브의 최종두께가 더 크다.
상기 예비압연제어작용에 의해 몰드의 결정화장치내에서 액상금속의 유체동역학적 거동이 개선된다. 또한 턴디시(tundish)상에 조립되고 잠겨지는 노즐의 수명이 개선되고, 몰드내에서 액상금속의 상부에 놓여지는 분말의 용융작업시 거동이 개선된다.
또한 금속의 응고구조체가 미세화되고, 슬래브내부의 중심부에서 편석작용이 제거된다.
양쪽 경우에 있어서, 연속적으로 제어되는 슬래브두께의 감소작용에 의해 연성부분이 감소되어야 하고, 연성부분이 감소되는 슬래브의 구성부분이 원추형으로 형성된다.
상기 원추형 구성부분의 길이는 약 0.8미터 내지 7미터이거나 3.8미터 내지 6.3 미처가 선호된다. 결정화장치의 하류에 포함되고 푸트롤러 다음에 위치하는 롤러들에 의해 형성된 영역의 단부에서, 원형구성부분의 길이가 더 길다.
원추형구성부분들에 의해 두께감소가 이루어질 때, 원추형구성부분의 길이가 하기 금속학적 요인들에 따라 변화한다.
응고작용은 서로다른 형태의 강(steel)에 의해 사실상 서로 다르게 이루어진다. (탄소(C)함량이 0.10% 이하인) 저탄소강들의 응고작용은 칼럼(column)구조를 가지고 길이가 짧은 결정입자를 특징으로 하고, 불연속부분이 크지 않고 2상영역의 길이가 짧으며, 콤팩트(compact)한 상태로 응고표면이 전진운동한다.
(탄소(C)함량이 0.70% 이상인) 고탄소강은 칼럼구조를 가지고 길이가 긴 결정입자를 특징으로 하고, 응고면은 불연속부분이 크며, 크기가 큰 덴드라이트(dendrite)들의 격자(grid)를 형성하며, 분리된 액상의 강철영역들이 덴트라이트들사이에 존재한다. 이 경우에 있어서, 2상영역의 크기는 상당히 크다.
(슬래브의 상측면 및 하측면에 형성된 두 개의 응고면들이 접촉하는 순간은 슬래브의 내부품질 및 최종품질을 결정하는 매우 중요한 순간이다. 사실상 팽창하는 효과(내장되고 마주보는 두쌍의 롤러들사이에서 슬래브가 불록해짐)에 기인하여, 분리된 상태의 액체가 펌핑된다. 상기 팽창효과가 제한되지만 충분히 제거될 수 없다.
상기 팽창효과에 기인하여 슬래브가 개방되면, 덴드라이트들사이의 공동에 의해 덴드라이트들사이의 액체가 슬래브의 중심선을 향해 후방으로 흡입된다.
슬래브가 다음 쌍의 롤러들을 통과할 때 슬래브가 밀폐되면, 중심선으로부터 덴드라이트들사이의 공동들까지 액체가 마주보는 방향으로 펌핑된다.
교번되는 상기 펌핑효과에 기인하여, 슬래브의 중심선에서 양 또는 음의 편석영역들이 형성된다.
분리된 액체의 연속적인 전후유동을 방지하기 위하여, 응고면에서 조직을 조밀하게 하여 덴드라이트들사이의 통로들 및 입자들사이의 통로들을 밀폐하는 것이 필수적이다.
크기가 감소되는 원추형성부를 구성하고 슬래브를 약하게 압연하면, 슬래브를 구성하는 두개의 절반구성부들이 서로에 대해 압축되어, 상기 밀폐작용이 이루어질 수 있다.
여러 가지 형태의 강(steel)에서 형성된 2상영역의 서로다른 크기에 기인하여, 강의 형태에 따라 두 개의 응고면들이 서로에 대해 서로 다른 정도로 침투되도록 압축작용이 이루어진다.
고체구성비율이 (약 90-95% 값으로) 일정하며, 덴드라이트들사이의 공간크기가 사실상 영인 깊이까지 탄소함량이 적고 2상영역의 길이가 짧은 강들이 서로에 대해 수 밀리미터까지 침투되어야 한다.
고체구성비율이 (70%까지) 더 적고 덴드라이트들사이의 공간크기가 상당히 커지는 깊이까지 탄소함량이 많고 2상영역이 긴 강들이 서로에 대해 일정하게 침투되어야 한다.
따라서 감소작용의 마지막에서 가장 양호한 고체구성비율은 강(steel)의 형태에 의존하고, 그 결과 금속학적 요인들에 따라, 고체구성비율은 2% 내지 2.5%까지 증감될 수 있다..
탄소(C) 함량(%) 고체구성비율(%)
<0.20 95
0.20-0.40 90
0.40-0.70 80
>0.70 70
양호한 내부품질을 구하기 이해 고체구성비율이 가장 양호한 영역내에서, 슬래브의 두께가 감소되는 원추형부분의 단부가 형성되어야 한다.
탄소(C)함량에 따른 고체구성비율이 70%인 강(steel)에 대하여, 몰드의 결정화장치로부터 50mm의 단측부에서 개시되어 30mm의 두께를 가진 슬래브가 주조기계의 단부에서 형성되는 것이 바람직하다고 가정하자.
수행되는 감소량은 (50mm-30mm이므로) 20mm이다.
현재 주조상태에서 슬래브의 응고분포를 파악하여, 결정화장치를 떠나는 슬래브내부 및 표면으로부터 15mm(즉 30mm의 1/2) 거리에서 70%의 고체구성비율이 존재할 때, 몰드의 결정화장치내에서 액상의 금속에 형성된 요철부 높이로부터 이격거리를 결정하는 것이 필수적이다.
요철부로부터 거리가 4미터라고 가정하자.
결정화 장치의 길이가 1.2미터이면, 연성부분감소길이(Lsr)는
Lsr = 4mm - 1.2mm = 2.8meter
이고, 감소구배(Gsr)는
Gst = (50mm - 30mm)/2.8meter = 7.143mm/m
이다. 즉, 결정화장치의 외측에 위치한 슬래브의 1미터에 의해 7.143mm의 두께감소가 필요하다.
따라서 현재 주조상태를 기초하여, 슬래브의 정확한 응고분포를 결정하는 온라인(ON LINE)응고모델에 대해 상기 예비압연방법이 수행된다.
상기 응고모델에 의해, 예비압연이 이루어지는 길이 - 연성부분감소길이(Lsr) 즉, 생산되는 슬래브의 두께의 절반깊이에서 소요 고체구성비율이 존재하고 장치를 따라 형성되는 위치가 계산된다.
예비압연이 이루어지는 상기 길이가 정해지면, 감소작용의 단부가 계산된 연성부분길이감소길이(Lsr)가 되도록, 감소구배(Gsr)를 형성하기 위한 감소작용의 원추형부분이 압연작업에 의해 조정된다.
제어작용에 의해 액상을 이루는 원추형코아의 길이가 감소되어, 중간-고함량의 탄소를 포함한 비합금강들, 중간-저함량의 탄소를 포함한 합금강들 또는 일반적인 강(steel)내에서 발견되는 편석발생이 최소화되며, 상기 감소작용이 이루어진다.
액상을 이루는 원추형코아의 길이감소가 상기 방법과 같이 제어되면, 전자기적 교란에 의해 형성될 수 있는 동축구조를 성장시키도록, 버섯형상 영역이 액상영역과 접촉하며 계속적으로 감소될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적에 따르면, 결정형성속도가 증가되어, 슬래브 한쪽측부의 표면 및 슬래브 다른 한쪽측부의 표면사이에 칼럼(column)구조의 안정한 연결부분형성속도가 증가된다.
본 발명을 따르는 방법에 있어서, 상기 연결부분들이 전형적인 배열을 가지며 콤팩트(compact)하게 생산되도록, 예비압연조립체의 예비압연작용에 기인한 압축상태에서 칼럼구조의 상기 연결부분들이 형성된다.
그 결과, 연속주조공장을 떠나는 제품은 압연라인에서 더욱 콤팩트하고 두께가 더 작으며 더욱 양호하게 평활화되어 도달된다.
(속도, 턴디시내부의 초가열상태, 몰드의 제 2 냉각류 및 강의 등급을 포함한) 주요 주조매개변수들이 함수로서 액상을 이루는 원추부의 길이가 동적으로 제어되면, 본 발명에 따라 (주조작업이 마지막에서 이루어지거나 사고에 기인한) 개시 및 정지작업이 전이기간이 최적화되고 스크랩(scrap)이 감소될 수 있다.
또한 본 발명의 방법에 따르면, (크기가 더 큰 용융표면, 액상의 강위에 형성되는 분말피복의 규칙성과 같은) 윤활분말의 작업상태최적화, 강의 초가열 및 (난류발생감소 및 요철부안정성증가에 의해) 몰드내에서 하향 유동이 최적화되어 이루어지는 표면품질과 관련하여, 최종부분보다 두께가 더 큰 부분을 가진 몰드내에서 주조작업이 유리하게 이루어지고, 단면적이 더 커서 내구성이 더 큰 잠입식 노즐을 이용가능하다.
동일한 개수의 압연유니트들이 주어지면, 상기 예비압연방법에 의해 슬래브의 유출 단면적이 감소될 수 있다.
본 발명에 따르면, 곡선형으로 연속주조작업이 이루어질 때, 외측곡선측면상에 위치한 예비압연작용의 로드셀(load cell)들과 연결가능하고, 박판구조의 슬래브에 가해지는 상기 롤러들의 압력이 상기 로드셀들에 의해 제어된다.
내측곡선측면상에 위치한 예비압연롤러들이 예를들어 문헌 제 EP-0 444 420 호에 공개된 형태의 유압실린더와 연결되고, 외측곡선측면상에 위치하는 롤러들을 위한 로드셀(load cell)들을 대체하여, 상기 예비압연롤러들이 로드셀들과 연결될 수 있다.
각각의 유압실린더상에 구성된 압력변환기에 의해 압연압력이 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 여러쌍의 롤러들이 예비압연조립체를 형성하는 한 개 또는 두 개이상의 그룹내들내에 배열된다. 각각의 예비압연조립체가 정지상태부분 및 이동부분을 포함한다. 예를 들어, 외측곡선측면이 정지상태의 롤러들을 포함하는 반면에, 이동가능한 롤러들이 내측곡선측면에 구성되며, 실제로 상기 외측곡선측면 및 내측곡선측면은 반대로 구성될 수 있다.
한가지 실시예에 따르면, 각각의 마주보는 측면의 이동부분 및 정지부분과 상호작용하는 정지부분 및 이동부분이 내측곡선측면 및 외측곡선측면에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따르면, 각 쌍의 롤러들이 한 개의 위치변환기와 연결되고, 상기 위치변환기에 의해 마주보는 롤러들사이의 거리가 측정된다.
본 발명의 실시예 2에 따르면, 예비압연조립체를 형성하고 여러쌍을 이루는 각 그룹의 롤러들이 상기 예비압연조립체의 위치를 측정하는 두 개의 변환기들을 포함하고, 상기 변환기들은 예비압연조립체의 상류단부 및 하류단부에 각각 위치하며, 마주보는 롤러들사이의 거리를 측정한다.
상기 실시예 2의 변형예에 따르면, 각쌍의 롤러들이 또한 한 개의 위치변환기와 연결된다. 상기 위치변환기에 의해, 예비압연조립체내에서 여러 쌍의 롤러들사이의 압연통로를 구성가능하다. 특정 요구조건에 따라, 상기 통로에 의해 통로의 측부들이 평행하거나 점차 좁아지게 구성가능하다.
또한 각쌍의 롤러들이 한 개의 위치변환기와 연결되면, 각쌍의 롤러들을 소요위치에 위치설정하여, 모든 특수형태의 종방향단면을 가진 예비압연통로를 구성가능하다.
한 개 또는 여러개의 예비압연조립체인가에 무관하게, 압력변환기, 위치변환기 및 슬래브의 속도를 측정하는 속도측정수단들, 냉각측정기들, 주조용융금속의 온도를 측정하는 온도측정수단, 몰드(mold)를 떠나고 박판구조를 형성하는 슬래브의 온도를 측정하는 온도측정수단으로부터 신호들을 수신하는 데이터처리제어유니트에 의해 전체 시스템이 제어된다.
또한 본 발명에 따라, 예비압연조립체가 작동하는 영역내부의 중간위치들에서 슬래브의 온도를 측정하고 데이터처리제어유니트에 신호를 전달하는 온도측정수단이 포함될 수 있다.
또한 본 발명을 따르는 예비압연조립체내에서 슬래브내부에 액체상태 부분의 유무를 확인하여, 액상을 가진 원추형상의 코아를 정확하게 밀폐시키기 위해, 예를 들어 소나(sonar)형태의 측정기가 구성될 수 있다.
데이터처리제어유니트가 또다른 일반데이터처리제어유니트의 일부분을 형성하거나 일반데이터처리제어유니트와 연결가능하고, 상기 데이터처리제어유니트가 상기 모든 매개변수들을 처리하고, 내부파일내에 적합하게 내장되거나 입력되는 예비압연매개변수들과 상기 매개변수들을 비교하며, 상기 데이터처리제어유니트에 의해 여러 쌍의 롤러들에 적합한 조정치들이 제공된다.
데이터처리제어유니트가 또한 보조의 데이터입력유니트에 연결가능하고, 측정기들에 의해 제공된 모든 수치들을 기록하는 작업외에, 상기 데이터입력유니트에 의해, 시간에 따른 수치변화를 표시하거나 인쇄가능한 데이터뱅크(data bank)에 상기 수치들이 입력된다.
상기 설명에서, 상기 롤러들은 연속 열을 이루며 배열되거나, 여러개의 부채꼴구성부들로 분리되거나, 벨트구성부들로 분리되며, 종래기술의 모든 시스템에 포함되는 롤러들을 의미한다.
본 발명을 따르는 방법에 의하면, 단일의 롤러들 또는 한번에 다른 예비압연조립체 다음에 이어지는 롤러들의 조립체 또는 전체 예비압연조립체가 조정된다. 조정작용이 대수적으로 증가될 수 있다.
본 발명을 따른 예비압연방법에 의해, 슬래브의 두께가 약 10% 내지 50%까지 감소될 수 있다. 상기 두께감소가 0.8미터 내지 7미터 또는 1.2미터 내지 1.8미터의 거리내에서 이루어진다.
슬래브의 상기 두께감소가 일정값에 따라 점진적으로 이루어질 수 있다.
변형예에 따르면, 두께감소가 점진적으로 이루어지는 최종 마무리부분에 의해, 슬래브의 두께감소가 여러 단계들에 따라 수행된다.
변형예에 따르면, 본 발명의 예비압연조립체가 슬래브의 2차냉각을 위한 수단과 연결되고, 예를 들어 상기 수단은 복수개의 스프레이노즐들로 구성된다.
데이터처리제어유니트 또는 일반데이터처리제어유니트에 의해, 스프레이노즐의 유동속도 및 전달압력이 유리하게 조정되어, 슬래브의 상태가 연속적으로 제어된다.
슬래브의 온도를 측정하는 측정수단에 의해, 스프레이노즐들이 제어될 수 있고, 상기 측정수단들은 예비압연조립체를 따라 배열된다.
또다른 변형예에 따르면, 예를 들어 본 출원인에 의해 출원된 특허출원 제 EP-93110927.6 호에 공개된 적어도 한 개의 스케일제거장치가 본 발명의 예비압연조립체와 연결될 수 있다. 제 1 예비압연조립체의 상류에 설치된 상기 스케일제거장치에 의해, 박판구조의 슬래브가 특수연속공정용도의 우수한 표면품질로 생산가능하다.
변형예에 따르면, 여러쌍의 예비압연롤러들사이에 복수개의 스케일제거장치들이 포함된다.
또다른 변형예에 따르면, 각쌍의 예비압연롤러들사이에 스케일제거장치들이 구성된다.
또다른 변형예에 따르면, 특히 여러 쌍들의 롤러들사이에 스케일제거장치가 구성되는 한, 박판구조의 슬래브들의 표면으로부터 제거된 스케일이 롤러의 표면에 부착되는 것을 방지하도록, 롤러들이 내부에서 냉각된다.
첨부된 도면들은 비제한적인 예로서 제공되고, 본 발명의 선호되는 실시예를 도시한다.
도면을 참고할 때, 복수개의 쌍을 이루는 롤러(1,416)들로 구성된 적어도 한 개의 예비압연조립체(10)에 의해 본 발명의 예비압연방법이 수행된다.
제1도를 참고할 때, 푸트롤러(foot roll)(12)들, 및 몰드(mold)(11)와 결합된 상기 예비압연조립체(10)들중 한 개만이 도시되고, 또 다른 예비압연조립체(10)가 단지 부분적으로 바로 하류에 설치된다.
예비압연조립체(10)는 약 0.5미터의 거리를 두고 몰드(10)의 바로 하류에 설치된다.
여러쌍의 롤러(14,16)들이 연속 열들로 구성되거나 원뿔대(sector) 형상으로 나누어지거나, (제2도를 참고할 때) 2개 또는 3개 이상의 그룹으로 나누어지거나, (제3도를 참고할 때) 벨트구조로 구성되거나 공지된 다른 형태로 구성될 수 있다.
도시된 실시예에 있어서, 예비압연조립체(10)의 외측곡선측면(13)이 정지상태 또는 고정상태의 일부분 또는 프레임(frame)으로 구성되는 반면에, 예비압연조립체(10)의 내측곡선측면(22)이 이동가능한 일부분 또는 프레임으로 구성된다.
외측곡선측면(13)에 구성된 롤러(14,114,214)들 및 다른 롤러들이 적어도 한 개의 로드셀(load cell)(15)과 한 개 또는 그룹(group)을 이루며 연결가능하고, 상기 로드셀(15)에 의해 예비압연조립체의 데이터처리제어유니트(21)로 신호가 전달된다.
제1도에 도시된 실시예에 있어서, 내측곡선측면(22)에 구성된 롤러(16,116,216)들 및 다른 롤러들이 적어도 한 개의 유압실린더(17)와 한 개 또는 그룹을 이루며 연결가능하다.
서보밸브(19)에 의해 제어되는 각각의 유압실린더(17)가 압력변환기(pressure transducer)(18)와 연결된다. 예비압연조립체의 데이터처리제어유니트(21)에 의해 서보밸브(19)가 제어된다.
상기 실시예에 있어서, 각 쌍의 롤러(14,16)들이 각각의 위치변환기(24)와 연결되고, 각각의 예비압연조립체가 두 개의 위치변환기(124a,124b)들과 연결되며, 상기 위치변환기는 예비압연조립체의 위치를 조정하고, 각각 예비압연조립체(10)에 구성되고 상류에 위치한 위치변환기(124a) 및 하류에 위치한 위치변환기(124b)로서 배열된다.
예비압연조립체의 위치를 조정하는 상류의 위치변환기(124a) 및 하류의 위치변환기(124b)가 예비압연조립체(10)와 연결되는 반면에, 여러쌍의 롤러(14,16)들사이에서 (제4(a)도에서) 평행한 구조 또는 (제4(b)도에서) 집중되는 구조를 가진 벽들의 구름운동통로가 구성될 수 있다.
상기 실시예에 있어서, 예비압연조립체(10)에 구성되고 이동가능한 내부곡선측면(22) 및 정지상태의 외부곡선측면(13)사이에 위치변환기(124a,124b)들이 설치된다.
본 발명의 도면에 도시되지 않은 변형예에 따르면, 예비압연조립체(10)에 구성되고 이동가능한 내부곡선측면(22)에만 위치변환기(124a,124b)들이 연결될 수 있다.
각각의 압력변환기(18), 각각의 위치변환기(24) 및 각각의 위치변환기(124a,124b)들이 자신의 신호들을 데이터처리제어유니트(21)로 전달하고, 제어신호 및 확인신호들을 수신한다.
압연공정의 초기에, 수행되어야 하는 예비압연작업과 관련되고, 주조 재료형태 및 박판을 이루는 슬래브(20)의 치수들과 관련되는 매개변수들이 데이터제어처리유니트(21)내부에 설정 및 입력된다.
데이터제어처리유니트(21)는 여러쌍의 롤러(14,16), 롤러(114,116) 및 롤러(214,216)들을 예비배열하고, 또한 주조작업이 개시되고 개시장치막대(starter bar)가 분리될 때, 여러쌍의 롤러(14,16), 롤러(114,116) 및 롤러(214,216)들을 한 개씩 제어하고 조정하여, 소요 예비압연작업을 수행한다.
본 발명에 따르면, 슬래브(20)를 소요두께로 감소시키기 위해 예비압연작업을 조정 및 제어하도록, 주조용융금속의 온도를 제어하고 턴디시(tundish)내부의 금속온도를 제어하기 위한 온도측정수단(25a), 몰드(11)로부터 유출하고 박판구조를 이루는 슬래브(20)의 온도를 제어하기 위한 온도측정수단(25b) 및 슬래브(20)의 속도를 제어하기 위한 속도측정수단(26)이 데이터제어처리유니트(21)와 연결된다.
상기 온도측정수단(25a), 온도측정수단(25b) 및 속도측정수단(26)의 신호들이 상기 데이터제어처리유니트(21)에 전달되어, 슬래브(20)의 속도에 따라 예비압연방법에 동적으로 제어될 수 있고, 또한 개시작동 및 정지상태의 전이상태들이 더욱 정확하게 관리된다.
변형예에 따르면, 슬래브(20)를 예비설정된 온도로 제어하기 위해, 예비압연조립체(10)를 따라 슬래브(20)의 온도에 관한 복수개의 온도측정수단(25b)들이 보조적으로 구성될 수 있다.
상기 경우에 있어서, 데이터(tada)를 입력하고 저장하는 데이터입력유니트(27) 및 일반데이터제어처리유니트(121)에 상기 데이터제어처리유니트(21)가 연결된다.
예를들어 예비압연조립체(10)에 구성된 여러 쌍의 롤러(14,15)들의 왕복운동위치와 같은 기계작동인자에 의해 설정된 제어프로그램을 기초하여, 조정상태를 제어하는 데이터제어처리유니트(21) 또는 일반데이터제어처리유니트(121)의 상태가 결정된다.
상기 조정 및 제어시스템에 의해, 슬래브(20)의 두께가 10% 내지 50%로 감소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 슬래브(20)의 2차 냉각을 위한 냉각수단(29)이 예비압연조립체(10)와 연결되고, 상기 경우에 있어서 냉각수단(29)은 복수개의 스프레이노즐(30)들로 구성된다.
데이터제어처리유니트(21) 또는 일반데이터제어처리유니트(121)에 의해, 상기 스프레이노즐(30)들의 유동속도 및 전달압력이 유리하게 제어되어, 슬래브(20)의 상태가 연속적으로 제어될 수 있다.
박판구조를 가진 슬래브(20)의 온도를 조절하기 위한 온도측정수단(25b)에 의하여, 예비압연조립체(10)를 따라 배열된 스프레이노즐(30)들이 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬래브(20)내부에서 원추형상으로 형성되고 액체상태인 코아의 밀폐점(키씽포인트)을 확인하기 위하여, 예를들어 소나(sonar)장치형태를 이루는 적어도 한 개의 냉각수단(29)이 예비압연조립체(10)와 연결된다.
상기 냉각수단(29)을 제어하기 위하여, 한 개이상의 냉각측정기(28)가 일반데이터제어처리유니트(121)와 연결되는 것이 유리하다.
예를 들어, 본 발명을 따르는 예비압연방법에 의하면, 0.8미터 내지 2.5미터 또는 1.2미터 내지 1.5미터가 선호되는 거리를 운동하고 분당 4.5미터의 주조속도로 운동하는 슬래브(20)의 두께가 70mm 내지 75mm로부터 50mm까지 감소될 수 있다.
데이터제어처리유니트(21) 또는 일반데이터제어처리유니트(121)내에 설정된 프로그램(program)에 따라, 슬래브의 두께가 일정값에 따라 점진적으로 감소되거나, 두께감소가 점진적으로 이루어지는 최종마무리부분에 의해 단계적으로 감소된다.
상기 실시예에 있어서, 우수한 표면품질을 가진 박판구조의 슬래브(20)를 생산하기 위해 푸트롤러(12)들의 하류에 삽입된 스케일제거장치(descaling device)(23)에 의하여, 본 발명을 따르는 예비압연조립체(10)의 바로 상류에 위치한 슬래브(20)의 표면에 형성된 산화물층이 제거된다.
실시예에 따르면, 한 개 이상의 스케일제거장치(23)가 한쌍의 롤러(14,16)들 및 다른 쌍의 롤러들사이에 설치될 수 있다.
또다른 실시예에 따르면, 스케일제거장치(23)들과 연결된 여러쌍의 롤러(14,16)들이 예를 들어 냉각유체의 내부순환과 같이, 예비압연기능의 롤러(14,16)들을 내부적으로 냉각시키기 위한 수단을 포함한다. 상기 구성에 의하면, 스케일제거장치(23)들에 의해 슬래브(20)의 표면으로부터 제거된 스케일이 고온에 기인하여 롤러들의 표면에 부착되는 것이 방지되어, 롤러들의 작동표면을 완전히 매끄럽게 유지하기 위한 빈번한 보수 및 정정 작업이 불필요하다.
제5도를 참고할 때, 슬래브의 표면(31) 및 2상영역(32)이 점진적으로 증가되는 방법이 제공되고, 예비압연조립체(10)에 의해 가해지는 압력에 기인하여 상기 표면이 형성되고, 점진적으로 보강되며, 슬래브(20)가 예비압연조립체(10)를 떠나기 전에, 상기 표면이 밀폐되어, 코아(33)의 원추부 또는 풀(pool)부분이 예비압연조립체(10)내부에서 둘러싸이게 된다.
Claims (34)
- 한 개 또는 두 개 이상의 예비압연조립체(10)들내에서 서로 그룹을 이루고 복수개의 쌍을 이루는 롤러(14,16)들에 의해 예비압연작업이 수행되고, 예비압연조립체(10)들중, 제 1 예비압연조립체가 몰드(11)의 푸트롤러(12)들의 바로 하류에 위치하며, 이동가능한 한 개이상의 롤러(16)들이 여러쌍의 롤러(14,16)들에 포함되고, 여러쌍의 롤러(14,16)들이 압력변환기(18) 및 유압실리더(17)와 연결되며, 위치변환기(24)가 포함되고, 압력변환기(18) 및 위치변환기(24)가 데이터제어처리유니트(21)와 연결되며, 상기 데이터제어처리유니트가 제어 및 조정프로그램을 포함하고, 고형화된 표면(31)을 가지고 몰드(11)로부터 방금 방출된 슬래브(20)가 적어도 제 1 쌍들의 롤러(14,16)들에 의해 처리되며 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브(20)들의 예비압연제어방법에 있어서, 턴디시내부의 용액온도를 측정하는 온도측정수단(25a), 주조속도를 측정하는 속도측정수단(26), 슬래브(20)가 몰드(11)로부터 떨어져 이동하고 슬래브(20)가 예비압연조립체(10)내에 위치하는 동안 슬래브(20)의 온도와 기능적으로 관련되는 온도측정수단(25b)이 상기 데이터제어처리유니트(21)와 연결되고, 액상의 코아(33)를 제거하며, 중심의 응고구조체가 미세화되고 중심부분의 편석작용 및 다공화가 최소화되도록 2상영역(32)들을 접촉시키기 위하여, 예비압연작용이 이루어지는 마지막 쌍의 롤러(14,16)를 떠나는 슬래브(20)의 두께가 10%이상으로 감소되면서 예비압연작용이 이루어지도록, 조정 및 제어프로그램에 기초하여, 여러쌍의 롤러(14,16)들중 적어도 일부분을 구성하는 롤러(16)들의 왕복위치들이 데이터제어처리유니트(21)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 데이터제어처리유니트(21)에 의해 동적인 예비압연제어가 수행되고, 주조작업의 개시 및 정지와 관련한 전이시간의 제어가 최적화되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 몰드(11)의 유출구로부터 0.8미터 내지 7미터 이동거리내에서 슬래브(20)의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 슬래브(20)의 두께가 일정값에 따라 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 점진적으로 최종감소작용이 이루어지는 최종단계에 의해 슬래브(20)의 두께가 단계적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 슬래브(20)가 적어도 제 1 압연조립체(10)로 유입되기전에 슬래브(20)가 스케일제거작업을 거치는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 액상인 코아(33)의 밀폐점을 측정하는 냉각측정기(28)에 의해 전진운동하는 슬래브(20)내부에 위치한 코아의 밀폐점이 제어되고, 상기 냉각측정기(28)가 데이터제어처리유니트(21)와 연결되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 슬래브(20)의 온도를 측정하는 온도측정수단(25b)에 의해 조정되는 데이터제어처리유니트(21)에 의해 슬래브(20)에 대한 스프레이노즐(30)의 유동속도가 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제1항에 있어서, 슬래브(20)의 온도를 조정하는 데이터제어처리유니트(21)에 의하여 적어도 스프레이노즐(30)의 압력이 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 한 개 또는 두 개이상의 예비압연조립체(10)들내에서 쌍을 이루는 복수개의 롤러(14,16)들에 의해 예비압연작업이 수행되고, 몰드(11)의 푸트롤러(12)들의 바로 하류에 제 1 압연조립체(10)가 위치하며, 이동가능한 한 개이상의 롤러(16)들이 상기 롤러들에 포함되고, 여러쌍들의 롤러(14,16)들이 압력변환기(18), 유압실리더(17)와 연결되고, 위치변환기(24)가 구성되며, 압력변환기(18) 및 위치변환기(24)가 데이터제어처리유니트(21)와 연결되고, 몰드(11)를 떠나고, 응고된 박판구조의 표면(31)을 가진 슬래브(20)가 여러쌍의 롤러(14,16)들중 적어도 제 1 쌍의 롤러들에 의해 처리되며, 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브(20)들의 예비압연제어장치에 있어서, 턴디시내부의 액체온도를 측정하기 위한 온도측정수단(25a), 슬래브(20)의 속도를 측정하기 위한 속도측정수단(26), 액상의 코아를 감지하기 위한 냉각측정기(28)가 구성되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제10항에 있어서, 개별적인 위치변환기(24)가 각쌍의 롤러(14,16)들과 연결되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제10항에 있어서, 예비압연조립체(10)의 위치를 측정하는 위치변환기(124a,124b)가 쌍을 이루는 복수개의 롤러(14,16)들과 연결되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제10항에 있어서, 적어도 스프레이노즐(30)들에 의해 전달되는 냉각수의 압력을 제어하는 수단이 데이터처리제어유니트(21)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제10항에 있어서, 적어도 스프레이노즐(30)들에 의해 전달되는 냉각수의 유동속도를 제어하는 수단이 데이터처리제어유니트(21)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제10항에 있어서, 데이터를 수집하고 입력하는 데이터입력유니트(27))가 구성되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제10항에 있어서, 여러쌍의 롤러(14,16)들중 예비압연기능의 롤러들이 내부의 냉각수단과 연결되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 예비압연조립체(10)를 통과하는 슬래브(20)가 액상의 코아(33)를 가지도록, 몰드(11)의 푸트롤러(12)의 바로 하류에 위치하고, 슬래브(20)의 제 1 면과 인접하게 제공되고, 복수개의 롤러(14,114,214)들이 구성되며 부채꼴형상을 가진 정지상태의 외측곡선측면(13), 슬래브(20)의 제 2 면과 인접하게 제공되고 부채꼴형상을 이동가능한 내측곡선측면(22)에 구성된 롤러(16,116,216)들의 위치설정을 위하여, 서보밸브(19)에 의해 제어되는 한 개이상의 유압실린더(17)와 연결된 복수개의 롤러(16,116,216)들이 구성되는 내측곡선측면(22)을 포함하는 한 개이상의 구성부분들이 제공되며, 연속주조기능의 몰드(11)를 떠나는 박판구조의 슬래브(20)들을 예비압연제어하는 예비압연조립체.
- 제17항에 있어서, 정지상태의 외측곡선측면(13)에 구성된 복수개의 롤러(14,114,214)들이 한 개이상의 로드셀(15)과 연결되는 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제18항에 있어서, 유압실린더(17)가 압력변환기(188) 및 위치변환기(24)와 연결되는 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제19항에 있어서, 데이터입력유니트(27)가 구성되고, 슬래브(20)에 형성된 액상의 코아(33)에 관한 특성 및 예비압연과 관련한 매개변수들을 입력하기 위한 데이터처리제어유니트(21)가 로드셀(15), 서보밸브(19), 압력변환기(18) 및 위치변환기(24)와 연결되는 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제17항에 있어서, 각각의 상기 외측곡선측면(13) 및 내측곡선측면(22)에 구성된 롤러들이 연속구조의 롤러(14,16)들인 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제17항에 있어서, 각각의 상기 외측곡선측면(13) 및 내측곡선측면(22)에 구성된 롤러들이 개별부분들로 이루어진 롤러(114,116)들인 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제17항에 있어서, 각각의 상기 외측곡선측면(13) 및 내측곡선측면(22)에 구성된 롤러들이 무한궤도 벨트구조의 롤러(214,216)들을 지지하는 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제17항에 있어서, 서보밸브(19)에 의해 제어되는 유압실린더(17)가 내측곡선측면에 구성된 각각의 롤러(16)들과 연결되는 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 제17항에 있어서, 내측곡선측면(22)의 롤러들이 그룹을 이루는 롤러(116)들내부에 배열되고, 각각의 그룹을 이루는 롤러(116)들이 서보밸브(19)에 의해 제어되는 유압실린더(17)와 연결되는 것을 특징으로 하는 연속주조공장으로부터 방출되고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어장치.
- 푸트롤러(12)들을 포함하고, 액상의 코아(33)들을 가진 박판구조의 슬래브(20)들을 생산하기 위한 연속주조기능의 몰드(11)를 가지고, 연속주조기능의 몰드(11)를 떠나는 박판구조의 슬래브(20)들을 예비압연제어하기 위한 예비압연조립체(10)로 구성되며, 상기 예비압연조립체(10)를 통과하는 슬래브(20)가 액상의 코아(33)를 가지도록, 상기 예비압연조립체(10)가 푸트롤러(12)들의 바로 하류에 위치하고, 슬래브(20)의 제 1 면과 인접하게 제공되고, 복수개의 롤러(14,114,214)들이 구성되며 부채꼴형상을 가진 정지상태의 외측곡선측면(13)과, 슬래브(20)의 제 2 면과 인접하게 제공되고, 부채꼴형상을 가지고 이동가능한 내측곡선측면(22)에 구성된 롤러(16,116,216)들의 위치설정을 위하여, 서보밸브(19)에 의해 제어되는 한 개이상의 유압실린더(17)와 연결된 복수개의 롤러(16,116,216)들이 구성되는 내측곡선측면(22)을 포함하는 한 개이상의 구성부분들이 상기 예비압연조립체에 구성되는 예비압연제어장치.
- 제26항에 있어서, 부채꼴형상을 가진 정지상태의 외측곡선측면(13)에 구성된 복수개의 롤러(14,114,214)들이 한 개이상의 로드셀(15)과 연결되는 것을 특징으로 하는 예비압연제어장치.
- 제27항에 있어서, 상기 예비압연조립체(10)가 상기 푸트롤러(12)에 대해 위치설정되고, 상기 예비압연조립체(10)를 떠나는 박판구조의 슬래브(20)가 완전히 응고되지 않은 코아(33)를 포함하는 일정길이를 가지는 것을 특징으로 하는 예비압연제어장치.
- 박판구조의 슬래브(20)가 액상의 코아(33)를 가질 때, 연속주조기능의 몰드(11)에 구성된 푸트롤러(12)로부터 박판구조의 슬래브(20)를 끌어내고, 박판구조의 슬래브(20)가 액상의 코아(33)를 가지며, 부채꼴형상을 가진 정지상태의 외측곡선측면(13)이 복수개의 롤러(14,114,214)들로 구성되고, 부채꼴형상을 가지고 이동가능한 내측곡선측면(22)에 이동가능한 내측곡선측면(22)의 롤러(16,116,216)들을 위치설정하기 위하여, 서보밸브(19)에 의해 제어되는 한 개이상의 유압실린더(17)와 연결된 복수개의 롤러(16,116,216)들이 구성될 때, 연속주조기능의 몰드로부터 끌어낸 박판구조의 슬래브(20)가 상기 외측곡선측면(13) 및 마주보는 내측곡선측면(22)에 구성된 여러쌍의 롤러(14,16)들사이를 통과하며, 액상의 코아(33)를 가진 박판구조의 슬래브(20)를 예비압연제어하기 위해, 부채꼴형상을 가지고 이동가능한 내측곡선측면(22)의 롤러(16,116,216)들을 위치설정하고, 푸트롤러(12)들을 포함한 연속주조기능의 몰드(11)를 떠나고 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제29항에 있어서, 상기 외측곡선측면(13)에 구성된 복수개의 롤러(14,114,214)들이 한 개이상의 로드셀(15)과 연결되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제29항에 있어서, 슬래브(20)의 두께가 10% 내지 50%로 감소되도록, 상기 예비압연조립체(10)의 길이 및 이동가능한 상기 내측곡선측면(22)의 위치설정작용이 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제29항에 있어서, 상기 예비압연조립체(10)를 떠나는 박판구조의 슬래브(20)가 완전히 응고되지 않은 코아(33)를 포함하도록, 상기 예비압연조립체(10)의 길이 및 이동가능한 상기 내측곡선측면(22)의 위치설정작용이 제어되는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제32항에 있어서, 상기 예비압연조립체(10)를 떠나고 박판구조를 이루는 슬래브(20)의 고체구성비율이 67.5% 내지 97.5%인 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
- 제32항에 있어서, 중심의 응고구조를 미세화하고 중심의 편석작용을 최소화하기 위하여, 상기 예비압연조립체(10)를 떠나는 박판구조의 슬래브(20)가 2상상태를 가진 중심의 코아(33)를 가지는 것을 특징으로 하는 박판구조를 이루는 슬래브들의 예비압연제어방법.
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