KR100605704B1 - 연속박판주조공정에서의 에지댐 제어방법 - Google Patents

Abstract

연속박판주조공정에서의 에지댐 제어 방법이 제공된다.

본 발명의 에지댐 제어방법은, 한쌍의 주조롤과, 용강풀을 형성하도록 상기 주조롤 사이에 부설되는 에지댐, 및 유압 내지 공압에 의해 상기 에지댐 상부와 에지댐 하부를 상기 주조롤 측면에 각각 접촉시키는 에지댐 상부 실린더와 에지댐 하부실린더를 포함하는 에지댐 지지장치로 구성된 연속박판주조기를 이용한 박판주조공정에 있어서, 주조전 상기 에지댐을 형성할 때, 상기 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 상기 주조롤에 접촉될 수 있도록 에지댐 상부 실린더속도와 에지댐 하부 실린더 속도를 제어함을 특징으로 하는 박판주조공정에서의 에지댐 제어방법에 관한 것이다

에지댐, 상부실린더 속도, 하부 실린더 속도,

Description

연속박판주조공정에서의 에지댐 제어 방법{A method of controlling edge dam for a strip casting process}

도 1은 연속 박판주조기에서의 에지댐 제어장치에 대한 측면개략도

도 2는 연속 박판주조기에서의 에지댐의 정면개략도

도 3은 에지댐 하부가 상부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉되는 경우를 나타내는 설명도

도 4는 에지댐 상부가 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉하는 경우를 나타내는 본 발명의 설명도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 주조롤 2: 에지댐

3, 3': 에지댐 상부 위치검출기 4, 4': 에지댐 상부 실린더

5 :에지댐 하부 위치검출기 6: 에지댐 하부 실린더

7 : 유압배관 8: 유압밸브스탠드

9 : 제어장치 10: 에지댐과 주조롤 측면의 간격

본 발명은 쌍롤식 박판제조장치를 이용하여 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 박판주조공정에서의 에지댐 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주조전 에지댐을 주조롤 측면에 접촉시킬 때, 그 에지댐 상부를 에지댐 하부보다 먼저 접촉시킴으로써 주조중 주조롤 측면과 에지댐 사이의 기밀을 유지할 수 있는 에지댐 제어 방법에 대한 것이다.

일반적으로 쌍롤식 박판주조장치를 이용한 박판주조공정은 냉각되는 한 쌍의 주조롤 사이에 용강을 공급한 후, 이들을 회전시키면서 용강을 응고시켜 박판을 제조하는 공정이라 할 수 있다. 따라서 이러한 박판주조공정을 진행하기 위해서는 상기 주조롤 사이에서 용강 풀을 형성할 수 있도록 에지댐을 주조롤 측면을 막아야 하며, 이를 위하여는 내화물 재질의 에지댐을 주조롤 측면에 접촉시키고 유압이나 공압을 이용하여 일정한 힘으로 밀어주어야 한다.

도 1은 일반적인 연속 박판주조기에서의 에지댐 제어장치에 대한 측면 개략도이며, 도 2는 에지댐의 정면개략도이다.

도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 주조롤(1) 사이에 용강풀을 형성하기 위하여 에지댐(2)가 에지댐 지지장치에 의해 상기 주조롤 측면에 접촉되어 있다. 이 에지댐 지지장치는 유압배관(7)을 통하여 전달된 유압을 이용하여 에지댐 상부를 주조롤(1)에 접촉시켜 밀어주고 있는 에지댐 상부 실린더(4,4')와 에지댐 하부를 주조롤(1)에 접촉시켜 밀어주고 있는 에지댐 하부 실린더(6)를 포함하여 구성되며, 아울러 유압밸브 스탠드(8)과 제어장치(9)를 구비하고 있다.

또한, 에지댐 상부와 하부의 위치를 검출할 수 있는 에지댐 상부 위치검출기(3,3')와 에지댐 하부 위치검출기(5)가 구비되어 있다.

상기와 같은 에지댐 지지장치를 이용하여 주조롤(1)사이에 에지댐을 형성할 때, 주조 롤 측면과 에지댐 사이에는 최대한 간격이 없어야 한다. 만일 이러한 간격이 30um 이상일 경우에는 에지댐이 용강풀을 안정적으로 형성하지 못하고, 에지댐과 주조롤 측면에서 용강이 유출되어 주조중 주조롤 측면과 에지댐 사이에서 용강이 응고되어 롤 측면을 타고 올라오거나, 또는 주조롤 측면과 에지댐 사이에서 응고된 주편이 누적되는 경우에는 계속적으로 용강이 유출되는 원인이 될 수 있다. 이렇게 용강이 유출되면 주조 중단을 야기시킬 뿐만 아니라, 심할 경우에는 응고띠나 용강에 의한 설비 손상의 원인이 되므로 주조롤 측면과 에지댐 사이의 간격을 최소화하여 기밀을 유지하는 것은 매우 중요한 것이다.

에지댐을 제어하는 종래의 기술로서 실용신안등록(등록번호0159537)에 개시된 고안을 들 수 있다. 그러나, 상기 등록고안에서는 유압실린더를 이용한 에지댐 지지장치를 이용하여 주조중의 용강레벨이나 스컬의 생성, 응고능의 변화등에 능동적으로 대체할 수 있는 에지댐 제어방법을 제시하고 있을 뿐, 주조 전에 발생할 수 있는 주조롤 측면과 에지댐 사이의 간격에 대해서는 전혀 고려하지 않고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판주조공정에서 주조전 주조롤 사이에 에지댐을 형성시, 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉되도록 함으로써 주조롤 측면과 에지댐 사이의 기밀을 항상 유지할 수 있는 에지댐 제어방법을 제공함을 그 목적으로 한다

이하, 본 발명을 설명한다.

상술한 바와 같이, 주조롤 측면과 에지댐 사이의 기밀을 항상 유지할 수 있도록 하기 위해서는, 주조전 주조롤사이에 에지댐을 형성할 때, 주조 롤 측면과 에지댐 사이의 간격이 30um이하로 할 것이 요구된다. 그리고 이와 같이, 에지댐과 롤 측면의 간격을 30um이하로 관리하기 위해서는 롤 측면이나 에지댐의 가공오차가 30um 이하여야 한다.

또한, 주조롤 측면과 에지댐의 가공이 완벽한 경우라도 이러한 간격이 30 um이하로 유지되기 위해서는, 주조전 에지댐 형성시, 도 2와 같이 에지댐을 지지하는 세 위치, 즉, 에지댐 상부 실린더(4,4')와 에지댐 하부 실린더(6) 부설위치가 동시에 주조롤 측면과 접촉하여야 해야 한다. 왜냐하면 세 위치중 한 부분이 먼저 접촉되면 이 먼저 접촉한 부분에서의 간격은 거의 없어질 수 있으나, 접촉이 늦은 부분에서는 그 간격이 크게 발생하여 주조가 시작되면 이러한 간격으로 용강 유출이 발생할 수 있기 때문이다. 그러나 실제로 세 위치에서 에지댐과 주조롤 측면이 동시 에 접촉하도록 에지댐 형성을 제어하는 것은 매우 어려운 일이다.

따라서, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 수많은 연구와 실험을 거듭하였으며, 그 결과, 주조전 에지댐 형성시, 에지댐 상부를 에지댐 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉시킬 경우, 상기 간격이 30 um이하로 쉽게 제어되어 주조롤 측면과 에지댐 사이의 기밀을 유지할 수 있음을 발견하고 본 발명을 제안하는 것이다.

따라서, 본 발명은, 한쌍의 주조롤과, 용강풀을 형성하도록 상기 주조롤 사이에 부설되는 에지댐, 및 유압 내지 공압에 의해 상기 에지댐 상부와 에지댐 하부를 상기 주조롤 측면에 각각 접촉시키는 에지댐 상부 실린더와 에지댐 하부실린더를 포함하는 에지댐 지지장치로 구성된 연속박판주조기를 이용한 박판주조공정에 있어서, 주조전 상기 에지댐을 형성할 때, 상기 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 상기 주조롤에 접촉될 수 있도록 에지댐 상부 실린더속도와 에지댐 하부 실린더 속도를 제어함을 특징으로 하는 박판주조공정에서의 에지댐 제어방법에 관한 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명을 설명하는 개념도로서, 도 3은 에지댐 하부가 상부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉되는 경우를, 도 4는 에지댐 상부가 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉하는 경우를 나타내는 도면이다.

주조 중에는 응고에 의한 롤 반발력이 작용하여 에지댐을 밀어내는 힘이 발생하고, 용강레벨에 의한 철정압, 상부에서 마모된 에지댐 분말의 축적등에 의하여 상부에 비하여 하부의 에지댐이 마모가 적게 나타난다. 따라서 에지댐의 하부에 가하는 힘을 상부에 가하는 힘보다 높게 설정함이 에지댐 마모가 균일하게 하여 안정적 주조를 행함에 바람직하다.

도 3은 에지댐이 후퇴한 이후 주조롤 측면과 다시 접촉시켰을 때, 에지댐 하부가 상부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉되는 경우에서 발생되는 에지댐 상부와 주조롤 사이에 간격(10)을 나타내고 있다. 이 경우, Fm (마찰력) = m (마찰계수) F_N (수직항력)으로 표현되는 마찰력함수에서 수직항력 F_N 이 큰 값이므로 마찰력( Fm ) 또한 큰 값으로 된다. 그러나 상술한 바와 같이, 주조중 에지댐 마모를 균일하게 하기 위해서는 에지댐 상부보다 에지댐 하부쪽에 큰 힘을 부여하는데, 이러한 에지댐 상부에 부여된 작은 힘으로는 상기 마찰력( Fm ) 을 이길 수 없으므로 에지댐 상부와 주조롤 측면에 발생한 간격이 유지되고, 이에 따라 주조중 용강 유출등을 야기할 수 있는 위험이 있는 것이다.

이에 반하여, 도 4는 에지댐 상부가 그 하부보다 먼저 주조롤(1)에 접촉되는 경우에는 에지댐 하부와 주조롤 사이에 간격(10)이 발생함을 나타내고 있다. 이 경우, Fm (마찰력) = m (마찰계수) F_N (수직항력)로 표현되는 마찰력함수에서 수직항력 F_N 이 작은 값이므로 또한 마찰력( Fm )도 작은 값으로 된다. 그리고 상술한 바 와 같이, 주조중 에지댐 마모를 균일하게 하기 위하여 에지댐 하부쪽에 큰 힘을 가해지므로, 이러한 에지댐 하부에 가해진 큰 힘은 상대적으로 작은 힘인 마찰력( Fm )을 극복하여 에지댐 하부를 전진시키므로 초기에 존재하였던 간격(10)이 완전히 없어지게 되고, 결과적으로 에지댐과 주조롤 측면간 완전한 기밀을 유지할 수 있는 것이다.

상기와 같이, 본 발명에서 에지댐 형성시, 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉되도록 하기 위해서는 에지댐 지지장치를 구성하는 에지댐 상부 실린더속도와 하부 실린더속도 적절히 제어함으로써 쉽게 달성될 수 있다. 다시 말하면, 도 1과 도 2에 나타난 에지댐 지지 장치를 이용하여 에지댐이 동작할 때의 위치를 검출하고 에지댐 상부와 하부의 들어가는 속도를 제어함으로써 항상 주조롤 측면과 에지댐 사이에 기밀을 유지할 수 있는 것이다.

바람직하게는, 에지댐 상부 실린더속도를 일정하게 둘 때, 하기 수학식 1에서 k값이 1~3mm되도록 에지댐 하부 실린더속도를 제어하는 것이다.

에지댐 하부 실린더속도 = [(에지댐 상부와 주조롤 측면간의 거리 - k) / 에지댐 상부와 주조롤 측면간의 거리] × 에지댐 상부 실린더 속도

단, k는 에지댐 상부가 롤 측면과 접촉될 때의 에지댐 하부와 롤 측면간의 간격

이때, 에지댐 상부 실린더속도는 작동자가 느끼기에 지루하지 않을 정도의 일정한 속도로 설정하면 되는데, 너무 빠르면 에지댐과 주조롤 측면이 접촉하는 순간에 충격을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는, 상기 에지댐 상부 실린더 속도를 0.5~10.0mm/sec의 범위에서 일정하게 유지하는 것이다.

또한, 상기 수학식 1에서 에지댐 상부가 롤 측면과 접촉될 때 에지댐 하부와 롤 측면간의 간격인 k값을 1~3mm로 제한하는데, 이 수치범위는 에지댐과 주조롤 측면과의 기밀 및 에지댐 마모손상방지 측면에서 본 발명에서 중요하다. 왜냐하면, 이 값이 너무 작으면 에지댐 지지 장치의 기계적인 변형이나 에지댐의 가공오차, 설비공차등으로 인해 에지댐 위치가 절대적이지 못하므로 충분한 기밀을 확보할 수 없는 반면에, 너무 큰 경우에는 에지댐 상부가 접촉된 상태에서 에지댐 하부가 마찰력을 극복하고 간격을 없애는 과정에서 에지댐 상부가 과도한 힘을 받아 손상될 수 있기 때문이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

(실시예)

도 1에 나타난 에지댐 지지장치를 이용하여 주조롤 사이에 에지댐을 형성하였으며, 이때 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉하도록 하였다. 즉, 에지댐 상부 실린더의 속도는 2 mm/sec로 고정한 반면에, 에지댐 하부 실린더속도는 상기 수학식 1과 같이, 에지댐 상부가 롤 측면과 접촉될 때 에지댐 하부와 롤 측면간의 간격인 k값을 변화시키면서 에지댐 하부 실린더속도를 다르게 제 어하였다.

이와 같이, 에지댐 하부와 롤 측면간의 간격( k)에 따른 에지댐과 주조롤 측면의 기밀 상태와 에지댐의 손상 정도를 관찰한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

하기 표1과 같이, 상기 k값이 1 - 3 mm 정도에서 바람직한 결과가 얻어졌으며, 특히, 그 값이 1~2mm일때 가장 우수한 결과치를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

K값	에지댐과 주조롤 측면의 기밀상태	에지댐 손상
0.5 mm	불량	없슴
1 mm	양호	없슴
2 mm	양호	없슴
3 mm	양호	약간 있슴
4 mm	양호	심함
5 mm	양호	심함

상술한 바와 같이, 본 발명은, 쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판주조공정에서 그 주조전에 에지댐을 형성시, 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 주조롤 측면에 접촉되도록 제어함으로써 에지댐과 주조롤 측면의 기밀을 항상 유지할 수 있으며, 이에 따라 주조 중 용강이 유출되어 주조 중단을 야기하거나 설비 손상등이 초래되는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 한쌍의 주조롤과, 용강풀을 형성하도록 상기 주조롤 사이에 부설되는 에지댐, 및 유압 내지 공압에 의해 상기 에지댐 상부와 에지댐 하부를 상기 주조롤 측면에 각각 접촉시키는 에지댐 상부 실린더와 에지댐 하부실린더를 포함하는 에지댐 지지장치로 구성된 연속박판주조기를 이용한 박판주조공정에 있어서,

   주조전 상기 에지댐을 형성할 때, 상기 에지댐 상부가 에지댐 하부보다 먼저 상기 주조롤에 접촉될 수 있도록 에지댐 상부 실린더속도를 일정하게 두면서, 하기 수학식 1에서 k값이 1~3mm가 되도록 에지댐 하부 실린더속도를 제어함을 특징으로 하는 박판주조공정에서의 에지댐 제어방법.

   [수학식 1]

   에지댐 하부 실린더속도 = [(에지댐 상부와 주조롤 측면간의 거리 - k) / 에지댐 상부와 주조롤 측면간의 거리] × 에지댐 상부 실린더 속도

   단, k는 에지댐 상부가 롤 측면과 접촉될 때의 에지댐 하부와 롤 측면간의 간격
2. 삭제

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