KR19980024011A - 냉각 유체에서 맥동에 의해 잉곳몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

잉곳 몰드(10)는 하나이상의 원주지역(13a, 13b)을 포함하고 냉각유체는 크리스탈라이져(11)의 측벽주위에 순환하고 냉각 회로는 하나이상의 측벽(111)과 직접 접촉하는 통행로(16)를 포함하고 이송장치는 펌프, 이송 파이프와 배출부(21)와 연결된 배출 파이프를 포함하고 냉각유체는 펌프장치에 의해 크리스탈라이져(11)의 측벽(111)주위 회전하는 냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기위한 방법에 있어서, 측벽(111)의 한 부분과 협력해서 통행로에서 냉각유체의 압력은 맥동형식이고 압력의 맥동은 측벽(111)의 부분에서 유도된 탄성 횡단진동에 따라 작동한다.

Description

냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법

발명은 냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳몰드(ingot mould)에서 크리스탈라이져(crystalliser)의 벽에서 횡방향 진동을 얻기위한 방법에 관련된다.

발명은 주조제품과 크리스탈라이져의 벽사이에 마찰을 줄여 주조속도를 증가시켜 제품의 부스럼을 줄이는 단면 또는 다른 형식의 빌렛(billet), 블룸(bloom) 또는 슬래브(slab)의 연속주조 영역에서 사용된다.

크리스탈라이져 내부에서 주조품을 빼내기 필요한 힘을 줄이기 위한 것과 연결된 문제는 종래기술에서 잘 알려져 있다.

표면이 응고될 때, 크리스탈라이져의 상부에서 벽에 부착되는 경향이 있어 배출단계에서 상당한 마찰을 발생한다.

벽에서 표면의 이탈을 촉진하기 위해 종래기술은 주조제품의 배출을 촉진하고 주조속도를 증가시키는 잉곳몰드(ingot mould)에 횡방향, 기계적 진동을 발생시키는 방법을 포함해서 크리스탈라이져를 떠나는 제품 표면질이 개선된다.

크리스탈라이져의 하부에서 응고된 표면은 벽에서 이탈되어 냉각된 벽과 응고된 표면사이 열교환에서 감소와 크리스탈라이져의 벽을 통해 용융 금속에서 제거된 열흐름에서 감소를 초래하는 공기층을 발생시킨다.

유럽특허출원 EP-A-0686445 에서 상기 출원은 상기벽의 변형을 제어위한 방법에 관한 얇은 벽으로 크리스탈라이져의 사용을 기술했다. 그 방법은 강과 주조속도의 형식에 따라 크리스탈라이져를 통해 주조제품의 상이한 표면 수축을 보상하기 위해 벽에 인접한 통행로에서 흐르는 냉각유체의 압력의 조절을 사용한다.

그 서류에 따라 크리스탈라이져의 벽은 크리스탈라이져의 제 1 부분에서 열영역에 의해 유도된 음 테이퍼(taper)를 삭제하고 크리스탈라이져의 하부에서 응고 표면과 벽사이 발생된 공기층을 최소화하는 방법으로 벽 외부를 흐르는 냉각유체의 상이한 압력에 관해 탄성상태이다.

이 압력은 벽의 원하는 변형을 얻기위해 계산되고 주조변수, 특히 강과 주조속도의 형식이 변할때까지 일정하다.

냉각유체의 변하는 압력은 측벽을 탄성적으로 진동하는 것이 아니라 측벽의 변형을 위해 사용된다.

DE-A19,547,779 는 크리스탈라이져에서 수직 또는 종방향 진동을 얻는 효과를 포함하는 지지장치(14,19,20)에 전달되는 냉각유체의 압력 맥동을 사용하는 장치를 제공한다.

지지장치는 송풍장치(도 1), 유체 실린더(도 2), 한도의 디스크 스프링(도 3)과 동일하다.

냉각유체의 압력에서 맥동은 지지장치(14,19,20)와 관련된 크리스탈라이져(2)의 상응하는 수직 진동을 야기시키는 지지장치(14,19,20)의 수직 진동을 초래한다.

이 장치는 크리스탈라이져의 내부 측벽에서 응고표면을 이탈과 용융금 속의 하강을 보조하기 위해 크리스탈라이져의 수직진동의 종래 기계적 장치로 대치 또는 협력한다.

DE-A-19,547,779 에 공개된 장치에서, 냉각 액체의 압력에서 맥동은 주조의 횡방향으로 탄성 진동을 야기시키기 위해 크리스탈라이져의 측벽에 직접 작용하지 않고 크리스탈라이져(2)에 수직 진동을 유도하기 위해 산출된 효과로 지지장치(14,19,20)에 의해 작용한다.

상기 출원은 배출하기에 필요한 힘을 감소하고 벽에 표면의 융착을 감소하고 크리스탈라이져의 벽과 주조품사이 마찰을 감소하고 표면질을 향상시키고 다른 이점을 이루는 크리스탈라이져의 형식에 적용되는 해법을 얻는 목적이 있다.

이 목표를 위해 상기 출원은 하기 발명을 설계, 시험 구현했다.

이 발명은 독립항에서 시작하고 특징지어지고 종속항은 실시예이다.

발명의 목적은 냉각유체에서 바람직한 맥동으로 주조의 횡방향으로 크리스탈라이져의 벽에서 변동을 얻기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 크리스탈라이져 벽과 주조품사이 마찰을 감소시키고 크리스탈라이져 내부에서 주조품을 제거하는데 필요한 힘을 감소시킨다.

발명의 목적은 주조품의 표면질에서 향상을 얻기 위한 것이다.

발명의 크리스탈라이져의 내부벽에서 형성될 때 표면의 제어적 이탈을 보조한다.

발명의 변형은 금속을 크리스탈라이져의 상부에서 벽으로 부터 이탈되게 보조해 융착 때문에 마찰을 감소하고 벽에 대해 부비기 때문에 주조품의 표면에서 질저하를 감소한다.

발명에 따라서 크리스탈라이져의 벽을 위한 냉각유체를 이송하는 시스템은 주조의 횡방향으로 벽의 탄성 진동을 발생시키는 방법으로 조절된다. 진동은 측벽과 직접 접촉 순환하는 냉각유체가 이송되는 압력의 순환적 변동 또는 맥동에 의해 변동이 유도된다.

이 횡방향 진동은 이 현상이 발생하자마자 크리스탈의 벽에서 주조품 표면의 계속적 이탈을 보조하기 위해 적은 진폭이 있다.

냉각유체 압력의 순환적 맥동은 벽사이 용융 금속의 질량에 관해 크리스탈라이져 벽의 횡방향 순환적 진동을 초래한다.

이 순환적 진동은 벽, 특히 크리스탈라이져의 제 1 부분에서 용융금속의 이탈을 지원해서 상대적 마찰을 감소해서 주조품을 배출하는데 필요한 힘을 감소시킨다.

압력의 순환적 변동 또는 맥동은 냉각유체의 출구파이프에 작용하는 부분적 또는 전체 차단장치 또는 회로에서 용적 압력의 중요한 변동을 초래하는 회로의 저항곡선에서 중요한 변동에 의하거나 용적펌프의 다수의 피스톤을 요동함에 의해 이룰 수 있다.

냉각 유체의 압력에서 이 변동은 크리스탈라이져와 냉각유체사이 열전달 계수에서 증가를 초래한다.

발명의 비 제한적인 예에서 냉각회로는 크리스탈라이져의 종방향을 따라 두 부분으로 구분된다. 이것은 표면과 크리스탈라이져 내부 벽사이에 발생된 상이한 마찰 계수와 상이한 융착 조건에 관해 상이한 진동의 변수를 적용할 수 있다.

변형에 따라서 종방향 부분은 두 개이상 부분으로 구분되고 각자는 독립적으로 제어되는 유체의 압력 변수에 냉각회로와 연관된다.

발명에 따라서 방법에 사용된 냉각회로는 용적 이송펌프와 크리스탈라이져의 배출 회로를 따라 배치된 변하는 구멍을 포함하는 조절 밸브를 포함한다.

용적 펌프의 사용은 냉각 액체의 압력에서 변동과 조절 밸브의 구멍에서 변동사이 두드러진 관계를 얻는 것이 가능하다.

용적 펌프의 특성곡선(Q-H)은 실제로 수직이고 조절 밸브의 구멍에 작용함으로써 측정되는 회로 저항곡선의 요소에서 중요한 변동은 물 흐름의 수정없이 전체 회로를 통해 압력에서 상당한 변동을 초래한다.

변형에 따라서 냉각 액체의 압력 맥동은 용접 펌프의 피스톤 요동에 의해 얻어진 배출 밸브를 조절할 필요없이 본질적인 특성을 이용한다.

발명에 따라서 냉각유체의 압력 변화도 크리스탈라이져 벽의 횡방향 변동의 초대 주파수에 대한 가장 중요한 결과를 얻기 위해 벽에 인접한 통행로내 물 용적이 제한될 것이다.

내용 없음.

도 1 은 발명에 따라서 냉각유체의 압력을 조절하기 위한 방법에 잉곳 몰드(ingot mould)의 단면도이다.

도 2 는 발명에 따라서 방법을 사용하는 냉각회로의 선도이다.

도 3 은 이송 펌프의 두 개의 상이한 형식의 특성 관계 곡선 그래프이다.

도 4 는 도 2 의 변형이다.

도 5 는 도 2 의 변형이다.

* 부호설명

10 ... 잉곳몰드(ingot mould) 11 ... 크리스탈라이져(crystalliser)

12 ... 벽 14 ... 중간벽

16 ... 통행로 17a, 117a, 17b, 117b ... 냉각유체

111 ... 측벽

도 1 에서 보여진 잉곳 몰드(ingot mould)(10)는 얇은 벽을 포함하는 형식을 제외하는 것은 아니지만 통상 4-15mm(바람직하게는 4-10mm 정도)의 두께의 측벽(111)을 포함하는 크리스탈라이져(crystalliser)(11)를 포함한다.

잉곳 몰드(10)는 크리스탈라이져(11) 외부에 있는 벽(12)을 포함하고 측벽(111)으로 냉각유체가 순환하고 측벽(111)의 외부표면과 직접 접촉하는 챔버(chamber) 내부를 한정한다.

도 1 과 2 에서 냉각 챔버는 냉각유체가 독립적으로 이송되는 두부분(13a, 13b)로 구분된다.

여기에 보여지진 않으나 다른 변형으로 냉각챔버는 3개 이상으로 구분될 수 있다.

발명의 범위는 상기 구획중 하나인 냉각 챔버 역시 크리스탈라이져(11)의 측벽(111)을 얻기에 바림직한 제어와 표면의 이탈에 관한 특성에 따라 한 개이상의 부분으로 구분될 수 있다.

이 경우 냉각 챔버(13a, 13b)는 냉각 유체를 위한 제한된 폭의 통행로(16)를 형성하는 중간 벽(14)을 포함한다.

통행로(16)는 크리스탈라이져(11)의 하나 이상의 측벽(111)에 작용한다.

중간벽(14)은 변하는 단면을 포함하는 통행로(16)를 형성하기 위해 화살표(15)의 방향으로 이동한다.

각 냉각챔버(13a, 13b)는 냉각유체의 입구와 출구(17a, 117a, 17b, 117b)를 포함한다.

발명에 따라서 냉각회로는 크리스탈라이져(11)의 상부부분에 관련된 냉각 챔버(13a)에 냉각유체를 이송하는 용적 형식의 펌프(18)를 포함한다.

방출부(21)에 해당하는 상부부분의 냉각회로에서 제어적으로 개방될 수 있는 구멍을 포함하는 밸브(19)가 있다. 밸브(19)는 나타나진 않았지만 제어장치에 의해 작동된다.

냉각회로의 배출부에 변하는 구멍을 포함하는 밸브(19)를 사용함으로써 상대적인 냉각챔버에서 특히 통행로(16)와 크리스탈라이져(11)의 측벽(111)의 외부표면과 접촉하여 순환하는 냉각유체의 압력의 순환적 변동 또는 맥동을 이룰 수 있다.

압력의 순환적 변동 또는 맥동은 통행로(16)에 인접한 크리스탈라이져(11)의 벽(111)의 상응하는 순환적 변화를 야기시킨다.

횡방향 순환적 변동은 액체 상태로 있는 금속(24)과 크리스탈라이져(11)의 벽(111)의 내부표면 사이에 맨이스커스(meniscus) 선(23)에서 시작해 융착 현상이 일어나는 벽, 특히 크리스탈라이져의 상부부분에서 금속의 이탈을 지원한다.

종래의 원심펌프(20) 대신에 용적펌프(18)를 사용함으로써 높은 압력변동을 얻고 밸브(19)에 의해 회로저항 곡선을 수정할 수 있다.

도 3 에서처럼 용적 펌프는 거의 수직으로 되는 A라 표시된 특성곡선 H-Q 를 부여한다.

냉각회로 저항의 포물선의 각에서 변동이 거의 수평인 B로 표시된 특성곡선을 포함하는 원심펌프의 경우에 대해 입력에서 상당한 변동으로 작동점의 많은 변위를 어떻게 야기시키는지 그래프에서 볼 수 있다.

도 2 에서 보여진 해에서 압력의 순환적 제어를 포함하는 수정된 냉각회로는 잉곳 주형(10)의 상부부분에 영향을 주는 반면에 하부부분은 상대적 원심펌프(20)를 포함하는 종래 냉각회로에 관련된다.

도 4 에서 보여진 변형에서 잉곳 주형(10)은 변하는 구멍을 포함하는 밸브(19)와 용적 펌프(18)를 포함하는 형식의 단일 냉각회로와 협력하고 압력의 순환적 제어는 잉곳주형(10)의 종방향 확장을 통해서만 된다.

이 경우 주펌프(18)의 보조로서 또는 비상시 중개하는 원심 또는 용적 형식의 제 2 펌프가 있다.

도 5 에서 보여진 변형에서 수압의 맥동은 용적 펌프의 다수 피스톤의 요동에 의해 일어나고 이런 형식의 펌프의 본질적인 특성을 이용한다.

이 경우에 도 2 에 보여진 밸브(19)같은 배출 밸브를 사용할 필요가 없다.

내용 없음.

Claims (7)

1. 잉곳 몰드(19)는 하나이상의 원주지역(13a, 13b)을 포함하고 냉각유체는 크리스탈라이져(11)의 측벽주위에 순환하고 냉각회로는 하나이상의 측벽(111)과 직접 접촉하는 통행로(16)를 포함하고 이송장치는 펌프, 이송 파이프와 배출부(21)와 연결된 배출 파이프를 포함하고 냉각유체는 펌프장치에 의해 크리스탈라이져(11)의 측벽(111) 주위 회전하는 냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법에 있어서, 측벽(111)의 한 부분과 협력해서 통행로에서 냉각유체의 압력은 맥동형식이고 압력의 맥동은 측벽(111)의 부분에서 유도된 탄성 횡단진동에 따라 작동하는 것을 특징으로 하는 냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 냉각 유체의 압력에서 맥동의 주파수는 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 유체에서 맥동에 의해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 냉각유체의 압력에서 맥동의 주파수는 측벽(111)의 한 부분과 다른 부분사이에서 변하는 것을 특징으로 하는 냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.
4. 상기 청구항에서 압력에서 맥동의 주파수는 한 측벽(111)과 다른 측벽(111)사이에서 변하는 것을 특징으로 하는 냉각유체에서 맥동에 의해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.
5. 상기 청구항에서, 냉각 유체의 순환은 용적 형식의 이송펌프(18)로 이룰 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 유체에서 맥동에 의해 잉곳몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.
6. 상기 청구항에서, 압력의 맥동은 배출부(21)에 위치한 변하는 구멍을 포함하는 차단장치(19)에 작용함으로써 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 유체에서 맥동에 위해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.
7. 제 1 항에서 5 항까지의 압력에서의 맥동은 용적 형식의 펌프(18)의 피스톤 요동에 의해 얻는 것을 특징으로 하는 냉각유체의 맥동에 의해 잉곳 몰드의 크리스탈라이져의 벽의 횡방향 진동을 얻기 위한 방법.