KR20030036719A - 금속 주조용 냉각식 연속 주조 주형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각용 냉각제 채널이 마련된 판(7, 7.1)으로 된 주형 벽을 구비하는, 특히 두께가 40 내지 400 ㎜이고 폭이 200 내지 3,500 ㎜인 슬래브 형태의 금속, 특히 강을 주조하기 위한 냉각식 연속 주조 주형에 관한 것이다. 그러한 연속 주조 주형을 주형 높이에 걸친 열 응력, 즉 주형 높이에 걸친 열 프로파일을 고르게 하여 주조 액면에서의 주형 표피 막 온도를 낮출 수 있도록 개선시키기 위해, 냉각제 채널(29)의 폭(26.1)은 주형 높이(13)에 걸친 열류 프로파일(2.1)에 의존하여 주조 방향으로 주형 입구(13.1)로부터 주형 출구(13.2)까지 감소된다.

Description

금속 주조용 냉각식 연속 주조 주형{CHILLED CONTINUOUS CASTING MOULD FOR CASTING METAL}

도 1에 의거하여, 금속의 연속 주조 시에 알려진 관계에 관해 설명하기로 한다. 진동 주형(1), 아울러 예컨대 고정된 롤 코어와 회전되는 주형 관 케이스를 구비한 트윈 롤로서 형성되는 이동식 주형에 의해 금속, 특히 강을 연속 주조하면, 전위 강하 U(3)에 따른 열류 J(2)가 주형 중심 또는 빌렛 중심(4)으로부터 형성된 빌렛 쉘(5), 미리 주어진 구리 판 두께(8)의 주형 판(7.1)에 통상적으로 존재하는 슬래그 막(6)을 통해 주형 냉각수(9) 쪽에까지 발생된다. 여기에서, 도면 부호 "8"은 슬래그와 주형 냉각수의 진로 사이 또는 "핫 페이스(hot face)"와 "콜드 페이스(cold face)" 사이의 구리 판 두께를 지시하고 있다. 주형 냉각수(9)는 예컨대 m/s 단위로 표현되는 제어된 속도, 주형 냉각수 입구에서 측정되는 bar 단위의 미리 주어진 압력(11), 및 주형 냉각수 입구에서 측정되는 제어된 냉각수 유입 온도 T-0(12)으로 연속 주조 방향(14) 또는 그 반대 방향으로 흘러서 전술된 열류J(2)를 흡수하여 반출한다. 주형 냉각수(9)에 의해 반출되는 총 열류 J(2)는 자체의 개별 저항 Ri(17)를 갖는 개별 매질(16), 그 중에서도 특히 빌렛 중심(4)과 주형 냉각수(9) 사이의 매질에 의해 결정되는 총 저항 R-total(15)에 의해 정해진다. 그러한 개별 저항(17)은 그 길이 l(18), 그 비 열전도도(specific thermal conductivity) λ(19), 및 그 도관 횡단면 F(20)에 의해 결정되고, 전위 강하 U(3)와 열류 J(2)와 함께 질량 유동 방정식(mass flow equation)(20.1)을 형성한다. 그 방정식에는 액상 강, 빌렛 쉘, 슬래그, 내화 피복, 및 특히 구리로 이뤄진 주형 판의 저항과 같은, 주형 중심(4)과 주형 냉각수의 진로 사이의 개별 매질의 저항이 대입된다.

구리 판(7)과 냉각수(9)의 진로 사이의 상(phase) 경계(21)("콜드 페이스"로서도 지칭됨)에 도달된 열류는 냉각수에 대한 주형 판의 구리 사이의 경계 면 저항(22)을 극복해야 하고, 그로 인해 구리 판(7)과 슬래그 막(6) 또는 빌렛 쉘(5) 사이의 상 경계 또는 "핫 페이스"로서 지칭되는 상 경계(21.1)와 상 경계(21) 사이에는 표피 막 온도 또는 온도 구배(25)가 생기게 된다. 그러한 온도 구배는 주형 높이(13)에 걸친 열류의 세기 및 구리 판/냉각수 사이의 상 경계(21)에서의 경계 면 저항(22)에 의존하여 달라진다. 또한, 열류는 주조 액면(30)으로부터 주형 출구(13.2)까지 프로파일(2.1)("열 빔(heat beam)"으로서 지칭됨)에 상응하게 감소되는 것으로 알려져 있다.

경계 면 저항(22)은 주형 높이(13)에 걸쳐 평행하게 연장되는 냉각 채널(13)의 크기에 의해 결정되는데, 그러한 냉각 채널(13)은 여기에서는 폭(26.1),깊이(26,2), 및 그에 따른 유동 횡단면 Q와, 유동 속도(10)의 함수인 경계 층(Nernst의 층)을 제외한 주형 높이(13)와 대략 일치되는 길이(26.4)를 갖는 냉각 슬릿의 형태로 된다(도 3e를 참조). 또한, 저항(17)은 최대로 냉각되는 주형 폭에서 직접 냉각되지 않는 주형 폭을 제외한 차를 냉각된 주형 폭으로 나눈 것으로서 정의되거나 제 1 근사에서도 브리지 폭(27.1)을 제외한 냉각 채널/냉각 채널 간격(27)을 냉각 채널/냉각 채널 간격으로 나눈 것으로서 정의되는 주형 폭에 대한 냉각수 커버링(covering) 백분율(27.2)에 의해 결정된다(도 3e를 참조). 그러한 상대 냉각수 커버링 (27.2)은 질량 유동 방정식 U = ΣRi×J의 측면에서는 도관 횡단면 F(20)에 해당된다. 또한, 저항(17)은 구리 판 두께 I(8) 및 비 열전도도 λ(19)에 의존하여 달라지고, 주형 냉각수 입구에서의 수압(26.6)과 주형에서의 유동 저항(26.5) 또는 압력 손실의 함수인 냉각수 속도(10)에 의존하여 달라진다. 상대 냉각수 커버링(27,2)은 질량 유동 방정식 U = ΣRi×J의 측면에서는 도관 횡단면 F(20)로서 간주될 수도 있는데, 그러한 도관 횡단면 F(20)는 공지의 주형에서는 주형 높이(13)에 걸쳐 일정하다. 즉, 주형 채널은 서로 평행하게 연장된다.

종래의 주형 구조에서는 그러한 경계 면 저항(22)이 주형 높이(13)에 걸쳐 일정하다. 주형 채널의 형성은 배수체(28.1)를 구비하거나 구비하지 않고 직경이 일정한 냉각 구멍(28)(도시를 생략) 또는 냉각수 배플(baffle) 판(26. 7)을 구비하고 횡단면 Q(26.3)가 일정한 냉각 슬릿(26)(도 3d 및 도 3e)에 의해 구현될 수 있다.

현 상황에서의 임의의 주형 형태의 선행 기술(슬래브 설비, 블룸 설비, 빌렛설비, 프로파일 설비, 및 스트립 설비 등)에 관해 요약하여 말하자면, 주형 폭뿐만 아니라 주형 높이(13)에 걸친 냉각수 커버링 백분율(27.2)은 냉각 구멍(28)이 사용되든지 냉각 슬릿(26)이 사용되든지에 상관이 없이 기하학적으로 동일하고, 그에 따라 그 방법 기술상의 냉각 작용에 있어 동일하다.

그러한 주형 높이에 걸친 주형 냉각의 등방성 구조 또는 균일 구조는 빌렛 쉘이 주조 액면(30)의 바로 아래에 밀접하게 접함으로 인해, 그리고 연이은 주형 높이(13)에 걸친 빌렛 쉘(5)의 수축 공정으로 인해 열류를 증대시키고, 그와 동시에 주형 판(23)의 높은 "핫 페이스" 온도를 발생시킨다. 그러한 높은 구리 판 표피 막 온도(23)는 다시 압연된 구리의 재결정화 온도 T-Cu-Re(31)가 과하게 걸릴 위험을 초래한다(도 3c를 참조).

그와 같이 주형 판 재결정화 온도(T-Cu-Re)가 초과될 위험은 주조 속도가 상승될수록 더욱 더 커진다. 즉, 도 2에는 박 슬래브 및 표준 슬래브 주형의 구조적 특징 및 방법 기술상의 특징의 개요가 표로 나타나 있다.

그러한 특성화된 주형 데이터의 표로 된 도면으로부터, 표준 슬래브(33)에 비해 박 슬래브(32)의 경우에는 보다 더 큰 60 내지 40 %의 냉각수 커버링 백분율(27.2), 보다 더 높은 12 내지 8 m/s의 냉각수 속도(10), 보다 더 얇은 25 내지 15 ㎜의 냉각 판 두께(18.1), 및 보다 더 높은 12 내지 8 bar의 주형 냉각 수압(26.6)에 의하더라도 주형의 열류(2) 또는 열 응력을 특징짓는 2.2/3.2 MW/㎡의 응력으로 표시된 주형의 상승된 열 응력이 나옴을 확인할 수 있다. 그러한 주형의 상승된 열 응력 또는 상승된 열류는 박 슬래브(32)의 경우에 보다 더 작은 0.4 내지 0.2 ㎜의 슬래그 막 두께(18.2), 보다 더 높은 박 슬래브(32)의 주조 속도(14), 및 보다 더 얇은 슬래브 두께(34/32 또는 34.1)로 인해 발생된다. 그와 동시에, 강과 대면된 측의 주형 표피 막 온도(23)가 주조 속도에 따라 300 ℃ 내지 400 ℃여서 냉연 구리의 재결정화 온도(31)에 대한 간격이 표준 슬래브에 비해 보다 더 작음을 확인할 수 있다. 냉연 구리 판의 재결정화 온도는 구리 품질에 따라 350 ℃(Cu-Ag) 내지 700 ℃(CU-CrZr) 또는 500 ℃(연화 온도)이다.

Cu 판 두께(18.1)를 추가로 감소시키는 것은 구멍(28) 또는 냉각 슬릿(26) 내의 높은 수압(주형 냉각수 입구에서의)(26.6)으로 인해, 그리고 그에 따라 강과 대면된 구리 판 표면, 즉 "핫 페이스"가 기계적으로 볼록해질지도 모르기 때문에 어렵다.

도 3은 냉각 슬릿(26) 및 냉각수 배플 판(26.7)을 구비한 슬래브 주형 또는 박 슬래브 주형을 위한 공지의 수냉 장치를 나타낸 것이다. 도 3a는 협폭 측(7.1) 및 침지 주입 홈통(35)을 구비한 슬래브 주형의 광폭 측(7)의 절반과, 강 흐름(36) 및 주형 출구에서의 빌렛 쉘(5)을 동반한 빌렛(37)을 나타내고 있다. 그러한 도면으로부터, 냉각 슬릿(26)이 주형 높이(13)에 걸쳐 균일하게 평행으로 연장되는 것과 주조 액면(30)의 위치를 확인할 수 있다.

도 3b는 냉각수 순류(38.1)는 물론 냉각수 환류 또는 냉각수 탱크 유입류(38.2)용 냉각수 탱크(38)를 구비한 주형 광폭 측(7)을 단면도로 나타낸 것이다. 도면 부호 "38.1.1" 또는 "38.2.1"은 냉각수가 냉각수 탱크(38.1)로부터 냉각 슬릿(26) 또는 냉각 구멍(28; 도시를 생략)으로 이행되는 것을 지시하고 있다.

또한, 도 3b로부터 냉각 슬릿을 구비한 구리 판(40)을 냉각수 탱크(38)에 결합시키거나, 아니면 냉각 슬릿이 없는 구리 판(40.1)을 냉각수 탱크(38)에 결합시키기 위한 텐션 볼트(39)와 함께 다부품 주형을 명확히 알아볼 수 있는데, 다만 후자의 경우에는 냉각 슬릿(26.3)을 구비한 중간 판(41)을 개재시켜 결합시킨다(그에 관해서는 도 3d를 참조). 중간 판(41)은 직접 냉각수 탱크의 벽(41.1)(도 4)을 형성할 수도 있다.

도 3c에는 선행 기술로서 주형 높이(13)에 걸친 주형 표피 막 온도("핫 페이스")(23), 열류 J(2), 및 재결정화 온도 T-Cu-Re(21)의 프로파일이 도시되어 있다.

도 3c로부터, 양자의 프로파일(23.1(표피 막 온도 프로파일) 및 2.1(열류 프로파일))이 함수적으로 유사하고, 열 응력(23)이 특히 주조 속도(41)가 높을 경우에 재결정화 온도(31)에 근접되며, 그에 따라 구리 판이 주조 액면(30)의 구역에서 상대적으로 짧은 내구 수명을 보임을 확인할 수 있다.

도 3d는 주형의 수평 단면도를 나타낸 것으로, 그로부터 냉각수 배플 판(26.7)을 구비한 냉각 슬릿(26)이 평행하게 배열되는 것과, 냉각수가 냉각수 순류(38.1)로부터 냉각 슬릿(26)으로, 그리고 냉각 슬릿으로부터 주형 냉각수 이행부(38.2.1)를 통해 냉각수 환류(38.2)로 각각 이행되는 것을 알아볼 수 있다.

도 3e에는 평행한 냉각 슬릿(26)이 수평 단면도로 도시되어 있다. 그 도면으로부터, 슬릿 폭(26.1), 냉각 채널/냉각 채널 간격(27)에 대한 냉각 채널 폭의 비로부터 주어지는 냉각수 커버링 백분율(27.2), 냉각 채널 횡단면(26.3), 냉각수 배플 판(26.7), 냉각 채널/냉각 채널 간격(27), 및 구리 판 두께(8)를 확인할 수있다. 구조적 특징은 주형 높이에 걸쳐 단면 A-A'-A" 및 B-B'-B"에 도시되어 있는데, 유동 속도의 상승 시에 작아지는 Nernst의 상 구역(유동 속도 = 0)이 일정한 주형 냉각수(9)의 유동 프로파일에 기인하여 주형 높이에 걸친 일정한 도관 횡단면 F(20) 및 일정한 경계 면 저항(22)이 나타난다.

도 4는 구리 판 및 냉각수 탱크(38)로 이뤄진 주형 광폭 측(7)의 가능한 공지의 구조를 나타낸 것이다. 주형은 냉각 슬릿을 구비한 구리 판(40) 및 냉각수 탱크(38)로 이뤄질 수 있거나(부분도 4a), 냉각 슬릿이 없는 구리 판(40.1), 냉각 슬릿을 구비한 중간 판(41.1)(샌드위치), 및 냉각수 탱크(38)로 이뤄질 수 있거나(부분도 4b), 동시에 냉각수 탱크의 벽을 형성하는 중간 판(41.1) 상에 조립된 냉각 슬릿이 없는 구리 판(40.1)으로 이뤄질 수 있다(부분도 4c). 부분도 4d는 주형 높이에 걸친 열류 J(2.1) 및 열 응력의 프로파일과, 냉연 구리 판(31)의 재결정화 온도(31)를 재차 나타내고 있다.

본 발명은 판으로 된 주형 벽 및 냉각용 냉각제 채널을 구비하는, 특히 여기에서는 두께가 40 내지 400 ㎜이고 폭이 200 내지 3,500 ㎜인 슬래브 형태의 금속, 특히 강을 주조하기 위한 냉각식 연속 주조 주형에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도 5 및 도 6에 의거하여 선행 기술과 대비하면서 예시적으로 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1 내지 도 4는 각각 선행 기술을 나타낸 도면,

도 5 및 도 6은 각각 본 발명을 예시적으로 나타낸 도면.

선행 기술에 관해서는 이미 상세히 설명된 바 있다. 도 5 및 도 6에서는 도 1 내지 도 4에 도시된 주형과 동일한 부품에 상응하는 도면 부호가 부여된다.

- 도면 부호에 대한 설명 -

1진동 주형2열류 J

2.1열류 밀도 또는 열류 프로파일3전위 강하 U

4주형 중심 또는 빌렛 중심5빌렛 쉘

6슬래그 막7구리 판

7.1주형 판9주형 냉각수

8슬래그와 주형 냉각수의 진로 사이 또는 "핫 페이스(hot face)"와 "콜드 페이스(cold face)" 사이의 구리 판 두께

10냉각수 속도, m/s13주형 높이

11주형 냉각수 입구에서 측정되는 bar 단위의 미리 주어진 압력

12주형 냉각수 입구에서 측정되는 제어된 냉각수 유입 온도, T-0

13.1주형 입구13.2주형 출구

14주조 속도(최대 15m/min)15총 저항 R-total

16개별 매질17개별 저항 Ri

18그 길이 l(m)18.1Cu 판 두께, 냉각 판 두께(mm)

18.2슬래그 막 두께(mm)19비 열전도도, λ(W/K × m)

20경계 면 F23.2.구리 판의 "핫 페이스" 온도

20.1질량 유동 방정식U = ΣRi×J;ΣRi=(l/λ×F)i

21구리 판(7), 냉각수(9)의 진로 사이의 상 경계, 콜드 페이스

21.1구리 판(7), 슬래그 막(6) 또는 빌렛 쉘(5) 사이의 상 경계, 핫 페이스

22주형 판의 구리 사이의 경계 면 저항

23주형 표피 막 온도(핫 페이스)23.1표피 막 온도 프로파일

23.2.1구리 판의 온도25구리 판 온도

24표피 온도 구리/물("콜드 페이스")

24.1구리/물 온도 프로파일("콜드 페이스")

26냉각 슬릿26.1냉각 채널의 폭

26.2냉각 채널의 깊이26.3횡단면, Q

26.4주형 높이와 대략 일치되는 길이

26.5유동 저항26.6주형 냉각수 입구에서의 수압

26.7냉각수 배플 판27냉각 채널/냉각 채널 간격

27.1브리지 폭28냉각 구멍

27.2제 1 근사에서도 브리지 폭(27.1)을 제외한 냉각 채널/냉각 채널 간격(27)을 냉각 채널/냉각 채널 간격으로 나눈 것으로서 정의되는 주형 폭에 대한 냉각수 커버링(covering) 백분율

28.1배수체29.1배플 판

29냉각 슬릿, 그 경계 선이 평행하게 연장되는 것이 아님

30주조 액면, 주조 액면 구역

31압연된 구리의 재결정화 온도 T-Cu-Re

3240 - 150 mm 두께의 박 슬래브 33400 - 150 mm 두께의 슬래브

34슬래브 두께34.1150 - 40 mm 슬래브

34.2400 - 150 mm 슬래브35침지 주입 홈통, SEN

35.1주물사35.2주물클링커

36강 흐름37빌렛

38냉각수 탱크38.1냉각수 순류, 냉각수 탱크

38.1.1냉각수가 냉각수 탱크(38.1)로부터 냉각 슬릿(26, 29)으로 이행되는 것

38.2냉각수 순류, 냉각수 탱크39텐션 볼트

38.2.1냉각수가 냉각 슬릿(26, 29)로부터 냉각수 탱크(38.2)으로 이행되는 것

40냉각 슬릿을 구비한 구리 판40.1냉각 슬릿이 없는 구리 판

41냉각 슬릿을 구비한 중간 판(샌드위치)

41.1냉각수 탱크의 벽을 형성하는 중간 판

본 발명의 목적은 주형 높이에 걸친 열 응력, 즉 주형 높이에 걸친 열 프로파일을 고르게 하여 주조 액면에서의 주형 표피 막 온도를 낮출 수 있는 연속 주조 주형을 제공하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 1의 특징이 있는 연속 주조 주형에 의해 달성된다. 바람직한 실시 양태는 종속 청구항들에 개시되어 있다.

본 발명에 따르면, 전제된 유형의 연속 주조 주형을 냉각제 채널의 폭이 주형 높이에 걸친 열류 프로파일에 의존하여 주조 방향으로 주형 입구로부터 주형 출구까지 감소되도록 개선하는 조치가 이뤄진다.

폭은 고온의 판 내벽 쪽을 따라(대략적으로) 연장되는 채널 벽의 연장 크기를 지칭한다. 그 경우, 냉각 채널의 횡단면은 장방형인 것이 바람직하다. 타원 형태도 역시 고려될 수 있다.

본 발명에 따르면, 주형 판 벽과 주형 냉각수 사이의 상 경계 면은 주형 입구로부터 주형 출구까지 감축되게 된다.

제 1 실시 양태에 따르면, 제 1 근사에서의 냉각제 채널의 폭은 주형 높이에 걸친 열류 프로파일의 함수로서 주형 입구와 주형 출구 사이에서 주조 방향으로 감소되되, 냉각제 채널 또는 인접된 냉각제 채널의 경계 선 또는 경계 면이 평행하지 않게 연장된다.

제 2 실시 양태에 따르면, 제 1 근사에서의 냉각제 채널의 폭은 주조 방향으로 선형으로 감소되되, 냉각제 채널 또는 인접된 냉각제 채널의 경계 선 또는 경계 면이 평행하지 않게 서로 예각으로 연장된다.

그것은 주형 높이에 걸친 냉각 채널의 각각의 폭이 선형으로 감소되되, 횡단면이 장방형인 인접된 채널의 경계 면이 정해진 각으로 벌어지거나 횡단면이 타원형인 인접된 채널의 선이 냉각 판 표면과 평행하게 채널의 공통의 중심을 교차하는 단면에서 보았을 때에 서로 일정한 각을 형성한다는 것을 의미한다.

매우 바람직한 실시 양태에 따르면, 주형 채널은 주형 높이에 걸친 냉각 채널의 깊이가 주조 방향으로 주형 입구로부터 주형 출구까지 증가되도록 형성된다.

깊이란 폭과 연계하여 면적을 계산하는데 필요한 냉각 채널의 크기를 의미한다.

그럴 경우, 매우 바람직한 실시 양태에 따라 깊이의 크기 증가를 폭 감소에 의존하여 그에 상응하게 변경시켜 냉각 채널의 각각의 횡단면 면적의 크기가 주형 입구로부터 주형 출구까지 일정하게 유지되도록 하고, 그에 따라 냉각수 채널 내의 냉각제의 유동 속도가 주형 입구와 주형 출구 사이에서 일정하게 되도록 한다.

주형 냉각수 입구와 주형 냉각수 출구 사이에서의 냉각 채널의 저항이 일정함에 의거하여, 냉각수의 유동 속도가 변함이 없이 유지되게 된다.

냉각수 탱크는 주형 벽 판에 마련된 냉각 채널에 급수하는 역할을 하는 것이 바람직하다. 그 경우, 냉각수 탱크 출구는 주형 입구의 높이에, 그리고 냉각수 탱크 입구는 주형 출구의 높이에 각각 배치된다. 냉각수 순류는 주조 액면의 위에서 주형 입구에, 그리고 냉각수 환류는 주형 출구에 각각 배치됨으로써, 그 아래에 가장 높은 열 응력이 전개되는 주조 액면의 구역에 최대의 냉각 용량 또는 물의 기화점에 대한 최대의 간격을 갖는, 열 부하가 걸리지 않은 저온의 냉각수가 1 내지 25 bar의 압력으로 작용하도록 하는 것이 바람직하다.

또 다른 바람직한 특징은 청구항 7 내지 청구항 12에 포함되어 있다.

냉각 채널은 냉각 슬릿 또는 구멍일 수 있다. 냉각 슬릿은 주형 내부와 외면된 판의 측면으로부터 그 판에 마련되거나 별개의 중간 판에 마련된다. 원하는 횡단면 면적을 세팅하기 위해, 냉각 슬릿은 주형 높이에 걸쳐 그에 상응하게 형성된 냉각수 배플 판으로 폐쇄되는데, 주형 높이에 걸친 그 냉각수 배플 판의 폭은 냉각수 입구로부터 냉각수 출구까지 냉각 채널 진로의 폭 변경에 맞춰지고, 즉 감소되고, 주형 높이에 걸친 그 두께는 주형 내부와 외면된 판의 측면에 꼭 맞게 체결된 상태에서 마찬가지로 감소되는 것이 바람직하다.

부분도 5a는 본 발명을 나타낸 것으로, 본 발명에서는 인접된 냉각 슬릿(29) 또는 그 경계 선이 평행하게 연장되는 것이 아니라, 주형 입구(13.1) 또는 주조 액면(30)으로부터 주형 출구(13.2)까지 폭에 있어 감소되고, 그에 따라 채널 횡단면 또는 경계 면 F(20)가 열류 밀도 또는 열류 프로파일(2.1)의 함수로서 거동한다. 그와 동시에, 냉각 채널의 깊이(26.2)(도 5b)를 그에 상응하게 증가시킴으로써, 냉각수에 대한 유동 횡단면 Q(26.3) 및 그에 따른 제 1 근사에서의 냉각수의 유동 속도(26.5)가 일정하게 유지될 수 있게 된다. 냉각 슬릿(29)의 형태의 냉각 채널의 경계 면은 더 이상 평행하게 연장되는 것이 아니라, 서로 예각(29.2)을 형성한다. 그에 따라, 냉각수 커버링 백분율(27.2)은 또는 도관 횡단면(20)까지도 박 슬래브를 주조하는 경우에 예컨대 주조 액면(30)에서 최대 100 %로 되고, 주형 출구에서 최소 30 %로 되게 된다.

도 5c에는 그와 같이 함으로써 고르게 된 주형 높이(13)에 따른 주형 판의 열 응력(23.2)이 열류 프로파일(2.1) 및 재결정화 온도(31)와 대비되어 도시되어 있다. 그 도면으로부터, 구리 판(7)의 "핫 페이스" 온도(23.2)가 보다 더 낮고 고르게 연장되는 동시에, 구리 판의 내구 수명이 길어짐을 확인할 수 있다.

부분도 5d는 평행하지 않은 냉각 슬릿을 구비한 냉각 판(40)은 물론 샌드위치 방안, 즉 본 발명에 따라 평행하지 않은 냉각 슬릿이 마련된 중간 판(41)을 동반한 주형 판에 대해 주형 입구(13.1) 및 주형 출구(13.2)의 광폭 측(7)의 단면 A-A'-A" 및 B-B'-B"을 나타낸 것이다.

그러한 도면은 주조 액면 구역(30)에서의 냉각수 커버링이 보다 더 커졌음에도 불구하고 유동 횡단면 Q(26.3)가 주형 높이에 걸친 냉각 채널 깊이의 상응하는 증가에 의해 주형 입구로부터 주형 출구까지 일정하게 유지됨으로 인해 유동 속도가 일정하게 유지됨을 아울러 예시적으로 나타내고 있다.

부분도 5c는 주형 입구(13.1) 및 주형 출구(13.2)에서의 냉각 채널(29)을 그 폭 및 깊이에 있어 변하는 배플 판(29.1)과 함께 도시하고 있다.

도 6은 본 발명에 따른 방안(부분도 6b)을 선행 기술(부분도 6a)과 마주 대하여 도시하고 있다. 기본적으로, 제안된 방안은 배플 판(29.1)을 구비한 냉각 슬릿(29)과 관련하여 냉각 구멍(도시를 생략)을 구비한 주형에 전용될 수 있는데, 그 경우에 주형 길이에 걸친 구멍 횡단면은 원추형 배수체(도시를 생략)의 사용에 의해 변경될 수 있다.

Claims (14)

1. 판(7, 7.1)으로 된 주형 벽 및 냉각용 냉각제 채널을 구비하는, 특히 두께가 40 내지 400 ㎜이고 폭이 200 내지 3,500 ㎜인 슬래브 형태의 금속, 특히 강을 주조하기 위한 냉각식 연속 주조 주형에 있어서,

   냉각제 채널(29)의 폭(26.1)은 주형 높이(13)에 걸친 열류 프로파일(2.1)에 의존하여 주조 방향으로 주형 입구(13.1)로부터 주형 출구(13.2)까지 감소되는 것을 특징으로 하는 금속 주조용 냉각식 연속 주조 주형.
2. 제 1 항에 있어서, 제 1 근사에서의 냉각제 채널의 폭(26.1)은 주형 높이(13)에 걸친 열류 프로파일의 함수로서 주형 입구(13.1)와 주형 출구(13.2) 사이에서 주조 방향으로 감소되는 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
3. 제 1 항에 있어서, 제 1 근사에서의 냉각제 채널의 폭(26.1)은 주조 방향으로 선형으로 감소되되, 냉각제 채널 또는 인접된 냉각제 채널의 경계 선 또는 경계 면이 평행하지 않게 서로 예각(29.2)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
4. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 3 항에 있어서, 주형 높이(13)에 걸친 냉각 채널의 깊이(26.2)는 주조 방향으로 주형 입구(13.1)로부터 주형 출구(13.2)까지 증가되는 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
5. 제 4 항에 있어서, 주형 높이(13)에 걸친 깊이(26.2)의 증가는 폭 감소에 의존하여 그에 상응하게 변경되어 냉각 채널의 각각의 횡단면 면적(26.3)의 크기가 주형 입구(13.1)로부터 주형 출구(13.2)까지 일정하게 유지되도록 함으로써 냉각수 채널 내의 냉각제의 유동 속도가 주형 입구(13.1)와 주형 출구(13.2) 사이에서 일정하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각 채널에 급수하는 냉각수 탱크(38)는 주형 벽의 판(7, 7.1), 특히 구리 판에 접속되되, 냉각수 탱크 출구(38.1)가 주형 입구(13.1)의 높이에, 그리고 냉각수 탱크 입구(38.2)가 주형 출구(13.2)의 높이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 최대로 냉각되는 주형 폭과 직접 냉각되지 않는 주형 폭사이의 차의 비에 의해 정의되는 냉각제 커버링 백분율, 특히 냉각수 커버링 백분율(27.2)은 주형 입구(13.1)에서, 특히 주조 액면(30)의 높이에서 최대 100 %, 특히 100 %이고, 주형 출구(13.2)에서 최소 30 %, 특히 최소 10 %인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각제는 채널 길이에 걸쳐 25 내지 2 m/s의 유동 속도를 갖는 냉각수인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 용융물과 냉각수 진로 사이에서의 구리 판(7, 7.1)의 두께는 5 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각수 탱크 입구(38.1)에서의 주형 냉각수 압력은 2 내지 25 bar인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 연속 주조 속도 V_G(11)는 1 내지 15 m/min인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 침지 주입 홈통(SEN)(35)에 의해 강 용융물을 도입하고 주물사(35.1)를 도포함으로써 작업을 하고, 진동식 스탠드 주형(1)인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주1형.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각 채널은 주형 내부와외면된 판(7, 7.1)의 측면으로부터 그 판에 마련되는 냉각 슬릿(29)이고, 냉각 슬릿(29)은 주형 높이(13)에 걸쳐 원하는 횡단면 면적을 세팅하기 위해 그에 상응하게 형성된 냉각수 배플 판(29.1)으로 폐쇄되며, 주형 높이(13)에 걸친 냉각수 배플 판(29.1)의 폭은 냉각수 입구(13.1)로부터 냉각수 출구(13.2)까지 냉각 채널 진로의 폭 변경에 맞춰지는 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.
14. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각 채널은 내부에 원추형 배수체가 마련된 냉각 구멍인 것을 특징으로 하는 냉각식 연속 주조 주형.