KR20190078170A - 연속주조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 방법은 턴디쉬에 용강을 채우는 단계, 제1 폭으로 1차 개공하는 단계, 제2 폭으로 2차 개공하는 단계, 제3폭으로 3차 개공하는 단계를 포함하고, 제2 폭은 상기 제1 폭보다 작고, 제3 폭은 상기 제2 폭보다 크다.

Description

연속주조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS CASTING}

본 발명은 연속 주조 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정(continuous casting process)은 일정한 형상의 주형에 용강을 연속적으로 주입하고, 주형 내에서 반응고된 주편을 주형의 하측으로 연속적으로 인발하여 다양한 형상의 반제품을 제조하는 주조 방식이다.

연속주조의 설비는 래들(ladle), 턴디쉬(tundish), 몰드(mold), 스트랜드(strand)로 이루어져 있으며, 래들에서 불순물을 제거하고, 화학성분이 조정된 용강을 제조하고, 용강은 쉬라우드 노즐 등을 통해서 턴디쉬로 공급된다.

턴디쉬에 저장된 용강은 침지 노즐을 통해서 주형에 주입시켜, 슬래브(slab)로 주조될 수 있다.

이때, 턴디쉬로부터 배출되는 용강은 슬라이드 노즐을 통해서, 침지 노즐로 전달될 수 있으며, 이러한 공정은 작업자가 수동으로 진행되고 있다. 슬라이드 노즐의 개폐 정도에 따라서 용강의 토출량이 달라질 수 있다.

이처럼, 슬라이드 노즐의 개공을 작업자 조작에 의해서 진행하면, 작업자의 조작 실수가 발생할 경우 주조 중단, 또는 용강이 토출되지 않아 주조가 종료되어 연연주 작업이 중단될 수 있다.

이처럼, 용강이 응고되어 작업이 중단되면 턴디쉬 내부에 산소를 분사하여 노즐에 응고된 용강을 제거한다. 이러한 작업 또한 작업자가 산소 파이프를 사용하여 노즐에 가스를 분사하는 것으로 작업 소용 시간이 증가한다.

따라서 주조 초기 SN(slide nozzle)을 작업자가 수동으로 조작하는 것을 최소화하여 작업 실수를 줄여 주조 중단 등이 발생하지 않는 연속 주조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 용강 응고가 발생할 경우 신속하게 응고된 용강을 제거하여 작업 효율을 향상시킬 수 있는 연속 주조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 방법은 턴디쉬에 용강을 채우는 단계, 제1 폭으로 1차 개공하는 단계, 제2 폭으로 2차 개공하는 단계, 제3폭으로 3차 개공하는 단계를 포함하고, 제2 폭은 상기 제1 폭보다 작고, 제3 폭은 상기 제2 폭보다 크다.

상기 2차 개공하는 단계는, 1차 개공하는 단계 후 1.5초 내지 3초 후 진행할 수 있다.

상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 3mm 내지 4mm 작을 수 있다.

상기 제3 폭은 상기 제2 폭보다 4mm 내지 10mm 클 수 있다.

상기 1차 개공하는 단계는 턴디쉬에 용강이 50톤 채워지면 실시할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 연속 주조 장치는 용강이 배출되는 배출구를 가지는 턴디쉬, 턴디쉬의 배출구에 설치되어 있는 상부 플레이트, 상부 플레이트와 중첩하며 상기 상부 플레이트의 하면을 따라 이동하는 중간 플레이트, 중간 플레이트와 중첩하는 하부 플레이트, 상부 플레이트에 형성되며 상기 배출구에 가스를 분사하는 가스 주입구, 가스 주입구와 제1 파이프를 통해서 연결되어 있으며 아르곤을 저장하는 제1 탱크, 제1 파이프로부터 분기된 제2 파이프와 연결되어 있으며 산소를 저장하는 제2 탱크, 중간 플레이트와 연결되어 상기 중간 플레이트의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에서와 같은 연속 주조 방법을 사용하면 안정적으로 용강을 주형에 공급하여 고품질의 슬랩을 제조할 수 있다. 또한, 본원 발명에서는 제어부를 통해서 중간 플레이트의 개방 정도를 제어함으로써, 항상 일정한 시간에 일정한 폭으로 개방되어 안정적으로 슬랩을 제조할 수 있다.

또한, 상부 플레이트에 가스 주입구를 형성하고, 산소를 공급함으로써 신속하게 응고된 용강을 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 흐름 전지용 전극에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조장치의 개략적인 단면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 연속주조 장치(100)는 레들로부터 공급된 용강을 임시 보관하는 턴디쉬(10), 턴디쉬(10)의 하부면에 설치된 슬라이드 게이트(200), 슬라이드 게이트를 통해서 가스를 공급하는 가스 공급 유닛(300)을 포함하고, 슬라이드 게이트(200)의 동작을 제어하는 제어부(400)를 포함한다.

턴디쉬(10)는 예열될 수 있으며, 턴디쉬의 좌측과 우측에 배치된 가열부(도시하지 않음)에 의해서 예열될 수 있다. 따라서, 턴디쉬는 예열된 후 주조 위치로 이동한 후 래들로부터 용강을 공급받아 주형으로 공급할 수 있다.

주형은 용강을 슬래브를 주조하기 위한 것으로, 노즐을 통해서 용강이 대기와의 접촉 없이 주형으로 주입될 수 있다.

슬라이드 게이트(200)는 턴디쉬(10) 내의 용강 토출을 선택적으로 차단할 수 있는 개폐 구조를 가진다.

슬라이드 게이트(200)는 턴디쉬(10)와 인접한 순서대로 배치된 상부 플레이트(21), 중간플레이트(22), 하부플레이트(23)로 구성된다. 슬라이드 게이트(200)의 중간 플레이트(22)는 플레이트 실린더(24)와 연결되어 플레이트 실린더(24)의 작동에 의해서 상부 플레이트(21)와 하부 플레이트(23) 사이를 이동하여, 용강이 토출되는 노즐을 개폐한다.

상부 플레이트(21), 하부 플레이트(23) 및 중간 플레이트(22)는 용강이 토출되는 토출구(3)가 각각 형성될 수 있다. 따라서, 이동 가능한 중간 플레이트(22)의 토출구(3)와의 중첩 정도에 따라서 개공 정도를 달리하여 용강 토출 속도 또는 용강 토출량을 조절할 수 있다.

상부 플레이트(21)에는 노즐에 가스를 공급하기 위한 가스 주입구(31)가 형성되어 있다. 가스 주입구(31)는 가스 공급 유닛(300)과 연결될 수 있으며, 가스 공급 유닛(300)은 용강이 응고되지 않도록 불활성 가스인 아르곤을 공급하거나, 응고된 용강을 제거하기 위한 산소가 공급될 수 있다. 따라서, 가스 공급 유닛(300)은 아르곤을 저장하는 제1 탱크(32)와 산소를 저장하는 제2 탱크(33)를 포함하며, 제1 탱크(32)와 제2 탱크(33)는 각각 파이프(34)를 통해서 가스 주입구(31)와 연결될 수 있다.

파이프(34)에는 밸브(35)가 설치되어 산소 가스 및 아르곤 가스가 혼합되지 않고, 필요에 따라서 각각 공급될 수 있도록 한다.

아르곤 가스는 턴디쉬에 용강이 채워지는 동안에는 채워진 용강의 응고를 방지하기 위해서, 계속 공급될 수 있다.

용강은 노즐을 통해서 토출이 된 후, 또는 토출이 진행되는 동안에도 응고될 수 있다. 이처럼 용강이 응고되면, 아르곤 가스의 주입을 중단하고 산소 가스를 공급한다. 산소 가스는 아르곤 가스와 동일한 가스 주입구를 통해서 주입될 수 있다.

종래에는 턴디쉬의 상부에서 산소 가스를 공급하여 노즐을 세척하였으나, 본 발명에서는 상부 플레이트에 가스 주입구를 설치함으로써, 노즐에 응고된 용강을 용이하게 제거할 수 있다.

하부 플레이트(23)의 하부에는 침지 노즐(40)이 연결 될 수 있다. 침지 노즐(40)은 용탕에 잠긴 상태로, 용강을 대기와의 접촉없이 주형 내로 주입시킨다. 따라서, 용강의 보온과 주형 내 용강류의 안정 및 대기와 차단하는 역할을 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 주조 방법은 턴디쉬에 용강을 채우는 단계(S100), 노즐을 제1 폭으로 1차 개방하는 단계(S102), 제2 폭으로 2차 개방하는 단계(S104) 및 제3 폭으로 3차 개방하는 단계(S106)를 포함한다. 이때, 1차 개방, 2차 개방 및 3차 개방은 제어부에 의해서 제어될 수 있으며, 측정된 용강량을 수신하거나, 설정된 시간에 따라서 중간 플레이트의 동작을 제어할 수 있다.

턴디쉬에 용강을 채우는 단계(S100)는 래들로부터 용강을 공급 받으며, 턴디쉬에 일정량의 용강, 예를 들어 50톤(ton)의 용강이 채워질 동안 진행한다. 용강이 유입되면, 턴디쉬를 이루는 내화물이 혼입될 수 있으며 이러한 내화물이 용강과 혼합되지 않고 분리시키기 위해서이다.

1차 개공하는 단계(S102)는 턴디쉬에 용강이 50톤 채워지면 실시되며, 도 1에 도시한 연속 주조 장치의 중간 플레이트를 이동시켜 노즐을 제1 폭으로 개방한다.

턴디쉬에 채워지는 용강량은 도 1의 제어부(400)로 전달되며, 제어부는 중간 플레이트를 구동하는 실린더를 작동시켜 노즐을 1차 개공한다. 이때, 용강의 응고를 방지하기 위해서 불활성 가스인 아르곤이 공급될 수 있다.

2차 개방하는 단계(S104)는 1차 개방하는 단계 후, 설정 시간이 지난 후, 제어부가 중간 플레이트를 구동하는 실린더를 작동시켜 노즐을 2차 개공한다. 이때, 설정된 시간은 1.5초 내지 3초일 수 있다.

2차 개방시 노즐은 제2 폭으로 개방될 수 있으며, 제2 폭은 제1 폭으로부터 3mm 내지 4mm를 줄인 폭이다. 예를 들어, 제1 폭이 56mm이면 제2 폭은 52mm 내지 53mm일 수 있다.

3차 개방하는 단계(S106)는 제3 폭으로 개방될 수 있으며, 제3 폭은 제2 폭으로부터 4mm 내지 10mm를 늘린 폭이다.

1차 개방하는 단계 및 2차 개방하는 단계는 주형에 본격적으로 용강을 공급하기 전에 토출되는 용강의 상태를 안정시키기 위한 예비 단계일 수 있다.

따라서, 3차 개방하는 단계에서 형성하고자 하는 주형의 크기에 따라 설정된 용강량이 주형으로 공급되어 주조가 시작되며 주형을 채운다.

본 발명의 실시예에서와 같이 노즐의 개방 폭을 변화시키면, 안정적으로 용강을 주형에 공급하여 고품질의 슬랩을 제조할 수 있다. 또한, 본원 발명에서는 제어부를 통해서 중간 플레이트의 개방 정도를 제어함으로써, 항상 일정한 시간에 일정한 폭으로 개방될 수 있다.

한편, 1차 개방, 2차 개방 및 3차 개방을 통해서 주조가 이루어지나, 용강의 상태에 따라서 용강의 응고가 발생하여, 용강이 토출되지 않을 수 있다. 이처럼, 용강의 응고가 발생하면 아르곤 가스가 공급되는 파이프의 밸브를 잠그고, 산소 가스가 공급되는 파이프의 밸브를 개방하여 산소를 공급한다.

본 발명의 일 실시예에서는 산소를 상부 플레이트에 형성되는 가스 주입구를 통해서 유입시켜, 노즐에 직접적으로 가스를 분사함으로써 더욱 용이하게 용강의 응고를 제거할 수 있다.

또한, 상부 플레이트에 가스 주입구를 형성함으로써, 하나의 가스 주입구를 통해서 아르곤 가스 및 산소를 선택적으로 공급할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (6)

1. 턴디쉬에 용강을 채우는 단계,
   제1 폭으로 1차 개공하는 단계,
   제2 폭으로 2차 개공하는 단계,
   제3폭으로 3차 개공하는 단계
   를 포함하고,
   상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 작고,
   상기 제3 폭은 상기 제2 폭보다 큰 연속 주조 방법.
2. 제1항에서,
   상기 2차 개공하는 단계는,
   상기 1차 개공하는 단계 후 1.5초 내지 3초 후 진행하는 연속 주조 방법.
3. 제1항에서,
   상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 3mm 내지 4mm 작은 연속 주조 방법.
4. 제1항에서,
   상기 제3 폭은 상기 제2 폭보다 4mm 내지 10mm 큰 연속 주조 방법.
5. 제1항에서,
   상기 1차 개공하는 단계는
   상기 턴디쉬에 용강이 50톤 채워지면 실시하는 연속 주조 방법.
6. 용강이 배출되는 배출구를 가지는 턴디쉬,
   상기 턴디쉬의 배출구에 설치되어 있는 상부 플레이트,
   상기 상부 플레이트와 중첩하며 상기 상부 플레이트의 하면을 따라 이동하는 중간 플레이트,
   상기 중간 플레이트와 중첩하는 하부 플레이트,
   상기 상부 플레이트에 형성되며 상기 배출구에 가스를 분사하는 가스 주입구,
   상기 가스 주입구와 제1 파이프를 통해서 연결되어 있으며 아르곤을 저장하는 제1 탱크,
   상기 제1 파이프로부터 분기된 제2 파이프와 연결되어 있으며 산소를 저장하는 제2 탱크,
   상기 중간 플레이트와 연결되어 상기 중간 플레이트의 이동을 제어하는 제어부
   를 포함하는 연속 주조 장치.

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