KR102480616B1 - 주편의 주조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 회전하는 한 쌍의 주조 드럼에 의해 금속 용탕을 응고시켜서 주편을 제조하는 쌍 드럼식 연속 주조 장치를 사용하여, 상기 주편의 주조 개시 전에 취득된 상기 주조 드럼을 지지하는 하우징의 변형 특성과 상기 주조 드럼을 압하하는 압하계의 변형 특성을 나타내는 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 사용하여, 식 1((추정 판 두께)=(실린더의 압하 위치)+(주조 드럼의 탄성 변형)+(주조 드럼 하우징 압하계 변형)+(주조 드럼의 드럼 프로필)-(압하 위치 영점조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형))에 의해 상기 주편의 폭 방향의 양단부 추정 판 두께를 산출하고, 상기 양단부의 상기 추정 판 두께의 차가 소정값 이하로 되도록 상기 주조 드럼의 폭 방향의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치를 각각 제어하는, 주편의 주조 방법이 제공된다.
Description
본 발명은, 주편의 주조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2018년 10월 22일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2018-198355호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
금속 박대(이하, 주편이라고 한다.)의 제조는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이, 쌍 드럼식 연속 주조 장치가 사용되고 있다. 쌍 드럼식 연속 주조 장치는, 한 쌍의 연속 주조용 주조 드럼(이하, 주조 드럼이라고 한다.)을 평행하게 배치하고, 대향하는 둘레면을 각각 상방으로부터 하방으로 회전시켜, 이들 주조 드럼의 둘레면에 의해 형성된 탕고임부에 금속 용탕을 주입하고, 금속 용탕을 주조 드럼의 둘레면 상에서 냉각, 응고시켜서, 금속 박대를 연속 주조한다. 한 쌍의 주조 드럼은, 주조 중에는 회전축의 평행을 유지한 채, 소정의 압박력으로 주편을 압박하고 있다. 주편으로부터 주조 드럼에 대한 반력은, 응고 상태에 따라 변화하고, 폭 방향으로 불균일해지는 경우가 있고, 한 쌍의 주조 드럼의 회전축의 평행도를 엄밀하게 유지하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 주편에는 폭 방향 양단부에 있어서의 판 두께의 차, 소위 웨지(wedge)가 발생하는 경우가 있다. 웨지가 발생하면, 주조 드럼의 하류에 배치되는 압연 공정에 있어서 사행이 발생하는 경우가 있고, 압연 불량을 야기하는 경우가 있다.
예를 들어, 웨지의 발생을 억제하는 방법으로서, 특허문헌 1에는, 한 쌍의 주조 드럼이 서로 평행한 상태를 유지한 채, 주조 드럼의 개폐, 교차각 및 오프셋 양을 제어하여, 주편의 크라운 및 웨지를 조정하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 평행한 회전축을 갖고 임의의 간극을 유지하여 서로 역방향으로 회전하는 2개의 드럼의 표면 간극에 금속의 용탕을 주입하여 박판을 주조하는 쌍 드럼식 연주조기의 압하 제어 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 한쪽의 드럼의 양단부의 압박력을 검출 가산하고, 이것에 기초하는 신호에 의해, 한쪽의 드럼의 양단의 압박력의 합이 소정의 값이 되도록 다른 쪽의 드럼의 양단을 유압 실린더에 의해 평행하게 이동시킴으로써, 웨지를 저감하고 있다.
특허문헌 3에는, 회전하는 한 쌍의 롤 사이 혹은, 어느 한쪽의 롤측에 용융 금속을 주탕하고, 긴 변측이 되는 해당 롤측에 조형된 용융 금속의 응고막을 쌍 롤로 압축하여, 박대판을 연속적으로 제조하는 박대판의 연속 주조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 회전하는 롤에 작용하는 압축 부하를 검출하여, 이 값이 목표값이 되도록 롤 사이 내의 응고 시간을 제어함으로써 판 두께를 제어하고 있다.
특허문헌 4에는, 롤 쌍의 간극에서 응고막이 압착될 때의 압하 하중을 계속하여 계측하고, 계측되는 압하 하중이 목표 하중으로 유지되도록 롤 쌍의 회전 속도를 제어하는 기술이 개시되어 있다. 이러한 방법에서는, 롤 쌍의 회전 속도를 제어함으로써 판 두께를 제어하고 있다.
또한 특허문헌 5에는, 압연기의 압하 설정 제어 방법에 있어서, 판 두께계가 설치되어 있지 않은 경우 등에서 판 두께를 구할 때에, 각 롤 변형의 기여분과 롤 변형 이외의 기여분으로 분리하여 밀 신장을 예측하여 판 두께를 추정하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 또한 웨지를 고정밀도로 제어하기 위해서는, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 주조 드럼의 주조 방향 하류에 판 두께를 측정하는 두께 분포계 등을 설치하여, 측정 결과를 주조 드럼의 실린더 위치 등에 피드백하여, 판 두께를 제어할 필요가 있다. 두께 분포계를 설치할 때에, 낭비 시간을 작게 하기 위해서, 주조 장치에 가능한 한 가까운 것이 바람직하다. 그러나, 주조 장치 바로 아래에 두께 분포계를 설치하면 용융 금속의 인발에 실패한 경우에, 용융 금속이 두께 분포계에 쏟아져서, 두께 분포계를 파손시켜 버릴 가능성이 있다. 이 때문에, 두께 분포계는, 주조 드럼으로부터, 더 이격된 위치에 설치할 필요가 있다. 이것에 의하면, 낭비 시간이 커지기 때문에, 계측한 판 두께에 따라서 웨지를 고정밀도로 피드백 제어하는 것은 어렵다.
특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 주조 드럼의 강성은, 양단부에서 동등하다고는 한정하지 않고, 압박력의 합을 목표로 하도록 유압 실린더에 의해 평행하게 이동시켰다고 해도, 웨지가 저감한다고는 할 수 없다.
특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 재료의 평균적인 판 두께 제어를 목적으로 하고 있고, 평균 판 두께는 소정의 범위 내에 들게 할 수 있지만, 웨지를 저감시킬 수는 없다.
특허문헌 4에 기재된 기술에서는, 특허문헌 3에 개시된 기술과 마찬가지로, 주편의 평균적인 판 두께는 소정의 범위 내에 들게 할 수 있지만, 웨지를 저감시킬 수는 없다.
본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이고, 웨지를 보다 고정밀도로 저감하는 것이 가능한, 신규이면서도 개량된 주편의 주조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 일 형태에 관한 주편의 주조 방법에서는, 회전하는 한 쌍의 주조 드럼에 의해 금속 용탕을 응고시켜서 주편을 제조하는 쌍 드럼식 연속 주조 장치를 사용하여, 상기 주편의 주조 개시 전에 취득된 상기 주조 드럼을 지지하는 하우징의 변형 특성과 상기 주조 드럼을 압하하는 압하계의 변형 특성을 나타내는 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 사용하여, 하기 식 1에 의해 상기 주편의 폭 방향의 양단부의 추정 판 두께를 산출하고, 상기 양단부의 상기 추정 판 두께의 차가 소정값 이하로 되도록 상기 주조 드럼의 폭 방향의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치를 각각 제어한다.
단, 식 1에 있어서, 실린더 압하 위치, 주조 드럼 하우징 압하계 변형은, 각각, 압하 위치 영점 조정 시로부터의 차분을 나타낸다.
(추정 판 두께)=(실린더의 압하 위치)
+(주조 드럼의 탄성 변형)
+(주조 드럼 하우징 압하계 변형)
+(주조 드럼의 드럼 프로필)
-(압하 위치 영점 조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형) ·····식 1
상기 구성에 의해, 주편의 폭 방향의 양단부의 추정 판 두께가 산출되고, 해당 추정 판 두께의 차가 소정값 이하로 되도록 주조 드럼의 양단부에 마련된 실린더의 압하 위치가 제어됨으로써, 주조 후의 주편을 실측하여 주조 시의 주편의 판 두께를 제어함으로써, 낭비 시간을 짧게 주편을 주조할 수 있다.
(2) 상기 (1)에 기재된 주편의 주조 방법에서는, 상기 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성은, 상기 주조 드럼의 폭 방향 단부에 마련된 한 쌍의 사이드 위어를 개방하고, 상기 주조 드럼 사이에 상기 주조 드럼의 드럼 길이보다도 판 폭이 길고 판 두께가 균일한 판을 끼운 상태에서 조임을 실시함으로써 얻어진 상기 실린더의 압하 위치 및 하중에 기초하여 취득되어도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 주편의 주조 방법에서는, 상기 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정은, 상기 주조 드럼의 폭 방향 단부에 마련된 한 쌍의 사이드 위어를 개방하여, 상기 주조 드럼 사이에 상기 주조 드럼의 드럼 길이보다도 판 폭이 길고 판 두께가 균일한 판을 끼운 상태에서 행하여도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 보다 고정밀도로 주편의 웨지를 저감할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속 주조 설비를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 2는, 주조 드럼의 구성의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은, 압연기에 있어서의 주편 S의 사행의 모습을 도시한 개략 평면도이다.
도 4는, 압연기에 있어서 사행이 발생하는 주편의 일례의 단면을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 5는, 주조 드럼에 있어서의 웨지의 발생을 도시한 모식도이다.
도 6은, 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은, 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 8은, 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는, 주조 드럼의 구성의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은, 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 취득하는 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는, 주조 드럼의 구성의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은, 압연기에 있어서의 주편 S의 사행의 모습을 도시한 개략 평면도이다.
도 4는, 압연기에 있어서 사행이 발생하는 주편의 일례의 단면을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 5는, 주조 드럼에 있어서의 웨지의 발생을 도시한 모식도이다.
도 6은, 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은, 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 8은, 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는, 주조 드럼의 구성의 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은, 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 취득하는 일례를 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 번호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서 중에 있어서, 「∼」를 사용하여 표시되는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 본 명세서 중에 있어서, 「공정」이라는 용어는, 독립된 공정뿐만 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우라도 그 공정의 소기의 목적이 달성되면, 본 용어에 포함된다. 또한, 이하의 실시 형태의 각 요소는, 각각의 조합이 가능한 것은 자명하다.
<주편의 주조 방법의 개요>
먼저, 도 1∼도 5를 참조하여, 주편을 제조하는 연속 주조 설비의 일례를 들어, 주편의 주조 방법의 개요를 설명한다.
(연속 주조 설비)
먼저, 도 1을 참조하여, 연속 주조 설비(1)를 사용한 주편의 주조 방법의 개요를 설명한다. 도 1은, 본 발명이 적용되는 연속 주조 설비(1)의 일례를 도시한 도면이다. 연속 주조 설비(1)는, 쌍 드럼식 연속 주조 장치(100)(이하, 연속 주조 장치(100)라고 칭한다.)와, 제1 핀치롤(20)과, 압연기(30)와, 제2 핀치롤(40)과, 권취 장치(50)를 구비한다.
연속 주조 장치(100)는, 제1 주조 드럼(111)과 제2 주조 드럼(112)으로 이루어지는 한 쌍의 주조 드럼을 갖는다. 한 쌍의 주조 드럼은, 수평 방향에 평행하게 대향하여 배치되어 있다. 연속 주조 장치(100)는, 한 쌍의 주조 드럼이 대향하는 면끼리가 하방으로 조출되도록, 제1 주조 드럼(111)과 제2 주조 드럼(112)을 서로 다른 둘레 방향 R1 및 R2로 회전시켜, 이들 주조 드럼의 둘레면에 의해 형성된 탕고임부에 금속 용탕을 주입하고, 금속 용탕을 주조 드럼의 둘레면 상에서 냉각, 응고시켜서, 주편 S를 연속 주조한다.
도 2를 참조하여, 연속 주조 장치(100)를 상세하게 설명한다. 도 2는, 주조 드럼의 축 방향으로부터의 연속 주조 장치(100)의 상세를 도시한 도면이다. 연속 주조 장치(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 주조 드럼(111)과 제2 주조 드럼(112)을 구비하는 한 쌍의 주조 드럼과, 한 쌍의 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향 단부에 배치된 사이드 위어(150)와, 이들 한 쌍의 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)과 사이드 위어(150)에 의해 구획 형성된 금속 용탕 고임부(115)에 공급되는 금속 용탕(117)을 보유 지지하는 턴디쉬(113)와, 이 턴디쉬(113)로부터 금속 용탕 고임부(115)에 금속 용탕(117)을 공급하는 침지 노즐(114)을 구비하고 있다.
이러한 연속 주조 장치(100)는, 회전하는 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)에 접촉하여 금속 용탕(117)이 냉각됨으로써, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 둘레면 상에서 응고 셸(116)이 성장하고, 한 쌍의 주조 드럼에 각각 형성된 응고 셸(116)이, 한 쌍의 주조 드럼의 최접근점에서 압착됨으로써, 소정의 두께의 주편 S가 주조된다.
연속 주조 장치(100)에서는, 주조 개시 전에는, 주조 드럼이 저온인 것이 일반적이다. 주조를 개시하면, 주조 드럼은 고온의 금속 용탕과의 접촉에 의해 승온한다. 또한, 주조 드럼은, 내면으로부터 냉각 매체(예를 들어, 냉각수)에 의해 일정 온도 이상이 되지 않도록 냉각되어 있다. 주조 드럼의 온도가 일정하게 도달한 이후의 기간을 정상 주조 시라고 하고, 정상 주조 시의 주조 드럼의 온도를 정상 온도라고 한다.
여기서 도 1에 도시한 바와 같이, 연속 주조 장치(100)에 의해 주조된 주편 S는, 제1 핀치롤(20)에 의해 압연기(30)에 송출된다.
압연기(30)는, 주편 S를 원하는 판 두께로 압연한다. 압연기(30)는, 상부 워크 롤(31) 및 하부 워크 롤(32)과, 상부 워크 롤(31) 및 하부 워크 롤(32)을 각각 지지하는 상부 백업 롤(33) 및 하부 백업 롤(34)을 구비한다.
압연기(30)에 의해 원하는 판 두께로 압연된 주편 S는, 제2 핀치롤(40)에 의해 권취 장치(50)에 송출되고, 권취 장치(50)에서 코일형으로 권취된다.
(압연기에 있어서의 사행)
상술한 바와 같은 연속 주조 설비(1)의 압연기(30)에서는, 주편 S의 통판 위치가 압연 방향에 대하여 직각 방향으로 이동하는, 사행이 발생하는 경우가 있다. 여기서 도 3은, 압연기(30)에 있어서의 주편 S의 사행의 모습을 도시한 개략 평면도이고, 상부 워크 롤(31)측으로부터 주편 S의 판면을 본 도면이다. 상부 워크 롤(31)과 하부 워크 롤(32)에 의해 압연된 주편 S는, 압연 방향에 대하여 평행하게 진행하고 있지 않고, 사행되고 있다. 이러한 사행은, 상부 워크 롤(31) 및 하부 워크 롤(32)의 폭 방향으로 일측과 타측이 비대칭으로 압연됨으로써 발생한다. 또한, 압연기의 일측과 타측은, 후술하는 바와 같은 압연기의 모터가 구동하는 구동측 및 구동측과는 반대측의 작업측을 의미해도 된다.
이러한 주편 S의 사행은, 압연기(30)로 압연되기 전의 주편 S의 판 두께의 형상에 기인하여 발생할 수 있다. 도 4에는, 사행을 발생시키는 주편을 긴 변 방향(반송 방향)으로 단면으로 본 단면도의 일례를 도시한다. 주편 S는, 한쪽의 단부의 판 두께 t1이 다른 쪽의 단부의 판 두께 t2보다도 두껍고, 폭 방향으로 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 점차 판 두께가 변화하고 있다. 이러한 판 두께가 균일하지 않은 주편 S가 압연되면, 판 두께가 두꺼운 부분이 판 두께가 얇은 부분보다도 크게 연신된다. 압하율은, 입측에 있어서 판 두께 t2측보다도 판 두께 t1측의 단부쪽에서 커진다. 이 경우, 입측에서의 재료 속도는, 판 두께 t2측보다도 판 두께 t1측의 단부에서 작아지고, 주편 S의 일단과 타단의 입측 속도의 차, 즉 주편 S의 면 내에서 회전이 발생함으로써, 사행이 발생한다.
보다 상세하게 설명하면, 압연기의 입측 및 출측에서 주편 S의 재료의 총량은 일치하기 때문에, 주편 S의 속도와 판 두께를 곱한 값은, 압연기의 입측 및 출측에서 동일해진다. 이때, 출측 판 두께가 폭 방향으로 균일한 경우, 압연기 입측에 있어서 주편 S의 일단과 타단의 판 두께에 차가 있으면, 압하율에 차가 발생하고, 예를 들어 입측 판 두께가 두꺼운 단부가, 입측 판 두께가 낮은 단부보다 입측 속도가 낮아진다. 이에 의해, 입측 속도가 높은 단부가 입측 속도가 낮은 단부보다 빠르게 워크 롤에 인입되어서 압연되어, 주편 S에 회전 속도가 발생하고, 압연기에 있어서의 사행이 발생한다.
도 4에 도시하는 판 두께 t1과 판 두께 t2의 차인 웨지의 발생에 대하여 상세하게는 후술하지만, 웨지는 압연기(30)의 상 공정에 배치되는 연속 주조 장치(100)에서 주편 S가 주조될 때에, 주조 드럼에서 웨지가 고정밀도로 저감되지 않는 것에 의해 발생한다. 따라서, 압연기(30)에 있어서의 사행을 저감하기 위해서는, 연속 주조 장치(100)에서 발생하는 웨지를 고정밀도로 저감하는 것이 유효하다.
(주조 드럼에 있어서의 웨지의 발생)
도 5를 참조하여, 연속 주조 장치(100)에 있어서의 웨지의 발생에 대하여 설명한다. 도 5는, 연속 주조 장치(100)의 주조 방향의 바로 위에서 본 연속 주조 장치(100)의 평면도이다.
도 5는, 주편 S에 웨지가 발생하는 경우의 연속 주조 장치(100)의 모습을 도시한 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 회전축 Ar1 및 회전축 Ar2가 평행하지 않은 상태에서 주편 S가 주조되면, 도 5에 도시한 바와 같이 주편 S의 판 두께가 폭 방향으로 변화하여 웨지가 발생한다.
여기서, 도 6∼도 8을 참조하여, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 회전축이 평행이 되지 않고 주조가 행하여지는 요인의 일례를 설명한다. 도 6∼도 8은, 주조 드럼의 주조 방향에 있어서, 주조 드럼의 바로 위에서 본 주조 개시 전의 압하 위치 영점 조정 시의 주조 드럼을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 6∼도 8에 도시한 바와 같이, 주조 개시 전의 주조 드럼의 판 프로필은, 판 폭 방향으로 오목 형상을 갖는다. 도 6∼도 8에서는, 설명을 위하여 프로파일의 오목 형상을 강조하여 도시하고 있다. 이것은, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)이 주조를 개시하고 나서 정상 주조 시에 도달할 때까지, 경과 시간과 함께 열팽창하여 변화하는 것에 기인한다. 주조 드럼은, 열팽창이 보이는 정상 주조 시에 있어서의 금속 박대의 판 프로필(크라운)이 원하는 판 프로필이 되도록, 주조 드럼의 초기 프로필이 설정되어 있다. 상세하게는, 주조 드럼의 폭 중앙부의 드럼 직경이 주조 드럼의 양단부의 드럼 직경보다도 작게 된 오목 크라운으로 설정되어 있다.
이러한 오목 크라운이 부여된 주조 드럼에서는, 한 쌍의 주조 드럼끼리를 접촉(키스)시켜서, 소정의 하중 F를 부여했을 때의 압하 위치(압박 위치)를 0으로 하여, 압하 위치 영점 조정이 행하여진다. 이 압하 위치 영점 조정에 의해, 주조 드럼을 압하하는 실린더의 압하 위치의 초깃값 등이 설정될 수 있다.
그런데, 주조 드럼에는, 상술한 바와 같이 오목 크라운이 부여되어 있다. 이 때문에, 주조 드럼끼리를 접촉(키스)시켜서, 주조 드럼에 대하여 소정의 하중 F가 부여된 경우에는, 주조 드럼의 양단부끼리만이 접촉한다. 이 때문에, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 주조 드럼의 폭 방향의 위치가 완전히 일치하고 있지 않은 경우에는, 주조 드럼에 대하여 소정의 하중 F를 가했을 때, 제1 주조 드럼(111)의 양단부와 제2 주조 드럼(112)의 양단부의 접촉점이 어긋나고, 어긋남 양 x가 발생하여 불안정한 상태가 된다. 이 때문에, 압하 위치 영점 조정의 정밀도가 저하된다.
이것을 피하기 위해서, 오목 크라운을 부여한 주조 드럼을 사용한 압하 위치 영점 조정 시에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 주조 드럼 사이에 박판(118)을 끼운 압하 위치 영점 조정이 행하여진다. 도 7에서는, 박판(118)의 폭 방향의 길이의 중간점(118C)이, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향의 길이의 중간점(111C) 및 중간점(112C)을 연결하는 직선 상에 배치되어 있고, 주조 드럼의 양단부에 어긋남이 발생하지 않는 예를 나타내고 있다. 어긋남이 발생하지 않으면, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 회전축 Ar1 및 회전축 Ar2가 평행하기 때문에, 압하 위치 영점 조정을 안정되게 실시할 수 있다.
그러나, 박판(118)을 주조 드럼에 끼워서 압하 위치 영점 조정을 행하는 경우에도, 도 8에 도시한 바와 같이, 박판(118)의 폭 방향의 길이의 중간점(118C)이, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향의 길이의 중간점(111C) 및 중간점(112C)을 연결하는 직선 상에 배치되지 않고, 박판(118)이 주조 드럼의 폭 방향의 어느 쪽인가 한쪽의 단부에 치우쳐 배치되는 경우가 있다. 이 경우, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 회전축 Ar1 및 회전축 Ar2가 평행하지 않게 되기 때문에, 압하 위치 영점 조정을 행하여도 좌우(제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향의 양단)에서 오차를 포함하는 상태로 된다. 이러한 상태에서 주조를 행하면, 실린더 압하 위치에서 제어한 경우에는, 주조되는 주편에 웨지가 발생해 버린다.
본 발명자들은, 압연기 통과 시의 주편의 사행 발생을 저감하기 위해서, 상술한 바와 같은 웨지를 저감하기 위해, 주조 드럼에 의해 주조되는 주편의 판 두께를 주편의 폭 방향의 양단부에서 추정하고, 추정된 판 두께에 기초하여, 주조되는 주편의 판 두께를 제어하는 방법을 검토하였다.
여기서, 판 두께의 추정에 대하여 설명한다. 예를 들어, 특허문헌 5에 나타내는 바와 같이, 압연기에 있어서는, 판 두께계가 설치되어 있지 않은 경우 등에서 판 두께를 구할 때에, 각 워크 롤 변형의 기여분과 워크 롤 이외의 변형의 기여분으로 분리하여 판 두께를 추정하는 경우가 있다. 구체적으로는, 압연기에서는, 워크 롤의 폭 방향 길이가 주편의 판 폭보다도 길고, 압연기의 워크 롤의 폭 방향 양단부의 갭을 추정하고, 양단부의 갭의 평균을 사용하여, 롤 배럴 중앙의 판 두께를 구하고 있다. 압연기에서는, 압하 위치 영점 조정 시에 하중을 안정적으로 부여할 수 있기 때문에 압하 위치 영점 조정을 오차 없이 실시할 수 있고, 이렇게 양단부의 갭을 사용하여, 주편 중앙의 판 두께를 고정밀도로 추정할 수 있다.
그러나 압연기에서는, 연속 주조 장치로부터 송출된 주편이, 압연기의 폭 방향의 어느 위치에 있는 것인지 파악할 수 없다. 이 때문에, 압연기에 있어서의 워크 롤 사이의 갭을 추정할 수 있었다고 해도, 주편의 양단부에 대응하는 갭이 어느 위치인지를 파악할 수 없고, 주편의 양단부의 판 두께를 추정할 수 없다. 이 때문에, 압연기에서는, 추정 판 두께를 사용하여, 주편의 양단부의 웨지를 추정할 수는 없었다.
한편, 주조 드럼에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)과, 주조 드럼의 폭 방향의 양단에 마련되는 사이드 위어(150)에 의해 둘러싸여서 주편이 주조된다. 이 때문에, 주편과 주조 드럼의 폭 방향 길이(배럴 길이)가 일치한다. 발명자들은, 본 사상에 착안하여, 압연기에 있어서의 판 두께 추정을 주조 드럼에 대하여 적용하고, 주편의 양단부의 판 두께를 추정하고, 추정된 판 두께에 기초하여, 주조 드럼의 압박 수단을 제어함으로써 웨지를 저감할 수 있는 것을 상도하였다.
(연속 주조 장치의 구성)
도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주편의 주조 방법을 실시하기 위한 주조 드럼의 일 구성예를 설명한다. 도 9는, 연속 주조 장치를 주조 방향의 바로 위에서 본 구성 상세의 일례를 도시하는 평면도이다.
제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)은, 수평 방향에 대향하여 배치되고, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112) 사이에서 주편이 주조된다. 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)은, 모터 M의 구동에 의해 회전하고, 주편 S를 주조 방향 하류에 송출한다. 이하, 본 명세서에서는, 연속 주조 장치(100)의 주조 드럼의 폭 방향에 있어서, 모터 M에 의한 구동측을 드라이브 사이드 DS로 하고, 구동측과는 반대측을 워크 사이드 WS로 한다. 이후, 드라이브 사이드 DS의 판 두께 tDS로부터 워크 사이드 WS의 판 두께 tWS를 감한 값을 웨지(tDS-tWS)로서 설명한다.
연속 주조 장치(100)에서는, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향의 양단에, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)이 대향하여 발생하는 간극을 둘러싸도록, 사이드 위어(150d) 및 사이드 위어(150w)가 마련된다. 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)과, 사이드 위어(150d) 및 사이드 위어(150w)에 의해 둘러싸인 영역에 금속 용탕이 모여져, 순차 주편 S가 주조된다.
제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향의 축의 양단은, 각각 하우징(130d) 및 하우징(130w)에 지지된다. 제2 주조 드럼(112)의 폭 방향의 축의 양단은, 주조 드럼이 대향하는 방향으로, 제1 주조 드럼(111)이 배치되는 측과는 반대측에서, 실린더(120d) 및 실린더(120w)와 접속된다. 실린더(120d) 및 실린더(120w)는, 주조 드럼이 대향하는 방향으로 이동 가능하다. 제2 주조 드럼(112)은, 실린더(120d) 및 실린더(120w)에 의해, 제2 주조 드럼(112)의 양단부를 주조 드럼이 대향하는 방향으로 제1 주조 드럼(111)이 배치되는 측에 압하된다. 또한, 실린더(120d) 및 실린더(120w)는, 제2 주조 드럼(112)의 양단부를 각각 독립적으로 압하 제어 가능하다.
제1 주조 드럼(111)의 축의 양단에는, 실린더(120d) 및 실린더(120w)가 배치되는 측과는 반대측에, 제1 주조 드럼(111)에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(140d) 및 로드셀(140w)이 각각 마련된다. 이에 의해, 실린더(120d) 및 실린더(120w)의 압하에 의한 하중을 각각 측정할 수 있다.
(판 두께의 추정)
이어서, 상술한 연속 주조 장치(100)에서 주조되는 주편의 드라이브 사이드의 단부 Sd 및 워크 사이드의 단부 Sw로 도시되는 양단부의 판 두께를 추정하는 방법을 설명한다. 주편의 단부 Sd 및 주편의 단부 Sw는, 주조 드럼의 일단부를 적어도 포함하는 단부 영역을 나타낸다.
여기에서는, 판 두께 추정의 일례로서, 주편의 단부 Sd의 판 두께 추정을 예로 들어 설명한다. 판 두께는, 주조 드럼의 드럼 간극으로부터 추정된다. 주조 드럼의 드럼 간극은, 실린더 압하 위치에 의한 변화 외에, 주조 드럼에 가해지는 하중, 주편과의 접촉 등에 따라 변화가 발생한다. 주조 드럼에 가해지는 하중, 주편과의 접촉 등에 의한 드럼 간극의 변화는, 주조 드럼의 탄성 변형의 기여분과, 드럼 이외의 탄성 변형의 기여분과, 주조 드럼의 드럼 프로필의 변화 기여분으로 분리하여 생각할 수 있다. 주조 드럼 이외의 탄성 변형 기여분을, 주조 드럼 하우징 압하계 변형이라고 칭한다. 이들의 탄성 변형량과 실린더의 압하 위치에 기초하여, 단부 Sd의 추정 판 두께는 하기 식 1에 의해 추정할 수 있다.
(추정 판 두께)=(실린더의 압하 위치)+(주조 드럼의 탄성 변형)
+(주조 드럼 하우징 압하계 변형)
+(주조 드럼의 드럼 프로필)
-(압하 위치 영점 조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형) ·····식 1
단, 식 1에 있어서, 실린더 압하 위치, 주조 드럼 하우징 압하계 변형은, 각각, 압하 위치 영점 조정 시로부터의 차분을 나타낸다. 차분은, 압하 위치 영점 조정 시의 실린더 압하 위치, 주조 드럼 하우징 변형에 대한 편차여도 된다.
(실린더의 압하 위치)
실린더의 압하 위치란, 연속 주조 장치(100)의 실린더(120d)가 이동하는 방향에 있어서의 실린더의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 실린더의 압하 위치란, 실린더의 위치가 영점 조정된 영점인 초깃값으로부터의 차분에 의한 위치를 나타낸다. 실린더의 압하 위치는, 도 9의 화살표 a를 따른 방향의 변위로부터 구할 수 있다. 실린더의 압하 위치는, 실린더(120d)(또는 실린더(120w))의 이동량을 계측 가능한 위치 센서 등(도시하지 않음)에 의해 적시 측정할 수 있다.
(주조 드럼의 탄성 변형)
주조 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형이란, 주조를 개시하고 나서 주조를 종료할 때까지의 임의의 시점에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형을 나타낸다. 주조 드럼은, 주조 드럼과 접촉하는 주편으로부터의 반력 또는, 주조 드럼에 더하여지는 외력의 영향에 의해, 주조 드럼의 축에 휨이 발생하거나, 주조 드럼에 편평 변형이 발생하거나 한다. 이들 변형을 주조 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형이라고 한다. 주조 드럼의 탄성 변형은, 탄성 이론을 사용한 해석 등의 수단에 의해, 구할 수 있다.
예를 들어, 주조 드럼의 드럼 변형의 기여분의 주조 드럼의 축의 휨에 대해서는, 주조 드럼을 양단 지지 빔으로 간주하여, 재료 역학의 빔의 휨 계산으로부터 산출할 수 있다. 휨 계산 시에 사용할 수 있는 폭 방향의 하중 분포에 대해서는, 주조 드럼의 축의 양단에 마련되는 로드셀 값에 기초하여 폭 방향에 대하여 선형의 분포를 가정하여 문제없다.
(주조 드럼 하우징 압하계 변형)
주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성이란, 주조 드럼에 가하는 압하 하중의 영향을 받아, 하우징(130d) 및 하우징(130w)이 변형되는 특성과, 실린더(120d) 및 실린더(120w)를 포함하는 주조 드럼을 압하하는 구성이 변형되는 특성을 포함한 변형 특성을 나타낸다. 예를 들어, 특허문헌 5에 기재된 방법을 사용하여, 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 구할 수 있다. 주조 드럼 하우징 압하계 변형은, 후술하는 바와 같이, 로드셀(140d)(또는 로드셀(140w))이 측정한 하중 등에 기초하여 산출할 수 있다.
(주조 드럼의 드럼 프로필)
주조 드럼의 드럼 프로필이란, 주조 드럼의 열팽창량 또는 주조 드럼의 마모량을 나타내는 지표이다. 주조 드럼의 드럼 프로필에서는, 열팽창량은, 주조 드럼에 가하는 열에 근거하여, 주조 드럼 표면 형상의 변형량을 산출한다. 마모량은, 주조 전의 드럼 프로필을 실측해도 되고, 주조 조건으로부터 추정해도 된다. 예를 들어, 주조 드럼 설계 시의 표면 형상은 기지이기 때문에, 그 표면 형상에 열팽창 및 마모에 의한 형상 변형을 가산함으로써, 드럼 프로필의 변형량을 구할 수 있다.
(압하 위치 영점 조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형)
압하 위치 영점 조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형이란, 주조 개시 전에 주조 드럼의 압하 위치의 초깃값을 결정하는 압하 위치 영점 조정 시의 주조 드럼의 탄성 변형을 나타낸다. 압하 위치 영점 조정은, 주조 드럼에 대하여 하중을 가한 상태에서 행하기 때문에, 주조 드럼에 탄성 변형이 발생한다. 그때의 탄성 변형량을 압하 위치 영점 조정 시의 주조 드럼의 탄성 변형으로 하고 있다. 이 탄성 변형량은, 주조 시의 주조 드럼의 탄성 변형과 마찬가지로, 드럼을 양단 지지 빔으로 간주한 재료 역학의 빔의 휨 계산으로부터 산출할 수 있다.
추정 판 두께는, 상술한 바와 같이, 「실린더의 압하 위치」와 「주조 드럼의 탄성 변형」과 「주조 드럼 하우징 압하계 변형」과 「주조 드럼의 드럼 프로필」의 값의 합으로부터, 「주조 드럼의 압하 위치 영점 조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형」의 값을 감함으로써 구해진다.
(주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득)
상술한, 상기 식 1의 각 항 중, 드럼 이외의 구성의 변형 특성을 나타내는 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성은, 특히 저하중 영역에서 접촉면의 미묘한 형상에 크게 의존하고, 특성이 변화하기 쉽고, 공지된 물리 모델을 사용하여 기하학 형상을 엄밀하게 파악하는 것이 곤란하였다. 그래서, 후술하는 방법을 사용하여 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 취득함으로써, 추정 판 두께를 보다 고정밀도로 구할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 식 1의 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을, 주편의 주조를 개시하기 전에 취득한다. 도 10을 참조하여 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득 방법을 설명한다. 도 10은, 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득은, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)에 시험판(160)을 끼워서 행하여진다. 시험판(160)은, 긴 변 방향의 길이가 주조 드럼의 폭 방향의 배럴 길이보다도 길고, 판 두께가 균일하다. 이 상태로부터, 실린더(120d) 및 실린더(120w)에 의해 압하하여 조임으로써 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)에 의해 시험판(160)을 압박한다. 시험판(160)의 긴 변 방향에 수직인 방향의 길이는, 한정되지 않지만, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)에 충분히 접할 수 있도록, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 드럼 직경의 2배 정도인, 50∼100cm 정도의 길이인 것이 보다 바람직하다.
이렇게 배럴 길이보다도 긴 시험판(160)을 사용함으로써, 주조 드럼의 양단부에 균등한 하중을 부여할 수 있고, 고정밀도로 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 취득할 수 있다. 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성은, 하중 변화와, 주조 드럼 하우징 압하계의 변형량의 관계를 나타낸다. 이에 의해, 주조 시에 주조 드럼에 가해지는 하중에 따른 주조 드럼 하우징 및 실린더 등을 포함하는 압하계가 변형되는 변형량의 영향을, 고정밀도로 추정 판 두께에 반영할 수 있다.
구체적으로는, 시험판(160)을 주조 드럼에 끼운 상태에서, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)을 회전시키지 않은 상태에서, 시험판(160)을 끼워 넣어 실시한다. 시험판(160)에 대하여 영점 조정 시의 하중보다도 큰 소정의 하중으로 주조 드럼을 조여 가고, 주조 드럼의 압하 위치와 로드셀(140d, 140w)이 측정한 하중을 취득하여, 각 하중에서의 주조 드럼의 변형량을 계산한다. 그리고, 주조 드럼의 압하 위치로부터 주조 드럼의 변형량을 감함으로써, 각 하중에 대한 주조 드럼 하우징 압하계 변형량을 취득한다. 이에 의해, 주편 S를 주조할 때에 주편 S에 대하여 부하하는 하중에 따른 주조 드럼 하우징 압하계 변형량을 취득할 수 있다.
또한, 다른 방법으로서는, 시험판(160)을 끼운 상태에서, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)을 회전시켜, 상기 소정의 하중으로, 주조 드럼을 조여 가고, 소정의 시간만큼 해당 하중을 보유 지지하여, 해당 하중과 주조 드럼의 압하 위치의 평균값을 취득한다. 그 후, 추가로 주조 드럼의 하중을 변화시키고, 변화시킨 하중을 소정의 시간만큼 보유 지지하여, 다른 수준의 하중과 주조 드럼의 압하 위치의 평균값을 취득한다. 여기서, 각 하중을 보유 지지하는 시간은, 주조 드럼 2회전분이어도 된다. 또한, 이 평균값은, 하중과 압하 위치의 시계열 데이터를 취득하여, 이들의 시간 평균으로부터 산출해도 된다. 이와 같이 하여, 각 하중에서의 주조 드럼의 변형량이 계산되고, 주조 드럼의 압하 위치로부터 주조 드럼의 변형량이 감해짐으로써, 각 하중에 대한 주조 드럼 하우징 압하계 변형량이 취득된다.
시험판(160)은, 예를 들어 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 표면에 형성된 딤플 등을 찌부러 뜨리지 않도록, 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)보다도 유연한 재료로 형성되는 것이 보다 바람직하다. 시험판(160)은, 한정되지 않지만, 예를 들어 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득은, 일련의 주조 작업 개시 전에 한번 행하여 두면 된다. 또한, 하우징 또는 압하계의 구성의 일부가 교환된 경우에 행함으로써, 설비 상황에 따른 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득이 가능하다.
또한, 압하 위치 영점 조정에 있어서, 도 10과 같이, 주조 드럼의 폭 방향 단부에 마련되는 한 쌍의 사이드 위어를 개방하여, 주조 드럼 사이에, 주조 드럼의 드럼 길이보다도 길고 판 두께가 균일한 판을 끼우고, 주조 드럼을 조여도 된다. 이에 의해, 주조 드럼의 회전축이 평행한 상태가 유지된 상태에서 주편 드럼이 조여지므로, 주조 드럼의 양단에 균등한 부하를 부여할 수 있고, 압하 위치 영점 조정의 정밀도를 높일 수 있다. 그 결과, 회전축의 기울기에 의한 오차를 포함하지 않고, 압하 위치 영점 조정을 할 수 있기 때문에 실린더의 압하 위치 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.
(주편의 주조 방법)
이하, 상기 실시 형태에 따른 연속 주조 장치에 의한 강판의 주조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 주편의 주조 개시 전에, 제1 주조 드럼(111)과 제2 주조 드럼(112)와의 폭 방향 단부에 마련된 한 쌍의 사이드 위어(150d 및 150w)를 개방하여, 제1 주조 드럼(111)과 제2 주조 드럼(112) 사이에 주조 드럼의 드럼 길이보다도 길고 판 두께가 균일한 판을 끼우고, 주조 드럼의 조임을 실시한다. 그리고, 상술한 방법에 의해, 주조 드럼을 지지하는 하우징의 변형 특성과 주조 드럼을 압하하는 압하계의 변형 특성을 나타내는 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 취득한다. 또한, 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성의 취득과 함께, 압하 위치 영점 조정을 행해도 된다.
이어서, 연속 주조 장치(100)를 제어하는 제어부(도시하지 않음.)에 의해, 상기 식 1에 기초하여, 주편의 폭 방향의 양단부 판 두께를 산출한다. 연속 주조 장치(100)에는, 예를 들어 제1 주조 드럼(111) 및 제2 주조 드럼(112)의 온도 측정기, 하중을 측정하는 로드셀(140d) 및 로드셀(140w) 등의 각종 계측기가 배치되어 있다. 제어부는, 이들 각종 계측기로부터 각종 값을 취득하여, 상기 식 (1)에 의해, 주편의 양단부의 추정 판 두께를 산출한다. 제어부는, 미리 취득한 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 상기 식 1에 사용할 수 있기 때문에, 추정 판 두께를 보다 고정밀도로 산출할 수 있다.
이어서, 제어부는, 산출된 주편의 양단부의 판 두께의 차가 소정값 이하로 되도록 주조 드럼의 폭 방향의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치를 각각 제어한다. 이에 의해, 주조되는 주편의 웨지가 저감되고, 그 결과, 연속 주조 장치(100)의 하류에 배치되는 압연기(30)에 있어서의 사행을 방지할 수 있다. 또한, 산출된 주편의 양단부의 판 두께의 차의 소정값은, 예를 들어 실제 조업에서 허용할 수 있는 사행량으로부터 경험적으로 구해도 된다. 예를 들어, 소정값은, 40㎛여도 되고, 더욱 상세하게는, 20㎛여도 된다.
이상, 본 실시 형태에 있어서의 주편의 주조 방법의 상세에 대하여 설명을 행하였다.
실시예
본 실시예에서는, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서, 상기 실시 형태에 나타낸 연속 주조 설비(1)를 사용하여, 주편을 주조하여 압연하였다. 본 실시예에서 사용한 주조 드럼은, 드럼 배럴 길이 1000mm였다. 실린더 위치, 압력, 판 두께는 정상부의 값을 사용하였다. 웨지 저감 효과의 평가는, 하기 표 1에 통합하여 나타내고, 웨지의 절댓값이 20㎛ 미만을 ◎(양호), 40㎛ 미만을 ○(합격), 그 이상을 ×(불합격)라고 기재하였다.
실시예 1에서는, 도 10에 도시한 바와 같은, 주조 드럼의 폭 방향 단부에 마련된 한 쌍의 사이드 위어를 개방하여, 주조 드럼 사이에 주조 드럼의 드럼 길이보다도 길고 판 두께가 균일한 판을 끼운 상태에서 압하 위치 영점 조정을 행하였다. 표 1 중에는, 이 압하 위치 영점 조정 방법을 A라고 기재하였다. 주편의 주조 시에는, 주편의 양단부의 추정 판 두께가 폭 방향의 좌우에서 동일해지도록, 주조 드럼의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치의 제어를 행하였다.
실시예 2에서는, 압하 위치 영점 조정 방법으로서, 도 7에 도시된 바와 같은, 주조 드럼의 드럼 배럴 길이보다도 짧은 판을, 한 쌍의 주조 드럼에 끼워서 압하 위치 영점 조정을 행하였다. 표 1 중에는, 이 압하 위치 영점 조정 방법을 B라고 기재하였다. 주편의 주조 시에는, 주편의 양단부의 추정 판 두께가 폭 방향의 좌우에서 동일해지도록, 주조 드럼의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치의 제어를 행하였다.
비교예 1은, 실시예 2와 마찬가지로, 도 7에 도시된 바와 같은, 주조 드럼의 드럼 배럴 길이보다도 짧은 판을, 한 쌍의 주조 드럼에 끼워서 압하 위치 영점 조정을 행하였다. 주편의 주조 시에는, 추정 판 두께를 사용하지 않고, 주편 드럼의 양단부에 있어서의 압하력이 좌우에서 동일해지도록, 주조 드럼의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치의 제어를 행하였다.
비교예 2는, 실시예 2와 마찬가지로, 도 7에 도시된 바와 같은, 주조 드럼의 드럼 배럴 길이보다도 짧은 판을, 한 쌍의 주조 드럼에 끼워서 압하 위치 영점 조정을 행하였다. 주편의 주조 시에는, 추정 판 두께를 사용하지 않고 주편 드럼의 양단부에 있어서의 압하 위치가 좌우에서 동일해지도록, 주조 드럼의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치의 제어를 행하였다.
실시예 1의 주편에서는, 정상부에 있어서의 실제로 측정한 판 두께는, 드라이브 사이드 DS의 단부의 판 두께가 1.820mm이고, 워크 사이드 WS의 단부의 판 두께가 1.830mm였다. 웨지(웨지양)는 -10㎛이고, 매우 양호하였다. 또한, 연속 주조 장치의 하류에 설치된 압연기에 있어서의 압연 공정에 있어서도, 사행도 발생하지 않고, 문제없이 압연을 실시할 수 있었다.
실시예 2의 주편에서는, 정상부에 있어서의 실제로 측정한 판 두께는, 드라이브 사이드 DS의 단부의 판 두께가 1.795mm이고, 워크 사이드 WS의 단부의 판 두께가 1.828mm였다. 따라서 웨지는 -33㎛이고, 양호하였다. 또한, 연속 주조 장치의 하류에 설치된 압연기에 있어서의 압연 공정에 있어서도, 사행도 발생하지 않고, 문제없이 압연을 실시할 수 있었다.
비교예 1의 주편은, 정상부에 있어서의 실제로 측정한 판 두께는, 드라이브 사이드 DS의 단부의 판 두께가 1.800mm이고, 워크 사이드 WS의 단부의 판 두께가 1.720mm였다. 웨지는 80㎛로 크고, 연속 주조 장치의 하류에 설치된 압연기에 있어서의 압연 공정에 있어서 사행이 발생하고, 주편이 파단하였다.
비교예 2의 주편은, 정상부에 있어서의 실제로 측정한 판 두께가, 드라이브 사이드 DS의 단부의 판 두께가 1.870mm이고, 워크 사이드 WS의 단부의 판 두께가 1.750mm였다. 웨지는 120㎛로 크고, 연속 주조 장치의 하류에 설치된 압연기에 있어서의 압연 공정에서 사행이 발생하고, 주편이 파단하였다.
이상에서, 쌍 드럼식 연속 주조 장치에 의한 주편의 주조에 있어서, 주편의 주조 개시 전에 취득된 주조 드럼을 지지하는 하우징의 변형 특성과 주조 드럼을 압하하는 압하계의 변형 특성을 나타내는 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 사용하여, 상기 식 1에 의해, 추정 판 두께를 산출하고, 주편의 양단부의 차가 소정값 이하로 되도록 실린더의 압하 위치를 각각 제어함으로써, 보다 고정밀도로 주편의 웨지를 저감하고, 주조 드럼의 하류에 설치되는 압연기에서 사행을 방지할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해해야 한다.
본 발명은, 웨지를 보다 고정밀도로 저감하는 것이 가능한 주편의 주조 방법을 제공할 수 있기 때문에, 산업상 이용 가능성이 높다.
1: 연속 주조 설비
20: 제1 핀치롤
30: 압연기
31: 상부 워크 롤
32: 하부 워크 롤
33: 상부 백업 롤
34: 하부 백업 롤
40: 제2 핀치롤
50: 권취 장치
100: 연속 주조 장치
111: 제1 주조 드럼
112: 제2 주조 드럼
113: 턴디쉬
114: 침지 노즐
115: 금속 용탕 고임부
116: 응고 셸
117: 금속 용탕
118: 박판
120d, 120w: 실린더
130d, 130w: 하우징
140d, 140w: 로드셀
150, 150d, 150w: 사이드 위어
160: 시험판
170: 롤 베어링 상자
20: 제1 핀치롤
30: 압연기
31: 상부 워크 롤
32: 하부 워크 롤
33: 상부 백업 롤
34: 하부 백업 롤
40: 제2 핀치롤
50: 권취 장치
100: 연속 주조 장치
111: 제1 주조 드럼
112: 제2 주조 드럼
113: 턴디쉬
114: 침지 노즐
115: 금속 용탕 고임부
116: 응고 셸
117: 금속 용탕
118: 박판
120d, 120w: 실린더
130d, 130w: 하우징
140d, 140w: 로드셀
150, 150d, 150w: 사이드 위어
160: 시험판
170: 롤 베어링 상자
Claims (3)
- 회전하는 한 쌍의 주조 드럼에 의해 금속 용탕을 응고시켜서 주편을 제조하는 쌍 드럼식 연속 주조 장치를 사용하여,
상기 주편의 주조 개시 전에 취득된 상기 주조 드럼을 지지하는 하우징의 변형 특성과 상기 주조 드럼을 압하하는 압하계의 변형 특성을 나타내는 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성을 사용하여, 하기 식 1에 의해 상기 주편의 폭 방향의 양단부의 추정 판 두께를 산출하고,
상기 양단부의 상기 추정 판 두께의 차가 소정값 이하로 되도록 상기 주조 드럼의 폭 방향의 양단부에 마련되는 실린더의 압하 위치를 각각 제어하고,
상기 주조 드럼 하우징 압하계 변형 특성은, 상기 주조 드럼의 폭 방향 단부에 마련된 한 쌍의 사이드 위어를 개방하고, 상기 주조 드럼 사이에 상기 주조 드럼의 드럼 길이보다도 판 폭이 길고 판 두께가 균일한 판을 끼운 상태에서 조임을 실시함으로써 얻어진 상기 실린더의 압하 위치 및 하중에 기초하여 취득되는, 주편의 주조 방법.
단, 식 1에 있어서, 실린더 압하 위치, 주조 드럼 하우징 압하계 변형은, 각각, 압하 위치 영점 조정 시부터의 차분을 나타낸다.
(추정 판 두께)=(실린더의 압하 위치)
+(주조 드럼의 탄성 변형)
+(주조 드럼 하우징 압하계 변형)
+(주조 드럼의 드럼 프로필)
-(압하 위치 영점 조정 시에 있어서의 주조 드럼의 탄성 변형) ·····식 1 - 제1항에 있어서, 상기 주조 드럼의 압하 위치 영점 조정은, 상기 주조 드럼의 폭 방향 단부에 마련된 한 쌍의 사이드 위어를 개방하여, 상기 주조 드럼 사이에 상기 주조 드럼의 드럼 길이보다도 판 폭이 길고 판 두께가 균일한 판을 끼운 상태에서 행하여지는, 주편의 주조 방법.
- 삭제
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