KR20200036551A - 더미바 및 이를 이용한 주조 방법 - Google Patents

더미바 및 이를 이용한 주조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주형으로부터 주편을 인발하고, 주조 방향으로 상기 주편을 이동시키는 더미바로서, 주형 내부로 삽입 가능하며, 외부에서 가해지는 압하력에 의해 주편의 두께 방향으로 일부가 이동하여 압축이 가능한 헤드부 및 헤드부로부터 연장 형성된 몸체부를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 더미바의 헤드부가 경압하 구간에 진입하면, 상부 압하롤을 하강시켜, 경압하 동작을 시작한다. 이에, 헤드부에 연결된 초기 주편부를 충분히 경압하시킬 수 있어, 중심 편석 및 기공 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로 인해 초기 주편부의 품질을 종래에 비해 향상시킬 수 있다. 또한, 절단해야 하는 초기 주편부의 길이를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

더미바 및 이를 이용한 주조 방법{dummy and casting method using the same}
본 발명은 더미바 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 품질 저하를 방지할 수 있는 더미바 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다.
주조 설비는 제강 설비로부터 정련된 용강을 공급받아 이를 다양한 형상의 주편으로 주조하는 설비이다. 이러한 주조 설비는 턴디시로부터 정련된 용강을 공급받아 주편 형상으로 응고시키는 주형, 주형으로부터 연속하여 인발되는 주편을 2차 냉각시키며 일련의 성형 작업을 수행하는 냉각대 및 주조를 시작하기 전에 주형 내로 삽입되어 주형 하측 개구를 폐쇄하고, 주조가 시작되면 주조 초기에 응고된 초기 주편부가 연결된 상태로 주형 하측으로 인발되어 냉각대를 따라 이동하는 더미바를 포함한다.
한편, 주편이 냉각대를 통과하며 응고 및 냉각되는 중에, 농화된 용강이 주편의 중심부에 잔류하여 중심 편석으로 생성되고, 액상의 용강이 고상의 응고쉘로 응고되며 부피가 변화하여 기공이 형성된다. 이렇게 형성된 주편 중심부의 편석과 기공은 주편의 내부 품질을 저하시키는 주요 결함 요인이다.
따라서, 주편의 응고 말기에 주편을 두께 방향으로 경압하(Soft Reduction) 하여, 주편의 중심부 편석과 기공을 제거한다. 경압하는, 주편의 응고 말기 위치에 주편의 상부면과 마주보도록 일 방향으로 나열 배치된 복수의 압하롤을 주편을 향해 하강시켜, 주편을 두께 방향으로 압하시키는 것이다. 이때, 응고 말기의 응고 수축율만큼 주편을 압하하여, 응고 수축에 의한 주상정 사이에 존재하는 농화된 용강이 주편 중심부로 유입되는 유동을 억제시키고, 잔류 공극을 압착하여 주편의 중심 편석 발생을 억제시킨다.
한편, 종래에는 초기 주편부와 연결된 더미바의 헤드가 압하롤이 설치된 경압하 구간을 완전히 벗어났을 때, 목적하는 압하력을 가지도록 압하롤을 하강시켰다. 이는, 헤드부가 경압하 구간에 있을 때, 압하롤을 하강시키면, 헤드부에 가해진 압하력이 역으로 다시 압하롤 또는 주조 설비로 가해져, 고장 또는 부하가 발생되어 안전 사고의 위험이 있기 때문이다.
그런데, 이런 경우 경압하 구간의 후반부 또는 종료 지점에 도달해야만 헤드부에 연결된 초기 주편부의 경압하가 이루어지기 때문에, 상기 초기 주편부에 대한 경압하가 충분하지 않게 된다. 이러한 경우, 초기 주편부에 중심 편석 및 기공으로 인하여 품질의 저하가 발생된다. 또한, 품질이 나쁜 초기 주편부의 길이가 길어져서, 다량의 초기 주편부를 절단해야 하는 문제가 야기된다.
한국등록특허 KR1252647
본 발명은 초기 주편부의 경압하를 충분히 실시할 수 있는 더미바 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.
본 발명은 더미바 헤드와 접촉 및 연결되어 주조되는 초기 주편부의 품질을 향상시킬 수 있는 더미바 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.
본 발명은 주형으로부터 주편을 인발하고, 주조 방향으로 상기 주편을 이동시키는 더미바로서, 상기 주형 내부로 삽입 가능하며, 외부에서 가해지는 압하력에 의해 상기 주편의 두께 방향으로 일부가 이동하여 압축이 가능한 헤드부; 및 상기 헤드부로부터 연장 형성된 몸체부;를 포함한다.
상기 헤드부는, 상기 주편의 두께 방향으로 나열 배치되며, 상호 연결된 제 1 바디 및 제 2 바디를 포함하며, 상기 제 1 바디는, 상기 제 1 바디의 외측에서 가해지는 힘에 의해 상기 제 2 바디 방향으로 이동 가능하다.
상기 제 2 바디에는 적어도 상기 제 1 바디의 일부가 수용되고, 상기 제 1 바디가 위치된 방향이 개구되어 있는 이동 공간이 마련되어 있으며,
상기 제 1 바디의 적어도 일부는 상기 이동 공간으로 삽입 가능하다.
상기 이동 공간을 둘러싸는 상기 제 2 바디의 측벽을 관통하도록 설치되고, 상기 제 2 바디 내부로 삽입된 끝단이 상기 제 1 바디와 연결되며, 상기 제 1 바디와 함께 이동 가능한 이동부를 포함한다.
상기 제 2 바디의 측벽에는 상기 이동부가 관통될 수 있도록, 상기 측벽의 외측에서 내측 방향으로 형성된 이동홈이 마련되고, 상기 이동홈은 상기 측벽 상에서 상기 제 1 바디의 이동 방향으로 연장 형성된다.
상기 이동부는, 상기 제 2 바디의 이동홈을 관통하도록 설치되고, 상기 제 2 바디 내부로 삽입된 끝단이 상기 제 1 바디와 연결된 이동 부재; 및 상기 제 2 바디의 내부에 위치되며, 상기 이동 부재가 관통되도록 설치된 중공형으로, 상기 제 2 바디의 내측면과의 밀착력을 조절할 수 있는 체결 부재;를 포함한다.
상기 이동부는 상기 제 2 바디의 이동홈을 관통하도록 설치되고, 상기 제 2 바디 내부로 삽입된 끝단이 상기 제 1 바디와 연결된 이동 부재를 포함하고, 상기 이동 부재의 하측에 위치하도록 상기 이동홈의 내측에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재를 포함한다.
상기 제 2 바디의 내부에서 상기 제 1 바디와 제 2 바디 사이를 연결하도록 설치되어, 상기 제 1 바디의 이동과 함께 신장 및 수축이 가능한 탄성 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 주조 방법은 주형으로부터 더미바의 헤드부 및 상기 헤드부에 연결된 주편을 인발하는 과정; 상기 주형의 하측에서 상기 더미바를 연속으로 이동시켜, 상기 주형으로부터 인발된 주편을 응고시키는 과정; 및 상기 주형 하측에 마련된 경압하 구간으로 진입된 주편을 경압하시키는 과정;을 포함하고, 상기 주편을 경압하시키는 과정에 있어서, 상기 헤드부가 상기 경압하 구간으로 진입되면, 상기 복수의 상부 압하롤 중, 상기 헤드부의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤 및 상기 경압하 구간에서 상기 헤드부의 후방에 위치된 상부 압하롤을 하강시키는 과정을 포함한다.
상기 헤드부의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤 및 상기 경압하 구간에서 상기 헤드부의 후방에 위치된 상부 압하롤을 하강시키는데 있어서, 상기 경압하 구간으로 진입된 헤드부 만을 경압하시키거나, 상기 경압하 구간으로 진입된 헤드부와, 상기 경압하 구간으로 진입되어 상기 헤드부의 후방에 위치된 주편을 함께 압하시킨다.
상기 경압하 구간은, 상기 복수의 상부 압하롤 중, 첫 번째 상부 압하롤이 위치된 지점으로부터 마지막 상부 압하롤이 위치된 지점까지이고, 상기 첫 번째 상부 압하롤의 위치가 경압하 시작 지점이며, 상기 주편과 연결되는 상기 헤드부의 후단이 상기 경압하 시작 지점에 도달하면, 상기 헤드부의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤을 하강시키는 과정을 포함한다.
상기 경압하 구간은, 상기 복수의 상부 압하롤 중, 첫 번째 상부 압하롤이 위치된 지점으로부터 마지막 상부 압하롤이 위치된 지점까지이고, 상기 첫 번째 상부 압하롤의 위치가 경압하 시작 지점이며, 상기 마지막 상부 압하롤의 위치가 경압하 종료 지점이고, 상기 헤드부의 후단이 상기 경압하 시작 지점을 지나 상기 경압하 시작 지점과 경압하 종료 지점 사이에 위치되었을 때, 상기 헤드부의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤을 하강시키는 과정을 포함한다.
상기 경압하 구간 중 상기 헤드부가 통과하여, 현 시점의 헤드부 위치의 후방에 위치된 상부 압하롤은 이전 시점에서 하강된 상태를 유지하고 있다.
상기 헤드부의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤을 하강시키는데 있어서, 상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해, 상기 헤드부의 일부를 상기 주편 두께 방향으로 이동시켜 압축시킨다.
상기 헤드부는 상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해 이동 가능한 제 1 바디 및 적어도 상기 제 1 바디의 일부가 수용될 수 있는 이동 공간이 마련되어 있고, 상기 제 1 바디가 위치된 방향이 개구되어 있는 제 2 바디를 포함하며, 상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해, 상기 제 1 바디가 상기 제 2 바디의 이동 공간을 축소하도록 압축한다.
주조를 시작하기 전에, 상기 이동 공간을 둘러싸는 상기 제 2 바디의 측벽을 관통하여 끝단이 상기 제 1 바디에 연결되도록 이동부를 체결하는 과정; 및 상기 이동부와 상기 제 2 바디 간의 밀착력을 조절하여, 상기 제 1 바디의 이동 저항성을 조절하는 과정;을 포함한다.
주조가 종료된 후, 상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해 제 2 바디 방향으로 이동되어진 상기 제 1 바디를 압하 전 상태로 복귀시키는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 더미바의 헤드부가 경압하 구간에 진입하면, 상부 압하롤을 하강시켜, 경압하 동작을 시작한다. 이에, 헤드부에 연결된 초기 주편부를 충분히 경압하시킬 수 있어, 중심 편석 및 기공 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 이로 인해 초기 주편부의 품질을 종래에 비해 향상시킬 수 있다. 또한, 절단해야 하는 초기 주편부의 길이를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주조 설비를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 더미바를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 더미바의 헤드부 및 여기에 연결된 주편을 도시한 입체도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 더미바의 헤드부를 도시한 입체도
도 5(a)는 도 4(a)의 A-A'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강하기 전 상태를 나타낸 도면
도 5(b)는 도 4(b)의 A-A'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강된 상태를 나타낸 도면
도 6(a)는 도 4(a)의 B-B'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강하기 전 상태를 나타낸 도면
도 6(b)는 도 4(b)의 B-B'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강된 상태를 나타낸 도면
도 7은 실시예의 제 1 변형예에 따른 헤드부를 도시한 도면
도 8은 실시예의 제 2 변형예에 따른 헤드부를 도시한 도면
도 9(a) 내지 도 9(d)는 본 발명의 실시예에 따른 더미바의 헤드부의 이동에 따른 경압하부의 동작을 설명하기 위한 도면
도 10(a) 내지 도 10(d)는 실시예의 제 3 변형예에 따른 경압하부의 동작을 설명하기 위한 도면
도 11(a) 내지 도 도 11(b)는 종래의 경압하부의 동작을 설명하기 위한 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명은 주편의 품질 저하를 방지할 수 있는 더미바 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 더미바 헤드와 접촉 또는 연결되어 주조되는 초기 주편부의 품질을 향상시킬 수 있는 더미바 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주조 설비를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 더미바를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 더미바의 헤드부 및 여기에 연결된 주편을 도시한 입체도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 더미바의 헤드부를 도시한 입체도이다. 여기서 도 4(a)는 헤드부의 제 1 바디가 하강하기 전 상태이고, 도 4(b)는 제 1 바디가 하강된 상태를 도시한 것이다.
도 5(a)는 도 4(a)의 A-A'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강하기 전 상태를 나타낸다. 도 5(b)는 도 4(b)의 A-A'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강된 상태를 나타낸다. 도 6(a)는 도 4(a)의 B-B'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강하기 전 상태를 나타낸다. 도 6(b)는 도 4(b)의 B-B'를 따라 절단한 도면으로, 헤드부의 제 1 바디가 하강된 상태를 나타낸다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 주조 설비에 대해 설명한다.
도 1을 참조하면, 주조 설비는 용강을 공급받아 이를 일시 저장하는 턴디시(tundish)(10), 상하부가 개방된 형태로, 턴디시(10)에 저장된 용강을 전달받아 일정한 형상으로 초기 응고(1차 응고)시키는 주형(mold)(20), 주형(20)의 하측에서 주조 방향으로 나열 배치되어, 인발되는 주편(S)을 일 방향으로 이동시키거나, 가이드하는 복수의 롤(5110, 5210)을 구비하여, 주편(S)을 이동시키면서 2차 응고시키는 냉각대(5000), 주조 시작 전에 주형(20)의 하측 개구를 폐쇄하도록 삽입되고, 주조가 시작되면 주조 초기에 응고된 주편(S)이 연결된 상태로 주형(20) 하측으로 인발되어 냉각대(5000)를 따라 이동하는 더미바(6000)를 포함한다.
또한, 주조 설비는 주조 중에 더미바(6000)의 위치를 실시간으로 검출할 수 있는 위치 검출부(4000)를 포함한다. 또한, 주조 설비는 턴디시(10)의 용강을 주형(20)으로 공급하는 침지 노즐(30), 냉각대(5000)의 전방에 위치되어, 응고가 완료된 주편을 절단하는 절단기(미도시)를 포함한다.
이하에서는 더미바(6000) 상에서 또는 더미바(6000)와 접촉되도록 응고된 주편 영역을 초기 주편부라 명명한다.
턴디시(10)는 주형(20)으로 용강을 공급하는 수단으로, 용강을 수용되는 내부 공간을 가지는 용기의 형상이며, 최외각인 외벽은 철피로 형성되고, 철피의 내벽에는 내화물로 보호된다.
침지 노즐(30)은 턴디시(10)의 용강을 주형(20)으로 공급하는 용도로서, 턴디시(10)와 주형(20) 사이를 연결하도록 설치된다.
주형(20)은 상측 및 하측이 개방되며, 내부 공간을 가지는 중공형의 형상이다. 또한, 주형(20)은 내부에서 1차 응고된 주편(S)의 연속적인 인발을 위해 상술한 바와 같이 하측이 개방된 형태로, 하측의 개구는 주조 개시 전에 더미바(6000)에 의해 폐쇄된다. 즉, 주형(20)으로 용강을 주입시키기 전에, 더미바(6000)를 주형(20)의 상측 개구를 통해 삽입시켜, 더미바(6000)로 주형(20)의 하측 개구를 폐쇄 또는 밀폐하며, 이후에 용강을 주형(20) 내부로 주입시킨다.
냉각대(5000)는 주형(20)의 하측에서부터 일 방향으로 나열 배치된 복수의 롤(이하, 가이드롤(5110))을 구비하여, 주형(20)으로부터 인발된 주편(S)을 일 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하면서, 그 이동을 안내하는 가이드부(5100) 및 가이드부(5100)의 전방에서 일 방향으로 나열 배치되어, 주편(S)을 압하하는 복수의 롤(이하, 압하롤(5210))을 구비하는 경압하부(5200)를 포함한다.
가이드부(5100)는 주형(20)의 하측에서부터 경압하부(5200)의 전단까지 나열 배치된 복수의 가이드롤(5110) 및 복수의 가이드롤(5110)들 사이에 위치되어 주편(S)을 향해 냉각수를 분사하는 노즐(미도시)을 포함한다.
가이드롤(5110)은 주편(S)의 상부면 및 하부면과 각기 마주부도록 설치된다. 이하에서는 주편(S)의 상부면과 마주보도록 배치된 가이드롤을 상부 가이드롤(5111a), 주편(S)의 하부면과 마주보도록 배치된 가이드롤을 하부 가이드롤(5111b)이라 명명한다.
그리고, 복수의 상부 가이드롤(5111a)들 사이와, 복수의 하부 가이드롤(5111b)들 사이에 노즐이 마련되어 주편(S)을 향해 냉각수를 분사한다.
한편, 주형(20)으부터 인발된 주편(S)은 복수의 상부 가이드롤(5111a)과 하부 가이드롤(5111b) 사이를 통과하도록 이동하면서, 분사되는 냉각수에 의해 응고된다.
그런데, 주편(S)이 냉각대(5000)를 통과하면서 응고 및 냉각되는 중에, 미응고 용강이 주편(S) 두께 방향의 중심부에 잔류될 수 있고, 이는 중심 편석을 발생시키는 요인이 된다. 이를 방지하기 위해 통상적으로 주편(S)의 응고 말기에 주편(S)을 두께 방향으로 경압하한다. 이를 위해, 냉각대(5000) 중 응고 말기 구간에 경압하부(5200)를 설치한다.
이하에서는, 경압하 구간(SRS) 또는 경압하부(5200)가 설치되는 위치에 대해 설명한다.
주편(S)은 상술한 바와 같이, 냉각대(5000)를 통과하면서 응고 및 냉각되므로, 주형(20) 하측에서부터 절단기(미도시)가 위치된 방향으로 갈수록 주편(S) 중심부의 액상량이 감소하고, 고상량이 증가한다. 즉, 주형(20) 하측에서부터 절단기가 위치된 방향으로 갈수록 고상율이 증가한다.
이에, 주편 중심부의 고상율에 따라, 냉각대(5000)를 복수의 구간으로 나눌 수 있다. 예컨대, 냉각대(5000)는 주편의 고상율에 따라 주형(20) 하측에서부터 그 연장 방향으로 응고 초기, 응고 중기 및 응고 말기 구간으로 나눌 수 있다.
냉각대(5000) 중, 액상이 없이 주편(S)의 응고가 완료되는 위치 즉, 응고 완료점의 고상율을 '1.0'이라고 할 때, 예컨대, 고상율이 0.3 이상인 구간을 응고 말기 구간이라고 한다.
경압하부(5200)는 고상율이 0.3 이상인 구간에 설치될 수 있는데, 예컨대, 고상율이 0.3 내지 1.0인 구간에 설치되거나, 0.3 내지 0.7인 구간에 설치되거나, 0.6 내지 0.9인 구간에 설치될 수 있다. 응고 말기 구간 중, 경압하부(5200)가 설치되는 위치는 주조하고자 하는 강종 및 주조 설비의 사양에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
냉각대(5000)의 응고 말기 구간은 주조 설비의 사양, 냉각수 분사량, 주조 속도 등에 의해 미리 설정되는 값이다. 또한, 응고 말기 구간 중, 경압하부(5200)가 설치되는 위치는 주조하고자 하는 강종 등에 따라 결정된다.
경압하부(5200)는 가이드롤(5110)의 전방에 위치되어, 주편을 경압하시키는 압하롤(5210), 압하롤(5210)을 승하강시키는 구동력을 제공하는 구동부(5220)을 포함한다.
압하롤(5210)은 상부 가이드롤(5111a)의 후방에서 각각이 주편(S)의 상부면과 마주보도록 일 방향으로 나열 배치된 복수의 상부 압하롤(5211a), 각각이 복수의 상부 압하롤(5211a)과 마주보도록 상부 압하롤(5211a)의 하측에 위치되며, 복수의 상부 압하롤(5211a)의 나열 방향으로 나열 배치된 복수의 하부 압하롤(5211b)을 포함한다.
그리고, 구동부(5220)는 복수의 상부 압하롤(5211a)과 연결되어, 상기 복수의 상부 압하롤(5211a)을 승하강시켜, 상부 압하롤(5211a)과 하부 압하롤(5211b) 간의 간격을 조절한다.
이하에서는, 냉각대(5000) 중, 복수의 상부 압하롤(5211a)과 복수의 하부 압하롤(5211b) 중, 첫 번째 상부 압하롤(5211a) 및 첫 번째 하부 압하롤(5211b)의 위치에서부터 마지막 상부 압하롤(5211a) 및 마지막 하부 압하롤(5211b)의 위치까지의 구간을 경압하 구간(SRS)이라 명명한다(도 9 참조).
그리고, 설명의 편의를 위하여, 복수의 상부 압하롤(5211a) 중 하나인 첫 번째 상부 압하롤의 도면 부호를 HR1, 복수의 하부 압하롤(5211b) 중 첫 번째 하부 압하롤의 도면부호를 LR1으로 설명한다.
하지만, 첫 번째 상부 압하롤(HR1)은 복수의 상부 압하롤(5211a) 중 하나이며, 첫 번째 하부 압하롤(LR1)은 복수의 상부 압하롤(5211a) 중 하나이다.
또한, 냉각대(5000) 중 첫 번째 상부 압하롤(HR1) 및 첫 번째 하부 압하롤(LR1)이 설치된 위치를 경압하 시작 지점(P1)이라 명명하고, 냉각대(5000) 중 마지막 상부 압하롤(5211a) 및 마지막 하부 압하롤(5211b)의 설치된 위치를 경압하 종료 지점(P2)이라 명명한다(도 9 참조).
구동부(5220)는 복수의 상부 압하롤(5211a)이 개별적 또는 독립적으로 구동되도록 연결된다. 이러한 구동부(5220)는 위치 검출부(4000)로부터 검출된 더미바 보다 구체적으로는 더미바(6000) 헤드부(6100)의 위치에 따라 복수의 상부 압하롤(5211a)을 개별적으로 구동시킨다.
실시예에 따른 구동부(5220)는 유압 실린더 타입이나, 이에 한정되지 않고, 상부 압하롤(5211a)을 승하강시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 수단이 사용되어도 무방하다.
경압하부(5200)는 응고 말기의 응고 수축을 보상하기 위해, 주편(S)을 경압하하는 수단으로, 주편(S)에 가해지는 압하력은 상부 압하롤(5211a)과 하부 압하롤(5211b) 간의 이격 간격 즉, 갭(gap)에 의해 결정된다. 그리고, 상부 압하롤(5211a)과 하부 압하롤(5211b) 간의 갭은 상부 압하롤(5211a)의 이동에 의해 조절된다.
이때, 경압하를 위해 하강된 상부 압하롤(5211a)과 하부 압하롤(5211b) 간의 갭은 상부 가이드롤(5111a)과 하부 가이드롤(5111b) 간의 갭에 비해 작다. 그리고, 주편(S)의 경압하를 위해 복수의 상부 압하롤(5211a)과 복수의 하부 압하롤(5211b) 간의 갭을 조절하는데 있어서, 경압하 시작 지점(P1)에서부터 경압하 종료 지점(P2)으로 갈수록 그 갭이 감소하도록 조절하는 것이 바람직하다.
더미바(6000)는 주조 개시 전에 주형(20)의 하측 개구를 폐쇄하고, 주조 개시 후에는 주편(S)이 연결된 상태로 인발되어 냉각대(5000)를 따라 이동한다. 즉, 더미바(6000)가 주형(20)의 하측 개구를 폐쇄하면, 주형(20)으로 용강을 주입한다. 이때, 주조 초기에 주형(20)으로 주입된 용강은 더미바(6000) 상에서 또는 더미바(6000)와 연결되도록 응고된다. 그리고, 더미바(6000)가 주형(20)으로부터 인발된 후, 냉각대(5000)를 따라 이동하는데, 초기 주편부가 더미바(6000)에 접촉 또는 연결된 상태로 인발 및 이동한다.
도 2를 참조하면, 더미바(6000)는, 주조 개시 전에 주형(20)을 폐쇄하도록 상기 주형(20) 내부로 삽입되며, 경압하 구간(SRS)을 통과할 때, 경압하부(5200)로부터 가해지는 압하력에 의해 주편(S)의 두께 방향으로 수축 또는 압축이 가능한 헤드부(6100) 및 헤드부(6100)로부터 일 방향으로 연장 형성된 몸체부(6200)를 포함한다.
여기서, 몸체부(6200)는 헤드부(6100)의 전단(6100a)으로부터 연장 형성된 메인 몸체(6210) 및 메인 몸체로부터 연장 형성된 테일(tail)부(6220)를 포함한다.
헤드부(6100), 메인 몸체(6210), 테일부(6220)는 상호 연결된 상태로 자유롭게 유동 가능하도록 링크식으로 연결될 수 있다. 그리고, 더미바(6000) 또는 주편(S)의 이동 방향으로 헤드부(6100) 및 테일부(6220)의 연장 길이는 메인 몸체(6200)의 10% 이하일 수 있다.
메인 몸체(6210)는 주조 방향으로 연속하여 나열 배치된 복수의 블록을 포함한다. 복수의 블록은 개별적으로 유동 가능하도록 핀 결합된 링크 구조일 수 있다.
테일부(6220)는 메인 몸체(6210)의 타단에 연결된 판 형상이며, 견인 장치(미도시)의 체결이 가능한 체결홈(6300h)이 마련되어 있다.
헤드부(6100)는 경압하부(5200)로부터 인가되는 압력에 의해 주편(S)의 두께 방향으로 수축 또는 압축 가능한 구조를 갖는다. 보다 구체적으로 헤드부(6100)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 경압하 구간(SRS)을 통과할 때, 경압하부(5200)의 상부 압하롤(5211a)로부터 가해지는 압하력에 의해 하부 압하롤(5211b) 방향으로 이동 가능한 제 1 바디(6110), 제 1 바디(6110)로부터 분리 배치된 제 2 바디(6120) 및 제 1 바디(6110)로 인가되는 압하력에 따라 제 1 바디(6110)의 이동이 가능하도록 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120)를 연결하고, 제 1 바디(6110)와 함께 이동이 가능하며, 결합 상태에 따라 경압하부(5200)로부터 가해지는 압하력에 따른 제 1 바디(6110)의 이동 저항성을 조절할 수 있는 이동부(6130)를 포함한다.
여기서, 제 1 바디(6110)는 상부 압하롤(5211a)로부터 가해지는 압하력에 의해 하부 압하롤(5211b) 또는 주편(S)의 하부면 방향으로 이동하므로, 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 제 1 바디(6110)가 상부 압하롤(5211a)로부터 가해지는 압하력에 의해 하부 압하롤(5211b) 또는 주편(S)의 하부면 방향으로 이동하는 것을 '하강 이동' 이라 설명한다.
먼저, 제 2 바디(6120)에 대해 설명한다.
도 5를 참조하면, 제 2 바디(6120)는 제 1 바디(6110)의 적어도 일부가 삽입 또는 하강 가능하도록 상측이 개구되어 있고, 상측에서부터 하측 방향으로 함몰된 형태의 내부 공간을 가진다. 여기서 제 2 바디(6120) 내에 마련된 내부 공간은 제 1 바디(6110)의 하부가 삽입된 상태로 이동되는 공간으로서, 이하에서는 이동 공간이라 명명한다. 그리고, 이하에서는 제 2 바디(6120)의 이동 공간을 둘러싸는 벽체 중, 이동 공간의 하측에 위치된 벽을 하부벽(6121), 이동 공간의 측 방향에 위치된 벽을 측벽(6122)이라 명명한다.
제 2 바디(6120) 중, 이동 공간을 둘러싸는 측벽(6122)에는 외측에서부터 이동 공간 방향으로 관통되며, 상하 방향으로 연장 형성된 홈(이하, 이동홈(6122h))이 마련된다. 이동홈(6122h)은 후술되는 이동부(6130)가 설치되는 홈이다.
제 1 바디(6110)는 제 2 바디(6120)의 상측에 위치되어, 상부 압하롤(5211a)로부터 가해지는 압하력에 의해 제 2 바디(6120)의 이동 공간을 향해 하강 이동이 가능하다.
실시예에 따른 제 1 바디(6110)는 제 2 바디(6120)의 이동 공간의 폭(W1)에 비해 긴 폭(W2)을 가지도록 연장 형성된 제 1 몸체(6111) 및 제 1 몸체(6111)로부터 하부로 연장 형성되며, 제 2 바디(6120)의 이동 공간으로 삽입 또는 수용 가능하도록 제 1 몸체(6111)의 폭(W2) 및 이동 공간의 폭(W1)에 비해 작은 폭(W3)을 가지는 제 2 몸체(6112)를 포함할 수 있다.
제 1 바디(6110)의 형상은 상술한 예에 한정되지 않고, 적어도 일부가 제 2 바디(6120)의 이동 공간으로 삽입되어 하강할 수 있는 다양한 형태로 변경 가능하다.
이동부(6130)는 제 1 바디(6110)로부터 제 2 바디(6120)가 또는 제 2 바디(6120)로부터 제 1 바디(6110)가 이탈되지 않도록 상기 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120)를 상호 연결하면서, 제 1 바디(6110)로 가해지는 압하력에 의해 제 1 바디(6110)와 함께 하강 가능하도록 구성된다.
실시예에 따른 이동부(6130)는, 제 2 바디(6120)의 측벽(6122)을 외측에서 내측으로 관통하도록, 상기 제 2 바디(6120)에 마련된 이동홈(6122h)을 통과하게 설치되며, 제 2 바디(6120) 내부로 삽입된 끝단이 제 1 바디(6110)에 연결된 이동 부재(6131) 및 이동 부재(6131)를 고정할 수 있는 수단으로서, 제 2 바디(6120)의 내측으로 삽입된 이동 부재(6131)가 관통되게 체결되고, 제 2 바디(6120)의 내측면을 향하는 일면이 상기 제 2 바디(6120)의 내측면과 밀착 가능한 체결 부재(6132)를 포함한다.
상술한 바와 같은 이동부(6130)는 체결 부재(6132)를 이용한 체결 정도에 따라, 경압하부(5200)로부터 가해지는 압하력에 따른 제 1 바디(6110)의 이동 저항성을 조절할 수 있다. 예컨대, 이동 부재(6131)는 외주면에 나사산이 형성된 볼트일 수 있으며, 체결 부재(6132)는 내주면에 나사산이 형성된 너트일 수 있다.
이때, 너트인 체결 부재(6132)의 조임 정도에 따라, 체결 부재(6132)와 제 2 바디(6120)의 내측면 간의 밀착력 및 마찰력이 달라진다. 즉, 체결 부재(6132)와 제 2 바디(6120)의 내측면 간의 밀착력이 강할수록 마찰력이 증가한다. 이에, 상부 압하롤(5211a)로부터 헤드부(6100)에 압하력이 가해졌을 때, 제 1 바디(6110)가 하강 이동하려는 힘에 대한 저항성이 세진다. 반대로, 체결 부재(6132)와 제 2 바디(6120)의 내측면 간의 밀착력이 약할수록 마찰력이 감소한다. 이에, 상부 압하롤(5211a)로부터 헤드부에 압하력이 가해졌을 때, 제 1 바디(6110)가 하강 이동하려는 힘에 대한 저항성이 약해진다.
따라서, 체결 부재(6132)와 제 2 바디(6120)의 내측면 간의 밀착력을 조절함으로써, 제 1 바디(6110)로 가해지는 압하력에 따라 제 1 바디(6110)의 하강 이동 저항성을 조절할 수 있다. 다른 말로 하면, 제 1 바디(6110)로 압하력이 가해지더라도, 제 1 바디(6110)가 하강하지 않거나, 주편(S)의 경압하를 위한 압하력에 비해 작은 압하력이 가해졌거나, 외부로부터 작은 충격이 가해졌을 때, 제 1 바디(6110)가 하강되는 문제를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 이동부는 복수개로 마련될 수 있으며, 제 2 바디의 측벽 상에서 주편(S)의 길이 방향으로 나열 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예에 따른 헤드부(6100)는 경압하부(5200)로부터 인가되는 압력에 의해 압축 가능하다. 이를 위해, 헤드부(6100)로 압하력이 가해지기 전에는 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120)가 소정 간격으로 이격되어 있다. 보다 구체적으로, 제 1 바디(6110)의 하부면과 제 2 바디(6120)의 하부면이 상호 이격된 상태를 유지하고 있다.
이하에서는 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120)가 상호 이격되어 있을 때, 그 사이의 공간을 공공부(6110h)라 명명한다. 여기서, 공공부(6110h)는 제 2 바디(6120)에 마련된 이동 공간의 일부이다.
헤드부(6100)로 압하력이 가해지기 전에 공공부(6110h)가 일정 높이를 유지하고 있는 것은, 제 1 바디(6110)가 이동부(6130)에 의해 이동 저항성을 갖기 때문이다.
여기서, 헤드부(6100)에 압하력이 가해지기 전에 또는 제 1 바디(6110)가 하강되기 전에 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120) 간의 이격 거리 즉, 공공부(6110h)의 높이는 헤드부(6100)의 전체 높이의 4 내지 12%인 것이 바람직하다.
그리고, 상부 압하롤(5211a)의 하강에 의해 제 1 바디(6110)에 압하력이 가해지면, 제 2 바디(6120)는 고정되어 있고, 제 1 바디(6110)가 하측으로 이동함으로써, 헤드부(6100)가 전체적으로 압축된다. 즉, 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120) 사이의 이격 거리 즉, 공공부(6110h)의 높이가 줄어들거나, 제 1 바디(6110)의 하부면과 제 2 바디(6120)의 상부면이 상호 접촉되어 공공부(6110h)가 없어진다(도 5(b) 및 도 6(b) 참조).
한편, 헤드부(6100)에 압하력이 가해지기 전에 또는 제 1 바디(6110)가 하강되기 전에 공공부(6110h)의 높이가 4% 미만인 경우, 경압하부(5200)로부터 가해지는 압하력 대비 제 1 바디(6110)가 하강할 수 있는 거리가 작아, 경압하부(5200) 또는 주조 설비에 부하가 발생될 수 있다.
반대로, 헤드부(6100)에 압하력이 가해지기 전에, 또는 제 1 바디(6110)가 하강되기 전에 공공부(6110h)의 높이가 12%를 초과하는 것은, 경압하부(5200)로부터 가해지는 압하력 대비 필요 이상으로 또는 불필요하게 크게 하는 것일 수 있다.
따라서, 헤드부(6100)로 압하력이 가해지기 전에, 또는 제 1 바디(6110)가 하강되기 전에 공공부(6110h)의 높이가 헤드부(6100)의 전체 높이의 4 내지 12%가 되도록 한다. 이는, 제 1 바디(6110)의 하부가 제 2 바디(6120) 내로 삽입되도록 설치할 때, 이동부(6130)의 체결 부재(6132)와 제 2 바디(6120) 간의 밀착력을 조절함으로써, 제어 가능하다.
상기에서는 체결 부재(6132)가 제 2 바디(6120)의 내측에 위치하여, 일면이 상기 제 2 바디(6120)의 일면과 밀착되도록 설치되는 것을 설명하였다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 체결 부재(6132)는 제 2 바디(6120)와의 밀착력을 조절할수 있는 어떠한 위치에 조절되어도 무방하며, 예컨대 체결 부재(6132)가 제 2 바디(6120)의 외측에 위치하도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 헤드부(6100)는 압하력이 가해지면 그 압하력에 대응하여 압축이 가능하다. 즉, 경압하부(5200)로부터 헤드부(6100)로 가해지는 압하력은 헤드부(6100)를 압축시키는데 소모되고, 종래와 같이 역으로 다시 경압하부(5200) 또는 주조 설비로 되돌아 오지 않는다. 이에, 헤드부(6100) 자체에 경압하부(5200)의 압하력이 가해지더라도, 경압하부(5200) 또는 주조 설비의 고장 또는 부하를 방지할 수 있다. 따라서, 헤드부(6100)가 경압하 구간(SRS)에 위치하고 있을 때, 경압하부(5200)를 주편(S)의 경압하를 위한 경압하력으로 압하시킬 수 있다.
다른 말로 하면, 헤드부(6100) 및 이에 연결된 초기 주편부가 경압하 구간에 진입하였을 때, 헤드부(6100)에 연결된 초기 주편부와 대응 위치하는 상부 압하롤(5211a)을 하강시켜, 상기 초기 주편부를 경압하시킬 수 있다.
이에, 헤드부(6100)와 연결된 초기 주편부를 충분이 경압하시킬 수 있어, 초기 주편부의 중심 편석 및 기공 발생을 억제할 수 있다.
주편 주조가 종료되면, 더미바(6000)의 헤드부(6100)를 분리하여, 제 1 바디(6110)를 원래 상태, 즉, 압축되기 전 상태로 복귀시킨다.
도 7은 실시예의 제 1 변형예에 따른 헤드부를 도시한 도면이다
상기에서는 헤드부(6100)가, 제 1 바디(6110), 제 2 바디(6120) 및 이동부(6130)로 구성되는 것을 설명하였다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 7에 도시된 실시예에 따른 제 1 변형예와 같이, 헤드부(6100)는 이동부(6130)의 하측에 위치하도록 이동홈(6122h) 내부에 삽입된 탄성 부재(6140)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 탄성 부재(6140)는 이동 부재(6131)의 하측에 위치하도록 이동홈(6122h) 내부에서 설치된다.
이때, 상부 압하롤(5211a)로부터 가해지는 압하력에 따른 제 1 바디(6110)의 이동 저항성이 목표하는 수준이 되도록 탄성 부재(6140)를 마련한다. 즉, 탄성 부재(6140)의 종류, 재질, 구조 등을 변경하여, 원하는 탄성력을 가지는 탄성 부재(6140)를 마련하고, 이를 이동홈(6122h) 내부에 설치한다.
그리고, 탄성 부재(6140)는 제 1 바디(6110)로 압하력이 가해지지 않았을 때, 즉 압축되지 않았을 때, 그 상부면이 이동 부재(6131)와 접하여, 상기 이동 부재를 지지할 수 있도록 하는 높이를 가진다.
이에, 탄성 부재(6140)는 제 1 바디(6110)로 압하력이 가해지지 않았을 때, 이동 부재(6131)가 하측으로 이동하지 않도록 지지하는 스토퍼 역할을 하면서, 그 탄성력에 의해 이동부 및 제 1 바디(6110)의 이동 저항성을 조절하는 역할을 한다.
그리고, 이때 이동부(6130)는 체결 부재(6132)가 생략되고, 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120)를 연결하는 이동 부재(6131) 만을 구비할 수도 있다. 여기서 이동 부재(6131)는 상술한 바와 같이 제 1 바디(6110)와 제 2 바디(6120)를 연결하는 기능을 하면서 제 1 바디(6110)의 하강 이동과 함께 하강 이동한다. 그리고 상술한 바와 같이 탄성 부재(6140)의 탄성력에 의해 제 1 바디(6110)의 이동 저항성을 조절된다.
이러한 경우, 헤드부(6100)가 경압하 구간을 빠져 나갔을 때 탄성 부재(6140)의 복원력에 의해 제 1 바디(6110)가 본래 위치로 상승될 수 있다.
도 8은 실시예의 제 2 변형예에 따른 헤드부를 도시한 도면이다.
상술한 제 1 변형예에서는 탄성 부재(6140)가 이동 부재(6131)의 하측에 위치하도록 이동홈(6122h)의 하측에 마련되는 것을 설명하였다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 8에 도시된 제 2 변형예와 같이, 제 1 바디(6110)의 하측에 위치하도록 제 2 바디(6120)의 이동 공간에 탄성 부재(6140)가 설치될 수 있다. 이때, 탄성 부재(6140)의 일단은 제 1 바디(6110)에 고정되고, 타단은 제 2 바디(6120)와 고정된다.
여기서, 탄성 부재(6140)는 제 1 바디(6110)로 압하력이 가해지지 않았을 때, 제 1 바디(6110)가 하측으로 이동하지 않도록 지지하는 스토퍼 역할을 하면서, 그 탄성력에 의해 이동부(6130) 및 제 1 바디(6110)의 이동 저항성을 조절하는 역할을 한다.
이러한 경우, 헤드부(6100)가 경압하 구간을 빠져 나갔을 때 탄성 부재(6140)의 복원력에 의해 제 1 바디(6110)가 본래 위치로 상승될 수 있다.
제 1 및 제 2 변형예에 따른 탄성 부재(6140)는 탄성력을 가지는 재료로 이루어진 블록 예컨대 고무이거나, 스프링일 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 6과, 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 더미바 적용 시에, 경압하부의 동작 및 경압하 방법을 설명한다.
도 9(a) 내지 도 9(d)는 본 발명의 실시예에 따른 더미바의 헤드부의 이동에 따른 경압하부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
주조 개시 전에 더미바(6000)를 주형(20)의 상측 개구를 통해 주형(20) 내부로 삽입시키고, 헤드부(6100)를 이용하여 주형(20) 하측 개구를 폐쇄한다. 이때, 더미바(6000)의 메인 몸체(6210) 및 테일부(6220)는 주형(20)의 하측에 위치될 수 있다.
이후, 주형(20)으로 용강을 주입시켜, 주형(20) 내부에서 용강을 1차 응고시킨다. 이때, 주조 초기에 주형(20)으로 주입된 용강은 더미바(6000)의 헤드부(6100) 상에서 응고되며, 이에 초기 주편부가 헤드부(6100)에 접촉 및 연결된다.
다음으로, 더미바(6000)를 냉각대(5000)의 연장 방향으로 이동시켜, 초기 주편부가 연결된 헤드부(6100)를 주형(20)으로부터 인발시킨다. 더미바(6000)의 이동에 의해 주형(20)으로부터 인발된 주편(S)은 복수의 가이드롤(5110)을 따라 이동하면서 응고된다.
이후, 더미바(6000)의 헤드부(6100)가 경압하 구간(SRS)으로 진입되면, 구동부(5220)는 주편(S)의 경압하를 위한 갭이 되도록 상부 압하롤(5211a)을 하강시킨다.
즉, 도 9(a)와 같이 헤드부(6100)가 경압하 구간(SRS)에 아직 도달하지 못하고, 그 이전 지점에 있을 때에는 상부 압하롤(5211a)을 하강시키지 않는다. 이후, 도 9(b)와 같이, 헤드부(6100)가 경압하 구간으로 진입되면 경압하부(5200)를 동작시킨다. 보다 구체적으로, 헤드부(6100) 중, 초기 주편부와 직접 접촉 또는 연결되는 헤드부(6100)의 후단(6100b)이 경압하 시작 지점(P1)에 도달하였을 때, 상부 압하롤(5211a)을 하강시킨다.
더미바(6000)가 이동하는 방향의 영역을 전방, 이미 이동하여 통과된 영역을 후방이라 한다. 이에, 더미바(6000)의 이동 방향에 있어서 헤드부(6100)의 양 끝단 중 전방을 향하는 끝단을 전단(6100a), 후방을 향하는 끝단을 후단(6100b)이라 한다.
이때, 복수의 상부 압하롤(5211a) 중, 헤드부(6100)의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤(5211a)을 하강시킨다. 즉, 헤드부(6100)의 후단(6100b)이 경압하 시작 지점에 도달되었을 때, 적어도 첫 번째 상부 압하롤(HR1)을 하강시킨다. 헤드부(6100)의 후단(6100b)이 경압하 시작 지점(P1)에 도달되었을 때, 헤드부(6100)의 상측에 첫 번째 상부 압하롤(HR1)을 포함한 복수의 상부 압하롤(5211a)이 위치되는 경우, 이들 모두를 하강시킨다.
여기서, 헤드부(6100)의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤(5211a)을 하강시킨다는 것은, 복수의 상부 압하롤(5211a) 중, 헤드부(6100)의 바로 상측에 위치하는 상부 압하롤(5211a)를 하강시킨다는 의미이다.
이후, 더미바(6000)가 더 이동하면, 도 9(c) 및 도 9(d)와 같이, 주편(S)이 경압하 구간(SRS)으로 진입된다. 그리고, 더미바(6000)의 연속 이동에 의해 헤드부(6100)의 위치가 실시간으로 가변된다.
이때, 헤드부(6100)의 위치 변화에 따라, 상기 헤드부(6100)의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤(5211a)을 하강시킨다. 그리고, 헤드부(6100)가 통과한 또는 지나간 위치에 있는 상부 압하롤(5211a)은 헤드부(6100)가 지나가더라도 다시 상승하지 않고, 하강된 상태를 유지시킨다.
다른 말로 하면, 경압하 시작 지점(P1)에 위치된 상부 압하롤(5211a)에서부터 현 시점에 헤드부(6100)의 상측에 위치된 상부 압하롤(5211a)까지 하강된 상태가 된다. 그리고, 헤드부(6100)의 전방에 위치된 상부 압하롤(5211a)은 아직 하강되기 전이다.
이러한 동작에 의해, 경압하 구간(SRS)에 위치된 복수의 상부 압하롤(5211a)이 순차적으로 압하된다. 이에, 도 9(d)와 같이, 헤드부(6100)가 경압하 종료 지점(P2) 밖으로 벗어났을 때, 경압하 구간(SRS)에 위치된 복수의 상부 압하롤(5211a) 모두가 하강된 상태가 된다.
그리고, 헤드부(6100)가 경압하 종료 지점(P2)을 벗어나더라도, 복수의 상부 압하롤(5211a)은 하강된 상태를 유지하며, 경압하 구간(SRS)으로 주편(S)이 연속으로 진입되어 경압하 된다.
도 10(a) 내지 도 10(c)는 실시예의 제 3 변형예에 따른 경압하부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
상기에서는 헤드부(6100)의 후단이 경압하 시작 지점(P1)에 도달하였을 때, 상기 헤드부(6100)와 대응 위치하는 상부 압하롤(5211a)을 하강시켰다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 도 10에 도시된 제 3 변형예와 같이, 헤드부(6100)가 경압하 시작 지점(P1)을 통과하여, 상기 경압하 시작 지점(P1)과 경압하 종료 지점(P2) 사이에 위치될 때(도 10(c) 참조), 헤드부(6100)의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤(5211a) 및 헤드부(6100)의 후방에 위치된 상부 압하롤(5211a)을 하강시켜 경압하를 시작할 수 있다.
이렇게, 경압하 시작 지점(P1)을 통과하여 상부 압하롤을 하강시키더라도, 경압하 시작 지점(P1)과 경압하 종료 지점(P2) 사이에 헤드부(6100)가 위치될 때, 상부 압하롤(5211a)을 하강시키기 때문에, 헤드부(6100)가 경압하 종료 지점(P2)을 벗어났을 때 상부 압하롤(5211a)을 하강시키는 종래에 비해 초기 주편부를 압하시키는 시점을 앞당길 수 있다.
한편, 종래에는 도 11에 도시된 바와 같이, 헤드부(610)가 경압하 구간(SRS)에 진입했더라도(도 11(a)), 상부 압하롤(5211a)을 하강시키지 않았다. 보다 구체적으로 헤드부(610) 및 상기 헤드부(610)에 연결된 초기 주편부가 경압하 구간(SRS)으로 진입했더라도, 상부 압하롤(5211a)을 하강시키지 않거나, 상부 압하롤(5211a)과 하부 압하롤(5211b) 간의 갭이 주편(S)의 경압하를 위한 갭이 되도록 상부 압하롤(5211a)을 하강시키지 않았다.
그리고, 도 11(b)와 같이 헤드부(610)가 완전히 경압하 구간(SRS)을 벗어났을 때, 복수의 상부 압하롤(5211a)을 하강시켜, 주편(S)의 경압하를 위한 갭이 되도록 조절하였다. 다른 말로 하면, 헤드부(610)의 후단(610b)이 경압하 종료 지점(P2) 밖으로 벗어났을 때, 경압하 구간(SRS)의 복수의 상부 압하롤(5211a)을 하강시켜 경압하를 시작하였다.
이는, 더미바(600)가 경압하 구간을 통과하고 있을 때, 경압하부(5200)의 압하력이 더미바(600)로 가해지면, 더미바(600)가 이를 흡수하지 못하기 때문에, 역으로 경압하부(5200) 또는 주조 설비에 부하가 일어나, 안전 사고가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 종래에는 상술한 바와 같이, 더미바(600)의 헤드부(610)까지 경압하 구간(SRS)을 완전이 빠져나가면 주편(S)을 경압하시켰다.
그런데, 이렇게 되면 헤드부(610)에 연결된 초기 주편부에 대한 압하가 부족하게 되는 문제가 있다. 이는, 헤드부(610)가 경압하 구간(SRS)을 벗아나야만 경압하를 실시하기 때문에, 헤드부(610)에 연결된 초기 주편부가 경압하 구간(SRS)을 통과하고 있더라도, 헤드부(610)가 경압하 구간(SRS)을 통과하지 못했다면, 경압하가 실시되지 않기 때문이다. 따라서, 헤드부(610)에 연결된 초기 주편부에 대한 경압하가 부족하여, 중심 편석 및 기공이 제거되지 않거나 부족하여, 초기 주편부의 품질이 저하되는 문제가 있다.
하지만, 본 발명의 실시예들에서는 상술한 바와 같이, 더미바(6000)의 헤드부(6100)가 경압하 구간(SRS)에 진입하면, 주편(S)을 경압하시키는 압력이 헤드부(6100)에 가해지도록 헤드부(6100)와 대응 위치하는 상부 압하롤(5211a)을 하강시킨다. 그리고, 헤드부(6100)의 이동에 따라, 현 시점에 헤드부(6100)의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤(5211a)과, 현 시점의 헤드부(6100)의 이전 영역에 대응 위치하는 상부 압하롤(5211a)이 하강된 상태가 된다. 이에, 경압하 구간(SRS)을 통과하는 동안, 주편(S)의 경압하력이 헤드부(6100)로 인가되고, 헤드부(6100)에 연결된 초기 주편부는 경압하 시작 지점(P1)으로부터 경압하 종료 지점(P2)에 도달할 때까지 연속하여 경압하력이 인가된다.
따라서, 초기 주편부를 충분히 경압하시킬 수 있어, 중심 편석 및 기공 발생을 억제 또는 방지할 수 있으며, 이로 인해 초기 주편부의 품질을 종래에 비해 향상시킬 수 있다. 또한, 절단해야 하는 초기 주편부의 길이를 줄일 수 있는 효과가 있다.
5200: 경압하부 5210: 압하롤
5211a: 상부 압하롤 5211b: 하부 압하롤
6100: 헤드부 6100: 제 1 바디
6120: 제 2 바디 6100a, 610a: 전단
6100b, 610b: 후단 6130: 이동부
6131: 이동 부재 6122h: 이동홈
6140: 탄성 부재 6200, 620: 몸체부
6210, 621 : 메인 몸체 6220, 622 : 테일부

Claims (17)

  1. 주형으로부터 주편을 인발하고, 주조 방향으로 상기 주편을 이동시키는 더미바로서,
    상기 주형 내부로 삽입 가능하며, 외부에서 가해지는 압하력에 의해 상기 주편의 두께 방향으로 일부가 이동하여 압축이 가능한 헤드부; 및
    상기 헤드부로부터 연장 형성된 몸체부;
    를 포함하는 더미바.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤드부는, 상기 주편의 두께 방향으로 나열 배치되며, 상호 연결된 제 1 바디 및 제 2 바디를 포함하며,
    상기 제 1 바디는, 상기 제 1 바디의 외측에서 가해지는 힘에 의해 상기 제 2 바디 방향으로 이동 가능한 더미바.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 바디에는 적어도 상기 제 1 바디의 일부가 수용되고, 상기 제 1 바디가 위치된 방향이 개구되어 있는 이동 공간이 마련되어 있으며,
    상기 제 1 바디의 적어도 일부는 상기 이동 공간으로 삽입 가능한 더미바.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이동 공간을 둘러싸는 상기 제 2 바디의 측벽을 관통하도록 설치되고, 상기 제 2 바디 내부로 삽입된 끝단이 상기 제 1 바디와 연결되며, 상기 제 1 바디와 함께 이동 가능한 이동부를 포함하는 더미바.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 바디의 측벽에는 상기 이동부가 관통될 수 있도록, 상기 측벽의 외측에서 내측 방향으로 형성된 이동홈이 마련되고,
    상기 이동홈은 상기 측벽 상에서 상기 제 1 바디의 이동 방향으로 연장 형성된 더미바.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이동부는,
    상기 제 2 바디의 이동홈을 관통하도록 설치되고, 상기 제 2 바디 내부로 삽입된 끝단이 상기 제 1 바디와 연결된 이동 부재; 및
    상기 제 2 바디의 내부에 위치되며, 상기 이동 부재가 관통되도록 설치된 중공형으로, 상기 제 2 바디의 내측면과의 밀착력을 조절할 수 있는 체결 부재;
    를 포함하는 더미바.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 이동부는 상기 제 2 바디의 이동홈을 관통하도록 설치되고, 상기 제 2 바디 내부로 삽입된 끝단이 상기 제 1 바디와 연결된 이동 부재를 포함하고,
    상기 이동 부재의 하측에 위치하도록 상기 이동홈의 내측에 설치되며, 탄성력을 가지는 탄성 부재를 포함하는 더미바.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 바디의 내부에서 상기 제 1 바디와 제 2 바디 사이를 연결하도록 설치되어, 상기 제 1 바디의 이동과 함께 신장 및 수축이 가능한 탄성 부재를 포함하는 더미바.
  9. 주형으로부터 더미바의 헤드부 및 상기 헤드부에 연결된 주편을 인발하는 과정;
    상기 주형의 하측에서 상기 더미바를 연속으로 이동시켜, 상기 주형으로부터 인발된 주편을 응고시키는 과정; 및
    상기 주형 하측에 마련된 경압하 구간으로 진입된 주편을 경압하시키는 과정;
    을 포함하고,
    상기 주편을 경압하시키는 과정에 있어서,
    상기 헤드부가 상기 경압하 구간으로 진입되면, 상기 복수의 상부 압하롤 중, 상기 헤드부의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤 및 상기 경압하 구간에서 상기 헤드부의 후방에 위치된 상부 압하롤을 하강시키는 과정을 포함하는 주조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 헤드부의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤 및 상기 경압하 구간에서 상기 헤드부의 후방에 위치된 상부 압하롤을 하강시키는데 있어서,
    상기 경압하 구간으로 진입된 헤드부 만을 경압하시키거나, 상기 경압하 구간으로 진입된 헤드부와, 상기 경압하 구간으로 진입되어 상기 헤드부의 후방에 위치된 주편을 함께 압하시키는 주조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 경압하 구간은, 상기 복수의 상부 압하롤 중, 첫 번째 상부 압하롤이 위치된 지점으로부터 마지막 상부 압하롤이 위치된 지점까지이고,
    상기 첫 번째 상부 압하롤의 위치가 경압하 시작 지점이며,
    상기 주편과 연결되는 상기 헤드부의 후단이 상기 경압하 시작 지점에 도달하면, 상기 헤드부의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤을 하강시키는 과정을 포함하는 주조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 경압하 구간은, 상기 복수의 상부 압하롤 중, 첫 번째 상부 압하롤이 위치된 지점으로부터 마지막 상부 압하롤이 위치된 지점까지이고,
    상기 첫 번째 상부 압하롤의 위치가 경압하 시작 지점이며,
    상기 마지막 상부 압하롤의 위치가 경압하 종료 지점이고,
    상기 헤드부의 후단이 상기 경압하 시작 지점을 지나 상기 경압하 시작 지점과 경압하 종료 지점 사이에 위치되었을 때, 상기 헤드부의 상측에 대응 위치된 상부 압하롤을 하강시키는 과정을 포함하는 주조 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 경압하 구간 중 상기 헤드부가 통과하여, 현 시점의 헤드부 위치의 후방에 위치된 상부 압하롤은 이전 시점에서 하강된 상태를 유지하고 있는 주조 방법.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드부의 상측에 대응 위치하는 상부 압하롤을 하강시키는데 있어서,
    상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해, 상기 헤드부의 일부를 상기 주편 두께 방향으로 이동시켜 압축시키는 주조 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 헤드부는 상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해 이동 가능한 제 1 바디 및 적어도 상기 제 1 바디의 일부가 수용될 수 있는 이동 공간이 마련되어 있고, 상기 제 1 바디가 위치된 방향이 개구되어 있는 제 2 바디를 포함하며,
    상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해, 상기 제 1 바디가 상기 제 2 바디의 이동 공간을 축소하도록 압축하는 주조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    주조를 시작하기 전에, 상기 이동 공간을 둘러싸는 상기 제 2 바디의 측벽을 관통하여 끝단이 상기 제 1 바디에 연결되도록 이동부를 체결하는 과정; 및
    상기 이동부와 상기 제 2 바디 간의 밀착력을 조절하여, 상기 제 1 바디의 이동 저항성을 조절하는 과정;
    을 포함하는 주조 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    주조가 종료된 후, 상기 상부 압하롤로부터 가해지는 압하력에 의해 제 2 바디 방향으로 이동되어진 상기 제 1 바디를 압하 전 상태로 복귀시키는 과정을 포함하는 주조 방법.
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