KR100490985B1 - Funnel Type Copper Plate For Continuous Casting Mold - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연속주조기에 사용되는 깔대기형 주형동판에 관한 것으로써, 깔대기형 주형을 가진 연속주조 공정에서 동판슬롯의 위치를 적절히 조절하므로써, 주형동판의 크랙 발생이 방지될 수 있는 연속주조용 깔대기형 주형동판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.The present invention relates to a funnel-type mold copper plate used in a continuous casting machine, by continuously adjusting the position of the copper plate slot in the continuous casting process having a funnel-type mold, funnel for continuous casting that can prevent cracking of the mold copper plate It is to provide a mold copper plate, which has a purpose.
본 발명은 주조시 용강과 접촉되는 면을 갖고, 이 용강접촉면이 평행부와 깔대기부를 포함하고, 이 깔대기부는 용강의 열이 전달되는 쪽으로 보아 오목부와 볼록부를 갖고, 그리고 냉각공 및 냉각슬롯이 형성되어 있는 연속주조용 깔대기형 주형동판에 있어서,The present invention has a surface which is in contact with the molten steel during casting, the molten steel contact surface comprises a parallel portion and a funnel, the funnel has a concave and convex in the heat transfer direction of the molten steel, and the cooling hole and the cooling slot In the formed continuous funnel-type mold copper plate,
상기 깔대기부의 볼록부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 The distance between the molten steel contact surface at the convex portion of the funnel and the tip of the cooling slot
상기 평행부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리보다 짧고; 그리고 상기 깔대기부의 오목부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 상기 평행부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리보다 긴 연속주조용 깔대기형 주형동판을 그 요지로 한다.Shorter than the distance between the molten steel contact surface and the tip of the cooling slot in the parallel portion; The gist of the funnel-type cast copper plate for continuous casting is longer than the distance between the molten steel contact surface and the tip of the cooling slot in the concave portion of the funnel.
Description
본 발명은 연속주조기에 사용되는 깔대기형 주형동판에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 크랙 발생이 방지될 수 있는 연속주조용 깔대기형 주형동판에 관한 것이다.The present invention relates to a funnel-type mold copper plate used in a continuous casting machine, and more particularly, to a funnel-type mold copper plate for continuous casting that can prevent cracking.
연속주조공정은 도 1에 나타난 바와 같이 용강(2)이 턴디쉬(1)로부터 침지노즐(3)을 통해 주형으로 유입되면 주형(4)에서 초기응고층이 형성되면서 응고가 시작되며 주형을 빠져나온 응고층(6)은 2차냉각대에서 분사노즐(7)을 통해 분사되는 냉각수에 의해 냉각되어 일정한 형상의 슬래브가 만들어진다. 도 1에서 미설명부호 5는 탕면을 나타낸다.In the continuous casting process, as shown in FIG. 1, when the molten steel 2 flows into the mold from the tundish 1 through the immersion nozzle 3, the solidification begins as the initial solidification layer is formed in the mold 4, and the mold is removed. The solidified layer 6 is cooled by the coolant injected through the injection nozzle 7 in the secondary cooling zone to form a slab of a predetermined shape. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a water level.
도 2에는 주형의 주조방향에 대한 단면이 나타나 있다.2 shows a cross section of the casting direction of the mold.
도 2에 나타난 바와 같이, 주형(4)은 주형동판(8), 뒷판(13), 워터자켓(10)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the mold 4 includes a mold copper plate 8, a back plate 13, and a water jacket 10.
상기 주형(4)으로 유입된 용강은 주형동판(8)의 냉각에 의해 응고가 진행되는데, 주형과 용강의 직접접촉에 의해 용강이 주형동판에 붙는 것을 방지하기 위해 주형용제를 사용하게 된다. The molten steel introduced into the mold 4 is solidified by cooling the mold copper plate 8, and a mold solvent is used to prevent the molten steel from sticking to the mold copper plate by direct contact between the mold and the molten steel.
상기 주형동판(8)의 냉각은 주형동판(8)의 워터자켓(10)쪽에서 냉각슬롯(9)을 가공하고 뒷판(13)을 대어서 일정한 형상을 가진 냉각슬롯(9)을 만들어 주고 워터자켓(10)을 통하여 냉각수를 공급하게 된다. The cooling of the mold copper plate 8 processes the cooling slot 9 on the water jacket 10 side of the mold copper plate 8 and makes the cooling slot 9 having a constant shape by applying the back plate 13 to the water jacket ( Cooling water is supplied through 10).
주조시 열에 의한 주형동판(8)의 변형을 방지하기 위하여 주형동판(8)과 워터자켓(10)은 텐션볼트(11)를 이용하여 결합되어 있다. In order to prevent deformation of the mold copper plate 8 due to heat during casting, the mold copper plate 8 and the water jacket 10 are coupled using a tension bolt 11.
상기 주형(4)과 응고층(8)의 마찰에 의해 주형동판(8)이 마모될 경우 동판 표면을 개삭하여 사용한다. 주형동판(8)의 재질로는 용강으로부터의 열을 잘 전달하기 위하여 구리합금을 사용하는데, 탕면에서 용강으로부터 열유속이 많기 때문에 주형동판 자체의 크랙이 주조방향으로 발생하여 개삭깊이를 깊게 하여 주형동판의 수명을 짧게하는 원인이 되며 주형과 응고층 사이의 열전달이 불균일하게 되어 응고층에 면세로크랙등의 결함을 유발하게 될 뿐만아니라 주형동판의 크랙이 전파되어 냉각슬롯과 연결되는 경우 용강과 냉각수가 접촉하여 대형사고가 발생하게 된다. When the mold copper plate 8 is worn out by the friction between the mold 4 and the solidification layer 8, the surface of the copper plate is cut and used. Copper alloy is used to transfer heat from the molten steel as the material of the mold copper plate 8, but since the heat flux is high from the molten steel at the hot water surface, cracks of the mold copper plate itself are generated in the casting direction, so that the depth of the mold copper plate is deepened. This causes shortening of the life span of the mold and causes uneven heat transfer between the mold and the solidification layer, causing defects such as duty free cracks in the solidification layer, as well as the propagation of cracks in the mold copper plate and connection with the cooling slot. Will cause a large accident.
이러한 주형동판의 크랙을 방지하기 위하여 평행한 주형을 가진 보통의 연주기에서는 여러가지 방법이 고안되었다. In order to prevent cracking of the mold copper plate, various methods have been devised in ordinary players having parallel molds.
예를 들면, 탕면근처에서 주형동판의 온도를 하강하여 동판이 연화되는 것을 방지하기 위한 방법으로 용강과 접촉하는 주형동판에 구리나 구리합금을 용접하여 주형동판이 마모되거나 크랙이 발생하였을 경우 용접부분을 제거하여 다시 용접하여 주형동판을 재사용하므로써 주형동판의 수명을 연장하거나(USP5513691), 순수 구리를 0.2mm 이내로 도금하여 동판의 온도를 하강하여 동판 크랙을 줄이는 방법(USP5172749), 탕면부근에 절연물질을 삽입하여 주형동판의 온도를 낮추는 방법((USP4549599), 주형상부는 냉각슬롯을 많게 하고 하부는 작게하므로써 주형동판의 온도를 줄이는 방법(JP95-124711), 도금을 하여 내마모성을 증가시키고 동판의 온도를 낮추는 방법(JP98-230348, JP97-314288)등 많은 방법이 제시되고 있다. For example, in order to prevent the softening of the copper plate by lowering the temperature of the mold copper plate near the water surface, welding the copper or copper alloy to the mold copper plate in contact with the molten steel to wear or crack the welded copper plate. Method to extend the life of mold copper plate by reusing mold copper plate by re-welding (USP5513691), or to reduce copper plate crack by lowering copper temperature by plating pure copper within 0.2mm (USP5172749), insulation material near the surface To reduce the temperature of the mold copper plate (USP4549599), to reduce the temperature of the mold copper plate by increasing the cooling slots and to lower the mold part (JP95-124711), to increase wear resistance by plating and to increase the temperature of the copper plate. Many methods have been proposed, including methods for lowering (JP98-230348, JP97-314288).
그러나, 이러한 동판크랙 방지 방법은 평행주형에 있어서 동판의 온도를 하강시키는 방법으로 주형동판의 크랙에 직접적으로 영향을 미치는 각 부위의 온도 구배에 의해 발생하는 열응력의 관점에서는 접근하고 있지 못하다.However, such a method of preventing copper plate cracks is a method of lowering the temperature of the copper plate in a parallel mold, and is not approached from the viewpoint of thermal stress generated by the temperature gradient of each part that directly affects the crack of the mold copper plate.
최근에는 압연부하를 작게 하고 투자비를 절감하기 위하여 연속주조공정에서 두께가 얇은 슬래브를 생산하는 박슬래브 공정이 채택되고 있다. Recently, in order to reduce the rolling load and reduce the investment cost, a thin slab process for producing a thin slab in a continuous casting process has been adopted.
박슬래브 공정은 슬래브의 두께를 작게하고 침지노즐의 공간확보를 위하여 도 3과 같은 깔대기형 주형동판을 사용하고 있다.The thin slab process uses a funnel-type mold copper plate as shown in FIG. 3 to reduce the thickness of the slab and to secure the space of the immersion nozzle.
도 3에 나타난 바와 같이, 상기 깔대기형 주형의 깔대기형 주형동판(14)은 중앙의 깔대기 형상부위(15)와 평행형상부위(16)를 포함하며, 평행형상부위(16)는 깔대기 모양이 끝나는 부근에서 주형단변(18)이 움직여서 폭가변 주조가 가능하게 해주는 역할을 한다. As shown in FIG. 3, the funnel-type mold copper plate 14 of the funnel-type mold includes a funnel-shaped portion 15 and a parallel-shaped portion 16 in the center, and the parallel-shaped portion 16 ends the funnel shape. The mold short side 18 is moved in the vicinity to serve to enable the variable width casting.
박슬래브 연속주조는 기존 슬래브의 주조속도인 1∼2m/min에 비해 주조속도가 4∼5m/min로써 주조속도가 빠르고 따라서 주형동판을 통한 열유속이 많아져서 주형동판과 용강이 접촉하는 쪽의 주형동판의 온도가 높아지게 되고 주조방향에 직각방향으로 주형동판의 온도 차이를 유발하여 주형동판의 크랙 발생 가능성이 훨씬 증가하게 된다. Thin slab continuous casting has a casting speed of 4 to 5 m / min compared to the existing slab casting speed of 1 to 2 m / min, and the casting speed is high. Therefore, the heat flux through the mold copper plate increases, so that the mold copper plate and the molten steel are in contact with each other. The temperature of the copper plate is increased and the temperature difference of the mold copper plate in the direction perpendicular to the casting direction increases, so that the possibility of cracking of the mold copper plate is much increased.
도 4 및 도 5에는 각각 박슬래브 평행주형의 단면 모식도 및 깔대기형 주형의 단면 모식도가 나타나 있다. 4 and 5 show cross-sectional schematic diagrams of the thin slab parallel molds and cross-sectional schematic diagrams of the funnel molds, respectively.
박슬래브 주형에서 채택하고 있는 주형동판의 냉각방법은 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이 기존의 슬래브 연속주조의 주형과 마찬가지로 주형동판과 워터자켓(10)이 접촉하는 쪽에 냉각슬롯(9)을 가공하고 냉각수유속을 빠르게 하고 균일하게 하기 위하여 동판슬롯의 크기를 작고 일정하게 하도록 뒷판(13)을 삽입하여 배면쪽이 평평하게 한 후 주형동판과 워터자켓(10)을 텐션볼트(11)로 연결한다. As shown in FIGS. 4 and 5, the cooling method of the mold copper plate adopted in the thin slab mold is to process the cooling slot 9 on the side where the mold copper plate and the water jacket 10 come into contact with each other, as shown in the existing slab continuous casting mold. After the back plate 13 is inserted to make the size of the copper plate slot small and constant to make the cooling water flow rate fast and uniform, the back side is flattened, and then the mold copper plate and the water jacket 10 are connected by the tension bolts 11. .
워터자켓(10)을 통해 냉각슬롯(9)으로 냉각수를 공급하게 되는데 텐션볼트(11)로써 연결되어 있는 부위는 냉각슬롯(9)을 가공할 수가 없으므로 볼트 앞쪽에 냉각공(23)을 만들어주어 용강과 접촉하고 있는 동판 표면의 온도를 낮추어 준다.The cooling water is supplied to the cooling slot 9 through the water jacket 10. Since the portion connected to the tension bolt 11 cannot process the cooling slot 9, a cooling hole 23 is formed in front of the bolt. Lower the temperature of the copper plate surface in contact with the molten steel.
또한, 기존 연속주조에 비해 열 유속이 크기 때문에 냉각슬롯의 숫자와 냉각수량을 증가시켜 냉각효과를 상승시키고 있으며 냉각슬롯에서 용강과 접촉하는 주형동판으로부터 냉각슬롯 사이의 거리도 기준선(19)을 따라 일정하게 만들어주어 주형동판 표면온도가 일정하게 되도록 하고 있다. In addition, the heat flux is higher than that of the existing continuous casting, which increases the cooling effect by increasing the number of cooling slots and the amount of cooling water. It is made constant so that the surface temperature of mold copper plate is constant.
또한, 재질적으로도 기존의 Cu-Ag 합금대신 고온연화에 잘 견디는 Cu-Cr-Zr합금을 사용하고 있다. In addition, Cu-Cr-Zr alloy, which resists high temperature softening, is used instead of the existing Cu-Ag alloy.
그러나, 평행주형인 경우 주형동판 크랙은 잘 발생하고 있지 않으나, 고속주조인 경우 깔대기 주형에서는 여전히 주형동판 크랙이 발생되고 있는 실정이다.However, in the case of the parallel mold, the mold copper plate crack is hardly generated, but in the case of the high speed casting, the mold copper plate crack is still generated in the funnel mold.
이에, 본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연 구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 행하게 된 것으로써, 본 발명은 깔대기형 주형을 가진 연속주조 공정에서 동판슬롯의 위치를 적절히 조절하므로써, 주형동판의 크랙 발생이 방지될 수 있는 연속주조용 깔대기형 주형동판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present inventors have conducted research and experiments to solve the above-mentioned problems of the prior art, and based on the results, the present invention provides a copper sheet slot in a continuous casting process having a funnel mold. By appropriately adjusting the position of, to provide a funnel-type mold copper plate for continuous casting that can prevent the occurrence of cracks of the mold copper plate, the purpose is to.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
본 발명은 주조시 용강과 접촉되는 면을 갖고, 이 용강접촉면이 평행부와 깔대기부를 포함하고, 이 깔대기부는 용강의 열이 전달되는 쪽으로 보아 오목부와 볼록부를 갖고, 그리고 냉각공 및 냉각슬롯이 형성되어 있는 연속주조용 깔대기형 주형동판에 있어서,The present invention has a surface which is in contact with the molten steel during casting, the molten steel contact surface comprises a parallel portion and a funnel, the funnel has a concave and convex in the heat transfer direction of the molten steel, and the cooling hole and the cooling slot In the formed continuous funnel-type mold copper plate,
상기 깔대기부의 볼록부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 The distance between the molten steel contact surface at the convex portion of the funnel and the tip of the cooling slot
상기 평행부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리보다 짧고; 그리고 상기 깔대기부의 오목부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 상기 평행부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리보다 긴 연속주조용 깔대기형 주형동판에 관한 것이다.Shorter than the distance between the molten steel contact surface and the tip of the cooling slot in the parallel portion; And a distance between the molten steel contact surface at the concave portion of the funnel portion and the tip of the cooling slot is longer than the distance from the molten steel contact surface at the parallel portion to the tip of the cooling slot.
바람직하게는, 본 발명은 주조시 용강과 접촉되는 면을 갖고, 이 용강접촉면이 평행부와 깔대기부를 포함하고, 이 깔대기부는 용강의 열이 전달되는 쪽으로 보아 오목부와 볼록부를 갖고, 그리고 냉각공 및 냉각슬롯이 형성되어 있는 연속주조용 깔대기형 주형동판에 있어서,Preferably, the present invention has a surface in contact with molten steel during casting, the molten steel contact surface includes a parallel portion and a funnel, the funnel having a concave portion and a convex portion as viewed from the heat transfer of the molten steel, and the cooling hole And a funnel-type mold copper plate for continuous casting, in which cooling slots are formed,
상기 평행부에서 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리를 L이라고 하면 If the distance from the parallel part to the tip of the molten steel contact surface and the cooling slot is L
상기 깔대기부의 볼록부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 0.76-0.97L이고; 그리고 The distance between the molten steel contact surface at the convex portion of the funnel and the tip of the cooling slot is 0.76-0.97L; And
상기 깔대기부의 오목부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 1.03-1.24L인 연속주조용 깔대기형 주형동판에 관한 것이다.It relates to a funnel-type mold copper plate for continuous casting, the distance between the molten steel contact surface in the recess of the funnel portion and the tip of the cooling slot is 1.03-1.24L.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
도 4에 나타낸 평행주형은 주형동판 표면으로부터 일정한 기준선을 따라 냉각공이나 냉각슬롯이 만들어져 있어서 주조방향에 대해 직각으로 주형동판의 온도차이가 크게 발생하지 않고 주형동판의 크랙에 대한 발생방지방법도 기존의 방법과 동일하다고 할 수 있다. In the parallel mold shown in Fig. 4, cooling holes or cooling slots are made along a predetermined reference line from the surface of the mold copper plate, so that a difference in temperature of the mold copper plate does not occur significantly at right angles to the casting direction, and there is also a conventional method of preventing occurrence of cracks in the mold copper plate. It can be said to be the same as the method of.
그러나 도 5에 나타낸 깔대기형주형에 있어서 용강과 접촉하고 있는 동판 표면으로부터 냉각슬롯까지의 거리를 일정하게 한 기준선에 맞추어 냉각공과 냉각슬롯을 설계할 경우 주형동판의 뒷면으로부터 냉각공 및 냉각슬롯까지 거리가 일정하게 되지 않아서 냉각공 및 냉각슬롯과 뒷판의 가공이 복잡하게 되어 가공비가 증가하게 되므로 도 6에 나타낸 바와 같이 냉각슬롯을 몇개로 묶어서 가공하게 되는데, 이 경우 용강과 접촉하고 있는 주형동판 표면으로부터 냉각슬롯까지 거리가 일정하지 못하여 동판표면 온도분포가 균일하지 못하게 되므로써 주형동판의 크랙이 발생하게 된다. However, in the funnel mold shown in Fig. 5, the distance from the back surface of the mold copper plate to the cooling hole and the cooling slot when the cooling hole and the cooling slot are designed in accordance with a constant base line distance from the surface of the copper plate in contact with the molten steel. Since the processing of the cooling hole and the cooling slot and the back plate is not constant, the processing cost is increased, and as shown in FIG. 6, the cooling slots are bundled and processed as shown in FIG. 6, in this case, from the surface of the mold copper plate in contact with the molten steel. Since the distance to the cooling slot is not constant and the copper surface temperature distribution is not uniform, cracking of the mold copper plate occurs.
또한 깔대기형 주형에서 용강과 접촉하고 있는 냉각슬롯의 위치를 주형동판 표면으로 부터 냉각슬롯까지의 거리를 일정하게 만들어 주는 경우(도 5)에도 용강과 접촉하고 있는 주형동판의 표면온도 분포도 여전히 균일하지 않는 문제점을 가지고 있다.In addition, even when the location of the cooling slot in contact with the molten steel in the funnel mold makes the distance from the surface of the mold copper plate to the cooling slot constant (FIG. 5), the surface temperature distribution of the mold copper plate in contact with the molten steel is still not uniform. Does not have the problem.
본 발명자들은 상기한 종래 깔대기형 주형의 문제점을 해결하기 위하여 연구를 수행한 결과 용강과 접촉하고 있는 주형동판의 표면온도분포는 주형동판의 형상과 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것이다. The present inventors conducted a study to solve the above problems of the conventional funnel mold, confirming that the surface temperature distribution of the mold copper plate in contact with the molten steel is closely related to the shape of the mold copper plate. It is to propose the present invention.
도 7에는 깔대기형 주형동판의 일부단면이 도시되어 있다.Figure 7 shows a partial cross section of the funnel mold copper plate.
도 7에 나타나 있는 바와 같이, 깔대기형 주형동판(8)은 깔대기부(15)에서 평행부(16)로 천이되는 곳의 접점을 완만하게 하기 위하여 깔대기부의 1/2부는 변곡점(20)이 있는 2개의 동일 반경(R)을 가진 원을 이용하여 이루어진다. As shown in FIG. 7, the funnel-shaped mold copper plate 8 has a half point of the funnel having an inflection point 20 so as to smooth the contact of the transition from the funnel 15 to the parallel portion 16. This is done using circles with two equal radiuses (R).
즉, 변곡점(20)을 중심으로 해서 왼쪽 부위는 용강으로부터 열이 전달되는 쪽으로 보아 오목부(21)이고 변곡점(20)을 중심으로 해서 오른쪽은 볼록부(22)가 된다.In other words, the left portion of the inflection point 20 is the concave portion 21 as the heat is transmitted from the molten steel, and the right side is the convex portion 22 around the inflection point 20.
도 7에는 깔대기부의 1/2부의 단면만이 도시되어 있지만, 깔대기부의 다른 1/2부도 동일함은 물론이다.Although only a cross section of the half of the funnel is shown in FIG. 7, the other half of the funnel is the same.
상기 오목부(21)는 볼록부(22)에 비해 기하학적으로 표면적이 작게 되어 열전달양이 적게되므로써 동판의 온도가 하강하게 되며 볼록부(22)는 표면적이 크게 되어 열전달양이 많아서 용강과 접촉하고 있는 주형동판(8)의 온도가 상승하게 되므로, 온도구배가 발생하게 되어 열응력에 의한 주형동판 크랙을 유발하게 된다.The concave portion 21 has a smaller surface area geometrically than the convex portion 22, so that the temperature of the copper plate decreases because the amount of heat transfer decreases, and the convex portion 22 has a large surface area, which is in contact with molten steel due to the large amount of heat transfer. Since the temperature of the mold copper plate 8 is raised, a temperature gradient is generated, causing mold copper plate cracks due to thermal stress.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 8에 나타낸 바와 같이 평행부(116)에는 주형동판(100)의 용강접촉표면으로부터 일정한 거리에 있는 위치에 냉각공(123) 및 냉각슬롯(109)을 배열하고, 그리고 주형동판(100)의 깔대기부(115)에는 변곡점을 중심으로 오목한 부위는 용강이 접촉하고 있는 동판표면으로부터 냉각슬롯까지의 거리를 길게하여 동판표면온도를 증가시키고, 변곡점을 중심으로 볼록한 부위는 용강이 접촉하고 있는 동판으로부터 냉각슬롯까지의 거리를 짧게 하여 주므로써 동판표면온도를 하강시켜서 전체적인 동판표면 온도 분포를 균일하게 하여 열응력에 의한 주형동판크랙을 방지할 수 있도록 한 것이다.In order to solve this problem, as shown in FIG. 8, the cooling holes 123 and the cooling slots 109 are arranged in the parallel portion 116 at a predetermined distance from the molten steel contact surface of the mold copper plate 100. In addition, the funnel portion 115 of the mold copper plate 100 has a concave portion centered on the inflection point to increase the copper surface temperature by increasing the distance from the surface of the copper plate to which the molten steel is in contact with the cooling slot, and convexly around the inflection point. By shortening the distance from the copper plate to which the molten steel is in contact with the cooling slot, the copper plate surface temperature is lowered to make the overall copper surface temperature distribution uniform so as to prevent mold copper plate cracks due to thermal stress.
바람직하게는, 상기 평행부(116)에서 용강접촉면과 냉각슬롯(123)의 선단까지의 거리를 L이라고 하면 상기 깔대기부의 볼록부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리는 0.76-0.97L이고, 보다 바람직하게는 0.76-0.9L이고, 그리고 상기 깔대기부의 오목부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리는 1.03-1.24L이고, 보다 바람직하게는 1.1-1.24L이다. Preferably, when the distance from the parallel portion 116 to the tip of the molten steel contact surface and the cooling slot 123 is L, the distance from the convex portion of the funnel to the tip of the cooling slot is 0.76-0.97 L. More preferably, it is 0.76-0.9L, and the distance between the molten steel contact surface and the front end of a cooling slot in the recess of the said funnel part is 1.03-1.24L, More preferably, it is 1.1-1.24L.
상기에서 상기 깔대기부의 볼록부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 0.76L보다 짧거나 오목부에서의 용강접촉면과 냉각슬롯의 선단까지의 거리가 1.24L을 초과하는 경우에는 볼록부와 오목부에서 동판온도가 등간격 주형의 경우와 반대로 오복부에서 온도가 최대가 되고 볼록부에서 최소가 되어 열응력에 의한 크랙이 발생될 우려가 있다.If the distance between the molten steel contact surface and the tip of the cooling slot in the convex portion of the funnel is shorter than 0.76L or the distance between the molten steel contact surface and the tip of the cooling slot in the concave portion exceeds 1.24L, In contrast to the case of equally spaced molds, the copper plate temperature in the concave portion has a maximum temperature in the fold and a minimum in the convex portion, which may cause cracks due to thermal stress.
한편, 본 발명에서는 냉각공의 위치도 상기한 냉각슬롯과 같은 방식으로 조절하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the present invention, it is preferable to adjust the position of the cooling hole in the same manner as the above-described cooling slot.
즉, 본 발명에 있어서, 상기 평행부에서 용강접촉면과 냉각공의 중심까지의 거리를 D라고 하면 상기 깔대기부의 볼록부에서의 용강접촉면과 냉각공의 중심까지의 거리는 0.76-0.97D이고, 보다 바람직하게는 0.76-0.9D이고, 그리고 상기 깔대기부의 오목부에서의 용강접촉면과 냉각공의 중심까지의 거리는 1.03-1.24D이고, 보다 바람직하게는 1.1-1.24D이다.That is, in the present invention, when the distance from the parallel portion to the center of the molten steel contact surface and the cooling hole is D, the distance from the convex portion of the funnel to the center of the cooling hole is 0.76-0.97D, more preferably. Preferably it is 0.76-0.9D, and the distance between the molten steel contact surface and the center of a cooling hole in the recess of the said funnel part is 1.03-1.24D, More preferably, it is 1.1-1.24D.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(실시예 1)(Example 1)
박슬래브 주형동판의 형상과 냉각슬롯 형태에 따른 탕면 근처에서 주조방향에 직각인 방향으로 동판 단면(평행주형동판, 종래의 깔대기형 주형동판, 등간격 깔대기형 주형동판, 본 발명의 깔대기형 주형동판)에 대해 열해석을 하여 용강과 접촉하고 있는 동판표면온도를 동판 표면 중앙으로부터 표면을 따라 구하고, 그 결과를 도 9에 나타내었다. Copper plate cross section (parallel mold copper plate, conventional funnel mold copper plate, equidistant funnel mold copper plate, funnel mold copper plate of the present invention) in the direction perpendicular to the casting direction near the hot water surface according to the shape and cooling slot shape of the thin slab mold copper plate ), The copper surface temperature in contact with the molten steel was determined from the center of the copper plate surface along the surface, and the results are shown in FIG.
본 발명의 깔대기형 주형동판은 볼록부에서 냉각슬롯의 선단과 용강이 접촉하는 면까지의 거리는 0.88L이고, 오목부에서 냉각슬롯의 선단과 용강이 접촉하는 면까지의 거리는 1.12L이였다. In the funnel type cast copper plate of the present invention, the distance from the convex portion to the surface where the tip of the cooling slot is in contact with the molten steel is 0.88L, and the distance from the concave portion to the surface where the tip of the cooling slot is in contact with the molten steel is 1.12L.
여기서, L은 평행부에서 냉각슬롯의 선단과 용강이 접촉하는 면까지의 거리로서 25 mm이다.Here, L is the distance from the parallel part to the surface where the tip of the cooling slot and the molten steel contact each other, and is 25 mm.
도 9에 나타난 바와 같이, 모든 경우에 있어서 텐션볼트 위치(중앙으로부터 0mm, 188mm, 376mm)에서 동판 표면 온도가 가장 높으며 평행주형의 경우 가장 높은 온도와 가장 낮은 온도의 차는 6℃정도에 불과하여 주형동판크랙 발생이 거의 없음을 알 수 있다.As shown in Figure 9, in all cases The copper plate surface temperature is the highest at the tension bolt position (0mm, 188mm, 376mm from the center), and the difference between the highest temperature and the lowest temperature in the case of parallel casting is only about 6 ℃, so there is almost no mold copper plate cracking.
그러나, 종래 깔대기형 주형은 15℃정도로 높아서 온도구배에 의한 동판크랙이 발생할 가능성이 높음을 알 수 있다.However, it can be seen that the conventional funnel type mold is about 15 ° C., which is highly likely to cause copper plate cracks due to a temperature gradient.
또한, 용강과 접촉하고 있는 동판 표면으로부터 일정한 거리에 냉각슬롯을 위치한 등간격 깔대기형 주형도 최대온도와 최소온도가 16℃차이가 발생하여 등간격으로 냉각슬롯을 배열하여도 주형동판의 크랙을 피할 수 없음을 알 수 있다. In addition, evenly spaced funnel molds with cooling slots located at a constant distance from the surface of the copper plate in contact with molten steel have a maximum temperature and a minimum temperature of 16 ° C. It can be seen that.
이에 반하여, 본 발명에 의한 깔대기형 주형의 경우에는 평행주형과 마찬가지로 최대온도와 최소온도차가 6℃ 정도밖에 차이가 없어서 주형동판의 크랙발생가능성을 현저히 줄일 수 있게 됨을 알 수 있다.On the contrary, in the case of the funnel mold according to the present invention, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is only about 6 ° C. like the parallel mold, so that the possibility of cracking of the mold copper plate can be significantly reduced.
(실시예 2)(Example 2)
용강이 접촉하는 면과 냉각슬롯의 선단꺼지의 거리를 L로 일정하게 한 등간격주형, 깔때기부의 볼록부에서는 0.88L, 오목부에서는 1.12L 인 주형(본 발명의 주형)과 깔때기부의 볼록부에서는 0.7L, 오목부에서는 1.3L 인 주형에 대한 냉각슬롯 가공깊이에 따른 주형동판의 표면온도변화를 관찰하고, 그 결과를 도 10에 나타내었다.Equally spaced mold in which the distance between the surface where molten steel is in contact with the tip off of the cooling slot is set to L. In the convex portion of the funnel, 0.88L in the convex portion, 1.12L in the concave portion and the convex portion of the funnel In the case of 0.7L and recesses, the surface temperature change of the mold copper plate was observed according to the cooling slot processing depth for the mold having 1.3L, and the results are shown in FIG. 10.
여기서 L은 평행부에서 냉각슬롯의 선단과 용강이 접촉하는 면까지의 거리로서 25 mm이다.Where L is the distance from the parallel to the face of the cooling slot in contact with the molten steel, 25 mm.
도 10에 나타난 바와 같이, 깔때기부의 볼록부에서는 0.88L, 오목부에서는 1.12L 인 본 발명의 주형의 경우에는 최대온도와 최소온도차가 6℃ 정도밖에 차이가 없음을 알 수 있다.As shown in Figure 10, it can be seen that the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is only about 6 ℃ in the case of the mold of the present invention is 0.88L in the convex portion, 1.12L in the concave portion.
반면에, 깔때기부의 볼록부에서는 0.7L, 오목부에서는 1.3L 인 주형의 경우에는 동판 온도가 등간격 주형의 경우와 반대로 오목한 부위에서 온도가 최대이고 볼록한 부위에서 최소가 되며, 최대 및 최소온도의 차이는 16℃정도 차이를 나타내는데, 이는 등간격 주형과 같은 문제점을 나타내게 된다.On the other hand, in the case of molds with 0.7L in the convex part and 1.3L in the concave part, the copper plate temperature is the maximum at the concave part and the minimum at the convex part as opposed to the equally spaced mold. The difference indicates a difference of about 16 ° C., which represents the same problem as the equally spaced mold.
상술한 바와 같이, 본 발명은 연속주조기의 깔대기형 주형동판의 형상을 고려하여 냉각슬롯과 용강이 접촉하는 부위의 간격을 조절하므로써 크랙의 발생이 방지되는 연속주조기의 깔대기형 주형동판을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다. As described above, the present invention can provide a funnel-type mold copper plate of the continuous casting machine to prevent the occurrence of cracks by adjusting the distance between the cooling slot and the molten steel in consideration of the shape of the funnel-type mold copper plate of the continuous casting machine. It is effective.
도 1은 통상적인 연속주조기를 개략적으로 나타내는 개략도1 is a schematic diagram schematically showing a conventional continuous casting machine
도 2는 통상적인 주형동판과 워터자켓의 모식도Figure 2 is a schematic diagram of a conventional mold copper plate and water jacket
도 3은 통상적인 깔대기형 주형동판의 모식도Figure 3 is a schematic diagram of a conventional funnel-type mold copper plate
도 4는 통상적인 박슬래브 평행주형의 단면 모식도Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional thin slab parallel mold
도 5는 동판표면으로부터 일정한 거리에 냉각공 및 냉각슬롯을 배치한 통상적인 깔대기형 주형의 개략도5 is a schematic view of a conventional funnel type mold having cooling holes and cooling slots arranged at a distance from the copper plate surface;
도 6은 몇개의 냉각슬롯을 단위로 묶어 가공한 종래의 깔대기형 주형의 개략도Figure 6 is a schematic view of a conventional funnel mold processed by processing several cooling slots in units
도 7은 깔대기형 주형의 곡률관계를 나타내는 일부단면모식도7 is a partial cross-sectional view showing the curvature relationship of the funnel mold
도 8은 본 발명에 부합되는 깔대기형 주형의 개략도8 is a schematic view of a funnel mold in accordance with the present invention;
도 9는 주형형태와 냉각슬롯 배열에 따른 주형동판 표면온도변화를 나타내는 그래프9 is a graph showing the temperature change of the surface of the mold copper plate according to the mold type and the cooling slot arrangement
도 10은 냉각슬롯 가공깊이에 따른 주형동판 표면온도변화를 나타내는 그래프10 is a graph showing the surface temperature change of the cast copper plate according to the cooling slot processing depth
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
2 . . . 용강 8,100 . . . 주형동판 9,109 . . . 냉각슬롯 2 . . . Molten steel 8,100. . . Molded Copper Plate 9,109. . . Cooling slot
10 . . . 워터자켓 11 . . . 텐션볼트 13 . . . 뒷판 10. . . Water Jacket 11. . . Tension bolt 13. . . Back panel
15,115 . . . 깔대기부 16,116 . . . 평행부 17 . . .동판크랙 20 . . . 변곡점 21 . . . 오목부 22 . . . 볼록부 15,115. . . Funnels 16,116. . . Parallel part 17. . Copper Crack 20. . . Inflection point 21. . . Recess 22. . . Convex
23, 123 . . . 냉각공 23, 123. . . Cooler
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