응고 후에 필요에 따라 소정 길이로 절단되는 금속 빌렛, 특히 강 빌렛의 주조에 의한 반 연연속 압연 또는 연연속 압연 방법 및 그를 위한 연속 주조 압연 설비{METHOD AND CASTING ROLLER PLANT FOR THE SEMI-ENDLESS OR ENDLESS ROLLING BY CASTING OF A METAL IN PARTICULAR A STEEL STRIP WHICH MAY BE TRANSVERSELY SEPARATED AS REQUIRED AFTER SOLIDIFICATION}

본 발명은 금속 빌렛을 응고 후에 필요에 따라 소정 길이로 절단하고, 그 주조 빌렛 부분 길이 구간을 가열 및 균질화를 위한 롤러 허스 킬른(roller hearth kiln)에서 압연 온도에 이르게 하고, 그 압연 온도를 갖는 주조 빌렛 부분 길이 구간을 압연 트레인에 도입하여 압연하되, 압연 작업 동안 연속 주조를 중단함이 없이 계속하는, 금속 빌렛, 특히 강 빌렛의 주조에 의한 반 연연속 압연(semi-endless rolling) 또는 연연속 압연(endless rolling) 방법에 관한 것이다.

그러한 형식의 방법은 EP 0 264 459 B1로부터 공지되어 있다. 그러한 방법에서는 주조 빌렛 부분 길이 구간을 횡단 이송하면서 터널로에서 보온한다. 주조 빌렛 부분 길이 구간은 그 주조 시간의 여러 배, 예컨대 4배에 해당하는 시간에 걸쳐 보온된다. 그러나, 그러한 방법은 각각의 개별적인 주조 빌렛 부분 길이 구간이 그 주조 시간의 단지 일부, 예컨대 1/5에 해당하는 시간 단위로 압연되도록 추 가로 행해지고, 그에 따라 압연이 불연속적으로 행해지는 동시에 압연 과정이 주조 시간과 압연 사이의 차에 해당하는 시간에 걸쳐서 마다 작동 정지 시간을 두고 중단되게 된다. 엄밀하게 말해서, 그러한 방법은 연속 주조에 그 초점을 맞춘 것이지, 압연 공정에 맞춰 매칭된 것이 아니다.

본 발명의 목적은 반 연연속 압연 및 연연속 압연(連連續 壓延)을 압연 동안의 상황에 맞춰 좀더 긴밀하게 매칭시킴으로써 압연 과정이 시간적으로 연속 주조 과정에 맞춰질 수 있도록 하는 것이다.

그러한 설정 목적은 본 발명에 따라 롤 교체를 위해 선행된 다중 길이 구간의 압연이 종료되는 시점과 새로운 부분 길이 구간 또는 다중 길이 구간이 압연기에 끼워 넣어지는 시점 사이에 롤 교체에 충분한 완충 시간이 남겨지도록 주조 속도를 감속시킴으로써 달성되게 된다.

그 경우, 다중 길이 구간으로부터 다수의 코일을 생성함으로써, 반 연연속 압연 또는 연연속 압연에 의해 생기는 긴 압연물 길이 구간에 대한 배려가 강구되게 된다.

주조 속도를 압연 트레인에의 인입 속도 및/또는 교정 시간을 포함한 롤 교체 시간 및/또는 롤러 허스 킬른의 완충 길이 및/또는 소정 길이로 절단한 후의 최종 압연 두께에 의존하여 감속시킴으로써, 롤 교체를 위한 완충 시간에 한층 더 영향을 미칠 수 있다.

다른 특징에 따르면, 롤러 허스 킬른의 완충 길이(buffer length)를 하나 이상의 롤러 평면에 맞추는 조치가 취해진다.

또한, 원하는 완충 시간을 얻기 위해, 압연 트레인에의 인입 속도(V _w )에 해당하는 주조 속도(V _c )를 다음의 식에 따른 양과 같게 또는 그보다 더 많이 감속시키는 것이 바람직하다:

여기서,

ΔV = 주조 속도 감속량

V _w = 압연 트레인에의 인입 속도

Δt = 롤 교체 시간

L = 터널로의 길이를 각각 의미한다.

주조 시퀀스 내에서의 롤 가동 시간 사이에 소정 길이로 절단하고 나서 최종 압연 두께 및/또는 압연 트레인에의 인입 속도를 올림으로써, 추가의 시간을 벌 수 있게 된다.

또한, 일 구성에서는 주조 속도의 조정과 최종 압연 두께의 조정의 조합된 조정을 사용하여 제조 능력을 최적화시킨다.

그 경우, 최종 압연 두께를 최대 2.5배만큼 올리는 것이 또한 유리하다.

최종 압연 두께를 최대 2배만큼 올리고, 주조 속도를 최소 30 %로 내림으로써, 완충 시간이 추가로 얻어질 수 있다.

실제의 예에 따르면, 그러한 방법은 소정 길이로 절단한 후에 주조 속도를 감속시키고/감속시키거나 압연 트레인에의 인입 속도 및/또는 최종 압연 두께를 올리고, 압연을 종료한 후에 압연 트레인의 마모된 롤을 교체하며, 롤 교체를 행한 후에 주조 속도를 압연 트레인에의 인입 속도로 올리는 형식으로 적용될 수 있다.

주조된 금속 빌렛 또는 강 빌렛이 응고된 상태에서 필요에 따라 주조 빌렛 부분 길이 구간(partial length)으로 절단될 수 있고, 그 주조 빌렛 부분 길이 구간이 롤러 허스 킬른에서 보온될 수 있고 압연 온도로 가열될 수 있으며 균질화될 수 있고 압연기로 도입될 수 있는, 전술된 방법을 행하는데 필요한 금속 빌렛 또는 강 빌렛의 반 연연속 압연 또는 연연속 압연용 연속 주조 압연 설비는 연속 주조기, 소정 길이 절단 장치(cut-to-length line), 롤러 허스 킬른, 추가의 부대 장치, 압연 트레인, 및 종단에 있는 권취 장치가 순차적으로 배치되는 것을 그 전제로 한다.

그 경우, 그러한 연속 주조 압연 설비는 연속 주조기와 압연 트레인 사이에 하나 이상의 롤러 평면을 갖는 롤러 허스 킬른이 배치되고, 롤러 허스 킬른의 입구 및/또는 출구에 소정 길이 절단 장치가, 그리고 롤러 허스 킬른에 후속하여 스케일 제거 장치가 각각 마련되며, 그에 이어 압연 트레인이 뒤따르고, 압연 트레인의 배후에 절단 장치, 냉각 직선 코스, 및 권취 장치가 배치되도록 함으로써 전술된 방법에 따라 작업될 수 있다.

일 구성에서는 롤러 평면이 2개 이상인 경우에 굽힘 유닛 및/또는 교정 유닛을 각각 구비한 롤러 컨베이어가 롤러 허스 킬른의 입구와 출구에 배치된다. 그럼으로써, 빌렛물이 각각의 롤러 평면으로 정확하게 안내될 수 있게 된다.

다중 길이 구간(multiple length)이 연속 주조기의 출구로부터 롤러 허스 킬른의 롤러 컨베이어를 통해 동일한 높이로 압연기까지 도입될 수 있도록 빌렛 가이드가 형성될 수도 있다.

첨부 도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있는 바, 이후로 그 실시예를 방법 및 장치 기술적 측면에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 롤러 허스 킬른과 롤러 평면을 구비한 연속 주조 압연 설비의 측면도이고,

도 2A는 주조 속도가 압연 속도 이하인 경우의 주조 빌렛을 따른 부분 측면도이며,

도 2B는 주조 빌렛 부분 길이 구간의 이송 속도가 압연 속도로 상승된 경우의 동일한 도면이고,

도 3A는 주조 속도와 압연 속도가 동일하고 2대의 권취 장치가 구비된 경우의 연속 주조 및 연연속 압연을 나타낸 도면이며,

도 3B는 2대의 권취 설비에 의한 연속 주조 및 연연속 압연을 나타낸 도면이고,

도 4A는 롤을 교체하고 주조 속도를 내릴 때의 상황을 나타낸 도면이며,

도 4B는 압연 교체가 종료되고 주조 속도가 상승된 이후의 상황을 나타낸 도면이고,

도 5는 선택적 실시 양태에서의 연속 주조 압연 설비를 나타낸 도 1과 같은 측면도이다.

(부호의 설명)

1 연속 주조기 1a 주조 빌렛

2 롤러 허스 킬른 3 압연 트레인

3a 롤 4 분배 용기

5 연속 주조 주형 6 지지 롤 프레임

7 굽힘 유닛 8 교정기

9 출구 10 분할 장치

11 롤러 컨베이어 12a 입구

12b 출구 13 롤러 컨베이어

14 길이 절단 장치 15 스케일 제거 장치

16 절단 장치 17 냉각 직선 코스

18 권취 장치 20 부분 길이 구간

21 다중 길이 구간 22 코일

23 완충 길이 24 롤러 평면

도 1에는 주조 빌렛(1a)을 생성하는 연속 주조기(1), 롤러 허스 킬른(2), 및 부대 장치가 부속된 압연 트레인(3)으로 이뤄지는 연속 주조 압연 설비가 측면도로 도시되어 있다.

연속 주조기(1)에서는 주조 레이들(도시를 생략함)로부터 분배 용기(4)로 용금이 공급되는데, 분배 용기(1)의 하류에는 연속 주조 주형(5), 굽힘 유닛(7)을 구비한 지지 롤 프레임(6), 및 교정기(8)가 배치된다. 연속 주조기(1)의 출구(9)에는 소정 길이 분할 장치(10)가 배치되고, 그 배후에는 롤러 허스 킬른(2)의 입구(12a)용으로 선회가 가능한 롤러 컨베이어(11)(도 5의 선택적 구성으로서의)가 배치된다. 롤러 허스 킬른(2)의 출구(12b)에도 역시 선회가 가능한 롤러 컨베이어(11) 및 소정 길이 절단 장치(14)가 위치된다. 도 1에 도시된 기본 구성 양태는 선회가 가능한 롤러 컨베이어(11, 13)를 구비하지 않은 채로 작업된다.

압연 트레인(3)은 스케일 제거 장치(15)를 구비한 소정 길이 절단 장치(14) 다음부터 시작된다. 스케일 제거 장치(15)에 이어 대략 5 내지 6개의 롤 프레임을 구비한 압연 트레인(3)이 뒤따른다. 압연 트레인의 배후에는 절단 장치(16)의 다음에 냉각 직선 코스(17) 및 그를 뒤따르는 2대의 권취 장치(18)가 마련된다.

본 발명에 따른 방법은 액상 금속, 특히 용강을 주조 빌렛(1a)으로 주조하는 것에 의한 반 연연속 압연 또는 연연속 압연하는데 사용되는 것으로, 그 경우에 주조 빌렛(1a)은 응고 후에 소정 길이 절단 장치(10)에서 주조 빌렛 부분 길이 구간으로 절단되어 롤러 허스 킬른(2)에 급송된다. 각각의 주조 빌렛 부분 길이 구간(20)은 롤러 허스 킬른(2)에서 가열되고, 균질화되며, 압연 트레인(3)에서 압연하기 위한 온도로 된다. 그러한 시간 동안 연속 주조는 중단됨이 없이 계속 행해진다.

롤(3a)이 마모된 경우에는 롤 교체를 위해 선행된 다중 길이 구간(21)의 압 연이 종료되는 시점과 새로운 부분 길이 구간(20) 또는 다중 길이 구간(21)이 압연 트레인(3)에 끼워 넣어지는 시점 사이에 롤 교체에 충분한 완충 시간이 가용되도록 주조 속도(V _c )를 감속시킨다. 다중 길이 구간(21)으로부터 다수의 코일(22)이 권취될 수 있다.

주조 속도(V _c )는 예컨대 압연 트레인(3)에의 인입 속도(V _w ) 및/또는 교정 시간을 포함한 각각의 롤 교체 시간 및/또는 롤러 허스 킬른(2)의 완충 길이(23) 및/또는 소정 길이 절단 후의 최종 압연 두께에 의존하여 감속된다. 롤러 허스 킬른(2)의 완충 길이(23)는 롤러 평면(24)에 맞춰진다(도 1을 참조).

도 2A에서는 주조 속도(V _c )가 압연 트레인(3)에의 인입 속도(V _w )와 같거나 그보다 더 작게 설정되어 있다. 롤러 허스 킬른(2)에의 장입이 이뤄지는 즉시, 도 2B에 도시된 바와 같이 주조 속도(Vc)를 다시 인입 속도(V _w )로 올릴 수 있다.

도 3A에는 연연속 압연을 하는 것이 도시되어 있다. 주조 빌렛(1a)은 제1 롤 스탠드에의 인입 속도(V _w )와 같은 주조 속도(V _c )로 안내되어 압연되고, 이어서 냉각되며, 절단 장치(16)에서 절단된다. 주조 빌렛(1a)은 소정 길이 절단 장치(10)에서 소정 길이로 절단된 후에 도 3B에 도시된 바와 같이 감속된 주조 속도(V _c )로 주조되고, 절단된 주조 빌렛 부분 길이 구간(20)은 인입 속도(V _w )로 압연되어 권취된다.

주조 속도(Vc)는 다음의 식에 따른 양과 같게 또는 그보다 더 많이 감속된 다:

여기서, 각각의 기호는 다음을 의미한다:

ΔV = 주조 속도 감속량(m/min)

V _w = 압연 트레인에의 인입 속도(m/min)

Δt = 롤 교체 시간(min)

L = 터널로의 길이(m).

인입 속도(V _w ) = 10 m/min이고, 롤 교체 시간(Δt) = 10 min이며, 롤러 허스 길이(L) = 200 m인 경우, 주조 속도(V _c )는 3.33 m/min 이상만큼 감속되어야 한다.

도 4A에는 롤을 교체하는 것이 도시되어 있다. 주조 속도(V _c )는 전술된 계산에 따라 6.67 m/nin이고, 그에 따라 인입 속도(V _w )보다 더 낮다. 롤 교체 후인 도 4B에서는 주조 속도(V _c )를 다시 인입 속도(V _w )로 올린다.

주조 시퀀스 내에서의 롤 가동 시간 사이에 소정 길이로 절단하고 나서 최종 압연 두께 및/또는 압연 트레인(3)에의 인입 속도(V _w )를 올린다.

그러나, 주조 속도(V _c )의 조정과 최종 압연 두께의 조정의 조합된 조정을 사 용하여 제조 능력을 최적화시킬 수도 있다. 그 경우, 최종 압연 두께를 최대 2.5배만큼 올릴 수 있다. 다른 선택 방안은 최종 압연 두께를 최대 2배만큼 올리고 주조 속도를 최소 30 %로 내리는 것이다.

또 다른 실시예에서는 소정 길이로 절단한 후에 주조 속도(V _c )를 감속시키고/감속시키거나 압연 트레인(3)에의 인입 속도(V _w ) 및/또는 최종 압연 두께를 올리고, 압연을 종료한 후에 압연 트레인(3)의 마모된 롤(3a)을 교체하며, 롤 교체를 행한 후에 주조 속도(V _c )를 압연 트레인(3)에의 인입 속도(V _w )로 올리는 조치를 취한다.

주조된 금속 빌렛 또는 강 빌렛이 응고된 상태에서 주조 빌렛(1a)으로서 필요에 따라 주조 빌렛 부분 길이 구간(20)으로 절단될 수 있고, 그 주조 빌렛 부분 길이 구간(20)이 롤러 허스 킬른(2)에서 보온되고 압연 온도로 가열되며 균질화되어 압연 트레인(3)으로 도입되는, 금속 빌렛 또는 강 빌렛의 반 연연속 압연 또는 연연속 압연용 연속 주조 압연 설비는 연속 주조기(1)에서 연속적으로 주조가 이뤄지는 것을 그 전제로 한다. 그를 위해, 연속 주조기(1)와 압연 트레인(3) 사이에 하나 이상의 롤러 평면(24)을 갖는 롤러 허스 킬른(2)이 배치되고, 롤러 허스 킬른(2)의 입구(12a) 및/또는 출구(12b)에 소정 길이 절단 장치(14)가, 그리고 롤러 허스 킬른(2)에 후속하여 스케일 제거 장치(15)가 각각 마련되며, 그에 이어 롤 프레임이 뒤따르고, 압연 트레인(3)의 배후에 절단 장치(16), 냉각 직선 코스(17), 및 권취 장치(18)가 배치된다.

입구 측 및 출구 측 롤러 컨베이어(11, 13)는 안팎으로 각각의 롤러 평면(24)에 맞춰 조정될 수 있는 굽힘 유닛 및/또는 교정 유닛(7, 8)을 구비한다. 즉, 선회가 가능한 롤러 컨베이어(11, 13)는 롤러 평면(24)이 2개 이상인 롤러 허스 킬른(2)의 입구(12a) 및 출구(12b)에 각각 굽힘 유닛 및/또는 교정 유닛(7, 8)을 구비한다.

도 5에 도시된 선택적 구성 양식에 따르면, 다중 길이 구간(21)은 다수의 롤러 평면(24) 상에서 연속 주조기(1)의 출구(9)로부터 롤러 허스 킬른(2)의 선회가 가능한 롤러 컨베이어(11)를 통해, 그리고 선회가 가능한 롤러 컨베이어(13)를 경유하여 압연 트레인(3)에까지 통과 이송된다.