연속 주조 금형

연속 주조 금형

연속 주조 공정에서 액강은 국자에서 턴디시를 통해 주형으로 흐릅니다. 금형은 연속 주조 공정의 핵심으로 간주되며 공정의 효율성과 스트랜드 품질에 매우 중요한 역할을 합니다. 최종 주조 형태와 스트랜드 표면 품질이 생성되는 것은 금형입니다. 금형에서 조건이 정확하지 않으면 나중에 스트랜드 품질을 수정할 수 없습니다. 일단 주형에 들어가면, 액체 강철은 수냉식 구리 주형의 벽에 대해 얼어서 단단한 껍질을 형성합니다. 금형은 기본적으로 고순도 구리 합금으로 제작된 수냉식 내부 라이닝을 포함하는 개방형 상자 구조입니다. 상자는 블룸, 빌렛, 원형 빔 블랭크, 슬래브 및 얇은 슬래브와 같은 다양한 반제품을 주조하기 위해 다양한 모양과 크기로 제공될 수 있습니다.

제강 중 액강 정련 공정이 완료되면, 일반적으로 국자에 담긴 액강은 연속 주조기로 보내집니다. 강철을 국자에서 턴디쉬로 부은 다음 턴디쉬에서 수냉식 구리 주형으로 붓고 이를 통해 얇고 응고된 강철 쉘이 형성됩니다(그림 1). 선박 사이의 흐름은 중력에 의해 구동됩니다. 턴디쉬와 몰드 사이에서 이 구동력은 턴디쉬의 액강 상부 표면과 금형의 액강 레벨 사이의 액강 헤드에 비례합니다. 금형으로의 유량 제어는 계량 노즐, 스토퍼 로드 또는 슬라이드 게이트를 통해 이루어집니다. 메니스커스(meniscus)라고 하는 금형의 금속 수준은 주조 제품의 표면 품질에 매우 중요합니다. 주조 제품의 표면 품질을 위해 금형의 모든 매개변수에 대해 정확하게 제어되고 일관된 조건이 필요합니다.

그림 1 강철 슬래브 연속 공정의 금형 영역 개략도

주형의 주요 기능은 액체 코어의 금속 압력에 대비할 수 있을 만큼 충분히 저항력이 있는 고체 쉘을 생성하고 안정화하여 2차 분무 냉각 구역의 입구에서 액상을 포함하는 것입니다. 금형 시스템이 제대로 작동하지 않으면 브레이크 아웃이 발생할 수 있고 뜨거운 액강 코어가 터져 기계에 액강이 쏟아지고 매우 위험한 상황이 발생할 수 있습니다.

금속 유량은 턴디쉬의 스토퍼 로드, 슬라이드 게이트 또는 슈라우드 바로 위의 계량 노즐을 사용하여 슬래브 주조 속도와 일치시켜 이송 속도를 제어합니다. 빌렛은 일반적으로 고정된 계량 노즐로 주조되며 스트랜드 속도는 강철 유량의 변화에 ​​따라 조정됩니다. 주조 제품의 우수한 표면 품질을 위해서는 액체강 메니스커스 레벨이 좁은 작동 범위 내에서, 최소 설정점의 +/- 5mm 이내, 일반적으로 +/- 3mm 이내에서 정확하게 제어되는 것이 매우 중요합니다. 레벨 측정은 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다.

스트랜드와 금형 벽 사이에는 상대적인 운동이 있기 때문에 어떤 형태의 윤활이 필요합니다. 윤활유 또는 윤활 플럭스의 박막이 금형과 뜨거운 액체 상 사이에 삽입되어 금형 자체를 위험에 빠뜨리고 손상시킬 수 있는 금형과의 직접적인 접촉을 방지합니다.

슬래브 주형의 액강은 일반적으로 강재를 재산화로부터 보호하고 개재물을 흡수하기 위해 주형 분말(주물 분말) 층으로 덮여 있습니다. 분말은 융점이 낮고 액체 강철 위로 흘러 금형 윤활을 제공하고 열 전달을 제어하는 ​​데 도움이 됩니다. 또한 액체강을 재산화로부터 보호하고 자유 표면을 단열하며 표면으로 떠오를 수 있는 모든 개재물을 흡수하는 역할을 합니다. 이후 합성유로 대체된 유채씨유는 일반적으로 빌렛 주조 시 금형에 달라붙는 것을 방지하기 위해 사용되었습니다.

연속 주조의 개발 및 사용 증가로 인해 주형은 순수하고 단순한 액강용 용기에서 품질 및 생산 측면에서 목표를 달성하는 데 필요한 주요 구성요소로 변모했습니다. 최적의 테이퍼에 대한 연구와 함께 제품 수명을 연장하고 열교환 기능을 향상시키는 더욱 정교한 재료의 선택은 금형을 현대 기술의 최첨단에 있는 물체로 성공적으로 전환시켰습니다. 그 특징은 각 연속주조기에 고유하므로 기술 향상을 위해 지속적으로 개발되고 있습니다.

연속 주조 중 구리 몰드 플레이트는 품질이 생성되거나 손실되는 철강 제품의 모양과 초기 응고를 제어합니다. 정밀한 치수 공차 내에서 신뢰할 수 있고 균열이 없는 금형을 유지하는 것도 안전과 생산성에 중요합니다. 금형 유지 관리와 관련된 비용은 주조 기계 운영 비용의 상당 부분을 차지합니다. 따라서 금형의 열 및 기계적 거동을 이해하는 것이 중요합니다.

정밀한 치수 공차 내에서 신뢰할 수 있고 균열이 없는 금형을 유지하는 것도 안전과 생산성을 위해 중요합니다. 따라서 금형의 복잡한 열 및 기계적 거동을 더 잘 이해하기 위한 연구가 수행되었습니다. 극도의 온도 구배가 동판 전체에 발생하고 이로 인해 금형의 기하학적 왜곡이 발생합니다. 또한 고온에서 장시간 작동하면 크리프가 발생합니다. 이 결과 크리프는 또한 주조 시퀀스 기계적 거동의 초기 및 최종 과도기 동안 금형에 의해 수행되고 얇은 슬래그의 잠재적 손상을 예측하기 위해 수행되는 많은 실온 가열 및 냉각 주기로 인해 발생하는 열 피로 현상과 관련이 있습니다. 금형 손상 과정에서 기계 역학이 수행하는 역할을 더 잘 이해하기 위해 금형 시스템. 또한 스트랜드와 금형 사이에 마찰 현상이 잠재적으로 발생할 수 있습니다. 응고강과 금형 사이의 마찰은 기본적으로 미끄러집니다(점착 마찰의 작은 부분으로). 이러한 피해는 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.

금형과 금형 재료가 충족해야 하는 성능 요구 사항은 특정 응용 프로그램과 관련된 응력 수준에 따라 다릅니다. 이러한 응력 수준은 주로 기계 및 주조 매개변수에 의해 미리 결정됩니다. 즉, 금형의 유형과 구성에 따라 다양한 주조 모양이 필요합니다. 새 금형을 설계할 때 높은 제품 품질, 최적의 주조 속도, 부드러운 주조 작업 및 금형의 긴 서비스 수명을 달성하기 위해 올바른 프로파일을 선택해야 합니다.

메니스커스 위치에서 초기의 매우 짧고 액강과 금형 사이의 긴밀한 접촉 후에 완전히 정의된 쉘이 형성됩니다. 일단 쉘이 존재하면 일반적으로 응고된 강철 쉘과 금형 벽 사이에 장벽이 있습니다. 이 장벽은 액체 또는 고체 주조 플럭스, 에어 갭 또는 이들 모두의 조합일 수 있습니다. 초기 껍질이 형성되면 두께가 증가하기 시작합니다. 그러나 초기에는 두께가 매우 얇고 껍질의 온도가 높아 껍질이 매우 유연합니다. 이것은 스트랜드의 필요한 단면을 유지하기 위해 금형이 쉘을 지지해야 함을 의미합니다. 이 지지대는 쉘이 상대적으로 자체 지지될 때까지 충분한 시간 동안 몰드의 둘레와 길이를 따라 연속적으로 있어야 합니다.

최근 몇 년 동안 개발된 거의 그물 모양의 주조 공정에 대해 최신 금형 재료에 대한 요구 사항이 높습니다. 여기에서 매우 높은 주조 속도가 달성되고 훨씬 더 높은 비율의 액강이 응고되어 충분히 안정적인 스트랜드 쉘을 형성합니다. 결과적으로 극한의 온도는 더 높은 강도 수준의 금형을 요구합니다. 동시에, 예를 들어 주조 롤에서 높은 교번 열 응력이 발생할 수 있습니다. 금형에 대한 이러한 다양한 요구 사항은 고도로 개발된 재료와 시스템 전문 지식으로 충족되어야 합니다.

연속 주조기의 핵심 요소는 관통형 수냉식 구리 몰드입니다. 금형의 설계 및 재료 요구 사항과 관련된 문제에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 얇은 벽의 튜브형 몰드, 솔리드 몰드 및 플레이트로 만든 몰드를 포함하여 다양한 디자인이 사용되었습니다. 판금형은 우수한 금형 수명을 제공하고 단단한 구리 블록으로 금형을 만들 필요가 없는 것으로 밝혀졌습니다.

최적의 성능을 보장하기 위해 금형은 가능한 한 평균 작동 온도에서 원래 사양을 유지하고 무엇보다 적절한 열 전달 능력을 가져야 합니다. 주로 메니스커스 영역의 뜨거운 면에서 발생하는 열 응력으로 인해 금형이 다소 빠르게 영구적으로 변형되어 수명이 단축됩니다. 이 현상의 심각성은 금형 내부의 온도 수준, 핫 면과 콜드 면 사이, 메니스커스 영역과 바로 아래 영역 사이의 온도 차이와 관련이 있습니다. 다양한 작동 조건 각각에 대한 적절한 솔루션은 금형 재료를 올바르게 선택하는 데 달려 있습니다.

강철과 황동, 그리고 구리가 금형에 사용되었지만 가장 뛰어난 재료는 석출 경화를 촉진하거나 재결정 온도를 높이는 합금 원소가 소량 첨가된 거의 순수한 구리입니다. 두 효과 모두 분명히 더 긴 금형 수명을 제공하기 때문입니다. 인기 있는 금형 재료는 DHP(탈산된 고인) 구리, CuAg, CuCrZr, CuNiBe 및 CuNiP입니다. 수명을 연장하기 위해 몰드 코팅이 적용됩니다.

DHP 구리 재료의 특성은 널리 알려져 있습니다. DHP 구리는 오늘날까지 열 흐름이 일반적으로 적당하고 금형 두께가 과도하지 않은 빌렛의 연속 주조용 금형을 제조하는 데 여전히 가장 널리 사용되는 재료입니다.

은 함유 구리 재료는 구리에 은을 0.10% 첨가하여 얻습니다. 이것은 재결정화 온도를 약 100℃만큼 증가시킨다. 그 특성 때문에 이 합금은 메니스커스의 온도가 300℃에 도달하거나 초과하는 블룸 및 슬라브 주조용 주형을 제조하는 데 사용됩니다. 이러한 고온은 벽의 상당한 두께와 금형 내부의 높은 열 흐름.

이 재료가 300℃에서 장기간 노출 동안 초기 경도(HB 80 이상)를 유지한다는 사실은 또한 최소 규정 두께에 도달하기 전에 반복적으로 마모된 판재를 재가공하는 것을 가능하게 합니다. 은 함유 구리는 약한 순차 주조, 높은 주조 속도, 최적이 아닌 냉각 조건, 냉각수의 고온 델타 등과 같은 특수 조건에서 빌렛을 생산하는 금형에도 널리 사용됩니다.

열전도율이 높은 구리 합금의 고온에서 기계적 특성을 개선하기 위해 야금 전문가들은 구조적으로 경화된 합금으로 눈을 돌렸습니다. 일반적으로 온도 변화에 따라 용해도가 달라지는 이러한 구리 합금에 사용되는 주요 원소는 주로 Be – Cr – Co-Cd – Fe – Mg – Mn – Ni – Nb – P – Si – Sn – Ti – Zr입니다. 이러한 원소의 포화 용액에서 얻을 수 있는 여러 합금이 있지만 결과는 오염 문제, 높은 비용 및 과도한 열전도율 손실과 같은 산업 요구 사항과 항상 호환되는 것은 아닙니다. 따라서 실제로 사용할 수 있는 합금의 수가 상당히 감소합니다. 원소의 첨가 비율은 높은 수준의 경도와 높은 수준의 열전도율을 조화시켜야 하는 필요성에 의해 더욱 제한됩니다. CuCrZr(구리-크롬-지르코늄) 합금은 위에서 언급한 모든 요구 사항을 충족하며 우수한 특성으로 인해 고온에서 장기간 노출되어도 경도를 유지할 수 있기 때문에 사용됩니다.

연속 주조 공정을 더욱 발전시킨 놀라운 성공은 연속 주조 기술이 이 분야의 플레이어의 기대를 충족할 수 있도록 하는 금형 조정을 수행해야 할 필요성을 크게 증가시켰습니다. 현재 도전 과제에 직면하여 기존 재료의 범위가 새로운 합금(CuNiP)으로 확장되었으며, 이 합금의 화학 조성은 단일 응용 분야에 따라 변경될 수 있으므로 각 유형의 금형을 각 사용자의 특정 요구 사항에 맞게 개인화할 수 있습니다. 해당 합금은 금형의 전체 둘레에 걸친 온도 변화 문제를 최소화하기 위해 고온에서 열전도율과 기계적 저항을 올바르게 결합할 수 있습니다. 이것은 응고된 스킨과 금형 자체에서 과도한 열 응력 없이 응고 조건에 대해 분명한 이점이 있습니다. 이 새로운 합금의 제어된 열전도율은 일반적으로 (i) 윤활 필름의 두께, (ii) 열 흐름 및 (iii) 고체 스킨의 수축과 같은 세 가지 변수와 관련된 냉각 조건의 임계 상태를 상당히 감소시킵니다. . 결과적으로 과도한 열 응력과 균열 문제가 모두 제거됩니다.

뜨거운 액체강과 접촉하는 구리 몰드의 표면은 더 단단한 작업 표면을 제공하고 주조 스트랜드 표면의 구리 픽업을 피하기 위해 자주 도금되어 주조 표면 균열의 발달을 촉진할 수 있습니다. 제품. 크롬 및 니켈 코팅이 일반적으로 사용되며, 일관성 향상을 위해 중간층의 니켈이 사용되는 경우가 많습니다. 크롬 코팅 기술은 상당히 발전했습니다. 이제 다양한 요구 사항에 적합한 두께의 침전물이 모든 수준에서 완벽하고 만족스러운 결과를 보장합니다.

현재 금속 및 세라믹 도금을 모두 사용할 수 있습니다. 세라믹 도금은 금형 수명을 연장하지만 높은 비용과 낮은 열 교환으로 인해 널리 사용되지 않습니다. 반대로 금속 도금은 니켈 또는 크롬 기반입니다. 취성 및 낮은 내마모성에도 불구하고 크롬은 금형 도금에서 가장 많이 사용되는 금속 원소입니다.

일반적으로 Ni-Cr 특수 코팅은 압출 구리 몰드 튜브의 코팅에 사용됩니다. 이 코팅은 니켈과 크롬의 이중층 코팅으로 구성됩니다. 압출된 구리 핫 면과 접촉하는 부품은 니켈 합금이며, 이 합금은 단단한 크롬 층으로 덮여 있습니다. 이 접근 방식은 4피스 플레이트 몰드 생산에서 얻은 경험에서 파생됩니다. 따라서 금형의 훨씬 더 높은 수명을 달성하기 위해 크롬과 구리 사이에 니켈 층을 적용하는 기본적인 공정은 특히 금형의 메니스커스 영역에서 크롬 코팅의 균열 형성을 방지하는 데 특히 유용합니다. 실제로 니켈 합금은 열팽창 계수가 크롬의 거의 두 배입니다. 따라서 니켈 합금 코팅은 주조 과정에서 메니스커스 영역에서 발생하는 구리의 더 큰 팽창을 더 잘 견딜 수 있습니다.

지금까지 단일 조각 압출 성형 튜브의 내부 표면 니켈 도금은 니켈 코팅의 규칙성과 표면 품질에 초점을 맞춘 기술적인 문제로 인해 특히 어려운 것으로 입증되었습니다. 개발된 Ni-Cr 코팅 공정의 출현으로 이제 몰드 튜브 핫 페이스의 모서리와 평평한 표면 모두에서 매끄럽고 일관된 니켈 도금 표면을 달성하는 것이 가능합니다. 다수의 철강 공장에서 실시한 비교 현장 테스트에서 Ni-Cr 코팅으로 도금된 몰드 튜브의 평균 수명이 기존 크롬 코팅으로 도금된 몰드 튜브와 비교하여 상당히 증가했음을 확인했습니다.

서비스에서 압출된 단일 조각 몰드 튜브의 제거는 내부 치수의 마모 조건에 의해 결정된다는 것은 잘 알려진 작동 사실입니다. 해결되지 않으면 이러한 마모 조건으로 인해 응고 문제 및/또는 최종 주조 제품의 결함이 발생할 수 있습니다. 또한 몰드 튜브의 코너는 코너에서 발생하는 급속 응고의 기능인 몰드 튜브 내의 다른 영역보다 빨리 마모되는 경향이 있다는 잘 알려진 작동 사실입니다. 이 문제를 해결하기 위해 모서리의 크롬 두께가 더 두꺼운 특정 기하학적 특성을 가진 크롬 코팅을 적용하는 방법이 개발되었습니다.

이 독특한 도금 구조는 모서리 마모를 더 잘 견디는 코팅을 제공하는 동시에 평평한 면의 적절한 응고에 필요한 열 전달 특성을 보존합니다. 비교 실험실 및 현장 테스트를 통해 이 새롭고 독특한 코팅 형상이 모서리 마모 문제를 상당히 해결하는 것으로 확인되었습니다.

크롬 코팅은 블룸 및 빔 블랭크용 플레이트 몰드에 여전히 널리 사용되며 그 기술은 잘 알려져 있습니다. 슬래브 주조용 판금형은 일반적으로 니켈도금 처리되어 있으며 두께도 다양하고 형상도 다양하다. 니켈 코팅의 내구성을 높이기 위해 얇은 크롬층이 때때로 적용됩니다.

두 가지 다른 경도 구성으로 제공되는 니켈뿐만 아니라 새로운 니켈 및 코발트 합금이 최근에 시도되었으며 이러한 합금은 더 나은 내마모성을 제공합니다. 위에 설명된 표준 솔루션 중 하나를 선택하는 것은 전적으로 각 사용자가 채택하는 특정 작동 조건과 금형의 유지 관리 및 재가공 요구 사항에 따라 다릅니다. 사용자는 비교 테스트를 통해 최상의 코팅 두께를 설정하여 가용성과 비용 효율성을 높이고 금형 수명을 연장합니다.

금형 최적화를 위해 고려해야 할 매개변수는 (i) 주강의 화학, (ii) 금형 플럭스, (iii) 주조 속도, (iv) 금형 테이퍼, (v) 벽 두께, (vi) 냉각 조건(수질, 유속, 유속), (vii) 스트랜드 가이드 조정, (viii) 진동 유닛 조정, (ix) 폭 변화 등 튜닝.

연속주조금형에 가장 적합한 길이는 510mm에서 915mm 범위인 것으로 밝혀졌으며, 이는 단면 크기에 관계없이 일정하게 유지되는 범위입니다. 그림 2는 금형 길이에 따른 주조 속도를 나타냅니다. 이 놀라운 결과는 더 작은 섹션과 더 높은 주조 속도로 달성된 더 높은 열 제거율로 설명할 수 있습니다. 또한, 응고 쉘의 팽창이 덜 심각하기 때문에 더 얇은 스킨은 더 큰 섹션보다 몰드에서 떠나는 더 작은 섹션에 대해 허용될 수 있습니다. 더 높은 주조 속도에서는 특히 슬래브 몰드의 좁은 면에 대해 높은 열 제거율을 유지하기 위해 몰드에 증가된 테이퍼를 사용해야 합니다.

그림 2 금형 길이 및 주조 속도

연속 주조 금형 배열에 일반적으로 적용되는 세 가지 대안이 있습니다. 이들은 (i) 슬래브 및 더 큰 블룸용 플레이트 몰드(그림 3), (ii) 빌렛, 더 작은 블룸 및 라운드용 튜브 몰드(그림 4) 및 (iii) 복잡한 냉각 채널에 사용되는 드릴링된 냉각 채널이 있는 블록 몰드입니다. 빔 블랭크와 같은 모양. 조밀한 스트립 생산에서 얇은 슬래브 주조의 경우 깔때기 모양의 금형이 사용됩니다(그림 4). 판형과 튜브형은 대중적인 금형 유형인 반면 블록형과 깔때기형은 사용되는 구리의 양과 금형 생산에 필요한 기계 가공 범위 때문에 고가입니다.

판금형 생산에는 슬래브를 주조하여 열간 압연(또는 단조)한 다음 냉간 압연하는 과정이 포함됩니다. 그런 다음 전체 판을 초음파로 검사합니다. 100% 테스트를 통과한 플레이트만 고정밀 CNC 기계로 작업하여 기술 사양에 명시된 가장 엄격한 허용 오차를 준수합니다. 이 단계에는 판금형이 이러한 유형의 구성을 위해 설계된 경우 강철 스터드의 용접도 포함됩니다. 마지막으로 갈바닉 내마모성 코팅이 필요할 경우 적용되며, 이후 판금형은 최종 검사를 받게 됩니다.

판금형에서 주형판은 구리로 만들어지며 일반적으로 두께가 30mm에서 60mm입니다. 이들은 워터 재킷에 장착됩니다. 그런 다음 이 플레이트 어셈블리를 함께 클램핑하여 주조 제품의 단면을 정의하는 금형의 필요한 면을 형성합니다. 냉각은 동판 뒤의 슬롯에서 수냉식으로 이루어집니다. 동판의 고정은 일반적으로 볼트로 이루어지며 동판에 고정됩니다.

금형은 일반적으로 폐쇄 회로 수냉식 시스템을 사용합니다. 냉각수는 동판의 차가운 표면에 있는 가공된 슬롯의 금형 판을 지나 순환합니다. 물은 몰드 프레임을 통해 몰드 하단의 분배 챔버로 보내진 다음 냉각 슬롯을 통해 몰드 상단과 수집 챔버로 보내진 다음 몰드 프레임을 통해 수처리 공장으로 돌아갑니다. 냉각 슬롯은 구리 또는 배킹 워터 재킷에 위치할 수 있습니다.

쉘의 초기 응고가 메니스커스에서 발생하면 강철은 관련 부피 수축과 함께 액체에서 고체로 상 변화를 겪습니다. 따라서 스트랜드 단면은 메니스커스에서 초기 응고에 따라 수축합니다. 응고 재료의 수축을 따르고 새로 생성된 스트랜드를 지지하기 위해 몰드 플레이트는 스트랜드 단면과 너비가 테이퍼링되었습니다. 테이퍼는 원래 단순한 선형 프로파일을 따랐습니다. 오늘날, 제품 수축을 더 밀접하게 따르는 다중 또는 포물선 프로파일을 가진 훨씬 더 복잡한 테이퍼가 적용되고 있습니다. 슬래브 좁은 면의 일반적인 값은 미터당 0.9% ~ 1.2%이고 슬래브의 넓은 면 값은 미터당 0.35% ~ 0.45%입니다.

그림 2 연속주조 슬래브 금형

관형 주형의 생산은 단면이 원형인 막대를 주조하는 것으로 시작됩니다. 이들은 이후 열간 압출되거나 단조됩니다. 그런 다음 압출된 튜브를 냉간 인발하고 성형하여 기술 사양에서 요구하는 기하학적 및 기계적 특징을 얻습니다. 여기에는 테이퍼도 포함됩니다. 생산 주기에서 단연 가장 중요한 후자의 단계에서는 장비가 잘 갖춰진 강력하고 장비가 잘 갖춰진 프레스를 사용해야 합니다. 성형은 각 금형에 고유한 특수 강철 장비로 이루어지며 CNC 기계로 생산됩니다. 마지막으로 튜브 몰드는 기계가공을 거친 다음 내부적으로 크롬 도금을 한 후 검사 및 측정됩니다.

튜브 몰드의 경우 몰드 구리의 둘레 주위에 불연속성이 없으며 몰드는 구리 튜브로 형성됩니다. 따라서 개별 플레이트를 함께 클램핑할 필요가 없습니다. 전체 튜브 둘레에 워터 재킷이 배치됩니다. 워터 재킷 내에서 몰드 튜브를 중앙에 배치해야 합니다. 튜브는 일반적으로 작은 빌렛의 경우 두께가 10mm에서 12mm이고 큰 단면 원형 주조의 경우 최대 30mm 또는 40mm입니다.

튜브 몰드에서 냉각은 튜브의 전체 둘레 주위에 물환으로 이루어집니다. 고리의 두께는 완전한 원주 주위에 균일한 물의 흐름을 달성하고 따라서 균일한 열 전달을 달성하기 위해 균일해야 합니다. 일반적으로 물은 판 금형과 거의 같은 방식으로 금형의 바닥에서 상단으로 흐릅니다. 튜브 몰드는 판 몰드보다 얇은 구리를 사용하기 때문에 핵비등을 억제하기 위해 더 높은 유속에서 작동해야 합니다. 일반적인 속도는 11m/sec에서 13m/sec의 영역일 수 있습니다.

튜브 몰드에서도 새로 정의된 쉘/스트랜드 단면의 수축을 보상하기 위해 튜브 냉각 면에 테이퍼가 적용됩니다. 빌렛 주조의 경우 주조 속도가 상당히 빠르며(최대 6m/min) 수축이 더 두드러집니다. 포물선 테이퍼는 쉘/스트랜드 단면을 잘 지지하기 위해 유리하게 적용되었습니다.

역사적으로 복잡한 테이퍼가 적용되지 않고 더 높은 주조 속도와 결합되면 빌릿의 매우 얇은 쉘이 수축되어 금형의 모서리 영역에서 당겨집니다. 그 결과 열 전달이 감소하고 모서리에서 쉘 성장이 지연되어 잠재적인 브레이크 아웃 조건이나 모서리에 가까운 균열과 같은 품질 문제의 위험이 발생했습니다. 더 새롭고 복잡한 단면은 껍질이 모서리에서 당겨지는 효과를 줄여 껍질이 더 고르게 성장하도록 하는 것을 목표로 합니다. 튜브 몰드의 경우 수명 제한 요인은 일반적으로 메니스커스에 가까운 왜곡으로 인한 테이퍼 손실입니다.

그림 4 튜브 및 깔때기 금형

박판 주조에서 구현된 가장 혁신적인 기술은 액체 코어 감소 개념(LCR)입니다. 깔때기 모양의 몰드는 이 개념을 처음 구체화한 것입니다. 럭비 선수가 상상했을 수도 있는 이 모양은 깨끗한 Al-Killed 탄소강을 주조하기 위한 필수 기술인 침수 노즐을 수용할 수 있도록 설계되었습니다.

진동 금형은 거의 보편적으로 채택되어 왔지만 고정 금형은 효율적인 윤활 시스템과 함께 성공적으로 사용될 수 있습니다. 진동은 일반적으로 사인 곡선이며 간단한 기계적 배열로 쉽게 달성할 수 있습니다. 상당히 짧은 스트로크와 높은 주파수는 각 진동 동안 짧은 기간의 '음의 스트립'을 제공하는 데 사용되며, 여기서 금형 이동의 평균 하향 속도는 주조 방향으로 주조 스트랜드의 후퇴 속도보다 더 큽니다. 진동 주파수는 50cpm(분당 사이클)에서 60cpm, 최대 250cpm, 300cpm으로 증가하고 있으며 진동 표시가 더 얕고 균열이 적으며 컨디셔닝 요구 사항이 감소합니다.