연속 주조기란 무엇이며, 그 기능은 무엇입니까?

연속 주조기(CCM)는 현대 야금 산업의 혁신적인 장비로, 기존 주조 공정의 비효율적인 생산 방식을 완전히 바꿔놓았습니다. 용해와 압연 공정을 연결하는 핵심 연결 고리 역할을 하는 연속 주조기는 생산 효율을 크게 향상시킬 뿐만 아니라, 제품 품질 향상 및 에너지 소비 절감에도 필수적인 역할을 합니다. 본 글에서는 연속 주조기의 작동 원리, 종류, 핵심 기능, 그리고 향후 개발 동향을 종합적으로 소개합니다.

1. 연속 주조기 의 작동 원리

(1) 기본 공정 흐름

연속 주조기의 작업 흐름은 주로 다음 단계로 구성됩니다.

용융 금속 주입: 고온의 액체 금속이 용광로에서 흘러나와 턴디시를 통해 금형에 들어갑니다.

초기 응고: 결정화기에서 금속 표면이 빠르게 냉각되어 단단한 껍질을 형성합니다.

2차 냉각: 주조 빌릿을 결정화기에서 꺼낸 후 2차 냉각 구역으로 들어가 물이나 안개를 분사하여 냉각시켜 내부 금속을 완전히 응고시킵니다.

절단 및 수집: 완전히 굳어진 주물은 절단 장치를 이용해 필요한 길이로 절단되고 후속 압연 또는 보관 장소로 운반됩니다.

(2) 주요 구성 요소 및 기능

금형: 금속의 초기 응고를 담당하며, 주조물의 표면 품질에 영향을 미칩니다.

인출 장치: 주조 빌릿의 인출 속도를 제어하여 연속 생산을 보장합니다.

2차 냉각 시스템: 균열과 같은 결함을 방지하기 위해 주조물의 내부 응고를 가속화합니다.

절단 장치: 연속 주조물을 필요한 길이로 절단합니다.

2. 연속 주조기의 종류

(1) 주조 빌렛의 형상에 따른 분류

슬래브 주조기: 종횡비가 큰 슬래브를 생산하며, 주로 압연판에 사용됩니다.

빌렛 캐스터: 막대와 와이어 생산에 적합한 정사각형 또는 직사각형 빌렛을 생산합니다.

블룸 캐스터: 이음매 없는 강관, 대형 단조품 등을 위한 원형 주물을 생산합니다.

(2) 구조에 따른 분류

수직 캐스터: 장비가 수직으로 배치되어 있어 고품질 빌렛 생산에 적합합니다.

곡선형 몰드 캐스터: 곡선형 결정화기를 사용하여 공간을 절약하며 현재 주류를 이루는 모델입니다.

수평 주조기: 주로 구리, 알루미늄 등 비철금속의 연속 주조에 사용됩니다.

3. 연속주조기의 핵심기능

(1) 생산효율 향상을 위한 핵심장비

기존 금형 주조의 간헐적 대기 시간을 없애고 액체 금속에서 고체 주조로 연속 성형을 실현합니다.

생산 리듬은 상류 용융 및 하류 압연과 완벽하게 일치하여 효율적인 연속 생산 라인을 형성합니다.

단일 스트림 생산 용량은 시간당 200톤 이상에 도달할 수 있어 전체 생산량이 크게 향상됩니다.

(2) 제품 품질을 보장하는 핵심 링크

정밀하게 제어된 냉각 공정은 주조 빌렛의 균일한 미세 구조를 보장하여 분리 및 수축 기공과 같은 결함을 크게 줄입니다.

높은 수준의 자동화로 품질에 미치는 인적 요소의 영향을 줄임

우수한 표면 품질로 후속 처리 비용과 폐기율 감소

(3) 에너지 절약 및 소비 절감을 위한 중요한 보장

금속 수율은 96-98%에 도달할 수 있으며 이는 금형 주조 공정보다 10-15% 더 높습니다.

높은 열에너지 활용 효율로 반복가열 시 에너지 소모 감소

냉각수 순환 시스템은 물 자원 소비를 크게 줄입니다.

(4) 생산 자동화 달성을 위한 기반

전체 프로세스에 걸쳐 지능형 생산을 위한 핵심 인터페이스 제공

실시간 데이터 수집은 프로세스 최적화의 기반을 제공합니다.

상류 및 하류 장비와 통합하여 디지털 공장을 구축합니다.

4. 연속 주조기의 장점

(1) 생산효율의 획기적인 향상

연속작업모드로 생산능력 3~5배 증가

장비 활용률 85% 이상

(2) 제품 품질의 현저한 개선

내부 조직이 더욱 조밀하고 균일해졌습니다.

더 높은 치수 정확도와 더 정밀한 공차 제어

(3) 생산비용 대폭 절감

인력 수요를 50% 이상 감소

에너지 소비를 20~30% 절감

수확률 증가로 인한 직접적인 경제적 이익

5. 연속주조기술 의 발전 동향

(1) 지능화 및 자동화

AI 알고리즘을 사용하여 공정 매개변수를 최적화하고 주조물의 품질을 개선합니다.

원격 모니터링과 오류 예측을 통해 가동 중지 시간을 줄입니다.

(2) 신소재 및 신공정

결정화기의 수명을 연장하기 위해 고성능 구리 합금을 개발합니다.

전자기 교반 기술(EMS)은 주물의 내부 구조를 개선합니다.

(3) 그린캐스팅 기술

폐열을 회수하여 활용하여 에너지 소비를 줄입니다.

냉각수 소비를 줄이고 환경 성과를 개선하세요.

결론

현대 야금 산업의 핵심 장비인 연속 주조기는 생산 효율 향상, 제품 품질 보장, 그리고 생산 비용 절감에 있어 대체할 수 없는 핵심 역할을 수행합니다. 연속 주조기의 기술 발전은 전체 야금 산업의 발전을 직접적으로 견인합니다. 앞으로도 지능형 및 친환경 기술의 적용이 더욱 심화됨에 따라 연속 주조기는 야금 제조 공정의 혁신과 변혁을 지속적으로 선도할 것입니다.