KR100368276B1 - 쌍롤식박판주조장치의에지댐윤활장치및방법 - Google Patents

쌍롤식박판주조장치의에지댐윤활장치및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한쌍의 주조롤 사이에 용융금속을 공급하여 연속적으로 박판을 제조하는 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법에 관한 것으로, 주조시 주조롤과 에지댐사이의 마찰면에 균일한 윤활경계층을 연속적으로 형성시킴으로써 에지댐 내화물의 마모량을 감소시키고, 주조롤의 마찰면을 보호하여 내구성과 성능을 향상시키기 위한 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 주조롤 접촉부에 인접위치된 윤활제 분사노즐; 상기 윤활제 분사노즐에 용매와 윤활입자를 혼합시켜 생성한 액상윤활제를 공급하여 상기 분사노즐에서 상기 액상윤활제가 압축공기에 의해 분사되어 상기 주조롤 마찰면에 부착되도록 하는 윤활제 공급기구; 및 상기 윤활제 분사노즐의 후류측에 설치되어 상기 주조롤 접촉부에 윤활제를 소정의 압력으로서 가압하여 피복시키도록 한 윤활제 도포롤러;를 포함하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활장치와 윤활방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 쌍롤식 박판제조장치에 의한 연속주조에서 에지댐과 주조물의 접촉부로부터 일정한 거리 전방에 에지댐 윤활장치를 설치하고, 주조롤 측면의 접촉부에 고온 윤활입자가 분산된 액상윤활제를 분산노즐에 의해 분무함과 동시에, 피복롤러로 균일하게 도포하여 고온에서 액상윤활제 중의 용매는 휘발되고 분산된 윤활입자가 접촉면에 연속적으로 피복되어 윤활층을 형성함으로써 에지댐의 마모를 저감하여 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.

Description

쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR LUBRICATING EDGE DAM IN TWIN ROLL TYPE CONTINUOUS STRIP CASTER}
본 발명은 한쌍의 주조롤 사이에 용융금속을 공급하여 연속적으로 박판을 제조하는 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 주조시 주조롤과 에지댐사이의 마찰면에 균일한 윤활경계층을 연속적으로 형성시킴으로써 에지댐 내화물의 마모량을 감소시키고, 주조롤의 마찰면을 보호하여 내구성과 성능을 향상시키기 위한 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 쌍롤형 박판 제조장치(100)는 도1에서 도시된 바와같이턴디쉬(110)로 부터 용강공급노즐(112)을 거쳐 회전하는 한쌍의 주조롤(120) 사이에 용강(122)을 공급하여 주조롤(120)간의 근접점 간격에 따라 용강(122)으로부터 직접 수 mm 정도의 금속박판(130)을 제조하는 장치이다.
그리고, 평행하게 위치하고 있는 한쌍의 주조롤(120) 양측에는 에지댐(140)으로 불리우는 내화물판재를 설치하여, 주조시 한쌍의 주조롤(120) 사이에 공급된 용강(122)이 유출되는 것을 방지하고 있으며, 용강(122)의 정압에 의해 에지댐(140)이 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위하여 에지댐(140)의 배면에서 주조롤(120)의 측면방향으로 유압장치(미도시)에 의해서 일정한 하중을 가하여 주조롤(120) 측면과 밀착을 시키고 있다.
상기와 같은 쌍롤식 박판주조장치(100)의 주조롤 측면에 밀착시켜 용강(122)유출을 방지하는 에지댐(140)은 주조시, 주조롤(120)의 회전에 의해 주조롤(120)과의 마찰면에 마모가 발생되며, 장시간 주조시에는 과다 마모에 의해 주조안정성이 저하되므로 수명향상을 위해 마모량을 감소시키는 것이 필수적이다.
또한, 주조롤(120)도 에지댐(140)과의 마찰에 의해 손상을 받게 되며, 이와 같은 주조롤(120)의 마찰면(125) 손상은 에지댐(140)의 마찰면 내화물(142)의 마모를 가속화시켜 주조롤(120)의 마찰면(125)을 마찰손상으로부터 보호할 필요가 있다.
상기 에지댐(140)은 열충격저항성과 고온강도가 우수하고 열간변형이 적은 뮬라이트, 용융실리카, 탄화규소질 등의 내화물을 모재로 하고 주조중 주조롤(120)과 접촉되는 마찰면에는 열충격 저항성, 용강(122)에 대한 내식성, 파괴인성, 기계가공성등이 우수한 Si3N4-BN 복합체, AIN-BN 복합체, SiC-BN 복합체등의 마찰면 세라믹스(142)이 부착된 판상 내화물이다(도 2 참조). 상기 마찰면 세라믹스(142)는 주조시 고속회전하는 주조롤(120)에 2-4kg/cm2의 압력으로 밀착되므로 마모가 발생된다.
통상적으로 BN 함량이 약 40-60vol% 정도인 복합체 재질을 마찰면 세라믹스(142)로 적용한 경우, 마모율은 약 0.5mm/분 정도가 된다.
따라서, 장시간 주조를 할 경우는 마모가 과다하게 발생되어 주조안정성이 저하되고 에지댐(140)의 내구성과 수명이 문제가 된다.
한편, 마찰면 세라믹스(142)의 경도가 높을 경우는 마모량은 감소되지만 주조롤(120)의 마찰면(125)를 손상시켜 더욱 문제가 된다.
따라서 마찰면 세라믹스(142)와 고속회전을 하는 주조롤(120) 측면의 마찰면(125)에 심한 마찰이 발생되며, 마찰면 세라믹스(142)의 경도 또는 내마모성이 주조롤(120) 측면부의 마찰면(125) 재질보다 높으면 에지댐(140)의 마모는 적으나 주조롤(120) 마찰면(125)의 마모가 크게 되고 심할 경우는 凸凹과 같은 주조롤(120)의 손상을 초래하여 박판(130)의 에지부 품질 악화 및 용강유출등 주조안정성에 있어서 심각한 문제가 된다.
따라서 종래기술은 일본특허공보 평 7-68352 호에서 제안된 바와 같이 에지댐(140)중 주조롤(120)과의 마찰이 발생되는 부위에 윤활성 및 적절한 마모특성을 갖는 질화붕소 복합 세라믹재료를 부착하여 내마모성이 상대적으로 낮은에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)를 마모시킴으로써 주조롤(120)의 마찰면(125)를 보호하고 용강 유출을 방지하였다.
그러나 주조중에 에지댐(140)은 배면에서 작용되는 스프링(spring) 또는 유압실린더(미도시) 압력에 의해 지속적으로 주조롤(120)과 밀착이 되기 때문에 주조시간의 경과에 따라 마찰면 세라믹스(142)의 마모가 증가되며, 장시간 주조의 경우에는 과다 마모에 따른 내구성 저하가 문제가 된다.
그리고, USPN 5,201,362호에서는 에지댐 구동장치에 의해 주조초기에는 에지댐(140)의 밀착압력을 높게 제어하여 마찰면 세라믹스(142)의 초기마모를 많게 하고, 주조가 안정되면 에지댐(140) 밀착압력을 낮추고 마모속도가 소정의 범위내로 느리게 되도록 힘을 제어하여 마모량을 저감하는 방법을 제시하였다. 이와같은 방법을 실시함에 있어서는 주조가 장시간 진행되어 주조롤(200)의 마찰면(125)의 거칠기가 증가되거나 마찰면 세라믹스(142)이 고온에서 물성이 점차 열화되면, 일정한 마모속도를 얻기 위해 소요되는 압력이 점차 낮아지게 되며, 따라서 주조중에 에지댐(140)에 가해지는 외력들에 의해서 에지댐(140)은 뒤로 후퇴되는 거리와 빈도가 점차 증가되고 금속박판(130)의 에지부 품질이 불량하게 된다.
한편, 에지댐(140)의 과다마모와 주조롤(120)의 손상을 동시에 해결하기 위한 수단으로서, 일본국 특개평 9-109788호에서는 열간프레스법으로 제조한 질화붕소(BN) 소결체등의 고체 윤활제를 주조롤(120)의 마찰면(125)에 가압하여 강제 피복시키고, 윤활제 피복층이 에지댐(140)과의 마찰면(125)에서 윤활작용을 하여 주조롤(120)과 에지댐(140)의 마모를 방지하는 방법이 제시되었다. 그러나,주조롤(120)의 마찰면(125) 조도가 매우 낮아 매끄러운 경우는 고체 윤활제의 피복층이 형성되지 않아 곤란하며, 주조롤(120)의 마찰면(125)의 표면이 거칠 경우는 고체 윤활제 피복층이 두껍게 되거나 윤활효과가 감소되어, 주조롤(120)의 마찰면(125) 표면 상태에 따라 윤활층이 형성되지 않거나 불균일한 윤활층을 형성하는 문제가 있다.
따라서 본발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여, 주조롤과 에지댐을 마모손상으로부터 보호하여 내구성 및 수명을 향상시키도록 개선된 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 쌍롤 박판주조장치의 사시도;
도 2는 일반적인 쌍롤 박판주조장치의 에지댐을 도시한 사시도;
도 3은 본 발명의 에지댐 윤활장치가 쌍롤 박판주조장치에 장착된 구성을 도시한 설명도;
도 4는 본 발명의 에지댐 윤활장치가 쌍롤 박판주조장치에 장착되어 동작하는 상태를 도시한 상세도;
도 5는 본 발명의 에지댐 윤활장치가 단계적으로 주조롤상에서 윤활제를 도포하는 상태를 설명한 것으로서,
a)도는 윤활제를 도포하는 상태,
b)도는 윤활제를 가압하는 상태,
c)도는 윤활제에서 용매가 휘발되고, 고체형 윤활입자만이 주조롤에 부착되는 상태;
도 6은 본 발명의 에지댐 윤활장치에 갖춰진 윤활제 공급기구의 구성을 도시한 설명도;
도 7은 본 발명에 따른 에지댐 윤활방법을 단계적으로 도시한 플로우 챠트;
도 8은 본 발명의 윤활장치에 의하여 에지댐에 윤활제를 적용하기 전 및 적용후의 에지댐 마모량을 비교한 그래프도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10..... 윤활제 분사노즐 20..... 윤활제 공급기구
22..... 윤활제 용기 25..... 윤활제
30..... 압축공기 공급관 32..... 윤활제 공급관
35a, 35b... 전자변 40..... 타이머
60..... 도포롤러 120.... 주조롤
125.... 마찰면 140.... 에지댐
142.... 마찰면 세라믹스
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
쌍롤식 박판 제조장치에 의한 연속주조에서 에지댐과 주조롤 마찰면사이의 마찰을 감소시키기 위한 에지댐 윤활장치에 있어서, 상기 주조롤 마찰면에 인접위치된 윤활제 분사노즐; 상기 윤활제 분사노즐에 용매와 윤활입자를 혼합시켜 생성한 액상윤활제를 공급하여 상기 분사노즐에서 상기 액상윤활제가 압축공기에 의해 분사되어 상기 주조롤 마찰면에 부착되도록 하는 윤활제 공급기구; 및 상기 윤활제 분사노즐의 후류측에 설치되어 상기 주조롤 마찰면에 윤활제를 소정의 압력으로서 가압하여 피복시키도록 한 윤활제 도포롤러;를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활장치를 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은 목적을 달성하기 위하여, 쌍롤식 박판 제조장치에 의한 연속주조에서 에지댐과 주조롤 마찰면사이의 마찰을 감소시키기 위한 에지댐 윤활방법에 있어서, 용매와 윤활입자를 혼합시켜 액상윤활제를 마련하고, 상기 액상윤활제를 공기압에 의해서 분사하여 상기 주조롤의 마찰면에 도포하는 단계; 상기 액상윤활제가 일정한 넓이로 주조롤 마찰면에서 균일한 도포가 이루어지도록 가압 피복하는 단계; 및 상기 피복된 액상윤활제중의 용매를 고온에서 휘발시키고 잔류된 윤활입자가 상기 주조롤의 마찰면에 연속적으로 윤활층을 형성하도록 상기 주조롤의 회전중에 상기 피복된 액상윤활제를 대기에 노출시키는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활방법을 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치 및 방법은 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)와 주조롤(120)의 마찰면(125)사이에 윤활경계층을 연속적으로 제공함으로써 마찰면 세라믹스(142)의 마모를 저감시키고 주조롤(120)의 손상을 방지한다.
본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조장치의 에지댐 윤활장치(1)는 도 3 및 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 주조롤(120)의 측방에 위치되어 상기 주조롤(120)이 에지댐(140)에 접촉하는 위치(P)의 상류(up-stream)측에 위치되며, 주조롤(120)측면에 형성된 주조롤 마찰면(125)에 인접위치된 윤활제 분사노즐(10)을 갖는 바, 상기 분사노즐(10)은 내경 0.1-0.5mm 정도의 금속제 도관(12)을 통하여 공기압으로 적정량의 액상윤활제를 주조롤(120)의 측면 마찰면(125)에 분사한다.
그리고, 상기 윤활제 분사노즐(10)은 압축공기에 의해서 윤활제가 연속분사되어 상기 주조롤(120) 마찰면(125)에 부착되도록 하는 윤활제 공급기구(20)를 갖는바, 상기 윤활제 공급기구(20)는 도 6에 상세히 도시된 바와 같이, 일정크기의 윤활제 용기(22)를 갖추며, 상기 윤활제 용기(22)는 그내부에 쉽게 증발될수 있는 액상용매에 고온 윤활입자가 안정되게 분산되어 있는 윤활제(25)가 담겨 있고, 상기 윤활제 용기(22)의 뚜껑 일측에는 압축공기 유량조절밸브(27a)를 통하여 압축공기가 공급되는 공기관(27)이 연결된다.
상기 공기관(27)은 압축공기 공급관(30)에 일측이 연결되고, 타측은 상기 윤활제 용기(22)의 내부에서 윤활제(25)의 상부측에 위치된 것으로서 상기 압축공기 공급관(30)으로부터 윤활제 용기(22)로 압축공기를 공급하도록 구성된다.
그리고, 상기 윤활제 용기(22)의 뚜껑에는 윤활제 공급관(32)이 장착되며, 이는 그 선단이 윤활제 용기(22)내의 윤활제(25)내로 잠기고, 타측단부는 전자변(35a)을 통하여 윤활제 분사노즐(10)이 장착된다.
따라서, 주조작업시 에지댐(140)의 윤활이 필요한 경우는 압축공기 유량조절밸브(27a)로서 조절된 압축공기를 윤활제 용기(22)내에 공급하여 윤활제 용기(22)내에 일정한 압력이 충진되도록 하면, 윤활제 용기(22)내의 압력에 의해서 윤활제가 윤활제 공급관(32)을 통하여 밀려나가게 되어 윤활제 분사노즐(10)로 공급된다. 그리고, 상기 윤활제 공급관(32)과 윤활제 분사노즐(10)과의 사이에는 전자변(35a)이 설치되고, 상기 전자변(35a)은 일정주기로 온/오프되는 타이머(40)에 연결되어 있음으로서 소정의 주기로서 윤활제 공급관(32)을 개폐하여 윤활제 분사노즐(10)을통하여 분사되는 윤활제의 분사주기를 제어하게 되는 것이다.
한편, 상기 전자변(35a)이 윤활제 공급관(32)을 폐쇄하고 있는 동안은 윤활제 분사노즐(10)의 내부에 잔류한 윤활제(25)의 용매가 건조되어 윤활제중에 분산되어 있던 고온의 윤활입자들이 응결됨으로서 윤활제 분사노즐(10)의 분사구(12)가 폐쇄되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 주조중 윤활제(25)가 주조롤(120) 마찰면(125)에 분사되는 량이 감소되거나 전혀 분사되지 못하게 되어 에지댐(140)의 윤활이 불가능하게 된다.
따라서, 이를 방지하기 위하여 윤활제의 분사가 중단된 동안에는 압축공기가 윤활제 분사노즐(10)을 통하여 분사되도록 하는 것이다. 즉, 윤활제 공급관(32)과는 별도로 압축공기 공급관(30)이 윤활제 분사노즐(10)에 설치되어 있고, 압축공기 공급관(30)과 윤활제 분사노즐(10)과의 사이에는 전자변(35b)이 설치되는 것이다. 이는 윤활제 공급관(32)에 설치된 전자변(35a)과 압축공기 공급관(30)에 설치된 전자변(35b)은 1대의 타이머(40)에 의해서 상호 반대로 개폐되도록 제어됨으로서 상기 타이머(40)가 온(On)되는 경우, 압축공기 연결관(30)은 전자변(35b)에 의해서 폐쇄되고, 윤활제 공급관(32)만이 개방됨으로서 윤활제(25)가 윤활제 분사노즐(10)내부로 공급되어 주조롤(120) 마찰면(125)에 분사된다.
이와는 반대로 상기 타이머(40)가 오프(Off)인 경우는 윤활제 공급관(32)이 폐쇄되고, 압축공기 공급관(30)만이 개방되어 윤활제 분사노즐(10)의 내부에 압축공기가 흐르게 되어 윤활제 분사노즐(10)의 내부에 잔류하던 윤활제(25)가 배출되고, 윤활제 분사노즐(10)의 분사구(12)는 항상 막힘이 없는 상태를 유지하는 것이다.
상기에서 윤활제의 공급주기는 전자변(35a)에 의해 윤활제 공급관(32)이 개폐됨으로써 제어되고, 윤활제의 공급량은 윤활제 용기(22)로 주입되는 압축공기의 압력을 압축공기 압력계(55)로 측정하고 유량조절밸브(27a)로 제어한다.
그리고, 상기 윤활제 분사노즐(10)의 후류측에 설치되어 상기 주조롤(120) 마찰면(125)에 윤활제를 소정의 압력으로서 가압하여 피복시키도록 한 윤활제 도포롤러(60)를 갖는바, 상기 윤활제 도포롤러(60)는 금속 또는 내열성 재질로서, 주조롤(120)의 측면에 균일한 도포를 요하는 폭만큼 롤러(60)의 폭을 설계하며, 원통형의 가이드관(62)의 내측에서 지지봉(65)의 후단부가 스프링(67)에 의해서 지지되고, 상기 지지봉(65)의 선단에는 롤러부재(69)가 회전가능하도록 장착되어 스프링(67)의 탄성력으로 인해서 주조롤(120)의 접촉면에 밀착된다.
그리고, 상기 도포롤러(60)는 분사노즐(10)의 후방으로 약 30-70mm 이내의 거리(l2)에 설치하여 윤활제가 완전 건조되기 이전에 주조롤(120)의 측면에 윤활제를 균일피복을 할 수 있어야 하며, 윤활제 도포롤러(60)는 에지댐(140)과 주조롤(120)의 접촉개시점(P) 전방 약 500-1000mm 정도의 거리(l1)에 설치되어 상기 윤활제(25)가 에지댐(140)에 접촉하기 전에 상기 거리를 이동하는 동안 윤활제(25)중 용매는 증발되고, 윤활입자들만이 주조롤(120)의 마찰면(125)에 잔류되도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 쌍롤식 박판 제조장치의 에지댐 윤활장치(1)는 장시간 주조시 에지댐(140)의 마모속도를 제어하고 주조롤(120)의 손상을 방지하기 위하여 주조롤(120) 마찰면(125)과 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)에 균일한 윤활층을 연속적으로 공급하게 되며, 특히 고온 윤활입자가 분사된 액상 윤활제(25)를 주조롤(120)의 마찰면(125)에 분사하고 건조시켜 주조롤(120)의 마찰면(125)에 윤활층을 피복함으로써 주조시 에지댐(140)과 주조롤(120)의 접촉면에 연속적으로 윤활경계층을 공급한다.
따라서 분사노즐(10)은 주조조건에 따라 적절한 량과 주기로 하여 윤활제를 분사하게 되며, 상기 분사노즐(10)에 의해서 주조롤(120)의 마찰면(125)에 공급된 윤활제(25)는 균일하게 도포된 상태가 아니므로 윤활제 분사직후 그 후방에 설치된 도포롤러(60)에 의해 일정한 너비로 균일한 도포가 이루어진다.
그리고, 상기 윤활제(25)가 에지댐(140)에 접촉하기 전에 이송되면서, 윤활제(25)중 용매(S)는 증발되고, 윤활입자(25a)들만이 주조롤(120)의 접촉면에 잔류되도록 하는 것이다.
이하, 본 발명에 의한 쌍롤식 박판 제조장치의 에지댐 윤활방법(200)에 대하여 설명한다. 본 발명의 에지댐 윤활방법(200)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 주조롤(120) 마찰면(125)에 용매(S)와 윤활입자(25a)가 혼합된 액상윤활제(25)를 공기압에 의해서 분사하는 단계(210)를 갖는다. 상기 단계(210)에서 액상윤활제(25)는 육방정 질화붕소(h-BN,hexagonal-boron nitride), MoS2, 흑연등의 판상결정을 갖는 고온 윤활입자(25a)들이 인산에스테르, 염화탄화수소계등으로 이루어진 불연-속건성 용매(S)에 안정적으로 분산되고, 소량의 점결제가 포함되어 있는 것이 바람직하며, 전체 용액중 고상의 윤활입자(25a)는 약 5-20wt% 정도가 적당하다.
그리고, 상기 액상윤활제(25)가 일정한 넓이로 주조롤(120) 마찰면(125)에서 균일한 도포가 이루어지도록 가압 피복하는 단계(220)를 갖는바, 윤활제 도포 롤러(60)는 스프링(67)에 의해 약 0.5-1kgf/cm2의 압력으로 주조롤(120)의 마찰면(125)에 밀착되어 액상 윤활제(25)를 피복한다.
또한, 상기 피복단계(220)후에는 액상윤활제(25)중의 용매(S)를 고온에서 휘발시키고 잔류된 윤활입자(25a)가 상기 주조롤(120)의 마찰면(125)에 연속적으로 윤활층을 형성하도록 상기 주조롤(120)의 회전중에 상기 피복된 액상윤활제(25)를 대기에 노출시키는 단계(230)가 이루어지며, 상기 단계(230)는 윤활제 도포롤러(60)가 에지댐(140)과 주조롤(120)의 접촉위치(p) 전방 약 500-1000mm 의 거리(l1)에 설치되어 있기 때문에, 상기 윤활제 도포롤러(60)를 통과한 액상윤활제(25)는 상기 500-1000mm 의 거리(l1)를 통과하는 도중에 대략 0.3초 내지 0.8초 동안 휘발성 용매(S)는 증발되고, 윤활입자(25a)들만이 주조롤(120)의 마찰면(125)에 잔류되는 것이다.
본 발명의 에지댐 윤활방법 및 장치에 의한 작용효과를 보다 실제적으로 파악하기 위하여 일련의 실험을 실시하였다. 그리고 상기 실험의 결과로서 주조중 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)의 마모량을 측정하고, 기존의 에지댐(140) 사용결과와 비교하여 도 8에 도시하였다.
(실시예)
쌍롤식 연속박판 주조장치(100)를 이용한 10톤 용량의 용강주조공정에서, 주조롤(120) 마찰면(125)에 윤활제를 도포하지 않은 경우의 비교재와, 본 발명의 에지댐 윤활방법에 의해 주조롤(120) 마찰면(125)에 윤활제(25)를 도포한 경우에 대하여 각각 주조중에 마찰면 세라믹스(142)의 마모량을 연속적으로 측정하여 비교하였다. 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)는육방정질화붕소(h-BN,hexagonal-boron nitride)가 약 50vol% 인 hot press 재질을 적용하였으며, 에지댐(140)과 주조롤(120) 마찰면(125) 간에는 약 3kg/cm2의 압력이 작용되도록 에지댐(140)을 주조롤(120) 측면에 밀착시켰다.
상기 주조롤(120)의 회전속도는 평균 80m/min 이며, 약 500M 의 금속박판(130)을 주조하는 동안에 에지댐(140) 하부에 설치된 위치센서(미도시)를 통하여 에지댐(140)의 위치변화로부터 각각의 마모량을 비교하였다.
본 실시예에 있어서는 주조롤(120) 마찰면(125)에 윤활제를 1초 공급과 0.5초 중지의 주기로 연속공급하였다. 윤활제 압착롤러(60)는 에지댐(140) 마찰면과 주조롤(120) 마찰면(125)의 접촉개시점(P)으로부터 800mm 전방에 설치하였으며, 윤활제 분사노즐(10)은 윤활제 압착롤러(60)의 약 30mm 전방에 설치하였다. 윤활제(25)는 1.5kg/cm2의 공기압에 의해 0.2mm 구경의 분사노즐(10)을 통하여 주조롤(120)의 마찰면(125)에 직경이 약 20mm 의 폭으로 분사되었으며, 윤활제(25)는 주조롤(120)의 용강응고면으로는 분사되지 못하도록 하였다.
한편, 윤활제(25)는 염화탄화수소계 용매(S)에 10중량% 의 질화붕소분말과점결제로서 1vol% 이하의 폴리에틸렌이민(PEI)을 분산시킨 액상윤활제를 적용하였다.
본발명에 의해 에지댐(140)을 윤활한 결과와 종래의 방법에 따라 윤활제를 적용하지 않은 각각의 경우에 대하여 주조중 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)마모정도를 에지댐(140) 위치변화에 의해 연속측정하여 도 8에 나타내었다. 종래의 방식에 의하면, 에지댐(140)의 마모가 거의 비례적으로 진행되었으며, 평균마모율이 약 3.24 x 10-3mm/M 정도가 되었다.
그러나, 본 발명의 방법에 의해 에지댐(140) 윤활을 실시한 경우에는 약 500M 의 주편을 주조하는 동안에 에지댐(140)의 마모가 거의 없었으며, 주조롤(200)과 에지댐(140) 사이로의 용강유출도 없이 양호한 박판(130) 에지부의 품질이 얻어졌다.
상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 쌍롤식 박판제조장치에 의한 연속주조에서 에지댐(140)과 주조롤(120)의 접촉개시점(p)으로부터 일정한 거리 전방에 에지댐 윤활장치를 설치하고, 주조롤(120) 측면의 마찰면(125)에 고온 윤활입자(25a)가 분산된 액상윤활제(25)를 분산노즐(10)에 의해 분무함과 동시에, 피복롤러(60)로 균일하게 도포하여 고온에서 액상윤활제(25)중의 용매(S)는 휘발되고 분산된 윤활입자(25a)가 접촉면에 연속적으로 피복되어 윤활층을 형성함으로써 에지댐(140)의 마모를 저감하여 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.

Claims (9)

  1. 쌍롤식 박판 제조장치에 의한 연속주조에서 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)와 주조롤(120) 마찰면(125)사이의 마찰을 감소시키기 위한 에지댐 윤활장치에 있어서,
    상기 주조롤(120)의 마찰면(125)에 인접위치된 윤활제 분사노즐(10); 상기 윤활제 분사노즐(10)에 용매(S)와 윤활입자(25a)를 혼합시켜 생성한 액상윤활제(25)를 공급하여 상기 분사노즐(10)에서 상기 액상윤활제(25)가 압축공기에 의해 분사되어 상기 주조롤(120) 마찰면(125)에 부착되도록 하는 윤활제 공급기구(20); 및 상기 윤활제 분사노즐(10)의 후류측에 설치되어 상기 주조롤(120) 마찰면(125)에 윤활제(25)를 소정의 압력으로서 가압하여 피복시키도록 한 윤활제 도포롤러(60);를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 제조장치의 에지댐 윤활장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 윤활제 공급기구(20)는 일정크기의 윤활제 용기(22)를 갖추며, 상기 윤활제 용기(22)의 뚜껑 일측에는 압축공기 유량조절밸브(27a)를 통하여 압축공기가 윤활제 용기(22)의 내부로 공급되는 공기관(27)과, 윤활제(25)를 윤활제 분사노즐(10)로 공급하는 윤활제 공급관(32)이 장착되며, 상기 윤활제 분사노즐(10)로 공기를 공급하는 압축공기 공급관(30)이 갖춰짐을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 윤활제 공급관(32)과 윤활제 분사노즐(10)과의 사이에는 전자변(35a)이 설치되고, 상기 압축공기 공급관(30)과 윤활제 분사노즐(10)과의 사이에도 전자변(35b)이 설치되며, 상기 전자변(35a)(35b)들은 하나의 타이머(40)에 연결되어 상기 타이머(40)가 온(On)되는 경우, 압축공기 공급관(30)은 전자변(35b)에 의해서 폐쇄되고, 윤활제 공급관(32)만이 개방됨으로서 윤활제(25)가 윤활제 분사노즐(10)내부로 공급되어 주조롤(120) 마찰면(125)에 분사되며, 상기 타이머(40)가 오프(Off)인 경우는 윤활제 공급관(32)이 폐쇄되고, 압축공기 공급관(30)만이 개방되어 윤활제 분사노즐(10)의 내부에 압축공기가 흐르게 되어 윤활제 분사노즐(10)의 내부에 잔류하던 윤활제(25)가 배출되도록 구성됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 윤활제 도포롤러(60)는 금속 또는 내열성 재질로서, 주조롤(120) 마찰면(125)에 균일한 도포를 요하는 폭을 갖추며, 원통형의 가이드관(62)의 내측에서 지지봉(65)의 후단부가 스프링(67)에 의해서 지지되고, 상기 지지봉(65)의 선단에는 롤러부재(69)가 회전가능하도록 장착되어 스프링(67)의 탄성력으로 인해서 주조롤(120)의 접촉면에 밀착하도록 구성됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 도포롤러(60)는 분사노즐(10)의 후방으로 30-70mm 이내의 거리(l2)에 설치하여 윤활제(25)가 완전 건조되기 이전에 주조롤(120)의 측면에 윤활제를 균일피복을 하며, 윤활제 도포롤러(60)는 에지댐(140)과 주조롤(120)의 접촉개시점(P) 전방 500-1000mm 정도의 거리(l1)에 설치되어 상기 윤활제가 에지댐에 접촉하기 전에 상기 거리를 이동하는 동안 윤활제(25)중 용매(S)는 증발되고, 윤활입자(25a)들만이 주조롤(120)의 접촉면에 잔류되도록 구성됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활장치.
  6. 쌍롤식 박판 제조장치에 의한 연속주조에서 에지댐(140)의 마찰면 세라믹스(142)와 주조롤(120) 마찰면사이의 마찰을 감소시키기 위한 에지댐 윤활방법에 있어서,
    용매(S)와 윤활입자(25a)를 혼합시켜 액상윤활제(25)를 마련하고, 상기 액상윤활제(25)를 공기압에 의해서 분사하여 상기 주조롤(120)의 마찰면(125)에 도포하는 단계(210);
    상기 액상윤활제(25)가 일정한 넓이로 주조롤(120) 마찰면(125)에서 균일한 도포가 이루어지도록 가압 피복하는 단계(220); 및
    상기 피복된 액상윤활제(25)중의 용매(S)를 고온에서 휘발시키고 잔류된 윤활입자(25a)가 상기 주조롤(120)의 마찰면(125)에 연속적으로 윤활층을 형성하도록 상기 주조롤(120)의 회전중에 상기 피복된 액상윤활제(25)를 대기에 노출시키는 단계(230);를 포함함을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 액상윤활제(25)는 육방정 질화붕소(h-BN,hexagonal-boron nitride), MoS2, 흑연등의 판상결정을 갖는 고온 윤활입자(25a)들이 인산에스테르, 염화탄화수소계등으로 이루어진 불연-속건성 용매(S)에 안정적으로 분산되고, 소량의 점결제가 포함되어 있는 것임을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 액상윤활제(25)는 전체 용액중 고체상 윤활입자(25a)가 5-20wt% 임을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 단계(220)는 액상 윤활제(25)가 윤활제 도포 롤러(60)에 의해서 0.5-1kgf/cm2의 압력으로 주조롤(120)의 접촉면에 밀착되어 피복됨을 특징으로 하는 쌍롤식 박판제조장치의 에지댐 윤활방법.
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