KR100489235B1 - 연속주조기의 전자기제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조기에서 상하로 진동하는 주형내에 전자기 전달용 코아를 밀폐되도록 일체형으로 설치하고, 이와 대응하는 위치에 진동하지 않는 전자기 발생용 코아를 분리형으로 설치하고, 그 사이에는 굴림운동을 하는 바퀴를 설치하여 주형의 상하진동이 전자기 발생부측으로 전달되지 않으나 전자기력은 내부용강에 인가되도록하여 연주기의 진동부하 및 이물에 대한 설비고장발생을 최소화하도록 개선한 연속주조기의 전자기제동장치에 관한 것이다.

본 발명은 진동모터(80)에 의해서 상하진동되는 주형(10)의 긴변부에 배치되어 용강(20)의 유동을 제어하는 전자기제동장치에 있어서, 상기 긴변부내에는 전자기력을 용강측으로 전달할수 있도록 제 1코아(1)가 밀폐되고, 상기 제 1코아(1)와 대응배치되고, 코일(4)이 감기어 전자기력을 발생시키는 제 2코아(2)가 고정베이스(141)에 고정설치되며, 상기 제 1,2코아(1)(2)사이에서 굴림운동을 하는 구름부재(3)를 갖추어 상기 주형(10)의 상하진동을 차단하면서 전자기력을 전달하는 연속주조기의 전자기제동장치를 제공한다.

Description

연속주조기의 전자기제동장치{electro-magnetic brake ruler of continuous casting machine}

본 발명은 연속주조시 주형내 용강의 유동을 제어하기 위한 전자기 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 연속주조기에서 상하로 진동하는 주형내에 전자기 전달용 코아를 밀폐되도록 일체형으로 설치하고, 이와 대응하는 위치에 진동하지 않는 전자기 발생용 코아를 분리형으로 설치하고, 그 사이에는 굴림운동을 하는 바퀴를 설치하여 주형의 상하진동이 전자기 발생부측으로 전달되지 않으나 전자기력은 내부용강에 인가되도록하여 연주기의 진동부하 및 이물에 대한 설비고장발생을 최소화하도록 개선한 연속주조기의 전자기제동장치에 관한 것이다.

강의 연속주조법은 1960년대이후 전세계적으로 도입되고 있는 중간제품 생산기술로서, 일반 조괴법에 비하여 많은 장점이 있기 때문에, 현재 전세계 조강생산량의 60%이상을 차지하고 있으며, 특히 일본, 한국, 서유럽등지에서는 90%이상이 이러한 연속주조기술에 의하여 슬라브를 생산하고 있다.

연속주조방법은 초기 발명된 이후 끊임없이 새로운 기술이 추가되어 80년대 이후에는 전자기력을 미응고 용강에 인가하여 제품품질 및 조업의 편의성 향상을 도모하는 전자기 제동(Electro-Magnetic Brake Rule; EMBR)기술이 개발되기에 이르렀다.

이러한 전자기제동기술은 연속주조시 주형내 미응고 용강에 전자기력을 인가함으로서 발생되는 로렌쯔력을 용강유동제어에 이용하는 것으로, 인가된 전자기장의 분포에 따라 다양한 용강유동제어가 가능해진다.

따라서, 전자기제동기술에서는 전자기장 분포를 좌우하는 코아형상이 가장 중요하며, 현재까지 전자기장을 발생시키는 코아형상에 따라 다양한 형태의 전자기제동기술이 스웨덴특허 SE 8,003,695호, SE 9,100,184호 ; 미국특허 US 4,495,984호, US 5,404,933호 ; 일본특개평 2-284750호 ; 대한민국특허 KR 97-72370호, Kr 98-31788호에 각각 공지되어 있다.

이러한 전자기제동장치들은 특성상 단변부와 긴변부로 이루어진 주형의 긴변부 양측에 대향 배치되는데, 연속주조시 상기 주형은 특정주파수로 약 10mm이내의 상하진동운동을 하게 되므로 상기 전자기제동장치는 상기 주형과 함께 진동하거나 주형과는 베이스프레임을 다르게 하여 주형과 더불어 진동하지 않도록 하는 두가지의 형태로 존재한다.

즉, 도 1은 종래의 일체형 전자기제동장치가 주형에 설치된 구성도, 이는 용강(20)이 채워진 주형(10)긴변부에 전단일부가 일체로 밀폐되는 코아(60)와, 그 외부면에 감겨져 전자기력을 발생하는 코일(70)로 이루어진 진동형 전자기제동장치가 상기 주형(10)을 상하로 진동시키는 진동모터(80)에 연결된 베이스프레임(140)에 상기 주형(10)과 함께 조립구성된 것이다.

이러한 경우, 연속주조작업시 상기 진동모터(80)의 구동력에 의해서 상하진동하는 전체무게가 더 증가하게 되고, 이로 인하여 설비보강이 필요하게 되어 관련설비의 개조범위가 확대되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 주형(10)을 교환하고자 하는 경우, 이에 연결된 전자기제동장치도 함께 교환되어야 하기 때문에 다수개의 전자기제동장치를 별도로 확보해야만 하고, 이로 인해 설비유지비가 과다하게 소요되었다.

도 2는 종래의 분리형 전자기제동장치가 주형에 설치된 구성도, 이는 상기 주형(10)의 긴변부에 형성된 함몰부(11)에 상하진동되는 주형(10)과의 간섭이 없도록 배치되는 코아(60)와, 그 외부면에 감겨져 전자기력을 발생하는 코일(70)로 이루어진 전자기제동장치가 진동모터(80)에 연결되고, 상기 주형(10)이 배치되는 베이스플레이트(140)로부터 분리된 독립적인 고정베이스(141)에 조립구성된 것이다.

이러한 종래의 분리형 전자기제동장치는 상기 일체진동형 전자기제동장치에서 진동부하증가에 따른 제반문제점이 해결되고, 주형교환시에도 상기 장치를 교환할 필요가 없으므로 다수개의 장치를 별도로 확보할 필요없는 경제적인 잇점이 발생되지만, 연속주조작업시 마주하는 코아(60)의 서로 다른 극성에 의해서 상기 코아(60)가 긴변부측으로 이동하면서 그 단부가 다른 부위에 비하여 두께가 얇은 함몰부(11)의 외벽에 부딪히게 되고, 이로 인하여 상기 주형(10)이 변형, 파손되거나 그 사용수명이 단축되는 문제점이 있었다.

또한, 연속주조작업이 진행됨에 따라 몰드파우더와 같은 이물(90)이 상기 함몰부(11)의 코아(60)와 주형(10)사이의 틈에 쌓여 압착되는 과정을 반복하게 되면서 상기 이물(90)에 의해서 상기 코아(60)가 파손되고, 주형(10)의 진동이상을 초래하는 문제점이 있었다. 이에 따라, 이를 위해서 상기 코아(60)와 주형(10)사이의 틈을 주기적으로 청소하는 것이 필요하지만, 연속주조의 조업특성상 한번 설치된 설비는 대략 1개월이상 장기간으로 계속적인 조업이 이루어지기 때문에 상기 틈사이의 이물(90)을 온라인상에서 청소하는 것은 곤란하였다.

도 1과 2에서 미설명 부호 20은 용강이며, 30은 몰드플럭스이며, 40은 응고쉘이며, 50은 침지노즐이다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은 전자기력을 주형내로 원활하게 전달할 수 있도록 코아가 상하진동되는 주형내에 배치한 일체형으로 장착하여 이물침입이 없도록 하고, 상하진동되는 주형의 움직임이 전자기력을 발생하는 코아측으로 전달되지 않도록 하여 진동/무진동에 따른 문제를 최소화하고자 하는 연속주조기의 전자기제동장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은

진동모터에 의해서 상하진동되는 주형의 긴변부에 배치되어 용강의 유동을 제어하는 전자기제동장치에 있어서,

상기 긴변부내에는 전자기력을 용강측으로 전달할수 있도록 제 1코아가 밀폐되고, 상기 제 1코아와 대응배치되고, 코일이 감기어 전자기력을 발생시키는 제 2코아가 고정베이스에 고정설치되며, 상기 제 1,2코아사이에서 굴림운동을 하는 구름부재를 갖추어 상기 주형의 상하진동을 차단하면서 전자기력을 전달함을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기 제동장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명에 대해서 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기 제동장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기 제동장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이다.

본 발명의 전자기제동장치(100)는 직사각단면상의 슬라브를 주조할수 있도록 단변부와 긴변부로 이루어진 주형(10)의 긴변부에 좌우대칭으로 배치되어 연속주조작업시 전자기력의 전달은 가능하게 하는 반면에, 상하진동되는 주형(10)의 진동을 차단하는 것으로서, 이러한 장치(100)는 제 1,2코아(1)(2)및 구름부재(3)로 구성된다.

즉, 상기 제 1코아(1)는 진동모터(80)에 의해서 상하방향으로 진동되는 주형(10)의 긴변부에 밀폐되어 상기 제 2코아(2)에서 발생된 전자기력을 주형(10)내의 용강으로 전달하는 매개체로 작용하는 것이다.

그리고, 상기 제 2코아(2)는 상기 제 1코아(1)와 수평방향으로 일대일 대응배치되고, 고정베이스(140)상에 고정설치되며, 그 외부면에 감겨지고, 외부전원이 인가되는 코일(4)에 의해서 전자기력을 발생하는 작동원이다.

또한, 상기 구름부재(3)는 서로 마주하는 상기 제 1코아(1)전단과 상기 제 2코아(2)후단사이에 배치되어 굴림운동을 하면서 연속주조작업시 상기 주형(10)의 상하진동이 상기 제 2코아(2)측으로 전달되는 것을 차단하는 반면에, 상기 제 2코아(2)에서 발생된 전자기력을 제 1코아(1)측으로 원활하게 전달하도록 하는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기제동장치의 다른 실시예를 도시한 구성도로서, 이는 제 1코아(1)를 주형(10)의 긴변부에 복수개 배치되고, 상기 각 제 1코아(1)와 일대일 대응하는 복수개의 제 2코아(2)가 일체로 구성된 코아몸체(2a)를 고정베이스(141)상에 고정배치하는 한편, 서로 대응하는 상기 제 1,2코아(1)(2)사이마다에 상기 구름부재(3)를 배치한 것이다.

여기서, 상기 구름부재(3)는 도 5에 도시한 바와같이, 상기 제 1코아(1)에 대응하는 상기 제 2코아(2)의 전단에 아이들회전이 가능하게 조립되는 바퀴부재이며, 연속주조작업시 발생되는 전자기력에 의해서 자화되지 않는 스테인레스스틸과 같은 재질로 구성된다.

그리고, 상기 구름부재(3)는 상하이동되는 이동부재인 제 1코아(1)와 위치고정된 고정부재인 제 2코아(2)사이에 항상 배치될수 있도록 상기 제 2코아(2)의 중앙부위에 배치되며, 외경크기는 작을수록 상기 제 1코아(1)와 제 2코아(2)사이의 틈이 작아지게 되나 너무 작을 경우 연속주조시 발생되는 전자기력에 의하여 상기 제 2코아(2)가 제 1코아(1)측으로 이동되면서 상기 주형(10)의 긴변부외벽에 부딪히 전자기력의 힘으로 인해 구름부재(3)가 파손될 우려가 있으므로 인가할 전자기력을 고려하여 적절한 크기로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구름부재(3)는 도 6과 7(a)에 도시한 바와같이, 상기 제2코아(2)의 전면에 설치된 롤지지대(33a)에 좌우양단이 베어링부재(33b)를 매개로 아이들회전가능하게 조립되는 롤부재(33)로 갖추어질수도 있다.

여기서, 상기 롤지지대(33a)에는 도 7(b)에 도시한 바와같이, 상기 주형(10)과 제 2코아(2)와의 접촉시 발생되는 충격을 흡수할수 있도록 상기 롤부재(33)의 좌우양단을 전방으로 탄력지지하는 스프링부재(33c)를 갖추어 구성한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

본 발명의 전자기 제동장치(100)가 주형(10)의 긴변부에 좌우대칭구조로 배치된 상태에서, 상기 주형(10)의 하부로부터 용강을 배출시켜 슬라브를 연속하여 주조하는 연속주조공정을 수행하는 경우, 상기 주형(10)은 진동모터(80)에 의해서 상하진동을 개시하게 된다.

이와 동시에 상기 주형(10)의 용강유동을 전자기력으로서 제어하기 위하여 상기 주형(10)의 긴변부로부터 일정거리 떨어져 대응하게 배치된 제 2코아(2)의 코일(4)측으로 외부전원이 인가되어 상기 제 2코아(2)에는 전자기력이 발생하게 된다.

이러한 경우, 상기 제 2코아(2)는 발생된 전자기력에 의해서 상기 주형(10)측으로 이동되어 그 전단에 장착된 구름부재(3)가 제 1코아(1)와 대응하는 긴변부의 외벽에 접촉하게 된다. 이때, 상기 제 2코아(2)의 전자기력은 대응하는 제 1코아(1)를 통하여 주형(10)내의 용강까지 전달되어 상기 용강의 유동을 제어하게 되는 반면에, 상하진동되는 주형(10)의 움직임은 상기 제 2코아(2)의 구름부재(3)가 긴변부에 접하여 아이들회전구동되기 때문에 고정베이스(141)에 위치고정된 제 2코아(2)측으로 전달되지 않게 되어 상하이동되는 이동부재인 제 1코아(1)에 대하여 제 1코아(1)의 고정상태를 유지할 수 있는 것이다.

즉, 상기 제 1코아(1)가 주형(10)내에 밀폐되는 조립구조에서도 상하로 진동하는 이동부분이 주형(10)만으로 국한되어 종래와 같은 일체형 전자기제동장치의 추가로 인한 주형진동계통을 보강할 필요가 없을 뿐만 아니라, 주형(10)내에 배치되는 제 1코아(1)가 밀폐되어 있기 때문에 종래 분리형 전자기제동장치에서 조업중 외부이물이 함몰부에 침입되고, 이로 인하여 제반문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

아울러, 상기 제 2코아(2)에서 발생된 전자기력을 주형(10)내 용강(20)측으로 전달하는 제 1코아(1)가 주형(10)내에 밀폐구조로 포함되므로 상기 주형(10)제작시 상기 제 1코아(1)의 형상을 변화시켜 전자기장의 분포를 조정할수도 있는 것이다.

또한, 상기 구름부재(3)가 롤부재(33)로 구성되고 그 좌우양단의 베어링부재(33b)를 스프링부재(33c)에 지지하는 경우, 전자기력에 의해서 상기 롤부재(33)가 대응하는 주형(10)의 긴변부에 밀착될 때 충격력을 상기 스프링부재(33c)로서 흡수함으로서 상기 롤부재(33) 및 주형(10)사이의 충격력을 감소시켜 롤부재(33), 주형(10)의 파손을 예방할수 있다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 전자기력을 주형내로 원활하게 전달할 수 있도록 코아가 상하진동되는 주형내에 배치한 일체형으로 장착하는 구조를 가짐과 동시에 상하진동되는 주형의 움직임이 전자기력을 발생하는 코아측으로 전달되지 않는 분리형 구조를 갖춤으로서, 연속주조작업시 주형만 상하진동하게 되기 때문에 종래와 같이 일체형 전자기제동장치의 추가로 인한 진동설비를 강화시킬 필요가 없고, 주형교환시 전자기제동장치 전체를 교체할 필요가 없어 큰 투자비 없이 기존 연주설비에 간편하게 설치하여 적용할수 있을 뿐만 아니라, 외부이물의 침입 및 주형의 강도가 저하되는 것을 예방할수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 종래의 일체형 전자기제동장치가 주형에 설치된 구성도,

도 2는 종래의 분리형 전자기제동장치가 주형에 설치된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기 제동장치를 도시한 조립도,

도 4는 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기 제동장치의 다른 실시예를 도시한 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기제동장치에 채용되는 구름부재를 도시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기제동장치에 채용되는 구름부재의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 7(a)(b)는 본 발명에 따른 연속주조기의 전자기제동장치에 채용되는 구름부재의 다른 실시예를 도시한 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 .... 제 1코아 2 .... 제 2코아

3 .... 구름부재 4 .... 코일

10 ... 주형 20 ... 용강

33 ... 롤부재 33a ... 롤지지대

60 ... 진동모터 140 ... 베이스플레이트

Claims (6)

1. 진동모터(80)에 의해서 상하진동되는 주형(10)의 긴변부에 배치되어 용강(20)의 유동을 제어하는 전자기제동장치에 있어서,

   상기 긴변부내에는 전자기력을 용강측으로 전달할수 있도록 제 1코아(1)가 밀폐되고, 상기 제 1코아(1)와 대응배치되고, 코일(4)이 감기어 전자기력을 발생시키는 제 2코아(2)가 고정베이스(141)에 고정설치되며, 상기 제 1,2코아(1)(2)사이에서 굴림운동을 하는 구름부재(3)를 갖추어 상기 주형(10)의 상하진동을 차단하면서 전자기력을 전달함을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기 제동장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구름부재(3)는 상기 제 1코아(1)에 대응하는 상기 제 2코아(2)의 전단에 아이들회전이 가능하게 조립되는 바퀴부재임을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기제동장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 구름부재(3)는 스테인레스스틸로 구성됨을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기제동장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 구름부재(3)는 상하이동되는 이동부재인 상기 제 1코아(1)와 위치고정된 고정부재인 상기 제 2코아(2)와의 사이에 항상 배치될수 있도록 상기 제 2코아(2)의 중앙부위에 배치됨을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기제동장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 구름부재(3)는 상기 제2코아(2)의 전면에 설치된 롤지지대(33a)에 좌우양단이 베어링부재(33b)를 매개로 아이들회전가능하게 조립되는 롤부재(33)로 갖추어짐을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기제동장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 롤지지대(33a)에는 상기 주형(10)과 제 2코아(2)와의 접촉시 발생되는 충격을 흡수할수 있도록 상기 롤부재(33)의 좌우양단을 전방으로 탄력지지하는 스프링부재(33c)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 연속주조기의 전자기제동장치.