KR100835241B1 - Apparatus for manufacturing a metal strip - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 상부 주조 롤, 하부 주조 롤 및 노즐 조립체를 포함하는 박판 주조 장치의 측면도.1 is a side view of a thin sheet casting apparatus including an upper casting roll, a lower casting roll, and a nozzle assembly.
도 2는 도 1의 선 A-A선을 따라 절취한 상태의 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 최적의 박판 두께 형상을 도시한 도면. 3 shows an optimum thin plate thickness shape.
도 4는 본 발명에 따른 박판 주조 장치의 사시도.4 is a perspective view of a thin sheet casting apparatus according to the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 박판 주조 장치의 노즐 조립체의 구성을 도시한 평면도면.FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a nozzle assembly of the sheet casting apparatus shown in FIG. 4. FIG.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 박판 주조 장치의 노즐 조립체의 횡단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view of the nozzle assembly of the sheet casting apparatus according to the invention shown in FIG. 4. FIG.
도 7은 조절 댐을 구성하는 블레이드의 노즐 조립체 내에서의 배치 상태를 도시하는 도면. FIG. 7 shows the arrangement of the blades in the nozzle assembly of the control dam; FIG.
본 발명은 박판 주조 장치에 관한 것으로서, 노즐 조립체 내에서 용탕의 흐름을 제어하여 박판의 최적 두께 형상(profile)을 얻을 수 있는 박판 주조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sheet casting apparatus, wherein the sheet casting apparatus can obtain an optimum thickness profile of a sheet by controlling the flow of molten metal in the nozzle assembly.
비철 금속(예를 들어, 마그네슘)과 그 합금의 박판을 제조하기 위하여 비철 금속의 용탕(이하, "용탕"이라 칭함)을 회전하는 2개의 주조 롤 사이를 통과시켜 냉각, 응고시키는 박판 주조 장치를 이용한다.In order to manufacture a non-ferrous metal (for example, magnesium) and a thin plate of the alloy, a thin casting apparatus for cooling and solidifying a non-ferrous metal molten metal (hereinafter referred to as "melt") is passed between two rotating rolls. I use it.
도 1은 쌍 롤(twin rolls) 박판 주조 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면으로서, 박판 주조 장치는 상하로 배치되어 서로 반대 방향으로 회전하는 상부 주조 롤(1) 및 하부 주조 롤(2) 그리고 상부 주조 롤(1) 및 하부 주조 롤(2)의 유입부에 설치되어 용탕을 공급하는 노즐 조립체(3)를 포함한다.1 shows a schematic configuration of a twin rolls thin sheet casting apparatus, in which a thin sheet casting apparatus is disposed up and down and rotated in opposite directions to each other; It comprises a nozzle assembly (3) installed in the inlet of the upper casting roll (1) and the lower casting roll (2) to supply the molten metal.
도 2는 도 1의 선 A-A선을 따라 절취한 상태의 단면도로서, 편의상 하부 주조 롤(2)를 점선으로 도시하지 않았다. 노즐 조립체(3) 내로 공급된 용탕은 노즐 조립체(3) 내에서 분산되어 상부 주조 롤(도 1의 1)과 하부 주조 롤(2) 사이로 유동한다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, and the
이와 같이 분산되어 유동하는 용탕은 상부 주조 롤(1)과 하부 주조 롤(2)에 의하여 냉각되면서 응고가 시작되어 응고각(solidifed shell)을 형성하게 된다. The molten metal flowing in this way is cooled by the upper casting roll 1 and the
즉, 박판 주조 과정에서, 고온의 용탕과 접촉하는 상부 주조 롤(1)과 하부 주조 롤(2)의 표면에는 그 폭 방향으로 산화물층(산화막)이 형성된다. 상부 주조 롤(1)과 하부 주조 롤(2)의 표면에 일정한 두께의 산화막이 형성된 상태에서 용탕이 냉각, 응고됨으로써 산화막 표면 상에 응고각이 형성되는 것이다. That is, in the thin casting process, an oxide layer (oxide film) is formed on the surfaces of the upper casting roll 1 and the
이와 같은 응고각은 주조 롤(1 및 2)의 회전, 즉 시간이 경과함에 따라 점차 성장하며, 상부 주조 롤(1)과 하부 주조 롤(2)에서 성장한 응고각이 어느 점(kiss point)에서 만나면서 그 성장은 정지하게 된다. This solidification angle grows gradually as the casting rolls 1 and 2 rotate, that is, as time passes, and at which point the solidification angles grown in the upper casting roll 1 and the
그러나, 응고각의 온도가 계속 하강하고 또한 응고각이 롤 닙(roll nip)을 통과하기 위하여 그 두께가 줄어드는 과정을 거치게 된다. 이러한 키스 포인트가 응고 완료점이 되며, 롤 닙을 통하여 재결정 온도 이상의 박판(S)이 방출된다.However, the temperature of the solidification angle continues to fall, and the thickness of the solidification angle decreases in order to pass through the roll nip. This kiss point becomes the solidification completion point, and the thin plate S above the recrystallization temperature is released through the roll nip.
한편, 일정한 폭을 갖는 박판을 제조하기 위하여 용탕이 외측으로 확산되는 현상을 방지할 필요가 있으며, 이를 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 노즐 조립체(3) 양측에 댐(4)을 배치한다. 내화물재로 형성된 에지 댐(4)은 용탕의 분산 폭을 제한하여 각 주조 롤(1 및 2)의 외측으로 용탕이 돌출되는 것을 방지한다. On the other hand, it is necessary to prevent the phenomenon that the molten metal is diffused to the outside in order to manufacture a thin plate having a constant width, for this purpose, the dam 4 is disposed on both sides of the nozzle assembly (3). The edge dam 4 formed of the refractory material limits the dispersion width of the molten metal to prevent the molten metal from protruding outward of the
도 3은 박판의 이론인 최적의 두께 형상을 설명하기 위한 박판의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the thin plate for explaining the optimum thickness shape which is the theory of the thin plate.
상술한 바와 같은 공정을 통하여 제조된 박판은 후공정인 압연 공정을 거친 후 최종 제품으로 출하된다. 압연 과정에서 박판(S)이 폭 방향으로 변형되는 것을 고려하면, 상부 주조 롤(1)과 하부 주조 롤(2)에서 배출되는 박판(S)의 두께 형상은 도 3도에 도시된 바와 같이 중앙부의 두께(Tc)가 양 에지부의 두께(Te)보다 크게 나타나는 것이 바람직하다. The thin plate manufactured through the process as described above is shipped as a final product after the rolling process, which is a post process. Considering that the thin plate S is deformed in the width direction during the rolling process, the thickness shape of the thin plate S discharged from the upper casting roll 1 and the
고온의 용탕이 상부 주조 롤(1) 및 하부 주조 롤(2)의 표면과 접촉하여 응고되는 과정에서, 각 주조 롤(1 및 2)의 표면에는 열 변형 및 기계적인 변형이 발생되며, 이러한 각 주조 롤(1 및 2)의 표면 조건에 따라 도 3에 도시된 바와 같은 박판(S)의 최적 두께 형상을 얻기 어렵다. In the process of the hot melt solidifying in contact with the surfaces of the upper casting roll 1 and the
즉, 박판(S)의 두께는 각 주조 롤(1 및 2)의 열 변형 및 기계적인 변형에 의 한 롤 갭(roll gap)에 좌우되며, 롤 갭이 설정된 범위를 벗어난 상태에서는 도 3에 도시된 박판(S)의 최적 두께 형상을 얻을 수 없다.That is, the thickness of the thin plate S depends on the roll gap due to thermal deformation and mechanical deformation of each
위와 같은 이유로 인하여 박판(S)의 중앙부의 두께(Tc)와 양 에지부의 두께(Te) 차이가 클 경우, 압연 공정에서 박판 폭 방향으로의 불균일한 압연이 진행될 수 있으며, 심한 경우 박판이 파단되는 경우가 발생한다. If the difference between the thickness (Tc) of the central portion of the thin plate (S) and the thickness (Te) of the two edge portions due to the above reasons, the non-uniform rolling in the thin plate width direction in the rolling process may proceed, in which case the thin plate is broken The case occurs.
본 발명은 박판 제조 공정에 사용되는 주조 롤 사이의 롤 갭(roll gap)에 변형이 생기는 경우, 노즐 조립체 내부 공간에서 용탕의 유동 방향을 제어함으로써 압연 공정에서 요구되는 최적의 박판의 두께 형상을 얻을 수 있는 박판 주조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. According to the present invention, when a deformation occurs in a roll gap between casting rolls used in a thin plate manufacturing process, an optimum thickness of thin plate required in a rolling process can be obtained by controlling the flow direction of the melt in the nozzle assembly internal space. It is an object of the present invention to provide a thin sheet casting apparatus.
이와 같은 목적을 얻기 위한 본 발명에 다른 박판 주조 장치는 인접하게 배치된 제 1 주조 롤 및 제 2 주조 롤; 및 제 1 주조 롤 및 제 2 주조 롤의 유입부에 설치되어 용탕을 공급하는 노즐 조립체를 포함하되, 노즐 조립체는 공간부를 형성하는 상부 부재 및 하부 부재, 공간부 내에 배치되어 용탕의 흐름을 조절하는 적어도 하나의 조절 댐을 포함한다. Another thin sheet casting apparatus according to the present invention for achieving the above object is the first casting roll and the second casting roll disposed adjacent; And a nozzle assembly installed at an inlet of the first casting roll and the second casting roll to supply the molten metal, wherein the nozzle assembly is disposed in the upper member and the lower member forming the space portion and the space portion to control the flow of the melt. At least one regulating dam.
여기서, 노즐 조립체 내에 설치되는 조절 댐은, 내부 공간에 위치하는 블레이드; 한 종단은 블레이드에 고정되며, 또 다른 일단은 노즐 조립체 외부로 노출된 축; 및 노즐 조립체 외부로 노출된 축의 종단에 고정되어 블레이드를 회전시키는 노브를 포함한다. Here, the control dam installed in the nozzle assembly, the blade is located in the inner space; One end is fixed to the blade, the other end is exposed to the outside of the nozzle assembly; And a knob fixed to the end of the shaft exposed outside the nozzle assembly to rotate the blade.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 4는 본 발명에 따른 박판 주조 장치의 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 박판 주조 장치의 노즐 조립체의 구성을 도시한 평면도 그리고 도 6은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 박판 주조 장치의 노즐 조립체의 횡단면도이다. 4 is a perspective view of a thin sheet casting apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a plan view showing the configuration of a nozzle assembly of the thin sheet casting apparatus shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a thin sheet casting apparatus according to the present invention shown in FIG. A cross sectional view of the nozzle assembly.
본 발명에 따른 박판 주조 장치는 상하로 배치되어 서로 반대 방향으로 회전하는 상부 주조 롤(11) 및 하부 주조 롤(12) 그리고 상부 주조 롤(11) 및 하부 주조 롤(12)의 유입부에 설치되어 용탕을 공급하는 노즐 조립체(13)를 포함한다.The sheet casting apparatus according to the present invention is installed in the inlet portion of the
노즐 조립체(13) 내로 공급된 용탕은 노즐 조립체(13) 내에서 분산되어 상부 주조 롤(11)과 하부 주조 롤(12) 사이를 통과한다. 이와 같이 노즐 조립체(13) 내에서 배출된 용탕은 상부 주조 롤(11)과 하부 주조 롤(12)을 통과하는 과정에서 냉각, 응고되며, 이후 소정 폭의 박판(S) 형태로 상부 주조 롤(11)과 하부 주조 롤(12)에서 배출된다. The melt supplied into the
노즐 조립체(13)의 양 측에는 용탕이 외측으로 누출되는 것을 방지하기 위한, 내화물로 구성된 에지 댐(14)이 구성되어 있다. On both sides of the
노즐 조립체(13)는 상부 부재(13-1) 및 하부 부재(13-2)를 포함하며, 노즐 조립체(13)의 내부에는 상부 부재(13-1) 및 하부 부재(13-2)에 의하여 형성된, 용탕의 유동 통로인 공간(13-3)이 형성되어 있다. 노즐 조립체(13)의 내부 공간(13-3)에는 적어도 하나의 용탕 흐름 조절용 댐(20; 이하, 편의상 "조절 댐"이라 칭함)이 배치되어 있다. The
도 6에 도시된 바와 같이, 조절 댐(20)은 노즐 조립체(13)의 내부 공간(13-3)에 위치하는 블레이드(21), 블레이드(21)에 고정된 축(22) 및 축(22)의 상단에 고정된 노브(23)를 포함한다. As shown in FIG. 6, the
조절 댐(20)의 축(22)은 상부 부재(13-1) 또는 하부 부재(13-2)를 관통하여 그 종단이 외부로 노출되며, 노출된 종단에는 블레이드(21)를 회전시키기 위한 노브(23)이 고정되어 있다. 따라서, 작업자가 노즐 조립체(13)의 외부에 위치하는 노브(23)를 회전시킴으로써 블레이드(21)는 노즐 조립체(13)의 내부 공간(13-3)에서 회전하게 된다. The
한편, 도 6에는 노절 댐(20)의 노브(23)가 노즐 조립체(13)의 상부 부재(13-1) 상부에 위치하고 있음을 도시하고 있으나, 하부 부재(13-2)의 하부에 위치하도록 설치할 수 있다. 그러나, 작업자가 노브(23)를 용이하게 조작하기 위해서는 노브(23)가 노즐 조립체(13)의 상부 부재(13-1) 상부에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다. Meanwhile, although FIG. 6 illustrates that the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 박판 주조 장치의 전체적인 동작 및 각 구성 수단의 구체적인 기능을 각 도면을 통하여 설명한다.The overall operation of the sheet-casting apparatus according to the present invention configured as described above and the specific function of each constituent means will be described with reference to the drawings.
노즐 조립체(13)에서 배출된 용탕은 상부 주조 롤(11)과 하부 주조 롤(12) 사이로 유동하며, 상부 주조 롤(11)과 하부 주조 롤(12)을 통과하는 과정에서 용탕이 냉각, 응고되어 소정 두께의 박판 형태로 배출된다. The molten metal discharged from the
그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 박판(S)의 두께는 각 주조 롤(11 및 12)의 열 변형 및 기계적인 변형에 의한 롤 갭에 좌우되며, 도 3에 도시된 바와 같이 박판(S)의 중앙부의 두께(Tc)가 양 에지부의 두께(Te)보다 설정된 양만큼 두꺼운 형상을 갖는 것이 바람직하다. However, as described above, the thickness of the thin plate S depends on the roll gap due to the thermal deformation and the mechanical deformation of each
각 주조 롤(11 및 12)의 열 변형 및 기계적인 변형에 의한 롤 갭(roll gap)이 변형되어 박판(S) 중앙부의 두께(Tc)와 양 에지부의 두께(Te)의 차이가 설정된 값을 벗어난 경우, 작업자는 각 조절 댐(20)을 조절하여 노즐 조립체(13) 내에서의 용탕의 유동 방향을 제어한다. The roll gap due to thermal and mechanical deformation of each of the
즉, 박판 중앙부의 두께(Tc)가 양 에지부의 두께(Te)보다 설정된 값 이상으로 두꺼워진 상태는 노즐 조립체(13) 내부 공간(13-3)의 중앙부로 과도한 량의 용탕이 유동하는 것을 의미한다. 따라서 작업자는 각 조절 댐(20)의 노브(23)를 통하여 블레이드(21)를 회전시켜 보다 많은 양의 용탕이 노즐 조립체(13) 내부 공간(13-3)의 양 에지부로 유동하게 한다(도 5의 상태).That is, the state where the thickness Tc of the thin plate center portion becomes thicker than the set value of the thickness Te of both edge portions means that an excessive amount of molten metal flows to the center portion of the internal space 13-3 of the
이러한 조절 댐(20)의 배치 상태, 즉 블레이드(21)의 배치 상태에 따라서 많은 양의 용탕이 노즐 조립체(13) 내부 공간(13-3)의 양 에지부로 유동하며, 결과적으로 각 주조 롤(11 및 12)를 통과하여 배출되는 박판은 그 에지부의 두께가 증가되어 도 3에 도시된 바와 같은 최적의 두께 분포를 갖게 된다. According to the arrangement state of the
이와 반대로, 박판(S) 중앙부의 두께(Tc)가 양 에지부의 두께(Te)보다 설정된 값 이하로 두껍거나 중앙부의 두께(Tc)가 양 에지부의 두께(Te)와 동일한 상태는 노즐 조립체(13) 내부 공간(13-3)의 양 에지부로 과도한 량의 용탕이 유동하는 것을 의미한다. 이에 작업자는 각 조절 댐(20)의 노브(23)를 통하여 블레이드(21)를 회전시켜 양 에지부로 유동하는 용탕의 흐름을 일부 차단함으로써 많은 양의 용 탕이 노즐 조립체(13) 내부 공간(13-3)의 중앙부로 유동하게 한다(도 7의 상태).On the contrary, in the state where the thickness Tc of the center portion of the thin plate S is thicker than the set value of the thickness Te of both edge portions, or the thickness Te of the center portion is the same as the thickness Te of both edge portions, the
도 7에 도시된 이러한 조절 댐(20)의 배치 상태에 따라서 많은 양의 용탕이 노즐 조립체(13) 내부 공간(13-3)의 중앙부로 유동하며, 이에 따라 각 주조 롤(11 및 12)를 통과하여 배출되는 박판(S)은 그 중앙부의 두께가 증가되어 도 3에 도시된 바와 같은 최적의 두께 분포를 갖게 된다. According to the arrangement of the
위에서 설명된 본 발명은 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The present invention described above has been disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. It should be regarded as belonging to the claims.
예를 들어, 용탕의 흐름을 원활히 유지하기 위하여 각 조절 댐(20)의 블레이드(21)를 유선형으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 블레이드(21)의 양 선단은 그 폭이 거의 없는 날카로운 형상을 갖고 있으나, 중앙부로 갈수록 그 폭이 점차적으로 증가하는 형상을 갖는다. For example, in order to keep the flow of molten metal smoothly, it is preferable to make the
이상과 같은 본 발명에 따른 박판 주조 장치는 용탕이 유동하는 노즐 조립체 내에 용탕 흐름 조절용 댐을 설치하여 용탕의 흐름을 제어함으로써 박판의 횡단면 두께 형상을 압연 공정에 적합한 형태로 유지시킬 수 있는 효과가 있다. 결과적으로 압연 공정 후에 얻어지는 최종 제품의 두께 형상이 균일하게 나타남은 물론이다. The thin sheet casting apparatus according to the present invention as described above has the effect of maintaining the cross-sectional thickness of the thin plate in a form suitable for the rolling process by controlling the flow of the molten metal by installing a dam for controlling the flow of the molten metal in the nozzle assembly through which the molten metal flows. . As a result, of course, the thickness shape of the final product obtained after the rolling process appears uniformly.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20120405 Year of fee payment: 5 |
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FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130408 Year of fee payment: 6 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |