KR100977772B1 - 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치 - Google Patents

쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치에 관한 것으로, 쌍롤식 박판 주조시 스컴의 혼입 방지 및 배출을 위해 매니스커스 쉴드의 경사면에 구비된 위어를 리프팅시키는 장치에 있어서; 상기 위어가 고정되는 가이드플레이트에 체결된 와이어로드와; 상기 와이어로드의 타단에 구비된 체결볼이 볼 죠인트되는 상,하부수납대를 일단에 구비하고, 매니스커스 쉴드의 외측에 설치된 래크와; 상기 래크와 치결합되는 피니언과; 감속기능을 갖는 기어박스를 경유하여 상기 피니언이 연결고정된 구동모터로 구성되는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치를 제공한다.
이에 따라, 본 발명은 리프팅 장치의 주된 구성들이 고열개소를 벗어나 설치되므로 열변형에 의한 기어 고착이나 축 변형이 없어 위어의 원활하고 정확하며 보다 정밀한 승하강 제어가 가능하고, 기계적 혹은 기어들의 백래쉬에 의한 공차도 제거되므로 스컴의 배출 제거 및 혼입 방지를 정확하게 제어할 수 있어 보다 고품위의 박판 제품을 생산할 수 있도록 하여 준다.
쌍롤식, 박판 주조, 매니스커스 쉴드, 위어, 리프팅, 스컴

Description

쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치{APPARATUS FOR LIFTING WEIR OF MENISCUS SHIELD IN THE TWIN ROLL TYPE STRIP CASTER}
도 1은 종래 기술에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치를 보인 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치가 설치된 상태를 보인 예시도,
도 3의 (a),(b)는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치의 분해 사시도 및 설치상태 개념도.
♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧
100....매니스커스 쉴드 110....경사면
120....가이드플레이트 130....위어(Weir)
140....연결봉 150....와이어로드
160....곡면가이드 170....래크
180....피니언 190....회전축
200....기어박스 210....구동모터
본 발명은 쌍롤식 박판 주조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌍롤식 박판 주조기에서 스컴 혼입 방지를 위해 사용되는 위어(Weir)를 보다 간편 용이하면서 정확하게 승하강시킬 수 있도록 개선된 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 쌍롤식 박판 주조기는 회전하는 한쌍의 주조롤 사이로 용강을 공급하여 그 용강으로부터 직접 수 mm 두께의 박판제품을 연속적으로 제조하는 설비를 말한다.
이러한 박판 주조기를 통한 박판제품은 예컨대, 냉각수에 의해 냉각되면서 회전하는 한쌍의 주조롤과, 이들의 측면을 밀봉하는 에지댐에 의해 형성된 용강풀로 용강이 공급된 후 주조롤 표면과 접촉 응고되면서 얇은 응고셀을 형성하게 되고, 이 응고셀들이 최근접점에서 합체되어 일정한 두께로 연속 제조되는 형태로 생산되게 된다.
이때, 주조롤의 상부에는 매니스커스 쉴드(Meniscus Shield)가 구비되어 용강과 공기의 접촉을 막아 산화현상을 방지함은 물론 산화현상의 최소화를 위해 그 내부 공간에 질소 또는 불활성가스를 공급하고 있다.
또한, 도 1의 예시와 같이, 용강을 공급하는 침지노즐의 일종인 센(Sen)(1)과 주조롤(2) 사이의 일정위치에는 주조롤(2)의 길이방향으로 판상인 다수의 위어(Weir)(3)가 설치되어 탕면 부유물인 스컴(Scum)(4)이 주조되는 박판으로 혼입되지 못하도록 막아 표면광택도 불량, 균열에 의한 판파단, 품질 악화 등을 예방하게 된다.
이러한 위어(3)는 스컴(4)이 탕면의 일부에 발생한 상태일 때는 효과적이나 장시간 주조시 스컴(4)이 탕면을 과도하게 덮게 되면 박판의 에지쪽 뿐만 아니라 중앙부에도 유입되기 때문에 탕면에 과도한 스컴이 발생되기 전에 스컴을 주기적으로 배출하여 주조되는 박판으로 유입되는 것을 막아야 한다.
이를 위해, 상기 위어(3)를 주기적으로 리프팅시켜야 하는데, 종래에는 상기 위어(3)를 래크(5)와 피니언(6)을 이용하여 리프팅시키고 있었다.
그런데, 이러한 래크(5)와 피니언(6) 방식은 이들을 구동시키기 위한 기어박스(7)를 포함한 래크(5)와 피니언(6)이 모두 용강의 직상방 위치, 즉 대략 300℃ 정도로 유지되는 고열개소인 매니스커스 쉴드(M)의 중앙부에 배치되어 있어 복사열에 따른 열팽창에 의한 래크(5)와 피니언(6)이 끼이면서 생기는 작동불량, 좌우 대칭으로 동시 동작되어야 하는 구조임에도 불구하고 축 변형에 따른 기어 잇수의 어긋남 유발로 인해 생기는 제어불량, 구동모터(9)로부터 동력을 전달하는 유니버셜죠인트(8)의 고착 및 변형에 따른 동작불량은 물론 이들 기어들의 고착 방지를 위한 그리스도포가 필수적이나 주조중에는 고열이 발생되는 상황이므로 오일이나 그리스가 용해되어 흘러내려 용강에 침투하게 되면 화재나 설비사고의 원인이 되므로 이를 실시할 수 없다는 한계 등이 존재하였다.
뿐만 아니라, 이와 같은 현상이 발생되면 즉시 조치하여야 하지만 주조중에서는 수리가 불가능하고, 또한 불량 누적을 통해 과량의 스컴이 한꺼번에 배출되게 되면 용강 유출사고도 파생되는 문제가 상존하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 한계점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 턴디쉬내 용강을 센을 통해 용강풀에 공급할 때 발생되는 부유물인 스컴이 주조롤 쪽으로 이동되지 못하도록 댐 역할을 하는 위어를 고열개소에서 작업하더라도 쉽게 변형되지 않으면서 좌우 대칭적으로 정확하게 동시동작될 수 있는 구조의 위어 리프팅 수단을 제공하여 보다 고품위의 박판 제품을 제조할 수 있도록 한 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 쌍롤식 박판 주조시 스컴의 혼입 방지 및 배출을 위해 매니스커스 쉴드의 경사면에 구비된 위어를 리프팅시키는 장치에 있어서; 상기 위어가 고정되는 가이드플레이트에 체결된 와이어로드와; 상기 와이어로드의 타단에 구비된 체결볼이 볼 죠인트되는 상,하부수납대를 일단에 구비하고, 매니스커스 쉴드의 외측에 설치된 래크와; 상기 래크와 치결합되는 피니언과; 감속기능을 갖는 기어박스를 경유하여 상기 피니언이 연결고정된 구동모터로 구성되는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치를 제공함에 그 특징이 있다.
이때, 상기 가이드플레이트와 와이어로드 사이에는, 상기 가이드플레이트에 분해ㆍ조립되게 연결되는 고정돌출부를 갖는 일단과, 상기 와이어로드의 일단이 나사결합되는 나사탭을 갖는 타단으로 이루어진 연결봉이 더 구비된 것에도 그 특징 이 있다.
또한, 상기 매니스커스 쉴드에는 상기 와이어로드를 안내하도록 내부에 안내구멍이 형성된 곡면가이드가 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.
아울러, 상기 와이어로드(150)는 연결봉(140)을 통해 상기 가이드플레이트(120)의 길이 중앙을 기점으로 양측에 대칭되게 쌍으로 연결되고; 상기 와이어로드(150)와 연결되는 래크(170), 이와 맞물리는 피니언(180), 이의 회전을 감속시키는 기어박스(200)도 쌍으로 구비되되 상기 구동모터(210)의 양측으로 돌출된 회전축에 연결 설치된 것에도 그 특징이 있다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치가 설치된 상태를 보인 예시도이고, 도 3의 (a),(b)는 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치의 분해 사시도 및 설치상태 개념도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치는 기존과 달리 대부분의 구성요소들이 용강풀의 인접 상방인 매니스커스 쉴드(100) 상면에 설치되는 것이 아니고, 이를 벗어나 매니스커스 쉴드(100)의 외측에 설치된다.
즉, 본 발명에 따른 위어 리프팅 장치는 매니스커스 쉴드(100)의 경사면(110)을 따라 이동가능한 가이드플레이트(120)와, 상기 가이드플레이트(120)의 길이방향을 따라 연속배열되는 형태로 볼트고정된 다수의 위어(130)를 포함한다.
이때, 상기 위어(130)는 상기 가이드플레이트(120)에 의해 다수개가 한조를 이루어 한꺼번에 주조롤(2) 사이에 형성된 용강풀로 하강하거나 그로부터 상승되어 용강풀내 탕면 위쪽까지 승강하면서 스컴의 혼입을 방지하거나 배출 제어에 사용되게 된다.
이때, 상기 가이드플레이트(120) 및 위어(130)를 포함한 본 발명 리프팅 장치는 매니스커스 쉴드(100)의 타측 경사면에도 동일한 구조로 대칭되게 설치된다.
그리고, 상기 가이드플레이트(120)에는 연결봉(140)이 연결고정되고, 상기 연결봉(140)에는 와이어로드(150)가 고정되며, 상기 와이어로드(150)는 매니스커스 쉴드(100)를 관통한 뒤 래크(170)에 고정되고, 상기 래크(170)는 피니언(180)에 치결합되며, 상기 피니언(180)은 회전축(190)에 고정되고, 상기 회전축(190)은 감속기의 일종인 기어박스(200)를 매개로 구동모터(210)와 연결된다.
아울러, 상기 연결봉(140)은 상기 가이드플레이트(120)의 양측에 서로 쌍을 이루도록 평행하면서 가이드플레이트(120)의 길이 중앙을 기준으로 대칭되는 지점에 연결됨이 바람직하고, 이를 위해 상기 와이어로드(150), 래크(170), 피니언(180) 및 기어박스(200)도 쌍을 이뤄 구비됨이 바람직하며, 특히 동력전달을 위한 구동모터(210)의 경우 그 회전축이 양쪽으로 형성된 구조가 바람직하다.
그리하여, 상기 양쪽 모두의 회전축이 각각 감속기능을 수행하는 기어박스(200)에 연결됨으로써 상기 와이어로드(150)가 동시에 한꺼번에 움직일 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
한편, 도 3의 (a),(b)에 도시된 바와 같이, 상기 연결봉(140)은 상기 위어(130)가 볼트체결되는 가이드플레이트(120)에 용이하게 고정될 수 있도록 그 일단에 고정돌출부(142)가 형성되고, 그 대향단에는 나사탭(144)이 요입형성된 봉상으로 형성된다.
이때, 상기 연결봉(140)은 위어(130)의 하강시 중량을 부여하면서 와이어로드(150)의 직진성을 더욱 높이기 위해 구비되는 것으로, 경우에 따라서는 와이어로드(150)가 직접 가이드플레이트(120)에 연결고정될 수도 있다.
또한, 상기 연결봉(140)에 형성된 상기 고정돌출부(142)는 교체의 용이성을 위해 상기 가이드플레이트(120)에 끼워진 후 클램핑되는 공지의 형태가 바람직하나 반드시 이에 국한되지 않고 다양한 변형이 있을 수 있다.
또한, 상기 나사탭(144)에는 와이어로드(150)의 일단이 나사체결되는 형태로 연결고정되어 조립 및 해체가 용이한 구조를 갖는다.
이를 위해, 상기 와이어로드(150)의 일단에는 상기 나사탭(144)에 나사체결될 수 있도록 나사체결부(152)가 형성되는데 이 나사체결부(152)는 일종의 로드(Rod) 형태가 바람직하다.
그리고, 상기 와이어로드(150)의 나사체결부(152) 대향단인 타단에는 구형상의 체결볼(154)이 일체로 고정된다.
뿐만 아니라, 상기 와이어로드(150)는 상기 매니스커스 쉴드(100)를 관통하여 그 외측까지 길게 연장되게 되는데 이때 매니스커스 쉴드(100)의 구조상 상기 와이어로드(150)가 곡선형태로 배열될 수 밖에 없는데, 이 경우 와이어로드(150)의 유동에 의해 심한 마찰이 유발될 수 있다.
따라서, 이와 같은 와이어로드(150)의 심한 마찰 발생을 억제하기 위해 상기 매니스커스 쉴드(100)의 상면 혹은 내면에는 곡면가이드(160)가 구비됨이 바람직하다.
상기 곡면가이드(160)는 상기 와이어로드(150)가 매니스커스 쉴드(100)의 형상을 따라 곡선형태로 변형된 형상과 대응되는 곡률을 갖도록 형성되며, 내부에는 이를 길이방향으로 관통하여 상기 와이어로드(150)가 삽입관통될 수 있도록 안내구멍(162)이 형성된다.
여기에서, 상기 곡면가이드(160)는 통체로 형성되는 것보다 그 길이방향으로 2분할된 편들이 서로 볼트 혹은 나사체결되어 내부에 안내구멍(162)을 갖는 하나의 단일한 몸체를 이루도록 함이 바람직하다.
아울러, 상기 래크(170)의 후단에는 상기 와이어로드(150)의 타단에 구비된 체결볼(154)이 수납될 수 있는 고정수단이 마련된다.
상기 고정수단은 상기 래크(170)의 후단에 일체로 고정되고 상면에는 구형상의 수납홈(176)이 형성된 하부수납대(172)와, 상기 하부수납대(172)와 대응되는 형상으로 형성되어 그 상면을 밀폐하는 상부수납대(174) 및 상기 상,하부수납대(172,174)를 상호 체결고정하는 고정볼트(178)로 구성된다.
그리하여, 상기 상,하부수납대(172,174)에 형성된 구형상의 수납홈(176)에 상기 와이어로드(150)의 타단에 일체로 고정된 체결볼(154)이 자유롭게 유동될 수 있도록 볼 죠인트(Ball Joint)되게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명 리프팅 장치의 작동관계는 다음과 같다.
먼저, 주조를 위해 센(Sen)을 통해 용강이 용강풀로 공급될 때 용강의 탕면으로부터 정해진 깊이만큼 위어(130)를 침지시켜 용강 유동에 의해 부유된 스컴(4)은 위어(130)에 의해 걸려 주조롤(2) 쪽으로 흐르지 못하고 정체되며, 용강은 위어(130)의 하측으로 하강한 다음 주조롤(2) 쪽으로 유동된 후 응고셀을 형성하면서 박판 주조되게 된다.
이때, 탕면의 변화에 따라 위어(130)의 침지깊이는 미세하게 조절될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 위어(130) 주변에 배출되지 못한 스컴(4)이 과량 정체되게 되면 작업자는 구동모터(210)를 구동시키게 된다.
상기 구동모터(210)의 구동에 의해 회전축이 회전되고, 이와 연결된 감속기능을 갖는 기어박스(200)가 회전되면서 피니언(180)을 회전시키게 된다.
상기 피니언(180)의 회전에 의해 이와 맞물려 있는 래크(170)가 직선운동하면서 와이어로드(150)의 체결볼(150)을 당기게 되고, 이로 인해 상기 와이어로드(150)는 상기 래크(170)이 이동방향으로 당겨지면서 움직이게 된다.
이때, 상기 와이어로드(150)는 곡면가이드(160) 내부의 안내구멍(162)을 따라 원활하게 안내되면서 보호되므로 와이어로드(150)의 절손이나 파손, 극심한 마찰에 의한 과도한 마모와 같은 현상은 없게 된다.
상기와 같이, 상기 와이어로드(150)가 이동되게 되면 와이어로드(150)의 체결볼(154) 대향단인 나사체결부(152)가 연결된 연결봉(140)도 함께 움직이게 되고, 결국 상기 연결봉(140)이 고정된 가이드플레이트(120)를 승강시키면서 다수의 위어(130)들이 함께 동반 상승하게 된다.
여기에서, 상기 위어(130)의 상승높이는 탕면보다 높게 유지되어야 한다.
이에 따라, 상기 위어(130)에 의해 정체되어 있던 과량의 스컴(4)들은 일시에 신속히 주조롤(2) 측으로 이동한 뒤 박판과 함께 급속 배출되게 된다.
즉, 일정시간 동안 모여 있던 스컴(4)들이 한꺼번에 배출되게 되는 것이다.
이후, 배출된 스컴(4)이 집중되어 있는 부위는 절단 처리함으로써 박판 제품의 품위는 유지되게 된다.
또한, 스컴(4) 배출이 완료되면 상술하였던 작동순서와 반대동작을 통해 위어(130)를 다시 용강 속에 침지시켜 박판 주조작업을 계속하여 진행하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 리프팅 장치는 고열 개소에는 열변형이 있어도 동작제어에 전혀 무관한 연결봉(140)과 와이어로드(150) 만이 설치되어 있어 기존과 같은 문제가 발생될 개연성이 전혀 없고, 또한 보다 정밀하고 정확한 제어가 가능해진다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 리프팅 장치의 주된 구성들이 고열개소를 벗어나 설치되므로 열변형에 의한 기어 고착이나 축 변형이 없어 위어의 원활하고 정확하며 보다 정밀한 승하강 제어가 가능하고, 기계적 혹은 기어들의 백래쉬에 의한 공차도 제거되므로 스컴의 배출 제거 및 혼입 방지를 정확하게 제어할 수 있어 보다 고품위의 박판 제품을 생산할 수 있도록 하여 준다.

Claims (5)

  1. 쌍롤식 박판 주조시 스컴(4)의 혼입 방지 및 배출을 위해 매니스커스 쉴드(100)의 경사면에 구비된 위어(130)를 리프팅시키는 장치에 있어서;
    상기 위어(130)가 고정되는 가이드플레이트(120)에 체결된 와이어로드(150)와;
    상기 와이어로드(150)의 타단에 구비된 체결볼(154)이 볼 죠인트되는 상,하부수납대(172,174)를 일단에 구비하고, 매니스커스 쉴드(100)의 외측에 설치된 래크(170)와;
    상기 래크(170)와 치결합되는 피니언(180)과;
    감속기능을 갖는 기어박스(200)를 경유하여 상기 피니언(180)이 연결고정된 구동모터(210)로 구성되는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 가이드플레이트(120)와 와이어로드(150) 사이에는, 상기 가이드플레이트(120)에 분해ㆍ조립되게 연결되는 고정돌출부(142)를 갖는 일단과, 상기 와이어로드(150)의 일단이 나사결합되는 나사탭(144)을 갖는 타단으로 이루어진 연결봉(140)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치.
  3. 청구항 1에 있어서;
    상기 매니스커스 쉴드(100)에는 상기 와이어로드(150)를 안내하도록 내부에 안내구멍(162)이 형성된 곡면가이드(160)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치.
  4. 청구항 1에 있어서;
    상기 가이드플레이트(120)와 와이어로드(150) 사이에는, 상기 가이드플레이트(120)에 분해ㆍ조립되게 연결되는 고정돌출부(142)를 갖는 일단과, 상기 와이어로드(150)의 일단이 나사결합되는 나사탭(144)을 갖는 타단으로 이루어진 연결봉(140)이 더 설치되고; 상기 매니스커스 쉴드(100)에 상기 와이어로드(150)를 안내하도록 내부에 안내구멍(162)이 형성된 곡면가이드(160)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치.
  5. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서;
    상기 와이어로드(150)는 연결봉(140)을 통해 상기 가이드플레이트(120)의 길이 중앙을 기점으로 양측에 대칭되게 쌍으로 연결되고; 상기 와이어로드(150)와 연결되는 래크(170), 이와 맞물리는 피니언(180), 이의 회전을 감속시키는 기어박스(200)도 쌍으로 구비되되 상기 구동모터(210)의 양측으로 돌출된 회전축에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기의 매니스커스 쉴드 위어 리프팅 장치.
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