KR101051742B1 - 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기 - Google Patents

일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판주조기에 관한 것으로, 두 개의 주조롤과, 상기 주조롤 양 측면에 구비되는 에지댐과, 상기 주조롤과 에지댐에 의해 형성된 섬프로 공급되는 용강을 덮도록 상부에 구비되는 탕면커버 및 상기 탕면커버와 에지댐 사이를 밀폐하기 위한 가스실링장치를 포함하여 구성되는 쌍롤식 박판주조기에 있어서,상기 가스실링장치는 탕면커버와 에지댐 상부 및 좌우측 측면부 사이를 밀폐하도록 일체형으로 형성된 탄성패드와, 상기 탄성패드를 지지하도록 상기 에지댐 상부와 측면부측에 고정설치된 가스실링 지지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기가 제공된다.
쌍롤식 박판주조기(Twin Roll Strip Caster), 주조롤, 에지댐(Edgedam), 탕면커버, 가스실링장치

Description

일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기{TWIN ROLL STRIP CASTER WITH A SINGLE BODY UPPER GAS SEALING EQUIPMENT OF EDGEDAM}
본 발명은 쌍롤식 박판주조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일체형 구조를 갖는 탄성 작동하는 가스실링장치에 의해 장시간 안정적으로 에지댐 상부 및 측면부와 탕면커버 사이의 공간을 밀폐하여 용강의 산화 및 열 손실을 방지하여 고품질의 박판을 주조할 수 있도록 개선된 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기에 관한 것이다.
쌍롤식 박판주조 공정은 냉각되고 있는 한 쌍의 주조롤과 한 쌍의 에지댐에 의하여 형성되는 공간에 용강공급 노즐로 용강을 공급하여 용강풀의 높이를 일정하게 유지시키고, 주조롤을 마주보는 방향으로 회전시켜, 주조롤 표면에 형성된 응고쉘(Shell)이 주조롤 간의 근접점에서 합체되어 주편을 형성시킴으로서, 용강으로부터 직접 박판을 연속적으로 제조하는 방법이다.
도 1은 종래의 쌍롤식 박판주조기를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 박판의 연속주조공정은 용강(5)을 턴디쉬에 연결된 노즐(2)을 통해 수냉되고 있는 한 쌍의 주조롤(1) 사이로 공급하고, 상기 주조롤(1)을 회전시킴으로서 주조롤(1) 의 표면에서 생성된 한쌍의 응고쉘이 근접점에서 합체되도록 하여 두께 1 내지 6 mm 정도의 박판(4)을 연속적으로 제조하는 것이다.
주조롤(1)의 양 측면부에는 용강(5)의 유출을 방지하고, 박판(4)를 일정한 폭으로 제한하기 위해서 내화물로 제조된 에지댐(3)이 설치되며, 상기 노즐(2)로부터 공급된 용강(5)은 상기 주조롤(1)과 에지댐(3)에 의해서 용강풀을 형성하면서 일정한 높이로 탕면을 유지하게 된다.
도 2는 종래의 에지댐 상부의 가스실링장치를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 주조롤(1)사이에 공급된 용강(5)이 형성하는 용강풀의 용탕면의 열손실을 억제하기 위하여 상기 주조롤(1)의 상부에는 탕면커버(7)를 설치하여 단열을 실시함과 동시에 용강의 재산화를 방지하기 위하여 불활성 가스를 일정한 유량으로 공급하게 된다.
일반적으로 상기 주조롤(1)과 탕면커버(7)의 사이에는 가스커튼(미도시) 또는 가스나이프(Gas Knife)로 불리우는 고정장치를 설치하여 외기의 혼입을 차단하고 있지만, 상기 주조롤(1)의 양쪽 에지부는 주조 중 에지댐(3)의 연속적인 움직임에 의해서 외기의 밀폐방법이 용이하지 못하다. 이에 따라, 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 종래에는 일본특허 특개평10-314894호와 같이 에지댐 내화물의 상단에 돌기를 만들고 그 위에 탕면커버를 설치하거나, 미국특허 US 5,794,682호에서와 같이 요철(凹凸)구조로 된 탕면커버와 에지댐 홀더를 서로 끼우고, 그 사이를 모래와 같은 입자들로 충진하는 방안을 통해 탕면커버(7)와 에지댐(3)사이의 간격을 최소화시킴으로써 상기 에지댐(3) 근처에 있는 탕면의 열손실을 방지하고, 주조중 에지 댐(3)의 마모와 탕면커버(7)의 간섭을 방지하는 방안도 제시된 바 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 에지댐(3) 상부공간에 상부 탄성패드(8a) 및 측면부 탄성패드(8b)와 같은 실링재를 채워 넣는 방식도 적용되고 있으나, 이 경우 구조적으로 상부 탄성패드(8a)와 측면부 탄성패드(8b)사이의 간격이 존재하거나, 장시간 사용을 하는 경우 에지댐(3)이 상하, 전후로 동작하면서 탄성패드가 밀려 형태가 변형되어 기밀성이 떨어지거나 간섭을 일으키게 된다.
즉, 종래의 경우 에지댐(3) 상부와 탕면커버(7)의 개별 구조물 사이에 어느 정도의 간격(d)이 존재하며, 특히 에지댐(3)과 탕면커버(7) 및 주조롤(1)이 서로 인접한 부위에서의 밀폐는 곤란한 구조로 되어 있어 여전히 탕면커버(7)와 에지댐(3)사이의 간격을 통해 외부로부터 외기가 유입되는 것을 차단시키는 것이 곤란하였다. 또한 탄성패드(8a,8b)가 에지댐(3)으로 전진 압착됨에 따라 변형이 일어나며, 이러한 변형이 간섭으로 작용하여 에지댐(3)에 과도한 힘을 전달할 수 있다.
이와 같이 종래의 가스실링장치는 기밀성이 저하되어 주편의 품질이 불균일해지고, 특히 에지부의 품질이 저하되는 원인으로 작용한다. 또한 에지댐에 과도한 힘을 전달하여 마모시켜 설비의 유지 관리비를 증대시키므로 제품의 단가를 상승시키는 문제를 발생시킨다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상기 에지댐(3)과 탕면커버(7) 및 주조롤(1)사이에 발생되는 각 간격들을 적절한 방법으로 밀폐시킬 필요성이 있는 것이나 종래에는 이에 대한 대비가 부족하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 일체형으로 이루어진 가스실링장치에 의해 탕면커버와 에지댐 및 주조롤의 사이를 밀폐함으로서 외기 유입을 차단함과 동시에 용탕의 열손실을 방지하고, 탄성부재와 가이드에 의해 완충 작동되어 에지댐의 마모를 방지하며, 내화보드설치에 의해 용강 열에 의한 변형을 최소화함으로서 고품질의 박판을 제조할 수 있도록 개선된 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기는 두 개의 주조롤과, 상기 주조롤 양 측면에 구비되는 에지댐과, 상기 주조롤과 에지댐에 의해 형성된 섬프로 공급되는 용강을 덮도록 상부에 구비되는 탕면커버 및 상기 탕면커버와 에지댐 사이를 밀폐하기 위한 가스실링장치를 포함하여 구성되는 쌍롤식 박판주조기에 있어서, 상기 가스실링장치는 탕면커버와 에지댐 상부 및 좌우측 측면부 사이를 밀폐하도록 일체형으로 형성된 탄성패드와, 상기 탄성패드를 지지하도록 상기 에지댐 상부와 측면부측에 고정설치된 가스실링 지지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 가스실링 지지부는 상기 에지댐 상부 및 좌우측 측면부측에 고정설치된 가스실링 케이스와, 상기 탄성패드에 고정 설치된 탄성패드 지지대 및 상 기 가스실링 케이스와 탄성패드 지지대 사이에 삽입 고정되어 탄설된 탄성부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가스실링 케이스는 자연냉각이 가능하도록 상부측의 일측이 개방되고, 탄성부재의 완충에 의한 탄성패드 지지대의 이동을 안내하는 가이드바가 형성된 것을 특징으로 하며,
상기 탄성패드와 탄성패드 지지대 사이에는 내화보드가 삽입되어 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기에 의하면, 에지댐 상부 및 좌우측 측면부에 가스실링장치가 일체형으로 고정 설치된 구조로 이루어져 있어 주조롤 사이의 용강과 주조롤 측면의 에지댐 및 주조롤 상부의 탕면커버로 이루어진 공간을 외부의 공기로부터 차단하여 밀폐할 수 있다. 또한 가스실링장치는 탄성부재와 가이드가 설치되어 탄성패드의 움직임을 원활하게 하고, 이로 인해 에지댐에 과도한 힘을 전달하지 않게 되므로 에지댐의 마모를 최소화할 수 있다. 이와 동시에 탄성패드의 후단에는 내화보드를 삽입하여 고정설치하고 가스실링 케이스의 상부를 개방된 구조로 형성함으로써 열에 의한 지지구조의 변형을 최소화할 수 있다. 또한 모든 구조가 일체형으로 이루어져 있어 가스실링장치 조립시 작업 능률이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 구성하는 가스실링장치의 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 구성하는 가스실링장치의 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 구성하는 가스실링장치의 측단면도이다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 설명한다.
본 발명의 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기는 탄성패드(8c)와 가스실링 지지부를 포함하여 구성되며, 상기 탄성패드(8c)는 일체형으로 형성된 구조를 갖는다. 즉, 탕면커버(7)와 에지댐의 상부 사이를 밀폐시키기 위한 구조와 탕면커버(7)와 에지댐의 측면부 사이를 밀폐시키기 위한 구조가 일체형으로 형성된다. 이를 위해 탄성패드(8c)는 에지댐의 상부 및 에지댐의 측면부와 탕면커버(7)의 사이 공간을 밀폐시키도록 일체형으로 이루어진다.
이와 같이, 에지댐 측면부와 탕면커버(7) 사이의 공간이 모두 탄성패드(8c)에 의해 밀폐되므로 외부의 공기를 차단할 수 있으며, 용강의 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
상기 가스실링 지지부는 에지댐의 상부 및 측면부측에 고정 설치되어 상기 탄성패드(8c)를 지지한다. 상기 가스실링 지지부는 가스실링 케이스(9)와 탄성패드 지지대(13) 및 탄성부재(10)를 포함하여 구성된다.
상기 가스실링 케이스(9)는 일체형으로 이루어진 구조를 가지며, 에지댐의 상부 및 좌우측 측면부에 고정설치된다. 상기 가스실링 케이스(9)는 상부면과 하부면이 형성되어 있으며, 상부면 일측에는 개방된 구조를 갖는 개방부(9a)가 형성된다. 이와 같이 가스실링 케이스(9)의 상부면 일측을 개방함으로서, 가스실링 케이스(9) 내부로 유입된 열기를 자연냉각에 의해 외부로 배출되도록 구성함으로서 압착력을 감소시키기 위한 탄성부재(10)의 열 변형을 최소화할 수 있다.
상기 탄성패드 지지대(13)는 상기 탄성패드(8c)에 고정 설치된다. 이 때, 상기 탄성패드 지지대(13)는 내화보드(12)가 개재된 상태에서 상기 탄성패드(8c)와 고정 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 내화재로 이루어진 내화보드(12)가 탄성패드(8c)에 고정 설치된 상태에서 상기 탄성패드 지지대(13)를 내화보드(12)에 고정 설치함으로서 상기 탄성패드 지지대(13)를 상기 탄성패드(8c)와 일체로 고정 설치할 수 있다. 용강으로부터 고온의 열기가 탄성부재(10)로 전달되는 경우 탄성부재(10)의 열적 변형으로 인해 탄성부재(10)의 기능이 상실할 수 있으므로 탄성패드(8c)와 탄성패드 지지대(13) 사이에 내화보드(12)를 삽입하여 탄성패드(8c)에 고정 설치함으로서 전방부의 열기가 후방부로 전달되는 것을 차단하는 것이다.
상기 탄성패드 지지대(13)와 상기 가스실링 케이스(9) 사이에는 탄성부재(10)가 삽입되어 고정된다. 상기 탄성부재(10)는 에지댐 마모시 압착력을 받아 압축되며, 상기 탄성패드 지지대(10)는 탄성부재(10)에 의해 완충되면서 상기 가스 실링 케이스(9) 내부에서 전, 후로 이동가능하도록 설치된다.
상기 탄성패드 지지대(13)의 이동을 용이하고 안정적으로 하기 위해 가이드 구조가 설치된다. 상기 가이드 구조는 가이드바(11a)와 가이드홈(11b)으로 이루어진다. 즉, 상기 가스실링 케이스(9) 일측에는 가이드바(11a)가 형성되며, 상기 탄성패드 지지대(13) 일측에는 상기 가이드바(11a)에 대응되도록 가이드 홈(11b)이 형성된다. 상기 가이드바(11a) 및 가이드 홈(11b)은 두 개 이상 형성되어 있을 수 있다.
상기 가스실링 케이스(9)의 상부면 일측에는 탈락방지핀(14)이 삽입되는 탈락방지홈(14a)이 형성된다. 상기 탈락방지핀(14)은 탈락방지홈(14a)에 삽입되며, 탈락방지핀(14)의 단부측은 탄성부재(10) 일측에 형성된 고정홈(14b)에 삽입 고정되어 탄성부재(10)의 탈락을 방지하게 된다. 상기 탄성부재(10)는 고리 형태로 이루어진 판 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이로 인해 에지댐의 마모시 판 스프링이 안정적으로 압축되면서 상기 탄성패드 지지대(13)가 가스실링 케이스(9) 내에서 안정적으로 이동된다.
이와 같이, 에지댐(3) 상단부에 일체화된 구조로 된 탄성패드(8c)로 이루어진 가스실링장치를 설치하여 에지댐(3)과 탕면커버(7) 및 주조롤(1)이 서로 인접하는 공간의 구조적인 간격을 없앰으로서 에지댐(3)의 상부를 용이하게 밀폐시킬 수 있으며, 이로 인해 주조공간 내를 불활성 분위기로 유지하고 용강의 열손실을 억제하여 품질이 우수한 박판을 연속적으로 제조할 수 있다.
더불어 탄성패드(8c)에 가해지는 압착력은 탄성부재(10)를 통해 감소되며, 탄성패드 지지대(13)는 가이드 구조(11a,11b)를 통해 전, 후 운동을 안정적으로 수행함으로서 탄성패드(8c)가 상하로 움직이거나 물리적 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명을 구성하는 가스실링장치는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 주조중 에지댐(3)이 마모되어 에지댐(3)이 주조롤(1)을 향해 A방향으로 전진할 경우, 상기 탕면커버(7)의 단변에 접하는 탄성패드(8c)가 탄성부재(10)를 외측으로 밀어내어 상기 탄성부재(10)가 탄성 압축되며, 이로 인해 탄성패드(8c)에 가해지는 압착력이 감소하게 되므로 지속적으로 밀폐를 유지함과 동시에 에지댐(1)에 가해지는 힘을 분산할 수 있는 것이다.
또한 탄성패드 지지대(13)는 가이드 구조(11a,11b)를 통해 가스실링 케이스(9) 내에서 안정적으로 이동되며, 탄성패드(8c)와 탄성패드 지지대(13)의 사이에 고정 설치된 내화보드(12)에 의해 가스실링 케이스(9) 내부로 열 전달되는 것을 차단하고 가스실링 케이스(9)의 상부면에 형성된 개방부(9a)를 통해 유입된 열기가 용이하게 배출되도록 함으로서 열 변형에 의한 설비 간섭을 방지할 수 있다.
이와 함께, 본 발명을 구성하는 탄성패드(8c)와 탄성패드 지지대(13) 및 가스실링 케이스(9)는 모두 일체형으로 구성되어 있어 조립시 탈/부착이 용이하며, 조립시간을 단축시킴으로서 조업성을 향상시키게 된다.
도 1은 종래의 쌍롤식 박판주조기의 사시도.
도 2는 종래의 에지댐 상부의 가스실링장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 구성하는 가스실링장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 구성하는 가스실링장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기를 구성하는 가스실링장치의 측단면도이다.
♧ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♧
1 : 주조롤 2 : 용강공급노즐 3 : 에지댐
4 : 주편 5 : 용강풀(pool) 6 : 용탕면
7 : 탕면커버 8a : 상부 탄성패드 8b : 측면 탄성패드
8c : 탄성패드 9 : 가스실링 케이스 9a : 개방부
10 : 탄성부재 11a : 가이드바 11b : 가이드홈 12 : 내화보드 13 : 탄성패드 지지대 14 : 탈락방지핀
14a : 탈락방지홈 14b : 고정홈

Claims (4)

  1. 두 개의 주조롤과, 상기 주조롤 양 측면에 구비되는 에지댐과, 상기 주조롤과 에지댐에 의해 형성된 섬프로 공급되는 용강을 덮도록 상부에 구비되는 탕면커버 및 상기 탕면커버와 에지댐 사이를 밀폐하기 위한 가스실링장치를 포함하여 구성되는 쌍롤식 박판주조기에 있어서,
    상기 가스실링장치는 탕면커버와 에지댐 상부 및 좌우측 측면부 사이를 밀폐하도록 일체형으로 형성된 탄성패드와, 상기 탄성패드를 지지하도록 상기 에지댐 상부와 측면부측에 고정설치된 가스실링 지지부를 포함하되,
    상기 가스실링 케이스는 자연냉각이 가능하도록 상부측의 일측이 개방되고, 탄성부재의 완충에 의한 탄성패드 지지대의 이동을 안내하는 가이드바가 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 가스실링 지지부는
    상기 에지댐 상부 및 좌우측 측면부측에 고정설치된 가스실링 케이스와, 상기 탄성패드에 고정 설치된 탄성패드 지지대 및 상기 가스실링 케이스와 탄성패드 지지대 사이에 삽입 고정되어 탄설된 탄성부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 탄성패드와 탄성패드 지지대 사이에는 내화보드가 삽입되어 고정 설치된 것을 특징으로 하는 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기.
KR1020080126351A 2008-12-12 2008-12-12 일체형 가스실링장치를 갖는 쌍롤식 박판주조기 KR101051742B1 (ko)

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