KR101129951B1 - 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치에 관한 것으로 연속 주조용 몰드를 해체하지 않은 상태에서 연속 주조용 몰드의 상부에 장착되어 연속 주조용 몰드 내부에 비접촉식 거리 측정기를 위치시키고, 상기 비접촉식 거리 측정기를 상하 구동 기기로 이동시키면서 연속 주조용 몰드의 내주면에 대한 테이퍼 값을 측정하여 마모량을 정확히 평가할 수 있게 한 것이다.

본 발명은 불필요한 연속 주조용 몰드의 교체를 방지하여 주편의 생산 비용을 절감하고 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

본 발명은 연속 주조용 몰드의 교체 시기를 정확히 파악하여 연속 주조 시 주편의 품질 관리가 용이하며, 주편의 불량률을 줄이고 조업 중 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 연속 주조용 몰드가 연속 주조 장치 내에 설치된 상태에서 사용이 가능하여 불필요한 조업 중단 없이 연속 주조용 몰드의 현재 상태를 신속히 점검할 수 있는 효과가 있다.

Description

연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치{Abrasion Measuring Apparatus of Continuous Casting Mold}

본 발명은 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 연속 주조용 몰드의 내주면에 대한 테이퍼 측정과 마모도 평가를 함께 진행하여 전체 마모량을 정확히 확인하고, 연속 주조용 몰드의 정확한 교체 시기를 파악할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 연속 주조 장치는 전기로와 같은 제강로에서 용해된 용강을 열간 압연 시 사용되는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조하는 장치이다.

상기 연속 주조 장치는 레들로부터 용강을 공급받아 저장하는 턴디쉬와;

상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 주편으로 형성하는 연속 주조용 몰드와;

상기 연속 주조용 몰드에서 배출되는 주편을 이송하면서 냉각하는 주편 이송 냉각대를 포함한다.

즉, 연속 주조 장치는 일단 상기 턴디쉬에서 침지 노즐을 통해 용강을 연속 주조용 몰드 내로 공급한 후 연속 주조용 몰드 내에서 용강의 표면을 1차 냉각시켜 주편을 형성한다.

그리고 연속 주조용 몰드에서 형성된 주편을 배출하여 주편 이송 냉각대를 따라 이송하면서 최종 냉각시키는 것을 반복함으로써 주편을 연속적으로 생산하는 것이다.

상기 연속 주조 몰드는 장기간 반복하여 주편을 생산하는 중에 내주면이 주편의 응고된 표면과 접촉되면서 마모되므로 그 마모 정도에 따라 새 것으로 교체하여 사용하고 있다.

그러나 종래에는 연속 주조용 몰드의 마모 정도를 사용 횟수 및 작업자가 육안으로 연속 주조용 몰드의 내주면을 확인하여 연속 주조용 몰드 교체 시기를 결정하므로 연속 주조용 몰드의 교체 시기를 정확히 파악할 수 없었던 것이다.

그리고 용강의 응고시 발생하는 응고 수축을 보상하기 위하여 연속 주조용 몰드의 단변부 내주면을 하부로 갈수록 폭이 작아지는 테이퍼로 형성하는데, 사용 중 마모로 인해 변화되는 테이퍼 값을 정확히 측정할 수 없었던 것이다.

따라서 더 사용할 수 있는 연속 주조용 몰드를 교체함으로써 생산 비용을 증대시키고, 교체되어야 하는 연속 주조용 몰드를 교체하지 못해 주편의 품질이 저하되고 조업 중 사고가 발생되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 연속 주조용 몰드의 내주면에 대한 테이퍼 측정과 마모도 평가를 함께 진행하여 연속 주조용 몰드의 내주면에 대한 전체 마모 상태를 정확히 확인할 수 있게 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 연속 주조용 몰드의 상부에서 서로 마주보는 양 측면부를 가로 질러 장착되는 베이스 고정부재와;

상기 베이스 고정부재의 하부에서 연속 주조용 몰드의 내부에 위치되어 연속 주조용 몰드의 내주면 사이 거리를 측정하는 비접촉식 거리 측정기와;

상기 베이스 고정부재의 하부로 돌출되어 비접촉식 거리 측정기가 장착되며, 장착된 비접촉식 거리 측정기를 상, 하 이동 시키는 상하 구동 기기를 포함한 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 연속 주조용 몰드의 내주면에 대한 테이퍼 측정과 마모도 평가를 함께 진행하여 전체 마모량을 정확히 확인함으로써 불필요한 연속 주조용 몰드의 교체를 방지하여 주편의 생산 비용을 절감하고 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

본 발명은 연속 주조용 몰드의 교체 시기를 정확히 파악하여 연속 주조 시 주편의 품질 관리가 용이하며, 주편의 불량률을 줄이고 조업 중 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 연속 주조용 몰드가 연속 주조 장치 내에 설치된 상태에서 사용이 가능하여 불필요한 조업 중단 없이 연속 주조용 몰드의 현재 상태를 신속히 점검할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도로서, 본 발명의 베이스 고정부재가 가로 바와 가로 바의 양 단에 결합하여 가로 바가 가로 지르는 연속 주조용 몰드의 양 측면부의 상면에 장착되는 장착 바로 분해되는 예를 나타내고 있다.

도 2는 본 발명의 장착 상태를 도시한 평면도로서, 본 발명이 연속 주조용 몰드의 상면에 장착된 상태를 나타내고 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 단면도로서, 도 3은 비접촉식 거리 측정기를 상하 이동시키는 상하 구동 기기의 구조를 나타내고 있고, 도 4 내지 도 5는 비접촉식 거리 측정기를 회전 작동시키는 회전 기기의 구성을 나타내고 있다.

도 6은 본 발명의 작동 상태를 나타낸 사용 상태도로서, 비접촉식 거리 측정기가 베이스 고정부재가 연속 주조용 몰드 내에서 가이드 레일부재를 따라 상하 이동하면서 연속 주조용 몰드의 테이퍼 값을 측정하는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 1 내지 도 2에서 도시한 바와 같이 본 발명의 베이스 고정부재(10)는 연속 주조용 몰드(1)의 상부에서 서로 마주보는 양 측면부를 가로 질러 장착되 는 것이다.

그리고 연속 주조용 몰드(1)는 통상 내부에 직사각 형상의 공간부를 가지도록 서로 마주보는 양 측면부인 한 쌍의 장변부(1a)와 서로 마주보는 다른 양 측면부인 한 쌍의 단변부(1b)를 포함한다.

또 본 발명의 상기 베이스 고정부재(10)는 서로 마주보는 연속 주조용 몰드(1)의 양 측면부 즉, 한 쌍의 장변부(1a)를 가로 지르거나, 한 쌍의 단변부(1b)를 가로 지르는 가로 바(11)와;

상기 가로 바(11)의 양 단이 고정되며 상기 가로 바(11)가 가로 지르는 연속 주조용 몰드(1)의 양 측면부 즉, 한 쌍의 장변부(1a) 상면 또는 한 쌍의 단변부(1b) 상면에 각각 장착되는 장착 바(12)를 포함한다.

상기 장착 바(12)는 양 단부 측에 장착 구멍(12a)이 형성되어 장착 구멍(12a)을 통해 체결되는 장착 볼트(12b)를 통해 연속 주조용 몰드(1)의 측면부 상면에 장착 고정된다.

또한 상기 장착 바(12)는 상기 가로 바(11)의 양 단에 이동 가능하게 결합하여 가로 바(11)를 따라 이동하면서 사이 간격을 조정할 수 있도록 하고, 고정구(13)에 의해 조정된 위치가 고정되도록 것이 바람직하다.

상기 장착 바(12)에는 상기 가로 바(11)가 관통되어 결합하는 관통 구멍(14)이 형성되어 가로 바(11)에 이동 가능하게 결합하며, 고정구(13)는 상부에서 상기 관통 구멍(14)을 관통하여 체결되는 고정 볼트(13a)를 사용한다.

또 상기 가로 바(11)의 상면에는 상기 장착 바(12)의 사이 간격을 확인할 수 있는 눈금부(15)가 표시되어 장착 바(12)가 연속 주조용 몰드(1)에 장착된 상태에서 후술될 비접촉 거리 측정기의 위치를 확인하고, 비접촉 거리 측정기를 연속 주조용 몰드(1) 내 중심에 용이하게 위치시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 장착 바(12)는 연속 주조용 몰드(1)의 양 측면부 사이 간격에 따라 자유롭게 조정하여 연속 주조용 몰드(1)의 측면부 상면에 장착될 수 있는 것이다.

한편, 상기 가로 바(11)의 중앙에는 비접촉식 거리 측정기(20)를 상 하 이동시키는 상하 구동 기기(30)가 구비된다.

상기 비접촉식 거리 측정기(20)는 양 측에 레이저를 발생시키는 레이저 발생부(21a)가 구비된 레이저 거리 측정기(21)인 것으로, 상기 레이저 거리 측정기(21)가 장착되어 상하 구동 기기(30)에 결합되는 장착 브라켓트(22)를 더 포함한다.

상기 레이저 거리 측정기(21)는 양 측에 구비된 레이저 발생부(21a)를 통해 레이저를 발생시켜 거리를 측정하는 공지의 것으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 상하 구동 기기(30)는 상기 가로 바(11)의 중앙에서 하부로 돌출되게 장착되며 상기 비접촉식 거리 측정기(20)가 이동 가능하게 결합하는 가이드 레일부재(31)와;

상기 비접촉식 거리 측정기(20)를 가이드 레일부재(31)를 따라 상하 이동시키는 구동부(32)를 포함한다.

상기 구동부(32)는 도 3에서 도시한 바와 같이 상기 가이드 레일부재(31)의 상부에서 모터에 연결되어 회전되는 구동 기어 풀리(32a)와;

상기 가이드 레일부재(31)의 하부에서 회전 가능하게 장착되는 종동 기어 풀리(32b)와;

일 단이 상기 구동 기어 풀리(32a)에 감기고 타단이 상기 종동 기어에 감기는 기어 벨트부재(33c)와;

상기 비접촉식 거리 측정기(20)에 회전 가능하게 장착되며 상기 구동 기어 풀리(32a)와 종동 기어 풀리(32b) 사이에서 기어 벨트부재(33c)에 물리는 작동 기어(33d)를 포함한다.

즉, 상기 작동 기어(33d)는 구동 기어 풀리(32a)가 모터에 의해 회전하면 순환 이동하는 기어 벨트부재(33c)에 물려 함께 이동함으로써 모터의 회전 방향에 따라 상하 이동하게 되는 것이다.

그리고 상기 비접촉식 거리 측정기(20)는 상기 작동 기어(33d)과 함께 상하 이동하면서 각각의 높이에서 연속 주조용 몰드(1)의 내주면 사이 거리를 측정하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 상기 비접촉식 거리 측정기(20)를 횡방향으로 회전시키는 회전 기기(40)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 회전 기기(40)는 도 4 내지 도 5에서 도시한 바와 같이 레이저 거리 측정기(21)의 상부에서 장착 브라켓트(22)의 상부로 돌출되는 회전 축(41)에 연결되는 모터(42) 및 상기 모터(42)의 축을 회전 축(41)에 연결하는 감속 기어 박스(43)를 포함한다.

즉, 상기 레이저 거리 측정기(21)는 모터(42)의 회전력을 전달받아 상부로 돌설된 회전 축(41)을 중심으로 모터(42)의 회전력을 전달받아 일정 각도 범위 이내에서 회전하게 되는 것이다.

또한 본 발명은 상기 상하 구동 기기(30), 회전 기기(40), 비접촉식 거리 측정기(20)의 작동을 제어하고, 비접촉식 거리 측정기(20)에서 측정된 데이터를 통해 연속 주조용 몰드의 내주면의 종방향 마모량 및 횡방향 마모량을 계산하는 제어부(50)를 더 포함하며, 상기 제어부(50)는 작업자가 작동을 제어하고 콘트롤하고 계산된 내주면의 종방향 마모량 및 횡방향 마모량, 종방향 마모량을 평가하는 테이퍼 값을 확인할 수 있는 콘트롤 패널 및 디스플레이부를 포함하는 것이다.

한편, 본 발명을 사용하여 내주면의 마모량을 측정하는 연속 주조용 몰드(1)는 내부에서 용강이 1차 냉각되면서 표면 응고될 때 발생하는 응고 수축을 보상해 주기 위해 양 단변부(1b)의 내주면이 양 단변부(1b)의 사이 거리가 하부로 갈수록 좁아지게 테이퍼되어 있다.

그리고 연속 주조용 몰드(1)는 사용 중 도 6에서 도시한 바와 같이 테이퍼진 단변부(1b)의 하부에서 주로 마모가 발생하게 되므로 이하 본 발명을 사용하여 연속 주조용 몰드(1)의 양 측 단변부(1b)의 내주면에 대한 종방향 마모량 및 횡방향 마모량을 측정하는 것을 예로 하여 설명하며, 이외에도 연속 주조용 몰드(1)의 내부에서 대향된 내주면의 마모를 측정하는데 동일 원리로 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

일단, 연속 주조 장치에 설치된 상태로 유지되고 있는 연속 주조용 몰드(1)의 양 측 장변부(1a)에 각각 상기 가로 바(11)의 양 측에 결합된 장착 바(12)를 장 착 고정시킨다.

그리고 비접촉식 거리 측정기(20)를 연속 주조용 몰드(1)의 상단부에서 하단부까지 이동시키면서 양 단변부(1b) 내주면의 거리 즉, 폭 거리를 측정함으로써 단변부의 수직 방향으로의 폭 프로파일 데이터(profile data)를 수집하고, 이렇게 수집된 데이터를 이용하여 단변부(1b) 내주면의 정확한 테이퍼 값을 측정한다.

이때 제어부(50)는 아래 수학 식1에 상기 폭 프로파일 데이터를 적용시켜 단변부(1b)의 테이퍼 값을 정확히 측정하게 되는 것이다.

a: 레이저 발생부와 연속 주조용 몰드의 어느 한 단변부 내주면 까지의 거리

b: 레이저 발생부와 연속 주조용 몰드의 다른 한 단변부 내주면 까지의 거리

c: 레이저 발생부 사이의 거리

h : 연속 주조용 몰드의 높이

그리고 이렇게 수집된 양 단변부(1b) 내주면 거리 프로파일 데이터로부터 얻어지는 테이퍼 값을 통해 단변부(1b) 내주면의 수직 방향 즉, 종방향의 마모 정도를 평가할 수 있는 것이다.

또한 비접촉식 거리 측정기(20)를 단변부(1b) 하단부로 이동시킨 후 회전 기기(40)를 작동시켜 비접촉식 거리 측정기(20)의 측정 마크가 양 단변부(1b) 대각선 끝부분에 위치하도록 비접촉식 거리 측정기(20)를 회전시킨다.

이때 비접촉식 거리 측정기(20)가 회전된 각도와 양 대각선의 측정된 거리(d)를 통해 각각의 거리 데이터를 확보한다.

이후 회전 기기(40)를 통해 비접촉식 거리 측정기(20)를 반대 방향으로 회전시켜 양 단변부(1b)의 반대편 대각선 끝부분에 거리 측정기의 측정 마크를 위치시키고 상기한 바와 동일하게 비접촉식 거리 측정기(20)가 회전된 각도와 양 대각선의 측정된 거리(d)를 통해 각각의 거리 데이터를 확보한다.

이때 제어부(50)는 아래 수학 식2에 상기 거리 데이터를 적용시켜 단변부(1b) 내주면의 폭방향, 즉, 횡방향 마모량을 정확히 계산할 수 있는 것이다.

x: 단변부 센터에서 연속 주조용 몰드 내주면 까지의 거리

d: 비접촉식 거리 측정기의 중심에서 연속 주조용 몰드의 대각선 끝까지 거리

θ: 비접촉식 거리 측정기의 회전 각도

그리고 다시 비접촉식 거리 측정기(20)의 위치를 수직 방향으로 이동하여 원 하는 수직 위치에서 단변부(1b) 내주면의 폭방향 마모량을 반복적으로 측정할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같이 비접촉식 거리 측정기(20)의 위치를 수직 방향으로 이동하면서 측정된 테이퍼 값을 통해 연속 주조용 몰드(1)의 내주면에 대한 종방향 마모량을 정확히 평가함은 물론 비접촉식 거리 측정기(20)를 회전 기기(40)를 통해 횡방향으로 회전시켜 측정된 거리값(d)를 통해 연속 주조용 몰드(1)의 내주면에 대한 횡방향 마모량을 정확히 평가할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명은 연속 주조 장치에서 연속 주조용 몰드(1)를 해체하지 않고, 연속 주조용 몰드(1)의 내주면에 대한 전체 마모량을 정확하고 빠르게 확인할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도

도 2는 본 발명의 장착 상태를 도시한 평면도

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 단면도

도 6은 본 발명의 작동 상태를 나타낸 사용 상태도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 베이스 고정부재 11 : 가로 바

12 : 장착 바 20 : 비접촉식 거리 측정기

21 : 레이저 거리 측정기 30 : 상하 구동 기기

31 : 가이드 레일부재 32 : 구동부

40 : 회전 기기 50 : 제어부

Claims (9)

1. 연속 주조용 몰드의 상부에서 서로 마주보는 양 측면부를 가로 질러 장착되는 베이스 고정부재와;

   상기 베이스 고정부재의 하부에서 연속 주조용 몰드의 내부에 위치되며, 양 측에 레이저를 발생시키는 레이저 발생부가 구비되어 연속 주조용 몰드의 내주면 사이 거리를 측정하는 레이저 거리 측정기와;

   상기 베이스 고정부재의 하부로 돌출되어 레이저 거리 측정기가 장착되며, 장착된 레이저 거리 측정기를 상, 하 이동 시키는 상하 구동 기기와;

   상기 레이저 거리 측정기의 상부로 회전 축이 돌출되고, 상기 레이저 거리 측정기가 상기 회전 축으로 회전 가능하게 장착되며, 상기 상하 구동 기기에 결합되는 장착 브라켓트와;

   상기 레이저 거리 측정기의 상부로 돌출된 회전 축에 연결되어 상기 레이저 거리 측정기를 횡방향으로 회전시키는 회전 기기를 포함한 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 베이스 고정부재는 서로 마주보는 연속 주조용 몰드의 양 측면부를 가로 지르는 가로 바와;

   상기 가로 바의 양 단이 고정되며 상기 가로 바가 가로 지르는 연속 주조용 몰드의 양 측면부 상면에 각각 장착되는 장착 바를 포함한 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 장착 바는 상기 가로 바의 양 단에 이동 가능하게 결합하여 가로 바를 따라 이동하면서 사이 간격을 조정할 수 있도록 하고, 고정구에 의해 조정된 위치 가 고정되는 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 가로 바의 상면에는 상기 장착 바의 사이 간격을 확인할 수 있는 눈금부가 표시된 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.
5. 삭제
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 상하 구동 기기는 상기 가로 바의 중앙에서 하부로 돌출되게 장착되며 상기 레이저 거리 측정기가 이동 가능하게 결합하는 가이드 레일부재와;

   상기 레이저 거리 측정기를 가이드 레일부재를 따라 상하 이동시키는 구동부를 포함한 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 구동부는 상기 가이드 레일부재의 상부에서 모터에 연결되어 회전되는 구동 기어 풀리와;

   상기 가이드 레일부재의 하부에서 회전 가능하게 장착되는 종동 기어 풀리와;

   일 단이 상기 구동 기어 풀리에 감기고 타단이 상기 종동 기어에 감기는 기어 벨트부재와;

   상기 레이저 거리 측정기에 회전 가능하게 장착되며 상기 구동 기어 풀리와 종동 기어 풀리 사이에서 기어 벨트부재에 물리는 작동 기어를 포함한 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 상하 구동 기기, 회전 기기, 레이저 거리 측정기의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하며,

   상기 제어부는 상기 레이저 거리 측정기가 상하 구동 기기로 상, 하 이동하면서 측정된 연속 주조용 몰드의 내주면의 테이퍼 값을 통해 연속 주조용 몰드의 내주면의 종방향 마모량을 계산하고, 상기 레이저 거리 측정기가 상기 회전 기기를 통해 회전하면서 측정한 연속 주조용 몰드의 내주면과의 거리 데이터를 통해 횡방향 마모량을 계산하는 것을 특징으로 하는 연속 주조용 몰드의 마모량 측정 장치.

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