KR101147034B1 - 쌍 롤 주조기 - Google Patents

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KR101147034B1
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가츠미 나카야마
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가부시키가이샤 아이에이치아이
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Abstract

스트립의 판폭 방향 두께 분포의 불균일을 억제할 수 있는 쌍 롤 주조기를 제공한다.
냉각 롤(1a, 1b), 사이드 댐(2a, 2b), 노즐 피스(11a, 11b)를 구비하고, 이 노즐 피스(11a, 11b)의 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위의 각각에, 냉각 롤(1a, 1b) 사이에 용탕(5)을 송출할 수 있는 복수의 개구(13)를, 냉각 롤(1a, 1b) 축선 방향으로 나란하도록, 더욱이 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위에서 엇갈리도록 천공한 구성을 채용한다.
냉각 롤, 사이드 댐, 노즐 피스, 용탕 송출용 개구, 쌍 롤 주조기

Description

쌍 롤 주조기{TWIN-ROLL CASTING MACHINE}
본 발명은 쌍 롤 주조기에 관한 것이다.
용탕으로부터 스트립(strip)을 직접적으로 생산하는 수법으로서, 회전하는 한 쌍의 롤 사이에 용탕을 공급하고, 응고한 금속을 얇은 띠(帶) 모양으로 송출하는 쌍 롤 연속 주조법이 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 쌍 롤 주조기의 일 예를 도시하는 것이며, 수평으로 나란하게 배치한 한 쌍의 냉각 롤(1a, 1b)과, 상기 냉각 롤(1a, 1b)에 덧붙인 한 쌍의 사이드 댐(side weir; 2a, 2b)을 구비하고 있다.
냉각 롤(1a, 1b)은 그 내부에 냉각수가 유통하고, 생산해야 할 스트립(3)의 판 두께에 따라서 롤 틈(G)을 확대?축소 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 냉각 롤(1a, 1b)의 회전 방향과 속도는, 각각의 외주면이 상측으로부터 롤 틈(G)을 향하여 등속으로 이동하도록 설정하고 있다.
한쪽의 사이드 댐(2a)은 각 냉각 롤(1a, 1b)의 일단에 면 접촉하고, 다른쪽의 사이드 댐(2b)은 각 냉각 롤(1a, 1b)의 타단에 면 접촉하고 있고, 냉각 롤(1a, 1b) 및 사이드 댐(2a, 2b)에 의해 사방이 둘러싸이는 공간에는, 용탕 공급용의 노즐 피스(4a, 4b)가, 롤 틈(G)의 바로 위에 위치하도록 배치되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
한쪽의 노즐 피스(4a)는 한쪽의 사이드 댐(2a)에 대하여 일정한 틈을 유지하도록 지지되고, 다른쪽의 노즐 피스(4b)는 다른쪽의 사이드 댐(2b)에 대하여 일정한 간격을 유지하도록 지지되어 있다.
노즐 피스(4a, 4b)는 그 상부에 용탕(5)을 수용하기 위한 가늘고 긴 노즐 트러프(trough; 6)를 갖고, 길이 방향 측벽의 하단 근처 부분에는, 상기 노즐 트러프(6)로부터 냉각 롤(1a, 1b)의 사이에 용탕(5)을 공급하는 개구(7)가, 이들 냉각 롤(1a, 1b) 축선을 따라서 나란하도록 복수 천공되어 있고, 각 노즐 트러프(6)에 용탕(5)을 부어 넣으면, 롤 틈(G)의 상방에 냉각 롤(1a, 1b) 외주면에 접하는 용탕 고임(8)이 형성된다.
도 2a에 도시하는 바와 같이, 노즐 피스(4a, 4b)에 화살표로써 그린 개구(7)의 천공 위치는 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위에서 대칭으로 가지런하게 되어 있다.
상술한 쌍 롤 주조기에서는 냉각수의 유통에 의해 냉각 롤(1a, 1b)의 발열(拔熱)을 도모하면서, 상기의 용탕 고임(8)을 형성하여 냉각 롤(1a, 1b)을 회전시키면, 용탕(5)이 냉각 롤(1a, 1b) 외주면에서 굳어져서 응고각(凝固殼; 9)을 구성하고, 스트립(3)이 롤 틈(G)으로부터 하방으로 송출된다.
이 때, 생산되는 스트립(3)이 목표 판 두께가 되도록, 각 냉각 롤(1a, 1b)의 넥(neck) 부분에 서로 근접하는 방향으로 하중을 부여한다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2000-202590호
발명이 해결하고자 하는 과제
그런데, 노즐 피스(4a, 4b)의 개구(7)의 천공 위치가, 한쪽의 냉각 롤(1a)측과 다른쪽의 냉각 롤(1b)측에서 대칭으로 가지런한 것에 기인하여, 용탕 고임(8)에서는 개구(7) 부근에 있어서의 용탕(5)의 흐름이 다른 것보다도 빨라지고, 냉각 롤(1a, 1b) 외주면의 개구(7)에 가까운 부위에서는 용탕(5)이 식기 어려워져 버린다.
즉, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 냉각 롤(1a, 1b) 외주면의 개구(7)로부터 떨어진 부위에서는, 응고각(9)의 생성(두께의 증대)이 진행하지만, 냉각 롤(1a, 1b) 외주면의 개구(7)에 가까운 부위에서는, 응고각(9)의 생성이 순조롭지 않다.
따라서, 냉각 롤(1a, 1b)이 송출하는 스트립(3)은 도 2c에 도시하는 바와 같이, 응고각(9)의 생성이 진행된 산(山) 부분이 서로 접합된 상태가 되지만, 냉각 롤(1a, 1b) 축선 방향으로 나란한 산 부분 사이의 골짜기 부분에서는 미응고 영역(10)을 남기게 된다.
이 때문에, 응고에 의한 축소가 완료한 후의 스트립(3)은 도 2d에 도시하는 바와 같이, 판폭 방향 두께 분포가 불균일하게 되고, 균열이 생기는 경우도 있다.
본 발명은 상술한 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 스트립의 판폭 방향 두께 분포의 불균일을 억제할 수 있는 쌍 롤 주조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 국면은 한 쌍의 냉각 롤과, 한 쌍의 사이드 댐과, 냉각 롤 및 사이드 댐에 의해 둘러싸이는 공간에 배치한 노즐 피스를 구비하고, 상기 노즐 피스의 한쪽의 냉각 롤측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤측의 부위의 각각에 복수의 용탕 송출용 개구를, 냉각 롤 축선 방향으로 나란하게 하고 또한 한쪽의 냉각 롤측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤측의 부위에서 역위상으로 천공하고 있다.
본 발명의 제 2 국면은 한 쌍의 냉각 롤과, 한 쌍의 사이드 댐과, 냉각 롤 및 사이드 댐에 의해 둘러싸이는 공간에 냉각 롤 축선 방향으로 종렬(縱列)로 배치한 제 1, 제 2 노즐 피스를 구비하고, 상기 제 1, 제 2 노즐 피스의 한쪽의 냉각 롤측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤측의 부위의 각각에 복수의 용탕 송출용 개구를, 냉각 롤 축선 방향으로 나란하게 하고 또한 한쪽의 냉각 롤측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤측의 부위에서 역위상으로 천공하고 있다.
본 발명의 제 3 국면은 제 1 노즐 피스에 의한 용탕 송급 범위를, 한쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 좁게 또한 다른쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 넓게 설정하고, 제 2 노즐 피스에 의한 용탕 송급 범위를, 한쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 넓게 또한 다른쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 좁게 설정하고 있다.
본 발명의 제 4 국면은 개구의 단면 형상을 냉각 롤 축선 방향으로 길게 형성하고 있다.
발명의 효과
본 발명의 쌍 롤 주조기에 따르면, 하기와 같은 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
(1)노즐 피스에 천공한 복수의 용탕 송출용 개구의 위치를, 한쪽의 냉각 롤측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤측의 부위에서 역위상으로 하고 있으므로, 한쪽의 냉각 롤 외주면에 있어서 구성되는 응고각의 산 부분이, 다른쪽의 냉각 롤 외주면에 있어서 형성되는 응고각의 골짜기 부분에 마주 대하고, 한쪽의 냉각 롤 외주면에 있어서 형성되는 응고각의 골짜기 부분이, 다른쪽의 냉각 롤 외주면에 있어서 형성되는 응고각의 산 부분에 마주 대한 상태에서, 쌍방의 응고각을 접합하도록 할 수 있다.
(2)따라서, 냉각 롤이 송출하는 스트립의 판 폭 방향 두께 분포가 불균일하게 되지 않고 평균화되는 경향을 보이고, 균열의 발생을 회피할 수 있다.
(3)제 1, 제 2 노즐 피스를 종렬로 배치한 구성을 채용하여, 제 1 노즐 피스에 의한 용탕 송급 범위를, 한쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 좁게 또한 다른쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 넓게 설정하고, 제 2 노즐 피스에 의한 용탕 송급 범위를, 한쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 넓게 또한 다른쪽의 냉각 롤의 축선 방향으로는 좁게 설정한 경우, 한쪽의 냉각 롤의 축선 방향 중간 부분 외주면에 있어서 형성되는 응고각의 산 부분이, 다른쪽의 냉각 롤의 축선 방향 중간 부분 외주면에 있어서 형성되는 응고각의 산 부분에 마주 대하지 않으며, 따라서, 냉각 롤이 송출하는 스트립의 판 폭 방향 두께 분포가 보다 평균화된다.
도 1은 종래의 쌍 롤 주조기의 일 예를 냉각 롤 직경 방향으로 본 상태를 도시하는 개념도.
도 2는 도 1에 있어서의 노즐 피스, 및 스트립 단면 형상의 관계를 도시하는 개념도.
도 3은 도 1의 쌍 롤 주조기를 사시적으로 본 상태를 도시하는 개념도.
도 4는 본 발명의 쌍 롤 주조기의 일 예에 있어서의 노즐 피스, 및 스트립 단면 형상의 관계를 도시하는 개념도.
도 5는 도 4에 있어서의 노즐 피스의 구체적인 형상의 일 예를 도시하는 부분 평면도.
도 6은 도 5의 VI-VI 화살표로 본 도면.
도 7은 도 6의 VII-VII 화살표로 본 도면.
도 8은 본 발명의 쌍 롤 주조기의 다른 예에 있어서의 노즐 피스를 도시하는 개념도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1a: 냉각 롤 1b: 냉각 롤
2a: 사이드 댐 2a: 사이드 댐
5: 용탕 11a: 노즐 피스
11b: 노즐 피스 13: 개구
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 쌍 롤 주조기의 일 예를 도시하는 것으로, 수평으로 나란하게 배치한 한 쌍의 냉각 롤(1a, 1b), 상기 냉각 롤(1a, 1b)에 덧붙인 한 쌍의 사이드 댐(2a, 2b), 및 노즐 피스(11a, 11b)를 구비한다.
한쪽의 노즐 피스(11a)는 롤 틈(G)의 바로 위에 위치하고 또한 한쪽의 사이드 댐(2a)에 대하여 일정한 틈을 유지하도록 지지되고, 다른쪽의 노즐 피스(11b)는, 롤 틈(G)의 바로 위에 위치하고 또한 다른 쪽의 사이드 댐(2b)에 대하여 일정한 간격을 유지하도록 지지되어 있다.
노즐 피스(11a, 11b)는 그 상부에 용탕(5)을 수용하기 위한 가늘고 긴 노즐 트러프(12)를 갖고, 상기 노즐 트러프(12)의 안쪽 바닥으로부터 하향으로 관통하는 개구(13)가, 한쪽의 냉각 롤(1a)측과 다른쪽의 냉각 롤(1b)측으로 나누어, 냉각 롤(1a, 1b) 축선 방향으로 나란하도록 복수 천공하고 있다.
도 4a에 도시하는 바와 같이, 노즐 피스(11a, 11b)에 화살표로써 그린 개구(13)의 천공 위치는 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위에서 서로 엇갈리도록(역위상으로) 한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 개구(13)의 실체적인 단면 형상은, 냉각 롤(1a, 1b) 축선 방향으로 연장되는 타원형으로 형성되어 있다.
노즐 피스(11a, 11b) 하측 바닥 부분에는 각각의 개구(13)로부터 흘러나오는 용탕(5)을 냉각 롤(1a, 1b) 외주면을 향하여 횡 방향으로 이끌어내기 위한 가이드(14)가, 노즐 피스(11a, 11b) 전체 길이에 걸쳐 구성되고(도 6, 도 7 참조), 노즐 트러프(12)에 용탕(5)을 부어 넣으면, 냉각 롤(1a, 1b) 외주면에 접하는 용탕 고임(8)이 형성된다.
상술한 쌍 롤 주조기에서는 냉각수의 유통에 의해 냉각 롤(1a, 1b)의 발열을 도모하면서, 상기의 용탕 고임(8)을 형성하여 냉각 롤(1a, 1b)을 회전시키면, 용탕(5)이 냉각 롤(1a, 1b) 외주면에서 굳어져서 응고각(9)을 구성하고, 스트립(3)이 롤 틈(G)으로부터 하방으로 송출된다.
이 때, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 노즐 피스(11a, 11b)에 천공하고 있는 복수의 개구(13)의 위치가, 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위에서 역위상으로 되어 있는 것에 의해, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 한쪽의 냉각 롤(1a) 외주면에 있어서 형성되는 응고각(9)의 생성이 진행된 산 부분이, 다른쪽의 냉각 롤(1b) 외주면에 있어서 형성되는 응고각(9)의 생성이 순조롭지 않는 골짜기 부분에 마주 대하고, 마찬가지로, 한쪽의 냉각 롤(1a) 외주면에 있어서 형성되는 응고각(9)의 골짜기 부분이, 다른쪽의 냉각 롤(1b) 외주면에 있어서 형성되는 응고각(9)의 산 부분에 마주 대한 상태에서, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 쌍방의 응고각(9)이 접합된다.
따라서, 쌍방의 응고각(9)의 사이에 남는 미응고 영역(10)은 도 2c에 도시하는 종래 예와 비교하여 줄어들고, 응고에 의한 축소가 완료된 후의 스트립(3)은 도 4d에 도시하는 바와 같이, 판 폭 방향 두께 분포가 불균일하게 되지 않고 평균화되는 경향을 보이며, 균열의 발생을 회피할 수 있다.
도 8은 본 발명의 쌍 롤 주조기의 다른 예를 도시하는 것으로, 도면 중, 도 4 내지 도 7과 같은 부호를 붙인 부분은 동일물을 의미한다.
이 쌍 롤 주조기에서는 한 쌍의 노즐 피스(11a, 11b)의 대향단을, 냉각 롤(1a, 1b) 단면에 대하여 비스듬하게 형성하고, 노즐 피스(11a)의 형상을, 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위가 짧고, 더욱이 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위가 길어지도록 하고, 또한, 노즐 피스(11b)의 형상을, 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위가 길어지고, 또 다른쪽의 냉각 롤(1b)측이 짧아지도록 한다.
노즐 피스(11a, 11b)에 화살표로써 그린 개구(13)의 천공 위치는 한쪽의 냉각 롤(1a)측의 부위와 다른쪽의 냉각 롤(1b)측의 부위에서 엇갈리도록(역위상으로) 되어 있다.
노즐 피스(11a)에 천공한 개구(13)의 수는 냉각 롤(1a)측에 비하여 냉각 롤(1b)측의 쪽이 많고, 노즐 피스(11b)에 천공한 개구(13)의 수는 냉각 롤(1b)측에 비하여 냉각 롤(1a)측의 쪽이 많다.
즉, 노즐 피스(11a)에 의한 용탕 송급 범위는 한쪽의 냉각 롤(1a)의 축선 방향으로는 좁아지지만, 다른쪽의 냉각 롤(1b)의 축선 방향으로는 넓어지도록 설정되고, 노즐 피스(11b)에 의한 용탕 송급 범위는 한쪽의 냉각 롤(1a)의 축선 방향으로는 넓어지지만, 다른쪽의 냉각 롤(1b)의 축선 방향으로는 좁아지도록 설정되고, 한쪽의 냉각 롤(1a)측에 있어서의 노즐 피스(11a, 11b)의 틈(S1)과, 다른쪽의 냉각 롤(1b)측에 있어서의 노즐 피스(11a, 11b)의 틈(S2)은 냉각 롤(1a, 1b)의 직경 방향으로 서로 마주 대하지 않는다.
따라서, 한쪽의 냉각 롤(1a)의 축선 방향 중간 부분 외주면에 있어서 형성되는 응고각(9)의 산 부분이, 다른쪽의 냉각 롤(1b)의 축선 방향 중간 부분 외주면에 있어서 형성되는 응고각(9)의 산 부분에 마주 대하지 않고, 따라서, 냉각 롤(1a)이 송출하는 스트립(3)의 판폭 방향 두께 분포가 보다 평균화된다(스트립(3) 및 응고 각(9)에 대해서는 도 4 참조).
또, 본 발명의 쌍 롤 주조기는 상술한 실시형태에만 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.
본 발명의 쌍 롤 주조기는 강철을 비롯하여 다양한 금속 스트립의 제조에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 한 쌍의 냉각 롤과, 한 쌍의 사이드 댐과, 냉각 롤 및 사이드 댐에 의해 둘러싸이는 공간에 배치한 노즐 피스를 구비하고,
    상기 노즐 피스에는 제 1 롤에 인접하는 노즐 피스의 제 1 면에 있어서 롤의 축선 방향에 따라 서로 이간된 복수의 용융 금속 송출 개구가 형성되고,
    상기 노즐 피스에는 제 2 롤에 인접하는 노즐 피스의 제 2 면에 있어서 롤의 축선 방향에 따라 서로 이간된 복수의 용융 금속 송출 개구가 형성되고,
    제 1 면에 있어서의 상기 개구는 제 2 면에 있어서의 상기 개구와 엇갈리게 배치되고, 상기 엇갈리게 배치된 개구는 롤 간극에 대해 동일한 높이에 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤 주조기.
  2. 한 쌍의 냉각 롤과, 한 쌍의 사이드 댐과, 냉각 롤 및 사이드 댐에 의해 둘러싸이는 공간에 냉각 롤 축선 방향으로 종렬로 배치한 제 1, 제 2 노즐 피스를 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 노즐 피스의 각각에는 제 1 롤에 인접한 상기 제 1 및 제 2 노즐 피스 각각의 제 1 면에 있어서 롤 축선 방향에 따라 서로 이간된 복수의 용융 금속 송출 개구가 형성되고,
    상기 제 1 및 제 2 노즐 피스의 각각에는 제 2 롤에 인접하는 상기 제 1 및 제 2 노즐 피스 각각의 제 2 면에 있어서 롤 축선 방향을 따라 서로 이간된 복수의 용융 금속 송출 개구가 형성되고,
    각각 제 1 및 제 2 노즐 피스에 있어서 제 1 면의 상기 개구는 제 2 면의 상기 개구와 엇갈리게 배치되고, 상기 엇갈리게 배치된 개구는 롤 간극에 대해 동일한 높이에 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤 주조기.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 1 및 제 2 노즐 피스가 롤에 대해 경사진 대향단을 가지며, 상기 제 1 노즐 피스에 있어서 제 1 면이 제 2 면보다 길이가 짧고, 상기 제 2 노즐 피스에 있어서 상기 제 1 면이 상기 제 2 면보다 길이가 길어지도록 한 것을 특징으로 하는, 쌍롤 주조기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 개구의 단면 형상을 냉각 롤 축선 방향으로 길게 형성한 쌍 롤 주조기.
  6. 제 2 항에 있어서, 개구의 단면 형상을 냉각 롤 축선 방향으로 길게 형성한 쌍 롤 주조기.
  7. 제 3 항에 있어서, 개구의 단면 형상을 냉각 롤 축선 방향으로 길게 형성한 쌍 롤 주조기.
  8. 삭제
KR1020097024764A 2007-06-19 2008-06-18 쌍 롤 주조기 KR101147034B1 (ko)

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JP2007161039A JP5135906B2 (ja) 2007-06-19 2007-06-19 双ロール鋳造機
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PCT/JP2008/001575 WO2008155914A1 (ja) 2007-06-19 2008-06-18 双ロール鋳造機

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