KR101157043B1 - 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤 - Google Patents

연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연주 설비의 롤 세그먼트에 장착되는 다분할 롤이 항상 일체로 회전되게 하여 롤의 연결 부분에서 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베어링 블록에 의해 회전 가능하게 연결 지지된 다수개의 분할롤로 구성되고, 이 각각의 분할롤이 연결되는 끝단면에는 모든 분할롤이 일체로 회전될 수 있도록 상호 결합되게 마련된 엔드 플레이트가 설치되며, 상기 분할롤의 중앙부에는 냉각수가 통과하는 수로가 형성되고, 이 수로의 끝단부에는 분할롤의 연결 부분에서 냉각수가 누수되지 않도록 하는 인서트가 삽입 설치된다.
연주 설비, 다분할 롤, 엔드 플레이트, 인서트

Description

연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤{Multi-dividing roll rotated together in continuous casting equipment}
도1은 연주 설비의 롤 세그먼트의 정면도.
도2는 롤 세그먼트에 장착된 다분할 롤의 정면도.
도3은 상기 도2의 "A"부분의 단면도.
도4는 다분할 롤에 사용된 종래 인서트의 사시도.
도5는 본 발명에 따른 일체 회전형 다분할 롤의 단면도.
도6은 본 발명에 따른 엔드 플레이트의 사시도.
도7은 본 발명에 따른 인서트의 사시도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
30: 다분할 롤 30a,30b: 분할롤
31: 수로 32: 내부 파이프
33: 베어링 블록 34: 베어링
36: 외부 오링
40: 수 엔드 플레이트 41: 볼트공
42: 관통공 43: 결합돌기
50: 암 엔드 플레이트 51: 볼트공
52: 관통공 53: 결합홈
60: 인서트 61: 통수공
62: 구형 엔드부 63: 오링 장착홈
본 발명은 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연주 설비의 롤 세그먼트에 장착되는 다분할 롤이 항상 일체로 회전되게 하여 롤의 연결 부분에서 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 마련된 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤에 관한 것이다.
연속주조(Continuous Casting)는 제강 공정을 거친 용강을 일렬로 배열된 다수개의 롤 세그먼트를 통과시키면서 주조와 압연을 동시에 행하여 슬라브를 제조하는 공정을 말하며, 주조만을 행하여 잉곳을 제조하는 개별 주조와 구별된다. 연주 공정에 사용되는 주요 설비인 롤 세그먼트가 도1에 도시되어 있다. 롤 세그먼트(1)에는 2개의 롤(10)이 슬라브가 통과될 수 있도록 일정간격을 두고 상하로 설치되고, 롤(10)의 내부에는 수로가 형성되어 이 수로를 통해 냉각수를 통과시킴으로써 슬라브를 냉각시킴과 동시에 롤(10)의 열화에 따른 변형을 방지한다. 이를 위해 롤(10)의 양 끝단에는 로타리 조인트(11)가 설치되고, 이 로터리 조인트(11)에는 외부로부터 냉각수를 공급하는 플렉시블 호스(12)가 연결 설치된다.
연주 설비의 롤 세그먼트에 장착되는 롤(10)에는 전체가 하나로 몸체로 이루 어진 일체형 롤, 2개 이상으로 분할된 다분할 롤 및 롤 내부가 비어있는 셀타입 롤 등이 있는데, 이 중에서 롤 내부의 냉각이 용이하고 주조 공정 중에 롤 변형이 가장 적은 다분할 롤이 많이 사용된다. 이러한 다분할 롤의 일예가 도2 및 도3에 도시되어 있다.
다분할 롤(10)은 좌측 분할롤(10a), 중앙 분할롤(10b), 우측 분할롤(10c)의 3개로 분할되고, 각각의 양 끝단이 베어링 블록(13,14)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 다분할 롤(10)의 양 끝단, 다시 말해 상기 좌측 분할롤(10a)의 좌측단과 상기 우측 분할롤(10c)의 우측단을 지지하는 베어링 블록(13)에는 각각 외부로부터 냉각수를 공급받기 위한 로터리 조인트(11)가 설치된다.
각 분할롤(10a,10b,10c)의 연결 부분("A")의 단면을 도시한 도3을 보면, 좌측 분할롤(10a)과 중앙 분할롤(10b)의 양 끝단이 베어링 블록(14) 내에 장착된 베어링(15)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 그 각각의 끝단면에는 엔드 플레이트(16)가 고정볼트(17)에 의해 설치된다. 양 엔드 플레이트(16) 사이에는 롤의 열팽창을 보상할 수 있도록 일정한 간격(t)을 둔다. 좌측 분할롤(10a)과 중앙 분할롤(10b)의 중앙부에는 로터리 조인트(11)로부터 공급된 냉각수가 통과되는 수로(20)가 수평하게 형성된다. 이 수로(20) 내에는 내부 파이프(21)가 설치되어 냉각수가 수로(20)와 내부 파이프(21) 사이를 통과되도록 함으로써, 냉각수가 수로(20)의 표면에 더 많이 접촉되게 하여 냉각 효과를 향상시킨다.
좌측 분할롤(10a)과 중앙 분할롤(10b) 사이에는 일정한 간격(t)이 있기 때문에, 그대로 냉각수를 통과시키면 분할롤의 연결 부분인 각 분할롤(10a,10b)의 끝단부에서 누수가 일어난다. 이러한 누수를 방지하기 위해 각 분할롤(10a,10b)의 끝단부에서 수로(20)의 폭을 크게 하고 그 내부에 인서트(22)를 설치함으로써 냉각수가 인서트(22)의 내부로 흘러갈 수 있도록 하였다. 상기 인서트(22)는 도4에서 보듯이 소정 길이를 가진 원통형 몸체를 이루고, 그 내부에 통수공(23)이 형성되며, 그 양 끝단부에는 오링 장착홈(24) 및 수로(20) 내로의 삽입이 용이하도록 해주는 경사면(25)이 형성된다. 또한, 인서트(22)와 엔드 플레이트(16) 사이에는 외부 오링(19)이 장착되고, 인서트(22)와 분할롤(10a,10b) 사이에는 내부 오링(18)이 장착되어 냉각수가 누수되지 않도록 해준다.
이와 같이 구성된 종래의 다분할 롤은 실제 조업 결과 다음과 같은 문제점이 있는 것으로 나타났다. 먼저, 다분할 롤을 구성하는 다수개의 분할롤 중 하나가 열 팽창의 차이, 마모의 편중, 조립된 부품의 이상 등으로 그 직경이 달라지는 경우 롤의 표면과 슬라브가 직접 접촉되지 않아 결국 나머지 분할롤이 회전되는 동안에도 회전되지 않는다. 그 결과 회전되지 않는 분할롤에 설치된 인서트(22)의 내?외부 오링(19,18)이 회전되는 분할롤에 의해 파손되어 냉각수가 누수되는 문제점이 있었다.
또한, 원통형 몸체를 가진 인서트(22)는 그 양 끝단부가 직선을 이루고 있어서 연주 공정에서 분할롤에 벤딩이 발생하면 응력이 그대로 작용하여 분할롤과 인서트(22) 사이에 틈새가 생기거나, 심한 경우 인서트(22)가 파손되거나 변형되어 그 사이로 냉각수가 누수되는 문제점도 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 각각의 분할롤에 설치된 엔드 플레이트를 상호 결합되게 구성하여 모든 분할롤들이 일체로 회전될 수 있도록 하고 인서트의 양 끝단부를 구형으로 형성하여 롤 벤딩에 의해 인서트의 끝단부가 변형되는 정도를 감소시켜, 냉각수가 다분할 롤의 연결 부분에서 누수되는 것을 방지할 수 있도록 한 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤을 마련하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤은, 베어링 블록에 의해 회전 가능하게 연결 지지된 다수개의 분할롤로 구성되고, 이 각각의 분할롤이 연결되는 끝단면에는 모든 분할롤이 일체로 회전될 수 있도록 상호 결합되게 마련된 엔드 플레이트가 설치되며, 상기 분할롤의 중앙부에는 냉각수가 통과하는 수로가 형성되고, 이 수로의 끝단부에는 분할롤의 연결 부분에서 냉각수가 누수되지 않도록 하는 인서트가 삽입 설치된다.
또한, 상기 엔드 플레이트는, 일측 분할롤에 설치되고 그 전면에 다수개의 결합돌기가 형성된 수 엔드 플레이트와, 타측 분할롤에 설치되고 그 전면에 상기 결합돌기가 삽입 장착되는 결합홈이 형성된 암 엔드 플레이트로 구성된다.
또한, 상기 수 엔드 플레이트의 결합돌기는 상기 암 엔드 플레이트의 결합홈에 일정한 보상간격을 두고 삽입 장착된다.
또한, 상기 인서트는 원통형 몸체에 그 양 끝단부가 구형을 이루어 전체적으로 아령 형상을 이루고, 몸체 중앙부에는 상기 수로와 연통되는 통수공이 형성되 며, 상기 구형의 양 끝단부에는 오링 장착홈이 형성된다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤의 구성을 보다 상세히 설명한다.
도5는 본 발명에 따른 다분할 롤(30)의 연결 부분의 단면을 나타낸다. 다분할 롤(30)은 연주 설비의 롤 세그먼트에 일정 간격을 두고 장착되며, 베어링 블록(33)에 의해 회전 가능하게 연결 지지된 다수개의 분할롤(30a,30b)로 구성된다. 상기 분할롤(30a,30b) 사이를 연결하는 베어링 블록(33)에는 각 분할롤(30a,30b)의 끝단부를 지지하는 베어링(34)이 내장되고, 상기 분할롤(30a,30b)의 끝단면에는 베어링(34)의 일측에 위치하도록 엔드 플레이트(40,50)가 설치된다. 또한, 각 분할롤(30a,30b)의 중앙부에는 냉각수가 통과되도록 수로(31)가 형성되고, 수로(31)의 끝단에는 각 분할롤(30a,30b) 사이를 연결하기 위해 인서트(60)가 삽입되며, 인서트(60)와 분할롤(30a,30b) 사이에는 외부 오링(36)이 장착되어 분할롤(30a,30b)의 연결 부분에서 냉각수가 누수되는 것을 방지한다.
본 발명의 특징은 상기한 엔드 플레이트(40,50)와 인서트(60)의 구성에 있는 바, 이하에서 각각에 대해 상세히 설명한다. 도6에 도시된 바와 같이, 상기 엔드 플레이트(40,50)는 일측 분할롤(30a)에 장착되는 수 엔드 플레이트(40)와 상기 일측 분할롤(30a)에 인접한 타측 분할롤(30b)에 장착되는 암 엔드 플레이트(50)로 구성되고, 이들 수 엔드 플레이트(40)와 암 엔드 플레이트(50)는 상호 결합된다.
보다 상세하게는, 상기 수 엔드 플레이트(40)는 도6의 (a)와 같이 소정의 두 께를 가진 원판형 몸체를 가지고, 중앙에는 후술할 인서트가 삽입되는 관통공(42)이 형성되며, 전면 둘레에는 관통공(42)을 중심으로 다수개의 볼트공(41)과 결합돌기(43)가 교대로 형성된다. 즉, 상기 결합돌기(43)가 관통공(42)을 중심으로 수평 수직한 위치에 4개가 형성되고, 상기 볼트공(41)은 상기 결합돌기(43)의 사이에 각각 형성된다. 상기 볼트공(41)에는 수 엔드 플레이트(40)를 분할롤(30a,30b)의 끝단면에 고정시키는 장착 볼트가 삽입된다. 상기 암 엔드 플레이트(50)는 도6의 (b)와 같이 소정의 두께를 가진 원판형 몸체를 가지고, 중앙에는 관통공(52)이, 전면 둘레에는 볼트공(51)이 각각 형성된다는 점에서 수 엔드 플레이트(40)와 동일하다. 다만, 이 암 엔드 플레이트(50)에는 상기 수 엔드 플레이트(50)의 결합돌기(43)와 대응되는 위치에 결합홈(53)이 형성된다.
상기 결합돌기(43)는 결합홈(53)에 삽입 장착됨으로써 인접한 2개의 분할롤(30a,30b)이 항상 일체로 회전될 수 있도록 해준다. 따라서, 각각의 분할롤(30a,30b) 중 어느 하나가 열 팽창의 차이, 마모의 편중 등에 의해 슬라브와 직접 접촉되지 않아 회전되지 않더라도 상기 결합돌기(43)와 결합홈(53)에 의해 다른 분할롤과 일체로 되기 때문에 인접한 분할롤이 회전되면 함께 회전된다. 따라서, 본 발명에 따르면 다분할 롤을 구성하는 다수개의 분할롤 중에서 적어도 하나만 회전하더라도 모든 분할롤이 함께 회전될 수 있다. 따라서, 하나의 분할롤(30a)이 회전되지 않는 상태에서 인접한 다른 분할롤(30b)이 회전함으로써 이들 롤 사이를 연결하던 인서트(20)에 장착된 외부 오링(36)이 파손되어 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있다.
도5에서 보듯이 상기 결합돌기(43)는 결합홈(53)에 완전히 밀착되지 않고 일정한 보상간격(t)을 두고 삽입 장착된다. 이 보상간격(t)은 각 분할롤(30a)(30b)이 고온의 슬라브와의 접촉으로 인해 열팽창되는 것을 대비하여 여유를 둔 것으로 열팽창에 따른 롤의 변형을 방지해 준다. 실제 조업시 통상 상기 보상간격(t)은 10mm를 둔다.
한편, 상기 분할롤(30a,30b)의 중앙부에는 냉각수가 통과하는 수로(31)가 형성되는데, 이 수로(31)의 중앙에는 내부 파이프(32)가 삽입 설치된다. 냉각수는 수로(31)와 내부 파이프(32) 사이를 통과하므로 수로(31)의 표면에 더 많이 접촉될 수 있고 이에 의해 냉각 효율이 향상된다는 것은 이미 상기한 바이다. 또한, 냉각수가 각 분할롤(30a,30b)의 끝단부에서 누수되는 것을 방지하기 위해 상기 수로(31)가 각 분할롤(30a,30b)의 끝단부에서 그 폭이 넓어지고 그 위치에 인서트(60)가 삽입된다.
상기 인서트(60)는 도7에 도시되어 있는 바와 같이 원통형의 몸체에 그 양 끝단부가 구형을 이루어 전체적으로 아령 형상을 이루고, 몸체 중앙에는 상기 분할롤(30a,30b)의 수로(31)와 연통되는 통수공(61)이 형성되며, 상기 구형의 양 끝단부에는 오링 장착홈(63)이 형성된다. 이와 같이 구성된 인서트(60)가 각 분할롤(30a,30b)의 끝단부 연결 부분에 삽입되면 도5에 도시된 바와 같이 각 분할롤(30a,30b)의 수로(31)와 연통되고, 상기 분할롤(30a,30b)의 끝단부 사이에는 상기 오링 장착홈(63)에 외부 오링(36)이 장착되어 냉각수가 누수되는 것을 방지해 준다. 한편, 상기한 내부 파이프(32)는 인서트(60)의 통수공(61)으로 통과된다.
본 발명에 따른 인서트(60)가 도4를 참조로 설명한 종래의 인서트(22)와 구별되는 특징은 원통형 몸체의 양 끝단부가 구형을 이룬다는 것이다. 분할롤(30a,30b)은 슬라브를 압연하는 과정에서 벤딩이 일어나게 되는데, 종래와 같이 인서트(22)의 끝단부가 직선을 이루면 롤 벤딩에 의해 롤과 인서트(22)의 끝단부 사이에 틈새가 벌어지거나 심하게는 인서트(22)가 변형 또는 파손되어 냉각수가 누수된다. 그러나, 본 발명과 같이 인서트(60)의 끝단부가 구형을 이루게 되면 분할롤(30a,30b)에 벤딩이 일어나도 롤이 상기한 구형의 곡면을 따라 굽혀지기 때문에 분할롤(30a,30b)과 인서트(60) 사이의 틈새가 벌어지지 않을 뿐만 아니라, 벤딩에 의해 가해지는 응력이 분산되어 인서트(60)가 변형 또는 파손될 여지가 줄어들기 때문에 냉각수가 누수될 위험도 감소된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤에 의하면, 다분할 롤을 구성하는 다수개의 분할롤이 항상 함께 회전하고, 롤 밴딩에 의해 인서트가 변형되거나 파손될 염려가 감소하여, 분할롤 연결 부분에서 냉각수가 누수되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 연주 설비의 롤 세그먼트에 장착되는 다분할 롤(30)은 베어링 블록(33)에 의해 회전 가능하게 연결 지지된 다수개의 분할롤(30a,30b)로 구성되고,
    상기 다수개의 분할롤(30a,30b)이 연결되는 끝단면에는 모든 분할롤(30a,30b)이 일체로 회전될 수 있도록 일측 분할롤(30a)에 설치되고 그 전면에 다수개의 결합돌기(43)가 형성된 수 엔드 플레이트(40)와 타측 분할롤(30b)에 설치되고 그 전면에 상기 결합돌기(43)가 삽입 장착되는 결합홈(53)이 형성된 암 엔드 플레이트(50)가 마련되며, 상기 결합돌기(43)가 상기 결합홈(53)에 삽입되어 상기 수 엔드 플레이트(40)와 상기 암 엔드 플레이트(50)가 상호 결합되게 설치되며,
    상기 분할롤(30a,30b)의 중앙부에는 냉각수가 통과하는 수로(31)가 형성되고,
    상기 수로(31)의 끝단부에는 분할롤(30a,30b)의 연결 부분에서 냉각수가 누수되지 않도록 원통형 몸체에 그 양 끝단부가 구형을 이루어 전체적으로 아령 형상을 이루고, 몸체 중앙부에는 상기 수로(31)와 연통되는 통수공(61)이 형성되며, 상기 구형의 양 끝단부에는 오링 장착홈(63)이 형성되어 상기 오링 장착홈(63)에 장착되는 외부 오링(36)에 의해 분할롤(30a,30b)과 밀착되는 인서트(60)가 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 수 엔드 플레이트(40)의 결합돌기(43)는 상기 암 엔드 플레이트(50)의 결합홈(53)에 일정한 보상간격(t)을 두고 삽입 장착된 것을 특징으로 하는 연주 설비의 일체 회전형 다분할 롤.
  4. 삭제
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