KR101186580B1 - 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍롤 박판 주조 공정중 발생되는 주편 에지부의 덧살을 제거하는 장치에 관한 것으로, 한쌍의 주조롤 표면에서 응고된 각각의 응고쉘이 합쳐지는 닙포인트의 하측에 설치되고, 회전축의 회전을 통해 주편 에지부의 덧살을 절단하는 한쌍의 원형 수평커터를 포함하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 에지댐의 마모율을 낮게 유지하면서 주조롤의 폭을 초과하는 주편 에지부의 덧살을 용이하게 제거함으로써, 주편에 혼입된 덧살의 주편 탈락에 의한 압입흠 발생과 그로 인한 스크랩 생성을 방지하여 실수율이 증가하고, 에지댐 마모율을 높게 유지할 필요가 없어 에지댐 단위 두께당 연주 가능량이 현저히 증가한다.

Description

쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치{APPARATUS FOR TRIMMING BURRS OF STRIP EDGE IN TWIN ROLL STRIP CASTING PROCESS}

본 발명은 쌍롤 박판 주조 공정중 발생되는 주편 에지부의 덧살을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌍롤 박판 주조기의 에지댐 내화물의 마모로 발생한 홈(groove)으로 인해 주조롤의 폭을 초과하여 성장한 주편 에지부의 덧살을 용이하게 제거하여, 주편 혼입에 따른 압입흠 발생과 그로 인한 스크랩 생성을 방지할 수 있는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치에 관한 것이다.

쌍롤식 박판 주조 공정(strip casting process)은 용강으로부터 직접 박판 스트립을 생산하는 공정으로서, 열간 압연공정을 생략하여 제조원가, 설비투자비용, 에너지 사용량 및 공해가스 배출량 등을 획기적으로 저감할 수 있는 새로운 철강 공정 프로세스이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 쌍롤식 박판 주조 장치는 회전하는 한쌍의 주조롤(1) 사이로 용강을 공급하여 그 용강으로부터 직접 수mm 두께의 박판 제품을 연속적으로 제조하는 설비이며, 냉각수에 의해 냉각되면서 회전하는 한 쌍의 주조롤(1)과, 이들의 측면을 밀봉하는 에지댐(7)에 의해 형성된 용강풀로 용강이 공급된 후 주조롤의 표면과 접촉 응고되면서 얇은 응고셀을 형성하게 되고, 이 응고셀들이 도 2에 도시된 최근접점(nip point)에서 합체되어 박판이 일정한 두께로 연속 주조되는 형태로 생산된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 에지댐(7)은 한쌍의 주조롤(1)의 표면에서 생성되는 응고쉘의 측면과 주조롤의 측면과 접촉되며, 주조롤이 회전함에 따라 응고쉘도 동일한 속도로 이동하기 때문에 에지댐은 응고쉘 및 주조롤 측면에 마찰되어 마모되게 된다. 이때, 주조롤의 측면은 조도가 낮아 매끈하고, 응고쉘은 조도가 높아 거칠기 때문에 단순히 용강이 유출되지 않을 정도의 에지댐 마모율로 주조롤의 측면에 에지댐을 밀착시킬 경우 응고쉘에 의한 에지댐의 내화물 마모량이 더 크게 된다. 따라서, 에지댐의 내화물은 응고쉘의 측면과 접촉하는 부분이 보다 더 많이 마모되어 홈(groove)이 발생하게 되며, 응고쉘은 에지댐의 내화물이 패인 홈의 크기만큼 더 성장하게 된다. 이와 같이, 에지댐 내화물의 홈 발생으로 인해 주조롤의 폭을 초과하여 더 성장한 주편 에지부의 부분을 덧살이라고 하며, 이러한 덧살은 주편에서 쉽게 탈락되기 때문에 주편 압입흠 발생의 주요 원인이 되고 있다.

조업시 이러한 덧살이 발생하게 되면, 즉시 에지댐 마모율을 높여 에지댐 내화물의 홈을 제거하고 있으나, 이로 인해 에지댐 단위 두께당 연주 가능량이 현저히 낮아져 조업이 비효율적으로 되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 에지댐의 마모율을 낮게 유지하면서 주조롤의 폭을 초과하는 주편 에지부의 덧살을 용이하게 제거함으로써, 주편에 혼입된 덧살의 주편 탈락에 의한 압입흠 발생과 그로 인한 스크랩 생성을 방지하여 실수율이 증가하고, 에지댐 마모율을 높게 유지할 필요가 없어 에지댐 단위 두께당 연주 가능량이 현저히 증가하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명은 쌍롤 박판 주조 공정중 발생되는 주편 에지부의 덧살을 제거하는 장치에 있어서, 한쌍의 주조롤 표면에서 응고된 각각의 응고쉘이 합쳐지는 닙포인트의 하측에 설치되고, 회전축의 회전을 통해 주편 에지부의 덧살을 절단하는 한쌍의 원형 수평커터를 포함하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치를 제공한다.

이때, 상기 수평커터는 상기 회전축을 향해 테이퍼져 형성된 것에도 그 특징이 있다.

게다가, 상기 수평커터의 테이퍼진 측면에 냉각수홀이 형성되어 있는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 회전축과 연결되고, 상기 수평커터가 주조롤 측면과 일정 압력으로 접촉 유지되도록 하는 실린더가 더 포함되는 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 회전축 내부를 통해 냉각수가 공급되어 상기 수평커터를 냉각하는 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 수평커터의 테이퍼진 측면에 결합되어, 주편 에지부의 덧살을 쵸핑하는 삼각형상의 수직커터가 더 포함되는 것에도 그 특징이 있다.

여기서, 상기 수직커터는 90°간격으로 다수 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 수평커터의 하측에 설치되어 상하운동으로 주편에서 덧살을 제거하는 메인커터가 더 포함되는 것에도 그 특징이 있다.

이때, 상기 메인커터를 지지하는 지지축의 내부를 통해 냉각수가 공급되어 상기 메인커터를 냉각하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 의하면, 에지댐의 마모율을 낮게 유지하면서 주조롤의 폭을 초과하는 주편 에지부의 덧살을 용이하게 제거함으로써, 주편에 혼입된 덧살의 주편 탈락에 의한 압입흠 발생과 그로 인한 스크랩 생성을 방지하여 실수율이 증가하고, 에지댐 마모율을 높게 유지할 필요가 없어 에지댐 단위 두께당 연주 가능량이 현저히 증가한다.

도 1은 일반적인 쌍롤식 박판 주조 공정의 개략도.
도 2는 일반적인 쌍롤식 박판 주조기의 주편 인출 과정을 나타낸 개략도.
도 3(a)는 에지댐과 주조롤 및 응고쉘이 접촉한 상태를 나타낸 개략도, 도 3(b)는 접촉부를 확대한 상세도.
도 4(a)는 본 발명에 따른 덧살 제거 장치가 설치된 정면도, 도 4(b)는 본 발명에 따른 덧살 제거 장치가 설치된 구성의 평면개략도.
도 5(a)는 본 발명에 따른 수평커터의 정면도, 도 5(b)는 본 발명에 따른 수평커터의 사시도, 도 5(c)는 본 발명에 따른 수평커터의 평면도.
도 6(a)는 본 발명에 따른 메인커터의 정면도, 도 6(b)는 본 발명에 따른 메인커터의 측면도, 도 6(c)는 본 발명에 따른 메인커터의 사용상태도.
도 7(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 수평커터 내부의 냉각수 흐름을 나타낸 평면도, 도 7(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수평커터 내부의 냉각수 흐름을 나타낸 평면도, 도 7(c)는 수평커터 내부의 냉각수의 유입 및 배출 위치를 나타낸 정면도.
도 8(a)는 본 발명에 따른 메인커터 내부의 냉각수 흐름을 나타낸 측면도, 도 8(b)는 메인커터 내부의 냉각수의 유입 및 배출 위치를 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명에 따른 덧살 제거 장치의 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 덧살 제거 장치의 사용상태도.

이하, 본 발명의 구성에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 쌍롤 박판 주조기의 에지댐 내화물의 마모로 발생한 홈(groove)으로 인해 주조롤의 폭을 초과하여 성장한 주편 에지부의 덧살을 용이하게 제거하여, 덧살의 주편 혼입에 따른 압입흠 발생과 그로 인한 스크랩 생성을 방지하여 실수율이 증가하고, 에지댐 마모율을 높게 유지할 필요가 없어 에지댐 단위 두께당 연주 가능량이 현저히 증가하는 것에 그 특징이 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 쌍롤 박판 주조기의 한쌍의 주조롤의 표면에서 용강이 응고되어 응고쉘이 되고, 이렇게 응고된 각각의 응고쉘이 최근접점인 닙포인트(nip point)에서 합쳐져 주편이 인출되는 바, 본 발명의 주편 에지부 덧살 제거장치는 상기 닙포인트의 하측에 설치된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 한쌍의 주조롤의 사이로 인출되는 주편 에지부의 덧살(15)은 한쌍의 원형 수평커터(20)가 그 중앙에 연결된 회전축(22)의 회전을 통해 회전하면서 날이 서로 부딪혀 절단된다. 다만, 본 발명에 따른 주편 에지부 덧살 제거 장치는 매우 협소한 공간에 설치되어 1,300℃ 이상의 고온 상태의 주편과 지속적으로 접촉하고, 주조중 문제가 발생한 경우 수리가 거의 불가능한 악조건 하에서 작업이 이루지는 바, 따라서 이러한 악조건 하에서 수평커터(20)의 날은 고온의 용강에 직접 지속적으로 접촉하게 되어 쉽게 무디어지므로, 수평커터(20)의 날 만으로는 조업중 지속적으로 덧살(15)을 절단 제거하기 곤란하다. 그러므로, 상기 수평커터(20)의 날은 덧살(15)이 주편으로부터 제거되기 쉽게 절단 자국을 내는 것이 주된 작용이다.

상기 수평커터(20)의 형상은 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(22)을 향해 테이퍼져 형성되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 양쪽이 실린더(50a,50b)가 상기 회전축(22)과 연결되며, 상기 실린더(50a,50b)는 에지댐 케이스에 고정되어 수평커터(20)가 주조롤(1)의 측면과 일정 압력으로 접촉 유지되도록 한다.

또한, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 회전축(22)의 내부를 통해 냉각수가 공급되어 고온의 용강에 지속적으로 접촉되는 상기 수평커터를 냉각하고 열을 흡수한 냉각수는 외측 가장자리를 통해 배출되어 냉각기(cooler, 미도시)로 돌아오게 된다. 여기서, 상기 냉각기는 냉각수의 수온을 10~30℃의 범위를 유지하는 역할을 한다.

그리고, 수평커터(20)의 테이퍼진 측면에는 정단면이 삼각형상의 수직커터(30)가 형성되어, 주편 에지부의 덧살을 일정 크기로 토막을 내는 쵸핑(chopping) 작용을 한다. 즉, 수평커터(20)에 의해 절단되거나 자국이 생긴 덧살(15)이 서로 길게 연결되어 있을 경우 주편에 걸리거나 배출이 어렵고, 설비에 간섭이 발생할 수 있기 때문에, 이러한 덧살(15)은 수평커터(20)와 수직되는 방향으로도 수직커터(30)를 설치하여 도 10에 도시된 바와 같이 덧살(15)을 쵸핑(chopping)하여 조각내어 배출한다. 이때, 덧살(15)을 일정 간격에 의해 지속적으로 절단하기 위해서는 수직커터(30)가 90°간격으로 1개씩 형성되는 것이 바람직하고, 수평커터(20)의 경우와 마찬가지로은 수직커터(30)는 주편으로부터 제거되기 쉽게 덧살에 절단 자국을 내는 것이 주된 작용이다.

여기서, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 수평커터(20)의 테이퍼진 측면에 냉각수홀(21)이 형성됨으로써 수평커터(20)의 회전축(22)에 공급되는 냉각수가 상기 냉각수홀(21)을 통해 수직커터(30) 내부까지 흐르게 되어 냉각작용을 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 수평커터(20)의 하측에는 메인커터(40)가 설치되는 것이 바람직한 바, 수평커터(20)와 수직커터(30)가 덧살(15)에 절단 자국을 내고, 상기 메인커터(40)는 실린더(50c)와 연결된 지지축(41)의 지지를 받아 상하운동에 의하여 최종적으로 덧살을 주편에서 떨어뜨려 후면의 잔편 배출구(미도시)로 보낸다.

이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 메인커터(40)를 지지하는 지지축(41)의 내부를 통해 냉각수가 공급되어 상기 메인커터를 냉각할 수도 있다.

이와같이, 본 발명의 주편 에지부 덧살 제거 장치의 수평커터(20), 수직커터(30) 및 메인커터(40)는 고온의 용강에서 5시간 이상 접촉해도 변형되거나 크랙이 발생되지 않도록 모두 내부 수냉을 하는 것이 바람직하고, 그 표면은 고경도 텅스텐으로 10~20㎛의 두께로 도금을 실시하여 내열성 및 내마모성을 향상시키는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 작용에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

쌍롤식 박판 주조기에 의한 주조 전에, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 주편 에지부 덧살 제거 장치를 상기 최근접점의 직하방에 설치하고, 도 10에 도시된 실린더(50a,50b,50c)를 사용하여 하중 제어(Load Control)를 한다.

즉, 주편 에지부의 덧살(15)을 용이하게 제거할 수 있도록, 회전축(22)과 연결된 실린더(50a,50b)를 사용하여 수평커터(20)를 일정 압력으로 주조롤(1) 방향으로 밀어 주어 수평커터(20)와 주조롤(1)이 지속적으로 접촉을 유지할 수 있도록 하고, 지지축(41)과 연결된 실린더(50c)를 사용하여 메인커터(40)를 일정 압력으로 주조롤(1) 방향으로 밀어 주어 메인커터(40)를 제어한다. 이때, 양 수평커터(20) 사이의 간격은 0.5mm로 고정하는데, 회전축(22) 사이에 별도의 고정장치를 설치하여 수동으로 주조전 간격을 조정한다.

그리고, 주조시작과 동시에 본 발명에 따른 주편 에지부 덧살 제거 장치를 가동하게 되며, 주조중 긴급 사항이 발생할 때에는 자동으로 주조롤로부터 후진하여 제거된다.

즉, 주조가 시작되면 턴디쉬(3)에 부착된 침지노즐(4)을 통해 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조롤(1)과 그 측면 양단에 장착되는 에지댐(7) 사이로 용강이 공급되어 상기 한 쌍의 주조롤(1)과 에지댐(7)에 의해 둘러싸인 롤섬프(roll sump)를 형성하고, 이러한 용강이 수냉되는 주조롤의 표면과 접촉 응고됨으로써 얇은 응고쉘을 형성하게 되며, 이러한 응고쉘이 최근접점(nip point)에서 합체되어 한 쌍의 주조롤(1) 사이로 주편이 인출되게 된다.

여기서, 주편이 인출될 때 도 10에 도시된 바와 같이, 주조롤의 폭을 초과한 덧살을 수평커터(20)에 의해 수평 절단하고(또는 절단 자국을 내고)하고, 상기 덧살의 배출을 용이하게 하기 위해 수직커터(30)로 쵸핑(chopping)하여 수직으로 절단하며(또는 절단 자국을 내며), 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 메인커터(40)를 상하로 이동시켜 최종적으로 덧살을 주편에서 제거하여 잔편 배출구로 보낸다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 에지댐의 마모율을 낮게 유지하면서도 주조롤의 폭을 초과하는 주편 에지부의 덧살을 용이하게 제거함으로써, 주편에 혼입된 덧살의 주편 탈락에 의한 압입흠 발생과 그로 인한 스크랩 생성을 방지하여 실수율이 증가하고, 에지댐 마모율을 높게 유지할 필요가 없어 에지댐 단위 두께당 연주 가능량이 현저히 증가하는 현저한 효과가 있다.

1. 주조롤 2. 래들
3. 턴디쉬 4. 침지노즐
5. 메니스커스 쉴드 6. 브러쉬롤
7. 에지댐 8. 주편
9. 핀치롤 10. 수냉장치
11. 권취코일 12. 열간압연기
13. 로드셀 14. 최근접점(nip point)
15. 덧살
20. 수평커터 21. 냉각수홀
22. 회전축 25. 테이퍼진 측면
30. 수직커터 40. 메인커터
41. 지지축 50a,50b,50c. 실린더

Claims (9)

1. 쌍롤 박판 주조 공정중 발생되는 주편 에지부의 덧살을 제거하는 장치에 있어서, 한쌍의 주조롤 표면에서 응고된 각각의 응고쉘이 합쳐지는 닙포인트의 하측에 설치되고, 회전축의 회전을 통해 주편 에지부의 덧살을 절단하는 한쌍의 원형 수평커터를 포함하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수평커터는 상기 회전축을 향해 테이퍼져 형성된 것을 특징으로 하는 쌍롤 박판 주조 공정이 주편 에지부 덧살 제거 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수평커터의 테이퍼진 측면에 냉각수홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전축과 연결되고, 상기 수평커터가 주조롤 측면과 일정 압력으로 접촉 유지되도록 하는 실린더가 더 포함되는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전축 내부를 통해 냉각수가 공급되어 상기 수평커터를 냉각하는 것을 특징으로 하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수평커터의 테이퍼진 측면에 결합되어, 주편 에지부의 덧살을 쵸핑하는 삼각형상의 수직커터가 더 포함되는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 수직커터는 90°간격으로 다수 형성된 것을 특징으로 하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
8. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서,
   상기 수평커터의 하측에 설치되어 상하운동으로 주편에서 덧살을 제거하는 메인커터가 더 포함되는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 메인커터를 지지하는 지지축의 내부를 통해 냉각수가 공급되어 상기 메인커터를 냉각하는 것을 특징으로 하는 쌍롤 박판 주조 공정의 주편 에지부 덧살 제거 장치.

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