KR101186586B1

KR101186586B1 - 쌍롤식 박판 주조기

Info

Publication number: KR101186586B1
Application number: KR20100134266A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 황귀주; 박철민
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-09-27
Also published as: KR20120072496A

Abstract

본 발명은 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤과, 상기 주조롤의 양 측면에 설치되어 용강의 유출을 방지하는 에지댐을 포함하는 쌍롤식 박판 주조기에 관한 것으로, 상기 한쌍의 주조롤은 양단의 외주부가 돌출되도록 형성되어 상기 한 쌍의 주조롤이 회전시 상기 외주부가 서로 접촉되도록 설치되고, 상기 에지댐은 내화물이 상기 한쌍의 주조롤의 외주부 사이에 삽입되어 설치된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 에지댐의 내화물이 전진 이동하지 않아 항상 일정한 폭을 갖는 주편을 안정적으로 주조할 수 있고, 에지댐의 내화물의 가동면과 주조롤의 마찰 및 손상에 의한 주편의 에지부 형상 불량이 발생하지 않으며, 한쌍의 주조롤 양단의 외주부가 맞닿는 면만 마모되기 때문에 기존의 에지댐 제어 방법과는 달리 하방 쉬프트 제어를 실시함에 의해 제어가 간편하고, 씰링성이 우수하며, 용강의 유출 방지 효과가 크므로 주조 안정성도 우수한 효과가 있다.

Description

쌍롤식 박판 주조기{TWIN ROLL STRIP CASTER}

본 발명은 한쌍의 주조롤과 에지댐을 포함하는 쌍롤식 박판 주조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤과 상기 주조롤의 양 측면에 설치되어 용강의 유출을 방지하는 에지댐을 포함하는 쌍롤식 박판 주조기에 관한 것이다.

일반적으로 쌍롤 박판 주조기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 회전하는 주조롤(110)에 용강을 공급하여 그 용강으로부터 직접 수 mm 정도의 박판을 연속적으로 제조하는 방법이다. 즉, 용강을 턴디쉬로부터 침지노즐(120)을 통해 한쌍의 주조롤(110) 사이로 균일하게 공급하고, 한쌍의 주조롤(110)을 반대방향으로 회전시키면 냉각되고 있는 각 주조롤(110)의 표면에서 형성된 용강의 응고층들이 최근접점에서 합체되어 일정한 두께의 주편이 연속적으로 제조된다.

이때, 한쌍의 주조롤(110)의 양측 단부에는 용강의 유출을 막기 위하여 내화물(151)이 장착된 한쌍의 에지댐이 설치되고, 주조전에 미리 예열된 상기 에지댐의 내화물(151)의 가동면에는 한쌍의 주조롤(110) 사이로 공급된 고온의 용강과 수냉되고 있는 주조롤(110)이 동시에 접촉되으로 인해, 에지댐의 내화물(151)의 표면중 주조롤(110)과의 접촉면은 곧 냉각되어 주위에 열손실이 발생하게 되므로 용강이 쉽게 응고될 수 있는 조건이 된다.

여기서, 주조롤(110)의 측면에 설치되는 에지댐은 용강풀(130)을 형성하고 용강이 주조롤(110)의 측면으로 유출되는 것을 방지하는데. 주조롤(130)의 측면과 에지댐의 내화물(151) 사이에는 수십 ㎛의 간격만 있어도 용강이 유입되어 정상적인 주조가 불가능하게 된다.

이러한 용강 유출의 사고를 방지하기 위하여 에지댐의 내화물(151)을 주조롤(110)의 측면에 밀착시킨 후 일정한 압력으로 압하하면서 제어하기 때문에 주조가 시작되면서 주조롤(110)의 측면과 세라믹으로 이루어진 에지댐의 내화물(151)의 마찰로 인하여 내화물(151)이 마모된다.

따라서, 장기간 안정적인 주조를 하기 위해서는 에지댐의 마모를 적게 하면서 동시에 주조롤(110)과 에지댐의 내화물(151) 사이로 용강이 유출되지 않도록 제어해야 하며, 이를 위해서는 마모제어, 상방 쉬프트 제어 등 에지댐의 효율적인 위치제어를 통해 마모량을 가능한 줄이는 것이 바람직하다.

이때, 마모제어란 에지댐의 내화물(151)의 위치를 주조롤(110)의 측면을 향해 이동시키는 것을 말하는데, 주조롤(110) 측면으로 이동거리가 크면 압하력이 크게 되어 주조롤 측면에 과부하를 조장할 수 있고, 반면에 이동거리가 작으면 압하력이 작게 되어 용강 유출의 위험이 증가하게 된다.

그리고, 상방 쉬프트 제어란 에지댐의 내화물(151)이 수직방향으로 위치이동하는 것을 말하는데, 이로 인하여 주조롤(110)과 접촉하는 에지댐의 새로운 면이 조금씩 나타나게 되므로 주조롤(110)과 에지댐의 내화물(151) 사이에 스컬(skull) 등의 이물질이 유입될 경우 이를 제거시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에지댐의 내화물(151)의 마모와 동시에 지속적으로 수직 상승을 하여 쌍롤식 박판 주조 공정이 안정적으로 유지되게 한다.

그러나, 이러한 종래의 에지댐의 위치 제어는, 도 2에 도시된 바와 같이, 로딩 실린더(155)가 전진하면 에지댐 플레이트(154)를 밀어 내화물 플레이트(152)에 장착된 내화물(151)이 주조롤의 측면 방향으로 전진하므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내화물(151)이 전진된 양만큼 주조되는 주편의 폭이 짧아지게 되는 문제가 있다.

또한, 에지댐의 내화물(151)의 가동면과 주조롤(110)의 지속적인 마찰로 인하여 내화물(151)이 손상되어 주편의 에지부의 형상이 불량하거나, 내화물(151)의 전진시 양측에 설치된 로딩 실린더(26)의 밸런스가 맞지 않는 경우에는 내화물 플레이트(152)가 기울어지게 되어 상기 내화물 플레이트(152)에 장착된 내화물(151)이 파손되거나 에지댐의 씰링성이 저하되어 용강이 유출될 수 있는 여러 가지 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 에지댐의 내화물이 전진 이동하지 않아 항상 일정한 폭을 갖는 주편을 안정적으로 주조할 수 있고, 에지댐의 내화물의 가동면과 주조롤의 마찰 및 손상에 의한 주편의 에지부 형상 불량이 발생하지 않으며, 한쌍의 주조롤 양단의 외주부가 맞닿는 면만 마모되기 때문에 기존의 에지댐 제어 방법과는 달리 하방 쉬프트 제어를 실시함에 의해 제어가 간편하고, 씰링성이 우수한 쌍롤식 박판 주조기의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤과, 상기 주조롤의 양 측면에 설치되어 용강의 유출을 방지하는 에지댐을 포함하는 쌍롤식 박판 주조기에 있어서, 상기 한쌍의 주조롤은 양단의 외주부가 돌출되도록 형성되어 상기 한 쌍의 주조롤이 회전시 상기 외주부가 서로 접촉되도록 설치되고, 상기 에지댐은 내화물이 상기 한쌍의 주조롤의 외주부 사이에 삽입되어 설치된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기를 제공한다.

이때, 상기 한쌍의 주조롤의 외주부는 평면으로 돌출 형성되어 있는 것에도 그 특징이 있다.

게다가, 상기 에지댐은 상기 내화물이 장착된 내화물 플레이트에 설치된 하방 쉬프트 실린더와, 상기 하방 쉬프트 실린더를 작동시키는 서보 밸브와, 상기 서보 밸브에 출력값을 인가하여 상기 하방 쉬프트 실린더를 제어하는 제어부를 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 하방 쉬프트 실린더는 위치센서가 장착되어 있는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 의하면, 에지댐의 내화물이 전진 이동하지 않아 항상 일정한 폭을 갖는 주편을 안정적으로 주조할 수 있고, 에지댐의 내화물의 가동면과 주조롤의 마찰 및 손상에 의한 주편의 에지부 형상 불량이 발생하지 않으며, 한쌍의 주조롤 양단의 외주부가 맞닿는 면만 마모되기 때문에 기존의 에지댐 제어 방법과는 달리 하방 쉬프트 제어를 실시함에 의해 제어가 간편하고, 씰링성이 우수하며, 용강의 유출 방지 효과가 크므로 주조 안정성도 우수한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 쌍롤 박판 주조 장치의 사시도.
도 2는 종래의 에지댐의 구성을 나타낸 평면도.
도 3은 (a)는 종래의 주조시 에지댐의 내화물이 전진하여 주편의 폭이 짧아진 상태를 나타낸 사시도, (b)는 분리도
도 4는 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 구성을 나타낸 사시도, (b)는 분리도, (c)는 측면도.
도 5는 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 하방 쉬프트 실린더가 포함된 에지댐의 구성을 나타낸 평면도, (b)는 부분 측면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조기의 하방 쉬프트 제어 구성도.

이하, 본 발명의 구성에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기(200)는, 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤(110)과, 상기 주조롤의 양 측면에 설치되어 용강의 유출을 방지하는 에지댐(150)을 포함하되, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 주조롤(110)은 양단의 외주부(210)가 돌출되도록 형성되어 있어서, 상기 한쌍의 주조롤(110)이 서로 반대방향으로 회전시 한쌍의 주조롤의 외주부(210)끼리 서로 접촉되도록 설치된다.

이때, 상기 한쌍의 주조롤(110)의 외주부(210)는 평면으로 돌출 형성되어 있어 반대방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤의 양단에 돌출된 외주부(210)의 평면끼리 서로 접촉하여 씰링성이 향상되므로 용강의 유출을 방지하는 효과가 크게 된다.

또한, 상기 에지댐(150)은 내화물(151)이 상기 한쌍의 주조롤(110)의 외주부 (210)사이에 삽입되도록 설치된다.

종래에는 도 2의 로딩 실린더(155)를 전진시켜 내화물 플레이트(152)에 장착된 내화물(151)을 전진시켜 상기 내화물(151)의 가동면이 마모되어 상기 내화물(151)이 전진된 양만큼 주조되는 주편의 폭이 짧아지게 되어 이를 보상하기 위한 에지댐의 상방 쉬프트 제어가 필요하여 에지댐의 위치 제어가 매우 복잡하였다.

그러나, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기(200)는 상기 한쌍의 주조롤(110)이 반대방향으로 회전하면서 양단에 돌출된 외주부(210)가 상기 에지댐의 내화물(151)의 측면과 접촉함으로써 내화물(151)의 양 측면이 마모되고, 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 주조가 진행되면서 이러한 마모가 지속적으로 발생됨에 따라서 내화물 플레이트(152)의 상측에 설치된 하방 쉬프트 실린더(300)를 상기 내화물(151)의 마모분량만큼 하강시켜 용강의 씰링이 이루어지도록 제어하면 되므로 에지댐의 제어가 종래보다 간편하고 용이해 진다.

여기서, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기(200)는 내화물 플레이트(152)의 상측에 설치된 하방 쉬프트 실린더(300) 이외에도, 상기 하방 쉬프트 실린더(300)를 작동시키는 서보 밸브(400)가 설치되며, 상기 서보 밸브(400)에 출력값을 인가하여 상기 하방 쉬프트 실린더(300)의 하강 이동량을 제어하는 제어부(500)가 포함된다.

그리고, 상기 하방 쉬프트 실린더(300)에는 에지댐의 위치를 실시간으로 감지하는 위치센서(310)가 장착되어 있어 에지댐의 위치에 관한 정보를 제어부(500)에 실시간으로 전송한다.

그러면, 이하에서는 본 발명의 작동 관계에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기(200)로 주조를 진행하면서 한쌍의 주조롤(110)의 외주부(210) 사이에 삽입 설치된 에지댐의 내화물(151)의 측면이 마모되기 시작한다.

이때, 제어부(500)가 하방 쉬프트 실린더(300)에 장착된 위치센서(310)로부터 에지댐의 위치를 실시간으로 전송 받은 후, 상기 에지댐의 실시간 위치 정보를 이용하여 상기 서보 밸브(400)에 출력값을 인가함으로써 상기 내화물(151)의 마모분량만큼 상기 하방 쉬프트 실린더(300)를 하측으로 이동시켜 위치 제어를 한다.

일실시예를 들어 구체적으로 설명하면, 유압라인을 통해 하방 쉬프트 실린더(300)의 내부로 오일이 유입되면 실린더 로드가 유압에 의해 아래로 이동하고, 이에 따라 상기 실린더 로드와 연결된 내화물 플레이트(152)도 아래로 이동하며, 그에 따라 상기 내화물 플레이트(152)에 장착된 내화물(151)도 하강하여 용강의 씰링이 이루어진다.

결국, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기는 에지댐의 내화물이 전진 이동하지 않아 항상 일정한 폭을 갖는 주편을 안정적으로 주조할 수 있고, 에지댐의 내화물의 가동면과 주조롤의 마찰 및 손상에 의한 주편의 에지부 형상 불량이 발생하지 않으며, 한쌍의 주조롤 양단의 외주부가 맞닿는 내화물의 측면만 마모되기 때문에 기존의 에지댐 제어 방법과는 달리 하방 쉬프트 제어를 실시하여 제어가 간편하고, 씰링성이 우수하며, 용강의 유출 방지 효과가 크므로 주조 안정성도 우수하다.

100. 쌍롤식 박판 주조기
110. 주조롤 120. 노즐
130. 용강풀 140. 주편
150. 에지댐 151. 내화물
152. 내화물 플레이트 153. 워터자켓
154. 에지댐 플레이트 155. 로딩 실린더
156. LM가이드 157. 지지구조물
160. 주편
200. 본 발명에 따른 쌍롤식 박판 주조기
210. 외주부 300. 하방 쉬프트 실린더
310. 위치센서 320. 실린더 로드
400. 서보 밸브 500. 제어부

Claims

반대 방향으로 회전하는 한쌍의 주조롤과, 상기 주조롤의 양 측면에 설치되어 용강의 유출을 방지하는 에지댐을 포함하는 쌍롤식 박판 주조기에 있어서,
상기 한쌍의 주조롤은 양단의 외주부가 돌출되도록 형성되어 상기 한 쌍의 주조롤이 회전시 상기 외주부가 서로 접촉되도록 설치되고,
상기 에지댐은 내화물이 상기 한쌍의 주조롤의 외주부 사이에 삽입되어 설치된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기.
제1항에 있어서,
상기 한쌍의 주조롤의 외주부는 평면으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기.
제1항에 있어서,
상기 에지댐은 상기 내화물이 장착된 내화물 플레이트에 설치된 하방 쉬프트 실린더와, 상기 하방 쉬프트 실린더를 작동시키는 서보 밸브와, 상기 서보 밸브에 출력값을 인가하여 상기 하방 쉬프트 실린더를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기.
제3항에 있어서,
상기 하방 쉬프트 실린더는 위치센서가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판 주조기.