KR101262589B1 - 클래드 판재 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 클래드 판재 제조장치는, 회전하면서 접하는 용강을 냉각하는 한 쌍의 주조롤; 및 상기 주조롤 상에 설치되되, 각각의 주조롤에 서로 다른 재질의 용강을 공급하는 용강공급수단;을 포함하여, 서로 다른 재질의 용강이 한 쌍의 상기 주조롤 사이를 하방통과하면서 융착되어, 클래드 판재를 제조한다.
즉, 본 발명의 클래드 판재 제조장치에 의해, 용강을 한쌍의 주조롤과 서로 반대 방향으로 회전하는 벨트 사이로 공급하여 각각의 주조롤 및 회전벨트에 의해 용강의 잠열이 빠져나가면서 주조롤 및 회전벨트 표면에서부터 응고셀이 형성되기 시작한다. 이러한 완냉을 통해 각각 독립적으로 형성된 응고셀이, 주조롤 회전 방향을 따라 각각 회전하다가 롤 닢 일정 높이에서 서로 만나 주조롤에 의해 압하력을 받게 되며, 이 압하력에 의해 상당히 고온인 두 응고셀은 물리적으로 서로 융착되게 되며 최종적으로 롤 닢을 빠져나가면서 클래드 판재를 형성시킬 수 있다. 아울러, 이와 같은 과정을 통해 클래드 판재를 생산하기 때문에, 기존의 열연공정과 함께 산화스케일을 제거하는 산세공정을 생략할 수 있기 때문에 경제성 측면에서도 효율적인 장점이 있다.

Description

클래드 판재 제조장치{Apparatus for manufacturing clad sheet}

본 발명은 클래드 판재 제조장치로서, 한 쌍의 주조롤을 활용하여 클래드 판재를 제조하는 클래드 판재 제조장치에 관한 것이다.

클래드 강판은 강판을 모재로 하여 그 편면 또는 양면에 니켈, 스테인리스강, 동, 티타늄, 알루미늄 등 서로 다른 강종 또는 금속을 적층하여 접합한 강판을 의미한다. 모재로는 후강판 및 박강판이 모두 사용된다. 클래드 강판은 소재 비용이 저렴하므로 자동차, 가전 기기 및 건축 내외장재 등으로 널리 사용되고 있다.

일반적으로, 클래드 강판을 제조하는 경우, 강판들을 상호 맞대고, 그 사이에 핫멜트(hot melt) 접착필름을 삽입한다. 그리고 강판들을 가열 및 압연하여 상호 적층함으로써 클래드 강판을 제조한다.

구체적으로, 클래프 강판을 제조하는 과정을 일례로서 도 1을 참조하여 살펴보면, 판형모재 언와인더(1a)의 회전에 따라 판형모재(1)가 풀려서 이송시키면서 코터(2a)로부터 접착제(2)가 토출되어 판형모재(1) 상면에 도포된다.

이때, 상기 판형모재(1)는 코터 가이드롤(2b)과 이송가이드롤(3)에 의해 계속해서 진행되면서 가열기(4)에 의해 가열된 후, 박형판재 언와인더(5a)의 회전에 따라 박형판재(5)가 풀려서 상기 판형모재(1) 상면에 안착되어 적층되는데, 이때 박형판재(5)는 박형판재 가이드롤(5b)에 의해 장력이 유지되면서 가이드 되어 적층되고 박형판재 압착롤(1c)에 의해 판형모재(1)에 압착된다.

마지막으로, 가열롤(5d)에 의해 가열된 후 냉각기(6)에 의해 냉각됨으로써 최종적인 클래드 강판으로 제조된다.

이와 같은 방법으로 클래드 판재를 제조하는 이유는, 서로 다른 재질의 판재의 장점을 서로 살리거나 경제성을 높이는데에 있다.

예를 들어, 단일 강종으로 스테인레스 강판을 제조하는 경우를 고려해보면, 스테인레스 강판의 경우 매우 비싼 원료 측면뿐만 아니라 많은 공정을 거치고, 또한 양호한 표면 품질을 확보해야 하기 때문에 제조단가가 매우 높다.

구체적으로, 기존 클래드 강판 제조에서는 일단 두 강종을 각각 독립적으로 연주법에 의해 슬라브를 제조하고 각각의 열연공정을 거친 후 표면 이물질을 제거하기 위해 각 강종의 표면 산세 및 소둔 공정을 거친 후 최종적으로 클래드 제조 공정으로 이송되어 클래드 판재를 제조하는 매우 복잡한 공정을 거치게 되는 한계점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 서로 다른 재질의 용강이 한 쌍의 상기 주조롤 사이를 하방통과하면서 융착되어, 클래드 판재로 제조되도록 구성되는 클래드 판재 제조장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클래드 판재 제조장치는, 회전하면서 접하는 용강을 냉각하는 한 쌍의 주조롤; 및 상기 주조롤 상에 설치되되, 각각의 주조롤에 서로 다른 재질의 용강을 공급하는 용강공급수단;을 포함하여, 서로 다른 재질의 용강이 한 쌍의 상기 주조롤 사이를 하방통과하면서 융착되어, 클래드 판재로 제조된다.

또한, 본 발명은 용강을 한 쌍의 상기 주조롤 사이로 가이드하면서 냉각시키도록, 각각의 상기 주조롤 상에 이격되어 회전하는 벨트가이드수단;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 벨트가이드수단은, 상기 용강공급수단으로부터 한 쌍의 상기 주조롤 사이까지 이어서 배치되되 무한궤도로 작동되면서 접하는 용강을 냉각하는 회전벨트; 및 상기 회전벨트에 회전력을 제공하도록 상기 회전벨트 내에 장착된 회전롤러;를 구비하는 것이 바람직하다.

여기에서, 한쌍의 상기 주조롤과 상기 회전롤러의 내부에는 각각 냉각수홀이 형성되며, 상기 냉각수홀은 외부의 냉각기와 냉각수순환라인으로 회전가능하게 연결체결된다.

또한, 본 발명은 두 개의 상기 회전벨트 사이를 차단하는 메니스커스 쉴드에 설치되며, 상기 메니스커스 쉴드 하측의 용강으로 불활성가스를 분사하는 가스공급노즐;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명은 상기 주조롤, 용강공급수단, 및 회전벨트의 틈을 통해 용강 측으로 외기가 유입되는 것을 차단하도록 불활성가스를 분사하는 가스커튼노즐;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 클래드 판재 제조장치에 의해, 용강을 한쌍의 주조롤과 서로 반대 방향으로 회전하는 벨트 사이로 공급하여 각각의 주조롤 및 회전벨트에 의해 용강의 잠열이 빠져나가면서 주조롤 및 회전벨트 표면에서부터 응고셀이 형성되기 시작한다. 이러한 완냉을 통해 각각 독립적으로 형성된 응고셀이, 주조롤 회전 방향을 따라 각각 회전하다가 롤 닢 일정 높이에서 서로 만나 주조롤에 의해 압하력을 받게 되며, 이 압하력에 의해 상당히 고온인 두 응고셀은 물리적으로 서로 융착되게 되며 최종적으로 롤 닢을 빠져나가면서 클래드 판재를 형성시킬 수 있는 효과를 가진다.

이와 같은 과정을 통해 클래드 판재를 생산하기 때문에, 기존의 열연공정과 함께 산화스케일을 제거하는 산세공정을 생략할 수 있기 때문에 경제성 측면에서도 효율적인 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 클래드 판재 제조장치를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클래드 판재 제조장치를 나타낸 도이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클래드 판재 제조장치를 나타낸 도이다.

도면을 참조하면, 한 쌍의 주조롤(20), 상기 주조롤(20) 상에 설치된 용강공급수단(30)을 포함한다.

이때, 상기 주조롤(20)은 두 개가 한 쌍으로서 서로 적정간격 이격되어 배치되어, 용강이 그 사이를 지나 하강하면서 주조된다.

즉, 한 쌍의 주조롤(20)은 구동수단(미도시)에 의해 회전구동됨으로써 그 상부에 공급되는 용강이 한 쌍의 주조롤(20) 사이로 이동하는 이동력을 제공한다.

이러한 주조롤(20)은 회전하면서 접하는 용강을 냉각하는데, 이를 위해 본체가 수냉될 수 있도록 그 내부에 냉각수가 유동하는 냉각수홀이 형성될 수 있다. 이때, 냉각수홀에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급수단에 대한 구체적인 구조에 대해서는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 종래의 어떠한 냉각수 공급수단도 활용될 수 있음은 물론이다.

이와 같은 한쌍의 주조롤(20)은 내부에 냉각수홀(20a)이 형성되며, 상기 냉각수홀(20a)은 비록 도시되지는 않았지만 외부의 냉각기와 냉각수순환라인으로 회전가능하게 연결체결된다.

이에 따라, 주조롤(20) 상에서 접촉되면서 한 쌍의 주조롤(20) 사이로 이동하는 용강은, 상기 주조롤(20)에 의해 서서히 냉각되면서 이동하게 된다.

또한, 상기 용강공급수단(30)은 주조롤(20) 상에 설치되되, 각각의 주조롤(20)에 서로 다른 용강을 공급하도록 구성된다.

즉, 용강공급수단(30)은 한 개씩 주조롤(20) 상에 배치되는데, 하나의 용강공급수단에서는 제1 용강(11)이 하나의 주조롤 상으로 공급되어 배출되고 나머지 하나의 용강공급수단에서는 제2 용강(12)이 나머지 하나의 주조롤 상으로 공급되어 배출된다.

이러한 용강공급수단(30)은 그 공급구가 각각의 주조롤(20) 상에서 주조롤(20) 사이 측을 향하도록 배치되며, 이에 의해 상기 공급구를 통해 공급되는 용강은 한 쌍의 주조롤(20) 사이로 이송되어 유입하게 된다.

이에 따라, 본 발명은 서로 다른 재질의 용강이 한 쌍의 상기 주조롤(20) 사이를 하방통과하면서 융착됨으로써 클래드 판재(13)를 제조할 수 있다.

한편, 본 발명은 각각의 상기 주조롤(20) 상에 이격되어 회전하는 벨트가이드수단(40)을 더 포함할 수 있다.

상기 벨트가이드수단(40)은 용강을 냉각시키면서 한 쌍의 상기 주조롤(20) 사이로 가이드하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 벨트가이드수단(40)은 주조롤(20) 상에 배치된 회전벨트(42)와, 상기 회전벨트(42) 내에 장착되어 회전벨트(42)를 회전시키는 회전롤러(44)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 회전벨트(42)는 용강공급수단(30)으로부터 한 쌍의 상기 주조롤(20) 사이까지 이어서 배치된 구조를 이룬다.

구체적으로, 회전벨트(42)는 그 회전면이 용강공급수단(30)으로부터 한 쌍의 주조롤(20) 사이까지 길게 형성되어 있으며, 무한궤도로 작동되는 방식으로서 내부에는 복수 개의 상기 회전롤러(44)가 설치될 수 있다.

이러한 회전벨트(42)는 접하는 용강을 냉각하도록 구성되는데, 수냉구조가 내장된 회전롤러(44)와 내접함으로써 외접하는 용강을 서서히 냉각시킬 수 있다.

이에 따라, 용강이 회전벨트(42)에 의해 접촉 가이드되면서 서서히 냉각하는 완냉효과를 얻을 수 있다.

물론, 상기 회전벨트(42)는 내열성 재질로 형성되며 바람직하게 일례로서 세락믹 재질이 함유되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전롤러(44)는 회전벨트(42)에 장력을 주면서 회전력을 제공하도록 회전벨트(42) 내에 장착된다.

이러한 회전롤러(44)는 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 구동모터의 회전구동축에 체결되어 구동모터의 작동에 따라 회전되도록 구성된다.

회전벨트(42)에 장력을 주면서 회전구동력을 제공하도록 회전벨트(42) 내에 복수 개의 회전롤러(44)가 일정한 간격을 두고 배치될 수 있으며, 대안으로서 회전구동력을 제공하는 하나의 회전롤러(44)와 회전가능한 몇몇의 아이들롤러가 회전벨트(42) 내에 설치될 수 있다.

이와 같은 회전롤러(44)는 그 내부에 냉각수홀(44a)이 형성되며, 상기 냉각수홀(44a)은 비록 도시되지는 않았지만 외부의 냉각기와 냉각수순환라인으로 회전가능하게 연결체결된다.

그리고, 본 발명은 클래드 판재(13) 제조과정에서의 한 쌍의 주조롤(20) 사이의 위치에 불활성가스를 분사하도록 가스공급노즐(52)을 더 포함할 수 있다.

여기에서, 두 개의 상기 회전벨트(42) 사이를 차단하도록 메니스커스 쉴드(50)가 구성되는데, 가스공급노즐(52)은 상기 메니스커스 쉴드(50)에 설치되어 메니스커스 쉴드(50) 하측의 용강으로 불활성가스를 분사하도록 구성된다.

이러한 가스공급노즐(52)은 가스공급라인(54)의 단부에 장착되며, 이때 가스공급라인(54)에는 밸브(V)가 장착되어 밸브(V)의 개폐 정도에 따라 불활성가스의 공급량을 조절할 수 있으며, 아울러 선택적으로 가스공급라인(54)을 개폐할 수도 있다. 나아가 상기 밸브(V)들은 제어부(C)에 전기적으로 연계되어 전자식으로 제어될 수 있음은 물론이다.

이는 용강이 용강공급수단(30)으로부터 공급되어 한 쌍의 주조롤(20) 사이로 이동되는 과정에서 외기에 노출되어 산화성 분위기가 된다면 그 표면에 산화스케일이 형성됨으로써, 제조되는 클래드 판재(13)의 중심부에 이미 형성된 스케일에 의해 내부 품질이 악화될 수 있는데, 본 발명의 가스공급노즐(52)을 통해 불활성가스가 공급됨에 따라 환원성 분위기가 형성됨으로써 산화스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 주조롤(20), 용강공급수단(30), 및 회전벨트(42)의 틈에 불활성가스를 분사하는 가스커튼노즐(60)을 더 포함할 수 있다.

이러한 가스커튼노즐(60)은 주조롤(20), 용강공급수단(30), 및 회전벨트(42)의 틈을 통해 용강 측으로 외기가 유입되는 것을 차단하도록 불활성가스를 분사하는 역할을 수행한다.

즉, 가스커튼노즐(60)에 의해 분사되는 불활성가스가, 주조롤(20)과 용강공급수단(30), 그리고 회전벨트(42)와 같은 구성요소들 사이의 틈을 통해 침투하려는 외기에 대해, 커튼과 같이 차단하는 역할을 수행함으로써, 한 쌍의 주조롤(20) 사이로 제공되는 용강에 산화스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이러한 가스커튼노즐(60)은 가스공급라인(62)과 연결되며, 상기 가스공급라인(62)에는 불활성가스의 공급량을 제어하는 밸브(V)가 장착되고, 상기 밸브(V)는 제어부(C)에 전기적으로 연계되어 전자식으로 제어될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의해, 용강을 한쌍의 주조롤(20)과 서로 반대 방향으로 회전하는 벨트 사이로 공급하여 각각의 주조롤(20) 및 회전벨트(42)에 의해 용강의 잠열이 빠져나가면서 주조롤(20) 및 회전벨트(42) 표면에서부터 응고셀이 형성되기 시작한다.

이러한 완냉을 통해 각각 독립적으로 형성된 응고셀은, 주조롤(20) 회전 방향을 따라 각각 회전하다가 롤 닢 일정 높이에서 서로 만나 주조롤(20)에 의해 압하력을 받게 되며, 이 압하력에 의해 상당히 고온인 두 응고셀은 물리적으로 서로 융착되게 되며 최종적으로 롤 닢을 빠져나가면서 클래드 판재(13)를 형성하게 된다.

이와 같은 과정을 통해 클래드 판재(13)를 생산하기 때문에, 기존의 열연공정과 함께 산화스케일을 제거하는 산세공정을 생략할 수 있기 때문에 경제성 측면에서도 효율적이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

11 : 제1 용강 12 : 제2 용강
13 : 클래드 판재 20 : 주조롤
30 : 용강공급수단 40 : 벨트가이드수단
42 : 회전벨트 44 : 회전롤러
50 : 메니스커스 쉴드 52 : 가스공급노즐
54 : 가스공급라인 60 : 가스커튼노즐
62 : 가스공급라인 V : 밸브
C : 제어부

Claims (6)

1. 회전하면서 접하는 용강을 냉각하는 한 쌍의 주조롤(20); 및
   상기 주조롤(20) 상에 설치되되, 각각의 주조롤(20)에 서로 다른 재질의 용강을 공급하는 용강공급수단(30);을 포함하여,
   서로 다른 재질의 용강이 한 쌍의 상기 주조롤(20) 사이를 하방통과하면서 융착되어, 클래드 판재(13)로 제조되는 것을 특징으로 하는 클래드 판재 제조장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   용강을 냉각시키면서 한 쌍의 상기 주조롤(20) 사이로 가이드하도록, 각각의 상기 주조롤(20) 상에 이격되어 회전하는 벨트가이드수단(40);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재 제조장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 벨트가이드수단(40)은,
   상기 용강공급수단(30)으로부터 한 쌍의 상기 주조롤(20) 사이까지 이어서 배치되되 무한궤도로 작동되면서 접하는 용강을 냉각하는 회전벨트(42); 및 상기 회전벨트(42)를 냉각시키면서 상기 회전벨트(42)에 회전력을 제공하도록 상기 회전벨트(42) 내에 장착된 회전롤러(44);
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재 제조장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   한쌍의 상기 주조롤(20)과 상기 회전롤러(44)의 내부에는 각각 냉각수홀(20a)(44a)이 형성되며, 상기 냉각수홀(20a)(44a)은 외부의 냉각기와 냉각수순환라인으로 회전가능하게 연결체결되는 것을 특징으로 하는 클래드 판재 제조장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   두 개의 상기 회전벨트(42) 사이를 차단하는 메니스커스 쉴드(50)에 설치되며, 상기 메니스커스 쉴드(50) 하측의 용강으로 불활성가스를 분사하는 가스공급노즐(52);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재 제조장치.
   
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주조롤(20), 용강공급수단(30), 및 회전벨트(42) 사이의 틈을 통해 용강 측으로 외기가 유입되는 것을 차단하도록 불활성가스를 분사하는 가스커튼노즐(60);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클래드 판재 제조장치.

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