KR101315352B1 - 몰드 폭 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변 폭을 일정하게 유지시킬 수 있는 몰드 폭 조절 장치에 관한 것으로,
본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치는, 몰드에서 인발되는 용강 주편에 의해 그 위치가 변위되는 위치 가변 롤러부; 상기 위치 가변 롤러부의 변위를 측정하는 변위 측정부; 상기 변위 측정부에서 측정된 상기 위치 가변 롤러부의 변위로부터 상기 몰드의 폭 보정값을 산출하는 폭 보정값 연산부; 및, 상기 폭 보정값 연산부에서 산출된 폭 보정값에 따라 상기 몰드의 폭을 보정하는 몰드 폭 보정부를 포함한다.

Description

몰드 폭 조절 장치{Apparatus for controlling mold width}

본 발명은 몰드 폭 조절 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변 폭을 일정하게 유지시킬 수 있는 몰드 폭 조절 장치에 관한 것이다.

제철공장에서 제강, 제련 공정을 거친 용강이 턴디쉬를 거쳐 연속주조기의 몰드(주형)에 투입되면, 이를 통하여 여러 형태의 주편 예를 들어, 슬라브, 빌렛, 브롬 등의 주편들이 주조되고, 이들 주편들은 여러 공정을 거쳐 코일 제품, 강판 제품, 선재 제품 등으로 제조된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제철소 연주 공정은 턴디쉬(미도시)에서 몰드(10)로 용강을 주입하고, 몰드에서 인발된 용강 주편(20)은 가이드 롤러(30)들에 의해 가이드 되면서 여러 형태의 주편으로 제조된다. 상기 몰드(10)는 주편의 장변이 형성되는 장변 측면(11)과 주편의 단변이 형성되는 단변 측면(12)으로 이루어진다. 장변 측면(11)은 수직 방향으로 형성되며, 단변 측면(12)은 수직 방향 또는 약간 기울어진 경사 방향으로 형성된다. 미설명 도면 부호 40은 냉각수가 분사되는 냉각 노즐이다.

이러한 연주 공정에서 몰드(10)의 테이퍼(Taper, 몰드를 구성하는 측면 중 단변측면(12)의 기울어진 정도)는 주편의 내부 품질에 영향을 주고 있는 인자로써 매우 중요한 역할을 담당한다.

상기 몰드(10)는 사용 회수가 증가함에 따라 몰드 내벽 전반적으로 마모가 발생한다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드의 단변 측면(12)의 내벽 하부에 마모가 크게 발생한다. 그 결과, 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변측 폭이 설계된 치수보다 커지게 되어 주편의 품질이 악화되는 문제점이 발생한다.

한국등록특허 제0544658호

본 발명의 일 기술적 과제는 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변 폭을 일정하게 유지시킬 수 있는 몰드 폭 조절 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 일 기술적 과제는 용강 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 몰드 폭 조절 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 몰드 폭 조절 장치는,

몰드에서 인발되는 용강 주편에 의해 그 위치가 변위되는 위치 가변 롤러부; 상기 위치 가변 롤러부의 변위를 측정하는 변위 측정부; 상기 변위 측정부에서 측정된 상기 위치 가변 롤러부의 변위로부터 상기 몰드의 폭 보정값을 산출하는 폭 보정값 연산부; 및, 상기 폭 보정값 연산부에서 산출된 폭 보정값에 따라 상기 몰드의 폭을 보정하는 몰드 폭 보정부를 포함한다.

또한, 상기 위치 가변 롤러부는, 가변 롤러와, 상기 가변 롤러를 지지하는 롤러 지지부재와, 상기 롤러 지지부재의 배면에 연결 형성되는 탄성부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 몰드에서 인발되는 용강 주편을 가이드하는 가이드 롤러가 배치되고, 상기 가이드 롤러는 인발되는 용강 주편의 진행 방향을 따라 가이드 롤러 지지 프레임 상에 형성되며, 상기 가이드 롤러 지지 프레임에는 상기 탄성부재가 삽입되는 삽입홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 위치 가변 롤러부는 상기 가이드 롤러 지지 프레임 상에 설치되며, 상기 몰드와 가장 가까운 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 변위 측정부는 상기 롤러 지지부재와의 거리차를 감지하는 감지 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 변위 측정부는 상기 가변 롤러가 상기 몰드에서 인발되는 용강 주편에 의해 밀려나는 거리를 측정하는 거리 측정기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 몰드 폭 보정부는, 상기 몰드의 측면을 가압하는 적어도 하나 이상의 가압부재와, 상기 가압부재를 구동 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가압부재는, 상기 몰드의 측면을 접촉하여 미는 가압 플레이트와, 상기 가압 플레이트를 전후진하는 전후진 실린더를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시 형태에 의하면, 가변 롤러를 이용하여 몰드에서 인발되는 용강 주편의 장변측 폭을 실시간으로 측정하고, 이 측정 결과를 이용하여 몰드의 폭을 조절함으로써, 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변 폭을 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한, 용강 주편 폭을 일정하게 유지할 수 있게 되어 용강 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 제철소 연주 공정을 도시한 공정도,
도 2는 연주 공정에 사용되는 몰드의 사용 회수 증가에 따라 발생하는 문제점을 도시한 도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치를 도시한 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치의 일부를 도시한 단면도,
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치의 동작 과정을 도시한 도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치를 도시한 단면도, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치의 일부를 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치는, 몰드(10)에서 인발되는 용강 주편에 의해 그 위치가 변위되는 위치 가변 롤러부(100)와, 상기 위치 가변 롤러부의 변위를 측정하는 변위 측정부(200)와, 상기 변위 측정부에서 측정된 상기 위치 가변 롤러부의 변위로부터 상기 몰드의 폭 보정값을 산출하는 폭 보정값 연산부(300)와, 상기 폭 보정값 연산부에서 산출된 폭 보정값에 따라 상기 몰드의 폭을 보정하는 몰드 폭 보정부(400)를 포함한다.

상기 몰드(10)의 하부에는 몰드(10)에서 인발되는 용강 주편을 가이드하는 가이드 롤러(R)가 배치되고, 상기 가이드 롤러(R)는 인발되는 용강 주편의 진행 방향을 따라 가이드 롤러 지지 프레임(13) 상에 형성된다. 또한, 상기 가이드 롤러(R) 사이에는 용강 주편을 냉각시키기 위한 냉각 노즐(미도시, 도 1의 도면부호 40 참조)이 형성된다.

상기 위치 가변 롤러부(100)는 몰드의 단변 측면(12)의 내벽 하부(12a)에서 마모가 발생하는 경우, 용강 주편의 장변측 폭이 커짐에 따라 그 위치가 변위된다. 이를 위해 상기 위치 가변 롤러부(100)는, 가변 롤러(110)와, 상기 가변 롤러를 지지하는 롤러 지지부재(120)와, 상기 롤러 지지부재의 배면에 연결 형성되는 탄성부재(130)를 포함한다.

상기 가변 롤러(110)는 평상시에는 상기 가이드 롤러(R)와 같이 인발되는 용강 주편을 가이드하는 역할을 수행하지만, 몰드의 단변 측면(12)의 내벽 하부(12a)에서 마모가 발생하는 경우에는 용강 주편의 커진 장변측 폭에 의해 가이드 롤러 지지 프레임(13) 방향으로 밀려난다. 한편, 가이드 롤러 지지 프레임(13)에는 상기 탄성부재(130)가 삽입될 수 있는 삽입홀(14)이 형성되어 있다.

상기 롤러 지지부재(120)는 용강 주편의 커진 장변측 폭에 의해 가변 롤러(110)가 밀려나는 경우, 상기 가변 롤러(110)가 회전하도록 지지하면서 상기 탄성부재(130)(예를 들어, 스프링)를 가압하도록 'ㅗ' 형상으로 형성된다.

상기 탄성부재(130)는 압축 및 신장이 가능한 부재로서, 힘 또는 압력이 가해지면 압축되었다가 가해진 힘 등이 해제되면 원위치로 복원되는 부재이다. 예를 들어, 고무나 스프링을 사용할 수 있으나, 연주 공정은 고온에서 진행되므로 고온에 견딜 수 있는 내열성이 있는 합금 스프링을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 변위 측정부(200)는 용강 주편의 커진 장변측 폭에 의해 밀려난 위치 가변 롤러부(100)의 변위를 측정하기 위한 것으로, 특히, 가변 롤러(110)가 밀려난 거리를 측정한다. 이를 위해 상기 변위 측정부(200)는 상기 가변 롤러(110)가 밀려나는 거리를 측정하는 거리 측정기를 포함한다. 상기 거리 측정기는 상기 가이드 롤러 지지 프레임(13)에서부터 소정 거리 이격 형성되어 가변 롤러(110)의 변위를 측정한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 변위 측정부(200)의 다른 응용예로서 상기 삽입홀(14)의 내벽에 형성되며 상기 롤러 지지부재(120)와의 거리차를 감지하는 감지 센서(210)를 포함하도록 구성할 수 있다. 상기 감지 센서(210)는 몰드의 단변 측면(12)의 내벽 하부에 마모가 발생하지 않은 경우의 롤러 지지부재(120) 위치를 감지한 신호와 마모가 발생한 경우의 롤러 지지부재(120) 위치를 감지한 신호를 폭 보정값 연산부(300)로 전송한다.

상기 폭 보정값 연산부(300)는 몰드의 폭 보정값을 산출한다. 여기서, 폭 보정값이란 마모로 인해 발생한 몰드(10) 단변 측면(12) 내벽 하부의 폭 크기(L2, 도 2 참조)를 마모가 발생하기 전의 폭 크기(L1, 도 2 참조)로 보정하기 위해, 단변 측면(12)의 폭을 조절하기 위한 값을 말한다. 이를 위해, 폭 보정값 연산부(300)는 변위 측정부(200)에서 측정된 위치 가변 롤러부(100)의 변위로부터 몰드의 폭 보정값을 산출한다. 마모가 심할수록 폭 보정값은 커지고, 마모가 작을수록 폭 보정값은 작아진다. 즉, 위치 가변 롤러부(100)의 변위와 폭 보정값의 관계는 정비례한다. 다만, 그 구체적인 수치는 조업 조건에 따라 실험적으로 산출된다. 예를 들어, 위치 가변 롤러부(100)가 가이드 롤러 지지 프레임(13) 방향으로 밀려난 거리가 10mm인 경우, 단변 측면(12)이 수직선(도면 아래에서 위로 향하는 방향)을 기준으로 1도 더 기울어지도록 폭 보정값을 산출할 수 있다.(도 9 참조) 또는, 양쪽의 단변 측면(12)이 10mm 전진되도록 폭 보정값을 산출할 수 있다.(도 10 참조)

상기 몰드 폭 보정부(400 : 410, 420)는 폭 보정값 연산부에서 산출된 폭 보정값에 따라 몰드의 폭을 보정한다. 몰드 폭 보정부는 몰드의 단변 측면(12)을 가압하여 단변 측면(12)의 기울기를 조절하거나 단변 측면(12) 사이의 폭을 조절한다. 이를 위해, 상기 몰드 폭 보정부(400)는, 몰드의 측면을 가압하는 적어도 하나 이상의 가압부재(410)와, 상기 가압부재를 구동 제어하는 구동 제어부(420)를 포함한다.

상기 가압부재(410)는 몰드의 단변 측면을 접촉하여 미는 가압 플레이트(411)와, 상기 가압 플레이트를 전후진하는 전후진 실린더(412)로 이루어질 수 있다. 상기 가압 플레이트(411)는 몰드의 단변 측면 형상에 대응하는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 가압부재(410)는 몰드의 단변 측면에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 단변 측면의 기울기를 조절하여 몰드 폭을 조절하는 경우에는, 상기 가압부재(410)는 2개 이상 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 기울기를 크게 하기 위해서(수평 방향으로 기울게 하기 위해서) 각각의 전후진 실린더를 조절하여 상부 가압 플레이트(도 9 화살표 참조)를 후퇴(실린더 후진)시키면서 하부 가압 플레이트(도 9 화살표 참조)를 전진(실린더 전진)시켜서 단변 측면의 기울기를 효과적으로 조절할 수 있다. 이때, 구동 제어부(420)는 각각의 전후진 실린더의 동작을 제어한다.

다음으로, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치의 동작 과정을 설명한다. 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 폭 조절 장치의 동작 과정을 도시한 도이다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 몰드(10) 사용 초기에는 인발되는 용강 주편에 의한 몰드의 단변 측면(12) 내벽 하부(12a)의 마모 발생이 없거나 미미하여 용강 주편의 장변측 폭(W1)은 설계된 치수대로 인발된다. 이때, 가변 롤러(110)는 가이드 롤러(R)와 함께 인발되는 용강 주편을 가이드하는 역할을 수행한다.

몰드는 사용 회수가 증가함에 따라 몰드 내벽 전반적으로 마모가 발생하는데, 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 몰드의 단변 측면(12)의 내벽 하부(12a)에 마모가 크게 발생한다. 이에 따라 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변측 폭(W2)이 설계된 치수보다 커지게 되어 가변 롤러(110)는 그만큼 밀려나게 되고, 거리 측정기 또는 감지 센서를 포함하는 변위 측정부(200)가 그 밀려난 거리(또는 변위)를 측정한다.(도 8 참조) 한편, 폭 보정값 연산부(300)는 변위 측정부에서 측정된 가변 롤러(110)의 이동 거리로부터 몰드의 폭 보정값을 산출한다.

그 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 산출된 폭 보정값 정보를 받은 구동 제어부(420)는 각각의 전후진 실린더(412)를 구동하여 가압 플레이트(411)를 전진 또는 후진시켜서 몰드의 단변 측면(12)의 기울기를 조절하여 인발되는 용강 주편의 장변측 폭이 설계된 치수대로 되도록 한다. 또는, 도 10에 도시된 바와 같이, 몰드의 단변 측면(12)을 밀어서 양 단변 측면(12) 사이의 폭을 설계된 치수대로 조절한다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가변 롤러를 이용하여 몰드에서 인발되는 용강 주편의 장변측 폭을 실시간으로 측정하고, 이 측정 결과를 이용하여 몰드의 폭을 조절함으로써, 몰드 하부로 인발되는 용강 주편의 장변 폭을 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한, 용강 주편 폭을 일정하게 유지할 수 있게 되어 용강 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 몰드 폭 조절 장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10 : 몰드 12 : 단변 측면
100 : 위치 가변 롤러부 200 : 변위 측정부
300 : 폭 보정값 연산부 400 : 몰드 폭 보정부

Claims (8)

1. 몰드에서 인발되는 용강 주편에 의해 그 위치가 변위되는 위치 가변 롤러부;
   상기 위치 가변 롤러부의 변위를 측정하는 변위 측정부;
   상기 변위 측정부에서 측정된 상기 위치 가변 롤러부의 변위로부터 상기 몰드의 폭 보정값을 산출하는 폭 보정값 연산부; 및,
   상기 폭 보정값 연산부에서 산출된 폭 보정값에 따라 상기 몰드의 폭을 보정하는 몰드 폭 보정부
   를 포함하고,
   상기 위치 가변 롤러부는 상기 몰드의 하부에서 인발되는 용강 주편을 가이드하도록 상기 용강 주편의 진행 방향을 따라 가이드 롤러가 형성되는 가이드 롤러 지지 프레임 상에 설치되며,
   상기 위치 가변 롤러부는, 가변 롤러와, 상기 가변 롤러를 지지하는 롤러 지지부재와, 상기 롤러 지지부재의 배면에 연결 형성되는 탄성부재를 포함하고,
   상기 가이드 롤러 지지 프레임에는 삽입홀이 마련되며, 상기 탄성부재가 상기 삽입홀에 삽입되고,
   상기 위치 가변 롤러부는 상기 용강 주편의 장변측 폭이 커지는 경우, 상기 가이드 롤러 지지 프레임 방향으로 밀려나는 몰드 폭 조절 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 가변 롤러부는 상기 몰드와 가장 가까운 위치에 설치되는 몰드 폭 조절 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 변위 측정부는 상기 롤러 지지부재와의 거리차를 감지하는 감지 센서를 포함하는 몰드 폭 조절 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 변위 측정부는 상기 가변 롤러가 상기 몰드에서 인발되는 용강 주편에 의해 밀려나는 거리를 측정하는 거리 측정기를 포함하는 몰드 폭 조절 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 몰드 폭 보정부는, 상기 몰드의 측면을 가압하는 적어도 하나 이상의 가압부재와, 상기 가압부재를 구동 제어하는 구동 제어부를 포함하는 몰드 폭 조절 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 가압부재는, 상기 몰드의 측면을 접촉하여 미는 가압 플레이트와, 상기 가압 플레이트를 전후진하는 전후진 실린더를 포함하는 몰드 폭 조절 장치.

Images