KR101345777B1

KR101345777B1 - 쌍롤식 주조기와 이를 작동하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101345777B1
Application number: KR1020087004110A
Authority: KR
Inventors: 카트수미 나카야마; 히사히코 후카세; 시로 오사다; 히로유키 오트수카
Original assignee: 카스트립 엘엘씨.
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2014-01-02
Also published as: EP1909993B1; CN101227991A; US7594535B2; EP1909993A1; US20070017651A1; KR20080045145A; WO2007012113A1; JP2007029967A; CN101227991B; RU2008106951A; JP4686288B2; EP1909993A4

Abstract

본 발명의 쌍롤식 주조장치는 주조용 롤을 포함하며, 상기 주조용 롤은 상기 롤의 일측 단부에서 사이드 댐(11)에 인접한 일측 숄더부분(28)으로부터 상기 롤의 타측 단부에서 사이드 댐에 인접한 타측 숄더부분까지 신장된 길이방향 통로(14)를 포함한다. 폐쇄된 외측 단면(16a)을 구비하는 원통형 플러그(16)는 상기 길이방향 냉각통로(14)의 양단을 폐쇄한다. 냉각수는 스터브축(13) 내의 방사형의 통로(18)와 주조용 롤(12) 내의 방사형의 통로(15)을 관통하여 플러그(16)에 형성된 개구(17)를 통해 길이방향 냉각통로(14)로 흐른다.

쌍롤식 주조기, 주조용 롤, 플러그

Description

쌍롤식 주조기와 이를 작동하기 위한 장치 및 방법{TWIN ROLL CASTER, AND EQUIPMENT AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

본 발명은 쌍롤식 주조기(twin roll caster)에 관한 것으로, 특히 쌍롤식 주조기 용 주조용 롤(casting rolls)에 관한 것이다.

용융 금속으로부터 스트립을 직접적으로 생산하는 방법으로, 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용융 금속을 공급하고, 롤 사이의 갭을 통해 용융 금속으로부터 박막 금속 스트립을 연속적으로 주조하는 쌍롤식 방법(twin roll method)이 알려져 있다. 도 6 및 도 7은 종래 연속적인 주조장치의 일예를 나타낸 것으로, 주조용 롤(2)은 주조용 롤(2)의 원주 단면(circumferential end surfaces)에서 사이드 댐(1)과 접하며, 주조용 롤(2)의 양쪽 단부에 축방향으로 배치된 공동의 스터브 축(stub shaft)(3)을 구비하고 있다(예를 들면, US 6,241,002호 참조).

상기 주조용 롤(2)의 양쪽 단부(end portion)는 중간부분보다 작으며, 사이드 댐(1)과 접하도록 형성한다. 연속 주조장치에 있어서, 한 쌍의 주조용 롤(2)은 생산하고자 하는 스트립의 두께(S)에 따라 주조용 롤의 간격을 조정할 수 있도록 나란하게 배치한다. 상기 사이드 댐(1)은 용융 금속(M)을 포함하는 주조용 롤(2)의 외경이 큰 중간부분의 단면(end surface)과 각각 접하게 된다. 주조용 롤의 회전 방향과 속도는, 주조용 롤의 외주면이 주조용 롤 사이 간격(gap)을 향해 등속으로 이동하도록 설정한다.

주조용 롤(2)은 그 축방향으로 신장되고 또한 둘레방향으로 등간격에 위치하는 복수의 냉각통로(cooling channels)(4)와, 상기 냉각통로(4)의 단부에 연통하는 복수의 방사형으로 신장된 냉각통로(5)를 구비한다. 상기 냉각통로(4)는 주조용 롤의 일측 단부로부터 방사형으로 사이드 댐의 아래쪽에 위치한 주조용 롤의 타측 단부로 신장된다. 냉각통로(4)의 단부를 폐쇄하기 위한 플러그로서 볼트(7) 또는 플러그(6)를 구비한다. 방사형의 냉각통로(5)는 주조용 롤의 내주면으로부터 직각으로(at right angles) 냉각통로(4)까지 신장된다.

방사형의 냉각통로(8)는 냉각수(W)가 일측 중공축(hollow shaft)(3)을 통과하여 방사형의 냉각통로(5) 내로 유입된 다음 냉각통로(4)를 통과하여 주조용 롤(2)의 타측 단부에 위치하는 대응하는 방사형의 냉각통로(5) 내로 유입되고 끝으로 타측 중공축(3) 내부로 유입되도록 중공축(3)을 관통한다.

이러한 연속적인 주조장치에 있어서, 주조용 롤 사이의 닙(nip) 위에 용융 금속(M)의 풀을 형성하는 사이드 댐(1)과 주조용 롤(2)에 의해 한정되는 공간사이로 용융금속(M)이 유입되는 동안 방사형의 냉각통로(5) 및 길이방향 냉각통로(4)를 따라 흐르는 냉각수(W)에 의해 열(heat)을 제거한다. 주조용 롤이 회전함에 따라 응고된 금속 쉘이 형성되고 주조용 롤 사이에서 아래쪽으로 스트립(S)이 빠져 나온다. 그러나 용융 금속의 냉각속도는 원주면으로부터 냉각통로 사이의 열전도 도(heat conductivity)에 의해 제한된다.

따라서, 보다 효과적인 용융 스트립의 주조장치 및 방법을 제공할 필요가 있다. 이하, 바람직한 실시예의 구성을 상세하게 개시한다.

나란하게 배치된 한 쌍의 주조용 롤을 구비하여 주조용 롤 사이에 닙을 형성하는 금속 스트립 주조장치 및 방법을 개시한다. 용융금속 공급시스템은 주조용 롤 사이의 닙으로 용융금속을 공급하여 상기 닙 바로 위쪽의 주조용 롤 위에 지지되는 용융금속의 캐스팅 풀을 형성한다. 한 쌍의 주조용 롤의 각 단부 일측에 위치한 한 쌍의 사이드 댐은 용융금속의 풀을 한정하며(가두어 두며) 주조용 롤의 축 단면과 접해있다.

각각의 주조용 롤은 축 단면을 갖는 원통형 몸체를 구비한다. 각각의 주조용 롤은 계단식 원통형 몸체를 구비하며, 원통형 중간부분은 계단형 숄더부분(stepped shoulder portion)에서 중간부분의 양쪽 단부로부터 축방향으로 확장되어 있는 인접하는 원통형 단부보다 외경이 크다. 다수의 길이방향 냉각통로는 계단형 숄더부분에서 중간부분의 주조용 롤의 일측 축 단부로부터 타측 축 단부까지 신장되어 있다. 원통형 중간부분과 인접 단부 사이의 숄더 표면은 원주상에 배치된 다수의 냉각통로를 구비하며, 원통형 중간부분을 통해 확장되고 숄더 표면에서 냉각통로의 종단이 되는 길이방향 냉각 통로를 구비한다. 각 냉각통로는 봉합장치(enclosure)에 의해 밀폐된다. 그 내부에 냉각통로를 구비하고 있는 각각의 숄더 표면에는 사이드 댐에 의해 한정되는(가두어지는) 풀이 마련된다.

길이방향 냉각통로는 플러그에 의해 폐쇄된다. 또한, 방사형의 냉각통로는 주조용 롤 내주연(inner periphery)으로부터 확장되어 길이방향 냉각통로와 접속된다. 방사형의 냉각통로 일부는 길이방향 냉각통로 쪽으로 축방향으로 신장할 수 있다.

일실시예에서, 플러그는 폐쇄된 단부 및 길이방향 냉각통로로 통하는 공동의 내부(hollow interior)를 구비한다. 상기 플러그는 방사형의 냉각통로와 접속하는 측면 통로(side aperture)를 구비할 수도 있다. 상기 플러그는 냉각통로 내에 나사체결 될 수 있으며(may be threaded into) 또한 상기 플러그와 냉각통로 사이에 열전도 수지를 채울 수도 있다.

다른 실시예에서, 상기 플러그는 디스크 형상(disked-shaped)이다. 플러그가 적정 위치에 유지되도록 스냅 링을 사용할 수도 있다.

전술한 발명의 양상 및 다른 양상은 후술하는 관련 도면을 참조한 본 발명의 상세설명으로부터 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속 주조장치의 종단면도이고,

도 2는 도 1에서 주조용 롤과 스터브(stub) 축을 축선방향으로 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연속 주조장치의 종단면도이고,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 연속 주조장치의 종단면도이고,

도 5는 도 4에 도시된 길이방향 냉각통로와 방사형의 냉각통로 및 플러그의 상대적 위치를 나타낸 도면이고,

도 6은 종래 연속 주조장치의 종단면도이고,

도 7은 도 6에 도시된 종래 연속 주조장치의 주조용 롤 및 스터브 축을 축선방향으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 5는 중간부분 및 사이드 댐에 인접한 숄더부분을 구비하는 원통형 주조용 롤을 나타낸 것이다. 상기 주조용 롤은 길이방향 냉각통로를 구비하며, 길이방향 냉각통로는 주조용 롤 각각의 중간부분을 통과하여 사이드 댐이 위치하고 있는 일측 숄더부분으로부터 타측 사이드 댐이 위치하고 있는 타측 숄더부분까지 신장되어 있다. 방사형의 냉각통로는 주조용 롤의 숄더부분 표면 근처에서 주조용 롤의 내주면으로부터 길이방향 냉각통로와 연통하도록 각각의 주조용 롤을 통과한다. 단부가 폐쇄된 원통형 플러그는 길이방향 냉각통로 중간부분과 대면하고 있는 플러그의 개방된 내측단부를 구비하는 길이방향 냉각통로의 단부에 마련된다. 상기 플러그는 길이방향 냉각통로와 방사형의 냉각통로가 연통하도록 관통 개구를 구비하며, 이에 의해 냉각수는 방사형의 냉각통로, 길이방향 냉각통로 및 주조용 롤의 반대쪽 단부에 위치한 다른 방사형의 냉각통로 순으로 흐른다.

또한, 원통형 주조용 롤은 축방향 단면에 사이드 댐을 구비하고 사이드 댐과 접촉하고 있는 주조용 롤의 일측 단부 표면으로부터 사이드 댐과 접촉하고 있는 주조용 롤의 타측 표면을 관통하도록 신장된 길이방향 냉각통로를 구비하고 있다. 방사형의 냉각통로는 주조용 롤의 내주면으로부터 주조용 롤의 단면까지 각 주조용 롤을 관통하며 상기 길이방향 냉각통로와 연통한다. 원통형 플러그는 길이방향 냉각통로의 단부에 위치하며 이에 의해 냉각수는 일측 방사형의 냉각통로, 길이방향 냉각통로 및 주조용 롤의 대향하는 단부에 위치하는 타측 방사형의 냉각통로의 순서로 흐르게 된다.

또한, 개시된 원통형 주조용 롤은 숄더부분(shoulder position)이 사이드 댐에 접하며, 주조용 롤의 일측 단부에서 사이드 댐과 접하는 단면으로부터 사이드 댐과 접하는 주조용 롤의 타측 단부를 관통하도록 신장된 길이방향 냉각통로를 구비한다. 방사형의 냉각통로는 주조용 롤의 내주면으로부터 주조용 롤의 단면을 향해 각 주조용 롤을 관통하도록 신장되며 상기 길이방향 냉각통로와 연통한다. 플러그의 단면에 오목한 구멍을 형성하고 오목한 면이 길이방향 냉각통로의 중간을 향하도록 해당 통로의 단부에 마련함으로써 방사형의 냉각통로, 일측 길이방향 냉각통로, 주조용 롤의 반대편 단부에 위치하는 타측 길이방향 냉각통로의 순서로 냉각수가 흐르도록 한다.

즉, 길이방향 냉각통로는 제1 사이드 댐과 접하는 주조용 롤의 숄더부분의 제1 단면으로부터 제2 사이드 댐과 접하는 주조용 롤의 숄더부분의 제2 단면까지 신장되도록 구성되어 주조용 롤의 외주면과 길이방향 냉각통로 사이의 거리가 기존의 냉각된 주조용 롤에 비해 작게 되도록 한다. 이에 따라 주조용 풀의 용융금속으로부터 주조용 롤 내의 냉각수까지 열이 보다 효과적으로 전도될 수 있다.

더욱이, 주조용 롤의 내주면으로부터 길이방향 냉각통로까지 신장된 방사형의 냉각통로는 주조용 롤의 단면 부근에 위치하며, 냉각수는 원통형 플러그 내의 구멍을 통과하여 길이방향 냉각통로의 끝에 결합된 원통형 플러그 안쪽으로 흐른다.

선택적으로, 냉각수는 길이방향 냉각통로의 끝에 부착된 원통형 플러그를 통과하여 유입될 수 있다. 또한, 냉각수는 플러그의 홈을 판 공동부분(hollowed out portions)을 통과할 수도 있다.

본 발명에 따른 주조용 롤에 의하면 하기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 일측 사이드 댐과 접하는 일측 숄더부분의 일측 단부로부터 타측 사이드 댐과 접하는 타측 숄더부분의 타측 단부까지 관통하도록 길이방향 냉각통로를 신장함으로써 길이방향 냉각통로와 주조용 롤 외주면 사이의 거리를 줄이고 주조용 롤의 외주면을 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

(2) 길이방향 냉각통로의 단부에 원통형 플러그를 장착하여 냉각수가 플러그 내부를 연속적으로 흐르도록 함으로써 원통형 플러그가 위치하는 롤 외주면 단부를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

(3) 길이방향 냉각통로의 단부에 원통형 플러그를 장착하여 냉각수가 길이방향 냉각통로의 단부에 위치하는 내주면과 직접 접촉하도록 함으로써 주조용 롤의 원통형 단부에 위치하는 외주면 단부를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

(4) 길이방향 냉각통로의 단부에 장착되는 플러그에 공동을 형성하고, 주조용 롤의 내주면 단부 근처로부터 주조용 롤의 단면까지 방사형의 냉각통로를 신장하여 냉각수가 플러그의 공동부분까지 흘러 들어가도록 함으로써 주조용 롤의 외주면 단부를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

(5) 주조용 롤의 외주면 냉각을 향상시킴으로써 주조용 롤의 속도를 개선하고 스트립 생산 효율을 높일 수 있다.

(6) 더욱이, 주조용 롤 외주면의 냉각을 향상시킴으로써 주조용 롤을 유지하기 위해 길이방향 냉각통로와 주조용 롤 외주면 사이에 금속두께가 부가적으로 두껍게 형성될 수 있다. 상기 표면을 유지하기 위해 주조용 롤 표면을 주기적으로 연마한다. 길이방향 냉각통로 위에 금속이 두껍게 형성됨에 따라 본 실시예에 따른 주조용 롤이 여러 차례 연마되도록 하며 이에 의해 주조용 롤의 수명을 연장할 수 있다. 일실시예에서, 개시된 바와 같이 주조용 롤의 향상된 냉각효과를 유지하는 경우 연마 가능한 주조용 롤의 두께는 약 7.5 mm에서 8.5mm 내지 10 mm 정도까지 증가한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 주조용 롤을 채용한 연속적인 주조장치를 나타낸 도면이다. 상기 주조장치는 중간부분에서의 외경이 양단부분에서의 외경보다 큰 주조용 롤(12)을 포함한다. 그 외경이 숄더부분(28)에서의 외경보다 큰 중간부분의 단면에는 사이드 댐(11)이 접하여 형성될 수 있다. 숄더부분에서 상기 주조용 롤의 양단부분의 외경보다 외경이 작은 스터브 축(13)이 상기 주조용 롤(12)의 양단 부분에 축방향으로 장착된다.

길이방향 냉각통로(14)는 일측 사이드 댐(11)에 접하는 주조용 롤의 일측 단부의 외경이 큰 단면(28)으로부터 타측 사이드 댐(11)에 접하는 주조용 롤의 타측 단부의 외경이 큰 단면(미도시)까지 주조용 롤(12)을 관통한다. 방사형의 냉각통로(15)는 상기 주조용 롤(12)의 단면 또는 숄더 부근의 주조용 롤 내주면으로부터 방사형으로 주조용 롤(12)를 관통하도록 신장되어 길이방향 냉각통로(14)와 연통한다.

길이방향 냉각통로(14)는 주조용 롤(12)의 원주방향으로 실질적으로 등거리에 배치된다.

또한, 원통형 플러그(16)는 폐쇄된 외측 단부(16a)를 구비하여 길이방향 냉각통로의 양단부를 폐쇄한다. 플러그(16)의 속이 빈 단부(hollow open end)(16b)는 길이방향 냉각통로(14)의 중간을 향하고 있다.

플러그(16)의 측면에 직경방향으로 개구(17)가 형성되어 속이 빈 단부(16b)를 경유하여 길이방향 냉각통로(14)와 연통한다. 플러그(16)의 외주면은 길이방향 냉각통로(14)와 나사결합된다. 오-링(O-ring) 또는 여타의 봉합부재(sealing materials)로 플러그(16)를 길이방향 냉각통로(14)에 봉합할 수도 있다.

플러그(16)를 길이방향 냉각통로(14)에 나사결합 할 때, 열전도성 수지로 코팅 할 수 있으며 상기 열전도성 수지는 플러그(16)의 외주면과 길이방향 냉각통로의 내주면 사이에 배치된다.

플러그(16)는 공동을 구비하며, 방사형의 냉각통로(18)는 스터브 축(13) 내주면으로부터 신장되어 제1 방사형의 냉각통로(18)로, 개구(17)를 통과하여 속이 빈 플러그(16)로, 길이방향 냉각통로(14)로, 냉각통로(14)의 대향하는 단부에 위치하는 속이 빈 플러그(16)로, 개구(17)를 통과하여 다른 방사형의 냉각통로(18)로, 스터브 축(13) 의 공동(속이 빈) 내부의 순서로 냉각수(W)가 연속적으로 흐르도록 한다.

선택적으로, 플러그(16)는 길이방향 냉각통로(14)까지 신장된 방사형의 냉각통로를 구비하는 개구(17)을 구비하지 않을 수도 있다.

또한, 플러그(16)의 기단면 및 단면(28)을 절삭함(machining)에 있어서, 상기 플러그(16)를 단부가 폐쇄되도록 상기 단면(28) 아래의 홈에 삽입할 수 있다. 그런 다음 단면(28)을 폐쇄된 기단면(16a)과 동일 평면상에 단부를 형성할 수 있다. 또는 플러그(16)를 기단면(16a)이 길이방향 냉각통로(14)로부터 돌출되도록 삽입할 수도 있으며, 그 다음에는 플러그(16) 및 단면(28)을 그들이 동일 평면상에 위치할 때까지 절삭(machine) 할 수 있다.

연속 주조장치에서 한 쌍의 주조용 롤(12), 스터브 축(13) 및 플러그(16)를 서로 나란하게 함으로써 생산하고자 하는 스트립(S)의 두께에 따라 주조용 롤 간격을 조정할 수 있다. 사이드 댐(11)은 플러그(16)를 포함하고 있는 일측 단면(28) 및 타측 단면과 각각 접하도록 형성할 수 있다.

연속적인 주조장치에서, 용융금속(M)의 주조용 풀을 형성하도록 용융금속이 사이드 댐 및 주조용 롤에 의해 한정되는 닙 바로 위 공간에 유입되는 동안 방사형의 냉각통로(15) 및 길이방향 냉각통로(14)을 통해 흐르는 냉각수(W)에 의해 주조용 롤(12)로부터 열을 제거한다. 주조용 롤이 회전함에 따라 주조용 롤의 외주면에 의해 냉각된 금속은 응고된 쉘을 형성하고, 닙에서 스트립(S)을 형성하여 주조용 롤 사이 갭으로부터 아래쪽 방향으로 빠져나온다.

길이방향 냉각통로(14)는 제1 사이드 댐(11)과 접하고 있는 주조용 롤(12)의 제1 단면(28)으로부터 제2 사이드 댐(11)과 접하고 있는 주조용 롤(12)의 제2 단 면(28)까지 신장되어 있다. 이에 따라 숄더부분에서 주조용 롤의 대외경 단면과 접하고 있는 사이드 댐(11) 간격 T4를 유지하면서 길이방향 냉각통로(14)와 주조용 롤(12) 외주면 사이의 간격(T3)을 줄일 수 있다.

따라서 주조용 롤(12)의 길이방향 냉각통로를 통해 흐르는 냉각수(W)는 주조용 롤(12) 외주면을 효과적으로 냉각할 수 있다.

더욱이, 일실시예에서 냉각수(W) 는 단면(28) 부근에 위치한 방사형의 냉각통로(15)로부터 관통구멍(17)을 통해 원통형 플러그(16)의 내부로 흐른다. 플러그(16)의 외측면 및 길이방향 냉각통로(14)의 내측 면 사이에 열전도성 수지를 개재하여 단면(28) 부근의 주조용 롤(12) 외주면을 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

이와 같은 방법으로, 도 1 및 도 2에 도시된 주조용 롤에서 주조용 롤(12) 외주면의 표면 온도는 감소하며, 주조용 롤의 회전속도 즉 주조 속도를 증가시켜 스트립(S) 생산효율을 높일 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 주조용 롤과 유사한 주조용 롤을 구비하는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연속적인 캐스팅 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예에서는, 전술한 플러그(16) 대신 디스크 형태(disc-shapted)의 플러그(19)를 길이방향 냉각통로(14)의 각 단부에 장착하여 방사형의 냉각통로(15)가 길이방향 냉각통로와 연통하도록 한다.

플러그(19)는 스냅 링(snap rings)(20)에 의해 주조용 롤(12)에 고정되며, O-링과 같은 봉합부재를 플러그(19)와 길이방향 냉각통로(14)의 내주면 사이에 삽입한다. 냉각수(W)는 일측 방사형의 냉각통로(15), 길이방향 냉각통로(14), 상기 길이방향 냉각통로(14)에 접속된 타측 방사형의 냉각통로의 순서로 연속적으로 흐른다.

전술한 바와 같은 주조용 롤을 채용하고 있는 연속 캐스팅 장치는 사이드 댐(11)과 주조용 롤(12)에 의해 형성된 닙 바로 위 공간에 용융금속을 주입하는 동안 방사형의 냉각통로(15) 및 길이방향 냉각통로(14)를 통해 흐르는 냉각수(W)에 의해 주조용 롤(12)로부터 방출되는 열을 효과적으로 제거할 수 있다.

길이방향 냉각통로(14)는 일측 사이드 댐(11)이 접속되는 주조용 롤(12)의 일측 단면(28)으로부터 타측 사이드 댐(11)이 접속되는 주조용 롤(12)의 타측 단면(28)까지 신장한다. 이에 따라 숄더부분에서 주조용 롤(12) 부분의 단부(28)와 접속하고 있는 사이드 댐(11)의 접속레벨(T4)을 유지하면서 길이방향 냉각통로(14)와 주조용 롤(12) 외주면 사이의 간격(T3)을 감소시킬 수 있다.

따라서, 냉각수(W)가 주조용 롤(12)의 길이방향 냉각통로를 통과하며, 주조용 롤(12) 외주면을 효과적으로 냉각할 수 있다.

또한, 냉각수(W)가 방사형의 냉각통로(15)를 통해 주조용 롤의 내주면으로부터 주조용 롤(12) 중간 부분의 단면(28)에 인접한 길이방향 냉각통로(14)로 흐르는 실시예가 제공된다. 따라서, 주조용 롤(12) 단부의 외주면은 보다 효과적으로 냉각된다. 이와 같은 방법으로, 도 3에 도시된 주조용 롤에서 주조용 롤(12) 외주면의 온도는 감소하며, 주조속도로 언급되는 주조용 롤(12)의 속도가 증가하며 또한 스트립(S)(도 2 참조) 생산량이 증가할 수 있다.

도 4 및 도 5는 연속적인 캐스팅 장치의 제3 실시예를 나타낸 것으로, 상기 장치는 개시된 주조용 롤을 채용하고 있으며 도 1 내지 도 3과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호가 부여된다.

길이방향 냉각통로(14)는 주조용 롤(12)을 통해 일측 사이드 댐(11)과 접촉하고 있는 단면(28)으로부터 타측 사이드 댐(11)과 접촉하고 있는 타측 단면(28)까지 신장한다. 방사형의 냉각통로(21)는 캐스팅 롤의 내주면으로부터 캐스팅 롤의 중간부분의 외경을 향해 방사형으로 신장되어 상기 길이방향 냉각통로(14)와 연통한다.

길이방향 냉각통로(14)는 주조용 롤(12) 내의 실질적으로 등거리에 배치할 수 있으며, 방사형의 냉각통로(21)는 주조용 롤(12)의 중간부분에 대해 방사형으로 신장할 있다.

또한, 플러그(22)는 길이방향 냉각통로(14)의 양쪽 단부에 배치되며, 플러그(22) 단면에 형성된 길이방향 냉각통로의 중간부분을 향하도록 출력측에 오목하게 형성된 홈(23)을 구비한다.

플러그(22) 단부의 외주면에는 길이방향 냉각통로(14)의 내주면에 대응하는 나삿니로 결합 되도록 수나사가 형성되어 있다. O-링(O-ring) 또는 여타의 밀봉부재를 사용하여 플러그(22)를 냉각통로(14)에 밀봉할 수 있다.

플러그(22)의 외측면과 플러그를 마주 보고있는 길이방향 냉각통로(14)의 내측면 사이에 배치된 열전도성 수지와 같은 열전도성 수지(heat-conducting grease)로 플러그(22)를 코팅할 수 있다.

전술한 바와 같은 신규한 주조용 롤을 채용하고 있는 연속 주조장치에서 냉 각수(w)는 방사형의 냉각통로(21)를 통과하여 길이방향 냉각통로(14)로 유입되며, 사이드 댐(11) 및 주조용 롤(12)에 의해 한정되는 공간으로 용융금속이 유입되는 동안 주조용 롤(12)로부터 열을 방출한다.

길이방향 냉각통로(14)를 제1 사이드 댐(11)에 인접한 숄더부분에서 주조용 롤(12)의 제1 단면(28)으로부터 제2 사이드 댐(11)에 인접한 반대쪽 숄더부분에서 주조용 롤(12)의 제2 단면(28)까지 신장한다. 따라서, 주조용 롤(12)의 단면(28)과 사이드 댐(11)의 콘택 T4를 유지하면서, 길이방향 냉각통로(14)와 주조용 롤(12) 외주면 사이의 간격 T3를 감소시킬 수 있다.

따라서, 냉각수(W)는 주조용 롤(12)의 표면층 부근의 길이방향 냉각통로를 통과함으로써 주조용 롤(12)의 외주면을 효과적으로 냉각한다.

또한, 방사형의 냉각통로(21)를 플러그(22)의 선단부에 형성된 공동형상의 출력부(23)와 연통 하도록 구성하여 냉각수(W)가 플러그(22)의 속이 빈 공동부분 내로 전달되도록 함으로써 주조용 롤(12) 외주면 단부를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다. 열방출 효과를 개선하기 위해 플러그(22)의 외측면과 길이방향 냉각통로(14)의 내측면 사이에 열전도성 수지를 채울 수도 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 주조용 롤에서는 주조용 롤(12)의 외주면에서의 냉각효과가 증가하기 때문에 주조속도라 언급되는 주조용 롤(12)의 속도가 증대되며 또한 스트립(S)(도 2 참조) 생산속도가 증대될 수 있다.

본 발명에 청구된 주조용 롤의 일반적인 사항은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.

본 발명에 개시된 주조용 롤은 강철을 비롯한 여러 가지 금속의 연속 주조에 채용될 수 있다.

Claims

금속 스트립을 주조하기 위한 장치에 있어서,

각각의 주조용 롤이, 그의 단부들 내에서 축 방향으로 상기 단부들에 맞물리게끔 삽입된 중공의 스터브 축들과 원통형 몸체를 구비하고, 상기 원통형 몸체가 원통형의 중간 부분 및 사이드 댐을 지지할 수 있도록 상기 중간 부분의 각각의 단부에 원통형 숄더 부분을 구비하며 상기 중간 부분은 숄더 부분에서의 외경보다 더 큰 외경을 가지며 중간 부분의 각 단부에 단면을 가지며, 또한 각각의 주조용 롤이, 상기 중간 부분을 관통하여 중간 부분의 단면들까지 연장되고 플러그들에 의해 폐쇄되는 복수의 길이방향의 냉각통로들을 구비하는 것인, 서로 나란하게 배치되어 사이에 닙을 형성하는 한 쌍의 주조용 롤들; 및

상기 주조용 롤들 사이의 상기 닙 위로 용융금속을 공급하여 상기 숄더 부분에 인접 배치된 사이드 댐에 의해 상기 닙 바로 위의 주조용 롤 상에서 경계가 한정되는 용융금속의 캐스팅 풀을 형성하는 용융금속 공급시스템을 포함하되,

상기 각각의 주조용 롤은 주조용 롤의 각 단부에 복수의 방사형의 냉각통로들을 구비하고, 방사형의 냉각통로들 각각은 주조용 롤의 내부 원주면으로부터 주조용 롤의 각 단부에 있는 스터브 축과 원통형 몸체를 통과하여 상기 길이방향의 냉각통로들 중 하나에까지 연장되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
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제1항에 있어서, 상기 플러그는 측면에 측면 개구를 구비하며, 상기 방사형의 냉각통로들은 상기 플러그의 측면 개구들까지 연장되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 플러그들은 폐쇄된 단부와 상기 길이방향 냉각통로들로 통하는 중공의 내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 플러그들은 폐쇄된 단부와 중공의 내부를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 플러그들은 나사가 형성되어 있고, 상기 길이방향 냉각통로들에 나사로 결합되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 플러그들은 디스크 형상인 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제7항에 있어서, 상기 플러그들은 상기 길이방향 냉각통로들에 상기 플러그들을 유지하기 위한 스냅-링(snap-rings)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 플러그의 외측면 위에 열전도성 수지를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 길이방향 냉각통로의 각각의 단부는 상기 숄더 부분들 중의 어느 하나에서의 개구에서 종단됨을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
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박판 금속 스트립을 연속으로 주조하는 방법에 있어서,

각각의 주조용 롤이, 그의 단부들 내로 축 방향으로 삽입된 중공의 스터브 축들과 원통형 몸체를 구비하고, 상기 원통형 몸체가 원통형의 중간 부분 및 사이드 댐을 지지할 수 있도록 상기 중간 부분의 각각의 단부에 원통형 숄더 부분을 구비하며 상기 중간 부분은 숄더 부분에서의 외경보다 더 큰 외경을 가지며 중간 부분의 각 단부에 단면을 가지며, 또한 각각의 주조용 롤이, 상기 중간 부분을 관통하여 중간 부분의 단면들까지 연장되고 플러그들에 의해 폐쇄되는 복수의 길이방향의 냉각통로들을 구비하고, 또한 상기 각각의 주조용 롤은 주조용 롤의 각 단부에 복수의 방사형의 냉각통로들을 구비하고, 방사형의 냉각통로들 각각은 주조용 롤의 내부 원주면으로부터 주조용 롤의 각 단부에 있는 스터브 축과 원통형 몸체를 통과하여 상기 길이방향의 냉각통로들 중 하나에까지 연장되는 것인, 서로 나란하게 배치되어 사이에 닙을 형성하는 한 쌍의 주조용 롤들을 조립하는 과정과,

상기 숄더 부분에 인접하는 사이드 댐에 의해 경계가 한정되는 상기 닙 바로 위의 주조용 롤 위에 지지되는 용융금속의 주조용 풀을 형성하도록 금속공급 시스템을 통해 상기 주조용 롤 사이의 상기 닙 위에 용융금속을 공급하는 과정과,

상기 주조용 롤의 원통형 표면 위에 주조용 풀로부터 쉘(shell)을 형성하고 상기 주조용 롤 사이의 닙으로부터 아래쪽으로 빠져나오는 박막 주조 스트립을 형성하도록 상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전시키는 과정을 포함하는 박판 금속 스트립을 연속적으로 주조하는 방법.