KR101367293B1 - 쌍롤식 주조장치 - Google Patents

Abstract

주조용 롤 지지구조를 통해 각 주조용 롤에 상기 주조용 롤을 서로 근접하도록 편향시키며, 대부분은 정압(ferrostatic pressure)의 균형을 잡아주는 압박력(thrust forces)을 가함으로써 박막 스트립을 제조할 수 있는 쌍롤식 주조장치 및 연속주조 박막 스트립 제조방법이 제공된다. 냉각수는 주조용 롤(1)의 일측 또는 양측 단부에 부착된 로터리 조인트(10)를 통해 흐른다. 각 주조장치에서 로터리 조인트(10)는 주조용 롤 내의 통로로 냉각수가 유입 및 유출되도록 하며, 주조용 롤에 대체로 주조용 롤(1)의 회전축 방향으로 힘을 가한다.

쌍롤식 주조장치, 로터리 조인트, 균형추, 압박력

Description

쌍롤식 주조장치{TWIN ROLL CASTING MACHINE}

본 발명은 쌍롤식 주조장치에 관한 것이다.

쌍롤식 주조기에서 연속적인 주조에 의해 강철 스트립을 주조하는 방법이 공지되어 있다. 상기 공지기술에서 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 수평 주조용 롤 사이에 용강(molten metal)을 도입하고, 용강을 냉각하여 움직이는 롤 표면에 금속 쉘을 응고시킨 다음 롤들 사이의 닙(nip)에 금속 쉘을 끌어 모아 롤들 사이의 닙으로부터 아래로 이송되는 응고된 스트립 제품을 생산한다. 여기서 "닙"이라는 용어는 롤들이 가장 근접하게 되는 영역 전반을 의미한다. 용강을 레이들(ladle)로부터 더 작은 도관 또는 일련의 도관에 붓고 이 도관으로부터 닙 위에 위치하는 금속운반노즐을 통해 용강을 공급함으로써 닙 바로 위의 주조면 상에 지지되며 주조용 롤의 길이방향을 따라 신장된 용강의 주조용 풀을 형성한다. 이러한 주조용 풀은 유출되지(overflow) 않도록 일반적으로 주조용 롤의 양단에 미끄럼 맞물려 유지되는 측판(side plates) 또는 댐들 사이에 가두어진다.

도 5 및 도 6은 종래 쌍롤식 주조장치의 일예를 나타낸 것이다. 상기 장치는 나란하게 배치되어 그들 사이에 롤 닙(G)을 형성하는 한 쌍의 수냉식 주조용 롤(1)과, 상기 주조용 롤(1)의 양쪽 단부에 배치된 한 쌍의 측판(2)을 포함한다.

서로 반대방향으로 회전하는 상기 주조용 롤(1)의 회전 방향과 속도는 상기 주조용 롤의 외주면이 위쪽으로부터 롤 닙(G)을 향하도록 설정한다. 일측 측판(2)은 각 주조용 롤(1)의 일측 단부에서 면접촉하며, 타측 측판(2)은 각 주조용 롤(2)의 타측 단부에서 면접촉한다. 주조용 롤(1) 및 측판(2)에 의해 둘러싸이는 공간에, 내화재로 만들어진 용강이송노즐(4)이 롤 간격(G) 바로 위에 위치하도록 배치되어 있다.

상기 용강이송노즐(4)은 용강(5)을 수용하기 위한 위쪽으로 개구된 길다란 관(6)과 상기 관(6)으로부터 용강을 방출하기 위한 복수의 방출구을 한정하는 측벽 및 단부벽을 포함한다. 상기 방출구(7)는 상기 노즐(4)의 측벽 하단부에 형성되어 관(6)으로부터 용강을 주조용 롤(1)의 외주면을 향하도록 이끈다. 이와 같은 배치에 의해 관(6)에 주입된 용강(5)은 방출구(7)를 통해 표면으로 흘러 롤 닙(G) 바로 위의 주조용 롤의 외주면에 접촉하고 있는 용강의 주조용 풀(8)을 형성한다.

냉각수의 흐름에 의해 주조용 롤(1)로부터 열을 방출하면서 주조용 풀(8)을 형성하고 주조용 롤을 회전시키면 용강(5)은 주조용 롤(1)의 외주면에 응고되어 응고 쉘(solidified shells)을 형성한다. 이러한 응고 쉘이 롤 닙(G)에서 끌어 모아져 아래로 이송되는 스트립(3)을 형성한다.

롤 닙(G)에서 주조용 롤 사이의 간격은 롤 단부 지지구조(미도시)에 가해지는 수평으로 작용하는 압박력(thrust forces)(F)에 의해 유지되며, 상기 압박력은 주조용 롤(1)이 서로 근접하도록 상기 주조용 롤(1)의 단부를 지지하여 롤 닙(G)으로부터 아래로 이송되는 예정된 두께의 스트립(3)을 형성할 수 있도록 지지한다.

상기 압박력(F)은 (a) 주조용 풀(8) 내의 용강(5)을 통해 주조용 롤(1)에 작용하는 정압(ferrostatic pressure), (b) 이동 가능한 주조용 롤 또는 롤들(1)과 서로 근접 또는 이격 되도록 수평 이동을 위해 상기 롤들(1)을 지지하는 유도장치 사이의 마찰, (c) 주조용 롤(1)에 작용하는 균형을 깨뜨리는 이탈력(unbalanced rogue forces)에 대항하기에 충분하도록 선택된다.

상기 균형을 깨뜨리는 이탈력은 (a) 축 부분을 포함하는, 롤에 냉각수를 공급 및 제거하기 위한 로터리 조인트(rotary joints) 등과 같은 주조용 롤(1)의 불균일한 질량분포 및 (b) 주조용 롤(1) 속으로, 주조용 롤(1)을 통해, 주조용 롤(1)로부터 흐르는 냉각수의 효과를 포함하는 여러 요인에 의해 발생한다. 그러나, 균형을 깨뜨리는 이탈력은 공정제어(process control) 및 생산된 제품의 특성 면에서 바람직하지 않다. 또한, 압박력(F)의 증가가 이탈력(rogue force)의 악영향을 항상 보상하는 것은 아니다.

주조용 풀(8) 내의 용강(5)을 통해 주조용 롤(1)에 작용하는 정압은 주조용 롤의 직경, 주조용 롤(1) 본체의 길이, 주조용 풀(8)의 높이, 주조용 롤(1)의 회전속도 및 스트립(3) 생산에 사용되는 물질의 조성 및 온도 등을 포함하는 요소들에 의해 결정된다.

본 발명자들은 압박력(F)의 상당부분은 용강(5)의 정압이 차지할 것이라는 것을 발견했다. 질량(mass)이 150kg인 주조용 롤(8)에 의해 발생하는 정압을 계산함으로써, 정압에 대항하기 위해 수반되는 총 압박력(F)은 이론상 150kg + α(여기서 α<10kg)이 됨을 알 수 있다. 그러나, 종래에는, 정압 및 대체로 초속 20m로 분 당 5톤의 비율로 상기 주조용 롤(1)에 연속적으로 공급되는 냉각수의 질량 및 압력과 같은 위에 언급한 다른 요인들에 대항하기 위해 300kg을 초과하는 압박력(F)이 수반되었다.

300kg의 압박력(F)이 수반되는 것은 과도하며 공정제어 및 제품 특성에 바람직하지않는 향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 과도한 압박력, 특히 주조용 롤(1)의 길이방향으로 균등하지 않으면, 채터(chatter)를 발생시킬 수 있으며, 이는 스트립(3)의 길이방향 및 폭을 가로지르는 방향으로 두께가 불규칙해지는 결과를 초래한다.

또한, 로터리 조인트와 같은 축 부분을 포함하는 주조용 롤(1)의 불균일한 질량 분포는 주조용 롤(1)의 길이방향으로 롤 닢(G)에 바람직하지 않은 변화를 일으켜 주조용 롤의 오정렬을 초래할 수 있다. 대체로, 이 경우, 롤 닙(G)은 주조용 롤(1)을 따라 위에서 바라보았을 때 롤(1)의 일측 단부에서의 갭이 타측 단부에서의 갭보다 큰 쐐기 형상(wedge shape)이다.

본 발명에 따른 쌍롤식 주조장치는 균형을 깨뜨리는 이탈력을 감소시키고, 효율적으로 제어하여 더 우수한 특성에 제품을 생산할 수 있다. 본 발명에 따른 쌍롤식 주조장치는

(a) 나란하게 배치되어 그들 사이에 닙을 형성하고 회전축에 대해 반대방향으로 회전하며, 압박력(thrust forces)에 의해 서로 근접하는 방향으로 편향된(biased) 한 쌍의 수냉식 주조용 롤; 및

(b) 상기 주조용 롤의 적어도 일단부에 장착되고, 상기 주조용 롤 내의 통로에 냉각수를 공급 및 제거할 수 있는 로터리 조인트로서, 각 주조용 롤의 상기 로터리 조인트는, 상기 로터리 조인트 내로 들어가는 냉각수의 흐름 및 상기 로터리 조인트로부터 나오는 냉각수의 흐름이 상기 주조용 롤에 대해 대체로 상기 주조용 롤의 상기 회전축 방향으로 힘을 가하도록 정렬되는 로터리 조인트를 포함한다.

상기 로터리 조인트 내로 들어가는 냉각수의 흐름 및 상기 로터리조인트로부터 나오는 냉각수의 흐름은 상기 주조용 롤의 회전축에 대체로 수직인 수직방향이다. 상기 주조용 롤의 로터리 조인트는 상기 로터리 조인트 내로 들어가는 냉각수의 흐름이 주조용 롤의 회전축에 대해 대체로 수직 상방으로 직교하도록 정렬된다.

상기 로터리 조인트는 주조용 롤의 양측 단부에 결합되며, 주조용 롤 내의 통로에 냉각수를 공급 및 제거할 수 있다. 각 주조용 롤의 상기 로터리 조인트는 상기 로터리 조인트 내로 들어가는 냉각수의 흐름 및 상기 로터리 조인트로부터 나오는 냉각수의 흐름이 상기 주조용 롤에 대해 대체로 상기 주조용 롤의 상기 회전축 방향으로 힘을 가하도록 정렬된다.

로터리 조인트가 상기 주조용 롤의 일측 단부에만 결합되는 경우, 주조용 롤의 타측 단부에 로터리 조인트의 균형을 잡아주는 균형추(counterweight)를 부착할 수 있다.

본 발명에 따른 쌍롤식 주조기는 또한 로터리 조인트에 접속된 냉각수 공급 호스 및 상기 호스의 질량이 상기 주조용 롤에 부담을 주지 않도록 상기 호스를 지지하기 위한 힘을 가하는 편향장치(biasing units)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 주조용 롤의 방사방향으로 상기 호스를 인도하는 유도장치를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 쌍롤식 주조장치는 회전 구동기로부터 회전운동을 상기 주조용 롤에 전달할 수 있는 스핀들 및 상기 스핀들의 질량이 상기 주조용 롤에 부담을 주지 않도록 상기 스핀들을 지지하기 위한 힘을 가하는 편향장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 쌍롤식 주조장치는 상기 스핀들을 지지하는 베어링을 포함하며, 상기 편향장치는 상기 베어링을 지지하기 위한 힘을 위로 가할 수 있다. 또한, 상기 베어링을 수평방향으로 인도할 수 있는 유도장치를 포함한다.

또한, 본 발명은 연속주조에 의해 박막 주조 스트립을 생산하는 방법에 있어서,

나란하게 배치되어 그들 사이에 닙을 형성하는 한 쌍의 주조용 롤을 구비하는 쌍롤식 주조기를 조립하는 과정과;

상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전하도록 구동할 수 있는 상기 쌍롤식 주조기용 구동시스템을 조립하는 과정과;

상기 주조용 롤에 의해 상기 닙 위에 지지되는 주조용 풀을 형성하며, 상기 닙의 단부에 인접하여 상기 주조용 풀을 한정하는 사이드 댐을 구비하는 금속공급시스템을 조립하는 과정과;

상기 한 쌍의 주조용 롤 사이로 용융금속을 도입하여 상기 주조용 롤의 표면에 지지되며, 상기 댐에 의해 한정되는 주조용 풀을 형성하는 과정과;

상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 주조용 롤의 표면에 응고된 금속 쉘을 형성하고 상기 응고된 셀로부터 상기 주조용 롤 사이의 닙을 통해 주조 스트립을 형성하는 과정; 및

주조용 롤 지지구조를 통해 각 주조용 롤에 압박력(thrust forces)을 가하여 상기 주조용 롤을 서로 편향시키는 과정으로, 상기 압박력의 대부분은 정압의 균형을 잡아주는 것인 과정을 포함한다.

상기 압박력을 가하는 과정은 상기 주조용 롤 지지구조에 적용된 수직하중(vertical loads)을 감소시키는 것을 포함한다.

상기 압박력을 가하는 과정은 상기 주조용 롤의 적어도 일측 단부에 결합되며, 상기 로터리 조인트 내로 유입되는 냉각수의 흐름 및 상기 로터리 조인트로부터 유출되는 냉각수의 흐름이 상기 주조용 롤에 대해 대체로 상기 주조용 롤의 상기 회전축 방향으로 힘을 가하도록 상기 주조용 롤 내의 통로에 냉각수를 공급 및 제거할 수 있는 로터리 조인트 내로 냉각수를 유입하는 과정을 포함한다. 상기 로터리 결합(rotary couplings)은 상기 주조용 롤의 회전축에 수직인 대체로 수직 방향으로 상기 냉각수를 상기 결합장치로 유입 및 유출시킬 수 있다.

상기 냉각수를 도입 및 제거하는 과정은 각 주조용 롤의 양측 단부에서 진행될 수 있다. 상기 냉각수를 도입 및 제거하는 과정이 상기 주조용 롤의 일측 단부에서 수행되면, 상기 방법은 상기 주조용 롤의 타측 단부에 균형추를 적용함으로써 상기 로터리 조인트 질량의 균형을 잡아주는 과정을 더 포함할 수 있다.

상기 박막 주조 스트립을 생산하는 방법에 있어서, 상기 압박력을 가하는 과정은 냉각수 도관에 대체로 위로 힘을 가하여 상기 냉각수 도관에 의해 상기 주조용 롤 지지구조에 가해지는 하중을 감소시키는 과정을 포함할 수 있다.

상기 박막 주조 스트립을 생산하는 방법은 구동장치로부터 스핀들을 통해 대응하는 주조용 롤에 회전운동을 전달하는 과정을 더 포함하며, 상기 압박력을 가하는 과정은 상기 스핀들의 질량이 상기 연합된 주조용 롤에 부담을 주지않도록 상기 스핀들에 상방 힘(upwards force)을 가하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 쌍롤식 주조장치 및 박막 스트립을 연속적으로 주조하는 방법에 의하면, 아래와 같은 우수한 효과 중 하나 이상을 얻을 수 있다.

(1) 주조용 롤의 로터리 조인트로의 냉각수의 유입 및 유출을 주조용 롤의 회전축 방향으로 설정함으로써 도 5 및 도 6에 도시된 종래의 주조장치에 비해 균형을 깨뜨리는 이탈력을 감소시킨다(따라서 수반되는 압박력(F)을 감소시킴).

(2) 로터리 조인트는 주조용 롤 및 인접 주조용 롤 단부 지지구조 주위에 작용하는 모멘트(moments)를 생성하며, 상기 주조용 롤 단부 지지구조는 서로에 의해 또는 균형추에 의해 균형을 이룰 수 있다. 균형추가 적용된 실시예에서, 각 균형추는 주조용 롤과 인접하는 주조용 롤 지지구조에 작용하는 모멘트를 생성하며, 상기 지지구조는 상기 주조용 롤의 대향 단부에서 로터리 조인트의 모멘트를 보완한다. 상기 균형추는 또한 상기 주조용 롤(1)의 회전시에 주조용 롤의 질량을 주조용 롤의 단부 지지구조 사이에 배분하는 것을 돕는다.

(3) 주조용 롤의 양측 단부에 로터리 조인트가 적용되는 경우, 주조용 롤의 양측 단부에 위쪽 방향의 힘이 가해지고, 주조용 롤을 지지하는 주조용 롤 단부 지지구조의 습동저항(sliding resistance)을 감소시킨다.

(4) 냉각수 공급 호스가 제공되고, 상기 냉각수 공급 호스가 편향장치에 의해 지지되는 경우, 호스의 질량은 주조용 롤에 부담을 주지 않으며, 주조용 롤을 지지하는 롤 단부 지지구조의 습동저항이 감소된다.

(5) 스핀들을 지지하는 베어링이 위쪽으로 편향되고, 수평으로 움직이도록 지지되는 경우, 상기 스핀들의 질량은 주조용 롤에 부담을 주지 않으며, 주조용 롤을 지지하는 롤 단부 지지구조의 습동저항이 감소된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 쌍롤식 주조장치의 상부 평면도,

도 2는 도 1에서 오른쪽에 위치한 주조용 롤의 일측 단부 부분의 종단면도,

도 3은 쌍롤식 주조장치의 주조용 롤 구동장치의 측면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쌍롤식 주조장치의 상부 평면도,

도 5는 종래기술에 따른 쌍롤식 주조장치의 예를 냉각롤의 반경방향으로 본 상태를 나타낸 도면,

도 6은 도 5에 도시된 쌍롤식 주조장치의 상부 평면도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 쌍롤식 주조장치 및 박막 주조 스트립 주조방법을 나타낸 것이다.

상기 주조장치는 그들 사이에 형성된 닙을 구비하는 나란하게 배치된 한 쌍 의 수냉식 주조용 롤(1)을 포함한다. 상기 주조용 롤(1)은 편향장치(미도시)에 의해 주조용 롤의 단부를 지지하는 롤 단부 지지구조(9)에 적용된 압박력(thrust forces F)에 의해 서로 근접하는 방향으로 힘이 가해진다. 상기 압박력의 대부분은 주조용 롤에 적용되어 상기 정압에 균형을 잡아주도록 상기 주조용 롤을 편향시키며, 압박력을 적용하여 상기 주조용 롤 지지구조에 부여된 수직하중을 감소시킨다.

상기 주조장치 및 주조방법은 상기 롤의 양측 단부에서 주조용 롤에 부착되어 상기 주조용 롤(1)에 냉각수를 공급 또는 제거하는 로터리 조인트(10)을 또한 포함한다.

각 주조용 롤(1)은 원통형의 롤 본체(11) 및 상기 롤 본체(11)의 양측 단부로부터 신장된 중공축(stub shafts)(12)을 포함한다. 관상(tubural)의 분리벽(dividing wall)(13)은 각 중공축(12)의 안쪽에 동축으로 배치되어 외측통로(17)와 내측 횡단통로(18)를 분리한다.

각 주조용 롤(1)은 주조용 롤 표면에 인접하여 배치되고, 상기 주조용 롤의 회전축 방향으로 롤 본체(11)를 관통하여 신장된 다수의 냉각수통로(14)를 포함한다.

또한, 각 중공축(12)은 롤 본체(11)에 결합된 중공축(12)의 선단(leading end)에 배치된 복수의 방사상으로 신장된 냉각통로(15, 16)를 포함한다. 상기 냉각통로(15)는 상기 중공축(12)의 외측 통로(17)와 주조용 롤 표면에 인접한 롤 본체(11)의 복수의 냉각통로(14)중 일부와 연통한다. 상기 중공축(12)의 냉각통로(16)는 상기 중공축(12)의 내측 통로(18)와 상기 롤 본체(11)의 나머지 냉각통 로(14)를 연통한다.

특히, 도 2를 참조하며, 상기 중공축(12)의 단부 부분(end section)은 상기 중공축(12)의 외부로부터 상기 중공축(12)의 외측 통로(17)로 냉각수를 유입시키기 위한 입구측개구(inlet)(19)를 구비한다. 상기 중공축(12)의 단부 부분은 또한 상기 중공축(12)의 내측 통로(18)로부터 상기 중공축(12)의 외측으로 냉각수를 방출하기 위한 출구측개구(outlet)(20)을 구비한다.

상기 로터리 조인트(10)는 상기 중공축(12)의 단부 부분에 결합된다.

다시 도 2를 참조하면, 하나의 하향 신장된 고정측 커플러(21)는 상기 입구측 개구(19)에 연결되고, 다른 하향 신장된 고정측 커플러(22)는 상기 출구측 개구(20)에 연결된다. 각 주조용 롤(1)의 상기 고정측 커플러들(21, 22)은 대체로 수직하게 신장되고, 상기 주조용 롤(1)의 회전축에 수직으로 배치된다. 전술한 배치는 각 로터리 조인트(10)로 유입되는 냉각수의 흐름과 상기 로터리 조인트(10)로부터 유출되는 냉각수의 흐름이 상기 주조용 롤(1)의 회전축에서 떨어져 수직방향이 되도록 한다.

상기 주조용 롤(1)의 양측 단부에 상기 로터리 조인트(10) 및 상기 고정측 커플러(21, 22)를 배치하여 주조용 롤(1)에 대한 구성요소들의 질량배분이 더 균등하게 되도록 한다.

또한, 상기 로터리 조인트(10)에 대한 상기 냉각수의 상방 흐름은 상기 주조용 롤(1)에 위쪽으로 힘을 가하여 롤 단부 지지구조(9)의 습동저항(sliding resistance)을 감소시킨다.

주조용 롤의 동작시, 냉각수는 각 주조용 롤(1)을 통해 단일 또는 복수의 통로로 흐를 수 있다.

특히, 경로가 두 개인 경우, 냉각수는 냉각 롤(1)의 일측 단부에 위치한 로터리 조인트(10)로부터 상기 일측 중공축(12)에 위치한 외측 통로(17) 및 냉각수 통로(15)를 거친 다음 롤 본체(11)의 냉각수 통로(14)를 통과하고, 롤 본체(11)의 다른 냉각수 통로(14)를 통과한 다음 상기 로터리 조인트(10)의 스터브 축(12)의 냉각수 통로(16) 및 내측 통로(18)를 통과한 다음 로터리 조인트(10)의 출구측 개구로 흐른다.

냉각수는 상기 냉각 롤(1)의 타측 단부에서도 유사한 경로로 이동하여 상기 냉각 롤(1)의 다른 로터리 조인트(10)를 경유하여 되돌아온다.

다시 도 2를 참조하면, 일측 냉각수 공급 호스(25)는 이동 가능한 커플러(23)를 통해 고정측 커플러(21)에 연결되고, 타측 냉각수 공급 호스(26)는 이동 가능한 커플러(24)를 통해 고정측 커플러(22)에 연결된다.

상기 이동 가능한 커플러들(23, 24)은 상기 단일 슬라이드 베이스(slid base)(27) 위에 탑재된다. 리프딩 프레임(lifting frame)(28)은 상기 리프팅 프레임(28)과 지지 프레임(29) 사이에 배치된 지지안내베어링(30)에 의해 수직으로 인도된다. 상기 슬라이드 베이스(27)는 상기 슬라이드 베이스(27)와 상기 리프팅 프레임(28) 사이에 개재된 직동안내베어링(31)에 의해 상기 주조용 롤(1)의 방사방향으로(즉, 상기 롤 단부 지지구조(9)의 이동방향에 평행으로) 인도된다.

따라서, 상기 이동가능한 커플러(23, 24)에 접속된 상기 고정측 커플러(21, 22)는 그들의 위치를 상기 주조용 롤 하부에 유지한 상태로 상기 롤 단부 지지구조(9)와 함께 이동하며, 상기 로터리 조인트(10)로의 냉각수의 유입 및 유출은 상기 연합된 주조용 롤(1)의 회전축 중심으로부터 떨어져 수직방향으로 유지된다. 이러한 배치에 의해, 냉각수의 흐름에 의해 발생하는 힘은 각 주조용 롤(1)의 회전축에 수직방향으로 작용한다.

다시 도 2를 참조하면, 실린더(33)는 리프팅 장치로서 리프팅 프레임(28)과 지지프레임(29) 사이에 개재된다. 실린더(33)의 작동시에, 양측 냉각수 공급호스(25, 26) 및 이동 가능한 커플러(23, 24)의 질량이 지지구조에 의해 지지되어 주조용 롤(1)에 부담을 주지 않는다. 따라서, 주조용 롤(1)의 과도한 질량은 감소되며, 롤 단부 지지구조(9)의 습동저항 또한 감소된다.

도 3을 참조하면, 상기 주조장치는 각 주조용 롤(1)의 일측 단부에 작동가능하게 접속된(operatively connected) 구동모터(34)를 포함한다. 상기 작동가능한 접속은 기어 드라이브(35), 일측 만능 결합금구(universal coupling)(36), 스핀들(37) 및 타측 만능 결합금구(38)를 통해 이루어진다.

각 스핀들(37)은 평판 지지표면(40) 위에 배치되고, 상기 스핀들의 중간 부분에서 상기 스핀들(37)을 지지하고 있는 베어링(39)을 경유하여 스핀들(37)에 접속된 스핀들 지지장치(41)에 의해 지지된다.

상기 스핀들 지지장치(41)는 안내 베어링(42)을 구비하는 슬라이드 프레임(43)을 포함한다. 이는 상기 기어 드라이브(35)에 인접한 만능 결합금구(36)를 중심으로 한 베어링(39)의 원호상의 궤적에 맞도록 한다. 상기 스핀들 지지장 치(41)는 슬라이드 프레임(43)에 병설한 브래킷(44, 45)과, 상기 브래킷(44)에 중추적으로 탑재된 배럴을 구비하는 실린더(46) 및 기단 부분(base end)이 일측 브래킷(45)에 추지(pivots)되고 선단 부분(leading end)이 실린더(46)의 피스톤 로드(piston rod)에 추지되는 링크 레버(47)를 또한 포함한다.

상기 스핀들 지지장치(41)는 또한, 하단부분이 링크 레버(47)의 길이방향 중간 부분에 추지되고 상단부분이 베어링(39)에 추지되는 리프트 암(48)을 포함한다.

상기 스핀들 지지장치(41)의 상기 실린더(46)를 작동시키고 상기 베어링(39)을 위쪽으로 이동시키면 상기 스핀들(37)의 질량은 상기 스핀들 지지장치(41)에 의해 지지된다. 이에 따라, 이들 구성요소의 질량은 주조용 롤(1)에 부담을 주지 않으며 롤 단부 지지구조(9)의 습동저항(sliding resistance)은 감소된다.

또한, 상기 베어링(39)은 상기 안내 베어링(42)의 동작에 따라 롤 단부 지지구조(9)를 추종한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 쌍롤식 주조장치에서, 롤 본체(11)의 중심이 롤(1)의 중력중심이 되어 주조용 롤(1)의 질량배분이 균등하고, 냉각수의 흐름에 의해 생성된 힘이 상기 주조용 롤(1)의 축방향으로 작용한다. 결국, 균형을 깨뜨리는 이탈력 및 주조용 롤에 수반되는 압박력(F)은 감소하며, 롤 단부 지지구조(9)의 습동저항이 감소된다. 따라서, 공정제어 및 제품의 특성, 특히, 원하는 두께의 스트립을 제조할 수 있다는 이점이 있다.

전술한 구성에 더하여, 상기 주조장치는 슬라이드 베이스(27)를 롤 단부 지지구조(9)를 따라 이동시키는 액추에이터와 슬라이드 프레임(43)을 안내 베어 링(42)을 따라 이동시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.

전술한 구성에 더하여, 실린더(33, 46)를 모터구동방식의 액추에이터로 대체할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쌍롤식 주조장치 및 연속적인 주조에 의해 박막 주조 스트립을 생산하는 방법에 관한 것으로, 도 1 내지 도 3과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호로 나타낸다.

본 실시예에 따른 쌍롤식 주조장치 및 방법에서, 상기 로터리 조인트(10)는 상기 주조용 롤의 일측 단부에만 제공된다. 상기 주조장치는 상기 로터리 조인트(10) 및 각 주조용 롤의 타측 단부에 상기 고정측 커플러(21, 22)와 균형을 이루는 모멘트(moment)를 생산하도록 설계되어 각 주조용 롤의 타측 단부에 장착된 균형추(49)를 포함한다.

상기 주조장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 주조장치와 동일한 이점을 갖는다.

본 발명에 개시된 쌍롤식 주조장치 및 연속주조에 의해 박막 주조 스트립을 주조하는 방법은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 사상 및 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능함은 물론이다.

Claims (25)

1. 쌍롤식 주조장치에 있어서,

   (a) 나란하게 배치되어 그들 사이에 닙을 형성하고 회전축에 대해 반대방향으로 회전하며, 압박력(thrust forces)에 의해 서로 근접하는 방향으로 편향된(biased) 한 쌍의 수냉식 주조용 롤;

   (b) 상기 주조용 롤의 적어도 일측 단부에 장착되고, 상기 주조용 롤 내의 통로에 냉각수를 공급 및 제거할 수 있는 로터리 조인트로서, 각 주조용 롤의 상기 로터리 조인트는, 상기 로터리 조인트 내로 유입되는 냉각수의 흐름 및 상기 로터리 조인트로부터 유출되는 냉각수의 흐름이 상기 주조용 롤에 대해 상기 주조용 롤의 상기 회전축 방향으로 힘을 가하도록 정렬되는 로터리 조인트;

   (c) 상기 로터리 조인트에 접속된 냉각수 공급 호스; 및

   (d) 상기 호스의 질량이 상기 주조용 롤에 부담되지 않도록 상기 호스를 지지할 수 있는 편향장치(biasing units)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 로터리 조인트는 각 주조용 롤의 양측 단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 로터리 조인트가 주조용 롤의 일측 단부에 장착되면, 상기 주조용 롤의 타측 단부(other end)에는 균형추(counterweights)가 부착되어 상기 로터리 조인트의 균형을 잡아주는(counterbalance) 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 주조용 롤의 방사방향으로 상기 호스를 인도할 수 있는 유도장치(guides)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 편향장치는 상기 호스에 수직 상방으로 힘을 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
6. 제1항에 있어서, 구동장치(drive mechanism)로부터 상기 주조용 롤에 회전운동을 전달하는 스핀들 및 상기 스핀들의 질량이 상기 주조용 롤에 부담을 주지 않도록 상기 스핀들을 지지하기 위한 힘을 가할 수 있는 편향장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
7. (a) 나란하게 배치되어 그들 사이에 닙을 형성하며, 서로 근접하는 방향으로 편향된(biased) 한 쌍의 수냉식 주조용 롤;

   (b) 구동장치(drive mechanism)로부터 상기 주조용 롤에 회전운동(rotary movement)을 전달하는 스핀들과, 상기 스핀들의 질량이 상기 주조용 롤에 부담을 주지 않도록 상기 스핀들을 지지할 수 있는 편향장치;

   (c) 상기 스핀들을 지지할 수 있는 베어링; 및

   (d) 상기 베어링을 수평인 방향으로 인도할 수 있는 유도장치를 포함하고, 상기 편향장치는 추가로 상기 베어링을 지지할 수 있는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 주조장치.
8. 연속주조에 의해 박막 주조 스트립을 생산하는 방법에 있어서,

   나란하게 배치되어 그들 사이에 닙을 형성하는 한 쌍의 주조용 롤을 구비하는 쌍롤식 주조기를 조립하는 과정;

   상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전하도록 구동할 수 있는 상기 쌍롤식 주조기용 구동시스템을 조립하는 과정;

   상기 주조용 롤에 의해 상기 닙 위에 지지되는 주조용 풀을 형성하며, 상기 닙의 단부에 인접하여 상기 주조용 풀을 한정하는 사이드 댐을 구비하는 금속공급시스템을 조립하는 과정;

   상기 한 쌍의 주조용 롤 사이로 용융금속을 도입하여, 상기 주조용 롤의 표면에 지지되며 상기 댐에 의해 한정되는 주조용 풀을 형성하는 과정;

   상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 주조용 롤의 표면에 응고된 금속 쉘을 형성하고 상기 응고된 셀로부터 상기 주조용 롤 사이의 닙을 통해 주조 스트립을 형성하는 과정;

   주조용 롤 지지구조를 통해 각 주조용 롤에 압박력(thrust forces)을 가하여 상기 주조용 롤을 서로 편향시키는 과정으로서, 상기 압박력은 정압의 균형을 잡아주는 것인 과정;

   상기 주조용 롤의 적어도 일측 단부에 결합되는 로터리 조인트 내로 냉각수를 유입하는 과정으로서, 상기 로터리 조인트는 로터리 조인트 내로 유입되는 냉각수의 흐름 및 상기 로터리 조인트로부터 유출되는 냉각수의 흐름이 상기 주조용 롤에 대해 상기 주조용 롤의 회전축 방향으로 힘을 가하도록 상기 주조용 롤 내의 통로에 냉각수를 공급 및 제거할 수 있는 것인 과정; 및

   냉각수 도관에 상방으로 힘을 가하여 상기 냉각수 도관에 의해 상기 주조용 롤 지지구조에 가해진 하중을 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조에 의해 박막 주조 스트립을 생산하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 스핀들을 통해 구동장치로부터 대응하는 주조용 롤에 회전운동을 전달하는 과정을 더 포함하며,

   상기 압박력을 가하는 과정은 상기 스핀들의 질량이 연합된 주조용 롤에 부담을 주지 않도록 스핀들에 상방으로 힘을 가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 주조 스트립을 생산하는 방법.
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