KR101461749B1 - Casting roll of twin roll strip caster - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 용강과의 접촉성을 개선하여 원하는 응고능으로 조절할 수 있도록 하고, 이를 통해 롤 전폭에 걸쳐 균일한 응고능을 형성하여 균일한 판 두께와 양호한 품질을 갖는 주편을 주조할 수 있도록 한 쌍롤식 박판주조기의 주조롤을 제공하는 것으로, 쌍롤식 박판주조기에 한 쌍으로 제공되어 서로 맞물리는 방향으로 회전하며 공급되는 용강을 주편으로 주조하고, 외주면에 잔류된 금속산화물이 브러쉬 롤에 의해 제거되는 쌍롤식 박판주조기의 주조롤로서, 상기 주조롤은 원통형의 슬리브; 상기 슬리브의 외주 표면에 상기 용강과의 접촉면적을 확장시키도록 제공되어 냉각능을 증가시키는 주 표면처리부; 및 상기 요철부의 표면에 제공되며 상기 브러쉬 롤에 의한 상기 금속산화물의 제거를 방지하여 냉각능을 저하시키도록 제공되는 미세 표면처리부;를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the contactability with molten steel is improved so that the desired coagulation ability can be controlled. Through this, a uniform coagulation ability is formed over the entire width of the roll, thereby casting a cast steel having uniform thickness and good quality The casting rolls of the pair of roll-type thin-sheet casting machines are provided so as to be paired in a twin-roll type thin-sheet casting machine, cast molten steel supplied in a rotating direction in a direction of mutual engagement, Wherein the casting roll comprises a cylindrical sleeve; A main surface treatment unit provided on an outer circumferential surface of the sleeve to expand a contact area with the molten steel to increase the cooling capability; And a fine surface treatment unit provided on the surface of the concave-convex part and provided to reduce the cooling ability by preventing the removal of the metal oxide by the brush roll.
Description
본 발명은 쌍롤식 박판주조기에 장착되는 주조롤에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용강과의 접촉성을 향상시킬 수 있도록 개선한 쌍롤식 박판주조기의 주조롤에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 박판주조공정은 주조공정에서 슬라브 혹은 박판 슬라브를 만든 후 이를 압연하여 철강강판을 만드는 대신에 용강으로부터 직접 판재를 제조할 수 있도록 한 기술이다.In general, the sheet metal casting process is a technique of making a slab or sheet slab in a casting process and then rolling it to make a sheet material directly from molten steel instead of making a steel sheet.
이러한 박판주조공정은 서로 맞물려 돌아가는 두개의 주조롤에 용강을 부어 응고시킴과 동시에 일정량의 열간 변형을 가해 강판을 제조하며, 극히 짧은 시간(0.2~0.6초) 내에 모든 응고과정이 완료되어야 하고 고온의 용강이 이러한 급속 냉각 과정을 거치는 동안 롤의 전 폭에 걸쳐 균일한 응고와 형상이 확보되어야 하기 때문에 기계 또는 기계요소 설계가 매우 중요하다.In this thin sheet casting process, the molten steel is poured into two casting rolls which mesh with each other and solidified, and a certain amount of hot deformation is applied to produce a steel sheet. All the solidification process should be completed within a very short time (0.2 to 0.6 seconds) Mechanical or mechanical element design is very important because uniform coagulation and shape must be ensured over the full width of the roll during this rapid cooling process of the molten steel.
도 1을 참고하면, 종래의 쌍롤식 박판주조기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(5)의 용강을 침지노즐(3)을 통해 한 쌍의 주조롤(1)과 그 양측면에 부착된 에지댐(2)사이에 용강풀(4)을 형성하도록 용강을 공급하고, 서로 반대 방향으로 상기 주조롤(1)을 회전시켜 롤과 용강의 접촉을 통해 롤 내부로의 열유출에 의해 용강을 급속 응고시켜 주편(6)을 제조하는 것이다.1, a conventional twin roll type thin
그리고, 상기 쌍롤식 박판주조기(100)에서 주조되는 주편(S)의 품질 및 형상은 주조롤(1)의 열팽창량을 적절하게 보상하는 방법과, 롤 폭 방향에서의 응고능에 크게 의존한다.The quality and shape of the cast steel S cast in the twin roll
한편, 주조롤(1)에는 표면에 형성되는 금속 산화물을 제거하기 위한 브러쉬 롤(8)이 접촉토록 제공된다.On the other hand, the
도 2는 쌍롤식 박판주조기에서 용강이 주조롤과 접촉하여 응고쉘을 형성하는 초기부분을 나타낸 개략도로서, 도시한 바와 같이, 수냉되는 주조롤(1)과 용강이 접하는 경계부위에 응고쉘(6)이 형성되기 시작하면, 롤 양단부의 응고쉘(6)이 주조롤(1)의 롤중앙부(RC)쪽으로 수축하게 됨에 따라 주조롤(1)의 양측 롤에지부(RE)에서 주편과 롤간의 가스갭(7)이 롤중앙부(RC) 쪽보다 커지게 된다.FIG. 2 is a schematic view showing an initial portion where molten steel is brought into contact with the casting roll to form a solidified shell in a twin roll type thin plate casting machine. As shown in the figure, the
상기와 같이 롤에지부(RE)와 롤중앙부(RC)에서 형성되는 가스갭(7)의 크기차이는 수㎛에 불과하지만, 응고능에 영향을 주는 주편(S)과 롤 사이의 열전달계수값에는 큰 차이를 가져와 결과적으로 롤에지부(RE)에서는 롤중앙부(RC)에 비하여 용강응고가 지연되는 현상이 일어나게 된다.As described above, the difference in the size of the
즉, 상기 주조롤(1)과 용강의 초기접촉시 발생되는 주편 에지부의 응고지연은 주편(S)과 주조롤(1)이 접촉하는 시간이 증대함에 따라 영향을 미쳐 에지부에서의 응고쉘(6) 두께의 상대적인 감소를 초래하여 주편(S)이 롤을 빠져나올 때에는 에지부에서의 응고쉘(6) 두께와 중앙부에서의 응고쉘(6) 두께가 큰 차이가 나게 된다.That is, the solidification delay of the billet edge portion generated upon the initial contact between the
따라서, 응고쉘(6) 두께가 작은 주편 에지부는 주편 중심부에 있는 미응고쉘인 용강 등으로 인해 주편 에지부분이 떨어져 나가거나 또는 응고쉘의 일부가 터지는 벌징 현상이 나타나게 된다.Therefore, in the casting edge portion having a small thickness of the
이와 같이 종래의 쌍롤식 박판주조기(100)는 주조재의 양 에지부가 센터부에 비해 응고가 잘되지 않으며, 이에 따라 에지 부분에 벌징 불량이 발생하는 원인이 되고 있다.As described above, in the conventional twin roll
이에 따라 종래에는 에지의 벌징 현상을 방지하기 위해, 주조롤(1)의 폭방향으로 롤 표면의 조도를 변화시켜 응고능을 조절하거나, 열전도도가 낮은 도금층을 주조롤(1)의 폭방향으로 두께가 다르게 롤 표면에 입혀 응고능을 조절하는 방법이 개발되었다.Accordingly, conventionally, in order to prevent a bulging phenomenon of the edge, it is necessary to adjust the coagulation ability by changing the roughness of the roll surface in the width direction of the
그러나, 이러한 종래의 주조방법으로 주조시 폭방향으로 롤 표면의 조도 차이를 너무 크게 하면 롤 표면의 조도 형상이 주조재 표면으로 전사되어 주편(S)의 광택도가 폭 방향으로 다르게 되어 후처리시 품질 문제를 발생시킬 수 있다.However, if the difference in roughness of the roll surface is excessively increased in the width direction during casting by such a conventional casting method, the roughness profile of the roll surface is transferred to the surface of the cast material and the glossiness of the cast S becomes different in the width direction, Quality problems may occur.
또한, 롤 중앙부(RC)의 도금을 양 에지부(RE)보다 두껍게 하기 위해서는 롤 표면에 깊은 크라운을 부여하고 도금을 입히고 다시 도금층을 롤 중앙부(RC)는 두껍게 하고, 양 에지부(RE)는 얇게 가공하기 때문에 롤 크라운 가공 및 도금 층 크라운 가공의 절차가 복잡하고 또한 주조롤 정비시 도금을 제거하고 입히는 과정도 복잡하였다.In order to thicken the roll central portion RC thicker than the both edge portions RE, a deep crown is applied to the roll surface, the plating is applied, and the plating central portion RC thickens again, The process of roll crown processing and plating layer crown processing is complicated, and the process of removing and coating the plating film during the casting roll maintenance is complicated.
또한, 종래의 주조방법으로 대한민국 특허공개번호 제10-2004-0056264와 같이 롤 내부의 냉각수 라인의 깊이를 폭방향으로 다르게 주어 응고능을 조절하는 방법이 개발되었으나, 경사 홀의 가공이 쉽지 않아 개선이 요구되고 있다.Further, as a conventional casting method, a method of adjusting the coagulation ability by varying the depth of the cooling water line inside the roll in the width direction as in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0056264 has been developed. However, Is required.
본 발명의 일 실시예는 용강과의 접촉성을 개선하여 원하는 응고능으로 조절할 수 있도록 하고, 이를 통해 롤 전폭에 걸쳐 균일한 응고능을 형성하여 균일한 판 두께와 양호한 품질을 갖는 주편을 주조할 수 있도록 한 쌍롤식 박판주조기의 주조롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.In one embodiment of the present invention, the contactability with molten steel is improved so that the desired coagulation ability can be controlled. Through this, a uniform coagulation ability is formed over the entire width of the roll, thereby casting a cast steel having uniform thickness and good quality To provide a casting roll of a pair of roll-type thin-sheet casting machines.
본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판주조기의 주조롤은 쌍롤식 박판주조기에 한 쌍으로 제공되어 서로 맞물리는 방향으로 회전하며 공급되는 용강을 주편으로 주조하고, 외주면에 잔류된 금속산화물이 브러쉬 롤에 의해 제거되는 쌍롤식 박판주조기의 주조롤로서, 상기 주조롤은 원통형의 슬리브; 상기 슬리브의 외주 표면에 요철부 또는 딤플(dimple) 형태로 제공되는 주 표면처리부; 및 상기 주 표면처리부의 표면에 제공되며 상기 브러쉬 롤에 의한 상기 금속산화물의 제거를 방지하여 냉각능을 저하시키도록 요철부 또는 딤플(dimple) 형태로 제공되는 미세 표면처리부;를 포함하고, 상기 주 표면처리부는 상기 브러쉬 롤의 브러쉬 모에 의해 잔류된 산화물이 제거되도록 상기 주 표면처리부의 요철부 또는 딤플 사이의 공간이 상기 브러쉬 모 직경보다 크게 제공되고, 상기 미세 표면처리부는 상기 브러쉬 모에 의한 산화물의 제거가 방지되도록 상기 미세 표면처리부의 요철부 또는 딤플 사이의 공간이 상기 브러쉬 모 직경보다 작은 크기로 제공된다.The casting rolls of the twin roll type thin plate casting machine according to an embodiment of the present invention are provided in a pair in a twin roll type thin plate casting machine and cast molten steel to be fed in a rotating direction in the direction of engaging with each other, A casting roll of a twin roll laminated casting machine removed by a roll, said casting roll comprising: a cylindrical sleeve; A main surface treatment unit provided on the outer circumferential surface of the sleeve in the shape of a recess or a dimple; And a fine surface treatment unit provided on the surface of the main surface treatment unit and provided in the shape of a recess or a dimple to reduce the cooling ability by preventing the removal of the metal oxide by the brush roll, Wherein the surface treatment unit is provided with a space between the recesses or dimples of the main surface treatment unit such that the remaining oxide is removed by the bristles of the brush roll, the fine surface treatment unit removing the oxide by the brush- The space between the concave-convex portion or the dimple of the fine surface treatment portion is provided at a size smaller than the brush parent diameter.
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상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태는 깊이가 5㎛ 내지 20㎛이고, 폭은 50㎛ 내지 150㎛일 수 있다.The concavo-convex portion or the dimple form provided to the fine surface treatment portion may have a depth of 5 mu m to 20 mu m and a width of 50 mu m to 150 mu m.
또한, 상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태의 면적율은 80 내지 100%일 수 있다.In addition, the area ratio of the concave-convex portion or the dimple-shaped portion provided in the fine surface treatment portion may be 80 to 100%.
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또한, 상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태는 레이저가공, 에칭 또는 숏트 블라스팅 공정 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다.The concave-convex portion or the dimple-shaped convex portion provided on the fine surface treatment portion may be formed by any one of laser processing, etching, or shot blasting.
또한, 상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태는 직경이 100㎛ 내지 600㎛인 숏트 블라스팅 미디어를 이용한 숏트 블라스팅 공정에 의해 형성될 수 있다.In addition, the concave-convex portion or the dimple-shaped portion provided in the fine surface treatment portion may be formed by a shot blasting process using a shot blasting medium having a diameter of 100 to 600 mu m.
본 발명의 일 실시예는 용강과의 접촉성을 개선하여 원하는 응고능으로 조절할 수 있도록 하고, 이를 통해 롤 전폭에 걸쳐 균일한 응고능을 형성하여 균일한 판 두께와 양호한 품질을 갖는 주편을 주조할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the contactability with molten steel is improved so that the desired coagulation ability can be controlled. Through this, a uniform coagulation ability is formed over the entire width of the roll, thereby casting a cast steel having uniform thickness and good quality .
또한, 본 실시예는 롤 센터부의 주표면처리면 위에 주조롤 표면 청소용 브러쉬 모의 직경보다 작은 딤플이나 홈의 미세 표면처리를 실시하여 주조시 생성되는 금속산화물을 축적할 수 있도록 할 수 있고, 이를 이용하여 롤 에지부 보다 낮은 냉각능을 인위적으로 부여하여 주조를 하면, 응고능의 차이로 발생하게 되는 에지 벌징 현상을 방지하여 조업의 안정성을 향상시킬 수 있고, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.Further, in the present embodiment, fine surface treatment of dimples or grooves smaller than the diameter of the bristle brush for cleaning the surface of the casting roll can be performed on the main surface-treated surface of the roll center portion, so that metal oxides generated during casting can be accumulated. And the casting is performed by artificially imparting a cooling ability lower than that of the roll edge portion, it is possible to prevent the edge bulging phenomenon caused by the difference in coagulation ability, thereby improving the stability of the operation and improving the quality of the cast steel.
도 1은 일반적인 쌍롤식 박판주조기를 도시한 개략도,
도 2는 일반적인 쌍롤식 박판주조기에서 용강이 주조롤과 접촉하여 응고쉘을 형성하는 초기부분을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판주조기의 주조롤을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 'A'부분을 확대한 도면.
도 5는 도 4의 'C'부분을 확대한 도면.
도 6은 도 3의 'B'부분을 확대한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판주조기의 주조롤의 총괄열전달계수 변화에 미치는 항목의 영향도를 도시한 그래프.1 is a schematic view showing a general twin roll laminate casting machine,
Fig. 2 is a schematic view showing an initial part in which molten steel is contacted with a casting roll to form a solidified shell in a general twin roll laminate casting machine; Fig.
3 shows a casting roll of a twin roll laminate casting machine according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 3;
5 is an enlarged view of a portion 'C' in FIG. 4;
6 is an enlarged view of a portion 'B' in FIG. 3;
FIG. 7 is a graph showing influences of items on the overall heat transfer coefficient change of a casting roll of a twin roll type thin plate casting machine according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판주조기의 주조롤을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 'A'부분을 확대한 도면이고, 도 5는 도 4의 'C'부분을 확대한 도면이다. 또한, 도 6은 도 3의 'B'부분을 확대한 도면이다.FIG. 3 is a view showing a casting roll of a twin roll type thin plate casting machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of the 'A' FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a portion 'B' in FIG. 3. FIG.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 본 실시예의 쌍롤식 박판주조기의 주조롤은 박판주조기에 한 쌍으로 제공되어 서로 맞물리는 방향으로 회전하게 제공될 수 있다.Referring to Figs. 3 to 6, the casting rolls of the twin roll thin plate casting machine of this embodiment can be provided in pairs in the sheet metal casting machine and can be provided to rotate in the mutual engaging direction.
한 쌍의 주조롤 사이에는 턴디쉬(5)의 침지노즐(3)을 통해 용강이 공급되며, 한 쌍의 주조롤(1)의 양측면에 부착된 에지댐(2) 사이에서 용강풀을 형성할 수 있다.Molten steel is supplied between the pair of casting rolls through the
이와 같이, 박판주조기(100)는 한 쌍의 주조롤(1)을 서로 맞물리게 회전하게 되며, 이에 따라 용강풀의 용강이 주조롤(1) 사이의 공간을 통해 배출되며 주편으로 제조된다. Thus, the sheet
이때, 용강은 주조롤(1)을 통과하는 과정에서 롤 내부로의 열유출에 의해 냉각되며 응고되어 주편으로 제조된다. 이를 위해, 주조롤(1)은 용강을 냉각할 수 있도록 내부에 열유체가 순환하도록 제공될 수 있다.At this time, the molten steel is cooled by the heat outflow into the roll in the process of passing through the
한편, 주조롤(1)은 원통형의 슬리브(10)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
이러한 슬리브(10)는 열전도도가 뛰어난 금속인 구리나 구리합금 등으로 이루어질 수 있다.The
또한, 표면에는 열전도도가 슬리브(10) 보다 낮고 고온에서 기계적 성질이 우수한 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등의 도금층을 코팅하여 슬리브(10)를 열 부하로부터 보호하는 것도 가능하다.It is also possible to protect the
또한, 박판주조기(100)는 주편의 제조과정에서 표면이 묻은 용강 등에 의해 금속산화물(P)이 발생할 수 있다. 예컨대 주편에 형성되는 금속산화물(P)로는 산화망간(MnO)가 대표적이다.In addition, the
따라서, 박판주조기(100)에는 주조롤(1)의 표면에 발생하는 금속산화물(P) 및 먼지나 에지댐 내화물 가루 등과 같은 오염물질을 제거하기 위한 수단으로 적어도 하나의 브러쉬 롤(8)이 제공될 수 있다.Therefore, the thin
이러한 브러쉬 롤(8)은 주조롤(1)의 전체 표면을 닦을 수 있도록 구성되며, 오염제거 능력을 향상시키기 위해 다수개로 구성될 수 있다.The
브러쉬 롤(8)은 주조롤(1)에 대응하여 회전가능하게 제공된 브러쉬 롤을 포함하며, 이 브러쉬 롤에는 주조롤(1)의 표면과 실질적으로 접촉하는 브러쉬 모(9)가 제공될 수 있다. 본 실시예에서 브러쉬 모(9)는 직경 150㎛ 정도의 스테인리스 스틸 304재질로 제공될 수 있다.The
도 4 내지 도 6을 참고하여 주조롤(1)을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 실시예는 주조롤(1)의 표면에 용강의 배출성능 등의 향상을 위한 주 표면처리부(12)가 제공될 수 있다.4 to 6, the
주 표면처리부(12)는 슬리브(10)의 외주 표면에 제공될 수 있다. 이러한 주 표면처리부(12)는 완만한 곡선 또는 홈 등의 요철부 또는 딤플 형태로 제공될 수 있다. 이러한 주 표면처리부(12)는 주조롤(1)에 의해 제조되는 주편의 균열이나 오목흠, 겹침흠 등의 표면을 방지하도록 제공될 수 있다.The main
또한, 주 표면처리부(12)는 주조롤(1)과 용강과의 접촉면적을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 롤내부로의 열유출량을 증가시킬 수 있어 냉각성을 향상시킬 수 있다.Further, the main
한편, 주조롤(1)로부터 배출된 용강은 냉각에 의해 응고쉘로 형성될 수 있다. 이때, 응고쉘은 주조롤(1)의 롤중앙부(RC) 쪽으로부터 수축하게 됨에 따라 주조롤(1)의 양측 롤에지부(RE)에서 주편과 롤간에 가스갭이 발생할 수 있으며, 이에 따라 롤에지부(RE)에서는 롤중앙부(RC)에 비하여 용강응고가 지연되는 현상이 일어나게 된다.On the other hand, the molten steel discharged from the casting
즉, 주조롤(1)과 용강의 초기접촉시 발생되는 주편 에지부의 응고지연은 주편과 주조롤(1)이 접촉하는 시간이 증대함에 따라 영향을 미쳐 에지부에서의 응고쉘(6) 두께의 상대적인 감소를 초래하여 주편이 롤을 빠져나올 때에는 에지부에서의 응고쉘(6) 두께와 중앙부에서의 응고쉘(6) 두께가 큰 차이가 나게 된다.That is, the solidification delay of the billet edge portion caused by the initial contact between the casting
이에 따라 본 실시예의 주조롤(1)은 롤중앙부(RC)쪽과 롤에지부(RE) 사이에서 배출되는 용강의 속도차이를 발생하여 응고쉘의 두께 편차를 보정하도록 제공될 수 있다. 즉, 본 실시예의 주조롤(1)은 롤에지부(RE)에서는 용강의 배출속도를 향상시키고, 롤중앙부(RC)에서는 용강의 배출속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 주조롤(1)에 의해 제조되는 주편은 롤중앙부(RC)에 대응하는 두께는 롤에지부(RE)에 비해 상대적으로 두께가 얇게 형성될 수 있다.Accordingly, the casting
이를 위해, 본 실시예의 주조롤(1)은 용강의 배출 속도를 제어하기 위해 주 표면처리부(12)의 표면에 제공되는 미세 표면처리부(14)를 포함할 수 있다.To this end, the casting
본 실시예에서 주 표면처리부(12)는 브러쉬 모(9)에 의해 잔류된 산화물이 제거되도록 브러쉬 모(9)의 직경보다 크게 제공되고, 미세 표면처리부(14)는 브러쉬 모(9)에 의한 금속산화물(P)의 제거가 방지되도록 브러쉬 모(9)의 직경보다 작은 크기로 제공될 수 있다.In the present embodiment, the main
이에 따라 주조롤(1)은 브러쉬 모(9)에 의해 표면 청소시 주 표면처리부(12)의 표면에 형성된 금속산화물(P) 등의 이물질을 제거할 수 있다.Thus, the casting
한편, 미세 표면처리부(14)는 브러쉬 모(9)의 직경보다 폭(W)이 작게 제공됨에 따라 브러쉬 모(9)에 의해 이물질이 제거되지 않으며, 미세 표면처리부(14)에 금속산화물(P) 등의 이물질이 잔류된 상태이다.The fine
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본 실시예에서 미세 표면처리부(14)는 주조롤(1)의 슬리브(10)와 접촉하는 유효 접촉 면적이 다른 부분에 비해 낮고, 미세 표면처리부(14)가 형성되지 않은 주 표면처리부(12)는 미세 표면처리부(14)에 비해 슬리브(10)와 접촉하는 유효 접촉 면적이 더 크게 제공될 수 있다.In the present embodiment, the fine
또한, 본 실시예에서 미세 표면처리부(14)는 응고능이 높은 곳에서는 높은 밀로도 깊은 깊이(L)로 제공될 수 있고, 응고능이 낮은 곳에서는 응고능이 높은 곳보다 낮은 밀도와 얕은 깊이(L)로 제공될 수 있다.Further, in the present embodiment, the fine
따라서, 본 실시예의 주조롤(1)은 롤 폭에 대해 제공되는 미세 표면처리부(14)의 밀도와 깊이(L)를 조절함에 따라 롤 폭에 대한 응고능을 균일하게 형성시킬 수 있다.Therefore, the casting
즉, 본 실시예에서 주편의 주조중이나 주조전에 브러쉬 유닛(8)으로 청소를 하더라도 미세 표면처리부(14)에는 산화금속물 등의 이물질이 청소되지 않기 때문에 파우더 형태의 금속산화물(P)들이 쌓일 수 있다. 이러한 금속산화물(P)은 열전도도가 표면 도금층보다 낮고 금속산화물(P)층이 파우더 형태로 축적되기 때문에 파우더들간의 접촉 열전달에 의해 열전달이 이루어지기 때문에 롤 표면의 열전달계수값이 떨어지게 된다.That is, in this embodiment, even if cleaning is performed with the
따라서, 미세 표면처리부(14)의 깊이나 밀도를 조절하면, 롤 표면의 열전달계수를 조절할 수 있으며, 이에 다라 총괄열전달계수 값이 달라질 수 있다.Therefore, by adjusting the depth and density of the fine
이때 총괄열전달계수는 통상의 관련 기술분야에서 사용되는 수준으로 설정된 것으로, 롤 표면의 열전달계수값에 의해 가장 크게 영향을 받는다.At this time, the overall heat transfer coefficient is set to the level used in conventional related art fields, and is most influenced by the heat transfer coefficient of the roll surface.
표 1에는 열전달계수에 대한 총괄열전달계수의 영향관계가 나타난다.Table 1 shows the effect of the overall heat transfer coefficient on the heat transfer coefficient.
또한, 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판주조기의 주조롤의 총괄열전달계수 변화에 미치는 항목의 영향도를 도시한 그래프가 도시된다.
FIG. 7 is a graph showing influences of items on the overall heat transfer coefficient variation of a casting roll of a twin roll type thin plate casting machine according to an embodiment of the present invention.
이러한 주조롤(1)의 열전달계수는 주조롤(1)에 제공되는 냉각수 라인에 의해 영향을 받게 되며, 다음의 수학식 1로부터 구할 수 있다.
The heat transfer coefficient of the casting
여기서, k는 냉각수의 열전도율로, 0.61m/mK 이다. 또한, D는 냉각수 라인의 관 직경이다.Here, k is the thermal conductivity of the cooling water, which is 0.61 m / mK. D is the tube diameter of the cooling water line.
또한, NuD는 관에서의 Nusselt 수(NuD=0.023ReD 0 .8Pr0 .4)이며, ReD는 관에서의 Reynolds 수, Pr은 냉각수의 Prandtle 수(5.9)이다.
NuD is the Nusselt number (Nu D = 0.023Re D 0 .8 Pr 0 .4 ) in the tube, Re D is the Reynolds number in the tube, and Pr is the Prandtle number of the cooling water (5.9).
통상 냉각수의 열전달계수를 증가시키기 위해서는 관직경을 줄이거나, 유속을 빠르게 해서 레이놀즈수를 높이는 방법이 있으나, 가공상의 문제 압손의 증가로 인한 펌프 구성비용 증가 등의 문제를 해결해야 한다. Generally, to increase the heat transfer coefficient of the cooling water, there is a method of reducing the tube diameter or raising the flow rate to increase the Reynolds number.
주조롤(1) 슬리브(10)의 열전달계수를 증가시키기 위해서는 냉각수홀과 롤 표면까지 슬리브(10)의 두께를 줄이거나, 열전도도를 높여야 하지만, 두께를 줄이면 주조롤(1)의 유효경(초기경-폐기경)이 줄어들어 주조롤(1) 수명이 줄어들게 되고, 열전도도를 높이기 위해서는 고순도의 구리(Cu) 소재 등을 사용해야 하나, 고순도의 구리(Cu) 소재는 고온 물성이 나빠 수명이 줄어들게 된다. In order to increase the heat transfer coefficient of the casting
도금층의 열전달계수를 증가시키기 위해서는 도금층의 두께를 줄이거나, 도금층의 열전도도를 높여야하나, 이 경우 도금층 아래의 주조롤(1) 슬리브(10)에 높은 열부하가 걸리게 되어 역시 주조롤(1)의 수명이 줄어들게 된다. In order to increase the heat transfer coefficient of the plating layer, the thickness of the plating layer must be reduced or the thermal conductivity of the plating layer must be increased. In this case, however, high heat load is applied to the
반면 주조롤(1) 표면의 열전달계수값을 조정하는 것은 약간의 변화로도 총괄열전달계수에 큰 변화를 줄 수 있어 효과가 크다. 또한, 본 발명의 미세 표면처리는 다른 항목의 열전달계수를 조정하는 것보다 시간과 비용이 적게 들면서 조정할 수 있는 범위가 크며, 롤 폭방향으로 원하는 부분만 선별적으로 차별을 주며 부여할 수 있는 장점이 있다.
On the other hand, adjusting the heat transfer coefficient of the surface of the casting
본 실시예에서 주조롤(1)의 롤중앙부(RC)는 응고능이 높고, 양쪽 에지부(RE)로 갈수록 응고능이 저하된다. 따라서, 주조롤(1)의 롤 중앙부에는 미세 표면처리부(14)의 밀도와 깊이(L)를 크게 하고, 롤중앙부(RC)에서 양쪽 에지부(RE)로 갈수록 미세 표면처리부(14)의 밀도와 깊이(L)를 작게 할 수 있다.In the present embodiment, the roll central portion RC of the casting
본 실시예에서 미세 표면처리부(14)는 깊이(L)가 5㎛ 내지 20㎛이고, 폭직경(W)은 50㎛ 내지 150㎛로 제공될 수 있다.In the present embodiment, the fine
이러한 미세 표면처리부(14)는 롤중앙부(RC)에 가까울수록 밀도와 깊이(L)가 증가하게 된다. 이때, 미세 표면처리부(14)의 깊이(L)가 20㎛ 보다 깊을 경우, 잔류되는 금속산화물(P)의 두께가 커서 신속한 냉각 및 응고를 방해하여 주편의 생산 속도를 떨어뜨릴 수 있으므로, 미세 표면처리부(14)의 깊이(L)는 20㎛ 보다 깊게 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 미세 표면처리부(14)는 깊이(L)가 5㎛ 보다 얕을 경우, 브러쉬 모(9) 또는 이러한 브러쉬 모(9)에 의해 제거되는 다른 금속산화물(P) 등에 의해 미세 표면처리부(14)에 잔류된 금속산화물(P)이 제거될 수 있으므로, 5㎛ 보다는 얕게 형성되는 것이 바람직하다.The density and the depth L of the fine
또한, 미세 표면처리부(14)에 제공되는 요철부 또는 딤플 형태의 면적율은 주 표면처리부에 대해 면적율 80 내지 100%로 제공될 수 있다.In addition, the area ratio of the irregular portion or the dimple shape provided in the fine
또한, 본 실시예에서 주 표면처리부(12)는 슬라브(10)의 전체 영역인 D1에 제공될 수 있다. 또한, 미세 표면처리부(14)는 주 표면처리부(12)에 대해 일부 영역인 D2에 제공될 수 있다. 이때, 미세 표면처리부(14)가 제공되는 영역인 D2는 주 표면처리부(12)에 대해 면적율 80 내지 100%일 수 있다.Also, in the present embodiment, the main
또한, 응고능이 높은 롤에지부(RE)에는 미세 표면처리부(14)의 밀도를 낮게 하고, 깊이(L)도 얕게 형성할 수 있으며, 주조롤(1)의 제일 끝부분에는 미세 표면처리부(14)가 형성되지 않는 것이 바람직하다.The minute
더불어, 본 실시예에서 미세 표면처리부(14)는 요철부 또는 딤플(dimple) 형상을 포함할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the fine
이러한 미세 표면처리부(14)는 레이저가공, 에칭 또는 숏트 블라스팅 공정 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다. 또한, 미세 표면처리부(14)는 불규칙하게 제공되거나 기하학적인 패턴으로 가동될 수 있다.The fine
일례로 미세 표면처리부(14)는 숏트 블라스팅 공정에 의해 형성될 수 있으며, 이때 숏트 블라스팅 공정에는 직경이 100㎛ 내지 600㎛인 숏트 블라스팅 미디어가 사용될 수 있다.
For example, the fine
전술된 바와 같이 구성된 쌍롤식 박판주조기(100)의 주조롤을 이용하여 주편을 주조하는 실시예를 살펴보면 다음과 같다.An example of casting a cast steel using the casting roll of the twin roll
일례로, 주조롤(1)의 롤 직경 1240mm, 롤 폭 1300mm인 대형 쌍롤식 박판 주조기(100)를 이용하여 강종 스테인리스 304인 3.5mm 두께의 주조재를 주조하였다. 주조롤(1)은 구리(Cu) 합금 재질의 슬리브(10)에 니켈(Ni) 도금이 입혀져 있으며, 주주 표면처리부(12)는 쇼트블라스팅으로 직경 2mm의 강구를 이용하여 면적율 95%이상으로 딤플을 형성시켰다. 롤 표면을 폭 1400mm의 브러쉬 롤(8)을 주조롤(1) 한 개당 2개씩 장착하여 직경 150㎛의 스테인리스 304 재질의 브러쉬 모(9)를 이용하여 주조중 주조롤(1)을 청소하였다. For example, a large-sized twin roll type thin
미세 표면처리부(14)는, 표 2와 같이, 에지 200mm~650mm 구간에 직경 0.5mm의 강구를 이용하여 면적률과 투사압을 달리하며 실시하였다.
As shown in Table 2, the fine
실시 결과 미세 표면처리부(14)의 평균 깊이(L)는 깊을수록 에지 벌징 억제 효과가 있었으며, 면적률은 80% 부근에서 가장 효과가 있었다.
As a result, the average depth (L) of the fine
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. It will be clear to those who have knowledge.
1: 박판주조기 2: 에지댐
3: 침지노즐 4: 용강풀
5: 턴디쉬 8: 브러쉬 롤
10: 슬리브 12: 주 표면처리부
14: 미세 표면처리부1: Sheet metal casting machine 2: Edge dam
3: immersion nozzle 4:
5: Tundish 8: Brush roll
10: Sleeve 12: Main surface treatment part
14: fine surface treatment part
Claims (8)
상기 주조롤은 원통형의 슬리브;
상기 슬리브의 외주 표면에 요철부 또는 딤플(dimple) 형태로 제공되는 주 표면처리부; 및
상기 주 표면처리부의 표면에 제공되며 상기 브러쉬 롤에 의한 상기 금속산화물의 제거를 방지하여 냉각능을 저하시키도록 요철부 또는 딤플(dimple) 형태로 제공되는 미세 표면처리부;를 포함하고,
상기 주 표면처리부는 상기 브러쉬 롤의 브러쉬 모에 의해 잔류된 산화물이 제거되도록 상기 주 표면처리부의 요철부 또는 딤플 사이의 공간이 상기 브러쉬 모 직경보다 크게 제공되고,
상기 미세 표면처리부는 상기 브러쉬 모에 의한 산화물의 제거가 방지되도록 상기 미세 표면처리부의 요철부 또는 딤플 사이의 공간이 상기 브러쉬 모 직경보다 작은 크기로 제공되는 쌍롤식 박판주조기의 주조롤.
A casting roll of a twin roll type thin plate casting machine provided with a pair of roll-type thin plate casting machines, casting molten steel supplied in a rotating direction in a direction to be engaged with each other, and removing the metal oxide remaining on the outer circumferential surface by a brush roll,
The casting roll comprises a cylindrical sleeve;
A main surface treatment unit provided on the outer circumferential surface of the sleeve in the shape of a recess or a dimple; And
And a fine surface treatment unit provided on the surface of the main surface treatment unit and provided in a shape of a recess or a dimple so as to reduce the cooling ability by preventing the removal of the metal oxide by the brush roll,
Wherein the main surface treatment unit is provided with a space between the concavo-convex portions or the dimples of the main surface treatment unit so that residual oxides are removed by the brush bristles of the brush roll,
Wherein the fine surface treatment portion is provided with a space between the concave-convex portion or the dimple of the fine surface treatment portion to have a smaller size than the bristle fin diameter so as to prevent removal of the oxide by the brush bristles.
상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태는 깊이가 5㎛ 내지 20㎛이고, 폭직경은 50㎛ 내지 150㎛인 쌍롤식 박판주조기의 주조롤.
The method of claim 2,
Wherein the concavo-convex portion or the dimple form provided in the fine surface treatment portion has a depth of 5 占 퐉 to 20 占 퐉 and a width diameter of 50 占 퐉 to 150 占 퐉.
상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태의 면적율은 상기 주 표면처리부에 대해 80 내지 100%인 쌍롤식 박판주조기의 주조롤.
The method of claim 2,
Wherein the area ratio of the concavo-convex portion or the dimple shape to the fine surface treatment portion is 80 to 100% with respect to the main surface treatment portion.
상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태는 레이저가공, 에칭 또는 숏트 블라스팅 공정 중 어느 하나에 의해 형성되는 쌍롤식 박판주조기의 주조롤.
The method of claim 2,
Wherein the concavo-convex portion or the dimple form provided in the fine surface treatment portion is formed by any of laser processing, etching, or shot blasting.
상기 미세 표면처리부에 제공되는 상기 요철부 또는 상기 딤플 형태는 직경이 100㎛ 내지 600㎛인 숏트 블라스팅 미디어를 이용한 숏트 블라스팅 공정에 의해 형성되는 쌍롤식 박판주조기의 주조롤.
The method of claim 7,
Wherein the concavo-convex part or the dimple shape provided in the fine surface treatment part is formed by a shot blasting process using a shot blasting medium having a diameter of 100 to 600 mu m.
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