KR101482334B1 - 연속주조용 세그먼트 - Google Patents

연속주조용 세그먼트 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 연결롤러들의 정렬상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 주편을 안정적으로 안내할 수 있고, 이에 따라 주편의 품질을 향상시키며, 구조가 간단해지고, 경량화가 가능하며, 결합부재의 길이조절을 위한 구동장치를 소형화할 수 있도록 한 연속주조용 세그먼트를 제공하는 것으로, 연속주조공정에 의해 공급되는 주편의 양측을 가압하며 이송하기 위한 안내롤러가 구비된 제1거더 및 제2거더; 상기 제1거더와 상기 제2거더의 간격을 유지 또는 가변하도록 매개되는 다수의 결합부재를 포함하고, 상기 제1거더 또는 상기 제2거더 중 적어도 하나는 상기 주편을 평행하게 안내하는 평행블록; 상기 평행블록의 단부에 연속되게 제공되어 상가 주편을 경사지게 가압하며 안내하는 변곡블록; 및 상기 평행블록과 상기 변곡블록을 회전 가능하게 연결하도록 제공되는 연결수단;을 포함한다.

Description

연속주조용 세그먼트 {SEGMENT FOR CONTINUOUS CASTING PROCESS}
본 발명은 연속주조용 세그먼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속주조공정에서 제공되는 주편의 가압시 틸팅각도를 용이하게 조정할 수 있고, 다른 세그먼트와의 연결단차를 방지토록 한 연속주조용 세그먼트에 관한 것이다.
일반적으로 연속주조공정은 액상의 용강을 일정한 형태의 고상으로 결함없이 응고시키면서 연속으로 주조하는 공정으로, 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
종래의 연속주조공정은 제강공정에서 정련된 용강이 담긴 래들(ladle)(10)과, 래들(10)에 연결된 주입노즐을 통해 용강을 공급받아 일시 저장하는 턴디쉬(tundish)(20)와, 턴디쉬(20)로부터 전달받은 용강을 일정한 형상으로 초기 응고시키는 주형(mold)(30) 및 주형(30)의 하부에 구비되어 미응고된 주편(S)을 냉각시키면서 구부리거나 펴는 일련의 작업을 수행하기 위해 다수의 세그먼트(segment)(50)가 연속적으로 배열되는 냉각라인(40)을 포함한다.
이러한 연속주조공정에서 주편(S)은 세그먼트(50)를 통과하는 과정에서 주편이 냉각 및 압하되며, 이에 따라 주편(S) 내부에 포함된 게재물이 제거할 수 있고, 응고된 주편(S) 표면 근처에서 크랙이 발생하는 것을 예방할 수 있다.
종래의 세그먼트(50)는 크게 두 부분으로 나뉘어 일부는 평행구간으로 제공되고, 나머지는 변곡구간, 즉 곡률이 증감하도록 제공된다.
한편, 최근에는 연속주조장치가 대형화됨에 따라 세그먼트(50)도 수평구간과 변곡구간으로 별도로 분리되어 제공되고 있다.
이러한 세그먼트(50)는 서로 대향되어 배치되는 제1거더(60)와, 제2거더(70)를 포함한다. 그리고, 제1거더(60)와 제2거더(70)에는 각각 주편(S)의 상, 하면에 접촉하여 주편(S)를 이동시키는 다수의 안내롤러(62, 72)가 제공된다.
한편, 세그먼트(50)는 주편(S)을 압하하기 위해 제1거더(60) 및 제2거더(70)의 간격을 유지시키는 결합부재(80)가 제공되며, 이러한 결합부재(80)는 정비시 조절한 후 조업시에는 조정할 수 없는 고정방식 및 유압이나 전동기 등의 구동장치와 위치 감지장치를 사용하여 조업시에도 필요에 따라 간격을 변화시키는 가변방식이 대표적이다.
연속주조공정에서 주형(30)으로부터 나온 주편은 외곽부터 응고를 시작하여 응고된 두께가 충분하지 않은 상태에서 주형을 빠져나와 세그먼트(50)를 통과하며 변형을 겪으며 굽혀진다.
이때, 주편은 변형 및 냉각과정에서 얇은 응고층에 미세한 균열이 발생하여 제품의 내부 품질을 저하시키는 경우가 있으며, 심한 경우에는 응고층이 파열되어 내부의 응고되지 않은 용융 금속이 쏟아져 나오는 사고가 발생하기도 한다.
따라서, 주편 변형 구간에서 응고층에 불필요한 변형을 야기하지 않도록 주의해야 하는데, 안내 롤러들의 정렬 상태가 불량하여 들쭉날쭉하면 응고층이 안내롤러들 사이를 지나가면서 불필요한 변형을 받게 된다.
일체형 세그먼트(50)의 경우에는 안내롤러 사이의 간격에 큰 차이가 발생할 가능성은 적지만, 결합부재(80) 사이의 길이가 크므로, 전체적인 구조를 튼튼히 하기 위해 장비의 전체적인 크기가 증가하는 요인이 되고 있다. 또한, 제1거더(60)와 제2거더(70) 사이의 간격을 조업중 변화시키는 장치의 경우, 상대적으로 많은 안내 롤러들에 작용하는 철정력(Ferrostatic force)을 지지하기 위해 구동장치의 크기 및 재원이 증가가 필요하다.
특히, 도 3에 도시된, 분리형 세그먼트(50')는 제1거더(60), 제2거더(70)을 포함하는 제1구간(A)과, 이에 연속되는 제1거더(60'), 제2거더(70')를 포함하는 제2구간(B)으로 분리되어 제공된다.
여기서, 제1구간(A)에 제공된 안내롤러(62, 72)의 간격(g1) 및 제2구간(B)에 제공된 안내롤러(62', 72')의 간격(g2)이 큰 차이가 나서 주편이 불연속적으로 안내되는 위험성이 있다.
한편, 최근에는 도 4와 같이, 일체형 세그먼트의 구조적인 구조의 보완을 위해, 제1거더(110)는 분리형으로 구성하고, 그 중 적어도 하나는 평행블록(111)이거나 변곡블록(115)로 제공될 수 있다.
제2거더(120)는 일체형으로 구성한 반분리형 세그먼트(100)가 개발되어 사용되고 있다.
제1거더(110) 즉, 평행블록(111) 또는 변곡블록(115)는 각각 결합부재(130)에 의해 각각 제2거더(120)에 결합 유지될 수 있다. 또한, 제1거더(110) 즉, 평행블록(111) 또는 변곡블록(115) 및 제2거더(120)에는 각각 주편과 실질적으로 접촉하며 압하하기 위한 안내롤러(112, 117, 122)가 제공될 수 있다.
그러나, 이러한 반분리형 세그먼트(100)는 경량화가 가능하고, 결합부재(80)의 구동장치의 소형화도 가능하지만, 제1거더(110)의 팽행블록(111)에 제공된 안내롤러(112)와 제2거더(120)제 제공된 안내롤러(122) 사이의 간격(g3) 및
제1거더(110)의 변곡블록(115)에 제공된 안내롤러(117)와 제2거더(120)에 제 제공된 안내롤러(122) 사이의 간격(g4)이 불연속적으로 유지됨에 따라 주편이 불연속적으로 안내되는 위험성은 아직까지 완전히 해결되고 있지 않은 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 연결롤러들의 정렬상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 주편을 안정적으로 안내할 수 있고, 이에 따라 주편의 품질을 향상시키며, 구조가 간단해지고, 경량화가 가능하며, 결합부재의 길이조절을 위한 구동장치를 소형화할 수 있도록 한 연속주조용 세그먼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연속주조용 세그먼트는 연속주조공정에 의해 공급되는 주편을 압하하며 이송하기 위한 안내롤러가 구비된 제1거더 및 제2거더; 상기 제1거더와 상기 제2거더의 간격을 유지 또는 가변하도록 매개되는 다수의 결합부재를 포함하고, 상기 제1거더 또는 상기 제2거더 중 적어도 하나는 상기 주편을 평행하게 안내하는 평행블록; 및 상기 평행블록의 단부에 연결수단에 의해 연속되게 연결되되, 상기 주편을 압하하는 경사각이 가변되도록 회전 가능하게 연결되어 상기 주편을 압하하며 안내하는 변곡블록;을 포함한다.
여기서, 상기 연결수단은 상기 평행블록과 상기 변곡블록 중 어느 한 쪽의 단부에서 연장되는 적어도 하나의 돌출부와, 상기 평행블록과 상기 변곡블록 중 다른 한 쪽의 단부에 마련되어 상기 돌출부가 수용되는 함몰부와, 상기 평행블록 및 상기 변곡블록의 돌출부들을 관통하도록 제공되어 상기 평행블록과 상기 변곡블록이 회전 가능하게 연결되도록 매개되는 회전연결부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결합부재는 상기 회전연결부재를 매개로 상기 제1거더와 상기 제2거더를 결합하도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 결합부재는 상기 평행블록 또는 상기 변곡블록 중 적어도 하나에 제공되어 상기 제1거더와 상기 제2거더를 결합하도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 결합부재는 상기 제1거더 또는 상기 제2거더의 사이의 거리를 가변하도록 연계되는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주편을 연속적으로 안내할 수 있으며, 주편의 이동을 안내하는 안내롤러들의 정렬 상태를 일정하게 유지할 수 있어 주편이 안내롤러들 사이로 이동하는 과정에서 불필요한 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 주편의 이동을 연속적이고 안정적으로 안내할 수 있어 주편의 품질 향상에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시예는 구조가 간단하고, 경량화가 가능하며, 결합부재의 길이조절을 위한 구동장치를 소형화할 수 있다.
도 1은 일반적인 연속주조공정을 도시한 공정도.
도 2는 종래 기술에 따른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 측면도.
도 3은 종래 기술의 다른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 측면도.
도 4는 종래 기술의 또 다른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 측면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 평면도.
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.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5와 도 6을 참고하면, 본 실시예의 연속주조용 세그먼트(150)는 연속주조공정에서 공급되는 주편의 이동을 안내하며, 이 과정에서 주편을 가압하도록 제공될 수 있다.
연속주조공정에서 공급되는 주편은 초기에는 수직하게 제공되며, 응고 및 냉각과정에서 굴곡되거나 수평 상태로 제공될 수 있다. 본 실시예에서 세그먼트(150)는 주편이 수직으로 통과하는 부분에 제공될 수 있다.
본 실시예에서 연속주조용 세그먼트(150)는, 연속주조공정에 의해 공급되는 주편(도 1에 도시된 S)의 이동 선상에 배치될 수 있다. 또한, 연속주조용 세그먼트(150)는 주편의 일측을 안내하기 위한 제1거더(160)가 구비되고, 주편을 사이에 두고 제1거더(160)와 대향되어 주편의 타측을 안내하기 위한 제2거더(170)가 구비될 수 있다. 즉, 연속주조용 세그먼트(150)는 주편의 상부 및 하부에 각각 제1거더(160)와 제2거더(170)가 제공될 수 있다.
또한, 제1거더(160)와 제2거더(170)에는 실질적으로 주편과 접촉하며 주편의 이송을 안내 및 가압하는 다소의 안내롤러(162, 167, 172)들이 제공될 수 있다.
또한, 제1거더(160)와 제2거더(170)는 주편의 압하를 위해 간격이 유지되거나 경사지게 제공될 수 있으며, 이를 위해 제1거더(160)와 제2거더(170)의 간격을 유지 또는 가변하도록 매개되는 다수의 결합부재(180)가 제공될 수 있다. 여기서 결합부재(180)는 타이로드(tie-rod)일 수 있다.
결합부재(180)는 정비시 조절한 후 조업시에는 조정할 수 없는 고정방식으로 제공될 수 있다.
또한, 결합부재(180)는 정비 및 조업시에도 필요에 따라 기울기 조정을 위해 거리를 조절할 수 있는 가변방식으로 제공될 수 있다. 이러한 가변방식의 결합부재(180)는 (도시되지 않은) 액츄에이터를 포함할 수 있다.
또한, 액츄에이터는 유압 등에 의해 작동하는 실린더를 포함할 수 있으며, 결합부재(180)는 이 실린더의 작동로드이거나, 실린더의 작동로드와 연계될 수 있다.
일례로, 결합부재(180)는 일단은 제1거더(160) 또는 제2거더(170) 중 어느 한 쪽에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 제1거더(160) 또는 제2거더(170) 중 다른 한 쪽을 관통할 수 있으며, 타단에 액츄에이터가 연계되어 결합부재(180)의 길이를 가변할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 제1거더(160)와 제2거더(170) 중 적어도 하나는 분할되어 주편을 평행하게 안내하거나 경사지게 압하하도록 제공될 수 있다.
예컨대, 본 실시예에서 제1거더(160)는 2부분으로 분할되어 제공될 수 있으며, 그 중 하나는 주편을 평행하게 안내하는 평행블록(161)일 수 있다.
또한, 평행블록(161)의 단부에는 주편을 경사지게 압하하며 안내하는 변곡블록(165)이 제공될 수 있다.
또한, 평행블록(161)과 변곡블록(165) 사이에는 이들을 서로 회전 가능하게 연결하는 연결수단이 제공될 수 있다.
본 실시예에서 연결수단은 평행블록(161)과 변곡블록(165) 중 어느 한 쪽의 단부에서 연장되는 적어도 하나의 돌출부(163)를 포함할 수 있다. 또한, 평행블록(161)과 변곡블록(165) 중 다른 한 쪽의 단부에는 전술된 돌출부(163)가 수용되는 함몰부(168)가 제공될 수 있다.
또한, 연결수단은 평행블록(161)의 돌출부(163)와 변곡블록(165)의 돌출부(163)가 동일한 선상에 배치된 상태에서 회전연결부재(175)가 관통하여 삽입될 수 있으며, 이에 따라 평행블록(161)과 변곡블록(165)이 회전연결부재(175)를 매개로 회전 가능한 상태로 결합유지될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서 연결수단은 회전연결부재(175)를 매개로 평행블록(161)과 변곡블록(165)을 회전가능하게 연결하는 회전 관절 형태로 제공될 수 있다.
예컨대, 평행블록(161)은 단부의 한 쪽 측부에 제1돌출부(163a)가 제공되고, 중앙부 일측에 제2돌출부(163b)가 제공될 수 있다. 또한, 변곡블록(165)의 단부에는 제1돌출부(163a) 및 제2돌출부(163b)와 대응하여 제1함몰부(168a) 및 제2함몰부(168b)가 제공될 수 있다.
또한, 평행블록(161)에서 제1돌출부(163a) 및 제2돌출부(163b)를 제외한 부분은 제3함몰부(164a) 및 제4함몰부(168b)로 제공되며, 변곡블록(165)에서 제1함몰부(168a) 및 제2함몰부(168b)를 제외한 부분에는 제3함몰부(164a) 및 제4함몰부(168b)에 각각 수용되는 제3돌출부(169a) 및 제4돌출부(169b)가 제공될 수 있다.
또한, 평행블록(161)의 제1돌출부(163a) 및 제2돌출부(163b)는 변곡블록(165)의 제1함몰부(168a) 및 제2함몰부(168b)에 삽입되며, 이와 동시에 변곡블록(165)의 제3돌출부(169a) 및 제4돌출부(169b)도 평행블록(161)의 제3함몰부(164a) 및 제4함몰부(168b)에 삽입될 수 있다.
또한, 제1돌출부(163a), 제2돌출부(163b), 제3돌출부(169a) 및 제4돌출부(169b)는 동일 선상에 배치될 상태에서 회전연결부재(175)가 중앙부를 관통하여 삽입될 수 있다.
여기서, 회전연결부재(175)는 힌지부재 또는 핀부재(175)일 수 있다.
회전연결부재(175)는 제1돌출부(163a), 제2돌출부(163b), 제3돌출부(169a) 및 제4돌출부(169b)를 모두 관통하여 삽입됨에 따라 평행블록(161)과 변곡블록(165)은 회전연결부재(175)를 축으로 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다.
더불어, 제1돌출부(163a), 제2돌출부(163b), 제3돌출부(169a) 및 제4돌출부(169b)는 단부가 원활한 회전을 위해 반원형으로 라운드진 형태로 제공될 수 있다.
본 실시예에서 제1돌출부(163a), 제2돌출부(163b), 제3돌출부(169a) 및 제4돌출부(169b)와 제1함몰부(168a), 제2함몰부(168b), 제3함몰부(164a) 및 제4함몰부(168b)는 평행블록(161)과 변곡블록(165)의 연결관계를 설명하기 위한 구성으로, 각각의 돌출부(163) 및 함몰부(168)의 개수나 형상은 명세서 및 도면에 한정되지 않으며 다양한 형태로 변형될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 평행블록(161)과 가변블록을 연결하는 연결수단에는 결합부재(180)가 제공될 수 있다.
즉, 본 실시예에서 결합부재(180)는 제1거더(160)인 평행블록(161)의 전단부 및 변곡블록(165)의 후단부를 제2거더(170)에 대해 간격을 유지 또는 가변하도록 제공될 수 있다.
또한, 결합부재(180)는 평행블록(161)과 가변블록의 연결부, 즉 연결수단에 더 제공되어, 평행블록(161)과 가변블록의 연결부분과 제2거더(170)의 간격을 유지하거나 경사지게 지지할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 결합부재(180)는 회전연결부재(175)를 매개로 평행블록(161)과 변곡블록(165)를 결합유지하는 것으로 도시되어 있으나, 결합부재(180)의 결합위치는 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.
일례로, 결합부재(180)는 평행블록(161) 또는 변곡블록(165) 중 어느 한 쪽으로 편심되어 제공되는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 실시예에서 결합부재(180)는 평행블록(161)과 가변블록이 하나의 결합부재(180)를 공유하여 결합되므로, 종래에 비해 결합부재(180)의 설치수를 줄일 수 있고, 이에 따라 전체적인 경량화에도 기여할 수 있다.
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.
150: 연속주조용 세그먼트 160: 제1거더
161: 평행블록 162, 167, 172: 안내롤러
163: 돌출부 165: 변곡블록
168: 함몰부 170: 제2거더
175: 회전연결부재(핀부재) 180: 결합부재

Claims (5)

  1. 연속주조공정에 의해 공급되는 주편을 압하하며 이송하기 위한 안내롤러가 구비된 제1거더 및 제2거더;
    상기 제1거더와 상기 제2거더의 간격을 유지 또는 가변하도록 매개되는 다수의 결합부재를 포함하고,
    상기 제1거더 또는 상기 제2거더 중 적어도 하나는 상기 주편을 평행하게 안내하는 평행블록; 및
    상기 평행블록의 단부에 연결수단에 의해 연속되게 연결되되, 상기 주편을 압하하는 경사각이 가변되도록 회전 가능하게 연결되어 상기 주편을 압하하며 안내하는 변곡블록;
    을 포함하는 연속주조용 세그먼트.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 연결수단은
    상기 평행블록과 상기 변곡블록 중 어느 한 쪽의 단부에서 연장되는 적어도 하나의 돌출부와,
    상기 평행블록과 상기 변곡블록 중 다른 한 쪽의 단부에 마련되어 상기 돌출부가 수용되는 함몰부와,
    상기 평행블록 및 상기 변곡블록의 돌출부들을 관통하도록 제공되어 상기 평행블록과 상기 변곡블록이 회전 가능하게 연결되도록 매개되는 회전연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 세그먼트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 회전연결부재를 매개로 상기 제1거더와 상기 제2거더를 결합하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 연속주조용 세그먼트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 평행블록 또는 상기 변곡블록 중 적어도 하나에 제공되어 상기 제1거더와 상기 제2거더를 결합하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 연속주조용 세그먼트.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합부재는
    상기 제1거더 또는 상기 제2거더의 사이의 거리를 가변하도록 연계되는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 세그먼트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100851224B1 (ko) * 2007-03-26 2008-08-07 주식회사 포스코 연속주조 세그멘트 리덕션 장치
KR20080103522A (ko) * 2006-03-09 2008-11-27 에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트 연속 주조 플랜트와 이 연속 주조 플랜트의 작동 방법

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