KR101543889B1

KR101543889B1 - 연속주조용 세그먼트

Info

Publication number: KR101543889B1
Application number: KR1020130160841A
Authority: KR
Inventors: 한병하
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-21
Filing date: 2013-12-21
Publication date: 2015-08-11
Also published as: KR20150073305A

Abstract

본 발명의 일 실시예는 핀치롤로 구동력이 전달되는 것을 차단할 수 있도록 구조를 개선하여 핀치롤의 구동시 발생하는 슬립 현상을 방지할 수 있도록 한 연속주조용 세그먼트를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트는 연속주조공정에 의해 공급되는 주편의 양측을 가압하며 이송하기 위한 다수의 안내롤러가 구비된 한 쌍의 거더; 상기 한 쌍의 거더에 제공되어 상기 주편을 이동시키도록 맞물리게 배치되는 한 쌍의 핀치롤; 상기 한 쌍의 핀치롤을 각각 회전하도록 연결되는 한 쌍의 구동부; 및 상기 한 쌍의 구동부와 상기 한 쌍의 핀치롤의 연결부에 제공되어 연결상태를 유지 또는 분리하는 구동전달 유닛;을 포함한다.

Description

연속주조용 세그먼트 {SEGMENT FOR CONTINUOUS CASTING PROCESS}

본 발명은 연속주조용 세그먼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주편의 연속주조시 주편을 냉각하며 주편을 인발하는 과정에서 핀치롤의 마모를 방지할 수 있도록 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 게재물을 제거할 수 있고, 응고된 주편(S) 표면 근처에서 크랙이 발생하는 것을 예방할 수 있다.

종래의 세그먼트(50)는 주편의 이동을 위해 핀치롤이 구비되며, 이들 핀치롤(60)에 의해 주편(S)이 연속적으로 이동한다.

그런데, 주편(S)은 최초 공급시 핀치롤(60)에 물린 상태에서 이동하며, 이때의 주편(S)을 최초로 설비내에서 인출하기 위하여는 더미바로 처리된다. 한편, 주편(S)이 마지막 세그멘트(60)를 빠져 나와 조압연기(RM: Roughing Mill)에 물리게 되면, 핀치롤(60)이 동력에 의한 작동은 중지되고, 조압연기에서 발생하는 장력에 의해 주편(S)이 이동한다.

한편, 종래의 세그먼트(50)는 주편(S)의 양측에 맞물리도록 제공된 핀치롤(60)이 동일한 직경으로 제공되며, 동일한 회전수로 주편(S)을 이동시킨다.

그러나, 주편(S)이 세그먼트(50)에 의해 냉각 및 압하하는 과정에서 굴곡구간 또는 경사구간을 통과할 때, 세그먼트(50)에 제공된 핀치롤(60)은 주편(S)의 굴곡 또는 경사각도(α)에 따라 상부롤(62)과 하부롤(64)의 회전반경에 차이가 발생하며, 이에 따라 상부롤(62)과 하부롤(64) 사이의 이동거리(dx=l'-l)에 차이가 생기며 주편(S)과 미끄러지는 슬립 현상이 발생할 수 있다.

이와 같이, 주편(S)과 핀치롤(60) 사이에 슬립이 발생할 때 핀치롤(60)의 마모가 증가할 수 있으며, 이에 따라 설비수명이 단축되는 요인이 되고 있다. 또한, 주편(S)의 표면에도 핀치롤(60)의 슬립으로 인한 무늬가 발생할 수 있으며, 이에 따라 제품의 품질을 저하시키는 요인이 되고 있다.

본 발명의 일 실시예는 핀치롤로 구동력이 전달되는 것을 차단할 수 있도록 구조를 개선하여 핀치롤의 구동시 발생하는 슬립 현상을 방지할 수 있도록 한 연속주조용 세그먼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트는 속주조공정에 의해 공급되는 주편의 양측을 가압하며 이송하기 위한 다수의 안내롤러가 구비된 한 쌍의 거더; 상기 한 쌍의 거더에 제공되어 상기 주편을 이동시키도록 맞물리게 배치되는 적어도 한 쌍의 핀치롤; 상기 핀치롤과 각각 회전하도록 연결되는 구동부; 및 상기 한 쌍의 구동부와 상기 한 쌍의 핀치롤의 연결부에 제공되어 연결상태를 유지 또는 분리하는 구동전달 유닛;을 포함하고, 상기 구동전달 유닛은 상기 구동부의 단부에서 축방향으로 돌출 또는 함몰되며 원주방향으로 등간격으로 배치되는 제1요철부와, 상기 제1요철부와 대응되어 상기 핀치롤의 단부에서 축방향으로 돌출 또는 함몰되어 원주방향으로 등간격으로 배치되는 제2요철부를 포함하고, 상기 제1요철부와 상기 제2요철부 사이에 제공되며 상기 제1요철부와 대응하는 제3요철부 및 상기 제2요철부와 대응하는 제4요철부가 구비되는 커플링과, 상기 제1요철부와 상기 제3요철부는 상시 접속되고, 상기 제2요철부와 상기 제4요철부는 상기 커플링의 이동에 의해 연결 또는 연결해제되도록 상기 커플링을 축방향으로 이동시키는 커플링 이동부를 포함하고, 상기 커플링 이동부는 상기 커플링의 외주면에 베어링을 매개로 결합유지되는 덮개부와, 상기 덮개부에 일단이 연결되고 상기 구동부의 일측 또는 별도의 지지부에 타단이 연결되어 상기 덮개부를 축방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함한다.

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본 발명의 일 실시예에 따르면, 핀치롤로 전달되는 구동력을 차단할 수 있어 핀치롤의 불필요한 구동을 제한할 수 있으며, 이에 따라 핀치롤의 슬립현상을 방지할 수 있어 핀치롤의 마모를 방지하며, 설비내에 설치된 롤 수명이 일정하여 핀치롤 마모에 의한 롤 갭불량 및 얼라이먼트 불량 등에 의한 설비정도를 향상시키고, 설비에 발생하는 부하를 감소하여 설비의 수명향상에 기여할 수 있다. 또한, 주편에 핀치롤의 슬립 등에 의한 무늬가 발생하지 않아 주편의 표면 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 연속주조공정을 도시한 공정도.
도 2는 연속주조용 세그먼트가 경사구간에 적용된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 내부를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 일부를 확대한 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 구동전달 유닛을 확대한 단면도.

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 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 내부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 일부를 확대한 단면도이다.

도 3과 도 4를 참고하면, 본 실시예의 연속주조용 세그먼트(100)는 거더(110)와, 핀치롤(120), 구동부(130) 및 구동전달 유닛(140)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 연속주조용 세그먼트(100)는 주편의 이동선상을 따라 양측을 가압하기 위한 한 쌍의 거더(110), 즉 제1거더(112)와 제2거더(114)를 포함할 수 있다. 이 거더(110)에는 실질적으로 주편과 접촉하며 가압 및 냉각 기능을 수행하며 주편의 이송을 안내하는 다수의 안내롤러(116)가 구비될 수 있다.

또한, 거더(110)에는 각각의 안내롤러(116)를 지지하기 위한 다수의 롤러지지블록(117)이 제공될 수 있다. 롤러지지블록(117)의 내부에는 베어링이 구비되어 각각의 안내롤러(116)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

안내롤러(116)는 단일롤로 제공될 수 있으며, 하중의 분포 등을 고려하여 복수개의 롤러들이 연결된 형태의 다분할 롤러로 제공될 수 있다. 이때, 다분할 롤러의 연결부에는 롤러지지 블록이 제공될 수 있다. 또한, 각각의 안내롤러(116), 즉 다분할 롤러의 전방 또는 후방에 인접하여 배치되는 다른 안내롤러(116)인 다분할롤러의 연결부는 서로 겹치지 않도록 배치되는 것이 바람직하다. 일례로 각각의 다분할롤러의 전방 또는 후방에 인접하는 다른 다분할롤러의 연결부는 지그재그 형태로 엇갈리게 배치될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 세그먼트(100)에는 주편의 압하를 실시하기 위해 각 거더(110), 즉 제1거더(112)와 제2거더(114) 사이의 거리를 조절하여 경사 또는 평행하게 유지시키는 위치가변유닛(111)이 제공될 수 있다.

이 위치가변유닛(118)은 제1거더(112) 또는 제2거더(114) 중 어느 한 쪽에 제공되는 액추에이터(118a) 및 이 액츄에이터(118a)와 다른 한쪽의 거더(110)를 연결하는 타이로드(tie rod)(118b)를 포함할 수 있다.

한편, 제1거더(112) 및 제2거더(114)에는 주편을 이동시키도록 주편의 표면에 맞물리게 배치되는 한 쌍의 핀치롤(120), 즉 제1거더(112)에 제공되는 상부 핀치롤(122) 및 제2거더(114)에 제공되는 하부 핀치롤(124)이 설치될 수 있다.

이 핀치롤(120)은 제1거더(112) 또는 제2거더(114) 중 적어도 한 쪽에 제공된 액추에이터(126)에 의해 가압된 상태에서, 일측에 연결되는 한 쌍의 구동부(130)에 의해 각각 회전될 수 있다.

본 실시예에서 핀치롤(120)과 구동부(130) 사이에는 연결상태를 유지 또는 분리하는 구동전달 유닛(140)이 제공될 수 있다.

구동전달 유닛(140)은 핀치롤(120)로 전달되는 구동력을 전달 또는 차단할 수 있으며, 이에 따라 핀치롤(120)이 주편 인발시 더미바를 인출하며 주편을 강제로 이동시킬 수 있으며, 또는 다른 안내롤러(116)와 같이 단순히 주편의 이동을 안내할 수 있다.

이와 같이, 주조중에 핀치롤(120)이 구동력이 전달되지 않으므로, 핀치롤(120)도 다른 안내롤러(116)와 같이 아이들 상태로 단순히 주편의 이동을 안내하게 되며, 이에 따라 핀치롤(120)과 주편의 마찰에 따른 부하가 줄게 되어 핀치롤(120)의 마모를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 세그먼트(100)가 굴곡 또는 경사진 위치에 설치된 경우, 제1거더(112)에 설치된 상부 핀치롤(122)과 제2거더(114)에 설치된 하부 핀치롤(124)은 주편을 표면과 대응하여 이동하므로, 주편과 핀치롤(120) 사이에 슬립 현상이 발생하지 않고, 이에 따라 핀치롤(120)의 마모 및 핀치롤(120)의 슬립 현상으로 인한 주편 표면의 무늬와 같은 품질 결함이 발생하지 않게 되며, 설비에 발생하는 전체적인 부하를 줄여 설비 수명도 향상시킬 수 있다.

구체적으로 본 실시예의 구동전달 유닛(140)을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 구동전달 유닛을 확대한 단면도이다.

도 5를 참고하면, 구동전달 유닛(140)은 구동부(130)의 단부에서 축방향으로 돌출 또는 함몰된 부위가 소정 길이로 제공되는 제1요철부(130a)를 포함할 수 있다. 이러한 제1요철부(130a)는 다수개로 제공되어 원주방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.

또한, 핀치롤(120)의 단부에는 제1요철부(130a)와 대응되어 축방향으로 돌출 또는 함몰된 부위가 소정 길이로 제공되는 제2요철부(120a)를 포함할 수 있다.

또한, 제1요철부(130a)와 제2요철부(120a) 사이에는 구동부(130)와 핀치롤(120)을 연결 또는 연결해제하기 위한 커플링(142)이 제공될 수 있다.

커플링(142)에는 제1요철부(130a)와 대응하는 제3요철부(142a) 및 제2요철부(120a)와 대응하는 제4요철부(142b)가 구비될 수 있다.

커플링(142)은 제1요철부(130a)와 제3요철부(142a)가 결합되고, 제2요철부(120a)와 제4요철부(142b)가 결합됨에 따라 구동부(130)의 구동력을 핀치롤(120)로 전달하도록 연결될 수 있다.

이를 위해, 본 실시예는 커플링(142)을 축방향으로 이동시키기 위한 커플링 이동부(150)를 포함할 수 있다.

이때, 제1요철부(130a)와 제3요철부(142a)는 상시 접속될 수 있으며, 제2요철부(120a)와 제4요철부(142b)는 커플링 이동부(150)에 의해 커플링(142)이 이동함에 따라 연결 또는 연결해제될 수 있다.

본 실시예에서 커플링 이동부(150)는 커플링(142)의 외주면에 베어링(152a)을 매개로 결합유지되는 덮개부(152)를 포함할 수 있고, 이 덮개부(152)의 일단에는 덮개부(152)를 축방향으로 이동시키기 위한 액추에이터(154)가 연결될 수 있다.

액추에이터(154)는 일단은 덮개부(152)에 연결되고, 타단은 구동부(130)의 일측에 연결될 수 있다.
또한, 액추에이터(154)의 타단은 구동부(130)와 관계가 없는 별도의 지지부(160)에 설치되는 것도 가능하다. 이러한 이유는 액추에이터(154)는 구동부(130)가 회전중에도 회전하지 않고 고정되고 베어링(152a)이 조립된 커플링(142a) 부분만 구동부(120)의 제1요철부(130a)와 제2요철부(120a)와 동시에 회전된다

한편, 본 실시예에서 구동전달 유닛(140)은 커플링(142)의 이동에 의해 동력이 전달 또는 전달 해지되는 것으로 설명하고 있으나, 구동전달 유닛(140)의 구성은 본 실시예에 의해 한정되지 않으며, 다양한 형태로 변형될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속주조용 세그먼트의 구동전달 유닛을 확대한 단면도이다.

일례로, 도 6을 참고하면, 본 실시예에서 구동전달 유닛(240)은 핀치롤(120)의 단부에 제공되는 제1클러치(242)와, 구동부(130)의 단부에 제공된 제2클러치(244)를 포함할 수 있으며, 구동부(130)의 일측에 제공되어 제2클러치(244)를 제1클러치(242)에 밀착시키는 액추에이터(248)를 포함하는 것도 가능하다.

즉, 본 실시예에서 구동전달 유닛(140)은 액추에이터에 의해 제1클러치(242)와 제2클러치(244)가 밀착하게 될 경우, 구동부(130)의 구동력이 핀치롤(120)로 전달될 수 있다.

한편, 주편이 조압연기에 물린 상태에서 이동될 때, 구동전달 유닛(240)의 액추에이터(248)가 제1클러치(242)와 제2클러치(244)를 분리할 수 있으며, 이에 따라 구동부(130)의 구동력이 핀치롤(120)로 전달되지 않게 되어, 핀치롤(120)은 아이들 상태에서 회전함에 따라 핀치롤(120)의 마모를 방지할 수 있다.

본 발명의 명세서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

100: 세그먼트 110: 거더
116: 안내롤러 120: 핀치롤
120a: 제2요철부 130: 구동부
130a: 제1요철부 140: 구동전달 유닛
142: 커플링 142a: 제3요철부
142b: 제4요철부 150: 커플링 이동부
152: 덮개부 152a: 베어링

Claims

연속주조공정에 의해 공급되는 주편의 양측을 가압하며 이송하기 위한 다수의 안내롤러가 구비된 한 쌍의 거더; 상기 한 쌍의 거더에 제공되어 상기 주편을 이동시키도록 맞물리게 배치되는 적어도 한 쌍의 핀치롤; 상기 핀치롤과 각각 회전하도록 연결되는 구동부; 및 상기 한 쌍의 구동부와 상기 한 쌍의 핀치롤의 연결부에 제공되어 연결상태를 유지 또는 분리하는 구동전달 유닛;을 포함하고,
상기 구동전달 유닛은
상기 구동부의 단부에서 축방향으로 돌출 또는 함몰되며 원주방향으로 등간격으로 배치되는 제1요철부와,
상기 제1요철부와 대응되어 상기 핀치롤의 단부에서 축방향으로 돌출 또는 함몰되어 원주방향으로 등간격으로 배치되는 제2요철부를 포함하고,
상기 제1요철부와 상기 제2요철부 사이에 제공되며 상기 제1요철부와 대응하는 제3요철부 및 상기 제2요철부와 대응하는 제4요철부가 구비되는 커플링과,
상기 제1요철부와 상기 제3요철부는 상시 접속되고, 상기 제2요철부와 상기 제4요철부는 상기 커플링의 이동에 의해 연결 또는 연결해제되도록 상기 커플링을 축방향으로 이동시키는 커플링 이동부를 포함하고,
상기 커플링 이동부는 상기 커플링의 외주면에 베어링을 매개로 결합유지되는 덮개부와, 상기 덮개부에 일단이 연결되고 상기 구동부의 일측 또는 별도의 지지부에 타단이 연결되어 상기 덮개부를 축방향으로 이동시키는 액추에이터를 포함하는 연속주조용 세그먼트.
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