KR101594654B1 - 연주기용 주형 진동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치는 장치바디 및 연주기의 주형과 상기 장치바디에 연결되어 결합되는 진동부를 적어도 3개 포함하는 진동유닛을 포함할 수 있다.

Description

연주기용 주형 진동장치{Mold vibrated apparatus for continuous caster}
본 발명은 연주기용 주형 진동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연주기의 주형에 진동을 부가하는 발명에 관한 것이다.
연주기는 일반적으로 용강을 연속 주조하여 슬라브를 제작하는 장치로써, 고로에서 녹여진 용강이 레들에 담겨서 이동된 후 턴디쉬에 부어지면, 턴디쉬에서 주형 내로 이동되어 냉각되면서 슬라브로 제작된다.
여기서, 용강을 1차적으로 응고시키는 주형은 상기 용강이 일부 응고된 응고쉘과의 사이가 고착되어 결합될 수 있는데, 이러한 경우에는 응고되어 하강하는 슬라브와의 결합력은 상대적으로 약해져, 상기 응고쉘이 터지는 문제가 발생하게 된다.
이렇게 응고쉘이 터져서 응고쉘 내부의 용강이 흘러나오는 현상을 브레이크 아웃(breakout)이라고 하며, 이러한 브레이크 아웃을 방지하기 위해서, 도 1에 도시한 바와 같이, 진동유닛(20')이 상기 주형(2')에 제공될 수 있다.
즉, 상기 진동유닛(20')이 상기 주형(2')에 진동을 부가함으로써, 상기 응고쉘과 상기 주형 사이를 미세하게 떨어뜨릴 수 있어, 브레이크 아웃이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 종래의 상기 진동유닛(20')에 의한 진동의 부가는 상기 주형(2')에 2개 이하의 진동부를 설치하여 실시하였기 때문에, 상기 주형(2')의 전후 및 좌우 이탈을 방지하기 위한 가이드롤(R)을 필요로 하였다.
그러나, 이러한 가이드롤(R)에 의한 상기 주형(2')의 위치 조정은 상기 주형(2')과 상기 가이드롤(R) 사이의 반복적 접촉에 의한 마모를 발생시켜, 상기 가이드롤(R)을 포함한 연주기의 내구성을 감소시키는 것에 더 나아가, 상기 주형(2')의 위치에 대한 공차를 발생시켜, 생산되는 주편의 품질을 저하시키는 문제를 발생시켰다.
또한, 마모된 상기 가이드롤(R)의 빈번한 교체가 필요하여 연주기의 유지보수 비용을 상승시키는 문제도 있었다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 연주기용 주형 진동장치에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 주형에 진동을 부가하는 동시에, 상기 주형이 진동에 의해 위치가 이탈되는 것을 방지할 수 있어, 생산되는 주편의 품질을 향상시키는 연주기용 주형 진동장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치는 장치바디 및 연주기의 주형과 상기 장치바디에 연결되어 결합되는 진동부를 적어도 3개 포함하는 진동유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치의 상기 진동유닛은 상기 진동부를 3개 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치의 상기 진동부는 상기 주형 하면부의 이등변 삼각형 꼭지점 부분의 위치에 각각 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치의 상기 진동부는 상기 주형 하면부의 일변 양단부와, 상기 일변의 반대변 중앙부에 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치의 상기 진동부는 일단부에 제공되며, 상기 주형과 힌지결합되는 상단힌지 및 타단부에 제공되며, 상기 상단힌지의 결합 방향과 수직한 방향으로 상기 장치바디와 힌지결합되는 하단힌지를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치에서 상기 진동부 사이의 이격 거리(L)는 상기 진동부가 부가하는 진동의 주파수가 사인파로 제공되면, L = (λ×n)/2, n = 1, 2, 3 … 의 값을 가지며, 코사인파로 제공되면, L = (λ×n)/2 + λ/4, n = 1, 2, 3 … 의 값을 가질 수 있으며, 여기서, λ는 상기 진동부의 진동 파장이다.
본 발명의 연주기용 주형 진동장치는 상기 주형을 진동으로 상하 및 좌우 위치를 조정할 수 있는 이점이 있다.
이에 의해, 상기 주형을 정위치에 제공할 수 있어, 주편의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 가이드롤 등의 부품교체가 불필요하여 연주기의 유지보수 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 진동부가 제공되는 지점을 진동이 없는 부분으로 제공함으로써, 진동유닛의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래의 연주기용 주형 진동장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 연주기용 주형 진동장치를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 연주기용 주형 진동장치에서 진동부가 주형에 결합되는 위치를 도시한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 연주기용 주형 진동장치에서 상단힌지와 하단힌지를 도시한 평면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 연주기용 주형 진동장치(1)는 연주기의 주형(2)에 진동을 부가하는 진동부를 3개 이상 제공함으로써, 주형(2)의 진동에 의해 상기 주형(2)의 전후 및 좌우의 위치를 일정하게 조정할 수 있는 발명에 관한 것이다.
이에 의해, 상기 주형(2)을 정위치에 제공할 수 있어, 주편의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 상기 주형(2)의 위치 조정을 위한 가이드롤 등의 부품교체가 불필요하여 연주기의 유지보수 비용을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 진동부가 제공되는 지점을 진동이 없는 부분으로 제공함으로써, 진동유닛(20)의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수도 있다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 연주기용 주형 진동장치(1)를 도시한 사시도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치(1)는 장치바디(10) 및 연주기의 주형(2)과 상기 장치바디(10)에 연결되어 결합되는 진동부를 적어도 3개 포함하는 진동유닛(20)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치(1)의 상기 진동유닛(20)은 상기 진동부를 3개 구비할 수 있다.
상기 장치바디(10)는 진동을 부여하는 후술할 진동유닛(20)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 진동유닛(20)이 상기 장치바디(10)에 결합되어 제공될 수 있는 것이다.
이를 위해, 상기 장치바디(10)는 상기 진동유닛(20)의 일측에 위치하게 제공될 수 있으며, 상기 진동유닛(20)이 진동을 부여할 때, 상기 장치바디(10)는 고정 제공됨으로써, 상기 진동유닛(20)의 진동발생시에 지지점으로써의 역할을 할 수 있게 된다.
상기 진동유닛(20)은 용강에서 주편을 생산하게 되는 연주기의 주형(2)에 진동을 부여하는 역할을 할 수 있다. 이에 의해서 상기 용강이 일부 응고되어 형성된 응고쉘이 상기 주형(2)에 들러붙는 것을 방지하여, 상기 응고쉘의 터짐으로 인하여 주편의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 주형(2)에 진동을 부여할 때, 진동을 부여하는 진동점이 두 점 이하인 경우에는 상기 진동점은 점 또는 선분만을 형성하기 때문에, 1차원의 좌표만을 설정할 수 있게 된다. 이에 의하면, 상기 주형(2)의 2차원(면) 또는 3차원(공간)의 위치 설정이 진동의 부여만으로는 부족하게 된다.
즉, 상기 주형(2)의 전후 및 좌우 이동을 가이드할 가이드롤 등의 추가적인 구성요소가 필요하며, 이러한 가이드롤 등은 진동에 의해서 상기 주형(2)과의 마찰로 마모되는 등으로 교체 등의 추가 작업이 필요한 단점이 발생하게 된다.
그러나, 본 발명의 진동유닛(20)에서는 3개 이상의 진동부를 제공하기 때문에, 상기 주형(2)의 위치 설정을 2차원(면) 또는 3차원(공간) 등으로 확장시킬 수 있게 된다.
일례로써, 상기 진동유닛(20)이 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)를 포함하는 3개의 진동부를 포함하는 경우에는, 상기 진동유닛(20)에 의해서 형성되는 진동점이 3점이 되기 때문에, 2차원의 면을 형성하게 되며, 진동의 부여 강도를 조절하여 상기 주형(2)을 전후 또는 좌우로 위치 이동을 시킬 수 있게 된다.
이와 같은, 진동 부여에 의해서 상기 주형(2)의 위치 조절을 용이하게 하기 위해서, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)는 이등변삼각형의 꼭지점 위치 및 진폭이 없는 부분에 각각이 위치하는 간격으로 이격되어 제공될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
한편, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23) 등의 진동부는 상기 장치바디(10)와 연결되는 하단힌지(25) 및 상기 주형(2)과 결합되는 상단힌지(24)를 수직한 방향으로 제공하여, 진동의 부여하여 상기 주형(2)이 전후 및 좌우로 이동되는 것을 자유롭게 할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
여기서 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23) 등의 진동부가 진동을 부여하는 것은 실린더를 상하로 빠르게 움직이면서 상기 주형(2)에 진동을 부여하게 제공될 수 있다.
그밖에, 외부의 전력원과 연결되는 압전소자를 이용하여 진동을 부여하거나, 자기변형을 이용하여 진동을 부여할 수도 있다.
이와 같이 진동을 부여하는 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23) 등의 진동부의 진동을 조절하기 위해서, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)는 제어부(C)와 연결될 수 있으며, 과진동이 발생하거나, 진동이 부족하여 상기 주형(2)이 일측으로 쏠리는 경우에는 상기 제어부(C)가 진동의 주파수 내지 진폭을 조정하여 상기 주형(2)의 위치를 일정하게 조정할 수 있게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 연주기용 주형 진동장치(1)에서 진동부가 주형(2)에 결합되는 위치를 도시한 설명도로써, 도 3은 상기 진동부가 부가하는 진동의 주파수가 사인파인 경우를 도시한 것이고, 도 4는 상기 진동부가 부가하는 진동의 주파수가 코사인파인 경우를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치(1)의 상기 진동부는 상기 주형(2) 하면부의 이등변 삼각형 꼭지점 부분의 위치에 각각 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치(1)의 상기 진동부는 상기 주형(2) 하면부의 일변 양단부와, 상기 일변의 반대변 중앙부에 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치(1)에서 상기 진동부 사이의 이격 거리(L)는 상기 진동부가 부가하는 진동의 주파수가 사인파로 제공되면, L = (λ×n)/2, n = 1, 2, 3 … 의 값을 가지며, 코사인파로 제공되면, L = (λ×n)/2 + λ/4, n = 1, 2, 3 … 의 값을 가질 수 있으며, 여기서, λ는 상기 진동부의 진동 파장이다.
즉, 진동 부여에 의해서 상기 주형(2)의 위치 조절을 용이하게 하기 위해서, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)는 이등변삼각형의 꼭지점 위치에 제공될 수 있으며, 진폭이 없는 부분에 위치하는 간격으로 이격되어 제공될 수 있는 것이다.
다시 말해, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)은 이등변 삼각형의 꼭지점 부분에 위치하게 각각이 이격되어 제공될 수 있다.
일례로써, 상기 주형(2)의 하면부의 일변 양단부에 각각 제2진동부(22)와 제3진동부(23)가 제공되며, 상기 일변의 반대변의 중앙부에 상기 제1진동부(21)가 제공될 수 있다.
이와 같이 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)가 이등변 삼각형의 꼭지점의 위치에 이격되어 제공되면, 동일거리로 이격된 상기 제2진동부(22)와 제3진동부(23)는 진동을 합하여 상기 제1진동부(21)와의 진동차이에 의해서, Y축 방향으로의 이동을 조정하게 되며, 상기 제2진동부(22)와 제3진동부(23)의 진동 차이에 의해서는 X축 방향으로의 이동을 조정할 수 있게 된다.
다시 말해, 상기 제2진동부(22)와 상기 제3진동부(23)의 진동의 합이 상기 제1진동부(21)의 진동보다 크면 상기 주형(2)은 Y축 방향의 상기 제1진동부(21)의 방향으로 이동하게 되고, 그 반대의 경우에는 Y축 방향의 상기 제2진동부(22)와 제3진동부(23) 방향으로 이동하게 된다.
또한, 상기 제2진동부(22)가 상기 제3진동부(23)보다 진동을 크게 부여하면, 상기 주형(2)은 X축 방향의 상기 제3진동부(23) 방향으로 이동하게 되며, 그 반대의 경우에는 X축 방향의 상기 제2진동부(22) 방향으로 이동하게 된다.
한편, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23) 등의 진동부들은 진폭이 제로(zero)인 부분에 위치하게 제공될 수 있는데, 이는 상기 진동부들이 다른 진동부에 의해서 진동발생이 간섭되는 것을 방지하기 위한 것이다.
일례로써, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)는 발생하는 진동의 주파수가 사인파로 제공되면 L = (λ×n)/2, n = 1, 2, 3 …의 식을 만족하는 거리로 이격(L)되어 제공될 수 있는데, 이는 진동의 파장(λ)의 반파장의 배수의 거리로 이격된 것을 의미한다.
또한, 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)는 발생하는 진동의 주파수가 코사인파로 제공되면 L = (λ×n)/2 + λ/4, n = 1, 2, 3 …의 식을 만족하는 거리로 이격(L)되어 제공될 수 있는데, 이는 진동의 파장(λ)의 반파장의 배수에 λ/4의 거리만큼 더 이격되어 제공되는 것을 의미한다.
이는 모두 상기 제1진동부(21), 제2진동부(22), 제3진동부(23)가 부여하는 진동의 진폭이 제로가 되는 부분으로써, 진동에 의한 영향이 없는 부분으로 이격(L)되어 제공되는 것이다.
도 5는 본 발명의 연주기용 주형 진동장치(1)에서 상단힌지(24)와 하단힌지(25)를 도시한 평면도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주기용 주형 진동장치(1)의 상기 진동부는 일단부에 제공되며, 상기 주형(2)과 힌지결합되는 상단힌지(24) 및 타단부에 제공되며, 상기 상단힌지(24)의 결합 방향과 수직한 방향으로 상기 장치바디(10)와 힌지결합되는 하단힌지(25)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 주형(2)이 전후 및 좌우로 이동되는 것을 자유롭도록, 상기 상단힌지(24)와 하단힌지(25)를 결합하여 제공할 수 있는 것이다.
다시 말해, 상기 상단힌지(24)는 X축 방향에 수평하게 결합되어 Y축 방향의 이동에 대한 자유도를 확보시키게 되며, 상기 하단힌지(25)는 Y축 방향에 수평하게 결합되어 X축 방향의 이동에 대한 자유도를 확보할 수 있게 되는 것이다.
이를 위해서, 상기 상단힌지(24)가 상기 주형(2)과 힌지결합되는 것은 상기 진동부의 일단부에 형성된 상단힌지결합탭과 상기 주형(2)의 하면부에 형성된 주형힌지연결탭을 핀으로 연결하여 공정하게 된다.
또한, 상기 하단힌지(25)가 상기 장치바디(10)와 힌지결합되는 것은 상기 진동부의 타단부에 형성된 하단힌지결합탭과 상기 장치바디(10)의 상면부에 형성된 바디힌지연결탭을 핀으로 연결하여 공정하게 된다.
1 : 연주기용 주형 진동장치 2 : 주형
10: 장치바디 20: 진동유닛
21: 제1진동부 22: 제2진동부
23: 제3진동부 24: 상단힌지
25: 하단힌지

Claims (6)

  1. 장치바디; 및
    연주기의 주형과 상기 장치바디에 연결되어 결합되는 진동부를 적어도 3개 포함하는 진동유닛;
    상기 진동부는,
    일단부에 제공되며, 상기 주형과 힌지결합되는 상단힌지; 및
    타단부에 제공되며, 상기 상단힌지의 결합 방향과 수직한 방향으로 상기 장치바디와 힌지결합되는 하단힌지;
    를 포함하고,
    상기 진동부들 중 하나의 진동부는 다른 진동부에서 인가한 진동의 진폭이 제로(zero)인 위치에 제공되도록, 상기 진동부 사이의 이격 거리(L)는,
    상기 진동부가 부가하는 진동의 주파수가 사인파로 제공되면, L = (λ×n)/2, n = 1, 2, 3 … 의 값을 가지며,
    코사인파로 제공되면, L = (λ×n)/2 + λ/4, n = 1, 2, 3 … 의 값을 가지는 연주기용 주형 진동장치.
    여기서, λ는 상기 진동부의 진동 파장
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동유닛은 상기 진동부를 3개 구비하는 연주기용 주형 진동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 진동부는 상기 주형 하면부의 이등변 삼각형 꼭지점 부분의 위치에 각각 제공되는 연주기용 주형 진동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진동부는 상기 주형 하면부의 일변 양단부와, 상기 일변의 반대변 중앙부에 제공되는 연주기용 주형 진동장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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