KR101736576B1 - 주조롤 크리닝장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 주조롤 크리닝장치는, 주조롤에 회전하는 브러쉬롤을 로딩하면서 크리닝하는 크리닝수단; 상기 브러쉬롤을 진동시키도록 상기 크리닝수단에 제공된 진동수단; 및 상기 주조롤의 표면에 압축응력을 부여하도록 상기 브러쉬롤에 제공된 숏피닝수단;을 포함한다.

Description

주조롤 크리닝장치{Apparatus for cleaning of casting roll}
본 발명은 주조롤 크리닝장치로서, 주조롤에 브러쉬롤을 로딩하여 주조롤을 크리닝하는 주조롤 크리닝장치에 관한 것이다.
일반적으로 박판의 주조방법에는 용강을 턴디쉬를 통하여 연속 주조방법으로 슬라브를 제조하고, 이를 압연 및 사상작업을 거쳐 박판으로 제조하는 연속 주조방식과, 회전하는 쌍롤에 직접 용강을 투입하여 주조롤을 통하여 슬라브의 압연 및 사상 작업없이 직접 박판을 제조하는 쌍롤식 박판 주조방식이 있다.
이러한 쌍롤식 박판 주조기(이하, '쌍롤 주조기'라 함)를 도 1에서 개략적으로 도시하고 있다.
예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 용기(110)에서 용강(M)은 냉각되는 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 주조롤(120) 사이에 노즐(112)을 통하여 주입되고, 주조롤과 접촉하여 응고되고 응고쉘이 압하되어, 박판(주편)(S)으로 생성된다. 즉, 일정한 속도로 회전하는 2개의 주조롤(120)사이에 용강(M)이 공급되면, 용강(M)은 주조롤(120)과 접촉하면서 응고각을 형성하여 주조롤(120)이 회전함에 따라 롤 최근접점에서 박판(S)을 형성한다. 이때, 주조롤(120)의 단부에는 용강(M)의 유출을 막는 댐 기능을 하는 세라믹으로 구성된 댐(130)이 배치된다. 그리고, 주조 롤(120)은 도면에서는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 내부에 냉각수가 유통되고 주조롤(120)에는 판의 형상을 제어하기 위한 크라운이 형성되는 구조이다.
따라서, 쌍롤 주조기(100)에서 용기의 노즐(112)을 통하여 용강(M)을 공급하고 공급된 용강(M)이 주조롤(120)에서 응고, 압하되어 박판(S)이 형성되고, 이와 같이 연속 주조되는 박판은 루프피트와 분위기챔버(140)와 이송테이블(150)을 거쳐 핀치롤(160)에서 이송되면 최종적으로 압연기(170)를 거쳐 코일러(미도시)에 코일링된다.
그리고, 쌍롤 주조기(100)의 주조롤(120)에는 주조롤 롤 표면의 이물질을 회전마찰하면서 제거하는, 즉 주조롤을 크리닝하는 브러쉬롤(210)이 사용된다.
예를 들어, 주조롤(120)의 표면에 생성되는 오염 물질인 용강(M)의 산화스케일이나 용강 중의 기화 성분인 망간 등이 산화하여 산화망간의 형태로 롤 표면에 증착하고, 여기에 고온의 용강 상부에 존재하는 슬래그 등이 반응하여 단단한 피막을 형성하는데, 상기 브러쉬롤(200)은 이와 같은 주조롤(120) 표면의 피막을 제거하기 위하여 사용되고, 하나의 주조롤(120)에 복수 개가 배열되어 제공될 수 있다.
그런데, 상기 브러쉬롤(200)에 주조롤(120) 표면의 피막과 같은 이물질이 붙어서 떨어지지 않게 되면, 계속해서 회전하는 과정에서 이물질이 붙은 부위에 대응되는 주조롤(120)의 부위만 국부적으로 마모가 발생하게 되는 문제점이 있다.
즉, 상기 브러쉬롤(200)은 길이방향을 축으로 하여 단순히 회전만 하기 때문에, 브러쉬롤(200) 표면에 피막이 붙게 되는 경우 잘 떨어지지 않게 되며, 이에 따라 주조롤(120)에 국부적인 마모가 발생하는 한계점이 있다.
또한, 주조롤(120)은 주조과정에서의 열사이클에 의해 열응력이 발생하는데, 이러한 열응력의 반복으로 인하여 표면에 열피로가 발생함에 따라 표면에 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 브러쉬롤에서 이물질을 분리제거함으로써 주조롤의 국부적인 마모를 방지하고, 주조롤의 표면에 압축응력을 부여함으로써 피로강도를 증가시켜 주조롤의 수명을 늘리는 주조롤 크리닝장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤 크리닝장치는, 주조롤에 회전하는 브러쉬롤을 로딩하면서 크리닝하는 크리닝수단; 상기 브러쉬롤을 진동시키도록 상기 크리닝수단에 제공된 진동수단; 및 상기 주조롤의 표면에 압축응력을 부여하도록 상기 브러쉬롤에 제공된 숏피닝수단;을 포함하고, 상기 숏피닝수단은, 상기 브러쉬롤의 브러쉬 끝단에 장착된 숏을 구비한다.
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그리고, 상기 브러쉬롤은, 롤축과 상기 롤축의 둘레에 방사방향으로 연결된 브러쉬를 구비할 수 있으며, 상기 진동수단은, 상기 롤축이 축회전가능하면서 연결되도록, 일측부가 상기 롤축에 형성된 체결홈에 삽입된 베어링부재; 및 상기 베어링부재의 타측부가 연결되며, 유압에 의해 상기 베어링부재를 상기 롤축의 길이방향으로 왕복이동시키는 유압유닛;을 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 유압유닛은, 상기 베어링부재에서 상기 롤축의 길이방향 양측부 각각에 접하면서 유압에 의해 상기 롤축의 길이방향으로 팽창 및 압축되는 팽창부재를 가진 유압하우징; 및 상기 팽창부재와 연결되어, 상기 팽창부재에 유압을 공급하거나 상기 팽창부재로부터 유압을 배출시키는 유압실린더;를 구비할 수 있다.
아울러, 상기 크리닝수단은, 상기 브러쉬롤의 롤축을 통과하면서 키체결되어 상기 브러쉬롤을 회전구동시키는 회전구동축을 가진 구동유닛을 구비하며, 상기 회전구동축 또는 롤축 중 하나에는 길이방향을 따라 키가 형성되고 나머지 하나에는 상기 키가 삽입되는 키홈이 형성되며, 상기 진동수단에 의해 상기 롤축이 길이방향으로 왕복이동되도록, 상기 키홈은 상기 키의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
한편, 상기 크리닝수단은, 상기 브러쉬롤을 구비하고 상기 주조롤과의 거리가 조절되는 이동부; 및 상기 주조롤의 양측 각각에 배치되어 상기 주조롤에 상기 브러쉬롤을 로딩시키도록 상기 이동부를 이동시키는 위치조절실린더를 구비하는 본체;를 구비할 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 크리닝수단에 제공되며, 상기 주조롤을 폭방향 균일하게 크리닝하도록, 거리측정, 압력측정 및 전류측정을 통하여 브러쉬롤의 위치를 제어하는 제어수단;을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어수단은, 상기 이동부에 장착된 거리측정센서; 상기 이동부와 위치조절실린더의 연결부위에 장착된 로드셀; 상기 브러쉬롤을 회전시키는 구동모터의 전류를 측정하는 인버터; 및 상기 거리측정센서, 로드셀, 인버터 및 위치조절실린더와 전기적으로 연계되어, 상기 거리측정센서, 로드셀 및 인버터에 의해 상기 위치조절실린더의 압력을 제어하는 제어부;를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 주조롤 크리닝장치는, 브러쉬롤을 진동시키는 진동수단이 구성됨으로써, 주조롤 표면의 피막과 같은 이물질이 붙은 브러쉬롤에서 이물질을 떨어뜨림에 따라, 이물질이 붙은 브러쉬롤에 의해 주조롤에 국부적인 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 주조롤 표면에 압축응력을 부여하는 숏피닝수단이 구성됨으로써, 청정효과 이외에 피닝효과로서 주조롤 표면에 압축응력을 발생시킴으로써 피로강도를 비약적으로 증강시킴에 따라, 주조롤의 수명을 늘릴 수 있다.
도 1(a)는 쌍롤 주조기를 나타낸 도면이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 쌍롤 주조기의 주조롤을 브러쉬롤로 크리닝하는 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤 크리닝장치가 주조롤 측으로 이동되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 주조롤 크리닝장치의 이동부를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 이동부의 일측을 나타낸 확대도이다.
도 5는 도 2의 이동부에서 숏피닝수단이 장착된 브러쉬롤을 나타낸 측면도이다.
도 6은 도 5의 숏피닝수단에 의해 주조롤의 표면에 압축응력을 부여하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 숏피닝에 의한 주조롤의 피로수명향상을 나타낸 그래프다.
이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤 크리닝장치가 주조롤 측으로 이동되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 주조롤 크리닝장치의 이동부를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 이동부의 일측을 나타낸 확대도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 주조롤을 크리닝하는 크리닝수단과 함께, 주요 구성적 특징으로서 상기 크리닝수단에 제공되는 진동수단 및 숏피닝수단을 포함한다.
여기에서, 상기 크리닝수단은 브러쉬롤(210)을 구비하고 주조롤(120)과의 거리가 조절되는 이동부, 및 상기 주조롤(120)의 양측 각각에 배치되어 주조롤(120)에 브러쉬롤(210)을 로딩시키도록 이동부를 이동시키는 위치조절실린더(310)를 구비하는 본체를 포함한다.
구체적으로, 상기 이동부는 브러쉬롤(210)과, 상기 브러쉬롤(210)을 일부 감싸는 롤덕트(221), 상기 롤덕트(221)와 연결된 집진덕트(222)를 구비할 수 있으며, 이때, 상기 집진덕트(222)는 흡입펌프(미도시)와 연계되어 있음은 물론이다. 참고로, 복수 개의 롤덕트(221)는 벨로우즈관(225)으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 이동부는 브러쉬롤(210)을 회전구동시키도록 구동모터(230)와, 상기 구동모터(230)의 구동력을 브러쉬롤(210)에게 전달하는 연결유닛을 구비할 수 있으며, 이때, 상기 연결유닛은 모터축(231), 중간축(250), 회전구동축(700)에 형성된 스프라켓(241), 상기 스프라켓(241)들을 연결하는 체인 또는 벨트(242)로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 본체는 이동부와 연결된 실린더로드(311)를 가진 위치조절실린더(310), 상기 위치조절실린더(310)를 장착고정하는 실린더프레임(322)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 위치조절실린더(310)는 유압 또는 공압이 이용되는 유압위치조절실린더 또는 유압위치조절실린더 등 어떠한 위치조절실린더도 활용될 수 있음은 물론이다.
이에 더하여, 본 발명은 주조롤(120) 크리닝 작업 시에만 활용되기 위해, 상기 본체를 주조롤(120) 측으로 이송시키도록 바닥에 고정된 이송실린더(410)와, 상기 본체가 안착되어 길이방향을 따라 이동되도록 바닥에 설치된 이송레일(420)을 구비할 수 있다.
한편, 상기 제어수단은 거리측정센서(P), 로드셀(L), 인버터(I), 제어부(C)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 거리측정센서(P)는 이동부에 장착되어 위치조절실린더(310)에 의해 이동되는 이동부와 주조롤(120)과의 거리를 측정하는데, 일례로서 레이저센서 등이 활용될 수 있다.
또한, 상기 로드셀(L)은 이동부와 위치조절실린더(310)의 연결부위에 장착되어, 상기 이동부의 브러쉬롤(210)이 주조롤(120)에 로딩되어 발생하는 주조롤(120)에 대한 브러쉬롤(210)의 압력을 측정하는데, 도면에 도시된 바와 같이 브러쉬롤(210)을 지지하는 지지구조물(260)과 위치조절실린더(310)의 실린더로드(311) 사이의 연결부위에 배치될 수 있다.
아울러, 상기 인버터(I)는 구동모터(230)의 부하로 인하여 발생하는 전류를 측정하는데, 물론 극수의 변환 또는 주파수의 변환으로 구동모터(230)의 속도도 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(C)는 거리측정센서(P), 로드셀(L), 인버터(I), 및 위치조절실린더(310)와 전기적으로 연계되어, 거리측정센서(P), 로드셀(L), 인버터(I)에 의해 위치조절실린더(310)의 압력을 제어하는 역할을 수행한다.
상술된 바와 같이 구성되는 주조롤 크리닝장치에 의한 주조롤 크리닝방법에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명의 주조롤 크리닝방법은, 주조롤(120)에 브러쉬롤(210)을 로딩하여 주조롤(120)을 크리닝하는 방법에 있어서, 상기 주조롤(120)과 브러쉬롤(210)의 거리측정하는 거리측정단계, 상기 주조롤(120)에 대한 브러쉬롤(210)의 압력을 측정하는 압력측정단계, 및 상기 브러쉬롤(210)을 회전시키는 구동모터(230)의 전류를 측정하는 전류측정단계를 포함하여, 상기 거리측정단계, 압력측정단계, 및 전류측정단계를 통하여 브러쉬롤(210)의 위치를 제어하도록 구성된다.
여기에서, 상기 거리측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어는, 상기 주조롤(120)과 브러쉬롤(210)의 거리측정으로 브러쉬롤(210)의 위치를 제어하는 단계로서, 주조롤(120)과 브러쉬롤(210)의 거리를 실시간 측정한 것을 데이터로 하여 브러쉬롤(210)을 주조롤(120)에 접촉되는 지점까지 이동시키는 제어단계이다.
구체적으로, 주조롤(120) 크리닝을 위해 본체가 이송실린더(410)에 의해 레일을 따라 주조롤(120) 측으로 이송된 다음, 본체가 구비한 위치조절실린더(310)가 이동부를 주조롤(120) 측으로 이동시켜 브러쉬롤(210)에 대한 위치를 조절하는 과정에서, 이동부에 구비된 거리측정센서(P)가 브러쉬롤(210)과 주조롤(120) 사이의 거리를 실시간 측정함으로써, 브러쉬롤(210)을 주조롤(120)에 접촉되는 지점까지 이동시킴에 따라 브러쉬롤(210)의 위치조절을 보다 정밀하게 수행할 수 있다.
또한, 상기 압력측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어는, 주조롤(120)에 대한 브러쉬롤(210)의 압력측정으로 브러쉬롤(210)의 위치를 제어하는 단계로서, 주조롤(120)에 대한 브러쉬롤(210)의 압력을 실시간 측정한 것을 데이터로 하여, 주조롤(120)에 상기 브러쉬롤(210)을 로딩시키는 위치조절실린더(310)의 압력을 제어하되, 상기 주조롤(120) 양측에 각각 배치된 상기 위치조절실린더(310)의 압력이 서로 동일하게 되도록 하는 제어단계이다.
구체적으로, 상술된 위치제어단계에 의해 위치제어가 수행되어 주조롤(120)에 브러쉬롤(210)이 접촉된 다음, 이동부와 위치조절실린더(310) 사이에 배치된 로드셀(L)이 주조롤(120)에 접촉된 브러쉬롤(210)의 압력을 실시간 측정하여 주조롤(120) 양측에 각각 배치된 위치조절실린더(310)의 압력이 서로 동일하게 되도록 함으로써, 주조롤(120)의 폭방향에 대해 브러쉬롤(210)이 균일하게 압박함에 따라 주조롤(120)에 대한 크리닝이 균일하게 이루어지도록 할 수 있다.
그리고, 상기 전류측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어는, 브러쉬롤(210)을 회전시키는 구동모터(230)의 전류측정으로 브러쉬롤(210)의 위치를 제어하는 단계로서, 브러쉬롤(210)의 브러쉬(212) 길이차이에 의한 하중헌팅을 안정시키도록, 구동모터(230)의 부하에 따른 전류를 실시간 측정하면서 피드백하여, 주조롤(120)에 브러쉬롤(210)을 로딩시키는 위치조절실린더(310)의 압력을 제어하는 제어단계이다.
브러쉬롤(210)에서 방사상으로 돌출된 브러쉬(212)는 길이가 모두 동일하도록 제조되는데, 실질적으로 가공오차에 의해 길이가 불규칙하며 아울러 주조롤(120) 크리닝 과정에서도 부분별 마모에 의해 길이가 서로 차이가 남에 따라, 하중헌팅을 발생함으로써 주조롤(120)의 크리닝이 불균일하게 이루어지고 특히 주조롤(120)의 폭방향에 대한 크리닝이 균일하게 이루어지지 않는 한계점이 있는데, 이를 보완하기 위해 전류측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어가 수행된다.
구체적으로, 상술된 압력측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어가 수행되어 주조롤(120)의 폭방향으로 브러쉬롤(210)이 균일하게 압박된 다음, 브러쉬롤(210)의 구동모터(230) 부하에 따른 전류를 인버터(I)가 실시간 측정하면서 주조롤(120)에 브러쉬롤(210)을 로딩시키는 위치조절실린더(310)의 압력을 제어하고 아울러 이를 피드백 제어함으로써, 브러쉬(212)의 길이차이에 의한 하중헌팅을 안정화시킬 수 있다.
아울러, 상기 브러쉬롤(210)의 회전속도는 주조되는 강종마다 다르게 적용되는데, 이를 위해 브러쉬롤(210)의 회전속도제어는 상술된 바와 같은 인버터(I)에 의해 구동모터(230)의 회전속도를 조절하여 이루어질 수 있다.
나아가, 본 발명은 거리측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어, 압력측정단계를 통한 브러쉬롤(210)의 위치제어 및 전류측정단계를 통한 상기 브러쉬롤(210)의 위치제어가 바람직하게 상술된 바와 같은 순서로 순차적으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않고 순서에 관계없이 각 제어가 요구되는 상황이 발생하면 별도로 또는 역순으로 수행될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 주요 구성적 특징으로서 상기 크리닝수단에 제공되는 진동수단 및 숏피닝수단을 포함한다.
먼저, 상기 진동수단은 브러쉬롤(210)을 진동시키도록 크리닝수단에 설치됨으로써 브러쉬롤(210)에 붙은 이물질을 떨어뜨림에 따라, 이물질이 붙은 브러쉬롤(210)에 의해 주조롤에 국부적인 마모가 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
즉, 브러쉬롤(210)에 주조롤(120) 표면의 피막과 같은 이물질이 붙어서 떨어지지 않게 되면, 계속해서 회전하는 과정에서 이물질이 붙은 부위에 대응되는 주조롤(120)의 부위만 국부적으로 마모가 발생하게 되는데, 상기 진동수단은 브러쉬롤(210)을 진동시켜서 브러쉬롤(210)에 붙은 이물질을 분리제거함에 따라 이러한 점을 방지하게 된다.
이러한 진동수단은 브러쉬롤(210)을 길이방향을 따라 왕복이동하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 브러쉬롤(210)은 롤축(211)과 상기 롤축(211)의 둘레에 방사방향으로 연결된 브러쉬(212)를 구비하는데, 이때 상기 진동수단은 롤축(211)에 연결된 베어링부재(500)와, 상기 베어링부재(500)를 롤축(211)의 길이방향으로 왕복이동시키는 유압유닛(600)을 구비할 수 있다.
여기에서 상기 베어링부재(500)는 롤축(211)이 축회전가능하면서 연결되도록, 일측부가 롤축(211)에 형성된 체결홈(211a)에 삽입된 배치구조를 취하는데, 이에 따라 베어링부재(500)를 롤축(211)의 길이방향으로 왕복이동시킴에 따라 롤축(211)도 함께 길이방향으로 왕복이동, 즉 진동을 하게 된다. 물론, 이때 베어링부재(500)는 롤축(211)과 연결되되 롤축(211)이 축회전 가능하게 구성되면 될 뿐, 본 발명에 의해 한정되지 않고 어떠한 연결구조도 취할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 유압유닛(600)은 베어링부재(500)의 타측부가 연결되며, 유압에 의해 베어링부재(500)를 롤축(211)의 길이방향으로 왕복이동시키도록 구성된다.
이러한 유압유닛(600)은 유압하우징(610)과 유압실린더(620)를 구비하는데, 상기 유압하우징(610)은 베어링부재(500)에서 롤축(211)의 길이방향 양측부 각각에 접하면서 유압에 의해 롤축(211)의 길이방향으로 팽창 및 압축되는 팽창부재(611)(612)를 가질 수 있다. 이러한 팽창부재(611)(612)는 본 발명에 의해 한정되지 않고, 유압이 제공되면 팽창되고 유압이 배출되면 압축되면 될 뿐 어떠한 구조 및 형상도 취할 수 있음은 물론이다.
아울러, 상기 유압실린더(620)는 팽창부재(611)(612)와 유압연결라인(631)에 의해 연결되어 팽창부재(611)(612)에 유압을 공급하거나 팽창부재(611)(612)로부터 유압을 배출시키는 역할을 수행한다. 즉, 유압실린더(620)가 좌측에 배치된 팽창부재(611)에 유압을 공급하여 팽창시키고 우측에 배치된 팽창부재(612)에서는 유압을 배출시켜 압축시키면, 좌측의 팽창된 팽창부재(611)에 의해 베어링부재(500)가 우측으로 이동하게 되며, 이와는 반대로 유압실린더(620)가 우측에 배치된 팽창부재(612)에 유압을 공급하여 팽창시키고 좌측에 배치된 팽창부재(611)에서는 유압을 배출시켜 압축시키면, 우측의 팽창된 팽창부재(612)에 의해 베어링부재(500)가 좌측으로 이동하게 된다. 이와 같은 일련의 이동이 빠르게 수행됨으로써 왕복이동이 진동으로서 구현된다.
참고로, 상기 유압실린더(620)는 유압공급 및 배출이 이루어질 수 있도록 유압공급 및 배출라인(630)이 연결된다.
그리고, 상기 크리닝수단은 브러쉬롤(210)의 롤축(211)을 통과하면서 키체결되어 브러쉬롤(210)을 회전구동시키는 회전구동축(700)을 가진 구동유닛을 구비할 수 있다.
이때, 상기 회전구동축(700) 또는 롤축(211) 중 하나에는 길이방향을 따라 키(710)가 형성되고 나머지 하나에는 상기 키(710)가 삽입되는 키홈(720)이 형성될 수 있으며, 아울러 진동수단에 의해 롤축(211)이 길이방향으로 왕복이동되도록 상기 키홈(720)은 키(710)의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 참고로, 상기 키홈(720)은 도면에 도시된 바와 같이 키(710)의 양측에서 복수 개의 키홈(720)이 서로 연통되어 합쳐진 빈 공간을 포함한다.
한편, 상기 숏피닝수단은 도 5에 도시된 바와 같이 주조롤의 표면에 압축응력을 부여하도록 브러쉬롤(210)에 제공됨으로써, 주조과정에서의 열사이클에 의해 주조롤에 열응력이 발생하여 표면에 열피로가 발생함으로써, 주조롤의 표면에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 숏피닝수단은 브러쉬롤(210)의 브러쉬(212) 끝단에 장착된 숏(shot)(900)을 구비할 수 있으며, 이에 따라 브러쉬롤(210)이 회전하는 과정에서 도 6에 도시된 바와 같이 브러쉬(212)와 함께 숏(900)도 회전하면서 주조롤(120)의 표면을 때림으로써, 주조롤(120) 표면의 산화막을 깨뜨리는 크리닝효과가 있고, 주조롤(120)의 표면에 압축응력을 부여하는 강도보강효과가 있다. 이때, 상기 숏(900)으로는 일례로서 경화된 작은 쇠구슬이 활용될 수 있다.
즉, 상기 숏피닝수단은 숏(900)을 주조롤(120)의 표면에 충돌시킴으로써 크리닝효과와 함께 피닝(peening)효과로서 주조롤(120) 표면에 압축응력을 발생시킴으로써 피로강도를 비약적으로 증강시킴에 따라, 주조롤(120)의 수명을 늘릴 수 있다. 참고로, 주조롤(120)의 표면에는 숏(900)이 충돌됨에 따라 미세한 충돌홈(120a)이 발생하게 된다.
이에 대한 실험결과는 도 7에 도시된 바와 같이, 주조롤(120)의 표면에 가까워질 수록 잔류압축응력이 커지는 것을 알 수 있으며, 이는 숏피닝에 의해 주조롤(120)의 피로수명이 향상됨을 알 수 있다. 참고로, 압축응력은 (-)기호로 표시된다.
결과적으로, 본 발명은 브러쉬롤(210)을 진동시키는 진동수단이 구성됨으로써, 주조롤(120) 표면의 피막과 같은 이물질이 붙은 브러쉬롤(210)에서 이물질을 떨어뜨림에 따라, 이물질이 붙은 브러쉬롤(210)에 의해 주조롤(120)에 국부적인 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 주조롤(120) 표면에 압축응력을 부여하는 숏피닝수단이 구성됨으로써, 청정효과 이외에 피닝효과로서 주조롤(120) 표면에 압축응력을 발생시킴으로써 피로강도를 비약적으로 증강시킴에 따라, 주조롤(120)의 수명을 늘릴 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
210 : 브러쉬롤 211 : 롤축
211a : 체결홈 212 : 브러쉬
221 : 롤덕트 222 : 집진덕트
230 : 구동모터 231 : 모터축
241 : 스프라켓 242 : 체인 또는 벨트
250 : 중간축 310 : 위치조절실린더
311 : 실린더로드 322 : 실린더프레임
410 : 이송실린더 420 : 이송레일
P : 거리측정센서 L : 로드셀
I : 인버터 C : 제어부
500 : 베어링부재 610 : 유압하우징
611 : 팽창부재 620 : 유압실린더
630 : 유압공급 및 배출라인 700 : 회전구동축
710 : 키 720 : 키홈
900 : 숏

Claims (8)

  1. 주조롤에 회전하는 브러쉬롤을 로딩하면서 크리닝하는 크리닝수단;
    상기 브러쉬롤을 진동시키도록 상기 크리닝수단에 제공된 진동수단; 및
    상기 주조롤의 표면에 압축응력을 부여하도록 상기 브러쉬롤에 제공된 숏피닝수단;을 포함하고,
    상기 숏피닝수단은, 상기 브러쉬롤의 브러쉬 끝단에 장착된 숏을 구비하는 주조롤 크리닝장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 브러쉬롤은, 롤축과 상기 롤축의 둘레에 방사방향으로 연결된 브러쉬를 구비하며,
    상기 진동수단은,
    상기 롤축이 축회전가능하면서 연결되도록, 일측부가 상기 롤축에 형성된 체결홈에 삽입된 베어링부재; 및
    상기 베어링부재의 타측부가 연결되며, 유압에 의해 상기 베어링부재를 상기 롤축의 길이방향으로 왕복이동시키는 유압유닛;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 주조롤 크리닝장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유압유닛은,
    상기 베어링부재에서 상기 롤축의 길이방향 양측부 각각에 접하면서 유압에 의해 상기 롤축의 길이방향으로 팽창 및 압축되는 팽창부재를 가진 유압하우징; 및
    상기 팽창부재와 연결되어, 상기 팽창부재에 유압을 공급하거나 상기 팽창부재로부터 유압을 배출시키는 유압실린더;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 주조롤 크리닝장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 크리닝수단은, 상기 브러쉬롤의 롤축을 통과하면서 키체결되어 상기 브러쉬롤을 회전구동시키는 회전구동축을 가진 구동유닛을 구비하며,
    상기 회전구동축 또는 롤축 중 하나에는 길이방향을 따라 키가 형성되고 나머지 하나에는 상기 키가 삽입되는 키홈이 형성되며,
    상기 진동수단에 의해 상기 롤축이 길이방향으로 왕복이동되도록, 상기 키홈은 상기 키의 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 주조롤 크리닝장치.
  6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크리닝수단은,
    상기 브러쉬롤을 구비하고 상기 주조롤과의 거리가 조절되는 이동부; 및
    상기 주조롤의 양측 각각에 배치되어 상기 주조롤에 상기 브러쉬롤을 로딩시키도록 상기 이동부를 이동시키는 위치조절실린더를 구비하는 본체;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 주조롤 크리닝장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 크리닝수단에 제공되며, 상기 주조롤을 폭방향 균일하게 크리닝하도록, 거리측정, 압력측정 및 전류측정을 통하여 브러쉬롤의 위치를 제어하는 제어수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주조롤 크리닝장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    상기 이동부에 장착된 거리측정센서;
    상기 이동부와 위치조절실린더의 연결부위에 장착된 로드셀;
    상기 브러쉬롤을 회전시키는 구동모터의 전류를 측정하는 인버터; 및
    상기 거리측정센서, 로드셀, 인버터 및 위치조절실린더와 전기적으로 연계되어, 상기 거리측정센서, 로드셀 및 인버터에 의해 상기 위치조절실린더의 압력을 제어하는 제어부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 주조롤 크리닝장치.
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