KR101746940B1 - 주조롤 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 박판의 주조시 디프레션, 덴트, 크랙 등의 표면 결함의 발생을 방지하고, 폭방향으로 균일한 응고능을 부여하여 에지 벌징의 발생을 방지하도록 개선된 주조롤을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 주조롤은 주조롤 본체 및 상기 주조롤 본체의 표면에 형성되는 표면처리부를 갖는 주조롤로서, 상기 표면처리부는 에지부에서 중앙부로 갈수록 형태와 배열 구조를 바꿔 가스 배출능 지수가 완만하게 증가하도록 상기 주조롤 본체의 표면을 따라 연속되며 형성되는 다수의 채널을 포함한다.

Description

주조롤 {CASTING ROLL}

본 발명은 쌍롤식 박판 주조 공정에서 활용되는 주조롤에 관한 것이다.

일반적으로 주조 공정은, 용융금속을 응고하여 일정한 두께의 주편으로 제조하는 공정으로, 최근에는 용융금속을 두개의 주조롤을 활용하여 최종 제품 두께에 가까운 박판으로 직접 응고시켜 제조하는 박판 주조기술이 개발되어 활용되고 있다.

일반적으로 쌍롤식 주조 공정은, 서로 인접하게 배치되어 반대방향으로 회전하는 두개의 주조롤 사이에 노즐을 통하여 용융금속을 주입하고, 용융금속이 주조롤 사이를 통과하여 진행하는 과정에서 응고되어 응고쉘로 형성된 후, 롤 닢에서 압하되며 박판으로 생성된다.

쌍롤식 주조 공정에서, 두개의 주조롤의 양단부에는 세라믹으로 구성된 에지댐이 제공되어, 주조롤 사이의 단부를 통해 용강이 유출되는 것을 방지한다.

또한, 주조롤은 고온의 용융금속을 지속적으로 냉각하도록 제공되며, 이에 따라 주조롤의 냉각을 위해 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각구조가 제공된다.

또한, 주조롤은 구리 등과 같은 열전달이 양호한 재질로 만들어지고, 표면에는 내마모를 위해 니켈 등을 코팅하여 형성한 표면처리부가 제공된다. 표면처리부는 강의 응고를 양호하게 하기 위해 숏 블래스팅과 같은 방법을 이용하여 무방향 조도가 형성된다.

주조롤을 통과하며 냉각된 박판은 1100~1200℃ 정도의 온도에서 열간압연을 통하여 20~40%의 압하율로 압연되며, 이러한 과정에서 판재 표면의 조도가 양호해지고, 재결정이 발생되어 물성이 양호하게 된다.

한편, 용강상태에서 다량의 용해성 가스를 포함하는 강종을 박판(일례로 고질소 듀플렉스 스테인리스강 박판 등)으로 제조할 경우, 용강상태에서 녹아있던 용해성 가스(질소 가스 등)가 응고시 포화되며 가스 상태로 빠져나오게 되고, 이에 따라 주조롤 표면과 응고쉘 사이에 질소 가스 등이 포집되고, 이 부분이 가스갭으로 작용하여 국부적인 응고지연을 유발시켜 응고쉘의 뒤틀림을 조장하고, 디프레션(depression) 결함, 덴트(dent) 결함, 크랙(crack) 등을 일으키는 원인이 된다.

이에 따라 종래에 주조롤 표면에 가스의 배출을 위한 통로를 가공하기 위해 주조롤 표면에 숏 블래스팅을 이용한 기존의 표면 처리가 진행되고 있으나, 아직은 국부적으로 가스의 배출이 원활하게 이루어지지 못하여 디프레션 결함, 덴트 결함, 크랙 등의 표면 결함을 완전하게 억제하지 못하고 있다.

또한, 박판 주조 공정에서 주편의 제조시, 주조롤의 폭방향으로 응고능을 균일하게 하여 폭방향 응고균일도를 확보해야 한다.

그러나, 종래에는 주편의 에지부는 응고가 지연되어 에지 벌징이 발생하고 있으며, 에지 벌징이 발생하면 에지가 녹아내리거나 에지부의 두께가 증가하는 현상이 발생하고 있으며, 이에 따라 정상적인 압연이 진행되지 못하여 제품 불량을 일으키거나 주조 중단을 일으키는 요인이 되고 있다.

한편, 주편의 제조과정에서 에지 벌징을 감소하기 위해서는, 주조롤 에지부의 응고능을 증가시켜야 하며, 이를 위해 주조롤의 중앙부에 비해 에지부에서 응고쉘과의 접촉율을 증가시켜야 하나, 이와 같이 응고쉘과의 접촉율을 증가시킬 경우 가스의 배출 통로가 충분히 확보되지 않아 디프레션, 덴트, 크랙 등의 표면결함이 발생할 우려가 있다.

국내 공개번호 10-2007-0067323 (2007.06.28)

본 발명의 일 실시예는 폭방향으로 균일한 응고능을 부여하여 에지 벌징의 발생을 방지하며, 박판이 에지 부분에서 주조롤에 달라붙는 현상을 방지하도록 개선되어 박판의 주조시 디프레션, 덴트, 크랙 등의 표면 결함의 발생을 방지하는 주조롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 주조롤은 주조롤 본체 및 상기 주조롤 본체의 표면에 형성되는 표면처리부를 갖는 주조롤로서, 상기 표면처리부는, 상기 주조롤 본체의 양단부로부터 소정길이로 제공되며 경사진 홈 형태로 이루어져 상기 주조롤의 원주방향으로 연속되어 형성되는 제1채널이 다수로 구비되는 제1채널부; 상기 제1채널부로부터 소정길이로 제공되며 다수의 직각인 홈 형태로 이루어져 상기 주조롤의 원주방향으로 연속되어 형성되는 제2채널이 다수로 구비되는 제2채널부; 상기 제2채널부로부터 소정길이로 제공되며 다수의 직각인 홈 형태로 이루어져 상기 주조롤의 원주방향으로 분절되어 형성되며, 상기 주조롤의 중앙방향으로 갈수록 분절된 길이가 짧아지도록 형성되는 제3채널이 다수로 구비되는 제3채널부; 및 상기 제3채널부 사이에 제공되며 다수의 돌기에 의해 형성되며 상기 주조롤의 원주방향에 대해 사선 형태로 연결되는 제4채널이 다수로 구비되는 제4채널부;를 포함한다.

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또한, 상기 제1채널부는 상기 제1채널의 피치가 0.5~1mm이고, 경사진 각도는 30~70도이며, 깊이는 0.1~3mm로 제공되고, 단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 50~90이며, 피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 30~80%일 수 있다.

또한, 상기 제2채널부는 상기 제2채널의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.25~0.7mm이며, 깊이는 150~250㎛로 제공되고, 단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 70~80이며, 피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 60~70%일 수 있다.

또한, 상기 제3채널부는 상기 제3채널의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.25~0.7mm이며, 깊이는 150~250㎛로 제공되고, 단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 상기 제2채널부에서 상기 제4채널부로 갈수록 80에서 150으로 증가하며, 피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 상기 제2채널부의 60%에서 상기 제4채널부의 15%로 감소할 수 있다.

또한, 상기 제4채널부는 상기 제4채널의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.3~0.7mm이며, 깊이는 0.1~0.3mm로 제공되고, 단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 100~200이며, 피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 5~20%일 수 있다.

또한, 상기 제1채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 내측으로 0~15mm에 위치되고, 상기 제2채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 내측으로 15~100mm에 위치되고, 상기 제3채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 내측으로 100~200mm에 위치되고, 상기 제4채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 200mm 내측에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주조롤의 표면처리를 통해 고질소를 함유하는 듀플렉스 스테인리스강 박판 등의 주조시, 주조롤과 응고쉘 사이에 가스가 포집되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따른 국부적인 응고지연을 방지할 수 있어 응고쉘의 뒤틀림이나, 디프레션, 덴트, 크랙 등의 표면결함 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치에 주조롤이 설치된 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤의 일부를 확대한 평면도.
도 3은 가스 배출능 지수(G index)와 산 면적율을 설명하기 위한 도면.
도 4는 표면처리부를 확대한 도면으로, (a)는 라인형 채널을 갖는 표면처리부 및 이에 따른 스트립 표면을 확대한 도면이고, (b)는 딤플을 갖는 표면처리부 및 이에 따른 스트립 표면을 확대한 도면.
도 5는 사선형 채널을 갖는 표면처리부를 확대한 도면.
도 6의 (a)와 (b)는 박판 에지부를 확대한 도면이고, (c)는 에지 벌징이 발생하는 위치를 도시한 그래프.
도 7은 채널의 형태에 따른 응고능을 도시한 그래프.
도 8은 본 실시예의 주조롤의 표면처리부에 형성되는 채널을 확대하여 도시한 단면도로, (a)는 직각홈 형태의 채널을 도시한 단면도이고, (b)는 완만한 경사홈 형태의 채널을 도시한 단면도.
도 9는 본 실시예의 주조롤의 폭에 따른 가스 배출능 지수(G index)와 산 면적율을 나타낸 그래프.
도 10의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤에 의한 에지부의 응고쉘의 개선된 형태와, 에지부의 디프레션이 개선된 상태를 보인 도면.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쌍롤식 박판 주조 장치에 주조롤이 설치된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주조롤의 일부를 확대한 평면도이다.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 실시예의 주조롤(1)은 용강을 급속하게 응고시켜 응고쉘을 형성하는 장치로, 쌍롤식 박판 주조 장치에서 주조롤(1)은 한 쌍으로 이루어져 서로 인접하게 배치되며, 서로 반대방향으로 회전하도록 제공될 수 있다.

또한, 주조롤(1)의 양단부에는 에지댐(2)에 의해 막혀질 수 있다.

또한, 쌍롤식 박판 주조 장치는 한 쌍의 주조롤(1) 사이로 용융금속(용강)을 주입하고, 용융금속(Y)이 주조롤(1) 사이를 통과하여 진행하는 과정에서 응고되어 응고쉘(S)로 형성된 후, 롤 닢에서 압하되는 과정을 연속적으로 진행하며 박판을 제조할 수 있다.

용융금속(Y)은 주조롤(1)과 접촉되며 응고되는 과정에서, 용융금속(Y)상태에서 녹아있던 용해성 가스(질소 가스 등)가 응고시 포화되며 가스 상태로 빠져나오게 되는데, 가스가 신속하게 배출되지 못할 경우 가스갭을 형성하게 되며, 이에 따라 국부적인 응고지연이 유발될 수 있고, 이는 응고쉘(S)의 뒤틀림을 조장하고, 디프레션(depression) 결함, 덴트(dent) 결함, 크랙(crack) 등을 일으키는 원인이 된다.

본 실시예에서 주조롤(1)은, 내부에 냉각수단이 구비되며, 열전도율이 높은 재질로 이루어진 주조롤 본체를 포함할 수 있다. 또한, 주조롤 본체의 표면에는 내마모도 등의 향상과 용융금속(Y)과의 접촉특성을 개선하기 위한 표면처리부가 제공될 수 있다.

본 실시예에서 표면처리부는, 주조롤(1)의 양단부에서 중앙방향으로 서로 다른 형태로 형성되는 다수의 채널이 구비될 수 있다.

본 실시예와 같은, 가스 채널이 형성된 표면처리부에서는 가스 배출능 지수가 일정 이상 되어야 디프레션 등의 결함을 방지할 수 있다. 가스 배출능 지수는 G index(G)로 표시하는데, 수학식 1과 같이, 단면적(A), 즉 가스 채널이 사각홈일 경우 가스채널의 깊이(d)와 채널 폭(w)의 곱을 채널 간격(p)으로 나눈 값으로 정해질 수 있다. 또한, 단면적(A)는 가스 채널이 전체적으로 삼각형인 V자형의 경사진 홈일 경우, 단면적은 가스채널의 깊이(d)와 채널 폭(w)의 1/2곱을 채널 간격(p)으로 나눈 값으로 정해질 수 있다.

또한, 산 면적율은 용융금속(Y)과 롤이 직접 닿는 면적율을 의미하며, 산 면적율은 수학식 2와 같이, 채널간격에서 채널 폭을 뺀 값을 채널간격으로 나눈 백분율로 정의될 수 있다.

통상적으로 산 면적율이 증가할 경우 응고능은 증가하며, 가스 배출능 지수(G index)와 산 면적율은 기본적으로 반비례 관계를 갖는다.

즉, 채널간격의 증가는 산 면적율 증가 및 G index의 감소를 가져오며, 채널 폭의 증가는 산 면적율 감소 및 G index의 증가를 가져온다.

그러므로 적정한 산 면적율과 G index를 갖는 표면처리를 선정하는 것이 매우 중요하다. 가스 채널의 깊이는 산 면적율과 상관 관계가 없으며, 단지 G index와 상관관계가 있다. 따라서, G index의 향상을 위해서는 일정이상의 채널 깊이를 확보하는 것이 중요하다.

도 4를 참고하면, 본 실시예에 표면처리부는 채널이 주조롤(1)의 원주방향으로 연속된 라인 형태로 제공되며, 이러한 채널은 종래에 딤플 형태의 표면처리부에 비해 디프레션, 덴트, 크랙 등의 결함이 발생하지 않는다.

한편, 표면처리부는 도 5와 같이, 채널이 주조롤(1)의 원주방향으로 연속된 형태 외에도, 사선형으로 형성될 수 있다.

이러한 사선형 가스채널은 용융금속(Y)과 닿는 지점을 최소화할 수 있어 응고능을 낮출 수 있다. 사선형 가스채널은 판의 표면에 점 형상이 남을 수 있으나, 이는 라인 형상의 흔적이 남는 라인형 가스채널에 비해 표면품질도 양호하다고 알려졌다.

종래에는 넓은 면적의 주조롤(1)을 표면처리할 때, 전폭에 걸쳐서 가스 채널의 깊이가 일정하게 정해지며, 특정 부분만 가스 채널을 깊게 하는 것은 한정적이었다.

한편, 스트립 캐스팅으로 박판을 제조할 때, 에지부는 응고가 지연되는 현상이 발생하고 있으며, 이에 따라 에지 벌징이 생성될 수 있다. 에지 벌징이 생기면, 도 6과 같이 에지가 녹아내리거나, 에지의 두께가 증가하여 압연이 되지 않아 제품 불량이 되거나 주조 중단의 원인이 될 수 있다.

에지 벌징을 감소시키기 위해서는 주조롤(1)의 에지부의 응고능을 증가시켜야 한다.

이를 위해, 본 실시예와 같이, 채널을 갖는 표면처리부를 갖는 주조롤(1)은, 주조롤(1) 중앙부에 비해 에지부의 산 면적율을 증가시켜야 한다. 여기서, 에지부의 산 면적율을 증가시키면, G index는 낮아질 수밖에 없으므로, 산 면적율의 증가시 표면 결함이 발생하지 않는 임계 G index를 확보할 필요가 있다.

한편, 주조롤(1)의 에지부의 응고능 차이는 표면처리부의 채널 형태의 차이에 의해 발생할 수 있다.

도 7은 본 실시예에서 채널의 형태에 따른 응고능을 도시한 그래프이다.

도 7을 참고하면, 동일 주속(speed)에서 박판의 두께가 얇다는 것은 동일 응고시간에 응고쉘(S)의 두께가 얇다는 것이므로, 응고능이 떨어진다고 볼 수 있다.

도 7의 A는 주조롤(1)의 표면처리부에 사선형 채널이 형성된 경우의 응고능으로, 이를 보면, 주조롤(1)의 표면처리부에 사선형 채널이 형성된 경우, 라인형 채널이 형성된 경우에 비해 응고능이 낮음을 알 수 있다.

따라서, 제품의 주조시 벌징이 발생하는 에지쪽, 즉 주조롤(1)의 에지쪽의 표면처리부에는 라인형 채널을 형성하고, 중앙부의 표면처리부에는 사선형 채널을 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 구조에 따라 제품의 에지쪽과 중앙부의 응고능을 균일하게 할 수 있다.

바람직하게는 이러한 구조에서 응고능을 균일하게 하기 위해서는 표면처리부에 형성되는 에지쪽의 라인형 채널과 중앙의 사선형 채널의 경계부 처리가 중요하며, 경계에서 급격한 응고능 변화나 채널의 막힘 현상이 발생할 경우, 디프레션 발생 등과 같은 문제가 발생할 수 있다.

한편, 주조롤(1)의 에지부에 형성된 표면처리부에 채널을 적용하는데 있어 주의가 요구된다.

채널형 표면처리부는 가스 채널 내에 가스가 쉽게 흐르게 하기 위해 용융금속(Y)이 가스채널로 유입되지 않게 해야 하며, 이를 위해 일정 이상의 깊이로 형성될 필요가 있다.

이러한 경우, 에지부분의 순간적인 과응고 등에 의해 용융금속(Y)의 응고쉘(S), 즉 주조판이 주조롤(1) 표면에 붙을 수 있으며, 이에 따라 제조 중단이 발생할 수 있다.

그러므로, 주조롤(1) 에지부에서 일정 부분은 채널형 표면처리부에서 국부적인 과응고가 발생하더라도 판이 주조롤(1) 표면에 달라붙는 현상(sticking)이 발생하지 않도록 표면처리부를 형성할 필요가 있다.

본 실시예에서는, 에지부의 표면처리부에 가스채널을 가공시에 경사를 형성하여 해결할 수 있다.

일례로, 도 8의 (a)와 같이 표면처리부에 형성되는 채널이 직각홈의 형태(즉, 홈의 경사가 90도)일 경우, 용융금속(Y)의 응고쉘(S)이 주조롤(1)에 달라붙는 현상(sticking)이 발생하지만, 도 8의 (b)와 같이 표면처리부에 형성되는 채널이 경사홈의 형태(즉, 홈의 경사가 60도)일 경우 용융금속(Y)의 응고쉘(S)이 주조롤(1)에 달라붙는 현상이 발생하지 않는다.

한편, 표면처리부에 형성되는 채널은, 절삭날 바이트(bite)를 이용하여 기계적인 가공을 통해 형성된다. 그러나, 이러한 기계 가공을 통해 만들어진 가스 채널을 사용할 경우, 가공면에 남아 있는 미세한 버(burr) 등에 의해 디프레션 결함이 발생할 수 있다.

그러므로, 표면처리부의 에지쪽에 각도가 완만한 형태의 채널을 형성할 경우, 용융금속(Y)의 응고쉘(S)이 주조롤(1)에 달라붙는 현상을 방지할 수는 있지만, 에지쪽에 일부 디프레션 결함 등이 발생할 수 있다. 그러나, 주편에 발생하는 디프레션 결함 등은, 주편의 안쪽으로는 전파되지 않다. 따라서, 제품의 최종 가공 단계에서는 주편의 에지부를 트리밍(trimming)하여 에지부의 일부를 제거하는 것이 바람직하다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에서 주조롤(1)에 제공되는 표면처리부는 에지부에서 용융금속(Y)이 응고쉘(S)에 달라붙는 현상을 방지하며, 응고능을 높여 에지 벌징을 방지하고, 중앙부와의 응고능의 편차를 줄일 수 있도록 주조롤(1)의 길이에 따라 채널의 형태 및 배열 구조를 다르게 형성하고 있으며, 각 채널의 형태 및 배열구조에 따라 주조롤(1)의 에지쪽으로부터 중앙방향으로 제1채널부(10), 제2채널부(20), 제3채널부(30) 및 제4채널부(40)가 순차적으로 구비될 수 있다.

구체적으로, 도 2를 참고하면, 제1채널부(10)는 주조롤(1)의 양단부로부터 중앙방향으로 소정 길이로 제공될 수 있다. 제1채널부(10)는 경사진 홈 형태로 이루어진 제1채널(12)이 다수로 구비될 수 있으며, 여기서 제1채널(12)은 주조롤(1)의 원주방향으로 연속되어 형성될 수 있으며, 전체적으로 삼각홈 형태의 라인으로 제공될 수 있다.

제1채널부(10)는 주조롤(1)의 양단부에서 내측으로 0~15mm에 위치될 수 있다.

주편의 제조과정에서, 용융금속(Y)은 응고되는 과정 중 폭이 수축될 수 있으며, 용융금속(Y) 응고쉘(S)의 에지에서 약 20mm 정도는 트리밍되어 제거될 수 있다. 본 실시예에서 제1채널부(10)는 에지의 트리밍 영역을 고려하여, 안정적인 15mm 정도까지 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제1채널부(10)는 경사진 홈 형태인 제1채널(12)의 피치가 0.5~1mm일 수 있다. 또한, 제1채널(12)은 용융금속(Y)이 주조롤(1)에 달라붙는 현상을 방지할 수 있도록, 경사진 홈 형태로 제공되는데, 전체적으로 삼각홈 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 제1채널(12)은 경사진 양면 사이의 각도가 30~70도일 수 있고, 제1채널(12)의 폭은 0.1~0.3mm, 깊이는 0.1~3mm일 수 있다.

이와 같이, 형성된 제1채널부(10)는 제1채널(12)의 폭(w)과 피치(p), 깊이(d)를 수학식 1, 수학식 2에 대입하여 가스 배출능 지수(G index) 및 산 면적율을 구할 수 있다.

일례로, 제1채널부(10)의 G index는 50~90 정도이며, 산 면적율은 30~80%일 수 있다.

이러한 구조의 제1채널부(10)는 주편의 에지부에서 응고능을 향상시키면서도, 용융금속(Y)이 주조롤(1)에 달라붙는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 제2채널부(20)는 제1채널부(10)로부터 주조롤(1)의 중앙방향으로 소정길이로 제공될 수 있다. 제2채널부(20)는 다수의 직각인 홈 형태로 형성되며, 전체적으로 사각홈 형태인 제2채널(22)이 다수로 구비될 수 있다.

제2채널(22)은 주조롤(1)의 원주방향으로 연속되며 형성될 수 있으며, 이에 전체적으로 사각홈 형태의 라인으로 제공될 수 있다.

또한, 제2채널부(20)는 주조롤(1)의 양단부에서 내측으로 15~100mm에 위치될 수 있다. 제2채널부(20)의 위치는, 에지 벌징이 가장 잘 발생하는 부분으로, 구체적으로 에지 벌징은 응고쉘(S)의 에지로부터 50~80mm 구역에서 가장 많이 발생한다.

이는, 응고쉘(S)의 끝단, 즉 에지 시작 위치에서 스트립 캐스팅 중 내화물인 에지댐(2)에 의한 냉각효과로 응고능이 증가되기 때문으로, 에지댐(2)에 의한 냉각효과가 줄어드는 응고쉘(S)의 끝단으로부터 일정 구역 떨어진 지역에서 벌징이 가장 잘 발생한다.

따라서, 제2채널부(20)는 응고능의 향상을 위해 산 면적율을 최대로 부여하는 것이 바람직하며, 이때 G index는 디프레션이 발생하지 않는 임계값으로 설정될 수 있다.

또한, 제2채널부(20)는 제2채널(22)의 피치가 0.5~1mm일 수 있고, 폭은 0.25~0.7mm이며, 깊이는 150~250㎛로 제공될 수 있다.

이러한 제2채널부(20)는 가스 배출능 지수가 70~80 정도일 수 있고, 산 면적율은 60~70%일 수 있다.

바람직하게는, 제2채널부(20)는 가스 배출능 지수의 임계값이 70 정도이며, 안정성을 위해 80 이상으로 G index를 부여하면, 디프레션 결함 등이 발생하지 않으면서도, 벌징이 발생하지 않아 안정된 주조가 가능하다.

또한, 제3채널부(30)는 제2채널부(20)로부터 주조롤(1)의 중앙방향으로 소정길이로 제공될 수 있다. 또한, 제3채널부(30)는 다수의 직각인 홈 형태로 이루어진 제3채널(32)이 다수로 구비될 수 있다.

또한, 제3채널부(30)는 상기 주조롤(1)의 양단부에서 내측으로 100~200mm에 위치될 수 있으며, 제3채널부(30)는 완만하게 변하도록 제공될 수 있다.

제3채널(32)은 주조롤(1)의 원주방향으로 형성되되, 소정 길이로 분절되어 형성될 수 있으며, 중앙방향으로 갈수록 분절된 길이가 짧아지도록 형성될 수 있다.

제3채널부(30)는, 제2채널부(20)와 제4채널부(40) 사이에서 응고능이 완만하게 변화되도록 경계값을 완만하게 변화시키는 구간으로, 제3채널(32)이 소정 길이로 분절되는 공간에서 인접되는 다른 제3채널(32)과 가로방향으로 연결되는 채널이 부여됨에 따라 산 면적율을 하향시킬 수 있다. 또한, 제3채널부(30)는 제3채널(32)의 분절된 길이를 짧게 할 경우, 가로 방향으로 연결되는 채널의 밀도를 변화시켜 산 면적율을 완만하게 하향시킬 수 있으며, 이에 따라 응고능이 완만하게 변화할 수 있다.

또한, 제3채널부(30)는 상기 제3채널(32)의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.25~0.7mm이며, 깊이는 150~250㎛로 제공될 수 있다.

이러한 제3채널부(30)는 G index가 제2채널부(20)에서 제4채널부(40)로 갈수록 완만하게 증가할 수 있으며, 일례로 G index는 80에서 150으로 완만하게 증가할 수 있다. 또한, 제3채널부(30)의 산 면적율은 제2채널부(20)의 60%에서 제4채널부(40)의 15%로 감소할 수 있다.

또한, 제4채널부(40)는 제3채널부(30) 사이에 제공될 수 있다. 또한, 제4채널부(40)는 다수의 돌기에 의해 형성되는 제4채널(42)이 다수로 구비될 수 있으며, 이때 제4채널(42)은 주조롤(1)의 원주방향에 대해 사선 형태로 연결될 수 있다.

또한, 제4채널부(40)는 주조롤(1)의 양단부에서 200mm 내측인 영역, 즉 중앙부에 위치될 수 있다.

제4채널(42)은, 사선형으로 연결되며, 응고능이 상대적으로 낮고 표면 품질이 양호한 특성을 갖는다.

또한, 제4채널부(40)는 제4채널(42)의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.3~0.7mm이며, 깊이는 0.1~0.3mm로 제공되고, G index는 100~200 정도이며, 산 면적율은 5~20%일 수 있다.

바람직하게는, 제4채널부(40)는 G index는 150 정도이고, 산 면적율은 15% 수준일 수 있다. 산 면적율은 에지 벌징을 방지하기 위해서 폭 중앙부의 응고능을 낮추기 위해 최소로 적용할 필요가 있으며, 따라서 최대한 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 다만, 산 면적율이 너무 낮을 경우, 산(돌기)의 내구성이 나빠지게 되므로 하한은 필요하다. 또한, 산 면적율을 낮게 설정하면, G index는 증가하므로, 산 면적율 5~20%에서, G index는 100 이상을 만족하는 것이 바람직하다.

<실시예>

주조롤(1)의 표면처리부에 제1채널부(10)와, 제2채널부(20), 제3채널부(30) 및 제4채널부(40)를 형성하였다.

이때, 제1채널부(10)와, 제2채널부(20), 제3채널부(30) 및 제4채널부(40)에 형성되는 제1채널(12), 제2채널(22), 제3채널(32) 및 제4채널(42)은 표 1과 같은 값을 갖도록 형성한다.

상기의 주조롤(1)을 이용하여 용융금속(Y)의 응고시, 에지쪽은 응고능 강화로 에지 벌징에 안정적이며, 전폭으로 디프레션, 덴트, 크랙 등과 같은 표면 결함이 없는 양호한 박판이 제조됨을 확인할 수 있다. 또한, 용융금속(Y)의 응고과정에서 에지에 국부적인 과응고가 발생하지 않으며, 이에 따라 응고쉘(S)이 주조롤(1)에 달라붙는 현상(sticking)이 발생되지 않아 안정된 주조가 가능함을 확인하였다.

구간 (mm)	채널의 형태	피치 (mm)	폭 (mm)	깊이 (㎛)	G index	산면적율 (%)
0~15	완만한 경사홈 라인형(제1채널)	0.8	0.4	230	80	50
15~100	직각홈 라인형 (제2채널)	1	0.37	220	81	63
100~200	직각홈 분절라인형 (제3채널)	1~0.77	0.37~0.48	220~270	81~150	63~14
200~	사선형 (제4채널)	0.77	0.48	270	150	14

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.

1: 주조롤 2: 에지댐
10: 제1채널부 20: 제2채널부
30: 제3채널부 40: 제4채널부

Claims (7)

1. 삭제
2. 주조롤 본체 및 상기 주조롤 본체의 표면에 형성되는 표면처리부를 갖는 주조롤로서,
   상기 표면처리부는,
   상기 주조롤 본체의 양단부로부터 소정길이로 제공되며 경사진 홈 형태로 이루어져 상기 주조롤의 원주방향으로 연속되어 형성되는 제1채널이 다수로 구비되는 제1채널부;
   상기 제1채널부로부터 소정길이로 제공되며 다수의 직각인 홈 형태로 이루어져 상기 주조롤의 원주방향으로 연속되어 형성되는 제2채널이 다수로 구비되는 제2채널부;
   상기 제2채널부로부터 소정길이로 제공되며 다수의 직각인 홈 형태로 이루어져 상기 주조롤의 원주방향으로 분절되어 형성되며, 상기 주조롤의 중앙방향으로 갈수록 분절된 길이가 짧아지도록 형성되는 제3채널이 다수로 구비되는 제3채널부; 및
   상기 제3채널부 사이에 제공되며 다수의 돌기에 의해 형성되며 상기 주조롤의 원주방향에 대해 사선 형태로 연결되는 제4채널이 다수로 구비되는 제4채널부;
   를 포함하는 주조롤.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1채널부는 상기 제1채널의 피치가 0.5~1mm이고, 경사진 각도는 30~70도이며, 깊이는 0.1~3mm로 제공되고,
   단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 50~90이며,
   피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 30~80%인 주조롤.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2채널부는 상기 제2채널의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.25~0.7mm이며, 깊이는 150~250㎛로 제공되고,
   단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 70~80이며,
   피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 60~70%인 주조롤.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 제3채널부는 상기 제3채널의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.25~0.7mm이며, 깊이는 150~250㎛로 제공되고,
   단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 상기 제2채널부에서 상기 제4채널부로 갈수록 80에서 150으로 증가하며,
   피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 상기 제2채널부의 60%에서 상기 제4채널부의 15%로 감소하는 주조롤.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제4채널부는 상기 제4채널의 피치가 0.5~1mm이고, 폭은 0.3~0.7mm이며, 깊이는 0.1~0.3mm로 제공되고,
   단면적을 피치로 나눈 값으로 정의되는 가스 배출능 지수는 100~200이며,
   피치와 폭의 차를 피치로 나눈 백분율값으로 정의되는 산 면적율은 5~20%인 주조롤.
7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 내측으로 0~15mm에 위치되고,
   상기 제2채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 내측으로 15~100mm에 위치되고,
   상기 제3채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 내측으로 100~200mm에 위치되고,
   상기 제4채널부는 상기 주조롤의 양단부에서 200mm 내측에 위치되는 주조롤.

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