KR102133133B1 - Apparatus of manufacturing roll for hot rolling - Google Patents

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KR102133133B1
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남기영
안용섭
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현대제철 주식회사
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Abstract

An apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to one aspect of the present invention includes: a water-cooled mold surrounding a casting space into which molten steel is injected to form a roll; and a reinforcing plate arranged in a direction crossing a portion between the inner and outer circumferential portions of the water-cooled mold, and spaced apart from each other and arranged in the plural. The water-cooled mold includes: a barrel part mold corresponding to the barrel part of the roll; and an upper part mold and a lower part mold respectively corresponding to the upper journal part and the lower journal part of the roll. Each of the barrel part mold, the upper part mold and the lower part mold has an independent cooling water channel therein.

Description

열간압연용 롤의 제조 장치{APPARATUS OF MANUFACTURING ROLL FOR HOT ROLLING}Manufacturing equipment for hot rolling rolls{APPARATUS OF MANUFACTURING ROLL FOR HOT ROLLING}

본 발명은 롤의 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간압연용 롤의 제조 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a roll, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a roll for hot rolling.

일반적으로, 제철공장에서 압연재를 생산하기 위해서는 압연공정을 거치게 되는데, 상기 압연공정은 연속주조공정에서 제작된 슬라브, 블룸, 빌렛 등의 반제품을 2개의 회전하는 롤(Roll) 사이에 끼워 가늘고 길게 성형하는 것이다. 압연기는 상온 또는 고온에서 회전하는 롤 사이에 재료를 통과시키면서 재료의 소성변형을 통해 판재, 봉재 등을 성형하는 장치이다. 압연공정에서 이용되는 롤(Roll)은 열간압연 공정의 특성상, 그 표면부 쪽에는 높은 경도 및 균열저항성이 요구되며, 내부 쪽에는 높은 압력에 견딜 수 있도록 강도와 인성이 요구된다. In general, in order to produce a rolled material in a steel mill, a rolling process is performed. The rolling process is performed by sandwiching semi-finished products, such as slabs, blooms, and billets, produced in a continuous casting process between two rotating rolls. It is molding. The rolling mill is a device for forming a plate material, a rod material, etc. through plastic deformation of a material while passing the material between rolls rotating at room temperature or high temperature. Because of the nature of the hot rolling process, the roll used in the rolling process requires high hardness and crack resistance on the surface side, and strength and toughness on the inside side to withstand high pressure.

종래의 롤 주조 시에 사용되는 주형은 외측은 주철 등의 금속을 사용하고 내측은 주물사를 적용하여 최종 제품의 형상을 조형하여 사용하였다. 이로 인해 주물사의 낮은 열전달 계수로 인해 용강의 냉각속도가 낮아 롤 표면 탄화물 및 미세조직의 조대화를 유발하게 되고 이로 인한 용질 편석 및 입자 조대화로 표면 경도 저하의 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 원심주조를 통해 응고 초기, 롤 표면 수지상의 성장을 원심력을 통해 억제하는 기술이 개발되어 적용되고 있으나, 이는 표면 용질 편석 저감에는 효과가 있으나 냉각속도를 증가시켜 주지는 못하여 정출 탄화물 및 기지조직의 미세화에는 제한이 있다.The mold used in the conventional roll casting uses a metal such as cast iron on the outside and a casting sand on the inside to shape the final product. Due to this, the cooling rate of molten steel is low due to the low heat transfer coefficient of the casting sand, causing coarsening of roll surface carbides and microstructures, and there is a problem of surface hardness reduction due to solute segregation and particle coarsening. In order to solve this, a technique for inhibiting the growth of the initial surface of solidification through centrifugal casting and suppressing the growth on the surface of the roll through centrifugal force has been developed and applied, but it is effective in reducing the segregation of the surface solute, but does not increase the cooling rate. There is a limit to the miniaturization of matrix tissue.

관련된 선행기술로는 한국공개특허 제1993-0017650호(공개일; 1993.09.20)가 있다. A related prior art is Korean Patent Publication No. 1993-0017650 (published date; 1993.09.20).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 롤 표면에서 정출되는 탄화물 및 기지조직의 입자 크기를 제어할 수 있으며, 주철계 강종의 냉각 시, 발생하는 응고 팽창에 의한 주형 변형을 방지할 수 있는 열간압연용 롤의 제조 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to control the particle size of carbides and matrix structures that are crystallized from the roll surface, and to prevent mold deformation due to solidification expansion that occurs when cooling cast iron-based steel grades. It is to provide a manufacturing apparatus.

본 발명의 일 관점에 따르는 열간압연용 롤 제조 장치는, 롤을 형성하기 위하여 용강이 주입되는 주조공간을 둘러싸는 수냉형 몰드; 및 상기 수냉형 몰드의 내주부와 외주부 사이를 가로지르는 방향으로 배치되되, 서로 이격되어 복수개로 배열되는 보강판; 을 포함한다. 상기 수냉형 몰드는 롤의 배럴부에 대응되는 배럴부 몰드; 및 상기 롤의 상부 저널부 및 하부 저널부에 각각 대응되는 상부 몰드 및 하부 몰드를 구비한다. 상기 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드는 각각 독립적인 냉각수 수로를 내부에 구비한다.An apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to an aspect of the present invention includes: a water-cooled mold surrounding a casting space into which molten steel is injected to form a roll; And a reinforcing plate disposed in a direction transverse between the inner and outer circumferential portions of the water-cooled mold, and spaced apart from each other and arranged in plural. It includes. The water-cooled mold includes a barrel portion mold corresponding to a barrel portion of the roll; And upper and lower molds respectively corresponding to the upper journal portion and the lower journal portion of the roll. The barrel part mold, the upper mold and the lower mold each have independent cooling water channels therein.

일 실시 예에 있어서, 상기 냉각수 수로는 상기 내주부와 외주부 사이의 내부공간에, 상기 배럴부 몰드, 상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드 별로 각각 분리되어 형성될 수 있다.In one embodiment, the cooling water channel may be formed separately in each of the barrel mold, the upper mold, and the lower mold in an inner space between the inner and outer circumferences.

일 실시 예에 있어서, 상기 배럴부 몰드는 상기 배럴부 몰드의 하방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제1 입측부와 상기 배럴부 몰드의 상방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제1 출측부를 포함하고, 상기 상부 몰드는 상기 상부 몰드의 하방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제2 입측부와 상기 상부 몰드의 상부에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제2 출측부를 포함하고, 상기 하부 몰드는 상기 하부 몰드의 하방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제3 입측부와 상기 하부 몰드의 상부에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제3 출측부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the barrel portion mold is disposed below the barrel portion mold and is disposed above the first entrance portion and the barrel portion mold where the cooling water is introduced into the interior space, and the cooling water is discharged from the interior space to the outside. It includes a first outlet side that is drawn out, and the upper mold is disposed below the upper mold and is disposed on the upper side of the upper portion and the second entrance portion where the cooling water is introduced into the inner space, and the cooling water is external from the inner space. It includes a second outlet side that is drawn out, the lower mold is disposed below the lower mold is disposed on the third side and the upper portion of the lower mold is the cooling water is introduced into the inner space and the cooling water from the inner space It may include a third outlet side that is drawn out.

일 실시 예에 있어서, 각각의 상기 보강판은 상기 롤의 길이방향으로 신장하되, 상하로 배치된 복수의 서브보강판들로 이루어질 수 있다.In one embodiment, each of the reinforcing plate is elongated in the longitudinal direction of the roll, it may be made of a plurality of sub-reinforcing plate disposed vertically.

일 실시 예에 있어서, 상기 보강판은 상기 보강판을 관통하여 냉각수가 흐를 수 있도록 형성된 관통공을 구비할 수 있다.In one embodiment, the reinforcing plate may include a through hole formed to allow cooling water to flow through the reinforcing plate.

일 실시 예에 있어서, 상기 보강판의 강도는 상기 수냉형 몰드의 강도 보다 더 높을 수 있다.In one embodiment, the strength of the reinforcing plate may be higher than that of the water-cooled mold.

일 실시 예에 있어서, 상기 수냉형 몰드는 상기 주조공간을 원주방향으로 절반만큼 둘러싸는 제 1 주형과 상기 주조공간을 원주방향으로 나머지 절반만큼 둘러싸는 제 2 주형을 구비하되, 상기 제 1 주형과 상기 제 2 주형은 고정핀과 고정죔쇠를 이용하여 상호 결합고정되거나 상호 분리이격될 수 있다.In one embodiment, the water-cooled mold includes a first mold surrounding the casting space in half in the circumferential direction and a second mold surrounding the casting space in the circumferential direction in the other half, and the first mold The second mold may be fixed to each other or separated from each other by using a fixing pin and a fixing clamp.

본 발명의 실시예에 따르면, 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드를 구비하는 수냉형 몰드를 포함하는 열간압연용 롤 제조 장치를 제공할 수 있다. 상기 수냉형 몰드는 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드 별로 냉각수 입측부, 출측부, 및 냉각수의 내부수로를 각각 구비함으로써, 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드 별로 냉각능을 효과적으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 수냉형 몰드 내부 냉각수의 온도 편차를 적절하게 제어하여, 배럴부, 상부 저널부 및 하부 저널부의 제품 표면 경도의 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a roll manufacturing apparatus for hot rolling including a water-cooled mold having a barrel mold, an upper mold and a lower mold. The water-cooled mold is provided with cooling water inlet, outlet, and cooling water internal channels for each of the barrel mold, the upper mold, and the lower mold, thereby effectively controlling cooling performance for the barrel mold, the upper mold, and the lower mold. . Accordingly, it is possible to appropriately control the temperature deviation of the cooling water inside the water-cooled mold, thereby preventing variation in product surface hardness of the barrel portion, the upper journal portion, and the lower journal portion.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연용 롤의 제조 장치의 종단면을 개요적으로 도해하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연용 롤의 제조 장치의 횡단면을 개요적으로 도해하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 열간압연용 롤의 제조 장치의 종단면을 개요적으로 도해하는 도면이다. 1 is a view schematically showing a longitudinal section of an apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a cross-section of an apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a longitudinal section of an apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to a comparative example of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연용 롤의 제조 장치를 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. An apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Terms to be described later are terms that are appropriately selected in consideration of functions in the present invention, and definitions of these terms should be made based on contents throughout the present specification.

종래의 롤 주조 시에 사용되는 주형은 외측은 주철 등의 금속을 사용하고 내측은 주물사를 적용하여 최종 제품의 형상을 조형하여 사용하였다. 이로 인해 용강과 접촉하는 주물사의 낮은 열전달 계수로 인해 용강의 냉각속도가 낮아 롤 표면 탄화물 및 미세조직의 조대화를 유발하게 되고 이로 인한 용질 편석 및 입자 조대화로 표면 경도 저하의 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 원심주조를 통해 응고 초기, 롤 표면 수지상의 성장을 원심력을 통해 억제하는 기술이 개발되어 적용되고 있으나, 이는 표면 용질 편석 저감에는 효과가 있으나 냉각속도를 증가시켜 주지는 못하여 정출 탄화물 및 기지조직의 미세화에는 제한이 있다.The mold used in the conventional roll casting uses a metal such as cast iron on the outside and a casting sand on the inside to shape the final product. Due to this, the cooling rate of the molten steel is low due to the low heat transfer coefficient of the casting sand in contact with the molten steel, leading to coarsening of roll surface carbides and microstructures, and there is a problem of surface hardness deterioration due to solute segregation and particle coarsening. In order to solve this, a technique for inhibiting the growth of the initial surface of solidification through centrifugal casting and suppressing the growth on the surface of the roll through centrifugal force has been developed and applied, but it is effective in reducing the segregation of the surface solute, but does not increase the cooling rate. There is a limit to the miniaturization of matrix tissue.

본 발명은 롤 제조 시, 주형을 수냉하여 빠른 냉각속도를 통한 롤 표면 조직을 미세화하여 표면경도가 우수한 열간압연용 롤을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 주형 내부로 공급된 용강의 초기 응고 시, 수냉형 몰드를 이용하여 롤 표면 냉각속도를 증가시켜 롤 표면 정출 탄화물의 입자 및 기지조직을 미세화시키고, 응고 직후, 주형 내부 고온의 용강에 의한 표면온도 복열을 억제하여 정출 탄화물 및 미세조직의 조대화를 억제할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a roll for hot rolling having excellent surface hardness by minimizing the surface structure of a roll through a rapid cooling rate by water-cooling a mold during roll production. Upon initial solidification of molten steel supplied into the mold, water cooling mold is used to increase the surface cooling rate of the roll to refine the particles and matrix structure of the roll surface crystallized carbide, and immediately after solidification, the surface temperature is reheated by the high temperature molten steel inside the mold It is possible to suppress the coarsening of crystallized carbide and microstructure by suppressing.

또한, 상기 수냉형 몰드는, 제조하고자 하는 롤의 배럴부, 상부 저널부 및 하부 저널부에 각각 대응되는 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드를 구비하되, 상기 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드는 각각 독립적인 냉각수 수로를 내부에 구비할 수 있다. 이에 따라, 수냉형 몰드 내부를 유동하는 냉각수의 온도 편차를 감소시켜, 상기 롤의 표면 경도 편차를 효과적으로 감소시킬 수 있다.In addition, the water-cooled mold is provided with a barrel portion mold, an upper mold and a lower mold, respectively, corresponding to the barrel portion, the upper journal portion, and the lower journal portion of the roll to be manufactured, wherein the barrel portion mold, the upper mold and the lower mold Each may have an independent cooling water channel therein. Accordingly, the temperature variation of the cooling water flowing inside the water-cooled mold can be reduced, thereby effectively reducing the surface hardness variation of the roll.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연용 롤의 제조 장치(1)의 종단면을 개요적으로 도해하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연용 롤 제조 장치(1)의 횡단면을 개요적으로 도해하는 도면이다. 1 is a view schematically showing a longitudinal section of an apparatus 1 for manufacturing a roll for hot rolling according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to an embodiment of the present invention ( It is a diagram schematically showing the cross section of 1).

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연용 롤 제조 장치(1)는 롤(300)을 형성하기 위하여 용강이 주입되는 주조공간(110)을 둘러싸는 수냉형 몰드(100); 및 상기 수냉형 몰드(100)의 내주부(102)와 외주부(106) 사이를 가로지르는 방향으로 배치되되, 서로 이격되어 복수개로 배열되는 보강판(200)을 포함한다. 보강판(200)은, 예를 들어, 원주 방향으로 복수개로 배열될 수 있다.1 and 2, the hot rolling roll manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is a water-cooled mold surrounding a casting space 110 in which molten steel is injected to form a roll 300 (100); And a reinforcing plate 200 disposed in a direction transverse between the inner circumferential portion 102 and the outer circumferential portion 106 of the water-cooled mold 100, spaced apart from each other and arranged in plural. The reinforcing plate 200 may be arranged in a plurality, for example, in a circumferential direction.

용강을 주입하고 주조하여 최종 구현되는 열간압연용 롤(300)은 배럴부 (300a), 배럴부(300a)의 상부에 연결된 상부 저널부(300b), 배럴부(300a)의 하부에 연결된 하부 저널부(300c)를 구비한다. 배럴부(300a)의 직경이 상부 저널부(300b)나 하부 저널부(300c)의 직경 보다 더 크다. 따라서, 수냉형 몰드(100) 내 용강이 주입되는 주조공간(110)은 배럴부(300a)가 형성되는 영역의 폭이 상부 저널부(300b) 또는 하부 저널부(300c)가 형성되는 영역의 폭 보다 더 크도록 구성된다. 참고로, 도 2에 도시된 횡단면에서 내주부(102)는 배럴부(300a) 영역에 대응되는 내주부를 나타낸다. The hot rolled roll 300 which is finally implemented by injecting and casting molten steel includes a barrel part 300a, an upper journal part 300b connected to the upper part of the barrel part 300a, and a lower journal connected to a lower part of the barrel part 300a. A portion 300c is provided. The diameter of the barrel portion 300a is larger than the diameter of the upper journal portion 300b or the lower journal portion 300c. Therefore, in the casting space 110 in which molten steel is injected into the water-cooled mold 100, the width of the region where the barrel portion 300a is formed is the width of the region where the upper journal portion 300b or the lower journal portion 300c is formed. It is configured to be larger. For reference, the inner circumferential portion 102 in the cross section shown in FIG. 2 represents the inner circumferential portion corresponding to the region of the barrel portion 300a.

수냉형 몰드(100)는 용강이 주입되는 주조공간(110)을 한정하는 내주부(102)와 내주부(102)와 이격되어 내주부(102)를 둘러싸는 외주부(106)를 구비한다. 수냉형 몰드(100)는 롤(300)의 배럴부(300a)에 대응되는 배럴부 몰드(100a), 롤(300)의 상부 저널부(300b)에 대응되는 상부 몰드(100b) 및 롤(300)의 하부 저널부(300c)에 대응되는 하부 몰드(100c)를 포함한다.The water-cooled mold 100 includes an inner circumferential portion 102 which defines a casting space 110 into which molten steel is injected, and an outer circumferential portion 106 spaced apart from the inner circumferential portion 102 and surrounding the inner circumferential portion 102. The water-cooled mold 100 includes a barrel part mold 100a corresponding to the barrel part 300a of the roll 300, an upper mold 100b and roll 300 corresponding to the upper journal part 300b of the roll 300. ), the lower mold 100c corresponding to the lower journal part 300c.

수냉형 몰드(100)의 내주부(102)와 외주부(106) 사이의 내부공간(120)은 냉각수(W)가 채워진다. 상기 수냉형 몰드(100)의 내주부(102)와 외주부(106)는 금속으로 이루어지고, 금속으로 이루어진 상기 수냉형 몰드(100)의 내주부(102)는 주물사를 개재하지 않고 상기 용강과 직접 접촉하도록 구성될 수 있다. The inner space 120 between the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106 of the water-cooled mold 100 is filled with cooling water (W). The inner circumferential portion 102 and the outer circumferential portion 106 of the water-cooled mold 100 are made of metal, and the inner circumferential portion 102 of the water-cooled mold 100 made of metal is directly connected to the molten steel without interposing a casting sand. Can be configured to contact.

일 실시 예에 있어서, 배럴부 몰드(100a), 상부 몰드(100b) 및 하부 몰드(100c)는 각각 독립적인 냉각수 수로를 내부에 구비할 수 있다. 일 예로서, 배럴부 몰드(100a)는 배럴부 몰드(100a)의 하방에 배치되어 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제1 입측부(100a-i) 및 배럴부 몰드(100a)의 상방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제1 출측부(100a-o)를 구비한다. 제1 입측부(100a-i)로 유입된 냉각수는 배럴부 몰드(100a) 내부의 수로를 따라 유동한 후에 제1 출측부(100a-o)로 방출될 수 있다. 상부 몰드(100b)는 상부 몰드(100b)의 하방에 배치되어 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제2 입측부(100b-i) 및 상부 몰드(100b)의 상방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제2 출측부(100b-o)를 구비한다. 제2 입측부(100b-i)로 유입된 냉각수는 상부 몰드(100b) 내부의 수로를 따라 유동한 후에 제2 출측부(100b-o)로 방출될 수 있다. 하부 몰드(100c)는 하부 몰드(100c) 하방에 배치되어 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제3 입측부(100c-i) 및 하부 몰드(100c)의 상방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제3 출측부(100c-o)를 구비한다. 제3 입측부(100c-i)로 유입된 냉각수는 하부 몰드(100c) 내부의 수로를 따라 유동한 후에 제3 출측부(100c-o)로 방출될 수 있다. In one embodiment, the barrel mold 100a, the upper mold 100b, and the lower mold 100c may each have independent cooling water channels therein. As an example, the barrel part mold 100a is disposed below the barrel part mold 100a and is disposed above the first entrance parts 100a-i and the barrel part mold 100a into which coolant is introduced into the interior space. The cooling water has a first outlet side 100a-o that is drawn out from the inner space. The cooling water flowing into the first inlet portion 100a-i may be discharged to the first outlet portion 100a-o after flowing along the water passage inside the barrel portion mold 100a. The upper mold (100b) is disposed below the upper mold (100b) is disposed above the second entrance portion (100b-i) and the upper mold (100b) of the cooling water is introduced into the interior space and the cooling water is external from the interior space It has a second outlet side (100b-o) that is drawn out. The cooling water flowing into the second inlet portion 100b-i may be discharged to the second outlet portion 100b-o after flowing along the water channel inside the upper mold 100b. The lower mold 100c is disposed below the lower mold 100c and is disposed above the third entrance portion 100c-i and the lower mold 100c where the cooling water is introduced into the inner space, and the cooling water is discharged from the inner space to the outside. It has a third outlet side 100c-o to be withdrawn. The cooling water flowing into the third inlet portion 100c-i may be discharged to the third outlet portion 100c-o after flowing along the water channel inside the lower mold 100c.

한편, 종래의 경우, 주물사의 낮은 열전달 계수로 인해 용강의 냉각속도가 낮아 롤 표면 탄화물 및 미세조직의 조대화를 유발하게 되고 이로 인한 용질 편석 및 입자 조대화로 표면 경도 저하의 문제가 있으나, 본 발명은 주형(100)에 공급되는 냉각수(W)의 입/퇴수온도 및 냉각수량 조절을 통하여 롤 표면에서 정출되는 탄화물 및 기지조직의 입자 크기를 제어하여 얻고자 하는 특정 롤 표면 경도의 확보가 가능하다. 구체적으로, 배럴부 몰드(100a), 상부 몰드(100b) 및 하부 몰드(100c) 별로 각각 독립적으로 구비된 냉각수 수로를 이용하여, 각각 독립적으로 냉각능을 제어할 수 있다. 이에 따라, 수냉형 몰드 내부의 위치별 냉각수의 온도 편차를 적절하게 제어하여, 롤(300)의 배럴부(300a), 상부 저널부(300b) 및 하부 저널부(300c)의 제품 표면 경도의 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, in the conventional case, due to the low heat transfer coefficient of the casting sand, the cooling rate of molten steel is low, causing coarsening of roll surface carbides and microstructures, and there is a problem of surface hardness reduction due to solute segregation and particle coarsening. The present invention can secure the specific roll surface hardness to be obtained by controlling the particle size of carbides and matrix structures that are crystallized from the surface of the roll by adjusting the inlet/outlet temperature and cooling water amount of the cooling water (W) supplied to the mold 100. Do. Specifically, the cooling capacity can be independently controlled by using cooling water channels independently provided for each of the barrel mold 100a, the upper mold 100b, and the lower mold 100c. Accordingly, by appropriately controlling the temperature variation of the cooling water for each position in the water-cooled mold, the variation in product surface hardness of the barrel portion 300a, the upper journal portion 300b and the lower journal portion 300c of the roll 300 Can be prevented from occurring.

한편, 상기 수냉형 몰드(100)의 내주부(102)와 외주부(106) 사이에 가로지르는 방향으로, 보강판(200)이 배치될 수 있다. 보강판(200)은 배럴부 몰드(100a), 상부 몰드(100b) 및 하부 몰드(100c)에 걸쳐 배치될 수 있다. Meanwhile, the reinforcing plate 200 may be disposed in a direction transverse between the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106 of the water-cooled mold 100. The reinforcing plate 200 may be disposed over the barrel mold 100a, the upper mold 100b, and the lower mold 100c.

상기 보강판(200)의 강도는 상기 수냉형 몰드(100)의 강도 보다 더 높을 수 있다. 예를 들어, 보강판(200)을 구성하는 재질의 강도는 수냉형 몰드(100)의 내주부(102) 및 외주부(106)를 구성하는 재질의 강도 보다 더 높을 수 있다. 주철계 강종의 냉각 시, 발생하는 응고 팽창에 의한 주형 변형을 방지하기 위하여 주형 내부에는 복수개의 내부 보강판(200)을 설치하여 수냉형 몰드(100)의 강도를 보완하는 기술을 포함한다. 수냉형 몰드(100) 내부에 설계된 보강판(200)은 내부 용강에 의한 응고 팽창 및 주형 온도 상승에 의한 열변형을 억제할 수 있도록 롤(300)의 재질 및 수냉형 몰드(100)의 크기에 따라 개수 및 재질에 차이를 준다.The strength of the reinforcing plate 200 may be higher than that of the water-cooled mold 100. For example, the strength of the material constituting the reinforcing plate 200 may be higher than the strength of the material constituting the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106 of the water-cooled mold 100. In order to prevent the mold deformation due to solidification expansion that occurs when cooling cast iron-based steel, it includes a technique to supplement the strength of the water-cooled mold 100 by installing a plurality of internal reinforcement plates 200 inside the mold. The reinforcing plate 200 designed inside the water-cooled mold 100 is formed of the material of the roll 300 and the size of the water-cooled mold 100 so as to suppress the thermal deformation caused by the solidification expansion and the mold temperature rise due to the internal molten steel. Depending on the number and material, it gives a difference.

보강판(200)은 복수개로 제공될 수 있으며, 예를 들어, 내주부(102)와 외주부(106) 사이에서 원주 방향으로 복수개로 배열될 수 있다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 수냉형 몰드(100)의 내주부(102)와 외주부(106) 사이에 16개의 보강판이 원주 방향으로 서로 이격되어 배열될 수 있다. The reinforcing plate 200 may be provided in plural, for example, may be arranged in plural in the circumferential direction between the inner circumferential portion 102 and the outer circumferential portion 106. For example, referring to FIG. 2, 16 reinforcing plates may be arranged spaced apart from each other in the circumferential direction between the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106 of the water-cooled mold 100.

도 1을 참조하면, 각각의 상기 보강판(200)은 상기 롤(300)의 길이방향(z방향)으로 신장하되, 상하로 배치된 복수의 서브보강판들(201, 202, 203, 204, 205)로 이루어질 수 있다. 배럴부(300a)의 직경이 상부 저널부(300b)나 하부 저널부(300c)의 직경 보다 더 크므로, 배럴부(300a)에 대응되는 내주부(102)와 외주부(106) 사이의 이격거리는 상부 저널부(300b)나 하부 저널부(300c)에 대응되는 내주부(102)와 외주부(106) 사이의 이격 거리보다 작을 수 있다. 따라서, 배럴부(300a) 영역에 대응되는 서브보강판(203)의 가로폭(x방향의 폭)은 상부 저널부(300b) 영역이나 하부 저널부(300c) 영역에 대응되는 서브보강판(201, 202, 204, 205)의 가로폭(x방향의 폭) 보다 더 작을 수 있다. Referring to Figure 1, each of the reinforcing plate 200 is extended in the longitudinal direction (z direction) of the roll 300, a plurality of sub-reinforcement plates (201, 202, 203, 204, arranged vertically) 205). Since the diameter of the barrel portion 300a is larger than the diameter of the upper journal portion 300b or the lower journal portion 300c, the separation distance between the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106 corresponding to the barrel portion 300a is It may be smaller than the separation distance between the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106 corresponding to the upper journal portion 300b or the lower journal portion 300c. Accordingly, the horizontal width (width in the x direction) of the sub-reinforcing plate 203 corresponding to the region of the barrel 300a is the sub-reinforcing plate 201 corresponding to the region of the upper journal portion 300b or the region of the lower journal portion 300c. , 202, 204, 205 may be smaller than the width (width in the x direction).

상기 보강판(200)은 상기 보강판(200)을 관통하여 냉각수(W)가 흐를 수 있도록 형성된 관통공(210)을 구비할 수 있다. 상기 냉각수(W)는 내주부(102)와 외주부(106) 사이에 제공되는 냉각수이다. 냉각수(W)가 흐를 수 있도록 형성된 관통공(210)을 통하여 냉각수(W)가 내주부(102)와 외주부(106) 사이에 원주방향으로 서로 이격되어 배열된 복수의 보강판(200) 사이를 이동할 수 있다. The reinforcing plate 200 may include a through hole 210 formed to pass through the reinforcing plate 200 and allow cooling water W to flow. The cooling water (W) is cooling water provided between the inner peripheral portion 102 and the outer peripheral portion 106. Cooling water (W) through the through-hole 210 is formed to flow through the cooling water (W) between the inner circumferential portion 102 and the outer circumferential portion 106 are spaced apart from each other in the circumferential direction between the plurality of reinforcement plates 200 Can move.

상술한 바와 같이, 상기 수냉형 몰드(100)에서 상기 냉각수(W)는, 배럴부 몰드(100a), 상부 몰드(100b) 및 하부 몰드(100c) 별로 별도로 구비되는 내부 냉각수 수로를 따라 유동할 수 있다. 또한, 냉각수(W)는 배럴부 몰드(100a), 상부 몰드(100b) 및 하부 몰드(100c) 별로 구비되는 제1 내지 제3 입측부(100a-i, 100b-i, 100c-i)를 통해 내부로 유입되며, 별도로 구비되는 제1 내지 제3 출측부(100a-o, 100b-o, 100c-o)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이때, 배럴부 몰드(100a)의 냉각수 출측부(100a-o)는 냉각수 입측부(100a-i)보다 상부에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 상부 몰드(100b)의 냉각수 출측부(100b-o)는 냉각수 입측부(100b-i)보다 상부에 배치될 수 있으며, 상부 몰드(100c)의 냉각수 출측부(100c-o)는 냉각수 입측부(100c-i)보다 상부에 배치될 수 있다.As described above, in the water-cooled mold 100, the cooling water W may flow along an internal cooling water channel separately provided for each of the barrel mold 100a, the upper mold 100b, and the lower mold 100c. have. In addition, the cooling water (W) is provided through the first to third standing portions 100a-i, 100b-i, and 100c-i provided for each of the barrel mold 100a, the upper mold 100b, and the lower mold 100c. It is introduced into the interior and may be discharged to the outside through first and third outlet portions 100a-o, 100b-o, and 100c-o provided separately. At this time, the coolant outlet portion 100a-o of the barrel mold 100a may be disposed above the coolant inlet portion 100a-i. Similarly, the cooling water outlet portion 100b-o of the upper mold 100b may be disposed above the cooling water outlet portion 100b-i, and the cooling water outlet portion 100c-o of the upper mold 100c may be cooled water input. It may be disposed above the side portion (100c-i).

상기 수냉형 몰드(100)는 상기 주조공간(110)을 원주방향으로 절반만큼 둘러싸는 제 1 주형(100-1)과 상기 주조공간(110)을 원주방향으로 나머지 절반만큼 둘러싸는 제 2 주형(100-1)을 구비하되, 상기 제 1 주형(100-1)과 상기 제 2 주형(100-1)은 고정핀(410)과 고정죔쇠(420)를 이용하여 상호 결합고정되거나 상호 분리이격될 수 있다. The water-cooled mold 100 includes a first mold 100-1 surrounding the casting space 110 in a circumferential direction by half and a second mold surrounding the casting space 110 in a circumferential direction by the other half ( 100-1), but the first mold 100-1 and the second mold 100-1 are fixed to each other or fixed to each other by using a fixing pin 410 and a fixing clamp 420. Can.

도 3은 본 발명의 비교예에 따른 열간압연용 롤의 제조 장치의 종단면을 개요적으로 도해하는 도면이다. 3 is a view schematically showing a longitudinal section of an apparatus for manufacturing a roll for hot rolling according to a comparative example of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 비교예에 의한 롤 제조방법에 의하면, 동체 주형(10)의 상하부에 플라스크(20, 30)를 결합하여 만들어진 틀에 동일 재질 혹은 이종 재질의 용강을 주입하여 자연 냉각을 통해 용강을 응고시키는 정치 주조 방식으로 롤을 제조한다. 상기 롤 제조방식에서 사용되는 주형(10) 및 플라스크(20, 30)의 외측은 주철 등의 금속을 사용하고 내측은 주물사를 적용하여 최종 제품의 형상을 조형하여 사용하였다. 이로 인해 주물사의 낮은 열전달 계수로 인해 용강의 냉각속도가 낮아 롤 표면 탄화물 및 미세조직의 조대화를 유발하게 되고 이로 인한 용질 편석 및 입자 조대화로 표면 경도 저하의 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 원심주조를 통해 응고 초기, 롤 표면 수지상의 성장을 원심력을 통해 억제하는 기술이 개발되어 적용되고 있으나, 이는 표면 용질 편석 저감에는 효과가 있으나 냉각속도를 증가시켜 주지는 못하여 정출 탄화물 및 기지조직의 미세화에는 제한이 있다. Referring to Figure 3, according to the method of manufacturing a roll according to a comparative example of the present invention, by injecting molten steel of the same or different materials into the mold made by combining the flasks 20 and 30 on the upper and lower parts of the fuselage mold 10 Rolls are manufactured by a static casting method in which molten steel is solidified through cooling. Metals such as cast iron are used on the outside of the mold 10 and the flasks 20 and 30 used in the roll manufacturing method, and the inside of the mold is used by molding the shape of the final product. Due to this, the cooling rate of molten steel is low due to the low heat transfer coefficient of the casting sand, causing coarsening of roll surface carbides and microstructures, and this may cause problems of surface hardness deterioration due to solute segregation and particle coarsening. In order to solve this, a technique for inhibiting the growth of the initial surface of solidification through centrifugal casting and suppressing the growth on the surface of the roll through centrifugal force has been developed and applied, but it is effective in reducing the segregation of the surface solute, but does not increase the cooling rate. There is a limit to the miniaturization of matrix tissue.

이와 달리, 본 발명에서는 수냉형 몰드(100)에 용강을 주입하여 롤(300)을 제조되, 수냉형 몰드(100)가 배럴부 몰드(100a), 상부 몰드(100b) 및 하부 몰드(100c) 별로 냉각수 입측부 및 출측부를 각각 구비하고 별도의 냉각수 수로를 구비함으로써, 배럴부 몰드(300a), 상부 몰드(300b) 및 하부 몰드(300c) 별로 냉각능을 효과적으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 수냉형 몰드(100) 내부 냉각수의 온도 편차를 적절하게 제어하여, 배럴부, 상부 저널부 및 하부 저널부의 제품 표면 경도의 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Alternatively, in the present invention, the roll 300 is manufactured by injecting molten steel into the water-cooled mold 100, so that the water-cooled mold 100 has a barrel part mold 100a, an upper mold 100b, and a lower mold 100c. Cooling performance can be effectively controlled for each of the barrel mold 300a, the upper mold 300b, and the lower mold 300c by separately providing coolant inlet and outlet portions and providing separate coolant channels. Accordingly, by appropriately controlling the temperature variation of the cooling water inside the water-cooled mold 100, it is possible to prevent variations in product surface hardness of the barrel portion, the upper journal portion, and the lower journal portion.

또한, 본 발명에서는 주철계 강종의 냉각 시, 발생하는 응고 팽창에 의한 주형 변형을 방지하기 위하여 주형 내부에는 복수개의 내부 보강판(200)을 설치하여 몰드(100)의 강도를 보완하는 기술을 포함한다. 몰드(100) 내부에 설계된 보강판(200)은 내부 용강에 의한 응고 팽창 및 주형 온도 상승에 의한 열변형을 억제할 수 있도록 롤(300)의 재질 및 주형(100)의 크기에 따라 개수 및 재질에 차이를 줄 수 있다. In addition, in the present invention, a technique of complementing the strength of the mold 100 by installing a plurality of internal reinforcement plates 200 inside the mold to prevent mold deformation due to solidification expansion that occurs when the cast iron-based steel is cooled do. The reinforcing plate 200 designed inside the mold 100 can be counted and material according to the material of the roll 300 and the size of the mold 100 so as to suppress solidification expansion due to internal molten steel and thermal deformation due to the increase in mold temperature. Can make a difference.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.In the above, the description has been mainly focused on the embodiment of the present invention, but various changes or modifications can be made at the level of those skilled in the art. It can be said that such modifications and variations belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should be judged by the claims set forth below.

100 : 수냉형 몰드
100-1 : 제 1 주형
100-2 : 제 2 주형
110 : 주조공간
120 : 내부공간
100a-i, 100b-i, 100c-i : 입측부
100a-o, 100b-o, 100c-o : 출측부
200 : 보강판
201, 202, 203, 204, 205 : 서브보강판
210 : 관통공
300 : 롤
302 : 배럴부
300b : 상부 저널부
300c : 하부 저널부
410 : 고정핀
420 : 고정죔쇠100: water-cooled mold
100-1: first mold
100-2: second mold
110: casting space
120: interior space
100a-i, 100b-i, 100c-i: entrance
100a-o, 100b-o, 100c-o: Outlet
200: reinforcement plate
201, 202, 203, 204, 205: Sub-reinforcement plate
210: through hole
300: roll
302: barrel
300b: upper journal section
300c: lower journal section
410: fixing pin
420: fixed clamp

Claims (7)

롤을 형성하기 위하여 용강이 주입되는 주조공간을 둘러싸는 수냉형 몰드; 및
상기 수냉형 몰드의 내주부와 외주부 사이를 가로지르는 방향으로 배치되되, 서로 이격되어 복수개로 배열되는 보강판; 을 포함하고,
상기 수냉형 몰드는
롤의 배럴부에 대응되는 배럴부 몰드; 및
상기 롤의 상부 저널부 및 하부 저널부에 각각 대응되는 상부 몰드 및 하부 몰드를 구비하되,
상기 배럴부 몰드, 상부 몰드 및 하부 몰드는 각각 독립적인 냉각수 수로를 내부에 구비하는
열간압연용 롤 제조 장치.A water-cooled mold surrounding a casting space into which molten steel is injected to form a roll; And
A reinforcing plate disposed in a direction crossing between the inner and outer circumferences of the water-cooled mold, and spaced apart from each other and arranged in plural; Including,
The water-cooled mold
A barrel part mold corresponding to the barrel part of the roll; And
An upper mold and a lower mold respectively corresponding to the upper journal portion and the lower journal portion of the roll are provided,
The barrel part mold, the upper mold and the lower mold each have an independent cooling water channel therein
Roll forming device for hot rolling. 제 1 항에 있어서,
상기 냉각수 수로는
상기 내주부와 외주부 사이의 내부공간에, 상기 배럴부 몰드, 상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드 별로 각각 분리되어 형성되는
열간압연용 롤 제조 장치.According to claim 1,
The cooling water channel
In the inner space between the inner circumference and the outer circumference, the barrel part mold, the upper mold and the lower mold are formed separately.
Roll forming device for hot rolling. 제 2 항에 있어서,
상기 배럴부 몰드는
상기 배럴부 몰드의 하방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제1 입측부와 상기 배럴부 몰드의 상방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제1 출측부를 포함하고,
상기 상부 몰드는
상기 상부 몰드의 하방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제2 입측부와 상기 상부 몰드의 상부에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제2 출측부를 포함하고,
상기 하부 몰드는
상기 하부 몰드의 하방에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로 인입되는 제3 입측부와 상기 하부 몰드의 상부에 배치되어 상기 냉각수가 내부공간으로부터 외부로 인출되는 제3 출측부를 포함하는
열간압연용 롤 제조 장치.According to claim 2,
The barrel mold
It is disposed below the mold of the barrel portion and includes a first inlet portion that is disposed above the barrel and the cooling water is introduced into the interior space and a first outlet portion that is disposed above the barrel portion mold and the cooling water is drawn out from the interior space,
The upper mold
It is disposed below the upper mold and includes a second inlet portion in which the cooling water is introduced into the inner space and a second inlet portion disposed on the upper mold and where the cooling water is drawn out from the inner space.
The lower mold
It is disposed below the lower mold and includes a third inlet portion in which the cooling water is introduced into the inner space and a third inlet portion disposed in the upper portion of the lower mold and where the cooling water is drawn out from the inner space.
Roll forming device for hot rolling. 제 1 항에 있어서,
각각의 상기 보강판은 상기 롤의 길이방향으로 신장하되, 상하로 배치된 복수의 서브보강판들로 이루어진,
열간압연용 롤 제조 장치.According to claim 1,
Each of the reinforcing plates extends in the longitudinal direction of the roll, but is composed of a plurality of sub-reinforcing plates arranged vertically
Roll forming device for hot rolling. 제 4 항에 있어서,
상기 보강판은 상기 보강판을 관통하여 냉각수가 흐를 수 있도록 형성된 관통공을 구비하는,
열간압연용 롤 제조 장치. The method of claim 4,
The reinforcing plate is provided with a through hole formed to allow the cooling water to flow through the reinforcing plate,
Roll forming device for hot rolling. 제 1 항에 있어서,
상기 보강판의 강도는 상기 수냉형 몰드의 강도 보다 더 높은 것을 특징으로 하는,
열간압연용 롤 제조 장치. According to claim 1,
Characterized in that the strength of the reinforcing plate is higher than the strength of the water-cooled mold,
Roll forming device for hot rolling. 제 1 항에 있어서,
상기 수냉형 몰드는 상기 주조공간을 원주방향으로 절반만큼 둘러싸는 제 1 주형과 상기 주조공간을 원주방향으로 나머지 절반만큼 둘러싸는 제 2 주형을 구비하되, 상기 제 1 주형과 상기 제 2 주형은 고정핀과 고정죔쇠를 이용하여 상호 결합고정되거나 상호 분리이격될 수 있는 것을 특징으로 하는,
열간압연용 롤 제조 장치.According to claim 1,
The water-cooled mold includes a first mold that surrounds the casting space in half in the circumferential direction and a second mold that surrounds the casting space in the circumferential direction in the other half, wherein the first mold and the second mold are fixed. Characterized in that it can be fixed to each other or separated from each other by using a pin and a clamp,
Roll forming device for hot rolling.
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