KR102201304B1 - 스트립 제조 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스트립 제조 설비에 관한 것으로, 본 발명의 스트립 제조 용융합금이 수용되는 도가니를 포함하는 턴디쉬, 턴디쉬 하부에 설치되고 도가니에 연결되어 용융합금을 배출하는 주조노즐, 주조 노즐의 하부에 배치되어 주조 노즐로부터 배출되는 용융합금을 급속 냉각시키는 냉각롤, 주조 노즐과 인접하게 턴디쉬에 결합되는 공기 흡입부재 및 공기 흡입부재의 공기 흡입량을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

스트립 제조 설비{FACILITIES FOR MANUFACTURING STRIP}
본 발명은 스트립 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로, 비결정질 합금(이하 비정질 합금이라 한다)은 금속을 용융상태에서 급속 냉각시켜 제조된다. 이에 비정질 합금은 원자가 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없이 액상의 무질서한 원자배열 상태를 고체에서까지 유지시키게 된다.
비정질 합금은 통상적인 결정질 합금과는 달리 원자들이 불규칙하게 배열함으로써 결정성을 갖지 않는 액상과 유사한 구조를 지닌다. 따라서 비정질 합금은 결정질 합금의 특징인 결정입계(grain boundary), 전위(dislocation) 등과 같은 결정결함(crystalline imperfection)이 존재하지 않으며, 같은 조성의 결정질 금속에 비하여 우수한 연자성, 초자왜, 강인성, 내식성, 초전도성 등의 우수한 특성을 갖는다.
이러한 비정질 합금 제조 방법으로서는 다이캐스팅/영구주형주조법(die casting/permanent mold casting)과 멜트 스피닝법(melt spinning)이 주로 이용되고 있다. 멜트 스피닝법은 합금을 용융시키는 도가니와, 상기 도가니의 하부 일측에 장착되어 용융합금을 배출하는 노즐과, 상기 노즐의 하부에 근접 설치되어 회전하는 냉각롤로 구성된다.
이에 도가니 내의 용융합금이 노즐을 통해 고속으로 회전하는 상기 냉각롤의 원주면에 배출되면서 급속으로 냉각되어, 비정질 상태를 유지하는 일정폭 및 두께를 가지는 스트립 또는 리본으로 제조된다.
이때, 냉각롤이 고속으로 회전하면 도가니와 노즐 주위에 바람이 발생하므로 도가니와 노즐이 흔들리게 되어 용융합금이 냉각롤의 원주면에 균일하게 배포되지 않는 문제가 발생된다.
또한, 도가니와 노즐 주위에 발생된 바람에 의하여 외부 이물질이 용융합금에 혼입되어 주조 품질이 낮아지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각롤에 의해 발생되는 바람에 의한 영향을 최소할 할 수 있는 스트립 제조 설비를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 제조 설비는 내부에 용융합금이 수용되는 도가니를 포함하는 턴디쉬, 턴디쉬 하부에 설치되고 도가니에 연결되어 용융합금을 배출하는 주조 노즐, 주조 노즐의 하부에 배치되어 주조 노즐로부터 배출되는 용융합금을 급속 냉각시키는 냉각롤 및 주조 노즐과 인접하게 턴디쉬에 결합되는 공기 흡입부재를 포함한다.
또한, 공기 흡입부재는 턴디쉬에 지그로 고정되는 공기 흡입관 및 공기 흡입관의 일단에 결합되어 냉각롤과 마주보게 설치되는 공기 흡입 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 공기 흡입부재는, 주조 노즐의 일면과 마주보게 설치되는 제1 공기 흡입부재와, 주조 노즐의 일면의 반대쪽에 위치한 타면과 마주보게 설치되는 제2 공기 흡입부재를 포함할 수 있다.
또한, 제1 공기 흡입부재는 주조 노즐의 일면과 마주보게 턴디쉬에 지그로 고정되는 제1 공기 흡입관 및 제1 공기 흡입관의 일단에 결합되어 냉각롤과 마주보게 설치되는 제1 공기 흡입 노즐을 포함할 수 있고, 제2 공기 흡입부재는 주조 노즐의 일면의 반대쪽에 위치한 타면과 마주보게 턴디쉬에 지그로 고정되는 제2 공기 흡입관 및 제2 공기 흡입관의 일단에 결합되어 냉각롤과 마주보게 설치되는 제2 공기 흡입 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 공기 흡입부재의 공기 흡입량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 공기 흡입부재와 제어부에 연결되는 공기 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 주조 노즐은 냉각롤과 마주보는 주조 노즐의 일면에 형성되는 슬릿을 포함할 수 있다.
또한, 슬릿은 냉각롤의 폭방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 냉각롤에 형성되는 금속 스트립을 분리하는 분리장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 스트립 제조 설비의 냉각롤에 의해 발생되는 바람에 의한 영향을 최소화하여 스트립의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스트립 제조 설비의 개략적인 정면도이다.
도 2는 도 1의 스트립 제조 설비의 개략적인 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 스트립 제조 설비의 개략적인 정면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 스트립 제조 설비의 개략적인 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하여 설명하며, 본 실시예에 따른 스트립 제조 설비(100)는 턴디쉬(10), 주조 노즐(20), 냉각롤(30), 공기 흡입부재(40), 제어부(50), 공기 펌프(60) 및 분리 장치(70)를 포함한다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 턴디쉬(10)는 합금을 용융시켜 배출시키기 위해 내부에 용융 합금이 저장되는 도가니(11)를 포함한다.
또한, 주조 노즐(20)은 턴디쉬(10) 하부에 설치되고 상기 도가니(11)와 연결되어 용융 합금을 배출한다.
여기서, 주조 노즐(20)은 냉각롤(30)과 마주보는 주조 노즐의 일면에 형성되는 슬릿(21)을 포함한다.
보다 상세하게는, 슬릿(21)은 주조 노즐(20)의 하단에서 돌출되어 냉각롤(30)의 폭 방향으로 연장되어 형성된다.
따라서, 주조 노즐(20)의 슬릿(21)에 의하여 도가니(11)에서 배출되는 용융 합금이 냉각롤(30)의 원주면의 폭 방향으로 분사될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 냉각롤(30)은 주조 노즐(20)과 일정 간격을 두고 주조 노즐(20)의 하부에 배치되어 고속으로 회전한다.
따라서, 주조 노즐(20)에서 냉각롤(30)의 원주면에 분사되는 용융 합금이 냉각롤(30)의 회전에 의해 발생되는 바람에 의하여 급속 냉각되어 금속 스트립(80)이 형성된다.
여기서, 금속 스트립(80)은 분리 장치(70)에 의하여 냉각롤(30)에서 분리된다.
또한, 본 실시예에 따른 공기 흡입부재(40)는 공기 흡입부재(40)의 일단이 주조 노즐(20)과 인접하게 위치 되도록 턴디쉬(10)에 결합된다.
여기서, 공기 흡입부재(40)는 턴디쉬(10)에 지그(미도시)로 고정되는 공기 흡입관(412, 422) 및 공기 흡입관(412, 422)의 일단에 결합되어 냉각롤(30)과 마주보게 설치되는 공기 흡입 노즐(411, 412)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 공기 흡입부재(40)는 주조 노즐(20)의 일면과 마주보게 설치되는 제1 공기 흡입부재(41) 및 주조 노즐(20)의 일면의 반대쪽에 위치한 타면과 마주보게 설치되는 제2 공기 흡입부재(42)를 포함한다.
여기서, 제1 공기 흡입부재(41)는 주조 노즐(20)의 일면과 마주보게 턴디쉬(10)에 지그로 고정되는 제1 공기 흡입관(412) 및 제1 공기 흡입관(412)의 일단에 결합되어 냉각롤(30)과 마주보게 설치되는 제1 공기 흡입 노즐(411)를 포함한다.
또한, 제2 공기 흡입부재(42)는 주조 노즐(20)의 일면의 반대쪽에 위치한 타면과 마주보게 턴디쉬(10)에 지그로 고정되는 제2 공기 흡입관(422) 및 제2 공기 흡입관(422)의 일단에 결합되어 냉각롤(30)과 마주보게 설치되는 제2 공기 흡입 노즐(421)를 포함한다.
본 실시예에 따른 제어부(50)는 공기 흡입부재(40)와 연결되어 공기 흡입부재(40)의 공기 흡입량을 제어한다.
따라서, 본 실시예에 따르면 제어부(50)에 의해 제어 되어 공기 흡입부재(40)는 고속으로 회전하는 냉각롤(30)에 의해 주조 노즐(20) 주위에 발생되는 바람을 흡수할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 공기 펌프(60)는 공기 흡입부재(40)와 제어부(50)에 각각 연결된다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 공기 펌프(60)는 제1 공기 흡입부재(41)의 제1 공기 흡입관(412)에 연결되는 제1 공기 펌프(61) 및 제2 공기 흡입부재(42)의 제2 공기 흡입관(422)에 연결되는 제2 공기 펌프(62)를 포함한다.
여기서, 제어부(50)는 냉각롤(30)의 고속 회전에 의해 주조 노즐(20) 주위에 발생되는 바람이 공기 흡입부재(40)에 흡수되도록 공기 펌프(60)를 제어한다.
또한, 본 실시예에 따른 제어부(50)는 주조 노즐(20) 및 냉각롤(30)에 각각 연결되어 주조 노즐(20)의 용융합금 배출속도 및 냉각롤(30)의 분당 회전속도를 제어한다.
보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 제어부(50)는 냉각롤(30)의 회전수에 상응하게 제1 공기 펌프(61) 및 제2 공기 펌프(62)의 제어하여 냉각롤(30)의 고속 회전에 의해 주조 노즐(20) 주위에 발생되는 바람이 제1 공기 흡입부재(41) 및 제2 공기 흡입부재(42)로 흡입되게 한다.
예를 들면, 본 실시예에 따른 제어부(50)는 냉각롤(30)의 분당 회전수가 증가하여 냉각롤(30)에 의해 발생되는 바람의 세기가 강해지면, 제1 공기 펌프(61) 및 제2 공기 펌프(62)를 강하게 작동시켜 주조 노즐(20) 주위에 발생된 바람이 제1 공기 흡입부재(41) 및 제2 공기 흡입부재(42)로 흡입되게 할 수 있다.
반면, 제어부(50)는 냉각롤(30)의 분당 회전수가 감소하여 냉각롤(30)에 의해 발생되는 바람의 세기가 약해지면, 제1 공기 펌프(61) 및 제2 공기 펌프(62)를 약하게 작동시켜 주조 노즐(20) 주위에 발생된 바람이 제1 공기 흡입부재(41) 및 제2 공기 흡입부재(42)로 흡입되게 할 수 있다.
결국, 본 실시예에 따르면 고속으로 회전하는 냉각롤(30)에 의해 발생되는 바람에 의해 턴디쉬(10)와 주조 노즐(20)이 흔들리는 것을 방지하여 냉각롤(30)의 원주면에 용융합금이 균일하게 분포되도록 하고 냉각롤(30) 주위의 이물질이 용융합금에 섞이는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 스트립 제조 설비(100)는 냉각롤에 의해 발생되는 바람에 의한 영향을 최소화하여 스트립의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 스트립 제조 설비 10: 턴디쉬
11: 도가니 20: 주조 노즐
30: 냉각롤 40: 공기 흡입부재
41: 제1 공기 흡입부재 411: 제1 공기 흡입 노즐
412: 제1 공기 흡입관 42: 제2 공기 흡입부재
421: 제2 공기 흡입 노즐 422: 제2 공기 흡입관
50: 제어부 60: 공기 펌프
61: 제1 공기 펌프 62: 제2 공기 펌프
70: 분리 장치 80: 금속 스트립

Claims (9)

  1. 용융합금이 수용되는 도가니를 포함하는 턴디쉬;
    상기 턴디쉬 하부에 설치되고 상기 도가니에 연결되어 상기 용융합금을 배출하는 주조노즐;
    상기 주조 노즐의 하부에 배치되어 상기 주조 노즐로부터 배출되는 상기 용융합금을 급속 냉각시키는 냉각롤;
    상기 주조 노즐과 인접하게 상기 턴디쉬에 결합되는 공기 흡입부재,
    상기 공기 흡입부재의 공기 흡입량을 제어하는 제어부; 및
    상기 공기 흡입부재와 상기 제어부에 연결되는 공기 펌프
    를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 주조 노즐 및 상기 냉각롤에 각각 연결되어 상기 주조 노즐의 용융합금 배출속도 및 상기 냉각롤의 분당 회전속도를 제어하며 또한, 상기 냉각롤의 회전수에 상응하게 상기 공기 펌프의 세기를 제어하는 스트립 제조 설비.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공기 흡입부재는,
    상기 턴디쉬에 지그로 고정되는 공기 흡입관 및 상기 공기 흡입관의 일단에결합되어 상기 냉각롤과 마주보게 설치되는 공기 흡입 노즐을 포함하는 스트립 제조 설비.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 공기 흡입부재는,
    상기 주조 노즐의 일면과 마주보게 설치되는 제1 공기 흡입부재와,
    상기 주조 노즐의 일면의 반대쪽에 위치한 타면과 마주보게 설치되는 제2 공기 흡입부재를 포함하는 스트립 제조 설비.
  4. 제3 항 에 있어서,
    상기 제1 공기 흡입부재는,
    상기 주조 노즐의 일면과 마주보게 상기 턴디쉬에 지그로 고정되는 제1 공기 흡입관 및 상기 제1 공기 흡입관의 일단에 결합되어 상기 냉각롤과 마주보게 설치되는 제1 공기 흡입 노즐을 포함하고,
    상기 제2 공기 흡입부재는,
    상기 주조 노즐의 일면의 반대쪽에 위치한 타면과 마주보게 상기 턴디쉬에 지그로 고정되는 제2 공기 흡입관 및 상기 제2 공기 흡입관의 일단에 결합되어 상기 냉각롤과 마주보게 설치되는 제2 공기 흡입 노즐을 포함하는 스트립 제조 설비.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 주조 노즐은,
    상기 냉각롤과 마주보는 상기 주조 노즐의 일면에 형성되는 슬릿을 포함하는 스트립 제조 설비.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 슬릿은 상기 냉각롤의 폭방향으로 연장되어 형성되는 스트립 제조 설비.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각롤에 형성되는 금속 스트립을 분리하는 분리장치를 더 포함하는 스트립 제조 설비.
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