KR102264343B1 - 워크롤 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워크롤 제조장치에 관한 것으로, 워크롤의 동체부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되는 관체 형상의 동체 몰드부와, 워크롤의 네크부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되고, 동체 몰드부의 상단부에 결합되어 동체 몰드부와 연통되는 관체 형상의 상형 플라스크부와, 워크롤의 네크부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되고, 동체 몰드부의 하단부에 결합되어 동체 몰드부와 연통되는 관체 형상의 하형 플라스크부와, 동체 몰드부와 상형 플라스크부와 하형 플라스크부의 내측면에 삽입 설치되고, 용강에 직접 접촉되어 용강의 온도를 측정하는 온도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

워크롤 제조장치{WORK ROLL CASTING APPARATUS}

본 발명은 워크롤 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 워크롤 제조시 몰드 내부의 용강의 온도를 위치에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 용강의 샘플 채취가 가능한 워크롤 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 워크롤은 몰드에 용강을 주입하여 제조되며, 수직식 및 수평식 원심주조법, 또는 정치주조법에 의해 제조된다. 워크롤은 소재에 직접적으로 접촉하는 동체부와, 동체부의 양단에 일체로 제공되는 네크부로 이루어지며, 압연재를 이송하는 압연라인에 사용된다.

워크롤 제조시 동체 몰드부에 상형 플라스크부와 하형 플라스크부를 결합하여 하나의 틀을 만들고, 그 내부에 용강을 주입하여 워크롤을 제조한다.

종래에는 워크롤이 제조되는 과정에서 용강의 온도 분포를 파악하기 위해 동체 몰드부와 상형 플라스크부와 하형 플라스크부의 외면에 열전대를 부착하여 간접적으로 온도를 측정하거나 모사 장비를 이용하여 용강의 온도 분포 경향을 파악하였기 때문에, 워크롤의 품질 향상을 위한 데이터 확보가 부족하거나 부정확하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 워크롤의 시편을 채취하여 미세조직을 평가하고자 하는 경우, 제조된 워크롤의 일부를 선반 작업 등을 통해 확보해야 했기 때문에, 공정이 추가되고 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 한국등록특허 제10-0240226호(1999.10.26. 등록, 발명의 명칭: 전극용해법을 이용한 이종재질의 열간압압롤 제조방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 실시예는 워크롤 제조시 몰드 내부의 용강의 온도를 위치에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 용강의 샘플 채취가 가능한 워크롤 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 워크롤 제조장치는: 워크롤의 동체부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되는 관체 형상의 동체 몰드부와, 워크롤의 네크부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되고, 동체 몰드부의 상단부에 결합되어 동체 몰드부와 연통되는 관체 형상의 상형 플라스크부와, 워크롤의 네크부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되고, 동체 몰드부의 하단부에 결합되어 동체 몰드부와 연통되는 관체 형상의 하형 플라스크부와, 동체 몰드부와 상형 플라스크부와 하형 플라스크부의 내측면에 삽입 설치되고, 용강에 직접 접촉되어 용강의 온도를 측정하는 온도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 온도 측정부로부터 측정된 온도 데이터를 저장하도록 온도 측정부와 연결되며, 상형 플라스크부와 하형 플라스크부의 외측면에 설치되는 데이터 로거부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 온도 측정부는 용강이 유입될 수 있는 용강 유입 홈이 형성된 몸체부와, 용강 유입 홈의 내부에 설치되어 용강 유입 홈으로 유입된 용강의 온도를 측정하는 온도 측정 부재와, 몸체부에 설치되고, 온도 측정 부재와 데이터 로거부를 연결하는 데이터 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 데이터 연결부는 동체 몰드부와 상형 플라스크부 사이 및 동체 몰드부와 하형 플라스크부 사이를 통과하여 데이터 로거부와 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 동체 몰드부에는 상형 플라스크부와 동체 몰드부 사이로 유출 가능한 상기 용강의 흘러내림을 방지하는 안전 가이드부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 워크롤 제조장치는, 워크롤 제조시 몰드 내부의 용강의 온도를 위치에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 용강의 샘플 채취가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부의 설치 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치를 이용한 온도 측정 및 시편 채취를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부의 내부에 시편이 채취된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부로부터 시편을 분리한 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 워크롤 제조장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부의 설치 구조를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치를 이용한 온도 측정 및 시편 채취를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부의 내부에 시편이 채취된 상태를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치에 적용된 온도 측정부로부터 시편을 분리한 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치는 동체 몰드부(100)와, 상형 플라스크부(200)와, 하형 플라스크부(300)와, 온도 측정부(400)를 포함하며, 온도 측정부(400)로부터 측정된 온도 데이터를 저장하도록 온도 측정부(400)와 연결되는 데이터 로거부(500)를 더 포함할 수 있다.

워크롤(미도시)은 압연시 소재에 직접적으로 접촉하는 동체부와 동체부의 양단에 일체로 형성되는 한 쌍의 네크부를 포함한다.

동체 몰드부(100)는 워크롤의 동체부를 제조하기 위해 마련되며, 용강(10)이 주입되도록 공간부가 마련되는 관체 형상으로 이루어진다.

상형 플라스크부(200)는 워크롤의 일측 네크부를 제조하기 위해 동체 몰드부(100)의 상단부에 결합되도록 마련되며, 용강(10)이 주입되도록 공간부가 마련되는 관체 형상으로 이루어진다.

하형 플라스크부(300)는 워크롤의 타측 네크부를 제조하기 위해 동체 몰드부(100)의 하단부에 결합되도록 마련되며, 용강(10)이 주입되도록 공간부가 마련되는 관체 형상으로 이루어진다.

온도 측정부(400)는 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200)와 하형 플라스크부(300)의 내측면에 삽입 설치되어, 용강(10)에 직접 접촉되는 방식으로 용강(10)의 온도를 측정하기 위해 마련된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 온도 측정부(400)는 대략의 직방체 형상으로 이루어지고, 일측에 용강(10)이 유입되어 수용될 수 있는 사각 형상의 용강 유입 홈(411)이 형성된 몸체부(410)와, 용강 유입 홈(411)의 내부에 설치되어 용강 유입 홈(411)으로 유입된 용강(10)의 온도를 측정하는 온도 측정 부재(420)와, 몸체부(410)의 외측에 설치되어 온도 측정 부재(420)와 데이터 로거부(500)를 연결하는 데이터 연결부(430)를 포함한다.

동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200)와 하형 플라스크부(300)의 내측면에는 온도 측정부(400)가 삽입될 수 있도록, 사각 형상의 삽입 홈(100a, 200a, 300a)이 각각 형성된다.

데이터 연결부(430)는 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200) 사이 및 동체 몰드부(100)와 하형 플라스크부(300) 사이를 통과하여 상형 플라스크부(200)의 외면이나 하형 플라스크부(300)의 외면에 설치되는 데이터 로거부(500)와 연결된다.

데이터 연결부(430)가 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200) 사이 및 동체 몰드부(100)와 하형 플라스크부(300) 사이를 통과할 수 있도록 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200)의 결합 부분에 가공을 하게 되고, 마찬가지로 동체 몰드부(100)와 하형 플라스크부(300)의 결합 부분에 가공을 한다.

또한, 데이터 로거부(500)의 설치를 위해 상형 플라스크부(200)와 하형 플라스크부(300)의 외면에 가공을 한다.

데이터 로거부(500)는 데이터 분석 장비(600)에 연결될 수 있으며, 데이터 분석 장비(600)는 데이터 로거부(500)로부터 입력받은 온도 측정부(400)의 위치 데이터와 온도 측정부(400)에서 측정된 온도 데이터를 이용하여 워크롤의 품질 개선을 위한 정보를 생성한다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 동체 몰드부(100)에는 상형 플라스크부(200)와 동체 몰드부(100) 사이로 유출 가능한 용강(10)의 흘러내림을 방지하는 안전 가이드부(700)가 더 설치될 수 있다.

안전 가이드부(700)는 동체 몰드부(100)의 외주면을 따라 설치되는 원형 고리 형상의 바닥 플레이트(710)와, 바닥 플레이트(710)로부터 상방향으로 연장 형성되는 원통 형상의 벽체 플레이트(720)를 포함한다.

벽체 플레이트(720)는 상형 플라스크부(200)와 동체 몰드부(100) 사이로 용강(10)이 유출되는 경우, 유출된 용강(10)이 바닥으로 흘러 넘치지 않도록 충분한 높이로 형성될 필요가 있다. 따라서 벽체 플레이트(720)는 최대의 높이로 형성되는 경우, 상형 플라스크부(200)의 상단부까지 이르는 높이로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 워크롤 제조장치를 이용하여 워크롤을 제조하는 과정과 온도 측정 및 시편을 채취하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

워크롤 제조시 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200)와 하형 플라스크부(300)는 결합되어 하나의 주물 틀을 형성하게 되고, 상형 플라스크부(200)의 상측에 마련된 용강 주입부(20)를 통해 용강(10)이 주물 틀의 내부에 채워지게 된다.

하형 플라스크부(300)부터 채워진 용강(10)은 동체 몰드부(100)를 가득 채우게 되고, 마지막에는 상형 플라스크부(200)의 상단부까지 채워지게 되며, 이후 선택된 제조 방범에 의해 워크롤로 제조된다.

워크롤이 제조되는 과정에서 하형 플라스크부(300)와, 동체 몰드부(100)와, 상형 플라스크부(200)에 설치된 온도 측정부(400)의 용강 유입 홈(411)으로 용강(10)이 유입되게 되며, 용강 유입 홈(411)의 내부에 설치된 온도 측정 부재(420)에 의해 용강의 온도가 실시간으로 측정된다.

측정된 온도 데이터는 해당 온도 측정 부재(420)의 위치 데이터와 함께 데이터 로거부(500)에 저장된 후, 데이터 분석 장비(600)로 전송된다.

데이터 분석 장비(600)는 데이터 로거부(500)로부터 입력받은 온도 측정부(400)의 위치 데이터와 온도 측정부(400)에서 측정된 온도 데이터를 이용하여 워크롤의 품질 개선을 위한 정보를 생성한다.

워크롤 제조가 완료된 후, 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200)와 하형 플라스크부(300)가 결합되어 형성된 주물 틀은 해체되며, 이때, 도 5에 도시된 것처럼, 동체 몰드부(100)와 상형 플라스크부(200)와 하형 플라스크부(300)의 내측면에 설치되어 내부에 시편(11)을 확보한 온도 측정부(400)를 해체하게 되면, 도 6에 도시된 것처럼, 시편(11)을 확보할 수 있게 되며, 확보된 시편(11)을 이용하여 미세조직 평가 등 다양한 테스트를 진행함으로써, 워크롤의 품질 개선을 도모할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 워크롤 제조시 몰드 내부의 용강의 온도를 위치에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 용강의 샘플 채취가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 용강 11: 시편
100: 동체 몰드부 100a: 삽입 홈
200: 상형 플라스크부 200a: 삽입 홈
300: 하형 플라스크부 300a: 삽입 홈
400: 온도 측정부 410: 몸체부
411: 용강 유입 홈 420: 온도 측정 부재
430: 데이터 연결부 500: 데이터 로거부
600: 데이터 분석 장비 700: 안전 가이드부
710: 바닥 플레이트 720: 벽체 플레이트

Claims (5)

1. 워크롤의 동체부를 제조하기 위해 용강이 주입되도록 공간부가 마련되는 관체 형상의 동체 몰드부;
   상기 워크롤의 네크부를 제조하기 위해 상기 용강이 주입되도록 공간부가 마련되고, 상기 동체 몰드부의 상단부에 결합되어 상기 동체 몰드부와 연통되는 관체 형상의 상형 플라스크부;
   상기 워크롤의 네크부를 제조하기 위해 상기 용강이 주입되도록 공간부가 마련되고, 상기 동체 몰드부의 하단부에 결합되어 상기 동체 몰드부와 연통되는 관체 형상의 하형 플라스크부;
   상기 동체 몰드부와 상기 상형 플라스크부와 상기 하형 플라스크부의 내측면에 삽입 설치되고, 상기 용강에 직접 접촉되어 상기 용강의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
   상기 온도 측정부로부터 측정된 온도 데이터를 저장하도록 상기 온도 측정부와 연결되며, 상기 상형 플라스크부와 상기 하형 플라스크부의 외측면에 설치되는 데이터 로거부를 포함하고,
   상기 온도 측정부는,
   상기 용강이 유입될 수 있는 용강 유입 홈이 형성된 몸체부;
   상기 용강 유입 홈의 내부에 설치되어 상기 용강 유입 홈으로 유입된 상기 용강의 온도를 측정하는 온도 측정 부재; 및
   상기 몸체부에 설치되고, 상기 온도 측정 부재와 상기 데이터 로거부를 연결하는 데이터 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크롤 제조장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 연결부는 상기 동체 몰드부와 상기 상형 플라스크부 사이 및 상기 동체 몰드부와 상기 하형 플라스크부 사이를 통과하여 상기 데이터 로거부와 연결되는 것을 특징으로 하는 워크롤 제조장치.
   
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 동체 몰드부에는 상기 상형 플라스크부와 상기 동체 몰드부 사이로 유출 가능한 상기 용강의 흘러 내림을 방지하는 안전 가이드부가 설치되는 것을 특징으로 하는 워크롤 제조장치.

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