KR102533587B1 - 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워크롤 개발시 실험실 규모의 랩스케일(Lab-Scale)에서 압연 환경을 매우 정밀하거나 유사하게 모사하여 워크롤에 적합한 주조재의 품질을 정확하게 평가할 수 있게 하는 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치에 관한 것으로서, 실제 압연롤과 유사한 모양으로 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되고, 주조재 샘플을 수용할 수 있도록 외경면의 적어도 일부분에 적어도 하나의 샘플 수용부가 형성되며, 상기 주조재 샘플이 회전 궤적을 따라 실제 압연 환경과 유사한 회전수로 회전될 수 있도록 제 1 회전축을 기준으로 회전되는 샘플 수용 워크롤; 실제 압연롤과 대응되는 실제 상대재와 유사한 모양으로 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 샘플 수용 워크롤 또는 상기 샘플 수용 워크롤에 수용된 상기 주조재 샘플과 접촉되어 회전되면서 상기 주조재 샘플에 실제 압연 부하와 유사한 부하를 인가할 수 있도록 제 2 회전축을 기준으로 회전되는 모사 상대재; 상기 주조재 샘플이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 냉각될 수 있도록 상기 샘플 수용 워크롤을 냉각시키는 냉각 장치; 및 상기 주조재 샘플이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 가열될 수 있도록 상기 모사 상대재를 가열하는 가열 장치;를 포함할 수 있다.

Description

압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치{Rolling condition simulation type evaluation apparatus for casting material}
본 발명은 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 워크롤 개발시 실험실 규모의 랩스케일(Lab-Scale)에서 압연 환경을 매우 정밀하거나 유사하게 모사하여 워크롤에 적합한 주조재의 품질을 정확하게 평가할 수 있게 하는 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 압연 워크롤용 주조재의 평가 시험의 경우, 통상 바타입의 주조재 시편을 만들어서 별도의 고온 내마모 장비나, 열피로 시험기 등에 1개씩 장착하고 평가하는 방법으로 주조재의 특성을 파악했었다.
이러한 종래의 주조재 평가 방법은 대부분 1회 평가시 하나의 샘플만 국한되어 특성을 평가해야만 했기 때문에 복수개의 샘플들을 평가하는 경우, 비록 동일 조건으로 모사 평가를 한다고 하더라도 서로 간의 오차가 발생할 가능성이 높고, 이처럼 평가 샘플 수량이 많다면 샘플의 수량 만큼 각 장비에 시편을 장착하거나 교체해야 하는 시편 셋팅 작업 및 평가 작업을 반복해야 했기 때문에 소요 시간이 크게 증대되는 등 많은 문제점들이 있었다.
또한, 종래의 주조재 평가 방법은 형강롤 등 워크롤의 표면에 그루브가 형성된 경우에는 이를 정밀하게 구현할 수 없었기 때문에 보다 정확한 압연 모사 평가가 불가능했었던 문제점들이 있었다.
한국특허출원번호 제10-2017-0081189
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 샘플 수용 워크롤에 복수개의 주조재 샘플을 수용하여 동일한 조건의 다양한 위치에서 주조재 샘플의 압연 환경을 정밀하고 유사하게 모사할 수 있고, 동시에 많은 주조재 샘플을 평가할 수 있어서 주조재 평가 시간과 비용을 크게 절감할 수 있으며, 그루브가 형성된 샘플 수용 워크롤을 이용하여 형강롤 등 복잡한 형상의 워크롤까지 정밀하게 모사할 수 있어서 형강롤의 수직 측면이나 형상별 특징에 따른 주조재 샘플의 성능을 정확하고 정밀하게 평가할 수 있게 하는 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치는, 실제 압연롤과 유사한 모양으로 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되고, 주조재 샘플을 수용할 수 있도록 외경면의 적어도 일부분에 적어도 하나의 샘플 수용부가 형성되며, 상기 주조재 샘플이 회전 궤적을 따라 실제 압연 환경과 유사한 회전수로 회전될 수 있도록 제 1 회전축을 기준으로 회전되는 샘플 수용 워크롤; 실제 압연롤과 대응되는 실제 상대재와 유사한 모양으로 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 샘플 수용 워크롤 또는 상기 샘플 수용 워크롤에 수용된 상기 주조재 샘플과 접촉되어 회전되면서 상기 주조재 샘플에 실제 압연 부하와 유사한 부하를 인가할 수 있도록 제 2 회전축을 기준으로 회전되는 모사 상대재; 상기 주조재 샘플이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 냉각될 수 있도록 상기 샘플 수용 워크롤을 냉각시키는 냉각 장치; 및 상기 주조재 샘플이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 가열될 수 있도록 상기 모사 상대재를 가열하는 가열 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용부는, 제 1 주조재 샘플을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤의 외경면의 일부분에 형성되는 제 1 샘플 수용부; 및 제 2 주조재 샘플을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤의 외경면의 타부분에 형성되며, 상기 제 1 주조재 샘플에 부하가 인가될 때, 동시에 상기 제 2 주조재 샘플에도 부하가 인가될 수 있도록 상기 제 1 샘플 수용부에서 축방향 또는 수평 방향으로 제 1 거리만큼 이격되게 형성되는 제 2 샘플 수용부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용부는, 제 3 주조재 샘플을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤의 외경면의 다른 타부분에 형성되며, 상기 제 2 주조재 샘플에 부하가 인가될 때, 동시에 상기 제 3 주조재 샘플에도 부하가 인가될 수 있도록 상기 제 2 샘플 수용부에서 축방향 또는 수평 방향으로 제 2 거리만큼 이격되게 형성되는 제 3 샘플 수용부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용 워크롤 또는 상기 모사 상대재는 다양한 압연롤 또는 형강롤 형태의 샘플 수용 워크롤 또는 모사 상대재와 교체될 수 있도록 키돌기 또는 키홈이 형성된 네크부와 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용 워크롤은 상기 모사 상대재의 상방에 설치되고, 상기 냉각 장치는 상기 샘플 수용 워크롤의 상방에 설치되며, 상기 가열 장치는 상기 모사 상대재의 하방에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 냉각 장치는, 냉각수 또는 윤활유를 분사하는 냉매 분사 장치일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 가열 장치는, 상기 모사 상대재와 이격 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 모사 상대재의 외주면의 일부분과 대응되도록 유도 코일이 형성되는 유도 가열 장치일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용 워크롤의 상기 샘플 수용부와 상기 주조재 샘플 사이에 샘플 고정 장치가 설치되고, 상기 샘플 고정 장치는, 적어도 억지물림부, 고정 나사, 고정 볼트, 고정끈, 밸크로테잎, 임시 접착재, 임시 용접재, 스냅버튼, 쐐기 장치, 트위스트 캡 장치, 캠 장치, 샘플 홀더, 클램프, 자석 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용 워크롤은, 외주면의 적어도 일부분에 수직 측면 또는 경사면이 형성된 그루브가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 샘플 수용 워크롤은, 중앙부에 오목부가 형성되고, 좌측에 좌측 돌출부가 형성되며, 우측에 우측 돌출부가 형성되고, 상기 오목부의 외경면과, 상기 좌측 돌출부의 외경면 및 상기 우측 돌출부의 외경면에 축방향 또는 수평 방향으로 배치된 상기 샘플 수용부가 각각 형성되며, 상기 샘플 수용부에 서로 동일한 재질의 상기 주조재 샘플이 수용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 주조재 샘플은, 상기 샘플 수용부에 수용된 상태에서 외부로 노출된 노출면의 적어도 일부분이 곡면 형상일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 샘플 수용 워크롤에 복수개의 주조재 샘플을 수용하여 동일한 조건의 다양한 위치에서 주조재 샘플의 압연 환경을 정밀하고 유사하게 모사할 수 있고, 동시에 많은 주조재 샘플을 평가할 수 있어서 주조재 평가 시간과 비용을 크게 절감할 수 있으며, 그루브가 형성된 샘플 수용 워크롤을 이용하여 형강롤 등 복잡한 형상의 워크롤까지 정밀하게 모사할 수 있어서 형강롤의 수직 측면이나 형상별 특징에 따른 주조재 샘플의 성능을 정확하고 정밀하게 평가할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 3은 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치를 나타내는 정단면도이다.
도 4는 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치의 샘플 수용 워크롤의 부품 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치의 주조재 샘플을 검사하는 과정을 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)를 나타내는 측단면도이고, 도 3은 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)를 나타내는 정단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)는, 크게 샘플 수용 워크롤(10)과, 모사 상대재(20)와, 냉각 장치(30) 및 가열 장치(40)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 수용 워크롤(10)은, 평가 대상인 주조재가 적용될 실제 압연롤과 유사한 모양이나 스팩으로 형성되는 모사 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 수용 워크롤(10)은, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되는 것으로서, 적어도 하나(도면에서는 3개)의 주조재 샘플(S)을 수용할 수 있도록 그 외경면의 적어도 일부분에 적어도 하나(도면에서는 3개)의 샘플 수용부(10a)가 형성되며, 상기 주조재 샘플(S)이 회전 궤적을 따라 실제 압연 환경과 유사한 회전수로 회전될 수 있도록 구동 모터나 동력전달장치 등의 제 1 구동 장치(51)에 의해 제 1 회전축(P1)을 기준으로 회전되는 회전 구조체일 수 있다.
여기서, 상기 샘플 수용부(10a)는, 3개의 상기 주조재 샘플(S1)(S2)(S3)을 수용할 수 있도록 3개의 홈부 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 샘플 수용부(10a)는, 제 1 주조재 샘플(S1)을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 외경면의 일부분에 형성되는 제 1 샘플 수용부(10a-1)와, 제 2 주조재 샘플(S2)을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 외경면의 타부분에 형성되며, 상기 제 1 주조재 샘플(S1)에 부하가 인가될 때, 동시에 상기 제 2 주조재 샘플(S2)에도 부하가 인가될 수 있도록 상기 제 1 샘플 수용부(10a-1)에서 축방향 또는 수평 방향으로 제 1 거리(D1)만큼 이격되게 형성되는 제 2 샘플 수용부(10a-2) 및 제 3 주조재 샘플(S3)을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 외경면의 다른 타부분에 형성되며, 상기 제 2 주조재 샘플(S2)에 부하가 인가될 때, 동시에 상기 제 3 주조재 샘플(S3)에도 부하가 인가될 수 있도록 상기 제 2 샘플 수용부(10a-2)에서 축방향 또는 수평 방향으로 제 2 거리(D2)만큼 이격되게 형성되는 제 3 샘플 수용부(10a-3)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자는 3개의 상기 주조재 샘플(S1)(S2)(S3)을 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 상기 제 1 샘플 수용부(10a-1)와, 상기 제 2 샘플 수용부(10a-2) 및 상기 제 3 샘플 수용부(10a-3)에 각각 삽입한 다음, 상기 제 1 구동 장치(51)를 이용하여 상기 샘플 수용 워크롤(10)을 회전시킬 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모사 상대재(20)는, 실제 압연롤과 대응되는 실제 상대재와 유사한 모양이나 스팩으로 형성되는 모사 구조체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 모사 상대재(20)는, 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되는 것으로서, 상기 샘플 수용 워크롤(10) 또는 상기 샘플 수용 워크롤(10)에 수용된 상기 주조재 샘플(S)과 접촉되어 회전되면서 상기 주조재 샘플(S)에 실제 압연 부하와 유사한 부하를 인가할 수 있도록 제 2 회전축(P2)을 기준으로 구동 모터나 동력 전달 장치 등의 제 2 구동 장치(52)에 의해 회전되는 회전 구조체일 수 있다.
여기서, 상술된 상기 제 1 구동 장치(51)와 상기 제 2 구동 장치(52)는, 하나의 구동 모터에 의해 기어나, 벨트나 체인 등의 동력전달장치로 서로 연동되어 구동될 수 있는 것으로서, 이외에도 매우 다양한 조합의 동력전달장치들이 모두 적용될 수 있다.
따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자는 3개의 상기 주조재 샘플(S1)(S2)(S3)이 수용된 상기 샘플 수용 워크롤(10)을 회전시키면 이와 대응되는 상기 모사 상대재(20) 역시 함께 회전되면서 실제 압연롤처럼 상기 주조재 샘플(S1)(S2)(S3)들이 동시에 가압되는 압연 사이클을 반복적으로 수행할 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 장치(30)는, 는, 상기 주조재 샘플(S)이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 냉각될 수 있도록 상기 샘플 수용 워크롤(10)을 냉각시키는 장치로서, 실제 압연롤의 냉각 환경을 모사할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 냉각 장치(30)는, 실제 냉각 환경과 유사하도록 냉각수 또는 윤활유를 분사하는 냉매 분사 장치(31)가 적용될 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고 매우 다양한 냉각 장치들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 상기 가열 장치(40)는, 상기 주조재 샘플(S)이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 가열될 수 있도록 상기 모사 상대재(20)를 가열하는 장치로서, 실제 압연롤의 가열 환경을 모사할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 가열 장치(40)는, 실제 가열로에서 가열된 강판을 최대한 유사하게 모사할 수 있도록 상기 모사 상대재(20)와 이격 거리(D)만큼 이격되게 설치되고, 상기 모사 상대재(20)의 외주면의 일부분과 대응되도록 유도 코일(42)이 형성되는 유도 가열 장치(41)가 적용될 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고 매우 다양한 가열 장치들이 모두 적용될 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)는, 상기 샘플 수용 워크롤(10)은 상기 모사 상대재(20)의 상방에 설치되고, 상기 냉각 장치(30)는 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 상방에 설치되며, 상기 가열 장치(40)는 상기 모사 상대재(20)의 하방에 설치될 수 있다.
즉, 상기 냉각 장치(30), 상기 샘플 수용 워크롤(10), 상기 모사 상대재(20), 상기 가열 자치(40)가 위에서 아래로 배치될 수 있는 것으로서, 본 발명은 도면에 반드시 국한되지 않고, 이외에도 이의 역순으로 배치되는 등 매우 다양한 형태로 배치되는 것도 가능하다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 상기 샘플 수용부(10a)와 상기 주조재 샘플(S) 사이에 샘플 고정 장치(12)가 설치될 수 있다.
이러한, 상기 샘플 고정 장치(12)는 상기 주조재 샘플(S)에 압연 사이클이 반복적으로 수행되는 동안, 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 상기 샘플 수용부(10a)로부터 상기 주조재 샘플(S)이 이탈되는 것을 방지할 수 있는 장치로서, 상기 샘플 고정 장치(12)는, 적어도 억지물림부, 고정 나사, 고정 볼트, 고정끈, 밸크로테잎, 임시 접착재, 임시 용접재, 스냅버튼, 쐐기 장치, 트위스트 캡 장치, 캠 장치, 샘플 홀더, 클램프, 자석 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)를 이용하면, 예컨대, 서로 다른 조성을 갖는 복수개의 상기 주조재 샘플(S1)(S2)(S3)들을 동일한 조건으로 동시에 평가할 수 있기 때문에 평가 시간과 비용을 크게 절감할 수 있고, 이를 통해서 압연롤 개발 기간과 비용을 단축시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)의 샘플 수용 워크롤(10)의 부품 분해 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 수용 워크롤(10) 또는 상기 모사 상대재(20)는 다양한 압연롤 또는 형강롤 형태의 샘플 수용 워크롤 또는 모사 상대재와 교체될 수 있도록 키돌기(Ka) 또는 키홈(Kb)이 형성된 네크부(11)와 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 주조재 샘플(S)은, 실제 압연 환경에서 실제 압연롤에 인가되는 하중을 보다 현실적으로 평가할 수 있도록 상기 샘플 수용부(10a)에 수용된 상태에서 외부로 노출된 노출면의 적어도 일부분이 실제 압연롤과 유사한 곡률을 갖는 곡면 형상일 수 있다.
따라서, 이러한 상기 네크부(11)를 이용하여 매우 다양한 형태의 샘플 수용 워크롤(10)들을 교체하면서 다양한 종류의 주조재 샘플(S)에 실제 압연 환경시 작용되는 하중을 인가하여 보다 정밀하게 평가할 수 있다.
그러므로, 상기 샘플 수용 워크롤(10)에 복수개의 상기 주조재 샘플(S1)(S2)(S3)을 수용하여 동일한 조건의 다양한 위치에서 고온 가압 및 저온 냉각을 반복하는 압연 사이클 환경을 정밀하고 유사하게 모사할 수 있고, 동시에 많은 주조재 샘플을 평가할 수 있어서 주조재 평가 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(200)를 나타내는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(200)의 샘플 수용 워크롤(10)은, 형강롤을 모사할 수 있도록 외주면의 적어도 일부분에 수직 측면(F) 또는 경사면이 형성된 그루브(G)가 형성될 수 있다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 수용 워크롤(10)은, 중앙부에 오목부(10-1)가 형성되고, 좌측에 좌측 돌출부(10-2)가 형성되며, 우측에 우측 돌출부(10-3)가 형성되고, 상기 오목부(10-1)의 외경면과, 상기 좌측 돌출부(10-2)의 외경면 및 상기 우측 돌출부(10-3)의 외경면에 축방향 또는 수평 방향으로 배치된 상기 샘플 수용부(10a)가 각각 형성될 수 있다.
따라서, 상기 샘플 수용부(10a)에 서로 동일한 재질의 상기 주조재 샘플(S)을 수용하여 예를 들면, 상기 주조재 샘플(S)의 형강롤의 형태, 즉 상기 오목부(10-1)나, 상기 좌측 돌출부(10-2)나 상기 우측 돌출부(10-3)에서의 위치별 또는 형태별 주조재의 성능을 평가할 수 있다.
그러므로, 상기 그루브(G)가 형성된 상기 샘플 수용 워크롤(10)을 이용하여 형강롤 등 복잡한 형상의 워크롤까지 정밀하게 모사할 수 있어서 형강롤의 상기 수직 측면(F)이나 형상별 특징에 따른 주조재 샘플의 성능을 정확하고 정밀하게 평가할 수 있다.
이러한, 상기 샘플 수용 워크롤(10)의 형상은 도면에 반드시 국한되지 않고, 모든 다양한 형태의 실제 압연롤을 모방하여 형성될 수 있고, 이들을 교체하여 활용할 수 있기 때문에 저렴한 비용으로 다양한 압연 환경을 정밀하게 모사할 수 있다.
도 6은 도 1의 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)(200)의 주조재 샘플(S)을 검사하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 5의 상기 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)(200)에 의해 반복적인 압연 사이클이 인가된 상기 주조재 샘플(S)은 현미경이나 전자 현미경 등 각종 검사 장비(E)를 이용하여 표면 형상이나 조직 형상 등을 검사하여 내마모도나 열피로도 등을 최종적으로 평가할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 상기 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치(100)(200)를 이용하면 실제 압연 환경을 매우 정밀하게 모사하여 압연롤 개발을 용이하게 하고, 주조재 샘플을 보다 정확하게 평가할 수 있으며, 형강롤 등의 평가에도 적용할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
S: 주조재 샘플
S1: 제 1 주조재 샘플
S2: 제 2 주조재 샘플
S3: 제 3 주조재 샘플
P1: 제 1 회전축
P2: 제 2 회전축
10: 샘플 수용 워크롤
10a: 샘플 수용부
10a-1: 제 1 샘플 수용부
10a-2: 제 2 샘플 수용부
10a-3: 제 3 샘플 수용부
D1: 제 1 거리
D2: 제 2 거리
Ka: 키돌기
Kb: 키홈
11: 네크부
12: 고정 장치
20: 모사 상대재
30: 냉각 장치
31: 냉매 분사 장치
40: 가열 장치
D: 이격 거리
41: 유도 가열 장치
42: 유도 코일
F: 수직 측면
G: 그루브
10-1: 오목부
10-2: 좌측 돌출부
10-3: 우측 돌출부
51: 제 1 구동 장치
52: 제 2 구동 장치
E: 검사 장비
100, 200: 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치

Claims (11)

  1. 실제 압연롤과 유사한 모양으로 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되고, 주조재 샘플을 수용할 수 있도록 외경면의 적어도 일부분에 적어도 하나의 샘플 수용부가 형성되며, 상기 주조재 샘플이 회전 궤적을 따라 실제 압연 환경과 유사한 회전수로 회전될 수 있도록 제 1 회전축을 기준으로 회전되는 샘플 수용 워크롤;
    실제 압연롤과 대응되는 실제 상대재와 유사한 모양으로 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 샘플 수용 워크롤 또는 상기 샘플 수용 워크롤에 수용된 상기 주조재 샘플과 접촉되어 회전되면서 상기 주조재 샘플에 실제 압연 부하와 유사한 부하를 인가할 수 있도록 제 2 회전축을 기준으로 회전되는 모사 상대재;
    상기 주조재 샘플이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 냉각될 수 있도록 상기 샘플 수용 워크롤을 냉각시키는 냉각 장치; 및
    상기 주조재 샘플이 실제 압연 환경처럼 반복적으로 가열될 수 있도록 상기 모사 상대재를 가열하는 가열 장치; 를 포함하고,
    상기 샘플 수용 워크롤의 상기 샘플 수용부와 상기 주조재 샘플 사이에 샘플 고정 장치가 설치되고,
    상기 샘플 고정 장치는, 적어도 억지물림부, 고정 나사, 고정 볼트, 고정끈, 밸크로테잎, 임시 접착재, 임시 용접재, 스냅버튼, 쐐기 장치, 트위스트 캡 장치, 캠 장치, 샘플 홀더, 클램프, 자석 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 수용부는,
    제 1 주조재 샘플을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤의 외경면의 일부분에 형성되는 제 1 샘플 수용부; 및
    제 2 주조재 샘플을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤의 외경면의 타부분에 형성되며, 상기 제 1 주조재 샘플에 부하가 인가될 때, 동시에 상기 제 2 주조재 샘플에도 부하가 인가될 수 있도록 상기 제 1 샘플 수용부에서 축방향 또는 수평 방향으로 제 1 거리만큼 이격되게 형성되는 제 2 샘플 수용부;
    를 포함하는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 샘플 수용부는,
    제 3 주조재 샘플을 수용하고, 상기 샘플 수용 워크롤의 외경면의 다른 타부분에 형성되며, 상기 제 2 주조재 샘플에 부하가 인가될 때, 동시에 상기 제 3 주조재 샘플에도 부하가 인가될 수 있도록 상기 제 2 샘플 수용부에서 축방향 또는 수평 방향으로 제 2 거리만큼 이격되게 형성되는 제 3 샘플 수용부;
    를 더 포함하는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 수용 워크롤 또는 상기 모사 상대재는 다양한 압연롤 또는 형강롤 형태의 샘플 수용 워크롤 또는 모사 상대재와 교체될 수 있도록 키돌기 또는 키홈이 형성된 네크부와 착탈 가능하게 결합되는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 수용 워크롤은 상기 모사 상대재의 상방에 설치되고,
    상기 냉각 장치는 상기 샘플 수용 워크롤의 상방에 설치되며,
    상기 가열 장치는 상기 모사 상대재의 하방에 설치되는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 장치는, 냉각수 또는 윤활유를 분사하는 냉매 분사 장치인, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 장치는, 상기 모사 상대재와 이격 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 모사 상대재의 외주면의 일부분과 대응되도록 유도 코일이 형성되는 유도 가열 장치인, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 수용 워크롤은, 외주면의 적어도 일부분에 수직 측면 또는 경사면이 형성된 그루브가 형성되는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 샘플 수용 워크롤은, 중앙부에 오목부가 형성되고, 좌측에 좌측 돌출부가 형성되며, 우측에 우측 돌출부가 형성되고,
    상기 오목부의 외경면과, 상기 좌측 돌출부의 외경면 및 상기 우측 돌출부의 외경면에 축방향 또는 수평 방향으로 배치된 상기 샘플 수용부가 각각 형성되며,
    상기 샘플 수용부에 서로 동일한 재질의 상기 주조재 샘플이 수용되는, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주조재 샘플은, 상기 샘플 수용부에 수용된 상태에서 외부로 노출된 노출면의 적어도 일부분이 곡면 형상인, 압연 환경 정밀 모사형 주조재 평가 장치.
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