KR19980036145U - 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연속주조기 등에서 고온의 주편이 냉각대를 수직하게 통과하는 동안 롤과 주편사이에 냉각수가 고이지 않고 하부측으로 원활하게 배수되면서 주편을 균일하게 냉각하도록 유도하는 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤에 관한 것으로, 래들(110), 턴디쉬(Tundish)(120), 주형(Mold)(130) 및 세그멘트(Segment)(141)(142)...(147)로 조합된 2차 냉각대(140)로 구성되어 있는 연속주조설비에서 2차 냉각대(140)의 각각의 세그멘트에 설치되고, 주편에 물과 공기의 혼합유체를 분사하도록 된 분사노즐(170)에 의하여 분사된 물이 하부측으로 배출되도록 하는 홈을 외표면에 형성하며, 그 주편에 접촉하여 회전할 수 있도록 장착된 롤에 있어서, 상기 홈(14)은 롤 몸체(11)의 외표면 길이방향에 대한 나선형으로 형성됨을 특징으로 한다.

Description

나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤

본 고안은 연속주조기 등에서 고온의 주편이 수냉에 의한 냉각대를 수직하게 통과하도록 지지하여 주는 롤에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수가 롤과 주편사이에서 고이지 않고 하부측으로 원활하게 배수되면서 주편을 균일하게 냉각하도록 유도하는 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤에 관한 것이다.

일반적으로 제강공장에서 정련된 용강은 래들(Ladle)로 담겨져 연속주조공장으로 이송되며, 연속주조기에서 주조되어 주편을 생산한다. 이러한 연속주조기는 도 1에 상세하게 도시한 바와 같이, 래들(110), 턴디쉬(Tundish)(120), 주형(Mold)(130) 및 세그멘트(Segment)(141)(142)...(147)로 조합된 2차 냉각대(140)로 구성되어 있다. 통상 상기 2차 냉각대(140)의 각각의 세그멘트(141)(142)...(147)는 도 2에 도시한 바와 같이 상부측에서 하부측으로 이동하는 주편(150)의 양측 표면에 접촉하여 회전할 수 있도록 된 롤(160)이 주편(150)의 이동방향으로 일정길이 떨어져 연속된 형태로 설치되고, 상기 롤(160) 사이에는 주편(150)의 표면으로 물과 공기를 혼합한 냉각유체를 분사하도록 물 공급배관(172)과 공기 공급배관(174)에 연결된 분사노즐(170)이 주편(150)의 폭방향 및 길이방향으로 일정거리 떨어지도록 각각 연속하여 설치되도록 구성되어, 주편(150)을 냉각시키는 것이다.

한편, 이러한 분사방법에 의하여 주편(150)을 냉각하는 경우 각각의 롤(160)과 주편(150)이 서로 접촉하는 상부측으로 냉각수(180)가 고이게 되는 바, 이렇게 고인 냉각수(180)는 롤(160)의 중앙부에 형성되어 베어링부재가 장착되도록 하는 요홈(162)과 주편(150)의 양측 가장자리측을 따라 하부측으로 낙하하는 것으로, 이는 그 부분에서의 주편(150)의 과잉냉각을 유발함으로써 그 표면에 결함을 발생시킨다.

특히, 분무된 물에 의하여 냉각되는 주편(150)의 표면에 발생된 산화물이 그 주편으로부터 박리되어 그 일부가 하부측으로 배출되지 않고 주편(150)과 롤(160) 사이로 들어감으로써 롤(160)에 응력을 가하게 되고 따라서 그에 의한 롤 표면의 결함이 야기되어 롤의 수명을 단축시키는 것이다.

종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 4에 도시한 바와 같은 롤(260)을 사용하였는 바, 이는 도 5에 보다 상세하게 도시한 바와 같이 표면에 원주방향으로 반원형 홈(264)을 길이방향으로 일정간격 떨어져 있도록 형성하는 것으로, 도 6에 도시한 바와 같이 주편과 롤 사이에 고인 물을 그 홈(264)을 통하여 하부측으로 배출함으로써, 주편의 폭방향으로 균일냉각이 이루어지도록 하였으며, 또한 주편과 롤 사이에 쌓이게 되는 산화물도 상기 홈을 통하여 하부측으로 배출됨으로써 롤의 평균마모량도 현저하게 감소시켜 그 수명을 연장하였던 것이다.

그러나, 이러한 홈(264)이 형성된 롤(260)의 사용에 의한 주편의 폭방향 균일냉각방법에 있어서도, 도 7에 도시한 바와 같이 홈(264)이 형성된 부위와 그렇지 않은 부분에서 발생되는 온도차가 여전히 크게 발생하고, 특히 생산설비의 유지보수를 용이하게 하기 위하여 홈(264)의 형성위치가 주편의 길이방향으로 동일하게 형성되는 관계로 그러한 온도차에 의한 주편의 과잉냉각현상은 그 표면품질의 저하를 유발하는 것이었다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 연속주조설비에서 2차 냉각대를 거치는 주편이 폭방향으로 균일하게 냉각되도록 유도함으로써 그 표면품질을 향상시키고, 또한 주편으로부터 박리된 산화스케일을 하부측으로 보다 효과적으로 배출함으로써 롤의 마모를 방지하여 그 수명을 향상할 수 있도록 된 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤을 제공함에 있다.

도 1은 본 고안이 적용되는 연속주조설비를 도시한 개략 구성도

도 2는 연속주조설비에서 주편이 수직하게 이동하는 경우에 나타나는 문제점을 설명하기 위한 설명도

도 3은 도 2의 정면도

도 4는 종래에 수직하게 이동하는 부분의 주편에 사용되는 롤을 도시한 정면도

도 5는 도 4의 요부를 도시한 상세도

도 6은 종래의 롤이 수직하게 이동하는 부분의 주편에 장착된 상태를 도시한 정면도

도 7은 종래의 롤을 사용하는 경우의 주편의 표면온도를 폭방향으로 측정하여 도시한 그래프도

도 8은 본 고안에 따른 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤을 도시한 정면도

도 9는 본 고안에 따른 롤의 요부 상세도

도 10은 본 고안에 따른 롤이 수직하게 이동하는 부분의 주편에 장착된 상태를 도시한 정면도

도 11은 본 고안에 따른 롤을 사용하는 경우의 주편의 표면온도를 폭방향으로 측정하여 도시한 그래프도

도 12는 본 고안에 따른 롤을 사용하여 주편의 표면결함 개선효과를 도시한 그래프도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 ... 롤

11 ... 롤 몸체

14 ... 홈

140 ... 2차 냉각대

150 ... 주편

170 ... 분사노즐

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 고안은, 래들, 턴디쉬, 주형 및 세그멘트로 조합된 2차 냉각대로 구성되어 있는 연속주조설비의 2차 냉각대의 각각의 세그멘트에 설치되고, 주편에 물과 공기의 혼합유체를 분사하도록 된 분사노즐에 의하여 분사된 물이 하부측으로 배출되도록 하는 홈을 외표면에 형성하며, 그 주편에 접촉하여 회전할 수 있도록 장착된 롤에 있어서, 상기 홈은 롤 몸체의 외표면 길이방향에 대한 나선형으로 형성됨을 특징으로 하는 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤을 마련함에 의한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.

도 8은 본 고안에 따른 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤을 도시한 개략도이고, 도 9는 본 고안에 따른 롤의 요부를 상세하게 도시한 상세도이며, 도 10은 본 고안에 따른 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤이 연속주조설비의 2차 냉각대에 설치된 상태를 도시한 개략 구성도로서, 도 1에 도시한 바와 같이 래들(110), 턴디쉬(Tundish)(120), 주형(Mold)(130) 및 세그멘트(Segment)(141)(142)...(147)로 조합된 2차 냉각대(140)로 구성되어 있는 연속주조설비의 2차 냉각대(140)의 각각에 세그멘트에 본 고안의 롤(10)이 설치되고, 이러한 세그멘트는 상부측에서 하부측으로 이동하는 주편(150)의 양측 표면에 접촉하여 회전할 수 있도록 된 롤(10)이 주편(150)의 이동방향으로 일정길이 떨어져 연속된 형태로 설치되고, 상기 롤(10) 사이에는 주편(150)의 표면으로 물과 공기를 혼합한 냉각유체를 분사하도록 물 공급배관(172)과 공기 공급배관(174)에 연결된 분사노즐(170)이 주편(150)의 폭방향 및 길이방향으로 일정거리 떨어지도록 각각 연속하여 설치되도록 구성되어, 주편(150)을 냉각시키는 것이다.

본 고안의 롤(10)은 외표면 형상이 원형으로 된 롤 몸체(11)로 이루어지고, 이러한 롤 몸체(11)의 중앙부에는 그 롤(10)을 회전할 수 있도록 지지하기 위한 베어링부재(미도시)가 연결될 수 있는 요홈(12)을 형성하며, 상기 롤 몸체(11)의 외표면에는 반원형의 홈(14)이 형성되는바, 상기 홈(14)은 나선형으로 그 롤 몸체(11)에 길이방향으로 연속된 형상이다.

이는 주편(150)에 접촉하여 마찰력에 의하여 공회전함으로써 그 주편(150)의 이동경로가 수직한 상태에서 수평한 상태로 변화하는 것을 안정적으로 지지하고, 이때 그 롤(10) 사이에 장착되어 주편(150)에 물과 공기의 혼합냉각유체를 분사하는 분사노즐(170)로부터 분사되는 냉각유체에 의하여 상기 주편은 냉각되어진다.

이때, 냉각수는 주편(150)과 노즐(10)의 접촉부에는 상부측으로 고이게 되고, 이렇게 고여지는 냉각수는 노즐 몸체(11)의 외표면에 형성된 홈(14)을 통하여 하부측으로 원활하게 배출된다.

특히, 본 고안의 롤(10)은 홈(14)을 나선형의 형상으로 길이방향으로 형성하고, 그 롤(10)이 회전하고 있게 되어, 도 11에 도시한 바와 같이 어느 하나의 롤(10)에 의하여 폭방향으로 다소의 온도차(이는 종래의 롤(160)(260)에 의하여 나타나게 되는 온도차에 비하여 상당히 작게 나타나게 된다)가 발생하게 되더라도 그 온도차 분포형상은 다음에 접촉하게 될 롤(10)에 의하여 발생된 온도차 분포형상과 서로 다르게 나타나고, 결국에는 그들이 서로 중첩되어 결과적으로 주편의 폭방향 온도차는 거의 존재하지 않게 되는 것이다.

즉, 주편(150)에 나타나는 폭방향 온도차는 거의 발생하지 않아 그 주편(150)이 균일하게 냉각됨으로써 종래에 비하여 더 향상된 표면품질을 얻을 수 있게 되는 것이다(도 12참조).

또한, 나선형으로 형성된 홈(14)에 의하여 주편으로부터 박리된 산화스케일이 종래에 비하여 보다 효과적으로 배출시키는 것이며, 이는 연속주조과정중 산화스케일이 롤과 주편 사이를 통과하면서 롤에 응력을 발생시켜 그 롤의 표면을 마모시키던 현상을 방지하여 롤의 수명을 현저하게 상승시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤에 의하면, 연속주조설비에서 2차 냉각대를 거치는 주편이 폭방향으로 균일하게 냉각되도록 유도함으로써 그 표면품질을 향상시키고, 또한 주편으로부터 박리된 산화스케일을 하부측으로 보다 효과적으로 배출함으로써 롤의 마모를 방지하여 그 수명을 향상시키는 것이 가능하고, 연속주조설비의 안정적인 운용으로 생산성의 향상 및 제품품질의 향상을 기할 수 있는 실용상의 우수한 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 래들(110), 턴디쉬(Tundish)(120), 주형(Mold)(130) 및 세그멘트(Segment)(141)(142)...(147)로 조합된 2차 냉각대(140)로 구성되어 있는 연속주조설비의 2차 냉각대(140)의 각각의 세그멘트에 설치되고, 주편에 물과 공기의 혼합유체를 분사하도록 된 분사노즐(170)에 의하여 분사된 물이 하부측으로 배출되도록 하는 홈을 외표면에 형성하여, 그 주편에 접촉하여 공회전할 수 있도록 장착된 롤에 있어서,

   상기 홈(14)은 롤 몸체(11)의 외표면 길이방향에 대한 나선형으로 형성됨을 특징으로 하는 나선형 홈이 가공된 연속주조기의 롤.