KR19990055900A - 연속주조기의 냉각대 롤 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조기의 냉각대에 설치사용되는 롤(10)의 개선에 관한 것으로, 특히 히트파이프 형태의 냉각수단(11)을 롤 내부에 설치구비하는 보다 간단한 구성으로 롤(10)의 냉각이 보다 균일한 온도분포로 효과있게 이루어질 수 있도록 구성된 연속주조기의 냉각대 롤에 관한 것이다.

본 발명은 연속주조기의 냉각대에 설치사용하는 롤(10)을 구성함에 있어서, 양단이 밀폐되고 내부가 진공상태로 유지되는 튜브상의 몸체(12)와, 상기 몸체(12)내부에 수용된 작동유체(13)와, 상기 몸체(12)의 내주면을 따라 배치된 다공체(14)로 이루어진 냉각수단(11)을 내부에 설치구비하는 것을 특징으로 하는 연속주조기의 냉각대 롤을 제공한다.

Description

연속주조기의 냉각대 롤

본 발명은 연속주조기의 냉각대에 설치사용되는 롤의 개선에 관한 것으로, 특히 히트파이프를 이용한 롤 냉각수단을 구비하여, 보다 균일한 롤 온도분포로 롤 냉각을 이룰 수 있도록 구성된 연속주조기의 냉각대 롤에 관한 것이다.

본 발명이 관련된 연속주조기는, 도 1 과 같이, 용강(1)이 담겨 있는 래들(2), 래들(2)과 주형(4) 사이에서 용강저장 및 개재물 부상분리 기능을 하는 턴디쉬(3), 주편을 요구 형태 및 크기로 응고시키는 주형(4) 및 다수의 세그멘트들로 조합된 2차 냉각대(5)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 여기에서, 2차 냉각대(5)는 이 냉각대(5)를 통과하는 주조금속이 임의의 위치에서 일정한 두께의 응고셀을 유지하도록 노즐에 의한 냉각 및 롤에 의한 압하를 한다.

이러한 2차 냉각대(5)에 설치사용되는 롤은 주편의 인발을 담당하는 핀치 롤들과 주편의 벌징(bulging)을 방지하고 정해진 주조방향으로 주편을 안내해 주는 가이드 롤들로 구성되는데, 이 롤들은 고온의 주편과 접촉해 있는 관계로 열부하에 의한 변형을 받기 쉽고 그와 같은 롤들의 열변형은 주편 품질에 큰 악영향을 끼치게 된다.

종래에는 이러한 냉각대 롤들의 열 변형을 억제하기 위해서 도2 의 예와 같이 롤(6a)(6b)(6c) 내부에 여러 가지 형태로 냉각수통로(7a)(7b)(7c)를 형성하여 이들 냉각수통로를 통해 냉각수를 순환시키는 방법으로 롤을 냉각시켜 주도록 하였으나, 이러한 롤 냉각방식은 장치의 구성을 복잡하게 만들고, 특히 롤의 길이방향으로 온도구배를 야기시켜 롤 전체가 균일한 온도로 냉각 유지하도록 하기가 어려우며, 이로 인해 주편결함이 빈발하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 연구발명된 것으로, 종래와 같이 냉각수의 강제순환장치에 의한 롤 냉각을 이룰 경우 장치가 복잡해지고 롤의 길이방향을 따라 온도구배가 야기되는 문제점이 해소되도록 히트파이프 형태의 냉각수단을 롤 냉각에 적용하여 장치를 보다 간소화하고 롤 전체를 보다 균일하게 냉각유지 할 수 있는 더욱 개선된 연속주조기의 냉각대 롤을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명이 관련된 연속주조기의 구성개요도,

도 2 는 종래에 사용되어 온 롤들의 단면도,

도 3 은 본 발명의 롤에 적용된 냉각수단의 구성 및 작동원리를 보여주는 단면도,

도 4 는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 냉각수단의 도식적인 정면도,

도 5 는 본 발명이 적용된 롤 및 종래 롤의 표면온도 비교그래프.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 용강 2 : 래들 3 : 턴디쉬 4 :주형

5 : 2차 냉각대 6a,6b,6c: 종래의 롤 7a,7b,7c:냉각수통로

10 : 본 발명의 롤 11 : 냉각수단 12 :몸체

13 : 작동유체 14 : 다공체 H : 고온구역

L: 저온구역 T: 테이퍼

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 연속주조기의 냉각대 롤을 구성함에 있어서, 롤 내부에 히트파이프의 원리를 이용한 냉각수단을 설치구비하는 것을 특징으로 하는 연속주조기의 냉각대 롤을 제공한다.

이하에서, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따라 연속주조기의 냉각대 롤(10)내부에 설치구비되는 냉각수단(11)의 단면구성 및 작동원리를 보여준다. 이 냉각수단(11)은 양단이 밀폐되고 내부공간이 진공상태로 유지되는 튜브상의 몸체(12)와 이 몸체(12)내에 수용된 작동유체(13)와, 상기 몸체(12)의 내주면을 따라 배치된 다공체(14)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 이와 같이 내부가 진공상태로 유지되는 튜브상의 몸체(12)내에 작동유체가 밀봉수용된 상태에서 몸체(12)내에서 온도구배가 존재하면 작동유체(13)가 고온부(M)에서 증발되고 그 증발된 기체의 잠열은 상당히 크기 때문에 작은 온도차이에도 증발 기체가 신속히 저온부(L)로 이동하여 응축하게 된다. 저온부(L)에서 응축하면서 잠열을 방출하고 액화된 작동유체(13)은 모세관 원리가 작용하는 다공체(14)를 통해 고온부(H)로 회귀된다. 이러한 작용이 반복적으로 진행되면 열전도도로 환산할 경우 동(Copper)의 경우보다 수백배에 이르는 열전도도로 열교환이 이루어져서 롤(10)전체가 매우 균일한 온도분포로 냉각유지된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉각수단(11)을 롤(10)의 중심부에 삽입설치하고, 작동유체(13)가 20-200℃의 온도범위에서 동작하도록 하며, 몸체(12)내부는 10^-4torr 정도의 진공상태로 유지시킨다. 그리고, 상기 롤(10)은 10rpm정도로 작은 회전수로 회전작동되는 바, 이러한 롤(10)내부에 설치된 상기 냉각수단(11)이 보다 신속한 작동유체(13)의 순환을 유지하도록 하기 위해 냉각수단(11)의 몸체(12)를 도 4의 예와 같이 다소의 테이퍼(T)를 지니도록 하여 구성한다.

즉, 몸체(12)가 그 중앙부에서 양단부로 갈수록 점차 작은 직경을 가지는 형태를 취하도록 냉각수단(11)의 몸체(12)를 구성함으로써 롤(10)이 회전함에 따라서 몸체(12)내의 관벽을 따라 흐르는 작동유체(13)가 원심력에 의해 관벽을 따라 보다 신속히 미끄러져 유동되도록 설계하였다.

상기와 같은 본 발명의 롤(10)과 종래의 롤을 연주기에 각각 장착하고 각 롤의 표면온도를 측정한 결과, 도 5와 같은 그래프를 얻을 수 있었다. 그래프에 나타난 것처럼 종래의 롤을 사용한 경우에는 고온부와 저온부의 온도편차가 약 50℃ 에 이르고, 본 발명의 롤을 사용한 경우에는 롤의 주편이 접촉하는 부분전체가 거의 일정한 온도분포를 나타내는 것이 확인되었다. 또한 , 상기 냉각수단(11) 의 몸체(12)를 도 4 와 같이 테이퍼지게 구성할 경우 상기 냉각수단(11)의 작동성능 및 수명이 약 30%증가하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 냉각수단(11)을 롤(10)내부에 설치구비시키는 보다 간단하고 효율적인 구성에 의해 롤(10)에 대한 보다 균일한 온도분포의 냉각을 이루어낼 수 있고, 이로써 주편품질의 향상 및 원가절감의 효과를 가져다줄 수 있는 특징이 있다.

Claims (2)

1. 연속주조기의 냉각대에 설치사용되는 롤(10)로서, 양단이 밀폐되고 내부가 진공상태로 유지되는 튜브상의 몸체(12)와, 상기 몸체(12)내에 수용된 작동유체(13)와, 상기 몸체(12)의 내주면을 따라 배치된 다공체(14)로 이루어진 냉각수단(11)을 내부에 설치구비하는 것을 특징으로 하는 연속주조기의 냉각대 롤.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수단(11)이 중앙부에서 양측부로 갈수록 점차 작은 직경을 지니도록 테이퍼지게 형성된 몸체(12)를 가지는 것을 특징으로 하는 연속주조기의 냉각대 롤.