KR20000011607A - 코일로권취되는금속스트립제조방법및그방법을실행하는수평형연속스트립주조장치 - Google Patents

Abstract

코일(21)로 권취되는 금속 스트립(4)을 제조하는 수평형 연속 스트립 주조 장치(1)에는, 가열노(2)에 결착 배치된 캐스팅 다이(3)에 대해 어느 정도의 간격을 두고 국소적으로 고정시킨 다수 압출 롤러(7)를 구비한 압출 장치(6)와, 상기 압출 장치(6)에 의해서 캐스팅 다이로부터 나와 금속 스트립(4)의 종방향으로 이동할 수 있는 스트립 전단 장치(10)와, 또한 이 종방향으로 이동할 수 있는 권취 롤러(9)를 구비한 권취 장치(16)가 마련되어 있다. 적어도 하나의 압출 롤러(7) 및 권취 롤러(19)는 동기식으로 구동되고, 이러한 롤러의 구동부는 기억 프로그램 제어부(9)와 서로 연결된다. 압출 장치(6)와 권취 장치(16) 사이에는 스트립 전단 장치(10)가 배치되어 있고, 이러한 전단 장치는 마찬가지로 기억 프로그램 제어부(9)와 연결되어 금속 스트립을 전단시켜야 할 경우, 금속 스트립(4)을 따라 관통해서 이동된다.

Description

코일로 권취되는 금속 스트립 제조 방법 및 그 방법을 실행하는 수평형 연속 스트립 주조 장치{METHOD FOR THE MANUFACTURING OF A METAL STRIP TO BE WOUND INTO A COIL AND A HORIZONTAL CONTINUOUS STRIP CASTING APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 코일로 권취되는 금속 스트립 제조 방법 및 그 방법을 실행하는 수평형 연속 스트립 주조 장치에 관한 것이다.

코일에 권취되는 금속 스트립을 제조하는 종래의 수평형 연속 스트립 주조 장치는 먼저 가열노(加熱爐)를 포함하고, 상기 가열노의 출구에 칠드 캐스팅 다이가 결착되어 있는데, 이 캐스팅 다이는 금속 스트립의 단면을 결정한다.

캐스팅 다이에 대해 어느 정도 간격을 둔 상태에서 다수의 압출 롤러를 구비한 압출 장치가 배치되어 있다. 금속 스트립은 수평으로 연장하는 다수의 압출 롤러 사이에서 압출 장치를 통과하는 수평 방향으로 이동된다. 압출 롤러들 중에서 적어도 하나의 압출 롤러가 구동된다. 그러나, 보통은 다수의 압출 롤러가 구동된다.

필요한 경우, 캐스팅 다이와 압출 장치 사이에는 금속 스트립의 표면을 처리하기 위한 밀링 유닛이 일체로 설치될 수도 있다.

수평선 상의 금속 스트립은 압출 장치로부터 권취 장치로 계속 이송된다. 이 권취 장치에는 금속 스트립을 만곡시키는 다수의 권취 롤러가 마련되어 있고, 상기 금속 스트립은 권취 장치의 출구를 따라 코일로 빠져 나온다. 이 코일은 권취 장치 내 권취 롤러 위에 마련된 수평 연장하는 지지 롤러상에 위치해 있다.

권취 장치 자체는 롤러에 의해 지지되어 있고 국소적으로 고정된 기계 기부에 대해 금속 스트립을 상대적으로 이동시킬 수 있다.

압출 장치와 권취 장치 사이에는 압출 장치 근처쪽으로 적어도 하나의 스트립 전단 장치가 위치해 있으며, 상기 전단 장치는 롤러에 의해 지지된 상태로 금속 스트립의 종방향으로 이동될 수 있고, 코일이 소정의 직경에 도달되면 금속 스트립을 전단시킨다.

압출 롤러, 스트립 전단 장치 및 권취 롤러를 위한 구동부는 기억 프로그램 제어부에 의해 서로 연결되어 있다.

코일로 권취되는 금속 스트립의 제조는 약 15 ㎜ 전방 이동 및 약 5 ㎜의 후방 이동을 하는 왕복 순환하에서 수행되는데, 각각의 이동 사이에 매번 대략 2초간의 휴지기가 있게 된다. 금속 스트립의 상대 가속도는 이 경우에 대략 4.5 ㎝/S²이다. 코일로 금속 스트립을 모두 제조하는 동안 권취 장치는 직경이 일정하게 늘어나는 상기 장치 상의 코일과 결합되어 있기 때문에, 이를 고려하면 압출 장치에 의한 중력 가속도( 약 4 ｔ에서 6 ｔ으로 된 권취 장치, 약 4 ｔ에서 16 ｔ으로 직경이 늘어나는 코일과 스트립 전단의 경우 약 2 ｔ의 스트립 전단 장치 )는 약 25 ｔ 정도의 힘이 지배된다. 또한, 약 2.5 ｔ의 스트립 압출력을 더 고려할 경우에는 사이클 주기에서 중력의 힘이 250 kN 로 가속되고 정지된다.

권취 장치는 압출 장치로부터 나오는 이 들 양 위치 사이에 있는 금속 스트립을 따라 관통 이동된다. 단부 스위치를 넣으면 권취 구동부가 접속되어, 권취 장치는 금속 스트립 상에서 출발 위치 뒷쪽으로 이동된다. 이 장치가 출발 위치에 도달하면, 또 다른 단부 스위치가 작동되어 권취 구동부의 접속을 다시 차단시킨다. 권취 장치의 왕복 이동 거리는 500 ㎜ 정도이다.

이러한 방법의 경우, 상술한 권취 장치는 분당 30회까지 간헐적으로 일정하지 않게 가속을 받다 정지된다. 코일의 직경이 상승하면서 결과적으로 무게도 늘어나 반력이 점점 상승하여 권취 롤러에 대한 지지부의 응력에 상당히 영향을 끼치고, 한편으로는 이러한 이유에서 항상 빈번히 교체해야 할 또 다른 지지 부재에도 영향을 끼친다. 또한, 압출 요인에 오류가 일어나면 반복적인 사이클은 불가능해 진다. 분당 높은 사이클 수로 된 방법의 경우는 제외된다.

종래 기술에 기초한 본 발명의 목적은, 높은 중력 가속도의 힘을 피하고 매 반복적인 사이클을 얻을 수 있는, 코일로 권취되는 금속 스트립 제조 방법 및 이 방법을 실행하는 수평형 연속 스트립 주조 장치를 얻는 데 있다.

도1은 수평형 연속 스트립 주조 장치를 종방향으로 도시한 수직 단면도.

도2는 수평형 연속 스트립 주조 장치의 권취 장치를 개략적으로 확대 도시한 수직 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 수평형 연속 스트립 주조 장치

2 : 가열노(加熱爐)

3 : 캐스팅 다이

4 : 금속 스트립

5, 15 : 이송 롤러

6 : 압출 장치

7 : 압출 롤러

8 : 조정관

9 : 제어부

10 : 스트립 전단 장치

12 : 롤러 기부

13 : 전단기(剪斷幾)

16 : 권취 장치

19 : 권취 롤러

21 : 코일

22 : 지지 롤러

본 발명의 목적은 청구항 1의 특징부에 기재된 본 발명의 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 핵심은, 권취 장치의 적어도 하나의 권취 롤러와, 압출 장치의 적어도 하나의 압출 롤러가 금속 스트립의 전후방 왕복의 사이클 내에서 동기식 구동을 하도록 하는 해결책, 다시 말해 동기화 구동에 의한 압출 장치 및 권취 장치를 부여한 해결책을 제시한다는 점이다. 이 경우, 금속 스트립 전단 장치는 상기 장치들이 작동을 개시하면 그 장치들 사이에서 구동된다. 이런 식으로, 전방 이동과 그와는 반대로 길이상 짧은 후방 이동으로 이루어진 왕복 사이클은 금속 스트립에서도 발생하는데, 코일의 루프 내에서 사이클의 최종 단계 중 피할 수 없는 작은 진동은 권취 장치의 맨 마지막 권취 롤러와 코일 뒤에 일어나도록 조정된다. 그리고나서, 권취 장치는 압출 장치와 동기식으로 권취하고 난 후, 원칙적으로 더 이상 이동할 필요가 없게 된다. 권취 장치의 위치 보정을 위해 약 50 ㎜의 작은 왕복 이동 거리를 마련해 둔다. 그러나, 권취 장치의 약 50 ㎜의 거리 이동은 약 10시간 정도의 시간대에서 행해지기 때문에 상대성 이동은 별로 중요하지 않다.

본 발명에 따르면, 스트립 압출력을 약 2.5 t으로 보고, 또한 금속 스트립의 순간적인 전단 시점에 대해 스트립 전단 장치의 중량을 2 t으로 본다. 즉, 4.5 t의 중량은 금속 스트립의 전단 전후에 스트립 압출력 2.5 t이 일정할 경우에 최대치로 나타난다. 또한, 권취 장치 상에 있는 코일의 중량은 별로 중요하지 않다. 그러나, 중요한 것은 본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 방법에 의해서 모든 지지 부재가 가속 및 정지시 중력에 의한 진동을 적게 받아 수명이 확실히 높아 졌다는 사실이다. 단지 코일의 중량은 권취 장치 및 이 장치의 기계 기부를 통해 제한된다.

동기식 구동 방식은 각각의 임의의 구동 장치에 의해서 일어날 수 있다. 그것은 순 전기식( 서보-삼상(三相)교류의 구동 )이지만, 서보 유체식 또는 순 기계식 구동에 의해서도 조정될 수 있다.

본 발명에 따른 근본 사상에 의해 개선된 점은, 청구항 2에 따라 각각 구동하는 압출 장치의 압출 롤러와 각각 구동하는 권취 장치의 권취 롤러의 구동부가 기억 프로그램 제어부에 의해 서로 연결되어 있다는 것이다. 구동되는 다수의 압출 롤러 및 권취 롤러의 경우에, 모든 압출 롤러 및 모든 권취 롤러는 하나의 구동부의 영향하에 놓여 있게 되고, 이 구동부는 기억 프로그램 제어부에 의해 또 다른 구동부와 동기화된다.

물론, 마지막으로 권취가 완료된 코일을 권취 장치로부터 빼내고 새로운 코일로 권취될 수 있도록 그 때 마다 상술한 시점에서 스트립 전단 장치 및 전단 기구가 종방향으로 이동되는 것도 금속 스트립을 전단시키기 위한 기억 프로그램 제어부의 영향하에 놓여 있다.

긍극적으로, 기억 프로그램 제어부는, 청구항 3의 특징부에 준하여 동기식 작동 과정에 오류를 일으킬 경우 각각 해당하는 장치가 모든 사이클에서 보정율에 의해서 작동되게 하고, 또한 이를 통해 장치가 중립 위치 상에서 유지되거나 소정 시간대 내에서 단계적으로 복귀되도록 한다. 이러한 해결책으로 전방 및 후방 이동 사이클의 반복성은 코일의 권취 개시에서 권취 종료까지 확실하게 보장된다.

본 발명의 목적은 청구항 4의 특징부에 의해서 해결된다.

이로써, 직렬 배치로 구성된 상기 수평형 연속 스트립 주조 장치에는, 가열노(압탕(壓湯))에 결착 배치된 캐스팅 다이에 대해 어느 정도의 간격을 두고 국소적으로 고정시킨 다수 압출 롤러를 구비한 압출 장치가 마련된다. 압출 롤러는 쌍으로 중첩되게 위치시키는 것이 유리하고 그 사이에 금속 스트립을 물리게 한다. 또한, 수평형 연속 스트립 주조 장치에는, 압출 장치에 의해서 캐스팅 다이로부터 배출되는 금속 스트립의 종방향으로 금속 스트립과 동기식으로 이동시킬 수 있는 스트립 전단 장치가 마련되어 있다. 이러한 전단 장치는 코일이 소정의 직경 내지 소정의 중량에 도달되었을 때 사용된다. 그리고나서, 이 장치는 금속 스트립의 속도로 전단 과정의 시간대를 통해 이동된다. 그 다음으로, 수평형 연속 스트립 주조 장치에는 금속 스트립의 종방향으로 이동 가능한 다수의 권취 롤러를 구비한 권취 장치가 마련된다.

구동부에 의해서 압출 롤러와 동기화된 권취 롤러는 금속 스트립의 상부 및 하부에 배치되어 금속 스트립을 물고, 또한 상기 스트립을 계속 이동시키면서 바로 코일로 권취될 수 있게 최종적으로 스트립을 만곡시킨다. 그러므로, 권취 장치는 더 이상 금속 스트립을 따라 통과 이동되지 않는다. 압출 장치를 통과하는 경우에만 금속 스트립의 전방 이동에 의해서 금속 스트립의 전방 이동력이 코일의 회전 운동으로 전환된다. 이러한 코일은 권취 장치 내 지지 롤러 상에 위치한다. 약 15 ㎜의 전방 이동의 경우, 전방 이동력은 코일을 회전 이동으로 유도시킴으로써 직선 운동의 전방 이동력이 일어난다. 후방 이동은 약 5 ㎜ 정도의 최소 거리로 인해 루프에서 조정되는데, 이 루프는 마지막 권취 롤러쌍과 코일 사이에서 형성된다.

스트립 전단을 포함한, 권취 롤러의 구동부와 압출 롤러의 구동부와의 연결은 분당 거의 40 사이클 이상으로 도달되도록 물질의 관성력을 떨어뜨리지 않게 함으로써, 실제로 필요한 것 이상의 구동이 되지 않게 해 준다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조로 이하에서 상세히 설명된다.

도1에 도시된 수평형 연속 스트립 주조 장치(1)에는 우선 칠드 캐스팅 다이(3)에 결착된 가열노(2, 加熱爐)가 포함되어 있다.

실시예에서는 동합금으로 구성되고 직사각형의 편평한 단면을 갖는 금속 스트립이 캐스팅 다이(3)로부터 배출된다. 이 금속 스트립(4)은, PF방향을 따라 수평선 상에 있는 이송 롤러(5)를 거쳐 복수의 쌍으로 나란히 배치된 압출 롤러(7)를 구비한, 국소적으로 고정된 압출 장치(6)로 이동된다. 압출 롤러(7)는 구동되고, 상세히 도시하지 않은 구동부는 조정관(8)에 의해서 기억 프로그램 제어부(9)와 연결되어 있다.

압출 롤러(7)는 일정한 사이클에 따라 한번은 일방향으로, 또 한번은 반대 방향으로 회전되어 매번 왕복식으로 전후방 이동을 한다. 이러한 사이클에 의해서 금속 스트립(4)은 캐스팅 다이(3)에서 소정의 품질을 얻어내는 것이다.

본 실시예의 경우, 매번 전방 이동은 15 ㎜ 그리고 후방 이동은 5 ㎜정도로 한다. 이동간에는 2초간의 휴지기를 둔다. 스트립 압출력은 약 2.5 t 정도이다. 압출 롤러(7)를 통과한 금속 스트립(4)의 상대 가속도는 4.5 ㎝/S²에 달한다.

금속 스트립(4)의 이동 방향에서 압출 장치(6) 다음에는 전단기(13, 剪斷機)를 구비한 스트립 전단 장치(10)가 마련되어 있다. PF1 양방향을 따라 전단을 할 경우에 금속 스트립(4)을 따라 관통하면서 국소적으로 고정된 롤러 기부(12)의 롤러(11) 상에서 이동할 수 있는 전단기(13)의 중량은 약 2 t 정도이다.

또한, 상세히 도시하지 않은 전단 구동부는 제어부(14)를 거쳐 기억 프로그램 제어부(9)와 연결된다.

금속 스트립(4)은 수평선 상의 스트립 전단 장치(10) 다음으로 지속적으로 안내되어 또 다른 이송 롤러(15) 상을 통과 이동한 후, 도2에 상세히 도시된 바와 같이 권취 장치(16)에 공급된다.

권취 장치(16)는 국소적으로 고정된 기계 기부(18) 상의 롤러(17)에 의해 약 50 ㎜ 정도의 거리(X)를 PF2 양방향으로 왕복 이동하게 된다. 권취 장치(16)에는 복수쌍으로 나란히 배치된 권취 롤러(19)가 위치해 있다. 이 권취 롤러(19)는 조정관(20)에 의해서 마찬가지로 기억 프로그램 제어부(9)와 연결된 상세히 도시하지 않은 구동부의 영향하에 놓여 있다. 이러한 제어부(9)에 의해서 압출 장치(6) 및 권취 장치(16)의 구동부는 동기화되어 상기 권취 롤러(19)가 압출 롤러(7)와 동일한 회전수를 갖게 된다.

15 ㎜의 길이를 따라 통과하는 전방 이동의 경우에, 권취 롤러(19)는 또한 권취 장치(16) 내에서 금속 스트립을 지속적으로 이동시키고, 동시에 권취 장치(16)의 출구로부터 빠져 나와 코일(21)로 권취시키는데, 이와 같은 코일은 권취 장치(16) 내에서 지지된 지지 롤러(22) 상에 위치한다. 출구측의 권취 롤러(19)와 코일(21) 사이의 금속 스트립(4)의 루프(23)는 5 ㎜의 후방 이동을 조정하는 데 사용한다. 이 때, 조정 거리(X)는 약 50 ㎜이면 충분하다. 권취 장치(16)의 위치 보정은 약 10시간의 시간대에서 일어나고 이 때 0.001388 ㎜/s의 상대성 이동이 있게 된다.

금속 스트립(4)을 코일에 권취시키는 방향은 PF3 방향으로 도시되어 있다.

본 발명은, 가속 및 정지시 중력에 의한 진동을 적게 받아 장치의 모든 지지 부재의 수명을 확실히 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 수평형 연속 스트립 주조 장치(1) 내에서 코일(21)로 권취되는 금속 스트립(4) 제조 방법에 있어서,

   전방 이동과 이 전방 이동보다 길이가 짧은 후방 이동으로 이루어지는 왕복 사이클 내에 위치한 압출 롤러(7)를 구비한 압출 장치(6)에 의해서, 가열노(2)에 결착 배치된 캐스팅 다이(3)로부터 상기 금속 스트립(4)을 배출시키는 단계와,

   스트립 전단 장치(10)를 거쳐 금속 스트립(4)의 종방향으로 이동할 수 있는 권취 장치(16)로 상기 금속 스트립을 이송시키는 단계와,

   롤러에 의해 지지된 상태의 코일(21)로 상기 금속 스트립(4)을 권취하는 단계를 포함하고,

   상기 권취 장치(16)의 적어도 하나의 권취 롤러(19)와 상기 압출 장치(6)의 적어도 하나의 압출 롤러(7)는 금속 스트립(4)의 전방 이동 및 후방 이동의 사이클 내에서 동기식 구동을 하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 각각 구동하는 압출 장치(6)의 압출 롤러(7)와 각각 구동하는 권취 장치(16)의 권취 롤러(19)의 구동부는 기억 프로그램 제어부(9)에 의해서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 동기식 이동 과정에서 오차가 생길 경우에 각각 해당하는 장치(6, 16)는 전방 및 후방 이동 사이클 내에서 교정율에 의해서 가동됨으로써, 중립 위치 상에서 유지되거나 소정의 시간대 내에서 단계적으로 원상 복귀되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 수평형 연속 스트립 주조 장치에 있어서,

   상기 장치에는 직렬 배치의 구성으로, 가열노(2)에 결착 배치된 캐스팅 다이(3)에 대해 어느 정도 간격을 두고 국소적으로 고정되고 다수의 압출 롤러(7)를 구비한 압출 장치(6)와,

   상기 압출 장치(6)에 의해서 캐스팅 다이(3)로부터 배출되는 금속 스트립(4)의 종방향으로 이동할 수 있는 스트립 전단 장치(10)와,

   스트립의 종방향으로 이동할 수 있고 권취 롤러(19)를 구비한 권취 장치(16)가 마련되고,

   적어도 하나의 압출 롤러(7) 및 권취 롤러(19)는 동기식 구동을 하고 상기 압출 롤러 및 권취 롤러(7, 19)의 구동부 내지 스트립 전단 장치(10)가 기억 프로그램 제어부(9)에 의해서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 수평형 연속 스트립 주조 장치.