KR20010020434A - 주조 휠 - Google Patents

Abstract

금속 스트립의 연속 주조용 주조 휠은 코어(9)와 코어(9)를 끼우는 열전도성 재료로 만든 슬리브(10)로 구성되어 있으며, 코어와 슬리브 사이에는 냉각제 공급관(12) 및 배출관(13)과 연결되어 있는 원주방향의 냉각 도관(14)이 위치되어 있다.

최소의 냉각제 소비와 분명히 특정된 흐름 상태로 슬리브(10)으로부터 균일한 열분산을 허용하기 위해서, 냉각제는 기본적으로 방사방향 공급관(12)으로부터 냉각 도관(14)으로 냉각제의 가이던스와 냉각 도관(14)으로부터 기본적으로 방사방향 배출관(13)으로 냉각제의 가이던스로부터 냉각 도관(14)에 설치될 수 있는 안내 요소(17)에 의해 안내된다.

Description

주조 휠{CASTING ROLL}

연속 주조 공정에서 거의 망사형 단면을 가진 철 금속 스트립의 제조용 장치는 알려져 있다. 이 공정에서, 액체 스틸은 중간노로부터 회전하는 주조 휠로 연속적으로 소망의 두께로 공급되며 완전히 또는 부분적으로 응고(단일-휠 스트립 주조)후 주조 휠로부터 나온다. 거의 망사형 스트립은 또한 반대 방향으로 회전하는 두 개의 주조 휠과 측벽들에 의해 형성된 액체 섬프로 액체 스틸을 공급하고, 냉각된 주조 휠 표면상에서 용융 금속을 응고하고, 두 주조 휠(투윈-휠 스트립 주조)사이의 거리의 함수로써 정의된 두께를 가지는, 두 주조 휠사이의 가장 작은 단면으로 주조 스트랜드를 형성하도록 연결되어 있는 두 스트랜드 셀을 형성함으로써 제조될 수 있다.

투윈-휠 스트립 주조에 사용된 형태의 주조 휠은 IT-PS 1 255 817로부터 알려져 있다. 이 주조 휠은 코어와 코어를 끼우고 있는 슬리브를 포함하며, 여기서, 원형, 불연속 원주방향 냉각 도관이 설치되어 있다. 냉각제는 중앙 샤프트를 통해서 원형 냉각 도관까지 방사방향으로 배열된 수집 본관(radially arranged collecting mains)을 통해서 중심으로 공급되고 유사하게 이로부터 배출된다. 슬리브의 두께는 수집 본관과 냉각 도관사이의 전이부에서 변하고, 이러한 변화는 공급되어질 냉각제와 배출되어질 냉각제를 분리하는 작용을 하고 작동 동안 이 점에서 불연속적으로 원주방향 냉각 도관에 의해서 슬리브의 다른 방사방향과 축선 방향 변형을 야기하며, 이것은 제조 공정 및 제품 모두에 해롭다. 변형은 제품의 두께 변화를 야기한다. 특히, 슬리브가 주조 휠의 회전에 따라서 교대로 가열 및 냉각되면, 슬리브는 코어에 대해서 비틀리고, 이것은 폼-핏팅-안티-회전장치(form-fitting anti-rotation device)가 설치되어 있는 경우도 완전히 치유될 수 없다.

이 비틀림은 공급관과 배출관사이의 너무 큰 정도로 흐름의 단락을 야기할 것이며, 이것은 모든 수단에 의해서 막아야 한다.

이들 문제점을 제거하는 해결책은 DE-OS 196 12 202에 알려져 있으며, 여기서 원형의 슬리브와 코어를 끼우는 슬리브내에 설치된 연속 냉각 도관을 특징으로 하는 일반적인 주조 휠을 제안한다. 수집 본관으로부터 시작하면, 냉각제는 양 측면상의 냉각 도관으로 공급되며, 180°돌아서 반대 측면에 있는 주조 휠을 나가서 수집 본관으로 흐른다. 이 해결책은 소망의 냉각 효과를 얻고 냉각제 흐름의 분기로부터 필요한 유속을 일정하게 유지하는 데는 필요한 냉각제 량이 두배라는 필수적인 단점을 가진다. 냉각제를 증가하면, 즉 두배 사용하면, 특정 실시예로 DE-OS 196 12 202에 설명한 바와 같이, 중화작용을 발생한다. 그러나, 이 방법은 코어 설계가 복잡하다는 단점을 포함한다. 특히, 축방향 영역은 복잡한 냉각제 흐름 가이던스에 의해 형성되며, 여러 온도의 냉각제가 이들 영역에 인접한 냉각 도관을 통해서 흐른다. 결국, 평균 주조 휠 온도는 분명히 이들 전이 영역 또는 다른 축방향 영역에서도 변하고, 특히 온도의 급격한 변화는 한 축방향 영역으로부터 다음 영역으로의 전이부에서 일어난다. 이들 온도 변화는 코어와 슬리브에 무거운 기계적 부하를 나타내고 또한 금속의 주조 스트립에 부과하며, 이것은 축방향으로의 균일한 열적 조건이 고품질 스트립을 얻기 위해서 절대적으로 필수적이기 때문에 나쁘다. 추가로, 흐름은 예를 들어 오염이 발생하는 경우에, 순환 냉각 도관으로 충분히 균일하게 안내되지 않을 수 있다.

본 발명은 1mm와 12mm사이의 두께 범위이고, 코어와 코어를 끼우는 열전도성 재료로 만든 슬리브로 구성되며, 코어와 슬리브 사이에는 냉각제 공급 및 배출관과 연결되어 있는 원주형 냉각 도관이 위치되어 있는 금속 스트립, 특히 철 금속 스트립의 연속 주조용 주조 휠에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 주조 휠을 가진 투윈-휠 스트립 주조기의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 안내 요소의 제 1 실시예에서의 주조 휠의 상세한 단면도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 안내 요소의 사시도.

도 4는 안내 요소의 제 2 실시예를 가진 도 1과 유사한 주조 휠의 상세한 단면도.

도 5는 도 4의 I-I선을 따라 취한 단면도.

도 6은 안내 요소의 제 3 실시예의 가진 도 1과 유사한 주조 휠의 상세한 단면도.

도 7은 개별 요소로 구성된 안내 요소의 사면도.

본 발명의 목적은 이들 단점들과 어려움을 피하고 서두에서 언급한 형태의 주조 휠을 제공하여, 최소의 냉각 소비로 슬리브로부터 열의 균일한 분산을 제공하고 또한 슬리브의 열적 경향이 코어에 대해서 오프셋되게 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 회전 대칭인 슬리브를 가지며 기계적으로 방해받지 않은 열 팽창을 가지는, 간단한 제조 방법을 필요로 하는 간단한 설계의 주조 휠을 제안하는 것이다.

기술적 문제점은 기본적으로 방사방향 공급관으로부터 냉각 도관으로 냉각제의 가이던스와 냉각 도관으로부터 기본적으로 방사방향 배출관으로 냉각제의 가이던스가 냉각 도관에 설치될 수 있는 안내 요소에 의해 발생되는, 서두에서 언급한 형태의 주조 휠에 의해서 해결된다.

본 발명의 실시예에서, 한 안내 요소는 각 냉각 도관에 배치되어 있다. 설치가 용이한 양호한 실시예에서는 통상의 안내 요소가 몇 개 인접한 냉각 도관에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

안내 요소는 빗형상(comb-shaped)이고, 개별 날(teeth)의 폭과 깊이는 대개 냉각 도관의 폭과 깊이에 대응한다. 제조가 용이한 실시예는 안내 요소를 날과 간격을 교대로 형성하는 개별 판형태 요소로 설계함으로써 얻어지고 개별 판형태 요소와 나사결합하는 연결 요소, 적합하게 볼트에 의해 함께 유지된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 특정 갭은 슬리브와 안내 요소사이, 특히 냉각 도관의 바닥과 안내 요소의 면사이에 설정된다. 이 특정 갭은 예정된 정도의 유입 영역과 유출 영역사이의 소망의 누설 흐름을 허용하고, 슬리브의 높은 축 대칭 거동을 야기한다. 특히, 양호한 상태는 안내 요소의 깊이에 따라서 변하는 길이의 함수로서 갭을 치수결정함으로써 얻어지며, 그러므로 갭내의 냉각제 흐름의 평균 속도는 냉각 도관의 다른 영역내의 냉각제 흐름 속도에 대응한다. 그러므로 안내 요소와 슬리브사이의 갭은 안내 요소의 영역내에서 유사한 냉각 상태가 슬리브의 어느 다른 영역내에서 일어날 때 얻어지도록 치수결정된다. 50mm의 갭 길이에 대해서, 약 0.3 내지 0.8mm의 범위의 갭 폭은 냉각제의 압력차와 평균 유속(4 내지 15m/s)에 따라서 계산된다.

냉각제는 방사방향 공급관으로부터 순환 냉각 도관으로 안내되고 역으로 안내된다. 양호한 흐름 상태는 냉각 도관의 바닥을 향해 방사 방향으로 점진적으로 분기하는 안내 요소의 날을 설계함으로써 얻어진다.

다른 실시예에서, 안내 요소의 날은 양호하게 방사방향으로 감소적으로 수렴한다. 안내 요소의 매우 좁은 면이 이 경우에 냉각 도관의 바닥에 반대로 있기 때문에, 두 성분사이의 갭이 막히게 되는 위험은 최소화되거나 무시될 수 있고, 비축방향 대칭의 열적 상태로부터 야기되는 비대칭 변형의 큰 위험은 또한 최소로 유지된다.

다른 실시예에서, 슬리브내의 열적 상태는 추가로 주조 휠의 길이방향 축선에 대해서 어떤 각도로 주조 휠의 길이방향 축선의 방향으로 나란히 배열된 몇 몇 안내 요소의 그룹 또는 개별 안내 요소를 서로 엇걸리게 함으로써 균등하게 된다. 간단한 구조의 주조 휠은 주조 휠의 길이방향 축선에 평행한 모든 안내 요소를 정렬함으로써 얻는다.

설치 및 위치설정을 용이하게 하기 위해서, 안내 요소는 플러그 연결부에 의해 코어에 연결된다. 안내 요소는 적합하게 플러그 연결부에 의해 냉각제 공급관과 냉각제 배출관사이의 칸막이에 연결된다. 칸막이는 코어의 일부분을 형성한다. 본 발명에 따라서, 플러그 연결부는 필수적으로 주조 휠의 길이방향 축선에 평행하게 위치된 홈에 의해서 형성된다.

안내 요소는 적합하게 냉각 도관내의 어떠한 설치 문제 또는 붙들어 맴도 신뢰성 있게 해결하도록 슬리브와 같거나 적은 열전도성인 재료로 만들어져 있다.

1mm와 12mm 사이의 두께 영역내의 철 금속으로 만든 스트립의 연속 주조용 투윈-휠 스트립 주조기는 평행 길이방향 축선(2)에서 화살표 방향으로 반대로 회전하는 두 피동 주조 휠(1)로 구성되어 있다.

액체 스틸이 연속적으로 장입되는 액체 섬프(3)는 주조 휠의 면으로 조정될 수 있는 측벽(4)과 두 주조 휠(1)로 구성되어 있다. 철 금속(5)의 연속적으로 제조된 스트립은 아래로 회수된다. 냉각제는 화살표(7)의 방향으로 중심 샤프트(6)를 통해서 공급되고, 통과되어 내측으로부터 주조 휠 표면을 냉각한 후, 화살표(8)의 방향으로 배출된다. 투윈-휠 스트립 주조기의 형태는 IT-PS 1 255 817의 도 1에 도시되어 있다.

도 2는 코어(9)와 슬리브(10)로 구성되어 있는 주조 휠(1)의 제 1 실시예의 내부 구조의 예를 도시한다. 코어(9)는 용접 설계의 보강 리브와 다양한 측벽과 여기서 도시하지 않은 중앙 샤프트로 이루어진 스틸 드럼(11)으로 구성되어 있다. 스틸 드럼(11)에는 중앙 샤프트(6)를 통해서 공급 및 배출되는, 냉각제용 공급관(12)과 배출관(13)을 형성하는 개구가 제공되어 있다. 중앙 샤프트(6)와 공급관(12)과 배출관(13)사이의 냉각제 회로는 상세하게 도시되어 있지 않으나 IT-PS 1 255 817에 기재된 실시예와 유사하게 설계될 수 있다.

구리 또는 구리 합금으로 만들어질 수 있는 슬리브(10)의 내측면에는 냉각제가 화살표 방향으로 공급관(12)을 통해서 공급되고 냉각 도관(14)을 통해 유동한 후 화살표 방향으로 배출관(13)을 통해서 배출되어지는 원형의 연속적인 원주방향 냉각 도관(14)을 포함한다. 공급관(12)이 넓어지고 주조 휠의 길이방향 축선(2)의 방향으로 연장하는 냉각제 분배 챔버(15)는 나란히 배열된 몇 개의 원형의 냉각제 도관(14)에 배치되어 있다.

유사하게, 배출관(13)은 냉각 도관(14)으로부터 전이 영역내의 냉각제 수집 챔버(16)로 넓혀진다. 이것은 코어(9)를 기계적으로 단순한 구조로 할 수 있게 한다. 냉각 도관(14)은 또한 슬리브(10)로 나선형으로 일체화될 수 있다.

공급 및 배출관(12, 13) 또는 냉각제 분배 챔버(15) 또는 냉각제 수집 챔버(16)와 냉각 도관(14)사이의 전이 영역내에서, 안내 요소(17)는 냉각제의 특정 가이던스로 제공되고 공급관(12)과 배출관(13)사이의 냉각제의 흐름을 분할하기 위해 제공되어 있다. 안내 요소(17)는 플러그 연결부(18)에 의해서 공급관(12)과 배출관(13)사이의 칸막이(19)에 연결되어 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 안내 요소(17)에는 베이스(21)로부터 상향으로 돌출하는 몇 개의 날(20)이 제공되어 있으며, 이들의 간격, 폭 및 깊이는 냉각 도관의 간격, 폭 및 깊이로 조정된다. 제조 기술에 대해서 간단한 도 7에 도시한 실시예에 따라서, 안내 요소(17)는 교대로 날 및 간격 또는 베이스 요소를 형성하는 개별판-형상 요소(26, 27)로 구성할 있으며, 개별판-형상 요소와 나사결합하는 연결 요소, 적합하게 볼트(28)에 의해 함께 유지된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 날(20)은 냉각 도관이 바닥(22)을 향해 점증적으로 분기되며, 이것은 냉각제의 가이던스를 개선하게 한다. 베이스(21)는 슬라이드 끼움에 의해 칸막이(19)에 연결된 면과 플러그 연결부(18)와 일치하도록 설계되어 있다. 설치를 위해서, 안내 요소(17)는 냉각 도관(14)내의 슬리브(10)상에 아교결합되어 있다. 그러나 아교결합부는 쉽게 떼어낼 수 있게 되어 있다.

도 4와 도 5는 안내 요소(17)의 날(20)과 슬리브(10)내의 냉각 도관(14)의 벽 사이의 특정 갭(23)을 가진 안내 요소(17)를 도시한다. 특정 갭(23)을 조정하기 위해서, 날(20)의 면과 측벽에는 블라인드홀내에 삽입된 스페이서(24)가 제공되어 있다. 블라인드홀은 이들 중심선(25)에 의해 표시되어 있다.

도 6은 냉각 도관의 바닥(22)에 방사방향으로 경사지는 날(20)을 가진 안내 요소(17)의 실시예를 도시한다. 모든 다른 구조적 요소에서, 이 실시예는 도 2에 따른 실시예에 대응한다.

Claims (15)

1mm와 12mm사이의 두께 범위이고, 코어(9)와 코어(9)를 끼우는 열전도성 재료로 만든 슬리브(10)로 구성되어 있으며, 코어와 슬리브 사이에는 냉각제 공급관(12) 및 배출관(13)과 연결되어 있는 원주방향의 냉각 도관(14)이 위치되어 있는, 금속 스트립, 특히 철 금속 스트립의 연속 주조용 주조 휠에 있어서,

기본적으로 방사방향 공급관(12)으로부터 상기 냉각 도관(14)으로 냉각제의 가이던스와 상기 냉각 도관(14)으로부터 기본적으로 방사방향 배출관(13)으로 냉각제의 가이던스가 상기 냉각 도관(14)에 설치될 수 있는 안내 요소에 의해 발생되어지는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항에 있어서, 상기 안내 요소(17)의 하나는 상기 각 냉각 도관(14)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항에 있어서, 상기 안내 요소의 통상의 하나는 몇 개 인접한 상기 냉각 도관(14)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)는 빗형상이고, 개별 날의 폭과 깊이는 대개 상기 냉각 도관(14)의 폭과 깊이에 대응하는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 4항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)는 날과 간격을 교대로 형성하는 개별 판형태 요소(26, 27)로 이루어져 있고 상기 개별 판형태 요소와 나사결합하는 연결 요소, 적합하게 볼트(28)에 의해 함께 유지되는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 슬리브(10)와 안내 요소(17)사이, 특히 상기 냉각 도관의 바닥(22)과 상기 안내 요소(17)의 면사이에서 특정 갭이 조정되는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 6항에 있어서, 상기 특정 갭(23)은 상기 안내 요소의 깊이에 따라서 변하는 길이의 함수로서 치수결정함으로써, 상기 갭내의 냉각제 흐름의 평균 속도는 상기 냉각 도관(17)의 다른 영역내의 냉각제 흐름 속도에 대응하는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)의 날(20)은 상기 냉각 도관의 바닥(22)을 향해 방사 방향으로 곡선진 연장부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 7항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)의 날(22)은 방사방향으로 양호하게 감소적으로 수렴되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 9항중 어느 한항에 있어서, 상기 주조 휠의 길이방향 축선(2)의 방향으로 나란히 배열된 몇 몇 안내 요소(17)의 그룹 또는 개별 안내 요소(17)는 상기 주조 휠의 길이방향 축선(2)에 대해서 어떤 각도로 서로 엇걸려 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 9항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17) 모두는 상기 주조 휠의 길이방향 축선(2)에 평행하게 정열되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 11항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)는 플러그 연결부(18)에 의해 상기 코어(9)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 11항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)는 플러그 연결부(18)에 의해 냉각제 공급관(12)과 냉각제 배출관(13)사이의 칸막이(19)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 12항 또는 제 13항중 어느 한항에 있어서, 상기 플러그 연결부(18)는 상기 주조 휠의 길이방향 축선(2)에 평행하게 위치된 홈에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.

제 1항 내지 제 14항중 어느 한항에 있어서, 상기 안내 요소(17)는 상기 슬리브(10)와 같거나 적은 열전도성인 재료로 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 주조 휠.