KR20020063848A - 금속을 연속 주조하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구동장치(4a, 4b)를 진동될 수 있도록 구동되는 리프팅 플랫폼(3a, 3b)을 포함하는 금속을 연속주조하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 리프팅 플랫폼에 의해 수용되는 연속주조용 다이; 그리고 상기 리프팅 플랫폼용으로 가이드 엘리먼트가 제공되어 있는 고정식 지지구조부(2a, 2b)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 목적은 고정식 지지구조부의 가이드 엘리먼트의 성능을 향상시키기 위함이다. 결과적으로, 가이드 엘리먼트들이 탄성 스프링 시스템(61a에서 64a, 61b에서 64b)으로 구성된다. 상기 스프링 스시템은 2개의 스프링 레그(201, 202; 301,302)로 구성되는데, 상기 레그들은 상호 각지게 형성되며 진동방향의 수직방향으로 확장된다. 상기 2개의 스프링 레그들은 두 갈래로 분기되며, 겹쳐지는 상단부 및 하단부(211a, 211b, 212a, 212b, 311a, 311b, 312a, 312b)들은 상기 리프팅 플랫폼(3a, 3b)용 지지면이나 상기 고정식 지지구조부(2a, 2b)와 함께 상기 연결면을 나타낸다. 상기 스프링 시스템은 진동방향으로 힘을 가할 뿐 아니라, 상기 진동방향에 대하여 수직방향으로 발생하는 간섭력을 보상하여 하중 밸런스를 이룬다.
Description
연속 주조 시 연속 주조 과정을 보조하기 위해 주조용 다이를 진동하는 방식으로 운동시키는 방법이 공지되어 있다. 대개 연속 주조용 다이들은 상기 진동 운동을 다이 상에 전달하는 리프팅 플랫폼에 의해 수용되며, 반면 상기 리프팅 플랫폼 자체에는 구동 장치가 제공되어 있다. 상기 리프팅 플랫폼은 기본 프레임 혹은 지지구조부에 의해 수용되며, 이 지지구조부 내에 있어서는 롤러 베어링 혹은 슬라이딩 베어링으로 지지되어 있다.
롤러 베어링 혹은 슬라이딩 베어링에 대한 대체장치로 유럽특허 EP 0 150 357 B1에는 스프링 시스템들이 공지되어 있다. 상기 공개에 있어서 연속 주조용 다이용으로 가이드 장치가 기술되며, 동시에 일체형으로 설계되는 다이 리프팅 플랫폼에는, 각각 스프링 부재를 통해 기본 프레임 상에 부착 가능한 다이 홀더와 연결되어 있는 고정장치가 고정된다. 상기 고정장치는 스프링 브래킷으로 구성되며, 상기 스프링 브래킷은 직선의 판 스프링을 수용하며, 상기 판 스프링 상의 중앙에는 다이 리프팅 플랫폼과 연결되는 연결편이 지지된다.
본 발명은, 구동장치를 이용하여 진동하는 방식으로 구동 가능한 리프팅 플랫폼; 이 리프팅 플랫폼에 의해 수용되는 연속주조용 다이; 그리고 상기 리프팅 플랫폼용으로 가이드 내지 베어링 엘리먼트가 제공되어 있는 고정식 지지구조부를 포함하는 금속, 특히 강을 연속 주조하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 리프팅 플랫폼과 지지구조부를 포함하는 연속주조장치의 개략적 측면도;
도 2는 가이드 칼럼들을 가지는 리프팅 플랫폼과 지지구조부를 포함하는 연속주조장치의 개략적 측면도;
도 3은 다이, 리프팅 플랫폼 및 지지구조부를 포함하는 연속주조장치의 정면도;
도 4는 연속주조장치의 평면도;
도 5는 일체형으로 형성된 스프링 시스템의 측면도;
도 6은 도 5에 따른 스프링 시스템의 평면도;
도 7은 이측 분리형으로 형성된 스프링 시스템의 측면도;
도 8은 도 7에 따른 스프링 시스템의 평면도;
도 9는 본 발명의 제 1실시예에 의한 스프링 시스템의 이측 분리형으로 설계된 스프링 레그를 도시한 도면; 그리고
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 의한 스프링 시스템의 이측 분리형으로 설계된 스프링 레그를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적은, 리프팅 플랫폼과 고정식 지지구조부 사이에는 가이드 엘리먼트들이 제공되어 있으며, 간단하고, 마모의 영향이 적으면서 유지보수가 필요 없고, 열적 팽창에 무관하게 리프팅 플랫폼의 정확한 가이드를 보장하는, 금속, 특히 강을 연속주조하기 위한 장치를 구성하는데 있다.
상기 목적은 청구항 제 1항과 제 2항의 특징들을 가지는 장치들을 이용하여 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속항들 내에 개시되어 있다.
본 발명의 핵심은 진동방향의 하중을 수용함과 더불어 상기 진동방향에 대해 수직 방향으로 가해지는 하중을 수용할 수 있는 하중 밸런싱 시스템으로서의 가이드 엘리먼트들을 설계하는 점에 있다. 제 1 하중 밸런싱 시스템은 탄성 스프링 시스템의 형태로 설계되어 있으며, 상호간에 각도를 이루어 배치되는 바람직하게는 90°의 각도를 이루는 2개의 스프링 레그들(spring legs)로 구성되어 있다. 상기 스프링 레그들은 각각 진동방향에 대해 수직으로 연장되며, 동시에 두 스프링 레그들은 분기되어 있으면서, 또한 두 스프링 레그들의 각각의 겹치는 상부 및 하부 단부들은 리프팅 플랫폼용 지지면 내지 고정식 지지구조부와의 연결면을 형성하며, 스프링 시스템은 진동방향의 힘과 더불어 진동운동방향에 대해 수직인 두 방향으로의 힘을 수용한다. 제 2 하중 밸런싱 시스템은 그에 상응하는 매체, 바람직하게는공기 혹은 그에 상응하는 액체로 작동되는 압력 조절식 쿠션 시스템으로서 제안된다.
공지된 롤러 베어링 및 슬라이딩 베어링과는 달리, 특히 스프링 시스템이 지지구조부 상에서의 진동하는 리프팅 플랫폼을 지지하므로 유지보수가 필요 없게 된다. 가이드는 백래시가 형성되어 있지 않는데, 왜냐하면 스프링의 탄성의 변형 외에는 운동의 기하학적 구조에 있어서 어떠한 변화도 개시되지 않기 때문이다.
제 1실시예의 분기되는 스프링 시스템의 두 레그는 일체형으로 형성되며, 제 2 실시예에서는 상기 스프링 시스템의 두 레그는 이측 분할형으로 설계되어 있다. 제 1 외부부재는 리프팅 플랫폼과, 제 2 외부부재는 지지구조부와 연결된다. 두 하부 레그 부재들의 위치를 변경함으로써 스프링 시스템을 조정할 수 있다. 더욱이 소리굽쇠(tuning fork) 모양을 형성하는 판 스프링에 대한 길이, 폭 및 두께를 고려한 이 판 스프링의 상이한 치수에 의해 편향성질 및 운동 정확도는 상이한 사용 사례들에 적응 가능하다.
본 발명의 특징 및 장점들은 이하의 설명과 청구항들을 통해 알 수 있다.
도 1에 따른 연속주조장치(1)는 이측 분할식 리프팅 플랫폼(3a, 3b)을 포함하는 이측 분할식 지지구조부(2a, 2b)로 구성되어 있으며, 동시에 상기 리프팅 플랫폼은 예컨대 박 강편을 주조하기 위한 다이와 같은 주조용 다이(도시되지 않음)를 수용한다. 측면도에 근거하여 단지 지지구조 엘리먼트(2a)와 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a)가 도시되어 있다. 리프팅 플랫폼 엘리먼트는 L자 모양의 기본 형태를 가지면서(도3 비교), 종축에 대해 대칭인 2개의 부재(31a, 32a)로 구성되어 있다. 상기 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a)는 고정식으로 배치되는 지지구조 엘리먼트(2a)상에 지지되어 있다. 상기 지지구조 엘리먼트는 리프팅 실린더(4a)를 포함하며, 상기 리프팅 실린더의 램(5a)(ram)은 리프팅 플랫폼(3a)의 하단부(33a) 내에 고정되어 있다. 상기 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a) 및 그로 인한 다이들은 진동하는 운동을 하게 된다.
스프링 시스템들(61a, 62a, 63a, 64a)의 형태인 가이드 엘리먼트들을 이용하여 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a)는 지지구조부(2a)의 그에 해당되는 부분에 지지되어 있다. 리프팅 플랫폼 엘리먼트(33a)의 하단부에는 2개의 입방체들(71a, 72a)(cube)이 고정되어 있으며, 상기 입방체들은 리프팅 플랫폼 엘리먼트와 스프링 시스템들(61a, 62a) 사이의 연결부를 형성한다. 다른 측면 상에는 스프링 시스템들(63a, 64a)이 마찬가지로 지지구조부(2)와 연결되어 있다. 이와 관련하여 리프팅 플랫폼 엘리먼트의 헤드 영역에는 2개의 돌출부들(81a, 82a)이 제공되어 있는데, 상기 돌출부들은 스프링 시스템들(64a, 63a) 상에 지지된다. 스프링 시스템들(64a, 63a)은 지지구조부(2a)의 부분들에 의해 지지되며, 그 구조는 본원에서는 더 이상 도시되지 않는다.
각각의 스프링 시스템들(61a ~ 64a)은 각각 2개의 스프링 레그들로 구성되며, 상기 스프링 레그들은 상호 간에 직각의 각도로 배치되어 있다. 그러므로 견망방향의 스프링 레그는 측면도에 있어서 단지 점으로서만 도시되어 있다. 각각 스프링 레그는 소리굽쇠의 기본 형태에 상응하게 형성되어 있다. 스프링 시스템에 대한 자세한 이해는 도면 5부터 10까지를 참조하면 된다.
도 2는 측면도로 도 1 내에 도시되지 않은 가이드 칼럼 내지 지지칼럼(91a, 92a)을 도시하고 있으며, 상기 칼럼의 헤드 표면들(101a, 102a)은 스프링 시스템들(64a, 63a)을 이용하여 리프팅 플랫폼 엘리먼트의 두 돌출부들(81a, 82a)을 평행하게 지지하는 역할을 한다. 가이드 칼럼들(91a, 92a)의 조립 높이는 각각 리프팅 실린더(4a)의 높이 및 다이의 높이에 의해 사전 설정된다. 111a, 112a로는 다이의 냉각수에 대한 공급로가 표시되어 있다.
도 3은 도 1과 도 2의 측면도들에 대해 90°정도 회전된 상태의 연속주조장치의 측면도를 도시하고 있다. 각각 2개의 지지구조 엘리먼트들(2a, 2b)은 각각 실린더(4a, 4b)를 수용하고 있다. 제 1 및 제 2 L자 모양의 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a, 3b)는 상호간에 마주보면서 이격되어 배치되어 있으며, 그에 상응하는 지지면들(122a, 122b) 상에서는 주조 폭(Y)을 가지는 다이(13)를 수용하고 있다. 다이 배출구의 하부에는 제 1 세그먼트들(142a, 142b)이 도시되어 있는데, 다시 말해 다이로부터 배출 후에 고화된 셸을 포함하는 스트랜드를 가이드하기 위한 제 1 롤러들이 도시되어 있다. 두 리프팅 플랫폼 엘리먼트들(3a, 3b)은 진동하는 방식으로 스프링 시스템들(62a, 63a, 62b, 63b)을 이용하여, 지지구조 엘리먼트들(2a, 2b) 상에 혹은 이 엘리먼트들에 인접하여 지지되면서 가이드되고 있으며, 이 경우 지지구조 엘리먼트의 상단부는 도시되어 있지 않다.
각각의 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a, 3b)는 총 4개의 스프링 시스템들에 의해 지지되면서 가이드되고, 동시에 상부 스프링 시스템들(63a, 64a, 63b, 64b)은 하부 스프링 시스템들(61a, 62a, 61b, 62b)에 대해 상호간에 오프셋되는 방식으로 배치되어 있다. 그러므로 전체적으로 최적으로 평형을 이루는 베어링 및 가이드 시스템이 제공된다. 진동방향의 힘뿐만 아니라, 이 진동방향에 대해 수직인 방향의 힘도 수용될 수 있다. 스프링 시스템의 운동은 즉각적으로 동일한 수평의 평면 내에있는 또 다른 3개의 스프링 시스템들에 의해 혹은 상기 수평 평면에 대해 수직으로 오프셋 되는 방식으로 배치되어 있는 스프링 시스템들에 의해 보상된다. 그로 인해 전체 시스템은 항상 외부의 힘 작용 후에는 자동으로 시작위치로 다시 진동하게 된다.
도 4에 따른 평면도는 리프팅 플랫폼 엘리먼터를 지지하기 위한 각각의 스프링 시스템들 (61a, 62a; 63a, 64a) 및 그 반대편에 위치하는 측면 상의 (61b ~ 64b)의 오프셋 방식의 배치도를 도시하고 있다. 각각의 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a, 3b)는 지지구조부(2a, 2b) 및 이 지지구조부의 가이드 칼럼(91a, 92a) 내지 가이드 칼럼(91b, 92b)에 의해 지지 내지 가이드된다. 리프팅 플랫폼 엘리먼트 상에서 다이의 지지면들은 (A)로 표시되어 있다. 리프팅 플랫폼 엘리먼트에 대해 중앙에는 각각의 리프팅 실린더(4a, 4b)가 연장된다. 상기 리프팅 플랫폼 엘리먼트에 대해 측면으로는 다이의 광폭측면을 냉각하기 위한 냉각매체용 공급로(11a, 112a, 11b, 112b)가 연장된다.
필요한 경우 스프링 시스템의 형태인 가이드 엘리먼트의 수는 최적의 하중 밸런스를 위해 증가할 수 있다. 리프팅 플랫폼 엘리먼트당 2개의 추가의 스프링 시스템들의 배치는 (X)로 표시되어 있다.
도 5와 도 6은 일체형으로 형성된 스프링 시스템에 대한 상세한 측면도 및 평면도를 도시하고 있다. 스프링 시스템은 2개의 스프링 레그들(201, 202)로 구성되며, 상기 스프링 레그들은 상호 간에 직각의 각도를 이루면서 배치되어 있다. 각각 스프링 레그(201, 202)는 본 실시예에 있어서 일체형이면서 U자 모양으로 형성된 판 스프링을 포함하며, 그로 인해 이 판 스프링은 상단부(201a, 202a) 및 하단부(201b, 202b)를 형성한다. 판 스프링의 폭(B)이 전체 시스템의 특성에 더욱 극미한 영향을 미치는 반면에 각각의 판 스프링 내지 성형된 소리굽쇠의 갈래의 길이(L) 및 두께(D)는 전체 스프링 시스템의 특성에 최대의 범위에서 영향을 미친다. 박 강편(thin slab)용 주조 다이를 사용할 시에 스프링 시스템에 대해 아래와 같은 수치가 권장된다 : 폭(B) = 100mm; 길이(L) = 200mm 이상; 두께(D) = 대략 12 혹은 14mm. 상단 스프링부와 하단 스프링부(201a, 201b) 사이의 간격은 하중을 받지 않는 상태에서는 20mm ± 5mm이다. 스프링 재료로서는 스테인레스 스프링 강이 권장된다.
상기 실시예에 있어서 일체형으로 설계된, 스프링 레그의 상단부 내지 하단부의 단부편들(211a, 211b, 212a)은 각각의 리프팅 플랫폼 엘리먼트용 지지면으로서 혹은 지지구조부와의 연결면으로서 역할을 한다.
스프링 레그의 단부편들 내로는 스프링 플랫폼 측면과 스프링 시스템의 풀림 가능한 고정부를 보장하는 수용된 나사 헤드부와의 볼트식 조인트를 수용할 수 있도록 보어(213)가 제공되어 있다. 스프링 레그(201b, 202b; 도시되어 있지 않음)의 하단부는 자신의 위치에서 변경 및 조정 가능하다. 이와 관련하여 상구 부재의 단부편들(211b, 212b)(도시되어 있지 않음) 내로 보어(214)가 제공되어 있다. 조정은 볼트들의 상호간 영향에 의해 이루어진다. 도 6 내에 표시된 화살표들을 이용하여서는 진동방향에 대해 수직으로 발생하는 간섭력(K)은 제안된 스프링 시스템에 의해 밸런싱될 수 있는 점이 도시된다.
이와 비교하여 도 7과 도 8 내에 있어서는 이측 분할형으로 설계된 스프링 시스템의 실시예에 대한 측면도 및 평면도가 도시되어 있다. 두 스프링 레그의 단부편들은 상호간에 나사로 연결된다. 제 1 스프링 레그(301)(본원에서는 완전하게 도시되어 있지 않음)는 상단부와 하단부(301a, 301b)로 구성되어 있다. 상기 레그(301)에 대해 직각으로 제 2 스프링 레그(302)의 두 부분들(302a, 302b)이 배치되어 있다. 부분(301a)의 바닥에까지 연장되는 볼트식 조인트(303)를 이용하여 스프링 레그의 단부편들은 상호간에 연결된다. 유사하게 두 스프링 레그들(301b, 302b)의 하단부들은 볼트식 조인트(304)에 의해 상호간에 고정된다. 추가적으로 부분들(301b, 302b) 사이에 슬롯(305)이 제공되어 있는데, 상기 슬롯의 한 측면(305a)은 하단부(301b)의 단부편에 대한 추가의 볼트식 조인트(306)와 연결 가능한다. 그러므로 전체적으로 스프링 시스템의 하단부는 화살표로 도시된 방향으로 조정 가능하게 된다.
도 8의 평면도는 스프링 시스템의 하부 영역에서 2개의 조정 나사들(306, 307)을 통해 스프링 시스템의 조정이 화살표들로 도시된 두 방향으로 가능해지는 점을 도시하고 있다. 중간 슬롯(30a, 30b)의 두 부분은 심(306a, 306b)(shim)들을 통해 그에 상응하는 단부편들에 인접하게 된다. 전체적으로 본 실시예에 있어서 앞서 제시한 200 ~ 220mm의 길이와 12 내지 14mm의 두께를 가지는 구체적인 구조부재 치수를 이용하여 ±5mm의 리프팅이 조정 가능하다. 조정측면 상에서의 이동거리는 마찬가지로 ±5mm이다.
도 9는 스프링 시스템의 스프링 레그에 대한 실시예를 도시하고 있으며, 동시에 상기 스프링 레그는 휘어진 스프링이 아니라 2개의 스프링 엘리먼트들로 구성되어 있다. 상기 두 스프링 엘리먼트들(401, 402)은 스페이서들(403a, 403b)을 이용하여 상호간에 이격되어 있으며, 볼트식 조인트(404)를 이용하여 풀림 가능하게 상호간에 연결되어 있다. 제 2 실시예(도 10)에 따라서는 상기 스페이서들은, 거의 상부 스프링 엘리먼트(501)가 그에 상응하는 브릿지 엘리먼트(503)와 더불어 일체형으로 제조되면서, 절감될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해, 리프팅 플랫폼과 고정식 지지구조부 사이에는 가이드 엘리먼트들이 제공되어 있으며, 간단하고, 마모의 영향이 적으면서 유지보수가 필요 없고, 열적 팽창에 무관하게 리프팅 플랫폼의 정확한 가이드를 보장하는, 금속, 특히 강을 연속주조하기 위한 장치를 제공할 수 있다.
Claims (7)
- 연속주조용 장치로서, 구동장치를 이용하여 진동하는 방식으로 구동 가능한 리프팅 플랫폼, 이 리프팅 플랫폼에 의해 수용되는 연속주조용 다이 그리고 리프팅 플랫폼용으로 가이드 엘리먼트 내지 베어링 엘리먼트가 제공되어 있는 고정식 지지구조부를 포함하는 금속, 특히 강을 연속주조하기 위한 장치에 있어서,상기의 가이드 내지 베어링 엘리먼트는 상호 간에 각을 이루어 배치되는 2개의 스프링 레그들(201, 202; 301, 302)로 구성된 탄성 스프링 시스템(61a ~ 64a, 61b ~ 64b)이며, 상기 스프링 레그들은 각각 진동방향에 대해 수직으로 연장되며, 동시에 두 스프링 레그들은 분기되어 있으며, 두 스프링 레그들의 각각 겹치는 상단부 및 하단부들(211a, 211b, 212a, 212b; 311a, 311b, 312a, 312b)은 리프팅 플랫폼(3a, 3b)용 지지면 내지 고정식 지지구조부(2a, 2b)와의 연결면을 형성하며, 스프링 시스템은 진동방향의 힘과 더불어 이 진동방향에 대해 수직 방향의 간섭력을 하중 밸런싱에 의해 균형 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 연속주조용 장치로서, 구동장치를 이용하여 진동하는 방식으로 구동 가능한 리프팅 플랫폼, 이 리프팅 플랫폼에 의해 수용되는 연속주조용 다이 그리고 상기 리프팅 플랫폼을 수용하기 위한 가이드 엘리먼트들이 제공되어 있는 고정식 지지구조부를 포함하는 금속, 특히 강을 연속주조하기 위한 장치에 있어서,상기의 가이드 엘리먼트는 압력 조절식 쿠션 시스템인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 스프링 시스템은 일체형 혹은 이측 분할형인 2개의 스프링 레그들로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 각각의 스프링 레그는 U자 모양으로 휘어진 판 스프링(201, 202, 301, 302)으로 구성되거나 혹은 2개의 판 스프링 엘리먼트들(401, 402; 501, 502)로 구성되며, 상기 판 스프링 엘리먼트들은 자신의 임의의 단부에서 풀림 가능하게 상호간에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 스프링 시스템이 리프팅 플랫폼에서는 고정되는 방식으로 멈춤 가능하며, 지지구조부에서는 조정 가능한 방식으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 리프팅 플랫폼이 2개의 리프팅 플랫폼 엘리먼트들(3a, 3b)로 구성되며, 상기 리프팅 플랫폼 엘리먼트들은 각각 구동장치(4a, 4b)를 이용하여 진동하는 방식으로 구동 가능하며, 동시에 상호간에 이격되어 배치되는 두 리프팅 플랫폼 엘리먼트들은 연속주조용 다이(13)를 수용함으로써, 이 연속주조용 다이는 상기 두 리프팅 플랫폼 엘리먼트들 사이에서 연장되며, 스트랜드는 상기 두 리프팅 플랫폼 엘리먼트들(3a, 3b) 사이에서 인발되며, 지지구조부 마찬가지로 각각 리프팅 플랫폼 엘리먼트를 수용하기 위한 2개의 지지구조 엘리먼트들(2a, 2b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 6 항에 있어서, 각각 리프팅 플랫폼 엘리먼트(3a, 3b)에는 하중 밸런싱을 위한 4개의 스프링 시스템들(61a ~ 64a; 61b ~ 64b)이 제공되어 있으며, 동시에 리프팅 플랫폼 엘리먼트(33a, 33b)의 하단부는 2개의 연결 엘리먼트들(71a, 72a; 71b, 72b)을 통해 2개의 시프링 시스템들 상에 지지되며, 상기 리프팅 플랫폼 엘리먼트는 헤드 측면에 있어서 2개의 돌출부들(81a, 82a)을 포함하며, 상기 돌출부들은 또 다른 두 스프링 시스템들 상에 지지되면서, 동시에 상기 스프링 시스템들은 상호간에 오프셋 방식으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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