KR20040066207A - 주조 롤 및 주조 롤 제조 방법 - Google Patents

주조 롤 및 주조 롤 제조 방법 Download PDF

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KR20040066207A
KR20040066207A KR10-2004-7010805A KR20047010805A KR20040066207A KR 20040066207 A KR20040066207 A KR 20040066207A KR 20047010805 A KR20047010805 A KR 20047010805A KR 20040066207 A KR20040066207 A KR 20040066207A
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casting
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KR10-2004-7010805A
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제랄드 호헨비흘러
제랄드 액커스토르퍼
토마스 레이터
쟝-미셸 다마쎄
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뵈스트-알핀 인두스트리안라겐바우 게엠베하 앤드 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 2-롤 또는 1-롤 주조 설비에서, 얇은 금속 스트립, 특히 강 스트립을 연속 주조하기 위한 주조 롤에 관한 것이다. 상기 롤은 외측 측면(4)을 가지는 롤 코어(1) 및 내측 측면(5)을 가지는 환형 롤 쉘(2)을 구비하며, 상기 쉘은 상기 코어를 둘러싸고 그 코어상으로 수축된다. 롤 코어에 대한 롤 쉘의 이동을 방지하기 위해, 수축 연결부를 형성하는 대향하는 측면(4, 5)들 중 하나 이상의 표면이 돌출부 및 함몰부를 구비하며, 그 돌출부 및 함몰부는 적어도 부분적으로 롤 축선(8)의 방향으로 배향되고, 방사상으로 2㎛ 이상 연장한다.

Description

주조 롤 및 주조 롤 제조 방법{CASTING ROLL AND PROCESS FOR PRODUCING A CASTING ROLL}
이러한 타입의 주조 롤들은 하나 이상의 주조 롤 표면에 접촉하는 액체 금속으로부터 두께가 10mm 이하인 금속 스트립을 제조하기 위해 사용되며, 상기 금속이 접촉하는 지점에서 액체 금속이 적어도 부분적으로 응고되고 원하는 스트립 포멧으로 변형된다. 금속 용융물이 주로 하나의 주조 롤에 접촉하는 경우, 1-롤 주조 공정이라 할 수 있다. 만약, 금속 용융물이 서로 이격된 두개의 주조 롤에 의해 형성된 주조 닙(nip)내로 도입되고, 금속 용융물이 두개의 주조-롤 표면에서 응고되고 그로부터 금속 스트립이 형성된다면, 2-롤 주조 공정이라 한다. 이러한 제조 공정들에서, 많은 양의 열이 주조 롤의 표면으로부터 주조 롤의 내부로 짧은 시간내에 흡수되어야 한다. 이는 주조 롤에 특히 열전도도가 높은 물질, 바람직하게는구리 또는 구리 합금으로 외측 롤 쉘을 제조하고, 냉각수 회로로 내부를 냉각함으로써 달성된다. 이러한 타입의 주조 롤은 예를 들어, US-A 5,191,925 또는 DE-C 41 30 202에 공지되어 있다.
US-A 5,191,925에는 두개의 환형 롤 쉘이 냉각 도관을 구비한 롤 코어상으로 위치되고 두개의 롤 쉘들이 용접 연결부에 의해 서로 결합된 주조 롤, 또는 롤 쉘이 전기도금에 의해 다른 롤 쉘상에 생성된 주조 롤이 개시되어 있다.
DE-C 41 30 202에는, 조립전에 롤 코어와 롤 쉘 사이에 도포되고 고정되는 적절한 용접 땜납, 바람직하게는 스트립 형태의 용접 땜납을 롤 코어와 롤 쉘 사이의 접합이 용접에 의해 이루어지는 주조 쉘이 개시되어 있다. 그 롤 쉘은 열 수축 공정에 의해 롤 코어상으로 위치되며, 이러한 방법으로 임시 접합이 이루어지며, 이어서 보다 시간이 소요되는 용접 공정이 실시된다.
통상적인 연속-주조 설비에서, 주조 스트랜드(strand)를 지지하기 위해, 상당히 적은 열적 부하를 받는 지지 및 안내 롤러에 의해, 스트랜드의 경로에 걸쳐, 연속-주조 몰드가 연속된다는 것이 공지되어 있다(DE-C 40 27 225); 이러한 지지 및 안내 롤러의 경우에, 롤러 쉘은 수축-장착 연결에 의해 롤러 코어상으로 위치되며, 적절한 표준치를 만족시키는 정합 장착(mating fit)이 롤러 쉘과 롤러 코어 사이에 제공된다.
설비에 요구되는 높은 생산성으로 인해, 금속 스트립의 직접 주조 중에 그리고 특히 강을 주조할 때, 극히 심한 주기적인 열적 부하가 주로 롤의 롤 쉘에 발생된다. 15MW/m2까지 또는 그 이상의 열 발산비(specific dissipation of heat)가 롤 쉘에 요구된다는 것이 공지되어 있다. 도입부에 설명된 타입 즉, 강제(steel) 코어 상으로 수축된 구리 튜브에 의해 통상적으로 형성되는 주조 롤 구조에서, 열적 부하와 관련되어 국부적이고 주기적으로 발생되는 원주방향 응력 요동(搖動)은 원주방향 힘을 발생시키며, 이는 구리 쉘이 강제 코어상에서 이동하게 할 수도 있다. 이러한 이동은 구리 쉘과 강제 코어 사이의 접촉 표면에서의 접착 상태에 변화를 일으켜, 통상적으로 접합 부분의 신속한 시효(aging)를 초래한다. 결과적으로, 구리 쉘 또는 접합 부분의 수명을 상당히 감소시킨다.
이상에서 설명된 용접된 접합부는, 제조하기가 복잡할 뿐만 아니라, 국부적으로 큰 열적 부하가 발생하는 상태에서 장시간 동안 사용할 때 이러한 타입의 롤 쉘의 이동을 방지하기에 적합하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 단점을 제거하고, 롤 코어 상에서 롤 쉘이 이동하는 것을 오랜 시간동안 방지하면서도 높은 열적 및 기계적 부하를 견딜 수 있는 롤 쉘과 롤 코어 사이의 결합부를 가지는 타입의 주조 롤의 제조 방법 및 그러한 주조 롤을 제공하는 것이다.
본 발명은 얇은 금속 스트립 특히, 강 스트립을 2-롤 또는 1-롤 주조 설비에서 연속 주조하기 위한 주조 롤 및 그러한 타입의 주조 롤을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 주조 롤은 외측 측면을 가지는 롤 코어 및 상기 롤 코어를 둘러싸는 환형 롤 쉘(shell)을 구비하며, 그리고 상기 주조 롤은 중심의 주조-롤 축선을 가지며, 상기 롤 쉘은 수축하고 내측 측면을 가진다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 롤 코어의 측면을 가지는 주조 롤의 부분 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 측면을 가지는 주조 롤의 단면도이다.
도 3 은 도 2 에서 사용된 고정 바아의 사시도이다.
도입부에 기재된 타입의 주조 롤에서, 상기 목적은, 서로 반대쪽에 놓여지고 수축 연결부를 형성하는 측면들 중 하나 이상이 그 측면내에 상승부 및 하강부를 구비한다는 사실에 의해 달성되며, 상기 상승부 및 하강부들 중 적어도 일부는 주조-롤 축선 방향으로 배향되고 그 상승부 및 하강부의 방사상 범위는 2 ㎛ 이상이다. 측면상의 상승부 및 하강부는 주조-롤 축선에 실질적으로 평행하게 우선 배향되고 최소의 방사상 범위를 가지는 지지면을 형성하여, 롤 쉘이 원주 방향을 따라 롤 코어에 대해 상대적으로 이동하는 것에 대한 추가적인 저항을 생성한다. 이러한 지지면들의 확률적인 분포에서, 그 지지면들의 방사상 범위는 2㎛ 의 규정 조도(defined roughness)(Rz)에 상응한다.
만약, 상승부 및 하강부가 서로 대향하는 측면들 중 하나 이상의 표면 구조물을 형성한다면, 롤 코어와 롤 쉘 사이의 안정적인 결합이 이루어지며, 상기 표면 구조물에서 측면은 2㎛ 내지 1500㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 500㎛의 조도(Rz)를 가진다. 이러한 정도의 조도에서, 수축 연결부가 생성되는 동안 상승부가 반대쪽의 측면내로 최적으로 침투할 수 있으며, 그에 따라 각각의 지지면에 의해 형성되는 충분히 큰 전체 지지면이 쉘의 회전을 방지한다.
주조-롤 방향을 따라 롤 쉘이 이동하는 것을 방지하고 롤 코어상에서의 롤 쉘의 완전한 센터링(centering)을 보장하기 위해, 서로 대향하는 측면들 중 하나 이상은 두개의 측면들 중 하나의 전체 원주를 따라 축선에 수직인 대칭 주조-롤 평면을 직접 둘러싸고 그리고 그 내부에 있는 상승부 및 하강부를 구비하며, 바람직하게 원주 방향으로 배향되고 2㎛ 이상, 바람직하게는 0.2 mm 이상, 특히 1 내지 15mm 의 방사상 범위를 가진다. 그 대신에, 서로 대향하는 측면들 중 하나 이상에서, 축선에 수직인 대칭 주조-롤 평면을 직접 둘러싸고 그리고 그 내부에 있는 상승부 및 하강부는 2㎛ 내지 1500㎛의 조도(Rz)를 가지는 측면 구조물을 형성한다.
상기 효과는, 상승부 및 하강부가 실질적으로 방사상 방향이고 주조-롤 축선의 방향으로 배치된 지지면을 형성하고 측면 길이와 동일한 또는 그보다 짧은 길이방향 범위를 가지는 경우에, 최적으로 달성된다. 예를 들어, 측면이 널링(knurling)등에 의해 주조-롤 축선 방향으로 가공되는 경우, 상기 방식으로 배향된 지지면들이 생성된다. 측면상에 형성된 대략적으로 V-자형인 홈 구조는, 홈 정점들 사이의 거리가 바람직하게 0.1 내지 1.7 mm 이고 정점과 계곡 저점 사이의 거리가 0.06 내지 0.8 mm 인 경우에, 다른 측면에 대한 고정 결합 결과를 낳는다.
또한, 서로 대향하는 측면들 영역에서 롤 코어 및 환형 롤 쉘이 서로 상이한 경도의 물질로 형성되고, 적어도 보다 높은 측면 경도를 가지는 측면이 소정 조도를 가지는 것이 유리하다는 것이 입증되었다. 롤 쉘이 롤 코어상에 수축-장착되는 동안, 보다 경질인 측면의 조도 패턴이 보다 연질의 측면 상으로 스탬핑되고, 결과적으로 전체 표면에 걸친 확고한 미세결속부(microlock)가 얻어지며, 이는 통상적인 수축-장착에 의해 얻어지는 마찰 결속 보다 훨씬 우수하다. 보다 경질인 측면 및 보다 연질인 측면의 영역에서의 최외측 층들 사이의 경도 차이는 적어도 20% 이상, 바람직하게는 50% 이상이어야 하며, 이때 연질 측면의 경도는 220HB 미만, 바람직하게는 150HB 미만이다.
전술한 종래 기술의 주조 롤에서와 같이, 롤 코어는 강으로 제조되는 것이 적합하고 환형 롤 쉘은 구리나 구리 합금으로 제조되는 것이 적합하다. 강으로 롤코어를 형성하는 것은 주조 롤 구조물에 필요한 동작 강도를 제공하며, 구리 또는 구리 합금으로 롤 쉘을 형성하는 것은 접촉하는 금속 용융물로부터 열이 충분히 흡수될 수 있도록 필수적인 것이다.
롤 코어 및 롤 쉘을 위해 선택된 재료, 그리고 기타 영향에 관계 없이 수축 장착이 최적으로 결합되도록 하기 위해, 롤 코어와 롤 쉘 사이에 결합층을 배치하는 것이 바람직하며, 결합층을 형성하는 물질을 두개의 상호 관련된 측면들 중 하나에 부착하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 상호 관련된 측면들 중 하나는 소정 조도 또는 표면 구조물을 구비하며, 결합층을 형성하는 물질은 다른 측면상에 부착된다. 금속 또는 금속 합금으로 결합층을 구성하는 것이 바람직하며, 내마모성 과립들이 이러한 결합층내에 매립될 수도 있다. 이러한 내마모성 과립들은 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물과 같은 금속 산화물 또는 유사 재료나 그 혼합물의 입자 또는 디스크를 포함한다. 입자들은 티탄 탄화물, 텅스텐 탄화물, 실리콘 탄화물, 비슷한 특성의 유사 물질 또는 그 혼합물과 같은 탄화물 입자 또는 디스크로 구성될 수 있다. 기본 모재내에 매립된 고경도의 금속 산화물 및 탄화물은 측면들 사이의 연동(interlocking)을 추가적으로 강화한다. 결합층은 또한 매우 경질의 물질, 예를 들어 프라즈마 세라믹에 의해 형성될 수도 있으며, 이 경우, 상기 물질은 원하는 조도가 동시에 얻어질 수 있도록 하는 방식으로 측면들 중 하나에 도포되어야 한다. 바람직하게, 결합층은 0.05 내지 1.2 mm 의 층 두께를 가진다. 매립된 내마모성 과립들은 40㎛ 미만, 바람직하게 10㎛ 미만의 입자 크기를 가진다.
본 발명에 따른 주조 롤의 다른 실시예는 주조-롤 축선에 평행하고 측면에 걸쳐 분포된 홈을 가지는 롤 코어로 구성되며, 상기 홈내에는 고정 바아가 끼워지며, 상기 바아는 롤 코어의 측면 위쪽으로 방사상으로 2㎛ 이상 돌출한다. 롤 코어의 측면으로부터 돌출한 고정 바아는 수축 연결 중에 롤 쉘의 측면내로 가압되고, 쉘의 회전을 방지하는 지지면을 형성하며, 또한 롤 쉘내로 스탬핑됨으써 반대쪽을 향하는 지지면을 생성한다. 이러한 고정 바아는 롤 코어의 측면 위쪽으로 1500㎛ 이하로 돌출하는 것이 바람직한데, 이는 고정 바아가 롤 쉘내로 스탬핑될 수 있는 길이가 상기 범위로 한정되기 때문이다. 롤 쉘내로 가압된 고정 바아에 의해서 두개의 측면들 사이의 완전한 접촉이 이루어지지 않는다면, 롤 코어내의 홈에 대향하여 위치하는 지점에서 롤 쉘내에 낮은 깊이의 오목부를 밀링가공할 수도 있을 것이다.
다른 실시예에 따라, 고정 바아들은 롤 코어의 측면 위쪽으로 반경방향으로 500㎛ 내지 15mm 돌출한다. 이러한 경우에도, 롤 쉘의 내부 측면내로 홈들이 밀링가공될 수 있으며, 이러한 홈들은 롤 코어의 측면내의 홈들과 반대쪽에 놓이며, 각각의 경우에 서로 반대쪽에 놓인 홈들은 하나의 고정 바아를 수용한다. 고정 바아의 프랭크(flank) 및 홈의 프랭크는 주조-롤 축선 방향을 따라 배향된 대응하는 지지면들을 형성한다. 두 홈의 깊이의 합이 수용되는 고정 바아의 높이 보다 크다면, 롤 코어와 롤 쉘 사이의 큰-면적 축소 연결부가 추가적으로 가능하다.
롤 코어내의 홈의 통상적인 깊이는 2 내지 15mm 이고, 롤 쉘내의 홈의 통상적인 깊이는 0.4 내지 5mm 이다. 고정 바아의 폭은 4 내지 45mm, 바람직하게는 5내지 25mm 이다. 16개 미만, 바람직하게는 8개 미만의 고정 바아 및 홈을 롤 코어의 둘레에 걸쳐, 바람직하게는 일정한 간격으로 분포시키는 것이 일반적이다. 롤 쉘내에서 힘 및 응력의 불균일한 분포를 피하고자 하는 경우, 그리고 동시에 롤 쉘의 회전을 충분히 방지하고자 한다면, 적어도 3개의 홈들이 필요하다. 홈들 및 고정 바아들의 길이는 롤 코어의 측면 길이 보다 짧다. 이는 고정 바아들이 작동 부하에 의해서 미끄러지는 것을 방지한다.
2-롤 또는 1-롤 주조 공정을 이용하여 얇은 금속 스트립, 특히 강 스트립을 연속 주조하는데 적합한 주조 롤의 제조 방법으로서, 상기 주조 롤은 외측 측면을 가지는 롤 코어 및 상기 롤 코어를 둘러싸는 환형 롤 쉘(shell)을 구비하며, 그리고 상기 주조 롤은 중심의 주조-롤 축선을 가지며, 상기 롤 쉘은 수축하고 내측 측면을 가지는, 주조 롤의 제조 방법에 있어서, 수축-장착에 의해 결합하기 위해 상기 롤 코어의 측면 및 상기 롤 쉘의 내측 측면을 마련하고, 일부가 주조-롤의 축선 방향으로 배향되고 방사상 범위가 2㎛ 이상인 상승부들 및 하강부들을 수축 연결부를 형성하는 상호 관련된 측면들 중 하나 이상에 생성하고, 상기 롤 코어의 온도 보다 높은 온도에서 롤 코어 상으로 상기 롤 쉘을 위치시키는 것을 특징으로 한다.
수축 연결부 형성을 위한 준비는, 상응하는 외경으로 제조되는 롤 코어 및 상응하는 내경으로 제조되는 롤 쉘 그리고 선택된 주조 롤의 작업 조건에 맞는 정합 장착부(mating fit)를 포함한다. 본 명세서에 기재된 본 발명에 따라 중요한 의미를 갖는 것은 상승부들 및 하강부들이 지지면들을 형성하는 표면 구조물을 구비한 두개의 상호 작용하는 측면들 중 하나를 형성하는 것을 포함하며, 상기 지지면들은 주조-롤 축선에 실질적으로 평행하게 대부분이 배향되며 롤 쉘이 원주 방향을 따라 이동하는 것을 적절히 방지할 수 있도록 최소의 방사상 범위를 갖는다.
2㎛ 내지 1500㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 500㎛의 조도(Rz)를 가지는 배향된 표면 구조물을 측면내로 가공하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서, 상승부 및 하강부가 상호 관련된 측면들 중 하나 이상내로 가공된 표면 구조물이 방사상으로 배향되고 주조-롤 축선 방향으로 배치되며 측면 길이와 같거나 그 보다 짧은 길이방향 범위를 가지는 지지면들로 생성되는 것이 유리하다는 것이 입증되었다.
롤 코어 및 환형 롤 쉘이 서로 경도가 다른 물질들로 형성된다면, 수축 연결부의 제조 중에, 측면들 중 하나 내로 가공형성된 배향된 표면 구조물이 반대쪽 측면의 표면내로 침투하여 평평도를 상당히 감소시키며, 보다 경질의 측면을 가지는 부품은 소정의 조도(Rz)를 가진다. 경화, 질화, 침탄 또는 유사 공정을 이용하여 보다 경질의 측면을 가지는 부품의 경도를 추가적으로 높일 수 있다. 이는, 상호 관련된 측면들 중 하나에서, 결합을 개선하기 위한 추가적인 코팅의 필요성을 실질적으로 제거할 수 있다.
조도(Rz)를 가지는 표면 또는 배향된 표면 구조물은, 예를 들어 널링가공, 단조 또는 밀링가공 등의 방법으로 측면을 가공함으로써 간단히 만들어질 수 있다. 주조-롤 축선 방향으로의 단조 또는 밀링의 경우에, 소정 조도를 가지는 배향된 표면 구조물을 생성하기가 용이하며, 상기 표면 구조물은 주로 주조-롤 축선 방향으로 배향되며 쉘의 회전을 방지한다.
상호 관련된 측면들 중 하나에 결합 층을 도포한다면, 바람직하게 소정 조도가 하나의 측면에 부여되고 다른 측면상에 0.05 내지 1.2mm 층 두께로 결합 층을 도포한다면, 롤 코어와 롤 쉘 사이의 결합은 추가적으로 개선될 것이다. 바람직하게, 금속 또는 합금으로 제조된 결합 층은 전기도금 또는 프라즈마 증착에 의해 측면에 도포된다. 또한, 전술한 입자들을 상기 결합층에 포함시킬 수도 있다.
롤 코어와 롤 쉘 사이에 대응하는 안정된 회전-방지 수단을 구비한 주조 롤을 제조하는 상기 방법의 변형예는, 수축-장착에 의해 결합하기 위해 상기 롤 코어의 측면 및 상기 롤 쉘의 내측 측면을 마련하고, 주조-롤의 축선 방향과 평행하게 롤 코어의 측면상에 홈을 형성하고, 상기 홈내로는 롤 코어의 측면 위쪽으로 방사상으로 2㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 내지 15mm 만큼 돌출한 고정 바아가 장착되며, 상기 롤 코어의 온도 보다 높은 온도에서 롤 코어 상으로 상기 롤 쉘을 위치시키고, 상기 고정 바아와 상기 롤 쉘 사이에 수축-장착 연결부를 생성하며, 상기 롤 코어와 상기 롤 쉘 사이에 하나 이상의 밀봉된 결합부를 생성한다. 이어서, 주조 롤을 상온까지 제어하면서 냉각한다.
본 발명의 추가적인 이점 및 특징들은, 첨부 도면을 참조한 이하의 예시적인 실시예에 관한 설명으로부터 보다 분명히 이해될 것이다.
도 1 은 2-롤 연속-주조 설비에서 강 스트립을 연속주조하기 위한 본 발명에 따른 주조 롤의 부분 단면을 도시한 것이다. 그러한 주조 롤은 강으로 제조된 롤 코어(1)를 포함하며, 상기 롤 코어는 주조-롤 베어링(도시 안 됨)내에서의 지지를 위한 롤 저널(1a, 1b)에서 종료된다. 구리 합금으로 제조된 원통형 롤 쉘(2)은 롤 코어(1)를 둘러싸고 수축 연결부(shrink connection)(3)에 의해 회전되지 않도록 고정된 방식으로 상기 롤 코어에 고정된다. 수축 연결부(3)는 롤 코어(1)의 외측 측면(4) 및 롤 쉘(2)의 내측 측면(5)에 의해 형성되며, 상기 두개의 측면들(4, 5)은 방향성을 가지는 표면 구조에 의해 종래 수축 연결부에 비해 증대된 회전 저항을 갖는다. 예로서, 도 1 에서, 측면(4)은 널링부(knurling)(6)를 구비하며, 상기 널링부는 주조-롤 축선(8) 방향을 따라 배향되고 V-자형 지지면(9)을 형성하며 널링가공에 의해 생성된 홈(7)을 구비하며, 상기 홈들은 방사상으로 그리고 주조-롤 축선(8) 방향으로 연장하며 다수 개가 형성되어 롤 코어(1)에 대한 롤 쉘(2)의 상대적인 회전 운동을 저지하는 역할을 한다. 금속 접합 층(10)이, 예를 들어 전기 도금 방식으로, 롤 쉘(2)의 내측 측면(5)상에 형성되고 경도가 낮은 비교적 부드러운 층을 형성하며, 수축 연결부 형성중에 상기 롤 코어(1)의 구조화된 외측 측면(4)이 큰 구조의 변화 없이 상기 부드러운 층내로 침투하게 된다. 또한, 여러 가지 금속 산화물 및 탄화물에 의해 형성된 과립들이 접합 층내에 매립되어 접합 작용을 추가적으로 촉진할 수 있다.
주조 롤은 내측 순환 액체 냉각 시스템을 구비하며, 상기 시스템내에서 냉각 액체는 중앙 공급 라인(11) 및 방사상 분지 라인(12)을 통해 롤 코어(1)의 외측 측면(4)내로 밀링가공된 환형 냉매 도관(13)으로 공급되고 다른 방사상 분지 라인(14) 및 중앙 배출 라인(15)을 통해 다시 배출된다. 밀링가공된 냉매 도관(13)을 통해 순환하는 냉매에 의해 주조 롤 표면(16)에 접한 강 용융물로부터 열이 추출되고, 그 열은 롤 쉘(2)을 통해 냉매로 전달된다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수축 연결부(3)를 구비한 주조 롤의 단면을 도시한다. 도 1 에서와 같이, 롤 코어(1)는 냉매 회로를 포함하며, 그 냉매 회로는 중앙 공급 라인(11), 방사상 분지 라인(12), 방사상 분지 라인(14), 및 중앙 배출 라인(15)을 포함한다. 도 2 에 도시된 실시예에서, 환형 냉매 도관(13)은 롤 쉘(2)로 전이된다. 주조-롤 축선(8)에 평행하게, 4개의 홈(7)들이 롤 코어(1)의 외측 측면(4)내로 밀링가공되고, 롤 코어(1)의 외측 측면(4) 위쪽으로 약간 돌출한 고정 바아(17)는 이러한 각각의 홈(7)내로 삽입된다. 동일한 방식으로, 롤 코어(1)내의 홈(7)들에 대향하여 위치되고 상기 홈(7)과 함께 고정 바아(17)를 수용하는 낮은 깊이의 홈(18)들이 롤 쉘(2)의 내측 측면(5)내로 밀링가공된다. 고정 바아(17)의 측면 플랭크(19, 20) 및 홈(7, 18)의 측면 플랭크(21, 22)가 롤 코어(1) 및 롤 쉘(2)(원주방향으로 연장하는 냉각 핀(24)의 영역에서)내의 원주방향 냉각 핀내로 밀링가공되고, 이 경우 쉘이 회전하는 것을 방지하는 지지 면으로서 작용한다.
도 3 은 고정 바아(17)의 사시도이다. 고정 바아(17)는 냉매가 방해 없이 통과할 수 있게 하는 리세스(23)를 포함하며, 상기 리세스는 고정 바아의 장착 위치에서 환형 냉매 도관(13)과 높이가 같다. 균일한 롤 쉘 냉각을 보장하기 위해, 서로 거리를 두고 연속적으로 배치된 리세스들(23)은 바람직하게 각각 반대 방향으로 그 내부를 통과하는 냉매를 구비한다. 이는 화살표로 표시되어 있다.
주조 롤의 보호 범위는 이상의 설명에 의해 제한되는 것이 아니고, 실질적으로 중심에 배치된 축방향 냉각 개구부를 가지는 특정 주조 롤, 그리고 롤 코어 또는 롤 쉘 내로 가공된 사다리꼴의 관통형 냉각 도관을 가지는 주조 롤, 또는 롤 코어내로 가공된 원주방향 냉각 핀들을 가지는 주조 롤을 포함한다.

Claims (37)

  1. 2-롤 또는 1-롤 주조 설비에서, 얇은 금속 스트립, 특히 강 스트립을 연속 주조하기 위한 주조 롤로서, 외측 측면(4)을 가지는 롤 코어(1) 및 상기 롤 코어를 둘러싸는 환형 롤 쉘(2)을 구비하며, 중심의 주조-롤 축선(8)을 가지며, 상기 롤 쉘은 수축하고 내측 측면(5)을 가지는, 주조 롤에 있어서,
    서로 대향하여 위치되고 수축 연결부를 형성하는 상기 측면(4, 5)들 중 하나 이상이 상승부들 및 하강부들을 구비하며, 상기 상승부들 및 하강부들 중 적어도 일부는 상기 주조-롤 축선(8) 방향으로 배향되고, 상기 상승부들 및 하강부들의 방사상 범위는 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상승부들 및 하강부들은 서로 대향하여 위치된 측면(4, 5)들 중 하나 이상에 표면 구조물을 형성하며, 상기 표면 구조물에서 상기 측면은 2㎛ 내지 1500㎛의 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  3. 제 1 항에 있어서, 서로 대향하여 위치된 측면(4, 5)들 중 하나 이상이 10㎛ 내지 500㎛의 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 대향하는 측면(4, 5)들중 하나 이상은 상기 측면(4, 5)들 중 하나의 전체 원주를 따라 상기 축선에 수직인 대칭 주조-롤 평면을 직접 둘러싸고 그리고 상승부 및 하강부를 구비하며, 바람직하게 원주 방향으로 배향되고 2㎛ 이상의 방사상 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  5. 제 4 항에 있어서, 서로 대향하는 측면(4, 5)들 중 하나 이상에서 상기 축선에 수직인 대칭 주조-롤 평면내에서 둘러싸는 상승부 및 하강부는 표면 구조물을 형성하며, 상기 표면 구조물내에서 상기 측면은 2㎛ 내지 1500㎛ 의 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상승부들 및 하강부들은 지지면(9)들을 형성하며, 상기 지지면들은 주조-롤 축선(8)방향을 따라 실질적으로 방사상으로 배향되며 상기 측면 길이(L) 이하의 길이방향 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 대향되게 위치된 측면(4, 5)들의 영역에서, 상기 롤 코어(1) 및 상기 환형 롤 쉘(2)은 서로 상이한 경도의 물질들로 형성되고, 적어도 상기 롤 코어 및 롤 쉘 중에서 보다 경도가 높은 측면을 가지는 부품의 측면은 소정 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조롤.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 코어(1)는 강으로 이루어지고, 상기 환형 롤 쉘(2)은 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 코어(1)와 상기 롤 쉘(2) 사이에는 결합 층(10)이 배치되고, 상기 결합 층(10)을 형성하는 물질은 상호 관련된 측면(4, 5)들 중 하나에 도포되는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  10. 제 7 항에 있어서, 상호 관련된 상기 측면(4, 5)들 중 하나는 소정 조도(Rz)를 가지며, 상기 결합 층(10)을 형성하는 물질은 다른 측면상에 도포되는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 결합 층(10)은 금속 또는 합금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  12. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 결합 층(10)내에 내마모성 과립이 매립되는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 내마모성 과립은 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 유사 물질과 같은 금속 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 내마모성 과립은 티탄 탄화물, 텅스텐 탄화물, 실리콘 탄화물, 또는 유사 물질과 같은 탄화물 입자 또는 디스크로 이루어진 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 내마모성 과립의 입자 크기는 40㎛ 미만, 바람직하게는 10㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주조-롤 축선(8)에 평행한 롤 코어는 측면(4)에 걸쳐 분포된 홈(7)들을 가지며, 상기 홈내로는 상기 롤 코어(1)의 측면(4) 위에서 방사상으로 2㎛ 이상 돌출한 고정 바아(17)가 끼워지는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 고정 바아(17)는 롤 코어(1)의 측면(4) 위에서 방사상으로 500㎛ 내지 15mm 돌출한 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 16개 미만, 바람직하게는 8개 미만의 고정 바아(17) 및 홈(7)을 상기 롤 코어(1)의 둘레에 분포시키는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(7)들 및 상기 고정 바아(17)들의 길이는 상기 롤 코어(1)의 측면 길이(L) 보다 짧은 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 쉘(2)의 내측 측면(5)은 상기 롤 코어(1)의 측면(4)내의 홈(7)들과 반대쪽에 위치된 홈(18)들을 포함하며, 서로 반대쪽에 놓인 상기 홈(7, 18)들은 각각 하나의 고정 바아(17)를 수용하는 것을 특징으로 하는 주조 롤.
  21. 2-롤 또는 1-롤 주조 공정을 이용하여 얇은 금속 스트립, 특히 강 스트립을 연속 주조하기 위한 주조 롤의 제조 방법으로서, 상기 주조 롤은 외측 측면(4)을 가지는 롤 코어(1) 및 상기 롤 코어를 둘러싸는 환형 롤 쉘(2)을 구비하며, 그리고 상기 주조 롤은 중심의 주조-롤 축선(8)을 가지며, 상기 롤 쉘은 수축하고 내측 측면(5)을 가지는, 주조 롤의 제조 방법에 있어서,
    수축-장착에 의해 결합하기 위해 상기 롤 코어(1)의 측면(4) 및 상기 롤 쉘(2)의 내측 측면(5)을 마련하고,
    일부가 주조-롤의 축선(8) 방향으로 배향되고 방사상 범위가 2㎛ 이상인 상승부들 및 하강부들을 상호 관련된 측면(4, 5)들 중 하나 이상에 생성하고,
    상기 롤 코어(1)의 온도 보다 높은 온도에서 상기 롤 코어(1) 상으로 상기 롤 쉘(2)을 위치시키는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상호 관련된 측면(4, 5)들 중 하나 이상에 형성된 상기 상승부들 및 하강부들은 표면 구조물을 형성하며, 상기 표면 구조물은 2㎛ 내지 1500㎛ 의 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상호 관련된 측면(4, 5)들 중 하나 이상에 형성된 상승부 및 하강부는 표면 구조물을 형성하며, 상기 표면 구조물내의 측면은 은 10㎛ 내지 500㎛ 의 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상호 관련된 측면(4, 5)들 중 하나 이상에 형성된 상기 상승부들 및 하강부들은 지지면(9)들을 형성하며, 상기 지지면들은 주조-롤 축선(8)방향을 따라 실질적으로 방사상으로 배향되며 상기 측면 길이(L) 이하의 길이방향 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  25. 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 코어(1) 및 상기 환형 롤 쉘(2)은 서로 상이한 경도의 물질들로 형성되고, 적어도 상기 롤 코어 및 롤 쉘 중에서 보다 경도가 높은 측면을 가지는 부품은 소정 조도(Rz)를 가지는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 조도(Rz)는 널링가공, 단조 또는 밀링가공에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  27. 제 21 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤 코어(1)는 강으로 제조되고, 상기 환형 롤 쉘(2)은 구리 또는 구리 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  28. 제 21 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상호 관련된 측면(4, 5)들 중 하나에 결합 층(10)이 도포되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  29. 제 21 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상호 관련된 상기 측면(4, 5)들 중 하나는 소정 조도(Rz)를 가지며, 상기 결합 층(10)은 다른 측면상에 도포되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 결합 층(10)은 전기도금에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  31. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 결합 층(10)은 프라즈마 증착에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  32. 제 28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 층(10)은 금속 또는 합금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  33. 제 28 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 층(10)내에 내마모성 과립이 포함되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 유사 물질과 같은 금속 산화물이 내마모성 과립으로서 상기 결합 층(10)내에 포함되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  35. 제 33 항에 있어서, 티탄 탄화물, 텅스텐 탄화물, 실리콘 탄화물, 또는 유사 물질과 같은 탄화물 입자 또는 디스크가 내마모성 과립으로서 상기 결합 층(10)내에 포함되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 40㎛ 미만, 바람직하게는 10㎛ 미만의 입자 크기를 가지는 내마모성 과립이 상기 결합 층(10)내에 포함되는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
  37. 2-롤 또는 1-롤 주조 공정을 이용하여 얇은 금속 스트립, 특히 강 스트립을 연속 주조하기 위한 주조 롤의 제조 방법으로서, 상기 주조 롤은 외측 측면(4)을 가지는 롤 코어(1) 및 상기 롤 코어를 둘러싸는 환형 롤 쉘(2)을 구비하며, 그리고 상기 주조 롤은 중심의 주조-롤 축선(8)을 가지며, 상기 롤 쉘은 수축하고 내측 측면(5)을 가지는, 주조 롤의 제조 방법에 있어서,
    수축-장착에 의해 결합하기 위해 상기 롤 코어(1)의 측면(4) 및 상기 롤 쉘(2)의 내측 측면(5)을 마련하고,
    주조-롤의 축선(8) 방향과 평행하게 롤 코어(1)의 측면(4)상에 홈(7)들을 형성하고, 상기 홈들내로는 롤 코어(1)의 측면(4) 위쪽으로 방사상으로 2㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 내지 15mm 만큼 돌출한 고정 바아(17)들이 장착되며,
    상기 롤 코어(1)의 온도 보다 높은 온도에서 롤 코어 상으로 상기 롤 쉘(2)을 위치시키고, 상기 고정 바아(17)와 상기 롤 쉘(1) 사이에 수축-장착 연결부(3)를 생성하며, 상기 롤 코어(1)와 상기 롤 쉘(2) 사이에 하나 이상의 밀봉된 결합부를 생성하는 것을 특징으로 하는 주조 롤 제조 방법.
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