KR20090067620A - 롤 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조기의 냉각대에 설치되어 사용되는 롤의 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤의 내부에 나선형의 냉각수 통로가 형성되어 롤의 원주 방향의 온도 구배를 최소화시킬 수 있는 롤 냉각 장치에 관한 것이다. 본 발명의 롤 냉각 장치는, 원기둥 형태이며, 상기 원기둥의 외주면에는 오목부로 이루어진 냉각 채널이 형성되되, 상기 냉각 채널은 상기 외주면을 따라 나선형으로 연장되는 롤 액슬; 및 상기 롤 액슬을 수용하는 원통형 롤러 자켓을 포함하되, 상기 롤러 자켓의 내주면과 상기 롤 액슬의 외주면은 접촉되며, 상기 냉각 채널은 상기 롤러 자켓의 내주면에 의해 밀폐되어 냉각수가 상기 롤 액슬의 외주면을 따라 나선형으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다. 상기 롤 액슬과 상기 롤러 자켓은 열박음으로 결합되는 것이 바람직하며, 상기 냉각 채널은 상기 롤 액슬의 양단 축에 위치한 냉각수 통로와 연결되는 것이 바람직하다.

롤 액슬, 롤러 자켓, 연속 주조기

Description

롤 냉각 장치{An Apparatus for Cooling A Roll}

본 발명은 연속주조기의 냉각대에 설치되어 사용되는 롤의 롤 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤의 내부에 나선형의 냉각수 통로가 형성되어 롤의 원주 방향의 온도 구배를 최소화시킬 수 있는 롤 냉각 장치에 관한 것이다.

도 1은 연속주조기를 개략적으로 도시한 도면이다.

연속주조기는 용강(1)이 담겨 있는 래들(2); 래들(2)과 주형(4) 사이에서 용강 저장 및 개배물 부상 분리 기능을 하는 턴디쉬(3); 주편을 요구 형태 및 크기로 응고시키는 주형(4); 및 다수의 세그먼트들로 조합된 2차 냉각대(5)를 포함하는 구성이다.

여기에서, 2차 냉각대(5)는, 냉각대(5)를 통과하는 주조금속이 임의의 위치에서 일정한 두께의 응고쉘을 유지하도록 노즐에 의한 냉각 및 롤에 의한 압하를 수행한다.

이러한 2차 냉각대(5)에 설치되어 사용되는 롤은 주편의 인발을 담당하는 핀치 롤과 주편의 벌징(bulging)을 방지하고 정해진 주조방향으로 주편을 안내해 주는 가이드롤로 구성되는데, 이 롤들은 고온의 주편과 접촉해 있으므로 열부하에 의 한 변형을 받기 쉽고, 이에 따른 롤들의 열변형은 주편 품질에 큰 악영향을 끼치게 된다.

도 2a 내지 2c는 종래의 롤 냉각 장치에 대한 단면도이다.

종래에는, 냉각대 롤들의 열변형을 억제하기 위해서 롤(9a, 9b, 9c) 내부에 여러가지 형태로 냉각수 통로(6a, 6b, 6c)를 형성하고, 이들 냉각수 통로(6a, 6b, 6c)를 통해 냉각수를 순환시키는 방법을 이용하여 롤(9a, 9b, 9c)을 냉각시켰으나, 이러한 롤 냉각 방식은 롤 표면의 최고 온도만 약간 저하시킬 뿐이다.

특히, 주편 표면 온도는 매우 고온(약 1,000℃이상)이므로, 롤의 원주 방향으로의 온도 구배가 심하게 야기되며, 이에 의한 반복적인 피로 열부하가 제거되지 못하여, 롤 표면에 크랙이 자주 발생하여 롤 수명이 단축되는 문제점이 존재하며, 벌징에 의한 주편 결함까지 빈발하는 문제점이 존재한다.

본 발명의 목적은, 종래와 같은 형태의 냉각 방식으로는 롤 수명에 지배적인 영향을 끼치는 반복피로 열부하를 제거할 수 없다는 문제점을 해결하고자, 연속주조기 냉각대 롤에 사용되는, 나선형 냉각 채널을 구비한 롤 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 롤 냉각 장치는, 원기둥 형태이며, 상기 원기둥의 외주면에는 오목부로 이루어진 냉각 채널이 형성되되, 상기 냉각 채널은 상기 외주면을 따라 나선형으로 연장되는 롤 액슬; 및 상기 롤 액슬을 수용하는 원통형 롤러 자켓을 포함하되, 상기 롤러 자켓의 내주면과 상기 롤 액슬의 외주면은 접촉되며, 상기 냉각 채널은 상기 롤러 자켓의 내주면에 의해 밀폐되어 냉각수가 상기 롤 액슬의 외주면을 따라 나선형으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 롤 액슬과 상기 롤러 자켓은 열박음으로 결합되는 것이 바람직하며, 상기 냉각 채널은 상기 롤 액슬의 양단 축에 위치한 냉각수 통로와 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명은 롤 내부의 냉각수 순환 채널구조를 나선형화하여 냉각 기능을 향상시키고, 원주 방향으로 균일한 온도 분포를 가질 수 있도록 하였으며, 이로 인하여 롤의 수명이 향상됨과 동시에 변형이 억제되어 주편의 크랙 유발 등과 같은 주 편 품질 문제 해결 및 롤 유지 보수비의 절감이라는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치의 일부분을 절단하여 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치의 롤 액슬의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치의 롤러 자켓의 단면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 롤 액슬과 도 5에 도시된 롤러 자켓이 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치는 연속주조기에서 용강의 철정압에 의한 벌징 현상 방지 및 주편 인발을 담당하는 롤에 사용될 수 있으며, 고온(약 1,000℃이상)의 주편과의 반복적인 접촉에 의한 고도의 열부하로 인하여 원주방향으로 심한 온도구배가 발생하게 된다.

이러한 원주방향으로의 심한 온도구배에 의해 유발되는 롤의 열변형을 완화하기 위해 본 실시예에 따른 롤 냉각 장치는 롤 액슬(110) 및 롤러 자켓(120)으로 구성된다.

롤 액슬(110)은 원기둥 형상을 가지며, 외주면(111)에는 오목부로 이루어진 냉각 채널(112)이 외주면(111)을 따라 나선형으로 위치된다. 냉각 채널(112)은 롤 액슬(110)에 대한 절삭 가공에 의해 형성될 수 있으며, 단면이 사각형인 것이 바람직하며, 다양한 형상의 변경이 가능하다.

롤러 자켓(120)은 원통형 부재이며, 롤 액슬(110)을 그 내부에 수용한다. 롤 액슬(110)과 롤러 자켓(120)은 열박음 형태로 조립될 수 있으며, 조립에 의해 롤러 자켓(120)의 내주면(121)과 롤 액슬(110)의 외주면(111)은 접촉되는 상태가 된다.

이에 따라, 롤 액슬(110)의 외주면에 형성된 냉각 채널(112)은 롤러 자켓(120)의 내주면(121)에 의해 밀폐되어 냉각수가 흐를 수 있는 통로로 되며, 이 통로는 롤러 자켓(120)의 안쪽에서 롤 액슬(110)의 외주면(111)을 따라 나선형으로 롤 액슬(110)을 감싸는 형상이 된다.

냉각 채널(112)은 롤 액슬(110)의 양단의 축에 위치한 냉각수 통로(113, 114)와 연결되어, 냉각수는 외부로부터 냉각수 통로(113)를 통해 롤 액슬(110)로 유입되어 냉각 채널(112)를 거쳐 냉각수 통로(114)로 배출되며 롤을 냉각시키게 된다.

이러한 구조에 의해 연속주조기의 냉각대에 설치되어 사용되는 롤의 기계적인 강도와 냉각 능력을 동시에 향상시킬 수 있으며, 롤의 열변형을 방지하여 유지 보수 비용도 절감할 수 있게 된다.

위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

도 1은 연속주조기를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2a 내지 2c는 종래의 롤 냉각 장치에 대한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치의 일부분을 절단하여 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치의 롤 액슬의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 냉각 장치의 롤러 자켓의 단면도이다.

도 6은 도 4에 도시된 롤 액슬과 도 5에 도시된 롤러 자켓이 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

Claims (3)

1. 원기둥 형태이며, 상기 원기둥의 외주면에는 오목부로 이루어진 냉각 채널이 형성되되, 상기 냉각 채널은 상기 외주면을 따라 나선형으로 연장되는 롤 액슬; 및

   상기 롤 액슬을 수용하는 원통형 롤러 자켓을 포함하되,

   상기 롤러 자켓의 내주면과 상기 롤 액슬의 외주면은 접촉되며, 상기 냉각 채널은 상기 롤러 자켓의 내주면에 의해 밀폐되어 냉각수가 상기 롤 액슬의 외주면을 따라 나선형으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 롤 냉각 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 롤 액슬과 상기 롤러 자켓은 열박음으로 결합되는 것을 특징으로 하는 롤 냉각 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 채널은 상기 롤 액슬의 양단 축에 위치한 냉각수 통로와 연결되는 것을 특징으로 하는 롤 냉각 장치.

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