KR20100063918A - Apparatus and method of slot marking in casting roll using laser marking machine - Google Patents

Apparatus and method of slot marking in casting roll using laser marking machine Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method of slot marking in casting roll using a laser marking machine is provided to remove the abrasive powder of the edge dam from the side of a casting roll using etched patterns. CONSTITUTION: An apparatus and a method of slot marking in casting roll using a laser marking machine comprises a roll rotation apparatus(3), a laser head(2), and a laser head transport apparatus(4). A roll(1) is rotated with the rotating apparatus. The laser head transport apparatus transfers the laser head to the side surface of opposite part of roll. The side of casting roll slot recompenses the distance variation from the roll rotation speed and the rotation speed of the roll. The absolute position of the marking section is marked with the laser marking machine.

Description

레이저를 이용한 주조롤 측면 슬롯 제조장치 및 제조방법{Apparatus and Method of SLOT marking in Casting Roll using Laser Marking Machine}Apparatus and Method of SLOT marking in Casting Roll using Laser Marking Machine}

본 발명은 쌍롤식 박판제조 공정에 사용되는 주조롤(1)의 측면에 특정 무늬를 식각하여, 주조롤과 에지댐이 접촉함에 있어서 적절하고 원활한 에지댐의 마모를 유도하여 주조의 안정성과 주조롤의 내구성을 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention, by etching a specific pattern on the side of the casting roll (1) used in the twin-roll thin plate manufacturing process, induces the wear of the edge dam suitable and smooth in contact with the casting roll and the edge dam to ensure the stability of the casting and casting roll The present invention relates to an apparatus and a method for improving durability.

일반적으로 쌍롤식 박판주조기는 두 개의 원통상 주조롤(1) 사이에 담기는 용융금In general, a twin-roll sheet caster is a molten metal contained between two cylindrical casting rolls (1).

속이 상기 주조롤의 측면으로 빠져나가지 못하도록 소위 에지댐을 각각 배치하여 가압장치로서 밀착을 유지하여 사용하게 되고, 상기 에지댐은 일정한 배면 압력에 의해 상기 주조롤의 양측 면과 밀착하게 된다.The so-called edge dams are disposed to prevent the inside from escaping to the side of the casting rolls, and thus the edge dams are kept in close contact with the pressurizing device.

이에 따라, 상기 한 쌍의 주조롤의 롤축을 서로 맞물리는 방향으로 회전시켜 상기 주조롤과 에지댐 사이에 형성된 용강 풀에 담겨진 용강을 상기 주조롤 사이에 형성되는 닙(nip)부로 인출하여 주편을 연속하여 주조 하는 것이다.Accordingly, the roll shafts of the pair of casting rolls are rotated in engagement with each other to draw molten steel contained in the molten steel pool formed between the casting roll and the edge dam to a nip formed between the casting rolls. It is casting continuously.

주조롤(1) 측면과 에지댐의 접촉면에 있어서는, 주조롤의 회전으로 인해 에지댐의 마모분(摩耗紛)이 필연적으로 발생하게 된다. 이러한 마모분을 원활히 배출시키지 못할 경우에는, 에지댐 제어성능 및 기계적 특성 저하로 인하여 주조 안정성이 저하되고, 나아가 주조롤의 내구성에도 악영향을 끼치게 된다. On the contact surface between the side face of the casting roll 1 and the edge dam, the wear of the edge dam inevitably occurs due to the rotation of the casting roll. If the wear is not discharged smoothly, casting stability is lowered due to deterioration of edge dam control performance and mechanical properties, and also adversely affects durability of the casting roll.

쌍롤식 박판제조공정에 있어서 주조롤과 에지댐과의 효과적인 접촉과 에지댐 마모분에 대한 제거 방법이 쌍롤식 박판 주조기의 에지댐 균일 마모장치(출원번호: 2001-0082317)에 나타나 있다. 그러나 이 종래기술은 에지댐에 내화물 입자의 배출로를 형성함을 특징으로 하며, 주조롤 측면에서의 마모분 배출 제작방법은 나와있지 않다. In the twin roll sheet metal fabrication process, the effective contact between the casting roll and the edge dam and the removal method of the edge dam wear powder are shown in the edge dam uniform wear device of the twin roll sheet metal casting machine (Application No. 2001-0082317). However, this prior art is characterized by the formation of the discharge path of the refractory particles in the edge dam, the method of producing wear discharge from the side of the casting roll is not disclosed.

또한 주조롤의 측면에 원주방향 및 반경방향으로 도랑을 내어 마멸된 내화물 입자가 이 도랑에 포집되게 하고 주조롤 후방에 솔을 설치하여 내화물 입자를 떨어내는 방법으로 박판주조기의 에지댐 균일밀착장치 (출원번호:20-1995-0053096)가 있으나, 어떠한 형태의 도랑을 어떤 방식으로 만들어내는 지에 대해서는 나와 있지 않다.In addition, the edge dam uniform adhesion device of sheet casting machine is formed by digging the circumferential direction and radial direction on the side of the casting roll so that the abrasion refractory particles are collected in the groove and installing the brush behind the casting roll to drop the refractory particles. Application No. 20-1995-0053096, but it does not describe what type of grooves are made and in what way.

주조롤과 에지댐의 균일한 밀착은 주조 시 용융금속이 쏟아져 나오지 않고 주조를 잘 진행시키는데 반드시 필요한 조건이다 이를 위해서는 내화물로 만들어지는 에지 댐의 마모분을 주조롤 측면의 식각된 무늬를 통해 효과적으로 제거해주어야 하며, 최적의 제거를 위해서 여러 종류의 무늬가 제작 및 시험 되어야 한다. Uniform adhesion between casting rolls and edge dams is a necessary condition for casting well without pouring molten metal during casting. To this end, wear of edge dams made of refractory is effectively removed through the etched pattern on the side of the casting rolls. Various patterns should be manufactured and tested for optimal removal.

기계적으로 주조롤 측면을 긁어내는 방식이 사용되고 있으나, 이 경우는 무늬의 정밀도 및 그 깊이의 정밀성에 있어 매우 미흡하며, 무늬의 다양성에 있어서도 요구조건을 충족시켜주지 못하고 있다. Although the method of scraping the side of the casting roll mechanically is used, in this case, it is very inadequate in the precision of the pattern and the depth of the depth, and does not meet the requirements in the variety of patterns.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 주조롤 측면에 원하는 형태의 무늬를, 주조롤 회전속도와 롤의 중심에서의 거리의 변화에 따른 표면 선속도 등을 고려하면서 레이저를 이용하여 정밀하게 식각함으로써, 롤 회전량에 영향받지 않고, 언제나 원하는 형태의 주조롤 측면 무늬를 식각할 수 있는 레이저 장치 및 방법을 구현하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems of the prior art, while taking into consideration the pattern of the desired shape on the side of the casting roll, taking into account the surface linear velocity according to the change of the casting roll rotational speed and the distance from the center of the roll By precisely etching using a laser, it is an object of the present invention to realize a laser apparatus and method capable of etching a cast roll side pattern of a desired shape at any time without being affected by the amount of roll rotation.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 레이저를 이용한 주조롤 측면 슬롯 제조장치는, In order to achieve the above object, the casting roll side slot manufacturing apparatus using the laser of the present invention,

롤(1)을 거치하고 회전하도록 된 롤 회전장치(3)와, 상기 롤 회전장치(3)에 거치되 어 회전하는 롤(1)의 측면부에 접근하여 무늬를 새기도록 된 레이저 헤드부(2)와, 상기 레이저 헤드부(2)를 롤의 반대편 측면으로 이송하기 위한 레이저 헤드 이송장치(4)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The roll rotating device 3 mounted on the roll 1 to rotate and the laser head unit 2 mounted on the roll rotating device 3 to engrave a pattern by approaching the side portion of the rotating roll 1. ) And a laser head feeder 4 for transferring the laser head portion 2 to the opposite side of the roll.

또한 상기와 같은 주조롤 측면 슬롯의 제조방법은, 롤(1) 측면에 폴리머를 도포하여 막을 생성한 후 충분한 강도를 가질 때까지 건조시키는 단계와, 상기 막이 생성된 롤 측면에 레이저 헤드부(2)를 접근시키는 단계와, 상기 롤을 회전시키고 롤 회전 속도를 측정하는 단계와, 상기 롤 회전속도와 원 중심으로부터 거리 변화량을 보상하여 마킹구간의 절대 위치를 추정하여 레이저 마킹하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 레이저 마킹은, 원주의 수평방향 또는 원주의 수직방향으로 행하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method of manufacturing a cast roll side slot as described above, the step of applying a polymer to the side of the roll (1) to form a film and drying until it has sufficient strength, and the laser head portion (2) ) And rotating the roll and measuring the roll rotation speed, and estimating the absolute position of the marking section by laser compensation by compensating the roll rotation speed and the distance change from the circle center. The laser marking may be performed in the horizontal direction of the circumference or in the vertical direction of the circumference.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 주조롤과 에지댐의 균일한 밀착으로 주조 시 용융금속이 쏟아져 나오지 않고 주조를 잘 진행시키는데 필요한 조건을 충족할 수 있게 되며, 내화물로 만들어지는 에지댐의 마모분을 주조롤 측면의 식각된 무늬를 통해 효과적으로 제거할 수 있고, 최적의 제거를 위해서 여러 종류의 무늬를 신속하게 제작하여 시험할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 주조롤 측면 슬롯 무늬의 정밀도 및 그 깊이의 정밀성이 매우 향상되며, 레이저로 매우 정밀하게 식각되어진 다양한 형태의 주조롤 측면 슬롯을 이용하여 안정된 주조 및 균일한 에지댐 마모를 기대할 수 있다.According to the present invention as described above, due to the uniform adhesion of the casting roll and the edge dam, it is possible to meet the conditions necessary to proceed the casting well without pouring molten metal during casting, and to reduce the wear of the edge dam made of refractory The etched pattern on the side of the casting roll can be effectively removed, and various types of patterns can be quickly manufactured and tested for optimum removal. According to the present invention, the precision of the casting roll side slot pattern and the depth thereof are greatly improved, and stable casting and uniform edge dam wear can be expected by using various types of casting roll side slots which are etched with high precision by laser. have.

본 발명은 주조롤 측면에 원하는 형태의 무늬를 레이저를 이용하여 정밀하게 식각하는 것이다. 이를 위해서는, 주조롤 회전속도와 롤의 중심에서의 거리의 변화에 따른 표면 선속도를 고려하여 레이저 CAD작업을 하여야 한다. The present invention is to precisely etch the pattern of the desired shape on the side of the casting roll using a laser. For this purpose, the laser CAD operation should be performed in consideration of the surface linear velocity according to the change of the casting roll rotation speed and the distance from the center of the roll.

일반적으로 1㎠의 면적을 레이저로 식각하는 데에는 Marking 레이저의 경우 약 0.25초가 걸리게 되며 이 시간 동안 롤은 약 1.8mm 정도 회전하게 된다. 즉, 레이저 작업 시간 동안 롤의 회전량으로 인해 작업하고자 하는 무늬의 모양이 일그러지게 되며 이러한 모양은 에지댐 마모분을 성공적으로 제거 할 수 없게 만든다. In general, it takes about 0.25 seconds for the laser to etch an area of 1 cm 2 and during this time, the roll rotates about 1.8 mm. That is, due to the rotation of the roll during the laser working time, the shape of the pattern to be worked is distorted, which makes it impossible to remove the edge dam wear successfully.

회전량이 아닌 직선의 움직임에 대해서는 레이저 업체에서 MoF(Marking on the Fly)기능과 충분한 정밀도의 Encoder를 이용하여 보상할 수 있으나, 주조롤과 같은 원통형 구조에 있어 회전량과 원 중심으로부터의 거리 변화량에 대해서는 보상하는 방법이 존재하지 않고 있다. 따라서 이와 같은 롤 회전량에 영향 받지 않고, 언제나 원하는 형태의 주조롤 측면 무늬를 새길 수 있는 레이저 장치가 구성되어야 한다. Laser companies can compensate for the movement of straight lines, not rotations, by using the MoF (Marking on the Fly) function and Encoder with sufficient precision.However, in the cylindrical structure such as casting roll, There is no way to compensate. Therefore, a laser device must be constructed that can be inscribed with the desired shape of the cast roll side surface at any time without being affected by such roll rotation.

도 1은 본 발명의 주조롤 측면 슬롯(SLOT) 제조를 위한 레이저 장치의 개략도이다. 먼저 작업할 롤 측면에 폴리머(Polymer)를 도포하여 막(幕)을 생성한 후, 충분한 강도를 가질 때까지 건조시킨다. 여기에 레이저 헤드부(2)가 롤 측면으로 접근하여 무늬를 새길 수 있도록 준비한다. 다음 롤 회전장치(3)에서 일정한 속도로 롤을 회전시키고, 서보의 위치값을 이용하여 매 일정한 간격으로 무늬를 새기게 된다.1 is a schematic diagram of a laser apparatus for producing a cast roll side slot (SLOT) of the present invention. First, a polymer is applied to the side of the roll to be worked to form a film, and then dried until it has sufficient strength. Here, the laser head 2 is prepared to approach the side of the roll to engrave a pattern. Next, the roll is rotated at a constant speed in the roll rotating apparatus 3, and the pattern is engraved at regular intervals using the position value of the servo.

롤의 반대편 측면을 작업하기 위해서는 레이저 헤드 이송장치(4)를 이용하여 반대편으로 이동하게 된다.To work on the opposite side of the roll, the laser head feeder 4 is used to move to the opposite side.

도 2는 본 발명의 레이저를 이용한 롤 측면 무늬 발생장치에 있어 롤 회전량을 효과적으로 보상할 수 있는 레이저 마킹 순서 예시도이다. 원주의 수평방향으로 무늬를 마킹하는 방법(5)에 있어서는 그 마킹 순서로 인해 무늬의 형태가 롤 회전량에 직접적으로 영향을 받게 되어 그 양을 보상하기가 매우 힘들다. 특히, 슬롯(SLOT)의 형태가 각 번호의 선 크기가 일정하지 않을 경우 더욱 더 보상하기 힘들게 된다. 원주의 수직방향으로 무늬를 마킹하는 방법(6)에 있어서는, 방법(5)에 비교하여 롤 회전량에 대해 보상하는 방법은 쉬운 편이나 이 방법 역시 각각의 선 간격을 결정함에 있어 롤 회전속도를 보상하여 그 크기를 결정하여야 한다. Figure 2 is an exemplary laser marking sequence that can effectively compensate for the roll rotation amount in the roll side pattern generator using the laser of the present invention. In the method 5 of marking the pattern in the horizontal direction of the circumference, the marking order is directly affected by the roll rotation amount, which makes it very difficult to compensate for the pattern. In particular, the shape of the slot (SLOT) is more difficult to compensate even if the line size of each number is not constant. In the method (6) of marking the pattern in the vertical direction of the circumference, it is easy to compensate for the amount of roll rotation compared to the method (5), but this method also determines the roll rotation speed in determining the respective line spacing. The size should be determined by compensation.

본 발명에 따른 주조롤 측면 슬롯의 제조는, 우선 롤(1) 측면에 폴리머를 도포하여 막을 생성한 후 충분한 강도를 가질 때까지 건조시키게 된다. 건조가 완료되면, 상기 막이 생성된 롤 측면에 레이저 헤드부(2)를 접근시킨 후, 상기 롤을 회전시키고 주조롤 회전 속도만을 측정하는 엔코더를 이용하여 롤 회전 속도를 측정하게 된다. 이어서 상기 롤 회전속도와 원 중심으로부터 거리 변화량을 보상하여 측면의 회전에 따른 마킹구간의 절대 위치를 추정하여 레이저 마킹하는 단계를 거침으로써, 원하는 무늬가 왜곡없이 마킹됨으로써 주조롤 측면의 슬롯을 적합하게 만들어 낼 수 있게 된다. 이와 같은 레이저 마킹은, 원주의 수평방향 또는 원주의 수직방향으로 수행할 수 있다.The production of the cast roll side slots according to the invention is first applied to the polymer on the roll 1 side to form a film and then dried until it has sufficient strength. When the drying is completed, after the laser head portion 2 approaches the roll side on which the film is formed, the roll rotational speed is measured using an encoder that rotates the roll and measures only the casting roll rotational speed. Subsequently, a laser marking is performed by estimating the absolute position of the marking section according to the rotation of the side by compensating the roll rotation speed and the distance variation from the circle center, so that the slot on the side of the casting roll is appropriately marked by marking the desired pattern without distortion. You can make it. Such laser marking can be performed in the horizontal direction of the circumference or in the vertical direction of the circumference.

상기와 같은 마킹 순서 및 보상방법은 주조롤의 크기 및 형상과 주조롤의 회전 속도 등을 감안하여 미리 계산, 조정된 소프트웨어 제어 프로그램에 의거 본 발명의 상기 무늬발생장치에 연결된 제어장치를 통하여 수행된다.The marking sequence and the compensation method as described above are performed through a control device connected to the pattern generator of the present invention based on a software control program that is calculated and adjusted in advance in consideration of the size and shape of the casting roll and the rotational speed of the casting roll. .

도 1은 본 발명의 주조롤 측면 SLOT 제조를 위한 레이저 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a laser apparatus for producing a cast roll side slot of the present invention.

도 2는 본 발명에서 적용되는 롤 회전을 고려한 레이저 Marking순서의 예시도이다.Figure 2 is an illustration of the laser marking sequence in consideration of the roll rotation applied in the present invention.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠    ♠ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♠

1: 주조롤 2: 레이저 헤드부1: casting roll 2: laser head part

3: 롤 구동 서보 모터(Servo Motor) 4: 레이저 헤드 이송장치3: Roll Drive Servo Motor 4: Laser Head Feeder

5: 원주 수평방향 마킹 순서도 6: 원주 수직방향 마킹 순서도 5: Circumferential Horizontal Marking Flowchart 6: Circumferential Vertical Marking Flowchart

Claims (3)

롤(1)을 거치하고 회전하도록 된 롤 회전장치(3)와,A roll rotator (3) mounted on the roll (1) to rotate; 상기 롤 회전장치(3)에 거치되어 회전하는 롤(1)의 측면부에 접근하여 무늬를 새기도록 된 레이저 헤드부(2)와,A laser head portion 2 mounted on the roll rotating device 3 to approach a side portion of the rotating roll 1 to engrave a pattern; 상기 레이저 헤드부(2)를 롤의 반대편 측면으로 이송하기 위한 레이저 헤드 이송장치(4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 주조롤 측면 슬롯 제조장치Casting roll side slot manufacturing apparatus using a laser, characterized in that consisting of a laser head conveying device (4) for transporting the laser head portion 2 to the opposite side of the roll 롤(1) 측면에 폴리머를 도포하여 막을 생성한 후 충분한 강도를 가질 때까지 건조시키는 단계와,Applying a polymer to the side of the roll (1) to form a film and drying it to a sufficient strength, 상기 막이 생성된 롤 측면에 레이저 헤드부(2)를 접근시키는 단계와,Approaching the laser head portion 2 to the side of the roll on which the film was formed; 상기 롤을 회전시키고 롤 회전 속도를 측정하는 단계와,Rotating the roll and measuring roll rotational speed, 상기 롤 회전속도와 원 중심으로부터 거리 변화량을 보상하여 마킹구간의 절대 위치를 추정하여 레이저 마킹하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 주조롤 측면 슬롯 제조방법.Compensating the roll rotational speed and the distance change from the circle center, and estimating the absolute position of the marking section and laser marking. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 레이저 마킹은, 원주의 수평방향 또는 원주의 수직방향으로 행하는 것을 특징 으로 하는 레이저를 이용한 주조롤 측면 슬롯 제조방법.The laser marking is a casting roll side slot manufacturing method using a laser, characterized in that performed in the horizontal direction or the vertical direction of the circumference.
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