KR20110072492A - Segment for continuous casting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속주조기용 세그먼트에 관한 것이다. 특히, 연속주조시 세그먼트의 틸팅을 용이하게 할 수 있는 연속주조기용 세그먼트에 관한 것이다.The present invention relates to a segment for a continuous casting machine. In particular, the present invention relates to a segment for a continuous casting machine that can easily tilt the segment during continuous casting.
일반적으로, 연속주조공정(continuous casting process)은 일정한 형상의 주형에 용강을 연속적으로 주입하고, 주형 내에서 반응고된 주편을 연속적으로 주형의 하측으로 인발하여 슬래브(slab), 블룸(bloom), 빌릿(billet) 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다.In general, a continuous casting process continuously injects molten steel into a mold of a predetermined shape, and continuously casts the reacted slabs into the lower side of the mold by slab, bloom, and billet. It is a process for manufacturing semi-finished products of various shapes such as billets.
이러한 연주공정이 수행되는 일반적인 연속주조기(이하, '연주기'라 함)의 개략적인 구성과, 연주기에 구비되는 세그먼트를 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a schematic configuration of a general continuous casting machine (hereinafter, referred to as a 'ring cycle') in which the playing process is performed, and a segment provided in the playing machine will be described.
일반적인 연주기는 제강공정에서 정련된 용강(molten steel)이 담기는 래들(ladle; 10)과, 래들(10)에 연결되는 주입노즐을 통해 용강을 공급받고, 이를 일시 저장하는 턴디쉬(tundish; 20)와, 턴디쉬(20)에 일시 저장된 용강을 전달받아 일정한 형상으로 초기 응고시키는 주형(mold; 30) 및 주형(30)의 하부에 구비되어 미응고된 주편(1)을 냉각시키면서 일련의 성형 작업을 수행하도록 다수의 세그먼 트(segment; 50)가 연속적으로 배열되는 냉각라인(40)을 포함한다. 여기서, 세그먼트(50)는 다수의 롤러(52, 54)가 대향되도록 정렬되고, 상하로 이격되는 상부 프레임(51) 및 하부 프레임(53)과, 상부 프레임(51)과 하부 프레임(53)을 상하로 연결시키는 다수의 타이로드(미도시)와, 타이로드를 피스톤으로 대용하여 상부 프레임(51)과 하부 프레임(53) 사이의 이격거리를 조절함으로써 주편(1)에 압하력(이하, '압력'이라 함)을 가하는 다수의 유압실린더(55)를 포함한다.A general player is a
주형(30)을 통과한 주편(1)은 상부 프레임(51)과 하부 프레임(53) 사이의 이격공간을 통과하면서 다수의 롤러(52, 54)에 의해 압하되어 일정한 형성으로 성형된다. 이때, 상부 프레임(51)과 하부 프레임(53)을 상하로 연결시켜 지지하는 타이로드는 주편(1)의 주조 방향(x방향)을 따라 일정한 크기의 인발력을 받는다.The
그런데, 종래에는 타이로드가 수평 단면의 형상이 일정한 로드(rod)로 형성되기 때문에 인발력을 받더라도 벤딩(bending)이 이루어지지 않았다. 따라서, 타이로드에 가해지는 인발력이 타이로드의 변형 등을 통해 해소되지 못하고, 타이로드와 연결되는 유압실린더(55)에 바로 전달되어 유압실린더(55)가 파손되는 문제점이 있었다. 즉, 주편(1)에서 가해지는 인발력에 의해 타이로드가 유압실린더(55)의 내벽에서 마찰을 일으켜 마모되고, 이로 인해 유압실린더(55)가 파손되어 오일이 누유되는 등 유압실린더(55)의 사용 수명이 단축되는 문제점이 야기되었다.However, in the related art, since the tie rod is formed as a rod having a constant horizontal cross-section, bending is not performed even though it is subjected to a pulling force. Therefore, the pulling force applied to the tie rod is not solved through deformation of the tie rod, but is directly transmitted to the
또한, 유압실린더(55)의 파손에 의해 상부 프레임(51)과 하부 프레임(53)의 이격거리를 정확하게 제어할 수 없어서 주편(1)을 정밀하게 압하 제어할 수 없었다. 따라서, 주편(1)의 품질이 저하되고, 이로 인해 연주공정의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, the separation distance between the
본 발명은 연속주조시 파손을 방지하여 주편을 정확하게 압하 제어할 수 있는 연속주조기용 세그먼트를 제공한다.The present invention provides a segment for a continuous casting machine that can prevent the breakage during continuous casting to accurately control the cast slab.
본 발명은 연속주조시 세그먼트의 틸팅이 용이하도록 타이로드의 형상을 변형시켜 주편에서 가해지는 인발력에 의한 파손을 방지할 수 있는 연속주조기용 세그먼트를 제공한다.The present invention provides a segment for a continuous caster that can prevent the breakage caused by the pulling force applied to the cast by deforming the shape of the tie rod to facilitate the tilting of the segment during continuous casting.
본 발명은 연속주조시 타이로드가 비틀리는 것을 방지하기 위한 연속주조기용 세그먼트를 제공한다.The present invention provides a segment for a continuous caster to prevent the tie rods from twisting during continuous casting.
본 발명의 일실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트는 다수의 롤러가 각기 구비되는 상부 프레임 및 하부 프레임과, 길이 방향으로 연장되어 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 연결시키는 타이로드와, 상기 타이로드에 결합되어 압력을 발생시키는 실린더를 포함하고, 상기 타이로드의 적어도 일부분은 주조 방향을 향하는 수평 단면의 두께가 그 외 부분의 수평 단면의 두께보다 얇은 틸팅변형부로 형성되는 연속주조기용 세그먼트를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a continuous casting machine segment includes an upper frame and a lower frame, each of which includes a plurality of rollers, a tie rod extending in a longitudinal direction to connect the upper frame and the lower frame, and the tie rod. And a cylinder coupled to generate pressure, wherein at least a portion of the tie rod comprises a segment for a continuous casting machine formed of a tilting deformation portion having a thickness of the horizontal cross section facing the casting direction less than the thickness of the horizontal cross section of the other portion.
또한, 본 발명의 일변형예로서 상기 타이로드는 상기 틸팅변형부의 상측 또는 하측으로, 주조 방향을 향하는 수평 단면의 두께가 그 외 부분의 수평 단면의 두께보다 두꺼운 비틀림방지변형부가 추가 형성된다.In addition, as a modification of the present invention, the tie rod is formed above or below the tilting deformation portion, and a torsion preventing deformation portion having a thickness of a horizontal cross section facing the casting direction is thicker than a thickness of the horizontal cross section of the other portion.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트는 다수의 롤러가 각기 구비되는 상부 프레임 및 하부 프레임과, 길이 방향으로 연장되어 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 연결하고, 적어도 일부분의 수평 단면은 주조 방향을 향하는 두께가 주조 방향과 교차하는 방향을 향하는 폭 보다 얇은 틸팅변형부로 형성되는 타이로드와, 상기 타이로드에 결합되어 압력을 발생시키는 실린더를 포함한다.Segment for continuous casting according to another embodiment of the present invention is the upper frame and the lower frame, each of which is provided with a plurality of rollers, extending in the longitudinal direction connecting the upper frame and the lower frame, at least a portion of the horizontal cross-section is cast A tie rod formed of a tilting deformation portion thinner in a direction than a width in a direction crossing the casting direction, and a cylinder coupled to the tie rod to generate pressure.
또한, 본 발명의 다른 변형예로서 상기 타이로드는 상기 틸팅변형부의 상측 또는 하측으로, 주조 방향을 향하는 수평 단면의 두께가 주조 방향과 교차하는 방향을 향하는 상기 수평 단면의 폭보다 두꺼운 비틀림방지변형부가 추가 형성된다.In addition, as a further modification of the present invention, the tie rod has an upper or lower side of the tilting deformation portion, and a torsion preventing deformation portion having a thickness greater than the width of the horizontal cross section facing the direction in which the thickness of the horizontal cross section facing the casting direction crosses the casting direction. Further formed.
본 발명의 실시예들에 따른 연속주조기용 세그먼트는 상부 프레임과 하부 프레임을 상하로 연결시키는 타이로드가 주편의 인발력에 의해 미세하게 벤딩되도록 적어도 일부를 납작하게 변형시켜 인발력을 원활하게 상쇄시킬 수 있다.In the continuous casting machine segment according to the embodiments of the present invention, the tie rods connecting the upper frame and the lower frame up and down may be at least partially flattened so as to be bent finely by the pulling force of the cast steel, thereby smoothly canceling the pulling force. .
따라서, 세그먼트에 압력을 가하는 유압실린더의 손상 또는 파손을 방지할 수 있으며, 이를 통해 연속주조기용 세그먼트의 유지 및 보수에 소요되는 관리비용 및 관리시간을 절감할 수 있다. 즉, 연주공정의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to prevent damage or breakage of the hydraulic cylinder applying pressure to the segment, thereby reducing the management cost and management time required for the maintenance and repair of the segment for the continuous casting machine. That is, the work efficiency of the playing process can be improved.
또한, 연속주조시에 타이로드의 벤딩을 원활하게 하고, 타이로드의 비틀림을 방지함으로써 세그먼트의 파손을 방지하고, 이를 통해 주편을 정밀하게 압하 제어할 수 있어서 주편의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 주편의 불량률을 감소시켜 연주공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the bending of the tie rod during the continuous casting, and by preventing the twist of the tie rod to prevent the breakage of the segment, through which the cast can be precisely controlled to reduce the slab quality can be improved. In addition, it is possible to improve the productivity of the casting process by reducing the defective rate of the cast.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 타이로드를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일변형예에 따른 연속주조기용 세그먼트의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 타이로드를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 연속주조기용 세그먼트가 연속주조시 틸팅되는 상태를 개략적으로 나타낸 상태도이며, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 타이로드를 적용하여 세그먼트의 틸팅을 시뮬레이션 한 상태도 및 결과도이다.Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the segment for a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the tie rod shown in Figure 2, Figure 4 is a variant of the present invention FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating an internal configuration of a segment for a continuous casting machine, FIG. 5 is a perspective view illustrating a tie rod shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a segment for a continuous casting machine according to embodiments of the present invention. 7 and 8 are state diagrams and result diagrams for simulating tilting of segments by applying tie rods according to the present invention.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트(100; 도2 참조)는 다수의 롤러(roller; 120, 140)가 각기 구비되는 상부 프레임(upper frame; 110) 및 하부 프레임(lower frame; 130)과, 길이 방향(y방향)으로 연장되어 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130)을 연결시키는 타이로드(tie rod; 150)와, 타이로드(150)에 결합되어 압력(F)을 발생시키는 실린더(cylinder; 180)를 포함하고, 타이로드(150)의 적어도 일부분(P3; 도3 참조)은 주조 방향(x방향)을 향 하는 수평 단면(A3)의 두께(t3)가 그 외 부분(P1, P2)의 수평 단면(A1, A2)의 두께(t1, t2)보다 얇은 틸팅변형부(152)로 형성된다.2 to 8, a segment for a continuous casting machine 100 (see FIG. 2) according to an embodiment of the present invention includes an
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 타이로드(150)의 정의를 달리하여 연속주조기용 세그먼트를 형성할 수 있다. 즉, 다른 실시예에 따른 세그먼트에서 타이로드는 길이 방향(y방향)으로 연장되어 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130)을 연결하고, 적어도 일부분(P3)은 주조 방향(x방향)을 향하는 수평 단면(A3)의 두께(t3)가 주조 방향과 교차하는 방향(z방향)을 향하는 수평 단면(A3)의 폭(w3) 보다 얇은 틸팅변형부로 형성된다.In addition, in another embodiment of the present invention, the definition of the
본 발명의 일실시예에서는 타이로드(150)의 일부에 형성되는 틸팅변형부(152)가 동일한 타이로드(150) 내에서 다른 부위와 비교되지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 타이로드의 다른 부위와 상관없이 틸팅변형부(152) 자체의 두께(t3) 및 폭(w3) 길이가 상호 비교되어 수평 단면(A3)의 크기나 형상 등이 결정되는 차이점이 있다.In one embodiment of the present invention, the
위와 같은 본 발명의 실시예들(일실시예 및 다른 실시예 포함)에 따른 연속주조기용 세그먼트(100)에서 주편(1)은 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130) 사이에 형성되는 이격공간(S)을 지나고, 실린더(180)는 타이로드(150)에 연결되는 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130) 사이의 이격거리(L)를 변화시켜 주편(1)의 상부면과 하부면에 압력(F)을 가한다. 이때, 주편(1)은 다수의 롤러(120, 140)에 접촉되 고, 세그먼트(100)에 주조 방향(x방향)으로 인발력을 가한다. 본 발명의 실시예들에서는 주편(1)에서 가해지는 인발력에 의한 세그먼트(100)의 파손 등을 방지하기 위해 단면 관성모멘트(moment of inertia; I)가 작아지도록 단면 형상을 변형시킨 틸팅변형부(152)를 타이로드(150)에 형성하였다. 즉, 주편(1)의 연속주조시 타이로드(150)가 주조 방향(x방향)을 따라 미세하게 벤딩(bending)되고, 이를 통해 상부 프레임(110)을 용이하게 틸팅(tilting)시킨다.In the continuous
상부 프레임(110)과 하부 프레임(130)에는 각기 다수의 롤러(120, 140)가 상하 대향되도록 정렬된다. 이를 위해, 상부 프레임(110)의 하부면 및 하부 프레임(130)의 상부면에는 다수의 롤러(120, 140)를 위치 고정시켜 지지하는 롤러 지지프레임(122, 142)이 다수 개 구비된다. 또한, 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130) 사이의 이격공간(S)에는 타이로드(150)가 내측으로 삽입되도록 하여 타이로드(150)를 외부로부터 보호하는 한편, 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130) 사이의 이격거리(L)가 변화하면 상호 포개어지는 보호 케이스(160, 170)가 구비된다.The
한편, 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130)에는 타이로드(150)의 양단부(P1, P2)가 각각 관통될 수 있는 관통홀(112, 132)이 다수 개 형성된다.Meanwhile, a plurality of through
하부 프레임(130)에 형성된 관통홀(132)을 지나 하측으로 노출되는 타이로드(150)의 하단부(P2)에는 타이로드(150)을 하부 프레임(130)에 고정시키기 위한 위치 고정용 링(134)이 결합된다. 또한, 상부 프레임(110)의 상측에는 관통홀(112)이 형성된 위치에 실린더(180)가 결합되고, 타이로드(150)의 상단부(P1)는 관통홀(112) 을 지나 실린더(180)에 연결된다. 이때, 실린더(180)의 내측에 위치하는 타이로드(150)에는 피스톤용 링(182)이 결합되어 타이로드(150)가 실린더(180)의 피스톤(piston)으로 사용된다. 여기서, 실린더(180)의 내부공간(S2)은 피스톤용 링(182)에 의해 복수의 공간으로 분할되고, 분할된 공간에 유입되는 유압의 세기를 변화시킴으로써 실린더(180)에서 타이로드(150)가 상하로 구동된다. 따라서, 실린더(180)의 구동 제어를 통해 주편(1)의 상부면 및 하부면에 접촉되는 다수의 롤러(120, 140) 사이의 이격거리(L)를 조절할 수 있으며, 주편(1)에 가해지는 압력(F)을 정확하게 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 실린더(180)로서 유압 방식의 실린더를 사용하였지만, 공압 방식이나 전력 구동 방식 등의 다양한 실린더를 적용할 수 있음은 물론이다.Position fixing ring for fixing the
본 발명의 일실시예서 타이로드(150)는 양단부(P1, P2)가 원기둥 형상으로 이루어져, 양단부(P1, P2)의 수평 단면(A1, A2)은 원형 형상으로 이루어진다. 즉, 수평 단면(A1, A2)에서 주조 방향(x방향)을 향하는 두께(t1, t2)와 주조 방향과 교차하는 방향(z방향)을 향하는 폭(w1, w2)은 동일한 크기를 갖는다. 미도시되었지만, 타이로드(150)의 양단부(P1, P2)의 단면을 사각 형상으로 형성할 수 있으며, 이때에도 두께(t1, t2)와 폭(w1, w2)은 동일한 크기로 형성된다.In one embodiment of the present invention, the
한편, 타이로드(150)의 적어도 일부분에 형성되는 틸팅변형부(152)는 세그먼트(100)에 가해지는 힘에 의해 타이로드(150)가 용이하게 벤딩되도록 단면 관성모 멘트(I)가 작게 형성된다. 즉, 주조 방향(x방향)을 향하는 수평 단면(A3)의 두께(t3)가 주조 방향과 교차하는 방향(z방향)을 향하는 폭(w3) 보다 얇은 납작한 형상을 갖는다. 여기서, 하부 프레임(130)의 상측에서 상부 프레임(110)을 지지하는 타이로드(150)의 강성(stiffness)을 일정하게 유지시키기 위해서 틸팅변형부(152)의 수평 단면(A3)의 면적을 타이로드(150) 양단부(P1, P2)의 수평 단면(A1, A3)의 면적과 동일하게 형성된다. 타이로드(150)가 연속주조시에도 쉽게 변형되거나 파손되지 않는 재질로 이루어진 경우에는 틸팅변형부(152)의 수평 단면(A3)의 면적과 양단부(P1, P2)의 수평 단면(A1, A2)의 면적을 다르게 형성할 수 있다.On the other hand, the tilting
또한, 틸팅변형부(152)는 수평 단면(A3)의 형상이 도 3에 도시된 것처럼 타원형(도3(a) 참조), 양측 가장자리가 평행한 직선을 이루는 변형된 타원형(도3(b) 참조) 또는 사각형(도3(c) 참조) 중에서 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.Further, the tilting
본 발명의 실시예에서는 틸팅변형부(152)를 타이로드(150)의 중앙부에 형성하였다. 물론, 상부 프레임(110)의 틸팅 정도를 조절하기 위하여 틸팅변형부(152)를 상단부(P1) 또는 하단부(P2)에 인접되도록 형성할 수 있음은 물론이다.In the embodiment of the present invention, the tilting
타이로드(150)의 연장되는 길이 방향(y방향)을 따라 형성되는 틸팅변형부(152)는 세그먼트(100)의 크기, 주편(1)의 두께, 재질 등에 따라서 형성되는 길이(L1)가 달라진다. 즉, 세그먼트(100)의 틸팅을 보다 용이하게 하기 위해서 틸팅변 형부(152)의 길이(L1)를 증가시킬 수 있다.The tilting
이와 같이, 상부 프레임(110)과 하부 프레임(130)을 상하로 연결시켜 지지하는 타이로드(150)에 납작한 단면 형상을 갖는 틸팅변형부(152)를 형성함으로써 단면 관성모멘트(I)를 작게 하고, 이를 통해 타이로드(150)의 벤딩을 용이하게 구현할 수 있다. 단면 관성모멘트(I)는 틸팅변형부(152)의 납작한 정도, 즉 틸팅변형부(152)의 수평 단면(A3)의 형상, 면적 등에 따라 달라지며, 단면 관성모멘트(I)의 값이 커질수록 타이로드(150)의 벤딩이 어렵고, 반대로 단면 관성모멘트(I)의 값이 커질수록 타이로드(150)의 벤딩이 용이해진다.As such, by forming the tilting
틸팅변형부(152)의 수평 단면(A3)에 관계되는 단면 관성모멘트(I)를 아래의 식들을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the cross-sectional moment of inertia I related to the horizontal section A 3 of the tilting
통상적으로, 반경 R인 원형 단면의 형상에 대한 단면 관성모멘트(I)는 아래의 [식 1]과 같이 구할 수 있다.Typically, the cross-sectional moment of inertia (I) for the shape of the circular cross section of radius R can be obtained as shown in
…… [식 1] … … [Formula 1]
또한, 반경 R인 원형 단면의 형상에서 양측 가장자리를 납작하게 변형시킨 경우, 단면 관성모멘트(Ix)는 아래의 [식 2]와 같이 구할 수 있다.In addition, when both edges are flatly deformed in the shape of a circular cross section having a radius R, the cross section inertia moment I x can be obtained as shown in Equation 2 below.
…… [식 2] … … [Formula 2]
여기서, α(단위: radian)는 원형 단면의 중심을 지나는 평행선과, 원형 단면의 중심을 지나고 납작하게 변형된 부분의 꼭지점을 지나는 직선 사이의 각도로 서, α값이 작아지는 경우, 즉 원형 단면의 양측이 보다 납작하게 변형되는 경우에는 단면 관성모멘트(Ix)가 작아진다. 따라서, 힘을 받는 방향으로 단면 형상이 납작해질수록 벤딩이 용이하게 일어날 수 있다.Here, α (radian) is an angle between a parallel line passing through the center of the circular cross section and a straight line passing through the vertex of the flatly deformed portion through the center of the circular cross section, where α is small, that is, a circular cross section. When both sides of the surface are deformed more flatly, the cross-sectional moment of inertia (I x ) becomes smaller. Therefore, bending may occur more easily as the cross-sectional shape becomes flat in the direction of the force.
한편, 아래의 [표 1]은 타이로드(150)의 단면 형상, 틸팅변형부(152)의 단면적(area; A), 단면 관성모멘트(I) 및 벤딩모멘트(bending moment; M)의 관계를 간략히 정리하여 나타낸 표이다.On the other hand, Table 1 below shows the relationship between the cross-sectional shape of the
[표 1]TABLE 1
위의 [표 1]을 참조하면, 타이로드(150)의 단면 형상이 납작해질수록 단면 관성모멘트(I)의 크기가 점차 작아지는 것을 확인할 수 있다.Referring to the above [Table 1], it can be seen that as the cross-sectional shape of the
또한, 두 번째 행의 납작한 형상(폭(w3):1.25d, 두께(t3):0.625d)의 단면적(A')은 첫 번째 행의 원형 형상(지름: d)의 단면적(A)과 거의 동일한 크기임에도 불구하고, 단면 관성모멘트(I')는 거의 절반으로 작아지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 단면 관성모멘트(I)는 단면적(A) 보다 단면 형상의 영향을 크게 받는 것을 알 수 있다.In addition, the cross-sectional area A 'of the flat shape of the second row (width (w 3 ): 1.25d, thickness (t 3 ): 0.625d) is the cross-sectional area A of the circular shape (diameter: d) of the first row. Despite the almost same size as, the moment of inertia of the cross section (I ′) can be seen to be reduced by almost half. That is, it can be seen that the cross-sectional inertia moment I is more affected by the cross-sectional shape than the cross-sectional area A.
한편, 단면 관성모멘트(I)와 벤딩모멘트(M)는 [표 1]에도 나와 있는 것처럼 아래의 [식 3]과 같은 관계가 성립한다.On the other hand, the cross-sectional moment of inertia (I) and bending moment (M), as shown in [Table 1], the relationship as shown in [Equation 3] below.
…… [식 3] … … [Equation 3]
여기서, E는 타이로드(150)의 탄성 계수, I는 단면 관성모멘트, θ는 틸팅 각도, Lt은 타이로드(150)의 길이이다(도6 참조). [식 3]을 살펴보면, 단면 관성모멘트(I)와 벤딩모멘트(M)는 비례관계가 성립한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이 타이로드(150)에 틸팅변형부(152)를 형성시키면 형성 부위의 단면 관성모멘트(I)가 작아지고, 타이로드(150)를 벤딩시키는데 적은 힘이 요구되어 타이로드(150)가 용이하게 벤딩될 수 있다. 즉, 세그먼트(100)를 주편(1)의 주조 방향(x방향)으로 용이하게 틸팅시킬 수 있다.Here, E is the elastic modulus of the
세그먼트(100)의 틸팅을 시뮬레이션 한 상태와 결과를 도 7 및 도 8을 참조하여 살펴보면, [식 3]에 따른 빔 이론식과 범용 구조해석 S/W인 ANSYS의 시뮬레이션 결과가 거의 일치함을 확인할 수 있다. (도 7(a)에서 타이로드(150)에 형성된 틸팅변형부(152)의 길이(Lt)는 936㎜이고, 수평 단면(A3)의 두께(t3)는 50㎜, 폭(w3)은 100㎜이다. 그리고, 도 7(b)의 세그먼트(100)에서 인접한 타이로드(150) 사이의 거리(N)는 600㎜, 하부 프레임(130)의 길이(Lf)는 1,200㎜, 타이로드(150)의 단면 관성모멘트(I)는 959,664 이고, 타이로드(150)의 탄성 계수(E)는 200,000 N/㎟이다.)Looking at the state and results of the simulation of the tilting of the
즉, 세그먼트(100)가 0.0125radian의 크기의 틸팅 각도(θ)로 틸팅될 때, 빔 이론식에 의해 벤딩모멘트(M)는 5,126,410N㎜로 산출되고, ANSYS에 의한 시뮬레이션 해석 결과는 5,152,600N㎜로 산출된다. 이들 사이의 오차는 0.5%이다.That is, when the
따라서, 위와 같은 실험 결과를 통해서 틸팅변형부(152)의 두께(t3), 폭(w3), 길이(Lt) 등을 조절하면 세그먼트(100)의 틸팅 정도를 정확하게 제어할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, by adjusting the thickness t 3 , the width w 3 , the length L t , and the like of the tilting
이하, 본 발명의 일변형예에 따른 연속주조기용 세그먼트(100')에 대하여 설명한다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트(100)에서 설명한 부분과 공통되는 내용은 생략하기로 한다.Hereinafter, the segment 100 'for a continuous casting machine according to a modification of the present invention will be described. Here, the contents common to those described in the
본 발명의 일변형예에 따른 연속주조기용 세그먼트(100'; 도4 참조)에 구비되는 타이로드(150')는 도 5에 도시된 바와 같이 틸팅변형부(152) 외에 비틀림방지변형부(154)가 추가로 형성된다. 비틀림방지변형부(154)는 세그먼트(100')의 변형 또는 다수의 실린더(180)에 의한 다수의 롤러(120, 140) 사이의 롤 갭차 등에 의해서 타이로드(150)가 비틀리거나 또는 꼬이는 현상(twisting)을 방지한다.As shown in FIG. 5, the
이를 위해, 비틀림방지변형부(154)는 납작한 수평 단면(A4)에서 주조 방향(x방향)을 향하는 두께(t4)가 주조 방향과 교차하는 방향을 향하는 폭(w4) 보다 두껍게 형성된다. 즉, 틸팅변형부(152)의 납작한 수평 단면(A3) 형상과 직각을 이루도록 하여 타이로드(150')가 꼬이는 것을 방지한다.To this end, the
이러한 비틀림방지변형부(154)는 틸팅변형부(152)의 상측 또는 하측에 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 틸팅변형부(152)의 하측에 비틀림방지변형부(154)를 형성하였다(도5 참조). 또한, 틸팅변형부(152)와 비틀림방지변형부(154)를 타이로드(150')의 연장되는 길이 방향(y방향)을 따라 연이어 형성할 수 있으며, 상하 이격되도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 틸팅변형부(152)를 상단부(P1)에 인접하여 형성하고, 비틀림방지변형부(154)를 하단부(P2)에 인접하여 설치할 수 있다.The twist
한편, 본 발명의 변형예에 따른 실시예에서는 타이로드(150')에 틸팅변형부(152)와 비틀림방지변형부(154)를 모두 형성하는 경우, 틸팅변형부(152)의 형성 길이(L1)가 비틀림방지변형부(154)의 형성 길이(L2)보다 2배 이상이 되도록 하였다. 틸팅변형부(152)와 비틀림방지변형부(154)의 형성 길이(L1, L2)는 세그먼트(100')의 크기, 틸팅 정도, 주편(1)의 두께, 재질, 압력(F) 등에 따라서 달라질 수 있다.On the other hand, in the embodiment according to the modification of the present invention, when both the
비틀림방지변형부(154)의 수평 단면(A4)의 납작한 형상은 틸팅변형부(152)와 마찬가지로 타원형, 양측 가장자리가 평행한 직선을 이루는 변형된 타원형 또는 사각형 중에서 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 비틀림방지변형부(154)의 수평 단면(A4)의 면적은 타이로드(150')의 상단부(P1) 또는 하단부(P2)의 수평 단면(A1, A2)의 면적과 동일한 크기로 형성될 수 있으며, 틸팅변형부(152)의 수평 단면(A3)의 면적과 동일한 크기로 형성될 수 있다.The flat shape of the horizontal cross section A 4 of the torsion preventing
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 연속주조기용 세그먼트는 상 부 프레임과 하부 프레임을 상하로 연결시키는 타이로드가 주편의 인발력에 의해 미세하게 벤딩되도록 적어도 일부를 납작하게 변형시켜 인발력을 원활하게 상쇄시킬 수 있다.As described above, in the continuous casting machine segment according to the embodiments of the present invention, the tie rod for connecting the upper frame and the lower frame up and down is deformed at least a portion so that the bending finely by the pull force of the cast steel to increase the pulling force It can be offset smoothly.
따라서, 세그먼트에 압력을 가하는 유압실린더의 손상 또는 파손을 방지할 수 있으며, 이를 통해 연속주조기용 세그먼트의 유지 및 보수에 소요되는 관리비용 및 관리시간을 절감할 수 있다. 즉, 연주공정의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to prevent damage or breakage of the hydraulic cylinder applying pressure to the segment, thereby reducing the management cost and management time required for the maintenance and repair of the segment for the continuous casting machine. That is, the work efficiency of the playing process can be improved.
또한, 연속주조시에 타이로드의 벤딩을 원활하게 하고, 타이로드의 비틀림을 방지함으로써 세그먼트의 파손을 방지하고, 이를 통해 주편을 정밀하게 압하 제어할 수 있어서 주편의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 주편의 불량률을 감소시켜 연주공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, the bending of the tie rod during the continuous casting, and by preventing the twist of the tie rod to prevent the breakage of the segment, through which the cast can be precisely controlled to reduce the slab quality can be improved. In addition, it is possible to improve the productivity of the casting process by reducing the defective rate of the cast.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned embodiment and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.
도 1은 일반적인 연속주조기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a typical continuous casting machine.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the segment for a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 타이로드를 도시한 사시도.3 is a perspective view of the tie rod shown in FIG.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 연속주조기용 세그먼트의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도.Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the segment for a continuous casting machine according to a variant of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 타이로드를 도시한 사시도.5 is a perspective view of the tie rod shown in FIG.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조기용 세그먼트가 연속주조시 틸팅되는 상태를 개략적으로 나타낸 상태도.Figure 6 is a schematic view showing a state in which the segment for continuous casting machine tilted during continuous casting according to an embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 타이로드를 적용하여 세그먼트의 틸팅을 시뮬레이션 한 상태도 및 결과도.7 and 8 are a state diagram and a result diagram simulating tilting of a segment by applying a tie rod according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
100, 100' : 세그먼트 110 : 상부 프레임100, 100 ': segment 110: upper frame
130 : 하부 프레임 120, 140 : 롤러130:
110 : 상부 프레임 150, 150' : 타이로드110:
152 : 틸팅변형부 154 : 비틀림방지변형부152: tilting deformation portion 154: torsional deformation portion
180 : 실린더180: cylinder
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