KR20130088286A - 압연 롤의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내층재용 용탕의 주입시점 기준을 원심몰드의 내부온도 및 표면온도와 원심몰드의 진동 값을 적용하여 결정함으로써, 원심주조기의 회전하는 원심몰드에 외층재용 용탕을 주입하여 외층재를 형성하는 단계; 외층재가 형성된 원심몰드의 내부온도, 표면온도 및 진동 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터를 얻는 단계; 각 데이터 값이 미리 설정된 각 기준값 범위 내에 포함되면, 원심주조기에서 원심몰드를 분리시킨 후, 원심몰드의 중공부에 내층재용 용탕을 주입하여 내층재를 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

압연 롤의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ROLLING ROLL}

본 발명은 압연 롤의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연 롤 제조 시 외층재와 내층재의 결합력이 우수하고, 외층재의 두께가 감소되지 않도록 하는 원심주조법에 의한 압연 롤의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 압연 롤은 롤의 표면을 형성하는 외층재와, 외층재의 내부로 채워져 롤의 축부를 형성하는 내층재로 구성된다.

압연 롤은 원통모양의 몰드를 고속으로 회전시키는 수직 또는 수평 원심주조법에 의해 중공형상의 외층재를 형성하고, 일정시간 간격 후 몰드를 원심주조설비에서 인출한 후, 내층재 제조용 용탕을 외층재의 중공부 내로 주입하여 정치주조법으로 내층재를 형성한다.

한편, 전술한 압연 롤의 제조공정에서는 내층재용 용탕을 외층재의 중공부로 주입하는 시점이 중요하며, 이러한 내층재용 용탕 주입시점에 따라 압연 롤의 품질이 결정된다.

관련 선행기술로는 한국등록특허 제 0880161 호(등록일자: 2009. 01. 16, 명칭: 수직 또는 수평 원심주조에 의한 롤 및 롤 제조방법)가 있다.

본 발명은 내층재용 용탕의 주입시점 기준을 원심몰드의 내부온도 및 표면온도와 원심몰드의 진동 값을 적용하여 결정함으로써, 외층재와 내층재의 결합력이 우수하고, 외층재의 두께가 감소되지 않는 건전한 압연 롤을 연속하게 제조할 수 있게 하는 압연 롤의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 압연 롤의 제조방법은, 원심주조기의 회전하는 원심몰드에 외층재용 용탕을 주입하여 외층재를 형성하는 단계; 외층재가 형성된 원심몰드의 내부온도, 표면온도 및 진동 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터를 얻는 단계; 각 데이터 값이 미리 설정된 각 기준값 범위 내에 포함되면, 원심주조기에서 원심몰드를 분리시킨 후, 원심몰드의 중공부에 내층재용 용탕을 주입하여 내층재를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

구체적으로 미리 설정된 기준값에서, 원심몰드의 내부온도 1100~1150℃이고, 원심몰드의 표면온도는 250~350℃이며, 원심몰드의 진동은 5㎛이하로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 원심몰드의 내부온도 및 표면온도와 원심몰드의 진동 값을 적용하여 내층재용 용탕의 주입시점을 결정함으로써, 외층재와 내층재의 결합력이 우수하고, 외층재의 두께가 감소되지 않는 건전한 압연 롤을 연속하여 제조할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 압연롤을 보인 도면이며, 그리고
도 2는 본 발명에 따른 압연 롤의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 일반적인 압연 롤을 보인 도면으로서, 압연 롤(10)은 소재에 접촉되는 외층재(20) 및 외층재(20)의 내부로 채워져 압연 롤(10)의 축부를 형성하는 내층재(30)를 포함한다. 누구나 알 수 있듯이 외층재(20)는 소재와 직접 접촉되는 부분으로 내마모성이 우수한 재질로 이루어지며, 내층재(30)는 충격 등에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다.

본 발명은 외층재 응고패턴에 따른 원심몰드의 진동과 원심몰드의 내부온도 및 원심몰드의 표면온도와의 상관관계를 유도하여 내층재용 용탕의 주입시점을 결정함으로써, 외층재와 내층재의 결합력이 우수하고, 내층재용 용탕 주입 시 외층재의 두께가 감소되지 않는 압연 롤을 연속적으로 제조할 수 있게 한다.

도 2는 본 발명에 따른 압연 롤의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다. 본 발명에 따른 압연 롤의 제조방법을 살펴보면, 먼저 원심주조기의 회전하는 원심몰드에 외층재용 용탕을 주입하여 외층재를 형성한다(단계 S1).

누구나 알 수 있듯이 원심몰드는 외층재용 용탕 주입 전에 미리 소정의 온도로 예열될 수 있다. 또한 외층재용 용탕이 주입되는 원심몰드의 내부에는 이형 목적의 코팅제가 도포될 수 있다. 한편 주입되는 외층재용 용탕의 주입온도는 1,300~1,600℃가 바람직하다. 그리고 원심몰드에 주입된 외층재용 용탕은 고속으로 회전하는 원심몰드에 의해 원심몰드의 내부면에 고른 두께와 밀도로 밀착되어 소정의 두께를 가지는 관 형상으로 성형된다. 바람직하게는 원심주조기는 통상의 수평원심주조기를 채택한다.

전술한 외층재를 형성하는 과정(단계 S1)에서는 외층재가 형성되는 원심몰드의 데이터 값을 얻는다(단계 S2).

단계(S2)에서 얻어지는 데이터로는 외층재가 형성되는 원심몰드의 내부온도, 원심몰드의 표면온도 및 외층재가 형성되는 원심몰드의 진동 값을 얻는다. 여기서 원심몰드의 내부온도는 통상의 레이저온도계를 이용해 얻어지며, 그리고 원심몰드의 표면온도는 원심몰드 표면에 부착가능한 통상의 온도센서에 의해 얻어진다. 한편, 외층재가 형성되는 원심몰드의 진동은 원심몰드의 회전에 간섭되지 않게 원심주조기의 바닥 기초면에 배치되는 통상의 진동감지센서에 의해 얻어진다. 이렇게 얻어진 원심몰드의 데이터 값은 작업자에게 실시간으로 전달되어 표시된다.

한편, 전술한 단계(S2)에서 얻어진 데이터 값이 미리 설정된 설정값 범위 내에 포함되면, 원심주조기에서 원심몰드를 분리시킨 후, 원심몰드의 중공부에 내층재용 용탕을 주입하여 내층재를 형성한다(단계 S3). 여기서 내층재의 형성은 분리된 원심몰드의 상부 및 하부에 상형 및 하형 플라스크를 결합한 후, 내층재용 용탕을 주입시켜 통상의 정치주조법으로 내층재를 형성하게 된다. 한편 주입되는 내층재용 용탕의 주입온도는 1,300~1,600℃가 바람직하다

하기의 표 1,은 단계(S2)에서 얻어지는 데이터들의 설정값을 나타낸 것이다.

데이터	설정 값
원심몰드의 내부온도	1100~1150℃
원심몰드의 표면온도	250~350℃
원심몰드의 진동	5㎛이하

즉, 원심몰드의 내부온도가 1100~1150℃이고, 원심몰드의 표면온도가 250~350℃이며, 원심몰드의 진동이 5㎛이하이면, 원심주조기를 작동을 중지시킨 후 원심몰드를 분리시켜 내층재용 용탕을 주입하게 된다.

여기서 원심몰드의 내부온도가 1100℃ 미만이고, 원심몰드의 표면온도가 250℃ 미만이면 외층재의 형성이 완료, 즉 외층재용 용탕의 응고가 완료되었기 때문에 내층재용 용탕 주입하여 압연 롤을 제작하게 되면 외층재와 내층재의 결합력이 떨어지게 된다.

또한 원심몰드의 내부온도가 1150℃를 초과하고, 원심몰드의 표면온도가 350℃를 초과하게 되면 외층재용 용탕이 미응고 상태이기 때문에 원심몰드 분리 시 미응고된 외층재용 용탕이 일측으로 흐르게 된다. 이러한 상태 하에서 내층재용 용탕을 주입하게 되면 내층재용 용탕의 내층재의 결합력이 너무 커 외층재의 두께가 감소하게 된다.

또한, 진동 값이 5㎛ 이하이면 외층재용 용탕의 응고가 활발히 진행 중이기 때문에 마찬가지로 원심몰드 분리 시 외층재용 용탕이 일측으로 흐르게 되고, 내층재용 용탕을 주입하게 되면 내층재용 용탕의 결합력이 너무 커 외층재의 두께가 감소하게 된다.

본 발명과 같이, 외층재 응고패턴에 따른 원심몰드의 진동과 원심몰드의 내부온도 및 원심몰드의 표면온도의 상관관계를 적용하여 압연 롤을 제조한 결과 외층재와 내층재의 결합력이 우수하고, 내층재용 용탕 주입 시 외층재의 두께가 감소되지 않는 압연 롤을 연속적으로 제조할 수 있었다.

상기와 같은 압연 롤의 제조방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10 : 압연 롤 20 : 외층재
30 : 내층재

Claims (2)

1. 원심주조기의 회전하는 원심몰드에 외층재용 용탕을 주입하여 외층재를 형성하는 단계;
   상기 외층재가 형성된 상기 원심몰드의 내부온도, 표면온도 및 진동 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터를 얻는 단계(S2);
   상기에서 각 데이터 값이 미리 설정된 각 기준값 범위 내에 포함되면, 상기 원심주조기에서 상기 원심몰드를 분리시킨 후, 상기 원심몰드의 중공부에 내층재용 용탕을 주입하여 내층재를 형성하는 단계;를 포함하는 압연 롤의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 미리 설정된 기준값에서, 상기 원심몰드의 내부온도는 1100~1150℃이고, 상기 원심몰드의 표면온도는 250~350℃이며, 상기 원심몰드의 진동은 5㎛이하,인 압연 롤의 제조방법.

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