KR20140019711A - 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속주조장치의 세그먼트 롤을 정렬하는 장치에 있어서, 상기 세그먼트 롤의 양측에 상호 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일 상부를 전,후로 주행하는 제 1 및 제 2 대차부; 상기 제 1 대차부와 상기 제 2 대차부 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 방향으로 이동 가능하도록 상기 제 1 대차부에 결합되는 스테이지부; 및 상기 제 1 대차부와 상기 제 2 대차부 사이를 좌,우로 이동 가능하도록 상기 스테이지부에 설치되며, 상기 세그먼트 롤의 표면에 레이져 빔을 주사하여 상기 세그먼트 롤의 설치 높낮이 거리를 검출하는 레이져빔부를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다. 상기와 같은 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치는 주행 대차 가이드 레일의 변위 발생에도 불구하고 그 영향을 받지 않도록 하여 세그먼트 롤의 정밀한 정렬 수준을 유지할 수 있다.

Description

연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치{APPARATUS FOR ALIGNING SEGMENT ROLL OF CONTINUOUS CASTING APPARATUS}
본 발명은 세그먼트 롤 정렬 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속주조장치의 세그먼트에 조립되는 가이드 롤의 조립 시 개별 롤들의 설치 높낮이 거리를 자동으로 측정하여 세그먼트 롤을 정렬하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연속주조 공정은 정련과정을 마친 용강이 담겨지는 레이들(ladle)에서 롱노즐(long nozzle)을 통해 턴디쉬(tundish)로 용강이 주입되고, 턴디쉬에 일시 저장된 용강이 턴디쉬와 주형(mold)사이에 위치되는 용강 전달장치를 거쳐 주형에 주입되며, 주형에서의 1차 냉각, 주형 하부에서의 2차 냉각을 거쳐 응고시킴에 따라 빌렛(billet), 블룸(bloom), 슬래브(slab) 등과 같은 주편을 생산하는 일련의 공정을 말한다. 주형을 통해 배출되는 용강은 주형에서 1차 냉각을 거쳐 표면이 다소 응고되는 상태로 연속주조장치의 세그먼트(Segment)에 조립되는 상부 및 하부 가이드 롤 사이로 인입되며, 이때 용강의 빠른 응고를 위해 냉각수가 분사되어 주편의 형상으로 연속적으로 변화되어 간다.
세그먼트에 조립되는 가이드 롤들은 세그먼트 롤 정렬 장치를 이용하여 개별 가이드 롤들의 설치 높낮이 거리를 자동으로 측정하게 된다.
도 1은 일반적인 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 작업 상태를 도시하는 도면이고, 도 2는 일반적인 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 콘크리트 기초에 견고하게 시공된 한 쌍의 철강재 H빔 구조물(2,3)이 세그먼트 롤(1)의 양측에 상호 평행하게 설치되고, 각각의 H빔 구조물(2,3) 상부에 가이드 레일(4,5)이 각각 설치된 후 그 위에 세그먼트 롤 정렬 장치(10)가 안착된다.
세그먼트 롤 정렬 장치(10)는 좌,우 동일한 높이와 간격을 유지한 한 쌍의 가이드 레일(4,5) 상부에 제 1 대차부(11)와 제 2 대차부(12)가 LM 베어링(11a,12a)에 의해 전,후로 주행 가능하게 설치된다. 또한, 제 1 대차부(11)와 제 2 대차부(12)의 사이에는 스테이지부(13)가 제 1 및 제 2 대차부(11,12)와 고정되게 설치되고, 스테이지부(13)에 레이져빔부(14)가 레이져 주행레일(15)을 따라 좌,우로 이동하면서 세그먼트 롤(1)의 표면에 레이져 빔을 주사하여 세그먼트 롤(1)의 설치 높낮이 거리를 검출하는 작업을 수행한다.
세그먼트 롤 정렬 장치(10)가 전,후로 주행하는 가이드 레일(4,5)은 H빔 구조물(2,3)에 견고하게 조립되어 있고, 평행한 레일(4,5) 간의 폭 및 전장 길이가 대략 3000mm에 이른다.
이러한 조건에서 4계절, 주야간 대기온도의 변화량은 가이드 레일(4,5)의 신축을 가져오고 결국 H빔 구조물(2,3)에 구속된 레일(4,5)은 미세하게 휘어지게 된다. 이러한 레일(4,5)의 휨발생은 레일(4,5)에 구속되어 주행하는 대차의 바퀴, 예컨대 LM베어링(11a,12a)에 전가되고, 나아가 대차에 안착되어 있는 스테이지부(13)의 고정용 테이퍼에 까지 이어져 세그먼트 롤 정렬 장치(10)의 스테이지 휨 발생을 초래하게 된다. 이와 같이 장치의 스테이지 휨 현상이 발생하는 경우 레이져빔부(14)가 좌,우로 주행하는 레이져 주행레일(15)을 좌굴시키고 좌굴되는 양만큼 레이져 빔 측정값의 오차량이 늘어나는 현상이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주행 대차 가이드 레일의 변위 발생에도 불구하고 그 영향을 받지 않도록 하여 세그먼트 롤의 정밀한 정렬 수준을 유지할 수 있는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 연속주조장치의 세그먼트 롤을 정렬하는 장치에 있어서, 상기 세그먼트 롤의 양측에 상호 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일 상부를 전,후로 주행하는 제 1 및 제 2 대차부; 상기 제 1 대차부와 상기 제 2 대차부 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 방향으로 이동 가능하도록 상기 제 1 대차부에 결합되는 스테이지부; 및 상기 제 1 대차부와 상기 제 2 대차부 사이를 좌,우로 이동 가능하도록 상기 스테이지부에 설치되며, 상기 세그먼트 롤의 표면에 레이져 빔을 주사하여 상기 세그먼트 롤의 설치 높낮이 거리를 검출하는 레이져빔부를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다.
또한, 상기 제 1 대차부는, 상기 가이드 레일에 구속되게 설치되며, 상기 세그먼트 롤의 길이방향으로 전,후 주행하는 대차베어링; 상기 대차베어링의 상부에 설치되며, 상기 스테이지부를 지지하는 지지부재; 및 상기 지지부재와 상기 스테이지부 사이의 연결 부위에 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 시 오차 변위량 만큼 이동하여 상기 가이드 레일의 변위 오차를 보정하는 변위오차 보정부를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다.
또한, 상기 변위오차 보정부는, 상기 지지부재의 상부에 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 방향으로 설치되는 보정 레일; 및 상기 보정 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 상기 스테이지부에 상부가 고정되는 보정 베어링을 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다.
또한, 상기 스테이지부는 상기 제 2 대차부에 고정되게 결합되는 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 상기 가이드 레일의 오차 변위량을 검출하는 변위 검출부를 더 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다.
또한, 상기 변위 검출부는, 상기 지지부재에 고정되는 브래킷; 및 상기 스테이지부와 접촉되도록 상기 브래킷에 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 시 상기 스테이지부의 이동에 따른 상기 가이드 레일의 오차 변위량을 검출하는 변위검출 센서를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
(1) 본 발명은 혹서, 혹한기 및 조석의 심한 일교차에 발생하는 대차 레일의 휨 변형에 영향을 받지 않도록 하여 세그먼트 롤의 정밀한 정렬 수준을 유지할 수 있다는 효과를 갖는다.
(2) 본 발명은 레일의 변위량을 자동 검출해 피드백함으로써 작업자가 장치 레일의 현재 변위 수준을 실시간 미리 알아 대응 처리가 가능하고 설비 교정 작업을 최적 조건에서 수행할 수 있다는 효과를 갖는다.
도 1은 일반적인 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 작업 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 일반적인 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 좌측면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 4는 도 3의 좌측면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 콘크리트 기초에 견고하게 시공된 한 쌍의 철강재 H빔 구조물(2,3)이 세그먼트에 배열된 가이드 롤(1)의 양측에 상호 평행하게 설치되고, 각각의 H빔 구조물(2,3) 상부에 가이드 레일(4,5)이 각각 설치된 후 그 위에 본 발명의 세그먼트 롤 정렬 장치(100)가 안착된다.
본 발명의 세그먼트 롤 정렬 장치(100)는 제 1 및 제 2 대차부(110,120), 스테이지부(130), 레이져빔부(140) 및 변위 검출부(150)를 포함한다.
제 1 및 제 2 대차부(110,120)는 세그먼트 롤(1)의 양측에 상호 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일(4,5) 상부를 전,후(가이드 롤의 길이방향)로 주행한다.
제 1 대차부(110)는 세그먼트 롤(1)의 일측, 예컨대 좌측의 가이드 레일(4) 상부에 설치된다. 제 1 대차부(110)는 대차베어링(111), 지지부재(113) 및 변위오차 보정부(115)를 포함할 수 있다.
대차베어링(111)은 가이드 레일(4)에 구속되게 설치되며, 가이드 레일(4)의 상부에서 세그먼트 롤(1)의 길이방향으로 전,후로 주행하는 이동 베어링이다.
지지부재(113)는 대차베어링(111)의 상부에 설치되며, 상단부가 스테이지부(130)를 지지한다. 본 실시예에서 지지부재(113)는 대차베어링(111)의 상면에 고정되는 수평 판재 형태의 하부 플레이트(113a)와, 하부 플레이트(113a)의 상부 중앙에 직립되는 원기둥 형태의 지지기둥(113b)과, 지지기둥(113b)의 상면에 고정되는 수평 판재 형태의 상부 플레이트(113c)를 포함하는 구성으로 제작되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 지지구조물 형태로 제작될 수 있다.
변위오차 보정부(115)는 지지부재(113)와 스테이지부(130) 사이의 연결 부위에 설치되며, 가이드 레일(4,5)의 변위 오차 발생 시 오차 변위량 만큼 이동하여 가이드 레일(4,5)의 변위 오차를 보정(흡수)하는 역할을 한다. 변위오차 보정부(115)는 보정 레일(115a) 및 보정 베어링(115b)을 포함할 수 있다.
보정 레일(115a)은 지지부재(113)의 상부 플레이트(113c) 상면에 가이드 레일(4,5)의 변위 오차 발생 방향(가이드 레일 길이 방향의 가로 방향)으로 설치된다.
보정 베어링(115b)은 보정 레일(115a) 상부에 좌,우로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 보정 베어링(115b)의 상면에 스테이지부(130)의 일측 베이스 블록(131)이 고정된다.
제 2 대차부(120)는 세그먼트 롤(1)의 타측, 예컨대 우측의 가이드 레일(5) 상부에 설치되고, 스테이지부(130)의 타측 베이스 블록(132)과 고정되게 결합된다. 제 2 대차부(120)는 대차베어링(121) 및 지지부재(123)를 포함하며, 종래의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
스테이지부(130)는 제 1 대차부(110)와 제 2 대차부(120) 사이를 연결하도록 설치되며, 정렬 장치 본체를 구성하는 플레이트이다. 스테이지부(130)는 가이드 레일(4,5)의 변위 오차 발생 방향으로 좌,우 이동 가능하도록 제 1 대차부(110)와 결합되고, 제 2 대차부(120)와는 고정되게 결합된다. 또한, 스테이지부(130)에는 후술할 레이져빔부(140)가 좌,우로 주행 가능하도록 제 1 대차부(110)와 제 2 대차부(120) 사이에 레이져 주행레일(141)이 설치된다. 또한, 스테이지부(130)는 제 1 대차부(110)의 보정 베어링(115b) 상부에 베이스 블록(131)이 고정되고, 테이퍼 핀(133)을 이용하여 스테이지부(130)를 베이스 블록(131)에 고정할 수 있다. 또한, 스테이지부(130)에는 후술할 레이져빔부(140)의 주행을 위한 구동모터(미도시)가 설치된다.
레이져빔부(140)는 제 1 대차부(110)와 제 2 대차부(120) 사이를 좌,우로 이동 가능하도록 스테이지부(130)에 설치되며, 세그먼트 롤(1)의 표면에 레이져 빔(140a)을 주사하여 세그먼트 롤(1)의 설치 높낮이 거리를 검출한다. 레이져빔부(140)는 스테이지부(130)에 설치된 레이져 주행레일(141)을 따라 좌,우로 주행가능하게 설치된다. 이러한 레이져빔부(140)의 구성은 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
변위 검출부(150)는 가이드 레일(4,5)의 오차 변위량을 검출하는 역할을 한다. 변위 검출부(150)는 브래킷(151) 및 변위검출 센서(153)를 포함할 수 있다.
브래킷(151)은 지지부재(113)의 일측면에 상하방향으로 배치되는 수직 판재 형상으로 이루어진다. 또한, 브래킷(151)은 지지부재(113)의 상부 플레이트(113c) 및 하부 플레이트(113a) 중 적어도 하나에 고정된다.
변위검출 센서(153)는 제 1 대차부(110)와 연결되는 스테이지부(130)의 일측 베이스 블록(131)과 접촉되도록 브래킷(151)의 상부에 설치되며, 가이드 레일(4,5)의 변위 오차 발생 시 스테이지부(130)의 이동에 따른 가이드 레일(4,5)의 오차 변위량을 검출하는 센서이다. 변위검출 센서(153)는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센서(이하, 참조부호 153으로 설명함)를 포함할 수 있다. 여기서, LVDT 센서(153)는 길이나 두께를 측정하는 센서로서 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하여 측정대상의 위치값을 알려주는 센서이다. 이러한 LVDT 센서(153)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 세그먼트 롤 정렬 장치(100)가 전,후로 주행 가능하게 안착되는 가이드 레일(4,5)은 H빔 구조물(2,3)에 견고하게 조립되어 있고, 평행한 레일(4,5) 간의 폭 및 전장 길이가 대략 3000mm에 이른다. 이러한 조건에서 혹서, 혹한기 및 조석의 심한 일교차 발생으로 인해 가이드 레일(4,5)의 신축을 가져오고, 결국 H빔 구조물(2,3)에 구속된 가이드 레일(4,5)은 미세하게 휘어지게 되어 주행 대차 가이드 레일 간격(D) 변위 오차가 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 가이드 레일(4,5)의 간격 변위 오차 발생 시 스테이지부(130)가 제 1 대차부(110)에 대하여 보정 레일(115a) 및 보정 베어링(115b)에 의해 레일 오차 변위량 만큼 좌,우로 슬라이딩 이동되면서 가이드 레일(4,5)의 간격(D) 변위 오차를 흡수하게 된다. 따라서, 세그먼트 롤 정렬 장치(100)의 스테이지부(130)에 인가되는 응력(Stress)을 최소화고, 레이져 주행레일(141)의 변위 오차 발생을 방지하여 온도변화에 따른 대차 레일(4,5)의 휨 변형에 영향을 받지 않도록 함으로써, 세그먼트 롤(1)의 정밀한 정렬 수준을 유지할 수 있다. 또한, LVDT 변위검출 센서(153)를 통해 가이드 레일(4,5)의 오차 변위량을 자동 검출해 피드백함으로써, 작업자가 장치 레일의 현재 변위 수준을 실시간 미리 알아 대응 처리가 가능하고, 설비 교정 작업을 최적 조건에서 수행할 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.
1 : 세그먼트 가이드 롤
100 : 세그먼트 롤 정렬 장치
110 : 제 1 대차부
111, 121 : 대차베어링
113, 123 : 지지부재
115 : 변위오차 보정부
120 : 제 2 대차부
130 : 스테이지부
140 : 레이져빔부
141 : 레이져 주행레일
150 : 변위 검출부
151 : 브래킷
153 : 변위검출센서(LVDT)

Claims (6)

  1. 연속주조장치의 세그먼트 롤을 정렬하는 장치에 있어서,
    상기 세그먼트 롤의 양측에 상호 평행하게 설치되는 한 쌍의 가이드 레일 상부를 전,후로 주행하는 제 1 및 제 2 대차부;
    상기 제 1 대차부와 상기 제 2 대차부 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 방향으로 이동 가능하도록 상기 제 1 대차부에 결합되는 스테이지부; 및
    상기 제 1 대차부와 상기 제 2 대차부 사이를 좌,우로 이동 가능하도록 상기 스테이지부에 설치되며, 상기 세그먼트 롤의 표면에 레이져 빔을 주사하여 상기 세그먼트 롤의 설치 높낮이 거리를 검출하는 레이져빔부를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 대차부는,
    상기 가이드 레일에 구속되게 설치되며, 상기 세그먼트 롤의 길이방향으로 전,후 주행하는 대차베어링;
    상기 대차베어링의 상부에 설치되며, 상기 스테이지부를 지지하는 지지부재; 및
    상기 지지부재와 상기 스테이지부 사이의 연결 부위에 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 시 오차 변위량 만큼 이동하여 상기 가이드 레일의 변위 오차를 보정하는 변위오차 보정부를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 변위오차 보정부는,
    상기 지지부재의 상부에 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 방향으로 설치되는 보정 레일; 및
    상기 보정 레일에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 상기 스테이지부에 상부가 고정되는 보정 베어링을 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지부는 상기 제 2 대차부에 고정되게 결합되는 것을 특징으로 하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 세그먼트 롤 정렬 장치는,
    상기 가이드 레일의 오차 변위량을 검출하는 변위 검출부를 더 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 변위 검출부는,
    상기 지지부재에 고정되는 브래킷; 및
    상기 스테이지부와 접촉되도록 상기 브래킷에 설치되며, 상기 가이드 레일의 변위 오차 발생 시 상기 스테이지부의 이동에 따른 상기 가이드 레일의 오차 변위량을 검출하는 변위검출 센서를 포함하는 연속주조장치의 세그먼트 롤 정렬 장치.
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