KR20140118333A - 압연롤 주조용 용탕주입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몰드에 용탕을 주입하는 주입관의 위치를 상하, 좌우로 조절할 수 있게 함으로써, 몰드 및 엔드커버의 규격에 따라 용탕 주입관의 주입위치를 조절할 수 있기 때문에 제조되는 압연롤의 불량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 조업의 안정화를 도모할 수 있는 압연롤 주조용 용탕주입장치에 관한 것으로, 수평원심주조금형의 엔드커버 일측에서 엔드커버 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는 이동대차; 이동대차의 상부에 좌우로 이동 가능하게 배치되면서 내부에는 용탕이 담기고 주입관이 일체로 장착된 주입컵이 놓여지는 수납함; 및 수납함의 바닥면 상에 배치되어 주입컵을 상하로 이동시키는 높이조절실린더;를 포함한다.

Description

압연롤 주조용 용탕주입장치{POURING APPARATUS FOR CASTING OF ROLLING ROLL}
본 발명은 압연롤 주조용 용탕주입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몰드 및 엔드커버의 규격에 따라 용탕 주입관의 주입위치를 조절할 수 있는 압연롤 주조용 용탕주입장치에 에 관한 것이다.
원심주조는 원통 형상의 몰드(mold)를 그 중심축의 둘레로 회전시키면서 용융금속을 주입하고, 용융금속을 원심력에 의해 몰드 내면에 압착 응고시켜 관 형상의 주물을 제조하는 방법으로, 회전 시 몰드의 중심축의 방향에 따라 수평원심주조와, 수직원심주로로 구분된다.
특히, 수평원심주조를 이용한 압연롤 제조 시에는, 수평 상태의 몰드에 용탕을 주입하고, 몰드를 회전시켜 원심력에 의해 몰드 내면에 압착 응고시킨 후, 몰드를 수직으로 세워 피트로 이송하여 상형 및 하형 플라스크와 합형하고, 상형 및 하형 플라스크와 합형된 몰드에 코어 용탕을 주입하고 응고시켜 압연롤을 제조하게 된다.
관련 선행기술로는 한국등록특허 제 1141077 호(등록일자: 2012. 04. 23, 명칭: "압연롤 주조용 용탕주입장치")가 있다.
본 발명은 몰드에 용탕을 주입하는 주입관의 위치를 상하, 좌우로 조절할 수 있게 함으로써, 몰드 및 엔드커버의 규격에 따라 용탕 주입관의 주입위치를 조절할 수 있기 때문에 제조되는 압연롤의 불량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 조업의 안정화를 도모할 수 있는 압연롤 주조용 용탕주입장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 압연롤 주조용 용탕주입장치는, 수평원심주조금형의 엔드커버 일측에서 엔드커버 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는 이동대차; 이동대차의 상부에 좌우로 이동 가능하게 배치되면서 내부에는 용탕이 담기고 주입관이 일체로 장착된 주입컵이 놓여지는 수납함; 및 수납함의 바닥면 상에 배치되어 주입컵을 상하로 이동시키는 높이조절실린더;를 포함할 수 있다.
구체적으로 이동대차는, 평판 형상의 차체; 및 차체의 하부 전방 및 후방에 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 전륜 및 한 쌍의 후륜;을 포함할 수 있다.
구체적으로 수납함은 상부가 열리고 내부가 빈 함체 형상을 가지며, 수납함의 바닥면 하부에는 수납함의 일측에서 타측으로 연장되는 하나 이상의 가이드돌기가 형성되며, 수납함의 바닥면 하부가 접촉되는 이동대차의 차체 상부면 상에는 가이드돌기가 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드홈이 형성될 수 있다.
더 구체적으로 수납함의 바닥면 하부에는 가이드돌기에 간섭되지 않게 랙기어가 일체로 형성되고, 랙기어에 인접한 차체의 일측면 상에는 구동모터에 의해 회전하는 피니언기어가 랙기어에 맞물리도록 배치될 수 있다.
구체적으로 높이조절실린더는, 수납함의 바닥면 상부에 고정 장착되는 실린더본체; 및 실린더본체의 작동에 의해 승강되는 수평한 판 형상의 승강판;을 포함하며, 승강판의 하부는 실린더본체의 작동에 의해 신장 또는 수축되는 실린더로드의 연장단에 고정 장착되고, 승강판의 상부면 상에는 주입컵이 올려질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압연롤 주조용 용탕주입장치는, 엔드커버 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는 이동대차와, 이동대차의 상부에 좌우로 이동 가능하게 배치되면서 내부에는 용탕이 담기고 주입관이 일체로 장착된 주입컵이 놓여지는 수납함, 및 수납함의 바닥면 상에 배치되어 주입컵을 상하로 이동시키는 높이조절실린더를 포함함으로써, 몰드 및 엔드커버의 규격에 따라 용탕 주입관의 주입위치를 조절할 수 있기 때문에 용탕 충격으로 인한 도형재의 이탈을 방지할 수 있어 제조되는 압연롤의 불량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 조업의 안정화를 도모할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 압연롤을 나타낸 단면도이며,
도 2는 본 발명의 실시예와 관련된 수평식 원심주조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 압연롤 주조용 용탕주입장치를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 그리고
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 용탕주입장치의 작동상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 압연롤을 나타낸 단면도로서, 압연롤(10)은 소재에 접촉되는 외층재(20), 및 외층재(20)의 내부로 채워져 압연롤(10)의 코어, 즉 축부를 형성하는 내층재(30)로 이루어진다. 외층재(20)는 소재와 직접 접촉되는 부분으로 내마모성이 우수한 재질로 이루어지며, 내층재(30)는 충격 등에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다. 이와 같은 압연롤(10)의 외층재(10)는 주로 수평식 원심주조법, 또는 수직 원심주조법에 의해서 제작된다.
도 2는 본 발명의 실시예와 관련된 수평식 원심주조장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 수평식 원심주조장치(1)는 수평원심주조금형(2), 수평원심주조금형(2)을 회전시키는 회전롤러(3), 수평원심주조금형(2)이 회전되도록 회전롤러(3)에 구동력을 제공하는 모터(4), 수평원심주조금형(2) 내부로 용탕을 주입하는 용탕주입장치(7), 및 냉각수 공급부(8)를 포함하여 이루어진다.
여기서 수평원심주조금형(2)은 압연롤(10)의 외층재(20)를 성형하기 위한 것으로, 수평원심주조금형(2)은 내부가 중공된 수평한 원통형상의 몰드(2a)와, 개방된 몰드(2a)의 양단에 장착되어 주입된 용탕의 유출을 방지하는 엔드커버(2b, 2c; end cover)로 이루어진다.
그리고 용탕주입장치(7)는 수평원심주조금형(2)의 내부로 용탕을 주입하기 위해 제공되는 것으로, 용탕주입장치(7)는 용탕이 담기는 주입컵(5), 주입컵(5)에서부터 원심주조금형(2) 내부로 연장되는 주입관(6), 및 용탕이 담긴 주입컵(5)을 이동시키는 주입대차(7)로 이루어진다.
여기서 주입관(6)은 용탕 주입을 위해 어느 하나의 엔드커버(2b, 2c)의 내경 측으로 삽입되는데, 이때 주입관(6)은 수평원심주조금형(2) 내부로 주입되는 용탕으로 인해 몰드(2a)의 내벽에 도포된 도형재가 이탈되지 않도록 엔드커버(2b,2c)의 내경 최하단 측으로 삽입된다.
즉, 주입관(6)을 통해 몰드(2a) 내부로 낙하하는 용탕 충격으로부터 도형재를 보호할 수 있도록 주입관(6)은 몰드(2a) 내벽에 최대한 가깝게 엔드커버(2b, 2c) 내경 측으로 삽입된다.
한편, 전술한 수평원심주조금형(2)의 원통형 몰드(2a), 그리고 엔드커버(2b, 2c)는 제조되는 압연롤(10)의 규격에 맞추어 변경된다. 이렇게 몰드(2a), 엔드커버(2b, 2c)가 변경됨에 따라 주입관(6)의 주입위치도 변경되어야 하는데, 전술한 종래의 용탕주입장치(7)에서는 주입관(6)의 주입위치를 조절할 수 없는 문제점이 있었으며, 이러한 문제로 인해 용탕의 낙하 높이가 높아져 용탕 충격으로 인해 몰드(2a)에 도포된 도형재가 이탈되는 또 다른 문제점이 있었다.
따라서 엔드커버(2b, 2c)의 규격에 관계없이 주입관(6)의 주입위치를 변경할 수 있는 용탕주입장치(100)의 개발이 시급한 실정이다.
도 3은 본 발명에 따른 압연롤 주조용 용탕주입장치를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 본 발명에 따른 압연롤 주조용 용탕주입장치(100)는 수평원심주조금형(2)의 엔드커버(2b) 일측에서 엔드커버(2b) 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는 이동대차(110)와, 이동대차(110)의 상부에 좌우로 이동 가능하게 배치되면서 내부에는 용탕이 담기고 주입관(6)이 일체로 장착된 주입컵(5)이 놓여지는 수납함(120), 및 수납함(120)의 바닥면 상에 배치되어 주입컵(5)을 상하로 이동시키는 높이조절실린더(130)를 포함한다.
먼저, 이동대차(110)는 평판 형상의 차체(112), 및 차체(112)의 하부 전방 및 후방에 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 전륜(114a) 및 한 쌍의 후륜(114b)을 포함한다.
이동대차(110)는 도시된 바와 같이 수평원심주조금형(2)의 일측에서 인접한 엔드커버(2b) 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는데, 이를 위해서 수평원심주조금형(2)의 일측 바닥면 상에는 엔드커버(2b)의 인접한 위치에서 엔드커버(2b)의 외측으로 멀어지게 연장되는 레일(116)이 배치된다.
즉, 차체(112)의 하부 전방 및 후방에 끼워진 전륜(114a) 및 후륜(114b)은 레일(116)에 올려지고, 레일(116)에 올려진 전륜(114a) 및 후륜(114b)은 차체(112)의 하중을 지탱하면서 레일(116)을 따라 엔드커버(2b) 측으로 또는 엔드커버(2b)에서 멀어지게 이동된다. 이와 같이 형성된 이동대차(110)에는 수납함(120)이 배치된다.
수납함(120)은 상부가 열리고 내부가 빈 함체 형상을 가진다. 수납함(120)은 평면에서 봤을 때 대략 사각, 또는 원형 중 어느 하나의 형상으로 제공되면서 차체(112)의 상부에 좌우측으로, 즉 레일(116)과 직각으로 교차되는 방향으로 슬라이딩 가능하게 배치된다. 이를 위해서 수납함(120)의 바닥면 하부에는 수납함(120)의 일측에서 타측, 다시 말해 수납함(120)의 바닥면 하부의 좌측에서 우측으로 연장되는 하나 이상의 가이드돌기(122)가 형성되며, 수납함(120)의 바닥면 하부가 접촉되는 차체(112)의 상부면 상에는 가이드돌기(122)가 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드홈(124)이 가이드돌기(122)에 대응되게 형성된다.
그리고 수납함(120)의 바닥면 하부에는 가이드돌기(122)에 간섭되지 않게 랙기어(126a)가 일체로 형성되고, 랙기어(126a)에 인접한 차체(112)의 일측면 상에는 구동모터(128)에 의해 회전하는 피니언기어(126b)가 맞물린다. 이때 구동모터9128)는 차체(112)의 일측에 고정 장착된다.
한편, 높이조절실린더(130)는 수납함(120)의 내부에 배치된다. 높이조절실린더(130)는 수납함(120)의 바닥면 상부에 고정 장착되는 실린더본체(132)와, 실린더본체(132)의 작동에 의해 승강되는 수평한 판 형상의 승강판(136)을 포함한다. 이때 승강판(136)의 하부는 실린더본체(132)의 작동에 의해 신장 또는 수축되는 실린더로드(134)의 연장단에 고정 장착된다. 그리고 승강판(136)의 상부면 상에는 수납함(120) 내부로 삽입되는 주입컵(5)이 올려진다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 압연롤 주조용 용탕주입장치(100)의 사용상태를 간략하게 설명한다.
압연롤(10)의 외층재(20)를 성형하기 위해서는, 우선 원통형 몰드(2a)의 개방된 일단 및 타단에 엔드커버(2b, 2c)를 장착하여 수평원심주조금형(2)을 준비한다.
전술한 바와 같이 수평원심주조금형(2)이 준비되면, 주입관(6)이 일체로 형성된 주입컵(5)을 수납함(120) 내부에 안치시킨 상태 하에서 주입관(6)이 엔드커버(2b)의 내경을 관통하여 수평원심주조금형(2) 내부로 삽입될 수 있도록 이동대차(110)를 인접한 엔드커버(2b) 측으로 이동시킨다.
그리고 엔드커버(110)의 내경의 최하단 측으로 주입관(6)을 이동시키는데, 이때 높이조절실린더(130) 및 피니언기어(126b)를 작동시켜 주입관(6)은 상하, 좌우로 이동시킨다.
즉 주입관(6)을 상하로 이동시키기 위해서는 실린더본체(132)를 작동시켜 실린더로드(134)를 신장 또는 수축시키는데, 이렇게 실린더로드(134)를 신장 또는 수축됨에 따라 승강판(136) 및 승강판(136)에 올려진 주입컵(5)도 같이 상하로 이동하게된다. 한편, 주입관(6)을 좌우로 이동시키기 위해서는 피니언기어(126b)가 연결된 구동모터(128)를 작동시키는데, 구동모터(128)가 정회전 또는 역회전함에 따라 피니언기어(126b)는 맞물린 랙기어(126a)를 좌측 또는 우측으로 이동시키는데, 그 결과 주입컵(5)이 올려진 수납함(120)의 차체(112)의 좌우측으로 이동하게 된다. 이렇게 높이조절실린더(130) 및 피니언기어(126b)를 작동시킴으로써, 엔드커버(2b, 2c)의 규격에 관계없이 주입관(6)을 적절한 주입위치로 이동시킬 수 있다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 압연롤 주조용 용탕주입장치(100)는 엔드커버(2b) 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는 이동대차(110)와, 이동대차(110)의 상부에 좌우로 이동 가능하게 배치되면서 내부에는 용탕이 담기고 주입관(6)이 일체로 장착된 주입컵(5)이 놓여지는 수납함(120), 및 수납함(120)의 바닥면 상에 배치되어 주입컵(5)을 상하로 이동시키는 높이조절실린더(130)를 포함함으로써, 몰드(2a) 및 엔드커버(2b, 2c)의 규격에 따라 용탕 주입관(6)의 주입위치를 조절할 수 있기 때문에 용탕 충격으로 인한 도형재의 이탈을 방지할 수 있어 제조되는 압연롤(10)의 불량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 조업의 안정화를 도모할 수 있다.
상기와 같은 압연롤 주조용 용탕주입장치(100)은 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.
100 : 압연롤 주조용 용탕주입장치 110 : 이동대차
112 : 차체 120 : 수납함
122 : 가이드돌기 124 : 가이드홈
126a : 랙기어 126b : 피니언기어
128 : 구동모터 130 : 높이조절실린더
132 : 실린더본체 134 : 실린더로드
136 : 승강판

Claims (5)

  1. 수평원심주조금형의 엔드커버 일측에서 상기 엔드커버 측으로 직선 왕복운동 가능하게 배치되는 이동대차;
    상기 이동대차의 상부에 좌우로 이동 가능하게 배치되면서 내부에는 용탕이 담기고 주입관이 일체로 장착된 주입컵이 놓여지는 수납함; 및
    상기 수납함의 바닥면 상에 배치되어 상기 주입컵을 상하로 이동시키는 높이조절실린더;를 포함하는 압연롤 주조용 용탕주입장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동대차는,
    평판 형상의 차체; 및
    상기 차체의 하부 전방 및 후방에 회전 가능하게 끼워지는 한 쌍의 전륜 및 한 쌍의 후륜;을 포함하는 압연롤 주조용 용탕주입장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납함은 상부가 열리고 내부가 빈 함체 형상을 가지며,
    상기 수납함의 바닥면 하부에는 상기 수납함의 일측에서 타측으로 연장되는 하나 이상의 가이드돌기가 형성되며, 상기 수납함의 바닥면 하부가 접촉되는 상기 이동대차의 차체 상부면 상에는 상기 가이드돌기가 슬라이딩 가능하게 끼워지는 가이드홈이 형성되는 압연롤 주조용 용탕주입장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수납함의 바닥면 하부에는 상기 가이드돌기에 간섭되지 않게 랙기어가 일체로 형성되고, 상기 랙기어에 인접한 상기 차체의 일측면 상에는 구동모터에 의해 회전하는 피니언기어가 상기 랙기어에 맞물리도록 배치되는 압연롤 주조용 용탕주입장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 높이조절실린더는,
    상기 수납함의 바닥면 상부에 고정 장착되는 실린더본체; 및
    상기 실린더본체의 작동에 의해 승강되는 수평한 판 형상의 승강판;을 포함하며,
    상기 승강판의 하부는 상기 실린더본체의 작동에 의해 신장 또는 수축되는 실린더로드의 연장단에 고정 장착되고,
    상기 승강판의 상부면 상에는 상기 주입컵이 올려지는 압연롤 주조용 용탕주입장치.
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