KR20170068683A - 연속주조설비의 절단장치 및 이를 이용한 주편 절단방법 - Google Patents

Abstract

연속주조설비의 절단장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 절단장치는 연속주조에 의해 주조된 주편의 인발방향과 나란히 연장되는 레일을 따라 전후진 이동할 수 있게 설치된 절단바디와, 절단바디 하부에서 이동하는 주편을 지지 또는 지지 해제하도록 절단바디에 설치된 클램핑유닛과, 주편의 절단길이를 측정하도록 절단바디에 설치된 길이측정유닛 및 주편의 폭방향으로 이동할 수 있게 절단바디에 설치되며, 주편을 일정 길이로 절단하는 원판형태의 회전톱을 갖는 절단유닛을 포함한다.

Description

연속주조설비의 절단장치 및 이를 이용한 주편 절단방법{APPARATUS FOR CUTTING STEEL PLATE IN CONTINUOUS CASTING PROCESS AND CUTTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 연속주조설비에서 주조된 주편을 절단하는 절단장치 및 이를 이용한 주편 절단방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조기의 주편은 연속하여 주조된 후 소정의 길이로 절단해 후속 압연공정으로 이송된다.

구체적으로, 래들에 담긴 용강은 턴디쉬로 주입되고, 턴디쉬에 일시 저장된 용강이 몰드에 주입되어 1차 냉각된 후 미응고 주편으로부터 열을 빼앗아 응고를 완료시키는 2차 냉각대를 거쳐 생산된 주편은 수요자의 요구에 따라 가스절단설비(TCM; Torch Cutting Machine)를 이용하여 일정 길이로 절단된다.

그리고 가스절단설비에 의해 절단되어 생산된 슬라브의 절단면 주위에는 절단설(burr)이 발생되게 되므로, 가스절단설비의 하류에는 슬라브의 절단설을 제거하기 위한 절단설 제거장치가 필요하게 된다.

따라서, 연속주조의 정정라인이 길어지게 되어 생산성이 저하되며, 가스절단설비의 화염에 의해 주편의 이동을 수행하는 이송롤이 손상되는 문제가 발생한다.

한국공개특허 제2013-0117274호(2013.10.25 공개)

본 발명의 실시 예들은 연속 주조 정정라인에서 절단설 제거장치를 제거할 수 있고, 화염에 의한 이송롤의 손상을 방지할 수 있는 연속주조설비의 절단장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 연속주조에 의해 주조된 주편의 인발방향과 나란히 연장되는 레일을 따라 전후진 이동할 수 있게 설치된 절단바디와, 상기 절단바디 하부에서 이동하는 주편을 지지 또는 지지 해제하도록 상기 절단바디에 설치된 클램핑유닛과, 상기 주편의 절단길이를 측정하도록 상기 절단바디에 설치된 길이측정유닛 및 상기 주편의 폭방향으로 이동할 수 있게 상기 절단바디에 설치되며, 상기 주편을 일정 길이로 절단하는 원판형태의 회전톱을 갖는 절단유닛을 포함하는 연속주조설비의 절단장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 주편의 절단과정에서 상기 회전톱을 향해 냉각매체를 분사하도록 상기 절단바디에 설치되는 냉각매체분사유닛을 더 포함한다.

또한 상기 클램핑유닛은 상기 절단장치에 의해 절단된 선행주편과 후행주편의 좌우 양측을 지지하는 4개소 구비하고, 상기 클램핑유닛은 상기 절단유닛에 의해 상기 주편이 절단되는 동안 상기 선행주편과 상기 후행주편의 절단면이 서로 멀어지는 방향으로 힘을 가할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 연속주조설비의 절단장치를 이용한 주편 절단방법은 상기 클램핑유닛을 통해 연속주조기에서 주조된 주편을 클램핑하여 상기 주편과 동일한 속도로 상기 절단바디를 이동시키면서 상기 절단유닛을 이용하여 주편의 선단을 절단하고, 상기 클램핑유닛을 통해 상기 주편을 클램핑 해제한 후 상기 절단바디를 이동시키면서 상기 길이측정유닛을 통해 상기 주편의 길이를 측정하고, 설정된 절단길이에 도달하면, 상기 클램핑유닛을 통해 주편을 클램핑한 후 상기 절단유닛을 이용하여 상기 주편을 절단한다.

본 발명의 실시 예들은 주편의 절단 시 절단설 발생을 방지하여 주편 절단 후 절단설을 제거하기 위한 장치가 필요치 않아 연속 주조 정정라인의 길이를 줄일 수 있고, 주편 절단 시 화염에 의한 이송롤의 손상을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주편 절단 공정을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조설비의 절단장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전톱에 의한 주편의 절단과정을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주편의 절단 시 클램핑유닛의 작용을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주편 절단 공정을 도시한 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제강공정에서 정련된 용강은 래들(10)을 통해 턴디쉬(11)로 주입시키고, 턴디쉬(11)의 내부에 일정량의 용강이 충진되면 침지노즐을 통해 주형(12) 내부로 보내게 된다.

주조를 시작하기 전에 주형(12)의 크기를 주조 크기에 맞춘 후, 더미 바가 주형에 삽입된다. 더미 바는 주형(12) 하단부를 채움으로써 용강이 유출되지 않고 주편이 응고될 수 있도록 한다.

용강이 주형(12)의 일정한 높이에 도달하면 구동롤(driven roll)에 의해 더미 바와 주편을 인출한다. 주형에서 초기 응고된 후 빠져 나온 주편은 2차 냉각대(13)를 통과하면서 완전한 응고가 이루어지고, 절단장치(20)에 의해 목적하는 길이로 절단되어 슬라브와 같은 주편(15)으로 제작된 후 후속 압연 공정을 위해 검사 또는 적치된다.

여기서, 절단장치(20)는 가스절단설비(TCM)가 아닌 도 2에 도시된 바와 같이 회전하는 원판형태의 회전톱(61)에 의해 주편을 절단하는 장치로 구비된다.

원판형태의 회전톱(61)에 의해 절단된 주편은 그 절단면에 절단설(burr)의 발생을 원천적으로 제거하여, 절단장치(20) 하류의 연속주조라인에 절단설을 제거하기 위한 절단설 제거장치(deburrer)를 생략할 수 있어 연속주조라인을 간소화할 수 있고, 화염에 의한 이송롤 표면에 생긴 손상이 슬라브 표면에 흠을 유발하는 결함을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조설비의 절단장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전톱에 의한 주편의 절단과정을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주편의 절단 시 클램핑유닛의 작용을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 연속주조설비의 절단장치(20)는 이송롤에 의해 이동하는 주편의 인발방향과 나란히 연장 형성되는 레일(21)을 따라 전후진 이동할 수 있게 설치되는 절단바디(30)와, 절단바디(30)의 하부에서 이동하는 주편(15)을 지지 또는 지지 해제하도록 절단바디(30)에 설치된 클램핑유닛(40)과, 주편의 절단길이를 측정하도록 절단바디(30)에 설치된 길이측정유닛(50)과, 주편을 절단하도록 회전하는 원판형태의 회전톱(61)을 갖는 절단유닛(60)과, 주편의 절단과정에서 회전톱을 향해 냉각매체를 분사하도록 절단바디(30)에 설치된 냉각매체분사유닛(70)을 포함한다.

절단바디(30)는 절단장치(20)의 외형을 이루는 강성이 큰 프레임 구조물로 형성되고, 절단바디(30)의 좌우 양측에는 레일(21)을 따라 이동하는 휠(31)이 구비된다.

절단바디(30)에 설치된 휠(31)은 양방향 회전하는 구동모터(미도시)로부터 동력을 전달받아 회전함에 의해 레일(21)을 따라 절단바디(30)를 전후로 이동시킨다.

클램핑유닛(40)은 절단바디(30)의 좌우 양측에 장착되며, 절단바디(30)의 하부에서 이동하는 주편(15)의 측면과 접촉 또는 접촉 해제되는 지지판(41)을 구비한다. 지지판(41)은 전후 진퇴 이동할 수 있는 클램핑 실린더(42)의 로드(42a) 단부에 결합되어, 로드(42a)의 신축 이동에 따라 지지판(41)은 주편(15)의 측면과 접촉 또는 접촉 해제된다.

클램핑유닛(40)의 지지판(41)이 주편(15)의 측면에 가압 접촉하여 주편(15)을 구속하게 되면, 절단바디(30)는 주편(15)의 이동 속도와 동일한 속도로 레일(21)을 따라 이동하게 된다.

클램핑유닛(40)은 절단바디(30)의 좌우 양측에서 각각 절단유닛(60)의 전후로 이격 배치된 4개소가 마련될 수 있다.

이러한 4개소의 클램핑유닛(40)은 도 3 및 도 4와 같이 클램핑 실린더(42)의 가압력에 의해 절단유닛(60)에 의해 절단된 선행주편(15a)과 후행주편(15b)의 좌우 양측을 견고히 지지할 수 있고, 한 쌍의 회전톱(61)에 의해 주편이 절단되는 동안에는 각 클램핑유닛(40)에 연결된 가압실린더(44)에 의해 선행주편(15)과 후행주편(15)의 절단면이 서로 멀어지는 방향으로 힘을 가하도록 구비될 수 있다. 이는 회전톱(61)이 주편의 절단면을 절단하는 동안 선행주편(15)의 사행으로 인하여 회전톱(61)이 절단면 사이에 끼임에 따른 회전톱(61)의 멈춤 또는 절단 불능 상태를 방지하기 위함이다.

길이측정유닛(50)은 절단바디(30) 하부에서 이동하는 주편(15)의 절단길이를 측정하기 위한 것으로서, 절단바디(30)에 설치된 승강실린더(51)의 승강로드(51a) 단부에 회전할 수 있게 결합된 측정 롤(measuring roll)(53)을 포함한다.

측정 롤(53)은 승강로드(51a)의 승강 이동에 따라 절단바디(30)의 하부에 위치하는 주편(15)의 표면과 접촉하거나 이격되게 되며, 측정 롤(53)이 주편(15)의 표면과 접촉하여 구름 이동하게 되면 측정 롤(53)과 동축상에 구비된 엔코더가 측정 롤(53)의 회전량 변위를 측정하여 주편(15)의 절단길이를 측정하게 된다.

한편 본 실시 예에서는 길이측정유닛이 측정 롤로 이루어진 구성을 설명하나, 길이측정유닛은 주편의 길이를 측정할 수 있는 비접촉 센서로 구비될 수도 있다.

절단장치(20)는 절단바디(30)에서 수평방향으로 연장 형성된 수평레일(23)을 따라 좌우로 왕복 이동하는 한 쌍의 회전톱(61)을 포함한다.

한 쌍의 회전톱(61)은 원판형태로 마련되고, 절단바디(30)의 좌우 양측에 배치된 상태에서 수평레일(23)을 따라 주편의 폭방향 중앙으로 이동하면서 주편(15)을 절단한다. 좌우 한 쌍의 회전톱(61)은 각각 주편(15)의 한쪽 측면에서 절단을 개시하여 주편(15)의 중앙 위치를 향해 이동하면서 절단을 수행하고, 주편(15)의 중앙 위치에서는 하나의 회전톱은 후퇴하고, 다른 하나의 회전톱이 진행하면서 주편(15)을 절단 완료할 수 있다.

한 쌍의 회전톱(61)은 각각 수평레일(23)을 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는 LM가이드와 같은 슬라이더(63)에 수직하게 연결된 절단암(65)의 단부에서 회전할 수 있게 장착될 수 있고, 도시하지 않은 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 또한 구동모터와 회전톱(61) 사이에는 구동모터의 동력을 전달하기 위한 벨트, 기어, 감속기 등이 설치될 수도 있다.

냉각매체분사유닛(70)은 회전톱(61)에 의해 고온의 주편을 절단하는 과정에서 회전톱(61)을 냉각하기 위한 냉각수 또는 냉기와 같은 냉각매체를 분사하도록 절단바디(30)의 일측에 설치될 수 있다.

냉각매체분사유닛(70)은 슬라이더(63) 또는 절단암(65)의 일측에 결합되어 냉각매체를 회전톱(61)을 향해 분사하는 분사노즐(71)을 포함하고, 분사노즐(71)은 공급관(72)을 통해 냉각매체가 공급되는 냉각매체공급원과 연결될 수 있다.

냉각매체공급원에서 공급되는 냉각매체는 공급관(72)을 통해 분사노즐(71)로 전달된 후 분사노즐(71)을 통해 회전톱(61)을 향해 분출됨에 따라 주편(15) 절단 시 고열에 노출된 회전톱(61)의 냉각을 수행하여 회전톱(61)의 변형을 방지함과 아울러 회전톱(61)에 부착되는 칩을 분리시킨다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 주편 절단장치를 이용한 주편 절단방법에 대하여 설명한다.

먼저, 연속주조기에서 주조된 주편(15)이 절단장치(20)가 위치되는 절단위치에 진입하게 되면, 제품으로 사용할 수 없는 주편(15)의 선단을 잘라내기 위하여 클램핑유닛(40)을 통해 주편(15)의 측면을 클램핑 하여 주편(15)을 고정시킨 후 절단작업을 수행한다.

구체적으로, 클램핑 실린더(42)의 로드(42a)를 전진시켜 지지판(41)을 통해 주편(15)을 고정하게 되면, 절단바디(30)는 주편(15)의 이동 속도와 동일한 속도로 레일(21)을 따라 이동하게 되고, 이와 동시에 한 쌍의 회전톱(61)은 주편(15)의 양쪽 측면에서 중앙을 향해 이동하면서 주편(15)의 선단을 절단하게 된다.

주편(15)의 선단 절단이 완료되면, 길이측정유닛(50)은 주편(15)의 절단길이를 측정한다. 구체적으로, 승강실린더(51)의 승강로드(51a)를 하강시켜 측정 롤(53)이 주편(15)의 표면에 접촉시킨 상태에서 클램핑 실린더(42)의 로드(42a)를 후퇴시켜 주편(15)의 고정을 해제하고 절단바디(30)를 후퇴시킨다. 이에 따라 측정 롤(53)은 주편(15)의 표면을 따라 구름 이동하면서 주편(15)의 길이를 측정하고, 설정된 주편(15)의 절단길이에 도착하면 클램핑유닛(40)을 통해 주편(15)을 고정시킨다.

그리고 승강실린더(51)의 승강로드(51a)를 상승시켜 측정 롤(53)을 주편(15)의 표면에서 이격 시킨 후 한 쌍의 회전톱(61)을 이용하여 동일한 방법으로 주편(15)의 절단을 수행한다.

10: 래들, 11: 턴디쉬,
20: 절단장치, 23: 수평레일,
30: 절단바디, 40: 클램핑유닛,
41: 지지판, 42: 클램핑 실린더,
50: 길이측정유닛, 51: 승강실린더,
53: 측정 롤, 60: 절단유닛,
61: 회전톱, 70: 냉각매체분사유닛,
71: 분사노즐.

Claims (4)

1. 연속주조에 의해 주조된 주편의 인발방향과 나란히 연장되는 레일을 따라 전후진 이동할 수 있게 설치된 절단바디;
   상기 절단바디 하부에서 이동하는 주편을 지지 또는 지지 해제하도록 상기 절단바디에 설치된 클램핑유닛;
   상기 주편의 절단길이를 측정하도록 상기 절단바디에 설치된 길이측정유닛; 및
   상기 주편의 폭방향으로 이동할 수 있게 상기 절단바디에 설치되며, 상기 주편을 일정 길이로 절단하는 원판형태의 회전톱을 갖는 절단유닛;을 포함하는 연속주조설비의 절단장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 주편의 절단과정에서 상기 회전톱을 향해 냉각매체를 분사하도록 상기 절단바디에 설치되는 냉각매체분사유닛을 더 포함하는 연속주조설비의 절단장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 클램핑유닛은 상기 절단장치에 의해 절단된 선행주편과 후행주편의 좌우 양측을 지지하는 4개소 구비하고,
   상기 클램핑유닛은 상기 절단유닛에 의해 상기 주편이 절단되는 동안 상기 선행주편과 상기 후행주편의 절단면이 서로 멀어지는 방향으로 힘을 가하는 연속주조설비의 절단장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 연속주조설비의 절단장치를 이용한 주편 절단방법은,
   상기 클램핑유닛을 통해 연속주조기에서 주조된 주편을 클램핑하여 상기 주편과 동일한 속도로 상기 절단바디를 이동시키면서 상기 절단유닛을 이용하여 주편의 선단을 절단하고,
   상기 클램핑유닛을 통해 상기 주편을 클램핑 해제한 후 상기 절단바디를 이동시키면서 상기 길이측정유닛을 통해 상기 주편의 길이를 측정하고,
   설정된 절단길이에 도달하면, 상기 클램핑유닛을 통해 주편을 클램핑한 후 상기 절단유닛을 이용하여 상기 주편을 절단하는 주편 절단방법.
   

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