KR20190069912A - 연속 주조설비의 세그먼트 장치 - Google Patents

연속 주조설비의 세그먼트 장치 Download PDF

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Abstract

세그먼트의 가이드롤 불량 여부를 신속하게 확인하여 바로 조치함으로써, 주편의 품질 저하를 방지할 수 있도록, 프레임, 프레임의 상부와 하부에 배열 설치되어 주편을 안내하는 복수개의 가이드롤, 상기 가이드롤 각각에 설치되어 주편에 대한 가이드롤의 회전 불량을 검출하는 검출부, 및 상기 가이드롤 각각에 설치되고 상기 검출부의 신호에 따라 구동되어 각 가이드롤을 주편에 대해 선택적으로 이격시키는 이동처리부를 포함하는 연속 주조설비의 세그먼트 장치를 제공한다.

Description

연속 주조설비의 세그먼트 장치{SEGMENT APPARATUS FOR CONTINUOUS CASTING LINE}
연속 주조설비의 세그먼트 장치를 개시한다.
일반적으로, 연속 주조설비는 용융 금속을 연속하여 주형으로 공급하여 일정한 크기의 슬래브(slab)나 빌렛(billet), 블룸(bloom) 등의 주편을 연속 생산하는 설비이다.
연속 주조설비의 주형 하부에는 주편을 가이드하는 복수개의 세그먼트들이 연속해서 배치된다. 세그먼트 내에는 상하로 가이드롤이 설치된다. 가이드롤은 주편의 이동시 회전되면서 주편을 가이드하며, 철정압에 의해 주편이 부푸는 현상을 방지하는 기능을 수행한다. 용융 금속은 주형을 통과하면서 응고 쉘을 형성하고, 하부의 세그먼트에 구비된 가이드롤에 의해 안내되면서 응고되어 주편으로 제조된다.
그런데, 세그먼트에 구비된 가이드롤에 회전 불량이 발생하게 되면, 가이드롤과 주편이 마찰되면서 주편에 마찰에 의한 긁힌 흠이 발생되고, 이로 인해 주편의 품질 불량이 야기된다. 조업 중 가이드롤의 손상으로 회전 불량이 발생되면, 세그먼트 설비 전체를 교체한 후 작업을 진행하게 된다. 이에, 설비 교체에 따른 작업 부하가 증가하며, 조업 중단에 따라 생산성이 저하되는 문제가 발생된다.
세그먼트의 가이드롤 불량 여부를 신속하게 확인하여 바로 조치함으로써, 주편의 품질 저하를 방지할 수 있도록 된 연속 주조설비의 세그먼트 장치를 제공한다.
세그먼트를 교체하지 않고 불량 가이드롤을 조치함으로써, 조업을 계속 수행할 수 있도록 된 연속 주조설비의 세그먼트 장치를 제공한다.
본 구현예의 세그먼트 장치는, 프레임, 프레임의 상부와 하부에 배열 설치되어 주편을 안내하는 복수개의 가이드롤, 상기 가이드롤 각각에 설치되어 주편에 대한 가이드롤의 회전 불량을 검출하는 검출부, 및 상기 가이드롤 각각에 설치되고 상기 검출부의 신호에 따라 구동되어 각 가이드롤을 주편에 대해 선택적으로 이격시키는 이동처리부를 포함할 수 있다.
상기 이동처리부는 가이드롤을 회전가능하게 지지하는 브라켓, 상기 브라켓에 설치되는 이동축, 상기 프레임에 설치되어 상기 이동축을 이동가능하게 지지하는 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되고 이동축에 탄성력을 인가하여 가이드롤을 주편쪽으로 이동시키는 탄성부재, 상기 하우징 내에 설치되고 상기 이동축에 연결되어 이동축을 주편 외측으로 이동되도록 힘을 가하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 이동축 선단에 설치되는 자성체, 상기 하우징 내부에서 이동축 선단의 자성체와 이격 설치되고 상기 자성체에 선택적으로 자력을 가하여 자성체를 끌어당기는 전자석, 상기 검출부의 신호에 따라 상기 전자석에 전원을 인가하기 위한 전원공급부를 포함할 수 있다.
상기 검출부는 상기 가이드롤에 연결되어 가이드롤의 회전 속도를 검출하는 회전속도센서를 포함할 수 있다.
상기 검출부는 상기 가이드롤에 연결되어 가이드롤의 회전축에 걸리는 하중을 검출하는 로드센서를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 구현예에 의하면, 세그먼트의 가이드롤의 상태를 실시간으로 검출하여, 회전 불량시 바로 주편에서 이격시켜 주편과의 마찰을 방지함으로써, 주편의 품질 저하를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 세그먼트에 구비된 가이드롤 불량시 세그먼트를 교체하지 않고 바로 해당 불량 가이드롤을 조치할 수 있어, 세그먼트 교체에 따른 시간과 노력을 줄이고 생산성을 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 연속 주조설비의 세그먼트 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 연속 주조설비의 세그먼트 장치의 이동처리부 구성을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 연속 주조설비의 세그먼트 장치에 의해 가이드롤이 처리되어 주편에서 이격된 상태를 나타낸 개략적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 연속 주조설비의 세그먼트 장치를 개략적으로 도시하고 있고, 도 2는 본 실시예에 따른 연속 주조설비의 세그먼트 장치의 이동처리부 구성을 개략적으로 도시하고 있다.
연속 주조설비는 라인을 따라 주형과 복수의 세그먼트(10)가 배치되어 있다. 턴디쉬에서 배출되는 용탕은 주형에 의해 1차 냉각되고 연속적으로 배치된 복수개의 세그먼트(10)를 거치면서 응고되어 주편(S)으로 제조된다.
세그먼트(10)는 주형에 의해 1차 냉각되어 표면에 응고셀이 형성된 주편(S)을 2차 냉각시켜 내부까지 응고시키는 것으로서, 다수 개가 연속적으로 설치되어 연주 라인을 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 세그먼트(10)는 주편(S)의 상하부로 연장되어 뼈대를 이루며 프레임(12)과, 프레임(12)에 설치되어 주편(S)을 안내하는 복수의 가이드롤(14)을 포함할 수 있다. 프레임(12)은 가이드롤(14)을 지지한다. 가이드롤(14)은 복수개가 프레임(12)의 상부와 하부에 배열 설치되어 주편(S)의 상면과 하면에 접한다. 주편(S)은 프레임(12)에 상하로 배치된 가이드롤(14) 사이를 지나며 응고된다.
세그먼트(10)는 프레임(12)에 대해 필요시 각 가이드롤(14)을 주편(S)에서 선택적으로 이격시키는 구조로 되어 있다.
이를 위해, 본 실시예의 세그먼트(10) 장치는 가이드롤(14) 각각에 설치되어 주편(S)에 대한 가이드롤(14)의 회전 불량을 검출하는 검출부(30), 및 가이드롤(14) 각각에 설치되고 검출부(30)의 신호에 따라 구동되어 각 가이드롤(14)을 주편(S)에 대해 선택적으로 이격시키는 이동처리부(20)를 포함할 수 있다.
주편(S)의 양면에 가이드롤(14)이 각각 배치되며, 각 가이드롤(14)에 대한 선택적 이동 구조는 모두 동일하다. 이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 주편(S)의 상면에 위치한 가이드롤(14)에 대한 선택적 이동 구조를 예로서 설명하며, 주편(S)의 하면에 위치한 구조는 이에 갈음한다.
복수의 가이드롤(14) 각각에 대해 검출부(30)와 이동처리부(20)가 구비되어 각 가이드롤(14)을 개별적으로 구동할 수 있다. 이에, 주편(S) 제조 과정에서 세그먼트(10)에 구비된 복수의 가이드롤(14) 중 회전 불량인 가이드롤(14)만을 선택적으로 주편(S)에서 이격시킴으로써, 불량 가이드롤(14)에 의한 주편(S) 손상을 방지할 수 있게 된다.
이동처리부(20)는 유압으로 신축 구동되는 유압실린더일 수 있다. 유압실린더는 프레임에 구비된 복수의 가이드롤에 각각 구비되어 각 가이드롤을 개별적으로 이동시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 이동처리부(20)는 가이드롤(14)을 회전가능하게 지지하는 브라켓(21), 상기 브라켓(21)에 설치되는 이동축(22), 상기 프레임(12)에 설치되어 상기 이동축(22)을 이동가능하게 지지하는 하우징(13), 상기 하우징(13) 내부에 설치되고 이동축(22)에 탄성력을 인가하여 가이드롤(14)을 주편(S)쪽으로 이동시키는 탄성부재(24), 상기 하우징(13) 내에 설치되고 상기 이동축(22)에 연결되어 이동축(22)을 주편(S) 외측으로 이동되도록 힘을 가하는 구동부를 포함할 수 있다.
이와 같이 프레임(12)에 대해 가이드롤(14)이 이동하여 주편(S)에서 이격될 수 있다.
브라켓(21)은 가이드롤(14)을 회전가능하게 축지지한다. 브라켓(21)과 가이드롤(14)의 회전축 사이에는 베어링블럭(29)이 설치될 수 있다. 이에, 가이드롤(14)은 베어링블럭(29)을 매개로 브라켓(21)에서 자유롭게 회전된다.
이동축(22)은 주편(S) 표면에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 이에 이동축(22)은 축방향을 따라 주편(S) 표면에 수직한 방향으로 이동되어 가이드롤(14)을 주편(S)에서 이격시킨다.
프레임(12)에는 이동축(22)이 결합되는 하우징(13)이 설치된다. 하우징(13)은 이동축(22)의 선단을 지지하며, 내부에는 이동축(22) 선단과의 사이에 탄성부재(24)가 설치된다. 탄성부재(24)는 예를 들어 탄성 스프링일 수 있다. 탄성부재(24)는 탄성 스프링 외에 탄성력을 인가할 수 있는 부재면 모두 적용가능하다. 이동부재의 선단에는 탄성부재(24)와 접하는 플랜지(25)가 형성될 수 있다. 탄성부재(24)는 하우징(13) 외측 즉, 주편(S) 쪽으로 이동축(22)에 탄성력을 가하여 가이드롤(14)을 주편(S)에 접하도록 한다. 플랜지(25)는 하우징(13) 선단에 걸리는 스토퍼 역할을 하여, 이동축(22)의 이동량을 제한한다. 이에, 이동축(22)에 설치된 가이드롤(14)은 세그먼트(10)에 설정된 압력으로 주편(S)에 밀착되어 주편(S)을 안내할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 이동축(22)을 이동시키는 구동부는 자력을 이용한 구조일 수 있다. 이를 위해, 구동부는 이동축(22) 선단에 설치되는 자성체(26), 하우징(13) 내부에서 이동축(22) 선단의 자성체(26)와 이격 설치되고 상기 자성체(26)에 선택적으로 자력을 가하여 자성체(26)를 끌어당기는 전자석(27), 검출부(30)의 신호에 따라 상기 전자석(27)에 전원을 인가하기 위한 전원공급부(28)를 포함할 수 있다. 전자석(27)과 자성체(26)는 서로 설치 위치가 바뀔 수 있다. 즉, 상기한 구조와 달리 하우징(13) 내부에 자성체(26)가 설치되고 이동축(22) 선단에 전자석(27)이 설치될 수 있다.
전자석(27)은 탄성부재(24)의 탄성력보다 충분히 큰 힘의 자력을 가하는 구조일 수 있다. 이에, 전자석(27)으로부터 탄성부재(24)의 탄성력보다 큰 자력이 가해져, 탄성부재(24)를 압축하면서 이동축(22)이 전자석(27)쪽으로 이동할 수 있게 된다.
이에, 전자석(27)에 전원이 공급되면, 전자석(27)의 자력에 의해 자성체(26)가 끌어당겨지면서 이동축(22)이 이동된다. 따라서 이동축(22)에 설치된 가이드롤(14)이 주편(S)에서 이격되어 떨어지게 된다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 세그먼트(10)에 구비된 복수의 가이드롤(14) 중 불량이 발생된 가이드롤(14)만을 주편(S)에서 소정의 거리(G) 만큼 이격시켜 주편(S)과의 접촉을 방지할 수 있게 된다. 다른 정상의 가이드롤은 주편(S)과 계속 접하여 주편(S)을 안내하여, 세그먼트(10) 교체 없이 계속 조업을 수행할 수 있게 된다.
본 실시예의 장치는 각 가이드롤(14)에 연결된 검출부(30)를 통해 가이드롤(14)의 불량 여부를 검출하여 해당 가이드롤(14)을 주편(S)에서 이격시키게 된다.
검출부(30)는 가이드롤(14)에 연결되어 가이드롤(14)의 회전 속도를 검출하는 회전속도센서(32)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 회전속도센서(32)는 가이드롤(14)의 회전축에 설치될 수 있다. 이에, 회전속도센서(32)를 통해 가이드롤(14)의 회전 속도를 정확히 검출할 수 있다.
연속 주조설비에서 주조는 일정한 속도로 이루어지게 된다. 이에, 주편(S)은 각 세그먼트(10)를 일정한 속도로 지나게 된다. 세그먼트(10)에 구비된 가이드롤(14)의 직경에 따라 주조 속도 대비 회전 속도를 계산하여 기준으로 설정할 수 있다.
가이드롤(14)의 기준 회전 속도가 설정됨으로써, 검출부(30)는 설정된 가이드롤(14)의 기준 회전 속도 대비 조업 중의 가이드롤(14)의 실제 회전 속도를 비교연산함으로써, 해당 가이드롤(14)의 회전 불량 여부를 확인할 수 있다.
예를 들어, 가이드롤(14)이 회전 불량인 경우 가이드롤(14)이 회전이 제대로 이루어지지 않으면서 기 설정된 기준 회전 속도보다 실제 회전 속도가 작아지게 된다. 회전 불능시에는 실제 회전 속도는 제로에 가까워지게 된다.
이와 같이, 검출부(30)는 회전속도센서(32)를 통해 가이드롤(14)의 회전속도를 기준 회전 속도와 비교 연산하여 각 가이드롤(14)의 회전 불량 여부를 보다 확실하게 검출할 수 있게 된다. 검출부(30)는 검출된 값에 따라 해당 가이드롤(14)의 구동부에 제어신호를 인가하여 해당 가이드롤(14)을 주편(S)에서 이격시켜 처리함으로써, 불량 가이드롤(14)을 신속하게 조치할 수 있게 된다. 검출부(30)는 가이드롤(14)의 불량 판정을 위한 회전속도 판정 범위를 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 검출부(30)는 실제 회전 속도가 기준 회전속도에 대해 10%를 벗어난 경우 불량으로 판정하여 구동부에 제어신호를 인가할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 검출부(30)는 가이드롤(14)에 연결되어 가이드롤(14)의 회전축에 걸리는 하중을 검출하는 로드센서(34)를 더 포함할 수 있다.
본 실시에에서, 로드센서(34)는 가이드롤(14)을 축지지하는 브라켓(21)의 베어링블럭(29)에 설치될 수 있다. 이에, 로드센서(34)는 가이드롤(14)을 통해 베어링블럭(29)에 가해지는 하중을 검출하여, 가이드롤(14)의 하중 변화를 정확히 확인할 수 있게 된다.
가이드롤(14)이 회전 불량인 경우, 제대로 회전되지 않은 가이드롤(14) 표면과 주편(S) 사이에는, 가이드롤(14)과의 마찰에 의해 주편(S) 표면이 깍여지면서 발생된 칩(chip)과 스케일(scale) 등이 누적된다.
이로 인해, 가이드롤(14)에는 주편(S)의 기본 철정압보다 더 큰 힘이 가이드롤(14)에 가해져 가이드롤(14)의 외측으로 밀어내는 힘으로 작용한다. 가이드롤(14)은 베어링블럭(29)에 축결합된 상태로 가이드롤(14)에 걸린 힘은 베어링블럭(29)에 전달되고 베어링블럭(29)에 설치되어 있는 로드센서(34)에 검출된다.
세그먼트(10)의 가이드롤(14)은 주편(S)에 일정한 압력으로 밀착된 상태로 정상 조업시 가이드롤(14)에 걸린 하중을 기준 하중으로 설정할 수 있다.
가이드롤(14)의 기준 하중이 설정됨으로써, 검출부(30)는 설정된 가이드롤(14)의 기준 하중 대비 조업 중의 가이드롤(14)의 실제 하중을 비교연산함으로써, 해당 가이드롤(14)의 회전 불량과 그에 따른 주편(S)의 손상 여부를 확인할 수 있다.
예를 들어, 가이드롤(14)이 회전 불량으로 가이드롤(14)과 주편(S) 사이에 침과 스케일이 누적되어 주편(S)에 손상을 가하고 있는 경우 가이드롤(14)에 걸리는 실제 하중이 기준 하중보다 커지게 된다.
이와 같이, 검출부(30)는 로드센서(34)를 통해 가이드롤(14)의 실제 하중을 기준 하중과 비교 연산하여 각 가이드롤(14)의 회전 불량 여부와 이에 따른 주편(S)의 손상 여부를 보다 확실하게 검출할 수 있게 된다. 검출부(30)는 검출된 값에 따라 해당 가이드롤(14)의 구동부에 제어신호를 인가하여 해당 가이드롤(14)을 주편(S)에서 이격시켜 처리함으로써, 불량 가이드롤(14)을 신속하게 조치할 수 있게 된다.
검출부(30)는 가이드롤(14)의 불량 판정을 위한 하중 판정 범위를 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 검출부(30)는 실제 하중이 기준 하중에 대해 10%를 벗어난 경우 불량으로 판정하여 구동부에 제어신호를 인가할 수 있다.
이와 같이, 검출부(30)를 통해 각 가이드롤(14)의 불량 여부를 검출하고 신속하게 해당 가이드롤(14)을 주편(S)에서 이격시키는 조치를 취함으로써, 주편(S)의 표면 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 : 세그먼트 12 : 프레임
14 : 가이드롤 20 : 이동처리부
21 : 브라켓 22 : 이동축
23 : 하우징 24 : 탄성부재
25 : 플랜지 26 : 자성체
27 : 전자석 28 : 전원공급부
29 : 베어링블럭 30 : 검출부
32 : 회전속도센서 34 : 로드센서

Claims (5)

  1. 프레임,
    상기 프레임의 상부와 하부에 배열 설치되어 주편을 안내하는 복수개의 가이드롤,
    상기 가이드롤 각각에 설치되어 주편에 대한 가이드롤의 회전 불량을 검출하는 검출부, 및
    상기 가이드롤 각각에 설치되고 상기 검출부의 신호에 따라 구동되어 각 가이드롤을 주편에 대해 선택적으로 이격시키는 이동처리부
    를 포함하는 연속 주조설비의 세그먼트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동처리부는 가이드롤을 회전가능하게 지지하는 브라켓, 상기 브라켓에 설치되는 이동축, 상기 프레임에 설치되어 상기 이동축을 이동가능하게 지지하는 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되고 이동축에 탄성력을 인가하여 가이드롤을 주편쪽으로 이동시키는 탄성부재, 및 상기 하우징 내에 설치되고 상기 이동축에 연결되어 이동축을 주편 외측으로 이동되도록 힘을 가하는 구동부를 포함하는 연속 주조설비의 세그먼트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 이동축 선단에 설치되는 자성체, 상기 하우징 내부에서 이동축 선단의 자성체와 이격 설치되고 상기 자성체에 선택적으로 자력을 가하여 자성체를 끌어당기는 전자석, 및 상기 검출부의 신호에 따라 상기 전자석에 전원을 인가하기 위한 전원공급부를 포함하는 연속 주조설비의 세그먼트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 가이드롤에 연결되어 가이드롤의 회전 속도를 검출하는 회전속도센서를 포함하는 연속 주조설비의 세그먼트 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 가이드롤에 연결되어 가이드롤의 회전축에 걸리는 하중을 검출하는 로드센서를 더 포함하는 연속 주조설비의 세그먼트 장치.
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