KR900006158Y1 - 금속스트립 (Metal Strip) 제조용 롤 (Roll) 냉각장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속스트립(Metal Strip) 제조용 롤(Roll) 냉각장치

제 1 도는 본 고안의 금속스트립 연속주조장치를 개략적으로 나타낸 일부 사시도.

제 2 도는 본 고안에 의한 금속스트립 연속주조장치에서 일부를 절개하여 나타낸 측면도.

제 3 도는 제 2 도의 A-A선에 대한 일부확대 단면도.

제 4 도는 본 고안의 냉각롤부에서 측판을 나타낸 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉각롤 2, 3 : 측판

4 : 플랜지 5 : 배수관

6, 7 : 만곡형돌출부 8 : 관축

9 : 주입관 10 : 드럼

A : 냉각롤부 B : 드럼부

본 고안은 용융상태의 금속을 급속냉각시켜 결정금속이나 비정질 금속스트립을 연속주조하는 장치에 관련된 것으로, 보다 상세히는 상기 연속주조장치에서 롤을 효과적으로 냉각시키기 위한 금속스트립(Metal Strip)제조용 롤(Roll) 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 용융금속으로부터 금속스트립을 얻는 방법으로는 3가지 방법이 있다.

첫째로, 용응금속-주괴(Ingot)-슬라브(Slab) -판제, 둘째로, 용융금속-슬라브-판제, 세째로, 용융금속-판제

상기 세번째방법은 압연공정을 생략하여 금속스트립 제조에 많은 시간을 단축시킬 수 있고 이에다른 제조원가를 낮출수 있는 등의 여러가지 장점을 갖고 있어 박판의 금속스트립 제조에 많이 활용되고 있다.

상기 장치는 용융금속을 회전하는 롤표면에 직접 접촉시켜 순간적으로 응고시키므로 를 표면온도가 급격히 상승하게 된다.

그러므로, 금속스트립 제조용 롤과 기존압연롤과의 요구특성은 표 1과 같다.

이러한 장치로 비정질스트립을 제조할때 균일한 온도분포를 유지할 수 있는 냉각롤이 필수적으로 요구된다. 상기 비정질스트립을 얻기위해서는 용융금속을 순간적으로 급속냉각시키면 결정조직이 균일하고 미세해지거나 비정질상태로 되어 고강도, 고인성, 고내식성등 공업적으로 우수한 특성을 갖춘 기능재료를 얻을 수 있게된다.

그러나, 이러한 특성을 갖는 스트링을 제조하려면 10⁴-10⁶℃/sec의 냉각속도가 될요하게 되며, 금속을 이정도의 냉각속도를 얻기가 매우 어렵다.

그렇지만 용융금속을 슬릿(Slit) 형태의 노즐(Nozzle)을 통해 냉각롤 표면에 30-40㎛정도로 얇게 분사시켜초당 20-40m로 박판의 금속스트립을 제조하면 그 정도의 냉각속도를 얻을 수 있다.

이때 냉각롤은 많은 일을 받게되어 기제적 변형이 일어나게 되므로 냉각롤을 냉각시켜야만 균일한 스트립을 연속적으로 주조할 수 있게된다.

그런데, 일반적인 롤은 직경보다 폭이 길어 냉각이 용이하지만, 비정질 스트립을 제조하기 위해서는 롤직경이 폭보다 길어지므로 냉각하기가 훨씬 어려워지는 것이었다.

그래서, 이를 해결하기 위해서 냉각롤 장치에 히트파이프(Heat Pipe) (일본국 공개특허공보 소 52-36544호 참조)를 설치한 경우와 냉각유제를 롤 내부에 넣고 밀폐시켜 를 표면에서 기화한 기체를 냉각수가 흐르는 회전축에서 접촉되어 액화시키는 방법(일본국 특허공보 소 61-7142)과 롤 내부에 물을 분무시켜 롤 표면을 냉각시키는 방법이 있었으나, 상기 분무방법은 롤내부에 스팀층(Steam Layer)이 형성됨으로 인해 냉각수와 롤표면이 차단되어 냉각효과가 떨어지므로 롤 표면에 온도가 상승되어 변형이 발생된다.

이렇게되면 냉각속도도 떨어져 비정질금속을 얻을 수 없게되고, 주조되는 스트립의 두께도 불균일해진다.

그래서, 냉각수를 롤내부에 통과시켜 냉각하는 방법(US. PAT. 제4307771호 참조)이 개발되었다.

그러나, 이 방법은 롤 표면의 변형방지에는 큰 효과가 있으나, 냉각롤이 다소 떨어져 많은 냉각수를 필요로하며 냉각수 주입과 배수가 다른 방향에서 이루어지므로 장치가 복잡해지고, 냉각수주입을 양호하게 하기 의해서 압력을 가해야하는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와같은, 종래의 제반문제점들을 해소하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 냉각룰내부의 드럼에서 냉각수가 혼합 및 정제되지 않고 한방향으로 흘러 냉각롤을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한 금속스트립제조용 롤 냉각장치를 제공하는데 있다.

이하에서 본 고안을 첨부도면에 따라 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 고안의 금속스트립제조용 를 냉각장치는 제1도 내지 제4도에 도시된 바와같이 냉각롤부(A)와 드럼부(B)로 구성된다.

상기 냉각롤부(A)는 무산소동(Oxygenfee Copper) 또는 베릴륨동(Beryollium Copper)과 같은 재료로 된 원통형의 냉각롤(1), 이 냉각롤(1)의 양측에 부착되는 측판(2,3) 및 이 측판(2,3)의 중앙에 고정된 배수관(5)과 관축(8)에 의해 회전가능케 지지된 구성으로 된다.

상기 측관(2,3)은 내부에 펌프(Pump)의 임펠러(Impeler) 역활을 하는 복수의 만곡형 돌출부(6,7)가 형성되어 제4도에 도시된 바와같이 화살표방향으로 회전될대 상기 만곡형 돌출부(6)는 냉각수가 배수관(5)의 중심을 향하여 끌어당기고 상기 만곡형 돌출부(7)는 원통형의 냉각롤(1) 내면을 향하여 밀어내게 되어있다.

또, 상기 측판(2, 3)의 외부측에는 풀랜지(4)가 형성되어 배수관(5)과 관측(8)을 견고하게 고정부착토록 되어있다.

상기 드럼부(B)는 냉각수가 주입되는 주입관(9)과 이 주입관(9)의 단부에 용기와 같은 원통형의 드럼(10)으로 구성된다.

또, 드럼부(B)의 주입관(9)과 드럼(10) 외부를 통해 냉각수가 주입되고 냉각롤부(A)의 냉각롤(1) 내부와 배수관(5)을 통해 배출되게 되어있다.

여기서, 원통형롤(1)의 두께는 10-20㎜정도가 적당하며 롤(1)내면과 드럼(10)간의 간격은 롤(1)의 직경이 400㎜인 경우 10-20㎜정도면 바람직하다.

그리고, 냉각수량은 5-10ℓ/sec범위에서 제조되는 합금의 종류에 따라서 수량을 조절하면 되는 것이다. 이설명부호 11은 구동모우터이며, 12는 관축(8)에 축설된 풀리이고, 12'는 상기 모우터(11)에 연결된 풀리이며, 13은 V밸트이다.

이와같이 구성된 본 고안은 제2도 및 제3도에 도시된 바와같이 주입관(9)과 일체로 된 드럼(10)이 고정되고 그 외부로 원통형의 냉각롤(1)의 배수관(5)과 관축(8)에 의해 지지되어 회전되게 설치되어 있다.

이와같이 설치된 본 고안의 장치는 모터(11)가 구동됨에 의해 풀리(12), V벨트(13) 및 관축(8)의 풀리(12)를 통해 냉각롤(1) 및 축간(2, 3)이 회전된다.

이때, 주입관(9)으로 주입된 냉각수가 측판(3)에 도달되면 측판(3)의 만곡형 돌출부(7)에 의해 냉각롤(1)의 원주방향으로 밀리고 냉각롤(1)을 냉각시킨 냉각수가 다른 측판(2)에 도달되면, 만곡형 돌출부(6)에 의해 배수관(5) 중심으로 모이게 되어 배수관(5)을 통해 배출된다.

상기 냉각롤(1) 내부에 설치된 드럼(10)은 냉각수가 냉각롤(1) 내부에서 정제되거나 새로 인입되는 냉각수와 혼합되지 않고 한쪽방향으로 흐르게 냉각롤(1)을 효과적으로 냉각시키게 된다.

상기에서 상술한 바와같이 본 고안은 냉각롤(1), 측판(2,3) 배수관(5) 및 관측(8)으로 된 냉각롤수(A)와, 주입관(9)과 이 주입관(9)의 단부에 드럼(10)이 일체로 된 드럼부(B)로 되어 있는 롤냉각장치를 마련하므로서 냉각수가 냉각롤(1) 내부에서 정제 및 혼합되지 않고 한쪽방향으로 흘러 냉각롤(1) 표면을 효과적으로 냉각시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 원통형의 냉각롤(1), 이 냉각롤(1)의 양측에 복수개의 만곡형돌출부(6, 7)가 돌출된 측판(2, 3), 이 측판(2, 3)에 고정부착된 배수관(5) 및 관축(8)으로 구성된 냉각롤부(A)와, 주입관(9), 이 주입관(9)에 일체로 연결된 드럼(10)으로 되어 있는 드럼부(B)로 되고, 상기 드럼(10)의 외부로 냉각롤부(A)가 소정거리 이격된 상태로 회전가능하게 설치됨을 특징으로 하는 금속스트립(Metal Strip) 제조용 롤(Roll) 냉각장치.