KR970003117B1

KR970003117B1 - 주편스트랜드의 연속단압장치

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Publication number: KR970003117B1
Application number: KR1019920702654A
Authority: KR
Inventors: 히사가쯔 미조타; 신지 고지마; 도시따네 마쓰가와; 도시오 후지무라; 고우이찌 구시다; 요시오 요시모또; 노리아끼 이노우에
Original assignee: 기와사끼 세이데쓰 가부시끼가이샤; 도사끼 시노부
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1997-03-14
Also published as: DE69219831D1; CA2081334C; DE69219831T2; CA2081334A1; AU1338092A; US5282374A; EP0528051B1; AU643127B2; EP0528051A1; WO1992014567A1; EP0528051A4

Abstract

내용없음

Description

주편스트랜드의 연속단압장치

제1도는 본발명의 단압장치의 구성설명도.

제2도는 본발명의 단압장치의 정면도..

제3도는 본발명의 장치의 작동요령 설명도.

제4도는 본발명의 장치의 작동요령 설명도.

제5도는 본발명의 장치의 작동요령 설명도.

제6도는 본발명의 장치의 작동요령 설명도.

제7도는 본발명의 장치의 작동요령 설명도.

제8도는 본발명에 따른 장치의 크랭크축의 회전각의 앤빌의 위치 사이의 관계를 나타내는 설명도.

제9도는 본발명에 따른 장치의 크랭크축의 회전각과 앤빌의 위치 사이의 관계를 나타내는 설명도.

제10도는 단압가공을 개시하는 시점에서 정상상태에 이를때까지의 상황을 나타낸 설명도.

제11도는 본발명에 따른 단압장치의 다른 예를 나타낸 도면.

제12도는 위치결정실린더의 단면을 나타낸 도면.

제13도는 제11도에 나타난 장치의 작동요령의 설명도.

제14도는 제11도에 나타난 장치의 작동요령의 설명도.

제15도는 제11도에 나타난 장치의 작동요령의 설명도.

제16도는 제1l도에 나타난 장치의 작동요령의 설명도.

제17도는 제11도에 나타난 장치의 작동요령의 설명도.

제18도는 본발명에 따른 장치의 또다른 예를 나타낸 도면.

제19도는 제18도에 나타난 장치의 측면도.

제20도는 본발명에 따른 장치의 크랭크측의 회전각과 부하토오크의 관계를 나타낸 그래프.

제21도는 감속기의 구조모식도.

제22도는 본발명에 따른 단압장치의 또다른 예를 나타낸 도면.

제23도는 제22도에 나타난 장치의 측면도.

제24도는 단압가공상황의 설명도.

제25도는 단압가공상황의 설명도.

제26도는 단압가공상황의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b : 앤빌 2 : 주프레임

2a : 가이드 3 : 보조프레임

4 : 크랭크축 5a,5b : 링크

6,7 : 위치결정실린더 6a, 7a : 헤드측유실

6b, 7b : 으로드측 유실 8, 8a∼8d : 작동유 유통경로

9 : 제1바이패스경로 10, 11 : 파이롯트체크밸브

12 : 밸런스실린더 13, 14 : 변위계

15, 16 : 유량제어밸브 17,18 : 릴리이프밸브

19, 20 : 압력검지기 21∼24 : 파이롯트체크밸브

25, 26 : 복귀회로 27 : 제2바이패스경로

28, 29 : 파이롯트체크밸브 30 : 제동장치

31 : 감속기 32 : 구동원

C : 전환밸브 D : 배출구

P : 압력포트 S : 주편스트랜드

T : 탱크포트

본발명은 연속주조에서 얻어진 주편스트랜드(cast strand)를 그 빼냄과정에서 응고완료영역에 단압가공을 하는 경우에 사용하기 좋은 연속단압장치에 관한 것이다.

연속주조에서의 주편스트랜드의 빼냄과정에서, 이 주편스트랜드의 응고완료영역에 단압가공을 하는 장치로서는 예를들면 일본국 특개평 2-70363호 공보에 개시된 구조의 것이 알려져 있다.

이러한 장치에 따르면, 중심편석이나 다공성 수축공의 경감을 도모할수 있고 재품의 내부품질을 유리하게 개선할 수 있다.

그러나, 장치자체에 관해서는 하기하는 바와 같은 문제가 있어 아직 개량의 여지가 남아 있는 것이 현상황이다.

(1)2차 냉각내에서의 냉각의 균일이나 상이한 강종류의 이음매 또는, 핀치로울의 설치영역에서의 교정불량 등에 의해, 주편스트랜드에 휨현상이 발생하여 반송라인으로부터 어긋나기 때문에 단압가공시 앤빌(anvil)에 의해 주편스트랜드의 안팎에서 균일한 압하(壓下)량으로 가공할 수 없는 경우가 있다.

(2)단압가공시의 압하력이 주편스트랜드의 가공력으로서만이 아니라, 설비에 대한 외력으로서 작용하기 때문에 장치가 파손될 염려가 있고 그 수명도 현저히 짧다.

(3)단압가공시에 과부하방지나 앤빌상호간의 간격을 조정하기 위한 유압식실린더를 배치한 경우에 있어서, 예를들면, 단압가공전의 실린더 내의 압력과 단압가공중의 실린더내의 압력과의 차가 200㎏/㎠으로 되는 경우에는 작동유의 압축에 따라 약 1%정도의 체적변화가 일어나고, 앤빌의 상호간이 가장 근접한 상태에서 상호간에 떨어지는 단계에 들어가고, 작동유의 압축분만큼 압하력이 잔존하기 때문에 이것이 크랭크축을 역회전시키는 회전력(이하,간단히 "음(-)의 토오크" 라 표기함)으로 되며, 이 축에 연결된 감속기에서는 기어의 틈사이(백래쉬)에서 톱니면이 상호충돌하여 이상음(타격음)이나 진동이 발생하고, 장치자체의 수명에 악영향을 주어 안정적인 가동도 실현할 수 없는 불이익이 있었다.

상기(1),(2)에 대해서는, 예를 들면 일본국 특개소 60-82222호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 유압서보밸브나 유압제거기구를 적용하여 위치제어를 할 수도 있으나, 이 방식은 비용이 많이 들기 때문에 설비비의 상승이 불가피하고, 또한, 장치를 제어하기 위한 작동유는 높은 청정성이 요구되고, 유지하는데 주의를 요하여 일반적인 유압계통과는 분리된 구조를 갖출 필요가 있고, 실제조업에는 적용하기 어렵다.

또한, (3)에 대한 해결책은 현재까지는 없다.

본발명의 목적은 연속주조에서 얻어딩 주편스트랜드를 그 빼냄과정에서 단압가공하는 경우에, 이 주편스트랜드에 굽힘이나 들뜬현상이 있어도 앤빌을 항시 스트랜드에 부속시켜 그 양면으로 부터 균등한 압하량으로 하여 가공할 수 있고, 더구나, 단압가공시에 발생하는 설비의 이상음이나 진동을 극히 경감시킬 수 있는 단압가공장치를 제안하는데 있다.

본발명은 연속주조용 주형으로부터 빼내는 주편스트랜드를 양측에서 끼워, 그 상호접근, 멀어짐의 왕복운동을 반복하여 빼냄이동중의 주편스트랜드의 최종응고영역에 연속적인 단압가공을 하는 한쌍의 앤빌을 갖춘 장치에 있어서, 이 앤빌의 한쪽을 주프레임에 고정유지하고, 다른 한쪽의 앤빌을 주프레임의 가이드에 따라 이동가능한 보조프레임에 고정유지하여, 주프레임 및 보조프레임을 각 앤빌의 상호접근, 멀어짐의 왕복운동을 인도하는 크랭크축에 링크를 통해서 각각 연결하고, 상기 주프레임과 보조프레임에 앤빌상호간의 간격을 조정하는 위치결정실린더를 배치하고, 각 위치결정실린더의 각각의 로드측유실과 헤드측유실을 전환밸브가 갖춰있는 작동유 유통경로에 접속하고, 위치결정실린더의 각 헤드측유실에 연결되는 작동유 유통경로를 제1의 바이패스경로를 통하여 접속하여 되는 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치이다.

또한, 본발명에서는 상기 구성으로 되는 단압장치에 있어서, 제1의 바이패스경로내에 서로 반대로 향하는 파이롯트체크밸브를 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 위치결정실린더는 로드의 자중에 의해 이 로드가 이동하는 것을 방지하기 위해 밸런스실린더를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 주편스트랜드를 소정의 압하량으로 압하할 수 있도록 위치 결정실린더에 이 실린더의 로드의 변위량을 계측하는 변위계를 배치하는 것이 바람직하다.

위치결정실린더의 작동유 유통경로에는 유량제어밸브, 릴리이프밸브를 설치하는 것이 좋고, 또는, 위치결정실린더의 헤드측유실로 통하는 작동유 유통경로와 로드측유실로 통하는 작동유 유통경로의 사이에 파이롯트체크밸브를 갖는 실린더회로를 갖춘 것이 좋다.

본발명는 상기 구성으로 되는 단압장치에 있어서, 다시 각 위치결정실린더의 로드측유실로 통하는 작동유 유통경로를 제2의 바이패스경로를 통해 상호근접한 구성으로도 할 수있고, 이 경우 제2의 바이패스경로내에는 서로 역방향으로된 파이롯트체크밸브를 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 구성으로 되는 장치에 앤빌의 상호접근, 멀어짐의 왕복운동에 제동을 가하는 제동수단을 설치하거나, 또는 주편스트랜드의 단압가공 개시시기가 다른 적어도 2조의 앤빌을 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 제1도에는 본발명에 따른 단압가공장치의 구성을 나타내고 있는데, 도면중의 번호 1a, 1b는 주편스트랜드(S)를 두께방향에서 양측(이 예에서는 상하)으로 부터 끼운 앤빌, 2는 앤빌(1b)을 고정유지하는 주프레임, 3은 다른쪽의 앤빌(1a)를 고정유지하는 주프레임(2)의 가이드(2a)에 따라 이동가능한 보조프레임, 4는 크랭크축, 5a, 5b는 링크로써, 이 링크(5a),(5b)의 각각의 한끝은 주프레임(2) 및 보조프레임(3)에 요동가능하게 연결되고, 각각의 다른끝은 크랭크축(4)에 연결된다.

6, 7은 헤드측유실(6a),(7a), 로드측유실(6b),(7b)를 갖고, 엔빌(1a),(1b)의 상호간의 간격을 조정하기 위한 위치결정실린더로써, 이 실린더(6),(7)은 주프레임(2), 보조프레임(3)의 각각에 고정유지된다.

8a∼8d는 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a), 로드측유실(6b),(7b)를 접속하는 작동유 유통경로로써, 이 작동유 유통경로(8a),(8b)조 및 (8c),(8d)조에는 각각 탱크포트(T)와 압력포트(P)의 전환을 가능하게한 전환밸브(C)가 배치된다.

또한, 9는 각 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a)를 접속하는 작동유의 바이패스경로(이하, 제1바이패스경로라 함), 10, 11은 제1바이패스경로(9)내의 파이롯트체크밸브이며, 이 체크밸브(10),(11)에는 작동유의 공급을 가능하게한 파이롯트유압회로의 압력포트(P1)이 접속된다.

12는 위치결정실린더(7)의 로드가 자체중량에 의해 자연낙하하는 것을 방지하고, 또한, 실린더와의 흔들림을 방지하는 역할을 하는 밸런스실린더이며, 이 밸런스실린더(12)는 앤빌 및 로드의 중량에 대응하는 끌어올리는 힘을 갖고 있다.

13. 14는 위치결정실린더(6),(7)의 로드의 변위량을 계측하는 변위계, 15, 16은 유량제어밸브(예를들면, 비례전자식 등이 적용된다.)로써, 이 유량제어밸브(15),(16)에 따라 앤빌(1a),(1b)의 상호간격의 조정이나 개개의 앤빌의 위치조정을 한다.

이 유량제어밸브(15),(16)으로는 위치조정시의 앤빌의 이동속도도 개별적으로 제어할 수 있도록 되어 있다.

17, 18은 릴리이프밸브이며, 이 릴리이프밸브(17),(18)은 온도가 저하한 주편스트랜드(S)를 단압가공한 경우 등, 앤빌에 과부하가 작용하여 실린더의 내부가 소정의 압력을 넘는 경우에 작동유를 계외로 배출하는 역할을 갖고 있다.

또한, 19, 20은 작동유 유통경로(8)에 배치되는 압력검지기로써, 이 압력검지기(19),(20)에 의해 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a)의 압력의 이상을 검지한다.

구동원을 갖춘 크랭크축(4)를 회전시키면, 여기에 링크(5a)(5b)를 통해 연결되는 주프레임(2) 보조프레임(3)은 각각 상하로 이동한다.

앤빌(1a),(1b)는 주프레임(2), 보조프레임(3)에 각각 고정유지되고 있으므로, 프레임의 이동에 따라 상호접근, 멀어짐의 왕복운동을 반복하여 주편스트랜드(S)의 단압가동을 한다.

제2도에는 상기 구성으로 되는 단압가공장치의 정면을 나타낸다.

이 발명에서는 위치결정실린더(6),(7)의 해드측유실(6a),(7a)에 연결되는 작동유 유통경로(8b),(8c)를 서로 파이롯트체크밸브(10),(11)을 설치한 제1바이패스경로(9)로 접속하고, 주편스트랜드(S)를 압하할 때, 파이롯트체크밸브(10),(11)을 조작하여 헤드측유실(6a),(7a)를 도통(導通)한다.

이렇게하여, 주편스트랜드(S)가 들떠 위치변동이 일어나고, 스트랜드의 표면으로 부터 앤빌에 이르기까지의 거리가 그 양쪽에서 다른 경우에도 위치결정실린더(6),(7)의 내압은 항시 동일하게 되고, 앤빌의 위치가 자동적으로 보정되기 때문에 스트랜드(S)를 상하로 부터 균등하게 압하할 수 있다.

주편스트랜드(S)의 단압가공을 하는 앤빌(1a),(1b)를 위치경정실린더(6),(7)을 통해 프레임(2),(3)에 고정유지한 구조에 있어서는 단압시와 비단압시에 위치결정실린더(6),(7)의 내압변화에 대응하여 작동유의 압축되는 정도가 변동하고, 여기에 따라 앤빌의 상호접근, 멀어짐의 단압주기마다 위치결정실린더(6),(7)의 로드의 위치가 미소(2∼3㎜정도)하기는 하나 변동, 진폭하게 된다.

그 때문에, 앤빌의 미소진폭이 요동의 신호가 되고 단압가공시에 그 위치를 정확하게 유지할 수 없는 염려가 있다.

이 때문에, 본발명에서는 변위계(13),(14)의 검출값에 기초하여 소정의 압하량으로 되도록 적절히 조정한다.

제3도는 상하의 앤빌(1a),(1b)의 간격을 좁히고 압하량을 크게 하는 경우의 위치결정에서의 작동유의 유통상황을 나타낸 것이다.

이러한 조작을 하는 경우에는 우선 제1바이패스경로(9)의 각 파이롯트체크밸브(10),(11)은 닫힌 상태로 놓고, 전환벨브(C)를 #3으로 전환하여 소정의 압하량이 얻어지도록 위치결정실린더(6),(7)의 각 헤드측유실(6a),(7a)내에 작동유를 보낸다.

제4도는 상하의 앤빌(1a),(1b)의 간격을 넓혀 압하량을 적게하는 경우의 위치결정에서의 작동유의 유통상황을 나타내는 것으로, 이러한 조작을 하는 경우에는 전환회로(C)를 #4로 전환하여 앤빌의 조가 소정의 열림도로 되도록 위치결정실린더(6),(7)의 각 로드측유실(6b),(7b)내에 작동유를 보낸다.

이 경우도 파이롯트체크밸브(10),(11)은 닫힌 상태로 해놓는다.

단압가공시에 위치결정실린더(6),(7)로 부터 작동유가 누출하여 압하량이 설정치를 벗어난 경우에서의 미세조정은 상하의 앤빌(1a),(1b)의 작동유의 유통경로(8b),(8c)가 제1바이패스경로(9)에 의해 도통되어 있기 때문에 개별조작을 하지 않아도 단번에 양자에 소정량의 작동유를 보충할 수 있고, 이 경우에는 전환밸브(C)의 전환회수를 줄일수 있는 잇점이 있다.

제5도는 앤빌(1a),(1b)의 간격을 좁게 하는 방향으로 미세조정하는 경우의 작동유의 유통상황을 나타내는 것으로, 이 경우에는 제1바이패스경로(9)의 파이롯트체크밸브(10),(11)을 제어하여, 위치결정실린더(6),(7)의 각 해드측유실(6a),(7a)를 도통시킨다.

제6도는 앤빌(1a),(1b)의 간격을 크게 하는 방향에서 미세조정하는 경우의 작동유의 유통상황을 나타낸 것으로, 이 경우에는 전환밸브(C)를 #4로 전환하여 제5도와 같은 조작을 한다.

제7도는 앤빌(1a),(1b)를 단압상태로 유지한 상황을 나타낸 것으로, 이 경우 전환밸브(C)에서 위치결정실린더(6),(7)의 각 유실(6a),(7a)(6b),(7b)에 통하는 유통경로(8a)∼(8d)는 작동유가 누출되지 않도록 하는 잠김장치로써, 실린더내의 유입압을 일정하게 유지하도록 하여 제1바이패스경로(9)의 파이롯트체크밸브(10),(11)은 도통상태로 하여 놓는다.

단압가공을 계속하여 행하는 경우에 있어서는 작동유의 압축성에 의한 체적감소분 및 누출분은 변위계(13),(14)로 계측하고, 전환밸브(C)를 제어하여 제5도에 나타난 바와같은 유압회로로 하여, 헤드측에 오일을 공급하므로써 헤드측유실(6a),(7a)내의 유량을 일정하게 유지하도록 한다.

주편스트랜드(S)의 압하량은 앤빌(1a),(1b)가 상호 가장 근접한 시점에서 정해지므로, 이 상태에서 앤빌의 위치설정을 하는 것이 바람직하다.

또한, 주프레임(2)의 가이드(2a)의 신장 등의 기계적인 신장에 대해서는 오차요인으로 되고, 그 양은 압하력에 따라 결정되므로, 변위계(13),(14)로 계측되는 값으로 부터 그 신장분을 공제하여 압하량을 적절히 보정하는 것이 바람직하다.

주편스트랜드(S)의 단압가공중에 앤빌(1a),(1b)의 간격 즉, 주편스트랜드의 압하량을 조정하기 위해 작동유를 유통경로(8a)∼(8d)로 출입하는데 있어서는 작동유의 압축량 등을 고려하여 비단압시에 하는 것이 바람직하다.

제8도에 앤빌(1a)가 주편스트랜드(S)에 접촉하여 단압가공을 개시하는 상태를 또한, 제9도에 앤빌(1a)에 의한 단압가공을 마친 주편스트랜드(S)로 부터 멀어지는 상태를 나타낸다.

작동유의 출입타이밍은 제9도에 나타난 바와같은 단압장치에서의 크랭크축(4)의 회전각을 θ로한 경우, β<θ<360°+α의 범위로 하는것이 좋다.

또한, 상기 제9도 중에서 치수 b는 앤빌(1a)와 앤빌(1b)가 가장 근접한 상태에서의 위치결정실린더의 작동유의 높이이며, X는 그 때의 작동유의 압축량상당의 높이로써, 작동유 X 상당분 팽창한 시점에서 앤빌(1a),(1b)는 주편스트랜드로 부터 멀어지기 시작하고, 이 때의 크랭크축(4)의 회전각도가 β로 된다.

단압가공시에는 제10도에 나타난 바와 같은 요령에 따라 앤빌의 설정 간격을 조정한다.

상기 제10도는 상하동일하므로 상측의 앤빌(1a)만에 대해 나타낸다.

우선, 제1회째의 가공은 앤빌의 대기위치로 부터, 제3도에 나타낸 상태로 A+B 상당분의 변우량으로 되도록 작동유를 위치결정실린더에 보내고, 제7도에 나타낸 바와 같은 상태로 하여 단압가공한다.

이 때의 앤빌(1a)의 압하량은 B에 상당한다.

이어서, 제2회째는 제1회째의 압하를 마친 앤빌의 서로가 멀어지는 과정에서, 상기 합하량에 더하여 C상당분의 압하량이 얻어지도록 제4도에 나타난 바와 같은 상태로 하여 작동유를 공급하고, 다시 제3회째는 마찬가지로 D상당분의 압하량이 얻어지도록 작동유를 위치결정실린더에 공급하고, 각각 제7도에 나타낸 상태로 단압가공을 한다.

이렇게하여, 제4회째 이후의 정상상태에서의 단압가공에서는 B+C+D 상당분의 압하량이 얻어지도록 하여 연속적으로 단압가공을 한다.

제10도에서의 1a는 정상상태에서의 단압가공에서 앤빌상호간의 최대멀어짐상태를 나타낸 것이다.

압하량을 변경하는 경우에서의 앤빌의 이동속도는 유량제어밸브(15),(16)으로 제어한다.

본발명은 상술한 바와 같이, 위치결정실린더(6),(7)의 각 헤드측유실(6a),(7a)를 도통하도록 하여 단압가공에 있어서, 주편스트랜드(S)를 그 두께방향으로 균등하게 압하할 수 있도록한 것이지만, 특히, 위치결정실린더는 단압력을 직접 받기 때문에 구경이 큰 실린더가 필요하게 되고, 따라서 위치결정실린더의 소형화를 도모할 필요가 있다.

위치결정실린더의 소형화에는 유압의 최대사용압력을 높이는 방법이 고려되나, 작동유를 공급할 때에 사용하는 호오스 등의 내압성에 따른 설비의 안정가동의 면에서 실제로는 300㎏/㎠정도가 한계이며, 예를들면, 압하력 2000t의 경우에는 실린더의 지름은 950㎜ 정도로 된다.

이러한 큰 구경으로된 위치결정실린더를 갖춘 장치를 사용하여 단압가동을 하는 경우, 다음과 같은 불리함을 초래할 우려가 있다.

즉, 단압가공의 개시시는 상기 제10도에 나타낸 바와 같이, 앤빌을 대기위치에서 정상의 단압상태에 이를때까지의 사이에 신속하게 작동유를 유입하는 제어를 할 필요가 있는 바, 위치결정실린더의 실린더지름이 크면 이것을 작동시키는데 요하는 공급유량이 매우 크게 되어 유압원으로서 상당히 대용량의 펌프등이 필요하여 설비비의 상승을 초래하고, 또한 단압가공이 정상상태에 들어가면 앤빌의 이동은 압하량의 오차를수정하는 정도로 좋고, 필요유량은 미량이어도 좋으므로 단압가공을 개시하기 위한 것만으로 유압원을 대용량으로 하는 것은 설비적으로 낭비가 많다.

그래서, 본발명에 있어서는 유압원의 소용량화를 위해 제11도에 나타낸 바와 같이, 작동유 유통경로(8a)와 (8d)를 연달아 통할 수 있는 #3을 갖는 전환밸브(C)를 사용하여 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a)와 로드측유실(6b),(7b)를 도통시켜 차동회로로 함으로써 소유유량을 줄인다.

이 경우에, 작동유 유통경로(8a),(8b)와 (8c),(8d)에는 각각 파이롯트체크밸브(21),(22), 및 (23),(24)를 갖는 복귀회로(25),(26)으로 접속하고 도통시켜 놓는다.

또한, 제11도 중에서 번호 27은 작동유 유통경로(8a)와 (8d)를 접속하는 제2바이패스경로로써, 이 제2바이패스경로(27)에는 파이롯트체크벨브(28),(29)가 배치된다.

여기서, 차동회로란 작동유를 실린더의 헤드측, 로드측의 양쪽에 보내어 헤드측과 로드측의 면적차와 유압력의 체적에 상당하는 힘을 구동력으로 하는 형식의 것으로, 구동력은 줄어들지만 오일의 공급양은 {(헤드측면적-로드측면적)/헤드측면적}의 비율로 감소시킬 수 있고, 작동시의 공급유량을 삭감하는데 유효한 유압회로로 된다.

즉, 위치결정실린더(6)의 단면을 제12도에 나타낸 바와 같이, 헤드측유실의 단면적 A_H, 로드측유실의 단면적 A_D, 실린더로드의 단면적 A_R,로한 경우에 작동유의 삭감비(γ)는 γ-(A_H-A_D)/A_H-A_R/A_H로 되고, 여기에 따라 앤빌을 이동시킬 때의 추력도 γ의 비율로 지하한다.

그러나, 앤빌을 이동시키는 조작은 비단압가공시이며, 소유추력은 거기에 부수하는 장치의 자중상당분이면 좋으므로, 단압가공시의 압하력에 비하면 충분히 적고 따라서 차동회로로서도 전혀 문제는 없다.

또한 제12도 중 K는 앤빌이 대기상태에 있는 경우를 나타낸 것이고, K'은 정상압하 상태에 있는 경우를 나타낸 것이며, t는 대기상태에서의 앤빌과 주편스트랜드의 틈사이를 나타내고, T는 정상압하시에서의 앤빌의 송부량을 나타내고 있다.

차동회로는 전화밸브(C)를 #3으로 전환시켜 구성하고, 앤빌의 상호간격을 적게하는 경우(주편스트랜드(S)의 암하방향)에 적용하고 있다.

앤빌의 상호간격을 확대하는 경우에는 실린더의 로드에 가해지는 자체중량(We) 및 밸런스실린더(12)의 압하력(F)를 이용하면, 헤드측유실의 압력을 저하시키는 것만으로 조정할 수 있고, 유압원으로 부터의 작동유의 공급은 필요하지 않게 되므로, 유압원의 용량의 삭감으로 연결되고, 또한, 유압기기의 고장등에 의한 작동불량의 가능성을 줄일 수 있는 잇점이 있다.

또한, 이 경우에 복귀회로(25),(26)은 도통시킨 상태로 하여 둔다.

밸런스실린더(12)의 압하력(F)를 설정하는데는 단압가공을 하고 있는 단계에서 위치결정실린더(6),(7)의 제1바이패스경로(9)를 도통시킨 상태로 되어있기 때문에, 프레임(2)의 자체중량과 균형되게 하면, 단압가동시에 접속불량을 회피할 수 있어 원활한 압하가 실현될 수 있다.

압하력(F)의 설정치로서는 작동유 유통경로의 압력손실이나 실린더의 미끄러져 움직이는 저항 등을 고려하여 아래식의 범위로 하는 것이 좋다.

0.7(We+Wu)<F<1.3(We+Wu)

We : 위치결정실린더(3a)의 로드에 가해지는 본체프레임의 자체중량.

Wu : 위치결정실린더(3b)의 로드에 가해지는 앤빌의 지지대등의 자체중량.

상기 제11도에 나타난 유합회로에 있어서, 앤빌(1a),(1b)의 간격을 좁히는 방향으로 위치결정하도록 한경우(압하방향으로 이동)에는, 제13도와 같이 전환밸브(C)를 #3으로 전환하여 작동회로를 형성함과 동시에, 복구회로(25),(26)의 파이롯트체크밸브(21),(22) 및 (23),(24)와 제1바이패스경로(9)의 파이롯트체크밸브(28),(29)를 닫힌 상태로 하여 위치결정실린더의 작동유의양을 조정하고 있는 바, 이러한 구성을 하면 유량은 소량으로 하는 잇점이 있다.

앤빌의 간격을 크게 하는 방향에서 위치결정하는 경우(앤빌의개방)에는 제14도에 나타내는 바와 같이 전환밸브(C)를 #2로 또, 복귀회로(25),(26)의 파이롯트체트밸브(21),(22) 및 (23),(24)를 각각 연달아 통하게 하여 각 바이패스경로(9),(27)의 파이롯트체크밸브(10),(11) 및 (28),(29)는 닫힌 상태로 해둔다.

이와 같은 구성을 취하므로서, 앤빌(1a)는 밸런스실린더(7a),(7b)의 밀어올리는 힘 (F)에 의해 밀어올려지고, 헤드측유실의 작동유가 로드측유실로 이동하게 된다.

한편, 앤빌(1b)에 대해서는 본체프레임(2)의 자체중량(We)에 의해 헤드측유실의 작동유가 로드측유실에 이동하게 되어 유압구동원을 사용하지 않아도 간편하게 앤빌의 간격을 조정할 수가 있다.

또한, 이와 같은 조작을 행함에 있어서, 로드측유실에 공급되지 않는 여분의 작동유는 복귀회로(25),(26)의 배출구(D)를 경유해서 탱크에 회수된다.

제15도는 압하량의 보정시에 앤빌(1a),(1b)의 간격을 적게 하는 방향으로 미세조정하는 경우의 작동유의 유통(流通)상황을 나타내는 것이다.

이 경우에 전환밸브(C)는 #3으로 해서 작동회로를 형성하고, 복귀회로(25),(26)의 각 파이롯트체크밸브는 닫힌 상태로 하고, 바이패스경로(9)와 제2의 바이패스경로(27)은 도통 상태로 해둔다.

제16도는 압하량을 보정하는 경우에 있어서, 앤빌(1a),(1b)의 간격을 크게 하는 방향으로 미세조정하는 경우의 작동유의 유통상황을 나타낸 것이다.

이 경우 복귀회로(25),(26)은 도통상태이며, 상기한 제14도에서 설명한 바와 같이, 밸런스실린더의 밀어올리는 힘 및 프레임본체의 자체중량이 작용하기 때문에 헤드측유실의 압력을 저하시키기만 하면 되고, 작동유를 공급하기 위한 압력원은 전혀 필요로 하지 않는다.

이 경우도 바이패스경로(9),(27)은 도통시켜둘 필요가 있다.

제17도는 앤빌을 단압가동할 수 있는 상태로 유지한 상황을 나타낸 것이며, 이 경우 전환밸브(C)는 #2로 전환되고, 위치결정실린더(6),(7)의 로드측유실, 헤드측유실 모두 일정한 내압으로 해두고, 단압가공시의 압력을 위치결정실린더의 봉입압력을 저지하도록 한다.

이 상태에서는 헤드측유실(6a),(7a) 및 로드측유실(6b),(7b)는 제1의 바이패스경로(9)와 제2바이패스경로(27)에서 도통하고 있기 때문에, 예를들면, 주편스트랜드(S)가 변형해 있어도 작동유의 적절한 이동에 의해 상하로 부터의 균등한 압하량으로 단압가공할 수가 있다.

앤빌에 과대한 부하가 걸린 때에는 릴리이프밸브(17),(18)을 제어해서 작동유를 빠져 나가게 하고, 이 조작과 함께 상기한 제14도에 나타낸 바와 같이 회로로 전환해서 앤빌(1a),(1b)를 신속히 개방시킨다.

제18도, 제19도는 상기한 구성으로된 장치에 앤빌(1a),(1b)의 상호접근, 멀어짐의 왕복운동에 제동을 가하는 재동수단을 설치한 예를 나타낸 것이며, 도면에 있어서의 번호 30은 크랭크축(4)에 배치된 제동장치로서, 이 제동장치(30)은 앤빌(1a),(1b)의 상호접근, 멀어짐의 왕복동작에 제동을 가하여 단압가공시에 발생하는 음(-)의 부하토오크를 극력 적게 한다.

또, 3l은 크랭크축(4)에 연결되는 감속기, 32는 크랭크축(4)를 회전 구동시키기 위한 구동원이다.

앤빌(1a),(1b)를 위치결정실린더(6),(7)을 통해서 프레임에 고정 유지한 구성이 되는 연속단압장치에 있어서는 단압가공에 있어서, 앤빌(1a),(1b)가 상호 가장 근접한 상태(압하종료시)로 부터 상호멀어지는 단계로 들어가도 위치결정실린더(6),(7)에 있어서의 작동유의 압축분만큼 압하력이 남기 때문에 이것이 제20도에 나타내는 바와 같은 음의 토오크가 되고, 크랭크축(4)에 연결되는 감속기(31)등에서는 기어의 틈새에 의한 이상음이나 진동을 피할 수 있다.

이 때문에 본발명에서는 제18도, 제19도에 나타낸 바와 같이, 단압가공장치의 될 수 있는 대로 부하변동원에 가까운 영역인 크랭크축(4)에 제동장치(30)을 배치해서 음의 토오크상당분 또는 감속기 등의 기기에 지장이 없는 범위(음의 토오크보다도 약간 낮게 설정)에서 앤빌의 이동속도에 제동을 가해 단압가공시의 음의 토오크를 방지 내지는 경감시키도록 한다.

앤빌(1a),(1b)의 이동속도에 제동을 가하는 타이밍으로서는 단압가공 중항시 작용시키는 것이 장치로서는 간편하지만, 운전동력의 비용이 문제가 되는 경우에는 앤빌이 상호멀어지는 개방단계(이상음이 발생하는 타이밍)에만 전기적인 시이퀸스 등을 적용해서 제어하면 된다,

재동장치로서는 드럼형, 디스크형의 어느 것이라도 좋지만, 연속적으로 제동을 가하는 것과 같은 경우에는 냉각기능을 갖게한 구조의 것으로 하는 것이 바람직하다.

제동장치의 배치위치는 상술한 바와 같이, 부하변동원에 될 수 있는대로 가까운 영역으로 하고, 제21도에 나타내는 바와 같이, 감속기(31)의 I축으로 하는 것이 좋지만, 이 I축의 기어의 틈새를 적게 하면 여기에 연결되는 Ⅱ∼Ⅳ축에 배치할 수도 있고, 이 경우 제동장치의 용량은 적게할 수 있는 잇점이 있다.

다음에, 주편스트랜드(S)의 단압가동 개시시기가 다른 적어도 2조의 앤빌(4스트랜드에 대응시킨 예로 나타낸다.)을 조립한 장치예를 제22도, 제23도에 나타낸다.

그러한 구성으로된 장치에서는 각 앤빌의 단압가공시에 발생하는 음의 토오크를 압하타이밍을 어긋나게한 다른 앤빌에 의한 압하로서 방지할 수가 있기 때문에, 감속기 등에 있어서의 이상음이나 설비의 진동을 효과적으로 경감시킬 수 있고, 더구나 다중의 스트랜드의 압하가공에 적용해서 생산성의 향상을 도모할 수 있는 잇점이 있다.

제24도는 주편스트랜드(S)의 단압가공에 있어서의 크랭크축(4)의 회전각도의 변화상황을 나타낸 것이다.

주편스트랜드(S)의 단압가공이 θ-90°에서 종료되고, 작동유의 압축성이나 프레임의 신장 등에 의한 압하력이 각도 β'의 범위까지 유지되는 것으로 하면 음의 토오크는 각도 β'의 범위에서 발생하기 때문에 본발명에서는 이 사이에서 다른 앤빌에 의한 압하를 개시하도록 한다.

제25도에 2조의 단압가공장치(A),(B)에 의해 2개의 주편스트랜드(S)에 가공은 시행하는 경우의 압하상황을 특히, 각각의 앤빌(1a)에 대해서만 나타낸다.

제26도는 상기한 제22도에 나타낸 구성으로 된 장치의 크랭크축(4) 부하토오크곡선을 나타낸 것이다.

도시하는 바와 같이, 앤빌의 단압가공시의 압하종료시기와 압하개시시기를 중첩시켜 크랭크축(4)의 전체 부하토오크를 정 또는 감속기의 강도나 수명등에 지장을 가져오지 않는 범위에서 부의 토오크를 경감시키므로서 부하변동에 수반한 설비의 이상음이나 진동을 회피할 수가 있다.

폭 340㎜, 두께 270㎜의 탄소강(0.05∼1.0%탄소)의 주편스트랜드를 연속주조하면서 상기한 제1도에 나타낸 구성으로된 장치를 적용해서 입하량=80㎜, 주조속도=0.9m/분의 조건하에서 단압가공을 시행했다.

그 결과, 주편스트랜드가 변형해도 앤빌이 추종하기 때문에 그 주편스트랜드를 상하면으로부터 균등하게 압하할 수가 있고, 얻어진 스트랜드의 내부품질도 양호한 것이었다.

또한, 이 경우에 있어서, 상기한 제19도에 나타낸 것과 같은 제동장치(30)을 적용하는 경우와 적용하지 않은 경우에 대해 설비의 진동, 소음 등을 비교조사했으나 제동장치를 적용한 경우에는 적용하지 않은 경우에 비해 절반이하로 진동소음이 저감되는 것이 확인되었다.

(실시예 2)

폭 340㎜, 두께 270㎜의 탄소강(0.05∼1.0%탄소)의 주편스트랜드를 연속주조하면서 상기한 제11도에 나타낸 구성의 장치를 적용해서 단압가공을 실시하고, 그 경우의 장치의 작동유의 사용량애 대해 조사했다.

또, 제1도에 나타낸 장치를 적용해서 동일조건에서 단압가공을 시행한 경우의 작동유의 사용량에 대해서도 조사했다.

또한, 단압가공장치의 위치결정실린더로서는 실린더직경이 640㎜, 로드직령이 400㎜(A_H=3217㎠, A_R-1257㎠), 최대사용압력 250㎏/㎠, 실린더의 이동속도(V) 15㎜/sec가 되는 것을 사용했다.

그 결과, 제1도에 나타낸 구조의 것에서는 작동유의 사용량이 A_H*V*2=3217*1.5*60*2*10-3=579ℓ/분 이었던 것에 대해 제11도에 나타낸 것에 있어서는 A_R*V*2=1257*1.5*60*2*10-3-226ℓ/분 이며, 작동유의 사용량용 약 61%정도 저감시킬 수 있는 것이 확인되었다.

또, 유압계통의 설비비는 제1도에 나타낸 것을 100으로 한 경우에 제11도에 나타낸 것에 있어서는 약70%, 단압가공장치 전체의 설비비로서는 약 92%이며 설비전체로서 8%정도 실비비를 삭감할 수 있었다.

본발명에 의하면, 주편스트랜드의 빼냄과정에서 단압가공을 행하는 경우에 있어서, 그 스트랜드가 불균일한 냉각 등에 의해 변형하는 일이 있어도 그 표리면으로 부터 균등한 압하량으로 압하할 수가 있다.

또, 앤빌의 위치를 결정하는 실린더는 특히, 용량이 큰 것을 필요로 하지않기 때문에 장치의 소형화를 도모할 수가 있고, 단압가공에 있어서의 설비의 소음이나 진동도 극히 적다.

Claims

연속주조용 주형으로 부터 빼내는 주편스트랜드(S)를 양측으로 부터 끼워서 그 상호접근, 멀어짐의 왕복운동을 반복해서, 빼냄이동중의 주편스트랜드(S)의 최종응고영역에 연속적인 단압가공을 시행하는 한쌍의 앤빌(1a),(1b)를 구비한 장치에 있어서, 앤빌의 한쪽을 주프레임(2)에 고정유지하고, 또 한쪽의 앤빌을 주프레임(2)의 가이드(2a)에 따라 이동가능한 보조프레임(3)에 고정유지하고, 주프레임(2) 및 보조프레임(3)을 각 앤빌의 상호접근, 멀어짐의 왕복운동을 인도하는 크랭크축(4)에 링크(5a),(5b)를 통해서 각각 연결하고, 상기한 주프레임(2)과 보조프레임(3)에 앤빌상호의 간격을 조정하는 위치결정실린더(6),(7)을 배치하고, 각 위치결정실린더(6),(7)의 각각의 로드측유실(6b),(7b)와 헤드측유실(6a),(7a)를 전환밸브(C)가 갖춰있는 작동유 유통경로(8a)∼(8d)에 접속하고, 위치결정실린더(6),(7)의 각 헤드측유실(6a),(7a)에 연결되는 작동유 유통경로를 제1바이패스경로(9)를 통해서 접속되는 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 제1바이패스경로(9)내에 파이롯트체크밸브(10),(11)을 배치한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 위치결정실린더(6),(7)의 로드의 이동을 방지하는 밸런스실린더(12)를 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 위치결정실린더(6),(7)에 그 실린더의 로드의 변위량을 계측하는 변위계(13),(14)를 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a)로 통하는 작동유 유통경로(8a)∼(8d)내에 유량제어밸브(15),(16)을 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a)에 통하는 작동유 유통경로 (8a)∼(8d)와 로드측(6b),(7b)에 통하는 작동유 유통경로 (8a),(8b)와의 사이에 릴리이프밸브(17),(18)을 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 위치결정실린더(6),(7)의 헤드측유실(6a),(7a)에 통하는 작동유 유통경로 (8a)∼(8d)와 로드측유실(6b),(7b)로 통하는 작동유 유통경로(8a)∼(8d)와의 사이에 파이롯트채크밸브(21),(22),(23),(24)를 갖는 작동유의 복귀회로(25),(26)을 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제7항에 있어서, 각 위치결정실린더(6),(7)의 로드측유실(6b),(7b)로 통하는 작동유 유통경로(8a)∼(8d)를 제2바이패스경로(27)을 통해서 상호접속한 것을 특징으로 하는 주펀스트랜드의 연속단압장치.
제7항에 있어서, 파이롯트체크밸브(28),(29)는 제2바이패스경로(27)내에 구비되어 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 앤빌(1a),(1b)의 상호접근, 멀어짐의 왕복운동에 재동을 가하는 제동수단(30)을 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.
제1항에 있어서, 단압가공 개시시기가 다른, 적어도 2조의 앤빌을 구비한 것을 특징으로 하는 주편스트랜드의 연속단압장치.