KR100798030B1 - 힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐장치 - Google Patents

힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치에 관한 것으로서, 역삼각형으로 배치된 3개의 로딩실린더(loading cylinder)에 의한 전달력이 로딩플레이트(loading plate), 쉬프팅 플레이트(shifting plate), 오실레이션 플레이트(Oscillation plate)를 거치더라도 내부 공차를 최소화 하면서 힘의 전달 위치가 동일하게 3점 지지 형식으로 최종 사이드 에지댐에 전달되어, 전달력의 분산을 막아주고 제어의 정도를 높여주어 주조중 발생될 수 있는 용강 누출사고를 미연에 방지하고, 밀봉성 및 주조 작업의 안전성이 향상되며, 이로 인해 주편의 에지부 품질이 향상되고, 주조 설비를 보호하는 효과를 제공한다.
쌍롤식, 박판주조기, 사이드 에지댐, 오실레이션 플레이트(Oscillation plate), 쉬프팅 플레이트(shifting plate), 로딩플레이트(loading plate), LM 가이드(LM guide), 피봇힌지(pivot hinge)

Description

힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치{SIDE EDGE DAM DEVICE OF TWIN ROLL TYPE STRIP CASTER WITH 3 LOADING POINTS}
도 1은 종래의 쌍롤식 박판주조기를 도시한 개략도,
도 2는 종래의 쌍롤식 박판주조기의 에지댐 장치를 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 에지댐 장치를 도시한 분해사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210 : 오실레이션 플레이트 220 : 쉬프팅 플레이트
221 : 오실레이션 베어링 222 : LM 가이드 블럭
223 : 라운드 LM 가이드 레일 230 : 로딩 플레이트
231 : LM 가이드 레일 240 : 메인 프레임
241 : 상부 로딩실린더 242 : 하부 로딩실린더
244 : LM 부시 245 : 피봇 힌지
246 : 쉬프팅 실린더 레일 247 : 쉬프팅 실린더
본 발명은 힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 역삼각형으로 배치된 로딩실린더(loading cylinder)에 의한 전달력을 손실 없이 정확하게 3점 지지 형식으로 에지댐에 전달하기 위하여 각각의 플레이트의 기능에 맞는 LM 가이드(Linear Motion Guide)를 배치하며, 내부공차 약 0.010mm, 마찰계수 약 0.003, 전방향 하중 및 모멘트 지지가 가능한 LM 가이드(LM guide)의 특성으로 인해 용강 밀봉시 제어 정도를 높여 용강의 상태에 따른 즉각적인 반응을 가능하게 하며, 각 플레이트에서 발생하는 기계적 공차를 최소화하여 주조작업의 안정성을 확보하고 주편의 에지부 품질을 향상시킬 수 있도록 개선된 힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치에 관한 것이다.
쌍롤식 박판주조기를 이용한 박판의 연속주조공정은 통상적으로 도 1과 같이 턴디쉬(10)에 연결된 침지노즐(12)을 통해 수냉되고 있는 한쌍의 주조롤(14) 사이로 용강(M)을 공급함과 동시에 주조롤(14)을 회전시킴으로써 이들의 표면에서 생성된 한쌍의 응고쉘(shell)이 주조롤(14)의 최근접점 부근에서 합체되어 두께 1~6 mm의 박판을 연속적으로 제조하는 방법이다.
이때, 상기 주조롤(14)의 양측면에는 용강(M)의 유출을 방지하고, 주편(S)을 일정한 폭으로 제한하기 위해서 내화물로 제조된 사이드 에지댐(20)이 설치된다.
상기 사이드 에지댐(20)은 주조중에 고온의 용강(M)과 접촉되므로 일반적으 로 내열성, 열충격저항성, 내침식성 등의 특성이 우수한 알루미나, 뮬라이트, 지르코니아, 용융실리카, 탄화규소 등과 같은 내화물재로 이루어진다.
이러한 사이드 에지댐(20)은 도 2에 도시된 바와 같은 장비에 의해 동작되게 된다.
즉, 사이드 에지댐(20)이 주조롤 측면을 밀봉하기 위해서 힘을 전달하는 3개의 로딩실린더(loading cylinder, 141, 142)는 메인프레임(main frame, 140)에 고정되어 있고, 반구형태의 실린더로드 끝은 자유롭게 로딩플레이트(loading plate, 130)를 밀어줄 수 있으며, 상기 로딩플레이트는 상하 좌우의 회전이 가능한 피봇힌지(pivot hinge, 145)에 의해 지지되고, 상기 피봇힌지는 좌우로 배치된 2개의 슬라이딩 축을 고정시키는 LM 부쉬(LM bush, 144)을 통해 메인프레임(140)에 연결되고, 상기 슬라이딩 축의 끝부분은 서로 연결되어 로딩실린더(loading cylinder)와 반대 방향으로 메인프레임(main frame)에 고정된 풀백실린더(pullback cylinder, 143)의 반구형의 로드 끝에 의해 주조롤 밀봉과 반대 방향으로 에지댐을 끌어 당기게 되어, 3개의 로딩실린더(loading cylinder)와 1개의 풀백실린더(pullback cylinder, 143)의 힘과 모멘트(moment)의 차이에 의해 주조롤 측면을 견고하게 밀봉한다.
상기 3개의 로딩실린더(loading cylinder)는 상부 2개, 하부 1개로 구분되며, 하부 로딩실린더(142)는 2개의 주조롤이 만나 박판이 응고되어 토출되는 지점으로, 상부 2개의 실린더는 양 주조롤 내부의 용강풀 수면이 각각의 주조롤과 만나는 지점으로 실린더의 진행 방향이 연장되어 양 주조롤 사이에서 용강이 담기는 형 태와 유사한 역삼각형의 꼭지점 부분을 잡아주도록 설계되어 효과적인 주조롤 측면 밀봉이 가능하다.
쉬프팅 플레이트(shifting plate, 120)는 리니어 모션(linear motion)이 가능한 4개의 LM 가이드 블럭(LM guide block, 122)이 로딩플레이트(loading plate, 130)의 LM 가이드 레일(LM guide rail, 131)에 연결되어 있고, 상기 쉬프팅 플레이트(120)의 하부에는 쉬프팅 실린더(shifting cylinder, 146)가 연결되어 있어 로딩플레이트(130)가 전진하더라도 쉬프팅 실린더(146)가 기울어져 전진하면서 쉬프팅 플레이트(120)를 상하로 이동시킬 수 있으며, 주조중 주조롤과 닿아서 일정 비율로 마모되는 에지댐의 내화물을 상방향으로 올려주게 되면 용강이 닿지 않은 신선한 내화물 면을 제공하여 주조롤과 에지댐 내화물 사이의 용강이 급격하게 응고되더라도 에지댐 내화물에 고착되는 현상을 막아주게 된다.
오실레이션 플레이트(Oscillation plate, 110)의 상부는 하중을 지지하며 회전을 도와주는 오실레이션 베어링(oscillation bearing, 121)을 통해 쉬프팅 플레이트(120)에 연결되어 있고, 하부에는 편심 캠축에 의해 오실레이션 플레이트(110)를 좌우로 ±수백~수천㎛ 이내에서 진동시키는 오실레이션 모터(Oscillation motor, 123)가 설치되어 용강의 응고셀이 에지댐 내화물에 고착되는 현상을 최소화시켜 준다.
상기 사이드 에지댐(20)이 주조롤(14) 측면을 밀봉할 때, 로딩플레이트(130)부터 에지댐 전체를 지지하는 피봇힌지(145)를 잡아주는 LM 부쉬(LM bush, 144)의 폭이 좁고 수평으로 배치되어 있을 경우 LM 부쉬(144)의 내부 공차에 의해 에지댐 전체가 좌우로 틀어지거나 LM 부쉬(144) 내부에서 과도한 힘을 받을 수 있고, 오실레이션 플레이트(110)의 오실레이션 베어링(121)의 경우 에지댐 내화물의 하중과 내화물과 주조롤의 마찰력을 지지하면서 회전 움직임을 하기 때문에 베어링 내부의 마모가 심해져 베어링 내부 공차가 커지고, 오실레이션 플레이트(110)의 하부에서 설치된 롤러팩커(roller packer, 124)는 단순 회전 운동만을 도와주기 때문에 오실레이션 플레이트(110)의 상하부의 유격에 차이가 발생하여, 에지댐의 주조롤 측면 밀봉시 각 부분의 공차 및 유격만큼 견고함이 떨어져 제어 정밀도가 떨어지게 된다.
또한, 역삼각형으로 배치된 로딩실린더(141, 142)에 의한 3점 지지의 힘 전달이 쉬프팅 플레이트(120)의 LM 가이드(LM guide)에 의해 4점으로 분산되고, 기울어진 쉬프팅 실린더(146)의 힘이 로딩실린더(141, 142)의 힘에 추가되거나 감소되면서 간섭을 일으키며, 오실레이션 플레이트(110)의 오실레이션 베어링(121)과 하부 롤러패커(124)에 의해 삼각형으로 뒤집혔다가 다시 주조롤과 용강풀에 의해 형성되는 역삼각형으로 바뀌는 과정에서 전달력이 분산되고 제어 정도가 떨어지며, 결국 주조불량, 품질저하, 용강 유출사고 등이 발생될 우려가 매우 높아지게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사이드 에지댐의 역삼각형으로 배치된 3개의 로딩실린더(loading cylinder)에 의한 전달력이 로딩플레이트(loading plate), 쉬프팅 플레이트(shifting plate), 오실레이션 플레이트(Oscillation plate)를 거치더라도 내부 공차를 최소화하면서 힘의 전달 위치가 동일하게 3점 지지 형식으로 최종 사이드 에지댐에 전달되어, 전달력의 분산을 막아주고 제어의 정도를 높여주어 주조중 발생될 수 있는 용강 누출사고를 미연에 방지하고, 밀봉성 및 주조 작업의 안전성을 향상시키며, 그로 인해 주조불량, 품질저하, 용강 유출사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한 힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로서, 주조롤 양측면을 밀봉하는 사이드 에지댐(200)과, 오실레이션 플레이트(210)와, 쉬프팅 플레이트(220)와, 로딩 플레이트(230)와, 로딩실린더(241, 242)와, 상기 로딩실린더(241, 242)를 고정하면서 레일(210)을 따라 이동가능하게 설치된 메인프레임(240)을 포함하는 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치에 있어서, 상기 사이드 에지댐(200)의 쉬프팅 플레이트(220)의 좌우 회전이 가능한 라운드형 LM 가이드 레일(Round LM guide rail, 223)은 로딩실린더(loading cylinder, 241, 242)의 힘의 전달 방향과 동일 선상인 상부에 2개의 상부 로딩실린더(241) 및 하부에 1개의 하부 로딩실린더(242)가 설치되어 하중을 지지하고 회전을 도우며, 쉬프팅 플레이트(220)의 무게 중심부에 회전의 중심축이 되는 오실레이션 베어링(221)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쉬프팅 플레이트(shifting plate)의 상하 이동이 가능한 LM 가이드 블럭(LM guide block, 222)은 로딩실린더(loading cylinder)의 힘의 전달 방향 과 동일 선상인 상부 2개소, 하부 1개소에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인프레임(240)에 고정된 LM 부쉬(244)를 수직으로 배치하고 슬라이딩축 전체를 감쌀 수 있도록 LM 부쉬(244)의 길이가 연장된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 쌍롤식 박판주조기의 에지댐 장치의 분해사시도가 도시되어 있다.
로딩플레이트(loading plate)를 지지하는 LM 부쉬(LM bush)의 길이를 슬라이딩축 전체를 감쌀 수 있도록 늘리고 수직으로 배치하여 메인프레임(main frame)에 고정시키고, 쉬프팅 플레이트(shifting plate)의 LM 가이드 블럭(LM guide block)을 상부에 2개, 하부 중앙에 한 개를 설치하여 로딩실린더(loading cylinder)의 힘의 전달을 방해하지 않으며, 쉬프팅 실린더(shifting cylinder, 247)를 항상 수직을 유지하면서 별도의 쉬프팅 실린더 레일(246)위를 움직이도록 하여 수평 분력을 제거한다. 또한 에지댐의 무게 중심부에 오실레이션 플레이트(Oscillation plate)의 중심이 되면서 회전만을 도와주는 오실레이션 베어링(Oscillation bearing) 및 로딩실린더(loading cylinder)의 힘 전달과 동일한 위치에 하중을 분산 지지하며 공차를 최소화하는 라운드형 LM 가이드 블럭(LM guide block)을 설치하여 역삼각형 의 3점 지지 형식을 로딩실린더(loading cylinder)에서 주조롤 접촉면까지 유지시키면서 각 플레이트간 내부 공차를 최소화한다.
사이드 에지댐(200)이 주조롤 측면을 밀봉하기 위해서 힘을 전달하는 2개의 상부 로딩실린더(241)와 1개의 하부 로딩실린더(242)는 메인프레임(240)에 고정되어 있고, 반구형태의 실린더로드 끝은 로딩플레이트(230)를 밀어주고, 상기 로딩플레이트(230)는 상하 이동이 가능한 피봇힌지(245)에 의해 지지된다.
상기 상부 로딩실린더(241)는 양 주조롤 내부의 용강풀 수면이 각각의 주조롤과 만나는 지점으로, 하부 로딩실린더(242)는 2개의 주조롤이 만나 박판이 응고되어 토출되는 지점으로 실린더의 진행 방향이 연장되어 양 주조롤 사이에서 용강이 담기는 형태와 유사한 역삼각형의 꼭지점 부분을 잡아준다.
쉬프팅 플레이트(220)는 좌우 회전이 가능한 라운드형 LM 가이드 레일(Round LM guide rail, 223)을 구비하고, 리니어 모션(linear motion)이 가능한 3개의 LM 가이드 블럭(222)이 로딩 플레이트(230)의 LM 가이드레일(231)에 연결되어 있고, 상기 쉬프팅 플레이트(120)의 하부에는 쉬프팅 실린더(246)가 연결되어 있어 로딩 플레이트가 전진함에 따라 쉬프팅 실린더(246)는 항상 수직을 유지하며 전진하면서 쉬프팅 플레이트(220)를 상하로 이동시킬 수 있다.
오실레이션 플레이트(210)의 중앙부는 하중을 지지하며 회전을 도와주는 오실레이션 베어링(221)을 통해 쉬프팅 플레이트(210)에 연결되어 있다
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 힘의 3점 전달을 위한 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치는, 사이드 에지댐의 역삼각형으로 배치된 3개의 로딩실린더(loading cylinder)에 의한 전달력이 로딩플레이트(loading plate), 쉬프팅 플레이트(shifting plate), 오실레이션 플레이트(Oscillation plate)를 거치더라도 내부 공차를 최소화 하면서 힘의 전달 위치가 동일하게 3점 지지 형식으로 최종 사이드 에지댐에 전달되어, 전달력의 분산을 막아주고 제어의 정도를 높여주어 밀봉성 및 주조 작업의 안전성이 향상되며, 이로 인해 주편의 에지부 품질이 향상되고, 주조 설비를 보호하는 효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 주조롤 양측면을 밀봉하는 사이드 에지댐(200)과, 오실레이션 플레이트(210)와, 쉬프팅 플레이트(220)와, 로딩 플레이트(230)와, 로딩실린더(241, 242)와, 상기 로딩실린더(241, 242)를 고정하면서 레일(210)을 따라 이동가능하게 설치된 메인프레임(240)을 포함하는 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치에 있어서;
    상기 사이드 에지댐(200)의 쉬프팅 플레이트(220)의 좌우 회전이 가능한 라운드형 LM 가이드 레일(Round LM guide rail, 223)은 로딩실린더(loading cylinder, 241, 242)의 힘의 전달 방향과 동일 선상인 상부에 2개의 상부 로딩실린더(241) 및 하부에 1개의 하부 로딩실린더(242)가 설치되어 하중을 지지하고 회전을 도우며, 쉬프팅 플레이트(220)의 무게 중심부에 회전의 중심축이 되는 오실레이션 베어링(221)이 설치되는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 쉬프팅 플레이트(shifting plate)의 상하 이동이 가능한 LM 가이드 블럭(LM guide block, 222)은 로딩실린더(loading cylinder)의 힘의 전달 방향과 동일 선상인 상부 2개소, 하부 1개소에 설치되는 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치.
  3. 청구항 1에 있어서;
    상기 메인프레임(240)에 고정된 LM 부쉬(244)를 수직으로 배치하고 슬라이딩축 전체를 감쌀 수 있도록 LM 부쉬(244)의 길이가 연장된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 사이드 에지댐 장치.
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