KR20090024185A - 쌍롤 주조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 롤(1), 사이드 댐(2), 및 용탕 공급 노즐(4)을 구비하고, 용탕 공급 노즐(4) 단면의 하부에 연속되어 있고, 용탕 고임(8)시 사이드 댐(2)을 향하여 밀어내는 배플(11)을 설치하고, 롤 틈(G)을 향하려고 하는 용탕의 흐름(S)을 배플(11)에 의해서 억제한다.

요컨대, 막 주탕한 고온의 용탕은 사이드 댐(2)을 따라서 즉시 롤 틈(G)으로 도달하지 않고, 주탕 후, 시간 경과로 온도가 낮아진 용탕이 냉각 롤(1)의 회전에 수반하여 롤 틈(G)으로 들어가게 되기 때문에, 냉각 롤(1) 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각 생성의 지연이 해소되어, 롤 틈(G)으로부터 송출되는 스트립(3)의 판 폭 방향 가장자리부의 판 두께가 감소하지 않고, 전폭에 걸쳐 균일한 판 두께의 스트립(3)을 얻을 수 있다.

냉각 롤, 사이드 댐, 용탕 공급 노즐, 배플, 스트립(3)

Description

쌍롤 주조기{Twin roll casting machine}

본 발명은 쌍롤 주조기에 관한 것이다.

용탕으로부터 스트립(strip)을 직접적으로 생산하는 수법으로서, 회전하는 한 쌍의 롤 사이에 용탕을 공급하여, 응고한 금속을 얇은 띠(帶) 모양으로 송출하는 쌍롤 연속 주조법이 있다.

도 1은 종래의 쌍롤 주조기의 일례를 도시하는 것으로, 수평으로 나란히 배치한 한 쌍의 냉각 롤(1)과, 상기 냉각 롤(1)에 덧붙여지는 한 쌍의 사이드 댐(side weir; 2)을 구비하고 있다.

냉각 롤(1)은 그 내부에 냉각수가 유통하고, 생산해야 할 스트립(3)의 판 두께에 따라서 롤 틈(G)을 확대·축소 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 냉각 롤(1)의 회전 방향 및 속도는 각각의 외주면이 상측으로부터 롤 틈(G)을 향하여 등속으로 이동하도록 설정하고 있다.

한쪽의 사이드 댐(2)은 각 냉각 롤(1)의 일단에 면 접촉하고, 다른쪽의 사이드 댐(2)은 각 냉각 롤(1)의 타단에 면 접촉하고 있고, 냉각 롤(1) 및 사이드 댐(2)에 의해서 사방이 둘러싸이는 공간에는 내화물(耐火物)을 소재로 한 용탕 공급 노즐(4)이 롤 틈(G)의 바로 위에 위치하도록 배치되어 있다.

용탕 공급 노즐(4)은 그 정상부에 용탕(5)을 수용하기 위한 가늘고 긴 노즐 트러프(trough; 6)를 갖고, 길이 방향 측벽의 하단 근처 부분에는 노즐 트러프(6)로부터 냉각 롤(1) 외주면을 향하여 관통하는 개구(7)가 냉각 롤(1) 축선을 따라서 나란히 복수개 천공되어 있고, 노즐 트러프(6)에 용탕(5)을 흘려 넣으면, 롤 틈(G)의 상방에 냉각 롤(1) 외주면에 접하는 용탕 고임(8)이 형성된다.

즉, 냉각수의 유통에 의해 냉각 롤(1)을 발열(拔熱)하면서, 상기 용탕 고임(8)을 형성하여 냉각 롤(1)을 회전시키면, 용탕(5)이 냉각 롤(1) 외주면에서 응고하여, 롤 틈(G)으로부터 하측으로 스트립(3)이 송출된다.

또한, 냉각 롤(1), 사이드 댐(2), 및 용탕 고임(8)이 접촉하는 소위 삼중점부에서는 응고각(凝固殼)이 이상(異常) 생성하여 버리는 경우가 있다.

이 삼중점부의 응고각이 냉각 롤(1) 외주면의 응고각에 끌려서 벗겨진 경우, 롤 틈(G)에 맞물려 들어가서 스트립(3)이 국소적으로 두꺼워지는 형상 불량을 발생시킬 뿐만 아니라, 상기 부위가 롤 틈(G)을 가압하여 넓히고, 냉각 효율의 저감 및 용탕(5)으로부터 열이 회복되기 때문에 스트립(3)이 파단되거나, 응고각이 탈락할 때에 사이드 댐(2)을 손상시킨다.

그래서 용탕(5)을 사이드 댐(2)을 향하여, 더구나 냉각 롤(1) 접선 방향으로 적극적으로 공급하여, 불필요한 응고각의 생성을 억제하도록 한 쌍롤 주조기가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제(소)62-45456호

발명이 해결하고자 하는 과제

그런데 특허문헌 1의 쌍롤 주조기에서는 막 주탕한 고온의 용탕(5)이 사이드 댐(2)을 따라서 극히 짧은 시간 중에 롤 틈(G)에 도달하여 버려, 냉각 롤(1) 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각의 생성이 지연된다.

이 때문에, 롤 틈(G)으로부터 송출되는 스트립(3)의 판 폭 방향 가장자리부(에지부)의 판 두께가 감소하는 경향을 보이고, 스트립(3) 전폭에 걸쳐 균일한 판 두께로 하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 상술한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 스트립의 판 폭 방향 가장자리부의 판 두께 감소를 억제할 수 있는 쌍롤 주조기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 냉각 롤, 사이드 댐, 및 용탕 공급 노즐을 구비한 쌍롤 주조기에서, 사이드 댐을 따라서 롤 틈을 향하는 용탕의 흐름을 억제하는 배플(baffle)을 설치하고 있다.

구체적인 배플로서는 노즐 단면의 하부로부터 용탕 고임시 사이드 댐을 향하여 밀어 내는 구성, 또는 사이드 댐으로부터 용탕 고임시 노즐 단면의 하부를 향하여 밀어 내는 구성을 채용한다.

노즐 단부를 사이드 댐까지 연장시킨 후, 노즐 길이 방향 중간 하측 가장자리로부터 사이드 댐을 향하여 밀어내고 또한 노즐 단부 하측 가장자리에 대하여 공극을 형성하는 배플을 설치하거나, 또는 사이드 댐으로부터 노즐 길이 방향 중간 하측 가장자리를 향하여 밀어내고 또한 노즐 단부 하측 가장자리에 대하여 공극을 형성하는 배플을 설치하여도 좋다.

본 발명에서는 막 주탕한 고온의 용탕이 사이드 댐을 따라서 즉시 롤 틈에 도달하지 않도록, 롤 틈을 향하려고 하는 용탕의 흐름을 배플로 억제하여, 냉각 롤 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각 생성의 지연을 해소한다.

또한, 사이드 댐까지 노즐 단부를 연장시키고, 고온의 용탕이 사이드 댐 바로 가까이의 롤 틈의 바로 위에 직접 주탕되지 않도록 함과 동시에, 용탕이 사이드 댐에 접촉하는 면적을 좁힌다.

발명의 효과

본 발명의 쌍롤 주조기에 의하면, 하기와 같이 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

(1) 배플에 의해서 롤 틈을 향하려고 하는 용탕의 흐름을 억제하여, 냉각 롤 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각 생성의 지연을 해소하기 때문에, 롤 틈으로부터 송출되는 스트립의 판 폭 방향 가장자리부의 판 두께가 감소하지 않고, 전폭에 걸쳐 균일한 판 두께의 스트립을 얻을 수 있다.

(2)사이드 댐까지 노즐 단부를 연장시킴으로써, 사이드 댐 바로 가까이의 롤 틈의 바로 위로 용탕이 직접 주탕되지 않도록 하여, 냉각 롤 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각 생성의 지연을 해소하기 때문에, 롤 틈으로부터 송출되는 스트립의 판 폭 방향 가장자리부의 판 두께가 감소하지 않고, 전폭에 걸쳐 균일한 판 두께의 스트립을 얻을 수 있다.

(3)사이드 댐까지 노즐 단부를 연장시킴으로써, 사이드 댐에 대한 용탕의 접촉 면적이 좁아지기 때문에 불필요한 응고각의 생성을 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 쌍롤 주조기의 일례를 냉각 롤 축선 방향으로 본 상태를 도시하는 개념도.

도 2는 본 발명의 쌍롤 주조기의 제 1 실시예를 도시하는 부분 사시도.

도 3은 도 2의 쌍롤 주조기를 냉각 롤 직경 방향으로 본 상태를 도시하는 개념도.

도 4는 본 발명의 쌍롤 주조기의 제 2 실시예를 도시하는 부분 사시도.

도 5는 도 4의 쌍롤 주조기를 냉각 롤 직경 방향으로 본 상태를 도시하는 개념도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 냉각 롤 2: 사이드 댐

4: 용탕 공급 노즐 8: 용탕 고임

11: 배플 12: 공극

13: 배플 G: 롤 틈

S: 흐름

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 쌍롤 주조기의 제 1 실시예를 도시하는 것으로, 도면 중, 도 1과 동일한 부호를 붙인 부분은 동일물을 나타낸다.

냉각 롤(1), 사이드 댐(2), 및 용탕 공급 노즐(4)을 구비한 쌍롤 주조기에 서, 용탕 공급 노즐(4) 단면의 하부에 연속하고 있고, 용탕 고임(8)시 사이드 댐(2)을 향하여 밀어 내는 배플(11)을 설치하고 있다.

배플(11)의 선단은 사이드 댐(2)에 접촉한 상태로 하거나, 가능한 한 사이드 댐(2)에 대한 틈을 좁힌 상태로 하고, 냉각 롤(1) 외주면에 대한 배플(11)의 틈도 가능한 한 좁힌 상태로 한다.

이 쌍롤 주조기에서는 사이드 댐(2) 바로 근처에서의 용탕의 흐름(S)은 배플(11)에 의해서 롤 틈(G)으로 직접 향하는 것이 억제되고, 저항이 적은 방향, 즉, 냉각 롤(1) 길이 방향 중간 근처로 이끌리기 때문에, 막 주탕한 고온의 용탕은 사이드 댐(2)을 따라서 롤 틈(G)에 도달하지 않고, 주탕 후, 시간 경과로 온도가 낮아진 용탕이, 냉각 롤(1)의 회전에 수반하여 롤 틈(G)으로 들어가게 된다.

이로써, 사이드 댐(2)에 가까운, 냉각 롤(1) 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각 생성의 지연이 해소하여, 롤 틈(G)으로부터 송출되는 스트립(3)의 판 폭 방향 가장자리부의 판 두께가 감소하지 않고, 전폭에 걸쳐 균일한 판 두께의 스트립(3)을 얻을 수 있다.

상기 배플(11)은 사이드 댐(2)에 연속되어 있고, 용탕 고임(8)시 용탕 공급 노즐(4) 단면의 하부를 향하여 밀어 내는 구성으로 하여도 좋고, 또한, 도 1에 이점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 배플(11) 상면에 홈을 만들어 홈통(桶) 모양으로 형성하면, 홈에 들어간 용탕의 흐름(S)을 상방으로 전향시키는 것도 기대할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 쌍롤 주조기의 제 2 실시예를 도시하는 것이며, 도면 중, 도 1과 동일한 부호를 붙인 부분은 동일물을 도시한다.

냉각 롤(1), 사이드 댐(2), 및 용탕 공급 노즐(4)을 구비한 쌍롤 주조기에 서, 용탕 공급 노즐(4) 단부를 사이드 댐(2)까지 연장시키고, 용탕 공급 노즐(4) 길이 방향 중간 하측 가장자리로부터 상기 사이드 댐(2)을 향하여 밀어내고, 용탕 공급 노즐(4) 단부 하측 가장자리에 대하여 공극(12)을 형성하는 홈통 모양의 배플(13)을 설치하고 있다.

배플(13)의 선단은 사이드 댐(2)에 접촉한 상태로 하거나, 가능한 한 사이드 댐(2)에 대한 틈을 좁힌 상태로 하고, 냉각 롤(1) 외주면에 대한 배플(11)의 틈도 가능한 한 좁힌 상태로 한다.

이 쌍롤 주조기에서는 사이드 댐(2)까지 용탕 공급 노즐(4) 단부를 연장시키고 있기 때문에, 사이드 댐(2) 바로 가까이의 롤 틈(G)의 바로 위로 용탕이 직접 주탕되는 일이 없고, 사이드 댐(2)에 대한 용탕의 접촉 면적이 좁아지기 때문에 불필요한 응고각의 생성을 억제할 수도 있다.

또한, 사이드 댐(2)에 인접하는 공극(12)으로부터 밖으로 나가려고 하는 용탕의 흐름(S)은 배플(13)에 의해서 롤 틈(G)으로 직접 향하는 것을 억제하고, 저항이 적은 방향, 즉, 냉각 롤(1) 길이 방향 중간 근처로 이끌어내기 때문에, 주탕 후, 시간 경과로 온도가 낮아진 용탕이 냉각 롤(1)의 회전에 수반하여 롤 틈(G)으 로 들어가게 된다.

또한, 배플(13) 상면의 홈에 들어간 용탕의 흐름(S)의 일부는 상방으로 전향한다.

이로써, 사이드 댐(2)에 가까운, 냉각 롤(1) 외주면 가장자리부 부근에서의 응고각 생성의 지연이 해소되어, 롤 틈(G)으로부터 송출되는 스트립(3)의 판 폭 방향 가장자리부의 판 두께가 감소하지 않고, 전폭에 걸쳐 균일한 판 두께의 스트립(3)을 얻을 수 있다.

상기 배플(13)은 사이드 댐(2)에 연속되어 있고, 용탕 고임(8)시 용탕 공급 노즐(4) 단면의 하부를 향하여 밀어 내는 구성으로 하여도 좋고, 반드시, 배플(13) 상면에 홈을 만들지 않아도 좋다.

또, 본 발명의 쌍롤 주조기는 상술한 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명의 쌍롤 주조기는 강철을 비롯하여 여러가지 금속 스트립의 제조에 적용할 수 있다.

Claims (12)

1. 냉각 롤, 사이드 댐(side weir), 및 용탕 공급 노즐을 구비한 쌍롤 주조기에 있어서, 사이드 댐을 따라서 롤 틈을 향하는 용탕의 흐름을 억제하는 배플을 설치한 쌍롤 주조기.
2. 제 1 항에 있어서, 배플(baffle)이 노즐 단면의 하부로부터 용탕 고임시 사이드 댐을 향하여 돌출하는 쌍롤 주조기.
3. 제 1 항에 있어서, 배플이 사이드 댐으로부터 용탕 고임시 노즐 단면의 하부를 향하여 돌출하는 쌍롤 주조기.
4. 제 1 항에 있어서, 노즐 단부가 사이드 댐까지 연장되고, 배플이 노즐 길이 방향 중간 하측 가장자리로부터 상기 사이드 댐을 향하여 돌출하여 노즐 단부 하측 가장자리에 대하여 공극을 형성하는 쌍롤 주조기.
5. 제 1 항에 있어서, 노즐 단부가 사이드 댐까지 연장되고, 배플이 상기 사이드 댐으로부터 노즐 길이 방향 중간 하측 가장자리를 향하여 돌출하여 노즐 단부 하측 가장자리에 대하여 공극을 형성하는 쌍롤 주조기.
6. 제 1 항에 있어서, 배플을 사이드 댐에 접촉시킨 쌍롤 주조기.
7. 제 2 항에 있어서, 배플을 사이드 댐에 접촉시킨 한 쌍롤 주조기.
8. 제 4 항에 있어서, 배플을 사이드 댐에 접촉시킨 쌍롤 주조기.
9. 제 1 항에 있어서, 배플을 노즐에 접촉시킨 쌍롤 주조기.
10. 제 3 항에 있어서, 배플을 노즐에 접촉시킨 쌍롤 주조기.
11. 제 5 항에 있어서, 배플을 노즐에 접촉시킨 쌍롤 주조기.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 배플을 홈통(桶) 모양으로 형성한 쌍롤 주조기.

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