KR100197640B1 - 업세팅 프레스의 프레스공구의 냉각장치 및 그 장치의 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬랩가장자리의 양쪽에 배치되어 있고 서로 마주향한 프레스 공구를 수납하고 또한 서로 마주 향해 이동될 수 있는 공구지지체들로, 압연재의 폭을 축소하기 위한, 특히 열간광폭 예비압연설비에서 슬랩의 폭을 축소하기 위한 업세팅프레스의 프레스공구의 냉각장치에 관한 것이다. 업세팅프레스는 각 프레스공구의 선단영역에 배향된 적어도 하나의 냉매 노즐을 갖고 있어, 가급적 이 장치는 각 프레스공구의 선단의 영역이 냉매에 의해 계속 분무냉각되도록 작동될 것이 제의된다.

Description

업세팅 프레스의 프레스공구의 냉각장치 및 그 장치의 작동방법

제1도는 슬랩중앙선의 상부 및 하부에 프레스공구쪽으로 배향된 냉각 노즐의 배치도이고,

제2도는 다수의 냉각노즐을 구비한 노즐거어더가 업세팅프레스의 억제로울들 사이에 배치된 것을 보여주는 측면도이고,

제3도는 평제트노즐을 구비한 노즐거어더의 확대도이고,

제4도는 제3도의 노즐거어더의 부분단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 업세팅프레스 2,3 : 스탠드비임

4,5 : 횡비임 6 : 기초

7 : 크랭크하우징 8 : 공구지지체

9 : 프레스공구 10 : 슬랩

11 : 억제로울러 12 : 링크축

13 : 기어 14 : 구동모우터

15 : 조절장치 16 : 화살표 (운동)

17 : 프레스공구의 선단 18 : 냉매노즐/평제트노즐

19 : 분산각 20 : 노즐거어더

21 : 슬랩중앙선 22 : 물용기

23 : 펌프 24 : 밸브

25 : 공급관 26 : 급속연결이음쇠

27 : 노즐거어더연결공 28 : 연결헤드/연결관

29 : 플랜지 30 : 노즐축

본 발명은 슬랩가장자리의 양쪽에 배치되어 있고 상호 마주향한 프레스 공구를 수납하고 또한 서로 마주향해 이동될수 있는 공구지지체들로 압연재의 폭을 축소하기 위한, 특히 열간광폭 예비압연설비에서 슬랩의 폭을 축소하기 위한 업세팅프레스의 프레스공구의 냉각장치 및 그 냉각장치의 작동(운전)방버에 관한 것이다.

열간광폭 예비 압연설비에서 슬랩의 폭을 축소하기 위한 업세팅 프레스의 플레스공구는 비상하게 높은 기계적 및 열적 응력에 노출된다. 업세팅프레스내에 진입하는 고온슬랩의 온도는 약 1250℃에 달하고, 프레스 공구는 압착과정동안 슬랩과 직접 열접촉하고 그외에도 고온슬랩에서 나오는 복사열에 노출되기 때문에 공구는 냉각되어야만 운전적으로 적당한 공구 수명이 얻어질 수 있다.

따라서, DE-OS 25 31 591에 따라 슬랩주조설비로부터 나오는 고온 슬랩의 횡단면을 변경시키기 위한 장치에서는, 매질의 내부순환에 의해 프레스공구는 냉각되는데, 공구의 작업면은 최대 허용온도에 또는 그 부근에 있어 슬랩으로부터 최소의 열량이 누출하고 공구의 과도한 마모가 방지되도록 고려되어있다.

그러나 본 발명은, 고온슬랩과 접촉하게되는 프레스공구의 선단으로부터 강도적 이유에서 냉매유로가 그안에 배치되어 있는 프레스공구의 재질부(몸체부)까지의 열흐름이 너무 느리게 일어나며, 또한 그 때문에 냉매의 내부순환에 의해서는 프레스공구로부터 충분히 열이 제거될수 없고, 그러한 결과로 일정한 운전시간 후에는 공구온도가 최대 허용온도를 훨씬 상회한다는 인식에 기초를 두고 있다. 공구내 냉매유로를 냉각시킬 압착면에 접근시켜 옮겨배치하면, 프레스공구의 압착면은 단지 조건에 따라서만 (요구될때에만) 재가공될수 있고 따라서 그것의 계속사용기간이 경제적으로 적당치 않은 정도로 되는 것을 피할수 있다. 그위에 공구의 압착면을 극히 높은 운전온도에 견딜 수 있는 고가의 재료로 예컨대 용접피복에 의해 피복하는 것은 비용적 견지에서 적당치 않다. 또한 그런 고가의 합금의 경우는 압착면의 재가공시에 큰 비용이 든다.

본 발명의 목적은 프레스공구가 공구의 고응력 압착면의 여러번의 재가공을 허용하고 통상 온도변화에 견디는 재료가 사용될수 있는 그런 최대 허용 재료온도까지 신뢰성있고 지속적으로 냉각될수 있는, 업세팅프레스의 프레스 공구의 냉각장치를 제공하는 것이다.

또한, 프레스공구에 대해 가격이 적당한 재료가 사용될수 있으며, 동시에 이 공구의 운전사용시간이 증대될 수 있도록 하려는 것이다.

이런 목적은 당업자가 상상하지 못한 간단한 방식으로 업세팅프레스가 각 프레스공구의 선단영역에 배향된 적어도 하나의 냉매노즐을 갖고, 이 냉매 노즐의 도움으로 본 발명의 특히 바람직한 속행에 있어서 각 프레스공구의 선단의 영역이 외부로부터 냉매에 의해 계속적으로 분무 냉각되게함으로써, 해결된다. 일반적 예상과는 달리 단시간 운전후 벌써 거의 안정된 온도분포가 성립되며 이 온도분포는 확실하게 허용재료온도이하에 억제되고 공구의 내부로 감에 따라 더욱 강하한다.

소정된 분산각을 가진 평제트노즐(팬제트노즐)이 특히 바람직하 냉매노즐인 것으로 밝혀졌고 그것에 의해 프레스공구의 전선단이 냉매에 의해 균일하게 분무냉각될 수 있다.

본 발명의 유리한 추가 양태로서, 다수의 평제트노즐이 한 노즐거어더에 집합 되며 그 거어더는 슬랩중앙선의 상측 및 하측에 합목적적으로는 슬랩을 억제하는 두 가압로울러 사이에 배치되며, 그리하여 가장 좁은 장소를 이용하여 냉매의 공급 및 분배가 간단하게 행해진다.

본 발명의 다른 양태에 따라 노즐거어더가 한 구조단위로서 급속연결이음쇠에 의해 적어도 하나의 냉매공급관과 연결될 수 있게하면, 노즐보수가 훨씬 합리적으로 이루어질수 있다. 개별적 손상된 노즐은 다른 별도의 보수장소에서 제거될수 있는데, 그 이유는 손상된 노즐거어더 전체가 새로운 또는 수선된 노즐거어더와 교체될 수 있기 때문이다.

본 발명의 연속 양태로서 평제트노즐의 축은 슬랩 폭의 치수 및 프레스 공구와 슬랩 중앙선 사이의 거리에 따라 상이한 각도로 프레스공구의 선단을 향하여 배열되며 각 노즐은 차단가능 또는 연결가능하게 형성된다.

평제트 노즐은 노즐거어더내에서 고정적으로 조절되는 것으로, 곧 특정노즐은 업세팅프레스내에 있어 프레스공구의 일정한 직업위치에 할당되게하여 예컨대 슬랩폭의 변경으로 인해 프레스공구가 새로운 직업위치로 재조절될때는 그 연결이 풀리게하며, 이때 프레스공구의 새로운 작업위치를 대응하여 거기에 할당된 새 노즐에 연관되게 한다. 그럼으로써 종합적으로 노즐은 프레스 공구의 여러작업위치에 아주 간단히 적합화 된다.

노즐거어더에는 구간별로 다수의 노즐열이 장착되고 각 노즐열은 별도의 냉매관에 연결되고 또한 각 노즐열은 차단가능 또는 연결가능하게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 개별적 노즐열을 프레스공구의 여러 작업위치에 대응 배정 시킴으로써 이 평제트노즐의 분무냉각 작용은 성능이 향상되고 보다 균일화된다.

노즐 거어더의 모든 노즐열을 차단가능하게 또는 연결가능하게 함으로써, 각 프레스 공구의 선단의 영역은 공구가 슬랩가장자리로부터 떨어진 운동기간 동안 외부로부터 또한 슬랩전방쪽에 분무냉각형으로 냉매에 의해 냉각될 수 있다. 이 경우 노즐밸브의 제어는 프레스공구의 제어와 연동시키는 것이 바람직하다. 냉매는 철저히 슬랩 특히 슬랩 가장자리로부터 이격되어 있게하고, 그리하여 프레스공구로부터 슬랩내로 이입되는 가공에너지가 복사열에 의한 슬랩의 열손실을 보상하기에 충분하게 해야 한다.

본 발명의 한추가 양태에서는 외부로부터 도입되는 프레스공구의 분무냉각에 추가하여 이 프레스공구의 내부냉각이 행해진다.

이 경우 프레스공구내 냉매유로는 프레스 공구의 압착면을 몇번이라고 재가공을 하는 것이 보장되도록 공구선단으로부터 공구내측으로 아주 충분히 후퇴위치되어야 한다.

본 발명은 업세팅 프레스의 프레스공구를 위한 냉각장치의 실시예에 따라 상세히 설명될 것이다.

제1도는 두 상부 스탠드 비임(2) 및 두 하부 스탠드비임(3) 그리고 스탠드 비임을 연결하는 두 횡비임(4,5) 으로 구성되어있는 프레스 스탠드가 구비된 업세팅프레스(1)를 도시하는데, 하부 스탠드비임(3)은 기초(6)위에 놓여있다. 또한 업세팅 프레스는 두 크랭크하우징(7)을 갖고 있고, 그 하우징내에는 공구 지지체(8) 및 프레스공구(9)의 병진운동을 위한 비도시된 편심 구동기가 배치되어있다. 슬랩(10)은 비도시된 테이블 로울러를 타고 업세팅 프레스에 의해 이동된다. 프레스공구(9)의 영역에 있어 슬랩의 상측 및 하측에는 각각 두 개의 억제로울러(11,제2도)가 배치되어있다.

크랭크하우징(7)에 있는 공구지지체(8) 및 프레스공구(9) 용 편심구동기는 링크축(12)에 의해 구동되고, 그 링크축은 기어(13)를 통해 구동모우터(14)와 연결되어 있다. 프레스 스탠드내에 있어 크랭크하우징(7)의 배치 따라서 슬랩의 폭에 대한 프레스공구의 위치는 조절장치(15)의 도움으로 조절된다.

업세팅프레스의 구동장치 즉 기어(13), 링크축(12) 및 크랭크하우징(7) 내의 편심 구동기에 의해 공구지지체(8) 및 프레스공구(9) 는 화살표(16)의 방향으로 슬랩의 가장자리를 향해 수평으로 이동되며, 그리하여 슬랩은 규정된 치수만큼 폭이 축소된다. 슬랩온도는 약 1250℃에 놓여있고 프레스공구는 압착과정중 슬랩가장자리와 충돌하기 때문에 그 공구는 기계적 및 열적으로 높은 응력을 받는다. 따라서 본 발명에 따라서, 프레스 공구의 냉각을 위해 프레스 공구에는 각 프레스공구(9)의선단(17)의 영역으로 배향된 다수의 냉매노즐(18)이 설치될 것이 제의된다. 냉매노즐(18)은 예정된 분산각(19)을 가진 평제트노즐로 되어 있으며 다수의 평제트노즐(18,18',18,18')은 노즐거어더(20)에 접합되어 있고 이 거어더는 슬랩중앙선(21)의 상하에 배치되어 있다.

제1도는 슬랩에 대한 특수한 업세팅위치가 표시되어 있는데, 평제트노즐(18)의 축들이 슬랩(10)의 상부 및 하부에서 공구선단(17)을 향하고 있다.

경우에 따라 더 넓은 더 좁은 슬랩이 감소압축될때에는 예컨대 노즐거어더 (20)내의 평제트노즐(18)은 연결차단되고 이제 그축이 새로운 슬랩폭에 맞게 배향된 평제트노즐(18')로 연결된다.

노즐 거어더의 노즐에는 용기(22)로부터 냉매 예컨대 물이 공급되고 그 냉매는 펌프(23)에 의해 반송된다.

노즐 거어더내에서의 평제트노즐의 연결 및 연결차단은 단속가능한 밸브들(24)에 의해 행해지고, 이 밸브들은 평제트노즐 각각에 할당된 각 공급관925)에 배치되어 있다.

제2도는 슬랩(10)의 상하에 억제 로울러들(11)사이에 배치된 노즐거어더(20)를 보여준다.

노즐거어더(20)는 구성단위내에 통합된 평제트노즐과 함께 구성단위로 형성 되어 있으며, 노즐거어더는 급속연결이음쇠(26)에 의해 공급수단(25)에 연결된다.

제3도 및 제4도는 노즐거어더(20) 및 노즐거어더에 배치된 평제트노즐들 (18)을 나타내는데 거기에 의하면 노즐거어더에는 다수의 노즐열(18,18',18,18')이 구간별로 장착되어있고 각 노즐열은 별도의 연결공(27,27',27,27')과 연결되어 있다.

상기와 같이 각 노즐열 자체는 차단가능하게 또는 연결가능하게 될 수 있다. 노즐열(18)은 그런 뒤 노즐거어더내의 연결공(27) 그리고 연결헤더(28) 및 소속된 연결관과 연결되어 있다.

연결관(28 및 28')은 각각 플랜지(29)를 통하여 공급수관(25)과 급속 연결 또는 분리 가능하게 연결되고, 그리하여 노즐거어더(20)는 구성단위로서 새로운 노즐 거어더로 교체될수 있다.

제4도는 각 평제트노즐에 대해 예정된 분산각(19)이 약시되어있고, 또한 슬랩폭의 치수 및 프레스공구의 슬랩중앙선으로부터의 거리에 따라 고정조절되는 여러각(α1 또는 α2)으로 정렬된 평제트노즐의 축들(30)이 표시되어있다.

업세팅프레스의 운전시에는 각 프레스공구의 선단의 영역이 외측으로부터 냉매 바람직하게는 물에 의해 계속하여 분무냉각될때에 프레스공구가 최적하게 냉각된다.

운전개시 단 시간후에 열적인 정지(평형)상태가 되며 그리하여 프레스공구의 선단의 온도는 최대 허용 재질온도 이내에 유지된다.

공구의 내측으로 감에 따라 온도는 더욱 강하한다.

프레스공구에 대한 좀더 개선된 냉각작용은 외부로부터 도입된 분무냉각에 추가하여 예컨대 선단(17)으로부터 떨어져 프레스공구내에 배치되어 있고 냉매공급원에 연결되어 있는 냉매유로(비표시)에 의해 프레스공구를 내부 냉각할때에 얻어진다.

물론 이것은 기술적은 높은 비용과 관련되어 있다.

이 경우에는 그 제조가 경제적으로 유리하고 그 압착면은 기대를 만족하는 비용으로 몇번이고 재가공될 수 있는, 온도변화에 견디는 재료를 프레스 공구에 사용할 수 있다. 프레스공구에 대한 만족한 냉각결과는 슬랩의 업세팅 과정중에만 프레스공구가 분무냉각되고 가공하는 앞 뒤 슬랩사이의 휴지시간에는 냉각되지 않을 때, 또는 각 프레스공구의 선단의 영역에 공구가 슬랩 가장자리로부터 물러서는 운동단계동안에만 외부로부터 슬랩의 전방쪽에 분무냉각형으로 냉매가 가해질때에도 얻어질수 있다.

이때는 물론 내열성(내고온성)재료가 사용되어야 하며, 분무냉각의 냉각강도는 프레스공구의 내열성 재료에 대한 최대허용온도의 크기에 따라 조절된다.

적어도 하나의 냉매노즐이 프레스공구의 선단의 영역내로 선회진입할수 있는 안내안에 배치되는 것, 또는 다른 방식으로 냉매제트가 프레스공구의 선단의 운동에 조절적으로 추종되는 것도 본 발명의 범위내에 드는 것이다.

Claims (17)

1. 슬랩가장자리의 양쪽에 배치되어 있고 서로 마주향한 프레스공구를 수납하고 또한 서로 마주향해 이동될 수 있는 공구지지체들로, 압연재의 폭을 축소하기 위한, 특히 열간광폭 예비압연설비에서 슬랩의 폭을 축소하기위한 업세팅프레스의 프레스공구의 냉각장치에 있어서, 업세팅프레스(1)는 각 프레스공구(9)의 선단(17) 영역에 배향된 적어도하나의 냉매노즐(18)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 업세팅프레스의 프레스공구의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 냉매노즐(18)은 예정된 분산각(19)을 가진 평제트노즐로 되어있는 것을 특징으로하는 프레스공구의 냉각장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다수의 평제트노즐(18)이 한 노즐거어더에 집합되어 있고 그 노즐거어더는 슬랩중앙선(21)의 상부 및 하부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스공구의 냉각장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 노즐거어더(20)는 슬랩을 억제하는 두가압로울러(21)사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스공구의 냉각장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평제트노즐(18)의 축(30)은 슬랩폭의 치수 및 프레스공구(9)의 슬랩 중앙선(21)으로부터의 거리에 따라 상이한 각도(α₁또는 α₂)로 프레스공구(9)의 선단(17)에 일치 배향되며, 각 개개의 노즐(18)은 한 밸브(24)에 의해 연결되거나 또는 연결차단되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스공구의 냉각장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 노즐거어더(20)에는 구간별로 다수의 노즐열(18,18',18,18')이 장착되어 있고 각 노즐열은 별도의 한 냉각관(27,28)에 연결되어 있으며 또한 각 노즐열은 밸브(24)에 의해 연결되거나 연결차단될 수 있는 것을 특징으로 하는 프레스공구의 냉각장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 노즐거어더(20)는 구성단위로서 급속연결이음쇠(26)에 의해 적어도 하나의 냉매공급관(25)과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 프레스공구의 냉각장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 한 냉매노즐(18)은 프레스공구(9)의 선단(17)의 영역내로 선회진입가능한 안내안에 배치되어있는 것을 특징으로 하는 프레스공구의 냉각장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 프레스공구내에 그 공구의 선단에서 이격되어 추가의 냉매유로가 배치되어 있는 것을 특징으로하는 프레스공구의 냉각장치.
10. 각 프레스공구의 선단의 영역을 외부로부터 냉매로 계속하여 분무냉각하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제9항에 따른 슬랩 업세팅 프레스의 프레스공구의 냉각장치를 작동하는 방법.
11. 각 프레스공구의 선단의 영역을, 그 공구가 슬랩가장자리로부터 떨어진 운동시간동안에 외부로부터 또한 슬랩 전방쪽으로 냉매로 분무냉각의 형으로 냉각하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제9항에따른 슬랩 업세팅 프레스의 프레스공구의 냉각장치를 작동하는 방법.
12. 각 프레스공구의 선단영역을, 각 슬랩의업세팅(압착) 기간들 사이의 휴지기간에는 분무 냉각하지 않는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제9항에 따른 슬랩 업세팅프레스의 프레스공구의 냉각장치를 작동하는 방법.
13. 제10항 내지 제12항중의 어느한항에 있어서, 외부로부터 초래된 프레스공구의 분무 냉각에 추가하여 프레스 공구의 내부냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 작동방법.
14. 제10항 내지 제13항중의 어느한항에 있어서, 냉매를 적어도 한쪽으로부터 공구선단에 예정된 분산각으로 액상냉매분류(제트)로서 분출시키는 것을 특징으로 하는 작동방법.
15. 제10항 내지 제14항중의 어느한항에 있어서, 냉매분류중의 각 분류를 슬랩의 폭의 치수 및 슬랩가장자리에 대한 프레스공구의 위치에 따라 액원과 연결시키거나 또는 연결차단시킬수 있는 것을 특징으로 하는 작동방법.
16. 제10항 내지 제15항중의 어느 한항에 있어서, 냉매분류의 및/또는 프레스 공구의 내부냉각의 냉각강도를 프레스공구의 재료에 대한 최대 허용온도의 크기에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 작동방법.
17. 제10항 내지 제16항중의 어느한항에 있어서, 냉매 분류를 프레스공구의 선단의 운동에 추종하여 조절하는 것을 특징으로 하는 운전방법.