KR100258660B1

KR100258660B1 - 조강재의 안내 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100258660B1
Application number: KR1019950072261A
Authority: KR
Inventors: 히데노리 곤도; 료 다케다; 유키히로 호아시
Original assignee: 에모토 간지; 가와사키 세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2000-06-15
Also published as: DE69512758T2; EP0720875B1; EP0720875A1; DE69512758D1; JPH08229609A; US5743127A; KR960021195A; JP3759201B2

Abstract

본 발명은 조강재를 사이징 압연기에 의해 압연할 때의 안내방법 및 안내장치에 관한 것으로서, 3개 이상으로 이루어지는 다롤사이징 압연기를 복수 스탠드 직렬로 배열하여 조강재를 압연할 때에 압연기 입구측에 안내 롤러를 갖는 안내장치를 배치하여 조강재를 유지하여 롤구멍에 유도하는 방법 및 장치에 있어서, 조강재의 안내방법은 상기 안내 롤러에 의해 조강재의 자유면(비압연부)을 100~500㎏의 누르는 힘으로 탄성유지하는 것을 특징으로 한다.

Description

조강재의 안내방법 및 그 장치

제1도는 본 발명의 조강재의 안내장치의 한 실시예의 반단면으로 나타내는 평면도.

제2도는 제1도의 II-II선 반단면으로 나타내는 측면도.

제3도는 본 발명의 조강재의 안내장치를 장착한 4롤 압연기의 외형도.

제4도는 본 발명의 조강재의 안내장치를 이용하여 조강재를 유지하고 있는 상태를 나타내는 정면도.

제5도는 제4도를 설명하기 위한 압연롤에서 압연된 조강재의 부분확대도.

제6도는 본 발명의 효과를 설명하는 조강재의 압연 치수별 직경 불량품 발생율의 비교도.

제7도는 본 발명의 효과를 설명하는 조강재의 유지력과 비틀림 각도 및 롤러간격 좁아짐 발생율과의 상관도.

제8도는 4롤 압연기의 롤구성을 나타내는 개요도이고,

제8a도는 롤배치의 측면도,

제8b도는 상기 정면도.

제9a도는 종래의 조강재의 안내장치의 평면도,

제9b도는 상기 측면도.

제10도는 종래의 다롤 압연기에 있어서의 조강재의 안내장치의 예를 나타내는 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 안내장치 2 : 안내 본체

3,3' : 지점핀 4,4' : 롤러 홀더

5,5' : 안내 롤러 6 : 롤러 외주면

7 : 지지축 8 : 베어링

9 : 상한(上限)설정용 조정나사 10,12 : 선단

11 : 하한(下限)설정용 조정나사 13 : 나사부착 조정나사

16,16' : 인장 코일 스프링 17 : 유지면

23A~23D : 압연롤 21,22 : 스탠드

30 : 롤러식 안내장치 40 : 다롤러식 안내장치

41,42,43,44 : 안내 롤러 L : 롤러 간격

W : 조강재

본 발명은 조강재를 사이징 압연기에 의해 압연할 때의 안내방법 및 안내장치에 관한 것이다. 특히, 3롤방식이나 4롤방식 등의 다롤압연기에 의해 조강재를 압연할 때에 롤입구측에서 여러가지 치수의 조강재를 보유하여 롤구멍에 안정되게 유도하는 것을 가능하게 한 것이다.

단면형상이 둥근 봉강재나 선재 등의 조강재를 사이징 압연하는 방법으로서, 1스탠드에 있어서, 사용하는 압연롤의 수에 의해 2롤법, 3롤법 및 4롤법으로 크게 나누어진다. 각 방법 모두 조강재를 쌍으로 이루어진 압연롤에 의해 압하방향을 바꾸면서 복수 패스로 압연한다. 얻어진 조강재의 단면형상은 2롤법에서는 거의 사각형에 가까운 원으로, 3롤법에서는 거의 육각형에 가까운 원으로, 4롤법에서는 거의 팔각형에 가까운 원이 된다. 이 경우 조강재 각 단면의 최대직경(d₁)과 최소직경(d₂) 사이의 차(편직경 차: △d=d₁-d₂)가 생긴다. 어느 방법이나 롤압하량이 한계를 초과하면, 조강재가 롤틈에 끼여 제품불량이 되지만, 끼이는 한계가 되기까지의 압하량이 큰 쪽이 사이징 가능범위는 넓어진다.

상기 각 사이징 압연방법 중 4롤법에 대해서 제8도에 기초하여 설명한다. 제 8a도는 롤배치의 측면도이고, 제8b도는 상기 정면도이다. 이 경우 2개 한쌍인 4개의 압연롤(23A, 23B, 23C, 23D)에서 직교하는 두방향에서 조강재(W)를 압하하는 4롤압연기를 제1스탠드(21), 제2스탠드(22)와 직렬로 배치하고, 양 압연기 사이에서 압하방향을 45°어긋나게 하여 조강재(W)를 사이징 압연하는 방법이다. 4롤법은 폭치수 변화(폭넓이 변형량)가 2롤법 압연에 비해 작고, 동일 롤에서 고정밀도의 제품을 제조할 수 있기 때문에 최근 특히 주목받고 있다. 또한 이 4롤 압연기에 대해서 본 발명자들은 미국 특허 5,363,682 호를 취득하고 있다. 이 2롤법, 3롤법 및 4롤법 중 어느 한가지 방법을 이용하여 사이징 압연해도 조강재를 압연롤 구멍에 바른 자세로 안내하기 위해서 롤스탠드 입구측에 조강재의 유도장치인 안내장치가 설치되어 있다. 종래부터 사용되고 있는 안내장치의 일례로서 제9도에 나타내는 바와 같은 롤러식 안내장치(30)가 있다. 제9a도는 안내장치의 평면도, 제9b도는 그 측면도를 나타낸다. 이 장치는 단면이 거의형의 안내 본체(31)의 개구부분 양측에 지점핀(32, 32')을 통하여 리프 스프링(판스프링)으로 이루어지는 롤러 홀더(33, 33')가 상하대칭적으로 장착되어 있고, 각 롤러 홀더(33, 33')의 선단부에 각각 안내 롤러(34, 34')의 롤러면을 대향시켜 회전이 자유롭게 부착되어 있다. 롤러 홀더(33, 33')자체를 구성하고 있는 리프 스프링의 스프링정수는 통상 1000㎏f/㎜ 이상이 사용되고 있다.

이 조강재의 안내장치(30)를 예를 들면 2롤압연기의 압연을 입구측에 부착하고, 조강재를 안내 롤러(34, 34') 사이에 진입시키고, 리프 스프링으로 이루어지는 롤러 홀더(33, 33')의 탄성력으로 안내 롤러(34, 34')를 조강재에 밀어 붙여 돌려서 접촉시키면서 압연롤 구멍으로 유도한다. 조강재는 직경 치수가 다른 것이 여러가지 있기 때문에 진입시키는 조강재 치수에 따라서 안내 롤러(34, 34')의 롤러 간격을 조정할 필요가 있다. 그 롤러 간격의 조정은, 예를 들면 압연기의 운전을 일시 정지하고, 각 롤러 홀더(33, 33')마다 지점핀(32, 32')을 끼워 축방향의 양측에 설치하고 있는 상한설정용 조정나사(35) 및 하한설정용 조정나사(36)를 수동으로 조이거나 풀거나 한다. 상한설정용 조정나사(35)를 안내 본체(31)에 맞닿게 하면 안내 롤러(34, 34')의 롤러 간격은 그것 이상으로는 넓어지지 않는다. 또한 하한설정용 조정나사(36)를 안내 본체(31)에 맞닿게 하면 안내 롤러(34, 34')의 롤러 간격은 그 이상은 좁혀지지 않는다.

롤러 간격이 너무 좁으면 조강재는 안내 롤러(34, 34') 사이를 통과할 수 없기 때문에 이른바 미스 롤이 된다. 반대로 롤러 간격이 너무 넓을 때에는 조강재를 유지할 수 없어지고, 그 결과 압하에 의해 조강재가 비틀리거나 치수 정밀도가 극도로 열화하거나 미스 롤이 되거나 하는 여러가지 문제를 유발한다.

이 리프 스프링을 이용한 롤식 안내장치(30)를 상기 4롤 압연기의 롤입구측에 부착하여 사용할 수도 있다. 이 경우 4롤 압연기로 압연된 조강재의 진원도(眞圓度)가 2롤법이나 3롤법에 비해서 양호하기 때문에 동일한 압연롤을 사용하여 롤간격을 바꾸는 것만으로 일부로 롤을 교환하는 일이 없이 광범위하게 다른 치수의 조강재를 압연할 수 있는 이점이 있다. 이 이점을 활용하기 위해 압연롤 간격의 변경에 대응하여 안내장치의 안내 롤러 간격 조정 압연기를 멈추는 일 없이 실시하는 것이 바람직하다.

이 경우 종래는 조강재의 선단이 안내 롤러의 간격을 통과한 후에 그 롤러 간격을 유압기구 등을 이용하여 자동적으로 조정하도록 한 고가의 원격조정장치가 사용되었다.

종래의 리프 스프링을 사용한 롤러식 안내장치(30)에 관한 문제점을 정리하면 이하와 같이 된다. 롤러 홀더(33, 33') 자체를 구성하고 있는 리프 스프링의 스프링 정수가 100㎏f/㎜이상으로 크기 때문에 안내 롤러(34, 34')의 간격조정은 매우 미묘하므로 그와 같은 강력한 스프링의 탄성력에 맞서 실시하는 조정은 용이하지 않고 잘못 조정하므로써 미스 롤이나 비틀림에 의해 치수 정밀도가 매우 나빠진다.

조강재의 직경 치수에 맞춰 안내 롤러(34, 34')의 간격을 변화시키는 데에 사람손으로 조절하는 장치의 경우는 압연기의 운전을 일지 정지시키지 않으면 안되고 조강재의 직경 치수의 변경회수가 많으면 조강의 생산효율이 대폭 저하한다.

원격조정장치가 부착된 장치의 경우는 안내 롤러(34, 34')의 간격조정을 위해서 압연기의 운전을 일일이 정지시킬 필요는 없지만, 장치가 복잡하고 고가이며 생산원가가 높아진다.

다음에 2롤 압연기용 롤러식 안내장치로서 롤러홀더간에 인장력을 부여하는 탄성부재와 롤러 간격 조정기구를 구비한 것이 일본국 실개평 1-109309호 공보에 개시되어 있다. 이 장치는 압연기 출구측의 진동에 의한 "압연재료의 진동"이라고 칭하는 간헐적인 직경불량발생을 방지하기 위해서 0.92~2.95㎏f/㎜의 스프링 정수를 갖는 스프링이 바람직하다고 기재되어 있다. 그러나 이 범위의 스프링 정수는 높은 치수정밀도를 목적으로 한 제조에는 적용할 수 없다. 즉, 이와같이 스프링 정수가 매우 작은 스프링은 한쌍의 안내 롤러를 끌어당기는 데에 충분하다고는 말할 수 없다. 또한, 그 한쌍의 안내 롤러의 최소간격을 조정하기 위한 폐한(閉限)용 조정나사를 구비하고 있지만, 최대간격을 조정하기 위한 개한(開限)용 조정나사는 구비되어 있지 않기 때문에 높은 치수정밀도를 얻기 위한 압연은 곤란하다. 또한 후술하는 바와 같이 조강재를 소정의 누르는 힘으로 탄성 유지하려면 스프링 정수가 작을수록 더 크게 늘어나야 하므로 구조적으로 커져 버린다.

이 밖에 다롤 압연기용 안내장치로서 제10a도, 제10b도에 나타내는 바와 같은 다롤식 안내장치(40)가 있다. 4롤 압연기의 경우에는 제10a도에 나타내는 바와 같이 4개 한쌍의 안내 롤러(41, 42, 43, 44)에 의해 조강재(W)를 외주방향으로 유지하여 압연롤 구멍으로 유도하는 것이 있다. 또한 제10b도에 나타내는 바와 같이 3롤 압연기의 경우에 3개 한쌍의 안내 롤러(41, 42, 43)에 의해 조강재(W)를 외주방향에서 유지하여 압연롤 구멍에 유도하는 것 등이 알려져 있다.

이 다롤러식 안내장치(40)는 안내 롤러(41, 42, 43, 44)로 유지하는 조강재(W)의 면은 2롤식, 3롤식, 4롤식 중 어느 한 경우도 전 패스에 있어서 압하된 면(a)(이하, 압하면이라고 함)을 사용했다. 그 이유는 압하면(a)은 롤칼리버로 조형되기 때문에, 항상 일정한 형상으로 안정되게 유지할 수 있는 반면, 롤에서 압하되지 않은 면(b)(이하, 자유면이라고 함)은 압연되는 조강재(W)의 강의 종류나 압연온도 등의 조건에 따라 형상이 변화하므로 안정되게 유지할 수 없다고 생각되었기 때문이다.

그런데, 종래에는 다롤 압연일수록 조강재(W)의 단면형상은 최대 치수와 최소 치수의 차(△d)가 작아져 조강재(W)의 압하면(a)을 안내 롤러로 유지하기 어려워지는 경향이 있다. 이 때문에 직렬로 배열되어 있는 압연기 사이에서 안내장치에 유지된 조강재가 비틀려져 소정의 치수 형상으로 압연을 할 수 없어지고, 불량품이 발생하거나 미스롤때문에 압연이 정지되는 사태를 초래했다. 이를 방지하기 위해서 일부러 대규모이고 고가의 설비가 필요하게 되는 문제점이 있었다.

또한 이 다롤러식 안내장치(40)는 조강재(W)의 선단이 안내장치에 들어가기 전에는 안내 롤러(41, 42, 43, 44)를 조강재(W)의 외부직경보다 조금 크게 열어 두고, 조강재의 선단이 통과한 시점에서 안내 롤러를 닫으므로써 조강재를 누르는 힘을 일정하게 유지하는 구조로 이루어져 있다.

이 때문에 안내장치는 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

그래서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 실시된 것으로, 안내 롤러에 진입해오는 조강재의 치수변화에 대응하여 안내 롤러의 롤러 간격을 자동적으로 조정할 수 있는 조강재의 안내방법 및 장치를 제공함에 있다.

또한, 안내 롤에 유지된 조강재가 미끄러짐에 의해 비틀림이 발생하는 일이 없는 조강재의 안내방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명자들은 특히 3롤 또는 4롤 사이징 압연기에 맞는 조강재의 안내방법 및 안내장치의 개발에 대해서 검토를 거듭하는 과정에서 3롤 또는 4롤 압연기에서 압연한 경우는 2롤법 등에 의한 것에 비해서 조강재의 진원도가 양호하기 때문에, 예를 들면 제2스탠드(제2패스)에 있어서의 조강재의 입구측 안내에서는 조강재에 대한 유지력(안내 롤러의 누르는 힘)이 비교적 약해도 양호한 결과가 얻어지는 것을 발견하고 본 발명을 하기에 이르렀다.

본 발명은 3개 이상으로 이루어지는 다롤 사이징 압연기를 복수 스탠드 직렬로 배열하여 조강재를 압연할 때에 압연기 입구측에 안내 롤러를 갖는 안내장치를 배치하여 조강재를 유지하여 롤구멍으로 유도하는 방법에 있어서, 상기 안내 롤러에 의해 조강재의 자유면(비압연부)을 100~500㎏의 누르는 힘으로 탄성유지하는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내방법이고, 또한 3개 이상으로 이루어지는 다롤 사이징 압연기를 복수 스탠드 직렬로 배열하여 조강재를 압연할 때에 압연기 입구측에 안내장치를 배치하여 조강재를 유지하여 롤구멍에 유도하는 조강재의 안내장치에 있어서, 개구부를 필요로 하는 단면이 거의형인 안내 본체와, 상기 안내 본체의 개구부 상하에 요동 자유롭게 유지되는 롤러 홀더와, 상기 롤러 홀더를 닫힘방향으로 힘을 가하는 스프링과, 상기 각 롤러 홀더의 선단부에 대향시켜 안내 롤러를 회전 자유롭게 부착함과 동시에 상기 롤러 홀더에 안내 롤러간의 최소한의 열림정도를 설정하는 폐한설정용 조정나사와, 최대한의 열림정도를 설정하는 개한설정용 조정나사를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내장치이다.

그 밖의 수단에 대해서는 본 발명의 명세서 및 청구범위에서 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시형태 도면을 참조하여 설명한다.

도 1, 도2는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 것으로, 도 1은 조강재의 안내장치의 단면도로 나타내는 평면도, 도 2는 도 1의 II-II선 단면도로 나타내는 측면도이다.

우선 장치 구성을 설명하면 안내장치(1)는 평면에서 보아 단면이 거의형인 안내 본체(2)의 개구부분 상하에 지점핀(3, 3')을 통하여 롤러 홀더(4, 4')가 상하 대칭으로 슬라이딩 자유롭게 지지되어 있다.

각 롤러 홀더(4, 4')의 선단부에는 각각 안내 롤러(5, 5')가 V자 홈을 갖는 롤러 외주면(6)을 대향시켜 지지축(7), 베어링(8)을 통하여 회전 자유롭게 부착되어 있다. 이들 양 안내 롤러(5, 5')의 롤러 간격(L)은 롤러 홀더(4, 4')가 지점핀(3, 3')을 축에 상하 요동(시소운동)하는 것에 의해 최대시의 간격(L_max)에서부터 최소시의 간격(L_min) 범위에서 변화한다. 각 롤러 홀더(4, 4')에는 지점핀(3, 3')을 끼워 전후 양측에 상한(개한)설정용 조정나사(9)와 하한(폐한)설정용 조정나사(11)가 나사식으로 부착되어 있다. 상한설정용 조정나사(9)를 수동으로 조작하여 나사선단(10)과 이것이 맞닿는 안내 본체(2)와의 거리를 조정하는 것으로, 양 안내 롤러(5, 5')가 열릴 때의 롤러 간격(L)을 최대시의 간격(L_max)의 범위내에서 조정할 수 있다. 또한, 마찬가지로 하한설정용 조정나사(11)를 조작하여 나사 선단(12)과 이것이 맞닿는 안내 본체와의 거리를 저정하는 것으로, 양 안내 롤러가 닫힐 때의 롤러 간격(L)을 최소시의 간격(L_min)의 범위내에서 조정할 수 있다. 상한 설정용 조정나사(9)의 선단(10)이 안내 본체(2)에 맞닿으면 안내 롤러(5, 5')의 롤러 간격은 그 이상 넓어지지는 않는다. 또한 하한설정용 조정나사(11)의 선단(12)이 안내 본체(2)에 맞닿으면 양 안내 롤러(5, 5')의 롤러 간격은 그 이상 좁아지지는 않는다.

롤러 홀더(4, 4')에는 안내 롤러(5, 5')를 끼워 양 사이드에 각각 스프링길이 조정수단으로 나사 부착.조정장치(13)가 상하로 대향하여 설치되어 있다. 그 상하대향의 나사부착.조정장치(13)사이에 인장 코일 스프링(16, 16')이 좌우 한쌍으로 설치되어 있다. 이 인장 코일 스프링(16, 16')의 스프링 정수는 5~100㎏f/㎜의 범위로 선정했다. 또한 나사부착.조정장치(13)의 나사 자리(14)에 부착된 탄성력 조정나사(15)를 전진후퇴시켜 스프링 셋트 길이를 변경하므로써 스프링의 장력을 조정할 수 있다. 이것에 의해 안내 롤러(5, 5')에 의한 조강재의 유지력(누르는 힘)이 100~500㎏가 되게 설정되어 있다.

다음에 작용을 서술한다.

상기 안내장치(1)를 4롤법 등의 다롤 압연법에 의한 조강재의 압연에 적용한 경우 조강재(W)의 안내에 있어서 종래의 2롤 압연법의 경우와 같이 1000㎏이라는 강력한 유지력은 필요하지 않고, 100~500㎏으로 충분하다. 그런데 유지력이 100㎏미만은 너무 약해서 양호한 유지가 불가능하며, 직경편차(△d)가 0.2 이상으로 커져 제품으로서 적합하지 않다. 한편, 유지력이 500㎏를 초과하면 안내장치가 필요이상으로 대형화하여 중량도 커져 취급이 용이하지 않게 되고, 또한 경제적이지 않다.

상기 100~500㎏의 유지력을 얻기 위해서 안내장치(1)의 롤러 홀더(4, 4')를 닫힘방향으로 힘을 가하는 인장 코일 스프링(16, 16')을 이용한 것에 의해 조강재(W)의 직경 치수가 압연중에 변화해도 인장 코일 스프링(16, 16')의 신축에 의해 안내 롤러(5, 5')가 자동적으로 추종한다. 따라서 안내 롤러 간격을 종래와 같이 강력한 유지력을 갖는 스프링으로 강제적으로 타동으로 조정할 필요는 없다.

안내장치(1)의 롤러 홀더(4, 4')를 닫힘방향으로 힘을 가하는 인장 코일 스프링(16, 16')의 스프링 정수는 5~100㎏f/㎜이 좋다. 스프링 정수 5㎏f/㎜미만에서는 100㎏의 유지력을 확보할 수 없다. 한편 스프링 정수가 100㎏f/㎜을 초과하면 롤러 홀더(4, 4')에 의해 조강재(W)의 유지력이 500㎏를 초과해 버린다. 압연개시전에 미리 안내장치(1)의 안내 롤러 간격(L)을 조강재(W)의 직경 치수에 맞춰 사람손으로 용이하게 조정할 수 있고, 또한 조강재 치수가 압연중에 변화해도 유지력을 크게 변화시키지 않고 안정시키기 위해서는 스프링 정수는 가능한 한 작은 편이 좋고, 바람직하게는 5~50㎏f/㎜이 타당하다.

본 발명에 의하면 우선 압연되는 여러가지의 직경 치수가 조강재(W)의 최소직경치수보다 약간 작은 치수로, 미리 안내장치(1)의 안내 롤러 간격의 하한값을 하한설정수단인 하한설정용 조정나사(11)로 설정한다.

다음에 이 하한설정 상태에서 롤러 홀더(4, 4')를 닫힘방향으로 힘을 가하는 스프링(16, 16')의 셋트 길이를 나사 부착.조정장치(13)의 탄성력 조정나사(15)를 조작하여 안내 롤러(5, 5')에서의 유지력 100㎏이상이 되도록 설정한다.

이렇게 하여 압연을 개시하면 이후 안내장치(1)는 조강재(W)를 그 전체 길이에 걸쳐 100㎏이상의 유지력으로 눌러 유지하면서 압연롤의 롤구멍에 정확하게 유도할 수 있다.

압연중에 조강재의 직경치수가 달라져도 안내 롤러(5, 5')는 인장 코일 스프링(16, 16')의 탄성력에 의해 소정의 유지력을 유지하면서 조강재(W)의 직경에 맞춰 자동적으로 연다. 따라서 종래와 같이 압연을 중지하고 수고를 들여 안내 롤러 간격을 조정할 필요가 없다.

본 발명에 의하면 압연되는 조강재(W)의 최대치수에 대해서도 롤러 홀더(4, 4')를 닫힘방향으로 힘을 가하는 인장 코일 스프링(16, 16')에 의한 유지력은 500㎏를 초과하는 일이 없고, 따라서 유지력이 너무 강한 경우와 같이 조강재(W)가 안내 롤러에 닿아 롤러 표면에 흠집을 내거나, 또는 안내 롤러의 저항이 너무 커서 조강재가 통과할 수 없는 현상은 방지되어 조강재의 원활한 유도가 확보된다.

또한 조강재(W)를 100~500㎏의 힘으로 유지하기 위해서 스프링을 이용하는 예로 설명했는데, 스프링 대신에 실린더 등을 이용해도 좋다.

다음에 조강재(W)를 안내할 때에 조강재를 유지하는 방법 및 장치에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 조강재의 안내장치를 이용하여 조강재를 유지하고 있는 상태를 나타내는 정면도이다. 안내 롤러(5, 5')의 외주면(6)은 유지면(17) 및 배출홈(18)으로 이루어지는 V자 형상 홈을 갖는다. 이 V자 형상 홈을 갖는 안내 롤러(5, 5')에 의해 조강재(W)의 자유면(b)(비압연부)을 유지하는 것이다.

도 5는 도 4를 설명하기 위한 압연롤(23A~23D)에서 압연된 조강재(W)의 부분확대도이다.

이 경우의 각 안내 롤러(5, 5')의 유지면(17)의 형상은 도 5에 나타내는 전 패스의 압연롤(23A)의 칼리버의 직선형상의 배출부(recess of thread portion)(j)에 합치시키고 있다. 즉, 4롤 압연기의 제1패스 압연롤(23A)의 칼리버에 있어서의 반경(R), 중심각(α)의 원호형상면에 접하는 사이드의 직선상 배출부(j)와, 이것에 인접하는 압연롤(23C)의 칼리버의 동일 직선상 배출부(j)와, 그 양 배출부(j) 사이의 각도(θ)에 일치시켜 안내 롤러(5, 5')의 유지면(17)이 형성되어 있다.

이와 같이 형성되어 있기 때문에 상기 제1패스의 압연롤(23A)과 대향하는 도시하지 않은 압연롤(23B)과의 사이의 거리인 전패스의 롤간격(h)이 변화해도 안내롤러(5, 5')의 유지면(17)의 각도(θ)는 불변이고, 바꾸어 말하면 전패스에서 압연된 조강재(W)의 자유면(b)사이의 치수(e)(자유면폭)가 변화해도 안내 롤러의 유지면(17)과의 관계는 바뀌지 않고 일정하게 유지된다.

제4도와 같은 형상의 유지면(17)을 갖는 본 발명의 안내 롤러(5, 5')를 구비한 롤입구측 안내장치에서 조강재(W)를 유지하면 종래와 같이 조강재(W)와 안내롤러(34~34"')가 유지면에서 미끄러지지 않기 때문에 작은 유지력(누르는 힘)으로 확실한 유지가 가능하다. 그 이유는 앞서 설명한 바와 같이 종래는 조강재(W)의 비트는 힘을 안내 롤러의 롤축의 래디알 하중으로 받는 것에 대해서, 본 발명에서는 롤축의 스러스트 하중도 분담하기 위해서이다. 이것에 의해 안내 롤러 및 그 롤축이 받는 하중은 작아지고, 확실하게 조강재(W)의 비틀림을 멈출 수 있을 뿐만 아니라 설비도 소규모로 하는 것이 가능하다.

이 경우 2개의 안내 롤러를 이용한 예를 나타냈지만, 4개의 안내 롤러를 사용해도 좋다.

[실시예 1]

본 발명의 안내장치(1)를 도 3에 사선부분으로 나타내는 바와 같이 4롤 압연기를 제1스탠드(21), 제2스탠드(22)로 두대를 직렬로 배치하여 조강재(W)를 압하하는 4롤 압연기 라인의 제2스탠드(22)의 입구측에 부착하여 압연실험을 했다. 또한 이 경우의 제1스탠드(21)의 4롤 압연기는 전동 모터 구동, 제2스탠드(22)의 4롤 압연기는 유압 모터 구동의 것이다. 스프링 정수는 30㎏f/㎜의 것을 사용하고, 안내의 누르는 힘을 250㎏으로 설정했다. 또한 조강재(W)의 유지면은 자유면(a)을 유지하고 있다.

종래 기술과 비교하기 위해서 상기 4롤 압연기의 제2스탠드(22)의 입구측에 상기한 롤러식 안내장치(30)를 부착하여 실험을 했다. 이 경우의 리프 스프링의 스프링 정수는 약 1500㎏f/㎜이다. 직경 치수의 변경에 따르는 안내 롤러의 간격조정은 수동으로 했다.

이와 같이 구성된 압연기에서 이하에 나타내는 조건에 의해 사이징 압연을 했다.

압연조건

강의 종류 : S45C

압연 온도 : 850~900℃

조강재 직경(㎜) : 16~17.5 및 26~28.5

압하량(㎜) :0.5~3.0

상기 조건으로 압연하여 직경편차(△d)(최대직경-최소직경)에 대해서 비교한 결과를 도 6에 나타낸다.

이 결과에서 분명히 한 바와 같이 본 발명의 경우는 종래에 비해 직경편차(△d)가 약 1/2미만이 되고, 치수 불량이 발생되지 않고, 또 높은 치수정밀도의 제품제조가 가능하게 되었다.

또한 상기 실시예는 안내장치(1)를 제2패스의 압연기에 설치한 경우를 설명했지만, 조건에 따라 제1패스의 압연기에 설정해도 좋다.

[실시예 2]

본 발명의 안내장치(1)는 실시예 1과 동일 조건으로 설정했다. 종래의 안내장치는 상기한 다롤러식 안내장치(40)를 압연라인의 제2패스 압연기의 입구측에 설치하여 조강재(W)의 압연비교실험을 했다.

본 발명의 안내장치를 이용하여 조강재의 누르는 힘(㎏)을 여러가지로 변화시켰다. 종래의 다롤러식 안내장치(40)는 안내 롤러(41, 42, 43, 44)에서 조강재(W)의 압하면(a)을 유지하면서 누르는 힘(㎏)을 변화시켰다.

도 7에 누르는 힘(㎏)에 의해 발생하는 조강재의 비틀림 각도 및 롤러 간격 좁아짐과의 관계를 나타낸다.

도 7에 나타내는 ▲마크는 본 발명의 안내장치(1)를 사용하여 조강재(W)의 자유면(b)을 유지하면서 압연한 결과를 나타낸다. △마크는 종래의 다롤러식 안내장치(40)를 사용하여 조강재(W)의 압하면(a)을 유지하면서 압연한 결과를 나타낸다.

이 결과 본 발명의 안내장치(1)를 사용한 경우 누르는 힘이 100㎏미만이면 비틀림이 발생하고, 치수 불량이 발생했다. 또한 500㎏을 초과하면 롤러 간격이 좁아져 조강재에 흠집이 발생했다.

종래의 다롤러식 안내장치(40)를 사용한 경우 누르는 힘이 1000㎏이하에서는 누르는 면에 미끄러짐이 발생하여 비틀림이 발생하고, 1000㎏를 초과하지 않으면 비틀림각이 0이 되지 않음을 알았다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 조강재의 안내방법에 의하면 롤입구 안내장치의 안내 롤러에 의해 조강재의 자유면을 100~500㎏의 누르는 힘으로 탄성유지하기 위해 작은 유지력으로 확실하게 조강재의 비틀림을 멈출 수 있고, 높은 치수정밀도의 제품 제조를 가능하게 했다. 또한 미스롤의 발생을 감소시키고, 또한 설비도 소규모로 할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한 본 발명의 조강재의 안내장치에 의하면 롤러 홀더를 스프링을 닫힘방향으로 힘을 가하는 2롤러 구성으로 하며, 또 롤러홀더의 폐한설정용 조정나사 및 개한설정용 조정나사를 구비하고 있기 때문에 조강재를 확실하게 유지할 수 있으며, 또 압연을 정지하는 일이 없이 여러가지 치수의 조강재를 연속적으로 높은 정밀도로 제조할 수 있다.

Claims

3개 이상으로 이루어지는 다롤사이징 압연기를 복수 스탠드 직렬로 배열하여 조강재를 압연할 때에 압연기 입구측에 안내 롤러를 갖는 안내장치를 배치하여 조강재를 유지하여 롤구멍에 유도하는 방법에 있어서, 상기 안내 롤러에 의해 조강재의 자유면(비압연부)을 100~500㎏의 누르는 힘으로 탄성유지하는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내방법.
제1항에 있어서, 상기 안내 롤러를 스프링으로 닫힘방향으로 힘을 가하므로써 조강재를 탄성유지하는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내방법.
제1항에 있어서, 상기 안내 롤러를 실린더로 닫힘방향으로 힘을 가하므로써 조강재를 탄성유지하는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내방법.
3개 이상으로 이루어지는 다롤사이징 압연기를 복수 스탠드 직렬로 배열하여 조강재를 압연할 때에 압연기 입구측에 안내장치를 배치하여 조강재를 유지하여 롤구멍에 유도하는 조강재의 안내장치에 있어서, 개구부를 필요로 하는 단면이형인 안내 본체와, 상기 안내 본체의 개구부 상하에 요동이 자유롭게 유지되는 롤러 홀더와, 상기 롤러 홀더를 닫힘방향으로 힘을 가하는 스프링과, 상기 각 롤러 홀더의 선단부에 대향시켜 안내롤러를 회전이 자유롭게 부착하며, 또한 상기 롤러 홀더에 안내롤러 사이의 최소한의 열림정도를 설정하는 폐한설정용 조정나사와, 최대한의 열림정도를 설정하는 개한설정용 조정나사를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내장치.
제4항에 있어서, 상기 스프링이 스프링의 단부에 걸리는 스프링 자리와, 상기 스프링 자리에 결합하는 스프링조정나사를 갖는 나사부착.조정장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 스프링의 스프링정수가 5~100㎏f/㎜인 것을 특징으로 하는 조강재의 안내장치.
제4항에 있어서, 조강재를 유지하는 상기 안내 롤러의 외주면 형상이 V자형 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내장치.
제4항 또는 제7항에 있어서, 상기 안내 롤러를 전단의 롤압연기의 압하방향에 대해서 45°기울여 배치하는 것을 특징으로 하는 조강재의 안내장치.