KR100328045B1 - 선재제조설비의나선코일형선재이송테이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선재제조설비의 레잉헤드에서 배출되는 나선코일형 선재의 선단부가 설비의 틈에 끼고 말리는 현상을 방지하여 보다 안정된 나선코일형 선재의 이송이 가능하도록 개선된 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블에 관한 것으로서,

레잉헤드를 거쳐 나선코일형으로 배출되는 선재를 받아 다수개의 회전롤에 의하여 이송시키며, 냉각과정을 거쳐 선재집적기측으로 배출하도록 된 선재제조설비의 테이블에 있어서, 상단부가 레잉헤드(5)측으로부터 선재집적기측으로 갈수록 상향되는 경사면(173)으로 형성되어 선재를 받아 눕혀지도록 유도하는 구간내의 회전롤 사이에 장착된 차단부재(170)를 포함함을 특징으로 한다.

Description

선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블{Table for Transporting of Wirerod Manufacturing Unit}

본 발명은 선재제조설비의 레잉헤드에서 배출되는 나선코일형 선재를 받아 냉각공정을 거치도록 이송하는 테이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선재의 선단부가 설비의 틈에 끼고 말리는 현상을 방지하여 보다 안정된 나선코일형 선재의 이송이 가능하도록 개선된 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블에 관한 것이다.

일반적으로 선재제조설비는 도 1에 도시한 바와같이, 가열로에서 가열되어추출된 빌렛트(Billet)(1)는 조압연기(2a), 중간조압연기(2b), 사상최종압연기(2c)를 통해서 선재(3)로 압연되고, 이러한 선재(3)는 연속되는 수냉부(4)에서 수냉된 후 레잉헤드(권취기, Laying Head)(5)를 거쳐 나선코일형 선재(6)로 배출된다. 그리고, 이렇게 배출된 나선코일형 선재(6)는 다수개의 회전롤(7)이 일정간격으로 배치된 테이블(8)상에 낙하되어 회전롤(7)에 의하여 일정구간 이송되면서 냉각에 의한 변태를 거쳐 그에 기계적인 성질이 부여된 후, 테이블(8) 후류측에 설치된 미도시된 선재집적기에서 집적되어 포장라인으로 이송되어 최종 제품화된다.

그리고, 상기 테이블(8)은 다수개의 구간으로 나뉘어지는바, 나선코일형 선재(6)를 레잉헤드(5)로부터 받아 적정한 상태로 뉘어지도록 유도하는 입측구간과, 상기 입측구간에 연속하여 그 선재(6)를 냉각하여 변태를 진행시키는 변태진행구간과, 상기 변태진행구간에 연속하여 선재(6)의 변태를 완료시키고 또한 선재집적기로 선재(6)를 배출하도록 된 변태완료구간이 그것이다.

통상 상기 테이블(8)에 의해 진행하면서 냉각되는 선재(6)는 강종별로 공냉 및 서냉된 후 최종 권취완료되는바, 강종별로 공냉재는 변태진행구간에 설치되는 송풍기(9)에 의하여 공급되는 냉각공기에 의하여 공냉이 이루어지고, 서냉재는 상기 송풍기(9)의 작동을 정지시킨 상태로 서냉되어 최종 권취완료된다.

이와같은 일련의 공정중 선재(6)를 받는 테이블(8)의 입측 구간에서는 도 2에 도시한 바와같이, 선재(6)가 다수개로 된 회전롤(7) 상부측에 눕혀지는 과정에서 그 선재(6)의 선단부(6a)가 회전롤(7) 사이를 통하여 말려들어가는 문제점이 발생하고(도 2a 참조), 이러한 경우에는 회전롤(7a) 사이로 말려들어간 선단부(6a)가빠져나오지 않아 선재(6)의 이송자체를 불가능하게 하거나, 설혹 빠져나온다 해도 선단부(6a)는 변형되어 일정길이가 후방측으로 위치한 상태로 진행을 계속하고(도 2b 참조), 결과적으로 선재집적기(10)측으로 배출되는 경우 그 선단부(6a)가 선재집적기(10) 입구측에서 방해물로 작용하여 선재(6)의 원할한 집적이 곤란하게 되는 것이다(도 2c 참조).

종래에는 이와같은 현상을 방지하기 위해 나선코일형 선재(6)의 선단부(6a)가 회전롤(7) 사이에 끼어 말려들어간 부분을 테이블(8)상의 적정구간에서 절단하여 제거하는 것이었으나, 통상 열간상태에 있는 선재(6)에 의하여 매우 고온상태로 유지되는 테이블(8) 상에서 변형된 선재의 선단부(6a)를 절단하기 위한 작업환경이 매우 열악한 것이어서 절단작업이 용이하게 이루어지기 어렵고, 또한 선재(6)가 고속으로 진행하는 경우에는 그 작업이 더욱 곤란하여, 결과적으로는 선재 생산에 대한 실수율 하락의 요인이 되었다.

또한, 도 3의 가도와 같이 직선형 선재(3)를 받아 나선코일형 선재(6)로 배출하기 위한 레잉헤드(5)는 수평한 기준선에 대하여 그 배출부가 보다 하부측으로 위치하도록 적정한 경사를 갖추어 설치되는바, 이러한 레잉헤드(5)의 설치구조에 의하여 이 레잉헤드(5)로부터 배출되는 나선코일형 선재(6)는 수직한 상태와 수평한 상태의 중간 상태로 회전롤(7)의 상부에 부딪히게 되고, 따라서 회전롤(7)과 부딪히는 순간에 선재(6)의 일정부위(6b)만이 그 충격력을 모두 흡수하여야만 하는 것이고, 이에 의하여 그 일정부위(6b)에서 타격에 의한 흠이 발생하여 제품의 품질을 하락시키는 것이었다. 특히, 저탄소강인 스테인레스와 대경(코일링 자체 중량이높다) 선재의 생산시 이러한 현상은 더욱 심하게 나타난다.

도 4에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 채택되고 있는 종래의 방법을 개략적으로 도시하며, 이는 레잉헤드(5)로부터 배출되어 적정한 수평상태로 눕혀질때까지의 구간에 위치한 회전롤(7) 사이에 그 상부면이 회전롤(7) 상단부와 대략 동일한 위치에 있도록 된 직사각단면의 차단막대(12)를 설치함으로서 선재(6)의 선단부가 회전롤(7) 사이에 끼어 말려들어가는 현상 등을 방지하고자 하였으나, 상기 차단막대(12) 자체가 열변형 등에 의하여 중앙부가 상부측으로 볼록하게 튀어나와 선재(6)와의 마찰에 의한 제품결함을 유발하는 것이었으며, 게다가 차단막대(12)가 회전롤(7) 사이를 완전하게 차단하는 것이 곤란하여 선재의 선단부가 끼워지는 현상이 여전히 발생하는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 선재제조설비의 레잉헤드에서 배출되는 나선코일형 선재를 받아 눕혀지도록 유도하는 테이블 입구측 구간에서 선재의 선단부가 회전롤 사이에 끼어져 들어가지 못하도록 방지하면서 회전롤과 선재의 충돌부위가 특정부분에 집중되지 않도록 하여 선재이송이 보다 안정적으로 이루어지고 선재의 품질저하를 방지하도록 된 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 선재제조설비의 개략 구성도

도 2a 내지 도 2c는 종래의 나선코일형 선재 이송테이블의 문제점 도출도

도 3은 종래의 나선코일형 선재 이송테이블과 선재의 충돌에 의한 선재의 흠 발생기구를 도시한 개략 설명도

도 4는 종래의 선재이송테이블에 차단막대를 장착한 경우의 문제점 도출도

도 5는 본 발명에 따른 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블을 도시한 개략 구성도

도 6은 도 5의 요부를 개략적으로 도시한 정단면도

도 7은 도 6의 A-A'선 단면도

도 8은 본 발명의 지지프레임을 도시한 외관사시도

도 9는 본 발명의 차단부재를 도시한 외관사시도

도 10은 대경선재와 소경선재가 레일헤드로부터의 배출상태를 도시한 개략 설명도

도 11은 본 발명에 의한 차단부재와 선재의 충돌상태를 개략적으로 도시한 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 빌렛트 5 ... 레잉헤드

6 ... 나선코일형 선재 7 ... 회전롤

9 ... 송풍기 10 ... 선재집적기

105 ... 지지대 106 ... 핀

107 ... 실린더 110 ... 지지테이블

112 ... 관통구멍 120 ... 나사축

122 ... 너트부재 140 ... 회전롤

170 ... 지지부재 172 ... 지지몸체

173 ... 경사면 175 ... 연결판

176 ... 홈 192 ... 제어부

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은 레잉헤드를 거쳐 나선코일형으로 배출되는 선재를 받아 다수개의회전롤에 의하여 이송시키며, 냉각과정을 거쳐 선재집적기측으로 배출하도록 된 선재제조설비의 테이블에 있어서, 상단부가 레잉헤드측으로부터 선재집적기측으로 갈수록 상향되는 경사면으로 형성되어 선재를 받아 눕혀지도록 유도하는 구간내의 회전롤 사이에 장착된 차단부재를 포함함을 특징으로 하는 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 5는 본 발명에 따른 나선코일형 선재 이송테이블(100)이 장착된 선재제조설비의 요부를 도시한 개략 구성도이고, 도 6은 도 5의 요부를 개략적으로 도시한 정단면도로서, 이는 레잉헤드(5)로부터 배출되는 나선코일형 선재(6)를 받아 눕혀지도록 유도하기 위한 일정구간에 장착되는 것을 보이며, 이러한 본 발명의 이송테이블(100)에 연이어서 송풍기(9)를 갖춘 변태진행구간의 테이블(8)이 설치된다.

상기 나선코일형 선재 이송테이블(100)은 변태진행구간 테이블(8)측 단부의 하부 양측이 설비의 지지대(105)에 핀(106)을 매개로 회전가능하도록 장착되고, 레잉헤드(5)측 단부의 하부가 설비에 장착되어 상하방향으로 작동하도록 된 유압실린더(107)의 로드(107a)에 연결된 대략의 사각판재형상의 지지프레임(110)을 갖춘다.

이러한 지지프레임(110)은 도 8에 보다 상세하게 도시한 바와같이, 중앙부에 대략의 직사각형상의 커다란 관통구멍(112)을 형성하여 후술할 차단부재(170) 등의 수용공간을 제공하며, 길이방향(도면상의 좌우방향)의 양단부는 각각 하부면에 절곡된 형상의 절곡판(114)(116)을 일체로 형성한다.상기 좌측단부(레잉헤드측 단부)의 절곡판(114)에는 전면 좌우양단에 관통구멍(114b)을 형성하고, 타측 단부의또다른 절곡판(116)에도 상기 관통구멍(114b)에 부합하는 위치에 길이방향으로 관통하도록 된 관통구멍(116b)을 형성함과 동시에 상기 절곡판(116)의 양단부에는 가로방향으로 관통하는 관통구멍(116a)을 각각 형성하고, 상기 절곡판(116)의 관통구멍(116a)은 지지대(105)의 상단과 핀(106)을 매개로 연결된다. 상기 절곡판(114)근방 지지프레임(110)의 좌우양단도 가로방향으로 관통하는 관통구멍(114a)을 형성하고, 상기 관통구멍(114a)은 실린더(107)의 로드(107a)와 또다른 핀(107b)을 매개로 연결되는 것이다.

그리고, 상기 절곡판(114)(116)의 관통구멍(114b)(116b)에는 지지프레임(110)의 길이방향으로 장착되는 복수개의 나사축(120)이 각각 끼워지게 되며, 이러한 나사축(120)은 각각 나사결합되는 다수개의 너트부재(122)를 갖추고, 상기 너트부재(122)의 복수개씩은 나사축(120)의 각각의 단부에 결합되어 그 나사축(120)이 지지프레임(110)에 고정되도록 하는 수단으로서의 역할을 수행하며, 나머지의 너트부재(122)는 후술하는 차단부재(170)를 고정하는데 사용된다. 물론, 이러한 너트부재(122)와 함께 와셔(Washer)가 사용되어 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직함은 당연하다.

그리고, 상기 지지프레임(110)의 일측에는 구동모터(104)가 장착되어 그에 의한 회전력을 후술하는 바와같이회전롤(140)에 전달하게 된다.

또한, 상기 지지프레임(110)의 가로방향에 대한 가장자리측 상부면에는 판재형상의 차단판(130)이 수직하게 일체로 고정됨으로서 선재(6)가 그의 진행경로로부터 이탈하는 것을막아주는역할을 수행할 수 있도록 한다.

상기 지지프레임(110)의 상부측에 종래와 같이 회전롤(140)이 일정간격으로 다수개 갖추어져 회전가능하도록 장착되는바, 이러한 회전롤(140)은 각각의 양단부가 지지프레임(110)에 고정되는 베어링블럭(103)을 매개로 회전가능하도록 장착되고, 또한 이들 회전롤(140)의 각각의 단부에 스프로켓(101)을 갖추어 체인(102)을 매개로 서로를 연결하며, 이들 회전롤(140)중의 어느 하나는 지지프레임(110)에 장착된 구동모터(104)에 연결되어 상기 구동모터(104)가 구동되면 상기 회전롤(140)은 모두 동일한 방향으로 회전하면서 상부에 얹혀지는 선재(6)를 선재집적기측으로 이송시키게 된다. 물론, 이러한 회전롤(140)의 양단부에 장착되는 스프로켓(101)등은 차단판(130)보다 더 외측으로 위치하도록 하여 선재(6)의 이송에 방해가 되지 않도록 하고, 이를 위하여는 상기 차단판(130)에는 회전롤(140)이 관통하는 구멍(132)을 다수개 형성하게 된다.

상기 회전롤(140) 사이에 형성되는 각각의 공간에는 선재(6)가 하부로 끼어 들어가는 것을 방지하도록 된 차단부재(170)가 설치되는바, 이러한 차단부재(170)는 도 9에 보다 상세하게 도시한 바와같이 열적부하에 쉽게 변형되지 않는 주철 등의 재질로 이루어진 차단몸체(172)를 갖추고, 상기 차단몸체(172)는 그 형상이 대략의 직사각형 단면을 이루며, 그 상부면은 레잉헤드측보다 선재집적기측이 더 높도록 경사를 형성한 경사면(173)으로 형성되고, 중앙부에는 교체 등의 용이함을 위하여 와이어로프등이 체결될 수 있는 관통구멍(174)을 형성한다. 이러한 경사면(173)이 수평한 기준선에 대하여 형성하는 경사각(θ)의 크기가 본 발명에 미치는 작용효과 등은 후술한다.

그리고, 상기 차단몸체(172)의 하부면에는 핀(Fin)형상의 연결판(175)이 수직한 상태로 일체로 고정되는바, 이러한 연결판(175)에는 상기 나사축(120)이 끼워질 수 있는 슬릿형 홈(176)을 그 하단부로부터 상부측 적정위치까지 형성되고, 따라서 지지프레임(110)에 너트부재(122)를 장착한 후 차단부재(170)를 상부로부터 하부로 끼우게 되면 그 나사축(120)이 홈(176)을 따라 적정위치에 끼워지게 되며, 이러한 상태에서 연결판(175)의 전후측에서 너트부재(122)를 각각 조이게 되면 도 6에 도시한 바와같이 차단부재(170)가 설치될 수 있는 것이다. 이때, 상기 연결판(175)은 그 두께와 면적등이 기계적인 강도 등에 의하여 결정되는 것은 물론, 그를 통해 차단몸체(172)를 냉각하는 냉각핀 역할을 수행하기 때문에 이러한 냉각작용의 측면도 고려하는 것이 좋다.

한편, 상기 차단부재(170)의 선재집적기측 상단부의 높이는회전롤(140)의 상단부 높이와 거의 같거나 약간 더 낮은 위치에 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 본 발명의 작용을 설명한다.

우선, 본 발명의 구체적인 작용을 설명하기에 앞서 레잉헤드로부터 배출되는 나선코일형 선재가 테이블 상부에 낙하하는 상태를 살펴보면, 도 10에 도시한 바와같이 수평한 기준면(190)과, 선재(6')(6")의 낙하시의 진행선(L1)(L2)은 임의의 각도를 이루게 되며, 이러한 각도의 상관관계는 소경인 선재(6')의 낙하각도(α)보다 대경선재(6")의 낙하각도(β)가 더 크게 형성된다.

이에 본 발명은 차단부재(170)의 상부에 갖추어지는 차단몸체(172)의 상단부를 레잉헤드측으로 갈수록 점차로 하강하는 경사면(173)으로 형성함으로서 레잉헤드로부터 배출되는 선재(6)의 낙하시의 진행선(L)과 경사면(173)이 이루는 경사각을 보다 커지도록 하여 선재가 경사면(173)에 충돌하는 경우 그 충돌부위가 선재의 어느 일부분에 집중되지 않고 원주방향의 모든 부분이 동시에 충돌할 수 있도록 하고, 따라서 충돌에 의한 타격력이 선재의 원주방향의 모든 부분에 골고루 분산되어 타격에 의한 흠 발생을 획기적으로 줄일 수 있다.

그리고, 이러한 작용을 보다 능동적으로 수행하기 위하여는 선재의 크기등과 같이 선재의 낙하궤적에 영향을 미치는 여러 인자들에 대한 분석 및 현장조업실적 등에 의하여 생산되는 선재와 그 선재의 낙하궤적에 대한 상관관계를 미리 프로그램화하여 제어부(192)에 입력함으로서 그 제어부(192)는 실린더(107)를 제어하도록 된 솔레노이드밸브(107b)에 적절한 전기적인 신호를 송출하여 지지프레임(110)를 회전시켜 수평한 기준선과 차단부재(170)의 상단부 경사면(173)과의 각도를 조정한다. 즉, 생산되는 선재의 직경, 그 재질 등에 대한 조업데이타는 제어부(192)에 입력되고 따라서 그 제어부(192)는 이러한 조업데이타를 분석하여 적절한 전기적인 신호를 솔레노이드밸브(107b)에 송출하며, 이러한 제어신호에 의하여 작동하는 솔레노이드밸브(107b)에 의하여 지지프레임(110)은 핀(106)을 중심으로 적정한 각도 회전하게 되고, 따라서 그 지지프레임(110)에 장착된 차단부재(170)는 그와 함께 회전하여 그 상단부의 경사면(173)이 수평한 기준선과 형성하는 각도가 레잉헤드로부터 배출되는 선재의 진행선과 대략 수직하도록 형성됨으로서, 결과적으로는 레잉헤드로부터 배출된 선재가 차단부재(170)의 경사면(173)과 수직하게 충돌하여 그 충돌시에 발생하는 충돌부위가 선재 원주방향에 골고루 위치하도록 하는 것이다.

또한, 차단부재(170)의 상단부에 형성된 경사면(173)은 그와 충돌한 선재를 선재집적기 측으로 보다 원할하게 이송되도록 하여 선재의 선단부가 장치의 구성요소들간에 형성된 틈으로 끼어 들어가지 않도록 방지하게 되는바, 이는 상기 경사면(173)이 선재의 진행방향측으로 더 높아지는 경사를 형성하여 회전롤(140)의 상부에 선재가 안전하게 얹히도록 하기 때문이다.

또한, 상기 차단부재(170)는 넓은 판재형상의 연결판(175)을 갖추어 그가 냉각핀 역할을 수행함으로서 선재와 접촉하는 차단몸체(172)를 냉각하여 보다 낮은 온도에 유지하도록 하고, 이는 열화에 의한 변형을 방지함으로서 보다 안정적인 선재의 이송을 가능하게 하며, 또한 그 수명을 현저하게 향상시키게 된다.

그리고, 이러한 차단부재(170)는 그 연결판(175)이 하단부가 개방된 긴 슬릿형 홈(176)을 매개로 나사축(120)에 장착됨으로서 이를 장치로부터 분해하거나 장착하는 것이 매우 용이하게 이루어질 수 있는바, 이는 와이어로프를 차단몸체(172)에 형성된 관통구멍(174)을 통해 끼우고, 이러한 와이어로프를 천정기중기의 걸고리 등에 걸어 권상 또는 권하에 의해 분해 및 장착이 용이하게 이루어질 수 있고, 따라서 장치의 보수 및 점검이 매우 신속하게 이루어져 설비의 보수 유지측면에서도 매우 효과적이다.

상술한 바와같이 본 발명에 따르면, 선재생산설비에서 레잉헤드를 거쳐 나선코일형으로 배출되는 선재가 선재집적기측으로 높게 된 차단부재의 상단부 경사면에 충돌함으로서 그 충돌력이 선재의 원주방향에 골고루 분산되어 충돌에 의한 선재의 품질저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 고온상태에 있는 선재와 접촉하도록 된 차단부재가 넓은 판재형상의 연결판을 갖춤으로서 이러한 연결판이 냉각핀역할을 수행하여 차단부재를 적정한 정도의 온도에 유지할 수 있도록 하고, 이에 의하여 열화에 의한 차단부재의 변형을 방지하여 보다 안정적인 선재이송이 이루어질 수 있음은 물론, 그 수명을 향상시키는 효과도 가진다.

Claims (5)

1. 레잉헤드를 거쳐 나선코일형으로 배출되는 선재를 받아 다수개의 회전롤에 의하여 이송시키며, 냉각과정을 거쳐 선재집적기측으로 배출하도록 된 선재제조설비의 테이블에 있어서,

   상단부가 레잉헤드(5)측으로부터 선재집적기측으로 갈수록 상향되는 경사면(173)으로 형성되어 선재를 받아 눕혀지도록 유도하는 구간내의 회전롤 사이에 장착된 차단부재(170)를 포함함을 특징으로 하는 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구간에는 지지대(105)에 일측단부가 핀(106)을 매개로 회전가능하도록 연결되고 타측단부가 상하로 구동되는 실린더(107)에 연결된 지지프레임(110)이 갖추어져 상기회전롤(140)과 차단부재(170)를 탑재하고, 상기 회전롤(150)은 지지프레임(110)에 설치된 구동모터(104)에 의해 회전력을 제공받음을 특징으로 하는 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블.
3. 제 2항에 있어서, 상기 지지프레임(110)은 중앙부에 상하로 관통하는 관통구멍(112)을 형성하고, 상기 차단부재(170)는 관통구멍(112)을 통하여 하부측으로 일정길이 연장되는 연결판(175)을 형성함을 특징으로 하는 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블.
4. 제 3항에 있어서, 상기 연결판(175)은 하단부가 개방되고 상하방향으로 일정길이를 갖는 슬릿형 홈(176)을 형성하며, 상기 홈(176)에는 지지프레임(110)에 길이방향으로 갖추어지는 나사축(120)이 끼워지고, 상기 나사축(120)에 나사체결되는 복수개의 너트(122)에 의하여 상기 연결판(175)이 나사축(120)에 고정됨을 특징으로 하는 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블.
5. 제 2항 내지 제 4항중 어느 한항에 있어서, 생산되는 선재의 강종, 굵기 등에 의한 조업요건과 레잉헤드로부터 배출되어 낙하하는 각도와의 상관관계를 미리 입력한 제어부(192)를 추가로 포함하고, 상기 제어부(192)는 실린더(107)를 제어하는 솔레노이드밸브(107b)에 전기적인 신호를 제공하도록 연결됨을 특징으로 하는 선재제조설비의 나선코일형 선재 이송테이블.

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