KR100360371B1 - 스트립의 반곡을 교정하는 텐션레벨러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트립(strip)의 반곡을 교정하는 텐션레벨러에 있어서, 작업롤의 조정변수에 의한 스트립의 반곡 교정이 지나치게 민감하지 않은 텐션레벨러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 스트립(5)과 접하여 회전하는 작업롤(21)을 이동시켜 스트립(5)의 반곡 형상을 제어하는 텐션레벨러에 있어서, 스트립(5)과 접하여 회전하는 작업롤(21)을 스트립(5)의 진행방향을 따라 전후 방향으로 이송시키는 이송수단을 포함하며, 이송수단은 유압실린더(100)로서, 유압실린더(100)는 그 스트로크가 스트립(5)의 진행방향으로 신축되도록 설치되며, 유압실린더(100)는 작업롤(21)을 지지하는 프레임(29)에 연결된 것을 특징으로 하는 텐션레벨러가 제공된다.

Description

스트립의 반곡을 교정하는 텐션레벨러{Tension leveller for correction curvature of strip}

본 발명은 스트립의 반곡을 교정하는 텐션레벨러에 관한 것이며, 특히, 텐션레벨러의 작업롤의 조정변수에 의한 스트립의 반곡 교정이 지나치게 민감하지 않는 텐션레벨러에 관한 것이다.

압연설비에 있어서, 압연된 스트립은 그 제조과정 중에서 온도변화, 설비의 기계적 정밀도, 조정불량 등의 여러 가지 원인에 의해 스트립의 연신 또는 반곡 등의 형상결함을 갖게 된다. 이런 형상불량은 제품의 외관을 손상시켜 상품의 가치를 저하시킬 뿐만 아니라 스트립의 가공공정에서도 통판 효율을 저하시켜 자동화를 저해하여 스트립의 2차 가공시에 또 다른 변형을 초래하는 문제점이 발생한다.

따라서, 이런 문제점을 보완하기 위해 냉간압연 이후에 스트립 형상교정을 교정하기 위해 텐션레벨러를 이용하여 압연된 스트립의 결함을 교정한다.

도 1은 일반적인 텐션레벨러의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 텐션레벨러의 상세도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 스트립의 반곡을 교정하는 텐션레벨러의 작업롤 작동관계를 나타낸 개념도이며, 도 4는 도 3에 도시된 텐션레벨러의 작업롤 작동에 따른 스트립의 잔류반곡을 나타낸 그래프이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 텐션레벨러(1)의 전방에는 입측 브라이들 롤(entry bridle roll)(2')이 위치하고 후방에는 출측 브라이들 롤(exit bridle roll)(2")이 위치한다. 스트립(5)은 입측 브라이들 롤(2')을 지나 텐션레벨러(1)로 진입하며 텐션레벨러(1)를 지나 출측 브라이들 롤(2")로 진입한다. 이런 입출측 브라이들 롤(2', 2")에서는 스트립(5)에 가해지는 장력을 조절한다.

그리고, 텐션레벨러(1)는 크게 스트립(5)에 연신을 부여하는 연신유니트(10)와 스트립(5)의 연신에 의해 발생하는 스트립(5)의 반곡을 제거하는 반곡교정유니트(20)로 구분하며, 스트립(5)은 연신유니트(10)를 지나 반곡교정유니트(20)로 진행한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 텐션레벨러(1)의 연신유니트(10)는 스트립(5)과 접하여 회전하면서 스트립(5)의 형상을 교정하는 다수 개의 교정용 작업롤(11)과, 다수 개의 작업롤(11)과 접하여 회전하면서 작업롤(11)의 변형을 방지하는 다수 개의 보강롤(13) 및, 스트립(5)의 진행방향을 변화시키는 다수의 디플렉터 롤(deflector roll)(15)을 포함한다. 그리고, 반곡교정유니트(20)는 스트립(5)에 발생한 길이방향의 반곡과 폭방향의 반곡을 교정하는 부분으로 구분할 수 있으며, 이런 길이방향 및 폭방향의 반곡을 교정하는 부위 각각에는 한 개의 작업롤(21)과, 작업롤(21)의 변형을 방지하는 보강롤(23) 및, 스트립(5)의 진행방향에 있어 작업롤(21)의 전후방에 위치하며 스트립(5)을 중심으로 작업롤(21)의 반대편에 위치하는 두 개의 디플렉터 롤(25)을 포함한다.

이와 같이 구성된 텐션레벨러를 이용하여 스트립의 반곡을 교정하는 작동관계에 대하여 설명하겠다.

텐션레벨러(1)에서 스트립(5)의 형상을 교정하기 위해서는 스트립(5)의 강종 및 치수에 따라서 스트립(5)의 적절한 연신을 주어 스트립(5)의 형상을 교정한다. 스트립(5)에 연신을 주기 위해서는 입출측 브라이드 롤(2', 2")에 의해 스트립(5)에 높은 장력을 부여함과 동시에 연신유니트(10)의 작업롤(11)에 의한 스트립(5)의 굽힘을 발생시켜 스트립(5)의 소성변형을 유발시킨다.

따라서, 형상교정이 필요한 스트립(5)의 강종과 두께가 주어지면 그 스트립(5)의 형상을 교정하기 위한 연신율이 결정되고, 스트립(5)에 결정된 연신율을 주기 위해서 연신유니트(10)에서는 스트립(5) 장력과 작업롤(11)의 인터메쉬(intermesh)가 조정된 후, 스트립(5)을 통판함으로써 원하는 연신율을 얻어 형상을 교정한다.

한편, 연신유니트(10)에서 스트립(5)에 연신을 주면 스트립(5)에는 길이방향과 폭방향으로 스트립(5)의 굽힘에 의한 반곡이 발생하게 된다. 따라서, 이런 반곡을 제거하기 위해서 연신유니트(10)의 후방에 위치한 반곡교정유니트(20)를 이용하여 스트립(5)의 반곡을 교정한다.

성형 기술에 관한 일본협회에서 발표한 "텐션레벨러에 의한 스트립의 형상교정방법"(Misaka, Y. and Masui, T., “Shape correction of steel strip by tension leveler,” J. of Japan Society for Technology of Plasticity, Vol.18,1978, pp.475-484.)에 수록된 텐션레벨러의 반곡교정유니트에서는 연신유니트와 마찬가지로 어떤 강종과 두께가 주어지면 그 스트립의 반곡을 교정하기 위해서 작업롤의 인터메쉬가 조정된 후, 스트립이 반곡교정유니트를 지나가면서 스트립의 형상이 교정된다.

한편, 도 3에서 도시된 바와 같이, 반곡교정유니트(20)의 작업롤(21) 인터메쉬(27) 조정은 작업롤(21)의 하부에 설치된 모터(30)의 회전운동이 워엄기어(33)에 의해 직선운동을 전환되고, 워엄기어(33)의 워엄축(35)에 고정된 프레임(29)이 직선운동을 하는 워엄축(35)에 의해 상하 이동하며, 프레임(29)의 상하 이동에 따라 프레임(29)에 설치된 보강롤(23)과 작업롤(21) 또한 상하 이동하면서 작업롤(21)의 인터메쉬(27)가 조정된다.

한편, 도 4는 40kgf/mm²의 항복응력을 가지며 0.32mm의 두께를 가지는 스트립(5)을 연신유니트(10)에서 연신율 0.5%로 압연한 후에 반곡교정유니트(20)에서의 인터메쉬(27) 조정에 대한 스트립(5)의 반곡을 계산한 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 인터메쉬 조정량에 대한 반곡교정 효과는 매우 민감한 반응을 보인다.

따라서, 이런 반곡교정유니트(20)에서는 인터메쉬(27) 조정에 의한 반곡교정이 소재의 초기 형상이나 인터메쉬(27) 조정오차 범위를 조금만 벗어나게 조정하여도 반곡효과가 민감하게 반응하여 제품의 품질을 저하시키며, 작업조건의 어려움이 따르는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 작업롤의 조정변수에 대하여 덜 민감하게 반응하여 스트립의 반곡 교정효과를 증진시킬 수 있는 스트립 반곡을 교정하는 텐션레벨러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 텐션레벨러의 구성도이고,

도 2는 도 1에 도시된 텐션레벨러의 상세도이며,

도 3은 종래 기술에 따른 스트립의 반곡을 교정하는 텐션레벨러의 작업롤 작동관계를 나타낸 개념도이고,

도 4는 도 3에 도시된 텐션레벨러의 작업롤 작동에 따른 스트립의 잔류반곡을 나타낸 그래프이고,

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텐션레벨러의 작업롤 작동관계를 나타낸 개념도이고,

도 6은 도 5에 도시된 텐션레벨러의 작업롤 작동에 따른 스트립의 잔류반곡을 나타낸 그래프이며,

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 텐션레벨러의 작업롤 작동관계를 나타낸 개념도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 텐션레벨러 5 : 스트립

10 : 연신유니트 11, 21 : 작업롤

13, 23 : 보강롤 15, 25 : 디플렉터 롤

20 : 반곡교정유니트 27 : 인터메쉬

29 : 프레임 30 : 모터

33 : 워엄기어 100 : 유압실린더

127 : 이동피치

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 스트립과 접하여 회전하는 작업롤을 이동시켜 스트립의 반곡 형상을 제어하는 텐션레벨러에 있어서, 상기 스트립과 접하여 회전하는 상기 작업롤을 상기 스트립의 진행방향을 따라 전후 방향으로 이송시키는 이송수단을 포함하는 텐션레벨러가 제공된다.

또한, 본 발명의 상기 이송수단은 유압실린더로서, 상기 유압실린더는 그 스트로크가 상기 스트립의 진행방향으로 신축되도록 설치되며, 상기 유압실린더는 상기 작업롤을 지지하는 프레임에 연결된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 작업롤을 상기 스트립이 위치한 방향으로 상하 이동시키는 다른 이송수단을 부가적으로 포함한다.

아래에서, 본 발명에 따른 스트립의 반곡을 교정하는 텐션레벨러의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

[실시예 1]

도면에서, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텐션레벨러의 작업롤 작동관계를 나타낸 개념도이며, 도 6은 도 5에 도시된 텐션레벨러의 작업롤 작동에 따른 스트립의 잔류반곡을 나타낸 그래프이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스트립(5)의 반곡을 교정하는 텐션레벨러(1; 도 1에 도시됨)의 반곡교정유니트(20)는 스트립(5)을 가압하며 회전하는 작업롤(21)과, 작업롤(21)과 접하여 회전하며 작업롤(21)을 보강하는 두 개의 보강롤(23)과, 작업롤(21)과 보강롤(23)을 지지하는 프레임(29) 및, 프레임(29)을 스트립(5)의 진행방향을 따라 전후방향으로 이송시키는 이송수단인 유압실린더(100)를 포함한다.

텐션레벨러(1)의 반곡교정유니트(20)에는 진행하는 스트립(5)의 상부에서 그리고 하부에서 가압하며 회전하는 두 개의 작업롤(21)이 위치한다. 그리고, 이런 작업롤(21)은 두 개의 보강롤(23)에 의해 지지를 받으면 회전한다. 한편, 보강롤(23)과 작업롤(21)은 롤 초크부위에 설치되는 프레임(29)에 회전 가능하게 고정되고, 프레임(29)에는 유압실린더(100)가 설치된다. 그리고, 스트립(5)을 기준으로 작업롤(21)의 반대쪽에는 두 개의 디플렉터 롤(25)이 위치하며, 두 개의 디플렉터 롤(25)의 사이에 작업롤(21)이 위치한다.

한편, 프레임(29)에 연결된 유압실린더(100)의 스트로크는 스트립(5)의 진행방향을 따라 신축된다. 따라서, 프레임(29)은 유압실린더(100) 스트로크의 신축에 따라 스트립(5)의 진행방향을 따라 전후방향으로 이송되며, 프레임(29)의 이동에 의해 작업롤(21) 및 보강롤(23) 또한 동일하게 이동한다.

이런 작업롤(21)의 이동을 조정변수로 정의하기 위해 작업롤(21)의 이동을 작업롤(21) 이동피치(127)로 정의하고, 텐션레벨러(1)의 작업롤(21) 조정변수에 따른 스트립(5)의 반곡교정 관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

도 6에 도시된 바와 같이, 작업롤(21)의 이동피치(127)를 변화시키면서 텐션레벨러(1)에 의해 교정된 스트립(5)의 잔류반곡을 측정하였다.

이 때, 40kgf/mm²의 항복응력을 가지며 0.32mm의 두께를 가지는 스트립(5)을 연신유니트(10; 도 1 및 도 2에 도시됨)에서 연신율 0.5%로 압연한 후에 반곡교정유니트(20)의 인터메쉬(27)를 4.5mm로 고정한 상태에서 작업롤(21)의 이동피치(127)에 대한 스트립(5)의 잔류반곡이다.

도 6의 그래프에 도시된 바와 같이, 작업롤(21)의 이동피치(127)에 따른 잔류반곡의 변화는 완만하게 나타나며 이는 작업롤(21)의 이동피치(127)에 따른 반곡교정 정도가 작업롤(21)의 인터메쉬(27)의 조정보다 덜 민감하다는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 텐션레벨러(1)의 반곡교정유니트(20)에서 스트립(5)의 반곡을 교정하기 위해서 작업롤(21)의 인터메쉬(27)를 조정하여 반곡을 교정하는 종래의 방식과는 달리 작업롤(21)의 이동피치(127)를 조정하여 스트립(5)의 반곡을 교정함으로써, 스트립(5)의 반곡을 교정하는데 사용되는 조정변수에 대해 반곡교정 효과가 덜 민감하여, 텐션레벨러(1)의 레벨링 작업 조건의 변화에 대하여 안정적으로 스트립(5)의 반곡을 제어할 수 있다.

한편, 앞에서 설명한 본 발명의 텐션레벨러 이송수단은 유압실린더(100)라고 하였으나, 유압실린더(100)를 대신하여 모터와 볼스크류를 이용하여 작업롤(21)을 스트립(5)의 진행방향을 따라 전방으로 또는 후진으로 이송시킬 수 있다.프레임(29)의 하부에 모터의 나사 가공된 회전축을 위치시키고 회전축에 나사 체결된 볼스크류와 프레임(29)을 고정하면, 모터의 정회전 및 역회전운동은 볼스크류의 직선운동으로 전환되어 프레임(29)이 볼스크류와 함께 직선운동을 하게 된다. 이런 직선운동은 스트립(5)의 진행방향을 따라 전후방향으로 이동하는 직선운동이 된다.

[실시예 2]

실시예 2는 실시예 1에 설명한 텐션레벨러의 이송수단과 종래의 기술에 따른 텐션레벨러의 이송수단을 모두 갖춘 것으로서, 실시예 1과 종래의 기술에 따른 텐션레벨러의 구성요소와 동일한 실시예 2의 구성요소는 그 상세한 설명을 생략하였으며, 동일하거나 유사한 도면부호를 부여하였다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 텐션레벨러의 작업롤 작동관계를 나타낸 개념도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예로 스트립의 진행방향을 따른 작업롤(21)의 이동피치(127)와 함께 종래의 기술에 따른 작업롤(21)의 인터메쉬(27)의 조정을 함께 적용할 수 있다. 즉, 작업롤(21)의 이동이 스트립(5)의 진행방향을 따라 전후방향으로 이동함과 동시에 상하이동이 가능하다. 이와 같은 작동을 수행하기 위해서는 프레임(29)을 상하로 이송시키는 모터(30)와, 스트립(5)의 진행방향을 따라 전후방향으로 이송하는 유압실린더(100)가 필요하게 된다. 이와 같은 텐션레벨러(1)에서는 작업롤(21)이 전후상하 방향으로 이동 가능함으로 작업롤(21)의 인터메쉬(27)와 이동피치(127)를 조절하여 스트립(5)의 반곡을 교정한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 스트립 반곡을 교정하는 텐션레벨러는 작업롤의 조정변수에 따른 스트립의 반곡교정 정도가 민감하게 반응하지 않으므로, 스트립의 교정에 따른 조정변수 범위를 안정적으로 넓게 설정할 수 있으며, 따라서, 작업롤의 작업조건 설정에 편리성을 가지는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 스트립 반곡을 교정하는 텐션레벨러에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (3)

1. 스트립과 접하여 회전하는 작업롤을 이동시켜 스트립의 반곡 형상을 제어하는 텐션레벨러에 있어서,

   상기 스트립과 접하여 회전하는 상기 작업롤을 상기 스트립의 진행방향을 따라 전후 방향으로 이송시키는 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 텐션레벨러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이송수단은 유압실린더로서, 상기 유압실린더는 그 스트로크가 상기 스트립의 진행방향으로 신축되도록 설치되며, 상기 유압실린더는 상기 작업롤을 지지하는 프레임에 연결된 것을 특징으로 하는 텐션레벨러.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 작업롤을 상기 스트립이 위치한 방향으로 상하 이동시키는 다른 이송수단을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 텐션레벨러.