KR100402008B1 - 선재제조설비의 선재 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속식 압연기에서 선재를 열간 압연한후 권취기를 거쳐 냉각설비인 컨베이어 롤러에 낙하시켜 선재를 균일하게 냉각시키는 선재제조설비의 선재 냉각장치에 관한 것으로서 그 기술적인 구성은, 컨베이어에 설치되는 다수의 이송롤러 사이에 사이드롤러와 대경롤러및 편심롤러와 간격조절 롤러등를 순차로 설치함으로써 선재가 이동되면서 균일하게 냉각되도록 하는 것을 요지로 한다.

Description

선재제조설비의 선재 냉각장치{A DEVICE FOR COOLING WIRE ROD OF WIRE ROD MANUFACTURING UNIT}

본 발명은 연속식 압연기에서 선재를 열간 압연한후 권취기를 거쳐 냉각설비인 컨베이어 롤러에 낙하시킬때 컨베이어에 설치되는 다수의 이송롤러사이에 사이드롤러와 대경롤러및 편심롤러와 간격조절롤러등를 선재의 이동방향을 따라 순차로 설치함으로써 선재가 이동되면서 균일하게 냉각되도록 하는 선재제조설비의 선재 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 알려져 있는 선재의 제조공정은, 연속주조에 의하여 제조된 빌렛(Billet)을 소정의 온도로 가열하여 여러 단계의 연속식 압연기에 의해 열간 압연하여 소정의 직경을 갖는 선재로 제조한후 최종 목표로 하는 재질을 확보하기 위하여 수냉장치에 의하여 냉각개시 온도를 조정한뒤 강재송풍 냉각설비에 의하여 냉각을 하게 된다.

이때, 선재의 냉각공정은 열간 압연한 선재를 적정한 냉각개시온도까지 수냉장치에 의하여 급행시킨후 권취기에 의해 비동심의 링 형상으로 감아 강제송풍 냉각설비인 컨베이어 롤러에 낙하시킴으로써 선재가 이송되면서 하부의 송풍기를 통한 냉각공기에 의해 냉각될수 있게 되는 것이다.

이와같은 기술과 관련된 종래의 선재 냉각장치는 도1 및 도2에 도시한 바와같이, 최종열간압연된 공형 직선소재를 수냉장치(미도시)에 의해 750∼900℃의 냉각개시 온도까지 급랭한후 선재를 권취기(120)에서 나선형의 링 형태로 감아 구동모터(200)가 연결되는 컨베이어 롤러(130)상에 낙하시켜 코일 집적기(140)를 향하여 이송시키고, 이때 상기 컨베이어 롤러(130)의 하부에 설치되는 강제송풍장치(150)의 송풍기(160)로 부터 20∼50㎧ 속도로 바람을 불어 노즐(190)을 통하여 방출되는 공기에 의해 냉각하는 방식으로써, 이 방식은 송풍기(160)의 모터로서 폭방향으로의 전체적인 풍량을 조절하거나 송풍기의 각도를 변경하여 폭방향 풍속속도를 조절하는 장치가 제안되어 있었다.

한편, 권취기(120)에서 나선형의 선재(170)가 고속으로 컨베이어 롤러(130)에 낙하되어 이송될때 선재사이의 겹침부(E)와 중앙부(C)로 구분되어 이송되며, 이때 각 부분별 냉각정도를 감안하여 노즐(190)의 수를 겹칩부는 많게 중앙부는 적게 형성하여 균일한 냉각이 이루어 지도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 냉각장치는, 권취기(120)를 통하여 투입되는 선재(170)의 형상및 크기가 다양하여 선재(170)의 중앙부 및 겹침부에 일치토록 고정되어 설치되는 노즐(190)을 가변시킬수 없게 되어 선재의 부위별 온도편차가 상이하게 되어 도2B에서와 같이 선재(170)의 겹침부(E)와 중앙부(C)의 인장강도차가 심하게 되고, 이에의하여 단선의 원인과 고급강의 생산이 힘들게 됨은 물론 재 열처리를 필요로 하게 되며, 적치밀도가 높은 측면부의 하단 링들은 냉각속도가 빨라지게 되나 상단의 링들은 상대적으로 느려지게 되어 균일한 냉각이 힘들게 되는 등의 많은 문제점들이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 컨베이어에 투입되는 선재코일의 형상이 어떠한 형태가 되더라도 항상 균일한 온도로 열처리를 수행토록 하여 균일한 인장강도가 발생되고, 코일의 형상이 양호하게 되어 제품의 상품성을 높이며, 선재코일의 이송및 권취효율을 가일층 상승시키고, 재열처리가 불필요한 선재제조설비의 선재 냉각장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 선재냉각장치를 도시한 개략도

도2 A는 종래의 선재냉각장치의 선재냉각상태를 도시한 개략도

B는 종래의 냉각장치에 의한 선재의 인장강도 분포를 도시한 그래프도

도3은 본 발명에 따른 선재냉각장치를 도시한 개략도

도4 A,B는 도3에 따른 선재냉각장치의 요부 측면도

도5는 본 발명에 따른 선재냉각장치를 도시한 개략도

도6 A,B,C는 도5에 따른 선재냉각장치의 요부 측면도

도7은 본 발명에 따른 선재 냉각장치를 도시한 개략도

도8은 도7에 따른 선재냉각장치의 요부 측면도

도9는 본 발명에 따른 간격조절 롤러의 구동상태를 도시한 개략도

도10은 본 발명에 따른 선재냉각장치에서 냉각되는 선재의 온도분포도

도11 A는 본 발명에 따른 선재냉각장치의 대경롤러 통과에의해 냉각되는 선

재의 인강강도 분포도

B는 본 발명에 따른 선재냉각장치의 완전 통과후 냉각되는 선재의 인강

강도 분포도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1...제1선재냉각부 2...제2선재냉각부

3...제3선재냉각부 5...권취기

19...송풍노즐 20...송풍기

21...사이드 롤러 23...대경롤러

25...편심롤러 27...간격조절 롤러

29...체인

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 권취기에서 투입되는 선재를 이송토록 컨베이어가 설치되어 그 저면에 송풍기가 설치되고, 상기컨베이어의 하부에 다수의 송풍 노즐이 설치되는 냉각장치에 있어서,

구배를 갖는 사이드 롤러가 이격되어 대각선 방향으로 설치되고, 그 일측에 양측에 구배를 갖는 사이드 롤러가 설치되는 제1냉각부와,

상기 제1냉각부의 일측에 코일의 장반경보다 축소토록 중앙부의 직경이 확대되는 대경롤러가 설치되고, 상기 선재의 겸칩부가 접촉토록 양측부가 편심 돌출되는 편심롤러와 선재의 중앙부가 접촉토록 중앙부가 돌출되는 편심롤러가 각각 설치되는 제2냉각부와,

상기 제2냉각부의 일측에 직경이 점차로 확대토록 간격조절 롤러가 설치되고, 상기 간격조절 롤러가 최대직경에서 최대의 회전비를 갖으며 최소직경에서 최소의 회전비를 갖도록 체인연결되는 제3냉각부를 포함하는 구성으로 이루어진 선재제조설비의 선재 냉각장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도3및 도4는 본 발명에 따른 선재냉각장치를 도시한 개략도이고, 도5및 도6은 본 발명에 따른 선재냉각장치를 도시한 개략도이며, 도7및 도8은 본 발명에 따른 선재 냉각장치를 도시한 개략도이고, 도9는 본 발명에 따른 간격조절 롤러의 구동상태를 도시한 개략도이며, 도10은 본 발명에 따른 선재냉각장치에서 냉각되는 선재의 온도분포도이고, 도11 A,B는 본 발명에 따른 선재냉각장치에서 냉각되는 선재의 인강강도 분포도로서 본 발명은, 컨베이어상의 선재이송 방향을 따라 순차로설치되는 제1냉각부(1)와 제2냉각부(2) 및 제3냉각부(3)로서 이루어 진다.

권취기(5)에서 투입되는 선재(7)를 이송토록 컨베이어(9)가 설치되고, 상기 컨베이어(9)는 다수의 이송롤러(11)가 베이스(13)에 지지되는 고정블록(15)에 회전가능토록 지지되어 그 일단이 구동모터(17A)에 연결되고, 상기 베이스(13)에 다수의 송풍노즐(19)이 형성되어 이를 통한 냉각공기의 투입이 가능토록 컨베이어(9)의 하부에 송풍기(20)가 설치된다.

상기 컨베이어(9)의 이송롤러(11) 일측에 설치되어 선재(7)의 이동 방향을 조절함과 동시에 선재(7)를 냉각시키는 제1냉각부(1)는, 이송롤러(11)의 일단에 일정구배를 갖는 사이드 롤러(21A)가 결합되고, 상기 사이드 롤러(21A)와 이격되어 대각선 방향으로 일정구배를 갖는 사이드 롤러(21B)가 설치되며, 상기 사이드 롤러(21B)의 일측에 이격되어 이송롤(11)의 양측에 구배를 갖도록 사이드 롤러(21C)가 설치된다.

상기 컨베이어(9)의 제1냉각부(1) 일측에 설치되어 선재(7)의 측면부 및 중심부를 냉각시키는 제2냉각부(2)는, 상기 사이드롤(21C)이 설치되는 이송롤러(11)의 일측에 선재(7)의 장반경보다 축소토록 직경이 확대되는 대경롤러(23)가 설치되고, 상기 대경롤러(23)의 일측에 선재(7)의 중심부와 측면부가 각각 접촉토록 양측면과 중심부가 각각 편심되어 돌출되는 편심롤러(25B)(25C)가 순차로 설치된다.

상기 컨베이어(9)의 제2냉각부(2) 일측에 설치되어 선재(7)의 이동속도를 조절하여 선재(7)를 냉각시키는 제3냉각부(3)는, 상기 제2냉각부(2)의 편심롤러(25C)일측으로 선재(7)의 진행방향으로 직경이 점차로 확대되는 간격조절 롤러(27)가 복수개 설치되고, 상기 간격조절 롤러(27)는 선재(7)의 이동방향에 점차로 증가되는 회전비를 갖도록 스프라켓(30)이 양측 단부에 형성되며, 상기 간격조절 롤러(27)가 일체로 회전토록 체인(29)을 통하여 각각 연결되어 그 일단에 구동모터(17A)가 연결되는 구성으로 이루어 진다.

또한, 상기 이송롤러(11)와 사이드 롤러(21A)(21B)(21C)및 대경롤러(23)와 편심롤러(25B)(25C)에 구동모터를 통하여 일체로 회전토록 된다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도6에 도시한 바와같이, 권취기(5)에 의해 나선 형상으로 배출되는 선재(7)를 컨베이어(9)에 의해 이송토록 하고, 이때 상기 컨베이어(9)는, 다수의 이송롤러(11)가 베이스(13)에 지지되는 고정블록(15)에 회전가능토록 지지되어 그 일단이 구동모터(미도시)에 연결되어 회전토록 됨으로써 투입되는 선재(7)를 일측으로 이동시킨다.

그리고, 상기 베이스(13)에 다수의 송풍노즐(19)이 형성되어 이를 통한 냉각공기의 투입이 가능토록 컨베이어(9)의 하부에 송풍기(20)가 설치되고, 상기 송풍노즐(19)은 도4B에서와 같이, 선재(7)의 겹칩부에 다량의 공기를 방출토록 겹침부에 중앙부 보다 상대적으로 많게 형성된다.

그리고, 도3 및 도4에 도시한 바와같이, 상기 컨베이어(9)의 이송롤러(11) 일측에 선재(7)의 이송방향을 향하여 일정구배를 갖는 사이드 롤러(21A)(21B)가 이격되어 대각선 방향으로 설치됨은 물론 그 일측에 이격되어 양측으로 구배를 갖는 사이드 롤러(21C)가 설치되어 불규칙하게 투입되는 선재(7)가 사이드 롤러의 구배를 타고 하향되면서 선재(7)의 겹침부가 일직선상을 이루어 균일하게 이송되면서 냉각이 이루어 지고, 이때 4B에서와 같이, 상기 겹칩부가 많게 형성되는 송풍노즐(19)과 일치토록 되어 냉각이 신속하게 진행된다.

계속하여, 도5 및 도6에 도시한 바와같이, 상기 선재(7)의 이송방향인 사이드롤(21C)의 일측에 선재(7)가 파형과 진동을 반복하여 발생시키면서 이송토록 선재(7)의 장반경보다 축소토록 직경이 확대되는 대경롤러(23)와 선재(7)의 중심부와 측면부가 각각 접촉토록 양측면과 중심부가 각각 편심되어 돌출되는 편심롤러(25B)(25C)가 선재(7)의 이송방향에 순차로 설치되며, 상기 대경롤러(23)와 편심롤러(25B)(25C)에 의해 밀집되는 선재(7)의 겹침부가 상호 이관되어 냉각속도를 빠르게 한다.

이때, 상기 편심롤러(25B)(25C)는, 중심부와 양측면의 겹칩부 냉각을 순차로 수행토록 된다.

더하여, 도7 및 도8에서와 같이, 상기 편심롤러(25C)의 일측에 설치되어 선재(7)의 이동속도를 조절토록 선재(7)의 진행방향으로 직경이 점차로 확대되는 간격조절 롤러(27)가 복수개 설치되고, 상기 간격조절 롤러(27)는 그 회전비가 점차로 증가되어 최대의 직경을 갖는 간격조절 롤러(27)에서 이동속도가 가장빠르게 되어 선재(7)의 간격을 확대시킴으로써 겹칩부의 냉각속도가 현저히 증가된다.

이때, 도9에서와 같이, 상기 간격조절 롤러(27)의 양측에는 선재(7)의 이동방향을 따라 점차로 증가되는 회전비를 갖도록 상이한 직경을 갖는 스프라켓(30)이 일체로 결합되며, 상기 스프라켓(30)은 체인(29)을 통하여 각각 엇갈라게 연결되어 일측의 간격조절 롤러(27)를 구동모터(17A)에 의해 회전시킬때 일체로 회전토록 되고, 이에의하여 순차의 회전속도를 형성하여 이에 적재되는 선재(7)의 간격이 확대토록 되어 냉각이 신속하게 수행되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 선재제조설비의 선재 냉각장치에 의하면, 컨베이어에 투입되는 선재코일의 형태가 어떠한 형태가 되더라도 항상 균일한 온도로 열처리 토록 하여 균일한 인장강도가 발생되고, 선재의 이송이 원활하게 이루어 지며, 코일의 형상이 양호하게 되어 제품의 상품성을 높이며, 선재코일의 이송및 권취효율을 상승시키고, 균일한 인장강도를 유지하여 단선의 발생이 방지됨은 별도의 재열처리가 불필요하게 되는 등의 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 권취기(5)에서 투입되는 선재(7)를 이송토록 컨베이어(9)가 설치되고, 상기 컨베이어(9)는 다수의 이송롤러(11)가 베이스(13)에 지지되는 고정블록(15)에 회전가능토록 지지되어 그 일단이 구동모터에 연결되고, 상기 베이스(13)에 다수의 송풍노즐(19)이 형성되어 이를 통한 냉각공기의 투입이 가능토록 컨베이어(9)의 하부에 송풍기(20)가 설치되는 선재 냉각장치에 있어서,

   이송롤러(11)의 일측에 구배를 갖는 사이드 롤러(21A)가 설치되고, 상기 사이드 롤러(21A)와 이격되어 대각선 방향으로 구배를 갖는 사이드 롤러(21B)가 설치되며, 상기 사이드 롤러(21B)의 일측에 선재(7)의 이송방향으로 이격되어 양측에 구배를 갖는 사이드 롤러(21C)가 설치되는 제1냉각부(1)와,

   상기 사이드롤러(21C)의 일측에 선재(7)의 장반경보다 축소되는 폭을 갖으면서 이송롤러(11)보다 직경이 확대토록 되는 대경롤러(23)가 설치되고, 상기 대경롤러(23)의 일측에 선재(7)의 중심부와 측면부가 각각 접촉토록 양측면과 중심부가 각각 편심되어 돌출되는 편심롤러(25B)(25C)가 순차로 설치되는 제2냉각부(2)및,

   상기 편심롤러(25C) 일측으로 선재(7)의 진행방향으로 직경이 점차로 확대토록 형성되면서 점차로 증가되는 회전비를 갖도록 간격조절 롤러(27)가 복수개 설치되는 제3냉각부(3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선재제조설비의 선재 냉각장치
2. 제1항에 있어서, 상기 컨베이어(9)의 선재(7) 진행방향에 설치되는 간격조절 롤러(27)는, 선재(7)의 이동방향에 점차로 증가되는 회전비를 갖도록 상이한 직경의 스프라켓(30)이 양측 단부에 형성되어 각각 엇갈리게 연결되는 체인(29)을 통하여 구동모터(17A)의 회전시 일체로 회전토록 되는 것을 특징으로 하는 선재제조설비의 선재 냉각장치