KR100429729B1

KR100429729B1 - 압연기

Info

Publication number: KR100429729B1
Application number: KR10-2001-7004470A
Authority: KR
Inventors: 야마모토미키오; 히가시오아츠시; 후루모토히데아키; 모리히라나오키; 하야시간지; 요시다미츠히로; 모리모토가즈오
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2004-05-03
Also published as: KR20010080063A; CN1320064A; JP4402264B2; US6510721B1; WO2001012353A1; CN1148271C; DE60023642D1; EP1120172B1; JP2001113308A; EP1120172A1; EP1120172A4; DE60023642T2

Abstract

본 발명의 압연기는 서로 각기 대향되어 있고, 하우징(11)의 상부 및 하부 워크 롤 쵸크(12, 13)에 의해 회전가능하게 지지된 샤프트를 구비하는 워크 롤(14, 15)과, 하우징(11)의 상부 부분상에 설치된 것으로 상부 워크 롤(14)에 소정의 압력을 가하기 위한 스크류 다운 장치(20)와, 하우징(11)의 입구측 또는 출구측상에 설치되어 수평방향으로 워크 롤 쵸크(12, 13)를 가압할 수 있는 스크류 장치(23, 31)와, 하우징(11)의 다른 측상에 설치되어 수평방향으로 워크 롤 쵸크(12, 13)를 가압할 수 있는 유압 실린더 장치(24, 32)와, 유압 실린더 장치(24, 32)의 유압 공급 및 배출 파이프(45)에 설치된 축류부(46)를 포함한다.

Description

압연기{ROLLING MILL}

도 15는 종래의 4단 크로스 롤 압연기를 도시한 것이며, 도 16은 크로스 롤 압연기에서 롤 교체 작업을 설명하기 위한 필수 부분을 도시한 것이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 상하 한쌍의 롤 워크 롤 쵸크(002, 003)는 하우징(001)내에 지지되어 있다. 한쌍의 상하 워크 롤(004, 005)의 샤프트 부분은 각기 상기 상하 한쌍의 롤 워크 롤 쵸크(002, 003)에 의해 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 상하 워크 롤(004, 005)은 서로 대향되어 있다. 한쌍의 상하 백업 롤 쵸크(006, 007)는 상기 상하 워크 롤 쵸크(002, 003)의 상방 및 하방에 지지되어 있다. 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤(008, 009)의 샤프트 부분은 각기 상부 및 하부 백업 롤 쵸크(006, 007)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 상부 백업 롤(008) 및 상부 워크 롤(004)은 서로 대향되어 있는 동시에, 하부 백업 롤(009) 및 하부 워크 롤(005)은 서로 대향되어 있다. 그리고, 하우징(001)의 상부에는, 상부 백업 롤 쵸크(006) 및 상부 백업 롤(008)을 거쳐서 상부 워크 롤(004)에 대해서 압연 하중을 가하는 스크류 다운 장치(010)가 설치되어 있다.

상부 백업 롤 쵸크(006) 및 상부 워크 롤 쵸크(002)를 수평방향으로 지지하기 위한 상부 크로스헤드(011, 012)는 하우징(001)의 상부 부분에 제공되며, 하우징(001)의 입구측 및 출구측상에 위치되어 있다. 상부 크로스헤드(011, 012)는 스크류 장치(013, 014)에 의해 수평방향으로 이동가능하다. 하부 백업 롤 쵸크(007) 및 하부 워크 롤 쵸크(003)를 수평방향으로 지지하기 위한 하부 크로스헤드(015, 016)는 하우징(001)의 하부 부분에 제공되며, 하우징(001)의 입구측 및 출구측상에 위치되어 있다. 하부 크로스헤드(015, 016)는 스크류 장치(017, 018)에 의해 수평방향으로 이동가능하다.

따라서, 압연이 실행되는 경우에, 스트립(S)은 하우징(001)의 입구측으로부터 공급되고, 스크류 다운 장치(010)에 의해 소정의 하중이 부여되는 상부 워크 롤(004)과 하부 워크 롤(005) 사이를 통과하며, 이에 의해 스트립(S)이 압연되게 된다. 스크류 장치(013, 014, 017, 018)는 압연 전 또는 압연 동안에 작동하며, 이에 의해 상부 쵸크(002, 006) 및 하부 쵸크(003, 007)는 크로스헤드(011, 012, 015, 016)를 거쳐서 상이한 방향으로 이동한다. 그 결과, 상부 워크 롤(004) 및 상부 백업 롤(008)과, 하부 워크 롤(005) 및 하부 백업 롤(009)을 롤 중심을 중심으로 반대 방향으로 회전시켜서, 그 회전 축선이 서로 교차되고, 그 교차된 축선의 각도가 필요한 각도로 설정될 수 있다. 이와 같이 해서 스트립 크라운이 제어된다.

또한, 롤 교환을 행하는 경우에, 스크류 장치(013, 014, 017, 018)는 크로스헤드(011, 012, 015, 016)를 쵸크(002, 003, 006, 007)로부터 분리시키도록 작동되고, 도 16에 도시된 바와 같이 롤 쵸크(002, 003, 006, 007)와 크로스헤드(011, 012, 015, 016) 사이에 갭을 형성한다. 따라서, 상부 및 하부 워크 롤(004, 005)과, 상부 및 하부 백업 롤(008, 009)은 크로스헤드(011, 012, 015, 016)에 의한 간섭없이 소정의 장치에 의해 워크측으로부터 인출될 수 있으며, 새로운 것으로 교체될 수 있다.

상술한 4단 크로스 롤 압연기를 포함하여 모든 압연기에서는, 스크류 다운 하중(F)을 가한 압연 상태에서 하우징(001)내의 워크 롤(004, 005) 및 백업 롤(008, 009)의 상하방향 제어의 이력현상(hysteresis)을 최소화하여 압연된 판의 두께를 매우 정밀하게 제어할 필요가 있다. 이를 위해서, 워크 롤 쵸크(002, 003) 및 백업 롤 쵸크(006, 007)와, 크로스헤드(011, 012, 015, 016) 또는 하우징(001) 사이에 갭(G)이 형성된다.

따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, 압연 동안에 스크류 다운 하중(F)에 의해서 하우징(001)에 내측으로 좁아지는 양(δ)의 변형이 발생되는 경우에도, 롤 쵸크(002, 003, 006, 007)와 하우징(001) 또는 크로스헤드(011, 012, 015, 016) 사이에는 약 0.2㎜ 내지 1.0㎜의 갭이 존재하며, 이에 의해 압연기의 수평방향 동적 강성이 저하될 수 있었다. 압연기의 수평방향 동적 강성이 낮은 상태에서 고 압연력 및 고 압연율로 압연이 실행되는 경우에, 예를 들면 압연되는 스트립(S)과 워크 롤(004, 005) 사이에서의 마찰(이하에서는 밀 진동이라 칭함)이 하우징(001) 또는 워크 롤(004, 005)에서 야기되어, 고능률 압연을 방해하는 문제가 있다.

압연기의 진동을 방지하기 위해서, 일본 특허 출원 공개 공보 제 1997-174122 호에는 상부 워크 롤과 하부 워크 롤 사이에 피스톤, 실린더 및 오리피스를 포함하는 댐퍼를 제공하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 상기 공보에 개시된 압연기의 진동 방지 장치는 냉간 압연에 적용되는 것으로 열간 압연에는 적용하기 곤란하다. 즉, 냉간 압연에 있어서는, 실온 상태로 유지되는 스트립은 상부 워크 롤과 하부 워크 롤 사이에 저속으로 결합되어 연속적으로 압연된다. 한편, 열간 압연에 있어서는, 고온 상태로 가열된 스트립은 상부 워크 롤과 하부 워크 롤 사이에 고속으로 결합되어 소정 길이의 각 코일로 압연된다. 따라서, 열간 압연은 냉간 압연에 비해서 상부 및 하부 워크 롤과의 스트립의 맞물림시에 있어서의 충격력이 크게 되고 또한 그 회수도 많아지게 된다. 또한, 열간 압연은 냉간 압연에 비해서 스트립의 압연량이 보다 많아서(스트립상에 보다 큰 압연력이 가해짐), 워크 롤과 스트립 사이에서 작용하는 마찰력이 또한 보다 높게 된다. 이것은 맞물림 동안에 보다 큰 충격력을 가하게 되는 다른 요인이다. 설명한 바와 같이, 열간 압연은 냉간 압연에 비해서 스트립 맞물림 동안에 보다 큰 충격력을 발생한다. 따라서, 냉간 압연에 적용되는 압연기의 상술한 진동 방지 장치는 압연 동안의 롤 진동을 완전히 방지할 수 없다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하는 것에 관한 것이며, 그 목적은 압연시에 롤 쵸크와 하우징 사이의 갭을 제거하여 수평방향 동적 강성을 향상시키며, 이에 의해 밀 진동을 억제하여, 고능률의 압연을 가능하게 하는 압연기를 제공하는 것이다.

발명의 요약

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압연기는, 하우징과, 상기 하우징에 의해 지지된 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤 쵸크와, 서로 대향되어 있고, 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크에 의해 회전가능하게 지지된 샤프트를 구비하는 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤과, 상기 하우징의 상부에 설치되고, 상기 상부 워크 롤에 소정의 압력을 작용시키는 스크류 다운 수단(screw down means)과, 상기 하우징에서 스트립 재료의 반송 방향의 한쪽에 설치되고, 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 지지하기에 적합한 한쌍의 상부 및 하부 제 1 지지 수단과, 상기 하우징에서 스트립 재료의 반송 방향의 다른쪽에 설치되고, 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 지지하기에 적합한 한쌍의 상부 및 하부 제 2 지지 수단을 포함하며; 상기 제 1 지지 수단 및 제 2 지지 수단중 하나가 기계식 가압 수단이고, 상기 제 1 지지 수단 및 제 2 지지 수단중 다른 하나가 유압식 가압 수단이며, 상기 유압식 가압 수단의 유압 공급 및 배출 파이프에 축류부(縮流部)(contraction portion)가 설치되어 있다.

따라서, 제 1 지지 수단 및 제 2 지지 수단이 압연 동안에 작동해서, 롤 쵸크와 하우징 사이의 갭을 제거하고 수평방향 동적 강성을 향상시키며, 이에 의해 밀 진동을 억제하고 고능률 압연이 실시될 수 있게 한다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 압연기는 상기 상부 및 하부 워크 롤을 서로 약간 크로스시키는 크로스 롤 압연기이며, 상기 제 1 지지 수단이 상기 하우징의 입구측에 설치되고 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 가압 가능한 입구측 가압 수단이며, 상기 제 2 지지 수단이 상기 하우징의 출구측에 설치되고 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 가압 가능한 출구측 가압 수단이다. 이와 같이 구성하여, 크로스 롤 압연기에 있어서 압연기 진동이 억제된 고효율 압연이 실시될 수 있게 한다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 기계식 가압 수단이 스크류 장치이다. 이와 같이 구성하여, 압연 동안의 롤의 위치 결정이 높은 정확도로 이뤄질 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 기계식 가압 수단이 웨지 장치이다. 이와 같이 구성하여, 압연 동안의 롤의 위치 결정이 높은 정확도로 이뤄질 수 있다. 더욱이, 구조가 간략화되어 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 하우징에 의해 지지된 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤 쵸크와, 서로 대향되어 있고, 상기 상부 및 하부 백업 롤 쵸크에 의해 회전가능하게 지지된 샤프트를 구비하는 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤을 더 포함하며; 상기 상부 및 하부 백업 롤 쵸크를 수평방향으로 가압 가능한 한쌍의 상부 및 하부 입구측 가압 수단 및 출구측 가압 수단중 하나가 기계식 가압 수단이며, 상기 입구측 및 출구측 가압 수단중 다른 하나가 유압식 가압 수단이며, 상기 유압식 가압 수단의 유압 공급 및 배출 파이프에 축류부가 설치된다. 이와 같이 구성하여, 백업 롤의 위치 뿐만 아니라 상부 및 하부 워크 롤의 위치에서, 압연 동안에 롤 쵸크와 크로스헤드 또는 하우징 사이의 갭이 제거되어 수평방향 동적 강성을 증가시키며, 이에 의해 압연기 진동이 억제되고 고효율 압연이 실행될 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 축류부의 직경은 가변적일 수 있다. 따라서, 압연시나 롤 크로스 각도를 설정할 때 등에 따라서 또는 진동의 크기에 따라서 축류부의 직경을 적당한 값으로 조정함으로써, 작업성을 향상시킬 수 있는 동시에, 진동을 효율적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 축류부의 직경은, 상기 상부 및 하부 워크 롤 사이의 크로스 각도를 설정할 때 최대로 되고, 상기 상부 및 하부 워크 롤에 의해 압연하는 동안에 상기 축류부의 직경은 각 압연 조건 등에 적당한 소정의 값으로 설정된다. 이와 같이 구성하여, 롤 크로스 각도를 설정할 때 축류부의 직경이 최대로 되어 워크 롤이 원활하게 이동되게 할 수 있다. 압연 동안에, 축류부의 직경을 적당한 값으로 조정하여 진동을 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 축류부가 전자 밸브이다. 전자 밸브의 절환 작동에 의해서 축류부의 최대화 및 최소화를 원활하게 실행할 수 있어서 작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 유압 공급 및 배출 파이프에 확대부가 설치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 압연기 진동 등에 의해 유압 공급 및 배출파이프에서 발생된 압력파가 확대부에서 억제되며, 이에 의해 공진 현상의 발생이 방지될 수 있다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 압연기는, 상기 상부 및 하부 워크 롤과 각기 접촉하는 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤이 백업 롤 쵸크를 거쳐서 상기 하우징에 지지되고, 그리고 상기 상부 및 하부 백업 롤이 상기 스트립 재료의 반송 방향의 후방으로 상기 상부 및 하부 워크 롤에 대해 약간 변위되어 있는 오프셋 롤 압연기이며, 상기 제 1 지지 수단이, 상기 하우징의 출구측 및 입구측중 하나에 설치되고, 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 가압 가능하며, 축류부를 구비하는 유압식 가압 수단이며, 상기 제 2 지지 수단이 상기 하우징의 입구측 및 출구측중 다른 하나에 설치된 하우징 라이너 부분이다. 이와 같이 구성하여, 오프셋 롤 압연기에 있어서 압연기 진동을 억제하여 고효율 압연이 이뤄질 수 있게 한다.

본 발명의 압연기에 있어서, 상기 압연기가 상기 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤을 롤 축방향으로 시프트시키기 위한 시프트 롤 압연기이며, 상기 제 1 지지 수단이, 상기 하우징의 출구측 및 입구측중 하나에 설치되고, 상기 스트립 재료의 반송 방향에서 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 가압 가능하며, 축류부를 구비하는 유압식 가압 수단이며, 상기 제 2 지지 수단이 상기 하우징의 입구측 및 출구측중 다른 하나에 설치된 하우징 라이너 부분이다. 이와 같이 구성하여, 시프트 롤 압연기에 있어서 압연기 진동을 억제하여 고효율 압연이 이뤄질 수 있게 한다.

본 발명은 상부 및 하부 워크 롤을 통과하는 스트립 재료 또는 바아 재료를 소정의 두께로 압연하는 압연기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 열간 압연에 이용하기에 바람직한 압연기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압연기인 크로스 롤 압연기의 개략도,

도 2는 상부 워크 롤 및 상부 백업 롤에 있어서 지지 장치의 개략도,

도 3a 및 도 3b는 상부 워크 롤에 있어서 지지 롤의 작동을 설명하기 위한 개략도,

도 4는 압연 동안에 하우징상에서 작용하는 응력을 나타내는 설명도,

도 5a 및 도 5b는 롤 쵸크 변위에 반응하는 롤 쵸크 반력을 나타내는 그래프,

도 6은 갭량 및 하우징 변형량에 대한 수평방향 동적 강성을 나타내는 그래프,

도 7a 내지 도 7c는 각 조건에 대한 수평방향 동적 강성의 비교를 나타내는 그래프,

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압연기인 크로스 롤 압연기의 개략도,

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 압연기인 크로스 롤 압연기의 지지 장치의 개략도,

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 압연기인 크로스 롤 압연기의 지지 장치의 개략적인 평면도,

도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 압연기인 크로스 롤 압연기의 지지 장치의 개략도,

도 12는 제 5 실시예에 관한 크로스 롤 압연기에 의해 진동의 감쇠 효과를나타내는 그래프,

도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 압연기인 오프셋 롤 압연기의 개략도,

도 14는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 압연기인 시프트 롤 압연기의 개략도,

도 15는 종래의 4단 크로스 롤 압연기의 개략도,

도 16은 크로스 롤 압연기에서 롤 교체 작업을 설명하기 위한 필수 부분의 개략도,

도 17은 종래의 크로스 롤 압연기에서 압연 동안에 하우징상에 작용하는 응력을 나타내는 설명도.

이하에는 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명할 것이다.

제 1 실시예

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압연기인 4단 크로스 롤 압연기에 있어서, 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤 쵸크(12, 13)는 하우징(11) 내측에 지지되어 있다. 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤(14, 15)의 샤프트 부분은 각기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크(12, 13)에 의해 회전가능하게 지지되며, 상부 워크 롤(14) 및 하부 워크 롤(15)은 서로 대향되어 있다. 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤쵸크(16, 17)는 상부 및 하부 워크 롤 쵸크(12, 13)의 상부 및 하부에 지지되어 있다. 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤(18, 19)의 샤프트 부분은 각기 상부 및 하부 백업 롤 쵸크(16, 17)에 의해 회전가능하게 지지된다. 상부 백업 롤(18) 및 상부 워크 롤(14)은 서로 대향되고, 하부 백업 롤(19) 및 하부 워크 롤(15)은 서로 대향되어 있다. 상부 백업 롤(18)을 거쳐서 상부 워크 롤(14)상에 압연 하중을 가하기 위한 스크류 다운 장치(20)는 하우징(11)의 상부 부분에 제공된다.

상부 워크 롤 쵸크(12)를 지지하기 위한 상부 크로스헤드(21, 22)는 하우징(11)의 상부 부분에 제공되며, 하우징(11)의 입구측 및 출구측상에 위치된다. 상부 크로스헤드(21, 22)는, 롤 크로스를 위해서 스크류 장치(23)(제 1 지지 수단: 기계식 가압 수단)와 유압 실린더 장치(24)(제 2 지지 수단: 유압식 가압 수단)에 의해 수평방향으로 이동가능하다. 상부 백업 롤 쵸크(16)를 지지하기 위한 상부 크로스헤드(25, 26)는, 하우징(11)의 입구측 및 출구측상의 상부 크로스헤드(21, 22)의 상부에 제공된다. 상부 크로스헤드(25, 26)는, 롤 크로스를 위해서 스크류 장치(27)(기계식 가압 수단)와 유압 실린더 장치(28)(유압식 가압 수단)에 의해 수평방향으로 이동가능하다. 한편, 하부 워크 롤 쵸크(13)를 지지하기 위한 하부 크로스헤드(29, 30)는 하우징(11)의 하부 부분에 제공되며, 하우징(11)의 입구측 및 출구측상에 위치된다. 하부 크로스헤드(29, 30)는 스크류 장치(31)(기계식 가압 수단)와 유압 실린더 장치(32)(유압식 가압 수단)에 의해 수평방향으로 이동가능하다. 하부 백업 롤 쵸크(17)를 지지하기 위한 하부 크로스헤드(33, 34)는 하우징(11)의 입구측 및 출구측상에서 하부 크로스헤드(29, 30)의 하부에 제공된다. 하부 크로스헤드(33, 34)는 스크류 장치(35)(기계식 가압 수단)와 유압 실린더 장치(36)(유압식 가압 수단)에 의해 수평방향으로 이동가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이 상부 워크 롤(14)에 대응하는 상부 크로스헤드(22)를 위한 유압 실린더 장치(24)는, 하우징(11)에 고정된 실린더(41)와, 로드(42)를 거쳐서 상부 크로스헤드(22)에 연결되고 실린더(41) 내에서 이동가능한 피스톤(43)과, 유압 펌프(44)와, 유압 펌프(44) 및 실린더(41)를 연결하는 유압 공급 및 배출 파이프(45)와, 유압 공급 및 배출 파이프(45)에 제공된 축류부(46)로 구성된다. 한편, 상부 백업 롤(18)에 대응하는 상부 크로스헤드(26)를 위한 유압 실린더 장치(28)는, 하우징(11)에 고정된 한쌍의 실린더(51a, 51b)와, 로드(52a, 52b)를 거쳐서 상부 크로스헤드(26)에 연결되고 실린더(51a, 51b) 내에서 이동가능한 피스톤(53a, 53b)과, 유압 펌프(44)와, 유압 펌프(44) 및 실린더(51a, 51b)를 연결하는 유압 공급 및 배출 파이프(55a, 55b)와, 유압 공급 및 배출 파이프(55a, 55b)에 제공된 축류부(56a, 56b)로 구성된다.

상부 백업 롤(18)을 위한 유압 실린더 장치(28)는 2개의 유압 실린더로 구성되지만, 하나의 유압 실린더로도 구성될 수 있다. 또한, 유압 펌프(44)는 상부 워크 롤(14)을 위한 유압 실린더 장치(24)와, 상부 백업 롤(18)을 위한 유압 실린더 장치(28) 사이에서 공용이지만, 유압 펌프(44)는 별개로 제공될 수도 있다. 축류부(46, 56a, 56b)는 거의 동일한 구조를 가지며, 롤 위치 제어 속도를 종래의 레벨로 유지하고 동적 강성을 개선하기 위해서 각 유압 실린더의 실린더 단면적의 0.01% 내지 0.1%인 개구면적을 갖고 있다.

유압 실린더 장치(24, 28)를 상술하였지만, 유압 실린더 장치(32, 36)도 또한 동일한 구조를 갖고 있다. 축류부(46, 56a, 56b)의 구조는 상술한 것에 한정되지 않으며, 그 길이는 오리피스의 변형 강성이 오일 강성보다 충분히 크게 되도록 결정될 수 있다.

따라서, 압연을 실행하는 경우에, 스트립(S)은 하우징(11)의 입구측으로부터 공급되며, 스크류 다운 장치(20)에 의해 소정의 하중을 가한 상부 워크 롤(14)과 하부 워크 롤(15)의 사이를 통과하며, 이에 의해 스트립(S)은 압연된다. 압연된 스트립(S)은 출구측으로부터 송출되어 다음 단계로 공급된다. 이때, 하우징(11)은 도 3a 및 도 4에 도시된 바와 같이 스크류 다운 하중(F)에 반응하여 내측으로 좁아지는 변형량(δ)이 발생한다. 그러나 본 실시예에 따르면, 스트립(S)을 압연하는 동안에 스크류 장치(23, 27, 31, 35) 및 유압 실린더 장치(24, 28, 32, 36)를 작동시켜서 하우징(11)에 가압력(F')을 작용시킴으로써, 하우징(11)의 변형량(δ)은 δ'만큼 감소된다. 따라서, 롤 쵸크(12)가 δ'만큼 변위되는 경우에도, 롤 쵸크(12)와 하우징(11) 사이에 갭이 생기지 않는다. 그 결과, 압연기의 수평방향 동적 강성이 높은 상태를 유지하고, 이 상태에서 고 압연력 및 고압연율로 압연이 실행되는 경우에도, 하우징(11) 또는 워크 롤(14, 15)에는 압연되는 스트립(S)과 워크 롤(14, 15) 사이의 마찰 등에 기인하는 것으로 고려되는 큰 밀 진동(mil vibration)이 발생되지 않고, 그에 따라 고효율 압연이 가능하다. 더욱이, 가압력을 적절하게 제어함으로써 워크 롤(14, 15) 및 백업 롤(18, 19)을 상하방향으로 제어하는 동안의 이력현상을 문제없는 값으로 감소시킬 수 있다.

한편, 롤 교체를 실행하는 경우에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 크로스헤드(21, 22, 25, 26, 29, 30, 33, 34)는 스크류 장치(23, 27, 31, 35) 및 유압 실린더 장치(24, 28, 32, 36)에 의한 위치 조정시에 쵸크(12, 13, 16, 17)로부터 분리되어 그 사이에 갭(g)을 형성한다. 따라서, 크로스헤드(21, 22, 25, 26, 29, 30, 33, 34)는 개방되고, 상부 및 하부 워크 롤(14, 15)과 백업 롤(18, 19)은 소정의 장치에 의해 작업측으로부터 인출되어 새로운 것으로 교체될 수 있다.

본 실시예의 크로스 롤 압연기에 있어서, 스트립(S)을 압연하는 동안에, 하우징(11)에 작용하는 스크류 다운 하중(F)에 반응하여, 스크류 장치(23, 27, 31, 35) 및 유압 실린더 장치(24, 28, 32, 36)에 의해 하우징(11)에 가압력(F')을 작용시킨다. 따라서, 하우징(11)의 변형량은 δ-δ'가 된다. 도 5a, 도 5b 및 도 6에 도시된 그래프는 롤 쵸크의 수평방향 변위와 롤 쵸크에 대한 하우징의 수평방향 반력 사이의 관계를 나타낸 것이다. 그래프의 경사는 수평방향 동적 강성을 나타낸다. 여기에서 도 5a에 도시된 바와 같이 롤 쵸크가 가압력(F')으로 가압되고 하우징의 변형량(δ')은 양인 것으로 가정한다. 압연시의 외력 등에 의해 롤 쵸크 변위가 δ'를 초과하는 경우에, 변위 방향(x)과 반대인 방향에서 하우징 포스트로부터의 강성이 고려될 수 없고, 경사(강성)는 감소된다. 즉, 효과적인 수평방향 동적 강성은 롤 진동의 수평방향 폭을 x₀로 하면 진동 진폭비 η=x₀/δ'로 결정된다. η이 보다 커지면 커질수록(x₀이 크거나, δ'가 작은 경우) 효과적인 수평방향 동적 강성은 보다 작게 된다. 한편, 도 5b에 도시된 바와 같이 롤 쵸크가 가압력(F')으로 가압되고 하우징의 변형량(δ')이 제로이거나, 또는 롤 쵸크와 하우징 사이에 갭이 존재하는 것을 가정한다(δ'가 음인 경우). 이러한 경우에, 효과적인 수평방향 동적 강성은 롤 진동의 수평방향 폭을 x₀로 하면 진동 진폭비 η=x₀/δ'로 결정된다. η이 보다 커지면 커질수록 효과적인 수평방향 동적 강성은 보다 크게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 갭 량(G) 또는 하우징 변형량(δ')과 수평방향 동적 강성 사이의 관계는 롤 쵸크의 진동의 수평방향 진폭을 x₀∼ 0.1㎜로 해서 평가한다. 종래의 갭 조정의 영역에 있어서, 높은 압연력 및 높은 비율의 스트립의 두께의 감소로 실행되는 압연은 워크 롤에 진동을 발생시킨다. 갭 량(G)이 수평방향 폭(x₀)보다 큰 경우[도 6의 점(A)의 좌측방향]에, 롤 쵸크는 입구측 또는 출구측중 어느 하나의 하우징 포스트에만 접촉하게 되어, 수평방향 동적 강성이 변동이 없게 된다. 본 실시예에서는, 축류부를 구비하는 유압 실린더를 이용하여 갭 량(G)을 제어한다. 따라서, 실린더내를 오일로 충전하여 강성을 향상시키는 동시에 축류부에서의 압력 손실을 높여서 감쇠를 증대시킨다. 그리고, 갭 량(G)이 감소되는 경우[도 6에서 점(A)의 우측방향]에, 롤 쵸크는 롤 쵸크의 진동시에 입구측 및 출구측의 양측에서 하우징 포스트와 접촉되며, 그에 따라 수평방향 동적 강성을 증가시킨다. 또한, 수평방향 동적 강성은 축류부의 저항에 의해서 증가된다. 이러한 방법으로, 롤 쵸크는 축류부를 가진 유압 실린더에 의해 하우징에 대해 가압되며, 이에 의해 하우징의 수평방향 변형량은 가압력(F')을 이용하여 조정될 수 있다. 따라서, 압연시의 수평방향 동적 강성은 종래 기술에 비해서 현저하게 증가될 수 있고, 압연 동안의 진동의 발생이 적어질 수 있다.

종래의 스크류 장치와 본 실시예에 따른 축류부를 구비하는 유압 실린더의 수평방향 동적 강성 데이터의 비교에 있어서, 본 실시예는 도 7a에 도시된 바와 같이 종래의 기술에 비해서 감쇠를 증가시킴으로써 수평방향 동적 강성을 증가시킬 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 일 예로서 예를 들면 갭량 G = 1.0㎜로, 초기 스트레인 = 0.2로 설정하였다. 수평방향 동적 강성이 증가되는 경우에, 하기와 같은 이유 때문에 압연 단계에서의 진동의 감소 또는 방지가 달성될 수 있다. 진동이 롤과 스트립 사이의 외력(F)에 의한 강제진동인 경우에, 공진점에서의 진동 진폭은 x = F/2Kζ로 표시된다. 여기에서 K는 공진 모드의 모달 강성(modal stiffness)이며, ζ는 감쇠비라 칭하는 양이며, 2Kζ는 동적 강성으로서 규정되는 양이다. 외력(F)이 일정한 경우에, 진폭은 동적 강성에 반비례해서 감소된다. 요약하면, 동적 강성이 증가되면 진폭이 감소되는 것으로 설명된다. 진동이 자발적 진동인 경우에, 여진의 크기 P > 2Kζ를 만족하는 경우에 진동이 발생한다. 이것은 동적 강성이 증가되면, 2Kζ의 영역이 크게되어, 진동이 발생하지 않는 안정된 압연 영역이 확대하는 것을 의미한다. 따라서, 도 7c에 도시된 바와 같이 동적 강성을 증가시키는 것에 의해 안정된 압연 영역이 확대된다.

상술한 실시예에 있어서, 4단 크로스 롤 압연기를 본 발명의 압연기로서 이용되고, 별개의 크로스헤드 형태로서 기술하였다. 그러나, 이러한 구조에 한정되지 않는다.

제 2 실시예

도 8에 도시된 바와 같이 제 2 실시예에 따른 크로스 롤 압연기에 있어서, 상부 및 하부 워크 롤(64, 65)은 하우징(61)에 의해 지지된 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤 쵸크(62, 63)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 상부 및 하부 백업 롤(68, 69)은 하우징(61)에 의해 지지된 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤 쵸크(66, 67)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 압연 하중을 가하기 위한 스크류 다운 장치(70)는 하우징(61)의 상부 부분에 제공된다. 상부 롤 쵸크(62, 66)를 지지하기 위한 상부 크로스헤드(71, 72)는 하우징(61)의 입구측 및 출구측상에 제공되어 있다. 상부 크로스헤드(71, 72)는 스크류 장치(73) 및 유압 실린더 장치(74)에 의해 수평방향으로 이동가능하다. 한편, 하부 쵸크(63, 67)를 지지하기 위한 하부 크로스헤드(75, 76)는 하우징(61)의 입구측 및 출구측상에 제공되어 있다. 하부 크로스헤드(75, 76)는 스크류 장치(77) 및 유압 실린더 장치(78)에 의해 수평방향으로 이동가능하다.

유압 실린더 장치(74 또는 78)는 하우징(61)에 고정된 실린더와, 로드를 거쳐서 크로스헤드(72 또는 76)에 연결되고 실린더에서 이동가능한 피스톤과, 유압 펌프와, 유압 펌프와 실린더를 연결하는 유압 공급 및 배출 파이프와, 유압 공급 및 배출 파이프에 제공된 축류부로 구성되어 있으며, 이들 부재는 상술한 실시예와 동일한 방법으로 도시되지는 않았다.

따라서, 압연이 실행되는 경우에, 스트립(S)은 하우징(61)의 입구측으로부터 공급되고, 스크류 다운 장치(70)에 의해 소정의 하중이 가해진 상부 워크 롤(64)과 하부 워크 롤(65) 사이를 통과하며, 이에 의해 스트립(S)이 압연된다. 이때에, 하우징(61)은 스크류 다운 하중(F)에 반응하여 내측으로 좁아자는 변형량(δ)이 발생한다. 그러나, 스크류 장치(73, 77) 및 유압 실린더 장치(74, 78)를 작동시킴으로써 하우징(61)에 가압력(F')을 작용시키며, 이에 의해 하우징(61)의 변형량(δ)이 δ'만큼 감소된다. 따라서, 압연기의 수평방향 동적 강성이 증가된다. 이러한 상태에서 높은 압연력 및 높은 비율의 스트립 두께의 감소로 압연이 실행되는 경우에도, 하우징(61) 또는 워크 롤(64, 65)에서 압연되는 스트립(S) 사이의 마찰 등으로 인한 큰 압연기 진동이 발생되지 않고, 그에 따라 고효율 압연이 이뤄질 수 있다.

제 3 실시예

도 9에 도시된 바와 같이 제 3 실시예에 따른 크로스 롤 압연기에 있어서, 상부 워크 롤(14)은 상부 워크 롤 쵸크(12)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 상부 워크 롤 쵸크(12)는 상부 크로스헤드(21, 22)에 의해 입구측 및 출구측상에서 수평방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 입구측상의 상부 크로스헤드(21)는 유압 실린더 장치(81)에 의해 이동가능한 반면에, 출구측상의 상부 크로스헤드(22)는 스크류 장치(82)에 의해 이동가능하다. 상부 백업 롤(18)은 상부 백업 롤 쵸크(16)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 상부 백업 롤 쵸크(16)는 상부 크로스헤드(25, 26)에 의해 입구측 및 출구측상에서 수평방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 입구측상의 상부 크로스헤드(25)는 유압 실린더 장치(83)에 의해 이동가능한 반면에, 출구측상의 상부 크로스헤드(26)는 스크류 장치(84)에 의해 이동가능하다. 하부 워크 롤 및 하부 백업 롤은 또한 유사하게 구성된다.

유압 실린더 장치(81)는 하우징(11)에 고정된 실린더(85)와, 로드(86)를 거쳐서 크로스헤드(21)에 연결되고 실린더(85)에서 이동가능한 피스톤(87)과, 유압 펌프(88)와, 유압 펌프(88)와 실린더(85)를 연결하는 유압 공급 및 배출 파이프(89)와, 유압 공급 및 배출 파이프(89)에 제공되고 축류부를 구성하는 전자 밸브(90)로 구성되어 있다. 유사하게, 유압 실린더 장치(83)는 한쌍의 실린더(91a, 91b)와, 로드(92a, 92b)를 거쳐서 상부 크로스헤드(25)에 연결된 피스톤(93a, 93b)과, 유압 펌프(88)와, 유압 펌프(88)와 실린더(91a, 91b)를 연결하는 유압 공급 및 배출 파이프(94a, 94b)와, 유압 공급 및 배출 파이프(94a, 94)에 제공되고 각각 축류부를 구성하는 전자 밸브(95a, 95b)로 구성되어 있다.

따라서, 압연 동안에 유압 실린더 장치(81, 83) 및 스크류 장치(82, 84)에 의해 하우징(11)상에 수평방향 가압력이 발생된다. 스크류 다운 하중에 반응하는 하우징(11)의 내측으로 좁아지는 변형량과 조합하면, 압연기의 수평방향 동적 강성이 증가된다. 이러한 상태에서 높은 압연력 및 스트립의 두께의 높은 비율 감소로 압연이 실행되는 경우에도, 큰 진동이 발생되지 않고, 그에 따라 고효율의 압연이 실행될 수 있다. 이러한 경우에, 전자 밸브(90, 95a, 95b)는 폐쇄 방향으로 작동되며, 유압 실린더 장치가 활성의 축류부를 구비하게 하여 갭 량(G)을 제어하게 된다. 따라서, 실린더내를 오일로 충전하여 강성을 향상시키는 동시에 축류부에서의 압력 손실을 높여서 감쇠를 증대시킨다. 이러한 방법에서, 하우징(11)의 수평방향 변형량은 가압력을 이용하여 조정될 수 있다. 따라서, 압연 동안에 수평방향 동적 강성은 종래 기술에 비해서 현저하게 증가될 수 있고, 압연 동안의 진동의 발생이 적어질 수 있다. 워크 롤(14, 15)과 백업 롤(18, 19) 사이의 크로스 각도가 소망의 각도로 설정되는 경우에, 유압 실린더 장치(81, 83) 및 스크류 장치(82, 84)는 동시에 작동된다. 이때에, 유압 실린더 장치(81, 83)는 전자 밸브(90, 95a, 95b)가 완전 개방 방향으로 작동되어 축류부를 제한하는 상태로 작동되며, 이에 의해 축류부[전자 밸브(90, 95a, 95b)]가 크로스 각도의 설정을 방해하지 않는다.

본 실시예에 있어서, 전자 밸브(90, 95a, 95b)는 유압 실린더 장치(81, 83)에 제공되어 축류부를 형성하지만, 수동으로 작동되는 밸브도 채용할 수 있다. 더욱이, 유압 실린더 장치(81, 83)의 전자 밸브(90, 95a, 95b)는 축류부로서 작용하도록 압연 동안에 폐쇄 방향으로 작동되며, 롤 크로스 각도가 설정되는 경우에 완전히 개방된다. 그러나, 압연 동안에 발생하는 진동이 측정될 수 있고, 전자 밸브(90, 95a, 95b)의 개방 또는 폐쇄 위치는 진동에 따라 조정될 수 있으며, 이에 의해 진동의 크기에 대해서 적합한 축류부의 직경을 결정할 수 있다.

제 4 실시예

도 10에 도시된 바와 같이 제 4 실시예에 따른 크로스 롤 압연기에 있어서, 상부 워크 롤(14)의 우측 및 좌측상의 상부 워크 롤 쵸크(12a, 12b)는 입구측상에 배치된 유압 실린더 장치(101a, 101b)와, 출구측상에 배치된 웨지 장치(기계식 가압 수단)(102a, 102b)에 의해 수평방향으로 이동가능하다. 하부 워크 롤도 마찬가지로 구성될 수 있다. 각 유압 실린더 장치(101a, 101b)는 상술한 실시예에서와 같이 실린더와, 피스톤과, 유압 펌프와, 유압 공급 및 배출 파이프 및 축류부를 구비한다. 웨지 장치(102a, 102b)는 일단부가 하우징(11)에 결합된 한쌍의 좌우측 실린더 로드(104a, 104b)와, 좌우측 단부 부분에 경사면(105a, 105b)이 형성되고, 실린더 로드(104a, 104b)의 타단부가 이동가능하게 끼워맞춰져 있어서 워크 롤(14)의 축방향을 따라 이동가능하게 지지되어 있는 크로스 웨지(106)와, 하우징(11)의 양 측면에 고정된 웨지 라이너 가이드(107a, 107b)에 의해 워크 롤(14)의 축방향에 직교하는 방향을 따라 라이너(103a, 103b)와 크로스 웨지(106)의 경사면(105a, 105b) 사이에 이동가능하게 지지되어 있는 웨지 라이너(108a, 108b)로 구성된다.

따라서, 워크 롤(14)의 크로스 각도가 설정되는 경우에, 유압 실린더 장치(101a, 101b)와 웨지 장치(102a, 102b)는 동시에 작동된다. 이때에, 웨지 장치(102a, 102b)는 오일 챔버(109a, 109b)중 어느 하나에 유압식을 공급해서 크로스 웨지(106)를 한쪽으로 이동시키며, 이에 의해 경사면(105a, 105b)을 거쳐서 웨지 라이너(108a, 108b)를 가압해서 워크 롤 쵸크(12a, 12b)를 이동시킨다. 한편 압연 동안에, 유압 실린더 장치(101a, 101b) 및 웨지 장치(102a, 102b)에 의해 하우징(11)상에 수평방향 가압력이 가해진다. 그 결과, 스크류 다운 하중에 반응하는 하우징(11)의 내측으로 좁아지는 변형량이 감소되고, 압연기의 수평방향 동적 강성이 증가된다. 이러한 상태에서 높은 압연력 및 스트립의 두께의 높은 비율 감소로 압연이 실행되는 경우에도, 큰 진동이 발생하지 않고, 그에 따라 고효율 압연이 이뤄질 수 있다. 이때에, 웨지 장치(102a, 102b)에서, 워크 롤(14)의 크로스 각도는 크로스 웨지(106)에 의해 결정되며, 이에 의해 높은 정밀도의 위치 결정이 가능하게 된다.

제 5 실시예

도 11에 도시된 바와 같은 제 5 실시예에 따른 크로스 롤 압연기에 있어서, 상부 워크 롤(14)에 있어서 입구측상의 상부 크로스헤드(21)는 유압 실린더 장치(111)에 의해 이동가능한 반면에, 출구측상의 상부 크로스헤드(22)는 스크류 장치(112)에 의해 이동가능하다. 상부 백업 롤(18)에 있어서 입구측상의 상부 크로스헤드(25)는 유압 실린더 장치(113)에 의해 이동가능한 반면에, 출구측상의 크로스헤드(26)는 스크류 장치(114)에 의해 이동가능하다. 하부 워크 롤 및 하부 백업 롤 또한 유사하게 구성된다.

상술한 실시예에 있어서, 유압 실린더 장치(111)는 실린더(115)와, 로드(116)에 연결된 피스톤(117)과, 유압 펌프(118)와, 유압 공급 및 배출 파이프(119)와, 축류부(120)로 구성되며, 유압 공급 및 배출 파이프(119)에는 확대부(121)가 제공된다. 유사하게 유압 실린더 장치(113)는 한쌍의 실린더(122a, 122b)와, 로드(123a, 123b)에 연결된 피스톤(124a, 124b)과, 유압 공급 및 배출 파이프(125a, 125b)로 구성된다. 축류부(126a, 126b) 및 확대부(127a, 127b)는 유압 공급 및 배출 파이프(125a, 125b)에 제공된다.

따라서, 워크 롤(14)의 크로스 각도가 설정되는 경우에, 유압 실린더 장치(111, 113) 및 스크류 장치(112, 114)는 동시에 작동된다. 이러한 경우에, 유압 펌프(118)로부터 유압 공급 및 배출 파이프(119, 125a, 125b)를 거쳐서 유압이 공급된다. 압연 동안에, 압연기 진동에 따른 유압 실린더 변동에 반응하는 압력 변동은 공급 및 배출 파이프에서 발생된다. 여기원이 되는 압력파의 주파수가 기둥 공진 주파수에 근접된다면, 공진 현상이 발생될 수 있다. 이러한 기둥 공진 주파수(f)는 하기의 수학식 1로부터 구할 수 있다.

f = (C/2L)·n

여기에서 L은 파이프의 길이[유압 펌프(118)로부터 축류부(120, 126a 또는 126b)까지의 길이]이며, C는 음속이며, n은 모드이다. 파이프의 길이가 짧아지면, 기둥 공진 주파수(f)는 목표로 하는 압연기 진동의 고유값보다 높게 될 수 있어서 공진이 회피될 수 있다 그러나, 압연기에서는 유압 공급원(유압 펌프)으로부터 유압 실린더 장치까지의 파이프의 길이는 사전에 결정되고, 단축시키는 것은 곤란하다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 확대부(121, 127a, 127b)가 유압 공급 및 배출 파이프(119, 125a, 125b)에 제공되어 있다. 도 12는 다양한 조건하에서의 압력파 주파수와 감쇠 성능 사이의 관계를 도시한 것이다. 도 12에 따르면, 유압 실린더만이 사용되는 경우에, 높은 감쇠의 공진점이 발생되는 반면에, 감쇠 능력이 극단적으로 낮은 반공진점(antiresonance point)이 발생된다. 이러한 극단적으로 낮은 감쇠 성능의 발생으로 인해 동적 강성이 감소되고, 진동을 제어하는데 있어서 큰 문제가 된다.

본 실시예에 있어서, 상술한 바와 같이, 확대부(121, 127a, 127b) 뿐만 아니라 축류부(120, 126a, 126b)가 유압 공급 및 배출 파이프(119, 125a, 125b)에 제공된다. 이러한 수단에 의해서, 낮은 감쇠 성능의 반공진점을 제거하도록 공진점이 회피되며, 모든 주파수에 있어서 필요한 감쇠 성능을 확보하게 된다. 또한, 축류부만이 있는 경우에, 대상으로 하는 압력파 주파수 영역에서의 충분한 감쇠가 있다면, 확대부를 제공할 필요가 없다.

상기 실시예에서 언급한 바와 같이, 상부 및 하부 워크 롤(14, 15)을 롤 크로스시키기 위한 입구측 가압 수단 및 출구측 가압 수단중 하나가 기계식 가압 수단인 스크류 장치 또는 웨지 장치인 반면에, 입구측 가압 수단 및 출구측 가압 수단중 다른 하나는 유압식 가압 수단인 유압 실린더 장치이며, 축류부는 유압 실린더 장치의 유압 공급 및 배출 파이프에 설치된다. 이렇게 함으로써, 수평방향 동적 강성을 향상시켜서 진동을 억제할 수 있다. 이러한 특징을 포함하는 본 발명의 압연기는 열간 압연에도 적용할 수 있다. 즉, 열간 압연에 있어서, 고온 상태로 가열된 스트립은 상부 워크 롤과 하부 워크 롤 사이에서 고속으로 맞물려서 압연된다. 따라서, 워크 롤 사이의 스트립의 맞물림 동안의 충격력이 냉간 압연에 비해 크게 된다. 또한, 충격력이 가해지는 횟수도 많아지고, 스트립의 압연량(압연 힘)이 크게 된다. 따라서, 이러한 때의 진동은 본 발명의 압연기를 적용함으로써 효율적으로 억제될 수 있다.

또한, 상술한 실시예에 있어서, 스크류 장치는 입구측에서 워크 롤 및 백업 롤을 위한 기계식 가압 수단으로서 제공되며, 유압 실린더 장치는 출구측에서 워크 롤 및 백업 롤을 위한 유압식 가압 수단으로서 제공된다. 선택적으로, 유압 실린더 장치는 입구측에서 유압식 가압 수단으로서 제공되며, 스크류 장치는 출구측에 제공된다. 이러한 모든 특징이 채용될 수 있으며, 웨지 장치는 기계식 가압 수단으로서 이용될 수 있다. 실제로, 백업 롤은 스트립의 반송 방향에서 워크 롤 상류측에 대해서 오프셋되어 있다. 따라서, 기계식 가압 수단은 워크 롤의 출구측상에 배치되며, 기계식 가압 수단은 백업 롤의 입구측상에 배치된다. 게다가, 양 기계식 가압 수단 및 유압식 가압 수단은 워크 롤 및 백업 롤을 위해 제공되지만, 단지 워크 롤을 위해서만 제공될 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 본 발명의 압연기는 크로스 롤 압연기에 적용된 것에 관해 기술하였지만, 다른 형태의 압연기에도 적용될 수 있다.

제 6 실시예

제 6 실시예에 따른 압연기는 상부 및 하부 백업 롤이 스트립의 반송 방향에서 상부 및 하부 워크 롤에 대해 약간 후방으로 배치되는 오프셋 롤 압연기이다. 이러한 오프셋 롤 압연기에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 워크 롤(14, 15)은 워크 롤 쵸크(12, 13)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 워크 롤 쵸크(12, 13)는 입구측이 유압 실린더 장치(131, 132)에 의해 가압가능하게 지지되어 있고, 출구측이 하우징(11)의 하우징 라이너 부분(133, 134)에 의해 지지되어 있다. 상부 및 하부 백업 롤(18, 19)은 백업 롤 쵸크(16, 17)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 백업 롤 쵸크 (16, 17)는 입구측이 하우징 라이너 부분(135, 136)에 의해 지지되어 있고, 출구측이 유압 실린더 장치(137, 138)에 의해 가압가능하게 지지되어 있다. 이 경우에, 워크 롤(14, 15) 및 백업 롤(18, 19)은 스트립의 통과 방향에서 서로에 대해서 T 만큼 오프셋되어 있다. 유압 실린더 장치(131, 132, 137, 138)는 하우징(11)상에 장착되며, 각기 축류부(도시하지 않음)를 구비한다. 하우징 라이너 부분(133, 134, 135, 136)은 유압 실린더 장치(131, 132, 137, 138)의 가압력과 협동하여 롤 쵸크(12, 13, 16, 17)를 수평방향으로 지지한다.

따라서, 압연 동안에, 유압 실린더 장치(131, 132, 137, 138)에 의해 하우징(11)의 하우징 라이너 부분(133, 134, 135, 136)을 향해 롤 쵸크(12, 13, 16, 17)를 가압함으로써 수평방향 가압력을 작용시킨다. 스크류 다운 하중에 반응하는 하우징(11)의 내향 좁아짐 변형량과 결합된 이러한 수평방향 가압력은 압연기의 수평방향 동적 강성을 증가시킨다. 이러한 상태에서 높은 압연력 및 스트립의 두께의 높은 비율 감소로 압연이 실행되는 경우에도, 큰 진동이 발생하지 않고, 그에 따라 고효율 압연이 이뤄질 수 있다. 더욱이, 축류부를 구비하는 유압 실린더 장치는 갭량(G)을 조절할 수 있다. 이를 위해서, 실린더내를 오일로 충전하여 강성을 향상시키는 동시에 축류부에서의 압력 손실을 높여서 감쇠를 증대시킨다. 이러한 방법에서, 압연 동안의 수평방향 동적 강성이 증가될 수 있고, 압연 동안에 진동의 발생이 감소될 수 있다.

제 7 실시예

제 7 실시예에 따른 압연기는 상부 및 하부 워크 롤이 롤 축방향으로 시프트가능한 시프트 롤 압연기이다. 이러한 시프트 롤 압연기에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 워크 롤(14, 15)은 워크 롤 쵸크(12, 13)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 워크 롤 쵸크(12, 13)는 입구측이 유압 실린더 장치(141, 142)에 의해 가압 가능하게 지지되어 있고, 출구측이 하우징(11)의 하우징 라이너 부분(143, 144)에 의해 지지되어 있다. 상부 및 하부 백업 롤(18, 19)은 백업 롤 쵸크(16, 17)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 백업 롤 쵸크(16, 17)는 입구측이 하우징 라이너 부분(145, 146)에 의해 지지되어 있고, 출구측이 유압 실린더 장치(147, 148)에 의해 가압 가능하게 지지되어 있다. 유압 실린더 장치(141, 142, 147, 148)는 하우징(11)상에 장착되어 있고, 각기 축류부(도시하지 않음)를 구비한다. 하우징 라이너 부분(143, 144, 145, 146)은 유압 실린더 장치(141, 142, 147, 148)의 가압력과 협동하여 롤 쵸크(12, 13, 16, 17)를 수평방향으로 지지한다.

따라서, 압연 동안에 유압 실린더 장치(141, 142, 147, 148)에 의해 롤 쵸크(12, 13, 16, 17)를 하우징(11)의 하우징 라이너 부분(143, 144, 145, 146)을 향해 가압함으로써 수평방향 가압력이 작용된다. 스크류 다운 하중에 반응하는 하우징(11)의 내향 좁아짐 변형량과 결합된 이러한 수평방향 가압력은 압연기의 수평방향 동적 강성을 증가시킨다. 이러한 상태에서 높은 압연력 및 스트립의 두께의 높은 비율 감소로 압연이 실행되는 경우에도, 큰 진동이 발생하지 않고, 그에 따라 고효율 압연이 이뤄질 수 있다. 더욱이, 축류부를 구비하는 유압 실린더 장치는 갭량(G)을 조절할 수 있다. 이를 위해서, 실린더내를 오일로 충전하여 강성을 향상시키는 동시에 축류부에서의 압력 손실을 높여서 감쇠를 증대시킨다. 이러한 방법에서, 압연 동안의 수평방향 동적 강성이 증가될 수 있고, 압연 동안에 진동의 발생이 감소될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 압연기는 압연 동안에 롤 쵸크와 하우징 사이의 갭을 제거하여 수평방향 동적 강성을 증가시킬 수 있으며, 이에 의해 압연기 진동을 억제하고, 고효율 압연이 이뤄질 수 있게 한다. 이러한 압연기는 크로스 롤 압연기, 오프셋 롤 압연기 및 시프트 롤 압연기 등에 이용하기에 적합하다.

Claims

압연기(a rolling mill)에 있어서,

하우징과,

상기 하우징에 의해 지지된 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤 쵸크와,

서로 대향되어 있고, 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크에 의해 회전가능하게 지지된 샤프트를 구비하는 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤과,

상기 하우징의 상부에 설치되고, 상기 상부 워크 롤에 소정의 압력을 작용시키는 스크류 다운 수단(screw down means)과,

상기 하우징에서 스트립 재료의 반송 방향의 한쪽에 설치되고, 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 지지하는 한쌍의 상부 및 하부 제 1 지지 수단과,

상기 하우징에서 스트립 재료의 반송 방향의 다른쪽에 설치되고, 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 지지하기는 한쌍의 상부 및 하부 제 2 지지 수단을 포함하며;

상기 제 1 지지 수단 및 제 2 지지 수단중 하나가 기계식 가압 수단이고, 상기 제 1 지지 수단 및 제 2 지지 수단중 다른 하나가 유압식 가압 수단이며,

상기 유압식 가압 수단의 유압 공급 및 배출 파이프에 축류부(contraction portion)가 설치되는 것을 특징으로 하는

압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 압연기는 상기 상부 및 하부 워크 롤을 서로 약간 크로스시키는 크로스 롤 압연기이고,

상기 제 1 지지 수단은 상기 하우징의 입구측에 설치되고 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 가압 가능한 입구측 가압 수단이며,

상기 제 2 지지 수단은 상기 하우징의 출구측에 설치되고 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 가압 가능한 출구측 가압 수단인 것을 특징으로 하는

압연기.
제 2 항에 있어서,

상기 기계식 가압 수단이 스크류 장치인 것을 특징으로 하는

압연기.
제 2 항에 있어서,

상기 기계식 가압 수단이 웨지 장치인 것을 특징으로 하는

압연기.
제 2 항에 있어서,

상기 하우징에 의해 지지된 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤 쵸크와,

서로 대향되어 있고, 상기 상부 및 하부 백업 롤 쵸크에 의해 회전가능하게 지지된 샤프트를 구비하는 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤을 더 포함하며;

상기 상부 및 하부 백업 롤 쵸크를 수평방향으로 가압 가능한 한쌍의 상부 및 하부 입구측 가압 수단 및 출구측 가압 수단중 하나가 기계식 가압 수단이며, 상기 입구측 및 출구측 가압 수단중 다른 하나가 유압식 가압 수단이며,

상기 유압식 가압 수단의 유압 공급 및 배출 파이프에 축류부가 설치되는 것을 특징으로 하는

압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 축류부의 직경이 가변적인 것을 특징으로 하는

압연기.
제 6 항에 있어서,

상기 축류부의 직경이 상기 상부 및 하부 워크 롤 사이의 크로스 각도를 설정할시에 최대로 되고,

상기 상부 및 하부 워크 롤에 의해 압연하는 동안에 상기 축류부의 직경은 각 압연 조건에 대한 적당한 소정의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는

압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 축류부가 전자 밸브인 것을 특징으로 하는

압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 유압 공급 및 배출 파이프에 확대부가 설치된 것을 특징으로 하는

압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 압연기는, 상기 상부 및 하부 워크 롤과 각기 접촉하는 한쌍의 상부 및 하부 백업 롤이 백업 롤 쵸크를 거쳐서 상기 하우징에 지지되고, 그리고 상기 상부 및 하부 백업 롤이 상기 스트립 재료의 반송 방향의 후방으로 상기 상부 및 하부 워크 롤에 대해 약간 변위되어 있는 오프셋 롤 압연기이며,

상기 제 1 지지 수단이, 상기 하우징의 출구측 및 입구측중 하나에 설치되고, 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 가압 가능하며, 축류부를 구비하는 유압식 가압 수단이며,

상기 제 2 지지 수단이 상기 하우징의 입구측 및 출구측중 다른 하나에 설치된 하우징 라이너 부분인 것을 특징으로 하는

압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 압연기가 상기 한쌍의 상부 및 하부 워크 롤을 롤 축방향으로 시프트시키기 위한 시프트 롤 압연기이며,

상기 제 1 지지 수단이, 상기 하우징의 출구측 및 입구측중 하나에 설치되고, 상기 스트립 재료의 반송 방향으로 상기 상부 및 하부 워크 롤 쵸크를 가압 가능하며, 축류부를 구비하는 유압식 가압 수단이며,

상기 제 2 지지 수단이 상기 하우징의 입구측 및 출구측중 다른 하나에 설치된 하우징 라이너 부분인 것을 특징으로 하는

압연기.