KR100453939B1 - 클래드판의 연속 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상·하단으로 배열되며 그 높이가 조절 가능한 전기 히터가 구비된 가열로가 적용된 클래드판의 연속 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치는, 금속 코일들을 장착하기 위한 언코일러(11)와, 해권되어 진행하는 스트립의 유동을 방지하고 안내하기 위한 입구측 가이드 스탠드(12)와, 스트립들을 가열하기 위한 가열수단과, 가열로를 통과한 스트립들의 유동을 방지하며 안내하기 위한 출구측 가이드 스탠드(14)와, 출구측 가이드 스탠드(14)를 통과한 스트립들을 접합시키기 위한 압연기(15)와, 접합된 클래드 스트립(CS)의 평탄도를 교정하기 위한 레벨라(16)와, 클래드 스트립(CS)을 전단하여 클래드판(CP)으로 만들기 위한 쉬어(17)를 포함하여 구성되는 클래드판의 연속 제조 장치의 구성 요소들 중 상기 가열수단으로서 일정 범위내에서 상·하로 위치 이동이 가능한 전기 히터(13A)가 평행하게 상·하 2단으로 설치되는 가열로(13)가 적용됨에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 클래드판의 연속 제조 장치는 상·하 위치 이동이 가능한 전기 히터를 사용함으로써 적은 에너지로서 스트립을 가열할 수 있는 이점이 있다.

Description

클래드판의 연속 제조 장치{The continuous cladding line}

본 발명은 클래드판의 연속 제조 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 3중 클래드판을 제조하기 위하여 언코일러(uncoiler)들에 장착된 각 코일이 풀리면서 연속적으로 평행하게 함께 공급되는 세 스트립(strip)들을 대기 분위기의 가열로에서 가열하되, 두 스트립 사이에 히터를 각각 설치하여 두 스트립 사이의 각 가열 온도를 개별적으로 제어하여 적은 에너지로서 최적 접합 온도를 형성시켜 줌으로써 가열 설비비를 줄이는 동시에 가열 에너지의 소비를 절감할 수 있도록 한 클래드판의 연속 제조 장치에 관한 것이다.

주방 용품인 프라이 팬이나 냄비 등과 같이 뜨거운 불에 직접 접촉되는 그릇들은 돌이나 세라믹 등이 사용되기도 하나, 그러한 재질은 내충격성이 부족한 측면이 있기 때문에 특별한 용도가 아닌 경우에는, 충격에 의해 파손되지 않아 사용상 편리한 스테인레스강, 동 내지는 알루미늄 및 그 합금 등의 금속 판재를 드로잉 가공하여 제작하는 것이 일반적이다.

그러나, 동이나 동 합금은 장시간 방치할 경우 인체에 해로운 녹청이 발생하게 되고, 알루미늄이나 알루미늄 합금의 경우에는 다양한 음식물에 대한 내식성이 부족할 뿐 아니라, 끓는 물과 접촉 시에는 수산화알미늄과 같은 화합물이 그 표면에 생성되어 표면 색상이 검게 변색되는 단점이 있으며, 알츠하이머병을 유발한다하여 선진국에서는 직접적인 사용을 금하고 있기도 하다.

더욱이, 프라이 팬이나 냄비와 같은 주방 용품은 주로 판재를 드로잉 가공하여 제조되나, 동 내지는 알루미늄 및 그 합금 판재들은 철강재에 비하여 연질임에도 불구하고 금속의 결정 조직상의 차이로 인하여 철강재에 비하여 드로잉 가공성이 떨어지고 강도가 다소 부족하여 충격에 의한 변형이 쉬울 뿐 아니라, 표면 경도가 낮아 표면 스크래치에 약하여 미관상 불리하며 상대적으로 고가이기 때문에, 적절한 드로잉 가공성과 함께 가격이 상대적으로 저렴하고 강도, 내부식성 및 표면 광택성 등이 우수한 철강계 합금인 스테인레스 강판이 주로 사용되고 있다.

그러나, 에너지 절약의 중요성이 커지면서 음식물에 열을 가하여 조리하는 경우 음식에 열을 신속히 전달해주는 효율 측면에서 볼 때, 상기 스테인레스 강판은 알루미늄이나 동에 비하여 그 열 전달 성능이 떨어져 열 손실이 증가하게 되는 단점이 있다.

따라서, 상기와 같이 열전도성이 떨어지는 스테인레스 강판의 단점을 해결하기 위하여 알루미늄이나 동과 같은 열전도성이 우수한 이종의 금속 판재를 스테인레스 강판에 접합시킨 클래드판이 개발되었다.

상기 클래드판은 폭발 압접법, 용접법, 가열 압접법 및 압연법 등의 방법을 통하여 적층 되어 접촉하고 있는 서로 다른 이종 금속 판재들의 표면과 표면이 밀착 결합된 것으로, 상기 제조 방법들 중에서 대량 생산에 가장 적합한 방법인 압연법에 의해 대부분의 클래드판이 제조된다.

상기 압연에 의한 클래드판의 제조 방법은 크게 다음의 두 가지 방법으로 이루어지는 바, 그 하나는 미리 절단된 판상의 금속판들을 적층하여 가열한 후 가열된 적층판을 압연하는 단속 압연 방법이며, 다른 하나는 코일로 권취된 금속 스트립(strip)들을 함께 해권하여 평행하게 진행시켜 가열로를 통과하도록 한 후 압연롤 직전에서 적층되도록 하여 함께 압연하는 연속 압연 방법이다.

상기 단속 압연법은 클래딩 설비가 단순화되는 장점은 있으나, 적층판을 단속적으로 압연하기 때문에 생산성이 떨어질 뿐 아니라, 적층판의 양 단부에 접촉되는 압연 롤 표면에 축방향의 롤 마크가 발생되어 압연 롤 수명이 짧아지고, 압연 완료된 클래드판 표면에 상기 롤 마크가 찍혀 불량품이 발생되기도 하며, 클래드 판의 양 단부를 사용할 수 없어 투입량에 대한 생산량의 비율인 회수율이 낮은 문제가 있다.

그리고, 연속 압연법은 피압연재가 연속하여 진행하기 때문에 압연 생산성과 회수율이 상기 단속 압연법에 비하여 현저히 향상되는 장점은 있으나, 생산 설비가 비싸고 복잡하게 되며, 특히 함께 진행되는 스트립들이 동일한 온도로 가열되기 때문에 다음과 같은 문제점이 있다.

중심판의 양 면에 각각 접합된 판재의 재질이 다른, 구리판-알루미늄판-스테인레스강판과 같은 3중 클래드판의 경우 구리판-알루미늄판과 알루미늄판-스테인레스강판의 접합 온도를 달리하여야 하나 동일한 온도로 가열되기 때문에 에너지 소비가 과다하게 된다.

본 발명은 종래 클래드판을 제조하는 종래 단속 또는 연속 압연 장치가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 이종 접합시 상호 다른 접합 온도로 동시에 제어가 가능하여 에너지 소비량을 절감하면서, 연속 압연에 의해 클래드판을 생산 할 수 있는 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 본 발명 장치에 의한 일실시예 클래드판 연속 제조 방법의 공정 흐름도.

도 2는 본 발명 일실시예 장치의 개략 구성도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

11. 언코일러 12. 입구측 가이드 스탠드

13. 가열로 14. 출구측 가이드 스탠드

15. 압연기 16. 레벨라

17. 쉬어

본 발명의 상기 목적은 공급되는 세 스트립의 각 진행 경로 사이에 각각 설치되는 상·하단 2열의 히터가 구비된 가열로에 의하여 달성된다.

본 발명을 구성하는 상기 가열로의 내부로는 클래드판의 소재인 3종의 금속 스트립들이 상호 상하로 이격된 상태에서 평행하게 진행되며, 하단 스트립과 중단 스트립 사이 및 중단 스트립과 상단 스트립 사이에 전기 히터가 각각 평행하게 설치되어 각 스트립의 표면 온도가 제어되는 구조이다.

또한, 상기 전기 히터와 함께 스트립의 온도를 더욱 효율적으로 수행하기 위하여 진행 경로가 고정된 스트립들에 대하여 상·중단 및 중·하단 스트립들 사이에 각각 배열 설치된 히터는 그 위치가 일정 범위 내에서 상·하로 이동이 가능한 특징이 있다.

즉, 필요에 따라 상·중·하단 스트립들에 대하여 각 히터의 위치를 각각 필요한 만큼씩 상·하로 평행이동시켜 스트립과의 이격 거리를 조절하여 줌으로써 불필요한 에너지의 소비를 감소시키고, 스트립의 표면 온도를 정확하게 제어할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명 클래드판의 연속 제조 방법은 상기 가열로를 통하여 이루어지는 가열 단계에 압연, 레벨링(levelling) 및 쉬어링(shearing) 단계가 일련의 순서로써 유기적으로 결합되어 완성된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 장치에 의한 일실시예 연속 클래트판 제조 방법의 공정 흐름도를, 도 2에 본 발명 일실시예 장치의 개략적인 구성도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명 클래드판의 연속 제조 장치를 이용한 연속 클래드판 제조 방법은, 클래드판의 소재가 되는 금속 스트립(S)이 감긴 상태인 금속 코일(C)들을 각 언코일러(11)에 장착하는 단계(100)와; 각 언코일러(11)로부터 해권되는 금속 스트립(S)들을 잡아주고 안내하는 가이드/핀치(pinch) 롤(12A)들이 상·중·하로 설치된 입구측 가이드 스탠드(12)에 통과시키는 단계(200)와; 입구측 가이드 스탠드(12)를 통하여 안내되어 나오는 스트립(S)들을, 압연접합 온도로 가열된 가열로(13)에 통과시키는 단계(300)와; 가열로(13)를 통과하면서 접합 온도로 가열된 스트립(S)들을, 가이드/핀치(pinch) 롤(14A)들이 상·중·하로 설치된 출구측 가이드 스탠드(14)에 통과시키는 단계(400)와; 출구측 가이드 스탠드(14)를 통하여 안내되어 나오는 스트립(S)들을, 압연기(15)에 통과시켜 적정 압하율로서 압연하는 단계(500)와; 압연기(15)에서 스트립들이 접합된 클래드 스트립(CS)을 레벨라(leveller)(16)에 통과시켜 클래드 스트립(CS)의 평탄도를 교정하는 단계(600)와; 평탄도가 교정된 클래드 스트립(CS)을 쉬어(shear)(17)에서 클래드판(CP)으로 전단, 적재하는 단계(700)로 이루어진다.

상기의 각 단계들이 연속되므로써 금속 코일들로부터 클래드판이 연속적으로 제조되는 방법을 수행하기 위한 본 발명 장치의 구성 요소들을 살펴보면 다음과 같다.

금속 코일들을 장착하기 위하여 언코일러(11)는 3세트가 상·중·하로 구비되며, 상기 각 언코일러(11)에 장착된 코일로부터 해권되어 진행하는 스트립을 잡아 유동을 방지하며 가열로로 안내하여 주기 위하여 상·하 한 쌍으로 구성되는 가이드/핀치 롤(12A)들이 상기 각 언코일러(11)에 대응되도록 입구측 가이드 스탠드(12)에 상·중·하로 각각 설치된다.

상기 입구측 가이드 스탠드(12)를 통과하여 진행하는 스트립들을 접합에 필요한 온도까지 가열하기 위한 가열로(13)는 전기 히터(13A)로 가열하는 방식이 적용되며, 상호 이격된 상태에서 평행하게 상·중·하의 3단으로 진행하는 스트립들의 진행경로들 사이, 즉 상·중단 및 중·하단 스트립들 사이에 스트립들과 평행하게 상·하 2단으로 각각 설치된다.

그리고, 상·하단으로 설치된 각 전기 히터(13A)는 일정 범위내에서 상·하로 위치 이동이 가능하도록 구성됨에 기술적 특징이 있으며, 각 단의 전기 히터 위치를 변화시켜 줌으로써 각 전기 히터와 스트립들 사이의 이격거리가 조절되어 불필요한 에너지 소비가 방지되면서 접합에 필요한 적정 가열이 이루어진게 된다.

가열된 스트립들을 압연기(15)로 진행시키기 위하여 가열로(13)와 압연기(15) 사이에는 가열로를 통과한 후 계속 진행하는 스트립들을 각각 잡아 유동을 방지하는 동시에 압연기(15)로 스트립들을 안내하기 위하여 상·하 한 쌍으로 구성되는 가이드/핀치 롤(14A)들이 상기 스트립들의 각 진행 경로상에 위치하도록 출구측 가이드 스탠드(14)에 상·중·하로 각각 설치된다.

상기 출구측 가이드 스탠드(14)를 통과한 스트립들을 압연하여 스트립들을 접합시켜 클래드 스트립(CS)으로 만들기 위하여 상기 출구측 가이드 스탠드(14) 다음에 2단 압연기(15)가 설치되며, 압연시 클래드 스트립(CS)에 발생된 웨이브(wave) 등의 평탄도 불량을 교정하기 위하여 다수의 레벨링 롤(16A)들이 상·하로 구비된 레벨라(16)와 클래드 스트립(CS)을 전단하여 클래드판(CP)으로 만들기 위한 쉬어(17)가 압연기(15) 다음에 차례로 구비된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 클래드판의 연속 제조 장치는 스트립과 스트립 사이에 전기 히터가 구비되고, 각 전기 히터는 상·하 위치 이동이 가능하여 스트립을 적은 에너지로서 정확히 가열할 수 있기 때문에 과다한 에너지의 소비가 방지되는 이점이 있다.

그리고, 가열로에 전기 히터를 사용하고, 클래드 스트립을 코일로 권취하지 않고 전단하여 직접 클래드판으로 만들기 때문에 연속 제조 설비로서는 비교적 설비가 단순하여 초기 설비 투자 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

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2. 금속 코일들을 장착하기 위하여 상·중·하로 구비된 언코일러(11)와, 각 언코일러(11)에 장착된 코일로부터 해권되어 진행하는 스트립의 유동을 방지하고 안내하기 위하여 상·하 한 쌍으로 구성되는 가이드/핀치 롤(12A)들이 상·중·하로 각각 설치된 입구측 가이드 스탠드(12)와, 가이드 스탠드(12)를 통과한 스트립들을 가열하기 위한 가열수단과, 가열로를 통과한 스트립들의 유동을 방지하며 안내하기 위한 출구측 가이드 스탠드(14)와, 출구측 가이드 스탠드(14)를 통과한 스트립들을 접합시키기 위한 압연기(15)와, 접합된 클래드 스트립(CS)의 평탄도를 교정하기 위한 레벨라(16)와, 클래드 스트립(CS)을 전단하여 클래드판(CP)으로 만들기 위한 쉬어(17)를 포함하여 구성된 클래드판의 연속 제조 장치에 있어서,

   상기 가열수단은 일정 범위내에서 상·하로 위치 이동이 가능한 전기 히터(13A)가 평행하게 상·하 2단으로 설치된 가열로(13)인 것을 특징으로 하는 클래드판의 연속 제조 장치.
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