KR100490347B1 - 압연재 접합장치와 이를 구비한 연속 열간 압연장치 - Google Patents

Abstract

선행 압연재의 후단부의 한면과 후행 압연재의 선단부의 반대면을 절삭가공하는 가공장치와, 선행 압연재와 후행 압연재의 가공면을 맞추어 압접하는 압접장치와, 선행 압연재와 후행 압연재를 각각 압연방향의 중심선에 맞추는 센터링장치를 구비한다. 또한, 커터 냉각장치를 구비하여 원추형 커터내에 외부로부터 냉매를 공급하여 커터팁을 냉각시킨다. 또한, 커터 보수장치를 구비하여 냉각, 마모방지제의 도포, 교환을 용이하게 한다. 또한, 연속 열간 압연장치로서, 압연재 접합장치 외에, 사이징프레스, 권취권여기, 에지성형기, 절단기를 포함하여, 연속 주조기에서 공급되는 슬래브폭을 집약할 수 있고, 생산성을 향상시키며, 사용된 재료에 대한 제품의 비율이 향상되고, 판의 폭정밀도가 향상된다.

Description

압연재 접합장치와 이를 구비한 연속 열간 압연장치{ROLLED PLATE JOINING APPARATUSS AND CONTINUOUS HOT ROLLING APPARATUS EQUIPPED WITH THE SAME}

본 발명은 열간 압연설비에 있어서, 압연재와 함께 주행하면서 선행하는 압연재의 후단과 후행하는 압연재의 선단을 접합시키는 압연재 접합장치와 이를 구비한 연속 열간 압연장치에 관한 것이다.

종래의 열간 압연설비(핫스트립밀, hot-strip mill)에서는, 거친 압연기에서 압연된 바(bar)재를 각각 따로따로 마무리압연기에 공급하여, 원하는 판두께의 스트립(strip)재를 얻었다. 그러나, 이러한 방법으로는 압연재 전체를 균일하게 압연할 수 없고, 전단부와 후단부에 결함이 쉽게 생겨서 압연재의 재료에 대한 제품의 비율을 저하시키고, 또한 교입/고발(defects)등 때문에 압연속도를 고속화하기 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 압연재를 연속적으로 마무리 압연기에 공급하기 위해 선행 압연재의 후단과 후행 압연재의 선단을 접합하는 접합장치가 종래부터 제안되어 왔다(예를 들어, 일본국 특개소 62-252603호 공보, 일본국 특개소 63- 93408호, 일본국 특공평 5-139호 공보).

그러나, 상술한 종래의 압연재 접합장치에서는, 1)자동화(기계화)가 어렵고, 또한 이음부를 균일하게 압연할 수 없고, 2)폭이 넓은 압연재를 용접하는데 시간이 걸리기 때문에 설비전체가 길어지기 쉽고, 3)압연재의 폭전체에 걸쳐 충분한 접합강도를 확보하는 것이 어려운 등의 문제점이 있다.

그리하여, 본 발명의 발명자들은 단시간에 압연재의 폭전체에 걸쳐 충분한 접합장도로 접합할 수 있는 압연재 접합장치를 창안하여 출원하였다(예를 들어, 일본국 특개평 8-10809호 공보).

도 1은 본 발명의 발명자들에 의한 압연재 접합장치의 일례이다. 이 압연재 접합장치는 압연방향으로 주행하는 대차(3)와, 대차(3)위에 부착되어 선행하는 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡는 승강가능한 후단 핀치롤(pinch roll)(4)과, 대차(3)위에 부착되어 후행하는 압연재(2)의 선단부를 수평하게 끼워잡는 선단 핀치롤(5)과, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 절삭가공하는 가공장치(6)와, 선행압연재(1)와 후행압연재(2)의 가공면을 맞추어 압연재(1, 2)와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하는 압연장치(7)를 구비하고 있다.

게다가, 일본국 특개평 8-10809호의 압연재 접합장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 장치를 탑재하여 주행하는 대차(3)와, 선행 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡는 승강장치(8)에 의해 가공높이 H와 압접높이 L의 사이를 상하로 움직일 수 있는 후단 클램프(clamp) 장치(9)와, 후행 압연재(2)의 선단부를 끼워잡는 압접높이 L로 유지하는 선단 클램프장치(10)와, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 동시에 절삭가공하는 절삭가공장치(11)와, 가공면을 환원상태로 유지하는 환원유지장치(12)와, 이 중첩부를 압접하는 압접장치(12)를 구비한다.

절삭가공장치(11)는 수평에 대해 경사진 축심 X를 중심으로 회전하는 원추 커터(conical cutter)(13)와, 압연재를 빗나간 위치로부터 압연재의 전폭에 걸쳐 원추 커터(13)를 폭방향으로 수평하게 이동시키는 횡이동장치(14)로 구성되어 있다. 또한, 원추 커터(13)는 정점이 바깥 방향을 향한 일대의 절두 원추면(13a, 13b)을 갖고, 절두 원추면의 최상부와 최하부가 서로 대략 수평하고, 이것으로 절두 원추면의 최상부와 최하부가 각각 동시에 후단부 하면과 상단부 상면에 접촉하도록 되어 있다. 즉, 절두 원추면(13a, 13b)에는 커터팁(cutter-tip)(13c)이 내장되어 있다. 즉, (15)는 횡이동장치(14)의 횡행대이다.

또한, 일본국 특개평 7-214104호 공보에는 접합기를 이용한 열간 압연설비가 기재되어 있다. 이 열간 압연설비는, 도 3에 도시된 바와 같이, 가열로(16a)의 출구쪽에 사이징 프레스(sizing press)(16b)가 설치되어 있고, 이 출구쪽에 설치된 거친 압연기(16c)에 의해 압연된 시트바(sheet-bar)(1)의 선단, 후단을 크롭-시어(crop shear)(16d)로 절단한다. 절단된 선행 시트바의 후단과, 절단된 후행 시트바의 선단을 융착접합장치(17)에서 접합하고 마무리 압연기군(16e)에서 마무리 압연한 후, 권취기(16f)에서 권취하도록 되어 있다.

(1) 도 1 또는 도 2의 압연재 접합장치에 있어서, 선행 압연재(1)와 후행 압연재(2)의 중심선은 일치될 필요가 있다. 도 4는 한쪽의 압연재의 중심선이 접합할 다른쪽의 압연재의 중심과 일치하지 않은 상태를 나타내고, 이대로의 상태로 접합하면, 접합 불완전에 의해 판절이나 챔버(chamber)가 발생한다. 도 5는 서로 다른 폭의 압연재의 접합부의 중심선 차이를 나타낸다. 이처럼 선행 압연재의 중심선과 후행 압연재의 중심선이 차이가 나면 이후의 마무리 압연 등에 큰 지장을 주는 문제가 발생한다.

(2) 또한, 도 2에 도시한 압연재 접합장치의 원추 커터(13)는 1) 환원유지장치에 의해 고온 분위기로 처리되는 것, 2) 구동장치에 의해 고속 회전하는 것, 3) 횡이동장치에 의해 압연재의 폭방향으로 횡이동하는 것, 4) 원추 커터로서 커터팁을 사용한 경우에는 열용량이 적어지는 것 등을 요인으로 하여 수명이 극도로 짧아졌다. 게다가, 1) 원추 커터의 축의 끝부분에 구동장치가 부착되어 있는 것, 2) 원추 커터의 내주면에는 축에 형성된 키(key)에 딱 맞는 키의 홈(flute)이 형성되어 있는 것, 등의 이유로 냉각기구를 설치하는 것이 어려웠다.

(3) 또한, 압연재 접합장치에서는, 접합면의 절삭이 단시간에 행해짐을 요구한다. 이것은 절삭시간이 길어지면, 접합시간이 길어져 접합장치의 주행거리가 길어지고, 이로인해 압연라인(line)이 길어지기 때문이다. 또한, 절삭중에 절삭면은 산화를 방지하기 위해 환원염(reducing flame)으로 덮여 있기 때문에 고온이 되어 절삭중에 윤활제를 사용할 수 없다. 이로인해 커터팁의 마모가 심하여 수명이 짧아 자주 커터를 교환하지 않으면 안된다. 또한, 절삭중에 커터가 파손된 때는 커터의 교환에 장시간이 필요하고, 이 사이 접합작업 및 압연작업을 정지하지 않으면 안되었다. 접합은 일정한 간격으로 실행되는데, 커터는 열용량이 커서 다음 접합까지 커터팁이 식지 않는 일이 많고, 이로인해 절삭중의 커터팁이 고온이 되어 수명이 짧아졌다.

(4) 게다가 도 3에 도시한 열간 압연설비에서는, 압연재는 거친 압연한 후에 감지 않기 때문에 압연라인이 길어진다. 이 경우, 상기 설비에서는 마무리 압연기에 공급되는 압연재의 온도가 저하되어 마무리 압연이 적절하게 실행되지 않는 경우가 많이 있다. 또한, 접합부는 판의 폭방향으로 돌출되어 있는 경우가 많고, 이 돌출부는 이후 공정에서의 압연에 의해 확대된다. 도 6은 접합부의 돌출형상을 나타낸다. 압연재(1)의 접합위치의 판폭은 돌출부(1a)를 갖는다. 또한, 도 7에서는 압연재(1)의 두께가 폭의 말단에서 앞이 가늘어진 에지드롭(edge drop)(1b)이 되어 있다. 이같은 에지드롭(1b)이 발생하면, 판의 폭말단의 판두께의 정밀도를 확보할 수 없기 때문에 트림(trim)되어, 원료에 대한 제품의 비율의 저하를 초래한다. 도 3의 설비에서는 이같은 접합이나 압연에 의한 판의 폭말단의 판두께 불량의 수정장치가 없다. 또한, 권취기 앞에 시어가 없기 때문에 권취기에서 감는 분의 압연재의 양마다 압연재를 절단해 둘 필요가 있고, 접합기에서 연속적으로 작업을 행할 수 있는 능력이 발생되지 않는다. 또한, 일본국 특개평 7-24503호 공보에는 접합기의 출구쪽에 접합에 의한 불량부분을 제거하는 후성형기가 게재되어 있지만, 이 후성형기의 배치에서는 마무리 압연에서 생기는 에지 드롭은 수정할 수 없다.

본 발명은 상술한 여러 가지의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것이다. 즉, 본 발명의 제 1의 목적은 선행 압연재와 후행 압연재의 중심선을 일치시키는 센터링(centering)장치를 갖는 압연재 접합장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 제 2의 목적은 원추 커터, 특히 커터팁을 효율적으로 냉각할 수 있는 커터 냉각장치를 갖는 압연재 접합장치를 제공하는 것이다.

게다가, 본 발명의 제 3의 목적은 대기중의 커터를 신속하게 냉각하여, 대기중의 커터에 마모방지제를 도포하고, 또한 커터의 교환을 신속하게 할 수 있는 압연재 접합장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제 4의 목적은 압연라인을 단축화하고, 또 연속압연에 의해 스트립재의 생산성을 향상시키고, 그 위에 판폭의 정밀도, 판두께의 정밀도를 향상시키고, 또한 슬래브(slab)폭 조정 능력을 크게 하여 슬래브를 공급하는 연속 주조기쪽의 슬래브폭의 종류를 적게 하여 생산성을 향상시키는 연속 열간 압연장치를 제공하는 것이다.

제 1의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 압연방향으로 역(reverse)주행가능한 대차와, 그 대차위에 부착되어 선행하는 압연재의 후단부를 수평하게 끼워잡는 승강가능한 후단 핀치롤과, 상기 대차위에 부착되어 후행하는 압연재의 선단부를 수평하게 끼워잡는 선단 핀치롤과, 선행 압연재의 후단부의 한면과 후행 압연재의 선단부의 반대면을 절삭가공하는 가공장치와, 선행 압연재와 후행 압연재의 가공면을 맞추어 선행 압연재와 후행 압연재를 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하는 압접장치를 구비한 압연재 접합장치에 있어서, 상기 후단 핀치롤과 상기 압접장치의 사이에 설치되어 압연재의 후단부의 양폭의 말단을 눌러서 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞추는 후단 센터링장치와, 상기 압접장치와 상기 선단 핀치롤 사이에 설치되어 압연재의 선단부의 양폭의 말단을 눌러서 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞추는 선단 센터링장치를 구비하는 압연재 접합장치가 제공된다.

상기 구성에 따라, 후단 센터링장치는 선행 압연재의 후단부에 있어서 선행 압연재의 중심선과 접합장치의 압연방향의 중심선을 일치시킨다. 여기서, 접합장치의 압연방향의 중심선이라면 압연재의 중심선을 통과시키도록 결정된 선으로 통상은 접합장치의 압연방향의 중심선으로 하지만, 이것과 평행한 선도 포함되는 것으로 한다. 또한, 선단 센터링장치는 후행 압연재의 선단부에 있어서 후행 압연재의 중심선과 접합장치의 압연방향의 중심선을 일치시킨다. 이로인해 선행 압연재의 중심선과 후행 압연재의 중심선을 일치되도록 압접할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 후단 및 선단 센터링장치는 압연재의 양폭단에 접하여 각각 설치된 가이드(guide)판과, 판의 폭방향에서 또 상면에 랙(rack)을 가지며 한쪽의 가이드판과 고착되어 있는 하단 랙판과, 판의 폭방향에서 또 하면에 랙을 가지며 다른 면의 가이드판과 고정적으로 부착되어 있는 상단 랙판과, 하단 랙판과 상단 랙판의 사이에 배치되어 각각의 랙판의 랙과 치합되는 피니언(pinion)과, 하단 랙판과 상단 랙판을 판의 폭방향으로 신축(伸縮)되는 랙판 구동장치를 구비한다.

이 구성에 따라, 랙판 구동장치에 의해 하단 랙판과 상단 랙판을 판의 폭방향으로 신축하면, 랙과 피니언의 작용에 의해 양 랙판에 고착된 가이드판은 압연재 판의 폭방향으로 동일한 길이확장 또는 단축된다. 양 센터링장치를 좌우의 양 가이드판이 접합장치의 압연 방향의 중심선으로부터 등거리가 되도록 설정해 두는 것에 의해, 좌우의 가이드판은 접합장치의 압연 방향의 중심선으로부터 항상 등거리 이동하기 때문에, 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 일치시킬 수 있다.

게다가, 상기 후단 센터링장치는 승강장치를 갖고 있어, 상기 후단 핀치롤이 압연재를 상승 또는 하강시킨 상태에서 압연재의 중심선을 접합장치의 압연 방향의 중심선에 맞추는 센터링 조작을 수행하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따라, 선행 압연재의 후단은 후단 핀치롤에 의해 후행 압연재의 선단보다 상승시켜 접합하는 하면을 가공한 후, 하강시켜 후행 압연재의 선단 상면과 접합한다. 선행 압연재의 센터링 조작은 가공전의 상승한 상태에서 수행하여 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞춘 후 가공을 수행하고, 하강시켜 선행 압연재의 후단 하면과 후행 압연재의 선단 상면을 접합한다. 이 상태에서 한 번 더 센터링을 수행하는 것으로 확실하게 두 압연재의 중심선을 일치시킬 수 있다. 후단 센터링 장치는 승강장치를 갖고 있어 이 같은 두 상태의 센터링이 가능하게 된다.

제 2의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 경사진 축의 선단에 삽입부착되어 회전하는 커터를 압연재의 폭방향으로 수평하게 이동시켜 압연재를 절삭가공한 후에 접합하는 압연재 접합장치의 커터 냉작장치로, 상기 커터는 표면에 복수의 커터팁(예를 들어, WC(텅스텐카바이드, tungsten carbide)를 주성분으로서 Co(코발트)로 소결한 초경합금으로 이루어진 것)을 갖고, 상기 축의 선단으로부터 삽입부착되어 상기 축에 설치된 칼러(collar, flange)부에 접촉시켜 고정되도록 되어 있고, 상기 칼러부의 후방에서 상기 축의 외주면과의 사이에 환상공간(annular)부를 형성하도록 공급링(ring)을 끼워넣으며, 상기 축에는 상기 환상공간부로부터 상기 축의 내부를 통과하여 상기 칼러부의 상기 커터와의 접촉면까지 연결되도록 공급통로가 설치되고, 상기 커터에는 상기 공급통로와 연통하고, 상기 커터팁까지 연결된 냉각 통로가 설치되며, 상기 환상공간부에 외부로부터 냉각매체를 공급하여 상기 커터팁을 내면으로부터 냉각시키는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치의 커터 냉각장치가 제공된다.

상술한 본 발명의 압연재 접합장치의 커터 냉각장치는 커터가 받고 있는 고온 분위기의 외부부터가 아니라, 내부로부터 커터팁에 냉각매체(냉각무산화액 또는 냉각용 불황성 기체)를 접촉시키도록 한 것이다. 즉, 냉각매체가 공급링의 환상공간부로부터 공급통로 및 냉각통로를 경유하여 커터팁의 내면(접속되어 있는 쪽의 면)에 도달할 수 있도록 되어 있다. 커터팁의 내면에 도달한 냉각매체는 그 극간에서 외부로 누출되어 흐름이 형성된다. 따라서, 항상 신선한 냉각매체를 커터팁에 공급할 수 있고, 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 경사진 축의 선단에 삽입부착되어 회전하는 커터를 압연재의 폭방향으로 수평하게 이동시켜 압연재를 절삭가공한 후에 접합시키는 압연재 접합장치의 커터냉각장치로, 상기 축의 한쪽 또는 양쪽에 상기 커터에 상당하는 부분에 개구부(opening section)를 갖는 커버(cover)를 설치하고, 그 커버의 바깥쪽에 냉각매체를 공급하는 냉각배관을 지지하며, 그 냉각배관으로부터 상기 개구부로 향하는 냉각 노즐(nozzle)을 설치하고, 그 냉각노즐로부터 상기 커터로 냉각매체를 분사하여 상기 커터를 냉각하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치의 커터냉각장치가 제공된다.

상술한 본 발명의 압연재 접합장치의 커터냉각장치는 커터의 외부로부터 냉각매체(냉각 무산화액 또는 냉각용 불활성 기체)를 분사하여 냉각하도록 한 것이다. 즉, 냉각배관 및 냉각노즐을 지지함과 동시에, 고온분위기로부터 차단하는 커버를 설치하고, 그 개구부로부터 냉각매체를 커터팁의 표면에 분사하고 있다. 따라서, 냉각매체의 온도를 낮게 유지한 채로 커터에 공급할 수 있어 효율적으로 냉각할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따르면, 경사진 축의 선단에 삽입부착되어 회전하는 커터를 압연재의 폭방향으로 수평하게 이동시켜 압연재을 절삭가공한 후에 접합하는 압연재 접합장치의 커터냉각장치로, 상기 커터는 표면에 복수의 커터팁을 가져 상기 축의 선단으로부터 삽입부착되어 상기 축에 설치된 칼러부에 접촉하여 고정되도록 되어 있고, 상기 칼러부의 후방에서 상기 축의 외주면과의 사이에 환상공간부를 형성하도록 공급링을 끼워넣으며, 상기 축에는 상기 환상공간부로부터 상기 축의 내부를 통과하여, 상기 칼러부의 상기 커터와의 접촉면까지 연통하도록 공급통로가 설치되고, 상기 커터에는 상기 공급통로와 연통하여 상기 커터팁까지 연결된 냉각통로가 설치되며, 상기 축의 한쪽 또는 양쪽에 상기 공급링 및 상기 커터팁에 상당하는 부분에 개구부를 갖는 커버가 설치되고, 그 커버의 바깥쪽에 냉각매체를 공급하는 냉각배관이 지지되며, 그 냉각배관에서 상기 환상공간부로 냉각매체를 공급하는 공급배관이 상기 공급링에 접속되고, 상기 냉각배관으로부터 상기 개구부로 향하는 냉각노즐이 설치되며, 상기 냉각통로에서 상기 커터팁의 내면에 냉각매체를 접촉시켜 상기 냉각노즐로부터 상기 커터팁에 냉각매체를 분사하여 상기 커터팁을 표리(the outside and the inside)부터 냉각하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치의 커터의 냉각장치를 제공한다.

상술한 본 발명의 압연재 접합장치의 커터냉각장치는 커터팁을 표리부터 냉각하도록 한 것이다. 즉, 냉각배관으로부터 공급링(환상공간부), 공급통로, 냉각통로와 연결하여 커터팁의 내면에 냉각매체(냉각 무산화액 또는 냉각용 불활성 기체)를 공급하는 내부냉각과, 냉각배관으로부터 공급되는 냉각매체를 냉각노즐로부터 커터팁의 표면에 분사하는 외부냉각을 동시에 실행할 수 있다. 따라서, 커터(특히, 커터팁)를 효율적으로 냉각할 수 있다.

제 3의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 선행 압연재의 후단부의 한면과 후행 압연재의 선단부의 상면을 폭방향으로 주행하면서 절삭가공하고, 그 절삭가공면을 맞추어서 접합하는 압연재 접합장치에 있어서, 후단부의 한면과 선단부의 반대면을 절삭하는 커터를 갖는 절삭가공장치와, 상기 절삭가공장치를 판의 폭방향으로 주행시켜 판의 폭밖의 대기위치까지 이동시키는 횡행장치와, 상기 대기위치에 설치되어 상기 커터를 냉각하는 커터냉각장치를 구비한 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치가 제공된다.

이 구성에 따라, 압연재의 접합이 간격을 두고 수행되고, 접합면의 절삭이 끝나면 절삭가공장치는 판의 폭밖의 대기위치에서 다음의 접합까지 대기하고, 대기하는 중에 커터냉각장치에서 커터를 냉각해 두는 것에 의해 절삭중에 온도 상승을 저감하여 커터팁의 수명이 길어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 선행 압연재의 후단부의 한면과 후행 압연재의 선단부의 반대면을 폭방향으로 주행시키면서 절삭가공하고, 그 절삭가공면을 맞추어서 접합하는 압연재 접합장치에 있어서, 후단부의 한면과 선단부의 반대면을 절삭하는 커터를 갖는 절삭가공장치와, 그 절삭가공장치를 판의 폭방향으로 주행시켜 판의 폭밖의 대기위치까지 이동시키는 횡행장치와, 상기 대기위치에 설치되어 상기 커터에 마모방지제를 도포하는 도포장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치가 제공된다.

이 구성에 따라, 압연재의 접합이 간격을 두고 수행되고, 접합면의 절삭이 끝나면, 절삭가공장치는 판의 폭밖의 대기위치에서 다음 접합까지 대기하고, 대기하는 중에 커터팁에 마모방지제를 도포하여 절삭중의 커터팁의 마모를 저감할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따르면, 선행 압연재의 후단부의 한면과 후행 압연재의 선단부의 반대면을 폭방향으로 주행시키면서 절삭가공하고, 그 절삭가공면을 맞추어서 접합하는 압연재 접합장치에 있어서, 후단부의 한면과 선단부의 반대면을 절삭하는 커터를 갖는 절삭가공장치와, 그 절삭가공장치를 판의 폭방향으로 주행시켜 판의 폭밖의 대기위치까지 이동시키는 횡행장치와, 상기 대기위치에 설치되어 상기 커터를 교환하는 교환장치를 구비하고, 상기 대기위치에는 적어도 2대의 절삭가공장치가 대기하고 있는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치가 제공된다.

이 구성에 따라, 접합면을 절삭가공중에 커터가 파손된 경우, 이 절삭가공장치를 대기위치로 이동시켜, 대기위치에 대기중의 절삭가공장치와 교대하는 것에 의해 접합작업을 신속하게 재현할 수 있다. 또한 대기위치에서 교환장치를 사용하여 파손되고 커터팁이 마모되기도 한 커터를 교환할 수 있다.

제 4의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 가열로로부터 공급되는 압연재를 폭방향으로 눌러서 소정의 폭으로 압착(press)하는 사이징프레스(sizing press)와, 이 압착된 압연재를 압연하는 거친 압연기와, 그 거친 압연기에서 압연된 압연재를 감고 푸는 권취권여기와, 권여된 압연재의 선단부 및 후단부를 절단하여 접합가능한 형상으로 하는 크롭-시어(cropper)와, 권여된 압연재의 반송속도로 주행시켜 상기 크롭-시어에서 절단되는 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 접합하는 주간 접합기와, 접합된 압연재의 마무리 압연을 하는 마무리 압연기와, 마무리 압연된 압연재를 감는 권취기와, 이 권취기의 입구쪽에 배치되어 권취량에 상응하여 압연재를 절단하는 절단기를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 열간 압연장치가 제공된다.

상기 구성에 따라, 사이징프레스는 프레스에 의해 판의 폭방향으로 누르기 때문에, 판의 폭의 조정능력이 크고, 공급되는 슬래브폭의 종류가 적어도 많은 폭의 슬래브로 할 수 있다. 이같은 슬래브폭의 집약화에 의해 연속 주조기쪽은 슬래브폭을 변경하는 작업이 적어져서 생산성이 향상된다. 또한, 거친 압연기 뒤에 권취권여기를 설치하는 것에 의해 거친 압연라인(line)이 단축되고, 코일(coil)상으로 감는 것으로 인한 보온효과에 의해 마무리 압연기로 공급되는 압연재의 냉각이 방지된다. 크롭-시어에 의해 압연재의 선단, 후단부를 접합하기에 적합하게 절단하여 접합기에서 접합하고, 마무리 압연후의 스트립은 그 출구쪽의 시어에서 적의 절단되고, 순차적으로 복수의 권취기로 감는 것에 의해 연속 압연이 가능해져서 생산성이 향상된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마무리 압연기는 복수 대로 이루어지고, 각 압연기의 입구쪽의 위치중에 적어도 하나의 위치에 압연재의 양쪽에 설치된 수직롤(vertical roll)을 갖는 에지(edge) 성형기를 설치한다.

이 구성에 따라, 접합기에 의해 접합한 접합부의 돌출부 및 에지드롭을 에지 성형기에 의해 성형하기 때문에 판폭의 정밀도 및 판두께의 정밀도가 향상된다. 또한, 에지 성형기는 수직롤에서 성형하기 때문에 불량부분을 절단하는 성형기와 같이 절단되어 제품이 되지 않는 부재(member)는 발생하지 않기 때문에 재료의 사용량에 대한 제품의 비율이 향상된다.

더욱이, 상기 주간접합기는 선행 압연재의 후단부와 후행 압연재의 선단부를 맞추어서 접합면을 환원염으로 덮으면서 압접하는 환원염 압접형 주간접합기인 것이 바람직하다.

이 구성에 따라, 접합면을 환원염으로 덮는 것에 의해 산화를 방지하여 양질의 접합이 얻어진다. 접합은 압접접합이기 때문에 단시간에 수행할 수 있고, 접속중에 접합기가 압연재와 함께 주행하는 길이가 단축된다. 이로인해 압연라인도 단축된다.

본 발명의 그 외의 목적 및 유리한 특징은 첨부한 도면을 참조한 이하의 상세한 설명에서 명확히 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도에 있어서 동일한 부호는 동일한 의미를 나타낸다.

도 8은 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 측면도이다. 도 8에 있어서, 본 발명의 압연재 접합장치(20)는 화살표로 표시한 압연방향으로 주행하는 대차(22)와, 대차(22)위에 부착되어 선행하는 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡는 승강가능한 후단 핀치롤(24)과, 대차(22)위에 부착되어 후행하는 압연재(2)의 선단부를 수평하게 끼워잡는 선단 핀치롤(26)과, 선행 압연재(1)의 후단부의 하면과 후행 압연재(2)의 선단부의 상면을 절삭가공하는 가공장치(28)와, 가공면을 환원상태로 유지하는 환원염 버너(burner)(30a, 30b)와, 선행 압연재(1)와 후행 압연재(2)의 가공면을 맞추어 압연재(1, 2)와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하는 압접장치(32)를 구비하고 있다.

이상의 구성은 도 1에 도시된 종래의 것과 동일하다. 본 발명의 압연재 접합장치(20)에서는 더욱 후단 핀치롤(24)과 압접장치(32)의 사이에 후단 센터링장치(40)가 설치되고, 압접장치(32)와 선단 핀치롤(26)의 사이에 선단 센터링장치(42)가 설치되어 있다.

압접장치(32)의 프레임(frame)(34)의 측면에 부착된 승강 실린더(cylinder) (24a)는 선행 압연재(1)의 후단부의 하면을 후술할 커터(19a)의 상면에 접촉시키는 가공높이 H와 선행 압연재(1)의 후단부를 후행 압연재(2)의 선단부와 거의 동일한 높이로 유지하는 압접높이 L의 사이에서 후단 핀치롤(24)을 승강시킨다. 후단 핀치롤(24)은 상하 2단의 롤로 이루어지고, 도시되지 않은 구동장치에 의해 상단 롤은 승강한다. 상단 롤은 하강할 때 선행 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡고, 한편 상승할 때는 하단 롤이 압연재의 안내 롤이 된다. 이러한 구성에 의해, 후단 핀치롤(24)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡은 채로, 승강 실린더(24a)에 의해 선행 압연재(1)를 가공높이 H로 유지하여, 커터(19a)에서 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 절삭가공할 수 있고, 이어서 선행 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡은 채로, 후단 핀치롤(24)을 하강시켜 선행 압연재(1)와 후행 압연재(2)의 가공면을 맞추어 압접장치(32)에 의해 압축하여 접합할 수 있다.

선단 핀치롤(26)은 상단롤과 하단롤로 이루어져 있고, 도시되지 않은 구동장치에 의해 상단롤은 상하방향으로 이동한다. 상단롤이 하강하여 후행 압연재(2)의 선단부를 수평하게 끼워잡고, 상승할 때는 하단롤이 압연재의 안내롤이 된다.

후단 핀치롤(24)의 전방에는 안내롤러(roller)(25)가 계단상으로 설치되어 압연재(1)가 완만한 곡선이 되도록 되어 있다. 변위롤러(25a)는 후단 핀치롤(24)의 승강에 상응하여 상하로 움직이고, 후단 핀치롤(24)이 압접높이 L이 될 때는 압연재(1)가 수평하게 되도록 변위한다. 선단 핀치롤(26)의 전후에도 안내롤러(27)가 설치되어 압연재(2)가 완만한 곡선이 되도록 되어 있다.

가공장치(28)는 압연재(1, 2)의 폭방향의 축심을 중심으로 회전하는 원통형의 커터(19a)와, 커터(19a)를 경사진 방향으로 흔드는 암(arm)(19b)과, 커터(19a)를 압연방향으로 경사지게 하여 전후 움직이는 왕복동장치(액압 실린더)(19c)로 이루어져 있다. 커터(19a)는 암(19b)의 선단에 부착되어 도시되지 않은 회전 구동장치에 의해 회전절삭한다. 커터(19a)는 암(19b)과 왕복동장치(19c)에 의해 도 8에서 암(19b)을 실선으로 표시한 가공위치에서 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 절삭가공하고, 가공 후 암(19b)을 점선으로 표시한 위치로 퇴피한다.

환원염버너(30a, 30b)는 코크스로기체(coke furnace gas), LPG,LNG 등의 가연성 기체를 완전연소시키는 양보다도 적은 산소에서 연소시켜, 환원염을 생성하여 가공면에 뿌려서 산화를 막는다. 환원염버너(30a)는 후단 핀치롤(24)에, 환원염버너(30b)는 도시하지 않은 지지재를 끼워서 대차(22)에 부착시키고, 선행 압연재(1)의 후단부의 하면과 선행 압연재(2)의 선단부의 상면의 가공면으로 향하게 환원기체를 불어넣어 환원상태로 유지하여 절삭면의 산화를 막는다. 또한, 절삭면의 온도강하를 막는다.

압접장치(32)에서는 복수(본 건의 경우 3대)의 유압실린더(33)가 이용된다. 유압실린더(33)는 플레임(34)에 지지되고, 플레임(34)은 지주(35)에 지지되어 있다. 이 지주(35)의 아래쪽은 대차(22)에 고정되어 있다. 유압실린더(33)의 로드(rod) 선단은 상금형 장치(36)에 고정되고, 상금형 장치(36)의 아래쪽에는 유압실린더(33)부터의 압축하중을 지탱하는 하금형 장치(37)가 대차(22)에 고정되어 있다. 유압실린더(33)에 의해 상금형 장치(36)를 눌러서 선행 압연재(1)의 상면과 후행 압연재(2)의 하면을 누르고, 압연재(1, 2)와 거의 동일한 두께로 압접한다.

대차(22)는 복수의 차바퀴(23)를 갖고, 압연방향으로 연결된 레일(rail)위를 주행한다. B는 압연장치의 압연높이이고, 압연재(1 또는 2)는 복수의 롤러(roller)(16)위에서 지지되어 압연방향으로 이동된다. 레일(15)은 롤러(16)를 넘은 위치에 배치되고, 압접높이 L을 압연높이 B보다 높게 하여, 레일(15)보다 높은 위치에서 대차(22)가 주행될 수 있도록 되어 있다. 압연재(1)를 압연장치의 압연높이 B로부터 선단 핀치롤(26)로 안내하고, 동시에 후단 핀치롤(24)로부터 압연높이 B로 안내하는 상하로 유동가능한 경사가이드(38, 39)가 설치되어 각각의 유압실린더에서 유동한다. 경사가이드(38, 39)를 점선으로 표시한 위치로 하는 것에 의해 기존의 압연장치를 그대로 이동시킬 수 있다.

도 9는 도 8의 X-X선을 화살표 방향에서 본 도면을 나타내고, 압연재(1, 2)의 중심선을 일치시키는 가이드판의 배치를 도시한다. 가이드판(43)은 접합장치(20)의 압연방향의 중심선(41)에 평행하고, 대향하는 가이드판(43)은 중심선(41)으로부터 등거리 압연재(1, 2)의 판의 폭방향으로 이동된다.

도 10은 도 9의 Y-Y선을 화살표 방향에서 본 도면을 나타내고, 후단 센터링장치(40)의 구성을 도시한다. 상면에 랙(46)을 갖는 하단랙판(44)과 하면에 랙(46)을 갖는 상단랙판(45)의 사이에 피니언(47)을 배치하여 각 랙판(44, 45)의 랙(46)과 일치시킨다. 양 랙판(44, 45)의 하면에는 각각 가이드판(43)을 압연방향으로 고착하고, 양 가이드판(43)의 간격은 표준 압연재의 판폭정도로 한다. 하단 랙판(44)과 상단 랙판(45)은 랙판 구동장치(48)에 의해 압연재(1, 2) 판의 폭방향으로 신축한다. 랙판의 구동장치(48)로서는 액압실린더를 이용한 경우를 나타내지만, 피니언(47)을 회전시키는 장치를 이용해도 좋다.

상단 및 하단 랙판(44, 45)의 압연방향의 선후단에는 단판(49)이 설치되어 양단판(49)은 하나로 접합되어 있다. 단판(49)에는 수평하게 가이드홈(50)이 설치되어 상단 및 하단랙판(44, 45)의 폭방향으로의 이동을 가이드(guide)한다. 양단판(49)의 바깥쪽에는 대차(12)에 부착된 문(門)자형의 지지 플레임(51)이 설치되어 단판(49)을 상하방향만 이동가능하게 구속한다. 단판(49)은 지지 플레임(51)에 부착된 승강실린더(52)에 의해 승강한다. 양 가이드판(43)이 접합장치(20)의 압연방향의 중심선(41)으로부터 등거리로 된 것같이 후단 센터링장치(40)는 설정되어 있다. 랙판 구동장치(48)에 의해 상단 및 하단 랙판(44, 45)을 압연재 판의 폭방향으로 신축시키는 것에 의해 선행 압연재(1)의 중심선을 접합장치(20)의 압연방향의 중심선에 맞출 수 있다. 또한, 승강실린더(52)를 조작하여 가이드판(43)을 승강시킬 수 있다.

도 11은 도 9의 Z-Z선을 화살표 방향에서 본 도면을 나타내고, 선단 센터링장치(42)의 구성을 도시한다. 후단 센터링장치(40)는 압연재(1)의 위쪽에 설치되지만, 선단 센터링장치(42)는 압연재(2)의 아래쪽에 설치되어 있다. 그러나, 센터링을 수행하는 기본 구성은 동일하다. 즉, 상면에 랙(46)을 갖는 하단 랙판(44)과 하면에 랙(46)을 갖는 상단 랙판(45)의 사이에 피니언(47)을 배치하여 각 랙판(44, 45)의 랙(46)과 일치시킨다. 양 랙판(44, 45)의 상면에는 각각 가이드판(43)을 압연방향으로 고착시키고, 양 가이드판(43)의 간격은 표준 압연재의 판의 폭정도로 한다. 하단 랙판(44)과 상단 랙판(45)은 랙판 구동장치(48)에 의해 압연재(1, 2) 판의 폭방향으로 신축한다. 본원발명의 경우 도11은 랙판 구동장치(48)로 액압실린더를 사용하고 있는 경우를 도시하고 있지만, 이는 일 실시예에 불과한 것으로 이와 같은 장치 대신 피니언(47)을 회전시키는 장치를 이용해도 좋다. 또한, 양 가이드판(43)이 접합장치(20)의 압연방향의 중심선(41)으로부터 등거리로 된 것 같이 선단 센터링장치(42)는 설정되어 있다. 랙판 구동장치(48)에 의해 상단 및 하단 랙판(44, 45)을 압연재 판의 폭방향으로 신축시켜서 후행 압연재(2)의 중심선을 접합장치(20)의 압연방향의 중심선에 맞출 수 있다. 이 같은 선행 압연재(1)의 중심선을 접합장치(20)의 압연방향의 중심선(41)에 맞추고, 후행 압연재(2)의 중심선을 접합장치(20)의 압연방향의 중심선(41)에 맞추는 것에 의해 선행 압연재(1)와 후행 압연재(2)의 중심선을 맞출 수 있다.

이상의 설명으로부터 명확해지듯이, 본 발명은 후단 센터링장치와 선단 센터링장치를 설치하여 선행 압연재와 후행 압연재의 중심선을 일치시킬 수 있고, 정확한 접합을 가능하게 하고, 압연재의 진직성을 확실하게 확보하는 것에 의해 마무리 압연시의 챔버나 사행(meander)의 발생을 방지한다. 이것에 의해 라인 정지시간이 감소하여 생산성이 향상한다.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 압연재 접합장치의 측면 단면도이다. 도 12에 도시된 본 발명의 압연재 접합장치는 경사진 축(61)의 선단에 삽입부착되어 회전하는 원추 커터(62)를 압연재의 폭방향으로 수평하게 이동시켜 압연재를 절삭가공하는 절삭가공장치(63)를 구비한 커터 냉각장치를 구비한 압연재 접합장치(도 2참조)이다. 원추 커터(62)는 그 절두원추면에 복수의 커터팁(62a)을 갖고, 축(61)의 선단으로부터 삽입부착되어 축(61)에 설치된 칼러부(64)에 접촉되어 고정되도록 되어 있다. 또한, 칼러부(64)의 뒤쪽에서 축(61)의 외주면과의 사이에 환상공간부(65a)를 형성하도록 공급링(65)을 끼워넣고 있다. 더욱이, 축(61)에는, 환상공간부(65a)로부터 축(61)의 내부를 통과하고, 칼러부(64)의 원추 커터(62)와의 접촉면(64a)까지 연통하도록 공급통로(66)가 설치되어 있다. 또한, 원추 커터(62)에는 공급통로(66)와 연통하여 커터팁(62a)까지 연결된 냉각통로(67)가 설치되어 있다. 이 구성에 따라, 환상공간부(65a)에 외부로부터 냉각매체(냉각 무산화액 또는 냉각성 불활성 기체)를 공급하여 커터팁(62a)을 내면으로부터 냉각하도록 되어 있다.

즉, 이 실시예에서는, 냉각용 불활성기체로서 질소기체를 사용한 경우에 대해 설명한다.

공급링(65)은 한 끝에 플랜지(flange)(65b)를 갖는 통형상으로, 그 내주면에는 환상의 홈가 형성되어 있다. 이 홈이 축(61)과의 사이에서 환상공간부(65a)를 형성하도록 되어 있다. 그 플랜지부(65b)에 볼트(bolt)(68)를 나합하여 횡이동장치(도 2참조)의 횡행대(15)에 공급링(65)을 고정하고 있다. 또한, 환상공간부(65a)를 형성하는 홈의 양 옆에는, 고압기체 실(seal)(69)이 설치되어 회전하는 축(61)과의 사이의 기밀성(air-tight)을 유지하고 있다. 더욱이, 환상공간부(65a)와 연통하도록 질소기체 공급구(58)가 설치되어 있다.

공급통로(66)는 축(61)의 중심부에 형성되는 주공급통로(66a)와, 칼러부(64)에 형성되는 분배공급통로(66b)로부터 구성되어 있고, 예를 들어, 다음과 같이 형성된다. 우선, 주공급 통로(66a)는 축(61)의 중심부에 선단(원추 커터(62)쪽)으로부터 환상공간부(65a)의 위치까지 구멍을 열고 다시 반경방향으로 구멍을 열어서 환상공간부(65a)와 연통되도록 형성된다. 즉, 이 주공급통로(66a)의 선단부는 사용할 때에는 기밀에 밀봉되도록 되어 있다. 다음에 분배공급로(66b)는 칼러부(64a)의 반경방향의 바깥쪽으로부터 주공급통로(66a)까지 방사상으로 천공하여, 그 구멍과 연통하도록 원추 커터(62)의 접촉면(64a)쪽으로부터 원주상에 배열된 복수의 구멍을 축방향으로 열도록 하여 형성된다. 즉, 방사상으로 천공된 구멍의 단부에는 플러그(plug)(59)가 막혀서 기밀로 밀봉되어 있다.

상기 냉각통로(67)는 상술한 분배공급통로(66b)와 완전히 연결되도록 원추 커터(62)의 몸체부(62b)에 형성되어 있다. 이 냉각통로(67)는 분배공급통로(66b)와 연통하는 주냉각통로(67a)와, 그 주냉각통로(67a)로부터 커터팁(62a)으로 분배된 분배냉각통로(67b)로 구성되어 있다. 주냉각통로(67a)는 원추 커터(62)의 몸체부(62b)에 있어서, 칼러부(64)와의 접촉면쪽으로부터 원주상에 배열된 복수의 구멍을 축방향으로 열도록 하여 형성되어 있다. 분배냉각통로(67b)는 그 주냉각통로(67a)로부터 커터팁(62a)을 부착한 요부(recesses)에 관통하도록 형성되어 있다. 즉, 도시되어 있지는 않지만, 칼러부(64)와 원추 커터(62)의 접합부에는 O링(O-ring)이 설치되어 있고, 공급통로(66)와 냉각통로(67)의 이음부의 밀봉성을 유지하고 있다.

상술한 본 발명의 압연재 접합장치의 커터냉각장치에 따르면, 공급링(65)의 질소기체 공급구(58)에 질소가스를 공급하는 것에 의해 질소기체는 환상공간부(65a)로부터 회전하고 있는 축(61)의 공급통로(66) 및 냉각통로(67)를 경유하여 커터팁(62a)의 내면(접속되어 있는 쪽의 면)에 도달할 수 있도록 되어 있다. 또한 커터팁(62a)의 내면에 도달한 질소기체는 그 극간에서 외부로 누설되도록 되어 있어 질소기체에 흐름이 형성된다. 따라서, 항상 신선한 질소기체를 커터팁(62a)에 공급할 수 있고, 효율적으로 냉각할 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 압연재 접합장치의 커터냉각장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이고, 도 13은 그 측면부, 도 14는 도 13에 있어서의 A선을 화살표의 방향에서 본 도면이다. 도 13 및 도 14에 도시된 본 발명의 압연재 접합장치는 경사진 축(61)의 선단에 삽입부착되어 회전하는 원추 커터(62)를 압연재의 폭 방향으로 수평하게 이동시켜 압연재를 절삭가공하는 절삭가공장치(63)를 구비한 압연재 접합장치(도 2참조)에 설치된 것이다. 원추 커터(62)는 그 절두원추면에 복수의 커터팁(62a)을 갖고, 축(61)의 선단으로부터 삽입부착되어 축(61)에 설치된 칼러부(64)에 접촉하여 고정되도록 되어 있다. 칼러부(64)의 후방에서 축(61)의 외주면과의 사이에 환상공간부(65a)를 형성하도록 공급링(65)을 끼워넣는다. 더욱, 축(61)은 환상의 공간부(65a)로부터 축(61)의 내면을 통과하고, 칼러부(64)의 원추형칼라(62)와의 접촉면(64a)까지 연통하도록 공급통로(66)이 설치되어 있다. 또한, 원추 커터(62)에는 공급통로(66)와 연통하고, 커터팁(62)까지 연결된 냉각통로(67)가 설치되어 있다. 이상의 구성은 도 12에서 도시한 실시예와 동일하다.

도 13 및 도 14에 있어서, 축(61)의 양쪽에 공급링(65) 및 커터팁(62a)에 상당하는 부분에 개구부(72a)를 갖는 커버(72)가 설치되어 있다. 또한, 커버(72)의 바깥쪽에 냉각매체(냉각 무산화액 또는 냉각용 불활성기체)를 공급하는 냉각배관(73)이 지지되고, 냉각배관(73)으로부터 환상공간부(62a)에 냉각매체를 공급하는 공급배관(74)이 공급링(65)에 접속되어 있다. 또한, 냉각배관(73)으로부터 개구부(72a)로 향하는 냉각노즐(75)이 설치되어 있다. 이 구성에 따라, 냉각통로(67)로부터 커터팁(62a)의 내면에 냉각매체를 접촉시켜, 아울러 냉각노즐(75)로부터 커터팁(62a)에 냉각매체를 분사하여, 커터팁(62a)을 표리부터 냉각하도록 한 것이다. 즉, 공급링(65), 공급통로(66) 및 냉각통로(67)에 대해서는 도 12에 나타낸 실시예와 같은 것으로, 설명을 생략한다. 또한, 이 실시예에 있어서도, 불활성기체로서 질소기체를 사용한 경우에 대해 설명한다.

커버(72)는 도 14에 나타난 것 같이, 축(61)의 양쪽에 설치되어 있고, 한 끝이 횡행대(15)에 볼트(76)로 고정됨과 동시에, 다른 끝은 연결부재(77)에 의해 연결되어 볼트(78)로 고정되어 있다. 이 커버(72)의 바깥쪽에 지지부재(79)에 의해 냉각배관(73)의 니플(nipple)(73c)이 지지되어 있고, 그 니플(73c)에 T형 이음관(73a) 또는 L형 이음관(73b)을 끼어서 냉각노즐(75)을 접속시키고 있다. 또한, 이 실시예에서 냉각배관(73)으로부터 T형 이음관(73a)을 끼워서 공급링(65)의 환상공간부(65a)에 질소기체를 공급하도록 되어 있다. 따라서, 한 개의 공급원에서 내부냉각과 외부냉각을 마련할 수 있다. 또한, 내부냉각과 외부냉각에서 냉각매체가 다를 때는, 별개로 공급원을 설치하도록 해도 좋다. 즉, 냉각배관(73)을 축(61)의 한쪽에만 설치된 커버(72)로 지지하도록 해도 좋다.

상술한 본 발명의 압연재 접합장치의 커터냉각장치에 따르면, 냉각배관(73)으로부터 공급링(65)(환상공간부(65a)), 공급통로(66), 냉각통로(67)와 연통하여 커터팁(62a)의 내면에 질소기체를 공급하는 내부냉각과, 냉각배관(73)으로부터 공급된 질소기체를 냉각노즐(75)로부터 커터팁(62a)의 표면에 분사하는 외부냉각을 동시에 수행할 수 있고, 커터팁(62a)을 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 냉각배관(73)으로부터 공급된 질소기체를 냉각노즐(75)로부터 커터팁(62a)의 표면에 분사하는 외부냉각만을 수행하도록 압연재 접합장치의 커터냉각장치를 구성하여도 좋다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 압연재 접합장치의 커터냉각장치에 따르면, 커터(특히, 커터팁)를 냉각하는 것이 가능해지고, 그 수명을 대폭으로 늘릴 수 있다. 또한, 내부냉각만에 따른 냉각이나 외부냉각만에 따른 냉각도 좋지만, 내부냉각과 외부냉각를 동시에 수행하여 효율적으로 커터팁을 냉각할 수 있다.

도 15는 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 압연재 접합장치의 부분구성도이고, 절삭가공장치와 그 근방의 장치를 도시하고 있다. 도 16은 도 15의 X-X선을 화살표 방향에서 본 도면으로 대기위치에 있어서의 절삭가공장치를 도시하고, 도 17은 도 16의 Y-Y선을 화살표 방향에서 본 도면으로 횡행장치를 도시하고, 도 18은 도 17의 Z-Z선을 화살표 방향에서 본 도면으로 커터의 교환장치를 도시한다.

절삭가공장치(11)는, 커터(13)와, 커터(13)를 선단에 탈착가능하게 부착한 커터축(11a)과, 커터축(11a)을 회전을 자유롭게 축지시키는 축 지지부(11b)와, 커터축(11a)을 회전시키는 축구동장치(11c)로부터 이루어져 있다. 판폭의 양 바깥쪽에는 절삭가공장치(11)가 대기할 대기위치(80)가 설치되어 있다. 이 대기위치(80)까지 연결된 평행한 2자루의 가이드로드(82)가 설치되고, 이 가이드로드(82)와 접동자재로 끼워넣고 축 지지부(11b)에 고정된 가이드블럭(guide block)(86)과, 이 가이드블럭(83)을 가이드로드(82)에 따라서 횡행시키는 횡행실린더(84)가 설치되어 있다.

더욱, 대기위치(80)에는 커터(13)에 냉각제를 토출하는 냉각제 노즐(86)과, 마모방지제를 도포하는 마모방지제 노즐(87)이 설치되어 있다. 냉각제 노즐(86)은 도시하지 않은 공기원 또는 액체질소탱크에 접속되어 공기 또는 기화된 저온의 질소를 커터(84)에 내뿜어 부착하여 냉각한다. 마모방지제 노즐(87)은 도시하지 않은 마모방지제 공급장치에 접속시켜 커터(13)의 커터팁(13c)에 마모방지제를 도포한다. 마모방지제로서는 2-황화몰리브덴(MoS₂), 흑연(C), 산화납(PbO)등의 윤활제를 이용하고, 바인더로서 물유리, 전분등으로 페스트(paste)상으로하여 도포한다. 냉각제 노즐(86)과 마모방지제 노즐(87)은 커터팁(13c)에 대해서 냉각이나 도포를 수행하기 때문에 2개의 노즐(86, 87)을 하나로 한 도면을 도시하였지만, 따로따로 설계해도 좋다.

또한, 대기위치(80)에서는, 커터(13)가 대기하는 위치의 위쪽에 커터교환용의 교환장치(88)가 설치되어 있다. 교환장치(88)로서 커터(13)의 올림, 내림을 실행하는 양중기가 설치되고 있다.

이상과 같이 구성된 절삭가공장치와 그 주변의 장치에 대하여 그 동작을 설명한다.

압연재(1, 2)의 접합은 동일루트내에서는 거의 일정한 간격으로 수행되고, 접합시간은 수십초이내(대략 20초이내)이다. 접합시에는 선행 압연재(1)의 후단 하면과 후행 압연재(2)의 선단 상면과의 사이를 절삭가공장치(11)가 판폭의 한 방향의 말단으로부터 다른 방향의 말단까지 커터(13)를 축구동장치(11c)에서 회전시켜 절삭하면서, 횡행실린더(84)에 의해 횡행시킨다. 양 절삭면은 환원유지장치(12)로부터의 환원염으로 덮혀져 있는 것 및 절삭에 따른 발열에 의해 절삭중에 커터(13)는 상당한 고온이 된다. 절삭이 종료되면, 대기위치(80)에서 다음 접합을 준비하여 대기한다. 절삭중에 커터(13)가 파손된 경우는 절삭가공장치(11)는 직접 대기위치(80)로 이동하고, 별도의 대기위치(80)에서 대기중의 절삭가공장치(11)를 절삭위치로 이동시켜 절삭을 재개한다.

대기위치(80)에서는 냉각제 노즐(86)로부터 공기 또는 기화된 저온의 질소기체를 토출하여 커터(13)를 냉각시킨다. 냉각중에는 커터(13)를 느슨하게 회전하여 균일하게 냉각시키도록 한다. 커터(13)를 소정의 온도까지 냉각시키면 냉각을 중지시키고 마모방지제 노즐(87)보다 2-황화몰리브덴등의 마모방지제를 커터팁(13c)에 도포한다. 또한, 커터팁(13c)이 파손되기도 하고, 마모한도에 달하기도 한 경우는, 냉각한 후 교환장치(88)를 이용하여 새로운 커터(13)로 교환한다.

이 실시예에서는, 판의 폭의 양쪽의 대기위치(80)에 절삭가공장치(11)를 각각 1대씩 설치했지만, 한쪽의 대기위치(80)에 2대를 두도록 해도 좋다. 또한, 절삭가공장치(11)를 3대로 하고, 한쪽의 대기위치(80)에 1대를 다른 쪽의 대기위치(80)에 2대를 두도록 해도 좋다. 이와 같이, 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 변경을 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 대기위치에 커터를 냉각시키는 냉각장치를 설치함으로써 커터를 냉각하여 절삭하기 때문에 커터의 수명이 길어진다. 또한, 대기위치에서 마모방지제를 커터팁에 도포할 수 있기 때문에, 커터의 수명이 길어진다. 더욱, 대기위치에 커터교환장치를 설치했기 때문에 커터교환이 용이하게 된다. 또한, 대기위치에 적어도 2대의 절삭가공장치를 설치함으로써 한쪽방향이 파손되어도 바로 교환할 수 있다.

도 19는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 도이다. 도 19에 의해서, (91)은 연속주조기로 두께 250㎜ 전후까지의 슬래브를 미리 결정한 슬래브폭의 종류내에서 선정하여 공급할 수 있다. (92)는 가열로로 슬래브(압연재(1))를 이후의 압연작업에 적용한 온도로 가열한다. (93)은 판의 폭방향으로의 프레스로 슬래브를 누르는 폭 압하장치이고, 통상의 압하량은 300㎜정도까지 가능하다. 사이징프레스(93)를 이용하지 않는 경우, 연속주조기(91)에서는 사양에 맞게 슬래브폭을 작은 조각으로해서 공급할 필요가 있다. 예를 들어, 슬래브폭을 600, 620, 640㎜와 같이 작은 조각으로 할 필요가 있지만, 사이징프레스(13)의 300㎜의 폭 조정능력을 이용하여 600, 900, 1200, 1500㎜단위의 폭으로 하면 좋기 때문에 폭마다에 필요로 되는 연속주조기(91)의 몰드(mold)의 종류가 대폭 감소하는 것과, 이와 아울러 몰드교환작업도 대폭 감소하여 생산성이 향상한다.

거친 압연기(94)는 슬래브(1)를 거친 압연을 수행하여 후술할 권취권여기(96)에서 감을 수 있고 동시에 마무리 압연에 적합한 두께로, 예를 들어, 30㎜ 전후로 압연한다. 거친 압연기의 댓수는 공급되는 슬래브(1)의 두께에 의해 예를 들어 250㎜전후이면 역(reverse)형 2대, 또한 한방향의 거친 압연기 5∼6대 정도로 좋고, 슬래브(1)가 두꺼워지면 증가한다. 즉, 각 거친 압연기(94)에는 양쪽에 수직 압연기(95)가 설치되어 판폭의 제어를 수행한다.

권취권여기(96)에는 거친 압연이 된 압연재(1)를 코일로 감아서, 이 코일을 권여하는 장치에서 심봉을 넣지 않고 권취하고, 권여위치로 이동시켜 심봉없이, 또는 심봉을 이동용으로 겸하여 이용하여 권여한다. 심봉을 넣어서 권취하는 장치도 이용되고 있다. 이와 같이 코일로 권취함으로써 거친 압연라인을 단축할 수 있다. 또한 코일로 하는 것에 의해 냉각이 적어지고, 적절한 마무리 압연온도를 유지할 수 있다. 즉, 권취권여기(96)를 보온재로 덮은 장치도 이용된다.

크롭-시어(97)는 후술할 환원염 압접형 주간접합기(98)에서 접합한 선행 압연재의 후단과 후행 압연재의 선단을 적절하게 접합할 수 있도록 절단하는 장치이다. 환원염 압접형 주간접합기(98)는 앞의 코일로 권여된 압연재(1)의 후단과 다음 코일로 권여된 압연재(1)의 선단을 압연재(1)와 동일한 속도로 주행하면서 접합면을 환원분위기로서 산화를 방지하면서 압접한다.

마무리 압연기(99)는 접합된 압연재(1)를 마무리 압연하고, 예를 들어 통상의 최소두께 1.2㎜정도의 스트립으로 압연한다. 댓수는 6∼7대 정도로 최종 마무리 판두께에 의해 결정된다. 마무리 압연기(99)의 몇 번째의 입구쪽에는 에지성형기(100)가 설치되어 있다. 통상 1대째와 마지막 1∼2대에 설치되어 있는 것이 효과적이다. 에지성형기(100)는 압연재(1)의 양쪽에 설치된 수직롤로부터 이루어지고, 판폭의 방향으로 눌러서 압연재(1)를 소정의 폭으로 성형하여 판의 폭정밀도 및 판의 두께의 정밀도를 향상시킨다. 에지성형기(100)는 도 6에 도시된 돌출부(1a)를 수정하여 다른 폭과 동일한 폭, 또는 더욱 좁은 폭으로 하고, 도 7에 도시한 에지드롭(1b)을 수정하여 판의 폭말단까지 동일한 두께로서, 또한 소정의 판폭으로 한다. 1대째의 입구쪽에 설치된 에지성형기(100)에 의해 마무리 압연기(99)열에 들어온 압연재(1)의 폭을 맞추어, 마지막 1∼2 대째의 입구쪽에 설치된 에지성형기(100)로 마무리 압연하여 발생한 에지드롭(1b)을 수정하고 소정의 판 두께가 된다.

마무리 압연기(99)에서 마지막 판 두께까지 압연된 압연재(1)는 권취기(102)에 의해 코일상으로 권취된다. 소정의 직경이 되면, 고속으로 작동하는 절단기(101)로 절단되어 권취를 종료한다. 절단한 이후의 압연재(1)는 다른 권취기(102)에 의해 권취가 개시된다. 환원염 압접형 주간 접합기(98)에 의해 접합된 압연재(1)는 마무리 압연기(99) 및 권취기(102)에 의해 연속적 처리가 수행되어, 생산성이 향상되고 재료에 대한 제품의 비율도 향상된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 환원염 압접형 주간 접합기(20)는 압연방향으로 주행하는 대차(22)와, 대차(22)위에 부착되어 선행하는 압연재(1)의 후단부를 수평하게 끼워잡는 승강가능한 후단 핀치롤(24)과, 대차(22)위에 부착되어 후행하는 압연재(2)의 선단부를 수평하게 끼워잡는 선단 핀치롤(26)과, 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 선단부 상면을 절삭가공하는 가공장치(28)와, 가공면을 환원상태로 유지하는 환원염버너(30a, 30b)와, 선행 압연재(1)와 후행 압연재(2)의 가공면을 맞추어 압연재(1, 2)와 거의 동일한 두께까지 압축하여 접합하는 압접장치(32)를 구비하고 있다.

이러한 구성에 따라, 후단 핀치롤(24)에 의해 선행 압연재(1)의 후단부를 수평하게 지지한 채로, 승강실린더(24a)에 의해 선행 압연재(1)를 가공높이 H로 유지시켜 커터(19a)에서 선행 압연재(1)의 후단부 하면과 후행 압연재(2)의 상단부 상면을 절삭가공할 수 있고, 이어서 선행 압연재(1)의 후단부를 수평하게 유지한 채로, 후단 핀치롤(24)을 하강시켜 선행 압연재(1)와 후행 압연재(2)의 가공면을 맞추어, 압접장치(32)에 의해 압축하여 접합할 수 있다. 즉, 절삭가공중 및 압접중에 환원염버너(30a, 30b)에 의해 절삭면을 환원분위기로하여 절삭면의 산화를 방지한다.

도 20은 에지성형기(100)의 개념도를 나타낸다. 압연재(1)의 양쪽에 설치된 수직롤(100a)에 의해 압연재(1)를 판의 폭방향으로 눌러서 소정의 판폭으로 한다. 수직롤(100a)은 판의 폭방향으로 도시하지 않은 장치에 의해 이동되고, 소정의 판의 폭간격으로 설정할 수 있도록 되어 있다.

이상의 실시예에서는 슬래브는 연속 주조기(91)로부터 공급된 250㎜전후의 두께인 것으로 설명하였지만, 이것보다 두껍고, 예를 들어 110㎜전후의 슬래브에도 본발명은 적용할 수 있다. 이 경우 슬래브의 두께에 상응하여 거친 압연기(94)의 댓수는 증가한다.

이상의 설명으로부터 명확해지듯이, 본 발명은 열간 압연라인에 사이징프레스, 권취권여기, 접합기, 에지성형기, 절단기를 포함함으로써 연속 주조기로부터 공급하는 슬래브폭을 집약할 수 있고, 연속 주조기쪽의 생산성의 향상 및 열간 압연설비의 생산성이 향상한다. 또한 스트립의 연속 압연이 가능하게 되어 생산성이 향상되고 재료에 대한 제품의 비율이 향상된다. 더욱이, 마무리 압연기의 전이나 그 사이의 에지성형기에 의해 판의 폭정밀도가 향상되어 에지드롭이 개선된다.

즉, 본 발명을 몇 개의 바람직한 실시예에 의해 설명하였지만, 본 발명에 포함된 권리범위는 이런 실시예에 한정되는 것은 아니다. 반대로, 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구범위에 포함된 모든 개량, 수정 및 균등물을 포함하는 것이다.

본 발명은 압연재 접합장치에 관한 것으로, 상기 장치는 커터를 냉각하는 냉각장치를 설치하여 커터를 냉각하여 절삭하기 때문에 커터의 수명이 길어지고, 대기위치에서 마모방지제를 커터팁에 도포할 수 있기 때문에, 커터의 수명이 길어지며, 대기위치에 커터교환장치를 설치했기 때문에 커터교환이 용이하게 된다. 또한, 대기위치에 적어도 2대의 절삭가공장치를 설치함으로써 한쪽방향이 파손되어도 바로 교환할 수 있다.

또한 본 발명은 연속 열간 압연장치로서, 연속 주조제에서 공급되는 슬래브폭을 집약할 수 있고, 생산성을 향상시켜 사용된 재료에 대한 제품의 비율이 향상되고, 판의 폭정밀도가 향상된다.

도 1은 종래의 압연재 접합장치의 구성도,

도 2는 종래의 압연재 접합장치의 부분구성도,

도 3은 종래의 열간 압연설비의 구성도,

도 4는 선행 압연재와 후행 압연재의 중심선이 일치하지 않은 예를 도시한 예시도,

도 5는 선행 압연재와 후행 압연재의 중심선이 일치하지 않은 다른 예를 도시한 예시도,

도 6은 접합부에 발생하는 돌출부를 도시한 예시도,

도 7은 판의 폭의 말단에서 발생하는 에지드롭을 도시한 예시도,

도 8은 본 발명에 따른 압연재 접합장치의 전체 구성도,

도 9는 도 8의 X-X선을 화살표 방향에서 본 도면으로, 가이드판의 배치도,

도 10은 도 9의 Y-Y선을 화살표 방향에서 본 도면으로, 후단 센터링장치의 구성도,

도 11은 도 9의 Z-Z선을 화살표 방향에서 본 도면으로, 선단 센터링장치의 구성도,

도 12는 본 발명의 압연재 접합장치의 커터 냉각장치를 나타내는 측단면도,

도 13은 본 발명의 압연재 접합장치의 커터 냉각장치의 다른 실시예를 도시한 측면도,

도 14는 도 13에 의한 A선을 화살표 방향에서 본 도면,

도 15는 본 발명에 따른 압연재 접합장치의 부분구성도,

도 16은 도 15의 X-X선을 화살표 방향에서 본 도면,

도 17은 도 16의 Y-Y선을 화살표 방향에서 본 도면,

도 18은 도 17의 Z-Z선을 화살표 방향에서 본 도면,

도 19는 본 발명에 따른 연속 열간 압연장치의 전체 구성을 도시한 측면도,

도 20은 에지 성형기의 구성도이다.

Claims (1)

1. 압연방향으로 역주행가능한 대차와, 그 대차위에 부착되어 선행하는 압연재의 후단부를 수평하게 끼워잡는 승강가능한 후단 핀치롤과, 상기 대차위에 부착되어 후행하는 압연재의 선단부를 수평하게 끼워잡는 선단 핀치롤과, 압연재의 폭방향의 축심을 중심으로 회전하는 원통형 커터를 구비하는 선행 압연재의 후단부의 하면과 후행 압연부의 선단부의 상면을 절삭가공하는 가공장치와, 선행 압연재와 후행 압연재의 가공면을 맞추어 하나의 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하는 압접장치를 구비한 압연재 접합장치에 있어서,

   상기 후단 핀치롤과 상기 압접장치의 사이에 설치되어 선행 압연재의 후단부의 양폭의 말단을 눌러서 선행 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞추는 후단 센터링장치와, 상기 압접장치와 상기 선단 핀치롤 사이에 설치되어 후행 압연재의 선단부의 양폭의 말단을 눌러서 후행 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞추는 선단 센터링장치를 구비하되,

   상기 후단 및 선단 센터링장치는, 압연재의 양 폭에 접하여 각각 설치된 가이드판과, 판의 폭방향으로 또는 상면에 랙을 가지며 한쪽의 가이드판과 고착되어 있는 하단 랙판과, 판의 폭방향에서 또는 하면에 랙을 가지며 다른 쪽의 가이드판과 고정적으로 부착되어 있는 상단 랙판과, 하단 랙판과 상단 랙판의 사이에 배치되어 각각의 랙판의 랙과 치합되는 피니언과, 하단 랙판과 상단 랙판을 판의 폭방향으로 신축시키는 랙판 구동장치를 구비하되,

   상기 후단 센터링 장치는 승강장치를 구비하고, 그 승강장치에 의해 후단 센터링 장치가 상승된 상태에서, 후단 센터링 장치가 선행 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞추고나서, 상기 가공장치는 선행 압연재의 후단부 하면을 절삭가공하고, 그 후, 승강장치에 의해 후단 센터링장치를 하강시켜 선행 압연재의 후단부 하면을 후행 압연재가 절삭가공된 선단부 상면에 맞추고, 그 상태에서 다시 후단 센터링장치가 선행 압연재의 중심선을 접합장치의 압연방향의 중심선에 맞추고나서, 상기 압접장치는 선행 압연재의 상면과 후행 압연재의 하면을 하나의 압연재와 거의 동일한 두께까지 압축하는 것을 특징으로 하는 압연재 접합장치.

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