KR100501008B1 - 선재 절단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연기 사이에 설치되어 소재의 선단 양측면을 동시에 절단함으로서 절단후의 소재 선단부를 면취한 것과 동일한 뾰족한 형상으로 만들어 주어 압연기 통과 중, 소재 선단부의 과대냉각 및 변형에 의한 크랙 발생을 방지하여 압연기 치입성을 개선하도록 된 선재 절단기에 관한 것이다.

본 발명은, 구동모터와 상기 구동모터에 연결된 기어부를 통하여 상하 칼날들을 회전시키도록 된 선재 절단기에서, 상기 상하 절단 칼날들은 서로 대향하여 대칭으로 형성되고, 각각 복수의 날부재들을 갖추며, 상기 날부재들은 각각 일측 모서리들이 중앙에서 모이고, 타측 모서리들은 벌어지는 형상으로 구성되어 소재의 양측모서리를 동시에 절단하도록 구성되는 선재 절단기를 제공한다.

Description

선재 절단기{AN APPARATUS FOR CUTTING WIRE ROD}

본 발명은 선재 및 봉강공장에서 제조되는 소재의 선단부를 절단하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 압연기 사이에 설치되어 소재의 선단 양측면을 동시에 절단함으로서 절단후의 소재 선단부를 면취한 것과 동일한 뾰족한 형상으로 만들어 주어 압연기 통과 중, 소재 선단부의 과대냉각 및 변형에 의한 크랙 발생을 방지하여 압연기 치입성을 개선하도록 된 선재 절단기에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 선재 및 봉강공장은 정사각형 단면의 소재를 이용하여 일정형상의 공형을 가지고, 연속적으로 배열된 압연기를 통과하여 최종적인 제품을 생산하는 라인 구조를 가지고 있다.

이와 같은 선재및 봉강 압연라인은 도 1에 도시된 바와 같이, 각 압연기(100)별로 20%내외의 직경 감면율을 부여하면서 좌우-상하면을 번갈아 가면서 연속적인 압연이 이루어지기 때문에 소재(110)의 선단부에서는 롤과 직접 접촉이 이루어지는 면이 있는 반면, 롤과 직접접촉이 이루어지지 않는 자유면이 발생하게 되는데, 이때 직접 접촉면과 자유면 사이에서는 변형율의 차이가 불가피하게 발생하게 된다.

이러한 변형율의 차이에 의해 다수의 압연기(100)를 통과한 소재의 선단부에서는 냉각과 변형율차이에 의해 중심부에는 십자형의 크랙(crack)이 형성되고 모서리부에서는 뽀족한 형상의 귀(112)를 형성하게 된다.

이와 같이 선단부에 이상 변형이 일어나게 되면, 다음 압연기(100)의 치입성에 장애를 초래하기 때문에 일정한 수의 압연기(100)를 연속 통과한 후에는 이상변형에 의한 문제점을 보완할 목적으로 도 2에 도시된 바와 같은 절단기(120)를 설치하여 선단부를 수직 절단하는데 전 구간에 걸쳐 통상 3~4개의 절단기가 설치되어 있다.

그렇지만, 최근 고기능 선재가 다양하게 개발되면서 납,주석, 비스무스등의 저융점 합금원소가 다량 첨가되어 있는 강종에서는 일정수의 압연기(100)를 거치면서 절단기(120)에 도달하기 전에 과다한 변형에 의해 중심부에서 형성된 십자형의 크랙이 저융점의 개재물을 따라 확대되어 다음 압연기(100)에 치입이 되지 못하고, 장애를 일으키는 경우가 발생하고 있다 .

이러한 과다변형에 의한 중심부 크랙 형성문제를 방지하기 위해 정사각 단면의 소재상태에서부터 선단부를 뽀족하게 면취 가공한 후 압연을 하기도 하지만 일정수의 압연기(100)를 통과할 때까지는 이와 같은 방법이 유효하지만 1차 절단기를 거친 이후 구간에서는 종래의 절단기(120)로는 선단부가 면취 여부와는 관계없이 획일적으로 수직 절단면, 즉 원형의 단면이 형성되어지는 것이다.

따라서, 1차 절단기이후에 설치된 절단기에 도달할 때까지, 선단부는 냉각과 더불어 전체 압연기(100)에서 주어지는 변형량을 완전 흡수해야 되기 때문에 중심부 크랙이 발생하기 용이한 재질과 치입성이 좋지 않은 강종에서는 선단부 걸림등의 압연 장애 발생 위험요인을 항상 가지고 있게 된다.

또한, 봉강 및 선재공장의 압연기(100) 중간에 설치되어 있는 종래의 절단기(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 구동모터(122)와 상기 구동모터(122)를 동작시키는 콘트롤러(123)를 구비하며, 상기 구동모터(122)에 연결된 기어부(125)를 통하여 상하 칼날(130a)(130b)들을 회전시키도록 되어 있다. 즉, 수평으로 직진하는 소재(110)를 절단하기 위해 기어부(122)의 출력축의 끝에 칼날(130a)(130b)을 부착하여 소재의 수직단면을 절단하기 때문에 절단면은 절단기의 바로 직전 압연기(100)에서 나오는 형상을 그대로 유지하도록 되어 있다.

즉, 종래의 절단기(120)는 제 2도에 나타낸 바와 같이 상하 구동축에 부착되어 있는 칼날(130a)(130b)이 동심원을 그리면서 회전함에 따라 수평이동 소재를 상하에서 수직 절단하게 된다. 따라서 절단후의 단면은 절단기(120)의 직전 압연기(100)에서 나오는 형상을 그대로 유지하게 된다.

이와 같이 직전 압연기(100)의 형상을 그대로 유지한 상태에서 연속 압연을 계속할 경우에는 선단부는 롤에 치입되면서 반복적으로 변형을 일어남과 동시에 과다냉각이 되기 때문에 중심부로부터 크랙(벌어짐)(140)이 발생하게 되는데, 이 경우 제 1도에 도시된 바와 같이, 압연롤에 충격을 주어 롤이 파손되는 경우가 발송되거나 다음 압연기(100)에 치입이 되지 못하고 진행장애인 코블(cobble)(150)이 발생하게 된다. 때로는 압연기(100)에 치입 유도를 위해 설치되어 있는 가이드(102)에서 선단부가 정확히 유도되지 못하고 장애를 받아 코블을 유발하기도 한다.

이에 따라 절단기를 통과한 소재는 이후 다수의 압연기(100)를 통과하게 되면 선단부는 압연 변형에 의해 중심부에서는 크랙(crack)이 진전되고 모서리부에서는 롤과 접촉면과 비접촉면 사이에서 변형율의 차이에 의해 이상변형이 발생하기 때문에 5~6 개의 압연기(100)를 추가로 통과한 이후에는 불가피하게 선단부를 다시 절단해야만 한다. 이와 같은 문제 때문에 통상 선재, 봉강공장에서는 3~4개의 절단기가 전체 압연구간에 걸쳐 분포 설치되어 소재의 선, 후단부의 형상불량부위를 소재진행방향과 수직방향으로 절단해 주고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 압연기 사이에 설치되어 소재 절단후의 소재 선단부를 면취한 것과 동일한 뾰족한 형상으로 만들어 줌으로써 압연기의 통과 중 소재 선단부의 과대냉각 및 변형에 의한 크랙 발생을 방지하여 압연기 치입성을 개선하도록 된 선재 절단기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 구동모터와 상기 구동모터에 연결된 기어부를 통하여 상하 칼날들을 회전시키도록 된 선재 절단기에 있어서,상기 상하 절단 칼날들은 서로 대향하여 대칭으로 형성되고, 각각 복수의 날부재들을 갖추며, 상기 날부재들은 각각 일측 모서리들이 중앙에서 모이고, 타측 모서리들은 벌어지는 형상으로 구성되어 소재의 양측모서리를 동시에 절단하도록 구성되고;상기 상부측 칼날이 장착된 기어부의 출력축에는 후방측으로 두꺼운 원판형의 철 구조물로 이루어진 플라일 휠이 부착되며; 그리고,상기 플라이 휠은 기어부의 상부측 출력축의 후방 샤프트상에 베어링을 통하여 회전가능하도록 장착되고, 클러치부재를 통하여 상기 후방 샤프트에 동력이 연결가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 선재 절단기를 마련함에 의한다.

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이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 선재 봉강압연구간에서 다수의 압연기(100)를 통과한 이후, 소재(110)의 선단부 형상불량 및 과냉에 의한 충격을 개선하기 위해 설치되어 있는 절단기의 본래의 기능에 이후압연 치입성을 추가로 보완한 것으로, 본 발명의 선재 절단기(1)는 제 5도및 6도에 도시된 바와 같이 수직 배열되어 있던 칼날(10a)(10b)의 형상이 상하 대칭으로 형성되어진다.

그리고, 상기 대칭형의 칼날(10a)(10b)들은 소재(110)의 진행방향으로 경사져 배치된 것으로, 각각 복수의 날부재(12a)(12b)들을 갖추며, 상기 날부재(12a)(12b)들은 각각 일측 모서리(p1)들이 중앙에서 모이고, 타측 모서리(p2)들은 벌어지는 형상으로 구성되어 소재(110)의 양측모서리를 동시에 절단하도록 된 것이다.

상기 날부재(12a)(12b)들은 벌어진 타측 모서리(p2)들이 소재(110)의 직경(d)보다 넓은 폭(w)을 갖추고, 날부재(12a)(12b)들의 깊이(D)도 소재의 직경(d)보다 큰 크기를 갖는다.

이와 같은 본 발명은 상하 칼날(10a)(10b)을 소재진행 발생과 동일한 방향으로 회전토록 설치한 후, 기어부(125)에서 감속을 거쳐 회전하면서 소재를 절단하게 되면 전단면의 형상은 수직절단을 하는 경우와는 전혀 다른 양측면이 절단된 뾰쪽 절단면 형상으로 바꾸어 줄 수가 있다.

아울러 제 3도및 제 4도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선재 절단기(1)는 구동모터(122)의 축에 연결된 기어부(125)를 통하여 회전 칼날(10a)(10b)들을 장착하는 회전대(15a)(15b)를 기어부(125)의 출력축(126a)(126b)에 각각 연결시키고, 상부측 칼날(10a)이 장착된 기어부(125)의 출력축(126a)에는 후방측으로 두꺼운 원판형의 철 구조물로 이루어진 플라일 휠(30)을 부착하고 있다.

상기 플라이 휠(30)은 기어부(125)의 상부측 출력축(126a)의 후방 샤프트(35)상에 베어링(37)을 통하여 회전가능하도록 장착된 것이고, 일측에는 클러치부재(40)의 종동부(42a)를 형성하여 상기 후방 샤프트(35)의 단부에 마련된 클러치부재(40)의 구동부(42b)에 연결되는 것이다.

상기 클러치부재(40)는 일반적인 원격조작식으로서, 이는 콘트롤러(123)로 부터 전기적인 신호를 받아서 구동부(42b)와 종동부(42a)를 원격으로 결합시킴으로서, 상기 샤프트(35)의 회전이 플라이 휠(30)에 전달되도록 구성되는 것이다.

따라서, 상기 플라이 휠(30)은 샤프트(35)와 함께 회전하게 되면, 절단시점에 상부 칼날(10a)의 회전 관성력이 증가되어 절단시 발생하는 부하를 감소시킬 수가 있다.

이와 같이, 소재 절단면 형상은 소재(110)와 절단기 칼날(10a)(10b)이 마주치는 위치와 각도에 의해 결정이 되는데 칼날(10a)(10b)의 각도를 제 7 도와 같이 회전하는 방향과 일치하도록 고정을 하고 칼날(10a)(10b)의 끝 부분에서 각도를 형성시켜 주면, 절단후의 단면은 칼날(10a)(10b)의 끝부분의 각도와 동일한 각도를 유지하게 되어 제 5 도와 같이 뾰족한 형상의 절단면을 만들게 된다.

상기 상하부 칼날(10a)(10b)들은 도 8에 도시된 바와 같이, 소재(110)의 절단시에 일측 모서리(p1)이 먼저 소재를 절단하면서, 타측 모서리(p2)까지 진행하여 소재를 절단처리하게 된다.

따라서, 압연기(100)로의 치입성을 고려하여 칼날(10a)(10b) 끝부분의 각도를 원하는 각도로 변경하게 되면 절단후의 단면형상을 자유롭게 변경시키는 것도 가능하다.

상기와 같이 본 발명의 선재 절단기(1)는 장착된 칼날(10a)(10b)의 고정방향을 변경하여 압연소재의 양측 선단을 효과적으로 일시에 절단하게 되며, 그에 따라서 선단부를 뽀족하게 만들어 주게 되면, 이후 압연기(100)를 통과하더라도 선단부는 롤과 직접 접촉이 되지 않기 때문에 직접 접촉하는 경우보다 냉각이 잘 되지 않는다.

그리고, 소재(110)의 선단부는 압연기(100)로의 치입성이 개선되는 장점과 더불어 치입시 롤에 부가하는 충격량도 감소시킬 수 있어 충격에 의한 롤 손상도 동시에 개선시킬 수가 있다.

본 발명은 압연기(100) 사이에 설치되어 있는 절단기능을 개선하여 절단 후 단면이 절단기 직전의 소재 단면형상을 그대로 유지하는 것이 아니라, 양측면의 절단후 선단부 형상이 뾰족한 단면으로 전환 되도록 하는 것이다.

이와 같이 선단부 형상이 뾰족하게 되면, 선단부가 다수의 압연기(100)를 통과하더라도 선단부는 롤과 직접 접촉이 감소되기 때문에 과냉이 방지되는 동시에 압연기(100) 통과시 변형이 이루어 지지 않게 된다.

이에 따라 롤과 접촉되면서 변형이 이루어지는 부분과 직접 변형이 되지 않는 비접촉면 사이에서 변형율 차이에 의해 나타날 수 있는 이상변형의 요인을 제거할 수 있으며, 소재의 중심부로 부터의 크랙(crack) 발생을 방지하여 코블등 조업장애 발생을 감소시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 압연기(100)로의 치입시 롤에 가하는 충격량도 감소시킬 수 있어 롤 손상도 방지할 수가 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 선재 또는 봉강 제조공장의 압연기(100) 사이에 설치되어 소재(110)의 절단후, 선단부 형상을 뽀족하게 만들어 주게 되면 절단기 이후의 압연기(100)를 수차례 거치더라도 선단부는 치입되는 압연기(100)의 공형 크기보다 작아 변형이 감소되기 때문에 선단부 과대냉각 및 과대 변형에 의한 중심부 크랙(벌어짐)발생을 방지할 수가 있다.

동시에, 선단부 과대냉각 및 과대 변형에 의한 중심부 크랙이 발생하지 않으면서 치입성이 개선되기 때문에 소재 선단부에서의 진행장애 발생 위험성이 감소되어 전체 압연 구간내에 설치되어 있는 절단기의 수도 축소할 수 있다. 그에 따라서 소재의 선단부 절단횟수 감소에 의한 제품 실수율의 향상도 동시에 만족할 수 있는 것이다.

제 1도는 일반적인 선재및 봉강 제조라인을 개략적으로 도시한 설명도;

제 2도는 종래의 기술에 따른 절단기와 상기 절단기에 의한 소재의 절단면을 도시한 설명도;

제 3도는 본 발명에 따른 선재 절단기를 상세히 도시한 단면도;

제 4도는 본 발명에 따른 선재 절단기를 도시한 일부 절개 사시도;

제 5도는 본 발명에 따른 선재 절단기에 의해서 소재의 선단부가 절단되는 상태를 도시한 설명도;

제 6도는 본 발명에 따른 선재 절단기에 갖춰진 상,하부 날부재들을 도시한 사시도;

제 7도는 본 발명에 따른 선재 절단기에 갖춰진 칼날들의 분해도;

제 8도는 본 발명에 따른 선재 절단기의 작동상태도로서,

a)도는 소재가 절단되기 시작하는 시점을 도시한 상태도,

b)도는 소재가 절단된 시전을 도시한 상태도,

c)도는 소재가 배출되는 시점을 도시한 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1..... 선재 절단기 10a,10b.... 칼날

12a,12b...날부재 15a,15b.... 회전대

30.... 플라이 휠 35.... 후방 샤프트

37.... 베어링 40.... 클러치부재

100.... 압연기 110... 소재

120.... 절단기 122.... 구동모터

123.... 콘트롤러 125.... 구동모터

140.... 크랙(crack) 150.... 코블(cobble)

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 구동모터(122)와 상기 구동모터(122)에 연결된 기어부(125)를 통하여 상하 칼날들을 회전시키도록 된 선재 절단기에 있어서,

   상기 상하 절단 칼날(10a)(10b)들은 서로 대향하여 대칭으로 형성되고, 각각 복수의 날부재(12a)(12b)들을 갖추며, 상기 날부재(12a)(12b)들은 각각 일측 모서리(p1)들이 중앙에서 모이고, 타측 모서리(p2)들은 벌어지는 형상으로 구성되어 소재의 양측모서리를 동시에 절단하도록 구성되고;

   상기 상부측 칼날(10a)이 장착된 기어부(125)의 출력축(126a)에는 후방측으로 두꺼운 원판형의 철 구조물로 이루어진 플라일 휠(30)이 부착되며; 그리고,

   상기 플라이 휠(30)은 기어부(125)의 상부측 출력축(126a)의 후방 샤프트(35)상에 베어링(37)을 통하여 회전가능하도록 장착되고, 클러치부재(40)를 통하여 상기 후방 샤프트(35)에 동력이 연결가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 선재 절단기.
4. 제3항에 있어서, 상기 상하 절단 칼날(10a)(10b)들은 소재(110)의 진행방향으로 경사져 배치된 것임을 특징으로 하는 선재 절단기.