KR100515580B1 - 조질압연기 덜제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조질압연기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속적인 조질압연시 발생하는 덜가루가 롤표면에 누적되는 것을 방지하여 압연되는 스트립 표면에 덜마크가 발생되지 않도록 하는 조질압연기 덜제거장치에 관한 것이다.

본 발명의 조질압연기 덜제거장치는, 제철소 조질압연기에 설치되어, 워크롤과 백업롤로 구성되는 압연롤 표면으로부터 덜가루를 수절불량없이 제거하는 장치로서, 웨트유 공급배관(11)과 연결되는 각 제어용 유량밸브(12)에 연결되어, 웨트유를 상기 압연롤부에 분사하는 다수개의 분사노즐(21)을 구비하고, 상기 분사노즐(21)의 분사노즐구(30)는 중앙기준으로 가장자리로 하향하는 타원형상으로 하며, 상기 모든 분사노즐(21)을 동시에 회전시키기 위한 노즐회전용 모터(18)를 구비하는 분사노즐부와; 상기 분사노즐부를 지지하는 구조로서, 상기 분사노즐부를 가이드(15-1, 15-2)를 통해 전후진 동작시키는 전후진용 모터(14)를 구비하고, 상기 분사노즐부의 분사노즐(21)의 분사각도를 상하로 이동 동작시키기 위한 상하 작동용 유압실린더(13-1, 13-2)를 구비하는 프레임부; 를 포함하여 구성된다.

Description

조질압연기 덜제거장치{Dull removal apparatus of skin pass mill}

본 발명은 조질압연기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속적인 조질압연시 발생하는 덜가루가 롤표면에 누적되는 것을 방지하여 압연되는 스트립 표면에 덜마크가 발생되지 않도록 하는 조질압연기 덜제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉간압연공정에서 소둔작업이 되어진 스트립(strip)(1)은 조질 압연(skin pass mill)되며, 조질압연시 사용되는 워크롤(work roll, 작업롤)(4, 5), 백업롤(back up roll, 보강롤)(2, 3) 및 스트립(1)의 냉각과 세척 및 스트립의 윤활과 방청을 위해 웨트(WET)유를 분사하여 작업을 수행하는데, 웨트유를 적정량 이하로 사용하면, 워크롤(4, 5)과 백업롤(2, 3)이 스트립(1)과 마찰하는 것에 의해 발생하는 덜(dull)가루(A, B)가 분사되는 웨트유에 의해 완전히 세척되지 않고, 각각의 롤측면인 스트립(1) 양가장자리에 누적되어, 고압력이 작용하는 조질압연의 특성상 덜가루(A, B)에 의해 각각의 롤표면이 파손되고, 이에 따라 파손부가 압연되는 스트립(1)에 전사되어 덜마크(dull mark)(C)가 유발됨으로써, 품질을 하락시킨다(도 1 참조).

또한, 웨트유를 적정량 이상으로 사용하면, 덜가루 세척기능은 향상되나 조질압연중 워크롤(4, 5)과 백업롤(2, 3)의 회전력과 스트립(1) 진행력에 의한 와류현상의 발생으로, 분사되는 웨트유가 조질압연작업이 완료된 스트립(1) 표면에 도포 되는 수절불량이 발생하여, 웨트유 사용량 증가뿐만 아니라 롤과 스트립(1)의 마찰계수의 감소로 스트립(1)상에 스크래치(scratch)가 발생되고, 시간경과에 따라 스트립(1) 표면에 녹이 생기는 문제가 유발된다.

종래에는 웨트유를 작업되는 스트립(1)과 워크롤(4, 5) 사이에 분사하여, 스트립(1) 세척은 우수하였으나 워크롤(4, 5)이나 백업롤(2, 3)의 세척효과는 미비하였으며, 이를 방지하기 위해 백업롤(2, 3) 및 워크롤(4, 5)에 각각 웨트유 분사노즐(6, 7)을 설치 운영하였으나, 수절불량에 의한 크레임이 증가되어, 와류현상의 발생이 저감되는 저속작업을 수행하게 되었다.

따라서, 생산성 하락이라는 고질적 문제가 야기되었으며, 요철성 결함인 덜마크가 롤에 발생하면 압연작업을 중단하고 사람이 압연기 근처로 가서 롤에 묻은 덜가루를 닦아내야 하는데, 이때 사람이 설비 근처로 접근하게 됨에 따라 안전사고의 위험성이 상존했으며, 작업성이 저하되었다.

이와 관련하여 대한민국 특허출원 2000-76363호(명칭 : 조질압연기 워크롤 이물 흡입제거장치)에는 웨트유의 사용없이, 롤에 묻은 덜가루를 스타픽스포를 상시 밀착시켜 제거하는 방법이 개시되어 있으나, 이 방법에 의하면 롤 마모가 심하고, 계속적인 작업시 결국 스트립에 롤마크가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 특허출원 2000-74365(명침 : 워크롤 이물제거용 나이프)에는 워크롤에 나이프를 접촉시켜 덜가루를 제거하는 방법이 제안되어 있으나, 어떤 재질의 나이프라도 워크롤에 접촉시키면, 워크롤 표면에 흠이 발생되고, 발생된 흠이 그대로 스트립에 전사된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 조질압연작업시 압연속도에 따라 웨트유 분사량과 분사각도를 변경하고, 또한 상하, 전후진 동작하면서 웨트유를 분사함으로써, 웨트유의 과다 사용에 따른 수절불량 및 작업스피드 감속 등을 방지하면서, 덜가루를 롤표면으로부터 효과적으로 제거할 수 있는 덜제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조질압연기 덜제거장치는, 제철소 조질압연기에 설치되어, 워크롤과 백업롤로 구성되는 압연롤 표면으로부터 덜가루를 수절불량없이 제거하는 장치로서, 웨트유 공급배관(11)과 연결되는 각 제어용 유량밸브(12)에 연결되어, 웨트유를 상기 압연롤부에 분사하는 다수개의 분사노즐(21)을 구비하고, 상기 분사노즐(21)의 분사노즐구(30)는 중앙기준으로 가장자리로 하향하는 타원형상으로 하며, 상기 모든 분사노즐(21)을 동시에 회전시키기 위한 노즐회전용 모터(18)를 구비하는 분사노즐부와; 상기 분사노즐부를 지지하는 구조로서, 상기 분사노즐부를 가이드(15-1, 15-2)를 통해 전후진 동작시키는 전후진용 모터(14)를 구비하고, 상기 분사노즐부의 분사노즐(21)의 분사각도를 상하로 이동 동작시키기 위한 상하 작동용 유압실린더(13-1, 13-2)를 구비하는 프레임부; 를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 본 발명의 조질압연기 덜제거장치는, 조질압연속도에 따라, 스피드 36M/min 이상의 정상작업시에는, 생산되는 스트립(1)의 폭사이즈 및 강종에 따라 상기 스트립(1)의 양가장자리에 해당하는 소정개수의 양측 분사노즐(21)만을 회전없이 이용하여 상기 워크롤(5)부에 소정의 하향 각도로 웨트유를 분사하며, 스피드 35M/min 이하의 저속작업시에는, 상기 노즐회전용 모터(18)를 통해 상기 모든 분사노즐(21)을 회전시켜, 상기 노즐분사구(30)가 회전되면서 불규칙적으로 웨트유를 분사하고, 상기 상하 작동용 유압실린더(13-1, 13-2)를 통해 상기 노즐분사구(30)가 상하 반복 동작하여 상기 워크롤(5)부와 백업롤(3)부로 반복 이동하여 웨트유를 분사하며, 상기 전후진용 모터(14)를 통해 상기 노즐분사구(30)가 상기 압연롤과 근접과 이격을 반복하여 웨트유를 분사하여 작동되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 덜제거장치의 사시도이고, 도 3은 덜제거장치의 분사노즐부에 대한 사시도이며, 도 4는 덜제거장치의 프레임부에 대한 사시도이다.

그리고, 도 5는 덜제거장치 분사노즐부내의 노즐 구성을 나타내며, 도 6은 노즐구성을 보다 상세히 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 덜제거장치는 크게 분사노즐부와 프레임부로 구성된다.

도 2와 도 4를 참조하면, 프레임부는 후술하는 분사노즐부를 상하 및 전후진으로 이동시키며, 본 발명의 덜제거장치를 조질압연기의 적정 개소에 설치하기 위한 것이다.

프레임부는 워크롤(4, 5)과 백업롤(2, 3) 교체시 설비간섭 및 파손를 방지하고, 덜가루를 제거하기 위해 분사노즐부를 전진 및 후진할 수 있도록 하는 가이드(15-1, 15-2)를 일체로 구비하고, 전진 및 후진을 위한 전후진용 모터(14)와 기어(16)를 구비한다.

그리고, 분사노즐부의 분사노즐(21) 각도를 상부 및 하부로 조절하기 위한 유압실린더(13-1, 13-2)를 하단에 구비한다.

도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 분사노즐부는 분사노즐(21)에 웨트유를 공급하는 웨트유 공급배관(11)에 연결되고, 각각의 분사노즐(21)의 웨트유 유량을 조절하는 유량밸브(12)가 설치되어 있으며, 가이드(15-1, 15-2)를 통해 전술한 프레임부에 설치되어, 상하, 전후진 이동이 가능하다.

분사노즐(21)은 중앙기준으로 가장자리로 하향하는 타원형의 분사구를 갖으며, 노즐분사구(30)와 노즐베어링(31)이 베어링블록(29)에 고정되어 회전되도록 구성되고, 노즐베어링(31)과 노즐기어(28) 및 볼트(34)로 연결되며, 볼트(34)와 너트(36) 사이에는 중공을 갖는 볼(35)이 삽입 고정되어, 분사노즐(21)이 회전 가능하도록 구성되어 있고, 상기 분사노즐축 구성요소(30, 31, 28, 34, 35, 36, 27)는 중공을 갖는 관형상이다.

또한, 웨트유배관(27)의 끝단에 구비되는 플렌지(26)는 전술한 웨트유 유량밸브(12)측과 연결된다.

분사노즐(21)의 회전을 위해, 노즐회전용 모터(18)가 커플링(22)을 통해, 분사노즐(21)의 수에 따른 다수의 베어링블록(24) 및 기어(25)를 회전시켜, 상기 기어(25)에 치합되는 전술한 노즐기어(28)를 회전시켜, 도 5에 나타낸 바와 같은 분사각도를 갖는 노즐분사구(30)의 분사노즐(21)을 회전시키게 되며, 따라서 웨트유가 불규칙적으로 분사되어, 덜가루를 효과적으로 제거하게 된다.

그리고, 덜가루를 제거후, 노즐회전용모터(18)를 정지시키는 경우, 분사노즐(21)을 홈포지션으로 위치시키기 위해, 특정 하나의 분사노즐축의 노즐베어링(31)에 센서감지기(33)가, 이에 대응하는 베어링블록(29)에 센서(32)가 설치된다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 덜제거장치의 작용을 이하 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 덜제거장치의 동작설명도이다.

본 발명에 따른 덜제거장치는 조질압연 속도에 따라 웨트유 분사량과 분사각도를 달리하며, 이하, 정상작업시와 저속작업시로 구분하여 설명한다.

정상작업시(스피드 36M/min 이상)

정상작업시(스피드 36M/min 이상)에는 워크롤(5)과 백업롤(3)의 회전력 및 스트립(1)의 진행 스피드로 인해 와류현상의 발생 증가로 수절불량의 문제가 대두되므로, 웨트유 사용량을 최소화시켜 롤(3, 5) 표면의 덜가루 누적과 흡착을 방지하기 위해, 전후진용 모터(14)가 회전하여 스크류 형태의 기어(16)가 회전됨에 따라 분사노즐부가 가이드(15)의 유도로 조질압연기쪽으로 진행하고, 조질압연기의 압연롤과 근접하여 정지하며, 작업되는 스트립(1)의 폭사이즈 및 강종정보를 수신받아 작업되는 스트립(1)의 양가장자리에 해당되는 각각의 3개 웨트유 노즐(21)을 가동하여, 웨트유를 분사한다.

이때, 웨트유는 도 7에 나타낸 바와 같이, 워크롤(5)부에 하향 약 15°정도의 각도로 분사되어, 워크롤(5)에 누적된 덜가루가 경사지게 분사되는 웨트유를 타고 압연되는 스트립(1)의 양가장자리로 흘러 제거되도록 한다.

본 발명에 따르면, 정상작업시 분사를 수행하는 양가장자리의 분사노즐(21)수는 위에서 가장 바람직한 경우로서 각각 3개의 경우를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 조업되는 스트립(1)의 폭사이즈 및 강종에 따라 분사 노즐(21)수가 변경됨은 물론이다.

저속작업시 (스피드 35M/min 이하)

저속작업시에는 노즐회전용 모터(18)가 작동하여 모든 분사노즐(21)을 회전시키며, 따라서 노즐분사구(30)가 회전되면서 타원형 노즐분사구(30)에 의해 웨트유 분사각도가 불규칙적으로 되어 분사가 이루어지며, 상하 작동용 유압실린더 (13-1, 13-2)에 의해 상부에서 하부로, 하부에서 상부로 분사노즐(21)이 이동함으로써 노즐분사구(30)가 워크롤(5)부와 백업롤(3)부를 반복 이동하면서 웨트유를 분사하고, 전후진용 모터(14)가 회전하여 스크류 형태의 기어(16)가 회전됨에 따라 웨트유 분사노즐(21)은 조질압연기의 압연롤과 근접과 이격을 반복하는 3가지 동작을 동시에 수행하여, 백업롤(5)과 워크롤(3)에 흡착된 덜가루가 불규칙적으로 분사되는 웨트유에 의해 제거되도록 한다.

조질압연작업이 종료되면, 모든 웨트유 유량밸브(12)가 닫혀, 웨트유 분사를 차단하고, 분사노즐(21)축의 베어링블록(29)에 설치된 센서(32) 감지를 통해 분사노즐(21)이 홈포지션에 위치되도록 하여 분사노즐(21)의 회전을 멈추게 하며, 전후진용 모터(14)가 회전되어 가이드(15)의 유도로 웨트유 분사노즐(21)을 조질압연기의 압연롤과 이격된 홈포지션에 위치시킨다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 조질압연작업중 발생하는 덜가루가 백업롤이나 워크롤에 누적 흡착되어 스트립 표면에 덜마크가 전사되는 문제와 과다 웨트유 사용에 따른 수절불량이 예방되어 생산되는 스트립의 품질향상을 기할 수 있고, 롤에 덜이 묻어 연속공정조업을 정지하고 사람이 압연기 내부로 들어가서 덜을 제거하는데 따른 작연지연 및 안전사고 위험을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 조질압연 작업상황 및 덜제거방법을 보여주는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 덜제거장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 덜제거장치의 분사노즐부에 대한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 덜제거장치의 프레임부에 대한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 덜제거장치 분사노즐부내의 노즐 사시도(a) 및 노즐 배치를 보여주는 도면(b).

도 6은 본 발명에 따른 덜제거장치 분사노즐부내의 노즐 상세구성도.

도 7은 본 발명에 따른 덜제거장치의 동작 설명도((a) : 정상작업시, (b) : 저속작업시).

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스트립(strip) 2, 3 : 백업롤(back up roll, 보강롤)

4, 5 : 워크롤(work roll, 작업롤) 6, 7 : 종래 웨트(WET)유 분사장치

11 : 웨트유 공급배관 12 : 유량밸브

13-1, 13-2 : 유압실린더 14 : 전후진용 모터

15-1, 15-2 : 가이드 16 : 기어

17 : 분사노즐부 커버 18 : 노즐회전용 모터

21 : 분사노즐 22 : 커플링

23 : 축 24 : 베어링블록

25 : 기어 26 : 플렌지

27 : 웨트유배관 28 : 기어

29 : 베어링블록 30 : 노즐분사구

31 : 노즐베어링 32 : 센서

33 : 센서감지기 34 : 볼트

35 : 볼 36 : 너트

50 : 덜제거장치

Claims (2)

1. 제철소 조질압연기에 설치되어, 워크롤과 백업롤로 구성되는 압연롤 표면으로부터 덜가루를 수절불량없이 제거하는 장치로서,

   웨트유 공급배관(11)과 연결되는 각 제어용 유량밸브(12)에 연결되어, 웨트유를 상기 압연롤부에 분사하는 다수개의 분사노즐(21)을 구비하고, 상기 분사노즐(21)의 분사노즐구(30)는 중앙기준으로 가장자리로 하향하는 타원형상으로 하며, 상기 모든 분사노즐(21)을 동시에 회전시키기 위한 노즐회전용 모터(18)를 구비하는 분사노즐부와;

   상기 분사노즐부를 지지하는 구조로서, 상기 분사노즐부를 가이드(15-1, 15-2)를 통해 전후진 동작시키는 전후진용 모터(14)를 구비하고, 상기 분사노즐부의 분사노즐(21)의 분사각도를 상하로 이동 동작시키기 위한 상하 작동용 유압실린더(13-1, 13-2)를 구비하는 프레임부; 를 포함하여 구성되는 조질압연기 덜제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   조질압연속도에 따라,

   스피드 36M/min 이상의 정상작업시에는,

   생산되는 스트립(1)의 폭사이즈 및 강종에 따라 상기 스트립(1)의 양가장자리에 해당하는 소정개수의 양측 분사노즐(21)만을 회전없이 이용하여 상기 워크롤(5)부에 소정의 하향 각도로 웨트유를 분사하며,

   스피드 35M/min 이하의 저속작업시에는,

   상기 노즐회전용 모터(18)를 통해 상기 모든 분사노즐(21)을 회전시켜, 상기 노즐분사구(30)가 회전되면서 불규칙적으로 웨트유를 분사하고, 상기 상하 작동용 유압실린더(13-1, 13-2)를 통해 상기 노즐분사구(30)가 상하 반복 동작하여 상기 워크롤(5)부와 백업롤(3)부로 반복 이동하여 웨트유를 분사하며, 상기 전후진용 모터(14)를 통해 상기 노즐분사구(30)가 상기 압연롤과 근접과 이격을 반복하여 웨트유를 분사하여 작동되는 것을 특징으로 하는 조질압연기 덜제거장치.