KR100561061B1 - 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판 표면에 마찰흠을 발생시키지 않고 약 1000rpm의 고속으로 권취작업을 수행할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 또한 권취되는 코일의 중량이나 맨드릴의 회전진동량에 관계없이 권취시 박판 표면에 마찰흠이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.

이에 본 발명은 조질압연기로부터 인출되는 박판을 권취하기 위한 박판 권취기에 있어서, 조질압연기의 디프렉트롤과 권취기의 멘드릴 사이의 박판 패스라인 상에 박판을 가압 밴딩하는 밴딩롤이 설치되어, 밴딩롤을 지난 박판이 평평한 상태로 맨드릴에 감기도록 된 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공한다.

권취기, 밴딩롤, 지지부재, 디프렉트롤

Description

박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치{Device for protecting imperfection on surface of thin strip in coiler}

도 1은 본 발명에 따른 박판 권취기의 마찰흠 방지장치를 도시한 개략적인 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 마찰흠 방지장치를 도시한 개략적인 평면도,

도 3은 종래 박판에 발생되는 마찰흠을 도시한 개략적인 도면,

도 4는 마찰흠이 발생되는 작업범위를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 권취기 11 : 맨드릴

20 : 밴딩롤 22 : 지지부재

110 : 디프렉트롤

본 발명은 조질압연공정을 거친 박판을 코일로 감기위한 권취기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박판 표면에 마찰흠이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 박판(薄板)은 그 두께가 약 0.3mm이하의 얇은 강판으로, 열간압연기를 거친 블랙코일 등을 냉간압연기에서 냉간압연하여 만들어진다. 제조된 박판은 냉연소둔산세처리하거나 광휘소둔처리하고 박판의 기계적 성질을 개선함과 아울러 평면 형상을 교정하기 위하여 조질압연을 거치게 된다.

여기서 박판의 조질압연시 처리속도는 약 1000rpm을 넘게 되므로, 이때 조질압연기에서 사용되는 워크롤은 통판성을 좋게 하기 위하여 통상 중앙부가 볼록한 형상(crown)으로 되어 있다.

따라서 조질압연을 거친 박판은 중앙부가 볼록하게 늘어진 상태로 인출되어 조질압연기 출측에 마련된 권취기에 코일로 감기게 된다.

그런데 조질압연기를 거치면서 복부가 늘어나 있는 박판을 그대로 권취기에 감는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 늘어져 있는 박판의 복부부분이 코일로 감아져 평탄해지면서 박판 표면에 마찰흠이 발생되는 문제가 생기게 된다.

복부가 늘어난 상태의 박판은 후공정인 소둔라인을 거치면서 평탄하게 되지만, 마찰흠은 해소되지 않는 품질결함으로 남게 되므로 제품에 매우 치명적이다.

박판 표면의 마찰흠 발생요인으로는 다음과 같은 것들이 있다.

첫째, 볼록하게 형성된 워크롤의 중앙부이다. 워크롤의 중앙부를 되도록 평평한 상태로 형성시킴으로서 마찰흠의 발생을 억제할 수 있다. 그러나 워크롤을 평평하게 형성한 경우 통판에 문제가 발생할 수 있다.

둘째, 라인의 운전속도이다. 조질압연기로부터 배출되는 박판의 속도는 약 1000rpm으로 속도가 높을수록 마찰흠의 발생율이 높아지게 된다. 또한 도 4에 도시 된 바와 같이 라인의 속도가 약 400rpm 이하로 운전되는 경우 마찰흠이 발생되지 않는다고 알려져 있으나, 이 경우 저속운전에 따른 라인의 생산효율 저하의 문제점이 있다.

셋째, 권취기의 맨드릴 회전진동량이다. 맨드릴의 회전진동을 작게 함으로서 마찰흠 발생을 억제할 수 있다. 마찰흠은 박판의 복부가 늘어난 형상에 따라 연속적으로 발생하거나 맨드릴의 회전진동에 영향을 받아 코일 1회전마다 발생하게 된다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이 코일 중량이 약 4톤 이하로 적은 경우에는 맨드릴의 회전진동량이 적기 때문에 마찰흠이 발생하지 않게 되는 데, 이 경우 코일을 4톤 이하로 관리해야 하므로 코일의 잦은 교체 등 작업량이 늘게 되는 문제가 있다. 또한 맨드릴의 회전진동량을 관리하기 위해 단주기로 수리를 해야하는 번거로움이 있다.

넷째, 권취기의 감기장력이다. 감기장력은 통상 2~3kg/㎟으로 가해지며, 장력이 낮은 경우에는 복부가 늘어난 상태가 육안으로 관찰되지 않고 마찰흠의 발생도 적게 되지만 코일이 느슨하게 감겨지게 되어 감기불량결함이 발생되는 더 큰 문제점을 낳게 된다.

넷째, 워크롤의 표면거칠기이다. 표면거칠기가 거친 경우 마찰흠 발생이 적어지고 박판의 표면거칠기가 없는 경우에는 마찰흠 발생이 많아지게 된다. 그러나 워크롤의 표면거칠기를 변경하는 경우 박판의 표면이 거칠게 되는 단점이 있다.

이와같이 박판의 마찰흠 발생 방지를 위한 여러 대책이 사용되고 있지만 어느 방법이든 간에 더 큰 문제점을 내포하고 있으며, 마찰흠 제거에 확실한 효과를 얻기에는 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 박판 표면에 마찰흠을 발생시키지 않고 약 1000rpm의 고속으로 권취작업을 수행할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 또한 권취되는 코일의 중량이나 맨드릴의 회전진동량에 관계없이 권취시 박판 표면에 마찰흠이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 박판 표면의 거칠기를 변경하지 않은 상태에서 마찰흠없이 고속으로 권취할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조질압연기 출측의 디프렉트롤과 조질압연기에 연속되는 권취기 사이에 밴딩롤을 설치해서 디프렉트롤 이후 박판의 비구속거리를 단축할 수 있도록 된 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공한다.

본 발명은 조질압연기로부터 인출되는 박판을 권취하기 위한 박판 권취기에 있어서, 조질압연기의 디프렉트롤과 권취기의 멘드릴 사이의 박판 패스라인 상에 박판을 가압 밴딩하는 밴딩롤을 설치하여 밴딩롤을 지난 박판이 평평한 상태로 맨드릴에 감기도록 된 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치 를 제공한다.

본 발명은 상기 밴딩롤이 디프렉트롤과 권취기의 맨드릴로 이어지는 박판의 패스라인(pass line)을 중심으로 그 위쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 밴딩롤이 박판의 패스라인 아래쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공한다.

밴딩롤이 패스라인보다 아래쪽에 위치한 경우에는 디프렉트롤을 지나 맨드릴로 진행하는 박판이 밴딩롤에 의해 절곡되므로 박판은 권취 초기부터 밴딩롤에 의한 교정을 받게 된다.

그리고 밴딩롤이 패스라인 위쪽에 위치한 경우에는 박판이 맨드릴에 일정량 감겨 코일의 외경이 커진 이후에 밴딩롤에 접촉하게 되므로, 박판의 패스라인이 밴딩롤에 접하는 시점까지는 박판은 밴딩롤에 의한 교정제어를 받지 않게 된다.

따라서 밴딩롤의 설치높이를 어떻게 정하느냐에 따라 코일로 감기는 박판의 교정시점이 정해지게 된다.

바람직하게는 맨드릴의 회전진동량이 커져 마찰흠이 발생되는 시점인 코일의 중량이 약 4~5톤에 다다르는 시점, 더욱 바람직하게는 4톤에 다다르는 시점에서부터 박판이 밴딩롤에 접촉되어 교정작업이 이루어지도록 한다.

따라서 박판이 맨드릴에 권취되면서 코일의 외경과 디프렉트롤이 이루는 직선상의 패스라인을 따라 진행하는 박판은 코일의 외경이 커지면서 점차 밴딩롤의 하단에 근접하게 되고, 권취되는 코일이 약 4톤에 다다르게 되면 박판은 밴딩롤에 의해 절곡되어 중앙부가 평탄교정된 상태로 코일에 감기게 된다.

따라서 코일 중량이 4톤 이상이 되더라도 맨드릴의 회전진동량 상승에 관계없이 권취되는 박판의 마찰흠 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.

코일 외경의 크기는 박판의 밀도와 코일의 자중과의 관계식을 통해 용이하게 구해질 수 있다.

또한, 본 발명의 밴딩롤은 그 표면의 조도가 Ra2.0~6.0㎛인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 밴딩롤은 단면형상이 볼록 형상인 것을 특징으로 한다. 따라서 복부가 늘어난 상태의 박판일지라도 접촉에 의한 마찰흠을 발생시키지 않고 교정될 수 있다.

여기서 본 발명은 밴딩롤의 높이를 조절할 수 있도록 된 조절수단을 더욱 포함하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공한다.

본 발명은 상기 조절수단이 밴딩롤의 양선단 베어링블럭에 설치된 지지부재와 권취기의 상부간에 연결설치되는 구동실린더와, 구동실린더의 신축량을 감지하기 위한 포지션센서 등을 포함하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치를 제공한다.

상기와 같은 구조로 되어, 밴딩롤 설치전에는 박판 중앙부가 늘어난 형상이 권취기와 디플랙트 롤과의 거리 사이에서 육안으로 관측되었으나, 밴딩롤의 설치에 따라 구속 교정됨으로서 육안으로 관찰되지도 않고 코일 권취시 박판의 표면에 마찰흠 발생이 억제되었다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 박판 권취기의 마찰흠 방지장치를 도시한 개략적인 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마찰흠 방지장치를 도시한 개략적인 평면도이다.

상기한 도면에 의하면 본 발명의 마찰흠 방지장치는 조질압연기(100) 출측의 디프렉트롤(110)을 거쳐 인출되는 박판(150)을 코일(160)로 감기 위한 권취기(10)에 있어서, 권취기의 맨드릴과 디프렉트롤 사이의 박판 패스라인 상에 설치되어 박판(150)을 절곡시키기 위한 밴딩롤(20)과 밴딩롤(20)의 양 선단에 설치되는 베어링블럭(21), 베어링블럭(21)을 지지하기 위해 디프렉트롤의 지지프레임(111)에 고정설치되는 지지부재(22)를 포함하여 이루어진다.

여기서 박판(150)의 패스라인(pass line)이라 함은 디프렉트롤(110)로부터 권취기의 맨드릴(11)에 이르는 즉, 박판(150)이 진행하는 직선로를 일컫는다. 따라서 박판이 계속 감겨 코일(160)의 외경이 커짐에 따라 패스라인도 디프렉트롤(110) 쪽을 중심으로 들어올려지게 된다.

밴딩롤(20)의 설치위치는 박판을 감기시작하는 초기권취시점의 패스라인의 위쪽으로서, 권취기의 맨드릴(11)에 감겨지는 코일의 외경이 커져서 코일(160)의 자중이 4톤 이상 될 때의 외경에 도달하는 시점에서의 패스라인 접촉 위치가 된다.

여기서 4톤을 기준으로 상기와 같이 패스라인 위쪽에 밴딩롤(20)을 위치시키는 구조 뿐 아니라, 권취 개시 시점부터 밴딩롤에 박판이 절곡되어 펴진상태로 맨드릴(11)에 감기도록 된 구조도 가능하다.

이러한 구조는, 단지 밴딩롤(20)의 설치위치를 박판(150)의 최초 패스라인보다 아래쪽으로 위치시키는 것으로 달성될 수 있다.

또한, 밴딩롤(20)의 베어링블럭(21)을 지지하고 있는 지지부재(22)는 디프렉트롤(110)의 지지프레임 이외에 권취기(10)의 상부에 별도의 연결프레임(도시되지 않음)을 설치하고, 상기 연결프레임에 고정설치할 수 있다.

상기 밴딩롤(20)은 양끝단이 테이퍼진 형태로 되어 있고, 중앙에는 공급되는 최소 박판(150)폭보다 좁은 평탄부가 형성된 구조로 되어 있다. 테이퍼는 약 1.5mm크기로 형성한다.

한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면 밴딩롤의 높이를 가변시키기 위한 조절수단이 더욱 포함된다.

상기 조절수단은 권취기의 상부에 설치된 연결프레임과 밴딩롤의 양선단 베어링블럭에 설치된 지지부재 간에 연결설치되는 구동실린더와, 구동실린더의 신축량을 감지하기 위한 포지션센서를 포함한다.

따라서, 컨트롤러 등의 제어신호에 따라 구동실린더가 신축작동되면 그 신축량은 포지션센서에 감지되어 컨트롤러 등에 인가되고 컨트롤러는 필요한 위치에 밴딩롤(20)이 도달한 경우 구동실린더를 정지시켜 현 위치에서 박판(150)의 교정작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 1에서와 같이 박판(150)이 맨드릴(11)의 위쪽으로부터 감겨지는 권취기(10)에 대하여 설명했지만 맨드릴(11)의 아래쪽으로부터 감겨지는 권취기(10)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 단, 이 경우에는 밴딩롤(20)이 박판(150)의 패스라인 아래쪽에 설치될 수 있다.

[실험예]

본 실험에서 밴딩롤(20)은 최대코일(160)의 외경과 가장 가까운 거리에서 코일(160)이 4톤의 중량이 되는 지점의 패스라인상에 고정설치하였다.

상기의 위치에 밴딩롤(20)을 설치한 후 디프렉트롤(110)을 통해 인출되는 박판(150)을 권취기(10)의 맨드릴(11)에 감는 작업을 수행하였다.

최초 권취시에는 박판(150)의 패스라인이 밴딩롤(20) 밑에 위치하므로 밴딩롤(20)의 구속없이 맨드릴(11)에 감겨지고(이때는 코일의 자중이 4톤 이하로서 맨드릴의 회전진동량이 적기 때문에 밴딩롤에 의하지 않고서도 마찰흠이 발생되지 않는다), 권취기(10)의 맨드릴(11)에서 감겨진 코일(160)이 커지면서 패스라인은 밴딩롤(20)에 근접하여 마침내 코일(160)의 중량이 4톤에 이르렀을 때 박판(150) 윗면이 밴딩롤(20) 하부에 닿았다.

그리고, 계속 박판(150)이 권취되면서 박판(150)은 밴딩롤(20)에 의해 구속되어 V 자 형태로 한번 굽어진 후 코일(160)로 감겨지게 된다.

여기서 박판(150)이 밴딩롤(20)에 닿기 전에는 박판(150)의 표면에서 중앙부가 늘어난 상태가 육안으로 관찰되었지만, 밴딩롤(20)과 접촉된 이후에는 박판(150)의 복부가 늘어난 상태가 밴딩롤(20)에 의해 굽어지면서 평탄하게 되어 육안으로 관찰되지 않음을 확인하였다.

실험에서 박판(150)의 감기장력은 2~3kg/㎟으로 가하였고, 폭이 1000mm이고 판두께가 0.3mm인 박판(150)이 사용되었으며, 맨드릴(11)과 디프렉트롤(110) 사이 의 거리는 박판(150) 폭의 3배 이상인 조건에서 행하여졌다.

맨드릴(11)과 디프렉트롤(110) 사이의 거리가 박판(150) 폭의 3배 이상인 조건에서 실험이 행하여진 이유는, 상기 거리가 3배 이상인 거리에서 박판(150)의 복부가 늘어난 상태가 관찰되기 때문이다.

따라서 디프렉트롤(110)을 거친 박판(150)이 폭의 3배 이내의 거리에서 한번더 밴딩롤(20)에 의해 구속되기 때문에 밴딩롤(20)의 전후의 박판(150)표면에는 복부가 늘어난 상태는 관찰되지 않고 평탄한 상태가 관찰되었다.

이와 같은 상태로 박판(150)을 권취기(10)의 맨드릴(11)에 감음으로서, 라인속도나 맨드릴(11)의 회전진동에 관계없이 박판(150)의 표면에서 스치면서 생기는 마찰흠의 발생을 방지할 수 있음을 확인하였다.

여기서 밴딩롤(20)의 설치 거리는 박판(150)의 형상에 따라 다르기 때문에 박판(150)의 관폭의 3배 이내로 한정하는 것이 아니고 박판(150)의 복부가 늘어난 상태가 육안으로 관찰 불가능한 거리로 해야 하며, 이는 설비마다의 특성에 따라 달리 결정될 수 있다.

또한 권취기(10)의 바로 직전에 디프렉트롤(110) 대신 브라이들롤이 사용되는 설비도 있으나, 권취기(10)와 브라이들롤과의 거리는 동일하게 적용된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치에 의하면, 박판 권취시 박판의 표면에 마찰흠이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 감는 속도에 영향을 주지않고 1000rpm 이상의 고속으로 운전하도록 하여, 박 판의 품질, 실수율 향상 및 생산능력 향상에 효과가 있다.

또한, 권취기의 맨드릴의 회전진동은 종래 라인중앙부에서 0.2mm이하의 고정도를 필요로 하였으나 본 발명에서 0.6mm 정도에서도 박판의 품질에 영향을 주지 않도록 함으로서 정비부담을 경감시키는 효과를 얻게 된다.

또한, 박판의 복부가 늘어난 상태를 없애기 위하여 압연기의 워크롤 형상과 압연압력 및 압연속도의 변경 등에 소요되는 인력과 시간을 줄이는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 조질압연기로부터 고속으로 인출되는 박판을 권취하기 위한 박판 권취기에 있어서,

   상기 조질압연기의 디프렉트롤과 권취기의 맨드릴 사이에서 박판 패스라인을 중심으로 위쪽 또는 아래쪽에서, 권취되는 코일의 중량이 맨드릴의 일정 회전진동량 초과 시점에 다다른 때의 박판 패스라인과 접하는 위치에 박판을 가압 밴딩하는 밴딩롤이 설치되고, 상기 밴딩롤은 블록 단면형상의 크라운이 형성되어, 조질압연기를 통과하면서 중앙부가 블록하게 늘어난 박판이 밴딩롤을 통과하면서 평평한 상태로 맨드릴에 감기도록 된 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 밴딩롤은 양 선단에 베어링블럭이 설치되고, 베어링블럭은 디프렉트롤의 지지프레임에 고정설치되는 지지부재에 설치된 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 밴딩롤은 표면의 조도가 Ra2.0~6.0㎛인 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 밴딩롤의 양선단 베어링블럭에 설치된 지지부재와 권취기의 상부간에 연결설치되는 구동실린더와, 구동실린더의 신축량을 감지하기 위한 포지션센서를 포함하여 밴딩롤의 높이를 조절할 수 있도록 된 조절수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 권취기의 박판 표면 마찰흠 방지장치.

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