KR100648232B1 - 제철설비용 가이드롤러의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철설비현장에 다수로 연결하여 설치되어 강재의 이송을 유도하는 가이드롤러의 냉각구조에 관련된다. 구성에 특징을 살펴보면, 중앙에 유로(12)와 함께 서로 통하도록 제1분배홀(14)이 방사형태로 구비되고, 상기 유로(12)에 삽입되어 내부공간을 분할하도록 내벽(16)이 설치되는 샤프트(10); 상기 샤프트(10)를 수용하는 삽입공(20a)과 함께 장착홈(22)이 형성되고, 외경부에 근접하여 냉각라인(24)이 구비되는 롤러셀(20); 및 상기 롤러셀(20)의 장착홈(22)에 체결된 상태로 중앙에 삽입공(30a)이 형성되고, 상기 제1분배홀(14)과 서로 통하도록 제2분배홀(34)이 구비되는 커버(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 제철설비에 적용되어 강재(鋼材)의 이송을 유도하는 가이드롤러의 구조를 개선하여 유로 및 냉각라인의 세척 및 정비가 용이함은 물론 냉각성능이 향상되어 가이드롤러의 수명이 장구히 연장되고, 특히 기존의 가이드롤러에 적용 가능하여 시설투자에 따른 비용이 절감되는 효과가 있다.

제철설비, 강재, 가이드롤러, 샤프트, 롤러셀, 커버, 오링

Description

제철설비용 가이드롤러의 냉각구조{The cooling structure of guide roller iron works}

도 1a 내지 1c는 종래의 가이드롤러에 냉각구조를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 가이드롤러의 냉각구조를 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 가이드롤러의 냉각구조를 나타내는 요부절개 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 가이드롤러의 냉각구조를 분해하여 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 샤프트 12: 유로

14: 제1분배홀 16: 내벽

20: 가이드롤러 20a: 삽입공

22: 장착홈 22a: 보조홈

24: 냉각라인 30: 커버

30a: 삽입공 34: 제2분배홀

본 발명은 제철설비용 가이드롤러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철설비에 적용되어 강재(鋼材)의 이송을 유도하는 가이드롤러의 구조를 개선하여 유로 및 냉각라인의 세척 및 정비가 용이함은 물론 냉각성능이 향상되어 가이드롤러의 수명이 장구히 연장되고, 특히 기존의 가이드롤러에 적용 가능하여 시설투자에 따른 비용이 절감되는 가이드롤러의 냉각구조에 관한 것이다.

통상 제철설비는 크게 철광석을 원료로 제선ㆍ제강ㆍ압연공정을 통하여 철강을 생산하는 선강일관(銑鋼一貫)설비와, 고철, 환원철, 선철 등의 원료를 제강한 다음, 압연 가공하여 강재를 생산하는 독립제강(獨立製鋼)설비로 나누어진다. 제철설비는 제선ㆍ제강공정을 통하여 선철(銑鐵)에 불순물을 제거하고, 압연공정을 거쳐 균일하게 가열된 상태로 형강, 봉강, 레일, 선재, 후판, 박판, 강관, 차륜 등 용도에 따른 형상의 강재로 제련(製鍊)된다. 이때 강재는 대략 800~900℃정도에서 다수의 가이드롤러에 의해 각종 압연기로 투입되어 압연가공이 반복적으로 진행되므로 고온상태의 강재에 의한 가이드롤러의 변형 및 손상을 방지하기 위해서는 냉각시스템이 필수구성으로 적용된다.

도 1a 내지 1c는 종래의 가이드롤러에 냉각구조를 나타내는 구성도이다.

도 1a에서, 종래에 가이드롤러(G)는 중앙에 삽입공(1a)이 관통성형되는 롤러셀(1)과, 롤러셀(1)의 삽입공(1a)에 수용되고, 다수의 지지베어링(B)에 의해 회동가능하게 설치되는 샤프트(2)와, 상기 샤프트(2)의 중앙에 양단으로 서로 통하는 유로(3) 등을 주요구성으로 한다. 가이드롤러(G)는 샤프트(2)상에 롤러셀(1)이 삽입된 상태로 회동하여 강재(S)의 이송을 유도하되, 상기 샤프트(2)의 유로(3)로 냉각수(C)를 순환시켜 고온의 강재(S)로부터 롤러셀(1)에 전달되는 전도열을 외부로 방출하는 냉각구조를 가진다.

하지만, 냉각수(C)가 순환되는 샤프트(2)의 유로(3)와, 고온의 강재(S)를 직접적으로 지지하는 롤러셀(1)의 외경부사이 간격이 비교적 광폭으로 유지되므로 냉각수(C)가 롤러셀(1)의 전도열을 외부로 방출시키는 냉각성능이 미비하여 롤러셀(1)의 표면이 고온을 견디지 못하고 가열로 인해 쉽게 마모 또는 변형됨은 물론 이러한 롤러셀(1)의 손상은 제철설비의 생산성을 저하와 강재(S)의 품질에 악영향(예컨대, 강재표면이 굴곡지거나 휨이 발생)을 미치는 폐단이 따른다.

도 1b 내지 1c에서, 근자에는 상기 전술하는 냉각성능저하에 따른 단점을 보완하기 위한 방안으로 샤프트(2')를 분할(예컨대, 3등분정도)제작하여 내부에 유로라인(2a')을 형성하고, 롤러셀(1')를 파이프형태로 제작하여 샤프트(2')에 삽입시킨 후, 양단을 용접(W)으로 밀폐하되, 이때 롤러셀(1')의 속경부를 샤프트(2')의 외경부보다 소정의 폭만큼 크게 형성하여 이격되는 공간으로 인해 유로(3')가 형성된다. 이에 유로(3')가 롤러셀(1')의 표면에 근접하여 냉각효과가 우수한 장점이 있으나, 사용중에 유로(3')가 막히거나 롤러셀(1')이 노후되는 등의 문제점이 발생시 내부세척은 물론 롤러셀(1')의 부분적인 부품교체가 불가능하여 유지보수에 따른 비용부담이 가중되는 단점이 따른다.

뿐만 아니라, 샤프트(2')를 분할 제작함은 물론 롤러셀(1')의 구조가 종래의 가이드롤러(G)와 동떨어진 구조로 제작됨에 따라 냉각성능이 우수하다하더라도 기존의 설치된 롤러셀(1)과 샤프트(2)를 전량 교체해야하는 시설투자에 따른 비용부담으로 인해 대부분의 업체들이 종래의 가이드롤러(G)를 선호하는 실정이다.

이에 따라 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로서, 보다 상세하게는 제철설비에 적용되어 강재(鋼材)의 이송을 유도하는 가이드롤러의 구조를 개선하여 유로 및 냉각라인의 세척 및 정비가 용이함은 물론 냉각성능이 향상되어 가이드롤러의 수명이 장구히 연장되고, 특히 기존의 가이드롤러에 적용 가능하여 시설투자에 따른 비용이 절감되는 가이드롤러의 냉각구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 제철설비현장에 다수로 연결하여 설되어 강재의 이송을 유도하는 가이드롤러의 냉각구조에 있어서: 중앙에 유로(12)와 함께 서로 통하도록 제1분배홀(14)이 방사형태로 구비되고, 상기 유로(12)에 삽입되어 내부공간을 분할하도록 내벽(16)이 설치되는 샤프트(10); 상기 샤프트(10)를 수용하는 삽입공(20a)과 함께 장착홈(22)이 형성되고, 외경부에 근접하여 냉각라인(24)이 구비되는 롤러셀(20); 및 상기 롤러셀(20)의 장착홈(22)에 체결된 상태로 중앙에 삽입공(30a)이 형성되고, 상기 제1분배홀(14)과 서로 통하도록 제2분배홀(34)이 구비되는 커버(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가이드롤러의 냉각구조를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가이드롤러의 냉각구조를 나타내는 요부절개 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가이드롤러의 냉각구조를 분해하여 나타내는 구성도이다.

본 발명은 제철설비에 다수로 연결하여 설치되어 강재(鋼材)의 이송을 유도하는 가이드롤러의 냉각구조에 관련된다. 본 발명의 가이드롤러(G)는 샤프트(10), 롤러셀(20), 커버(30) 등을 전체적인 구성의 특징으로 하고, 다수의 베어링(B)에 의해 회동가능하게 연결하여 설치되어 압연기로 진입ㆍ배출되는 강재(S)를 지지함은 물론 이송을 유도한다.

본 발명에 따른 샤프트(10)는 중앙에 유로(12)와 함께 서로 통하도록 제1분배홀(14)이 방사형태로 구비되고, 상기 유로(12)에 삽입되어 내부공간을 분할하도록 내벽(16)이 설치된다. 샤프트(10)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 베어링(B)에 의해 회동가능하게 설치되어 후술하는 롤러셀(20)을 지지하고, 중앙에 유로(12)가 형성된다. 유로(12)는 샤프트(10)의 양단에서 서로 통하지 않을 정도의 깊이로 가공되어 내벽(16)에 의해 내부공간이 분할되고, 샤프트(10)의 외경부로 서로 통하는 제1분배홀(14)이 다수로 구비된다. 제1분배홀(14)은 유로(12)를 중심으로 일정한 등각(예컨대, 360°／제1분배홀 개수)이 유지되도록 방사형태로 형성되고, 후술하는 냉각라인(24)의 폭을 고려하여 일정한 간격으로 이격된다.

이때, 상기 내벽(16)은 도 2의 확대도처럼 유로(12)를 분할하는 격벽으로서, 유로(12)의 내경부에 삽입된 상태로 나사결합 또는 용접, 억지끼움 등과 같은 고정방식으로 설치하되, 유지보수에 따른 편의성을 위해서는 분해ㆍ조립이 용이한 나사체결방식이 적합하다. 내벽(16)은 도 2 및 도 4의 확대도에 도시된 바와 같이 샤프트(10)의 양단에 근접하여 형성된 제1분배홀(14)의 후방에 설치되고, 이는 유로(12)의 일측으로부터 투입된 냉각수(C)의 직류를 차단하여 제1분배홀(14)로 분산시키는 역할을 수행한다.

한편, 상기 내벽(16)은 유로(12)로 순환되는 냉각수(C)의 압력은 물론 냉각 수(C)에 의해 쉽게 부식되지 않도록 내구성과 내부식성이 우수한 구리, 알루미늄합금 등과 같은 소재로 제작하거나 표면을 도금 처리하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 롤러셀(20)은 샤프트(10)를 수용하는 삽입공(20a)과 함께 장착홈(22)이 형성되고, 외경부에 근접하여 냉각라인(24)이 구비된다. 롤러셀(20)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙에 삽입공(20a)이 관통되어 샤프트(10)상에 삽입된 상태로 키(K)에 의해 연동되도록 결합되고, 양단에 장착홈(22)이 형성된다. 장착홈(22)은 오목하게 함몰되어 내측에 소폭의 보조홈(22a)이 단차지게 구비되고, 후술하는 커버(30)가 맞물려 볼트(T)로 체결되도록 너트공(N)이 형성됨은 물론 장착홈(22)의 양단으로 서로 통하는 냉각라인(24)이 구비된다.

이때, 상기 냉각라인(24)은 도 2 내지 도 4의 확대도처럼 롤러셀(20)의 외경부에 근접하게 다수로 형성하되, 상기 냉각라인(24)과 롤러셀(20)의 외경부사이에 간격이 소폭으로 유지될 경우, 냉각성능은 우수하나 롤러셀(20)의 내구성이 저하되어 강재(S)의 하중을 견지지 못하고 쉽게 변형 및 손상될 우려가 높은 반면에, 롤러셀(20)의 외경부와 냉각라인(24)사이의 간격이 광폭으로 이격될 경우, 롤러셀(20)의 전체적인 내구성은 향상되나 냉각성능이 저하되는 단점이 있다. 이에 냉각라인(24)은 롤러셀(20)의 내구성은 물론 제철설비의 설치위치에 따른 사용조건 즉, 제련강재의 중량, 온도 등을 고려하여 그 설비환경에 적합하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 커버(30)는 롤러셀(20)의 장착홈(22)에 체결된 상태로 중앙에 삽입공(30a)이 형성되고, 상기 제1분배홀(14)과 서로 통하도록 제2분배홀(34)이 구비된다. 커버(30)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 롤러셀(20)의 양단에 볼트(T)로 체결되어 장착홈(22)을 마감하되, 일단이 장착홈(22)의 내경부에 긴밀하게 맞물리도록 가공되고, 타단은 단차지게 돌출되어 보조홈(22a)에 삽입된다. 커버(30)는 중앙에 삽입공(30a)이 관통되어 롤러셀(20)에 장착된 상태로 샤프트(10)상에 회동가능하게 설치되고, 상기 삽입공(30a)을 중심으로 일정한 등각(예컨대, 제1분배홀(14)과 동일한 등각)이 유지되도록 제2분배홀(34)이 관통된다.

이때, 상기 제2분배홀(34)은 도 4의 확대도처럼 샤프트(10)의 제1분배홀(14)과 롤러셀(20)을 연결하는 연결부재로서, 상기 롤러셀(20)의 장착홈(22)에 설치시 제2분배홀(34)이 제1분배홀(14)과 동축상에 일치된 상태로 냉각라인(24)과 서로 통하므로 유로(12)로 투입된 냉각수(C)가 제1, 2분배홀(14)(34)을 통하여 냉각라인(24)으로 순환된다.

한편, 도 2 내지 4에 미설명 부호 L은 오링으로서, 가이드롤러(G)의 냉각구조를 구성하는 샤프트(10), 롤러셀(20), 커버(30)와 같은 주요 구성부품을 서로 조립하는 바, 샤프트(10)상에 도 4의 확대도처럼 조립시 서로 면접되는 경계면의 기밀성을 향상시켜 유로(12), 제1, 2분배홀(14)(34), 냉각라인(24)을 통하여 순환되는 냉각수(C)의 누수를 방지하는 역할을 수행한다.

작동에 있어서, 상기 샤프트(10)의 일측에 유로(12)를 통하여 공급된 냉각수(C)는 내벽(16)에 의해 제1분배홀(14)로 분산되고, 이어서 롤러셀(20)의 일단에 설치된 커버(30)의 제2분배홀(34)을 통하여 다수의 냉각라인(24)을 거쳐 타단에 위치한 커버(30)의 제2분배홀(34)과 샤프트(10)의 제1분배홀(14)을 차례로 거쳐 이송된다. 그리고 상기 전술한 순서를 반복수행하여 샤프트(10)에 설치된 또 다른 롤러셀(20)의 냉각라인(24)으로 냉각수(C)가 순환된 후 샤프트(10)의 타단에 유로(10)로 배출된다.

한편, 상기 전술한 가이드롤러(G)의 냉각구조는 도 1a에 도시된 종래의 샤프트(2)의 유로(3)에 내벽(16)을 설치하여 내부공간을 본 고안의 샤프트(10)와 같이 4등분으로 분할함과 동시에 일정한 구간에 걸쳐 제1분배홀(14)을 형성시키고, 또한 롤러셀(1)상에 장착홈(22)과 냉각라인(24)을 가공하면, 본 고안과 동일한 냉각구조로 변경이 가능함에 따라 종래에 가이드롤러(G)의 재활용이 가능하여 시설투자에 따른 비용부담이 절감되는 효과가 따른다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 제철설비에 적용되어 강재(鋼材)의 이송을 유도하는 가이드롤러의 구조를 개선하여 유로 및 냉각라인의 세척 및 정비가 용이함은 물론 냉각성능이 향상되어 가이드롤러의 수명이 장구히 연장되고, 특히 기존의 가이드롤러에 적용 가능하여 시설투자에 따른 비용이 절감되는, 유용한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 제철설비현장에 다수로 연결하여 설치되어 강재의 이송을 유도하는 가이드롤러의 냉각구조에 있어서:

   중앙에 유로(12)와 함께 서로 통하도록 제1분배홀(14)이 방사형태로 구비되고, 상기 유로(12)에 삽입되어 내부공간을 분할하도록 내벽(16)이 설치되는 샤프트(10);

   상기 샤프트(10)를 수용하는 삽입공(20a)과 함께 장착홈(22)이 형성되고, 외경부에 근접하여 냉각라인(24)이 구비되는 롤러셀(20); 및

   상기 롤러셀(20)의 장착홈(22)에 체결된 상태로 중앙에 삽입공(30a)이 형성되고, 상기 제1분배홀(14)과 서로 통하도록 제2분배홀(34)이 구비되는 커버(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제철설비용 가이드롤러의 냉각구조.

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