KR100782751B1

KR100782751B1 - 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤

Info

Publication number: KR100782751B1
Application number: KR1020060065841A
Authority: KR
Inventors: 김원봉
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2007-12-05

Abstract

롤몸체와 이에 조립되고 카리버를 구비하여 선재 압연용으로 사용되는 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤이 제공된다.

상기 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤은, 압연기에 장착되어 회전 구동되는 롤몸체와, 상기 롤몸체에 분리형으로 조립되고 소재를 압연하는 다수의 카리버들이 형성된 일체형의 공형부 및, 상기 롤몸체와 공형부가 밀착 협력되어 롤몸체와 공형부간의 슬립을 방지토록 구비된 공형부 슬립방지수단을 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 경도가 우수한 콤포지트 공형부와 롤몸체간의 슬립을 효과적으로 방지하여 공형부의 마모증대나 압연불량을 미연에 예방함은 물론, 일체형 공형부로 구성되어 압연 생산성을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

선재 압연, 공형롤, 공형부, 카리버, 공형부 슬립방지수단

Description

선재 압연용 공형부 일체형 공형롤{Wire Rod Rolling Roll}

도 1은 선재 압연공정을 도시한 공정도

도 2는 선재 압연시 사용되는 공형롤을 도시한 개략도

도 3은 종래 다른 형태의 공형롤을 도시한 정면도

도 4는 도 3 공형롤의 조립 구조도

도 5는 본 발명에 따른 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤을 도시한 정면도

도 6은 도 5의 조립 구조도

도 7은 본 발명인 공형롤의 롤몸체를 도시한 정면도

도 8은 본 발명인 공형롤의 공형부를 도시한 단면도

도 9는 본 발명인 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤의 조립을 도시한 조립 상태도

도 10은 본 발명인 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤의 다른 변형예를 도시한 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤

10.... 롤몸체 12.... 롤몸체의 지지돌부

30.... 공형부 32.... 카리버

50.... 공형부 슬립방지수단 70.... 고정링

본 발명은 롤몸체와 이에 분리 조립되는 공형부를 갖는 선재 압연용 공형롤에 관한 것이며, 보다 상세히는 경도가 우수한 콤포지트 공형부가 조립되는 롤몸체간의 슬립을 효과적으로 차단하여 슬립에 의한 마모 증대나 압연 불량을 미연에 예방함은 물론, 종래 다수개의 공형부를 하나의 일체형 공형부로 구성하여 실질적인 압연을 수행하는 공형부 카리버를 증가시킴으로서, 압연 생산성을 향상시킨 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤에 관한 것이다.

일반적으로, 선재는 도 1에 도시된 바와 같이, 각 강종별로 가열로(100)에서 가열된 압연소재(예를 들어, 빌레트)가 조압연구간(112),중간 조압연구간(114), 사상압연구간(또는 중간사상압연구간후 사상압연구간)(116)을 통하여 선재의 공형사이즈로 형성되며, 수냉대(120)에서 냉각되어진 다음, 나선형코일(122)로 권취되고, 콘베이어 롤러(124)를 통하여 후속공정으로 이송되는 일련의 선재압연공정을 거친다.

한편, 도 2에서 도시한 바와 같이, 각 압연구간은 수십개의 압연기가 배열되 고 각 압연기에는 카리버(caliber)(210)들을 구비하는 공형롤(work roll)(200)이 구비되어 전,후 압연기로 소재(W)가 진행되면서 단면적은 작아지고 길이방향으로 늘어나 수요자가 원하는 단면크기의 선재가 압연 생산된다.

예를 들어, 선재압연은 단면이 160 x 160mm 인 빌렛트 소재를 가열로에서 빌렛트의 강종에 따라서 선재압연이 가능한 940~1200℃로 가열하여, 상기 조압연, 중간 조압연, 사상압연의 연속 압연을 거쳐 직경 5.5~42mm∮ 선재제품을 생산하게 되고, 이후 냉각 및 권취, 열처리, 제품검사, 평량, 제품창고 등의 공정을 거쳐 선제제품을 생산하게 된다.

또한, 선재 조압연 공정에서는 가열로부터 추출된 빌렛트를 #1~5번 압연기(STD)를 거쳐 직경 ∮95~100mm 압연소재를 생산하고, 중간 조압연 공정은 상기 압연소재로 #5A~11번 압연기(STD)의 8개 압연기를 통과시켜 직경 29~42∮ 압연소재를 생산하게 된다.

그리고, 도 2에서 도시한 종래의 통상적인 압연기 공형롤(200)은 롤본체(220)에 동일한 형태의 카리버(210)들이 연속적으로 형성되어 이를 통과하는 소재가 압연 가공되고, 따라서 공형롤의 카리버(210)는 조압연(112), 중간조압연(114),사상압연기(116)로 갈수록 그 반경이 감소된다.

그런데, 도 2에서 도시한 종래의 압연기 공형롤(200)의 경우에는 일체로 된 원통상의 롤본체에 동일한 공형부를 여러 개 가공한 것으로, 열간선재의 압연이 수행중에 공형부중 하나의 마모가 발생되어도 공형롤 자체의 압연기 분리와 보수 유지작업이 수행되었다.

한편, 도 3 및 도 4에서는 종래의 다른 공형롤을 도시하고 있는데, 이 다른 공형롤(300)은 롤본체(310)와 여러개의 카리버(322)가 형성된 공형부(320)를 분리 조립하는 형태로 구성한 것으로, 공형부의 카리버 마모가 발생되면 작업 패스라인에서 이동하여 공형부(320)만을 교체하여 신속하게 보수 유지하고, 라인의 가동을 유지시키도록 하였다.

그런데, 최근 선재압연의 생상성 증대 및 공형롤의 카이버부분의 마모를 방지하기 위하여, 공형부의 표면 경도가 우수한 콤포지트(composite) 공형롤이 주로 사용되고 있다.

예를 들어, 이와 같은 콤포지트 공형롤은 열간소재(선재)가 집적 접촉되면서 실질적인 압연이 이루어 지는 카리버(322)가 형성되는 공형부(320) 부분을 텅스턴-카본 합금 재질로 형성시킨 것으로 경도가 매우 우수한 주강품으로 구성하여 이를 롤본체(310)에 조립하여 압연 공형롤(300)을 구성하는 것이다.

따라서, 이와 같은 종래의 콤포지트 공형롤(300)은 표면 경도가 매우 높은 공형부를 롤 본체에 조립 구성하기 때문에, 열간압연시 공형부 카리버부분의 마모가 크게 저감되었고, 이는 압연 생산성은 물론, 공형롤 사용 수명의 연장과 같은 여러 이점을 제공하고 있다.

그러나, 도 4에서 도시한 바와 같이, 종래의 다른 공형부가 조립 분리되면서 합금재질로 된 공형부를 갖는 다른 공형롤(300)은, 롤본체(310)에 카리버(322)가 형성된 2개의 공형부(320)를 롤본체 중앙의 지지돌부(312)를 기점으로 그 양측에서 롤본체에 스크류형태로 조립되는 고정링(330)으로 고정하되 추가로 상기 고정 링(330)을 따라 체결되는 고정볼트(340)로서 공형부(320)의 롤본체 조립을 완료하는 구조였다.

따라서, 마모 저감등의 이점을 제공하지만, 종래의 다른 롤본체(310)와 분리 조립되는 공형부(320)를 갖는 공형롤(300)에 있어서는, 열간 선재 압연시 지속적인 과중한 마찰 부하를 연속하여 받게되면, 열적 영향을 받는 콤프지트 공형부(320)가 롤본체(310)로 부터 이완되는 문제가 발생되었다.

즉, 마모 저감을 위하여 경도는 우수하지만 압연 부하에 따른 열적 영향으로 롤본체와 공형부가 이완되는 현상이 발생되는데, 이와 같은 이완은 공형부(320)와 롤본체 중앙 지지돌부(312) 또는 고정링(330)에 체결된 고정볼트(340)사이의 미세한 틈을 발생시키고, 이경우 열간 선재와 직접적으로 접촉하여 부하를 받는 카리버(322)가 형성된 공형부(320)는 롤본체와 일체로 회전 구동되지 않고 롤본체에서 슬립 회전되는 문제가 발생되는 것이다.

또한, 종래의 다른 공형롤(300)의 경우에는, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 2개의 공형부(320)가 2개의 고정링 등의 고정체로 롤본체에 밀착 고정되고 고정볼트(340)들로 조립 완료되는 구조이므로, 고정링이나 고정볼트에 의한 밀착부위에서 열간선재 압연시 반복적이고 지속적인 압연부하와 진동을 받게되면 고정볼트에 의한 고정력이 이완되는 다른 문제점도 있었다.

특히, 종래의 다른 공형롤(300)의 경우, 롤본체 중앙 지지돌부를 두고 2개의 공형부(320)를 조합하여 밀착 조립되는 구조이나, 공형부가 2개로 분리되어 있어 그만큼 롤본체의 길이가 소정 길이 이상으로 요구되고, 공간확보도 필요하며 공형 부의 수가 복수인 만큼, 공형부 교체, 보수 유지 작업시 작업시간이 늘어나고 설비의 휴지 기간도 증가되는 다른 문제점들도 발생되었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 공형부를 기존의 2개의 분리 조립형에서 일체형으로 하되 종래 공형부 이완에 따른 슬립문제를 보다 효과적으로 해결한 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤을 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 경도가 우수한 공형롤의 이완에 따른 슬립을 효과적으로 차단하여 슬립에 의한 마모 증대나 압연 불량을 미연에 예방하도록 한 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤을 제공하는 데에 있다.

또한,본 발명의 다른 목적은, 종래 다수개의 공형부를 하나의 일체형 공형부로 구성하여 실질적인 압연을 수행하는 공형부 카리버를 증가시킴으로서, 압연 생산성을 보다 향상시키는 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 압연기에 장착되어 회전 구동되는 롤몸체;

상기 롤몸체에 분리형으로 조립되고 소재를 압연하는 다수의 카리버들이 형성된 일체형의 공형부; 및,

상기 롤몸체와 공형부가 밀착 협력되어 롤몸체와 공형부간의 슬립을 방지토록 구비된 공형부 슬립방지수단;

을 포함하여 구성된 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤을 제공한다.

바람직하게는, 상기 롤몸체의 일측에는 공형부의 일측면이 밀착 지지되는 지지돌부가 일체로 구비되고, 상기 롤몸체의 지지돌부는 상기 공형부 슬립방지수단을 포함하고, 상기 롤몸체의 타측은 나사 형성되어 이에 고정되는 고정링으로 상기 공형부가 상기 롤몸체의 지지돌부와 고정링사이에서 밀착 조립 구성된다.

더 바람직하게는, 상기 공형부 슬립방지수단은, 상기 롤몸체의 일측에 구비되는 상기 롤몸체의 지지돌부와 이에 밀착되는 공형부의 일측 밀착면간의 슬립 회전을 차단토록 각각 일체로 구비되는 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부와 공형부측 테이퍼부로 구성되어 있다.

여기서, 더 바람직하게는 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부 표면과 공형부측 테이퍼부 표면 중 적어도 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부에는 슬립 방지력을 높이는 미세돌기(dot)들이 더 구비되는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5에서는 본 발명에 따른 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤의 조립상태를 도시하고 있고, 도 6은 본 발명인 공형롤의 조립상태를 구조도로 도시하고 있고, 도 7 및 도 8에서는 본 발명인 공형롤의 롤몸체와 일체형 공형부를 각각 도시하고 있고, 도 9는 본 발명인 공형롤의 조립 구조를 분할 형태로 도시하고 있다.

즉, 도 5.6 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤(1)은 크게 압연기에 장착되어 회전 구동되는 롤몸체(10)(도 7 참조)와, 상기 롤몸체(10)에 분리형으로 조립되고 소재를 압연하는 다수의 카리버(32)들이 연이어 형성된 일체형의 공형부(30)(도 8참조) 및, 상기 롤몸체(10)와 공형부(30)가 밀착 협력되어 롤몸체와 공형부간의 슬립을 방지토록 구비된 공형부 슬립방지수단(50)를 포함하여 구성된 것에 그 특징이 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명의 공형롤(1)은 1차적으로는 기존에 공형부가 롤몸체의 중앙 지지체를 기점으로 분할되는 형태에서 본 발명의 공형부(30)는 일체형으로 구성한 것에 그 특징이 있는데, 일체형 공형부(30)인 경우 카리버(32)가 기존에 비하여 더 많이 구비될 수 있는 이점을 제공한다.

또한, 일체형 공형부(30)는 다음의 도 9에서 설명하듯이, 한번에 롤몸체에서 분리하거나 조립되기 때문에 조립 조업을 보다 간편하게 할 것이다.

특히, 본 발명의 공형부(30)는 앞에서 설명한 경도가 우수한 텅스턴 합금 등으로 된 콤포지트 공형부로 형성되어 카리버(32)의 마모를 저감시킨다.

그리고, 본 발명의 공형롤(1)에서 다른 실질적인 특징은, 공형부(30)가 조립후 압연 조업시 카리버(32)를 통과하는 소재 압연시 가해지는 과도한 마찰 부하로 인하여 공형부(30)가 롤몸체에서 슬립 회전되는 것을 방지시키는 공형부 슬립방지수단(50)을 구비한 것에 그 특징이 있다.

이와 같은 공형부 슬립장지수단(50)은 다음에 상세하게 설명한다.

한편, 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 롤몸체(10)는 압엽기에 각각 회전 가능하게 연결되는 양측의 축수부(10a)(10b)를 포함하고, 공형부(30)가 조립되는 몸체부분은 이보다는 더 직경이 크게 되고, 일측 축수부(10a)측에는 고정링(70)이 조립되는 나사가 형성되어 있다.

이때, 상기 고정링(70)에는 나사 체결후 조립된 공형부(30)을 압박 고정하는 고정볼트(72)들이 그 원부방향으로 여러 개가 체결되게 된다.

또한, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 롤몸체 나사에는 고정링(70)을 통과하여 끼워져 고정링 유동이나 이탈을 방지하는 키(74)가 조립되는 키홈(74a)이 형성되어 있다.

따라서, 도 6 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 공형롤(1)에서는 나사가 일측에만 형성되고 고정링(70)도 하나만 조립되는 구조이므로 기존에 양측에서 고정링과 나사 체결하는 조립작업에 비하여 단지 공형부 무게만 더 나갈뿐 조립을 더 신속하게 한다.

이때, 도 5 내지 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명 공형롤(1)의 롤몸체(10)의 일측에는 상기 공형부(30)의 일측면(32)이 밀착 지지되는 지지돌부(12)가 일체로 구비된다.

따라서, 이와 같은 상기 롤몸체(10)의 지지돌부(12)는 공형부의 롤몸체 조립시 공형부(30)의 일측 밀착부(34)가 밀착되어 지지되고, 타측에서는 앞에서 상세하게 설명한 고정링(70)이 조립 압박하여 공형부(30)의 카리버(32)를 소재가 통과하면서 압연 조업이 수행된다.

즉, 도 9에서 도시한 바와 같이, 먼저 롤몸체(10)를 조립 작업대 위에 놓고 콤포지트 공형부(30)를 그 중앙 중공부를 통하여 롤몸체(10)에 삽입시키고, 고정링(70)을 롤몸체 나사에 체결하고, 키(74) 조립한후 고정볼트(72)들을 조작하여 공형부(30)의 일측 밀착부(34)가 상기 롤몸체의 지지돌부(12)에 긴밀하게 밀착 고정되도록 한다.

다음, 앞에서 도시한 바와 같이, 본 발명인 공형롤에서 실질적인 공형부 슬립방지수단(50)은, 도 5, 도 6 및, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 롤몸체의 일측에 구비된 롤몸체의 지지돌부(12)와 이에 밀착되는 공형부(30)의 일측 밀착부(34)간의 슬립 회전을 차단토록 상기 롤몸체의 지지돌부와 공형부 일측 밀착면에 일체로 형성되는 각각의 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부(52)와 공형부측 테이퍼부(54)로 구성된 것에 그 특징이 있다.

이때, 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부(52)와 공형부측 테이퍼부(54)는 그 경사정도 예를 들어, 도 7과 도 8의 'T' 만큼 서로 동일한 역경사로 테이퍼 져 있기 때문에, 조립시 긴밀하게 밀착된다.

따라서, 공형부가 카리버부위에서 압연중에 과도한 부하를 받아도 상기 공형부(30)는 상기 롤몸체의 지지돌부(12)와 밀착되는 한 각각의 테이퍼부가 그 회전을 완전하게 차단하기 때문에, 기존의 회전 슬립이 효과적으로 차단되게 되는 것이다.

결국, 본 발명의 공형롤(1)은 공형부 슬립에 따른 압연 불량과 같은 여러 문제들을 해소시킨 것이다.

다음, 도 10에서는 본 발명인 공형롤(1)의 다른 변형예를 도시하고 있는데, 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부(52)의 표면과 공형부측 테이퍼부(54)의 표면 중 적어도 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부 표면에는 슬립 방지력을 높이는 미세돌기(dot)(90)들이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

따라서, 공형부(30)는 경도가 우수한 텅스턴 합금 등의 콤포지트로 구성하되 롤몸체는 통상의 롤몸체 재질로 하면, 상기 롤몸체에 돌기들을 형성시키는 것은 가능하고, 이경우 공형부 밀착부(34)의 롤몸체의 지지돌부(12)간 밀착시 마찰력이 증대되어 공형부(30)의 슬립이 더 효과적으로 방지된다.

한편, 본 발명의 공형롤(1)에서 상기 슬립방지수단(50)을 구성하는 롤몸체의 지지돌부(12)와 공형부 밀착부는 장폭 롤몸체 축수부(10a)측에 배치되는 것이 상기 롤몸체의 지지돌부 형성공간을 확보하는 점에서 바람직할 것이다.

이와 같은 본 발명인 롤몸체에 조립되는 분리 조립형 공형부를 갖는 공형롤에 의하면, 경도가 우수한 콤포지트 공형롤의 이완에 따른 슬립을 효과적으로 차단하여 슬립에 의한 마모 증대나 압연 불량을 미연에 예방하여 조업 생산성을 향상시키는 우수한 효과를 제공한다.

또한, 종래 다수개의 공형부를 하나의 일체형 공형부로 구성하여 실질적인 압연을 수행하는 공형부 카리버를 증가시킴으로서, 압연 생산성을 향상시키는 다른 우수한 효과도 제공한다.

그리고, 일체형 공형부는 롤몸체 조립 분리등이 한번에 완료되기 때문에, 공형부, 공형롤의 보수 유지 작업을 용이하게 하는 이점도 제공한다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

압연기에 장착되어 회전 구동되는 롤몸체;

상기 롤몸체에 분리형으로 조립되고 소재를 압연하는 다수의 카리버들이 형성된 일체형의 공형부; 및

상기 롤몸체와 공형부가 밀착 협력되어 롤몸체와 공형부간의 슬립을 방지토록 구비된 공형부 슬립방지수단;

을 포함하여 구성된 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤.
제 1항에 있어서, 상기 롤몸체의 일측에는 공형부의 일측면이 밀착 지지되는 지지돌부가 일체로 구비되고, 상기 롤몸체의 지지돌부는 상기 공형부 슬립방지수단을 포함하고,

상기 롤몸체의 타측은 나사 형성되어 이에 고정되는 고정링으로 상기 공형부가 상기 롤몸체의 지지돌부와 고정링사이에서 밀착 조립 구성되는 것을 특징으로 하는 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공형부 슬립방지수단은, 상기 롤몸체의 일측에 구비되는 지지돌부와 이에 밀착되는 공형부의 일측 밀착면간의 슬립 회전을 차단토록 각각 일체로 구비되는 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부와 공형부측 테이퍼부로 구성된 것을 특징으로 하는 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤.
제 3항에 있어서, 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부 표면과 공형부측 테이퍼부 표면중 적어도 상기 롤몸체의 지지돌부측 테이퍼부에는 슬립 방지력을 높이는 미세돌기(dot)들이 더 구비된 것을 특징으로 하는 선재 압연용 공형부 일체형 공형롤.