KR100831202B1 - 롤갭 조정 장치 - Google Patents

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안상호
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박우진
추동균
이동길
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 롤(Roll)을 사용하는 생산 장비에서 롤갭을 조절할 수 있는 단순한 구조의 롤갭 조정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치는 롤 쵸크들 사이에 위치된 금속 블럭; 및 상기 금속 블럭 내에 배열된 발열체들을 포함한다. 상기 발열체들은 전기 저항체들이며, 전류 인가에 의해 발열이 되되, 상기 금속 블럭 내에서 상호 간에 이격되어 배열된 원기둥 형상들이거나, 상기 금속 블럭 내에서 상호 간에 이격되어 수직 배열된 판 형상들인 것이 가능하다.
롤갭, 롤, 주조

Description

롤갭 조정 장치{AN APPARATUS FOR ADJUSTING ROLL GAP}
도 1a는 기계적인 슬라이딩 방식을 이용하여 롤갭을 조정하는 롤갭 조정 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 1b는 압력 실린더를 이용하여 롤갭을 조정하는 롤갭 조정 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 3a는 도 2의 절단선 III-III을 따라 절단하여 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치의 단면도이다.
도 3b는 도 2의 절단선 III-III을 따라 절단하여 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤갭 조정 장치의 단면도이다.
본 발명은 롤(Roll)을 사용하는 생산 장비에서 롤갭을 조절할 수 있는 단순한 구조의 롤갭 조정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 알루미늄, 마그네슘 등의 경량 금속을 생산하는 주조기 등에서 는 트윈롤을 사용하여 판재 주조를 행한다. 또한 주조기뿐만 아니라 압연기에서는 최소 2단롤 이상의 롤을 사용하여 판재의 압연을 하고 있다. 이러한 장치에서 정확한 치수의 판재를 생산하기 위해서는 롤 사이의 간격을 조절하는 롤갭 조정 장치가 사용되어야만 한다.
일반적으로 조업 전에 롤 양 끝의 롤갭을 정확하게 조정하게 되며, 조업 중에는 발생 가능한 이상현상에 대하여 적게는 수 ㎛에서 많게는 수십 ㎛ 정도의 변화를 주면서 판재의 치수정밀도를 높이게 된다. 따라서 롤갭 조정 장치의 일반적인 가용범위는 100㎛ 정도라도 충분히 실용적으로 사용 가능하다.
일반적으로 사용되는 롤갭 조정 장치는 기계적인 슬라이딩 방식을 이용하여 롤갭을 조정하는 방식과 압력 실린더를 이용하여 롤갭을 조정하는 두가지 방식이 존재한다.
도 1a는 기계적인 슬라이딩 방식을 이용하여 롤갭을 조정하는 롤갭 조정 장치를 간략히 도시한 개념도이다. 도 1b는 압력 실린더를 이용하여 롤갭을 조정하는 롤갭 조정 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
롤갭 조정 장치(10, 20)는 상부 롤(1)이 연결된 상부 롤 초크(roll chock; 2)와 하부 롤(3)이 연결된 하부 롤 초크(4) 사이에 위치되며, 롤갭(RG)은 상부 롤(1)과 하부 롤(3) 사이의 간격으로 정의된다.
기계적인 슬라이딩 방식을 이용해서 롤갭(RG)을 조정하는 경우에는 도 1a에 도시된 바와 같이 서로 엇갈린 두개의 금속 블럭들(11, 12)이 상호 간에 슬라이딩되며 움직이게 되어 있으며, 이러한 슬라이딩을 통해서 롤갭(RG)이 조정되는 방식 이다.
이러한 기계적인 슬라이딩 방식은 슬라이딩을 통해서 상부 롤(1)의 무게를 충분히 극복하는 동시에, 상부 롤(1)과 하부 롤(3) 사이를 통과하는 판재의 압하력을 극복하여야 하므로 상부 롤(1)의 무게가 무겁거나 압하력이 높은 경우에는 사용에 한계가 있을 수 있다.
압력 실린더를 이용해서 롤갭(RG)을 조정하는 경우에는 주로 유압 실린더를 이용하게 된다. 따라서 상대적으로 상부 롤(1)의 무게가 무거운 경우나 압하력이 높은 경우에도 용이하게 사용이 가능한 방식이다. 그러나, 이러한 경우에는 유압을 이용하게 되므로 유압장치가 추가적으로 필요할 뿐 아니라 유압 실린더의 크기가 일반적으로 작지 않으므로 설치가 용이하지 못한 경우가 생길 수 있다.
본 발명의 목적은 작은 크기를 가지며, 높은 압하력 및 무거운 무게의 롤에서 사용 가능한 온도 조절형 롤갭 조정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치는 롤 쵸크들 사이에 위치된 금속 블럭; 및 상기 금속 블럭 내에 배열된 발열체들을 포함한다.
상기 발열체들은 전기 저항체들이며, 전류 인가에 의해 발열이 되되, 상기 금속 블럭 내에서 상호 간에 이격되어 배열된 원기둥 형상들이거나, 상기 금속 블럭 내에서 상호 간에 이격되어 수직 배열된 판 형상들인 것이 가능하다.
상기 금속 블럭은 스테인레스강, 탄소강, 니켈 계열 초합금 또는 코발트 계 열 초합금으로 이루어질 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치(110)은 상부 롤(101)과 연결된 상부 롤 쵸크(102)와 하부 롤(103)과 연결된 하부 롤 쵸크(104) 사이에 위치된 금속 블럭(111) 내에 발열체(112)를 삽입하고, 발열체(112)와 연결된 온도 조절 장치(113)에 의하여 온도를 조절하도록 구성된다. 발열체(112)는 전기 저항체로 이루어지는 것이 가능하며, 전류 인가에 의해 발열이 된다.
롤갭 조정 장치(110)는 금속 블럭의 온도에 따른 열팽창계수를 이용하여 롤갭(RG)을 조정한다.
금속 블럭의 높이를 H라고 하고, 금속 블럭의 열팽창계수가 A라고 할 때, 온도에 따라 금속 블럭은 다음의 식에 따라 높이 증가 △H가 발생한다.
△H = H × A × (T - T0)
위 수식에서 T0는 금속 블럭의 초기 온도 (주로 상온)이며, T는 발열에 의해서 조정되어진 금속 블록의 온도이다. 일반적으로 알려진 스틸의 열팽창계수는 약 10-5/℃ 정도이다. 따라서 상온에서 100도씩 온도를 올림에 따라서 약 10-3 × H 정 도의 롤갭(RG)을 증가시킬 수 있게 된다. 여기서, 금속 블럭의 높이 H가 100mm 라면 100㎛ 정도의 롤갭을 증가시킬 수 있게 된다.
따라서 위의 개념을 적용하게 되면, 금속 블럭(111)에 설치된 발열체(112)를 통해서 금속블럭(111)의 온도를 수십도에서 수백도로 조정하여 온도에 따라서 롤갭(RG)을 자유롭게 조정할 수 있다.
표 1에는 금속 블럭으로 사용될 수 있는 금속들에 대하여, 강종별로 온도를 10도 증가시킴에 따라서 조정할 수 있는 롤갭 증가 수치를 표시하였다.
강종 열팽창계수 (/℃) 롤갭 증가치 (온도10℃ 상승, 롤갭블락장치 높이 100mm)
스텐레스강 (300계) 15×10-6 15 ㎛
스텐레스강 (400계) 10×10-6 10 ㎛
탄소강 10×10-6 10 ㎛
Ni-base super alloys 18×10-6 18 ㎛
Co-base super alloys 17×10-6 17 ㎛
도 3a는 도 2의 절단선 III-III을 따라 절단하여 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 롤갭 조정 장치의 단면도이다.
발열체들(112)은 원기둥 형상들이며, 금속 블럭(111) 내에서 상호 간에 이격되어 배열된다.
도 3b는 도 2의 절단선 III-III을 따라 절단하여 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤갭 조정 장치의 단면도이다.
발열체들(212)은 판 형상들이며, 금속 블럭(211) 내에서 상호 간에 이격되어 수직 배열된다.
본 발명의 롤갭 조정 장치는 간단한 온도 조절 장치에 의해서 롤갭을 수㎛의 정확도로 정확히 제어할 수 있어 판재 제품의 치수 정밀도를 높일 수 있으며, 장치가 간단하여 좁은 공간에서도 높은 압하력과 무거운 롤을 가진 장치에서도 롤갭을 쉽게 조절할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 롤 쵸크들 사이에 위치된 금속 블럭; 및
    상기 금속 블럭 내에 배열된 발열체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤갭 조정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체는 전기 저항체이며, 전류 인가에 의해 발열이 되는 것을 특징으로 하는 롤갭 조정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체들은 원기둥 형상들이며, 상기 금속 블럭 내에서 상호 간에 이격되어 배열된 것을 특징으로 하는 롤갭 조정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체들은 판 형상들이며, 상기 금속 블럭 내에서 상호 간에 이격되어 수직 배열된 것을 특징으로 하는 롤갭 조정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 블럭은 스테인레스강, 탄소강, 니켈 계열 초합금 또는 코발트 계열 초합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤갭 조정 장치.
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