KR100896640B1 - 슬래브 가장자리의 라운딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 및 제2 연삭 유닛을 이용하여 슬래브의 길이 방향 가장자리에 라운딩 작업을 수행하는 슬래브 가장자리의 라운딩 장치에 관한 것이다. 본 발명의 슬래브 가장자리의 라운딩 장치는 이송되는 슬래브(S)의 길이 방향 가장자리를 소정 각도로 연삭하고 연삭된 부위를 다듬는 라운딩 작업을 수행하는 라운딩 헤드(40); 상기 라운딩 헤드(40)를 수직 이동시키는 제1 구동부(14); 및 상기 라운딩 헤드(40)를 수평 이동시키는 제2 구동부(20)를 구비한다. 본 발명에 따라 종래 기술에 따른 라운딩 방법에서 가열 및 냉각의 반복에서 야기될 수 있는 슬래브의 품질 저하를 방지할 수 있다.

슬래브, 라운딩, 연삭, 다듬기, 베벨 기어

Description

슬래브 가장자리의 라운딩 장치{ROUNDING APPARATUS OF SLAB EDGES}

도 1은 종래 기술에 따른 슬래브 가장자리에 대한 라운딩 작업을 실시하는 일례.

도 2는 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 장치의 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 라운딩 헤드의 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 어드바이저 유닛의 사시도.

도 5는 도 4의 A-A 선을 따라 절취한 단면도.

도 6은 도 2에 도시된 제1 연삭 유닛의 사시도.

도 7은 도 6의 B-B 선을 따라 절취한 단면도.

도 8은 도 2에 도시된 제2 연삭 유닛의 사시도.

도 9는 도 8의 C-C 선을 따라 절취한 단면도.

도 10은 도 9의 D 부분을 나타내는 상세도.

도 11은 도 2에 도시된 제2 구동부의 상하 이동 구조를 나타낸 부분 절개된 사시도.

도 12는 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 장치의 적용을 나타내는 개략도.

도 13은 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 작업에서 라운딩 헤드의 위치를 단계별로 나타낸 도면.

도 14는 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 작업에서 슬래브의 위치를 단계별로 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

14, 20: 제1,2 구동부 15: 가이드 바

16: 수직 이동대 17: 가이드 레일

19: 프록시머티 스위치 40: 라운딩 헤드

410: 어드바이저 유닛 420, 430: 연삭 유닛

423, 433: 그라인더

본 발명은 연속 주조 공정에서 생산된 슬래브의 가공 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제1 및 제2 연삭 유닛을 이용하여 슬래브의 길이 방향 가장자리에 라운딩 작업을 수행하여 기존의 가열 작업 방식에서 야기되는 슬래브의 품질 저하를 방지하는 슬래브 가장자리의 라운딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속 주조 공정에서 생산된 슬래브를 가공 및 손질하는 방법으로 는 이른바 스카핑이 널리 사용된다. 이 방법은 가스 및 산소를 이용한 가열에 의해 슬래브 표면의 홈을 제거한다. 또한 압연 공정에서 야기될 수 있는 결함을 미리 방지할 목적으로 슬래브의 형태를 일부 가공하는 기술이 채택된다.

이러한 방법의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 먼저 슬래브(S)를 베드에 배열한 후, 작업자(102)가 안전 보호구인 보안면, 방열복 및 내열화 등을 착용하고 슬래브(S) 위에서 이동하면서 가스 토치(101)를 사용해 수작업으로 슬래브의 길이 방향 가장자리에 대한 라운딩 작업을 수행한다. 또한 가스 및 산소를 이용하여 슬래브(S)의 표면 홈을 제거하는 방법 등이 주로 사용되고 있다.

하지만 종래와 같이 가스 토치를 이용한 수작업에 의한 슬래브 가공 및 손질 방법은 처리량에 한계가 있으며, 라운딩 작업시 발생되는 분진 및 폐가스는 환경 오염의 원인이 되고 작업자의 안전과 건강을 위협하게 된다. 또한 고열의 슬래브가 냉각된 다음 다시 열이 가해지기 때문에 탄소 함량에 따라 제2 결함인 크랙이 유발되어 품질에 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 제1 및 제2 연삭 유닛을 이용하여 슬래브의 길이 방향 가장자리에 라운딩 작업을 수행하여 기존의 가열 작업 방식에서 야기되는 슬래브의 품질 저하를 방지하는 슬래브 가장자리 라운딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따라 제공되는 슬래브 가장자리의 라운딩 장치는 이송되는 슬래브의 길이 방향 가장자리를 소정 각도로 연삭하고 연삭된 부위를 다듬는 라운딩 작업을 수행하는 라운딩 헤드; 상기 라운딩 헤드를 수직 이동시키는 제1 구동부; 및 상기 라운딩 헤드를 수평 이동시키는 제2 구동부를 구비한다.

이하 첨부 도면과 연계되어 설명되는 본 발명의 여러 가지 특징 및 장점은 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 장치의 사시도이다. 도 2에 도시된 라운딩 장치는 평탄한 상부 플레이트(11)와 이 상부 플레이트를 지지하는 네 개의 다리(12)를 갖는 라운딩 프레임(10)을 구비한다. 상기 라운딩 프레임(10)의 하측에는 일련의 이송 롤러(13)가 설치되어 슬래브(S)를 길이 방향을 따라 이송시킨다.

한편 상기 상부 플레이트(11)의 아래에는 2 개의 제1 구동부(14) 및 2 개의 가이드 바(15)에 의해 현수된 수직 이동대(16)가 설치되어 있다. 상기 수직 이동대(16)는 제1 구동부(14)의 작동에 의해 수직으로 이동되며, 상기 가이드 바(15)에 의해 안내된다.

상기 수직 이동대(16)는 양 단부로터 측면 가장자리를 따라 중심부쪽으로 연장된 가이드 레일(17)이 전면 및 후면에 각각 한 쌍씩 설치되어 있으나, 후면의 가 이드 레일은 편의상 그 도시를 생략한다. 상기 가이드 레일(17)이 종료하는 수직 이동대(16)의 중앙 부위는 수직으로 돌출되어 돌출부(18)를 형성하며, 대체로 가이드 레일(17)의 중간부로부터 상기 돌출부(18)까지 일련의 프록시머티 스위치(19, proximity switch)가 설치되어 있다.

상기 수직 이동대(16)의 양쪽 하측에는 본 발명의 라운딩 헤드(40)가 활주 부재(45)에 의해 상기 가이드 레일(17)에 활주 결합되어 있다. 한편 이들 라운딩 헤드(40)는 상기 수직 이동대(16)에 수직 브래킷으로 고정되고 활주 부재(45)에 의해 상기 상부 플레이트(11)에 상하 활주 가능하게 결합된 제2 구동부(20)에 결합되어 있다. 따라서 이들 라운딩 헤드(40)는 상기 제1 구동부(14)의 작동에 따라 상기 수직 이동대(16)가 수직 이동하면 따라서 수직 이동하고, 상기 제2 구동부(20)가 작동하면 수평 방향으로 이동하게 된다.
한편, 제1 구동부(14)와 제2 구동부(20)는 유압실린더일 수 있다.

이하 도 3 내지 10을 참조하여 상기 라운딩 헤드(40)의 구성을 설명한다.

도 3에 도시된 라운딩 헤드(40)는 대체로 "ㄱ"자 형상의 외형을 가지며, 연속해서 배치된 3 개의 라운딩 유닛 즉 어드바이저 유닛(410), 제1 연삭 유닛(420) 및 제2 연삭 유닛(430)으로 구성된다. 상기 유닛(410, 420, 430)은 측면을 따라 연장된 연결 플레이트(46)에 의해 서로 결합되어 있다.

도 4 및 도 5에는 상기 어드바이저 유닛(410)이 도시되어 있다. 상기 어드바이저 유닛(410)은 세 개의 블록 즉 수평 블록(410A), 연결 블록(410B) 및 수직 블록(410C)으로 구성된다.

상기 수평 블록(410A)의 하면에는 가이드 롤러(411)가 설치되어 있고, 상기 수직 블록(410C)의 도면상의 좌측면에도 동일한 구성의 가이드 롤러(411)가 설치되어 있다. 상기 가이드 롤러(411)는 상기 슬래브(S)가 라운딩 헤드(40)를 통해 진행할 때 슬래브(S)가 어드바이저 유닛(410)에 부딪히지 않고 지나갈 수 있도록 안내한다. 한편 상기 연결 블록(410B)은 상기 슬래브(S)가 부딪히지 않도록 "ㄱ"자 형태로 만입되어 있다.

도 6 및 도 7에는 상기 제1 연삭 유닛(420)이 도시되어 있다. 상기 제1 연삭 유닛(420)은 상기 어드바이저 유닛(410)과 마찬가지로 세 개의 블록 즉 수평 블록(420A), 연결 블록(420B) 및 수직 블록(420C)으로 구성된다.

상기 수평 블록(420A)의 하면에는 가이드 롤러(421)가 설치되어 있고, 상기 수직 블록(420C)의 도면상의 좌측면에도 동일한 구성의 가이드 롤러(421)가 설치되어 있다. 상기 가이드 롤러(421)는 상기 슬래브(S)가 라운딩 헤드(40)를 통해 진행할 때 슬래브(S)가 제1 연삭 유닛(420)에 부딪히지 않고 지나갈 수 있도록 안내한다.

한편 연결 블록(420B)은 좌측 하단에서 그 단면이 호형으로 만입되어 있으며, 상기 호형 만입부(422)에는 이송되는 슬래브(S)의 상부 가장자리를 대략 45도로 연삭하기 위한 제1 그라인더(423)가 설치되어 있다. 상기 제1 그라인더(423)는 그 표면에 공업용 다이아몬드가 부착되며, 샤프트(424)가 제1 모터(425)의 샤프트(426)와 동축으로 결합됨으로써 상기 제1 모터(425)의 회전에 따라 구동된다. 한편 상기 수평 블록(420A)의 우측 단부에 인접한 부분으로부터 상기 연결 블록(420B)의 좌측 단부에 인접한 부분을 따라 관통공(427)이 형성되어 있다. 상기 관통공(427)은 상기 제1 그라인더(423)에 냉각수를 공급하는 제1 스프레이(428)를 수용한다.

도 8 및 도 9에는 상기 제2 연삭 유닛 또는 다듬기 유닛(430)이 도시되어 있다. 상기 제2 연삭 유닛(430)은 상기 어드바이저 유닛 및 제1 연삭 유닛(410, 420)과 마찬가지로 세 개의 블록 즉 수평 블록(430A), 연결 블록(430B) 및 수직 블록(430C)으로 구성된다.

상기 수평 블록(430A)의 하면에는 가이드 롤러(431)가 설치되어 있고, 상기 수직 블록(430C)의 도면상의 좌측면에도 동일한 구성의 가이드 롤러(431)가 설치되어 있다. 상기 가이드 롤러(431)는 상기 슬래브(S)가 라운딩 헤드(40)를 통해 진행할 때 슬래브(S)가 제2 연삭 유닛(430)에 부딪히지 않고 지나갈 수 있도록 안내한다.

한편 연결 블록(430B)은 좌측 하단에서 그 단면이 호형으로 만입되어 있으며, 상기 호형 만입부(432)에는 이송되는 슬래브(S)의 대략 45도로 연삭된 상부 가장자리를 다듬기 위한 제2 그라인더(433)가 설치되어 있다. 상기 제2 그라인더(433)는 그 표면에 공업용 다이아몬드가 부착되며, 샤프트(434)가 제2 모터(435)의 샤프트(436)와 수직으로 결합됨으로써 상기 제2 모터(435)의 회전에 따라 상기 제2 모터(435)에 수직인 방향으로 구동된다.

도 9의 D 부분을 상세히 나타내는 도 10을 참조하면, 상기 제2 그라인더(433)의 샤프트(434)는 한 쌍의 베벨 기어(439)에 의해 상기 제2 모터(435)의 샤프트(436)에 연결되어 있다. 샤프트(434)의 상부는 제2 그라인더(433)의 관통공 속으로 삽입되어 베어링(441)에 의해 제2 그라인더(433)와 연결되고 그 단부는 고정 캡(440)에 나사 결합된다. 상기 고정 캡(440)은 상기 연결 블록(430B)의 일측 즉 도 8에서 연결 블록(430B)의 우측 부분에 고정되어 있다. 상기 샤프트(434)의 타단은 연결 블록(430B)의 좌측 부분에 고정된 베어링 캡(442)에 결합되어 있다.

위와 같은 구성에 의해 상기 제2 그라인더(433)는 상기 제1 그라인더(423)에 의해 대략 45도로 연삭된 슬래브의 가장자리를 만곡된 형상으로 다듬을 수 있다.

한편 상기 수평 블록(430A)의 우측 단부에 인접한 부분으로부터 상기 연결 블록(430B)의 좌측 단부에 인접한 부분을 따라 관통공(437)이 형성되어 있다. 상기 관통공(437)은 상기 그라인더(433)에 냉각수를 공급하는 스프레이(438)를 수용한다.

도 11은 도 2에 도시된 제2 구동부(20)의 상하 이동 구조를 나타낸다. 상기 제2 구동부(20)는 일측이 한 쌍의 현수 브래킷(22)에 의해 상기 수직 이동대(16)의 하측에 고정되어 있고, 타측에는 한 쌍의 활주판(22)이 부착되어 있다. 상기 활주판(22)은 상기 상부 플레이트(11)에 고정된 한 쌍의 가이드 브래킷(23)의 가이드 슬롯(24)에 삽입되어 있다. 이 가이드 슬롯(24)은 상기 제2 구동부(20)가 수직 이동대(16)에 의해 수직 이동할 때 흔들리지 않고 수평 상태를 유지하게 한다. 상기 가이드 브래킷(23)의 하단은 연결 브래킷(25)의 의해 연결되어 제2 구동부(20)가 더 이상 하향 이동하지 못하게 한다.

한편 상기 제2 구동부는 필요에 따라 유압 모터를 포함하는 다른 적절한 구동 수단으로 구성될 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 장치의 적용을 나타내는 개략적인 사시도이다. 도 12를 참조하면, 슬래브(S)는 일련의 이송 롤러(13)에 의해 상기 라운딩 프레임(10)으로 이송된다. 상기 라운딩 프레임(10)의 전방에는 포지셔닝 기구(29)가 설치되어 있으며, 감지된 상기 슬래브(S)의 폭은 피지(30)에 의해 PLC를 포함하는 제어 장치(35)로 전송된다. 제1 핀치 롤러(26)는 라운딩 프레임(10) 직전방에 배치되어 라운딩 프레임(10)에 진입하는 슬래브(S)의 상부 표면과 접촉한다. 상기 핀치 롤러(26) 하측 후방에 배치된 메저링 롤러(31)는 슬래브(S)로 상승하여 슬래브(S)의 길이를 측정하고 제1 핀치 롤러(26)의 상승 시점 및 라운딩 프레임(10) 후방의 제2 핀치 롤러(32)의 상승 및 하강 시점을 검출한다. 라운딩 프레임(10) 우측 하측에 제1 라이트 배리어(27)가 배치되어 라운딩 프레임(10)으로의 슬래브(S)의 진입을 검출하고, 라운딩 프레임(10)의 대체로 중간 하측에는 제2 라이트 배리어(28)가 배치되어 있다.

위와 같이 검출된 값들은 상기 제어 장치(35)로 전송되며, 제어 장치(35)는 롤러 운전 패널(33)의 조작에 의한 슬래브 사이징을 수행하고 라운딩 장치 운전 패널(34)의 조작에 의한 슬래브 라운딩 작업을 수행한다.

이하 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 장치를 이용한 라운딩 작업에 대해 설명한다.

도 13은 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 작업에서 라운딩 헤드의 위치를 단계별로 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 제1 라이트 배리어(27)가 슬래브(S)를 감지하면, 포지셔닝 기구(29)가 작동되어 슬래브(S)의 사이징을 수행한 다음 원래 위치로 후퇴한다(S11). 이어 컨트롤 스위치인 노치가 작동되면, 제2 구동부(20)의 작동에 의해 라운딩 헤드(40)는 하나씩 수평 블록(410A, 420A, 430A)이 상기 슬래브(S)에 대략 1 내지 2mm의 위치에 스탠드오프(stand-off)한다(S12). 제1 구동부(14)의 작동에 의해 수직 이송대(16)가 하강하고 그에 따라 라운딩 헤드(40)는 하강되어 수직 블록(410C, 420C, 430C)이 상기 슬래브(S)에 대략 1 내지 2mm의 위치에 스탠드오프(stand-off)한다(S13). 스위치가 온(ON)되면 제1 연삭 유닛(420)의 그라인더(423)가 슬래브(S)의 상측 가장자리를 대략 45도로 연삭하고(S14), 연삭된 슬래브(S)의 상측 가장자리를 제2 연삭 유닛(430)의 그라인더(433)가 2차 연삭하여 둥글게 만곡된 형상을 만든다(S15). 슬래브(S)의 말단이 제2 라이트 배리어(28)를 통과하면 컨트롤 스위치인 노치가 해제되어 라운딩 헤드(40)는 각각의 대기 위치로 후퇴 또는 복귀한다(S16).

도 14는 본 발명에 따른 슬래브 가장자리의 라운딩 작업에서 슬래브의 위치를 단계별로 나타낸 도면이다.

도 14를 참조하면, 상기 슬래브(S)가 라운딩 헤드(40)의 어드바이저 유닛(410) 하측에 진입하여 정지한 상태에서 슬래브(S)의 사이징을 수행한다(S21). 라운딩 헤드(40)를 수평으로 이어서 수직으로 이동시켜 상기 슬래브(S)에 접촉시킨다(S22). 슬래브(S)의 프리 포지셔닝을 수행하고 라운딩 헤드(40)를 수직 및 수평 으로 이동시켜 스탠드오프한다(S23). 제1 및 제2 연삭 작업을 위한 포지션에서 슬래브(S)를 다시 제1 및 제2 연삭 유닛(420, 430) 쪽으로 이동시켜(S24), 제1 연삭 유닛(420)으로 슬래브(S)를 1차 연삭하고(S25), 제2 연삭 유닛(430)으로 슬래브(S)를 2차 연삭하여 다듬는다.

전술한 단계(S11 내지 S16; S21 내지 S26)를 거쳐 상부의 양쪽 가장자리가 라운딩된 슬래브(S)는 별도의 터닝 장치에 의해 뒤집혀진 다음 다시 전술한 작업과 동일한 순서에 의해 하부의 양쪽 가장자리에 대한 라운딩 작업이 수행될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 슬래브 가장자리의 라운딩 장치는 어드바이저 유닛으로 슬래브를 안내하고 제1 및 제2 연삭 유닛으로 슬래브의 상측 가장자리를 연삭하고 다듬어 만곡면을 형성함으로써 종래 기술에 따른 라운딩 방법에서 가열 및 냉각의 반복에서 야기될 수 있는 슬래브의 품질 저하를 방지할 수 있다.

또한 가스 및 산소 등의 연료를 이용하는 수작업에 따른 재해 및 오염을 예방하고, 자동화로 인한 생산성 향상 및 원가 절감을 도모할 수 있다.

Claims (4)

1. 이송되는 슬래브(S)의 길이 방향 가장자리를 소정 각도로 연삭하고 연삭된 부위를 다듬는 라운딩 작업을 수행하는 라운딩 헤드(40);

   상기 라운딩 헤드(40)를 수직 이동시키는 제1 구동부(14); 및

   상기 라운딩 헤드(40)를 수평 이동시키는 제2 구동부(20)를 포함하며,

   상기 라운딩 헤드(40)는

   상기 슬래브(S)의 상면 및 측면과 접촉하여 안내하는 적어도 한 쌍의 가이드 롤러(411)를 갖는 어드바이저 유닛(410);

   상기 슬래브(S)의 상면 및 측면과 접촉하여 안내하는 적어도 한 쌍의 가이드 롤러(421), 상기 슬래브(S)의 가장자리를 소정 각도로 연삭하는 제1 그라인더(423) 및 상기 제1 그라인더(423)를 구동하는 제1 모터(425)를 포함하는 제1 연삭 유닛(420); 및

   상기 슬래브(S)의 상면 및 측면과 접촉하여 안내하는 적어도 한 쌍의 가이드 롤러(431), 상기 제1 그라인더(423)에 의해 연삭된 부위를 다듬는 제2 그라인더(433) 및 상기 제2 그라인더(433)를 구동하는 제2 모터(435)를 포함하는 제2 연삭 유닛(430);

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬래브 가장자리의 라운딩 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 연삭 유닛(430)은 상기 제2 그라인더(433)가 상기 모터(435)와 수직 방향으로 회전하도록 상기 제2 그라인더(433) 및 상기 모터(435)의 샤프트(434, 436)들을 연결하는 한 쌍의 베벨 기어(439)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래브 가장자리의 라운딩 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 슬래브의 치수를 감지하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 감지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬래브 가장자리의 라운딩 장치.

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