KR100946039B1 - 선재 가이드장치 - Google Patents

Abstract

선재 가이드장치가 제공된다.

상기 선재 가이드장치는, 선재 냉각기의 선재 입측과 출측 중 어느 하나 또는 그 모두에 배치되고, 진행 선재의 하측에 배치되는 제1 장치헤드와, 진행 선재의 상측에 배치되는 제2 장치헤드로 구성된 장치헤드; 및, 상기 장치헤드에 구비되면서 진행되는 선재를 향하여 유체를 분사하여 선재를 가이드하도록 제공되는 노즐구멍 또는 노즐부품 중 하나로 이루어 진 유체 분사수단을 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 압연 선재의 수냉대 냉각시 수냉대를 통과하면서 선재의 처짐으로 인한 수냉대 바디와의 마찰을 방지토록 선재 이송을 가이드함으로써, 마찰에 의한 선재 표면의 긁힘 흠 등과 같은 표면 결함 발생을 예방하는 한편, 수냉대를 통과한 선재를 추가로 균일하게 냉각하여 선재의 냉각 편차를 감소시키어, 궁극적으로 선재 제품의 품질을 우수하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

선재 압연, 선재 냉각, 수냉대, 선재 권취

Description

선재 가이드장치{Wire Rod Guiding Apparatus}

본 발명은 선재 가이드장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압연 선재의 수냉대 통과시 그 처짐을 방지시키어 수냉대 바디와의 마찰에 의한 선재 표면의 긁힘 흠 등과 같은 표면 결함 발생을 예방하고, 추가로 수냉대를 통과한 선재의 추가적인 균일 냉각을 구현하여, 선재의 냉각편차를 감소시키기 때문에, 궁극적으로 선재 제품의 품질을 우수하게 한편, 특히 선재 상,하측에 분리 제공된 장치헤드를 통한 서로 다른 분사압 또는 분사량으로 조정된 유체가 선재를 가이드하도록 하여, 선재 직경에 대응하면서 선재의 장치 중심측 가이드 조정도 용이하게 한 선재 가이드장치에 관한 것이다.

알려진 선재의 생산공정은 대략 단면적 160 × 160 mm인 빌렛(billet)을 가열로에서 압연 가능한 900 ~ 1200 ℃ 의 온도로 가열하여 조압연, 중간 조압연, 중간 사상압연, 사상압연 등의 일련의 압연 공정을 수행하고, 압연이 완료된 1000℃ 이상의 소재를 적정한 압연 온도로 냉각시킨 후, 최종 대략 5.5 ~ 16 mm 의 선재를 생산한다.

그리고, 이와 같은 압연된 소재는 권취 전 수냉대에서 대략 800℃ 정도로 냉각한 후, 권취 공정을 수행하고, 권취된 선재코일은 공냉의 열처리후 최종적인 선재제품으로 생산된다.

예를 들어, 도 1에서와 같이, 가열로(110)를 거친 소재(100')(예를 들어 빌렛)는 앞에서 설명한 일련의 압연공정용 압연기(120)(도 1에서는 여러 단계의 압연공정을 압축하여 압연기로 도시함)에 의해 열간 압연된다.

다음, 압연된 소재(100)는 목표하는 재질을 확보하기 위해 수냉대(130)를 통과하면서 수냉되고, 선재 직경에 따라 직경 14mm 이만의 소경 선재(100b)는 레잉헤드(140)에서 권취되고, 직경 14mm 이상의 대경 선재(100a)는 릴러(150)에서 권취되어 권취된 선재코일을 생산하게 된다.

이때 미설명 부호인 R은 소재 이송롤(피딩롤)이다.

한편, 선재는 통상 5mm 의 직경에서 부터 크게는 50 mm 정도의 직경까지 생산되는데, 고객이 요구하는 선재의 재질은 직경(치수)에 관계없이 맞추어야 하며, 이러한 재질의 결정은 압연 후 수냉대(130)에서의 냉각과정에서 결정되어 진다.

예컨대, 선재의 상변태 과정에서 요구되는 냉각개시온도를 확보하고 적정한 표면 스케일을 생성하기 위하여 수냉대(130)는 선재의 품질을 결정하는 데에 중요한 설비이다.

한편, 도 2에서는 이와 같은 수냉대(130)의 구조를 상세하게 도시하고 있다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 선재 압연후 소재 냉각단계에서 사용되는 선재 수냉대(130)는, 내부에 인젝터 노즐(132a)이 형성되고 소재 통과공(h)이 구비된 인젝터 노즐헤드(132)와, 스트리퍼 노즐(134a)이 형성되고 소재 통과공(h)이 형성된 스트리퍼 노즐헤드(134)를 포함하는 수냉대 박스(136)들이 소재 이송경로에 맞추어 연속 배치되어 있다.

이때, 인젝터 노즐헤드(132)의 인젝터 노즐(132a)의 냉각수 분사방향은 소재 진행 방향으로 형성되고, 스트리퍼 노즐헤드(134)의 스트리퍼 노즐(134a)의 냉각수 분사방향은 소재 진행방향의 반대 방향으로 냉각수를 분사하도록 형성된다.

따라서, 스트리퍼 노즐(134a)을 포함하는 수냉대 단위 박스(136)에서는 냉각수를 소재 진행방향의 반대방향으로 분사하면서 소재 잔류 냉각수를 제거하여 가능한 수냉대의 용수가 다음 공정으로 넘어가지 않게 한다.

그러나, 앞에서 설명한 바와 같이, 선재 직경이 다양하기 때문에, 상기 노즐헤드(132)(134)들의 소재 통과공(h)은 소재 직경에 대응하여 일일이 맞추어 형성될 수 없다.

예를 들어, 도 2에서 소재(100)의 직경이 16㎜ 정도이면, 각 노즐들의 소재 통과공(h)의 직경은 22㎜ 정도가 된다.

또한, 수냉대 박스(136)들이 연속적으로 설치되기 때문에, 진행되는 소재의 경로를 일정하게 하는 장치도 없다.

결국, 소재(100)는 도 2의 요부도에서 알 수 있듯이, 수냉대 박스내 노즐헤드(132)(134)들의 소재 통과공(h)에서 밑으로 처지는 현상이 발생되고, 이에 따라서 소재(100)가 노즐헤드 바디와 접촉하면서 표면에 긁힘 홈 등의 표면 결함을 발생시키는 문제가 있었다.

또한, 도 2와 같이 소재가 노즐헤드의 소재 통과공(h)의 하부로 처지게 되면, 인젝터 및 스트리퍼 각각의 노즐(132a)(134a)을 통하여 분사되는 냉각수에 의한 소재의 냉각 편차가 발생되는 다른 문제를 초래하는 것이었다.

따라서, 이와 같은 문제를 해소하도록 종래에는 소형 가이드 롤을 노즐헤드내에 설치하거나 가이드 파이프 등을 배치하였지만, 실제 다양한 직경의 소재에 대응하여 그때마다 소형 롤이나 가이드 파이프를 조정 배치하는 것에는 어려움이 있었다.

특히, 소형 가이드롤이나 파이프도 소재와 장시간 접촉 마모하여 소재 진행 경로의 편차를 발생시키면서 앞에서 설명한 소재의 표면 긁힘이나 편 냉각에 의한 소재의 온도편차 문제를 완전하게 해소하는 것은 불가능하였다.

이에 따라서, 본 건의 출원인은 선재 수냉대에서 서로 직경이 다른 노즐헤드 소재 통과공과 소재의 직경사이에 차이가 있어도, 수냉대를 통과하는 소재(선재)에 유체를 분사하여 유체압으로 소재를 가이드하는 본 발명을 제안한 것이고, 이와 같은 수냉대에서의 선재 가이드장치가 요구되는 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 압연 선재의 수냉대 통과시 그 처짐을 방지시키어 수냉대 바디와의 마찰에 의한 선재 표면의 긁힘 흠 등과 같은 표면 결함 발생을 예방하고, 추가로 수냉대를 통과한 선재의 추가적인 균일 냉각을 구현하여, 선재의 냉각편차를 감소시키기 때문에, 궁극적으로 선재 제품의 품질을 우수하게 한편, 특히 선재 상,하측에 분리 제공된 장치헤드를 통한 서로 다른 분사압 또는 분사량으로 조정된 유체가 선재를 가이드하도록 하여, 선재 직경에 대응하면서 선재의 장치 중심측 가이드 조정도 용이하게 한 선재 가이드장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일측면으로서 본 발명은, 선재 냉각기의 선재 입측과 출측 중 어느 하나 또는 그 모두에 배치되고, 진행 선재의 하측에 배치되는 제1 장치헤드와, 진행 선재의 상측에 배치되는 제2 장치헤드로 구성된 장치헤드; 및,
상기 장치헤드에 구비되면서 진행되는 선재를 향하여 유체를 분사하여 선재를 가이드하도록 제공되는 노즐구멍 또는 노즐부품 중 하나로 이루어 진 유체 분사수단;
을 포함하여 구성되되,
상기 유체는 고압수 또는 고압에어로 이루어 지면서, 상기 선재 하측의 제1 장치헤드와 선재 상측의 제2 장치헤드에서 분사되는 상기 유체의 압력 또는 분사량은 서로 다르게 조정되는 선재 가이드장치를 제공한다.

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이와 같은 본 발명의 선재 가이드장치에 의하면, 압연 선재의 수냉대 냉각시 수냉대를 통과하면서 선재의 처짐으로 인한 수냉대 바디와의 마찰을 방지토록 선재 이송을 가이드하도록 하는 개선된 효과를 제공한다.

이에 따라서, 본 발명에 의하면, 마찰에 의한 선재 표면의 긁힘 흠 등과 같은 표면 결함 발생을 예방하는 한편, 수냉대를 통과한 선재를 추가로 균일하게 냉 각하여 선재의 냉각 편차를 감소시킨다.

결국, 본 발명은 궁극적으로 선재 제품의 품질을 우수하게 하는 것이다.
특히, 본 발명은 특히 선재 상,하측에 분리 제공된 장치헤드를 통한 서로 다른 분사압 또는 분사량으로 조정된 유체가 선재를 가이드하도록 하여, 선재 직경에 대응하면서 선재의 장치 중심측 가이드 조정도 용이하게 하는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 종래 기술에서 언급한 수냉대 관련 도면부호는 종래 기술과 같은 도면브호로 나타내고, 그 상세한 설명한 본 실시예에서는 간략한다.

먼저, 도 3 및 도 4에서는 본 발명애 따른 선재 가이드장치(1)를 도시하고 있다.

예컨대, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 본 발명의 선재 가이드장치(1)는, 크게 선재 냉각기 예를 들어, 수냉대(130)의 소재 입측과 출측 중 어느 하나 또는 그 모두에 배치된 장치헤드 및, 상기 장치헤드에 구비되면서 진행되는 소재를 향하여 유체를 분사하여 선재를 가이드토록 구성된 유체 분사수단을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 선재 가이드장치(1)는 선재 수냉대(130)를 통과하는 선재(100)에 유체 예를 들어, 고압수 또는 고압에어를 분사하여 선재 이송을 가이드하되, 특히 수냉대(130)의 인젝터 및 스트리퍼 노즐헤드(132)(134)의 선재 통과공(h)의 중앙을 통과하여 헤드바디부분과 선재가 접촉하지 않고 안정적으로 이송되도록 가이드하는 데에 그 실시예적 특징이 있다.

한편, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 선재 가이드장치(1)에서 상기 장치헤드는, 수냉대(130)의 인젝터 및 스트리퍼 노즐헤드(132)(134)의 내 부 통과공(h)을 통과하여 권취기 측으로 진행하는 선재(100)의 하측에 배치되는 제1 장치헤드(10)를 포함한다.

또한, 본 발명의 선재 가이드장치(1)는, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 제1 장치헤드(10)에 더하여 진행 선재(100)의 상측에 배치되면서 유체 분사수단을 포함하는 제2 장치헤드(30)를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 장치헤드(10)와 제2 장치헤드(30)에 구비되는 상기 유체 분사수단은, 장치헤드에 구비되어 유체를 선재를 향하여 분사토록 구성된 노즐구멍(50) 또는 노즐부품 중 하나로 구성될 수 있다.

따라서, 도 4와 같이, 제1,2 장치헤드(10)(30)의 전면(12)(32)에 형성된 유체 분사구멍(50)의 분사수단을 통하여 분사되는 유체(F)의 압력으로 선재(100)가 각 수냉대 노즐헤드(132)(134)의 통과공(h) 중심에서 이송되도록 가이드한다.

이때, 상기 유체(F)는 수냉대 구간에 본 발명의 장치가 설치되므로 고압수 가 바람직하지만, 필요에 따라 고압의 에어일 수 있다.

예를 들어, 냉각대 수냉대 박스(136) 사이에는 도 3 과 같이 고압수를 분사하는 본 발명의 장치를 배치하고, 최종 수냉대 박스(136)의 출측에는 고압에어를 분사하는 본 발명의 장치를 배치하면 최종 수냉대 박스를 통과하는 소재의 잔류 용수를 고압의 에어로 건조 제거하기 때문에 바람직할 것이다.

이때, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 선재 가이드장치(1)에서 선재 상,하측의 제1 장치헤드(10)(30)의 유체 분사수단인 분사구멍(50)이 형성되는 장치헤드의 전면(12)(32)은, 유체 분사방향을 단면상 원형인 선재(100)에 집 중토록 만곡되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 4와 같이, 장치헤드의 만곡된 전면에 형성된 분사구멍(50)의 방향은 선재를 향하여 각각의 유체분사방향(F1)(F2)을 형성시키기 때문에, 분사되는 유체는 가능한 선재에 접촉하게 되고, 따라서 선재를 가이드하는 힘을 원활하게 제공하면서 불필요하게 유체를 분사하는 것을 방지하도록 한다.

이때, 도 3 및 도 4와 같이, 수냉대를 통과하여 진행하는 선재(100)의 하측에 설치되는 제1 장치헤드(10)는 선재 상측에 설치되는 장치헤드(30) 보다는 크게 형성시키어 그 전면(12)에 설치되는 분사구멍(50)의 수를 조밀하게 하여 증가시키는 것이 바람직하다.

즉, 중력이 작용하는 선재는 아래로 처지려는 힘을 받기 때문에, 제1 장치헤드에서 분사되는 유체의 분사압력이나 유량이 상측의 제2 장치헤드 보다는 더 증대시키는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 선재 하측의 제1 장치헤드(10)와 선재 상측의 제2 장치헤드(30)에서 분사되는 유체의 압력과 분사량은 서로 다르게 조정되어야 한다.

이에 따라서, 본 발명의 선재 가이드장치(1)를 통하여 선재를 향하여 분사되는 유체가 고압수이면, 도 3과 같이 각각의 수냉대 박스(136)사이에 배치하고, 만액 고압에어의 유체를 분사하는 경우라면 도 3에서는 도시하지 않았지만 최종 수냉대 박스 출측에 본 발명의 장치를 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같은 본 발명의 선재 가이드장치(1)는, 가이드하는 별도의 부품을 이용하는 것이 아니고, 선재를 향하여 고압의 유체를 분사함으로써, 그 유체 분 사압력으로 선재 이소을 가이드 하는 것이므로, 선재에 분사되는 유체는 고압수인경우 더 냉각효과가 크겠지만, 선재를 수냉대 박스와는 별도로 더 냉각시키되, 선재 상,하측에서 선재를 향하여 집중 분사시키기 때문에, 선재 냉각 균일성을 구현하게 되는 이점을 제공한다.

다음, 도 5에서는 본 발명인 선재 가이드장치(1)의 운영에 대하여 도시하고 있다.

예컨대, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명인 선재 가이드장치의 각각의 제1,2 장치헤드(10(30)에는 고압수 공급관(70) 또는 고압에어 공급관이 연결된다.

그리고, 상기 각각의 공급관은 유량제어밸브(V)와 펌프(P) 또는 불로잉유닛을 포함한다.

더하여, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 유량제어밸브와 펌프 또는 불로잉유닛은 선재 냉각기양측으로 진행 선재에 근접 배치된 근접센서(S1)와 선재 직경 감지센서(S2) 중 어느 하나 또는 이들 모두와 연계된 장치 제어부(C)와 연계되어 구성될 수 있다.

따라서, 도 5와 같이, 제1 장치헤드(10)와 제2 장치헤드(30)에 공급되는 고압수 또는 고압에어는 수냉대 입측 및 출축의 선재 감지용 근접센서(S1)에서 선재의 처짐 정도를 감지하면, 제어부(C)는 상기 펌프(P) 또는 불로잉 유닛(미도시) 및유체 유량제어밸브(V)의 작동을 제어하여 장치헤드(10)(30)에서 분사구멍(50)을 통하여 분사되는 고압수 또는 고압에어를 조정한다.

예를 들어, 근접센서(S1)(S2)에서 진행되는 선재(100)가 처리면 작동하여 제 어부(C)에서는 펌프나 불로잉 가동력을 증대시키거나 유량제어밸브(V)의 개도폭을 높이어 유체분사 압력이나 유량을 높인다.

물론, 상기 제어부(C)에서는 제1,2 장치헤드(10)(30) 측에 각각 연계된 독립 펌프 들의 작동을 제어하여 선재 하측의 제1 장치헤드(10)와 선재 하측의 제2 장치헤드(30)를 통하여 분사되는 유체 분사 압력이나 유량을 제어한다.

이때, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치 제어부(C)에는 선재 직경을 감지하는 선재 직경 감지센서(S2)가 더 연결되는 것이 바람직한데, 이경우 선재 가이드장치(1)를 통한 선재 가이드 작동시, 선재와 수냉대 노즐헤드(132)(134)의 선재 통과공(h)간의 간격도 감안하여 작동되도록 할 수 있을 것이다.

이에 따라서, 본 발명의 선재 가이드장치는 고압수나 고압에어의 유체 압력으로 선재가 수냉대에서 처리면서 이송되지 않도록 유도 가이드함으로써, 선재 이송시 수냉대 설비와의 접촉으로 인한 문제들을 해소할 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 알려진 수냉대를 포함하는 선재 압연라인을 도시한 개략도

도 2는 종래 선재 압연라인의 수냉대를 도시한 상세도

도 3은 도 2의 수냉대에 설치된 본 발명의 선재 가이드장치를 도시한 구성도

도 4는 본 발명의 선재 가이드장치를 도시한 전체 구성도

도 5는 본 발명의 선재 가이드장치의 운용상태를 도시한 전체 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 선재 가이드장치 10.... 제1 장치헤드

30.... 제2 장치헤드 50.... 유체 분사수단

70.... 유체 공급관 130.... 수냉대

Claims (11)

1. 선재 냉각기의 선재 입측과 출측 중 어느 하나 또는 그 모두에 배치되고, 진행 선재의 하측에 배치되는 제1 장치헤드와, 진행 선재의 상측에 배치되는 제2 장치헤드로 구성된 장치헤드; 및,

   상기 장치헤드에 구비되면서 진행되는 선재를 향하여 유체를 분사하여 선재를 가이드하도록 제공되는 노즐구멍 또는 노즐부품 중 하나로 이루어 진 유체 분사수단;

   을 포함하여 구성되되,

   상기 유체는 고압수 또는 고압에어로 이루어 지면서, 상기 선재 하측의 제1 장치헤드와 선재 상측의 제2 장치헤드에서 분사되는 상기 유체의 압력 또는 분사량은 서로 다르게 조정되는 선재 가이드장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 유체 분사노즐이 설치되는 장치헤드의 전면은, 유체 분사방향을 선재에 집중토록 만곡된 것을 특징으로 하는 선재 가이드장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 선재 냉각기는, 선재 압연기와 권취기 사이에 배치되는 선재 수냉대로 구성된 것을 특징으로 하는 선재 가이드장치.
8. 제7항에 있어서, 고압수를 분사하는 선재 가이드장치는 선재 수냉대를 구성하는 수냉대 박스들 사이에 배치되어 선재 가이드와 냉각을 구현토록 구성된 것을 특징으로 하는 선재 가이드장치.
9. 제7항에 있어서, 고압에어를 분사하는 선재 가이드장치는 선재 수냉대 최초 수냉대 박스의 입측과 최종 수냉대 박스의 출측 중 어느 하나 또는 이들 모두에 배치되어 선재 이송을 가이드하면서 선재 잔류수를 건조 제거토록 구성된 것을 특징으로 하는 선재 가이드장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 장치헤드의 제 1,2 장치헤드에는 고압수 공급관 또는 고압에어 공급관이 각각 연결되고, 상기 각각의 공급관은 유량제어밸브와 펌프 또는 불로잉유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선재 가이드장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 유량제어밸브와 펌프 또는 불로잉유닛은 선재 냉각기양측으로 진행 선재에 근접 배치된 근접센서와 선재 직경 감지센서 중 어느 하나 또는 이들 모두와 연계된 장치 제어부와 연계되어 고압수 또는 고압에어 분사력과 분사유량이 제어토록 구성된 것을 특징으로 하는 선재 가이드장치.

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