KR100961610B1 - 판재 이송 장치 - Google Patents

Abstract

이송롤이 이송되는 강판의 열에 의하여 열변형 되더라도 안정적으로 이송롤을 지지할 수 있는 판재 이송 장치가 개시된다.

상기한 판재 이송 장치는 다수개의 이송롤이 상부에 배치되는 프레임과, 상기 프레임에 구비되고, 상기 이송롤의 축이 회전가능하게 장착되되 이송롤의 열변형을 보상토록 구성된 이동형 롤축 지지수단을 포함한다.

이러한 판재 이송 장치에 의하면, 롤축 지지수단을 통하여 이송롤이 이송되는 판재의 열에 의하여 열변형 되더라도 이송롤의 롤축에 연결되는 베어링, 기어 등이 틀어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이송롤, 롤축 지지수단, 판재 이송 장치

Description

판재 이송 장치{apparatus for transferring plate material}

본 발명은 판재 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 강판이 상면에 정지된 상태로 대기한 후 소정 위치로 이송되는 판재 이송 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 후판 제조공정은 재가열 공정, 열간압연 공정, 가속냉각 공정을 거쳐 생산되는데, 압연은 통상 900℃ 이상의 고온에서 이루어진다. 이때 원하는 물성을 얻기 위해서 압연 시작온도와 종료온도를 원하는 범위 내에 들도록 제어하게 되는데, 특히 마무리 압연 전단에서는 압연시작 목표온도에 도달할 때까지 공랭을 하며 대기하는 과정이 있다.

제조공정 중 강판은 롤러 테이블에 의해 각각의 위치로 이송되며, 일반적으로는 강판이 정지하지 않고 이송되는 중에는 테이블 롤러가 고온의 강판과 접촉하는 시간은 대략 20초 내외이다.

또한, 테이블 롤러가 회전을 하기 때문에 접촉면적이 작으므로 실제로 테이블 롤러의 특정 지점이 강판과 접촉하는 시간은 20초보다 훨씬 작아지게 되므로 강판에서 테이블 롤러로 전달되는 열은 심각한 문제를 발생시키지 않는다.

하지만, 강판을 마무리 압연공정으로 이송하는 롤러 테이블에서는 강판이 공랭시간 동안 정지한 채 대기하므로 테이블 롤러는 시간이 지남에 따라 온도가 약 400℃까지 상승하게 된다. 롤러 테이블의 테이블 롤러는 길이가 대략 5m에 이르므로 온도 상승에 의해 길이방향으로 약 20mm정도 늘어나게 된다.

그런데 현재 테이블 롤러(20)의 양단은 도 1에 도시된 바와 같이 테이블 프레임(10)에 고정되어 있다. 이에 따라 테이블 롤러(20)가 강판의 열에 의하여 열변형되는 경우, 즉 길이방향으로 늘어나게 되는 경우 테이블 롤러(20)에는 압축하중이 발생되고, 롤 베어링(38)에는 테이블 롤러(20)의 길이방향으로 하중이 발생하게 된다.

결국, 압축력을 받는 테이블 롤러(20)는 중심부측이 하측으로 양단부측이 상측으로 휘어지는데, 다시 말해 테이블 롤러(20)가 U자 모양으로 휘어지게 된다. 이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 구동모터(36)에 연결된 기어(34)와 이에 연결된 베벨기어(32)가 정확히 맞물리지 못하게 되고, 테이블 롤러(20)는 구동되지 않는다.

또한, 테이블 롤러(20)를 지지하는 롤 베어링(38)은 테이블 롤러(20)의 길이방향으로 발생되는 하중과 뒤틀림 하중을 동시에 받아 고착되어 파손된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 테이블 롤러(20)의 하단에 냉각수를 분사하도록 냉각장치(40)를 설치하여 테이블 롤러(20)의 온도상승을 감소시키고 있다. 하지만 이러한 냉각장치(40)는 노즐부가 자주 막히는 문제점이 있어 폭방향으로 균일한 냉각을 하지 못한다.

이에 따라 테이블 롤러(20)의 온도가 균일하지 못해 강판의 폭방향 온도를 불균일하게 한다. 또한 테이블 롤러가 회전함에 따라 냉각수가 강판에 튀어 강판이 국부적으로 냉각되고, 이에 따라 강판의 상,하부 온도차를 발생시키며 최종적으로 강판의 재질과 형상 품질을 저하시키게 된다.

본 발명은 이송롤이 이송되는 강판의 열에 의하여 열변형 되더라도 안정적으로 이송롤을 지지할 수 있는 판재 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 판재 이송 장치는 다수개의 이송롤이 상부에 배치되는 프레임과, 상기 프레임에 구비되고, 상기 이송롤의 축이 회전가능하게 장착되되 이송롤의 열변형을 보상토록 구성된 이동형 롤축 지지수단을 포함한다.

상기 롤축 지지수단은 상기 프레임에 설치되되 상기 축의 일단이 장착되고 상기 이송롤의 열변형시 상기 이송롤의 길이방향으로 이동하는 지지블럭과, 상기 프레임으로부터 연장되어 형성되되 상기 지지블럭을 가이드하는 지지대를 구비할 수 있다.

상기 프레임은 상기 지지블럭이 설치되며 상기 이송롤의 타단을 지지하는 고정블럭의 파손을 방지토록 상기 프레임의 내측으로부터 외측으로 하향 경사지게 형성되는 설치홈을 구비할 수 있다.

상기 설치홈에는 상기 지지블럭의 이동시 상기 지지블럭에 가해지는 마찰력을 감소토록 다수개의 회전롤러가 설치될 수 있다.

상기 지지대는 상기 지지블럭의 이동경로를 안내토록 형성되는 안내부를 구비하고 상기 지지블럭은 상기 안내부에 대응되도록 형성되는 안내대응부를 구비하되 상기 지지블럭은 상기 안내부를 따라 이동될 수 있다.

본 발명에 따르면, 롤축 지지수단을 통하여 이송롤이 이송되는 판재의 열에 의하여 열변형 되더라도 이송롤의 롤축에 연결되는 베어링, 기어 등이 틀어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 롤축 지지수단을 통하여 이송롤이 판재의 열에 의하여 열변형 되더라도 안정적으로 이송롤을 지지할 수 있으므로 이송롤을 냉각하기 위한 냉각장치가 불필요하게 되어 냉각장치의 설치비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉각장치를 통해 이송롤을 냉각시킬 필요가 없게 됨으로써 이송롤의 냉각에 의한 판재의 상,하부 온도차로부터 발생되는 판재의 품질저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하 도면은 참조하여 본 발명에 따른 판재 이송 장치를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 판재 이송 장치를 나타내는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 판재 이송 장치(100)는 프레임(120), 고정블럭(140), 롤축 지지수단(160)을 포함한다.

프레임(120)은 판재 이송 장치(100)의 외형을 형성하며, 프레임(120)의 상부 일측에 고정블럭(140)이 설치되고, 프레임(120)의 상부 타측에 롤축 지지수단(160)이 설치된다.

또한, 프레임(120)의 상부에는 다수개의 이송롤(110)이 배치되며, 이송롤(110)은 상면으로 판재(P)를 이송한다. 다시 말해 이송롤(110)은 일측이 고정블 럭(140)에 장착되고, 타측이 롤축 지지수단(160)에 장착되어 프레임(120)의 상부에 배치된다.

고정블럭(140)은 프레임(120)의 일측에 고정 장착되어 이송롤(110)의 일측과 결합된다.

롤축 지지수단(160)은 프레임(120)의 타측에 이송롤(110)의 길이방향으로 이동 가능하게 설치된다.

고정블럭(140)과 롤축 지지수단(160)의 설명은 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 도 3의 X-X'선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 3의 Y-Y'선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 롤축 지지수단을 나타내는 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 고정블럭(140)은 베어링(150a), 베벨기어(152), 기어(154), 구동원(156)을 구비한다.

고정블럭(140)에는 이송롤(110)의 롤축(112) 일단이 결합된다. 즉, 고정블럭(140)에서의 이송롤(110)의 결합상태를 설명하면, 롤축(112)에는 베어링(150a)이 결합되어 이송롤(110)의 회전을 보다 원활하게 한다. 또한, 롤축(112)은 베벨기어(152)에 결합되고 베벨기어(152)가 기어(154)에 결합된다. 그런데 기어(154)는 구동원(156)에 결합되고, 결국 구동원(156)으로부터 발생되는 구동력은 기어(154), 베벨기어(152)를 통해 이송롤(110)에 전달된다.

이에 의하여 이송롤(110)은 회전되고 이송롤(110)의 상면에 안착되는 판재는 이송롤(110)이 회전함에 따라 이동하게 된다.

한편, 고정블럭(140)은 판재(P, 도3 참조)의 열에 의하여 이송롤(110)이 열변형되는 경우 발생되는 하중에 대하여 고정단의 역할을 한다. 다시 말해 고정블럭(140)이 프레임(120)에 고정 설치됨으로써 고정블럭(140)은 이송롤(110)의 열변형으로 발생되는 하중에 대하여 고정단이 된다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 롤축 지지수단(160)은 지지블럭(170), 지지대(180)을 포함한다.

지지블럭(170)은 프레임(120)에 형성된 설치홈(122)에 장착된다. 설치홈(122)은 고정블럭(140)에 구비된 베어링(150a), 베벨기어(152)의 파손을 방지하기 위하여 프레임(120)의 내측으로부터 외측으로 하향 경사지게 형성된다. 따라서 지지블럭(170)의 저면, 즉 접촉면(174)은 설치홈(122)의 형상에 대응되도록 경사지게 형성된다.

또한 지지블럭(170)이 이동하는 경우 접촉면(174)에 발생되는 마찰력을 감소시키기 위하여 설치홈(122)의 경사면(122a)에는 다수개의 회전롤러(126)가 설치된다. 지지블럭(170)은 회전롤러(126)의 상면에서 이동되어 보다 용이하게 설치홈(122) 내를 이동할 수 있다.

지지블럭(170)은 이송롤(110)에 결합되고 이송롤(110)의 열변형시, 다시 말해 이송롤(110)이 신장 또는 압축되는 경우 지지블럭(170)은 설치홈(122)의 내부에서 이송롤(110)의 길이방향으로 이동된다.

한편, 지지블럭(170)이 이송롤(110)의 길이방향으로 이동될 수 있어 지지블럭(170)은 이송롤(110)의 열변형에 의해 발생되는 하중에 대하여 자유단이 된다. 따라서, 지지블럭(170)에서는 축방향 하중이 가해지지 않으므로 축방향의 하중은 고정블럭(140)에 모두 가해진다.

그런데, 설치홈(122)이 프레임(120)의 내측으로부터 외측으로 하향 경사지게 형성되어 지지블럭(170)에 가해지는 이송롤(110)의 자중에 의해 발생되는 축방향 하중과 설치홈(122)의 경사면(122a)에 의해 발생되는 축방향 하중이 상쇄된다. 결국, 지지블럭(170)이 경사면(122a)에 설치되어 고정블럭(140)에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다.

한편, 설치홈(122)의 경사면(122a)이 경사지게 형성되어 지지블럭(170)의 이동시 지지블럭(170)은 상,하 방향으로도 이동된다. 그런데, 경사면(122a)의 경사도는 이송롤(110)의 자중에 의해 발생되는 축방향 하중을 상쇄할 만큼의 축방향 하중을 발생시킬 정도면 충분하므로, 경사면(122a)은 이송롤(110)의 수평도에 영향을 미치지 않을 정도의 경사도를 가질 수 있다.

즉, 경사면(122a)의 경사도는 이송롤(110)의 길이가 5m인 경우에 약 0.02°에 불과하기 때문에 이송롤(110)의 수평도에는 영향을 미치지 않으면서 이송롤(110)의 자중에 의해 발생되는 축방향의 하중을 상쇄시킬 복원력, 다시 말해 경사면(122a)에 의해 발생되는 축방향의 하중을 발생시킬 수 있다.

또한, 지지블럭(170)의 양측면에는 지지블럭(170)이 이동경로 상을 이동토록 안내대응부(172)가 형성된다.

지지블럭(170)의 내측에는 베어링(150b)이 설치될 수 있고, 이송롤(110)의 롤축(112)은 베어링(150b)에 결합될 수 있다. 이를 통해 이송롤(110)은 보다 원활 히 회전 가능하게 된다.

지지대(180)는 프레임(120)으로부터 연장되어 형성되고 지지블럭(170)의 양측면을 지지하여 지지블럭(170)을 가이드하는 역할을 한다. 즉, 지지대(180)는 설치홈(122)에 인접하도록 형성된다.

또한, 지지대(180)에는 지지블럭(170)의 안내대응부(172)에 대응되는 위치에 안내부(182)가 형성되어 지지블럭(170)의 이동경로를 안내한다. 그리고, 안내부(182)는 설치홈(122)의 경사면(122a)과 동일한 경사도를 가지도록 프레임(120)의 내측으로부터 외측으로 하향 경사지게 형성된다.

상기한 바와 같이, 롤축 지지수단(160)이 이송롤(110)의 길이방향으로 이동됨에 따라 판재(P)의 열에 의한 열변형에도 이송롤(110)에 연결된 베어링(150a,150b), 베벨기어(152) 등이 틀어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이송롤(110)이 판재의 열에 의해 열변형 되더라도 이송롤(110)이 원활히 회전되어 판재를 이송할 수 있게 됨으로써 이송롤(110)을 냉각시키기 위한 냉각장치가 불필요하게 되어 냉각장치의 설치비용을 감소시킬 수 있다.

이를 통해, 이송롤(110)의 냉각에 의한 판재의 상,하부 온도차로부터 발생되는 판재의 품질저하를 방지할 수 있다.

이하에서는 상기한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 판재 이송 장치의 동작을 설명하기로 한다.

이송롤(110)의 상면에 고온의 판재(P)가 대기하면, 판재(P)로부터의 열전달에 의하여 이송롤(110)이 열변형 된다. 즉 이송롤(110)은 길이방향으로 신장된다.

그런데, 이송롤(110)은 일단이 프레임(120)에 고정되어 설치되는 고정블럭(140)에 결합되고 타단이 이송롤(110)의 길이방향으로 이동되는 롤축 지지수단(160)에 결합되기 때문에, 이송롤(110)이 신장되면 롤축 지지수단(160)은 프레임(120)의 내측으로부터 외측방향으로 이동한다.

즉, 지지블럭(170)은 지지대(180)의 안내부(182)를 따라 이동된다. 이때 지지블럭(170)은 설치홈(122)에 설치된 회전롤러(126) 상에서 이동되기 때문에 보다 원활하게 이동될 수 있다.

따라서, 이송롤(110)이 열변형되더라도 지지블럭(170)이 이동하여 이송롤(110)의 열변형으로 발생되는 베어링(150a,150b), 베벨기어(152)에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있어 베어링(150a,150b), 베벨기어(152) 등의 파손을 방지할 수 있다.

그리고, 고온의 판재(P)가 통과하여 이송롤(110)이 수축되면 지지블럭(170)은 프레임(120)의 내측방향으로 이동되어 원래의 위치로 되돌아 온다. 한편 지지블럭(170)은 이동시 설치홈(122)의 양끝단에 걸리게 되어 설치홈(122)으로부터 이탈되지 않는다.

또한, 설치홈(122)이 프레임(120)의 내측으로부터 외측으로 하향 경사지게 형성되어 지지블럭(170)에 가해지는 이송롤(110)의 자중에 의해 발생되는 축방향 하중과 설치홈(122)의 경사면(122a)에 의해 발생되는 축방향 하중이 상쇄된다. 결국, 지지블럭(170)이 경사면(122a)에 설치되어 고정블럭(140)에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다.

한편, 설치홈(122)의 저면이 경사지게 형성되어 이동시 지지블럭(170)은 상,하 방향으로도 이동된다. 그런데, 경사면(122a)의 경사도는 이송롤(110)의 자중에 의해 발생되는 축방향 하중을 상쇄할 만큼의 축방향 하중을 발생시킬 정도면 충분하므로, 경사면(122a)은 이송롤(110)의 수평도에 영향을 미치지 않을 정도의 경사도를 가질 수 있다.

이를 통해, 이송롤(110)이 열변형되더라도 이송롤(110)의 연결되는 베어링(150a), 베벨기어(152) 등에 가해지는 하중을 감소시켜 베어링(150a), 베벨기어(152)가 틀어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이송롤(110)이 판재의 열에 의해 열변형 되더라도 이송롤(110)이 원활히 회전되어 판재를 이송할 수 있게 됨으로써 이송롤(110)을 냉각시키기 위한 냉각장치가 불필요하게 되어 냉각장치의 설치비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 냉각장치에 의하여 이송롤(110)을 냉각시키지 않아 이송롤(110)의 냉각에 의한 판재의 상,하부 온도차로부터 발생되는 판재의 품질저하를 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 판재 이송 장치를 나타내는 구성도이다.

도 2는 종래기술에 따른 판재 이송 장치의 테이블 롤러가 열변형된 상태를 나타내는 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 판재 이송 장치를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3의 X-X' 선에 따른 단면도이다.

도 5는 도 3의 Y-Y' 선에 따른 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 롤축 지지수단을 나타내는 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 판재 이송 장치

110 : 이송롤

120 : 프레임

140 : 고정블럭

160 : 롤축 지지수단

170 : 지지블럭

180 : 지지대

Claims (5)

1. 다수개의 이송롤이 상부에 배치되는 프레임; 및

   상기 프레임에 구비되고, 상기 이송롤의 축이 회전가능하게 장착되되 이송롤의 열변형을 보상토록 구성된 이동형 롤축 지지수단;

   을 포함하며,

   상기 롤축 지지수단은

   상기 프레임에 설치되되 상기 축의 일단이 장착되고 상기 이송롤의 열변형시 상기 이송롤의 길이방향으로 이동하는 지지블럭; 및

   상기 프레임으로부터 연장되어 형성되되 상기 지지블럭을 가이드하는 지지대;를 구비하며,

   상기 프레임은 상기 지지블럭이 설치되며 상기 이송롤의 타단을 지지하는 고정블럭의 파손을 방지토록 상기 프레임의 내측으로부터 외측으로 하향 경사지게 형성되는 설치홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 이송 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 설치홈에는

   상기 지지블럭의 이동시 상기 지지블럭에 가해지는 마찰력을 감소토록 다수개의 회전롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 판재 이송 장치
5. 제 1항에 있어서,

   상기 지지대는 상기 지지블럭의 이동경로를 안내토록 형성되는 안내부를 구비하고 상기 지지블럭은 상기 안내부에 대응되도록 형성되는 안내대응부를 구비하되,

   상기 지지블럭은 상기 안내부를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 판재 이송 장치.

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