KR100985560B1 - 강선성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통상 5.5mm ~ 16mm 직경의 와이어를 인발하여 직경 5mm 이하의 강선(또는 철사)으로 성형하는 강선성형장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강선성형장치는 신선기(10)를 구동하는 구동모터(M)의 동력이 제 1 벨트(B1)에 의해 제 1 동력전달 샤프트(S1)로 전달되고, 신선기(10)에 의해 인발되는 강선(W)을 견인하기 위한 활차(11)가 제 1 동력전달 샤프트(S1)에 장착되어, 상기 구동모터(M)의 동력이 활차(11)로 전달되고, 전기소둔장치(20)의 포지티브 전극롤러(21)와 네거티브 전극롤러(25)가 상하로 배치되고, 수냉조(41)가 네거티브 전극롤러(25)에 근접하게 배치되므로서, 열처리 온도까지 가열된 강선(W)이 수냉조(41)에 의해 급랭되고, 상기 수냉조(41)의 강선 배출구에서 에어분사노즐(45)이 장착되어, 상기 에어분사노즐(45)에 의해 수냉조(41)에서 배출되는 강선(W)이 건조되고, 프레임(40)에 장착된 장력조절장치(50)가 수냉조(41)의 하부에 배치되어, 상기 수냉조(41)에서 인출되는 강선이 보빈(60)에 권선될 때, 권선되는 강선의 장력이 장력조절장치(50)에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.

Description

강선성형장치{APPARATUS FOR FORMING WIRE}
본 발명은 통상 5.5mm ~ 16mm 직경의 와이어를 인발하여 직경 5mm 이하의 강선(또는 철사)으로 성형하는 강선성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인발장치에서 배출되는 강선을 전기소둔장치로 바로 제공할 수 있고, 상기 전기소둔장치의 네거티브 전극롤러와 포지티브 전극롤러가 상하로 배치되고, 네거티브 전극롤러에 수냉조가 근접하게 배치되어, 가열된 강선을 수냉조에서 급랭(急冷)하는 강선성형장치에 관한 것이다.
일반적으로, 압연강재(壓延剛材) 중에서 조강(條鋼)에 속하는 1차 선재(wire rod)는 지름이 통상 5.5mm ~ 16mm로서, 1차 선재를 인발(引拔)하여 강선(또는 철선이라고 함)으로 성형한다. 특히, 직경 5mm 이하의 강선으로 인발 성형하는 것을 신선(伸線)이라고 한다.
그리고, 신선기에 의해 성형된 강선은 냉간인발과정에서 발생하는 가공경화 제거하기 위해 열처리하게 된다.
대한민국 특허 제10-0067812호(1993년 11월 18일 등록)에 "철선등의 전기 소둔장치"가 소개되어 있다.
상기 철선등의 전기 소둔장치는 +극에 연결된 동 로울러와 -극에 연결된 동 로울러를 가지며 상기 동 로울러는 그 외면에는 일정간격으로 철선을 이송시키기 위한 이송홈들이 형성되어 있고 상기 동 로울러는 외부가 크롬동으로 되어 있고 중간은 주철강으로 되며 내부는 세라믹으로 되어 있으며 상기 세라믹의 내부 공간에는 냉각수가 순환되고 상기 동 로울러는 회전가능하게 양단이 지지되어 있고 상기 주철강 부분에는 스프로켓 휘일이 고정되어 모터의 스프로켓 휘일과 체인으로 연결되어서 회전가능하며, 상기 동 로울러에 전기를 공급하는 전기공급장치는 상부에 황동으로 된 원호형의 전극판을 가지며, 전극판은 받침대위에 수직하게 세워진 하부에 나선이 형성된 지지봉위에 지지되는데, 전극판이 동 로울러와 잘 접촉되도록 지지봉의 나선에 결합된 너트위에 설치된 스프링에 의해서 상부로 밀쳐지고, 상기 동 로울러 사이로 이송되는 철선을 안내하기 위한 철선안내장치는 받침대위에 고정되고 철선이 통과하는 세라믹도관들을 가지는 안내박스로 구성되며, 이상이 생긴 철선을 상기 동 로울러로 부터 들어내기 위한 세라믹고리가 절연체 받침대위에 설치된다.
그러나, 상기 철선등의 전기 소둔장치는 (+)극이 걸리는 동 로울러와 (-)극이 걸리는 동 로울러가 수평하게 배치되어, 철선이 전기에 의해 가열되는 과정에서 수평으로 (+)극 동 로울러와 (-)극 동 로울러 사이로 이송될 경우, 수평으로 이송되는 철선에 처짐 현상이 발생하고, 철선의 처짐에 의해 가열된 철선의 직경이 변 화될 수 있어, (+)극 동 로울러와 (-)극 동 로울러 사이의 간격을 크게 할 수 없고, (+)극 동 로울러와 (-)극 동 로울러 사이의 간격이 작을 경우, 철선이 동 로울러를 통과하는 동안 철선을 풀림 온도까지 가열해야 하기 위해 전압을 상당히 높여야 하기 때문에 이로 인한 전기적 안전위험이 높고, 철선이 손상될 위험이 높은 단점이 있다.
또한, 상기 철선등의 전기 소둔장치는 철선을 어닐링 온도까지 가열한 후, 공냉 방식으로 대기중에서 서냉하기 때문에 철선의 표면에 스케일이 발생하게 되어, 산세척이 필히 요구되는 단점이 있으며, 더 나아가, 인발장치(신선기)에 의해 가늘게 성형된 철선을 철선풀림장치에 권선한 후, 상기 철선풀림장치에서 철선을 풀어 상기 전기 소둔장치로 철선을 공급해는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인발장치에서 배출되는 강선을 전기소둔장치로 바로 제공할 수 있고, 상기 전기소둔장치의 네거티브 전극롤러와 포지티브 전극롤러가 상하로 배치됨으로써, 강선이 네거티브 전극롤러와 포지티브 전극롤러를 통과할 때, 강선을 열처리 온도까지 가열할 수 있어, 강선의 전기저항가열 구간을 최대화할 수 있고, 네거티브 전극롤러를 통과한 가열된 강선을 수냉조에서 급랭하여 강선의 표면에 스케일이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 강선성형장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강선성형장치는 신선기를 구동하는 구동모터의 동력이 제 1 벨트에 의해 제 1 동력전달 샤프트로 전달되고, 신선기에 의해 인발되는 강선을 견인하기 위한 활차가 제 1 동력전달 샤프트에 장착되어, 상기 구동모터의 동력이 활차로 전달되고, 상기 활차를 통과한 강선이 전기소둔장치로 공급되고, 상기 전기소둔장치의 포지티브 전극롤러와 네거티브 전극롤러가 상하로 배치되어, 강선이 네거티브 전극롤러에서 포지티브 전극롤러를 통과하는 과정에서 전기저항가열되고, 또한 포지티브 전극롤러에서 네거티브 전극롤러를 통과하는 과정에서 열처리 온도까지 전기저항가열되며, 상기 전기소둔장치의 측부에 배치된 프레임의 상단부에 수냉조가 장착되어, 상기 수냉조가 네거티브 전극 롤러에 근접하게 배치되므로서, 열처리 온도까지 가열된 강선이 수냉조에 의해 급랭되고, 상기 수냉조의 강선 배출구에서 에어분사노즐이 장착되어, 상기 에어분사노즐에 의해 수냉조에서 배출되는 강선이 건조되고, 프레임에 장착된 장력조절장치가 수냉조의 하부에 배치되어, 상기 수냉조에서 인출되는 강선이 보빈에 권선될 때, 권선되는 강선의 장력이 장력조절장치에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 강선성형장치는 상기 제 1 동력전달 샤프트와 포지티브 전극롤러가 장착된 하부 샤프트가 제 2 벨트에 의해 연결되고, 상기 하부 샤프트와 네거티브 전극롤러가 장착된 상부 샤프트가 제 3 벨트에 의해 연결되어, 구동모터의 동력이 포지티브 전극롤러와 네거티브 전극롤러로 전달되며, 하부 샤프트의 제 1 접속롤러에 전원공급장치의 제 1 카본 브러쉬가 접속되어, (+)전원이 제 1 접속롤러에서 하부 샤프트를 통해 포지티브 전극롤러로 공급되고, 상부 샤프트의 제 2 접속롤러에 전원공급장치의 제 2 카본 브러쉬가 접속되어, (-)전원이 제 2 접속롤러에서 상부 샤프트를 통해 네거티브 전극롤러로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 전기소둔장치는 프레임에 각각 장착된 축받침에 하부 샤프트와 상부 샤프트가 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 하부 샤프트의 일단에 포지티브 전극롤러가 장착되고, 상기 하부 샤프트의 타단에 제 1 접속롤러와 2개의 풀리가 장착되고, 상기 제 1 접속롤러에 접속되는 제 1 카본 브러쉬가 지지대에 의해 프레임에 장착되고, 상기 상부 샤프트의 일단에 네거티브 전극롤러가 장착되고, 상기 상부 샤프트의 타단에 제 2 접속롤러와 풀리가 장착되고, 상기 제 2 접속롤러에 접속되는 제 2 카본 브러쉬가 지지대에 의해 프레임에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 네거티브 전극롤러는 원주면에 제 1 홈 및 제 2 홈이 형성되고, 포지티브 전극롤러는 원주면에 제 3 홈이 형성되어, 활차를 통과한 강선이 네거티브 전극롤러의 제 1 홈으로 안내되어, 상기 강선이 네거티브 전극롤러의 제 1 홈에서 포지티브 전극롤러의 제 3 홈으로 안내되고, 다시 포지티브 전극롤러의 제 3 홈에서 네거티브 전극롤러의 제 2 홈으로 안내되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 강선성형장치는 신선기의 구동모터 동력이 전기소둔장치로 전달되어, 전기소둔장치의 전극롤러를 구동하기 위한 별도의 구동수단이 요구되지 않으며, 전기소둔장치의 네거티브 전극롤러와 포지티브 전극롤러가 상하로 배치됨으로써, 강선의 처짐현상을 방지할 수 있어, 가열과정에서 강선의 직경 변화를 최소화할 수 있으며, 열처리를 위한 강선의 가열구간을 최대화함으로써, 종래보다 상대적으로 낮은 전압을 사용하여 열처리 온도까지 강선을 전기저항가열할 수 있어, 강선이 순간적인 높은 전압에 의해 절단 또는 과소둔되는 것을 방지할 수 있어, 제품의 품질을 보장할 수 있으며, 가열된 강선을 수냉조에서 급랭하여 강선의 표면에 스케일의 발생을 최소화할 수 있어 소둔후 산세 등이 요구되지 않아, 이에 따른 2차 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 강선성형장치는 신선기(10)를 구동하는 구동모터(M)의 동력이 제 1 벨트(B1)에 의해 제 1 동력전달 샤프트(S1)로 전달되고, 신선기(10)에 의해 인발되는 강선(W)을 견인하기 위한 활차(11)가 제 1 동력전달 샤프트(S1)에 장착되어, 상기 구동모터(M)의 동력이 활차(11)로 전달되고, 상기 활차(11)를 통과한 강선(W)이 전기소둔장치(20)로 공급되고, 상기 전기소둔장치(20)의 포지티브 전극롤러(21)와 네거티브 전극롤러(25)가 상하로 배치되어, 강선(W)이 네거티브 전극롤러(25)에서 포지티브 전극롤러(21)를 통과하는 과정에서 전기저항가열되고, 또한 포지티브 전극롤러(21)에서 네거티브 전극롤러(25)를 통과하는 과정에서 열처리 온도까지 전기저항가열되며, 상기 전기소둔장치(20)의 측부에 배치된 프레임(40)의 상단부에 수냉조(41)가 장착되어, 상기 수냉조(41)가 네거티브 전극롤러(25)에 근접하게 배치되므로서, 열처리 온도까지 가열된 강선(W)이 수냉조(41)에 의해 급랭되고, 상기 수냉조(41)의 강선 배출구에서 에어분사노즐(45)이 장착되어, 상기 에어분사노즐(45)에 의해 수냉조(41)에서 배출되는 강선(W)이 건조되고, 프레임(40)에 장착된 장력조절장치(50)가 수냉조(41)의 하부에 배치되어, 상기 수냉조(41)에서 인출되는 강선이 보빈(60)에 권선될 때, 권선되는 강선의 장력이 장력조절장치(50)에 의해 조절된다.
도 2를 참조하면, 또한, 본 발명에 따른 강선선형장치는 상기 제 1 동력전달 샤프트(S1)와 포지티브 전극롤러(21)가 장착된 하부 샤프트(S2)가 제 2 벨트(B2)에 의해 연결되고, 상기 하부 샤프트(S2)와 네거티브 전극롤러(25)가 장착된 상부 샤 프트(S3)가 제 3 벨트(B3)에 의해 연결되어, 구동모터(M)의 동력이 포지티브 전극롤러(21)와 네거티브 전극롤러(25)로 전달되며, 하부 샤프트(S2)의 제 1 접속롤러(22)에 전원공급장치(도시시하지 않음)의 제 1 카본 브러쉬(35)가 접속되어, (+)전원이 제 1 접속롤러(22)에서 하부 샤프트(S2)를 통해 포지티브 전극롤러(21)로 공급되고, 상부 샤프트(S3)의 제 2 접속롤러(26)에 전원공급장치의 제 2 카본 브러쉬(36)가 접속되어, (-)전원이 제 2 접속롤러(26)에서 상부 샤프트(S3)를 통해 네거티브 전극롤러(25)로 공급된다.
상기 신선기는 여러가지 타입이 이미 잘 알려져 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 전기소둔장치(20)는 프레임(30)에 장착된 축받침(31, 32)에 하부 샤프트(S2)와 상부 샤프트(S3)가 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 하부 샤프트(S2)의 일단에 포지티브 전극롤러(21)가 장착되고, 상기 하부 샤프트(S2)의 타단에 제 1 접속롤러(22)와 2개의 풀리(23, 24)가 장착되고, 상기 제 1 접속롤러(22)에 접속되는 제 1 카본 브러쉬(35)가 지지대(34)에 의해 프레임(30)에 장착되고, 상기 상부 샤프트(S3)의 일단에 네거티브 전극롤러(25)가 장착되고, 상기 상부 샤프트(S3)의 타단에 제 2 접속롤러(26)와 풀리(27)가 장착되고, 상기 제 2 접속롤러(26)에 접속되는 제 2 카본 브러쉬(36)가 지지대(37)에 의해 프레임(30)에 장착된다.
도 4를 참조하면, 상기 네거티브 전극롤러(25)는 원주면에 제 1 홈(251) 및 제 2 홈(252)이 형성되고, 포지티브 전극롤러(21)는 원주면에 제 3 홈(211)이 형성 되어, 활차(11)를 통과한 강선(W)이 네거티브 전극롤러(25)의 제 1 홈(251)으로 안내되어, 상기 강선이 네거티브 전극롤러(25)의 제 1 홈(251)에서 포지티브 전극롤러의 제 3 홈(211)으로 안내되고, 다시 포지티브 전극롤러(21)의 제 3 홈(211)에서 네거티브 전극롤러(25)의 제 2 홈(252)으로 안내된다.
이것에 의해, 강선(W)이 네거티브 전극롤러(25)의 제 1 홈(251)과 포지티브 전극롤러(21)의 제 3 홈(211) 사이의 구간(L1)을 통과하는 과정에서 전기저항가열되고, 포지티브 전극롤러(21)의 제 3 홈(211)과 네거티브 전극롤러(25)의 제 2 홈(252) 사이의 구간(L2)을 통과하는 과정에서 가열되어, 열처리를 위한 강선의 가열구간을 최대화함으로써, 종래보다 상대적으로 낮은 전압을 사용하여 열처리 온도까지 강선을 전기저항가열할 수 있어, 강선이 순간적인 높은 전압에 의해 절단되거나 과소둔되는 것을 방지할 수 있다.
상기 (-)전극롤러와 (+)전극롤러의 구조는 대한민국 특허 제10-0067812호(발명의 명칭 : 철선등의 전기 소둔장치)에 소개되어 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 수냉조(40), 에어분사노즐(45), 장력조절장치(50) 및 보빈(60)의 구조는 이미 공지되어 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 강선성형장치는 신선기(10)를 구동하는 구동모터(M)의 동력이 활차(11)와 전기소둔장치(20)의 포지티브 전극롤러(21) 및 네거티브 전극롤러(25)로 전달되므로서, 활차(11)와 전기소둔장치(20)의 포지티브 전극롤러(21) 및 네거티브 전극롤러(25)를 구동하기 위한 별도의 동력수단이 요구 되지 않고, 전기소둔장치(20)의 네거티브 전극롤러(25)와 포지티브 전극롤러(25)가 상하로 배치되어, 강선의 처짐현상을 방지할 수 있어, 가열과정에서 강선의 직경 변화를 최소화하고, 강선(W)이 네거티브 전극롤러(25)의 제 1 홈(251)과 포지티브 전극롤러(21)의 제 3 홈(211) 사이의 구간(L1)을 통과하는 과정에서 전기저항가열되고, 포지티브 전극롤러(21)의 제 3 홈(211)과 네거티브 전극롤러(25)의 제 2 홈(252) 사이의 구간(L2)을 통과하는 과정에서 가열되어, 열처리를 위한 강선의 가열구간을 최대화함으로써, 종래보다 상대적으로 낮은 전압을 사용하여 열처리 온도까지 강선을 전기저항가열할 수 있어, 강선이 순간적인 높은 전압에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있어, 제품의 품질을 보장할 수 있다.
그리고, 네거티브 전극롤러(25)에 수냉조(40)가 근접하게 배치되어, 열처리 온도까지 가열된 강선(W)이 바로 급랭되므로서, 강선의 표면에 스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 추후 산세공정을 생략할 수 있는 장점이 있다. 이것은 본 발명이 탄소의 함유량이 적은 철선 등과 같은 연강의 강선에 적용하기 때문에, 강선에 취성이 발생하지 않으면서 강선의 잔류응력을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 강선성형장치를 개략적으로 도시한 정면도
도 2는 본 발명에 따른 강선성형장치의 동력전달관계를 도시한 구성도
도 3은 전기소둔장치를 도시한 도 1의 A-A선에 따른 단면도
도 4는 강선이 전기저항가열을 위해 네거티브 전극롤러와 포지티브 전극롤러를 통과하는 예를 개략적으로 도시한 사시도

Claims (4)

  1. 신선기(10)를 구동하는 구동모터(M)의 동력이 제 1 벨트(B1)에 의해 제 1 동력전달 샤프트(S1)로 전달되고, 신선기(10)에 의해 인발되는 강선(W)을 견인하기 위한 활차(11)가 제 1 동력전달 샤프트(S1)에 장착되어, 구동모터(M)의 동력이 활차(11)로 전달되고, 활차(11)를 통과한 강선(W)이 전기소둔장치(20)로 공급되고, 상기 전기소둔장치(20)의 포지티브 전극롤러(21)와 네거티브 전극롤러(25)가 상하로 배치되어, 강선(W)이 네거티브 전극롤러(25)에서 포지티브 전극롤러(21)를 통과하는 과정에서 전기저항가열되고, 또한 포지티브 전극롤러(21)에서 네거티브 전극롤러(25)를 통과하는 과정에서 열처리 온도까지 전기저항가열되며, 전기소둔장치(20)의 측부에 배치된 프레임(40)의 상단부에 수냉조(41)가 장착되어, 상기 수냉조(41)가 네거티브 전극롤러(25)에 근접하게 배치되므로서, 열처리 온도까지 가열된 강선(W)이 수냉조(41)에 의해 급랭되고, 상기 수냉조(41)의 강선 배출구에서 에어분사노즐(45)이 장착되어, 에어분사노즐(45)에 의해 수냉조(41)에서 배출되는 강선(W)이 건조되고, 프레임(40)에 장착된 장력조절장치(50)가 수냉조(41)의 하부에 배치되어, 수냉조(41)에서 인출되는 강선이 보빈(60)에 권선될 때, 권선되는 강선의 장력이 장력조절장치(50)에 의해 조절되며,
    상기 제 1 동력전달 샤프트(S1)와 포지티브 전극롤러(21)가 장착된 하부 샤프트(S2)가 제 2 벨트(B2)에 의해 연결되고, 하부 샤프트(S2)와 네거티브 전극롤러(25)가 장착된 상부 샤프트(S3)가 제 3 벨트(B3)에 의해 연결되어, 구동모터(M)의 동력이 포지티브 전극롤러(21)와 네거티브 전극롤러(25)로 전달되며, 하부 샤프트(S2)의 제 1 접속롤러(22)에 전원공급장치의 제 1 카본 브러쉬(35)가 접속되어, (+)전원이 제 1 접속롤러(22)에서 하부 샤프트(S2)를 통해 포지티브 전극롤러(21)로 공급되고, 상부 샤프트(S3)의 제 2 접속롤러(26)에 전원공급장치의 제 2 카본 브러쉬(36)가 접속되어, (-)전원이 제 2 접속롤러(26)에서 상부 샤프트(S3)를 통해 네거티브 전극롤러(25)로 공급되는 것을 특징으로 하는 강선성형장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기소둔장치(20)는 프레임(30)에 장착된 축받침(31, 32)에 하부 샤프트(S2)와 상부 샤프트(S3)가 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 하부 샤프트(S2)의 일단에 포지티브 전극롤러(21)가 장착되고, 상기 하부 샤프트(S2)의 타단에 제 1 접속롤러(22)와 2개의 풀리(23, 24)가 장착되고, 상기 제 1 접속롤러(22)에 접속되는 제 1 카본 브러쉬(35)가 지지대(34)에 의해 프레임(30)에 장착되고, 상기 상부 샤프트(S3)의 일단에 네거티브 전극롤러(25)가 장착되고, 상기 상부 샤프트(S3)의 타단에 제 2 접속롤러(26)와 풀리(27)가 장착되고, 상기 제 2 접속롤러(26)에 접속되는 제 2 카본 브러쉬(36)가 지지대(37)에 의해 프레임(30)에 장착되는 것을 특징으로 하는 강선성형장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 네거티브 전극롤러(25)는 원주면에 제 1 홈(251) 및 제 2 홈(252)이 형성되고, 포지티브 전극롤러(21)는 원주면에 제 3 홈(211)이 형성되어, 활차(11)를 통과한 강선(W)이 네거티브 전극롤러(25)의 제 1 홈(251)으로 안내되어, 상기 강선이 네거티브 전극롤러(25)의 제 1 홈(251)에서 포지티브 전극롤러의 제 3 홈(211)으로 안내되고, 다시 포지티브 전극롤러(21)의 제 3 홈(211)에서 네거티브 전극롤러(25)의 제 2 홈(252)으로 안내되는 것을 특징으로 하는 강선성형장치.
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