KR101009702B1 - 연속식 소둔설비용 냉각롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속식 소둔설비용 냉각롤러에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 연속식 소둔용 냉각롤러에 있어서, 유입공이 형성된 좌측회전축 및 배출공이 형성된 우측회전축이 양측으로 구비된 내부냉각롤러; 상기 내부냉각롤러와의 사이에 냉각수가 흐르는 냉각유로가 구비되도록 중공으로 형성되어 내부냉각롤러와 일체로 회전되는 외부냉각롤러; 상기 좌측회전축의 유입공으로 유입된 냉각수를 방사상으로 분기시키도록 연결된 복수개의 분기관; 상기 분기관에서 분기된 냉각수를 냉각유로로 고르게 분배하도록 외부냉각롤러의 일단부 둘레를 따라 구비된 링헤더; 상기 링헤더에서 분배되어 냉각유로를 흐르는 냉각수를 집수하도록 외부 냉각롤러의 타단부에 구비된 집수링; 상기 집수링에서 집수된 냉각수를 우측회전축의 배출공으로 배출시키도록 연결된 배출관;으로 구성된다.

따라서, 본 발명은 냉각롤러의 냉각효율을 극대화시켜서 냉연제품의 생산품질을 제고시킬 수 있는 장점이 있다.

소둔, 냉연, 냉각, 롤러, 냉각수.

Description

연속식 소둔설비용 냉각롤러{COOLING ROLLER FOR CONTINUOUS ANNEALING LINE}

본 발명은 연속식 소둔설비용 냉각롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각롤러의 냉각효율을 극대화시켜서 냉연제품의 생산품질을 제고시킬 수 있는 연속식 소둔설비용 냉각롤러에 관한 것이다.

일반적으로 냉각롤러는 연속식 소둔설비를 통과하는 냉연제품의 고용탄소를 과포화시키기 위해서 대략 650℃에서 450℃로 냉각시키는 역할을 수행하게 된다.

이를 위해 종래에는 냉각롤러의 내부에 냉각수를 공급하고 있으나, 이는 냉각수의 공급량 및 순환효율을 감안하지 않고 단순히 냉각수를 순환시키기 위한 구조로써 일정시간이 지나면서 열변형이 발생하거나 내부가 막혀서 냉각수의 순환을 지연시키는 심각한 문제점을 갖게 되었다.

특히 냉각롤러의 냉각효율이 저하될 경우에는 열변형으로 사용수명이 단축될 뿐만 아니라 냉연제품의 생산품질을 저하시키는 심각한 원인을 제공하게 되었다.

따라서, 냉각수를 원활하게 순환시켜 냉연제품의 생산품질을 극대화할 수 있음은 물론 열변형을 최소화하여 내구성 및 사용수명을 연장할 수 있도록 하는 냉각 롤러가 그 어느 때보다 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이처럼 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 냉각수를 원활하게 순환시켜서 냉각효율을 극대화할 수 있는 연속식 소둔설비용 냉각롤러를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 연속식 소둔설비용 냉각롤러에 있어서, 유입공이 형성된 좌측회전축 및 배출공이 형성된 우측회전축이 양측으로 구비된 내부냉각롤러; 상기 내부냉각롤러와의 사이에 냉각수가 흐르는 냉각유로가 구비되도록 중공으로 형성되어 내부냉각롤러와 일체로 회전되는 외부냉각롤러; 상기 좌측회전축의 유입공으로 유입된 냉각수를 방사상으로 분기시키도록 연결된 복수개의 분기관; 상기 분기관에서 분기된 냉각수를 냉각유로로 고르게 분배하도록 외부냉각롤러의 일단부 둘레를 따라 구비된 링헤더; 상기 링헤더에서 분배되어 냉각유로를 흐르는 냉각수를 집수하도록 외부 냉각롤러의 타단부에 구비된 집수링; 상기 집수링에서 집수된 냉각수를 우측회전축의 배출공으로 배출시키도록 연결된 배출관;을 포함하여 구성하는 것을 기술적인 구성상의 특징으로 한다.

특히, 본 발명은 상기 링헤더와 냉각유로는 둘레를 따라 배치된 복수개의 입구측 벤투리홀로 연결되어, 냉각수의 유속을 증가시키는 기술적인 특징을 갖는데, 상기 입구측 벤투리홀은 내부냉각롤러의 양측을 마감하는 롤러측판에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명은, 상기 내부냉각롤러의 외주면과 외부냉각롤러의 내주면 사이에는 복수개의 지지편이 개재되어 냉각유로의 간극을 유지하는데, 이때 상기 지지편은 냉각유로로 유입된 냉각수의 나선흐름을 안내하도록 나선형으로 감기면서 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각유로와 집수링은 둘레를 따라 배치된 복수개의 출구측 벤투리홀로 연결되어, 냉각수의 유속을 증가시키는데, 이때 상기 출구측 벤투리홀은 내부냉각롤러의 양측을 마감하는 롤러측판에 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 배출관은 집수링과 배출공에 방사상으로 연결되도록 복수개로 이루어진다.

상기와 같은 수단으로 구현된 본 발명은, 유입구에서 유입된 냉각수가 입구측 벤투리홀과 출구측 벤투리홀에서 유속이 증가되어 냉각유로를 통해 막힘 없이 원활히 흐르므로 내·외부냉각롤러의 냉각작용을 극대화할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉각유로를 흐르는 냉각수가 나선형으로 감긴 지지편에 의해 나선흐름으로 안내되므로, 냉각수의 원활한 흐름을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 기술적인 구성을 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명한다.

먼저, 첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 사시도를, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도를, 도 3은 도 1의 B-B선 단면도를, 도 4는 도 1의 C-C선 단면도를 도시한 것이다.

외부냉각롤러(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우로 연통되어 내부가 빈 중공으로 형성되는데, 이러한 외부냉각롤러(110)은 일정온도를 갖는 냉연제품과 직접 접촉되는 특성상 내열성 및 내구성을 확보할 수 있도록 다양한 재질로 이루어지며, 별도의 표면처리를 하는 것이 바람직하다.

내부냉각롤러(120)는 내부가 빈 중공으로 형성되고 그 외경은 외부냉각롤러(110)의 내경 보다 작게 이루어져 내장되므로, 외부냉각롤러(110)의 내주면과의 사이에 냉각수가 흐르는 냉각유로(A)를 구비하게 된다. 즉, 외부냉각롤러(110)의 내주면과 내부냉각롤러(120)의 외주면이 일정간격 이격되므로, 냉각수가 흐르는 유로(A)가 형성되는 것이다.

그리고 내부냉각롤러(120)의 양측 단부는 원판형의 롤러측판(130)에 의해 마감되는데, 이러한 롤러측판(130)은 외부냉각롤러(110)의 양측 내경에 웰딩으로 접합되도록 적절한 직경으로 형성되어, 내부냉각롤러(120)와 외부냉각롤러(110)의 양측 단부를 동시에 마감하는 것이 바람직하다.

또한, 양측 롤러측판(130)에는 좌측회전축(150) 및 우측회전축(170)이 고정되어 내부냉각롤러(120) 및 외부냉각롤러(110)와 일체로 회전된다. 여기서, 좌측회전축(150)에는 유입공(151)이 형성되어 외부에서 공급되는 냉각수가 유입되고, 우측회전축(170)에는 배출공(171)이 형성되어 배출관(180)에서 배출된 냉각수를 외부 로 배출시키는데, 이러한 유입공(151) 및 배출공(171)은 도 2에 도시된 바와 같이 각 회전축(150)(171)의 축방향으로 형성된다.

아울러, 롤러측판(130)에는 다수개의 배기공(132)이 방사상으로 형성되어 내부냉각롤러(120)의 가공과정에서 발생될 수 있는 공기를 외부로 배기시킨다. 그리고 내부냉각롤러(120)의 내부에는 다수개의 서포트바(133)가 구비되어 내부냉각롤러(120)의 내주면을 견고히 지지하는데, 이러한 서포트바(133)에는 롤러측판(130)의 배기공(132)에 연이어져 통하도록 다수개의 연통공(134)이 방사상으로 천공되며, 내부냉각롤러(120)의 내부에서 발생된 공기는 연통공(134)과 배기공(132)을 통해 외부로 배기된다.

이같이 구성된 내부냉각롤러(120)의 외주면과 외부냉각롤러(110)의 내주면 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 지지편(111)이 개재되어 냉각유로(A)의 간극을 유지하는데, 이러한 지지편(111)은 일정한 길이로 이루어져 내·외부냉각롤러(120)(110)의 축방향을 따라 방사상으로 형성되므로, 내·외부냉각롤러(120)(110) 사이에서 냉각유로(A)를 견고히 지지하게 된다. 선택적으로, 지지편(111)은 나선형으로 형성되어 냉각유로(A)로 유입된 냉각수의 나선흐름을 안내하는 것이 바람직하며, 이에 따라 냉각수의 흐름을 원활히 도모하게 된다.

복수개의 분기관(160)은 좌측회전축(150)의 유입공(151)에 방사상으로 연결되어 유입공(151)으로 유입된 냉각수를 분기시키는 것으로서, 이러한 분기관(160)은 좌측회전축(150)의 중심에서 동일한 각도로 나뉘도록 유입공(151)에 연결되어 냉각수를 여러 갈래로 분기시킨다.

링헤더(140)는 외부냉각롤러(110)의 좌측 단부 둘레를 따라 링형상으로 형성되어 복수개의 분기관(160)이 연결되며, 이에 따라 분기관(160)에서 분기된 냉각수는 링헤더(140)로 모이게 되는데, 이같이 렝헤더(140)에 모인 냉각수는 후술하는 복수개의 입구측 벤투리홀(131)을 통과하여 냉각유로(A)로 고르게 분배된다.

복수개의 입구측 벤투리홀(131)은 링헤더(140)와 냉각유로(A)를 연결하도록 롤러측판(130)에 형성되는 것으로서, 이러한 입구측 벤투리홀(131)은 도 4에 도시된 바와 같이, 롤러측판(130)의 가장자리를 따라 일정한 간격을 이루면서 외향으로 경사지게 형성되어 링헤더(140)로 모인 냉각수의 속력이 증가시킨다. 즉, 입구측 벤투리홀(131)은 링헤더(140)에 비해 단면적이 좁게 형성되므로, 입구측 벤투리홀(131)에 다다른 냉각수는 그 속력이 급격히 증가되어 냉각유로(A)을 통한 냉각수의 흐름을 원활하게 한다.

이러한 입구측 벤투리홀(131)은 도 2에 도시된 바와 같이, 링헤더(140)에 비해 단면적이 좁은 내경이 일정하게 형성하는 것이 바람직하지만, 선택적으로 입구측 벤투리홀(131)은 그 내경의 단면적이 급격히 줄었다가 중앙부에서 최소단면적이 되고, 다시 단면적이 완만히 확대되는 구조로 형성될 수 있다.

이같이 입구측 벤투리홀(131)에서 유속이 증가되어 냉각유로(A)를 흐르는 냉각수는, 외부냉각롤러(110)의 우측에 구비된 롤러측판(130)의 집수링(142)으로 집수되는데, 이러한 집수링(142)은 상술한 링헤더(140)의 형상과 같이, 외부냉각롤러(110)의 좌측 단부 둘레를 따라 링형상으로 형성되어 냉각유로(A)를 흐르는 냉각수를 한 곳으로 모으게 된다.

여기서, 집수링(142)과 냉각유로(A)는 출구측 벤투리홀(135)로 연결되어 배출되는 냉각수의 유속을 증가시킨다. 이러한 복수개의 출구측 벤투리홀(135)은 롤러측판(130)에 형성되며, 상술한 입구측 벤투리홀(131)과 같이 롤러측판(130)의 가장자리를 따라 일정한 간격을 이루면서 내향으로 경사지게 형성되어 냉각유로(A)와 집수링(142)을 연결한다. 즉, 출구측 벤투리홀(135)은 냉각유로(A)의 내경에 비해 단면적이 좁게 형성되어, 출구측 벤투리홀(135)에 다다른 냉각수의 속력을 증가시켜서 냉각수의 흐름을 원활하게 한다. 선택적으로 출구측 벤투리홀(135)은 그 내경의 단면적이 급격히 줄었다가 중앙부에서 최소단면적이 되고, 다시 단면적이 완만히 확대되는 구조로 형성될 수 있다.

상기와 같은 집수링(142)과 우측회전축(170)의 배출공(171)을 연결하는 복수개의 배출관(180)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 집수링(142)과 배출공(171)을 방사상으로 연결하여 집수된 냉각수를 배출공(171)을 통해 외부로 배출시킨다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작동관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 좌측회전축(150)의 유입공(151)으로 유입된 냉각수는, 분기관(160)을 통해 방사상으로 분기된 후, 링헤더(140)에 모이게 된다.

이같이 링헤더(140)에 모인 냉각수는 입구측 벤투리홀(131)을 통과하면서 유속이 증가되어 냉각유로(A)에서 막힘 없이 원활히 흐르게 되는데, 이때 냉각수는 나선형으로 감긴 지지편(111)에 의해 나선흐름으로 안내되어 흐름이 원활해진다.

이어서, 냉각수는 냉각유로(A)의 말단부에 연결된 출구측 벤투리홀(135)을 통과하면서 다시 한번 유속이 증가되어 집수링(142)에 집수되고, 이 집수링(142)에 집수된 냉각수는 복수개의 배출관(180)을 통해 우측회전축(170)의 배출공(171)으로 배출된다.

따라서, 유입공(151)으로 유입된 냉각수는 입구측 벤투리홀(131)과 출구측 벤투리홀(135)에서 유속이 증가되므로, 냉각유로(A)의 중간에서 막힘 없이 원활히 흘러서 내·외부냉각롤러(120)(110)의 냉각작용을 극대화하게 된다.

이상의 설명은 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 도 1의 B-B선 단면도.

도 4는 도 1의 C-C선 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 작동도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

110 : 외부냉각롤러 111 : 지지편

120 : 내부냉각롤러 131 : 입구측 벤투리홀

135 : 출구측 벤투리홀 140 : 링헤더

142 : 집수링 151 : 유입공

160 : 분기관 171 : 배출공

180 : 배출관 A : 냉각유로

Claims (8)

1. 연속식 소둔설비용 냉각롤러에 있어서,

   유입공이 형성된 좌측회전축 및 배출공이 형성된 우측회전축이 양측으로 구비된 내부냉각롤러;

   상기 내부냉각롤러와의 사이에 냉각수가 흐르는 냉각유로가 구비되도록 중공으로 형성되어 내부냉각롤러와 일체로 회전되는 외부냉각롤러;

   상기 좌측회전축의 유입공으로 유입된 냉각수를 방사상으로 분기시키도록 연결된 복수개의 분기관;

   상기 분기관에서 분기된 냉각수를 냉각유로로 고르게 분배하도록 외부냉각롤러의 일단부 둘레를 따라 구비된 링헤더;

   상기 링헤더에서 분배되어 냉각유로를 흐르는 냉각수를 집수하도록 외부 냉각롤러의 타단부에 구비된 집수링;

   상기 집수링에서 집수된 냉각수를 우측회전축의 배출공으로 배출시키도록 연결된 배출관;을 포함하고,

   상기 내부냉각롤러의 외주면과 외부냉각롤러의 내주면 사이에는 복수개의 지지편이 개재되어 냉각유로의 간극을 유지하고 있으며,

   상기 지지편은 냉각유로로 유입된 냉각수의 나선흐름을 안내하도록 나선형으로 감기면서 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 소둔설비용 냉각롤러.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 링헤더와 냉각유로는 둘레를 따라 배치된 복수개의 입구측 벤투리홀로 연결되어, 냉각수의 유속을 증가시키는 것을 특징으로 하는 연속식 소둔설비용 냉 각롤러.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 입구측 벤투리홀은 내부냉각롤러의 양측을 마감하는 롤러측판에 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 소둔설비용 냉각롤러.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 냉각유로와 집수링은 둘레를 따라 배치된 복수개의 출구측 벤투리홀로 연결되어, 냉각수의 유속을 증가시키는 것을 특징으로 하는 연속식 소둔설비용 냉각롤러.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 출구측 벤투리홀은 내부냉각롤러의 양측을 마감하는 롤러측판에 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 소둔설비용 냉각롤러.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 배출관은 집수링과 배출공에 방사상으로 연결되도록 복수개로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속식 소둔설비용 냉각롤러.

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