KR101082461B1 - 슬라브 버 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연속주조되는 슬라브를 토치 절단기로 절단 시 슬라브의 길이 방향 양 단부에 형성되는 버를 제거하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 슬라브 버 제거장치는, 몸체에 상·하 유동 가능토록 결합되는 다수의 나이프가 몸체의 길이방향 일단부에서 타단부까지 일렬로 배치되되, 나이프의 배치방향이 몸체의 길이방향과 기울기를 가지며, 각 나이프가 탄성체에 의해 개별 지지되면서 각각 독립적으로 유동가능하기 때문에 슬라브 저면의 변형량에 따라 나이프 각각의 높낮이가 최적 상태로 자동 조절되는 동시에, 버를 제거하는데 요구되는 힘이 감소될 수 있도록 한 구조에 그 특징이 있다.

슬라브, 버, 토치, 연속주조

Description

슬라브 버 제거장치{Apparatus for removing burr of slab ends}

본 발명은 슬라브 버 제거장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 슬라브의 길이방향 양 단의 버를 제거하기 위한 다수의 나이프가, 단면칫수에 비하여 상대적으로 길이가 긴 바 형상을 하는 몸체의 길이방향 일단부에서 타단부까지 일렬로 결합되되, 슬라브의 진행방향과 직각을 이루는 몸체의 길이방향을 따라 배치되지 않고 길이방향과 경사진 방향을 따라 결합되는 동시에, 각 나이프와 몸체 사이에 탄성체가 개별적으로 개재됨으로써, 버 제거 시 버에 의해 나이프에 부여되는 힘이 감소되도록 할 뿐만 아니라, 슬라브의 변형량에 따라 나이프 각각의 높낮이가 적절히 조절되면서 버를 효율적으로 제거할 수 있도록 한, 슬라브 버 제거장치에 관한 것이다.

현대사회에서 가장 널리 사용되고 있는 철강제품 중 판재(板材)는, 철광석을 고로에서 용융시켜 선철을 생산하고, 제강공장에서 선철에 대하여 탈황, 탈탄, 탈산 등의 각종 처리를 실시하여 용강으로 만든 후 용강을 연속주조한 슬라브를 열간압연하거나 열간압연 후 냉간압연하는 방법으로 만들어진다.

상기 슬라브는 대략 두께와 폭이 각각 250mm, 800∼1800mm정도 되는, 판재를 생산하기 위한 강재(鋼材)로서, 국내의 경우 슬라브로 1회 연속주조되는 용강의 양 은 대략 100∼300톤정도가 되는데, 이러한 중량의 슬라브 전체를 후공정에서 처리할 수 없는 바, 연속적으로 주조되어 나오는 슬라브를 20∼30톤정도 대략 5∼12m정도의 길이씩 절단하게 된다.

이때 상기 슬라브의 절단에는 토치 절단기(torch cutting naching)가 이용되는데, 슬라브의 길이방향 양 선단면과 저면이 만나는 모서리부, 즉 길이방향 양 단부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 토치에 의한 절단 시 발생하는 용융금속이 응고됨으로써, 슬라브(11)의 저면 아래로 불규칙하게 돌출하게 되는 버(B, burr)가 형성된다.

상기 버는 연속주조 이후의 열간압연공정에서 설비의 손상은 물론 제품불량을 초래하기 때문에, 슬라브가 후공정에 투입되기 전 제거되어야 하는 바, 슬라브의 버를 제거하는 장치를 살펴보면 다음과 같다.

대표적인 버 제거장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 롤러(21)의 외주면에 축방향을 따라 다수열의 나이프(22)가 돌출형성된 구조인데, 상기 롤러(21)가 슬라브의 진행방향에 따라 회전 또는 역회전함으로써, 슬라브 양 단부의 버가 나이프(22)와 충돌하면서 제거된다.

상기와 같은 로터리식 버 제거장치는, 나이프의 마모에 따라 롤러의 전체 높이를 조절해주어야 하는데 그 조절이 어렵고 번거로우며, 슬라브가 폭방향을 따라 변형되어 저면이 평탄하지 않을 경우에는 롤러의 축방향을 따라 높이가 일정한 나이프에 의해 버를 완전히 제거하지 못할 뿐 아니라, 변형된 슬라브의 저면의 버에 대하여 상대적으로 나이프의 높이가 적절치 못하기 때문에 나이프에 충격이 가해져 나이프가 손상될 수 있다는 등의 문제가 있다.

상기와 같은 로터리식 버 제거장치의 문제점을 해결하기 위하여 다수의 나이프가 결합된 상·하 유동식 버 제거장치가 개발되었는 바, 국내등록특허공보 518315호에 "슬라브의 버 제거장치"가 게시되어 있다.

상기 등록특허의 버 제거장치는, 실린더로서 상·하 왕복이동 가능한 베이스와; 상기 베이스상에 장착되는 리프팅 본체와; 리프팅본체상에 설치되는 블레이드홀더(blade holder)와; 블레이드홀더에 장착되는 블레이드(전술한 "나이프"에 해당함); 등으로 구성된다.

그리고 상기 리프팅본체는 베이스의 길이방향(슬라브의 폭방향)을 따라 다수가 결합되고, 각 리프팅본체에는 각각 다수씩의 블레이드홀더와 블레이드가 결합되는데, 하나의 블레이드홀더에는 하나의 블레이드가 결합되며, 측면도 상에서, 리프팅본체와 블레이드홀더 사이 양 측에, 즉 2열의 스프링와셔가 개재된 구조이다.

상기 등록특허의 버 제거장치는, 스프링와셔가 1열 구비됨으로써 블레이드의 레벨 조절이 매우 어려운 버 제거장치의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 블레이드를 중심으로 그 양 측에 스프링와셔가 구비되기 때문에 블레이드의 레벨을 정밀하게 조절할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 블레이드는 레벨조정이 된 그대로 그 상·하방향의 위치가 고정된 상태로서, 나이프의 마모나 슬라브의 저면 상태에 따라 롤러 자체를 상·하 방향으로 움직여야만 하는 로터리식 버 제거장치와 같이, 상기 등록특허의 버 제거장치 역시 버 제거작업 조건에 따라 베이스 전체를 상·하 방향으로 움직여야만 한다.

따라서 로타리식 버 제거장치와 같이, 상기 등록특허의 버 제거장치 역시 버가 있는 슬라브의 폭방향 저면이 평탄하지 않고 변형되었을 경우에는, 위치가 고정된 블레이드로서 버를 완전히 제거할 수가 없다는 문제가 있다.

또한 블레이드가, 슬라브의 폭방향, 즉 슬라브의 진행방향과 직각을 이루는 방향을 따라 배열되기 때문에 버와 블레이드의 접촉 시 블레이드에 가해지는 힘이 최대화되는 바, 버와의 충격 및 마찰 등에 의해 블레이드의 수명이 단축된다.

그리고 슬라브의 전폭에 형성된 버가, 전체 블레이드와 거의 동시에 접촉하게 되기 때문에 버 제거장치 전체에 가해지는 힘 역시 매우 큰 바, 이를 견딜 수 있도록 버 제거장치가 충분한 강성을 가져야 하는 바, 제작비용이 상승하게 된다.

본 발명은, 위치가 고정되고 슬라브의 진행방향과 직각을 이루는 방향으로 배열되는 나이프(또는 블레이드)를 구비한 종래의 버 제거장치가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 슬라브 저면의 변형정도에 따라 나이프 각각의 상·하 위치가 독립적이면서 자동적으로 조절될 수 있는, 버 제거장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

그리고 버에 의해 각각의 나이프에 부여되는 힘은 물론, 버 제거장치 전체에 부여되는 힘을 감소시킬 수 있는, 버 제거장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 몸체에 각각 독립적으로 결합되는 다수의 나이프와, 각 나이프를 탄력적으로 개별 지지하는 탄성체와, 슬라브의 진행방향과 직각을 이루는 몸체의 길이방향에 대하여 경사진 방향을 따라 배치되는 나이프의 배열구조 등에 의하여 달성된다.

본 발명의 슬라브 버 제거장치는, 각각의 나이프가 독립적으로 결합되는 동시에, 각각의 나이프를 탄성체가 개별적으로 지지하기 때문에 슬라브의 저면에 변형이 발생한 경우에도 슬라브의 변형량에 따라 각 나이프의 상·하 위치가 탄력적으로 조절되면서 각 나이프와 슬라브의 저면이 밀착됨으로써, 슬라브의 저면이 변형된 경우에도 저면 아래로 돌출된 버의 완전한 제거가 가능한 장점이 있다.

또한 다수의 나이프가 슬라브의 진행방향과 경사진 방향을 따라 배열되기 때문에 버와의 접촉 시 나이프에 부여되는 힘이 감소되어 버가 더욱 효율적으로 제거될 수 있을 뿐만 아니라, 나이프의 수명이 연장되는 이점이 있다.

그리고 전체의 버 제거장치에 부여되는 힘도 감소하게 됨으로써, 장치의 강성을 줄일 수 있어 제작비용을 절감할 수도 있는 장점이 있다.

본 발명은, 연속주조된 후 요구되는 길이로 절단된 슬라브의 길이방향 양 단부에 발생되어 슬라브의 저면 아래로 돌출하는 버를 제거하기 위한, 슬라브 버 제거장치에 관한 것이다.

본 발명의 슬라브 버 제거장치는, 일렬로 배열되는 다수의 나이프가 동수(同數)의 탄성체에 의해 각각 독립적으로 지지되는 구조에 기술적 특징이 있다.

그리고 다수 나이프의 배열방향이 슬라브의 진행방향과 직각을 이루는 종래의 버 제거장치와 달리, 다수의 나이프가 슬라브의 진행방향과 경사진 방향을 따라 배열되는 구조에 본 발명의 또 다른 기술적 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명의 슬라브 버 제거장치는, 횡단면 칫수에 비하여 상대적으로 길이가 길며, 슬라브의 진행방향과 직각을 이루는 길이방향(또는 축방향)에 대하여 경사진 방향을 따라 다수의 삽입공이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 각 삽입공에 내장되는 탄성체와; 각 탄성체의 상단에 적층되고, 상단부가 몸체 외부로 돌출되는 유동체와; 각 유동체의 상단면에 결합되어 몸체 외부로 노출되는 나이프; 등으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 슬라브 버 제거장치는, 종래의 버 제거장치와 같이 몸체가 유압 또는 공압에 의해 상·하방향으로 왕복 이동가능한 바, 몸체를 상향 이동시켜 나이프가 슬라브 저면에 밀착되면서 탄성체가 어느 정도 압축된 상태에서 슬라브 버를 제거하게 된다.

따라서 슬라브의 저면에 변형이 발생되어 평탄한 수평면을 이루지 못하는 경우에도, 각 나이프가 탄성체에 의해 독립적으로 지지되기 때문에, 변형된 슬라브 저면의 상태에 따라 각 나이프를 지지하고 있는 탄성체가 더욱 압축되거나 압축된 정도가 해재되면서 슬라브 저면에 대한 각 나이프의 밀착상태가 계속적으로 유지될 수 있게 된다.

또한 상기 다수의 나이프는 슬라브의 진행방향과 경사진 방향을 따라 배치되는 바, 슬라브의 진행방향과 나이프의 배열방향이 직각을 이루는 경우에 비하여 슬라브 버가 나이프에 부여하는 힘이 감소됨으로써, 버 제거가 더욱 효율적으로 이루어지는 동시에 나이프의 수명이 연장될 수 있게 된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 3에 본 발명 일실시예 슬라브 버 제거장치의 사시도를, 도 4에 평면도를, 도 5에 부분 단면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라브 버 제거장치는,

평면도 상에서 길이방향에 경사진 방향을 따라 다수의 삽입공(H)이 형성되 고, 실린더 등과 같은 직선왕복운동장치에 의해 상·하방향으로 유동 가능한 몸체(31)와;

상기 몸체(31)의 삽입공(H)에 각각 내장되는 탄성체(32)와;

상기 상기 삽입공(H)에 삽입되어 탄성체(32)의 상단에 적층된 상태에서 상단부가 몸체(31) 외부로 돌출되는 유동체(33)와;

상기 유동체(33)의 상단면에 분리 가능하게 고정 결합되는 나이프(34); 등으로 구성된다.

이때 상기 몸체(31)의 횡단면 형상은 원형으로 도시되었으나, 사각형 등을 비롯한 다른 기하학적 형상도 가능하다.

그리고 상기 몸체(31)에 구비된 삽입공(H)이 배열된 방향은, 평면도 상에서, 몸체(31)의 길이방향에 대하여 1∼10°의 기울기를 갖도록 하는 것이 바람직하데, 이는, 경사각(θ)이 1°에 미치지 못할 경우 그 효과가 거의 없어 삽입공(H)이 길이방향을 따라 구비된 구조와 거의 대동소이한 구조가 되며, 경사작이 10°를 초과하면 몸체(31)의 폭이 필요 이상 증가하면서 제작비용은 물론 몸체(31)를 상·하이동시키기 위한 유·공압장치의 용량도 필요 이상으로 커지게 되기 때문이다.

상기와 같은 본 발명의 장치를 사용하여 슬라브의 버를 제거 시에는 버와 함께 칩, 스케일, 금속분 등의 각종 이물질도 함께 탈락하여 버 제거장치측으로 떨어지게 되고, 일부는 몸체(31)의 삽입공(H) 내부로 들어가 축적됨으로써, 탄성체(32)와 유동체(33)의 상·하유동을 방해하게 되거나, 심할 경우 나이프(34)가 결합된 유동체(33)가 삽입공(H)의 내경부에 고착될 수도 있다.

따라서 삽입공(H) 내부로 들어간 각종 이물질이 자동적으로 배출될 수 있도록 몸체(31) 전체를 상·하방향으로 관통하도록 상기 삽입공(H)을 관통 형성시키는 것이 바람직하다.

이때 상기 탄성체(32)가 삽입공(H)에서 빠지지 않도록 삽입공(H)의 내주면에 단턱(J)을 형성시킨 후 이 단턱(J)에 탄성체(32)를 올려놓도록 하여야 하며, 탄성체(32)로는 코일스프링이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 슬라브 버 제거장치에서, 전진 또는 후진하는 슬라브의 후방단부 또는 전방단부 저면에 부착된 버는 나이프(34)와 접촉하면서 그 접촉력에 의해 제거되는 바, 나이프(34)에 버가 접촉 시 그 힘은 곧바로 유동체(33)측으로 전달된다.

따라서 유동체(33)의 외주면이, 삽입공(H)의 내주면 또는 삽입공(H)의 개방된 상단부 등에 반복적으로 강하게 충돌하게 되면서 삽입공(H) 또는 유동체(33)가 손상된다.

그런데 유동체(33)가 손상되는 경우에는 손상된 유동체(33)만을 교체하면 되나, 삽입공(H)이 손상되는 경우에는 몸체(31)를 교체해야 하기 때문에 그 비용이 지나치게 증가하게 되는 바, 몸체(31)의 삽입공(H)이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 상단에 플렌지(F)가 구비된 관체형의 라이너(35)를 몸체(31)의 삽입공(H) 내경부에 분리 가능하게 고정결합하는 것이 바람직하다.

이때 상기 라이너(35)는 플렌지(F)가 없는 순수 관체형일 수도 있다.

그리고 상기 라이너(35)의 길이를 최소화하여 삽입공(H)의 상부에 고정하고, 탄성체(32)를 라이너(35)의 아래에 위치시킨 상태에서 유동체(33)가 라이너(35)를 관통한 상태에서 탄성적으로 상·하 유동가능토록 할 수 있다.

그러나 상기 라이너(35)의 길이를 늘린 상태에서 탄성체(32)의 전부 또는 하단부를 제외한 상부가 라이너(35)의 내경부에 위치하도록 하는 동시에, 유동체(33)의 하부가 라이너(35)의 내경부 내에서 상·하 유동가능토록 할 수도 있다.

이때 라이너(35)의 내경은 유동체(33)와 탄성체(32)의 직경(또는 외경)보다 큰 상태이다.

또한 슬라브가 전진 또는 후진하면서 후방단부 또는 전방단부의 버가 제거된 직후에는 슬라브가 버 제거장치를 벗어나게 되는데, 이 순간 슬라브에 의해 압축되었던 탄성체(32)의 압축력이 풀리면서 탄성체(32)의 탄성력에 의해 나이프(34)가 결합된 유동체(33) 및 탄성체(32)가 삽입공(H)을 벗어나 몸체(31) 외부로 튕겨나오게 될 수가 있다.

상기와 같이 유동체(33)가 삽입공(H)에서 빠져나오는 것을 방지하기 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 라이너(35)의 내경보다 길기 때문에 수평한 상태에서 라이너(35)의 내경부를 관통할 수 없는 스토퍼(36)를 유동체(33)의 저면에 결합하는 것이 바람직하다.

이때 유동체(33)의 상·하 유동량을 최대화하기 위하여 상기 라이너(35)의 측벽(W)에, 측벽(W) 하단면에서 상단측으로 즉, 상·하방향의 일자형 가이드홈(G)을 형성시키고, 상기 스토퍼(36)가 탄성체(32)의 탄성력에 의해 가이드홈(G)을 따라 상·하방향으로 움직일 수 있도록 할 수도 있다.

그러나 도 8에 도시된 바와 같이, 라이너(35)의 길이를 최소화하여 삽입공(H)의 상부에 고정함으로써 유동체(33)가 라이너(35)를 관통한 상태에서 유동되는 경우에는, 라이너(35)의 측벽(W)에 상기 가이드홈(G)을 구비하지 않을 수도 있다.

이때 상기 스토퍼(36)는 유동체(33)의 삽입공(H) 내경보다 큰 직경의 원판형상일 수도 있고, 상기 도 7과 같이 삽입공(H) 내경보다 큰 길이의 판상 또는 로드형 등의 형상일 수도 있다.

또한 상기 스토퍼(36)는 유동체(33)와 한 몸체로 형성될 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 슬라브 버 제거장치는, 삽입공(H)의 배열방향이, 수평면 상에서, 몸체(31)의 길이방향과 경사지고, 각 삽입공(H) 내에 탄성체(32)와 유동체(33)가 각각 순차적으로 삽입되며, 각 유동체(33)에 나이프(34)가 결합됨으로써, 각 나이프(34)가 슬라브의 저면 형상에 따라 독립적으로 상·하 유동가능한 구조에 그 기술적 특징이 있는 바, 이러한 사상을 만족할 수만 있으면 몸체(31), 탄성체(32), 유동체(33) 등의 형상이 특정한 형태로 제한되지는 않는다.

도 1은 슬라브의 사시도.

도 2는 종래 슬라브 버 제거장치의 정면도.

도 3은 본 발명 제1실시예 슬라브 버 제거장치의 사시도.

도 4는 본 발명 제1실시예 슬라브 버 제거장치의 평면도.

도 5는 본 발명 제1실시예 슬라브 버 제거장치의 부분 단면도.

도 6은 본 발명 제2실시예 슬라브 버 제거장치의 부분 단면도.

도 7은 본 발명 제3실시예 슬라브 버 제거장치를 구성하는 유동체와 라이너 및 스토퍼를 보인 것으로,

(가)는 분해 사시도이고,

(나)와 (다)는 결합 단면도이다.

도 8은 본 발명 제4실시예 슬라브 버 제거장치의 부분 단면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

31. 몸체 32. 탄성체 33. 유동체

34. 나이프 35. 라이너 36. 스토퍼

F. 플렌지 G. 가이드홈 H. 삽입공

J. 단턱 W. 측벽

Claims (7)

1. 슬라브의 길이방향 양단부에 형성된 버를 제거하기 위하여 상·하 유동가능한 몸체에 다수의 나이프가 결합된 슬라브 버 제거장치에 있어서,

   길이방향과 경사진 방향을 따라 다수의 삽입공(H)이 형성된 몸체(31)와;

   상기 몸체(31)의 각 삽입공(H)에 내장되는 탄성체(32)와;

   상기 각 삽입공(H)에 삽입되어 탄성체(32)의 상단에 적층된 상태에서 상단부가 몸체(31) 외부로 돌출되는 유동체(33)와;

   상기 각 유동체(33)의 상단면에 결합되는 나이프(34); 를 포함하여 구성되며,

   상기 삽입공(H)은 몸체(31)를 상·하로 관통하고, 삽입공(H)의 내주면에는 단턱(J)이 구비되며, 상기 탄성체(32)는 단턱(J)에 안착된 것을 특징으로 하는 슬라브 버 제거장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 삽입공(H)의 배열방향은,

   상기 몸체(31)의 길이방향에 대하여 1∼10°범위로 경사진 것을 특징으로 하는 슬라브 버 제거장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 삽입공(H) 내에는, 관체형의 라이너(35)가 분리가능토록 부가적으로 결합되고,

   상기 유동체(33)는 상기 라이너(35)의 내경부에서 상·하 유동 가능한 것을 특징으로 하는 슬라브 버 제거장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 유동체(33)의 저면에는, 라이너(35)의 내경부를 관통하지 못하는 스토퍼(36)가 결합된 것을 특징으로 하는 슬라브 버 제거장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 스토퍼(36)는, 상기 유동체(33)와 한 몸체로 형성된 것을 특징으로 하는 슬라브 버 제거장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 라이너(35)의 측벽(W)에는 하단면에서 상단측으로 일자형 가이드홈(G)이 형성되고, 상기 스토퍼(36)는 상기 가이드홈(G)을 따라 상·하방향으로 유동 가능한 것을 특징으로 하는 슬라브 버 제거장치.

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