KR101142505B1 - 세라믹 허스롤 - Google Patents

Abstract

세라믹 슬리브에 형성되는 핀홀의 내마모성을 증가시켜 파손을 최소화시킬 수 있도록, 세라믹 슬리브와, 상기 세라믹 슬리브를 관통하는 롤샤프트, 상기 롤샤프트에 설치되는 롤플랜지에 장착되어 상기 세라믹 슬리브 선단에 형성된 핀홀에 끼워지는 핀볼트를 포함하며, 상기 핀홀 내주면에 라이너가 끼워져 핀홀 내주면과 상기 핀볼트 사이에 설치되는 구조의 세라믹 허스롤을 제공한다.

슬리브, 롤샤프트, 핀홀, 핀볼트, 라이너, 세라믹재

Description

세라믹 허스롤{CERAMIC HEARTH ROLL}

본 발명은 제철소에서 강판을 지지하여 이송시키는 롤에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 소둔로에서 사용되는 세라믹 허스롤에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 냉연공장 또는 전기강판공장의 압연기에서 냉간 압연된 강판은 소둔로를 거쳐 열처리된다.

소둔로는 내부에 복수개의 허스롤이 간격을 두고 설치된다. 이에 페이오프릴에서 풀려나오는 강판은 대략 800 ~ 1600℃로 유지되는 소둔로 내부를 통과하여 열처리된 후 텐션릴에 다시 감기게 된다.

이 과정에서 주어진 허스롤은 소둔로 내부의 일정높이에서 일정한 간격으로 설치되어 통판되는 강판이 하부로 처지는 것을 방지할 뿐 아니라 강판의 이송을 보조하는 역할을 하게 된다.

이를 위해 상기 허스롤은 소둔로의 고온특성에 맞도록 설계되어야 한다.

상기 허스롤은 세라믹 슬리브와, 이 세라믹 슬리브를 길이방향으로 관통하여 끼워지는 롤샤프트를 포함한다. 상기 세라믹 슬리브와 롤샤프트의 결합은 핀볼트를 통해 이루어진다. 상기 롤샤프트의 롤플랜지에 장착되는 핀볼트는 상기 세라믹 슬 리브에 형성된 핀홀에 끼워져 세라믹 슬리브를 지지하게 된다.

상기 허스롤은 고온의 소둔로에서 장시간 사용 시 세라믹튜브와 롤샤프트간의 서로 다른 열팽창계수(약 30배 차이남)로 인하여 롤샤프트에 급격한 크리프가 일어나게 된다. 이에 롤샤프트는 열팽창을 고려하여 세라믹 슬리브보다 작게 제조된다. 이는 핀볼트도 마찬가지이다. 핀볼트 역시 열팽창을 고려하여 핀홀보다 작게 제조된다.

따라서 종래의 허스롤은 운전온도에 도달하더라도 핀과 핀홀 사이의 유격에 의해 허스롤 회전시 충격하중이 지속적으로 핀홀에서 발생된다.

이에 핀볼트가 핀홀 내에서 마모를 일으키게 되어 핀홀의 지름이 계속 커지게 되고 결국 파손되는 현상이 발생된다. 또한, 핀홀의 손상을 줄이기 위해 허스롤의 회전속도도 어느 정도 이상으로 높일 수 없게 된다.

또한, 파손된 허스롤을 교체하기 위해서는 소둔로를 소화시킨 후 다시 재승온하는데까지 대략 10여시간이 소요되므로 엄청난 생산성의 하락을 초래하게 된다.

이에 세라믹 슬리브에 형성되는 핀홀의 내마모성을 증가시켜 파손을 최소하고 수명을 향상시킬 수 있도록 된 세라믹 허스롤을 제공한다.

또한, 세라믹 슬리브의 회전속도를 높일 수 있도록 된 세라믹 허스롤을 제공한다.

이를 위해 본 허스롤은 세라믹 슬리브와, 상기 세라믹 슬리브를 관통하는 롤샤프트, 상기 롤샤프트에 설치되는 롤플랜지에 장착되어 상기 세라믹 슬리브 선단에 형성된 핀홀에 끼워지는 핀볼트를 포함하며, 상기 핀홀 내주면에 라이너가 끼워져 핀홀 내주면과 상기 핀볼트 사이에 설치되는 구조일 수 있다.

상기 라이너는 내열강 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 라이너는 측면에 길이방향을 따라 슬릿이 형성되어 절단된 구조일 수 있다.

이에 상기 라이너에 의해 핀홀의 내주면의 강도가 보다 보강될 수 있게 된다.

본 허스롤은 상기 세라믹 슬리브와 롤샤프트 사이에 세라믹재가 충진된 구조일 수 있다.

상기 세라믹재는 상기 세라믹 슬리브와 비교하여 상대적으로 압축율이 높은 구조일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 세라믹 슬리브의 핀홀 마모를 줄여 허스롤의 수명을 높일 수 있고, 허스롤 수리 및 교체에 따른 원가 부담을 줄일 수 있게 된다.

또한, 허스롤의 고속 회전이 가능하여 조업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또 는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 허스롤을 도시하고 있으며, 도 2는 본 실시예에 따른 허스롤의 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 허스롤(10)은 원통형태의 세라믹 슬리브(12)와, 상기 세라믹 슬리브(12)를 관통하는 롤샤프트(14)를 포함한다. 상기 롤샤프트(14)에는 세라믹 슬리브(12)의 양단을 지지하여 롤샤프트(14)에 고정하기 위한 롤플랜지(16)가 설치된다.

또한, 상기 세라믹 슬리브(12)의 양 선단에는 핀홀(20)이 형성되어 상기 롤플랜지(16)에 설치되는 핀볼트(22)가 상기 핀홀(20)에 끼워져 슬리브(12)를 지지하게 된다.

본 실시예에서 상기 세라믹 슬리브(12)는 종래 허스롤의 세라믹 슬리브와 비교하여 두께를 보다 줄여 허스롤(10) 자체의 하중을 줄이는 구조로 되어 있다. 종래와 비교하여 보다 얇아진 세라믹 슬리브(12)의 두께를 고려하여 본 허스롤(10)은 핀볼트(22)와 핀홀(20)의 지름을 줄인 구조로 되어 있다. 또한, 핀볼트(22)와 핀홀(20)의 지름을 줄인 대신 세라믹 슬리브(12)를 따라 형성되는 핀홀(20)의 개수를 늘이고 이에 대응하여 핀볼트(22)의 개수를 증가시켜 충분한 강성을 확보한 구조로 되어 있다.

여기서 본 허스롤(10)은 상기 핀홀(20) 내에 라이너(30)가 설치된 구조로 되어 있다. 본 실시예에서 상기 라이너(30)는 내열강 재질로 이루어진다.

상기 라이너(30)는 핀홀(20)의 내주면에 설치되어 핀홀(20)의 내주면을 보호하게 된다. 이에 핀볼트(22)에 의해 핀홀(20)의 내주면이 마모되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 3은 상기 라이너(30)의 구조를 도시하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 라이너(30)는 핀홀(20)과 대응되는 크기의 외경을 갖고 상하가 개방된 원통형 구조물로, 측면에는 일부분이 길이방향으로 절결되어 슬릿(32)이 형성된 구조로 되어 있다. 상기 슬릿(32)의 형성 폭은 특별히 한정되지 않으나, 라이너(30)의 열팽창을 고려하여 운전온도에서 라이너(30)가 핀홀(20)의 내부에서 틈새없이 완전히 팽창될 수 있는 정도로 형성될 수 있다.

즉, 운전온도에서 라이너(30)가 팽창되면 절결된 슬릿(32)의 마주보는 양 선단이 늘어나 서로 접근하게 되는 데, 슬릿(32)의 틈새가 없는 상태가 라이너(30)가 최대로 팽창된 상태가 될 수 있도록 슬릿(32)의 폭을 형성한다.

이와같이 라이너(30)는 허스롤(10)의 운전온도에 관계없이 지속적으로 핀홀(20)의 내주면에 설치되어 핀홀(20)의 내주면을 보호하게 된다. 이에 핀볼트(22) 는 핀홀(20)에 설치된 라이너(30) 내에 끼워져 라이너(30)와 접하게 된다. 따라서 핀홀(20)은 라이너(30)에 의해 핀볼트(22)와 직접적으로 접촉되지 않게 되어 핀볼트(22)에 의해 핀홀(20)이 마모되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 허스롤(10)은 상기 세라믹 슬리브(12)와 롤샤프트(14) 사이에 상기 세라믹 슬리브(12)와 비교하여 상대적으로 압축율이 높은 세라믹재(40)가 충진된 구조로 되어 있다.

이에 롤 샤프트(14)가 장시간 사용에 따라 크리프 현상으로 처진 경우 롤샤프트(14)의 처짐에 의한 충격을 세라믹재(40)가 흡수하여 완화시키게 된다. 따라서 롤샤프트(14)의 처짐에 의해 핀홀(20)에 가해지는 응력의 증가를 완화시켜 줄 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 세라믹재(40)는 세라믹 슬리브(12)와 롤샤프트(14) 사이에 충진되어 설치될 수 있으며, 원통형태로 제조되어 상기 세라믹 슬리브(12)와 롤샤프트(14) 사이에 삽입 설치될 수 있다. 따라서 허스롤(10)의 고속회전이 가능하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 실시예에 따른 허스롤의 구성을 도시한 개략적인 도면이다.

도 2는 본 실시예에 따른 허스롤의 단면도이다.

도 3은 본 실시예에 따른 허스롤의 핀홀에 설치되는 라이너를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 허스롤 12 : 세라믹 슬리브

14 : 롤샤프트 16 : 롤플랜지

20 : 핀홀 22 : 핀볼트

30 : 라이너 32 : 슬릿

40 : 세라믹재

Claims (5)

1. 세라믹 슬리브와, 상기 세라믹 슬리브를 관통하는 롤샤프트, 상기 롤샤프트에 설치되는 롤플랜지에 장착되어 상기 세라믹 슬리브 선단에 형성된 핀홀에 끼워지는 핀볼트를 포함하며,

   상기 핀홀 내주면에 상기 핀볼트에 의한 핀홀 마모를 방지하기 위한 라이너가 설치되고,

   상기 라이너는 측면에 길이방향을 따라 슬릿이 형성된 세라믹 허스롤.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 라이너는 내열강 재질로 이루어진 세라믹 허스롤.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 세라믹 슬리브와 롤샤프트 사이에 세라믹재가 충진된 구조의 세라믹 허스롤.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 세라믹재는 상기 세라믹 슬리브와 비교하여 상대적으로 압축율이 높은 구조의 세라믹 허스롤.

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