KR101149154B1 - 형강재의 코너부 절삭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형강재의 코너 부위의 결함을 간편하고 신속하게 제거할 수 있도록 한 형강재의 코너부 절삭장치에 관한 것이다.
그 절삭장치는, 연속 주조법에 의해 제조된 반제품인 형강재의 이송 경로 상에 배치되는 베이스 본체와, 베이스 본체의 하부에 착탈가능하게 배치되고 단부에 형강재의 코너부위와 접촉되어 표면층을 절삭하는 바이트 팁이 배치된 바이트 홀더가 다수개로 구성된 홀더 베이스와, 홀더 베이스에 배치된 각각의 바이트 홀더가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단으로 구성된다.
이에 따르면 본 발명은 형강재의 이송 경로 상에 배치되어 스카핑 공정 없이 반제품인 주편의 코너 부위 표면 결함을 용이하게 제거할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

형강재의 코너부 절삭장치{DEVICE FOR CUTTING CORNER OF SLAB}

본 발명은 형강재의 코너부 절삭장치에 관한 것으로, 특히 반제품인 슬라브의 표면 형상을 인상재에 의한 모형을 이용하여 정량적인 측정하는 과정에서 인상재의 수축을 방지하도록 그 구조가 개선된 형강재의 코너부 절삭장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연속 주조설비는 용강을 주편(Slab)등의 반제품으로 제조하기 위한 것으로, 크게 턴디쉬와 몰드 및 다수의 연주기 롤로 구성되며, 용강이 몰드를 통과하면서 응고층이 형성되도록 한 후에, 다수개로 양측으로 배열된 연주기 롤 사이로 통과할 때 냉각수를 분사시켜 주편의 표면을 냉각시키는 제조공정을 갖는다.

기존 연속주조법에 의해 주편을 생산하는 경우에는 주편의 표면 온도 관리가 대단히 중요하다.

본 발명의 목적은 스카핑 처리된 형강재 표면 형상을 정량적인 방식으로 측정하여 표면 굴곡에 따른 표면 품질을 정확하게 평가할 수 있는 형강재의 코너부 절삭장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베이스 본체와,

상기 베이스 본체의 하부면에 착탈 가능하게 배치되고 형강재의 표면 코너 부위와 접촉되어 상기 형강재의 표면 코너 부위를 절삭하기 위한 바이트 팁들을 각각 갖는 다수개의 바이트 홀더들로 구성된 홀더 베이스와,

상기 각각의 바이트 홀더가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 높낮이 조절수단은 상기 바이트 홀더의 상부에 배치되고 외주면에 수 나사산이 형성된 체결부와,

상기 홀더 베이스에 형성되어 상기 체결부가 관통되도록 결합되고 내주면에 암 나사산이 형성된 연결공을 구비하여 된 것이다.

상기 바이트 홀더는 상기 형강재의 이송방향으로 갈수록 하부가 낮아지도록 배치된다.

상기 홀더 베이스는 상기 베이스 본체의 하부에 서로 다른 복수 열로 배치된다.

상기 홀더 베이스는 상기 베이스 본체의 하부에 서로 이격되게 배치된다.

상기 홀더 베이스를 상기 베이스 본체의 하부에서 이동시켜 배치각도를 조절하기 위한 각도조절수단을 더 구비한다.

상기 각도조절수단은 상기 홀더 베이스가 결합되는 베이스 본체의 부위가 원호 형태로 형성되고 다수개의 결합공이 형성된 결합부와,

상기 홀더 베이스의 상부에 배치되고 상기 결합공과 대응되는 체결공이 형성된 고정부와,

상기 홀더 베이스와 상기 가이드 레일에 관통되도록 상기 체결공과 결합공에 체결되어 상기 홀더 베이스를 고정시키는 체결부재를 구비한다.

상기 각도조절수단은 상기 홀더 베이스가 결합되는 베이스 본체의 부위가 상기 형강재의 코너 부위와 대응되는 형태로 형성되고 다수개의 결합공이 형성된 결합부와,

상기 홀더 베이스의 상부가 슬라이딩 이동되도록 배치되고 상기 결합부에 형성되는 가이드 레일과,

상기 홀더 베이스의 상부면에 상측으로 연장되고 단부가 절곡되어 상기 가이드 레일에 슬라이딩 이동 가능하도록 수용되는 가이드 브라켓부를 구비한다.

상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합된 상기 홀더 베이스를 이동시키는 이동수단을 더 구비한다.

상기 이동수단은 상기 홀더 베이스의 일측에 연결되는 로드를 가지며 외부로부터 전달되는 유체 에너지를 매개로 상기 로드를 전,후진 동작시키는 액추에이터를 구비한다.

본 발명의 다른 특징적인 요소로는, 베이스 본체와,

상기 베이스 본체의 하부면에 착탈 가능하게 배치되고 형강재의 표면 코너 부위와 접촉되어 상기 형강재의 표면 코너 부위를 절삭하기 위한 바이트 팁들을 각각 갖는 다수개의 바이트 홀더들로 구성된 홀더 베이스와,

상기 각각의 바이트 홀더가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단과,

상기 베이스 본체의 하부에 배치되어 상기 홀더 베이스를 상기 형강재의 길이방향으로 이동시키는 이동수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 이동수단은 상기 베이스 본체의 하부면에 상기 형강재의 길이방향과 대응되는 방향으로 형성된 가이드 레일과,

상기 홀더 베이스의 일측에 연결되는 로드를 가지며 외부로부터 전달되는 유체 에너지를 매개로 상기 베이스 본체를 가이드 레일 상에서 전,후진 동작시키도록 상기 로드를 전,후진 동작시키는 액추에이터를 구비한다.

본 발명은 형강재의 코너 부위의 결함을 간편하고 신속하게 제거할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 형강재의 이송 경로 상에 배치되어 스카핑 공정 없이 반제품인 주편의 코너 부위 표면 결함을 용이하게 제거할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

또한, 바이트 홀더 및 바이트 팁의 높낮이 조절을 통하여 표층 절삭 두께를 조절할 수 있는 이점을 갖는다.

그리고 복수 열의 홀더 베이스를 서로 다른 각도로 배치함으로써, 코너 부위의 절삭 각도를 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 형강재의 코너부 절삭장치의 일 실시 예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명 일 실시 예의 다른 실시 형태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 홀더 베이스의 측단면도.
도 4는 본 발명 일 실시 예의 정면도.
도 5는 본 발명 일 실시 예의 결합상태를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 6a,6b,6c는 본 발명 일 실시 예의 사용상태를 나타낸 도면으로서, 일 렬 또는 복수 열로 형강재의 코너부 절삭과정을 순차적으로 나타낸 사용상태도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예의 사용상태를 개략적으로 나타낸 정면도.

연주기내에서 주편은 주조중 벤딩(bending) 및 스트레이트닝(Straightening) 과정을 거치며, 이 과정에서 주편의 표면에는 큰 응력이 가해진다.

또한, 강은 용강에서 응고하여 냉각되는 도중, 강의 인성이 급격히 떨어지는 온도구간이 존재한다. 즉, 큰 응력이 가해지는 구간의 주편의 표면 온도가 인성이 급격히 떨어지는 온도로 되면 주편의 표면에 결함이 발생한다.

주편에 상기와 같은 표면 결함이 발생할 경우, 연주 조업의 생산성이 떨어지며, 심할 경우에는 주편을 사용할 수 없게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 생산된 주편인 슬라브는 성분, 생산 조건에 따라 필연적으로 표면결함이 발생되는 바, 이러한 표면결함을 제거하여 제품의 품질을 향상시키기 위해 최종 출하전에 스카핑머신을 통한 스카핑공정과 용삭공정을 거친 후 열연코일이나 혹은 냉연코일 제품을 생산하거나 슬라브 자체가 제품이 되어 다른 철강회사에 공급되게 된다.

스카핑공정이란 슬라브의 표면에 발생하는 결함을 고압의 산소와 가스를 이용하여 슬라브 표면을 용융시켜 표면을 1.5~4.5mm 제거함으로써 결함을 제거하는 표면처리공정이다.

스카핑공정은 공지의 스카핑장치에 의해 수행되는 데, 스카핑 공정을 수행하는 조건들중 스카핑장치의 상,하부 산소 분사노즐에서 고압의 산소를 슬라브의 상,하 표면측으로 분사하는 간격 즉, 스카핑 거리가 중요하다. 이 스카핑 거리가 일정하게 나와야만 슬라브 표면 전체를 일정한 깊이로 제거할 수 있게 된다.

그런데, 기존의 슬라브는 크랙, 핀홀 등의 표면 결함이 있으며, 특히 코너부에 발생하는 크랙 및 핀홀 등의 결함은 후공정에서 에지크랙 또는 선상 흠 등의 결함으로 발전하게 되어 제품 품질을 저하시키게 된다.

스카핑 장치의 정해진 폭 만큼 스카핑 부위가 고정되어 있으므로, 스카핑장치를 이용하여 코너 부위만을 국부적으로 스카핑하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 수작업으로 슬라브의 코너 부위를 스카핑하는 경우에는 작업자의 숙련도에 따라 그 품질이 달라지게 되고 작업시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

이 경우에는 슬라브의 코너 부위만이 아니라 결함이 없는 부위까지 용삭하여 제거하게 되므로, 제거된 부위만큼 주편의 수율을 저하시키게 된다.

따라서, 연속 주조설비를 통해 제조되는 주편의 코너 부위 결함을 용삭이 아닌 절삭으로 제거할 수 있는 형강재의 코너부 절삭장치가 요구된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 여기서는 형강재의 일 예로 슬라브를 채택하여 설명하지만, 다른 형강재 반제품에 적용할 수도 있다.

본 발명에 따른 형강재의 코너부 절삭장치의 일 실시 예는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 연속 주조법에 의해 제조된 반제품인 형강재(10)의 이송 경로 상에 배치되는 베이스 본체(100)와, 베이스 본체(100)의 하부에 착탈가능하게 배치되고 단부에 형강재(10)의 코너부위와 접촉되어 표면층을 절삭하는 바이트 팁(250)이 배치된 바이트 홀더(210)가 다수개로 구성된 홀더 베이스(200)와, 홀더 베이스(200)에 배치된 각각의 바이트 홀더(210)가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 바이트 홀더(210)는 각각의 바이트 팁(250)이 형강재(10)가 이송되는 진행 방향 측에 배치된다.

바이트 홀더(210)는 형강재(10)의 이송 진행 방향으로 갈수록 하단부가 점점 낮아지는 형태로 배치된다.

홀더 베이스(200)는 베이스 본체(100)의 하부에 복수 열로 배치된다.

또한, 홀더 베이스(200)는 복수 열이 서로 다른 각도로 배치되는 것이 바람직하다.

높낮이 조절수단은 바이트 홀더(210)의 상부에 배치되고 외주면에 수 나사산이 형성된 체결부(215)와, 홀더 베이스(200)에 형성되어 체결부(215)가 관통되도록 결합되고 내주면에 암 나사산이 형성된 연결공(205)을 구비하여 된 것이다.

즉, 높낮이 조절수단은 바이트 홀더(210)의 상부에 나사산을 갖는 돌출된 형태의 체결부(215)가 형성되고, 체결부(215)가 홀더 베이스(200)를 관통하여 체결되도록 홀더 베이스(200)에 연결공(205)이 형성된 것이다.

그리고, 체결부(215)의 단부에는 풀림 방지를 위한 너트부재(230)가 체결된다.

또한, 홀더 베이스(200)는 상부면에 체결부(215)가 돌출되지 않도록 홈 형태의 수용부(202)가 형성된다.

더 바람직하게는, 홀더 베이스(200)를 베이스 본체(100)의 하부에서 이동시켜 배치각도를 조절하기 위한 각도조절수단이 구비된다.

각도조절수단은 홀더 베이스(200)가 결합되는 베이스 본체(100)의 부위가 원호 형태로 형성되고 다수개의 결합공(112)이 형성된 결합부(110)와, 홀더 베이스(200)의 상부에 배치되고 결합공(112)과 대응되는 체결공(242)이 형성된 고정부(240)와, 홀더 베이스(200)와 가이드 레일에 관통되도록 체결공(242)과 결합공(112)에 체결되어 홀더 베이스(200)를 고정시키는 체결부재(270)를 구비한다.

이러한 각도조절수단의 결합부(110)는 원호 형태가 아니라, 경사진 각도로 형성될 수도 있다.

또한, 각도조절수단의 다른 예로는, 도 2를 다시 참조하면, 홀더 베이스(200)가 결합되는 베이스 본체(100)의 부위가 상기 형강재(10)의 코너 부위와 대응되는 형태로 형성되고 다수개의 결합공(112)이 형성된 결합부(110)와, 홀더 베이스(200)의 상부가 슬라이딩 이동되도록 배치되고 상기 결합부(110)에 형성되는 가이드 레일(120)과, 홀더 베이스(200)의 상부면에 상측으로 연장되고 단부가 절곡되어 가이드 레일(120)에 슬라이딩 이동 가능하도록 수용되는 가이드 브라켓부(260)를 구비한 것이다.

또 홀더 베이스(200)를 가이드 레일(120)상에 고정시키기 위해 가이드 브라켓부(260)를 관통하여 체결하기 위한 체결부재를 더 구비할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 형강재의 코너부 절삭장치는, 형강재(10)가 이송되는 경로 중에서 코너 부위의 상측에 베이스 본체(100)가 배치되고, 형강재(10)가 이송되는 진행 방향으로 홀더 베이스(200)에 고정된 바이트 팁(250)들의 높이가 하측으로 낮아지는 형태로 배치되어 있으므로, 형강재(10)가 이송됨에 따라 바이트 팁(250)들과 접촉되어 형강재(10)의 코너 부위가 절삭된다.

이때, 바이트 팁(250)들을 서로 다른 높낮이로 배치하는 과정은, 나사탭이 외주면에 형성된 체결부(215)를 홀더 베이스(200)의 연결공(205) 내에 체결시킨 후에, 회전시키는 회전 방향에 따라 바이트 홀더(210)가 승강동작된다.

이에 따라 바이트 팁(250)들의 높낮이를 조정하면, 앞서 설명한 바와 같이 형강재(10)의 진행 방향으로 갈수록 바이트 팁(250)의 단부가 낮아지게 되고, 이로 인해 점차적으로 형강재(10)의 코너부 절삭 깊이가 커지게 된다.

바이트 홀더(210)가 복수개로 서로 다른 각도로 배치한 경우에는, 형강재(10)의 코너부 절삭각도가 라운드에 가깝게 복수의 각도로 절삭되어 복수의 절삭면을 갖게 된다.

이로 인해, 바이트 홀더(210)들의 배치 각도를 일 렬 또는 복수 열로 조정할 수 있으므로, 절삭면의 수를 조정할 수 있다.

그리고, 바이트 홀더(210)가 서로 다른 각도로 배치될 경우에는, 서로 이격되게 배치하는 것이 바람직하다.

이는, 좁은 구간에서 형강재(10)의 코너부가 복수 각도로 절삭될 경우에는 절삭 면적이 넓어지고 절삭시 부하가 상대적으로 많이 걸리게 되어 부품이 쉽게 손상될 우려가 있기 때문이다.

한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 보인 도면으로서, 앞의 선 실시 예의 구성요소에 홀더 베이스(200)를 이동시키는 이동수단이 추가된 것이다.

이동수단은 베이스 본체(100)의 하부면에 형강재(10)의 길이방향과 대응되는 방향으로 형성된 가이드 레일(120)과, 홀더 베이스(200)의 일측에 연결되는 로드(310)를 가지며 외부로부터 전달되는 유체 에너지를 매개로 베이스 본체(100)를 가이드 레일(120) 상에서 전,후진 동작시키도록 로드(310)를 전,후진 동작시키는 액추에이터(300)를 구비한다.

액추에이터(300)는 유압 실린더나 공압 실린더를 채용할 수 있다.

또한, 가이드 레일(120)은 앞서 설명한 가이드 레일과 동일한 구성이며, 이 경우에는 홀더 베이스(200)를 고정시킬 필요가 없으므로, 결합공(112)이 생략될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예는 베이스 본체(100)가 형강재(10)가 이송하는 경로 상에 배치되는 것이 아니라, 고정된 상태의 형강재(10) 코너부를 절삭하기 위해 홀더 베이스(200)를 이동시키기 위한 것이다.

즉, 야적장이나 실내에 적재된 상태의 형강재의 코너부를 절삭하기 위해 홀더 베이스(200)가 이동하면서 바이트 팁(250)들이 고정된 상태의 형강재 코너부와 접촉되면서 절삭하도록 된 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 형강재 100 : 베이스 본체
110 : 결합부 112 : 결합공
120 : 가이드 레일 200 : 홀더 베이스
205 : 연결공 210 : 바이트 홀더
240 : 고정부 242 : 고정공
250 : 바이트 팁 270 : 체결부재
300 : 액추에이터 310 : 로드

Claims (12)

1. 베이스 본체와,
   상기 베이스 본체의 하부면에 착탈 가능하게 배치되고 형강재의 표면 코너 부위와 접촉되어 상기 형강재의 표면 코너 부위를 절삭하기 위한 바이트 팁들을 각각 갖는 다수개의 바이트 홀더들로 구성된 홀더 베이스와,
   상기 각각의 바이트 홀더가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단을 구비하며,
   상기 홀더 베이스는 상기 베이스 본체의 하부에 복수 열로 배치되고,
   상기 홀더 베이스를 상기 베이스 본체의 하부에서 이동시켜 배치각도를 조절하기 위한 각도조절수단을 더 구비하되,
   상기 각도조절수단은 상기 홀더 베이스가 결합되는 베이스 본체의 부위가 원호 형태로 형성되고 다수개의 결합공이 형성된 결합부와,
   상기 홀더 베이스의 상부에 배치되고 상기 결합공과 대응되는 체결공이 형성된 고정부와,
   상기 홀더 베이스와 상기 가이드 레일에 관통되도록 상기 체결공과 결합공에 체결되어 상기 홀더 베이스를 고정시키는 체결부재를 구비한 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 높낮이 조절수단은 상기 바이트 홀더의 상부에 배치되고 외주면에 수 나사산이 형성된 체결부와,
   상기 홀더 베이스에 형성되어 상기 체결부가 관통되도록 결합되고 내주면에 암 나사산이 형성된 연결공을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 바이트 홀더는 상기 형강재의 이송방향으로 갈수록 하부가 낮아지도록 배치된 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 홀더 베이스는 상기 베이스 본체의 하부에 서로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 베이스 본체와,
   상기 베이스 본체의 하부면에 착탈 가능하게 배치되고 형강재의 표면 코너 부위와 접촉되어 상기 형강재의 표면 코너 부위를 절삭하기 위한 바이트 팁들을 각각 갖는 다수개의 바이트 홀더들로 구성된 홀더 베이스와,
   상기 각각의 바이트 홀더가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단을 구비하며,
   상기 홀더 베이스는 상기 베이스 본체의 하부에 복수 열로 배치되고,
   상기 홀더 베이스를 상기 베이스 본체의 하부에서 이동시켜 배치각도를 조절하기 위한 각도조절수단을 더 구비하되,
   상기 각도조절수단은 상기 홀더 베이스가 결합되는 베이스 본체의 부위가 상기 형강재의 코너 부위와 대응되는 형태로 형성되고 다수개의 결합공이 형성된 결합부와,
   상기 홀더 베이스의 상부가 슬라이딩 이동되도록 배치되고 상기 결합부에 형성되는 가이드 레일과,
   상기 홀더 베이스의 상부면에 상측으로 연장되고 단부가 절곡되어 상기 가이드 레일에 슬라이딩 이동 가능하도록 수용되는 가이드 브라켓부를 구비한 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합된 상기 홀더 베이스를 이동시키는 이동수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 이동수단은 상기 홀더 베이스의 일측에 연결되는 로드를 가지며 외부로부터 전달되는 유체 에너지를 매개로 상기 로드를 전,후진 동작시키는 액추에이터를 구비한 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
11. 베이스 본체와,
    상기 베이스 본체의 하부면에 착탈 가능하게 배치되고 형강재의 표면 코너 부위와 접촉되어 상기 형강재의 표면 코너 부위를 절삭하기 위한 바이트 팁들을 각각 갖는 다수개의 바이트 홀더들로 구성된 홀더 베이스와,
    상기 각각의 바이트 홀더가 서로 다른 높낮이를 갖도록 조절하는 높낮이 조절수단과,
    상기 베이스 본체의 하부에 배치되어 상기 홀더 베이스를 상기 형강재의 길이방향으로 이동시키는 이동수단을 구비하되,
    상기 이동수단은 상기 베이스 본체의 하부면에 상기 형강재의 길이방향과 대응되는 방향으로 형성된 가이드 레일과,
    상기 홀더 베이스의 일측에 연결되는 로드를 가지며 외부로부터 전달되는 유체 에너지를 매개로 상기 베이스 본체를 가이드 레일 상에서 전,후진 동작시키도록 상기 로드를 전,후진 동작시키는 액추에이터를 구비한 것을 특징으로 하는 형강재의 코너부 절삭장치.
12. 삭제

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