KR101175408B1 - 압연 롤과 이를 사용한 유니버셜 압연기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연 롤과 이를 사용한 유니버셜 압연기에 관한 것으로, 내부에 압연재와의 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 내장한 압연 롤 및 상기 압연 롤을 상부 압연 롤, 하부 압연 롤, 제 1 측면 압연 롤, 제 2 측면 압연 롤에 적용한 유니버셜 압연기인 것이다.

본 발명은 압연 중 압연재의 온도를 압연 롤에 의해 제어함으로써 압연 제품의 각 부분 별 온도 편차를 줄이고, 온도 편차에 의한 열변형을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 압연 후 재 교정율을 감소시켜 생산량을 증대시키고, 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명은 압연 제품의 품질을 향상시키고, 불량율을 줄이는 효과가 있다.

Description

압연 롤과 이를 사용한 유니버셜 압연기{Rolling Roll and Universal Rolling Mill ThereWith}

본 발명은 압연 롤과 이를 사용한 유니버셜 압연기에 관한 것으로 더 상세하게는 압연 중 압연재의 온도 편차를 최소화하도록 발명된 것이다.

일반적으로 압연공정의 기본이 되는 열간 압연 공정은 연속 주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편 즉, 압연재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 후 압연기가 다수 배치된 압연 라인을 통해 조압연, 중간압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 최종 압연 제품을 생산하는 것이다.

상기 압연 제품은 H형강, 부등변 부등후 앵글, 레일 등이 있으며, 열간 압연 공정을 통해 제조된 후 냉각 공정 및 교정기를 통과시켜 냉각 공정에서 변형된 부분을 교정하는 교정 공정을 통해 완제품으로 제조된 후 출고되는 것이다.

압연기는 롤의 개수와, 조립 형태에 따라 상, 하 압연 롤을 구비한 수평 2단식 압연기 및 좌, 우 압연 롤을 구비한 수직 2단식 압연기, 상, 하 압연 롤 및 좌, 우 압연 롤을 구비한 유니버셜 압연기 등으로 구분된다.

본 발명은 압연 중 압연 제품의 각 부분 간의 온도 편차 및 압연 제품의 온도 변화를 최소화하여 압연 후 압연 제품의 변형을 방지하고, 품질을 향상시키는 압연 롤과 이를 사용한 유니버셜 압연기를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 압연기 내에 장착되어 가열로에서 가열된 압연재의 표면에 접촉되어 압연하는 롤 몸체부재와;

상기 롤 몸체부재의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 포함한 압연 롤을 제공함으로써 해결되는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 압연기의 상부 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 상부 압연 롤과;

상기 상부 압연 롤의 하부 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 하부 압연 롤과;

상기 상부 압연 롤과 하부 압연 롤의 사이 일 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 제 1 측면 압연 롤과;

상기 상부 압연 롤과 하부 압연 롤의 사이 타 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 제 2 측면 압연 롤을 포함한 유니버셜 압연기를 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 압연 중 압연재의 온도를 압연 롤에 의해 제어함으로써 압연 제품의 각 부분 별 온도 편차를 줄이고, 온도 편차에 의한 열변형을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 압연 후 재 교정율을 감소시켜 생산량을 증대시키고, 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명은 압연 제품의 품질을 향상시키고, 불량율을 줄이는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 압연 롤을 도시한 개략도로서, 롤 몸체부재의 접촉면을 냉각하는 롤 냉각기 및 접촉면을 가열하는 롤 가열기를 포함한 온도 제어 기기의 일 예를 나타내고 있다.

도 2는 본 발명인 유니버셜 압연기를 도시한 개략도로서, 상부 압연 롤과, 하부 압연 롤, 제 1 측면 압연 롤, 제 2 측면 압연 롤의 각각에 압연재와 접촉되는 접촉면을 냉각하는 롤 냉각기 및 접촉면을 가열하는 롤 가열기를 포함한 온도 제어 기기가 포함된 일 예를 나타내고 있다.

열간 압연 공정은 가열로에서 가열된 압연 소재를 조압연, 중간 압연, 사상 압연의 과정을 거쳐 에이치(H) 형강, 부등변 부등후 앵글 등의 형강을 최종 압연 제품으로 제조하는 것이다.

상기 형강은 각 부분의 두께 차이 및 공기와의 접촉 부분의 차이로 인해 열간 압연 공정 중 각 부분적에서 온도 편차가 발생하는 것이다.

그리고, 압연 공정 및 냉각 공정 중 발생하는 형강의 각 부분에서의 온도 편차는 조직을 변태시킴은 물론 및 열응력을 발생시키게 된다.

또 상기 열응력은 압연 제품의 단변 방향 및 길이 방향의 변형의 주된 원인이 되는 것이다.

특히, 에이치 형강은 압연 공정 중 플랜지부와 웨브부의 온도 차이 변차가 커 압연 후 이송 중에 변형이 점차 심해져 교정 시 재교정율이 높은 것이다.

상기한 바와 같이 압연 중 형강의 각 부분에서 발생하는 온도 편차를 없애기 위해 온도 편차가 발생하는 고온 부분에 집중 냉각하는 방법이 주로 사용되고 있다.

그러나, 상기한 집중 냉각 방법은 실시간 제어할 수 없고, 미세한 온도 조정이 불가능한 문제점이 있으며, 냉각수의 분사, 하수처리, 장비의 부식 등 많은 문제점이 있는 것이다.

본 발명인 압연 롤은 도 1에서 도시한 바와 같이 압연기 내에 장착되어 가열로에서 가열된 압연재의 표면에 접촉되어 압연하는 롤 몸체부재(10)와;

상기 롤 몸체부재(10)의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면 온도를 제어하는 온도 제어 기기(20)를 포함한 것이다.

상기 온도 제어 기기(20)는 상기 롤 몸체부재(10)의 내부에서 압연재와 접촉 되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면을 따라 구비되는 유체 유로부(30)와;

상기 유체 유로부(30)에 냉각 유체를 공급하여 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면을 냉각시켜 압연재의 온도를 낮추는 롤 냉각기(40)와;

상기 롤 냉각기(40)의 작동을 제어하는 냉각 제어부(50)를 포함한다.

상기 롤 냉각기(40)는 상기 유체 유로부(30) 내로 공급되는 냉각 유체를 저장하는 유체 저장부(40a)와;

상기 유체 저장부(40a)에서 상기 유체 유로부(30)의 입구에 연결되며 상기 냉각 제어부(50)에 의해 개폐가 제어되는 밸브(41a)가 장착된 제 1 순환 관부(41)와;

상기 제 1 순환 관부(41)에 장착되며 상기 냉각 제어부(50)에 의해 제어되어 상기 유체 유로부(30) 내로 공급되는 냉각 유체의 온도를 조절하는 유체 가열부(42)와;

상기 유체 유로부(30)의 출구에서 상기 유체 저장부(40a)로 연결되는 제 2 순환 관부(43)와;

상기 제 2 순환 관부(43)에 장착되어 제 2 순환 관부(43)를 통해 상기 유체 저장부(40a)로 유입되는 냉각 유체를 냉각시키는 유체 냉각부(44)를 포함한 것이다.

상기 제 2 순환 관부(43)에는 냉각 유체를 순환시키는 펌프(43a)를 장착하는 것이 바람직하다.

상기 롤 냉각기(40)는 냉각 유체를 순환 사용하여 압연재와 접촉하는 롤 몸 체부재(10)의 접촉면 온도를 낮추는 것으로, 냉각 유체로 에어를 사용하는 것을 일 예로 하며 프레온 등과 같은 냉각 가스를 사용할 수도 있다.

상기 유체 가열부(42)는 전기 전원을 공급받아 발열하는 전열선을 포함한 히터로 상기 냉각 제어부(50)에 의해 작동되어 상기 유체 유로부(30)로 공급되는 냉각 유체의 온도를 조절하는 것이다.

상기 롤 냉각기(40)는 압연재의 접촉 부분 온도에 따라 냉각 유체를 유체 가열기로 가열하여 상기 유체 유로부(30)로 공급함으로써 압연재의 냉각 온도를 미세하게 조절할 수 있는 것이다.

또한 상기 롤 냉각기(40)는 도시하지는 않았지만 압축부, 응축부, 팽창부, 증발부를 포함한 열펌프를 사용할 수도 있으며, 이외에도 상기 유체 유로부(30)를 통해 냉각 유체를 공급하는 어떠한 것도 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 온도 제어 기기(20)는 상기 롤 몸체부재(10)의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면을 가열시키는 롤 가열기(60)와;

상기 롤 가열기(60)의 작동을 제어하는 가열 제어부(70)를 포함한다.

상기 롤 가열기(60)는 전기 전원을 공급하는 전열선을 포함하여 가열 제어부(70)를 통해 상기 전열선으로 공급되는 전기 전원을 제어함으로써 가열 온도를 자유롭게 제어할 수 있는 것이다.

상기 롤 가열기(60)는 압연재의 접촉 부분 온도에 따라 롤 몸체부재(10)의 접촉면 온도를 미세하게 조절할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명인 유니버셜 압연기(100)는 도 2에서 도시한 바와 같이 압연기의 상부 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기(20)를 구비한 상부 압연 롤(1)과;

상기 상부 압연 롤(1)의 하부 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기(20)를 구비한 하부 압연 롤(2)과;

상기 상부 압연 롤(1)과 하부 압연 롤(2)의 사이 일 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기(20)를 구비한 제 1 측면 압연 롤(3)과;

상기 상부 압연 롤(1)과 하부 압연 롤(2)의 사이 타 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기(20)를 구비한 제 2 측면 압연 롤(4)을 포함한 것이다.

상기 온도 제어 기기(20)는 상기 롤 몸체부재(10)의 내부에서 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면을 따라 구비되는 유체 유로부(30)와;

상기 유체 유로부(30)에 냉각 유체를 공급하여 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면을 냉각시켜 압연재의 온도를 낮추는 롤 냉각기(40)와;

상기 롤 냉각기(40)의 작동을 제어하는 냉각 제어부(50)를 포함한다.

상기 롤 몸체부재(10)의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재(10)의 접촉면을 가열시키는 롤 가열기(60)와;

상기 롤 가열기(60)의 작동을 제어하는 가열 제어부(70)를 포함한다.

상기 온도 제어 기기(20)의 실시 예 및 작동은 상기에서 상세히 설명한 바, 중복 설명은 생략함을 밝혀둔다.

본 발명인 유니버셜 압연기(100)는 압연기의 입구 측에 배치되어 압연기 내로 치입되는 압연재의 온도를 측정하는 온도 측정부(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 온도 측정부(80)는 상기 가열 제어부(70) 및 냉각 제어부(50)에 연계되어 압연재의 온도에 따라 압연재가 접촉되는 각 롤의 접촉면 온도를 미세하게 제어할 수 있는 것이다.

본 발명은 압연 중 압연재의 각 부분에서 발생하는 온도 편차를 최소화하여 온도 편차로 인한 형상의 변형을 최소화하는 것이다.

따라서 본 발명은 형강의 재 교정율을 최소화하여 교정 효율을 높이고 형강의 직진성과 품질을 향상시키는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명인 압연 롤을 도시한 개략도

도 2는 본 발명인 유니버셜 압연기를 도시한 개략도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 상부 압연 롤 2 : 하부 압연 롤

3 : 제 1 측면 압연 롤 4 : 제 2 측면 압연 롤

10 : 롤 몸체부재 20 : 온도 제어 기기

30 : 유체 유로부 40 : 롤 냉각기

50 : 냉각 제어부 60 : 롤 가열기

70 : 가열 제어부

Claims (11)

1. 삭제
2. 압연기 내에 장착되어 가열로에서 가열된 압연재의 표면에 접촉되어 압연하는 롤 몸체부재와;

   상기 롤 몸체부재의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 포함하며,

   상기 온도 제어 기기는 상기 롤 몸체부재의 내부에서 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 따라 구비되는 유체 유로부와;

   상기 유체 유로부에 냉각 유체를 공급하여 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 냉각시켜 압연재의 온도를 낮추는 롤 냉각기와;

   상기 롤 냉각기의 작동을 제어하는 냉각 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 압연 롤.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 온도 제어 기기는 상기 롤 몸체부재의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 가열시키는 롤 가열기와;

   상기 롤 가열기의 작동을 제어하는 가열 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 압연 롤.
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 롤 냉각기는 상기 유체 유로부 내로 공급되는 냉각 유체를 저장하는 유체 저장부와;

   상기 유체 저장부에서 상기 유체 유로부의 입구에 연결되며 상기 냉각 제어부에 의해 개폐가 제어되는 밸브가 장착된 제 1 순환 관부와;

   상기 제 1 순환 관부에 장착되며 상기 냉각 제어부에 의해 제어되어 상기 유체 유로부 내로 공급되는 냉각 유체의 온도를 조절하는 유체 가열부와;

   상기 유체 유로부의 출구에서 상기 유체 저장부로 연결되는 제 2 순환 관부와;

   상기 제 2 순환 관부에 장착되어 제 2 순환 관부를 통해 상기 유체 저장부로 유입되는 냉각 유체를 냉각시키는 유체 냉각부를 포함한 것을 특징으로 하는 압연 롤.
6. 압연기의 상부 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 상부 압연 롤과;

   상기 상부 압연 롤의 하부 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 하부 압연 롤과;

   상기 상부 압연 롤과 하부 압연 롤의 사이 일 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 제 1 측면 압연 롤과;

   상기 상부 압연 롤과 하부 압연 롤의 사이 타 측에 배치되며 내부에 압연재와 접촉되는 접촉면의 온도를 제어하는 온도 제어 기기를 구비한 제 2 측면 압연 롤을 포함한 것을 특징으로 하는 유니버셜 압연기.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 온도 제어 기기는 상기 롤 몸체부재의 내부에서 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 따라 구비되는 유체 유로부와;

   상기 유체 유로부에 냉각 유체를 공급하여 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 냉각시켜 압연재의 온도를 낮추는 롤 냉각기와;

   상기 롤 냉각기의 작동을 제어하는 냉각 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 유니버셜 압연기.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 온도 제어 기기는 상기 롤 몸체부재의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 가열시키는 롤 가열기와;

   상기 롤 가열기의 작동을 제어하는 가열 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 유니버셜 압연기.
9. 청구항 6에있어서,

   상기 온도 제어 기기는 상기 롤 몸체부재의 내부에서 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 따라 구비되는 유체 유로부와;

   상기 유체 유로부에 냉각 유체를 공급하여 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 냉각시켜 압연재의 온도를 낮추는 롤 냉각기와;

   상기 롤 냉각기의 작동을 제어하는 냉각 제어부와;

   상기 롤 몸체부재의 내부에 장착되어 압연재와 접촉되는 롤 몸체부재의 접촉면을 가열시키는 롤 가열기와;

   상기 롤 가열기의 작동을 제어하는 가열 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 유니버셜 압연기.
10. 청구항 7 또는 청구항 9에 있어서,

    상기 롤 냉각기는 상기 유체 유로부 내로 공급되는 냉각 유체를 저장하는 유체 저장부와;

    상기 유체 저장부에서 상기 유체 유로부의 입구에 연결되며 상기 냉각 제어부에 의해 개폐가 제어되는 밸브가 장착된 제 1 순환 관부와;

    상기 제 1 순환 관부에 장착되며 상기 냉각 제어부에 의해 제어되어 상기 유체 유로부 내로 공급되는 냉각 유체의 온도를 조절하는 유체 가열부와;

    상기 유체 유로부의 출구에서 상기 유체 저장부로 연결되는 제 2 순환 관부와;

    상기 제 2 순환 관부에 장착되어 제 2 순환 관부를 통해 상기 유체 저장부로 유입되는 냉각 유체를 냉각시키는 유체 냉각부를 포함한 것을 특징으로 하는 유니버셜 압연기.
11. 청구항 6에 있어서,

    압연기의 입구 측에 배치되어 압연기 내로 치입되는 압연재의 온도를 측정하는 온도 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유니버셜 압연기.

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