KR101245614B1

KR101245614B1 - 4 개 롤 스탠드를 포함하는, 로드 형상 동체를 위한 길이 방향 신장체의 다중 스탠드 롤링 밀 및, 스탠드를 교체하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101245614B1
Application number: KR1020117015068A
Authority: KR
Inventors: 에또레 체르누쉬; 아리스티데 지아코모 베르텔리; 게르하르트 쿨레싸
Original assignee: 다니엘리 앤드 씨. 오피시네 메카니케 쏘시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2013-03-20
Also published as: WO2010076308A1; CN102271830B; ITMI20082343A1; MX2011007144A; EP2391460B1; JP2012513902A; BRPI0923881A2; ZA201104754B; CA2748387A1; RU2487773C2; JP5194325B2; BRPI0923881B1; IT1392497B1; EP2391460A1; CA2748387C; KR20110100634A; RU2011131995A; US8677794B2; CN102271830A; US20110277527A1

Abstract

스탠드들을 가지는 다중 스탠들 롤링 밀이 개시되는데, 이것은 모터로 작동되는 롤들을 가지고, 수축 가능 스핀들 및 스탠드 외부의 제어부가 제공되는 것으로서, 상기 스탠드들을 가진 중앙 동체; 교체 스탠드들을 운반하는 측부 충전 위치상의 제 1 플랫폼(41); 상기 측부 충전 위치에 대향하는, 측부 배출 위치상의 제 2 플랫폼(42); 중앙 동체상에 있는 교체되어야 하는 대응 스탠드들에 대하여 교체 스탠드들을 밀도록 적합화된 횡방향 병진 장치(43,44)를 포함한다. 교체되어야 하는 스탠드들은 제 2 플랫폼상에 병진되고, 교체 스탠드들은 중앙 동체에서 교체되어야 하는 스탠드들을 교체한다.

Description

4 개 롤 스탠드를 포함하는, 로드 형상 동체를 위한 길이 방향 신장체의 다중 스탠드 롤링 밀 및, 스탠드를 교체하기 위한 방법{Multi-stand rolling mill of the longitudinal elongator kind for rod―shaped bodies, comprising four―rolls stands, and method for substituting the stands}

본 발명은, 4 개의 모터로 작동되는 롤(roll)들을 가진 스탠드들을 포함하는 로드 형상 동체를 위한 길이 방향 신장체(longitudinal elongator)종류의 다중 스탠드 롤링 밀에 관한 것이며, 또한 스탠드들을 교체하는 방법에 관한 것이다.

특히 튜브 또는 로드들과 같은 로드 형상 동체들의 길이 방향 롤링(rolling)은 모터로 작동되는 롤(motorized roll)들을 가진 다중 스탠드 롤링 밀(multi-stand rolling mill)에 의해서 수행되는데, 여기에서는 각각의 스탠드에 2 개 또는 3 개의 롤들이 제공되고, 각각의 스탠드에서의 감속 및 롤링 조건을 변화시키기 위하여, 상기 롤들의 위치가 롤링 축으로부터 롤 자체의 거리를 변화시킴으로써 유리하게 조절될 수 있다.

다른 한편으로, 이러한 유형의 기계들은 상당한 길이(예를 들어 10 내지 12 m)의 다수의 스탠드(15 내지 16 개보다 많고, 최대 32 개)를 가질 수 있으며, 거부되어야 하는 로드 형상 동체의 머리 부분 및 꼬리 부분을 최소화시키기 위하여 축 사이에 최소의 거리를 가지는데, 롤링 밀은 상이한 롤링 부분들, 즉, 롤링되어야 하는 재료의 머리, 동체 및 꼬리에서 작용할 때 일정한 롤링 조건을 겪지 않기 때문에, 머리 및 꼬리 부분이 거부되어야 한다.

2 개 롤 스탠드의 롤링 밀에서, 스탠드들의 시퀀스는 90°로 오프셋(offset)됨으로써 롤 간극은 연속적인 스탠드들의 저부 협곡부(bottom gorge)에 대응한다. 2 개 롤의 롤링 밀에서, 오프셋은 60°이다. 다수의 모터들과 그에 대응하는 액세서리들을 삽입할 필요성 때문에 공지 유형의 것은 복잡한 롤 제어부를 가진다.

이러한 유형의 3 개 롤 스탠드의 롤링 밀에서, 반경 방향의 롤링의 힘은 보통 스탠드 내부에 제한되는데, 이는 내부 공구(internal tool)로 작동되는 튜브를 위한 롤링 밀과는 같지 않은 것이다.

(아래에 열거된) 일련의 필요성들은 4 개 롤 스탠드들의 이용을 제안한다.

각각의 롤의 관련 섹터(sector)가 (3 개 롤의 스탠드들에 대하여) 120°내지 90°를 통과하기 때문에, 3 개 롤의 스탠드들과 관련하여 롤 홈(roll groove)에서 (협곡부 단부에 대한 저부 협곡부의) 더 큰 주위 속도(peripheral speed)의 균일성이 있어야 한다. 더 큰 이송 효과가 얻어지는데, 스탠드들의 수는 같아진다.

2 개의 근접한 롤들의 2 개 회전축들이 90°이고 120°가 아니기 때문에, 3 개 롤 스탠드에 비교하여, 로드 형상 동체상에서의 롤 가장자리의 쥠(pinching) (압착(crushing)) 효과가 적어진다. 실제로, 롤링 프로세스에서 이러한 효과에 기초하여, 로드 형상 재료는 롤들 사이의 공간들에 맞는 경향이 있다.

다른 한편으로, 4 개 롤 스탠드 롤링 밀은 해결하기 어려운 일련의 문제점들을 포함한다. 필요한 보조 구성 요소들의 수 및 따라서 제조 비용이 증가된다. 공업용 외피(industrial shed) 안에 롤링 밀을 설치하는데 필요한 공간도 증가한다.

더욱이, 몇가지 필요한 작업들도 더욱 곤란한데, 이것은 예를 들어 롤링하는 동안에 스탠드들을 교체하기 위한 작업으로서 오랜 시간과 일련의 수작업을 필요로 하는 것이며, 또한 연속적인 롤들 사이의 잘못된 정렬을 방지하도록 롤들을 회전시키게 되는데, 이는 로드 형상 동체상에 긁힘 현상을 일으킬 위험성이 있다.

다른 문제점은 4 개 롤의 스탠드 롤링 밀이 2 개의 연속적인 스탠드들을 45°로 오프셋시키는 것에서 곤란성이 있는 것으로 이루어지며, 그러한 조건은 롤/스탠드 교환 및 롤링 밀의 구조를 실제로 구현하는 것을 어렵게 한다.

4 개 롤 스탠드들이 제공된 롤링 밀들은 당해 기술 분야에 공지되어 있으며, 여기에서는 유럽 특허 EP-0865836 에 개시된 바와 같이 2 개의 롤들은 모터로 구동되고 2 개의 롤들은 공전되며(idle), 예를 들어 이것은 특히 직경 변화(diameter reduction) 또는 공동 감소(void recution)를 가지는 롤링 프로세스를 위하여 이용되는 것이다. 이러한 유형의 스탠드들은 공전 롤들이 그 어떤 당김 작용(pulling action)도 가하지 않기 때문에 보편적으로 이용될 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 모든 단점들을 극복하도록 적합화된, 4 개의 모터로 구동되는 롤들을 가진 스탠드들을 구비하는 로드 형상 동체를 위한 길이 방향 신장체(longitudinal) 종류의 다중 스탠드 롤링 밀 및, 스탠드들을 교체하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

청구항 제 1 항에 따라서, 본 발명의 목적은, 로드 형상 동체를 위한, 길이 방향 신장체(longitudinal elongator) 종류의 다중 스탠드 롤링 밀(multi-stand rolling mill)에 의해 구현되는데, 이것은 4 개 롤의 스탠드를 포함하고, 상기 4 개의 롤들은 모터로 작동되고 4 개의 롤들에 스핀들이 제공되며, 상기 롤링 밀은:

상기 롤링을 위한 상기 스탠드들의 연속을 포함하는 중앙 동체;

하나 이상의 교체 스탠드들을 운반하는, 제 1 측부 충전 위치상의 제 1 플랫폼;

상기 측부 충전 위치에 대향하는, 측부 배출 위치상의 제 2 플랫폼으로서, 교체되어야 하는 하나 이상의 스탠드들을 운반하도록 적합화된, 제 2 플랫폼; 및,

중앙 동체상에 있는 교체되어야 하는 대응 스탠드들에 대하여 상기 하나 이상의 교체 스탠드들을 밀기 위하여 상기 하나 이상의 교체 스탠드들에 작용하는 횡방향 병진 장치를 포함하고,

교체되어야 하는 상기 스탠드들은 상기 제 2 플랫폼상에서 움직이고,

상기 하나 이상의 교체 스탠드들은 상기 중앙 동체에 있는 교체되어야 하는 상기 하나 이상의 스탠드들을 교체시킨다.

본 발명의 다른 목적은 위에서 정의된 다중 스탠드 롤링 밀의 스탠드를 교체하기 위한 방법에 의해 구현되며, 그 방법은:

중앙 동체상의 교체되어야 하는 하나 이상의 스탠드들에 대응되게, 상기 제 1 플랫폼상에 상기 하나 이상의 교체 스탠드를 미리 배치하는 단계;

상기 스핀들을 잠금 해제시키고 상기 스핀들을 지원(backing)함으로써, 롤들에 가까운 단부 부분이 대응하는 스탠드의 가장자리로부터 돌출되는 단계;

상기 하나 이상의 교체 스탠드들을 횡방향으로 병진시켜서 교체 스탠드들이 상기 하나 이상의 교체되어야 하는 스탠드들을 밀게 함으로써, 상기 하나 이상의 교체 스탠드들이 상기 제 2 플랫폼상에 배치되고 상기 하나 이상의 교체 스탠드들이 중앙 동체내에 배치되는, 단계;

상기 스핀들을 잠그고(locking), 롤링 프로세스를 다시 시작하는 단계;를 포함한다.

특히 본 발명의 목적은, 상세한 설명과 일체인 부분을 형성하는 청구항에서 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 4 개의 모터로 작동되는 롤들을 가진 스탠드를 구비하는, 로드 형상 동체를 위한 길이 방향의 신장체 종류의 다중 스탠드 롤링 밀과, 스탠드들을 교체하기 위한 방법으로써 구현된다.

본 발명의 목적 및 장점들은 비제한적인 예로서 제공되는, 첨부된 도면들에 도시된 구현예들에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1, 도 2, 도 3 은 본 발명에 따른 스탠드의 측면도를 도시한다.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 롤링 밀의 측면도 및 평면도를 각각 도시한다.
도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b 는 본 발명에 따른 롤의 제어 시스템의 구성의 상세도를 도시한다.
도 8 은 본 발명에 따른 롤링 밀에서 스탠드들의 팩킹 시스템(packing system)에 대한 측면도를 도시한다.
도 9 는 본 발명에 따른 롤링 밀의 지지 구조에 대한 측면도를 도시한다.
도 10 은 롤들의 제어 시스템에 대한 변형을 도시한다.
도면에서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소 또는 부재 요소들을 나타낸다.

도 1, 도 2 및 도 3 을 참조하면, 본 발명의 일 특징에 따른 스탠드(1)는 4 개의 롤(2,3,4,5)들을 포함하고, 롤들 각각에는 대응하는 스핀들(6,7,8,9)이 각각 제공되어 있다.

모든 롤들은 모터로 가동되지만, 2 개의 이웃하는 롤들은 적절한 움직임 전동 연결부(motion transmissioin linkage)를 가진 단일 모터에 의해 제어된다.

따라서 모터들의 전체 수는 스탠드들의 수의 2 배이다. 특히, 롤(4,5)들은 모터(10)에 의해 제어되는데, 모터는 2 개의 출력부들을 가진 스플리터 감속기(splitter reducer)에 연결된다: 출력부(16)는 직접적으로 스핀들(7)을 제어하는 반면에, 출력부(17)는 스핀들(18) 및 90°전동부(19)에 의해 스핀들(6)을 제어한다.

마찬가지로, 롤(2,3)들은 모터(15)에 의해서 제어되고, 모터는 2 개의 출력부(16,17)들을 가진 스플리터 감속기(splitter reducer)에 연결된다; 출력부(16)는 스핀들(7)을 직접적으로 제어하는 반면에, 출력부(17)는 스핀들(18) 및 90°전동부(19)에 의해 스핀들(6)을 제어한다.

롤링 밀(rolling mill)에서, 도면에 도시된 것에 유사한 스탠드는 유사한 구성 요소들을 가지지만 수직축에 대하여 뒤집혀진 것이 되도록 스탠드들의 순서가 이루어져서, 스탠드들은 그 축에 대하여 대칭적이다.

따라서, 2 개의 연속적인 스탠드들은 롤링 축을 통과하는 수직 축에 대하여 스탠드의 엄밀한 180°회전에 의해 얻어질 수 있기 때문에, 스탠드는 기계적으로 다음의 것과 동일할 수 있다.

특히, 스탠드의 각각의 롤의 축은 기준의 수직 축 또는 수평 축에 대하여 각도 (α1=-22.5°)로 회전되는데 반해, 연속적인 스탠드의 각각의 롤의 축은 반대 각도(α2=22.5°)로 회전된다.

롤 제어부, 즉, 감속기 및 모터들은 수평 평면에 대하여 +/- 22.5°의 각도를 가진 4 개의 열(row)상에 배치된다. 제어부 및 롤의 축들은 따라서 연속적인 스탠드상에서 45°로 오프셋되어 있다. α1 의 각도를 가진 스탠드들도 롤링 밀에서 홀수의 위치에 정의될 수 있는 반면에, α2 의 각도를 가진 스탠드들이 짝수의 위치에서 정의될 수도 있으며, 또는 그 역도 성립한다.

수직 평면 및 수평 평면은 롤링 밀에 있는 스탠드들의 놓임 평면을 지칭한다.

각각의 스탠드에 의해 제어되는 4 개의 롤들은 동일 평면상에 있다.

더욱이, 스탠드의 4 개 롤들의 저부 협곡부(bottom gorge)들은 연속적인 스탠드의 롤 간극(roll gap)들과 정렬된다.

이러한 구성으로써, 짝수 및 홀수 스탠드들의 모터 및 감속기들은 오프셋되고 따라서 정렬되지 않기 때문에, 모터 및 감속들을 위한 롤링밀의 축을 따른 공간은 2 배의 단계(step)이다.

이러한 유형의 롤링 밀들에서, 반경 방향의 롤링의 힘은 내부 공구상에 작동되는 튜브 롤링 밀들과는 다르게, 정상적으로 스탠드 안에 한정되며, 그것은 외부 구조의 구성을 단순화시키는데, 그 외부 구조내에서 반경 방향 롤링의 힘을 지지하도록 적합화된 조절 가능 시스템이 아닌, 스탠드 블로킹 및 정렬 시스템(stand blocking and aligning system)이 제공되어야 한다.

이러한 해법에 의해서, 4 개 롤의 스탠드들이 이용되어 높이 및 폭에서 소형 크기의, 콤팩트한 구조가 획득될 수 있다. 다수로 존재하는 롤들 때문에 보다 낳은 이송 작용이 얻어지며, 롤들 각각은 원형의 90°섹터(sector)를 가지는 것으로서, 이는 120°섹터들을 가지는 공지 유형의 3 개 롤 스탠드와 비교된다.

수평에 대하여 +/- 22.5°로 감속기를 빠져나가는 스핀들의 배치는 냉각수 배출에 대하여 우수한 작용의 장점을 얻을 수 있게 한다.

(협곡부 단부(gorge end)에 대한 저부 협곡부의) 롤 홈에서의 주위 속도 균일성은 3 개 롤 스탠드 롤링 밀의 균일성보다 확실히 더 우수한데, 이것은 각각의 롤의 개별적인 섹터가 (3 개 롤 스탠드에 대하여) 120°로부터 90°로 통과하기 때문이다. 롤들은 더 우수하게 이송되고, 따라서 롤링 밀의 성능 자체는 향상될 수 있다.

로드 형상 동체상에서의 롤 가장자리들의 쥠(pinching) (압착(crushing)) 효과는 3 개 롤 스탠드에 대하여 감소되는데, 이는 2 개의 근접한 롤들의 2 개의 회전축이 90°이고, 120°가 아니기 때문이다. 실제로, 롤링 프로세스에서의 이러한 효과에 기초하여, 로드 형상 재료는 롤들 사이 공간들에 맞춰지는 경향이 있다.

더욱이, 두꺼운 튜브들을 롤링할 때, 튜브의 내부 형상은 내부 튜브 다각형성(inner tube polygonalty)으로 알려진 효과를 감소시킴으로써 향상된다.

스핀들은 해제 가능하고 수축 가능한 유형이다. 이러한 목적을 위해서, 그 외측 단부들은 (롤링 밀 축의 방향에서) 길이 방향 비임들에 연결된다; 상이한 스탠드들상에서 동일한 각도로 배치된 스핀들의 각각의 열(row)을 위한 하나의 비임(beam)이 있다. α1 의 각도로 배치된 스탠드들을 위한 4 개의 비임(31,32,33,34)들이 있고, 또한 α2 의 각도로 배치된 배치된 스탠드들을 위한 동일한 수의 비임(35,36,37,38)들이 있다.

롤들을 향한 스핀들의 단부들은 공지 유형의 치 조인트(tooth joint)들에 의해 연결되는데, 이것은 롤의 단부에 일체로 장착된 하프 조인트(half-joint)를 해제시킬 수 있다.

길이 방향 비임들은 동시에 유압 제어부(23)에 의해 대응하는 열의 스핀들에 작용하여, 스핀들의 지원(backing)을 결정함으로써 롤들을 향한 단부 부분이 스탠드의 가장자리로부터 돌출하게 한다.

유압 제어부(23)는 비임(31,32,33,34,35,36,37,38)들에 작용하여 그로부터 스핀들 자체에 동일축(coaxial)으로 있는 내부 결합 로드(internal tie rod)들에 작용한다.

도 3 을 참조하면, 롤 홀더 스탠드(roll holder stand)들은 하부 수평 측부(21)를 가진 실질적으로 정사각형의 구조를 가진다.

더욱이, 하부 측에, 스탠드 교체 작업에 필요한 스탠드 연장부에 따른, 외부 연장부(22,22b)들이 있다. 스탠드의 하부 측의 형상은 수직 축에 대하여 대칭적이어서, 동일한 스탠드는 롤링 밀에서 짝수 위치 또는 홀수 위치를 취할 수 있으며, 수직 축을 중심으로 180°로 회전되기에 충분하다;, 하부측(21)은 유지된다. 그에 의하여, 스탠드를 준비하는 오프라인(off-line) 작업은 현저하게 단순화되는데, 이는 스탠드를 상승시키고, 자체상으로 회전시키기에 충분하여, 연속적인 위치들에서 동일한 유형의 스탠드를 사용할 수 있기 때문이다.

공지된 3 개 롤의 롤링 밀에서, 스탠드들의 기울임(tipping)이 수평축에 대하여 발생되는데, 이것은 실제적인 작업의 관점에서 확실히 더욱 불편한 것이다.

위에서 설명된 스탠드 구조는 특히 간단하고 스탠드 교체 과정은 신속하다. 이러한 유형의 롤링 밀에서, 스탠드의 교체가 정상적으로는 부분적으로 이루어진 유형이라는 점이 주목할 만하며, 즉, 로드 형상 동체의 배출구 크기를 기계 가공한 것으로 교환할 때 유출부 측을 향하는 일부 스탠드만을 교체할 필요성이 있다.

또한 완전함을 위해 주목할 것으로서, 이러한 롤링 밀에는 공지된 바와 같이, 더미 스탠드(dummy stand)가 마지막 롤링 스탠드의 하류측에 위치될 수 있으며, 그 더미 스탠드에는 튜브 지지 및 취급 시스템들이 제공되고, 그 더미 스탠드들은 그들이 마치 진짜 롤링 스탠드인 것처럼 롤링 밀에 배치되어서 잠겨져야 하기 때문에, 더미 스탠드들은 형태학적으로 스탠드들 자체와 유사하다.

특히 도 4 및 도 5 를 참조하면, 롤링 밀(L)은, 수직 축에 대하여 180°로 회전되는, 상기 설명된 유형의 교번하는 스탠드들의 연속을 가진 중앙 동체를 포함한다.

스탠드 교체 시스템은 직접적인, 3-위치 측부 운동(three position side movement)을 포함하는데, 여기에서 중앙 위치(40)는 롤링 밀의 축에 대응한다. 축(40)에 있는 화살표는 롤링 방향을 나타낸다.

작업중인 것을 교체하기 위한 새로운 스탠드들은 롤링 밀의 제 1 측 위치에서 플랫폼(41)상에 준비되는데, 그것은 충전 측(charge side)으로 지칭되기도 하며, 롤링 밀 안으로의 삽입 이후에 스탠드들이 취하게 되는 위치들에 대응하는 위치들에서 정렬된다.

대신에, 교체된 스탠드들이 제 2 측 위치에서 다른 플랫폼(42)상에 자동적으로 배치될 것이며, 이것은 배출 측(discharge side)으로 지칭되기도 하며, 롤링 밀의 반대편에 있다.

교체하는 것에 간섭되지 않는 스탠드들은 제 위치에 유지된다.

처음에, 스핀들은 잠금 해제되고 그들을 스탠드들의 프로파일 외부로 취함으로써 지지된다.

스핀들들이 개별적으로 잠금 해제될 수도 있다는 점을 주목할만 하다. 이것은 각각의 스핀들마다 하나씩 있는 유압 제어 실린더들의 수를 증가시키며, 그러나 길이 방향 비임들의 이용을 회피시킨다.

다음에 플랫폼(41)은 길이 방향으로 병진되고, 즉, 충전 측으로부터 (축(41)에서 화살표 방향으로) 롤링 축에 평행하게 병진됨으로써, 새로운 스탠드들이 화살표 방향으로 작동하는 적절한 병진 수단에 의해, 교체되어야 하는 스탠드들에 대응되는데, 병진 수단은 공지된 방식으로 만들어지기 때문에 도면에 도시되지 않았다.

모든 스탠드들에 대하여 공통적인 횡방향 병진 장치(43,44, 도 1)는 롤링 밀의 축을 향하여 새로운 스탠드들을 밀게 되는데, 이는 스탠드의 하부측이 놓이는 안내 슬라이드(45)상에서 스탠드들이 미끄러질 수 있기 때문이다. 공통적인 장치는 유압 시스템(43)으로 이루어지며, 유압 시스템은 길이 방향 비임(44)을 밀고, 비임에 대하여 새로운 스탠드의 연장부(22)들의 가장자리가 맞물린다.

동일한 새로운 스탠드들은 배출측에서 롤링 밀로부터 플랫폼(42)으로 이용된 스탠드들을 밀어내는데, 이는 실질적으로 스탠드들의 하부측의 연장부(22,22b)들 사이의 상호 작용에 의해 이루어져서, 스탠드들을 배출측에 있는 플랫폼(42) 상에 둔다.

이동 장치(mobile device, 50)들이 더 존재하여, 스탠드들을 정확하게 배치하고 잠그게 하기 위하여 기계적인 기준 정지 기능(mechanical reference stopping function)을 수행하도록 적합화된다. 이들은 상승되었을 때 스탠드의 가장자리에 대하여 맞물린다.

일 실시예에서, 이동 장치들은 핀(51)을 중심으로 하는 틸트 타입(tilting type)이고, 적절한 유압 시스템(52)에 의해 제어된다. 이들은 스탠드를 교체하는 작용을 허용하기 위하여 경사진다 (도 2 에 확대도로 도시됨).

각각의 스탠드에 쌍으로 존재하는 이들 이동 장치(50)들은 2 개의 연속적인 스탠드들의 동일 측에서 번갈아서 위와 아래로 있게 된다. 이들은 교체하는 동안에 스탠드와 간섭하지 않는다면 틸트 방식과 상이하게 만들어질 수 있다.

배출측으로부터 추출된 예전의 스탠드(old stand)들과, 롤링 밀 안의 작동 위치에 있는 새로운 스탠드들 사이에 공간을 만들기 위하여, 추출된 예전의 스탠드들이 바람직스럽게는 처음에 레버 장치(57)에 의해 새로운 스탠드들로부터 멀리 움직인다 (도 1 에 확대되어 도시됨).

스탠드 교체 작업이 완료되면, 대응하는 스핀들들이 다시 연결되고 롤링 프로세스가 즉각적으로 재개될 수 있다. 롤링 프로세스에 간섭되지 않으면서, 이용된 스탠드들은 멀리 움직여지고, 차후 교체를 위해 필요한 스탠드들은 플랫폼(41,42)상에서의 작용에 의해 롤링 밀에 가까이 충전된다.

배출측에 있는 플랫폼(42)에는 적절한 병진 수단이 제공되는데, 그것은 공지 방식으로 제작될 수 있기 때문에 도면에 도시되지 않으며, 병진 수단은 길이 방향 병진을 위해 화살표 방향으로 작동한다.

명백히, 구조상의 변형들이 포함될 수 있는데, 그 변형에서는 본 발명의 원리를 벗어나지 않으면서, 플랫폼(41,42)의 어느 하나 또는 양쪽 모두가 모든 경우에 횡방향으로 새로운 스탠드들의 중앙 동체에 접근하는 움직임 및 교체된 스탠드들의 중앙 동체로부터 분리되는 움직임을 하게 되며, 길이 방향으로는 이루어지지 않는다.

종래 기술에 따른 기계들은 오직 한쪽에서만 스탠드의 교체가 이루어지며 따라서 이용된 스탠드들을 추출하고 새로운 스탠드들을 삽입하는 단계가, 본 발명에 따른 롤링 밀에서와 같이 동기화될 수 없다는 점을 주목할만 하다.

이러한 스탠드 교체 프로세스의 이용이 가지는 장점은 명백하다. 전체적인 시스템은 소형이고, 몇개의 요소들을 이용하며, 매우 신속하게 스탠드들의 교체 프로세스가 이루어진다.

프로세스는 완전히 자동적이며, 수동 작업이 불필요하고, 스탠드들을 잠글 필요성도 없다. 스탠드들은 예를 들어 크레인 캐리어(crane carrier)상에서 들어올려져서 수직축을 중심으로 회전됨으로써 용이하게 전환되어 롤링 밀에서 짝수 위치 및 홀수 위치를 취할 수 있다.

이러한 대칭성(symmetry)의 특징은 롤 터닝 프로세스(roll turning process)와 관련하여 중요하다.

위에서 언급된 바와 같이, 해결되어야 하는 문제점은, 2 개의 롤들 사이의 경계 지점들에서 연속적인 롤들 사이의 오정렬(misalignment)을 회피하기 위하여 롤들을 전환시킬 필요성이며, 이는 2 개의 롤들 사이의 간극이 매우 작아서(예를 들어 2 mm), 아주 작은 오정렬(0.2mm)이라도 로드 형상 동체에서 끌림(dragging) 및 베임(scoring) 현상의 단계들을 가져오기 때문이다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 근접한 롤들 사이에서 형상의 연속성(profile continuity)이 보장되어야 한다. 이것은 롤들이 스탠드상에 장착되었을 때 롤들을 선삭함으로서 수행될 수 있다.

그에 의하여, 롤들은 스탠드상에 장착된 롤들을 선삭하도록 적합화된 특수한 선반에 의해 선삭될 수 있는데, 이는 롤들이 스탠드로부터 제거될 필요가 없고, 형태상으로 등가인 홀수 위치 스탠드 및 짝수 위치 스탠드로부터 제거될 필요가 없으며, 수직 축에서 180°로 간단히 회전시킴으로써 롤들이 선반에 제시되기 때문이다.

(확대도로서 도시된) 도 2 의 6a, 6b, 6c, 6d 를 참조하면, 롤(예를 들어, 도 2 의 롤(3))에는 롤링 축에 대한 반경 방향 위치의 편심 마이크로메터 조절 시스템(eccentric micrometric regulating system)이 제공된다.

롤(3)에는 그것의 2 개 측상에 베어링이 장착된 내부 편심 부싱(bearing 71,72)이 제공된다. 하나의 부싱(72)은 제어측에 제공되고 다른 부싱(71)은 대향측에 제공된다. 2 개의 부싱들은 브리지(73)에 의해 연결되는데, 브리지는 그들을 단단하게 연결한다. 일 구현예에서, 편심(ECC)은 ECC=5 mm 이고, +/- 15°의 작동 각도를 가져서, 약 +/- 1.25 mmm 의 롤의 저부 협곡부의 반경 방향 위치의 최대 변동에 대응하고, 약 5 mm 의 2 개의 대향하는 롤들 사이의 최대 거리 변동에 대응한다.

롤의 제어 측으로부터, 스프링 슬리브 형상 연결부(74)에 의하여, 편심 회전 제어 장치(27)가 있는데, 예를 들어 웜 기어 모터(worm gear motor, 75)가 제공되거나 또는 다른 비가역 유형(irreversible type) 또는 브레이크 유형이 제공된다.

2 개의 근접한 샤프트들의 편심부들은 90°원추의 치 섹터(conical toothed sector)들에 의해 연결되며, 이들은 외측으로부터 근접 샤프트의 편심 부싱(eccentric bushing)으로 구동된 편심부(72)로부터의 회전을 전달하는 것을 허용한다. 브리지(73)들은 스탠드의 모든 롤들에 제공된다.

예를 들어, 롤(3)에서 (도 6b), 원추형의 치 섹터는 도면 번호 76 으로 표시되어 제어 측에 배치되는 반면에, 등가인 원추의 치 섹터가 가까운 롤(4)에 있으며, 이것은 반대편 측의 편심 부싱(71)에 장착된다.

제어부(27)는 2 개의 이송 핀들에 의해 스프링 슬리브(74)에 작용하는데, 이송 핀들은 2 개의 중공부(74a,74b) 안에 맞물린다.

도 10 은 롤들의 제어 시스템에 대한 변형을 도시한다. 편심 조절의 명령을 전달하기 위하여, 바람직스럽게는 각각의 스탠드에, 원추형의 치 섹터(110,111,112,113)들의 4 개 쌍이 추가되어 모든 편심 부싱(eccentric bushing)들에 기계적으로 결합된다.

공칭의 위치에서 (예를 들어 0°의 작동 각도를 가지고, 그리고 제로의 반경 방향 움직임을 가지지만 다른 각도의 편향 위치는 가능함), 제어부가 스탠드로부터 이탈되게 움직일 때 스탠드 동체와 일체인 플랜지(flange)와 맞물리는 잠금 장치(81)가 포함된다. 예를 들어, 잠금 장치는 스탠드 동체와 일체인 플랜지상에서 얻어진 요부(80)와 맞물리는 핀(81)을 포함한다.

즉, 스탠드를 교체하기 전에, 편심부는 상기 공칭 위치(제로의 반경 방향 운동 값)로 되돌아가며, 스프링 슬리브 제어부는 이탈되게 움직인다. 이러한 위치에서, 잠금 장치는 자동적으로 맞물려서 반경 방향 운동은 정상 값에서 차단되어 유지된다.

따라서, 스탠드가 추출될 때 다음의 2 가지 장점들이 얻어진다. 스탠드는 고정되고, 공칭 조건들하의 롤들의 위치가 알려진다. 이것은 특수한 선반으로 선삭되는 것을 허용하는데, 그러한 특수한 선반에서 스탠드들은 정상 위치에서 기계 가공된다. 따라서, 4 개의 롤들이 이미 작업 위치인 동일한 위치에서 모두 기계 가공될 수 있고, 따라서 롤들이 모두 동등하게 같은 직경으로 선삭되는 것을 허용한다.

스탠드가 롤링 밀 안에 있지 않을 때 스탠드에 있는 롤들의 편심부들이 기계적으로 차단되기 때문에, 위에 설명된 해법은 작동 안전성을 보장한다.

스탠드들을 공칭의 위치로 뒤돌아가게 하는 과정은 신속하게 이루어지며 수작업을 포함하지 않는다.

편심 조절이 없는 고정 스탠드들 및, 편심 조절이 있는 조절 가능 스탠드들이 롤링 밀에 공존할 수 있다. 고정 스탠드들은 편심부 및 스프링 슬리브를 생략함으로써, 조절 가능 스탠드의 디자인으로부터 용이하게 얻을 수 있다.

예를 들어, (롤링 밀 안으로 로드 형상 동체를 투입하는 측의) 거친 가공의 스탠드(roughing stand)가 고정되는 반면에, 마무리 가공 스탠드(finishing stand)(보통, 각각의 열(series)에서 마지막 3 개의 스탠드들)들이 조절될 수 있다.

위에서 스탠드들이 롤링 밀의 2 개의 반대편 측부들에 횡방향으로 어떻게 진입하고 배출되는지에 대해서 설명되었으며, 따라서 정지 상태인 기계적 기준 정지부(still meachanical reference stopper)가 이용되지 않을 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 틸팅 편심 제어 장치(tilting eccentric control device)가 이용되는데, 이것은 스탠드들이 놓이는 기계적인 기준 영역(mechanical reference zone)을 가진다.

스탠드들의 정확한 정렬 및 차단을 보장하기 위하여, 도 3, 4, 5 및 도 8 을 참조하여 설명된 다른 장치들이 있다.

롤링 밀에 정렬된 스탠드들에서, 유출 측에 배치된 2 개의 유압 실린더(91,92)들은 2 개의 관통 부동 핀(through floating pin, 93,94)들을 밀고, 부동핀들은 롤링 축을 통과하는 수평면의 측부 위치에서 각각의 스탠드 안에 존재한다. 이들 수컷 핀(male pin)들은 연속적인 스탠드에서 연속적인 암컷 시트(female seat)와 맞물린다. 동시에, 핀 자체는 연속적인 스탠드의 핀들을 밀어서 롤링 밀(입력 측)의 반대 측에 도달하며, 여기에서 2 개의 시트(95,96)들이 핀들을 수용하도록 제공되고, 2 개의 추가적인 실린더들도 제공된다. 그 실린더들은 스탠드 교체 동안에 맞물린 시트로부터 핀들을 잠금 해제시키도록 반대 방향으로 추력을 부여하게끔 적합화된다.

배치된 시트들 안으로 핀들을 밀어넣는 정렬 실린더들은, 이동 단부에 도달하기 전에, 플레이트(97)들이 제 1 스탠드의 고정 부분들상에 작용하고 스탠드들의 전체 트레인을 축방향으로 팩킹(packing)하도록 형상화된다.

롤링 축을 통과하는 수직 축상에 대칭적으로 배치된 2 개의 다른 실린더(98,99)들은 모든 스탠드들을 축방향으로 팩킹하는데 기여한다.

실린더들의 압력에 의해 팩킹 작용을 보장하는 정지 상태의 기계적인 기준 정지부(100)는 유입측에 존재한다.

이러한 해법은 신규한 것으로서 2 개의 연속적인 스탠드들을 수직 및 수평으로 정렬하는 것을 허용하고, 잘못 정렬된 스탠드들을 가지고 작업하는 것을 방지한다.

도 9 를 참조하면, 롤링 밀의 지지 구조는 스탠드들의 롤을 위한 제어 및 조절 장치들의 중량을 지지하도록 만들어진다.

더욱이, 그 구조는 실린더(91,92,98,99)들에 의하여 가해진 스탠드들의 팩킹의 힘(packing force)을 유지하는 것을 보장한다.

유리하게는, 그 구조가 2 개의 직립부들을 가진 폐쇄 루프 유형이며, 하나는 유입 측(61)에 있고 다른 하나는 유출 측(62)에 있다.

상부 브리지(63)는 상부 제어부들의 중량을 지지한다. 링(ring)의 하부 브리지(64)는 힘이 지면으로 경감되는 것을 허용한다.

도 9 는 고리형 구조체의 개념을 명확하게 도시하므로 장치(91,92,95,96,98,99,100)들이 도 9 에서 생략되었다는 점을 주목할 만 하다.

본 발명의 보호 범위로부터 이탈하지 않으면서, 위에 설명된 비제한적인 예에 대한 다른 가능한 구조적 변형들이 가능하며, 따라서 당업자들의 모든 등가의 구현예들이 포함된다.

위의 설명으로부터, 당업자는 다른 구성상의 세부 내용 없이 본 발명의 목적을 구현할 수 있다.

41. 제 1 플랫폼 42. 제 2 플랫폼
43.44. 병진 장치

Claims

로드 형상 동체를 위한, 길이 방향 신장체(longitudinal elongator) 종류의 다중 스탠드 롤링 밀(multi-stand rolling mill)로서, 4 개 롤의 스탠드(1)를 포함하고, 상기 4 개의 롤들은 모터로 작동되며 4 개의 롤들에 스핀들이 제공되고, 상기 롤링 밀은:
상기 롤링을 위한 상기 스탠드들의 연속(sequence)을 포함하는 중앙 동체;
하나 이상의 교체 스탠드들을 운반하는, 측부 충전 위치상의 제 1 플랫폼(41);
중앙 동체에 관한 상기 측부 충전 위치에 대향하는, 측부 배출 위치상의 제 2 플랫폼(42)으로서, 교체되어야 하는 하나 이상의 스탠드들을 움직이는, 제 2 플랫폼; 및,
중앙 동체상에 있는 교체되어야 하는 대응하는 스탠드들에 대하여 상기 하나 이상의 교체 스탠드들을 밀기 위하여 상기 하나 이상의 교체 스탠드들에 작용하는 횡방향 병진 장치(43,44)를 포함하고,
교체되어야 하는 상기 스탠드들은 상기 제 2 플랫폼(42)상에서 움직이고,
상기 하나 이상의 교체 스탠드들은 상기 중앙 동체에 있는 교체되어야 하는 상기 하나 이상의 스탠드들을 교체시키는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
롤링 밀에서 주어진 위치를 가지는 스탠드에는 선행하는 스탠드 또는 연속적인 스탠드의 수직 축에 대하여 180°회전에 의해 얻어진 형상이 제공되고, 스탠드의 롤들의 저부 협곡부(bottom gorges)들은 선행하는 스탠드 또는 연속적인 스탠드의 롤 간극들에 대응하는 위치를 가지는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
수축 가능한 스핀들 및 스탠드 외부의 롤들을 위한 구동부들을 포함하고,
스탠드의 각각의 롤(2,3,4,5)의 축은 기준 수직 축 또는 기준 수평 축에 비교하면 α1=-22.5°각도로써 회전하는 반면에, 연속적인 스탠드의 각각의 롤의 축은 α2=22.5°의 반대 각도로 회전되고,
상기 스탠드 외부의 롤들을 위한 구동부 및 상기 수축 가능한 스핀들(6,7,8,9)들은 연속적인 스탠드들의 수평 평면에 대하여 상기 α1 및 α2 의 각도들을 가진 대응하는 4 개 열(row)들에 배치되는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
수축 가능한 스핀들 및 스탠드 외부의 롤들을 위한 구동부들을 포함하고,
각각의 스탠드에 대하여 상기 스탠드 외부의 롤들을 위한 구동부들은 2 개의 근접한 롤(roll)들을 위한 2 개의 모터(10,15)들을 포함하고, 각각의 모터는 상기 수축 가능한 스핀들(6,7,8,9)들에 작용하는 운동 트랜스미션(motion transmission, 11,12,13,16,17,18)의 중간 장치(intermediate devices)들에 의하여 2 개의 근접한 롤들에 운동을 전동을 전달하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
번갈아 있는(alternating) 스탠드들상에 동일한 각도로써 배치된 스핀들의 각각의 열에 대하여 하나씩 있는, 길이 방향의 비임(31,32,33,34,35,36,37,38)으로서, 상기 스핀들의 외부 단부들은 상기 비임들에 연결되는, 길이 방향 비임; 및,
롤들에 가까운 단부가 스탠드의 가장자리로부터 돌출하도록 스핀들의 지원(backing)을 결정하는, 상기 길이 방향의 비임상의 유압 구동부(23);를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
롤들에 가까운 단부가 스탠드의 가장자리로부터 돌출하도록 스핀들의 지원을 결정하는, 스핀들상에 직접적으로 있는 유압 구동부(23)를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
상기 롤들중 하나 이상은 롤 반경 위치의 편심 마이크로미터 조절 시스템(eccentric micrometric regulating system)을 포함하고, 상기 편심 시스템은 주어진 편심 위치에서의 맞물림을 위한 수단(80,81)을 포함하고, 스탠드가 교체될 때 작동하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
각각의 스탠드에 대하여 배출측에 배치된 이동 장치(50)를 포함하며, 이동 장치는 스탠드의 잠금을 위한 기계적인 기준 정지부(mechanical reference stop)를 제공하기 위하여, 그리고 각각의 스탠드 교체시에 제거되기 위한 것인, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
상기 스탠드 교체 이후에 중앙 동체로부터 교체되어야 하는 상기 스탠드를 제거하도록, 각각의 스탠드에 대한 레버 장치(57)를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
스탠드들의 정렬 및 잠금 시스템을 포함하고, 정렬 및 잠금 시스템은:
정렬된 위치에서 상기 스탠드들 각각으로 상대적인 내부 시트(relative internal seat)들을 통과하는 하나 이상의 부동 핀(floating pin, 93,94);
롤링 밀의 제 1 측상에 있는 하나 이상의 유압 실린더(91,92)로서, 상기 스탠드들 각각에 있는 상기 부동 핀들을 밀어서 가까운 스탠드에 맞물리게 함으로써 상기 정렬 및 잠금을 얻도록 하는, 하나 이상의 유압 실린더(91,92); 또는
롤링 밀의 반대 측에 있는 하나 이상의 유압 실린더(95,96)로서, 스탠드들의 잠금 해제를 위하여 상기 부동 핀들을 반대 방향으로 밀어서 부동 핀들을 상기 내부 시트들로 되돌아 가게 하는, 하나 이상의 유압 실린더(95,96);를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 10 항에 있어서,
롤링 밀의 상기 제 1 측에 있는 하나 이상의 다른 실린더(98,99)로서, 스탠드들의 축방향 팩킹(packing)을 위하여 중앙 동체의 스탠드들에 대하여 미는, 하나 이상의 실린더(98,99);
상기 축방향 팩킹을 위하여 롤링 밀의 상기 반대 측에 있는 정지 상태의 기계적인 기준 정지부(100);를 더 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항에 있어서,
폐쇄된 고리형 종류의 지지 구조를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀.
제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 12 항의 어느 한 항에 따른 다중 스탠드 롤링 밀에서 스탠드들을 교체하는 방법으로서,
중앙 동체상의 교체되어야 하는 하나 이상의 스탠드들에 대응되게, 상기 제 1 플랫폼상에 상기 하나 이상의 교체 스탠드를 미리 배치하는 단계;
상기 스핀들을 잠금 해제시키고 상기 스핀들을 지원(backing)함으로써, 롤들에 가까운 단부 부분이 대응하는 스탠드의 가장자리로부터 돌출되는 단계;
상기 하나 이상의 교체 스탠드들을 횡방향으로 병진시켜서 교체 스탠드들이 상기 하나 이상의 교체되어야 하는 스탠드들을 밀게 함으로써, 상기 하나 이상의 교체 스탠드들이 상기 제 2 플랫폼상에 배치되고 상기 하나 이상의 교체 스탠드들이 중앙 동체내에 배치되는, 단계;
상기 스핀들을 잠그고(locking), 롤링 프로세스를 다시 시작하는 단계;를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀에서 스탠드들을 교체하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제 1 플랫폼상의 상기 교체 스탠드들의 상기 중앙 동체에 접근하는 단계를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀에서 스탠드들을 교체하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제 2 플랫폼상에서 상기 중앙 동체로부터 멀어지게 움직임으로써 상기 교체되어야 하는 스탠드들을 제거하는 단계를 포함하는, 다중 스탠드 롤링 밀에서 스탠드들을 교체하는 방법.