KR101259237B1 - 선재코일 냉각장치 - Google Patents

Abstract

레잉헤드에서 와블방식으로 권취 이송되는 선재코일을 송풍으로 냉각하는 선재코일 냉각장치가 제공된다.
상기 선재코일 냉각장치는 그 구성 일예로서, 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 의 냉각토록 제공된 선재코일 송풍유닛; 및, 상기 송풍유닛 상에, 냉각되는 선재코일을 이송토록 제공되되 하나 이상의 직경가변부를 포함하는 직경가변형 선재코일 이송롤을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 선재코일의 (폭방향) 온도편차를 최소화하여, 긍극적으로 온도편차에 의한 국부적인 미세조직이나 인장강도 편차를 줄이는 것을 가능하게 하여, 선재코일의 품 품질을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

선재코일 냉각장치{Apparatus for Cooling Wire-rod Coil}

본 발명은 선재코일 냉각장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 송풍을 통하여 선재코일을 냉각하는 냉각대(stelmor)에서 와블방식으로 권취 이송되는 선재코일의 접촉을 최소화하여 열점 발생을 억제함으로써, 선재코일의 (폭방향) 온도편차를 최소화하고, 궁극적으로 온도편차에 의한 국부적인 미세조직이나 인장강도 편차를 줄여서 제품 품질을 향상시킨 선재코일 냉각장치에 관한 것이다.

일반적인 선재 생산공정은, 가열로에서 빌렛(billet)을 대략 1100 ~ 1200 ℃로 가열한 후, 조압연, 중간조압연, 중간사상압연 및 사상압연을 거친 열간 공형선재를 수냉대에서 냉각시킨 후 권취공정을 거쳐 선재코일을 생산하고 그 다음 정정라인에 투입된다. 이때, 그 압연단계에 따라 직경 5.5 ~ 15mm 의 소구경 선재와 15 - 42 mm의 대구경 선재를 생산하게 된다.

이와 같은 소구경 선재의 경우에는 레잉-헤드(laying head)를 통하여 나선형 코일형태로 형성시키면, 이송 설비(이송 컨베이어)의 이송과 병행하여 열처리(냉각)를 수행한 후, 집적기(reform tube)를 통하여 집적한 다음, 검사라인으로 투입된다.

예를 들어, 도 1에서는 소구경 선재의 제조단계를 도시하고 있는데, 압연기(110)에서 압연된 소재는 냉각수로 냉각하는 수냉대(120)에 의해 냉각되고, 권취기인 레잉-헤드(130)를 거치면서 나선형으로 연속 권취된다.

이와 같이 권취된 선재코일(100)은 이송 컨베이어(140)의 롤러(142) 위에 연속적으로 안착 이송되고, 이송되는 선재코일은 이송 컨베이어(140)를 통과하면서 하부에 설치된 송풍유닛(150)으로부터 송풍되는 송풍공기(도 1의 덕트(154) 내측의 화살표)에 의해 냉각된다.

그리고, 권취된 선재코일(100)은 이송 컨베이어와 연계된 집적기(160)에 낙하되면서 집적된다.

한편, 이와 같은 선재코일의 냉각 과정을 더 살펴보면, 도 1에서와 같이, 권취기인 레잉-헤드(130)에서 코일형태로 연속 권취되어 추출된 선재코일은, 이송컨베이어(140)의 이송 롤러(142)상에 낙하되어 이송되는 도중에, 이송 컨베이어의 하부에 여러 개가 연이어 설치된 송풍유닛(150)에서 공기가 송풍되고, 송풍된 공기가 선재코일(100)과 접촉하여, 선재코일의 저온 냉각이 수행되어 선재코일의 열처리가 이루어지는 것이다.

예를 들어, 레잉헤드(13)에서 권취되면서 이송롤러(142)로 낙하되는 선재코일(100)의 초기 온도는 대략 850~950 ℃ 정도이나, 앞에서 설명한 송풍을 거쳐 냉각되는 선재코일의 온도는 대략 150~300℃ 정도로 떨어진다.

한편, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 송풍유닛(150)은, 송풍기 b(152)가 하부에 설치된 덕트(154)를 포함하고, 덕트 상부에는 도 2와 같이, 이송 롤러(142)사이로 배치되는 개구부분 즉, 공기를 분사하는 노즐(156)들이 배치되어 있다.

이와 같은 송풍유닛(150)을 이용한 권취 선재코일의 냉각설비를 일명 "스텔모어 냉각대(stelmor)"라 하는데, 송풍력의 세기 또는 선재코일(100)의 이송속도 등 냉각조건에 따라서 다양한 냉각속도를 얻을 수 있게 하는 이점을 제공한다.

그러나, 이와 같은 스텔모어 냉각대의 경우, 레잉헤드(130)에서 나선형 코일 형태로 권취되면서 이송 컨베이어(140)의 이송 롤러(142)상에 낙하되어 이송될 때, 도 2에서 도시한 바와 같이, 코일 형태로 권취되므로 선재코일의 중심부분과 가장자리부분(도 2의 'A' 부분) 사이의 적치 밀도가 심하게 발생하고, 이와 같은 이송되는 선재코일의 적치밀도 차이는 선재코일의 (국부적인) 온도 편차를 발생시키는데, 예를 들어 도 3b와 같이 80 ℃ 정도의 온도차이를 발생시키는 것으로 알려져 있다.

또한, 도 2와 같이 이송 컨베이어(140)의 이송롤러(142)상에서 권취 이송되는 선재코일(100)의 가장자리부분(도 2의 'A' 부분)과 중앙부분 간의 적치밀도는 예를 들어 도 3a와 같이, 대략 2 ∼4 배 이상 차이가 발생하는 것으로 알려져 있다.

더하여, 위치(적치 환경)에 따라 냉각 속도의 차이가 발생하여 최종 미세조직이 달라지면서 인장강도가 폭방향으로 불균일하게 되는데, 예컨대 선재코일의 중앙부분과 가장자리부분간 사이에 최대 40 MPa 정도의 인장강도(tensile stress) 차이가 발생하는 것으로 알려져 있다.

따라서, 선재 코일의 위치별로 균일한 냉각속도를 얻기 위해서는, 적치밀도가 높은 선재코일의 가장자리 부분의 송풍속도를 증가시키거나 송풍량을 증가시켜야 한다.

즉, 스텔모어 냉각대를 통한 선재코일 냉각시 발생되는 문제를 해소하기 위하여, 도 4에서 도시한 바와 같이, 송풍유닛(150)의 덕트(154) 내부 가장자리측에 유도벽(154a)과 그 하측과 상측에 댐퍼(damper)(154b)나 디플렉터(deflector) (154b)를 설치하여, 적치밀도가 높은 선재코일의 가장자리로 송풍되는 송풍 속도를 증가시키거나 송풍량을 증가시키어 선재코일의 가장자리를 더 냉각시킴으로써, 온도 편차를 줄이도록 하였다.

그러나, 이와 같은 경우에도 선재코일의 폭방향으로의 균일한 냉각 속도를 실효적으로 제공하지 못하는 실정인데, 예를 들어 선재코일의 가장자리 부분(도2의 'A')의 송풍 속도나 송풍 량을 증가시켜도 코일들이 서로 밀집상태로 겹쳐진 부분의 송풍 영향이 크지않고, 송풍이 되더라도 냉각되지 않는 열점(hot spot)들이 발생하기 때문이다.

결국, 선재코일의 냉각편차에 의하여 선재코일의 미세 조직이 차이가 나는 경우(차이가 심한 경우), 추가적인 열처리 공정이 필요하게 되고, 이는 생산 원가를 증가시키게 된다.

또한, 이와 같은 선재코일의 폭방향 온도편차를 감소시키기 위하여 종래의 다른 경우, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 소재 급냉을 위해 미스트(mist)를 사용하거나, 적치밀도가 높은 부위로의 별도 공기 또는 냉각수의 (집중) 분사방식 또는, 추가적인 댐퍼를 설치하여 선재코일 가장 자리로 송풍이 더 집중되도록 하는 방식 등이 알려져 있으나, 무엇보다도 설비가 매우 복잡하고 그에 비하여 폭방향 온도 편차의 실효적인 해소는 어려운 실정이었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 선재코일을 이송하는 이송롤의 구조 개선을 통하여, 롤상에 적치 이송되는 선재코일의 접촉 자체를 줄이도록 하여, 원천적으로 선재코일의 폭방향 온도편차를 제거하도록 한 본 발명을 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 송풍을 통하여 냉각하는 선재코일 냉각대에서 와블방식으로 권취 이송되는 선재코일의 접촉을 최소화하여 열점발생을 억제함으로써, 선재코일의 (폭방향) 온도편차를 최소화하고, 긍극적으로 온도편차에 의한 국부적인 미세조직이나 인장강도 편차를 줄여서 제품 품질을 향상시키는 선재코일 냉각장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 가능토록 제공된 선재코일 송풍유닛; 및,
상기 송풍유닛 상에 냉각되는 선재코일을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부를 포함하는 직경 가변형 선재코일 이송롤;
을 포함하여 구성되되,
상기 직경 가변부는, 롤의 길이방향으로 형성된 곡율 형성부; 및, 상기 곡율 형성부의 외측으로 형성되는 제1 단차부;를 포함하고, 상기 곡율 형성부는, 롤의 중앙에 형성되고, 상기 곡율 형성부와 제1 단차부 사이에는 평탄부가 형성되며, 상기 제1 단차부는 롤 구동부로 제공되는 선재코일 냉각장치를 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 가능토록 제공된 선재코일 송풍유닛; 및,
상기 송풍유닛 상에 냉각되는 선재코일을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부를 포함하는 직경 가변형 선재코일 이송롤;
을 포함하여 구성되되,
상기 직경 가변부는, 선재코일 이송롤의 중앙 측에 형성된 최소 직경부; 및, 상기 최소 직경부의 외측으로 제공되는 제2,3 단차부;를 포함하고, 상기 제3 단차부의 외측으로 롤 구동부가 제공되는 선재코일 냉각장치를 제공한다.

더하여, 기술적인 또 다른 측면으로서 본 발명은, 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 가능토록 제공된 선재코일 송풍유닛; 및,
상기 송풍유닛 상에 냉각되는 선재코일을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부를 포함하는 직경 가변형 선재코일 이송롤;
을 포함하여 구성되되,
상기 직경 가변부는, 일체형 롤 구동부의 중앙 측에 형성된 최소 직경부; 및, 상기 최소 직경부의 외측으로 제공되는 제4,5 단차부;를 포함하되, 상기 제4,5 단차부는 상기 일체형 롤 구동부에 조립되는 직경이 서로 다른 링 또는 일체로 형성되는 돌출부를 통하여 제공되고 상기 단차부 주변으로 통기공간이 더 형성되는 선재코일 냉각장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 선재코일은, 직경이 가변되는 와블형태로 권취되어 이송롤에 투입된다.

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더 바람직하게는, 상기 선재코일 이송롤은 다음의 조건을 만족하도록 구성되고 0.05L <L1,L2,L2',L2",L5< 0.15L, 0.5D<D1<0.8D, 30D<R<70D, 여기서 L은 롤의 전체길이, L1은 롤 구동부의 길이, L2는 롤 평탄부의 길이, L2'는 제3 단차부의 길이, L2"는 링 사이의 길이, L5는 제2 단차부의 길이, D는 롤 구동부의 직경, D1은 롤 최소직경이고, R은 곡율형성부의 곡율반경일 수 있다.

이와 같은 본 발명의 선재코일 냉각장치에 의하면, 무엇보다도 송풍을 통하여 선재코일을 냉각하는 냉각대(stelmor)에서 와블방식으로 권취 이송되는 선재코일의 접촉을 최소화하기 때문에, 열점발생을 억제하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명은 선재코일의 중앙부분과 가장자리의 폭방향 온도편차를 최소화하고, 이를 통하여 긍극적으로 온도편차에 의한 국부적인 미세조직이나 인장강도 편차를 줄여서 제품 품질을 향상시키는 등의 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 (소구경) 선재코일 제조단계를 도시한 개략도
도 2는 도 1에서 선재코일의 (스텔모어) 냉각대를 도시한 개략 평면도
도 3a 및 도 3b는 종래 냉각대를 이용한 선재코일의 냉각시 선재코일의 폭방향으로 적치밀도와 온도편차를 나타낸 그래프
도 4는 종래 댐퍼와 디플렉터를 이용한 송풍량 조정을 나타낸 개략도
도 5는 본 발명에 따른 선재코일 냉각장치를 도시한 평면 구성도
도 6은 본 발명 선재코일 냉각장치의 다단형 선재코일 이송롤을 도시한 상세도
도 7은 본 발명 선재코일 이송롤의 다른 형태를 도시한 사시도
도 8은 본 발명 선재코일 이송롤의 또 다른 형태를 도시한 구성도

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 5 및 도 6에서는 본 발명에 따른 제1 실시예의 이송롤(10)을 포함하는 본 발명에 따른 선재코일 냉각장치(1)를 도시하고 있고, 도 7 및 도 8에서는 각각 다른 제2,3 실시예의 본 발명 이송롤들을 도시하고 있다.

다만, 이하에서 본 발명의 선재코일 냉각장치(1)에 포함되어 이송롤을 통하여 이송되는 선재코일을 송풍을 매개로 냉각하는 송풍유닛(150)은, 도 1 내지 도 4에서 설명한 종래 기술부분과 동일부호로 설명하고, 그 구체적인 관련 구성이나 작용 설명은 본 실시예에서는 간략한다.

또한, 본 발명의 냉각장치(1)를 통하여 냉각되는 선재코일(100)은, 도 1에서 설명한 바와 같이, 레잉헤드(130)을 통하여 코일형태로 권취되면서 이송롤에 안착 이송되는 소구경 선재코일일 수 있다.

더하여, 본 발명의 선재코일 냉각장치(1)에서 선재코일은, 도 2과 같이 동일한 직경으로 선재코일을 권취하는 것이 아니라, 바람직하게는 도 5와 같이, 레잉헤드(130)의 회전 속도를 제어하여 나선형으로 권취되는 선재코일의 직경을 가변시키는 와블방식으로 권취되는 선재코일(100')(도 6의 100a' 내지 100c' 참조)이다.

따라서, 본 발명의 선재코일 냉각장치(1)를 매개로 냉각되는 와블방식으로 권취 이송되는 본 발명에 관련된 선재코일(100')은, 도 5와 같이 코일직경이 점진적으로 커지거나 작아지면서 가변되기 때문에, 도 2의 'A' 부분과 같이 적치 이송되는 선재코일의 모서리부분에서의 집중적인 접촉(겹치는 부분)이 다소 감소하게 된다.

즉, 본 발명의 선재코일 냉각장치에서 적용되는 선재코일의 와블방식의 권취 방식으로 인하여, 본 발명의 선재코일은 다음에 설명하는 냉각장치의 이송롤을 적용하지 않아도 기본적으로 기존 도 2와 같은 선재코일 냉각 보다는, 선재코일 가장자리 부분에서의 온도편차를 어느 정도 감소시키는 것을 가능하게 한다.

특히, 본 발명의 경우 다음에 설명하는 이송롤을 통하여 선재코일의 온도편차를 더 해소하여 레잉헤드(130)에서 집적기(160)사이에서 이송롤을 통하여 이송되는 선재코일의 냉각효율을 극대화하면서 최적의 제품 품질을 유지하게 하는 것이다.

한편, 도 5와 같이, 와블방식의 선재코일 권취시 일예로 선재코일(100')의 최대직경부분(도 6의 100c' 참조)은 1300mm 정도이고, 최소직경부분(도 5의 100a' 참조)은 1100mm 정도인데, 이경우 직경이 작은 부분이 직경이 큰 부분의 내측으로 적치되는 것을 가능하게 하기 때문에, 집적후 결속시 코일의 적치높이를 도 2와 같은 직경이 같은 선재코일(100)에 비하여 더 낮추는 것을 가능하게 하는 다른 이점도 제공한다.

이와 같은 본 발명의 선재코일 냉각장치(1)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 레잉헤드(130)를 통하여 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 공기송풍을 구현하여 선재코일의 냉각을 가능토록 하는 도 1 내지 도 4에서 설명한 선재코일 송풍유닛(150)을 포함한다.

특히, 본 발명의 선재코일 냉각장치(1)는 송풍구간에서 선재코일을 이송시키도록 상기 송풍유닛(150)의 단위 덕트(154)의 송풍노즐(156)사이로, 냉각되는 선재코일을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부를 포함하는 직경가변형 선재코일 이송롤(10)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 선재코일 냉각장치(1)의 경우에는, 기본적으로 선재코일의 직경이 점진적으로 가변되면서 와블방식으로 선재코일이 권취되는 것을 기초로, 이송롤(10)에 구비된, 다음에 도 6 내지 도 8에서 상세하게 설명하는, 직경 가변부(30)(40)(50)들에 의하여 이송롤 상에서 연속적으로 나선형으로 적치 이송되는 선재코일(100')의 코일 간(층간) 접촉이 최소화시킨다.

따라서, 본 발명의 선재코일 냉각장치는, 앞에서 설명한 바와 같이 선재코일간 접촉(특히 가장자리부분(도 2의 'A' 참조))으로 인한 열점(hot spot)의 발생을 억제하고, 이를 통하여 선재코일의 폭방향 온도편차를 최소화하고, 온도편차에 의한 인장강도 편차 등이 발생되지 않게 한다.

한편, 이와 같은 본 발명의 이송롤(10)에 구비되는 직경 가변부(30)(40)(50)들은 다음에 상세하게 설명하듯이, 선재코일의 직경 변화에 대응토록 이송롤에 제공되는 하나 이상의 단차부, 곡율형성부 또는 링부(돌출부) 등을 통하여 구현할 수 있다.

다음, 도 6 내지 도 8에서는 이와 같은, 선재코일의 이송시 코일간 접촉을 최소화하도록 직경이 다른 선재코일을 구분(분리)하여 안착된 상태로 이송 가능하게 하는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예의 이송롤들을 도시하고 있다.

먼저, 도 5 및 도 6에서 도시한 본 발명의 제1 실시예의 이송롤(10)에 구비되는 직경가변부(30)는, 롤의 길이방향으로 형성되는 곡율형성부(32)와, 상기 곡율형성부(32)의 외측(양단부)으로 형성되는 롤 구동부(12)상의 제1 단차부(34)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 곡율 형성부(32)와 제1 단차부(34)(롤 구동부(12))사이에는 평탄부(36)가 형성될 수 있다.

따라서, 상기 제1 단차부(34)는 평탄부(36)에 비하여 직경이 감소하고, 따라서 선재코일(100')중 최대직경부분(100c')의 끝부분은 상기 제1 단차부(34)에 의하여 더 통기되면서 냉각되게 된다.

이때, 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명 제1 실시예의 이송롤에서 상기 곡율형성부(32)는, 바람직하게는 롤의 중앙 즉, 롤의 중심에서 양측으로 외곽을 향하여 동일한 길이로 형성되고, 더하여 이와 같은 곡율형성부(32)는 중심부분이 롤의 최소직경부분(D1)이 되는 단면상 가장 오목한 부분을 포함한다.

따라서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 와블방식으로 레잉헤드(130)를 통하여 권취되는 선재코일(100')의 최소직경부분(100a')과 중간직경부분(100b') 및 최대직경부분(100c')은 각각 곡율형성부(32) 및 평탄부(36)에서 곡율형성부의 오목한 부분과 평탄부에 연이은 제1 단차부(34)에 의하여 높이차(틈새)를 갖고 안착되고, 결국 선재코일간 접촉이 최대한 발생하지 않게 하는 것이다.

이때, 이송롤(100)의 양단부 롤 구동부(12)는, 롤 구동수단(모터와 커플링 유닛)과 연계되기 때문에, 구동력을 전달되는 부분이기 때문에, 강도유지를 위하여 곡율형성부(32)의 중심부분의 최소직경부분(D1) 보다는 직경이 크게 형성되는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 도 6의 본 발명의 제1 실시예의 이송롤(10)에서는, 와블방식으로 권취 이송되는 선재코일(100')의 최대직경부분(예를 들어 1300mm)(100c')은, 평탄부(36)에서 지지되고, 그 내측으로 순차로 선재코일의 중간직경부분(100b')과 최소직경부분(100a')은 곡율형성부(32)의 가장자리 부분과 중심의 가장 오목한 부분에, 서로 접촉되지 않는 상태로 안착 이송되고, 따라서 본 발명의 경우 선재코일의 접촉을 최대한 억제시키게 된다.

또한, 제1 단차부(34)에 의하여 롤 직경이 감소하면 형성되는 공간은 선재코일의 최대직경부분(100c')의 끝부분이 위치되면서 통기성을 높이어 실제 적치밀도가 가장 높은 선재코일 가장자리부분의 냉각효과를 양호하게 한다.

이때, 바람직하게는, 도 6에서 본 발명의 제1 실시예의 이송롤(10)은0.05L<L1,L2<0.15L, 0.5D<D1<0.8D, 30D<R<70D의 조건을 만족하도록 하는 것이다.

예컨대, L은 롤의 전체 길이이고, L1,L2는 각각 평탄부(36)와 롤 구동부(12)의 길이이며, D1은 곡율형성부(32)의 중앙측으로 오목한 최소직경부의 직경이고, D는 롤 구동부(12)의 직경이며, R은 곡율형성부의 곡율반경이다.

이때, 상기 롤 구동부(12)의 직경 D는, 앞에서 설명한 바와 같이, 구동력이 전달되는 부분이므로 곡율형성부의 최소직경부분 D1 보다는 커야 하고, 선재코일의 최소직경부분과 중간직경부분(100a')(100b')이 안착되는 곡율형성부(30)는 너무 큰 경우 거의 평탄하게 되기 때문에 바람직하지 않다.

예를 들어, 제1 단차부(34)(롤 구동부(12))의 길이 L1과 선재코일의 최대직경부분(100c')이 안착되는 평탄부(36)의 길이 L2가 상기 조건을 벗어나는 경우, 공기 송풍에 영향을 미치는데, 예를 들어 L1이 0.05L 보다 작으면, 실제 제1 단차부(롤 구동부)의 길이가 너무 짧아 선재코일 가장자리부분의 송풍성 개선이 적어 냉각효과가 없거나, 반대로 L1이 0.15L 보다 크면 롤 에지부(롤 구동부)(12)의 길이가 과도하게 증대되어, 도 4와 같이 댐퍼나 디플렉터를 이용한 선재코일 가장자리에서의 송풍영역이 과도하게 증폭되기 때문에, 선재코일 가장자리에서의 집중 송풍을 어렵게 할 것이다.

또한, 평탄부(36)의 길이 L2가 0.05L<L2<0.15L의 범위를 벗어나, 너무 작은 경우 곡율형성부의 반경이　사실상 롤 구동부(12) 즉, L1 끝단에서 바로 시작하기 때문에, 코일 이송시 끝단에서의 걸림이 발생하고, 최종 선재코일 결속/포장시 방해요인으로 작용하게 된다.

반대로, L2가 상기 범위를 벗어나 과도하게 크면, 롤의 최대직경부분이 증대되고, 이는 롤의 전체 중량을 증대시키고, 결국 롤 생산 비용을 증가시키게 될 것이다.

더하여, 곡율형성부(32)의 중앙측 최소직경부분의 직경 D1이 0.5D<D1<0.8D의 조건을 벗어나, 작은 경우, 곡율형성부(32)는 양측 롤 구동부를 연결하는 롤 회전축 부분이기 때문에, 안착되는 선재코일의 하중을 지지하기 위한 적정한 롤의 강성을 유지하는 것을 어렵게 하고, 반대로 상기 범위를 벗어나 과도하게 크면 롤 자체 중량을 증대시키는 문제가 발생되고, 롤의 전체 길이가 늘어나 실제 라인 적용시 기존의 주변 설비와의 조합 설치도 어렵게 할 것이다.

또한, 곡율형성부(32)의 곡율반경 R도 30D<R<70D의 조건을 만족하도록 하는 것이 바람직한데, 예를 들어 상기 범위를 벗어나 큰 경우에는 곡율형성부가 거의 평롤과 같은 형태가 되면서 선재코일의 층간 접촉이 형성되고, 결국 선재코일의 온도편차가 그대로 발생될 우려가 있고, 반대로 상기 범위를 벗어나 과도하게 작은 경우에는, 선재코일의 최소직경부분(100a')과 중간직경부분(100b')이 서로 접촉하지는 않게 되기는 하지만, 그 적치간 간격(틈새)가 과도하게 형성되어, 선재코일의 권취와 결속이나 포장을 어렵게 하거나, 선재코일 적치높이도 과도하게 높아지는 문제를 초래할 것이다.

한편, 예컨대 본 실시예에서 일예로 롤의 전체 길이 L은 1300mm 정도이고, 각 평탄부(36)와 롤 구동부(12)의 길이 L1,L2는 130mm 일 수 있고, 곡율형성부의 최소직경 D1은 70mmn 정도일 수 있으며, 롤 구동부(12)의 직경 D는 100 mm 정도일 수 있다. 또한, 곡율형성부의 곡율반경 R은 5400mm 정도가 바람직하다.

이와 같은 수치를 갖는 조건으로 이송롤(10)을 제공하는 경우, 도 6과 같이 선재코일의 층간 접촉이 차단되어 선재코일의 폭방향 온도편차를 최대한 줄일 수 있고, 따라서 본 발명의 경우 인장강도의 편차를 도 1 및 도 2에서 도시한 기존 40MPa 이상에서 23 MPa 까지 줄일 수 있게 한다.

다음, 도 7에서는 본 발명에 따른 제2 실시예의 이송롤(10)을 도시하고 있다.

즉, 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예의 이송롤(10)은, 바람직하게는 상기 직경가변부(40)가 선재코일 이송롤의 중앙 측의 최소직경부(42)와, 상기 최소직경부(42)의 외측으로 제공되는 제2,3 단차부(44)(46)를 포함하고, 상기 제3 단차부의 외측으로 롤 구동부(12)를 형성시키는 것이다.

따라서, 도 7에서 도시한 본 발명 이송롤의 직경 가변부(40)를 구성하는 최소직경부(42)와 제2,3 단차부(44)(46)에 각각 선재코일의 최소직경부분(도 6의 100a')과 중간직경부분(도 6의 100b') 및 최대직경부분(도 6의 100c')이 안착 이송되기 때문에, 선재코일 간 접촉이 최대한 차단되어 선재코일의 온도편차를 줄일 수 있게 하는 것이다.

이때, 도 7에서의 이송롤의 직경가변부의 구성요소(42)(44)(46)들의 규격도 앞에서 설명한 바와 같이, 0.05L<L1,L2',L5<0.15L,0.5D<D1<0.8D의 조건을 만족하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

예를 들어, L은 롤의 전체 길이이고, L1,L2',L5는 각각 롤 구동부(12)와 제3단차부(46)와 제2 단차부(44)의 길이인데, 롤 전체적인 강성을 감안할 때 상기 L1,L2',L5는 같은 조건으로 형성시키는 것이 바람직하고, 와블방식으로 권취되는 선재코일의 최소직경부분(도 6의 100a')과 중간직경부분(도 6의 100b') 및 최대직경부분(도 6의 100c')은 각각 본 발명 직경가변부(40)의 최소직경부(42)와 제2 단차부(44) 및 제3 단차부(46)에 안착되어 서로 겹쳐지지 않게 되면서 이송된다.

그리고, 상기 최소직경부(42)의 직경 D1은 앞에서 설명한 바와 같이, 0.5D<D1<0.8D의 조건을 만족하도록 하는 것이 바람직한데, 이는 롤의 강성 유지와 코일의 안정적인 이송을 위한 것이고, 구체적인 이유는 앞에서 설명한 바와 같다.

한편, 본 발명의 최소직경부(42)와 제2,3 단차부(44)(46)는, 실질적으로 롤의 가공을 통하여 돌출부분과 오목부분으로 형성할 수 있을 것이다.

그리고, 도 6의 곡율형성부를 갖는 이송롤은 곡율형성부의 정밀 가공이 필요하나, 도 7의 본 발명의 최송직경부(42)를 갖는 이송롤의 경우 도 6의 곡율형성부를 포함하는 이송롤에 비하여 롤의 세밀한 정밀가공은 필요하지 않아 롤의 제작은 용이하게 할 것이다.

이때, 도 7에서 L4는 최소직경부의 길이이고, L3는 도 6의 곡율형성부의 길이와 같은 길이일 수 있다. 다만, 상기 조건의 상세한 이유는 도 6에서 설명한 것으로 이해하면 된다.

다음, 8에서는 본 발명에 따른 제3 실시예의 이송롤(10)을 도시하고 있다.

즉, 도 8의 본 발명의 이송롤에 구비되는 직경 가변부(50)는, 직경이 동일하게 일체로 된 일체형 롤 구동부(12')의 중앙측 최소 직경부(52) 및, 상기 최소직경부(52)의 외측으로 제공되는 제4,5 단차부(54)(56)를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 도 8의 본 발명 이송롤의 직경 가변부(50)의 상기 제4,5 단차부(54)(56)는, 상기 일체형 롤 구동부(12')에 외경이 서로 다른 링(14)(16)들을 조립하여 제공할 수 있는데, 이들 링(14)(16)들은 일체형 롤 구동부(12')에 별도의 부호로 나타내지 않은 키로서 조립될 수 있다. 물론, 상기 링 대신에 롤 구동부에 일체로 되고 가공되는 돌출부 형태로 제공하는 것도 가능할 것이다.

또한, 도 8의 본 발명 이송롤의 경우 상기 직경가변부(50)의 제4,5 단차부(54)(56)의 주변으로 선재코일과 롤 표면사이에 형성되는 공간인 통기공간(S1)(S2)들이 형성될 수 있어, 선재코일(100')의 적어도 중간직경부분(100b')와 최대직경부분(100c')의 끝부분에서의 냉각성을 더 향상시킬 것이다.

즉, 도 8의 본 발명의 이송롤에 구비된 직경가변부는 최대한 선재코일 가장 자리부분의 냉각효율을 향상시키는 것이다.

따라서, 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예의 이송롤을 통하여 와블방식으로 권취 이송되는 선재코일의 최소직경부분(100'a)과 중간직경부분(100b') 및 최대직경부분(100c')은 각각 가변직경부(50)의 최소직경부(52)와 제4,5 단차부(54)(56)에서 서로 접촉하지 않고 간격을 두고 안착 이송될 수 있어, 선재코일 접촉에 의한 온도편차 발생을 최대한 억제시키는 것이다.

특히, 앞에서도 설명한 바와 같이, 상기 제4,5 단차부(54)(56)에 안착되는 선재코일의 중간직경부와 최대직경부는 그 끝단이 통기공간(S1)(S2)에서 노출되므로, 이 부분에서의 냉각효율을 더 극대화시키는 것이다.

이때, 도 8에서와 같이, 직경가변부의 각 부분(52)(54)(56)의 규격도, 앞에서 설명한 바와 같이, 0.05L<L1,L2"<0.15L의 조건을 만족하도록 하는 것이 바람직한데, L1은 롤 구동부의 길이이고, L2"는 링 사이의 간격일 수 있다. 그리고, 일체형 롤 구동부(12')이므로, 직경은 길이방향으로 D로서 동일하다.

한편, 상기 L1 은 도 6 및 도 7과 같이 롤 구동력이 전달되어야 하므로 앞에서 설명한 바와 같이 동일한 조건이 되도록 하고, L2" 도 롤 강성이나 냉각성을 감안하여 도 6,7의 L2,L2'와 동일한 조건으로 형성하는 것이 바람직할 것인데, 그 구체이유는 앞에서 설명한 바로 간략한다.

그런데, 도 8과 같이, 롤 직경 가변부(50)의 제4,5 단차부(54)(56)를, 일체형 롤 구동부(12')에 조립되는 링(14)(16)들로 형성하는 경우, 도 6 및 도 7에서 도시한 본 발명의 제2,3 실시예의 롤들에 비하여, 롤 자체 가공량이 가장 적고, 따라서 롤 제작을 용이하게 할 것이고, 특히 상기 링들의 조립 위치에 따라 제4,5 단차부의 간격(길이) 조정도 용이하게 할 것이다.

특히, 앞에서 설명한 바와 같이, 제4,5 단차부 주변으로 롤 표면 사이의 공간인 통기공간(S1)(S2)들을 제공하기 때문에, 선재코일 가장자리의 냉각성 확보를 가능하게 할 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1.... 선재코일 냉각장치 10.... 직경 가변형 이송롤
12,12'.... 롤 구동부 14,16.... 링
30,40,50.... 롤의 직경 가변부 32.... 곡율 형성부
34.... 제1 단차부 36.... 평탄부
42,52.... 최소직경부 44,46....제2,3 단차부
54,56.... 제4,5 단차부

Claims (7)

1. 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 가능토록 제공된 선재코일 송풍유닛(150); 및,
   상기 송풍유닛 상에 냉각되는 선재코일(100)을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부를 포함하는 직경 가변형 선재코일 이송롤(10);
   을 포함하여 구성되되,
   상기 직경 가변부(30)는, 롤의 길이방향으로 형성된 곡율 형성부(32); 및, 상기 곡율 형성부(32)의 외측으로 형성되는 제1 단차부(34);를 포함하고, 상기 곡율 형성부는, 롤의 중앙에 형성되고, 상기 곡율 형성부(32)와 제1 단차부(34)사이에는 평탄부(36)가 형성되며, 상기 제1 단차부는 롤 구동부(12)로 제공되는 선재코일 냉각장치.
2. 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 가능토록 제공된 선재코일 송풍유닛(150); 및,
   상기 송풍유닛 상에 냉각되는 선재코일(100)을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부를 포함하는 직경 가변형 선재코일 이송롤(10);
   을 포함하여 구성되되,
   상기 직경 가변부(40)는, 선재코일 이송롤의 중앙 측에 형성된 최소 직경부(42); 및, 상기 최소 직경부의 외측으로 제공되는 제2,3 단차부(44)(46);를 포함하고, 상기 제3 단차부의 외측으로 롤 구동부(12)가 제공되는 선재코일 냉각장치.
3. 권취 이송되는 선재코일의 이송경로 주변에 하나 이상 배치되면서, 냉각매체의 송풍을 형성하여 선재코일을 가능토록 제공된 선재코일 송풍유닛(150); 및,
   상기 송풍유닛 상에 냉각되는 선재코일(100)을 이송토록 제공되되, 하나 이상의 직경 가변부(50)를 포함하는 직경 가변형 선재코일 이송롤(10);
   을 포함하여 구성되되,
   상기 직경 가변부(50)는, 일체형 롤 구동부(12')의 중앙 측에 형성된 최소 직경부(52); 및, 상기 최소 직경부의 외측으로 제공되는 제4,5 단차부(54)(56);를 포함하되, 상기 제4,5 단차부는 상기 일체형 롤 구동부(12')에 조립되는 직경이 서로 다른 링(14)(16) 또는 일체로 형성되는 돌출부를 통하여 제공되고 상기 단차부 주변으로 통기공간(S1)(S2)이 더 형성되는 선재코일 냉각장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 선재코일은, 직경이 가변되는 와블형태로 권취되어 이송롤에 투입되는 것을 특징으로 하는 선재코일 냉각장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 선재코일 이송롤은 다음의 조건을 만족하도록 구성되고 0.05L < L1,L2 < 0.15L, 0.5D < D1 < 0.8D, 30D < R <70D,
   여기서 L은 롤의 전체길이, L1은 롤 구동부의 길이, L2는 롤 평탄부의 길이, D는 롤 구동부의 직경, D1은 롤의 최소직경이고, R은 곡율 형성부의 곡율 반경인 것을 특징으로 하는 선재코일 냉각장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 선재코일 이송롤은 다음의 조건을 만족하도록 구성되고 0.05L < L1,L2',L5 < 0.15L, 0.5D < D1 <0.8D,
   여기서 L은 롤의 전체길이, L1은 롤 구동부의 길이, L2'는 제3 단차부의 길이, L5는 제2 단차부의 길이, D는 롤 구동부의 직경, D1은 롤의 최소 직경인 것을 특징으로 하는 선재코일 냉각장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 선재코일 이송롤은 다음의 조건을 만족하도록 구성되고 0.05L < L1,L2" < 0.15L,
   여기서 L은 롤의 전체길이, L1은 롤 구동부의 길이, L2"는 링 사이의 길이인 것을 특징으로 하는 선재코일 냉각장치.

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