KR101277586B1 - 소재 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소재 정렬장치에 관한 것으로, 복수의 볼부재가 소재의 이송방향으로 배열되는 구름대와, 볼부재에 안착된 소재의 측면에 접촉되어 소재의 방향과 위치를 보정하는 사이드접촉장치와, 볼부재에 회전력을 전달하여 소재를 구름대 외부로 이송시키는 소재이송장치를 포함하는 소재 정렬장치에 관한 것이다.

Description

소재 정렬장치{MATERIAL ALIGNMENT APPARATUS}

본 발명은 소재 정렬장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 방향이나 위치를 일정하게 보정하기 위한 소재 정렬장치에 관한 것이다.

일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.

연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬라브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.

압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도로 재가열(1200 ~ 1300 ℃)하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭압연 및 두께 압연을 실시하고, 사상압연기에서 수요자가 원하는 두께를 갖는 제품으로 최종압연을 실시하여 생산된 스트립을 권취기로 감아 두루마리 형태의 압연코일로 권취하는 일련의 공정으로 이루어진다.

연주공정을 거쳐 제조된 슬라브는 크레인 등의 이동장치에 의해 슬라브의 형상(폭, 두께, 길이) 등을 측정하기 위한 측정장치나 압연장치에 구비된 이송테이블로 이송된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제783080호(2007.11.30. 등록, 발명의 명칭 : 슬라브 정렬장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 소재의 방향이나 위치를 일정하게 보정함으로써, 소재의 형상을 측정하는 측정공정이나, 소재를 지정형상으로 압연하는 압연공정 등이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 소재 정렬장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따른 소재 정렬장치는, 복수의 볼부재가 소재의 이송방향으로 배열되는 구름대; 상기 볼부재에 안착된 상기 소재의 측면에 접촉되어 상기 소재의 방향과 위치를 보정하는 사이드접촉장치; 및 상기 볼부재에 회전력을 전달하여 상기 소재를 상기 구름대 외부로 이송시키는 소재이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 구름대는, 상기 복수의 볼부재가 배열되도록 수평방향으로 연장형성되며, 상기 볼부재가 상하측으로 돌출되게 설치되는 볼정렬대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 사이드접촉장치는, 상기 소재의 이송방향과 나란한 수직면을 구비하여 상기 구름대의 양측부에 위치되는 소재접촉대; 및 상기 소재접촉대가 상기 소재의 양측면에 접촉되거나 이격되게 상기 소재접촉대를 이동시키는 이동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 소재이송장치는, 복수의 롤러부재가 상기 소재의 이송방향으로 배열되는 롤러배열대; 및 상기 롤러부재가 상기 볼부재 하부에 접촉되거나 이격되게 상기 롤러배열대를 승강이동시키는 롤러승강장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 롤러배열대는, 상기 소재의 이송방향으로 연장형성되며, 상기 복수의 롤러부재가 회전가능하게 장착되는 롤러장착대; 및 상기 롤러부재를 회전 구동시키는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 롤러부재는, 상기 소재의 폭방향으로 설치되는 회전바; 및 상기 회전바 둘레에 형성되며, 상기 롤러부재의 회전에 의해 상기 볼부재가 구름운동가능하게 상기 볼부재와 마찰 접촉되는 마찰접촉수단;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면 복수의 볼부재에 안착된 소재의 측면을 사이드접촉장치로 가압하여 밀어내는 것에 의해, 소재의 손상을 최소화하면서 용이하게 목표 위치와 목표 방향으로 정렬할 수 있다.

또한, 소재이송장치로 볼부재에 회전력을 전달하여 구름운동시키면서 복수의 볼부재 상면에 안착, 정렬된 상태의 소재를 후공정 위치로 일괄되게 이송시킬 수 있다.

상기와 같이 소재의 위치와 방향을 일정하게 정렬한 후, 소재의 형상을 측정하는 측정 공정이나, 소재를 지정형상으로 압연하는 압연 공정측으로 이송시킬 수 있어, 소재의 불규칙한 배치에 따른 측정, 가공 정밀도 저하를 방지할 수 있다.

나아가, 소재의 불규칙한 배치로 인한 소재의 품질저하와 이를 보완하기 위한 후공정 수행에 따른 작업능률 저하를 방지할 수 있어, 제철공정의 생산성과 소재 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치에 소재가 안착된 일례를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에에 따른 소재 정렬장치를 이용하여 소재를 정렬하는 일례를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 소재 정렬장치를 이용하여 소재를 정렬시킨 후 구름대 외부로 이송하는 일례를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 이용하여 소재를 구름대 외부로 이송하는 일례를 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소재 정렬장치의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 도시한 측면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치에 소재가 안착된 일례를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시에에 따른 소재 정렬장치를 이용하여 소재를 정렬하는 일례를 도시한 평면도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 소재 정렬장치를 이용하여 소재를 정렬시킨 후 구름대 외부로 이송하는 일례를 도시한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치를 이용하여 소재를 구름대 외부로 이송하는 일례를 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 정렬장치(300)는, 구름대(310), 사이드접촉장치(320), 소재이송장치(330)를 포함한다.

구름대(310)는 구(球)형상을 가지고 소재(10)의 저면에 접촉되는 복수의 볼부재(311)와, 볼부재(311)가 구름운동가능하게 설치되는 볼정렬대(313)를 포함한다.

복수의 볼부재(311)는 평판형상을 가지는 소재(10)의 저면에 접촉된 상태에서 구름운동되는 것에 의해 소재(10)를 일측으로 연속하여 이송시킬 수 있도록, 소재(10)의 이송방향으로 배열된다.

본 발명의 일 실시예에서 복수의 볼부재(311)는 소재(10)의 이송방향(도 1 내지 도 3에서 좌측방향)으로는 5열, 소재(10)의 폭방향(소재(10)의 이송방향과 직각되는 방향)으로는 3열로 배열된 구조를 가진다.

상기와 같은 종방향 및 횡방향 배열 구조에 의해 볼부재(311)를 이용해 복수의 개소에서 소재(10)의 저면을 안정적으로 받쳐 지지할 수 있다.

복수의 볼부재(311)에 안착된 상태의 소재(10)를 측방향(폭방향)으로 밀어내면, 소재(10)에 가해진 가압력이 소재(10)와 접촉(마찰 접촉)된 볼부재(311)로 전달되며, 소재(10)의 이동변위에 비례하여 볼부재(311)가 함께 구름운동된다.

이러한 볼부재(311)의 구름운동에 의해, 소재(10)와 볼부재(311)간의 접촉부에서 소재(10) 저면에 횡방향으로 작용하는 마모력을 최소화하면서 소재(10)를 목표 위치와 목표 방향으로 안정적이고 원활하게 정렬시킬 수 있다.

볼정렬대(313)는 복수의 볼부재(311)를 상기와 같이 수평방향으로 배열가능하게 수평방향으로의 연장면을 가지는 패널형상을 가진다.

볼정렬대(313) 중 볼부재(311)와의 결합부에는 볼부재(311)의 상하방향 중간부에 대응되는 형상의 홀부(314)가 관통형성된다.

볼부재(311)는 홀부(314)에 끼워져 설치된 상태에서 상, 하부가 각각 볼정렬대(313)의 상, 하측으로 돌출된다.

홀부(314)의 내면부 둘레에 볼부재(311)와 구름접촉되는 복수의 볼을 구비한 베어링부재(미도시)를 설치한다.

상기 베어링부재에 의해 볼부재(311)와 볼정렬대(313)간 마찰을 최소화할 수 있어, 소재(10), 소재이송장치(330)에서 전달된 가압력에 의해 볼부재(311) 각각의 회전이 자유롭게 이루어질 수 있다.

사이드접촉장치(320)는 소재(10)의 측면에 접촉되어 소재(10)를 측방향(폭방향)으로 밀어내며, 이러한 사이드접촉장치(320)의 작동 과정에서 소재(10)의 측면은 사이드접촉장치(320)의 일면에 길이방향(이송방향)을 따라 연속하여 접촉하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 사이드접촉장치(320)는 소재접촉대(325)와 이동장치(326)을 포함한다.

소재접촉대(325)는 소재(10)의 이송방향과 나란한 수직면을 구비하여 구름대(310)의 양측부에 한 쌍이 구비되며, 볼부재(311)의 상단보다 상측에 위치된다.

이동장치(326)는 소재접촉대(325)가 소재(10)의 양측면에 접촉되거나 이격되게 소재접촉대(325)를 소재(10)의 폭방향으로 이동시킨다.

이동장치(326)는 그 길이가 신축변형되는 유·공압 실린더(Cylinder)나 볼스크류(Ball screw) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 유·공압 실린더나 볼스크류의 구성과 작용에 대해서는 공지기술인 바 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

연주공정을 거쳐 제조된 소재(10)는 크레인 등의 소재이동장치에 의해 구름대(310)에 안착시킬 수 있다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이 소재(10)가 이송방향(도 4의 좌측방향)과 다른 방향으로 틀어진 상태로 임의의 위치에 안착이 이루어지는 경우가 대부분이다.

도 4에 도시된 바와 같이 소재(10)가 구름대(310)에 안착된 상태에서, 이동장치(326)를 신장 구동시키면, 소재(10)의 양측에 위치된 한 쌍의 소재접촉대(325)는 상호간의 이격간격이 좁아지는 방향으로 이동된다.

이동장치(326)의 신장 구동을 지속하면, 소재접촉대(325) 사이에 위치된 소재(10)의 양측면은 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 소재접촉대(325)에 각각 연속하여 접촉되며 소재접촉대(325)의 수직면에 나란한 방향으로 정렬된다.

소재(10)를 정렬한다는 것은 소재(10)의 위치와 방향을 목표 위치와 목표 방향으로 보정하는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 목표 위치와 목표 방향은 소재접촉대(325)의 최종 위치 사이와, 소재접촉대(325)의 수직면의 연장방향이 된다.

이동장치(326)는, 한 쌍의 소재접촉대(325)를 동일한 변위로 이동시키는 실시예, 한 쌍의 소재접촉대(325) 중 일측은 기설정된 기준위치까지 이동시키고, 소재접촉대(325) 중 타측은 도 5에 도시된 바와 같은 상태가 될 때까지 지속적으로 이동시키는 실시예를 포함한 다양한 실시예로 구동될 수 있다.

상기와 같이 소재(10)를 정렬한 후에는, 이동장치(326)를 반대로 구동시킴으로써, 도 2, 6에 도시된 바와 같이 소재(10)로부터 소재접촉대(325)를 이격시킬 수 있다.

소재이송장치(330)는 구름대(310) 하측에서 볼부재(311)에 접촉되어 볼부재(311)로 회전력을 전달하며, 소재이송장치(330)에 구름접촉된 볼부재(311)는 소재이송장치(330)에서 전달받은 회전력에 연동하여 구름운동(회전)된다.

구름대(310) 상면에 소재(10)가 정렬된 상태에서, 도 7에 도시된 바와 같이 소재이송장치(330)가 상기와 같이 회전되면 볼부재(311)의 구름운동에 의해 볼부재(311)에 의해 하단지지된 상태의 소재(10)를 구름대(310) 외부로 이송시킬 수 있다.

즉, 사이드접촉장치(320)를 신장 구동하여 소재(10)를 목표 위치와 방향으로 정렬시킨 후에는, 소재이송장치(330)를 회전 구동하여 소재의 형상을 측정하는 측정 공정, 소재를 압연하는 압연 공정 등의 후공정이 이루어지는 장치(예를 들어, 이송장치(20))로 이송시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에는 회전되는 복수의 롤러로 구성되어 상측의 소재(10)를 일측으로 이송하는 이송장치(20)가, 구름대(310)의 볼부재(311)와 동일한 상단 높이상에 설치된 구조를 가진다.

소재이송장치(330)를 구동하여 볼부재(311)를 회전시키면서, 구름대(310) 상측의 소재(10)를 도 6, 7에 도시된 바와 같이 구름대(310)에 인접하게 설치된 이송장치(20)측으로 이송할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 소재이송장치(330)는, 롤러배열대(332)와 롤러승강장치(333)를 포함한다.

롤러배열대(332)는 복수의 롤러부재(331)가 소재(10)의 이송방향으로 배열되어 형성되며, 복수의 롤러부재(331)가 장착되는 롤러장착대(3325)와, 롤러부재(331)를 회전 구동시키는 구동모터(3326)를 포함한다.

롤러부재(331)는 소재(10)의 폭방향으로 설치되는 원주형상의 회전바(3311)와, 회전바(3311) 둘레에 형성되는 마찰접촉수단(3312)를 포함한다.

마찰접촉수단(3312)는 롤러부재(331)의 회전에 연동하여 볼부재(311)가 구름운동가능하게, 즉, 롤러부재(331)와 볼부재(311)간 구름 접촉이 가능하도록, 매끄러운 곡면을 가지는 회전바(3311)의 둘레에 형성되는 마찰력 부가 수단이다.

회전바(3311)를 금속소재로 구성하는 경우, 마찰접촉수단(3312)은 고무재, 우레탄과 같이 금속재에 비해 마찰계수가 높은 소재로 구성될 수 있으며, 회전바(3311) 둘레를 요철을 형성하거나 거칠게 가공하여 형성할 수도 있다.

롤러장착대(3325)는 구름대(310) 하측에 소재(10)의 이송방향으로 연장되게 설치되며, 복수의 롤러부재(331)는 상호 이격간격을 두고 롤러장착대(3325)상에 회전가능하게 장착된다.

이때, 복수의 롤러부재(331)는 볼부재(311)간 이격간격에 대응되는 간격을 두고 설치된다.

구동모터(3326)는 롤러장착대(3325)에 고정 설치되어 회전 구동되며, 롤러부재(331)의 회전축에 연결되어 회전력을 롤러부재(331)로 전달한다.

롤러승강장치(333)는 롤러장착대(3325)의 양단부에 결합되며 상하방향으로 길이가 신축조정되면서, 롤러장착대(3325)에 장착된 복수의 롤러부재(331)를 동시에 상향 또는 하향이동시킨다.

롤러승강장치(333)는 그 길이가 신축변형되는 유·공압 실린더나 볼스크류 등를 포함하여 구성될 수 있으며, 유·공압 실린더나 볼스크류의 구성과 작용에 대해서는 공지기술인 바 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기와 같은 롤러승강장치(333)의 승강 구동에 의해, 롤러부재(331)는 도 7에 도시된 바와 같이 상향 이동되어 볼부재(311) 하부에 접촉되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 하향 이동되어 볼부재(311)로부터 이격된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 소재 20 : 이송장치
300 : 소재 정렬장치 310 : 구름대
311 : 볼부재 313 : 볼정렬대
314 : 홀부 320 : 사이드접촉장치
325 : 소재접촉대 326 : 이동장치
330 : 소재이송장치 331 : 롤러부재
332 : 롤러배열대 333 : 롤러승강장치
3311 : 회전바 3312 : 마찰접촉수단
3325 : 롤러장착대 3326 : 구동모터

Claims (6)

1. 복수의 볼부재가 소재의 이송방향으로 배열되는 구름대;
   상기 볼부재에 안착된 상기 소재의 측면에 접촉되어 상기 소재의 방향과 위치를 보정하는 사이드접촉장치; 및
   상기 볼부재에 회전력을 전달하여 상기 소재를 상기 구름대 외부로 이송시키는 소재이송장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 정렬장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 구름대는,
   상기 복수의 볼부재가 배열되도록 수평방향으로 연장형성되며, 상기 볼부재가 상하측으로 돌출되게 설치되는 볼정렬대;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 정렬장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 사이드접촉장치는,
   상기 소재의 이송방향과 나란한 수직면을 구비하여 상기 구름대의 양측부에 위치되는 소재접촉대; 및
   상기 소재접촉대가 상기 소재의 양측면에 접촉되거나 이격되게 상기 소재접촉대를 이동시키는 이동장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 정렬장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 소재이송장치는,
   복수의 롤러부재가 상기 소재의 이송방향으로 배열되는 롤러배열대; 및
   상기 롤러부재가 상기 볼부재 하부에 접촉되거나 이격되게 상기 롤러배열대를 승강이동시키는 롤러승강장치;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 정렬장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 롤러배열대는,
   상기 소재의 이송방향으로 연장형성되며, 상기 복수의 롤러부재가 회전가능하게 장착되는 롤러장착대; 및
   상기 롤러부재를 회전 구동시키는 구동모터;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 정렬장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 롤러부재는,
   상기 소재의 폭방향으로 설치되는 회전바; 및
   상기 회전바 둘레에 형성되며, 상기 롤러부재의 회전에 의해 상기 볼부재가 구름운동가능하게 상기 볼부재와 마찰 접촉되는 마찰접촉수단;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 정렬장치.
   

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