KR101287550B1 - 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 권취 시작시, 열연 스트립의 단부와 맨드릴의 부착을 강화하여, 열연 스트립을 맨드릴에 견고하게 권취하는 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기는, 열연 스트립을 권취하는 맨드릴, 상기 맨드릴에 구비되어 상기 맨드릴에 권취되는 상기 열연 스트립에 자기력을 가하여 상기 열연 스트립을 상기 맨드릴에 밀착시키는 전자석을 포함한다.

Description

전자석을 이용한 열연 스트립 권취기 {HOT STRIP WINDER USING ELECTROMAGNET}

본 발명은 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권취 시작시, 열연 스트립의 단부와 맨드릴의 부착을 강화하는 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기에 관한 것이다.

예를 들면, 열연 스트립 권취기는 스트립을 감는 맨드릴(mandrel), 맨드릴의 일측에 배치되어 스트립을 끌어 들이는 구동롤, 구동롤의 후방에서 맨드릴의 주위에 스트립의 주행 간격을 두고 순차적으로 배치되는 포밍롤(forming roll)과 크래들롤(cradle roll)을 포함한다.

초벌 열연된 스트립은 구동롤을 지나면서 굽힘 응력(bending stress)을 받고 초기 내경을 형성하며, 포밍롤을 경유하면서 권취 내경을 형성하고, 크래들롤의 지지를 받으면서 맨드릴에 권취된다.

그러나 스트립 권취 시작시, 스트립에 장력이 가해지지 않으므로 스트립이 맨드릴에 긴밀하게 부착되지 못하고 맨드릴과의 사이에 간격을 형성하는 현상이 발생된다. 따라서 스트립 권취시, 스트립이 폭 방향의 일측에서 맨드릴로부터 빠지거나 맨드릴에 느슨하게 권취된다.

이를 개선하기 위하여, 시차를 두고 구동롤의 속도를 다르게 제어하여 스트립을 권취하지만, 스트립의 관성에 의하여, 구동롤의 속도변화 시점에서 스트립의 권취 형상이 불량해지고, 또한 구동롤의 속도를 다르게 제어하는 것이 복잡하다.

본 발명의 목적은 권취 시작시, 열연 스트립의 단부와 맨드릴의 부착을 강화하여, 열연 스트립을 맨드릴에 견고하게 권취하는 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기는, 열연 스트립을 권취하는 맨드릴, 상기 맨드릴에 구비되어 상기 맨드릴에 권취되는 상기 열연 스트립에 자기력을 가하여 상기 열연 스트립을 상기 맨드릴에 밀착시키는 전자석을 포함한다.

상기 전자석은, 상기 맨드릴의 중심에 축 방향으로 설치될 수 있다.

상기 전자석은, 상기 맨드릴의 축 방향 전체에 대응하여 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기는, 상기 전자석에 흐르는 전류량을 조절하여 자기력의 세기를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 맨드릴에 전자석을 구비하여, 열연 스트립의 권취 시작시, 자기장을 형성하여 열연 스트립의 단부에 자기력을 가함으로써, 열연 스트립의 단부를 맨드릴에 긴밀하게 밀착시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기(이하, "권취기"라 함)의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 권취기는 코일 박스의 베이스(1) 상에서 회전 구동하는 맨드릴(2), 및 맨드릴(2)에 권취되는 열연 스트립(S)에 자기력을 가하도록 자기장을 형성하는 전자석(3)을 포함한다.

열연 스트립(S)은 권취 공정의 앞에서 진행되는 열연 공정에 의하여 두꺼운 슬라브에서 얇게 압연되어 맨드릴(2)에 공급되며, 맨드릴(2)에 코일 상태로 권취된다.

귄취 시작시, 즉 단부에 장력이 작용하지 않은 상태에서, 열연 스트립(S)은 단부로부터 맨드릴(2)에 밀착되어 권취됨으로써, 권취시 열연 스트립(S)의 폭 방향 일측이 맨드릴(2)로부터 빠지는 폭 빠짐 현상이나 열연 스트립(S)이 맨드릴(2)에 느슨하게 권취되는 현상이 방지될 수 있다.

예를 들면, 일 실시예의 권취기는 맨드릴(2)의 주위에 배치되어 베이스(1)에 장착되는 구동롤(4), 포밍롤(5) 및 크래들롤(6)을 포함한다. 즉 베이스(1)는 수직 상태로 설치되어 권취되는 코일의 일측을 지지한다.

구동롤(4)은 맨드릴(2)의 일측, 즉 열연 스트립(S)의 유입 측에 3개의 롤로 구비되고 3개의 롤 중심이 삼각형을 형성하도록 배치되어, 열연 스트립(S)을 맨드릴(2) 측으로 끌어들이면서 동시에 열연 스트립(S)에 굽힘 응력(bending stress)을 가한다. 따라서 열연 스트립(S)은 권취되는 코일의 초기 내경을 형성한다.

포밍롤(5)은 구동롤(4)에 의하여 공급되는 열연 스트립(S)에 굽힘 응력을 더 가하면서 열연 스르립(S)의 진행을 맨드릴(2) 측으로 유도하고 열연 스트립(S)의 권취 내경을 형성한다.

크래들롤(6)은 구동롤(4) 및 포밍롤(5)을 경유하면서 초기 내경 및 권취 내경을 형성한 열연 스트립(S)을 지지하여 맨드릴(2)의 표면에 밀착시킨다.

열연 스트립(S)의 권취 시작시, 구동롤(4), 포밍롤(5) 및 크래들롤(6)은 베이스(1)로부터 전진하여(도 1의 상태) 권취기로 투입되는 열연 스트립(S)을 맨드릴(2) 쪽으로 유도하고, 열연 스트립(S)이 맨드릴(2)에 권취되면 베이스(1)에서 후진하여 열연 스트립(S)의 본격적인 권취를 가능하게 한다.

전자석(3)은 열연 스트립(S)에 자기력을 가하여 맨드릴(2)의 외표면에 밀착될 수 있게 한다. 예를 들면, 전자석(3)은 맨드릴(2)에 구비되어, 열연 스트립(S)의 권취 시작시, 맨드릴(2)에 권취되는 열연 스트립(S)에 자기력을 가하여 열연 스트립(S) 및 이의 단부를 맨드릴(2)에 견고히 밀착시킨다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 2를 참조하면, 맨드릴(2)은 중심에 축 방향의 관통구(21)를 형성하며, 전자석(3)은 원통형으로 구성되어 관통구(21)에 삽입된다. 맨드릴(2)은 구동수단(미도시)에 연결되어 회전 구동된다.

전자석(3)은 회전하는 맨드릴(2)의 외부에서 고정되고, 관통구(21)의 내면과 상대 회전 가능하게 장착된다. 즉 맨드릴(2)이 베이스(1)에 회전 가능하게 장착되고, 전자석(3)은 고정 장착된다. 또한 전자석(3)은 제어부 및 전원에 연결된다. 전자석(3)이 고정되므로 전자석(3)과 제어부 및 전원의 연결 구조를 단순하게 한다.

또한, 전자석은 맨드릴에 결합되되어 맨드릴과 일체로 회전할 수 있으며, 이 경우, 회전하는 전자석과 고정된 전원의 연결 구조가 복잡해질 수 있다.

제어부는 전원에서 전자석(3)에 흐르는 전류량을 조절함으로써 전자석(3)에서 발생되는 자기력의 세기를 조절하도록 형성된다.

전자석(3)은 맨드릴(2)의 축 방향 길이 전체에 대응하여 구비된다. 즉 전자석(3)은 적어도 맨드릴(2)의 길이보다 더 길게 형성되어 맨드릴(2)의 전체 영역에서 자기력을 발생시킬 수 있게 한다.

따라서 맨드릴(2)의 길이 전체 영역, 즉 맨드릴(2)의 길이에 대응하는 열연 스트립(S)은 폭 방향 전체 영역에 대하여 자기력을 받을 수 있다. 즉 열연 스트립(S)은 폭 방향 전체 영역에 대하여 자기력을 받아서 맨드릴(2)에 부착된다.

도 3은 도 1의 측면도이다. 도 2 및 도3을 참조하면, 권취 시작시, 전자석(3)의 작동으로 전자석(3) 및 맨드릴(2) 주위에 자기력이 형성된다.

따라서 포밍롤(5)과 크래들롤(6)로 형성되는 유도 라인과 맨드릴(2) 사이로 유도되는 열연 스트립(S) 및 이의 단부는 자기력을 받아서 맨드릴(2)에 긴밀하게 밀착된다.

구동롤(4)과 포밍롤(5) 측에서는 열연 스트립(S)과 맨드릴(2) 사이에 간격(C)이 형성되지만 구동롤(4) 측에서 포밍롤(5) 측으로 가면서 간격(C)이 좁아진다.

그리고 크래들롤(6) 측에서는 자기장에 의하여 열연 스트립(S)이 맨드릴(2)에 부착되어 열연 스트립(S)과 맨드릴(2) 사이의 간격(C)은 거의 없어졌다. 이때, 열연 스트립(S)은 크래들롤(6)로부터 이격된 상태를 유지할 수도 있다.

즉, 권취 시작시, 열연 스트립(S)이 맨드릴(2)에 긴밀하게 밀착되므로 열연 스트립(S)의 단부에 장력이 작용하지 않음에도 열연 스트립(S)의 폭 방향 일측이 맨드릴(2)로부터 빠지는 폭 빠짐 현상이나 열연 스트립(S)이 맨드릴(2)에 느슨하게 권취되는 현상이 방지될 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1 : 베이스 2 : 맨드릴
S : 열연 스트립 3 : 전자석
4 : 구동롤 5 : 포밍롤
6 : 크래들롤 21 : 관통구

Claims (4)

1. 베이스;
   열연 스트립을 권취하도록 상기 베이스 상에서 회전 구동하는 맨드릴;
   상기 맨드릴에 구비되어 상기 맨드릴에 권취되는 상기 열연 스트립에 자기력을 가하여 상기 열연 스트립을 상기 맨드릴에 밀착시키는 전자석; 및
   상기 맨드릴의 주위에 순차적으로 배치되는 구동롤, 포밍롤 및 크래들롤
   을 포함하며,
   상기 열연 스트립과 상기 맨드릴 사이에 설정되는 간격은,
   상기 구동롤 측에서 상기 포밍롤 측 및 상기 크래들롤 측으로 가면서 점진적으로 좁아지고,
   상기 전자석은,
   상기 맨드릴의 중심에 축 방향으로 형성되는 관통구의 내면과 상대 회전하도록 상기 관통구에 설치되어 상기 맨드릴의 외부에서 고정되는
   전자석을 이용한 열연 스트립 권취기.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 전자석은,
   상기 맨드릴의 축 방향 전체에 대응하여 구비되는
   전자석을 이용한 열연 스트립 권취기.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 전자석에 흐르는 전류량을 조절하여 자기력의 세기를 조절하는 제어부
   를 더 포함하는 전자석을 이용한 열연 스트립 권취기.

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