KR101372648B1

KR101372648B1 - 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기

Info

Publication number: KR101372648B1
Application number: KR1020120074131A
Authority: KR
Inventors: 허윤제; 황현탁
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-03-10
Also published as: KR20140006654A

Abstract

본 발명은 고온소재 절단롤의 주변부에 설치되는 장치프레임 및 상기 절단롤에 냉각수 분사시에는 상기 절단롤에 밀착되며, 냉각수가 고온소재에 낙하되는 것을 차단토록, 상기 장치프레임에 설치되는 낙수방지수단를 포함하며, 상기 절단롤에 분사된 냉각수를 집수토록 상기 장치프레임의 신장부에 유동 가능하게 연결되는 집수블럭; 및 상기 집수블럭의 단부에 장착되며, 상기 절단롤에 밀착토록 제공되는 와이퍼부재;를 포함하고, 상기 장치프레임에 설치되며 상기 집수블럭과 연결되며, 상기 집수블럭을 일정 범위로 회동토록 제공되는 구동부재를 더 포함하고, 상기 구동부재는 유압실린더를 포함하되 상기 절단롤에 냉각수 분사시에는 상기 와이퍼부재가 상기 절단롤에 밀착되고, 상기 절단롤의 절단날이 상기 와이퍼부재로 근접시에는 상기 와이퍼부재가 상기 절단롤에서 분리되도록, 상기 유압실린더의 유압공급량은 상기 절단롤의 회전 간격에 대응되며 조절되는 것을 특징으로 하는 낙수 방지장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 절단롤에 분사되는 냉각수가 고온소재의 표면에 낙하되는 것을 방지하여 궁극적으로 고온소재의 품질을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

Description

낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기{Apparatus for prevention of dripping cooling water and cutter having the same}

본 발명은 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기에 관한 것으로, 구체적으로 절단롤에 분사되는 냉각수가 고온소재의 표면에 낙하되는 것을 방지하는 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기에 관한 것이다.

스트립 캐스팅(strip casting)공정은 용강으로부터 직접 강판이 끊어지지 않고 연속적으로 제작되는 공정이다. 이러한 스트립 캐스팅 공정을 통해 제작된 강판은 규격에 맞추어 절단하게 되는데, 이때 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍의 절단롤(3)이 장착된 절단기(2)가 사용된다.

상기 절단기(2)는 연속적으로 제작된 긴 강판을 기 설정된 길이로 분할하여 절단하는 설비로서 강판을 절단하기 위해 한 쌍의 절단롤(3)에는 절단날(4)이 부착되어 있다.

여기서 상기 절단날(4)이 고온의 강판에 장시간 노출되면 강도가 저하되며 날이 무뎌져서 차후에는 강판의 절단이 제대로 이뤄지지 않게 된다. 따라서 상기 절단날(4)의 냉각이 필요하며, 이때 상기 절단날(4)에 상기 절단기(2)의 일측에 구비된 냉각수 노즐(5)를 통해 냉각수를 분사하게 된다.

그런데 상기 절단날(4)을 냉각시키기 위해 분사된 냉각수가 중력에 의해 하방향으로 낙하되고, 결국 강판의 표면에 떨어지며 잔류(A)하게 된다. 이는 강판의 표면에 온도편차를 발생시키고 궁극적으로 강판 품질의 국지적인 불균형을 야기한다. 종래 이러한 문제를 개선하기 위해 에어노즐(7)을 설치하여 강판 방향으로 분사하여 낙수된 냉각수를 제거하였으나, 근본적인 해결책은 되지 못하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 절단롤에 분사되는 냉각수가 고온소재의 표면에 낙하되는 것을 방지하여 궁극적으로 고온소재의 품질을 향상토록 구성된 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는 고온소재 절단롤의 주변부에 설치되는 장치프레임; 및 상기 절단롤에 냉각수 분사시에는 상기 절단롤에 밀착되며, 냉각수가 고온소재에 낙하되는 것을 차단토록, 상기 장치프레임에 설치되는 낙수방지수단;을 포함하며, 상기 낙수방지수단;은 상기 절단롤에 분사된 냉각수를 집수토록 상기 장치프레임의 신장부에 유동 가능하게 연결되는 집수블럭; 및 상기 집수블럭의 단부에 장착되며, 상기 절단롤에 밀착토록 제공되는 와이퍼부재;를 포함하고, 상기 장치프레임에 설치되며 상기 집수블럭과 연결되며, 상기 집수블럭을 일정 범위로 회동토록 제공되는 구동부재를 더 포함하고, 상기 구동부재는 유압실린더를 포함하되 상기 절단롤에 냉각수 분사시에는 상기 와이퍼부재가 상기 절단롤에 밀착되고, 상기 절단롤의 절단날이 상기 와이퍼부재로 근접시에는 상기 와이퍼부재가 상기 절단롤에서 분리되도록, 상기 유압실린더의 유압공급량은 상기 절단롤의 회전 간격에 대응되며 조절되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 낙수 방지수단은 집수된 냉각수를 외부로 배출토록, 상기 집수블럭의 일측 또는 양측에 설치되는 배수홀을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서는 적어도 한 쌍의 고온소재 절단롤을 포함하는 장치몸체; 상기 장치몸체에서 상기 절단롤을 바라보면 설치되고, 상기 절단롤에 냉각수를 분사토록 제공되는 냉각수노즐; 및 상기 장치몸체의 상부에 설치되는 제1항 또는 제2항에 기재된 낙수 방지장치를 포함할 수 있다.

삭제

본 발명인 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기의 일 실시예는 집수블럭을 구비하여 절단롤에 냉각수 분사시에는 절단롤의 표면에 접하고 분사된 냉각수를 집수하며 고온소재의 표면에 낙수되지 않도록 하는 효과가 있다.

그리고, 집수블럭에서 절단롤 방향으로는 와이퍼부재를 구비하여 절단롤의 표면에 보다 밀착되며 접하도록 하여 냉각수 낙하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 집수블럭의 일측 또는 양측에는 배수홀을 구비하여 집수된 냉각수가 외부로 배출되도록 하여 집수블럭내에서 냉각수가 넘쳐 고온소재의 표면으로 낙하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

그리고, 구동부재를 구비하여 집수블럭을 일정 범위에 대해 회동시킴으로써, 냉각수 분사시에는 집수블럭이 절단롤의 표면에 밀착되지만, 절단롤의 절단날이 근접하는 경우에는 집수블럭을 절단롤의 표면에서 분리되도록 하여 절단롤의 절단날의 회전을 간섭하는 것을 방지하는 효과가 있다.

더하여, 고온소재의 표면에 냉각수가 낙수되는 것이 차단됨에 따라 고온소재의 품질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 절단롤에 냉각수가 분사되는 상태가 도시된 도이다.
도 2는 종래의 절단롤에 냉각수가 분사되고 고온소재의 표면에 낙하되는 상태가 도시된 측면도이다.
도 3은 본 발명인 낙수 방지장치가 절단롤의 주변부에 장착된 상태가 도시된 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 전체구성도이다.
도 4b는 도 5a에 도시된 발명에서 집수블럭의 측면도이다.
도 4c는 도 5b에 도시된 집수블럭의 사시도이다.
도 5a는 도 3에 도시된 발명이 냉각수 분사시에는 절단롤의 표면에 밀착되어 있는 상태가 도시된 작동상태도이다.
도 5b는 도 4a에 도시된 발명에서 절단롤의 절단날이 근접시에는 간섭을 방지토록 절단롤의 표면에서 분리된 상태가 도시된 작동상태도이다 .
도 5c는 도 4b에 도시된 발명에서 절단롤의 절단날이 지나간 후 다시 절단롤의 표면에 밀착되며 냉각수 낙수를 방지하는 상태가 도시된 작동상태도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 절단롤에 분사되는 냉각수가 고온소재의 표면에 낙하되는 것을 방지하는 것을 기초로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명인 낙수 방지장치가 절단롤의 주변부에 장착된 상태가 도시된 측면도이고, 도 4a는 본 발명의 전체구성도이며, 도 4b는 도 5a에 도시된 발명에서 집수블럭의 측면도이고, 도 4c는 도 5b에 도시된 집수블럭의 사시도이다.

도 3 내지 도 4c를 참고하면 본 발명의 일 실시예의 구성은 고온소재 절단롤(119)의 주변부에 설치되는 장치프레임(110) 및 상기 절단롤(119)에 냉각수 분사시에는 상기 절단롤(119)에 밀착되며, 냉각수가 고온소재에 낙하되는 것을 차단토록, 상기 장치프레임(110)에 설치되는 낙수방지수단(200)을 포함할 수 있다.

우선 상기 장치프레임(110)은 상기 절단롤(119)이 구비된 절단기(117)의 상단부에서 냉각수 노즐(118)이 장착된 측에 볼트 등의 체결구에 의해 설치될 수 있으며, 상기 장치프레임(110)은 지지부(111), 연결부(113) 및 신장부(115)로 구성될 수 있다.

다음 상기 낙수방지수단은 집수블럭(210), 와이퍼부재(230), 배수홀(240) 및 구동부재(270)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 구동부재(270)는 유압실린더(275)를 포함할 수 있으며, 상기 유압실린더(275)의 일단부는 상기 장치프레임(110)의 연결부(113)에 장착될 수 있다.

상기 연결부(113)는 브래킷 형태로 제공될 수 있으며, 상기 유압실린더(275)의 일단부가 샤프트(277)에 의해 상기 연결부(113)에 장착되며, 일정 범위를 유동 가능하게 제공된다.

상기 유압실린더(275)의 타단부, 즉 상기 유압실린더(275)의 로드 단부는 링크부재(272)의 일단부과 제1 연결핀(273)에 의해 결합될 수 있다. 그리고 상기 링크부재(272)의 타단부는 상기 장치프레임(110)의 신장부(115)에 제2 연결핀(271)에 의해 결합될 수 있다.

그리고 상기 장치프레임(110)의 신장부(115)에서는 상기 링크부재(272)와 상기 집수블럭(210)이 상기 제2 연결핀(271)에 의해 함께 연결되며, 상기 링크부재(272)의 작동에 따라 상기 집수블럭(210)이 유동되게 장착될 수 있다. 이때 상기 신장부(115)의 내부에서 상기 제2 연결핀(271)이 연결된 부분에는 원활히 유동토록 볼베어링유닛(미도시)이 장착될 수 있다.

만약 작업자가 상기 유압실린더(275)를 구동하면 상기 유압실린더(275)의 로드가 전진 또는 후진하게 되며, 상기 링크부재(272)가 이에 대응하여 일정 범위를 회동하게 된다. 이때 상기 링크부재(272)의 타단부는 상기 집수블럭(210)과 샤프트에 의해 연결되어 있으므로, 상기 링크부재(272)가 움직이는 경우 상기 집수블럭(210)도 함께 움직이게 된다.

즉 상기 집수블럭(210)은 상기 절단롤(119)의 표면에서 상기 유압실린더(275)의 로드가 전진하면 밀착되게 되며, 상기 유압실린더(275)의 로드가 후진하면 떨어지게 된다.

여기서 상기 집수블럭(210)은 상기 절단롤(119)의 길이방향 전체에 밀착되어야 하므로, 상기 집수블럭(210)의 폭은 상기 절단롤(119)의 폭에 대응하는 크기를 갖는다. 그리고 상기 집수블럭(210)의 내측에는 일정한 공간이 형성되며, 상기 절단롤(119)에서 집수된 냉각수가 배수홀(240)로 배수되기 전에 일시적으로 저장하는 역할을 한다.

다음으로 상기 집수블럭(210)의 일측면 또는 양측면에는 상기 배수홀(240)이 형성될 수 있다. 상기 집수블럭(210)에 집수된 냉각수는 상기 배수홀(240)을 통해 상기 절단롤(119)의 외부로 배수된다. 상기 배수홀(240)은 배수 파이프라인(미도시)과 연결될 것이다.

한편 상기 집수블럭(210)의 전단, 즉 상기 절단롤(119)을 마주하는 방향측에는 상기 와이퍼부재(230)가 장착될 수 있다. 상기 와이퍼부재(230)는 상기 절단롤(119)의 표면에 밀착되며 냉각수가 낙하되지 않고 상기 집수블럭(210)의 모아지도록 하는 역할을 한다. 상기 와이퍼부재(230)는 고무 등의 탄성재질로 구성될 수 있다.

여기서 상기 와이퍼부재(230)의 단부는 상기 절단롤(119)의 표면 형상에 대응하여 라운딩되어 제공될 수 있는데, 이는 상기 절단롤(119)의 표면에 보다 더 밀착되며 냉각수의 낙하를 방지하기 위함이다.

본 발명의 일 실시예의 구성은 상기와 같으며, 이하에서는 작동상태를 설명하도록 한다.

도 5a는 도 3에 도시된 발명이 냉각수 분사시에는 절단롤의 표면에 밀착되어 있는 상태가 도시된 작동상태도이며, 도 5b는 도 4a에 도시된 발명에서 절단롤의 절단날이 근접시에는 간섭을 방지토록 절단롤의 표면에서 분리된 상태가 도시된 작동상태도이고, 도 5c는 도 4b에 도시된 발명에서 절단롤의 절단날이 지나간 후 다시 절단롤의 표면에 밀착되며 냉각수 낙수를 방지하는 상태가 도시된 작동상태도이다.

도 5a 내지 도 5c를 참고하면, 스트립 캐스팅 공정을 통해 제작된 고온소재를 작업자가 원하는 길이로 절단하기 위해 상기 절단기(117)로 투입시킨다. 고온소재는 상기 절단기(117)의 한 쌍의 절단롤(119) 사이를 지나가며 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)에 의해 일정한 크기로 절단된다.

그런데 절단 작업이 장시간 이뤄지는 경우 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)은 고온소재의 고열로 인해 열상변형 또는 열상파손 등의 현상이 발생되게 된다. 이때 이를 방지하기 위해 상기 절단롤(119)에 냉각수를 분사하는데, 이러한 냉각수 분사는 상기 절단기(117)에서 상기 절단롤(119)를 바라보며 배치된 냉각수 노즐(118)을 통해 이뤄지게 된다.

상기 절단롤(119) 방향으로 냉각수가 분사되면, 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)은 냉각되고 열상변형 또는 열상파손 등의 현상은 방지되지만, 상기 한 쌍의 절단롤(119) 사이로 지나가는 고온소재의 표면에 냉각수가 낙수되어 고온소재에 국지적 온도편차를 발생시키고, 이는 궁극적으로 고온소재의 품질 저하를 유발한다.

이때 고온소재의 표면에 냉각수가 낙수되는 것을 차단하기 위해 작업자는 우선 상기 절단롤(119)의 회전간격에 대응하여 상기 유압실린더(275)의 유압공급량을 설정한다. 즉 상기 절단롤(119)의 회전간격을 알면 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)이 1회전하는 시간을 알 수 있으며, 이 경우 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)과의 간섭을 회피하기 위해 상기 절단롤(119)에서 떨어져야 하는 시간를 계산할 수 있게 된다.

최초 작업자는 원하는 길이의 고온소재를 얻기 위해 상기 절단롤(119)의 회전간격을 설정할 것이다. 이때 설정된 상기 절단롤(119)의 1회전시간을 H1 이라 하고, 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)이 상기 와이퍼부재(230)에 근접하는 근접시간대를 H2 라고 하면, 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)의 표면에 밀착되며 냉각수를 집수하는 밀착시간대는 H3 = H1 - H2 가 된다.

따라서 작업자는 유압실린더(275)에 공급되는 유압공급량을 상기 절단롤(119)의 회전간격에 맞춰, 1순환 작동간격을 H1 이라 하고, 상기 1순환 작동간격 중 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)에 밀착되는 간격대를 H3 로 설정하며, 상기 1순환 작동간격 중 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)이 상기 와이퍼부재(230)에 근접해오는 간격대를 H2 로 설정한다.

그리고 상기 간격대 H2, H3에 대응하여 상기 유압실린더(275)에 공급되는 유압공급량을 조절한다. 즉 상기 간격대 H3에서는 제어부(C)는 상기 유압실린더(275)에 유압을 공급하여 상기 링크부재(272)를 작동시켜며, 상기 링크부재(272)와 연결된 상기 집수블럭(210)을 들리게 한다. 상기 집수블럭(210)이 들리면 상기 집수블럭(210)에 장착된 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)의 표면에 밀착되게 되며, 상기 절단롤(119)의 표면에 분사된 냉각수를 집수하게 된다.

이 후 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)이 상기 와이퍼부재(230) 방향으로 근접해 오는 간격대 H2 에서는 상기 제어부(C)는 상기 유압실린더(275)에서 유압을 배출시켜 상기 유압실린더(275)의 로드를 후진시킨다. 이에 따라 상기 링크부재(272)가 작동되며 상기 집수블럭(210)은 하방향으로 낮춰지게 되며, 상기 와이퍼부재(230)는 상기 절단롤(119)의 표면에서 떨어지게 된다.

상기 절단롤(119)의 절단날(119a)은 상기 와이퍼부재(230)와의 간섭없이 안정적으로 지나가게 되면, 즉 상기 간격대 H2 를 지나게 되면, 상기 제어부(C)는 다시 상기 유압실린더(275)에 유압을 공급하여 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)의 표면에 밀착되며 냉각수 집수 작업을 수행하도록 한다.

여기서 추가적으로 상기 냉각수 노즐(118)에서 상기 절단롤(119) 방향으로 냉각수가 분사되는 시간간격을 H3 로 한정할 수 있다. 즉 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)에서 분리되는 간격대 H2 에는 상기 냉각수 노즐(118)에서 냉각수가 분사되지 않도록 함으로써, 고온소재의 표면에 냉각수가 낙수되는 것을 방지하며, 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤(119)의 표면에 밀착되는 간격대 H3 에서만 냉각수가 분사되도록 하며, 상기 절단롤(119)의 절단날(119a)을 냉각토록 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 구성 및 작동상태를 통해 절단롤에 분사되는 냉각수가 고온소재의 표면에 낙하되는 것을 방지하여 궁극적으로 고온소재의 품질을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

이상의 사항은 낙수 방지장치 및 이를 포함하는 절단기의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

110...장치프레임 115...신장부
200...낙수 방지수단 210...집수블럭
230...와이퍼부재 240...배수홀
270...구동부재

Claims

고온소재 절단롤의 주변부에 설치되는 장치프레임(110); 및
상기 절단롤에 냉각수 분사시에는 상기 절단롤에 밀착되며, 냉각수가 고온소재에 낙하되는 것을 차단토록, 상기 장치프레임(110)에 설치되는 낙수방지수단(200);을 포함하며,
상기 낙수방지수단(200);은 상기 절단롤에 분사된 냉각수를 집수토록 상기 장치프레임(110)의 신장부(115)에 유동 가능하게 연결되는 집수블럭(210); 및 상기 집수블럭(210)의 단부에 장착되며, 상기 절단롤에 밀착토록 제공되는 와이퍼부재(230);를 포함하고,
상기 장치프레임(110)에 설치되며 상기 집수블럭(210)과 연결되며, 상기 집수블럭(210)을 일정 범위로 회동토록 제공되는 구동부재(270)를 더 포함하고,
상기 구동부재(270)는 유압실린더(275)를 포함하되 상기 절단롤에 냉각수 분사시에는 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤에 밀착되고, 상기 절단롤의 절단날이 상기 와이퍼부재(230)로 근접시에는 상기 와이퍼부재(230)가 상기 절단롤에서 분리되도록, 상기 유압실린더(275)의 유압공급량은 상기 절단롤의 회전 간격에 대응되며 조절되는 낙수 방지장치.
제1항에 있어서,
상기 낙수 방지수단(200)은 집수된 냉각수를 외부로 배출토록, 상기 집수블럭(210)의 일측 또는 양측에 설치되는 배수홀(240)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙수 방지장치.
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적어도 한 쌍의 고온소재 절단롤을 포함하는 장치몸체;
상기 장치몸체에서 상기 절단롤을 바라보면 설치되고, 상기 절단롤에 냉각수를 분사토록 제공되는 냉각수노즐; 및
상기 장치몸체의 상부에 설치되는 제1항 또는 제2항에 기재된 낙수 방지장치;를 포함하는 절단기.