KR101377512B1 - 소재 표면 이물질 제거장치 - Google Patents

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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 소재 표면 이물질 제거장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소재의 이송방향으로 배열되며, 상면에 안착된 소재를 회전구동에 의해 일측으로 이송하는 이송롤러와, 이송롤러 사이에 편심되게 설치된 편심롤러의 회전구동에 의해 소재를 타격하여 소재 표면의 이물질을 소재로부터 박리시키는 편심롤러장치와, 편심롤러장치를 통과한 소재에 유체를 분사하며 소재에서 박리된 이물질을 제거하는 유체분사장치를 포함하는 소재 표면 이물질 제거장치에 관한 것이다.

Description

소재 표면 이물질 제거장치{SCALE REMOVING APPARATUS OF MATERIAL SURFACE}
본 발명은 소재 표면 이물질 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재에 진동을 부여하여 소재 표면의 이물질을 제거하는 소재 표면 이물질 제거장치에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도(1200 ~ 1300 ℃)로 재가열하여 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.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1064989호(2011.9.7. 등록, 발명의 명칭 : 디스케일링 장치 및 이를 이용한 디스케일링 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 소재 표면의 이물질을 제거함으로써 표면에 이물질이 부착되어 발생되는 소재의 품질 저하를 방지할 수 있는 소재 표면 이물질 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따른 소재 표면 이물질 제거장치는, 소재의 이송방향으로 배열되며, 상면에 안착된 소재를 회전구동에 의해 일측으로 이송하는 이송롤러; 상기 이송롤러 사이에 편심되게 설치된 편심롤러의 회전구동에 의해 상기 소재를 타격하여 상기 소재 표면의 이물질을 상기 소재로부터 박리시키는 편심롤러장치; 및 상기 편심롤러장치를 통과한 상기 소재에 유체를 분사하며 상기 소재에서 박리된 이물질을 제거하는 유체분사장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 편심롤러장치는, 상기 편심롤러의 일측부가 회전가능하게 설치되는 제1받침대; 상기 제1받침대에 고정설치되는 제1모터; 및 상기 제1모터의 회전을 변속하며, 상기 편심롤러의 타측부가 연결되는 제1감속기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 이송롤러와 동일한 높이에서 회전구동되는 롤러부재가 구비되며, 상기 편심롤러장치를 대체하여 상기 이송롤러 사이에 위치되는 이동롤러장치; 및 상기 이동롤러장치와 상기 편심롤러장치가 이동 가능하게 설치되는 레일;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 이동롤러장치는, 상기 롤러부재의 일측부가 회전가능하게 설치되는 제2받침대; 상기 제2받침대에 고정설치되는 제2모터; 및 상기 제2모터의 회전을 변속하며, 상기 롤러부재의 타측부가 연결되는 제2감속기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유체분사장치는, 상기 소재의 폭방향으로 연장되게 형성되며, 복수개의 분사구가 상기 소재를 향해 경사지게 개방형성되는 노즐; 및 상기 노즐 내부에 고압의 유체를 공급하는 유체공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 소재를 편심롤러장치의 편심롤러로 타격하면서 충격력에 의해 소재 표면의 스케일을 소재로부터 박리시키고 털어낼 수 있다.
또한, 소재로부터 박리시킨 스케일을 유체분사장치에서 분사되는 고압 공기에 의해 소재 외측으로 불어내며 소재의 표면으로부터 이탈, 제거할 수 있다.
권취기에 근접하게 설치하면 소재 표면에 이물질이 잔류된 상태로 소재가 권취되는 것을 방지할 수 있으며, 이물질의 잔류로 인한 소재의 표면 결함을 방지할 수 있어 압연 소재의 생산성과 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치의 편심롤러장치와 유체분사장치의 작동을 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치의 편심롤러장치와 이동롤러장치의 이동을 설명하고자 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소재 표면 이물질 제거장치의 일실시예를 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 1, 2, 3은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치를 개략적으로 도시한 사시도, 측면도, 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치의 편심롤러장치와 유체분사장치의 작동을 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치의 편심롤러장치와 이동롤러장치의 이동을 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치(200)는 이송롤러(211), 편심롤러장치(220), 유체분사장치(230), 이동롤러장치(240), 레일(250)을 포함하여, 권취기에 근접하게 설치된다.
이송롤러(211)는 복수개가 소재(10)의 이송방향으로 배열되며, 상면에 안착된 소재(10)를 회전구동에 의해 일측(권취기측)으로 이송한다.
복수개의 이송롤러(211)는 동일한 직경을 가지며, 이송롤러(211) 각각의 회전축은 하나의 연속된 수평선상에 배치된다.
복수개의 이송롤러(211)는 구동모터에 연동하여 동일한 속도로 회전되면서 소재(10)를 설정 속도로 권취기(미도시)측으로 이송시킨다.
권취기측으로 이송된 소재(10)는 상부핀치롤(31)과 하부핀치롤(32) 사이를 통과하면서 권취기의 맨드렐측으로 하향 벤딩되며, 맨드렐의 둘레에 접촉된 상태에서 맨드렐의 회전에 의해 맨드렐 둘레에 코일 형태로 권취된다.
편심롤러장치(220)는 이송롤러(211) 사이에 편심되게 설치된 편심롤러(221)의 회전구동에 의해 소재(10)를 타격하여 소재(10) 표면의 이물질(스케일)을 소재(10)로부터 박리시킨다.
본 발명의 일실시예에 따른 편심롤러장치(220)는, 편심롤러(221), 제1받침대(222), 제1모터(223), 제1감속기(224)를 포함한다.
편심롤러(221)는 소재(10)와 구름접촉가능한 원주형상 또는 캠형상을 가지며, 이송롤러(211) 사이에 편심되게 설치된다.
본 발명의 일실시예에서 편심롤러(221)는 이송롤러(211)와 동일한 직경을 가지며, 편심롤러(221)의 회전축은 이송롤러(211)의 회전축과 동일한 수평선상에 배치된 구조를 가진다.
편심롤러(221)의 회전 시, 편심롤러(221)의 회전축에서 가장 이격되게 위치되는 편심롤러(221)의 외주부는, 도 4에 도시된 바와 같이 이송롤러(211)의 상단이 연속하여 이루는 수평면보다 상향 돌출되면서 소재(10)를 타격하게 된다.
편심롤러(221)의 회전축에서 가장 이격되게 위치되는 외주부는, 도 4에 도시된 바와 같이 상향 이동되어 소재(10)를 타격한 후 도 2에 도시된 바와 같이 다시 하향 이동되는 것을 편심롤러(221)의 1회전에 걸쳐 수행하게 된다.
이에 따라, 편심롤러(221)의 연속적인 복수회 편심 회전 시, 편심롤러(221)는 이송롤러(211)에 의해 일측으로 이송 중인 소재(10)를 반복하여 타격, 즉 소재(10)의 길이방향을 따라 연속하여 타격하게 된다.
상기와 같은 편심롤러(221)의 타격에 의해 소재(10)에는 충격력이 작용하게 되며, 소재(10) 표면에 고착되어 있던 스케일이 충격력에 의해 파쇄되면서 소재(10)로부터 분리된다.
제1받침대(222)는 편심롤러(221), 제1모터(223), 제1감속기(224)를 상부에 설치가능한 설치면과, 편심롤러(221), 제1모터(223), 제1감속기(224)의 하중을 지지가능한 골조를 제공한다.
제1받침대(222)는 지면과 나란한 패널형상을 가지며, 하부에는 바퀴부재가 회전가능하게 설치되어 바퀴부재의 구름운동에 의해 위치가 이동될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제1받침대(222)에 설치된 바퀴부재는 레일(250)을 따라 이동가능하게 설치되어, 제1받침대(222)는 레일(250)의 연장방향을 따라 지정 경로로 이동하게 된다.
제1받침대(222)에는 편심롤러(221)의 일측부, 보다 구체적으로는 편심롤러(221)의 양단부에 돌출되게 형성된 회전축 중 일측이 회전가능하게 설치된다.
제1모터(223)는 제1받침대(222) 상부에 고정설치되며, 편심롤러(221)를 회전시키기 위한 회전동력을 생성한다.
제1감속기(224)는 제1모터(223)의 회전을 복수개의 기어부재를 이용하여 지정 속도로 변속(감속)하여, 제1모터(233)의 회전력보다 높은 토크(Torque)로 출력축을 회전시킨다.
제1감속기(224)의 출력축에는 편심롤러(221)의 타측부, 보다 구체적으로는 편심롤러(221)의 양단부에 돌출되게 형성된 회전축 중 타측(일측은 제1받침대(222)에 회전가능하게 설치되어 있음)이 동축상에 연결된다.
제1감속기(224)로는 기어부재를 이용하여 속도는 변환시키는 감속기(Gear head)가 적용될 수 있다.
소재(10)와 편심롤러(221)간 충돌에 의해 편심롤러(221)의 회전축에 부하가 걸리면, 편심롤러(221)의 회전축에 걸린 부하가 제1감속기(224)로 전달되고, 제1모터(223)측으로는 전달되지 않는다.
편심롤러(221)에 과중한 부하가 걸리더라도 상기와 같이 제1모터(223)의 손상을 방지할 수 있어, 제1모터(223)(구동모터)와 비교해 저가의 단가로 제작가능한 제1감속기(224)(감속기)를 교체, 수리함으로써 경제적으로 운용할 수 있다.
유체분사장치(230)는 편심롤러장치(220)를 통과한 소재(10)에 유체를 분사하며 소재(10)에서 박리된 이물질을 제거한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유체분사장치(230)는 노즐(231)과 유체공급장치(233)를 포함한다.
노즐(231)은 소재(10)의 폭방향으로 연장되게 형성되고 내부가 중공형성되며, 복수개의 분사구(232)가 소재(10)를 향해 하향 경사지게 개방형성된다.
유체공급장치(233)는 노즐(231) 내부에 고압의 유체, 예를 들어 고압의 공기를 공급한다.
유체공급장치(233)는 유체의 유압을 높이는 유압펌프와, 유압펌프에 의해 과압된 상태로 노즐(231)측으로 유동되는 유체의 압력을 비축하는 축압기를 포함할 수 있다.
유체공급장치(233)에 의해 압축된 상태로 노즐(231) 내부로 공급된 고압의 공기는 노즐(231)의 단부에 개방형성된 분사구(232)를 통해 소재(10)측으로 하향 분사된다.
소재(10) 표면의 스케일은 상기와 같은 편심롤러장치(220)의 작동, 즉 편심롤러(221)의 타격에 의한 충격력에 의해 소재(10)로부터 박리된 후, 유체분사장치(230)에서 분사되는 고압 공기에 의해 소재(10) 외측으로 이탈, 제거된다.
이동롤러장치(240)는 이송롤러(211)와 동일한 높이에서 회전구동되는 롤러부재(241)를 구비하여, 이송롤러(211)가 이루는 소재(10) 이송 경로 외측에 대기된다.
편심롤러장치(220)의 이용하여 소재(10) 특정 부분의 이물질을 털어낸 후, 또는 소재(10) 표면의 이물질을 제거할 필요가 없는 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 편심롤러장치(220)를 대체하여 이송롤러(211) 사이에 위치된다.
본 발명의 일실시예에 따른 이동롤러장치(240)는, 롤러부재(241), 제2받침대(242), 제2모터(243), 제2감속기(244)를 포함한다.
롤러부재(241)는 소재(10)와 구름접촉가능한 원주형상을 가지고, 편심롤러(221)에 대응되는 위치에 설치된다.
롤러부재(241)는 이송롤러(211)와 동일한 직경을 가지며, 롤러부재(241)의 회전축은 이송롤러(211)의 회전축과 동일한 수평선상에 배치되고, 이송롤러(211)와 동일한 속도로 회전된다.
이에 따라, 이동롤러장치(240)가 편심롤러장치(220)를 대체하여 이송롤러(211) 사이에 위치 시, 롤러부재(241)의 상단은 이송롤러(211)의 상단과 연속된 수평면을 이루게 된다.
소재(10)는 이송롤러(211)와 롤러부재(241)의 상단에 안착된 상태로, 롤러부재(241)와 이송롤러(211)의 회전에 연동하여 일측(권취기측)으로 이송된다.
제2받침대(242)는 롤러부재(241)의 일측부가 회전가능하게 설치된다.
제2받침대(242)는 롤러부재(241), 제2모터(243), 제2감속기(244)를 상부에 설치가능한 설치면과, 롤러부재(241), 제2모터(243), 제2감속기(244)의 하중을 지지가능한 골조를 제공한다.
제2받침대(242)는 제1받침대(222)와 마찬가지로 지면과 나란한 패널형상을 가지며, 하부에는 바퀴부재가 회전가능하게 설치되어 바퀴부재의 구름운동에 의해 위치가 이동될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제2받침대(242)에 설치된 바퀴부재는 레일(250)을 따라 이동가능하게 설치되어, 제2받침대(242)는 레일(250)의 연장방향을 따라 지정 경로로만 이동하게 된다.
제2받침대(242)에는 롤러부재(241)의 일측부, 보다 구체적으로는 롤러부재(241)의 양단부에 돌출되게 형성된 회전축 중 일측이 회전가능하게 설치된다.
제2모터(243)는 제2받침대(242) 상부에 고정설치되며, 롤러부재(241)를 회전시키기 위한 회전동력을 생성한다.
제2감속기(244)는 제2모터(243)의 회전을 변속하며, 롤러부재(241)의 타측부가 연결된다.
제2감속기(244)는 제2모터(243)의 회전을 복수개의 기어부재를 이용하여 지정 속도로 변속(감속)하여, 제2모터(243)의 회전력보다 높은 토크(Torque)로 출력축을 회전시킨다.
제2감속기(244)의 출력축에는 롤러부재(241)의 타측부, 보다 구체적으로는 롤러부재(241)의 양단부에 돌출되게 형성된 회전축 중 타측(일측은 제2받침대(242)에 회전가능하게 설치되어 있음)이 동축상에 연결된다.
제2감속기(244)로는 제1감속기(224)와 마찬가지로 기어부재를 이용하여 속도는 변환시키는 감속기가 적용될 수 있다.
레일(250)은 이동롤러장치(240)와 편심롤러장치(220)를 지정 경로로 가이드한다.
본 발명의 일실시예에서 편심롤러장치(220)의 하부에 설치된 바퀴부재와, 이동롤러장치(240) 하부에 설치된 바퀴부재는 레일(250)을 따라 이동가능하게 설치된다.
이에 따라, 편심롤러장치(220)와 이동롤러장치(240)는 레일(250)의 연장방향을 따라 지정 경로로만 이동하게 되면서, 도 3, 4에 도시된 바와 같이 이송롤러(211)가 연속하여 이루는 소재(10) 이송 경로상에 교대로 위치하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 소재 표면 이물질 제거장치(200)에 의하면, 소재(10)를 편심롤러장치(220)의 편심롤러(221)로 타격하면서 충격력에 의해 소재(10) 표면의 스케일을 소재(10)로부터 박리시키고 털어낼 수 있다.
또한, 소재(10)로부터 박리시킨 스케일을 유체분사장치(230)에서 분사되는 고압 공기에 의해 소재(10) 외측으로 불어내며 소재(10)의 표면으로부터 이탈, 제거할 수 있다.
권취기에 근접하게 설치하면 소재(10) 표면에 이물질이 잔류된 상태로 소재(10)가 권취되는 것을 방지할 수 있으며, 이물질의 잔류로 인한 소재(10)의 표면 결함을 방지할 수 있어 압연 소재의 생산성과 품질을 향상시킬 수 있다.
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 31 : 상부핀치롤
32 : 하부핀치롤 200 : 소재 표면 이물질 제거장치
211 : 이송롤러 220 : 편심롤러장치
221 : 편심롤러 222 : 제1받침대
223 : 제1모터 224 : 제1감속기
230 : 유체분사장치 231 : 노즐
232 : 분사구 233 : 유체공급장치
240 : 이동롤러장치 241 : 롤러부재
242 : 제2받침대 243 : 제2모터
244 : 제2감속기 250 : 레일

Claims (5)

  1. 소재의 이송방향으로 배열되며, 상면에 안착된 소재를 회전구동에 의해 일측으로 이송하는 이송롤러;
    상기 이송롤러 사이에 편심되게 설치된 편심롤러의 회전구동에 의해 상기 소재를 타격하여 상기 소재 표면의 이물질을 상기 소재로부터 박리시키는 편심롤러장치; 및
    상기 편심롤러장치를 통과한 상기 소재에 유체를 분사하며 상기 소재에서 박리된 이물질을 제거하는 유체분사장치;를 포함하고,
    상기 편심롤러장치는,
    상기 편심롤러의 일측부가 회전가능하게 설치되는 제1받침대;
    상기 제1받침대에 고정설치되는 제1모터; 및
    상기 제1모터의 회전을 변속하며, 상기 편심롤러의 타측부가 연결되는 제1감속기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 이물질 제거장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송롤러와 동일한 높이에서 회전구동되는 롤러부재가 구비되며, 상기 편심롤러장치를 대체하여 상기 이송롤러 사이에 위치되는 이동롤러장치; 및
    상기 이동롤러장치와 상기 편심롤러장치가 이동 가능하게 설치되는 레일;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 이물질 제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동롤러장치는,
    상기 롤러부재의 일측부가 회전가능하게 설치되는 제2받침대;
    상기 제2받침대에 고정설치되는 제2모터; 및
    상기 제2모터의 회전을 변속하며, 상기 롤러부재의 타측부가 연결되는 제2감속기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 이물질 제거장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체분사장치는,
    상기 소재의 폭방향으로 연장되게 형성되며, 복수개의 분사구가 상기 소재를 향해 경사지게 개방형성되는 노즐; 및
    상기 노즐 내부에 고압의 유체를 공급하는 유체공급장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 표면 이물질 제거장치.
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