KR101442889B1 - 롤러 교체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 프레임의 해체 없이 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 배치된 롤러를 교체할 수 있는 롤로 교체 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤러 교체 장치는 코일 바(coil bar) 또는 슬라브(slab)를 평탄하게 교정하거나 압연시키도록 상부 프레임 및 하부 프레임 사이에 상하로 배치되는 롤러를 교체하기 위한 장치로서, 인입되는 상기 롤러의 샤프트축을 고정하는 고정 유닛과; 상기 고정 유닛을 크레인으로 이동시킬 수 있도록 상기 고정 유닛의 외주면에 결합된 서포트 유닛을 포함한다.

Description

롤러 교체 장치{DEVICE FOR CHANGING ROLLER}

본 발명은 롤러 교체 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부 프레임의 해체없이 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 배치된 롤러를 교체할 수 있는 롤로 교체 장치에 관한 것이다.

일관 제철소는 제선 -> 제강 -> 연속주조 -> 열간압연과 같은 일련의 공정을 통해 원료인 철광석으로부터 다양한 종류의 철강재를 생산하고 있다.

각 공정을 간략하게 설명하면, 제선은 고로의 상부를 통해 괴 형태의 철광석 및 코크스를 장입한 후 아래로부터 열풍을 불어 넣어 상호 환원시킴으로써 쇳물인 용선을 얻는 공정이고, 제강은 용선을 전로, 2차 정련 등의 여러 단계의 성분 조정을 통해 불순물을 제거함으로써 용강을 얻는 공정이다.

연속주조는 통상 만곡 형태로 된 연속주조기를 통해 액체 상태인 용강을 연속적으로 냉각 응고시켜 250mm 두께의 슬래브와 같은 중간소재를 얻는 공정이며, 열간압연은 중간소재를 1100 ~ 1300℃의 고온으로 재가열한 후 조압연 및 마무리 압연을 통해 고객이 원하는 두께와 폭으로 최종 압연하는 공정이다. 자동차 강판 등 더욱 우수한 품질이 요구되는 경우 열간압연된 강판을 가지고 냉간압연 및 도금 공정을 실시하는 경우도 있으나, 기본적인 제철 공정은 상기 제선, 제강, 연속주조, 열간압연으로 이루어진다.

이상에서 설명한 전통적인 제철 공정을 개선하여 효율성을 증대시키고자 미니밀 공정 및 하이밀 공정 등이 개발되어 사용되고 있다.

전통적인 제철 공정이나 미니밀 공정 및 하이밀 공정에서 열간압연을 하는 동안 강판의 온도, 특히 열연강판의 길이 방향 온도를 일정하게 유지하게 위하여 맨드릴(mandrel) 타입의 코일 박스를 구비하는 경우가 있다. 코일 박스는 통상 조압연과 마무리 압연 사이에 위치하여 열연강판을 감거나(coiling) 풀(uncoiling) 수 있도록 해주는 장치이다.

한편, 코일 박스와 마무리 압연 설비 사이에는 레벨러가 배치되는데, 상기 레벨러(Leveler)는 코일 박스에서 권취된 바 코일(Bar Coil)이 사상압연기(Finishing Mill)에 진입하기 전에 바(Bar)의 변형을 바로잡거나 펴서 평활하게 만드는 교정 설비이다.

도 1 및 도 2는 일반적인 레벨러를 보여주는 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이 일반적인 레벨러(1)는 바 코일(1)을 교정시키는 상부 교정롤러(11)와 하부 교정롤러(12)가 상하로 배치되어 그 사이로 바 코일(1)이 통과된다. 이때 상기 상부 교정롤러(11)는 상부 프레임(13)에 설치되고, 상기 상부 프레임(13)에는 상기 상부 교정롤러(11)의 위치를 설정하거나 가압 정도를 설정할 수 있도록 다수개의 실린더(15)가 구비된다. 그리고 상기 하부 교정롤러(12)는 하부 프레임(14)에 고정되어 설치된다.

상기와 같이 구성되는 레벨러(1)는 설비 구조상 내부에 설치되어 있는 상부 교정롤러(11) 및 하부 교정롤러(12)에 문제가 발생시 구성 장치 간 간섭으로 단독 취외가 불가하여 상부 프레임(13) 전체를 분해해야 하는 등 롤러 교체시간이 과다하게 소요되었고, 이 시간 동안에는 불가피하게 공정 라인을 멈추고 교체작업을 실시하여야 하기 때문에 제품 생산성의 저하를 초래하였다.

본 발명은 레벨러 설비에서 상부 프레임의 해체 없이 롤러를 직접 취외하여 교체할 수 있도록 하는 롤러 교체 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 롤러 교체 장치는 코일 바(coil bar) 또는 슬라브(slab)를 평탄하게 교정하거나 압연시키도록 상부 프레임 및 하부 프레임 사이에 상하로 배치되는 롤러를 교체하기 위한 장치로서, 인입되는 상기 롤러의 샤프트축을 고정하는 고정 유닛과;상기 고정 유닛을 크레인으로 이동시킬 수 있도록 상기 고정 유닛의 외주면에 결합된 서포트 유닛을 포함한다.

상기 고정 유닛은 상기 롤러의 샤프트축보다 긴 길이를 갖고, 일측 단면으로 상기 롤러의 샤프트축이 인입되는 인입홈이 개구되며, 일측 단부의 측부에는 상기 인입홈으로 연통되는 적어도 하나 이상의 나사공이 형성되는 고정 본체와; 상기 고정 본체의 나사공으로 체결되어 상기 인입홈으로 인입된 상기 롤러의 샤프트축을 측부에서 가압하여 고정시키는 고정 볼트를 포함한다.

상기 서포트 유닛은 상기 고정 유닛에 고정되는 롤러의 배치방향과 동일한 방향으로 배치되는 수평 프레임과; 상기 수평 프레임의 일측에서 하부 수직방향으로 연장되어 그 단부가 상기 고정 유닛에 고정되는 수직 프레임을 포함한다.

상기 수평 프레임은 상기 롤러의 길이보다 길게 형성되고, 상기 수직 프레임은 적어도 상기 상부 프레임의 높이 보다는 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 수평 프레임에는 크레인에 연결되는 와이어가 체결되도록 체결공이 형성된 체결 플레이트가 적어도 두 개 이상 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상부 프레임과 하부 프레임이 사이에 구비된 상부 롤러와 하부 롤러를 상부 프레임의 해체 없이 직접 취외시킬 수 있는 장치를 마련함에 따라 상부 롤러 및 하부 롤러의 교체 작업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 롤러 교체 작업시 압연 공정 라인을 멈춰야만 하는 시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상부 프레임의 완전 해체와 같은 작업 부하 없이 단순히 상부 프레임 또는 하부 프레임에서 롤러를 분리시킨 후 간단하게 롤러를 레벨러에서 취외시킬 수 있기 때문에 작업자의 부하를 저감시키는 동시에 작업자의 안전성도 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 일반적인 레벨러를 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치를 보여주는 사시도이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치를 보여주는 측면도이고,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치의 사용 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

먼저, 본 발명은 코일 바(coil bar) 또는 슬라브(slab)를 평탄하게 교정하거나 압연시키도록 상부 프레임 및 하부 프레임 사이에 상하로 배치되는 롤러를 교체하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는 코일 박스와 마무리 압연기 사이에 배치되어 코일 바의 변형을 바로잡거나 평탄하게 펴지도록 만드는 교정설비인 레벨러(leveler)의 교정 롤러(이하, "롤러"라 통칭함)를 교체하는 것을 예로 들어 설명한다. 물론 본 발명은 레벨러의 교정 롤러를 교체하는 장치에 한정되는 것이 아니라 롤러의 교체시 상부 프레임의 해체가 필요한 다양한 설비에 적용될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치를 보여주는 측면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치(100)는 롤러(20) 샤프트축(21)의 일측부가 인입되어 고정되는 고정 유닛(200)과; 상기 고정 유닛(200)을 크레인(미도시)으로 이동시킬 수 있도록 상기 고정 유닛(200)을 지지하는 서포트 유닛(300)을 포함한다.

상기 고정 유닛(200)은 롤러(20)의 직접 취외할 수 있도록 상기 롤러(20)를 고정시키는 유닛으로서, 상기 고정 유닛(200)은 상기 롤러(20)의 샤프트축(21)이 인입되도록 구비되는 고정 본체(210)와; 상기 고정 본체(210)에 체결되어 상기 고정 본체(210)로 인입된 상기 롤러(20)의 샤프트축(21)을 상기 고정 본체(210)에 고정시키는 고정 볼트(220)를 포함한다.

상기 고정 본체(210)는 상기 롤러(20)의 샤프트축(21)이 인입되어 고정될 수 있도록 상기 롤러(20)의 샤프트축(21)보다 충분히 길게 형성되는 블럭의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 본 실시예에서는 상기 롤러(20)의 형상과 대응되도록 원기둥 형상으로 고정 본체(210)를 구현하였다.

그리고, 상기 고정 본체(210)의 일측 단면에는 상기 롤러(20)의 샤프트축(21)이 인입되는 인입홈(211)이 개구된다. 이때 상기 인입홈(211)은 상기 고정 본체(210)의 일측 단면의 중앙부분에서 상기 고정 본체(210)의 길이방향으로 형성된다. 그래서 상기 인입홈(211)으로 상기 롤러(20)의 샤프트축(21)이 인입되었을 때 상기 롤러(20)와 상기 고정 본체(210)가 일직선으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 고정 본체(210) 일측 단부의 측부에는 상기 인입홈(211)으로 연통되는 적어도 하나 이상의 나사공(212)이 형성된다. 상기 나사공(212)은 상기 인입홈(211)과 직교되도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 나사공(212)은 상기 고정 본체(210)의 원주방향을 따라 2개가 서로 대향되도록 형성되거나, 3개 이상이 등간격으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 나사공(212)을 2개를 형성하여 설명하였다.

상기 고정 볼트(220)는 상기 나사공(212)의 형성 개수에 대응되도록 구비되어 각각 나사공(212)으로 인입되어 체결됨에 따라 상기 인입홈(211)으로 인입된 롤러(20)의 샤프트축(21)을 측부에서 가압하여 고정시킨다.

상기 서포트 유닛(300)은 상기 고정 본체(210)를 안정된 자세로 유지하면서 크레인으로 이동시킬 수 있도록 지지하는 유닛으로서, 대략 "ㄱ"자 형상으로 형성되고, 롤러(20)를 고정 본체(210)에 고정시켰을 경우에는 고정 본체(210)와 함께 대략 "ㄷ"자 형상을 유지하도록 구비된다.

상기 서포트 유닛(300)은 상기 고정 본체(210)에 고정되는 롤러(20)의 배치방향과 동일한 방향으로 배치되는 수평 프레임(310)과, 상기 수평 프레임(310)의 일측에서 하부 수직방향으로 연장되어 그 단부가 상기 고정 본체(210)에 고정되는 수직 프레임(320)을 포함한다.

상기 수평 프레임(310)은 크레인에 연결되어 롤러 교체 장치(100)의 이동시 자세를 유지시키는 중심이 되는 수단으로서, 롤러(20)가 고정 본체(210)에 고정된 상태에서도 자세를 수평 상태로 유지하기 위하여 롤러(20)의 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 수평 프레임(310)에는 크레인에 연결되는 와이어(30)를 체결할 수 있도록 체결공(321)이 형성된 체결 플레이트(320)가 적어도 두 개 이상 장착된다. 이때 상기 체결 플레이트(320)는 상기 수평 프레임(310)의 자세를 수평 상태로 유지하기 위하여 충분히 이격되어 장착된다. 예를 들어 롤러(20)의 길이보다 긴 길이로 이격되는 것이 바람직하다.

상기 수직 프레임(320)은 상기 수평 프레임(310)과 상기 고정 본체(210)를 충분히 이격시켜 레벨러(10)의 상부 프레임(13)을 해체시키지 않고도 롤러(20)를 취외시키기 위한 수단으로서, 상기 수평 프레임(310)의 일측에서 하부 수직방향으로 절곡되어 연장된다. 이때 상기 수직 프레임(320)의 길이는 적어도 레벨러(10)의 상부 프레임 높이 보다는 길게 형성되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 고정 본체(210)가 교체하고자 하는 롤러(20)의 위치에 배치되는 경우에 상기 수평 프레임(310)이 레벨러(10)의 상부 프레임(13) 상부에 위치될 수 있도록 충분한 길이를 갖도록 형성되어야 할 것이다.

그리고 상기 수직 프레임(320)의 하단부는 상기 고정 본체(210)의 상면에 고정된다. 이때 상기 수직 프레임(320)과 고정 본체(210)의 고정력을 향상시키기 위하여 상기 수직 프레임(320)과 고정 본체(210)의 결합부위에는 다수의 보강 리브(330)가 더 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치의 사용상태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 롤러 교체 장치의 사용 상태를 보여주는 도면이다.

먼저 레벨러(10)에서 롤러(20)의 교체가 필요할 때는 도 5a에 도시된 바와 같이 크레인에 연결된 와이어(30)를 체결 플레이트(320)의 체결공(321)에 연결시켜 크레인을 이용하여 롤러 교체 장치(100)를 들어서 레벨러(10)의 측부로 이동시킨다.

그리고, 고정 본체(210)를 레벨러(10)의 롤러(20)와 같은 방향이 되도록 배치시킨 다음 롤러(20)의 샤프트축(21)이 고정 본체(210)에 형성된 인입홈(211)으로 인입되도록 롤러 교체 장치(100)를 이동시킨다. 이렇게 고정 본체(210)의 인입홈(211)으로 롤러(20)의 샤프트축(21)이 충분히 인입되었다면 나사공(212)으로 고정 볼트(220)를 체결하여 롤러(20)의 샤프트축(21)을 측부에서 가압한다. 그래서 롤러(20)가 고정 본체(210)에 고정되도록 한다. 이때 수평 프레임(310)은 레벨러(10)의 상부 프레임(13) 상부에 위치되고, 수직 프레임(320)은 레벨러(10)의 상부 프레임(13) 측부와 소정 간격 이격된 상태가 된다. 이렇게 수평 프레임(310)과 수직 프레임(320)이 레벨러(10)의 상부 프레임(13)에 간섭되지 않은 상태로 롤러(20)를 고정 본체(210)에 고정시킬 수 있기 때문에 레벨러(10)의 상부 프레임(13) 해체작업 없이 롤러(20)를 교체할 수 있는 것이다.

이렇게 롤러(20)가 고정 본체(210)에 고정되었다면, 레벨러(10)에서 교체하고자 하는 롤러(20)를 분리한다.

그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이 레벨러(10)의 상부 프레임(13) 해체 없이 크레인을 이용하여 롤러 교체 장치(100)를 이동시켜 레벨러(10)에서 롤러(20)를 취외시킨다.

그리고, 롤러 교체 장치(100)를 새로운 롤러가 배치된 장소로 이동시킨 다음 고정 본체에서 손상된 롤러(20)를 분리한 다음 새로운 롤러를 결합시킨다.

그런 다음 상기에서 제시된 롤러 분리 작업의 역순으로 새로운 롤러를 레벨러(10)에 장착시킨다.

이렇게 레벨러(10)에서 롤러(20)를 교체할 때 레벨러(10)의 상부 프레임(13)을 해체시키지 않고 교체하고자 하는 롤러(20)만 레벨러(10)에서 분리하여 교체할 수 있기 때문에 롤러(20)의 교체 작업 시간을 상당히 단축시킬 수 있다.

또한 롤러(20)의 교체 작업시 레벨러(10)의 상부 프레임(13) 해체 작업을 생략할 수 있어 작업자의 작업 부하 감소 및 안전성을 확보할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

10: 레벨러 13: 상부 프레임
20: 롤러 21: 샤프트축
100: 롤러 교체 장치 200: 고정 유닛
210: 고정 본체 221: 인입홈
212: 나사공 220: 고정 볼트
300: 서포트 유닛 310: 수평 프레임
320: 체결 플레이트 321: 체결공
320: 수직 프레임 330: 보강 리브

Claims (5)

1. 코일 바(coil bar) 또는 슬라브(slab)를 평탄하게 교정하거나 압연시키도록 상부 프레임 및 하부 프레임 사이에 상하로 배치되는 롤러를 교체하기 위한 장치로서,
   인입되는 상기 롤러의 샤프트축을 고정할 수 있도록, 일측 단면으로 상기 샤프트축에 대응되는 형상으로 개구된 인입홈이 형성된 고정 유닛과;
   상기 고정 유닛을 크레인으로 이동시킬 수 있도록 상기 고정 유닛의 외주면에 결합된 서포트 유닛을 포함하며,
   상기 서포트 유닛은 상기 고정 유닛에 고정되는 롤러의 배치방향과 동일한 방향으로 배치되되 상기 롤러가 결합된 상기 고정 유닛의 수평을 유지할 수 있도록 상기 롤러의 길이보다 길게 형성된 수평 프레임과 상기 수평 프레임의 일측에서 하부 수직방향으로 연장되어 그 단부가 상기 고정 유닛에 고정되되 상기 롤러 교체시 상기 상부 프레임에 간섭되지 않도록 상기 상부 프레임의 높이 보다는 길게 형성된 수직 프레임을 포함하는 롤러 교체 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 고정 유닛은
   상기 롤러의 샤프트축보다 긴 길이를 갖고, 일측 단부의 측부에는 상기 인입홈으로 연통되는 적어도 하나 이상의 나사공이 형성되는 고정 본체와;
   상기 고정 본체의 나사공으로 체결되어 상기 인입홈으로 인입된 상기 롤러의 샤프트축을 측부에서 가압하여 고정시키는 고정 볼트를 포함하는 롤러 교체 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 수평 프레임에는 크레인에 연결되는 와이어가 체결되도록 체결공이 형성된 체결 플레이트가 적어도 두 개 이상 고정되는 것을 특징으로 하는 롤러 교체 장치.
   

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