KR101546275B1 - 선재코일용 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

선재코일용 냉각장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 선재코일용 냉각장치는: 이송롤러를 따라 이동하는 선재코일의 온도를 측정하는 온도측정부와, 온도측정부의 측정값을 전달받는 제어부와, 제어부의 제어신호로 동작되어 선재코일을 향하여 냉각풍을 공급하는 송풍부 및 송풍부와 선재코일의 사이에 설치되며 송풍부에서 선재코일로 이동하는 냉각풍의 이동방향을 제어하는 풍향조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선재코일용 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR WIRE-ROD COIL}
본 발명은 선재코일용 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선재코일을 균일하게 급냉시켜 선재코일의 품질을 향상시킬 수 있는 선재코일용 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 선재 생산공정은, 가열로에서 빌렛(billet)을 대략 1000 ~ 1200 ℃로 가열한 후, 조압연, 중간조압연, 중간사상압연 및 사상압연을 거친 열간 원형선재를 수냉대에서 냉각시킨 후 권취공정을 거쳐 선재코일을 생산한다.
소구경 선재의 경우, 레잉-헤드(laying head)를 통하여 비동심 원형 코일형태로 형성시키면, 이송 설비의 이송과 병행하여 열처리를 수행한 후, 집적기(reforming tub)를 통하여 집적한 다음 검사라인으로 투입된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2013-0005796호(2013.01.16 공개, 발명의 명칭: 선재코일 냉각장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 선재코일을 균일하게 급냉시켜 선재코일의 품질을 향상시킬 수 있는 선재코일용 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선재코일용 냉각장치는: 이송롤러를 따라 이동하는 선재코일의 온도를 측정하는 온도측정부와, 온도측정부의 측정값을 전달받는 제어부와, 제어부의 제어신호로 동작되어 선재코일을 향하여 냉각풍을 공급하는 송풍부 및 송풍부와 선재코일의 사이에 설치되며 송풍부에서 선재코일로 이동하는 냉각풍의 이동방향을 제어하는 풍향조절부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 온도측정부는, 이송롤러의 상측에서 이송롤러의 폭방향을 따라 복수로 설치되는 것이 바람직하다.
또한 풍향조절부는, 선재코일의 하측에 고정되며 냉각풍을 통과시키는 토출구가 복수 개 구비되는 베이스부재와, 토출구에 대응하는 개수로 구비되어 베이스부재에 회전 가능하게 설치되는 차단부재 및 차단부재에 출력축이 연결되며 제어부의 제어신호로 동작되어 차단부재를 회전시키는 구동모터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 베이스부재는 판 형상으로 형성되어 이송롤러의 폭방향으로 연장되며, 차단부재는 베이스부재의 상측에 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
또한 차단부재는, 토출구 보다 큰 직경을 가지며 토출구의 상측에 회전 가능하게 설치되는 차단몸체 및 차단몸체에서 연장되어 출력축에 연결되는 연결부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 선재코일용 냉각장치는, 풍향조절부에 구비된 복수의 구동모터가 개별적으로 동작되어 코일의 냉각정도에 따라 각 토출구의 개폐 정도를 조절할 수 있으므로 코일을 균일하게 급냉시켜 코일의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선재코일용 냉각장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재코일용 냉각장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향조절부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향조절부의 주요 구성을 분해 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향조절부를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단부재가 이동되어 토출구의 개구면적이 변경된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선재코일용 냉각장치를 설명한다. 설명의 편의를 위해 제철공장의 선재코일 냉각에 사용되는 선재코일용 냉각장치를 예로 들어 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 선재코일용 냉각장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선재코일용 냉각장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향조절부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향조절부의 주요 구성을 분해 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향조절부를 도시한 평면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단부재가 이동되어 토출구의 개구면적이 변경된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정부가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선재코일용 냉각장치(1)는, 이송롤러(10)를 따라 이동하는 선재코일(12)의 온도를 측정하는 온도측정부(20)와, 온도측정부(20)의 측정값을 전달받는 제어부(30)와, 제어부(30)의 제어신호로 동작되어 선재코일(12)을 향하여 냉각풍(D)을 공급하는 송풍부(40)와, 송풍부(40)와 선재코일(12)의 사이에 설치되며 송풍부(40)에서 선재코일(12)로 이동하는 냉각풍(D)의 이동방향을 제어하는 풍향조절부(50)를 포함한다.
제철공장에서 압연된 선재코일(12)은 수냉장치에 의해 냉각된 후, 권취기(11)에 의해 권취되어 이송롤러(10)의 위에 링 형태로 적치되어 이송된다. 이송롤러(10)를 따라 이송된 선재코일(12)은 집적부(14)에서 코일 형상으로 적치된다.
한편 이송롤러(10)를 통해 이송하는 링 형상의 선재코일(12)은 중앙부(C)와 사이드부(S)로 구분되어 온도측정이 이루어진다.
도 7에 도시된 바와 같이, 온도측정부(20)는 이송롤러(10)를 따라 이동하는 선재코일(12)의 온도를 측정하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 측정장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 온도측정부(20)는 광선을 사용하여 온도를 측정하는 비접촉식 방식의 측정장치가 사용되며, 이송롤러(10)의 상측에서 이송롤러(10)의 폭방향(W)을 따라 복수로 설치된다.
일 실시예에 따른 온도측정부(20)는, 제1측정부(22)와 제2측정부(24)와 제3측정부(26)를 포함한다. 제1측정부(22)와 제2측정부(24)와 제3측정부(26)는 선재코일(12)의 상측에서 이송롤러(10)의 폭방향(W)을 따라 설치된다. 제1측정부(22)는 선재코일(12)의 중앙부(C) 상측에 설치되며, 제2측정부(24)와 제3측정부(26)는 제1측정부(22)의 양측에 설치되어 선재코일(12)의 양측에 위치한 사이드부(S)의 온도를 각각 측정한다.
선재코일(12)이 권취기(11)에서 집적부(14)를 향한 방향(도 1 기준 우측방향)으로 이동하는 경우, 온도측정부(20)는 풍향조절부(50)에 도달하기 전 상태의 선재코일(12) 온도를 측정하여 제어부(30)로 측정값을 전달한다.
일반적으로 선재코일(12)의 적층이 많이 이루어진 사이드부(S)의 온도가, 선재코일(12)의 적층이 비교적 적은 중앙부(C)의 온도보다 높게 형성되므로, 풍향조절부(50)를 통과한 냉각풍(D)이 중앙부(C) 보다는 사이드부(S)로 많이 공급되도록 차단부재(55)의 회전을 제어한다.
한편, 온도측정부(20)는 선재코일용 냉각장치(1)에 의해 냉각 되기 전 상태의 선재코일(12)의 온도와, 선재코일용 냉각장치(1)를 통과하며 냉각된 선재코일(12)의 온도를 각각 측정하여 제어부(30)로 측정값을 전달할 수도 있다.
제어부(30)는 선재코일(12)의 종류와 온도측정부(20)의 측정값을 전달받으며, 이를 바탕으로 송풍부(40)와 풍향조절부(50)의 운전을 제어한다. 제어부(30)의 제어상태는 디스플레이부(32)를 통해 작업자에게 보여지므로 작업자도 선재코일용 냉각장치(1)의 작동상태를 용이하게 파악할 수 있다.
송풍부(40)는 이송롤러(10)의 하측에 위치하며, 제어부(30)의 제어신호로 동작되어 선재코일(12)를 향하여 냉각풍(D)을 공급하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 송풍장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 송풍부(40)는 송풍팬(42)과 덕트(44)를 포함한다.
송풍팬(42)은 제어부(30)의 제어신호로 회전하므로, 덕트(44)의 내측을 통하여 이송롤러(10)의 하측으로 냉각풍(D)을 공급한다. 송풍팬(42)은 덕트(44)의 하측에 위치하며, 제어부(30)의 제어신호에 의해 다단으로 송풍의 강도를 조절할 수 있다.
덕트(44)는 이송롤러(10)의 하측을 향하여 단면적이 점차로 좁아지는 형상으로 설치되며, 송풍팬(42)을 통하여 이송되는 냉각풍(D)을 선재코일(12)의 하측으로 안내한다. 덕트(44)의 내측에는 별도의 댐퍼가 설치되어 선재코일(12)의 중앙부(C)로 공급되는 냉각풍(D)의 양보다 선재코일(12)의 사이드부(S)로 공급되는 냉각풍(D)의 양이 많도록 냉각풍(D)의 유로를 조절할 수도 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 풍향조절부(50)는 송풍부(40)와 선재코일(12)의 사이에 설치되며, 송풍부(40)에서 선재코일(12)로 이동하는 냉각풍(D)의 이동방향을 제어하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 풍향조절장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 풍향조절부(50)는 베이스부재(52), 차단부재(55), 구동모터(58)를 포함한다.
베이스부재(52)는 선재코일(12)의 하측에 고정되며, 냉각풍(D)을 통과시키는 토출구(53)가 복수 개 구비된다. 또한 베이스부재(52)는 판 형상으로 형성되어 이송롤러(10)의 폭방향(W)으로 연장되는 형상으로 설치된다. 베이스부재(52)와 송풍부(40)는 이송롤러(10)를 지지하는 프레임 등에 고정된다. 베이스부재(52)는 이송롤러(10)의 하측에 수평방향으로 설치되며, 복수 개의 토출구(53)가 베이스부재(52)의 전면적에 걸쳐서 설정된 간격으로 설치된다.
차단부재(55)는 토출구(53)에 대응하는 개수로 구비되며, 베이스부재(52)에 회전 가능하게 설치되므로 토출구(53)의 구멍크기를 조절할 수 있다. 일 실시예에 따른 차단부재(55)는 베이스부재(52)의 상측에 회전 가능하게 설치되며 판 형상으로 형성된다. 차단부재(55)는 차단몸체(56)와 연결부재(57)를 포함한다. 차단몸체(56)는 토출구(53) 보다 큰 직경을 가지며 토출구(53)의 상측에 회전 가능하게 설치된다. 차단몸체(56)는 이웃한 차단몸체(56)와 토출구(53)에 간섭되지 않는 기술사상 안에서 크기와 형상이 결정된다.
연결부재(57)는 차단몸체(56)에서 연장되어 출력축(59)에 연결된다. 출력축(59)은 다각형 형상의 단면을 구비하며, 출력축(59)이 삽입되는 연결부재(57)에도 출력축(59)에 대응하는 다각형 형상의 홈이 구비되므로, 출력축(59)과 연결부재(57) 사이에 슬립 현상이 발생됨을 방지한다.
구동모터(58)는 차단부재(55)에 출력축(59)이 연결되며, 제어부(30)의 제어신호로 동작되어 차단부재(55)를 회전시키는 기술사상 안에서 다양한 종류의 구동장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 구동모터(58)는 회전각도를 비교적 정확하게 제어할 수 있는 터서보모터가 사용된다. 구동모터(58)의 본체는 베이스부재(52)의 하측에 고정되며, 구동모터(58)에서 돌출된 출력축(59)은 베이스부재(52)를 관통하여 베이스부재(52)의 상측에서 차단부재(55)에 연결된다.
구동모터(58)와 차단부재(55)는 각 토출구(53)마다 설치되며, 제어부(30)의 제어신호에 따라 개별적으로 동작이 이루어진다. 따라서 제어부(30)는 선재코일(12)의 냉각이 과도하게 되는 부분과, 냉각이 더 필요한 부분 등을 계산하여 각 차단부재(55)의 회전각도를 조절하므로 선재코일(12)을 냉각시키는 냉각풍(D)의 흐름을 제어한다.
본 발명의 일 시예에서는 송풍부(40)와 풍향조절부(50)가 이송롤러(10)의 하측에만 설치된 것을 예로 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 이송롤러(10)의 상측에도 별도의 송풍부(40)와 풍향조절부(50)가 설치되는 구성도 본 발명의 다른 실시예라 할 것이다.
한편 본 발명의 일 시예에서 선재코일(12)을 냉각시키는 바람을 냉각풍(D)으로 설정한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선재코일용 냉각장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 1과 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 권취기(11)에서 권취된 선재코일(12)이 이송롤러(10)를 따라 이동되면, 온도측정부(20)는 선재코일(12)의 중앙부(C)와 사이드부(S) 온도를 측정하여 제어부(30)로 측정값을 전달한다.
제어부(30)는 온도측정부(20)의 측정값을 바탕으로 풍향조절부(50)에 구비된 복수의 구동모터(58)를 동작시킨다. 각 구동모터(58)는 설정된 각도만큼 회전하면서 차단부재(55)를 회전시킨다.
도 2와 도 6에 도시된 바와 같이, 선재코일(12)의 중앙으로 공급되는 냉각풍(D)의 양보다 선재코일(12)의 양측 사이드로 공급되는 냉각풍(D)의 양을 보다 많이 할 경우, 베이스부재(52)의 가운데에 위치한 토출구(53)는 막고, 베이스부재(52)의 양측에 위치한 토출구(53)는 개방시키므로 냉각풍(D)의 이동을 제어할 수 있다. 각 토출구(53)의 개폐 정도는 선재코일(12)의 온도와 재질 등을 고려하여 실시간으로 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 풍향조절부(50)에 구비된 복수의 구동모터(58)가 개별적으로 동작되어 코일의 냉각정도에 따라 각 토출구(53)의 개폐 정도를 조절할 수 있으므로 코일을 균일하게 급냉시켜 코일의 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. 또한 제철공장의 선재코일 냉각에 사용되는 선재코일용 냉각장치를 예로 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 이송롤러를 따라 이동되는 이송물 중 냉각이 필요한 이송물에도 본 발명에 의한 선재코일용 냉각장치가 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 선재코일용 냉각장치
10: 이송롤러 11: 권취기
12: 선재코일 14: 집적부
20: 온도측정부 22: 제1측정부
24: 제2측정부 26: 제3측정부
30: 제어부 32: 디스플레이부
40: 송풍부 42: 송풍팬
44: 덕트 50: 풍향조절부
52: 베이스부재 53: 토출구
55: 차단부재 56: 차단몸체
57: 연결부재 58: 구동모터
59: 출력축 W: 폭방향
D: 냉각풍 C: 중앙부 S: 사이드부

Claims (5)

  1. 이송롤러를 따라 이동하는 선재코일의 온도를 측정하는 온도측정부;
    상기 온도측정부의 측정값을 전달받는 제어부;
    상기 제어부의 제어신호로 동작되어 상기 선재코일을 향하여 냉각풍을 공급하는 송풍부; 및
    상기 송풍부와 상기 선재코일의 사이에 설치되며, 상기 송풍부에서 상기 선재코일로 이동하는 냉각풍의 이동방향을 제어하는 풍향조절부;를 포함하며,
    상기 풍향조절부는, 상기 선재코일의 하측에 고정되며, 냉각풍을 통과시키는 토출구가 복수 개 구비되는 베이스부재;
    상기 토출구에 대응하는 개수로 구비되어 상기 베이스부재에 회전 가능하게 설치되는 차단부재; 및
    상기 차단부재에 출력축이 연결되며, 상기 제어부의 제어신호로 동작되어 상기 차단부재를 회전시키는 구동모터;를 포함하며,
    상기 차단부재는, 상기 토출구 보다 큰 직경을 가지며 상기 토출구의 상측에 회전 가능하게 설치되는 차단몸체; 및
    상기 차단몸체에서 연장되어 상기 출력축에 연결되는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선재코일용 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도측정부는, 상기 이송롤러의 상측에서 상기 이송롤러의 폭방향을 따라 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 선재코일용 냉각장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스부재는 판 형상으로 형성되어 상기 이송롤러의 폭방향으로 연장되며, 상기 차단부재는 상기 베이스부재의 상측에 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 선재코일용 냉각장치.
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105522008A (zh) * 2016-02-23 2016-04-27 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种高效风冷装置

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CN105522008A (zh) * 2016-02-23 2016-04-27 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种高效风冷装置

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