KR101612181B1

KR101612181B1 - 다단 압연기

Info

Publication number: KR101612181B1
Application number: KR1020140054182A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 우에스기
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2016-04-12
Also published as: JP2014217873A; JP6061775B2; CN104138904A; KR20140133454A

Abstract

본 발명의 다단 압연기는, 압연재를 압연하는 워크 롤과, 이 워크 롤을 지지하는 중간 롤과, 이 중간 롤을 지지하는 백업 롤을 갖는 다단 압연기이며, 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 WR 구동 방식과, 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 IMR 구동 방식이 전환 가능하게 되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 변형 저항에 큰 차가 있는 다양한 재료를 압연하는 것이 가능하게 된다.

Description

다단 압연기{MULTISTAGE ROLLING MILL}

본 발명은 압연기에 대한 구동 방식을 복수의 방식 사이에서 전환할 수 있는 다단 압연기에 관한 것이다.

주지와 같이, 박판재나 박재 등의 압연재를 압연할 때에는 다단 압연기가 사용된다. 다단 압연기로서는, 압연재를 압연하는 워크 롤과 워크 롤을 지지하는 중간 롤과 중간 롤을 지지하는 백업 롤을 가지며, 이들 롤이 포도송이와 같이 부채 형상으로 확장하는 클러스터형 다단 압연기가 사용된다. 예를 들어, 이러한 다단 압연기로서는, 일본 특허 공개 소62-45413호나 일본 특허 공개 제2004-136328호에 기재된 바와 같은 것이 알려져 있다.

이들 선행 기술을 사용하여, 다단 압연기로 변형 저항이 큰 압연재, 예를 들어 구리 합금의 박 또는 판을 압연하는 경우와, 변형 저항이 작은 압연재, 예를 들어 순구리의 박 또는 판을 압연하는 경우에 대하여 각각 생각한다.

우선, 구리 합금과 같은 변형 저항이 큰 압연재를 압연하는 경우에는, 순구리에 비교하면 동일한 직경의 워크 롤을 사용한 경우에 비해 압연 시에 큰 압연 하중이 발생한다. 그로 인해, 압연재에 대한 접촉 면적이 작은 소직경의 워크 롤을 사용하여 압연 하중을 저감한다. 직경이 작은 워크 롤로 압연하는 경우에는 워크 롤의 축심간에 거리적인 여유가 거의 없기 때문에, 유니버설 스핀들 등을 통하여 워크 롤의 축단부에 회전 구동력을 입력하는 것도, 롤 초크(롤 지지부)를 설치하는 것도 구조적으로 곤란하게 된다. 그로 인해, 소직경의 워크 롤을 사용하는 다단 압연기에서는, 워크 롤보다도 축심간의 거리에 여유가 있는 중간 롤에 우선 회전 구동력을 전하고, 다음으로 중간 롤로부터 워크 롤로 회전 구동력을 전하여, 워크 롤을 구동하는 중간 롤 구동 방식(IMR 구동 방식)이 채용되는 것이 일반적이다.

한편, 순구리와 같은 변형 저항이 작은 압연재를 압연하는 경우, 압연 하중은 낮아진다. 이 경우, 압연재에 대한 접촉 면적이 큰 대직경의 워크 롤이 사용되는 경우가 많다. 이는 소직경의 워크 롤을 사용하여 압연하면 압연재에 대한 워크 롤의 접촉 면적이 작고 또한 소직경 롤은 대직경 롤에 비교하면 열적으로도 불안정하기 때문에 압연재에 주름(형상 불량) 등이 발생하기 쉬워지는 등의 이유 때문이다. 이것으로부터, 변형 저항이 작은 압연재를 압연하는 경우에는, 대직경의 워크 롤이 적절하게 사용된다.

직경이 큰 워크 롤의 축간은 거리적으로 충분히 이격되어 있는 경우가 많아, 초크 등을 사용하여 지지된 워크 롤의 축단부에 유니버설 스핀들 등을 통하여 회전 구동력을 입력하여, 워크 롤을 구동하는 워크 롤 구동 방식(WR 구동 방식)을 채용할 수 있다.

그런데, 상술한 선행 기술의 다단 압연기는, 전술한 IMR 구동 방식을 채용하는 것이다. 물론, 그들 다단 압연기에서는, 워크 롤로서 대직경으로부터 소직경까지 롤 직경이 다른 것도 장착 가능하지만, 모든 워크 롤 직경에 대하여 IMR 구동하고 있기 때문에, 예를 들어 순구리와 같은 변형 저항이 작은 재료를 압연하는 경우, 중간 롤의 동력이 워크 롤에 전해질 때에, 중간 롤과 워크 롤 사이에서 롤간 슬립이 발생한 경우, 제품의 표면에 대하여 표면 흠집이나 표면 얼룩 등의 불량이 발생하여 제품 품질을 양호하게 유지할 수 없게 될 경우가 있었다.

이러한 상황에 대응하기 위해서는, 순구리와 구리 합금, 나아가서는, 순구리, 알루미늄 등의 연질 재료와 스테인리스, 니켈 합금, 티타늄 등과 같은 경질 재료(변형 저항에 큰 차가 있는 다양한 종류의 압연재)를 1대의 압연기로 압연할 때, 1개의 압연기에서 워크 롤의 구동 방식을 WR 구동 방식과 IMR 구동 방식으로 전환되도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 1개의 압연기에서 워크 롤을 구동시키는 방식을 전환하도록 하여, 변형 저항에 큰 차가 있는 다양한 재료를 압연하는 것을 가능하게 하는 다단 압연기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 있어서는 이하의 기술적 수단을 강구하였다.

본 발명에 따른 다단 압연기는, 압연재를 압연하는 워크 롤과, 이 워크 롤을 지지하는 중간 롤과, 이 중간 롤을 지지하는 백업 롤을 갖는 다단 압연기이며, 상기 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 워크 롤 구동 방식과, 상기 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 중간 롤 구동 방식이 전환 가능하다.

바람직하게는, 상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 중간 롤에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 상기 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이며, 상기 중간 롤 구동 방식에 있어서는, 워크 롤에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 중간 롤 구동 입력부에 의해 지지되는 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이면 된다.

바람직하게는, 상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 워크 롤을 회전 가능하게 지지하는 초크부를 설치해 두고, 상기 초크부에 지지된 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이면 된다.

바람직하게는, 상기 워크 롤 구동 방식에 있어서 사용되는 중간 롤의 구동측의 축단부는, 중간 롤 구동 방식에 있어서 사용되는 중간 롤의 구동측의 축단부보다 소직경 또는 짧은 길이이며, 상기 중간 롤을 지지하는 기능을 갖는 중간 롤 구동 입력부에 대하여 비연결이면 된다.

바람직하게는, 상기 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터에서 발생한 회전 구동력을 분기하는 피니언 스탠드와, 상기 피니언 스탠드의 출력을 상기 워크 롤측에 입력 가능한 워크 롤용 유니버설 스핀들과, 상기 중간 롤측에 입력 가능한 중간 롤용 유니버설 스핀들을 구비하고, 상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 구동 모터와 상기 피니언 스탠드와 상기 중간 롤용 유니버설 스핀들이 연결된 상태가 유지되지만, 피니언 스탠드 내의 전환 기구에 의해 모터로부터의 구동력은 중간 롤용 유니버설 스핀들에는 전해지지 않고, 상기 중간 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 구동 모터와 상기 피니언 스탠드와 상기 워크 롤용 유니버설 스핀들이 연결된 상태가 유지되지만, 피니언 스탠드 내의 전환 기구에 의해 모터로부터의 구동력은 워크 롤용 유니버설 스핀들에는 전해지지 않는 구성이면 된다.

본 발명의 다단 압연기를 사용함으로써 1개의 압연기에서 워크 롤을 구동시키는 방식을 전환되도록 하여, 변형 저항에 큰 차가 있는 다양한 재료를 압연하는 것을 가능하게 한다.

도 1은 WR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기의 롤 배치를 도시한 정면도.
도 2는 IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기의 롤 배치를 도시한 정면도.
도 3은 WR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기의 구동측(모터측) 축단부측을 도시한 평면도.
도 4는 IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기의 구동측(모터측) 축단부측을 도시한 평면도.
도 5는 WR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기의 중간 롤의 구동측(모터측) 축단부측을 도시한 측면도.
도 6은 IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기의 중간 롤의 구동측(모터측) 축단부측을 도시한 측면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 기초하여 설명한다.

또한, 이하의 설명에서는, 동일한 부품에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그들 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.

우선, 본 발명의 기본 구성을 갖는 다단 압연기(1)는 압연재(S)를 압연하는 워크 롤(2)과, 워크 롤(2)을 지지하는 중간 롤(3)과, 중간 롤(3)을 지지하는 백업 롤(4)을 갖는 클러스터형 압연기이다. 이 구성의 다단 압연기(1)에 있어서, 본 발명은 당해 다단 압연기(1)를 구동시키는 방식으로서, 워크 롤 구동 방식(WR 구동 방식)과 중간 롤 구동 방식(IMR 구동 방식)의 2개의 구동 방식을 전환 가능하게 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

WR 구동 방식은, 후술하는 중간 롤 구동 입력부(5)로부터 중간 롤(3)에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 초크부(6)를 갖는 워크 롤(2)에 회전 구동력을 입력하여, 워크 롤(2)을 구동시키는 것이다. 또한, IMR 구동 방식은, 워크 롤(2)에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 중간 롤 구동 입력부(5)로부터 중간 롤(3)을 경유하여 워크 롤(2)에 회전 구동력을 입력하여, 워크 롤(2)을 구동시키는 것이다.

본 발명의 다단 압연기(1)는 상술한 WR 구동 방식과 IMR 구동 방식 중 어느 쪽을 채용하는지에 의해 워크 롤과 중간 롤의 형상이나 접속 상태가 변화한다. 그로 인해, 이후에서는, 각 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)를 각각 나누어서 설명한다.

우선, 워크 롤 구동 방식(WR 구동 방식)을 채용하는 다단 압연기(1)에 관하여, 그 롤 구성에 대하여 설명한다.

도 1, 도 3 및 도 5에 도시하는 WR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)는 순구리와 같은 변형 저항이 작은 압연재(S)를 냉간 압연하여 판재나 박재로 가공할 때에 적합하다.

도 1에 도시한 바와 같이, WR 구동 방식의 다단 압연기(1)는 상하 한 쌍으로 배치된 워크 롤(2W, 2W)을 갖고 있다. 이들 워크 롤(2W, 2W) 각각은, 2개의 중간 롤(3W, 3W)로 지지되고, 이들 중간 롤(3W, 3W)은 더 최외측에 위치한 3개의 백업 롤(4)에 의해 지지되어 있다.

또한, 이 다단 압연기(1)에서는, 상하로 배치된 한 쌍의 워크 롤(2W, 2W) 사이를, 입구측(도 1의 좌측)으로부터 출구측(도 1의 우측)을 향하여 압연재(S)가 수평 방향을 따라 통과하고, 압연재(S)의 두께 방향으로 압연재(S)가 압연된다.

또한, 이 다단 압연기(1)에는, 워크 롤(2W)의 입구측 및 출구측 각각에, 압연 버스 라인을 따라 압연재(S)를 원활하게 통판하고, 안내하기 위한 것 등의 목적으로 스트립 가이드(7)가 설치되어 있다. 또한, 이 스트립 가이드(7)는 도 1 중에서는 초크부(6)로 가려져서 보이지 않지만, 후술하는 바와 같이 초크부(6)가 설치되어 있지 않은 도 2에는 명시되어 있으며, 구동 방식에 상관없이 다단 압연기(1)에 장착되어 압연 버스 라인을 따라 압연재(S)를 원활하게 통판하고, 안내하고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상술한 WR 구동 방식의 다단 압연기(1)에 설치되는 워크 롤(2W)에는, 순구리 등의 변형 저항이 작은 압연재(S)를 표면 주름이 발생하지 않는 등의 양호한 품질을 확보하여 압연할 수 있도록, 예를 들어 직경 100㎜ 내지 180㎜로 큰 직경의 롤이 사용된다. 도 1의 WR 구동 방식의 워크 롤(2W)은, 후술하는 IMR 구동 방식의 워크 롤(예를 들어, 직경 40㎜ 내지 100㎜)에 비교하면 롤 직경이 대직경으로 되어 있고, 소직경 롤을 채용하여 발생하는 압연 주름(형상 불량) 등의 발생을 억제하는 것이 가능하게 되고 또한 롤 직경이 크기 때문에 열적인 안정성이 향상되어 압연 후의 압연재(S)의 품질을 양호한 것으로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상하 한 쌍의 워크 롤(2W, 2W)의 양단부측에는, 워크 롤(2W)의 축심과 동축으로, 또한 롤의 단부의 더 외측을 향하여 돌출된 축부(8)가 설치되어 있다. 이 축부(8)에는, 도 3에 명시된 바와 같이, 워크 롤(2W)을 회전 가능하게 축 지지하는 축 지지부(9)가 설치되어 있고, 이 베어링(9)을 사용하여 워크 롤(2W)은 초크부(6)에 대하여 수평 방향을 향하는 축 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 워크 롤(2W)은 롤을 지지하는 초크부(6)가 부속된 워크 롤이다.

구체적으로는, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 초크부(6)는 상측의 워크 롤(2W)을 회전 가능하게 지지하는 상부 초크부(6U)와, 하측의 워크 롤(2W)을 회전 가능하게 지지하는 하부 초크부(6D)를 상하로 조합하여 구성되어 있다. 이들 상하부의 초크부(6U, 6D)는 압연 버스 라인을 따른 수평 방향을 향하도록 배치된 긴 길이 형상의 부재이며, 워크 롤(2W)의 축심과 수직으로 되는 방향을 따라 장착되어 있다. 또한, 상하부의 초크부(6U, 6D)의 양측에는, 상하부의 초크부(6U, 6D)를 워크 롤(2W)의 축심 방향(작업측으로부터 구동측 또는 구동측으로부터 작업측)을 따라 안내하는 초크 안내부(10)가 설치되어 있다.

하부 초크부(6D)의 양단부측에는, 초크 안내부(10)에 대하여 하부 초크부(6D)를 축심 방향(작업측으로부터 구동측 또는 구동측으로부터 작업측)으로 수평하게 이동시키는 워크 롤 재배열 차륜(11)이 회전 가능하게 장착되어 있고, 워크 롤을 재배열(교환)할 때에 재배열 레일(24) 상에 실어 롤 재배열을 행한다. 또한, 하부 초크부(6D)의 상측에는, 상방을 향하여 돌출되도록 설치됨과 함께, 상부 초크부(6U)를 상방을 향하여 밀어올림으로써 상하부의 초크부(6U, 6D)의 간격, 바꿔 말하면 상하부의 워크 롤(2W)의 롤 갭을 조정하는 유압 실린더(12)가 설치되어 있다. 또한, 이 유압 실린더(12)에는 압연 중에 압연 형상을 수정하는 워크 롤 벤딩의 기능도 갖게 하는 경우도 있다.

상술한 상하부의 초크부(6U, 6D)를 사용하여 지지된 워크 롤(2W)의 DS측(구동측, 도 3의 좌측) 축단부에는, 워크 롤용 유니버설 스핀들 헤드부(23)와 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)로 이루어지는 워크 롤용 유니버설 스핀들을 통해서 구동 모터(도시하지 않음) 등에서 발생한 회전 구동력이 입력되고 있고, 초크부(6)는 이 회전 구동력을 워크 롤(2W)에 직접 입력하여 워크 롤(2W)을 회전할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는, 워크 롤용 유니버설 스핀들 헤드부(23)에는 워크 롤(2W)의 축단부가 삽입 상태에서 접속되어 있다.

또한, 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)가 도시되어 있는 것과는 반대측에도 유니버설 조인트의 헤드부가 있고(도시하지 않음), 피니언 스탠드의 출력축의 하나에 접속되어 있다. 그리고, 피니언 스탠드의 입력축은 구동 모터에 접속되어 있다. 따라서, 구동 모터의 회전 구동력은 피니언 스탠드를 통해서 유니버설 조인트에 입력된다. 또한, 워크 롤(2W)을 구동하는 경우에는, 기본적으로는 유니버설 스핀들은 상부 워크 롤용으로 1개와 하부 워크 롤용으로 1개를 합하여 2개가 설치되므로, 이 경우에는 구동 모터의 회전 구동력은 2개의 유니버설 스핀들로 전해지게 된다.

한편, 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 워크 롤(2W)의 상하 방향의 외측에는, 워크 롤(2W)을 지지하는 중간 롤(3W)과, 중간 롤(3W)을 회전 가능하게 지지하는 중간 롤 구동 입력부(5)가 설치되어 있다. 이 중간 롤(3W)은, 중간 롤 구동 입력부(5)로부터 회전 구동력이 입력되는 일이 없는 축단부(14)를 구비하고 있다.

중간 롤 구동 입력부(5)의 WS측(작업측, 도 5의 우측)의 단부에는, 중간 롤(3W)의 축단부(14)가 끼움 장착되는 암형 스플라인(17)이 형성되어 있고, 중간 롤 구동 입력부(5)의 DS측(구동측, 도 5의 좌측)의 단부에는, 중간 롤용 유니버설 스핀들 헤드부(25)가 연결되어 있고, 도시하지 않은 구동 모터에서 발생한 회전 구동력을 중간 롤 구동 입력부(5)에 입력할 수 있도록 되어 있다.

즉, 중간 롤 구동 입력부(5)가 설치된 측과는 반대측의 중간 롤용 유니버설 스핀들 헤드부(25)와 중간 롤용 유니버설 스핀들 본체부(20)로 이루어지는 중간 롤용 유니버설 스핀들에도, 구동 모터로부터 피니언 스탠드를 통해서 회전 구동력이 입력되고 있다. 그리고, 구동 모터의 회전 구동력은, 워크 롤용 유니버설 스핀들과 중간 롤용 유니버설 스핀들에 항상 입력되고 있다.

또는 상기 구성 대신에, 워크 롤 구동 시에는 워크 롤용 유니버설 스핀들에만 구동력이 입력되고, 중간 롤의 구동 시에는 중간 롤용 유니버설 스핀들에만 구동력이 입력되는 소위 아이들 기어를 가미한 기구의 피니언 스탠드를 사용해도 된다.

상술한 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)의 내주면에는 스플라인[암형 스플라인(17)]이 형성되어 있다. 또한, 중간 롤 구동 입력부(5)는 유니버설 스핀들 헤드부(25)와 키 등으로 접속되어 있다.

한편, 중간 롤(3W)은, 워크 롤(2W)과 동일한 방향으로 축심을 향하여, 워크 롤(2W)과 평행해지도록 배치된 롤이다. 중간 롤(3W)은, 그 외주면이 워크 롤(2W)의 외주면에 접촉하도록, 워크 롤(2W)의 외측에 인접하여 배치되어 있다.

워크 롤(2W)보다 상방에 배치된 중간 롤(3W)의 DS측의 축단부(14)는 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 삽입할 수 있을 정도의 긴 길이이지만, 그 직경은, 오목부(16)의 내경보다 소직경이며, 중간 롤(3W)의 DS측의 축단부(14)는 오목부(16)에 대하여 헐겁게 끼워맞춘 상태로 되어 있다. 중간 롤(3W)의 축단부(14)의 외주면과 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)의 내주면 사이에는, 중간 롤(3W)의 자유 회전을 허용하도록 직경 방향으로 충분한 거리를 두고 있으며, 중간 롤 구동 입력부(5)의 회전 구동력을 중간 롤(3W)까지 전하지 못하는 구성이다. 따라서, 중간 롤 구동 입력부(5)로부터 중간 롤(3W)에는 회전 구동력이 입력되지 않도록 되어 있다.

또한, 상하 한 쌍의 중간 롤(3) 중, 상측의 중간 롤(3W)의 축단부(14)는 긴 길이이며, 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)의 안 쪽에까지 삽입되도록 되어 있다. 그로 인해, 워크 롤(2W)을 뽑아내어 워크 롤(2W)을 재배열하는 경우에도, 중간 롤(3W)의 DS측의 축단부(14)가 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 의해 보유 지지되므로, 중간 롤(3W)은 낙하하지 않는다. 또한, 중간 롤(3W)의 DS측의 축단부(14)와 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)의 직접적인 접촉을 방지하기 위해서, 황 구리 등의 연한 금속으로 형성된 부시 부재(19)(보유 지지용 피스)를 오목부(16)의 개구의 입구에 끼워넣어 두면 된다.

한편, 상하 한 쌍의 중간 롤(3) 중, 워크 롤(2W)보다 하방에 배치된 중간 롤(3W)의 DS측의 축단부(14)는 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 삽입할 수 없도록 짧은 길이로 되어 있다. 그로 인해, 중간 롤 구동 입력부(5)로부터 회전 구동력이 입력하지 않도록 되어 있다.

또한, 워크 롤(2W)보다 하방에 배치된 중간 롤(3W)에 대해서는, 워크 롤(2W)을 뽑아내어 워크 롤(2W)을 재배열하는 경우에도, 하측의 백업 롤(4)에 지지되고 있으므로, 중간 롤(3W)이 낙하할 우려가 없다. 그로 인해, 중간 롤(3W)의 축단부(14)의 길이를 축 방향으로 짧은 길이로 해도 된다.

이상 설명한, WR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)를 사용하면, 예를 들어 순구리와 같은 변형 저항이 작은 압연재(S)를 확실하게 냉간 압연하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 중간 롤 구동 방식(IMR 구동 방식)을 채용하는 다단 압연기(1)에 관하여, 그 롤 구성에 대하여 설명한다.

도 2, 도 6에 나타내는 IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)는 예를 들어 스테인리스나 구리 합금과 같은 변형 저항이 큰 압연재(S)를 냉간 압연하여 판재나 박재로 가공할 때에 적합하다.

또한, IMR 구동 방식의 다단 압연기(1)를 구성하는 각 롤의 개수나 압연재(S)의 압연 방향에 대해서는, WR 구동 방식의 경우와 차이는 없으므로, 이들에 관한 설명은 생략한다.

IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)에서는, 초크부(6)를 갖지 않은 워크 롤(2M)이 사용되고 있고, 워크 롤(2M)에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않도록 하고, 중간 롤 구동 입력부(5)로 지지되는 중간 롤(3M)에 회전 구동력을 입력한다.

도 2에 도시한 바와 같이, IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)에 설치되는 워크 롤(2M)은, 압연 하중이 큰 스테인리스나 구리 합금 등의 압연재(S)를 압연 가능하도록, WR 구동 방식의 다단 압연기(1)보다도 롤 직경이 작은 것이 사용된다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 워크 롤(2M)은, 상술한 초크부(6)를 갖지 않는 것으로서, 초크부(6)가 없기 때문에 워크 롤(2M)의 축부(8)와 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13) 사이는 이격되어 있으며, 서로 연결되어 있지 않다. 또한, 중간 롤 구동하는 경우에는, 피니언 스탠드에 있어서 소위 아이들 기어를 가미함으로써 구동력은 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)에 입력되지 않지만, 만일 구동 모터의 회전 구동력이 피니언 스탠드를 통해서 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)에 입력되었다고 하더라도, 워크 롤(2M)에서는, 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)의 회전 구동력이 워크 롤(2M)의 DS측 축부(8)에 입력되는 일은 없다.

도 6에 도시한 바와 같이, 중간 롤 구동 입력부(5)는 WR 구동 방식의 다단 압연기(1)의 경우와 동일한 부재를 변경하지 않고 그대로 사용하고 있다. 그로 인해, 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)의 내주면에도 WR 구동 방식의 경우와 마찬가지로 스플라인[암형 스플라인(17)]이 형성되어 있다. 단 부시 부재(19)는 중간 롤 구동할 때에는 제거해 둘 필요가 있다.

한편, 중간 롤(3M)에는, WR 구동 방식의 다단 압연기(1)에서 사용된 것과 다른 것이 사용된다. 이 중간 롤(3M)은, 워크 롤(2W)보다 상방에 배치된 것과 하방에 배치된 것이 완전히 동일한 구조로 되어 있으며, 4개가 모두 동일한 구성을 구비하고 있다.

이들 중간 롤(3M)의 축단부(14)는, 모두 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 삽입할 수 있을 정도의 긴 길이이며, 또한 그 직경은 오목부(16)의 내경과 거의 동일한 직경이거나 약간 작은 직경이며, 중간 롤(3M)의 축단부(14)는 오목부(16)에 대하여 느슨하지 않으며 또한 오목부(16)의 안쪽까지 끼워 넣게 되어 있다. 또한, 중간 롤(3M)의 축단부(14)의 외주면에는 스플라인[수형 스플라인(18)]이 형성되어 있고, 이 수형 스플라인(18)은 중간 롤 구동 입력부(5)의 암형 스플라인(17)에 맞물림 가능하게 되어 있다. 즉, 중간 롤(3M)의 축단부(14)를 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 삽입하여, 수형 스플라인(18)을 암형 스플라인(17)에 맞물리게 하면, 피니언 스탠드를 통해서 중간 롤용 유니버설 스핀들 본체부(20)에 입력된 구동 모터의 회전 구동력을 중간 롤 구동 입력부(5)로 전하고, 더욱 중간 롤 구동 입력부(5)를 통해서 중간 롤(3M)로 전하는 것이 가능하게 되고, 중간 롤(3M)에 입력된 회전 구동력을 사용하여 워크 롤(2M)을 회전시키는 것이 가능하게 된다.

이상 설명한, IMR 구동 방식을 채용하는 다단 압연기(1)를 사용하면, 예를 들어 스테인리스나 구리 합금과 같은 변형 저항이 큰 압연재(S)를 확실하게 냉간 압연하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 본 발명의 다단 압연기(1)는 1개의 다단 압연기(1)이면서, 상술한 WR 구동 방식에도, IMR 구동 방식에도 대응한 것으로 되어 있다.

구체적으로는, 본 발명의 다단 압연기(1)에서는, WR 구동 방식에 대응한 워크 롤(2W) 및 중간 롤(3W)을, IMR 구동 방식에 대응한 워크 롤(2M) 및 중간 롤(3M)로 재배열하면, 구동 방식이 WR 구동 방식으로부터 IMR 구동 방식으로 전환된다. 또한, IMR 구동 방식에 대응한 워크 롤(2M) 및 중간 롤(3M)을, WR 구동 방식에 대응한 워크 롤(2W) 및 중간 롤(3W)로 재배열하면, 구동 방식이 IMR 구동 방식으로부터 WR 구동 방식으로 전환되게 되어 있다.

구동 방식의 전환 수순에 대하여 구체적으로 설명한다.

상술한 구동 방식을 WR 구동 방식으로부터 IMR 구동 방식으로 전환할 때에는, 다음과 같은 수순으로 전환을 행한다.

즉, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, WR 구동 방식의 다단 압연기(1)에는, 초크부(6)로 지지되는 워크 롤(2W)이 설치되어 있으며, 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)의 회전 구동력이 초크부(6)로 지지되는 워크 롤(2W)에 그대로 입력되어 있다.

한편, 중간 롤(3W)의 DS측 축단부(14)는 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 비하여 소직경 또는 짧은 길이이다. 그로 인해, 중간 롤(3W)의 축단부(14)를 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 삽입하더라도, 중간 롤 구동 입력부(5)의 회전 구동력은 중간 롤(3W)에는 전해지지 않아, 이 중간 롤 구동 입력부(5)의 회전 구동력으로 중간 롤(3W)이 회전하는 일은 없다.

이 WR 구동 방식으로 한 상태에서, 우선, 하측의 밀 하우징(15)에 대하여 상측의 밀 하우징(15)을 상방으로 조금 이동시킨다. 상측의 밀 하우징(15)을 상방으로 이동시키면 상측의 워크 롤(2W)과 상측의 중간 롤(3W) 사이에 상하로 간극이 생겨서, 상측의 롤 군[상측의 중간 롤(3W) 및 상측의 백업 롤(4)]과 하측의 롤 군[상하부의 워크 롤(2W), 하측의 중간 롤(3W) 및 하측의 백업 롤(4)]이 이격된다.

이어서, 하부 초크부(6D)에 내장되어 있는 유압 실린더(12)를 사용하여 상부 초크부(6U)를 들어 올린다. 하부 초크부(6D)와 상부 초크(6U) 사이에 스페이서(도시하지 않음)를 삽입하고, 그 후에 유압 실린더(12)에 의해 상부 초크부(6U)를 하강시켜서, 상부 초크부(6U)와 하부 초크부(6D)를 스페이서에 의해 고정하여 일체화한다.

이 상태에서, 재배열 레일(24)을 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 상승시키고, 워크 롤 재배열 차륜(11)이 재배열 레일(24) 상에 실리도록 한다.

초크부(6)로 지지되는 상하부의 워크 롤(2W, 2W)을, 워크 롤 재배열 차륜(11)을 사용하여 재배열 레일(24)을 따라 유압 실린더(도시하지 않음) 등을 사용하여 WS측으로 이동시켜, 상하부의 워크 롤(2W, 2W)을 다단 압연기(1)로부터 제거한다.

이와 같이 하여 워크 롤(2W)이 다단 압연기(1)로부터 제거되면, 다음으로 상측과 하측의 중간 롤(3W, 3W)을, 롤 재배열 장치 등을 사용해서 4개 모두 밀 하우징(15)으로부터 제거한다. 이와 같이 하면, 백업 롤(4)을 제외한 모든 롤, 즉 워크 롤(2W) 및 중간 롤(3W)을 다단 압연기(1)로부터 모두 제거하는 것이 가능하게 된다.

계속하여 부시 부재(19)를 상방 2개의 중간 롤 구동 입력부(5)의 WS 측단부로부터 제거한다.

그 후, IMR 구동 방식에 대응한 중간 롤(3M)을 다단 압연기(1)에 장착한다. 이 중간 롤(3M)은, 축 직경이 크고, 축 길이가 긴 축단부(14)를 구비하고 있다. 또한, 축단부(14)의 외주면에는, 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)의 암형 스플라인(17)에 맞물리는 수형 스플라인(18)이 형성되어 있다. 그로 인해, 이 중간 롤(3M)의 축단부(14)를 상술한 제거 시와는 반대의 수순으로 중간 롤 구동 입력부(5)의 오목부(16)에 끼움 장착하면, 중간 롤(3M)의 수형 스플라인(18)이 중간 롤 구동 입력부(5)의 암형 스플라인(17)에 맞물려서, 중간 롤 구동 입력부(5)의 회전 구동력을 중간 롤(3M)에 전하는 것이 가능하게 되고, 중간 롤(3M)을 회전 구동하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이 하여 4개의 중간 롤(3M)을 모두 장착하면, 다음으로 상하부의 중간 롤(3M, 3M) 사이에, 워크 롤(2M)을 배치한다. 이 때 장착되는 워크 롤(2M)은, 초크부(6)를 갖지 않은 것이며, 워크 롤용 유니버설 스핀들 본체부(13)의 회전 구동력을 입력하는 기능을 갖지 않는다. 그로 인해, 중간 롤(3M) 사이에 워크 롤(2M)을 장착하더라도, 워크 롤(2M)에는 직접 회전 구동력이 입력되는 일은 없으며, 워크 롤(2M)은 중간 롤(3M)에 입력된 회전 구동력에 의해 회전 구동됨으로써, 다단 압연기(1)의 구동 방식을 WR 구동 방식으로부터 IMR 구동 방식으로 전환하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 예는, 워크 롤(2)의 구동 방식을 WR 구동 방식으로부터 IMR 구동 방식으로 전환하는 것이었지만, 반대의 수순을 행하면 다단 압연기(1)의 구동 방식을 IMR 구동 방식으로부터 WR 구동 방식으로 전환하는 것도 가능하게 된다.

즉, 상술한 경우와 거의 마찬가지 수순으로, 워크 롤(2M) 및 중간 롤(3M)을 사용하여 IMR 구동 방식에 의해 구동되는 다단 압연기(1)에 대하여 상측의 밀 하우징(15)을 상방으로 이동시킨다. 이때, 상부 워크 롤(2M)은 스트립 가이드(7)로 들어 올릴 수 있으므로, 상측의 워크 롤(2M)과 하측의 워크 롤(2M) 사이에 상하로 간극이 생겨서, 상측의 롤 군[상부의 워크 롤(2M), 중간 롤(3M) 및 상측의 백업 롤(4)]과 하측의 롤 군[하부의 워크 롤(2M), 하측의 중간 롤(3M) 및 하측의 백업 롤(4)]이 이격된다.

다음으로 롤 재배열 장치 등을 사용하여, 상하 한 쌍의 워크 롤(2M, 2M), 다음으로 중간 롤(3M)의 순으로 각 롤을 제거한다.

계속해서, 부시 부재(19)를 상방 2개의 중간 롤 구동 입력부(5)의 WS 측단부에 장착한다. 이어서, 중간 롤(3W)을 장착한다. 이 중간 롤(3W)의 축단부(14)는 축 직경이 작고, 축 길이도 짧게 형성되어 있다. 이 중간 롤(3W)을 상술한 제거 수순과는 반대 수순, 즉 하측의 백업 롤(4)의 상측에 2개의 중간 롤(3W)을 장착하고, 상측의 백업 롤(4)의 하측에 2개의 중간 롤(3W)을 장착한다.

이와 같이 하여 4개의 중간 롤(3W)이 장착된 다단 압연기(1)에 대해서는, 또한 재배열 레일(24)에 상하부의 워크 롤(2W)을 싣는다.

이때에는, 상하부의 워크 롤(2W)은, 스페이서(도시하지 않음)를 상하부의 초크부(6U, 6D) 사이에 삽입하여 고정해 둔다.

상하부의 워크 롤(2W)을 워크 롤 재배열 차륜(11)에 의해 DS 방향으로 이동시켜서, 장착한다.

마지막으로, 하부 초크부(6D)에 내장되어 있는 유압 실린더(12)를 사용하여 상부 초크부(6U)를 들어 올린다. 하부 초크부(6D)와 상부 초크부(6U) 사이에 스페이서(도시하지 않음)를 취출하고, 그 후에 유압 실린더(12)에 의해 상부 초크부(6U)를 하강시켜서, 상부 초크부(6U)와 하부 워크 롤(2W)의 높이 방향의 위치를 고정한다.

이와 같이 하면, 다단 압연기(1)의 구동 방식을 IMR 구동 방식으로부터 WR 구동 방식으로 전환하는 것이 가능하게 된다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 압연기는, 1개의 다단 압연기(1)이면서, WR 구동 방식에도, IMR 구동 방식에도 대응 가능하며, 변형 저항에 큰 차가 있는 다양한 재료를 압연하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 압연기에서는, WR 구동 방식에 있어서도, IMR 구동 방식에 있어서 중간 롤 구동 입력부(5)가 설치된 측과는 반대측의 중간 롤용 유니버설 스핀들 헤드부(25)와 중간 롤용 유니버설 스핀들 본체부(20)로 이루어지는 중간 롤용 유니버설 스핀들에도, 구동 모터로부터 피니언 스탠드를 통해서 회전 구동력이 입력되고 있다. 그리고, 구동 모터의 회전 구동력은, 워크 롤용 유니버설 스핀들과 중간 롤용 유니버설 스핀들에 항상 입력되고 있다.

이러한 방식을 채용하면, 워크 롤의 구동 방식을 신속하고 또한 단시간에 전환하는 것이 가능하게 되고, 또한 WR 구동 방식과 IMR 구동 방식의 전환을 용이하게 할 수 있다.

또는 상기 구성 대신에, 워크 롤 구동 시에는 워크 롤용 유니버설 스핀들에만 구동력이 입력되고, 중간 롤의 구동 시에는 중간 롤용 유니버설 스핀들에만 구동력이 입력되는, 소위 아이들 기어를 가미한 기구의 피니언 스탠드를 사용해도 된다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 특히, 금회 개시된 실시 형태에 있어서, 명시적으로 개시되어 있지 않은 사항, 예를 들어 운전 조건이나 조업 조건, 각종 파라미터, 구성물의 치수, 중량, 체적 등은, 당업자가 통상 실시하는 범위를 일탈하는 것은 아니고, 통상의 당업자라면 용이하게 상정하는 것이 가능한 값을 채용하고 있다.

Claims

압연재를 압연하는 워크 롤과, 이 워크 롤을 지지하는 중간 롤과, 이 중간 롤을 지지하는 백업 롤을 갖는 다단 압연기이며,
상기 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 워크 롤 구동 방식과, 상기 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 중간 롤 구동 방식이 전환 가능하고,
상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 중간 롤에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 상기 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이며,
상기 중간 롤 구동 방식에 있어서는, 워크 롤에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 중간 롤 구동 입력부에 의해 지지되는 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이고,
상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 워크 롤을 회전 가능하게 지지하는 초크부를 설치해 두고, 상기 초크부에 지지된 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는, 다단 압연기.
압연재를 압연하는 워크 롤과, 이 워크 롤을 지지하는 중간 롤과, 이 중간 롤을 지지하는 백업 롤을 갖는 다단 압연기이며,
상기 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 워크 롤 구동 방식과, 상기 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 중간 롤 구동 방식이 전환 가능하고,
상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 중간 롤에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 상기 워크 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이며,
상기 중간 롤 구동 방식에 있어서는, 워크 롤에 대하여 회전 구동력을 입력하지 않고, 중간 롤 구동 입력부에 의해 지지되는 중간 롤에 회전 구동력을 입력하는 구성이고,
상기 워크 롤 구동 방식에 있어서 사용되는 중간 롤의 구동측의 축단부는, 중간 롤 구동 방식에 있어서 사용되는 중간 롤의 구동측의 축단부보다 소직경 또는 짧은 길이인 것에 의해, 상기 중간 롤을 지지하는 기능을 갖는 중간 롤 구동 입력부에 대하여 비연결인, 다단 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전 구동력을 발생시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터에서 발생한 회전 구동력을 분기하는 피니언 스탠드와, 상기 피니언 스탠드의 출력을 상기 워크 롤측에 입력 가능한 워크 롤용 유니버설 스핀들과, 상기 중간 롤측에 입력 가능한 중간 롤용 유니버설 스핀들을 구비하고,
상기 워크 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 구동 모터와 상기 피니언 스탠드와 상기 중간 롤용 유니버설 스핀들이 연결된 상태가 유지되고,
상기 중간 롤 구동 방식에 있어서는, 상기 구동 모터와 상기 피니언 스탠드와 상기 워크 롤용 유니버설 스핀들이 연결된 상태가 유지되는, 다단 압연기.
삭제
삭제