KR101620936B1 - 정밀 공차의 챔버 치수를 갖는 금속 섹션의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

정밀 공차의 챔버 치수를 갖는 금속 섹션의 제조 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101620936B1
KR101620936B1 KR1020137033100A KR20137033100A KR101620936B1 KR 101620936 B1 KR101620936 B1 KR 101620936B1 KR 1020137033100 A KR1020137033100 A KR 1020137033100A KR 20137033100 A KR20137033100 A KR 20137033100A KR 101620936 B1 KR101620936 B1 KR 101620936B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roll
flanges
metal section
working
flange
Prior art date
Application number
KR1020137033100A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140035937A (ko
Inventor
페터 엥겔
알렉산더 벡커
토마스 봅
Original Assignee
만스타에트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 만스타에트 게엠베하 filed Critical 만스타에트 게엠베하
Publication of KR20140035937A publication Critical patent/KR20140035937A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101620936B1 publication Critical patent/KR101620936B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/02Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling by rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/088H- or I-sections
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/06Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged vertically, e.g. edgers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B31/00Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/02Rolling stand frames or housings; Roll mountings ; Roll chocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B35/00Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0269Cleaning
    • B21B45/0275Cleaning devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/088H- or I-sections
    • B21B1/0886H- or I-sections using variable-width rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2261/00Product parameters
    • B21B2261/02Transverse dimensions
    • B21B2261/10Cross-sectional area
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2263/00Shape of product
    • B21B2263/02Profile, e.g. of plate, hot strip, sections
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12375All metal or with adjacent metals having member which crosses the plane of another member [e.g., T or X cross section, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 정밀한 공차의 챔버 치수만큼 서로 이격되는 플랜지 내면을 갖는 대향하는 두 프로필 플랜지(21, 22, 23, 24)을 가지는 금속 프로필(20)을 제조하는 방법과 장치(10)에 관한 것이다. 최초 챔버 치수(K0)로부터 바람직한 최종 챔버 치수(K1)까지 챔버 치수를 조절하기 위해, 금속 프로필(20)은 내측 작업 롤러(11, 12, 13, 14)와 외부 지지 롤러(15, 16) 사이에 작업 간극을 형성하는 장치(10)를 통해 안내된다. 내측 작업 롤러 쌍을 형성하는 작업 롤러는 플랜지의 내면에 의해 작업 롤러 쌍에 가해지는 성형력에 맞서 버티기 위해 서로 마주 대하여 롤링된다.

Description

정밀 공차의 챔버 치수를 갖는 금속 섹션의 제조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING METAL SECTIONS WITH A CLOSELY TOLERANCED CHAMBER DIMENSION}
본 발명은 금속 섹션, 특히 정밀한 공차의 챔버 치수를 갖는 강재 압연 섹션을 제조하거나 재보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 따라 제조되는 압연 섹션에 관한 것이다.
본 문서의 목적상 용어 "챔버 치수"는 금속 섹션의 제1 플랜지의 내면과, 제1 플랜지에 대향하는 제2 플랜지의 내면 사이의 치수를 가리킨다. 따라서 본 발명은 특히 U형 또는 이중 T형 섹션의 제조 및 재보정에 관한 것이지만, 본 발명은 실질적으로 평행한 두 플랜지가 서로 대향 배치되는 다른 섹션 구조의 챔버 치수를 조절하기 위해 유리하게 사용될 수도 있다.
일반적으로, 대향 배치되고 서로 실질적으로 평행하게 연장되는 두 개의 플랜지를 갖는 금속 섹션이 공지되어 있다. 특정 용례에서, 챔버 공차에는 보다 엄격한 요건이 부여되는데, 특히 대향하는 양측 플랜지의 내면이 롤링 요소와 같은 인접 구성요소와 기능상 협력하는 기능성 표면을 형성하는 경우에 그러하다. 이런 종류의 보다 엄격한 요건은 현수 철도(suspension railway)에도 부과된다.
이런 용례의 다른 구체적인 예로는 산업용 수송 차량, 특히 지게차에 마스트 프레임(mast frame)을 장착하기 위한 마스트 직립부(upright)가 있다. 이 용례에서는, 복수의 금속 섹션이 서로 겹치면서 끼워지도록 배열되며, 적층된 화물을 들어올리거나 내리기 위해 서로에 대해 삽통식으로 섹션의 길이방향으로 이동이 가능하다. 롤이 롤링 요소로서 개별 금속 섹션 사이에 배치된다. 그러나 금속 섹션과 롤 사이의 유격(freeplay)으로 인해 금속 섹션은 섹션의 길이 방향 혹은 수직 리프팅 방향의 횡방향으로 서로를 향해 기울어지게 된다. 롤이 롤링되는 금속 섹션의 표면 영역과 롤 사이의 유격이 작더라도 특히 리프팅 높이가 상당할 경우에는 심각한 영향을 미칠 수 있다. 화물 적층물이 상당한 높이에 배치되어 있고 이런 적층물이 아주 무거울 경우에는 당연히 수직 리프팅 방향의 횡방향으로의 요동 자유를 완전히 방지하지는 못하더라도 최대한 제한해야 하는데, 그렇지 않을 경우 차량이나 전체 구조의 안정성이 위태로워질 수 있으며 이동 대상 화물을 높은 베이 저장 영역에 정확히 배치하기가 쓸데없이 더욱 힘들어질 수 있다. 경우에 따라서는 제조업체에서 마스트 프레임용 섹션을 각각 따로 측정한 후에 주어진 차량에 맞는 맞춤형 롤 세트를 조립해야 할 필요도 있다. 롤 세트는 크기가 다른 다량의 롤을 포함할 수 있으며 각각의 롤은 특정한 상대 섹션에 맞게 개별적으로 선택된다.
특히 강으로 제조되는 것으로, 정밀한 공차의 챔버 치수를 갖는 마스트 섹션을 제조하기 위해 현재 다양한 제조 방법이 사용되고 있다.
이들 방법의 공통된 특징은 강이 먼저 열간 압연된다는 것이다. 그러나 마스트 섹션이 열간 압연될 경우에는 평행한 플랜지를 생성하거나 정밀한 공차를 달성하는 것이 불가능하다. 또한, 후속 작업 중에 상당한 응력에 노출되는 재료 구역은 가공 경화되지 않는데 이로 인한 결과 중 하나는 불량한 런인(run-in) 거동이다. 따라서 열간 압연만을 거친 섹션으로 마스트 프레임을 제작하기 위해서는 다수의 상이한 롤 크기가 대개 요구된다. 열간 압연만을 거친 섹션은 비교적 빨리 마모되지만 양호한 용접 순응성을 지니며 우수한 취성 파단 내성을 가진다. 불량한 런인 거동은 탄소 함량이 높은 강을 사용하거나 합금 성분을 추가함으로써 개선될 수 있지만, 이는 결과적으로 용접성과 취성 파단 내성의 악화로 이어진다. 그러나 이 제조 방법의 결정적인 장점은 비용이 저렴하다는 것이며, 따라서 사용 중인 마스트 섹션의 상당량은 오직 열간 압연에 의해서만 제조된다.
위에서 설명한 바와 같이 열간 압연만을 거친 섹션의 단점을 해결하기 위해 섹션은 이후 인발될 수 있다. 마스트 섹션의 인발은 플랜지의 우수한 평행성, 정밀한 치수 공차, 평활한 표면 및 유리한 재료의 가공 경화를 보장한다. 인발된 섹션을 사용하면 단 한 가지의 롤 크기로 소기의 목적을 달성하는 것이 종종 가능하다. 또한, 인발된 섹션은 마모에 대한 민감성이 낮고 런인 효과가 거의 나타나지 않으며 양호한 용접 순응성을 지닌다. 그러나 인발된 섹션은 제조에 들이는 노력이 상당하고 생산 비용이 높다는 단점이 있어서 사실상 경쟁력이 없다. 또한, 인발된 섹션은 다른 방식으로 생산되는 섹션에 비해 취성 파단 내성이 현저히 떨어진다. 또한, 인발은 상당한 비용을 들여 보정기로 보정해야 하는 프로필의 왜곡(휨, 뒤틀림)을 증가시킬 수 있다.
미리 열간 압연된 마스트 섹션의 기능성 표면을 후가공하는 것도 현재 선호되고 있다. 이 방식으로 제조되는 섹션은 인발된 섹션보다 용접 순응성이 떨어지긴 하지만 역시 생산 비용이 저렴하다. 후가공은 또한 우수한 플랜지 평형성과 정밀한 챔버 공차를 달성할 수 있도록 한다. 인발된 섹션의 경우처럼 이 공정을 사용하면 단 한 가지의 롤 크기만을 사용하는 것이 역시 가능하다. 또한, 섹션은 후가공으로 인해 어떤 표면 탈탄의 징후도 보이지 않는데, 이는 열간 압연만을 거친 섹션에서는 나타날 수 있는 것이다. 그럼에도 불구하고, 이 방법은 요구되는 후가공과 관련 재료 및 가공 노동력 면에서 단점이 있다. 또한, 열간 압연만을 거치는 마스트 섹션보다 현저히 비용이 많이 든다.
동시에, 상술한 모든 방법에는 단점이 결부되어 있다. 따라서 본 발명의 목적은 앞서 설명한 공지된 방법의 장점이 최대한 조합된 금속 섹션의 제조 및 재보정 방법과 이런 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다. 특히, 평행한 플랜지, 정밀한 공차 및 마모에 대한 높은 재료 강도를 갖는 마스트 직립부를 제조할 수 있는 방법과 장치가 제시된다. 본 발명의 목적은 마스트 프레임의 제작시 다수의 롤 크기가 필요하지 않고 우수한 마모 특성, 용접성 및 취성 파단 내성을 특징으로 하고 우수한 런인 거동을 나타내면서도 기계가공된 마스트 섹션보다 낮은 비용으로 생산될 수 있는 마스트 섹션이다.
본 목적은 청구항 제1항의 본문에 따른 롤링 스탠드와 청구항 제10항의 본문에 따른 방법을 사용하는 본 발명에 의해 달성된다.
열간 압연만을 거친 섹션을 인발하거나 후가공함으로써 재보정하는 앞서 설명한 방법들과는 달리, 본 발명에 따른 장치와 방법은 미리 압연된 섹션 반가공품(blank)을 특히 냉간 성형과 관련된 온도 범위에서 압연함으로써 재보정할 수 있도록 한다. 이 재보정 단계에 의해 높은 수준의 플랜지 평행성과 정밀한 챔버 공차를 달성할 수 있으며, 마스트 섹션에서 특히 높은 응력을 받는 표면에 가까운 플랜지 내면의 영역에서 지정 가능한 파라미터에 의해 재료에 대한 제어된 가공 경화를 실행하는 것이 가능하다. 이 방식으로 제조된 섹션을 마스트 프레임 제작에 사용하면, 단일한 롤 크기로 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 재료는 우수한 용접 순응성을 지니게 되며 가공 경화된 플랜지 내면 역시 우수한 마모 특성과 낮은 런인 유격을 나타낸다. 취성 파단 내성도 우수하다. 열간 압연 공정에서 생기는 어떤 요철(unevenness)이나 찰흔(striation)도 플랜지 내면에 수행되는 압연 작업에 의해 보정되거나 평활화되기 때문에, 플랜지 내면의 표면 품질 역시 우수하다. 제조 비용은 후가공된 섹션에 수반되는 제조 비용보다 현저히 낮다. 따라서 본 발명의 장치와 방법은 냉간 인발이나 후가공 단계를 거칠 필요없이 유리한 비용으로 특히 엄격한 챔버 치수 공차를 갖는 특수 프로필을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
두 개의 내측 작업 롤이 플랜지의 내면 상에서 롤링되는 동시에 두 플랜지의 중간에서 서로 맞닿도록 두 개의 내측 작업 롤을 배열하는 것은 냉간 성형에 필수적인 높은 면압이 플랜지의 내면에 지속적으로 인가되고 간단하고 효율적으로 지탱될 수 있도록 보장한다. 물론, 이를 위해 내측 작업 롤은 극히 고강도의 재료, 특히 고도로 경화되고 템퍼링된 강(예컨대 100Cr6)이나 탄성 세라믹재로 제조되는데, 이들 재료 각각은 표면 품질이 매우 우수하다.
통상적으로, 각각의 내측 작업 롤에는 지지체가 할당된다. 이 지지체는 각각의 내측 작업 롤에 의해 섹션의 플랜지 내면에 가해지는 성형력에 맞서 대응하는 플랜지의 외면을 지탱한다. 지지체는 바람직하게는 내측 작업 롤과 동일한 방식으로 롤 스탠드에 회전 가능하게 지지되는 제1 지지 롤과 제2 지지 롤로 구성된다.
지지 롤을 사용하는 것 외에도 다른 유형의 지지체가 사용될 수 있다. 지지체의 선택은 무엇보다도 금속 섹션과 롤 스탠드가 서로에 대해 이동하는 방식에 의존한다. 바람직하게는, 금속 섹션이 고정형 롤 스탠드에 대해 이동하거나 내측 작업 롤이 고정 파지된 금속 섹션에 대해 지지 롤과 함께 이동하는 경우에 사용되는 지지 롤의 대안으로서, 플랜지의 외면에 안착되어 작업 롤에 의해 플랜지 내면에 가해지는 성형력에 맞서 버티는 판형 지지체를 사용하는 방식도 제공될 수 있다. 이때 금속 섹션은 고정 파지될 수 있고 그 외면을 누르는 지지체 사이의 적소에 유지될 수 있다. 이를 위해, 지지체는 바람직하게는 플랜지의 외면을 누르는 하나의 편평한 베어링 표면과 정렬되고 성형력에 맞서는 버팀을 제공하는 세장형 판상체 또는 지지 레일에 의해 형성된다. 이 경우 지지체 또는 지지 레일은 가공 대상 금속 섹션의 전체 길이에 맞게 연장될 수 있다.
다른 대안으로, 체인 장갑(armour)과 같이 관절(articulated)식으로 서로 연결되는 개별 판으로 구성되는 지지체를 사용하는 것이 가능하다. 이런 방식으로 연결되는 이들 단판은 고정형 작업 롤 쌍에 대해 이동 대상 금속 섹션을 변위시키기 위해 해당 금속 섹션에 필요한 추력을 가할 수 있거나, 롤 스탠드의 일부로서 함께 이동하여, 바람직하게는 고정형 금속 섹션에 대해 이동 중인 작업 롤 쌍에 필요한 추력을 전달하기 위해 사용될 수 있다.
어쨌든 관련된 용례의 상황을 충분히 고려하여 당업자는 작업 롤 쌍을 포함하는 롤 스탠드와 금속 섹션을 서로에 대해 이동시키기에 가장 적절한 방법을 일일이 결정하고, 특히 금속 섹션을 고정 파지하고 작업 롤 쌍을 플랜지 사이에서 밀거나 당길 것인지, 아니면 금속 섹션을 고정형 작업 롤 쌍에 대해 변위시킬 것인지 여부를 결정하게 된다. 이를 위해 필요한 이송력을 금속 섹션이나 롤 스탠드에 어떻게 전달할 것인지의 문제도 마찬가지이다.
금속 섹션이 롤 스탠드에 정확히 로딩되고 롤 스탠드와 금속 섹션이 서로에 대해 이동할 때, 제1 플랜지는 제1 내측 작업 롤과 제1 외부 지지체 사이, 즉 제1 작업 간극에 존재하고 제2 플랜지는 제2 내측 작업 롤과 제2 외부 지지체 사이, 즉 제2 작업 간극에 존재한다.
용어 "작업 간극"은 성형 작업은 내측 작업 롤에 의해 플랜지의 내면에 가해지는 힘에 의해 주로 수행되고 지지체는 플랜지의 측방 변형 또는 편향을 방지하고/하거나 플랜지 사이에 배치되는 프로필 웹의 신장, 즉 웹 높이의 변경을 방지하기 위해 내측 작업 롤에 의해 플랜지 내면에 가해지는 힘에 맞서는 외향 버팀을 제공하는 역할만을 한다는 의미를 함축하도록 의도되어 있다. 이 맥락에서 지지체 간의 거리는 플랜지 외면 간의 거리에 따라 조절된다. 이들 조치에 의해 플랜지 내면의 표면 가까이 배치되는 플랜지 재료의 소성 변형을 통해 플랜지 재료의 두께가 실제로 국지적으로 감소함으로써 변형이 이루어지고 이에 따라 의도된 챔버 치수가 생성될 수 있다.
본 발명의 목적은 섹션의 웹 높이를 재보정하거나 냉간 성형에 의해 플랜지 외면을 변화시키는 것이 아니라, 플랜지 내면 사이에 간격을 형성하고 정밀 공차 이내로 섹션의 길이방향에 횡방향으로 그 표면 윤곽을 생성하는 것이기 때문에, 바람직한 실시예에서는 본 장치가 의도된 방식대로 사용될 때 플랜지 외면과 지지체 간의 면압이 충분히 낮아서 플랜지 외면의 표면 가까이 배치되는 플랜지 재료의 현저한 소성 변형이 일어나지 않도록 지지체의 치수가 설정되도록 규정되어 있다.
여러 산업용 수송 차량 제조업체는 차량의 마스트 섹션에 대해 전용 롤링 요소 및 롤 형상 기하구조를 통상 사용한다. 본 발명은 마스트 섹션이 제조업체 특정 작업 롤 형상을 사용하여 제조되고 있는 동안에도 플랜지 내면의 표면이 제조업체 특정 롤링 요소 및 롤 형상 기하구조에 적합화될 수 있도록 한다. 이를 위해 내측 작업 롤은 장치가 의도대로 사용될 때 내측 작업 롤과 플랜지 내면 간에 생기는 접촉면의 영역에서 비원통형 외부 윤곽을 가진다. 이 접촉면의 외부 윤곽은 냉간 성형 공정 중에 플랜지 내면에 재현될 수 있다.
바람직한 챔버 치수를 얻기 위한 금속 섹션의 변형은 금속 섹션이 롤 보정 장치에 도입되기 전이나 개개의 롤 보정 작업 사이에 수행될 수 있다. 바람직한 챔버 치수를 얻기 위해 금속 섹션의 변형은 롤 변형 보정기를 마지막으로 통과하기 전 및/또는 보정 프레스에서 최종 후가공을 수행하기 전에 이루어지는 것이 특히 바람직한데, 이는 예컨대 금속 섹션의 비틀림이나 휨을 초래할 수 있고 롤 변형 보정기 및/또는 보정 프레스를 사용하여 재차 보정되어야 하는 불균일한 변형이 발생하지 않으리라는 것을 항상 보장할 수는 없기 때문이다. 롤 스탠드는 롤 변형 보정기에 합체될 수도 있다. 이 경우에는 섹션의 길이방향에 대해 횡방향으로 일어나는 금속 섹션의 어떤 이동이든 보정할 수 있도록 롤 스탠드는 롤 변형 보정기 내에서 이동 가능해야 한다.
롤링 공정이 진행되는 동안, 회전축을 중심으로 회전하는 내측 작업 롤은 바람직하게는 회전축의 방향으로 작용하여 프로필 웹을 향해 내측 작업 롤을 가압하는 접촉 가압력의 영향을 받는데, 이는 내측 작업 롤이 플랜지로부터 금속 섹션의 웹으로 전이될 때 항상 완전히 편평하게 놓이도록 하거나 아니면 적어도 웹으로부터 소정 거리에 유지되도록 보장한다. 내측 작업 롤에 의해 플랜지 내면에 생기는 선택적 제조업체-특정 변형은 섹션의 전체 길이방향에 대해 일정하게 유지된다. 이로써 작업 롤이 프로필 웹의 표면에 의해 한정되는 평면으로부터 섹션의 외부를 향해 이탈되는 것이 효과적으로 방지된다. 물론 이 가압력을 대신하거나 이에 추가하여 작업 롤 쌍에서 가장 먼 금속 섹션의 면에 배열되고 작업 롤 쌍에 대해 금속 섹션을 정렬하여 금속 섹션이 이동하는 동안 작업 롤 쌍에 대하여 이탈되는 것을 방지하는 가압 롤이 마련될 수도 있다.
웹에 대향하는 내측 작업 롤의 전방면이 웹에 자국을 남기는 것을 방지하기 위해 이격자가 마련되어 프로필 웹을 향해 롤을 편향시키는 가압력에도 불구하고 내측 작업 롤을 웹 표면으로부터 소정 거리에 유지할 수 있다. 이런 이격자는 섹션이 롤 스탠드에 대해 이동함에 따라 웹의 표면에서 부드럽게 롤링되거나 활주하는 이격자 롤 또는 여타의 롤링 요소일 수 있다.
또한 유리하게는, 본 장치는 롤 스탠드로 진입하기 전에 금속 섹션의 영역으로부터 불순물을 제거하는 제1 세정 장치를 포함한다. 이런 불순물은 상류의 공정 단계 중에 섹션의 표면에서 떨어져 나오는 스케일에 의해 생길 수 있다. 세정 장치는 특히 압축 공기로 불순물을 불어내거나, 물로 불순물을 씻어내거나, 브러쉬로 불순물을 쓸어내거나 아니면 이들 방법을 조합하여 불순물을 제거한다. 세정 공정은 바람직하게는 금속 섹션이 롤 스탠드에 대해 이동하는 동안 계속해서 수행된다. 지지체 및/또는 내측 작업 롤 또한 제1 세정 장치나 추가적인 제2 세정 장치에 의해 동일한 방식으로 세정될 수 있다.
롤링 공정은 다중 단계로 수행될 수 있는데, 특히 바람직한 챔버 치수를 달성하기 위해 필요한 변형의 정도가 너무 커서 단일 단계로는 수행이 어려운 경우에 그러하다. 따라서 금속 섹션은 동일한 롤 스탠드를 여러 번 통과하거나 연달아 배열되는 여러 개의 롤 스탠드를 통과할 수 있되, 금속 섹션에 인가되는 압력이나 내측 작업 롤 및/또는 작업 간극의 기하구조는 단계별로 적합화될 수 있다.
롤링 공정을 이용한 단일 단계에서 발생할 수 있는 비드를 제거하기 위해 비드 제거 장치, 특히 대패(plane)가 롤 스탠드에 혹은 롤 스탠드가 설치되는 장치에 배열될 수 있다.
롤 스탠드와 금속 섹션의 서로에 대한 이동을 보장하기 위해 모터를 사용하여 내측 작업 롤을 구동하는 방식이 마련될 수 있다. 이를 대신하거나 이에 추가하여 모터 구동형 지지 롤에 의해 외부 지지체를 형성하는 방식이 제공될 수 있다. 이를 대신하여 또는 작업 롤 및/또는 지지 롤과 더불어 상술한 압력 롤에도 모터를 장치할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징과 장점은 도면을 참조한 바람직한 실시예에 대한 하기 설명과 종속 청구항을 통해 명확해질 것이다.
도 1은 금속 섹션의 플랜지가 내측 작업 롤과 외부 지지체 사이로 이송되어 있는 롤 스탠드의 정면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 배열의 평면도이다.
도 3은 압연된 섹션 반가공품(도 3(a))에서 시작하여 재보정된 금속 섹션(도 3(c))까지의 단계에서 금속 섹션의 변화를 도시한다.
도 4는 진행 방향(V)에 대한 내측 작업 롤의 단계적인 조절을 통해 이루어지는 금속 섹션의 챔버 치수의 확장을 단계별로 도시한다.
도 1은 본 발명의 장치를 구성하는 롤 스탠드(10)의 정면도를 도시하는데, 예시의 목적으로 본 명세서에서 선택한 이중 T형 금속 섹션의 플랜지(21, 22, 23, 24)가 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)과 외부 지지체(15, 16) 사이로 진행되어 있다. 플랜지(21, 23)는 본 발명의 조건 내에서 각각 제1 플랜지이고, 플랜지(22, 24)는 본 발명의 조건 내에서 각각 제2 플랜지이다.
내측 작업 롤(11)은 본 발명의 조건 내에서 제1 내측 작업 롤이고 내측 작업 롤(12)은 제2 내측 작업 롤이다. 이들은 플랜지(21, 22) 사이에 배열되는 내측 작업 롤 쌍을 함께 형성한다. 마찬가지로, 내측 작업 롤(13)은 본 발명의 조건 내에서 제1 내측 작업 롤이고 내측 작업 롤(14)은 제2 내측 작업 롤이며, 이들은 플랜지(23, 24) 사이에 배열되는 내측 작업 롤 쌍을 함께 형성한다. 제1 외부 지지 체(15)는 외부로부터 플랜지(21, 23)에 작용하고 제2 외부 지지체(16)는 외부로부터 플랜지(22, 24)에 작용한다. 따라서, 도 1에 도시된 구성은 본 발명에 따라 정의되는 두 개의 제1 내측 작업 롤(11, 13)과 본 발명에 따라 정의되는 두 개의 제2 내측 작업 롤(12, 14)을 보여준다.
제1 작업 간극이 제1 내측 작업 롤(11)과 제1 외부 지지체(15) 사이에 형성되고, 제2 작업 간극이 제2 내측 작업 롤(12)과 제2 외부 지지체(16) 사이에 형성된다. 동일한 방식으로, 본 발명에 따라 정의되는 제1 작업 간극이 제1 내측 작업 롤(13)과 제1 외부 지지체(15) 사이에 형성되고, 본 발명에 따라 정의되는 제2 작업 간극이 제2 내측 작업 롤(14)과 제2 외부 지지체(16) 사이에 형성된다. 따라서, 도 1에 도시된 구성에서는 총 네 개의 작업 간극, 즉 본 발명에 따라 정의되는 두 개의 제1 작업 간극과 본 발명에 따라 정의되는 두 개의 제2 작업 간극이 도시되어 있다.
물론, 이중 챔버 섹션(예컨대, 이중 T형 섹션)이 아니라 단일 챔버(예컨대, U형 섹션)를 제조하거나 재보정할 경우에는 간단한 배열을 위해 상술한 바와 같이 도합 두 개의 내측 작업 롤 쌍, 두 개의 제1 플랜지, 두 개의 제2 플랜지, 두 개의 제1 작업 간극 및 두 개의 제2 작업 간극으로 이루어진 이중 배열은 생략된다.
도 2는 도 1의 구성의 평면도를 도시한다. 외부 지지체(15, 16)와 내측 작업 롤(11, 12)은 도 2의 회전 방향 화살표가 가리키는 방향으로 회전한다. 금속 섹션은 롤 스탠드에 대해 이송 방향(V)으로 이동한다. 대안으로서, 고정된 위치에 파지되는 금속 섹션에 대해 롤 스탠드가 이동할 수도 있다. 플랜지(21, 22)가 제1 내측 작업 롤(11)과 제1 외부 지지체(15) 사이 및 제2 내측 작업 롤(12)과 제2 외부지지체(16) 사이의 제1 간극과 제2 간극 내로 진입하기 전에, 플랜지의 내면은 내측 작업 롤과의 접촉하게 되고, 차후 마스트 섹션으로 사용되는 동안 롤링 요소가 롤링될 영역에서 소정 챔버 치수(K0)만큼 서로 이격된다. 금속 섹션(20)은 또한 소정의 웹 높이(S0)를 가진다.
각각의 플랜지가 각각의 작업 간극을 통과할 때 내측 작업 롤은 플랜지의 내면에 변형력을 가하며 이로 인해 플랜지 내면이 냉간 성형되고, 따라서 그 표면 가까이에서 가공 경화 및 표면 평활화가 이루어진다. 이 공정은 도 1에 보다 상세히 도시되어 있다. 도 1에는 플랜지(21, 22) 사이에서 섹션의 길이 방향에 대해 횡방향으로 작용하는 변형력이 어떻게 서로 상쇄되는지를 나타내기 위해 힘 화살표(FU)가 이중 T형 섹션(20)의 상부 챔버에 도시되어 있다. 플랜지의 외면에 작용하는 외부 지지체(15, 16)로부터의 힘만이 외부 지지체의 베어링(미도시)에 의해 흡수되어야 한다. 이는 내측 작업 롤(11, 12)이 서로 마주 대하여 롤링되고, 따라서 발생하는 힘이 서로 직접적으로 중화됨으로써 이루어진다. 이는 만약 있다손 치더라도 섹션의 길이 방향에 대해 횡방향으로 작용하는 극히 작은 힘만을 흡수할 수 있어야 하는 것으로, 내측 작업 롤에 접하는 샤프트를 위한 베어링 배열을 가능하게 한다. 작업 롤이 변형 및 가공 경화 효과를 발휘하는 재료 영역(검게 강조됨)이 보다 분명히 보이도록 도 1에 도시된 이중 T형 섹션(20)의 하부 챔버에는 내측 작업 롤(13, 14)이 개략적으로만 도시되어 있다.
도 1에 역시 도시된 힘 화살표(FA)는 회전축(R)의 회전 방향으로 작업 롤에 작용하는 가압력을 나타내는데, 이 가압력은 작업 롤이 섹션의 웹(25)으로부터 멀리 이동시 상향으로 이탈되지 못하도록 보장한다.
내측 작업 롤과 관련하여, 바람직한 최종 챔버 치수가 K1일 경우 각각의 내측 작업 롤은 1/2 K1, 즉 바람직한 최종 챔버 치수(K1)의 50%에 이르는 공칭 직경을 가진다. 따라서, 통상적으로 사용되는 60 mm와 200 mm 사이의 챔버 치수의 경우에는 30 mm와 100 mm 사이의 공칭 직경을 갖는 내측 작업 롤이 사용될 것이다. 플랜지의 재료와 내측 작업 롤 자체의 재료가 특정한 재료 탄성을 가지며 변형력을 받을 때 비록 약간만이긴 하나 탄성적으로, 즉 영속적인 소성 변형 없이 휘어졌다가 복원(spring back)된다는 사실을 감안하여 공칭 직경을 선택적으로 추가량만큼 증가시킬 수 있다. 따라서 실제 직경은 공칭 직경(1/2 K1)보다 약간 클 수 있다.
본 방법 및 롤 스탠드의 다른 구체적인 특징은 내측 작업 롤이 적어도 성형 공정 중에 플랜지의 내면과 접촉하는 영역에서 비원통형 외부 윤곽을 가질 수 있다는 것이다. 도면에서 내측 작업 롤은 예시 목적상 외향으로 볼록하게 도시되어 있다. 따라서 내측 작업 롤은 외향으로 볼록하게 만곡된(positively curved) 볼록한 수렴 렌즈와 같은 단면을 가진다. 그러나, 원칙적으로 다른 단면 형상, 특히 외향으로 음성 만곡된 오목한 발산 렌즈나 가변 외부 윤곽 연속체(progression)와 같은 단면도 가능하다. 이는 지정된 롤 형상, 경우에 따라서는 제조업체 특정 롤 형상을 고려할 수 있도록 하며 제조 공정에서 플랜지의 내면에도 외부 윤곽을 복제할 수 있도록 한다. 이로 인해 마스트 프레임의 작동 수명에 걸쳐 점점 커져 한계값에 접근하는 런인 유격이 감소하는데, 이는 롤이 애초부터 그 외부 윤곽과 정합하는 표면에서 롤링되고 따라서 작동 수명 중에 훨씬 낮은 정도로 상기 표면에 자국을 내기 때문이다. 이론상 이런 자국은 완벽히 방지된다.
본 방법으로 평행하지 않은 플랜지 내면을 생산하는 것도 가능한데, 이는 이에 대응하여 내측 작업 롤의 외부 윤곽을 구성함으로써 실현된다. 이 맥락에서 비평행성은 폐쇄 챔버 치수가 웹을 기점으로 생성되도록 하는 성질을 가질 수 있고(내측 작업 롤의 유효 외경이 웹의 표면에서 멀어지는 방향으로 점점 작아진다), 개방 챔버 치수가 웹을 기점으로 생성되도록 하는 성질도 가질 수 있다(내측 작업 롤의 유효 외경이 웹의 표면에서 멀어지는 방향으로 점점 커진다). 또한, 열간 압연된 강 섹션의 경우, 본 방법 및 롤 스탠드는 통상 웹에서 시작되며 평행하지 않고 개방된 플랜지의 내면이 실질적으로 평행하게 연장되는 방식으로 형성될 수 있도록 한다.
도 3은 성형 공정을 다시 도시한다. 도 3(a)는 플랜지가 작업 간극 내로 도입되기 전의 금속 섹션의 단면을 도시한다. 공정 중에 롤 스탠드에서 가공되는 플랜지 내면의 표면에 가까운 재료 영역은 도 3b에서 검게 강조된 영역으로 표시되어 있다. 마지막으로, 도 3(c)는 최초 챔버 치수(K0)에서 바람직한 최종 챔버 치수(K1)로 챔버 치수가 변화된 마스트 섹션의 단면을 도시한다.
도 1과 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 외부 지지체의 직경은 내측 작업 롤의 직경보다 현저히 크며, 따라서 플랜지의 외면에 가해지는 면압이 낮게 유지된다. 이는 특히 성형력이 웹의 높이(S0)나 플랜지의 외면에 영향을 미치지 않는 것이 중요할 경우에 필요하다. 이에 대해서는 웹의 높이(S0)는 롤 스탠드를 통과하기 전과 통과한 후가 동일한 데 반해 최초 챔버 치수(K0)는 바람직한 최종 챔버 치수(K1)로 변경되었다는 사실로 도 2에 표현되어 있다. 한편, 웹의 높이(S0)와 플랜지 외면 간의 거리의 경미한 변화는 이런 변화가 차후 섹션을 사용할 때 불리한 영향을 미치지 않는다는 전제하에서 허용 가능하다.
외부 지지체와 관련하여, 섹션 플랜지의 외면과의 접촉 영역은 지지체의 유효 직경이 이 지점에서 약 700 mm 내지 약 750 mm 이상일 경우 플랜지 외면의 소성 변형을 방지하기에 충분히 낮은 면압을 보장한다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 이는 고정된 값으로 이해해서는 안 된다. 재료 섹션의 재료에 따라서는 해당 범위 외의 값에 의해서도 유용한 결과를 얻을 수 있다.
그러나, 외부 지지체가 반드시 지지 롤에 의해 형성되어야 할 필요는 없다. 예컨대, 외부 지지체는 옆가늠쇠(side lay)가 달린 판이나 레일에 의해 형성될 수도 있고 체인 장갑과 같이 관절식으로 서로 연결되어 편평하고 균일한 지지면을 형성하는 복수의 개별 판에 의해 형성될 수도 있다. 지지체 형상의 선택은 무엇보다도 롤 스탠드가 고정 파지된 금속 섹션에 대해 변위되는지, 아니면 롤 스탠드가 붙박이로 설치되고 금속 섹션이 롤 스탠드에 대해 이동하는지에 따라 달라진다. 특히, 후자의 경우에는 내측 작업 롤 및/또는 외부 지지체(지지 롤 형태일 경우)를 구동하기 위해 모터를 사용하는 것이 합당하다. 물론 지지 롤과 내측 작업 롤 양측 모두에 모터가 장치될 경우에는 모터의 표면 속도의 동기화가 보장되도록 주의해야 한다.
지지 롤이 성형 과제를 전혀 수행할 필요가 없기 때문에, 지지 롤은 약 유연성(slightly yeilding) 및/또는 고마찰 구동 코팅, 예컨대 경질 고무로 피복되거나 코팅될 수 있고 플랜지 외면의 요철을 메우거나 감안하도록 그리고/또는 압연 재료의 미끄럼 방지 이송을 보장하도록 적절히 치수 설정될 수 있다. 이런 코팅은 플랜지의 외면에 바람직한 낮은 면압이 인가되도록 하는 데에도 기여한다.
물론, 제1 외부 지지체와 제2 외부 지지체는 양쪽에, 즉 제1 플랜지와 제2 플랜지 양측 모두에 가해지는 성형력에 맞서는 버팀을 제공하는 단일 구성요소에 의해 형성될 수도 있다.
도 4는 섹션의 종방향 측면 또는 이송 방향(V)에 두 내측 작업 롤의 중심점을 가상으로 연결하는 가상 연결축(A)에 의해 형성되는 각도(α)가 증가하는 본 발명에 따른 롤 스탠드 및 방법의 특수한 변형례를 도시한다. 특히, 해당 각도는 90°미만의 각도에서 실질적으로 90°의 각도로 변경된다. 이로 인해 플랜지의 내면에 작용하는 내측 작업 롤의 유효 외부 작업 치수가 증가하고 작업 간극은 점점 협소해지는 반면 외부 지지 롤은 서로 일정한 간격으로 유지된다. 내측 작업 롤(11, 12)과 함께 작업 간극을 형성하기 위해 당연히 마련되어야 하는 외부 지지롤은 명료성을 위해 도 4에 도시되어 있지 않다.
특히 이런 구성은 원래의 챔버 치수(K0)(금속 섹션이 아직 어떤 처리도 받지 않은 상태)에서 시작하여 최종 챔버 치수(K3)까지 단계별로 챔버 치수를 변경할 수 있도록 한다. 제1 패스(pass)에서, 섹션의 종방향 측면 또는 이송 방향(V)과 축(A1)은 챔버 치수를 K0에서 K1으로 확장하기 위해 각도(α1)를 이룬다. 제2 패스에서는, 작업 간극을 약간 좁혀 챔버 치수를 K1에서 K2로 확장하기 위해 각도(α1)는 각도(α2)로 증가한다. 제3 패스에서는 작업 간극을 재차 좁히기 위해 각도(α2)가 각도(α3)로 증가하며, 따라서 챔버 치수(K2)는 도 4에 도시된 바와 같은 최종 챔버 치수를 나타내는 챔버 치수(K3)로 확장된다. 물론 필요하거나 합당한 패스의 수와 더불어 내측 작업 롤 쌍의 정렬 변경의 횟수와 작업 간극의 협소화 횟수는 각각의 용례에 대해 결정될 수 있다.
위에 설명한 다단계 방법에서는 작업 간극을 점진적으로 좁히기 위해 각도(α)가 점진적으로 증가하지만 이와 달리 각각의 경로(passage) 내에서는 일정하게 유지된다. 그러나 도 4에 도시된 이송 방향에 대한 롤의 경사 위치, 즉 가상 연결축(A)과 관련 작업 간극의 협폭부 간의 오프셋이 금속 섹션의 길이에 걸쳐 존재할 수 있는 챔버 치수의 임의의 변경을 보정하기 위해 사용될 수도 있다. 금속 섹션의 중간 부분에서 검출 가능하고, 특히 금속 섹션의 시작 부분과 끝 부분의 작업 간극으로부터 금속 섹션의 런인 및 런아웃에 의해 생기는 챔버 치수에 대한 약간의 편차가 제한 범위 내로 조절될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 이송 방향에 대한 내측 작업 롤의 경사 위치는 경사 배향은 각각의 패스 내에서 일정하게 유지될 수 있도록 하면서 점진적으로 실현될 수 있을 뿐만 아니라, 금속 섹션의 길이를 따라 측정된 실제 챔버 치수의 임의의 편차를 선별적으로 균등화하기 위해 패스 중에 제어된 방식으로 변경될 수도 있다.
이를 위해 각도(α)를 설정하는 변위 및 제어 장치와 내측 작업 롤 쌍에 측정 장치를 할당하는 것이 권장되는데, 측정 장치는 패스 중에 실제 챔버 치수를 검출한다. 측정 지점이나 측정값은 바람직하게는 작업 간극에 선행하며, 따라서 편차가 검출될 때 이에 응하여 각도(α)가 즉시 조절될 수 있다. 그러나, 측정 지점이나 측정값이 작업 간극에 후행하거나, 선행 및 후행 측정값을 둘 다 구하는 것도 가능하다. 마지막 옵션은 특히 시스템이 해당 각도 조절에 의해 초래되는 챔버 치수의 변화를 즉시 검출할 수 있고, 컴퓨터 지원 재조절 또는 각도(α) 변경에 의해 보정을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이로써 일종의 자가 학습 시스템이 개발될 수 있는데, 이 시스템은 자체 보정을 수행하고 각도 설정 또는 이에 종속된 변수로부터 가공 경화 정도의 의존성을 자동으로 판정할 수 있다.
각도(α)가 90°에서 벗어날 수 있는 최대값, 즉 축(A)이 이송 방향(V)으로부터 오프셋되는 각도는 금속 섹션의 재료에 따라, 그리고 설정된 단계의 감소에 따라 달라지며, 내측 작업 롤의 서로에 대한 충분한 버팀이 보장되고 이로써 초래되는 토크가 여전히 제어 가능하도록 선택되어야 하는데, 이 토크에 의해 내측 작업 롤에 작용하는 힘은 이들을 훨씬 더 경사진 위치로 강제로 밀어낼 수 있게 된다.
이상의 설명과 묘사가 도면에서 이중 T형 섹션만을 명시적으로 언급하고 있긴 하지만, 본 발명은 오직 이런 금속 프로필 유형의 생산이나 재보정에만 제한되지 않으며, 이들 사이에서 적어도 한 쌍의 작업 롤이 실제로 사용될 수 있는 두 대향 플랜지를 포함하는 일체의 다른 프로필 형상에도 적용될 수 있다.
10: 장치/롤 스탠드
11, 13: 제1 내측 작업 롤
12, 14: 제2 내측 작업 롤
15: 제1 외부 지지체
16: 제2 외부 지지체
20: 금속 섹션
21, 23: 제1 플랜지
22, 24: 제2 플랜지
25: 프로필 웹

Claims (22)

  1. 제1 플랜지(21, 23)와, 이와 대향되는 제2 플랜지(22, 24)를 압축하여 정밀한 공차인 최종 챔버 치수(K1)만큼 서로 이격되도록 형성하는 금속 섹션(20) 제조 장치(10)에 있어서,
    제1 내측 작업 롤(11, 13) 및 제2 내측 작업 롤(12, 14)을 구비하는 적어도 하나의 작업 롤 쌍을 포함하고,
    상기 작업 롤 쌍은 상기 제조 장치(10)가 정상적으로 로딩될 때 상기 제1 플랜지(21, 23)와 상기 제2 플랜지(22, 24) 사이에 설치되며, 상기 제조 장치(10) 및 금속 섹션(20)이 서로 상대 이동할 때 상기 대향하는 제1 및 제2 플랜지 내면에 성형력을 가하면서 상기 금속 섹션(20)의 길이 방향으로 이동하고,
    상기 제 1 내측 작업 롤(11, 13)은 상기 대향하는 제1 플랜지 내면과 서로 접촉하면서 상기 작업 롤 쌍에 작용하는 상기 성형력을 지지하기 위하여 상기 제2 내측 작업 롤(12, 14)과 접촉하면서 롤링하고,
    상기 제1 내측 작업 롤(11, 13)과 제1 작업간극을 형성하도록 상기 제1 내측 작업 롤(11, 13)과 접하는 제1 플랜지(21, 23)의 외면에 구비되는 제1 외부 지지체(15) 및 상기 제2 내측 작업 롤(12, 14)과 제2 작업간극을 형성하도록 상기 제2 내측 작업 롤(12, 14)과 접하는 제2 플랜지(22, 24)의 외면에 구비되는 제2 외부 지지체(16)를 포함하고,
    상기 제1 외부 지지체(15)와 상기 제2 외부 지지체(16) 사이의 간격(So)은 상기 제1 및 제2 플랜지 내면이 성형되는 동안 일정하게 유지되며,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)에 의해 제1 및 제2 플랜지 내면에 가해지는 힘과, 상기 가해지는 힘에 대항하여 상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)에 의해 외측에서 지지되면서 상기 제1 및 제2 플랜지(21, 22, 23, 24)를 소성 변형시켜 두께를 감소시키고, 제1 및 제2 플랜지 내면 표면을 가공하여 경화 및 평활화하고,
    상기 제1 외부 지지체(15)는 상기 제 1 내측 작업 롤(11, 13)보다 큰 직경으로 구비되고, 상기 제2 외부 지지체(16)는 상기 제 2 내측 작업 롤(12, 14)보다 큰 직경으로 구비되며,
    상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)와 상기 제1 및 제2 플랜지 외면 사이에 가해지는 면압이 상기 제1 및 제2 플랜지 외측면의 표면 부근에서 소성 변형이 발생하지 않도록 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 상기 제조 장치(10)가 의도대로 사용될 때 상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)과 상기 제1 및 제2 플랜지의 내면 간에 형성되는 접촉면 영역에서 비원통형 외부 윤곽을 가지는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제조 장치(10)가 롤 변형 보정기에 합체되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제조 장치(10)가 상기 롤 변형 보정기에 대해 이동 가능하고, 상기 금속 섹션(20)의 길이 방향에 대해 횡 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 회전축(R)의 방향으로 작용하고 프로필 웹(25)을 향해 상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)을 강제로 밀어내는 가압력을 받는 것을 특징으로 금속 섹션 제조 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 금속 섹션(20)이 상기 제조 장치(10) 내로 진입하기 전에 상기 금속 섹션(20)에서 오염물질을 제거할 수 있는 세정 장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    성형 공정 중에 형성되는 롤 비드를 제거할 수 있는 장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 모터로 구동되며, 상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)는 모터 구동식 지지 롤에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  10. 제1 플랜지(21, 23)와, 이와 대향되는 제2 플랜지(22, 24)를 압축하여 정밀한 공차인 최종 챔버 치수(K1)만큼 서로 이격되도록 형성하는 금속 섹션(20) 제조 방법에 있어서,
    제조 장치(10)의 작업 롤 쌍 중 제1 내측 작업 롤(11, 13)과 상기 제1 내측 작업 롤(11,13)보다 큰 직경을 갖는 제1 외부 지지체(15) 사이에 형성되는 제1 작업 간극에 제1 플랜지(21, 23)를 배치하는 단계;
    상기 작업 롤 쌍 중 제2 내측 작업 롤(12, 14)과 상기 제2 내측 작업 롤(12, 14)보다 큰 직경을 갖는 제2 외부 지지체(16) 사이에 형성되는 제2 작업간극에 제2 플랜지(22, 24)를 배치하는 단계와,
    상기 금속 섹션(20)과 상기 제조 장치(10)를 상기 금속 섹션의 길이방향으로 서로 상대적으로 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 내측 작업 롤 및 상기 제2 내측 작업 롤은 서로 롤링함과 동시에 상기 제1 및 제2 플랜지 내면으로부터 상기 금속 섹션의 길이 방향에 대해 횡 방향으로 상기 작업 롤 쌍에 작용하는 성형력은 서로 맞닿으면서 버팀되며,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11,12,13,14)에 의해 상기 제1 및 제2 플랜지 내면에 가해지는 힘과, 상기 제1 및 제2 플랜지 내면에 가해지는 힘에 대항하여 상기 외부 지지체(15, 16)에 의해 외부에서 지지되면서 상기 제1 및 제2 플랜지 재료를 소성 변형하여 두께를 감소시키고, 상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)는 상기 제1 및 제2 플랜지 내면이 성형되는 동안 상호 일정한 간격(So)을 유지하며, 상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)와 상기 제1 및 제2 플랜지 외면 사이의 면압에 의해 상기 제1 및 제2 플랜지 외측면의 표면 부근에서의 소성 변형을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속 섹션의 길이방향으로 서로 상대적으로 이동시키는 단계 이후에 상기 금속 섹션(20)은 롤 변형 보정기 또는 보정 프레스에서 재조절되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 회전축(R)을 중심으로 회전하며, 회전축(R)의 방향으로 작용하고 프로필 웹(25)을 향해 상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)을 강제로 밀어내는 가압력에 의해 로딩되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 상기 제조 장치(10)가 의도대로 사용될 때 상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)과 상기 제1 및 제2 플랜지의 내면 간에 형성되는 접촉면의 영역에서 비원통형 외부 윤곽을 가지며, 상기 외부 윤곽은 상기 제1 및 제2 플랜지의 내면에서 이루어지는 성형 작업 중에 상기 제1 및 제2 플랜지의 내면에 전사되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 성형 중에 발생되는 롤 비드는 상기 제조 장치(10)에 내장된 장치에 의해 상기 성형 직후에 제거되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    성형 대상 재료를 하나의 제조 장치(10)에 여러 번 통과시켜 작업간극의 기하구조 또는 상기 제1 및 제2 작업간극 내에서 상기 제1 및 제2 플랜지 내면에 작용하는 힘을 조절하거나, 성형 대상 재료를 각각 상이한 작업간극 치수를 갖는 다수의 제조 장치(10)에 연속하여 통과시킴으로써 다중 단계에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 금속 섹션(20)은 섹션의 길이방향으로 고정형 제조 장치(10)에 대해 이동하는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  17. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제조 장치(10)는 파지에 의해 고정화되는 금속 섹션(20)에 대해 이동하는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  18. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 금속 섹션(20)은 상기 제1 외부 지지체(15)와 상기 제2 외부 지지체(16) 사이에 파지되어 고정화되고, 상기 작업 롤 쌍은 상기 금속 섹션(20)과 상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)의 길이방향으로 제1 플랜지(21, 23)와 제2 플랜지(22, 24) 사이에서 이동하여 상기 제1 및 제2 플랜지 내면을 재성형하는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 방법.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 회전축(R)의 방향으로 작용하고 프로필 웹(25)을 향해 상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)을 강제로 밀어내는 가압력을 받는 것을 특징으로 금속 섹션 제조 장치.
  20. 제5항에 있어서,
    상기 금속 섹션(20)이 상기 제조 장치(10) 내로 진입하기 전에 상기 금속 섹션(20)에서 오염물질을 제거할 수 있는 세정 장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  21. 제5항에 있어서,
    성형 공정 중에 형성되는 롤 비드를 제거할 수 있는 장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
  22. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 내측 작업 롤(11, 12, 13, 14)은 모터로 구동되며, 상기 제1 및 제2 외부 지지체(15, 16)는 모터 구동식 지지 롤에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 섹션 제조 장치.
KR1020137033100A 2011-05-13 2011-05-13 정밀 공차의 챔버 치수를 갖는 금속 섹션의 제조 방법 및 장치 KR101620936B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/057808 WO2012155953A1 (de) 2011-05-13 2011-05-13 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON METALLPROFILEN MIT ENG TOLERIERTEM KAMMERMAß

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140035937A KR20140035937A (ko) 2014-03-24
KR101620936B1 true KR101620936B1 (ko) 2016-05-13

Family

ID=44626927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137033100A KR101620936B1 (ko) 2011-05-13 2011-05-13 정밀 공차의 챔버 치수를 갖는 금속 섹션의 제조 방법 및 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9522418B2 (ko)
EP (1) EP2707155B1 (ko)
JP (1) JP5851592B2 (ko)
KR (1) KR101620936B1 (ko)
CN (1) CN103534041B (ko)
BR (1) BR112013028861B1 (ko)
CA (1) CA2835680C (ko)
RU (1) RU2584095C2 (ko)
WO (1) WO2012155953A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106040788B (zh) * 2016-08-01 2018-08-10 珠海东方重工有限公司 卧式矫正机
CN110090862A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 高明铁企业股份有限公司 滑轨滚轧机之成型模具组
CN110560515A (zh) * 2019-10-11 2019-12-13 江苏亚太轻合金科技股份有限公司 一种h型材整形装置
DE102020215582A1 (de) 2020-12-09 2022-06-09 Sms Group Gmbh Beibiegeeinrichtung

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US974173A (en) * 1909-10-09 1910-11-01 William H Morgan Method of and machine for flanging plates.
NL124673C (ko) * 1961-11-25
JPS5857244B2 (ja) 1980-02-05 1983-12-19 住友金属工業株式会社 H形鋼の製造方法
JPS60206502A (ja) 1984-03-30 1985-10-18 Nippon Steel Corp フランジを有する形材の成形圧延機
JPS61262403A (ja) * 1985-05-15 1986-11-20 Kawasaki Steel Corp ウエブ高さの調整が可能なh形鋼の圧延方法
JPS6268624A (ja) * 1985-09-20 1987-03-28 Kawasaki Heavy Ind Ltd 形鋼の矯正機
JPS6293008A (ja) * 1985-10-17 1987-04-28 Kawasaki Steel Corp ウエブ高さの調整可能なh形鋼の圧延方法
JPS63140703A (ja) * 1986-12-03 1988-06-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 極薄ウエブh形鋼の製造方法
JPH074602B2 (ja) 1986-12-03 1995-01-25 新日本製鐵株式会社 フランジを有する形鋼の製造装置
JPS63140706A (ja) 1986-12-03 1988-06-13 Nippon Steel Corp フランジを有する形鋼の製造装置
DE3805364A1 (de) * 1988-02-17 1989-08-31 Salzgitter Peine Stahlwerke Fertigwalzverfahren fuer profile
JPH02127901A (ja) * 1988-03-30 1990-05-16 Sumitomo Metal Ind Ltd 薄肉ウェブh形鋼の製造方法
JP2575802B2 (ja) * 1988-05-19 1997-01-29 新日本製鐵株式会社 フィン付き形材の製造装置
JP2553634B2 (ja) * 1988-05-19 1996-11-13 新日本製鐵株式会社 フィン付き形材の製造装置
BE1001122A3 (fr) * 1988-06-03 1989-07-25 Cockerill Sambre Sa Profile lamine comportant une partie ondulee, procede pour la fabrication de ceux-ci et installation destinee a leur fabrication.
JPH0211201A (ja) * 1988-06-28 1990-01-16 Kawasaki Steel Corp H形鋼の圧延方法
US4982487A (en) * 1988-10-27 1991-01-08 Hughes Aircraft Company Metallic component cold roll/crimping tool
EP0399296B1 (de) * 1989-05-24 1993-08-11 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Automatisches Einrichten eines Universalwalzgerüstes nach dessen Umbau auf neue Profilformate
JP2576699B2 (ja) * 1991-02-01 1997-01-29 住友金属工業株式会社 軽量h形鋼の矯正方法
JPH0596301A (ja) * 1991-10-04 1993-04-20 Sumitomo Metal Ind Ltd H形鋼のエツジング圧延方法
JPH0565403U (ja) 1992-02-04 1993-08-31 住友金属工業株式会社 フランジを有する形鋼の圧延装置
DE4207297A1 (de) 1992-03-07 1993-09-09 Schloemann Siemag Ag Verfahren und vorrichtung zum richten von h-foermigen traegerprofilen
US5398372A (en) * 1993-10-29 1995-03-21 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Liquid edge bead removal device
JPH11244903A (ja) * 1998-02-25 1999-09-14 Nippon Steel Corp ユニバーサル圧延方法及び装置
RU2288045C1 (ru) * 2005-04-25 2006-11-27 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Способ прокатки симметричных профилей сложной формы
RU2294246C1 (ru) * 2005-07-27 2007-02-27 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Способ прокатки крупных швеллеров в черновых калибрах

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014514165A (ja) 2014-06-19
CA2835680A1 (en) 2012-11-22
KR20140035937A (ko) 2014-03-24
CA2835680C (en) 2017-06-13
US9522418B2 (en) 2016-12-20
WO2012155953A1 (de) 2012-11-22
CN103534041A (zh) 2014-01-22
JP5851592B2 (ja) 2016-02-03
EP2707155B1 (de) 2014-12-03
EP2707155A1 (de) 2014-03-19
RU2013150022A (ru) 2015-06-20
US20150132597A1 (en) 2015-05-14
BR112013028861A2 (pt) 2018-07-03
BR112013028861B1 (pt) 2021-03-16
CN103534041B (zh) 2015-08-19
RU2584095C2 (ru) 2016-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101620936B1 (ko) 정밀 공차의 챔버 치수를 갖는 금속 섹션의 제조 방법 및 장치
US20120174643A1 (en) Method and device for continuously stretch-bend-leveling metal strips
US20080196466A1 (en) System for leveling metal strip
JP6475229B2 (ja) 焼鈍炉のための炉マッフル
CN109332389B (zh) 一种镁合金交叉轧制的方法
US20210379640A1 (en) Device and method for the flexible roll forming of a semifinished product
RU2380212C1 (ru) Способ обработки нежестких валов
EP1537922B1 (en) Manufacturing profiles having a cross-section varying in longitudinal direction
CN107921501B (zh) 用于消除金属的扁平产品的平整度缺陷的设备和方法
CN104148453A (zh) 轻合金型材精整机
CN113926888A (zh) 一种变截面仿形辊压冷弯设备及其加工方法
CN216679622U (zh) 一种三轴整型机
KR101035507B1 (ko) 가변형 압연가이드
KR930010307B1 (ko) 냉간 변형가능하며 회전대칭인 공작물을 교정하기 위한 장치
KR101438774B1 (ko) 극후강판 압연 설비와 압연 방법
JP2003305515A (ja) 形鋼の矯正装置
KR101460284B1 (ko) 압연강판 교정 장치 및 교정 방법
CN218903140U (zh) 一种合金钢带矫直装置
RU2784711C1 (ru) Способ правки стального проката
KR101460285B1 (ko) 압연강판 교정 장치 및 교정 방법
RU2386508C2 (ru) Способ изготовления гнутого тонкостенного профиля швеллерного типа
RU2254953C1 (ru) Тянущее устройство профилегибочного стана
RU2344888C1 (ru) Способ прокатки листовой стали
RU2697311C1 (ru) Способ правки листового проката
JPH08197108A (ja) 圧延チャンネルの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190430

Year of fee payment: 4