KR101647235B1 - 롤러의 실사용 환경 구현 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 롤러의 교체 초기에 실사용 환경에 빠르게 적용할 수 있도록 교체될 롤러의 표면에 실사용 환경에서 형성되는 표면물질을 코팅처리하여 표면 거칠기를 낮출 수 있도록 한 롤러의 실사용 환경 구현 장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치는 이송물과 동일한 소재로 제공된 코팅롤러; 상기 코팅롤러가 회전 가능하게 장착된 회전구동부; 상기 이송물과 접촉하는 작업롤러가 회전 가능토록 장착되는 롤러장착부; 및 상기 코팅롤러에 상기 작업롤러가 접촉되어 회전하도록 상기 회전구동부와 적어도 하나의 상기 롤러장착부를 지지하는 하우징;을 포함하고, 상기 하우징은 상기 회전구동부가 중앙부에 장착되고, 상기 중앙부를 기준으로 양측에 상기 작업롤러가 이동가능하게 장착되도록 제공되며, 상기 하우징에 제공되어 상기 작업롤러가 상기 코팅롤러에 접촉되도록 상기 롤러장착부를 가압하여 이동시키는 가압부를 포함한다.

Description

롤러의 실사용 환경 구현 장치 {USED ENVIRONMENT INPLEMENTING APPARATUS FOR ROLLER}
본 발명은 압연 등에 사용되는 롤러의 실사용 환경 구현 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러의 교체 초기에 실사용 환경에 빠르게 적용될 수 있도록 미리 실사용 환경을 구현할 수 있도록 한 롤러의 실사용 환경 구현 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 압연은 금속의 소성을 이용해서 금속재료를 회전하는 2개의 롤러 사이로 통과시켜서 여러 가지 형태의 재료, 예를 들어, 판재, 봉재, 관재, 형재 등으로 가공하는 방법이다. 이러한 압연은 금속재료의 온도에 따라 열간압연과 냉간압연으로 나누어진다.
이와 같이 소재를 압연하는 압연설비는 2개의 롤러를 이용하여 소재를 압연하고 있으며, 압연되는 소재의 품질 향상이나, 롤러의 상태에 따라 롤러를 교체하여 사용하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 압연설비의 냉간압연시 작업속도를 도시한 그래프이다. 여기서, 가로축은 피압연소재의 길이이고, 세로축은 압연속도를 나타낸다.
도 1을 참고하면, 종래의 압연설비는 3번째 압연 사이클(일례로 3 코일) 작업이후의 롤러를 사용할 경우, A선도와 같이 압연속도는 약 250mpm으로 유지된다.
그런데, 종래에는 압연설비에서 롤러를 교체한 후, 1~2번째 압연 사이클까지는 상대적으로 저속으로 압연이 이루어진다. 예컨대, 롤러 교체 직후에의 압연 속도는 B선도와 같이 약 150mpm으로 유지된다.
즉, 롤러를 교체한 후의 작업속도는 롤러 교체전의 작업속도에 비해 약 60%의 압연속도로 작업이 진행된다.
이는 교체된 롤러의 표면조도가, 교체전의 롤러 상태에 비해 거칠기 때문으로 롤러와 소재 사이에 마찰이 증가하고, 이에 따라 압연 소재의 품질이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 교체된 롤러는 1~2번째 압연 사이클이 진행되는 동안, 압연 소재로부터 발생한 파티클 등의 흑피가 롤러의 표면에 흡착되거나, 롤러 표면을 마모시키며 표면 조도를 낮추게 된다.
도 2를 참고하면, 기존 사용 롤러와, 교체된 롤러의 표면 조도를 비교할 수 있다. 여기서, 롤러의 길이이고, 세로축은 롤거칠기 높이를 나타낸다.
도 2의 (a)는 교체된 롤러의 표면을 도시한 도면으로, 교체된 롤러의 표면에는 국부적인 산이 다수 관찰된다. 반면에, 도 2의 (b)는 교체전 롤러의 표면으로 국부적인 산이 거의 발생하지 않는다.
따라서, 종래의 압연설비는 교체된 롤러가 충분한 표면 조도를 갖추기 전에는 저속으로 소재를 압연하고 있으며, 이에 따라 전체적인 생산성을 저하시키는 요인이 되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 롤러의 교체 초기에 실사용 환경에 빠르게 적용할 수 있도록 교체될 롤러의 표면에 실사용 환경에서 형성되는 표면물질을 코팅처리하여 표면 거칠기를 낮출 수 있도록 한 롤러의 실사용 환경 구현 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치는 이송물과 동일한 소재로 제공된 코팅롤러; 상기 코팅롤러가 회전 가능하게 장착된 회전구동부; 상기 이송물과 접촉하는 작업롤러가 회전 가능토록 장착되는 롤러장착부; 및 상기 코팅롤러에 상기 작업롤러가 접촉되어 회전하도록 상기 회전구동부와 적어도 하나의 상기 롤러장착부를 지지하는 하우징;을 포함하고, 상기 하우징은 상기 회전구동부가 중앙부에 장착되고, 상기 중앙부를 기준으로 양측에 상기 작업롤러가 이동가능하게 장착되도록 제공되며, 상기 하우징에 제공되어 상기 작업롤러가 상기 코팅롤러에 접촉되도록 상기 롤러장착부를 가압하여 이동시키는 가압부를 포함한다.
또한, 상기 회전구동부는 상기 코팅롤러의 회전축을 회전가능토록 지지하는 코팅롤러 초크와, 상기 하우징의 일측에 제공되어 상기 코팅롤러의 회전축과 연계되는 구동모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤러장착부는 상기 하우징의 일측에 상기 코팅롤러를 향하여 이동 가능하게 제공되고, 일측에 상기 작업롤러의 회전축이 진입가능한 개구부가 형성된 롤러 가이드와, 상기 롤러 가이드에 수평이동 가능하게 제공되어 상기 작업롤러의 회전축을 회전가능토록 지지하는 작업롤러 초크를 포함할 수 있다.
삭제
또한, 상기 코팅롤러 표면에 코팅물을 공급하는 코팅물 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅롤러 표면에 압연유를 공급하는 압연유 공급부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 교체될 롤러의 표면에 실사용 환경에서 사용함에 따라 구현되는 코팅층을 미리 생성시켜 표면조도를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 롤러와 소재와의 마찰계수를 감소시켜 대상물을 고속으로 이동시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 압연설비의 냉간압연시 작업속도를 도시한 그래프.
도 2의 (a)와 (b)는 종래 기술에 따른 압연설비의 교체전 롤러와 교체후 롤러의 표면 조도를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 단면도.
도 5의 (a)와 (b)는 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 롤러장착부를 확대한 단면도와, 측면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 일부를 도시한 구성도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 단면도이다. 또한, 도 5의 (a)와 (b)는 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 롤러장착부를 확대한 단면도와, 측면도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치(100)는 이송물과 접촉하는 롤러에 관한 기술로, 새로운 롤러가 사용되는 초기에 기존 설비에서 사용하던 실사용 환경과 동일한 조건의 환경을 구현하여 미리 사용감을 줌으로써 롤러의 표면 조도를 낮춰 이송 속도 향상에 기여하는 기술이다.
이러한 본 실시예에서 롤러의 실사용 환경 구현 장치(100)는 이송물과 동일한 소재로 제공된 코팅롤러(110)와, 이 코팅롤러(110)가 회전 가능하게 장착된 회전구동부(120)를 포함할 수 있다.
또한, 롤러의 실사용 환경 구현 장치(100)는 이송물과 접촉하는 작업롤러(130)가 회전 가능토록 장착되는 롤러장착부(140)를 포함할 수 있다.
여기서 이송물은, 냉간압연 등의 공정에서 압연되는 강판 소재일 수 있고, 작업롤러(130)는 강판 소재의 압연을 위한 냉간압연롤러일 수 있다. 이외에도 작업롤러(130)는 열간압연을 위한 열간압연롤러나, 일단 이송물의 이송을 위한 이송롤러인 것도 가능하다.
또한, 회전구동부(120)와 롤러장착부(140)는 하우징(150)에 설치될 수 있으며, 코팅롤러(110)에 작업롤러(130)가 접촉된 상태로 회전하도록 제공될 수 있다.
본 실시예에서 롤러장착부(140)는 적어도 하나로 제공될 수 있다. 이에 따라 하우징(150)은, 회전구동부(120)에 지지되는 코팅롤러(110)의 상, 하부에 작업롤러(130)가 각각 접촉되도록 롤러장착부(140)가 설치될 수 있다. 또한, 하우징(150)은, 하나의 코팅롤러(110)를 중심으로 다수의 작업롤러(130)가 서로 이격된 상태로 코팅롤러(110)의 표면에 접촉하도록 제공되는 것도 가능하다.
또한, 회전구동부(120)는 코팅롤러(110)의 회전축을 회전가능토록 지지하는 코팅롤러 초크(122)를 포함할 수 있다.
코팅롤러 초크(122)는 코팅롤러(110)의 회전축을 지지하는 베어링(122b) 및 이 베어링(122b)을 매개로 코팅롤러(110)의 회전축(112)을 지지하는 코팅롤러 초크 본체부(122a)를 포함할 수 있다.
또한, 회전구동부(120)는 하우징(150)의 일측에 코팅롤러(110)의 회전축(112)과 연계되는 구동모터(128)를 포함할 수 있다.
일례로, 회전구동부(120)는 하우징(150)의 일측에 구동모터(128)가 설치되고, 코팅롤러(110)의 회전축(112)의 일측이 베어링에 결합된 상태에서 코팅롤러 초크 본체부(122a)를 관통하여 구동모터(128)의 구동축과 연계될 수 있고, 코팅롤러(110)의 회전축(112)의 타측은 베어링(122b)에 결합된 상태로 코팅롤러 초크 본체부(122a)에 지지될 수 있다. 이때, 코팅롤러(110)의 회전축(112) 일측은 구동모터(128)의 구동축과 직접 연결되거나, 기어 또는 체인 등을 포함하는 연결부재, 또는 가감속기에 의해 연결될 수 있다.
또한, 롤러장착부(140)는 하우징(150)의 일측에 코팅롤러(110)를 향하여 이동가능하게 제공될 수 있다. 또한, 롤러장착부(140)는 일측에 작업롤러(130)의 회전축(132)이 진입가능한 (도시되지 않은) 개구부가 형성된 롤러 가이드(142)를 포함하고, 이 롤러 가이드(142)에는 수평 이동 가능하게 제공된 작업롤러 초크(144)가 제공될 수 있다.
또한, 롤러 가이드(142)와 작업롤러 초크(144) 사이에는 수평 이동을 안내하는 제1가이드라인(146)이 제공될 수 있다. 제1가이드라인(146)은 롤러 가이드(142)의 내측면과 작업롤러 초크(144)의 외측면 사이에 중 어느 하나에 제공된 제1돌출부(146a)와, 다른 하나에 제공되어 제1돌출부(146a)가 삽입되는 제1홈부(146b)를 포함할 수 있다.
여기서, 작업롤러 초크(144)는 작업롤러(130)의 회전축(132)을 회전 가능토록 지지하는 것으로서, 작업롤러(130)의 회전축(132)은 작업롤러 초크(144)가 롤러 가이드(142)에서 후퇴하여 배치된 상태에서 개구부를 통해 롤러 가이드(142) 내측으로 진입되고, 이후 작업롤러 초크(144)가 롤러 가이드(142)에서 전진함에 따라 작업롤러(110)의 회전축(112)이 작업롤러 초크(144)에 결합될 수 있다.
작업롤러 초크(144)는 작업롤러(130)의 회전시 마찰을 저감하기 위한 베어링(144b)을 포함할 수 있고, 이 베어링(144b)을 매개로 작업롤러(130)의 회전축(132)을 지지하는 작업롤러 초크 본체부(144b)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 코팅롤러 초크(122) 및 작업롤러 초크(144)는 베어링(144b)을 매개로 코팅롤러(110)와 작업롤러(130)의 회전축(132)이 결합되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다. 일례로, 본 실시예에서 베어링은 각 회전축의 마찰력을 저감하기 위한 구성으로, 부싱 등의 다른 마찰 저감수단으로 제공되는 것도 가능하다.
한편, 하우징(150)은 코팅롤러(110)에 2개의 작업롤러(130)가 접촉하도록 제공될 수 있으며, 이를 위해 하우징(150)에는 코팅롤러(110)의 상, 하부에 각각 롤러장착부(140)가 결합되어 상, 하로 이동하며 작업롤러(130)를 코팅롤러(110)에 밀착시킬 수 있다.
작업롤러(130)는 코팅롤러(110)에 밀착된 상태에서 코팅롤러(110)가 회전구동부(120)에 의해 회전함에 따라 굴림마찰력이 발생하며 회전할 수 있다.
또한, 하우징(150)은 작업롤러(130)가 코팅롤러(110)와 밀착된 상태를 유지하도록 롤러장착부(140)의 이동을 구동하는 것이 바람직하며, 이를 위해 하우징(150)에는 작업롤러(130)가 장착된 롤러장착부(140)의 승강을 제한하는 제2가이드라인(152)이 제공될 수 있다.
제2가이드라인(152)은 하우징(150)의 내측면과 롤러장착부(140), 구체적으로는 롤러 가이드(142)의 외측면 사이 중 어느 하나에 제공된 제2돌출부(152a)와, 다른 하나에 제공되어 제2돌출부(152a)가 삽입되는 제2홈부(152b)를 포함할 수 있다.
또한, 하우징(150)에는 롤러장착부(140)를 가압하여 작업롤러(130)를 코팅롤러(110)에 밀착시키는 가압부(160)를 더 포함할 수 있다.
롤러장착부(140)는 작업롤러(130)가 코팅롤러(110)의 상부에 위치될 경우, 자중에 의해 밀착되며 굴림될 수 있다. 반면에 롤러장착부(140)는 작업롤러(130)가 코팅롤러(110)의 하부에 위치될 경우, 작업롤러(130)와 코팅롤러(110)가 밀착되지 않을 수 있다.
따라서, 하우징(150)에는 롤러장착부(140)에 장착된 작업롤러(130)가 코팅롤러(110)의 상, 하부 어디에 위치되더라도 일정한 압력으로 밀착될 수 있도록 롤러장착부(140)를 가압하는 가압부(160)가 더 제공될 수 있다.
가압부(160)는 유압 실린더 등과 같은 액츄에이터를 포함할 수 있고, 이 액츄에이터의 작동에 의해 작업롤러(130)를 코팅롤러(110)에 적당한 압력으로 가압할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 코팅롤러(110)는 이송물과 동일한 소재로 제공될 수 있으며, 일례로 스테인리스 강판의 냉간압연시에 사용되는 작업롤러(130)의 코팅을 위해 스테인리스 강판으로 제조될 수 있다.
코팅롤러(110)는 작업롤러(130)와 접촉되며 회전하는 과정에서 작업롤러(130)의 표면에 돌출된 산 부분이 눌려지며 표면조도가 낮아질 수 있고, 코팅롤러(110)의 표면 물질의 파티클, 흑피 등이 떨어지며 작업롤러(130)의 골 부분에 붙어 표면조도를 낮추는 것도 가능하다.
한편, 본 실시예에서 롤러의 실사용 환경 구현 장치(100)는 작업롤러(130)가 코팅롤러(110)와 접촉하는 것만으로 작업롤러(130)를 실사용 환경에서 사용되는 사용감을 줄 수 있으며, 바람직하게는 실사용 환경 구현을 더욱 효과적으로 진행할 수 있도록 도 6과 같이, 부가물을 첨부하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러의 실사용 환경 구현 장치의 일부를 도시한 구성도이다.
도 6을 참고하면, 코팅롤러(110)의 상, 하부에는 각각 작업롤러(130)가 배치될 수 있다. 그리고, 코팅롤러(110)의 표면에는 파티클, 흑피 등을 추가적으로 공급하기 위한 코팅물 공급부(210)가 제공될 수 있다. 코팅물 공급부(210)는 제어부(200)와 연결되어 공급량을 제어할 수 있다.
또한, 코팅롤러(110)의 표면에는 압연유를 공급하기 위한 압연유 공급부(220)가 제공되는 것도 가능하다. 압연유 공급부(220)는 제어부(200)와 연결되어 공급량을 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 롤러의 실사용 환경 구현 장치(100)는 부가물을 추가로 공급하거나, 압연유를 공급함으로써 실사용 환경의 조성을 더욱 빠르게 진행시킬 수 있고, 코팅롤러(110)의 사용 수명 향상 및 코팅층 형성의 균일화에 기여할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 실사용 환경 구현 장치 110: 코팅롤러
120: 회전구동부 122: 코팅롤러 초크
128: 구동모터 130: 작업롤러
140: 롤러장착부 142: 롤러 가이드
144: 작업롤러 초크 150: 하우징
160: 가압부 200: 제어부
210: 코팅물 공급부 220: 압연유 공급부

Claims (6)

  1. 이송물과 동일한 소재로 제공된 코팅롤러; 상기 코팅롤러가 회전 가능하게 장착된 회전구동부; 상기 이송물과 접촉하는 작업롤러가 회전 가능토록 장착되는 롤러장착부; 및 상기 코팅롤러에 상기 작업롤러가 접촉되어 회전하도록 상기 회전구동부와 적어도 하나의 상기 롤러장착부를 지지하는 하우징;을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 회전구동부가 중앙부에 장착되고, 상기 중앙부를 기준으로 양측에 상기 작업롤러가 이동가능하게 장착되도록 제공되며,
    상기 하우징에 제공되어 상기 작업롤러가 상기 코팅롤러에 접촉되도록 상기 롤러장착부를 가압하여 이동시키는 가압부를 포함하는 롤러의 실사용 환경 구현 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전구동부는
    상기 코팅롤러의 회전축을 회전가능토록 지지하는 코팅롤러 초크와,
    상기 하우징의 일측에 제공되어 상기 코팅롤러의 회전축과 연계되는 구동모터를 포함하는 롤러의 실사용 환경 구현 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 롤러장착부는
    상기 하우징의 일측에 상기 코팅롤러를 향하여 이동 가능하게 제공되고, 일측에 상기 작업롤러의 회전축이 진입가능한 개구부가 형성된 롤러 가이드와,
    상기 롤러 가이드에 수평이동 가능하게 제공되어 상기 작업롤러의 회전축을 회전가능토록 지지하는 작업롤러 초크를 포함하는 롤러의 실사용 환경 구현 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅롤러 표면에 코팅물을 공급하는 코팅물 공급부를 더 포함하는 롤러의 실사용 환경 구현 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅롤러 표면에 압연유를 공급하는 압연유 공급부를 더 포함하는 롤러의 실사용 환경 구현 장치.
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