KR101673388B1 - 연속식 스트레쳐 레벨러 - Google Patents

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KR101673388B1
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선우종현
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주식회사 미래기연
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Abstract

본 발명은 연속식 스트레쳐 레벨러에 관한 것으로서 금속판재의 압연 시 발생하는 불균형한 응력으로 발생되는 웨이브나 버클 등을 없애도록 레벨링 작업을 하되 작업의 중단없이 연속으로 판재를 레벨링 할 수 있도록 구성한 연속식 스트레쳐 레벨러 레벨러에 관한 것이며, 금속판재(1)의 이동방향과 동일한 방향으로 스트레쳐(10)의 본체프레임(30)이 이동하면서 금속판재(1)를 잡아서 스트레칭하는 작업을 한 후 금속판재(1)를 놓고 다시 후방으로 이동하여 반복 작업을 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

연속식 스트레쳐 레벨러 { Continuous type Stretcher Leveler for metal and strip }
본 발명은 연속식 스트레쳐 레벨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속판재의 압연 시 발생하는 불균형한 응력으로 발생되는 웨이브나 버클 등을 없애도록 레벨링 작업을 하되 작업의 중단없이 연속으로 판재를 레벨링 할 수 있도록 구성한 연속식 스트레쳐 레벨러 레벨러에 관한 것이다.
금속판재를 만들기 위해서는 용해하여 주조한 다음, 다시 가열하여 열간압연을 한 후 냉간압연을 하게 된다. 압연(壓延, rolling): 회전하는 롤(원주형의 공구) 사이에 판상이나 봉상의 재료를 통과시켜 두께와 단면적을 감소시켜 판재, 형재, 관재, 봉재, 선재로 성형하는 가공법이다.
가공하는 소재가 재결정 온도 이상으로 가열하여 고온에서 행하는 압연작업을 열간압연, 그 이하의 온도에서 일반적으로 상온에서 하는 압연작업을 냉간압연이라고 한다.
소재가 금속일 때 열간압연에서는 비교적 고온에서 작업을 함으로서 소재의 가공성이 좋아 작은 압연동력으로 큰 변형을 용이하게 실시할 수 있고 단조품과 같은 성질을 부여할 수 있다.
냉간압연에서는 일반적으로 치수가 정확한 소재로 만들 수 있으며 평탄하고 깨끗한 표면을 얻을 수 있다.
금속판재를 압연으로 생산할 경우, 압연롤 사이로 금속 소재가 지나가면서 두께가 감소하게 되나, 이 과정에서 발생하는 응력의 불균형으로 판재의 형상에 불균일한 그루브와 웨이브가 발생하게 되고, 판재가 평탄하지 않은 문제가 발생한다. 이와 같이 소재의 단면이 평판하지 않는 경우 단면을 평탄하도록 펴주는 작업인 레벨링 공정을 가져야 한다.
이러한 레벨링 공정을 거치지 않는 경우 제품이 평탄하지 않고, 기계적인 특성은 물론 다음 공정의 생산성에 문제를 야기시킨다.
이러한 평탄도의 문제를 해결하기 위하여 레벨링 공정을 거치게 되고, 이러한 설비를 통칭하여 레벨러(Leveler)라고 칭한다. 이러한 레벌러에는 다음의 3가지 방식이 있다.
1) 스트레쳐 레벨러 (Stretcher Leveler)
2) 롤러 레벨러 (Roller Leveler)
3) 텐션 레벨러 (Tension Leveler) 가 있고, 이러한 레벨러는 공지된 방식이므로 설명을 생략한다.
레벨링 효과는 스트레쳐 레벨러가 가장 확실하지만, 가장 큰 단점은 코일을 스트레칭 작업을 하기 위하여 양쪽을 잡고 늘여야 하는 작업의 특성상 연속적으로 작업을 하지 못하고, 판재를 절단하여 스트레칭 작업을 하거나 아니면 스트레칭 작업을 한 후 정해진 길이를 이송하고, 다시 스트레칭 작업을 해야 하는 문제점이 있었다.
이 방식은 생산성의 문제 및 단속 작업으로 인한 등질의 편차 발생 등의 문제가 있어 크게 상용되지 못하고 있다.
그리고 스트레칭 작업을 할 때 전 후 공정이 밀리기 때문에 루프 공간이 필요하여 공간적 소비가 심하고, 스트레쳐 공정 자체가 단발성 공정으로 전 후 공정과 연계되지 않아 작업의 효율성이 떨어진다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 판재의 압연 시 발생하는 불균형한 응력으로 발생되는 웨이브나 버클 등을 없애도록 레벨링 작업을 할 때 공정의 중단없이 전체 공정을 계속 진행하면서 이러한 스트레칭 작업이 가능하도록 구성하고자 한다.
압연공정과 금속판재롤로 감는 장비 사이에 설치하여 연속 공정이 끊김 없이 금속판재를 자동으로 스트레칭하도록 하는 장비를 제공하고자 하는 목적이 있다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 판재의 압연 시 발생하는 불균형한 응력으로 발생되는 웨이브나 버클 등을 없애도록 레벨링 작업을 하는 스트레쳐에 있어서, 금속판재(1)의 이동방향과 동일한 방향으로 스트레쳐(10)의 본체프레임(30)이 이동하면서 금속판재(1)를 잡아서 스트레칭하는 작업을 한 후 금속판재(1)를 놓고 다시 후방으로 이동하여 반복 작업을 하도록 구성된 것을 특징으로 하며, 스트레쳐(10)는, 압연된 금속판재(1)가 배출되는 곳에 위치하여 진행방향으로 바닥에 설치되고, 길이방향으로 한쌍의 이동레일(21)이 형성되며, 전단에 모터(22)가 설치되고, 모터(22)의 회전축에 스크류봉(23)이 형성되는 베이스(20); 베이스(20) 위를 모터(22)의 작동에 의해 전후 이동하도록 구성되고, 전단몸체부(40)와 후단몸체부(50)가 형성되며, 상판부(31) 위를 금속판재(1)가 이동하는 본체프레임(30); 본체프레임(30) 전단에 프레임(41)이 일체로 형성되고, 프레임(41) 상단에 압착부작동실린더(43)에 의하여 금속판재(1)를 압착하여 잡아주는 압착부(42)가 형성되며, 압착부(42)는 본체프레임(30) 상판부(31) 위에 위치하고, 프레임(41) 저부에 봉결합부(44)가 형성되어 스크류봉(23)과 맞물려 스크류봉(23)의 회전에 의해 본체프레임(30)을 전후 이동시키는 전단몸체부(40); 본체프레임(30)의 후단에 프레임(51)이 전후 이동 가능하게 설치되고, 프레임(51) 상단에 압착부작동실린더(53)에 의해 사이로 이동하는 금속판재(1)를 압착한 후 후방으로 이동시켜 금속판재(1)를 스트레칭 하는 후단몸체부(50);로 구성된 것을 특징으로 하는 연속식 스트레쳐 레벨러를 제공한다.
그리고 스트레쳐(10)의 후단몸체부(50)는 본체프레임(30)의 후단에 하부에 이동플레이트(55)가 형성되고, 이동플레이트(55) 상면 일측에 전후이동실린더(56)가 고정되며, 전후이동실린더(56)의 로드 단부에 프레임(51)의 일측이 고정되어 후단몸체부(50)의 프레임(51)이 전후 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 연속식 스트레쳐 레벨러를 제공한다.
또한 스트레쳐(10)의 후방에 장력장치(60)가 설치되고, 장력장치(60)는 금속판재(1)를 누르도록 압박롤러(65)가 구비되며, 스트레쳐(10)의 본체프레임(30)이 금속판재(1)를 잡아 스트레칭할 때 금속판재(1)가 이동 방향과 반대인 후방으로 진행하여 늘어지는 것을 압박롤러(65)가 눌러서 장력을 유지하도록 구성되고, 장력장치(60)는, 몸체(61)의 일측에 이동몸체(65-1)가 승강가이드(65-2)에 의해 가이드되어 상하이동 가능하게 설치되고, 이동몸체(65-1)에 압박롤러(65)가 회전 가능하게 설치되어 금속판재(1)를 위에서 아래로 누르며, 압박롤러(65)의 전방에 가이드롤러(62)가 설치되고, 가이드롤러(62)와 맞물리는 상부가이드롤러(62-1)가 설치되며, 상부가이드롤러(62-1)는 롤러작동실린더(63)에 의해 상하이동하도록 설치되고, 압박롤러(65) 후방에 후단롤러(64)가 설치되어 이동하는 금속판재(1)를 아래에서 받쳐주도록 구성된 것을 특징으로 하는 연속식 스트레쳐 레벨러를 제공한다.
본 발명은 압연된 금속판재가 롤 형태로 감겨 완제품이 되는 과정은 멈춤없이 계속 진행되면서, 스트레쳐가 전후 이동하면서 금속판재의 스트레칭 작업을 할 수 있으므로 제품 생산의 효율이 증대되고, 제품 생산 시간이 줄어드는 효과가 있다.
스트레칭 작업을 위해 금속판재가 후방으로 이동할 경우에도 장력장치가 금속판재의 장력을 유지하도록 해주어 금속판재의 변형이 일어나지 않게 해주는 효과가 있다.
따라서 본 발명은 제품 생산의 진행이 끊기지 않고 연속적으로 스트레칭이 가능하므로 필요없는 루프공정을 위한 작업공간을 줄이고, 생산속도가 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 연속식 스트레쳐 레벨러를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 연속식 스트레쳐 레벨러를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명의 연속식 스트레쳐 레벨러의 본체프레임이 후단으로 이동된 상태를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 연속식 스트레쳐 레벨러의 전체 구성을 도시한 측면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 되지 않고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 동판을 기준으로 설명하고 있지만, 동판과 같은 제작과정을 가지는 모든 유사한 형태의 금속판재에 적용될 수 있고, 롤 형태로 감기는 금속 판재를 제조하는 공정에 적용하는 것을 포함하고 있다.
본 발명에서는 금속판재(1)가 이동하는 방향의 앞부분을 전방으로 하여 방향을 설명하고 있다. 따라서 본 발명의 스트레쳐(10)의 오른쪽이 전단이고, 왼쪽이 후단으로 지칭하여 설명한다.
본 발명은 판재의 압연 시 발생하는 불균형한 응력으로 발생되는 웨이브나 버클 등을 없애도록 레벨링 작업을 하되 작업의 중단없이 연속으로 판재를 레벨링 할 수 있도록 한 것이고, 금속판재(1)의 이동방향과 동일한 방향으로 스트레쳐(10)의 본체프레임(30)이 이동하면서 금속판재(1)를 잡아서 스트레칭하는 작업을 한 후 금속판재(1)를 놓고 다시 후방으로 이동하는 반복 작업을 하도록 구성된다.
이러한 스트레쳐(10)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(20)가 압연된 금속판재(1)가 배출되는 곳에 위치하여 금속판재 진행방향으로 바닥에 설치되고, 베이스(20)에는 길이방향으로 한쌍의 이동레일(21)이 형성되어 후술한 본체프레임(30)의 전후이동이 용이하게 해준다.
베이스(20)의 전단에 모터(22)가 설치되고, 모터(22)의 회전축에 스크류봉(23)이 설치되어 후술할 본체프레임(30)의 전단몸체부(40)의 저부에 형성된 봉결합부(44)와 나사 결합되며, 스크류봉(23)의 회전에 따라 봉결합부(44)와 맞물려 베이스(20) 위를 본체프레임(30)이 전후 이동하게 된다.
이러한 모터(22)는 제어부와 연결되어 동작을 제어하게 된다. 제어부는 후술할 여러 구성을 통합하여 컨트롤하게 된다.
본체프레임(30)에 전단몸체부(40)와 후단몸체부(50)가 형성되고, 전단몸체부(40)는 본체프레임(30)과 동일한 거동을 하도록 고정되나 후단몸체부(50)는 본체프레임(30) 위에서 전후 이동이 가능하도록 구성된다.
그리고 본체프레임(30)의 상판부(31) 위에서 금속판재(1)가 지나가도록 구성된다.
전단몸체부(40)는 본체프레임(30) 전단에 프레임(41)이 일체로 형성되고, 프레임(41) 상단에 압착부작동실린더(43)에 의하여 금속판재(1)를 압착하여 잡아주는 압착부(42)가 형성된다. 압착부(42)는 클램프의 일종으로 클램프인 압착부(42) 사이로 지나가는 금속판재(1)를 유압실린더의 힘에 의해 압착하여 잡아주게 된다.
압착부(42)는 두개의 누름판 사이로 금속판재(1)가 지나가도록 구성되어 압착부작동실린더(43)가 작동하게 되면 일측 누름판을 이동시켜 서로 맞닿아 압착하도록 구성된 것이다. 이는 후단몸체부(50)의 압착부(52)와 동일한 구성이다.
이러한 압착부(42)는 본체프레임(30) 상판부(31) 위에 위치하여 상판부(31)위에서 이동하는 금속판재(1)를 잡아주거나 그냥 보내주는 역할을 한다.
전단몸체부(40)의 프레임(41) 저부에 봉결합부(44)가 형성되어 스크류봉(23)과 맞물려 스크류봉(23)의 회전에 의해 본체프레임(30)을 전후 이동시키게 된다. 이때 전단몸체부(40)의 저부 뿐만 아니라 본체프레임(30)의 저부 일측에 형성할 봉결합부(44)를 형성하여도 무방하다.
후단몸체부(50)는 본체프레임(30)의 후단에 프레임(51)이 전후 이동 가능하게 설치되고, 프레임(51) 상단에 압착부작동실린더(53)에 의해 사이로 이동하는 금속판재(1)를 압착한 후 후방으로 이동시켜 금속판재(1)를 스트레칭 하게 된다.
이러한 스트레칭을 하는 과정은 금속판재(1)의 이동방향을 따라 본체프레임(30)이 이동하면서 하기 때문에, 금속판재(1)의 제조 과정의 멈춤없이 스트레칭이 가능하게 된다.
좀 더 상세히 설명하면, 스트레쳐(10)의 후단몸체부(50)는 본체프레임(30)의 후단에 하부에 이동플레이트(55)가 형성되고, 이동플레이트(55) 상면 일측에 전후이동실린더(56)가 고정되며, 전후이동실린더(56)의 로드 단부에 프레임(51)의 일측이 고정되어 후단몸체부(50)의 프레임(51)이 이동플레이트(55) 상면에서 전후 이동되도록 구성된다.
이와 같이 스트레칭이 이루어질 때 금속판재(1)가 순간적으로 역방향으로 본체프레임(30) 후방에서 이동하게 되므로 이러한 것을 잡아주도록 스트레쳐(10)의 후방에 장력장치(60)가 설치된다.
장력장치(60)는 금속판재(1)를 누르도록 압박롤러(65)가 구비되고, 스트레쳐(10)의 본체프레임(30)이 금속판재(1)를 잡아 스트레칭할 때 금속판재(1)가 이동 방향과 반대인 후방으로 진행하여 늘어지는 것을 압박롤러(65)가 눌러서 장력을 유지하도록 구성된다.
장력장치(60)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(61)의 일측에 이동몸체(65-1)가 승강가이드(65-2)에 의해 가이드 되어 상하이동 가능하게 설치되고, 이동몸체(65-1)에 압박롤러(65)가 회전 가능하게 설치되어 금속판재(1)를 위에서 아래로 누르게 된다.
압박롤러(65)의 전방에 가이드롤러(62)가 설치되고, 가이드롤러(62)와 맞물리는 상부가이드롤러(62-1)가 설치되며, 상부가이드롤러(62-1)는 롤러작동실린더(63)에 의해 상하이동하도록 설치된다. 상부가이드롤러(62-1)는 가이드롤러(62)와 상부가이드롤러(62-1) 사이에 금속판재(1)를 위치시킬 때 상부가이드롤러(62-1)를 위로 들어올린 다음 금속판재(1)를 넣고 다시 상부가이드롤러(62-1)를 아래로 내려 설치하게 된다.
압박롤러(65) 후방에 후단롤러(64)가 설치되어 이동하는 금속판재(1)를 아래에서 받쳐주도록 구성되는데, 후단롤러(64)와 가이드롤러(62)가 금속판재(1)를 받쳐주고, 압박롤러(65)가 위에서 아래로 눌러 장력을 유지시킨다.
스트레쳐(10)의 작동 관계를 살펴보면 아래와 같다.
금속판재(1)가 본체프레임(30)의 상판부(31)를 따라 이동하게 될 때, 전단몸체부(40)의 압착부(42)와 후단몸체부(50)의 압착부(52)가 작동하여 금속판재(1)를 클램핑하고, 금속판재(1)가 클램핑된 상태로 본체프레임(30)이 같이 금속판재(1)의 이동 속도를 따라 이동하게 된다.
그 다음 후단몸체부(50)의 전후이동실린더(56)가 작동하여 순간적으로 후단몸체부(50)의 프레임(51)을 후방으로 20~30mm 이동시켜 스트레칭을 시킨다. 후단몸체부(50)의 이동 거리는 전단 몸체부와 후단몸체부 사이의 거리에 따라 결정된다.
이때의 인장력에 의해 금속판재(1)가 펴지면서 단면이 일정하게 된다.
그리고 본체프레임(30)이 계속 베이스(20) 위를 전진하다가 전단몸체부(40)의 압착부(42)와 후단몸체부(50)의 압착부(52)의 클램핑을 해제하여 본체프레임(30)을 후방으로 이동시켜 복귀시킨다.
이와 같은 작업을 반복하면 금속판재의 제조공정을 멈추지 않고 스트레칭을 하면서 제품을 생산할 수 있다.
1 : 금속판재 10 : 스트레쳐
20 : 베이스 21 : 이동레일
22 : 모터 23 : 스크류봉
30 : 본체프레임 31 : 상판부
40 : 전단몸체부 41 : 프레임
42 : 압착부 43 : 압착부 작동 실린더
44 : 봉결합부 45 : 바퀴
50 : 후단몸체부 51 : 프레임
52 : 압착부 53 : 압착부 작동 실린더
54 : 바퀴 55 : 이동플레이트
56 : 전후작동 실린더 60 : 장력장치
61 : 몸체 62 : 가이드롤러
62-1 : 상부가이드롤러 63 : 롤러작동 실린더
64 : 전단롤러 65 : 압박롤러
65-1 : 이동몸체 65-2 : 승강가이드
66 : 압박롤러 작동 실린더

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 판재의 압연 시 발생하는 불균형한 응력으로 발생되는 웨이브나 버클 등을 없애도록 레벨링 작업을 하는 스트레쳐에 있어서,
    금속판재(1)의 이동방향과 동일한 방향으로 스트레쳐(10)의 본체프레임(30)이 이동하면서 금속판재(1)를 잡아서 스트레칭하는 작업을 한 후 금속판재(1)를 놓고 다시 후방으로 이동하여 반복 작업을 하도록 구성되며,
    스트레쳐(10)는,
    압연된 금속판재(1)가 배출되는 곳에 위치하여 진행방향으로 바닥에 설치되고, 길이방향으로 한쌍의 이동레일(21)이 형성되며, 전단에 모터(22)가 설치되고, 모터(22)의 회전축에 스크류봉(23)이 형성되는 베이스(20);
    베이스(20) 위를 모터(22)의 작동에 의해 전후 이동하도록 구성되고, 전단몸체부(40)와 후단몸체부(50)가 형성되며, 상판부(31) 위를 금속판재(1)가 이동하는 본체프레임(30);
    본체프레임(30) 전단에 프레임(41)이 일체로 형성되고, 프레임(41) 상단에 압착부작동실린더(43)에 의하여 금속판재(1)를 압착하여 잡아주는 압착부(42)가 형성되며, 압착부(42)는 본체프레임(30) 상판부(31) 위에 위치하고, 프레임(41) 저부에 봉결합부(44)가 형성되어 스크류봉(23)과 맞물려 스크류봉(23)의 회전에 의해 본체프레임(30)을 전후 이동시키는 전단몸체부(40);
    본체프레임(30)의 후단에 프레임(51)이 전후 이동 가능하게 설치되고, 프레임(51) 상단에 압착부작동실린더(53)에 의해 사이로 이동하는 금속판재(1)를 압착한 후 후방으로 이동시켜 금속판재(1)를 스트레칭 하는 후단몸체부(50);로 구성된 것을 특징으로 하는 연속식 스트레쳐 레벨러.
  3. 제 2 항에 있어서,
    스트레쳐(10)의 후단몸체부(50)는 본체프레임(30)의 후단 하부에 이동플레이트(55)가 형성되고, 이동플레이트(55) 상면 일측에 전후이동실린더(56)가 고정되며, 전후이동실린더(56)의 로드 단부에 프레임(51)의 일측이 고정되어 후단몸체부(50)의 프레임(51)이 전후 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 연속식 스트레쳐 레벨러.







  4. 삭제
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5579658A (en) * 1994-10-22 1996-12-03 Bwg Berkwerk-Und Walzwerk-Maschinenbau Gmbh Method of and apparatus for producing large metal plates
KR20130118987A (ko) * 2011-02-24 2013-10-30 스틸플랜테크가부시키가이샤 롤러 레벨러 및 금속판의 교정 방법

Patent Citations (2)

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