KR101853835B1 - 소둔로 실 롤의 폭 가변장치 - Google Patents

소둔로 실 롤의 폭 가변장치 Download PDF

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Abstract

다수의 롤을 이용하여 실 롤의 폭 변화가 가능하게 함으로써 스트립 냉각시 고수소 가스의 누출을 최소화함과 아울러 고수소 가스가 인접 구역으로 이동되는 것을 방지하도록, 소둔로에 설치되고 소둔로를 통과하는 스트립에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 메인 롤; 소둔로에 상기 메인 롤의 양 단부에 각각 하나 이상 설치되어 스트립의 폭에 따라 메인 롤과 함께 스트립에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 사이드 롤; 및 상기 메인 롤과 사이드 롤의 양측에 각각 연결설치되어 구동력을 부여함으로써 메인 롤과 사이드 롤을 스트립 위치로 이동시키는 구동 실린더를 포함하는 소둔로 실 롤의 폭 가변장치를 제공한다.

Description

소둔로 실 롤의 폭 가변장치{APPARATUS FOR WIDTH ADJUSTING SEAL ROLL OF ANNEALING FURNACE}
소둔로의 고수소 가스 냉각구간에서 스트립의 냉각을 위한 실 롤의 폭 가변장치를 개시한다.
일반적으로 소둔로(Annealing Furnace)에서 용융아연도금 공정 중 재질확보를 위한 핵심 공정 중에 하나로 열처리 작업조건에 따라 재질특성 변화에 큰 영향을 주는 작업구간이 존재하는 바, 이는 예열구간과 가열대 구간과 소둔구간과 서냉대 구간과 급냉대 구간과 재가열 구간 및 마무리온도 처리구간의 단계를 거쳐 재질을 확보한다.
상기의 단계 중 급냉대 구간은 고강도 생산시 필수공정으로써, 급속한 스트립(Strip)의 냉각을 위해 고농도의 수소 가스를 사용함으로써 120℃/sec로 냉각하여 강도향상을 위한 재질을 확보한다.
즉, 고수소 조업시, 급냉대의 가스가 인접 구역인 서냉대 및 재가열 구간으로 이동되지 않도록 사용되는 설비 중의 하나가 실 롤(Seal Roll)이다
종래에는 스트립의 진행시 실 셔터(Seal Shutter)를 닫아 줌으로써, 스트립은 실 셔터의 하단부에 부착되어 있는 브러쉬에 맞닿아 실링 효과를 얻는다.
또한, 상기 실 셔터 대신 실 롤을 이용하여 실링을 하는 효과를 얻을 수도 있다.
따라서, 종래 기술은 롤을 사용하거나, 내화성 재질로 된 브러쉬를 사용하여 고수소 구간으로부터 서냉대, 재가열대 구간을 구분할 수 있게 해준다.
그런데, 상기와 같은 실 셔터를 사용하는 경우, 브러쉬 재질의 열마모 및 탈모현상 발생으로 인한 스트립 상에 찍힘 및 스크래치 발생으로 표면품질의 열화와 같은 문제가 있었다.
상기 실 롤을 사용하는 경우, 스트립의 두께만큼의 갭(Gap) 발생으로 인한 분위가스 이동 발생으로, 고농도 수소의 공급 손실 및 타구간으로 이동된 분위기가스로 인한 폭발위험이 존재하였다.
그러므로, 종래 롤의 경우 스트립 두께에 따른 갭 발생으로 분위기 가스의 이동이 발생되고, 상기 브러쉬 형태의 실 셔터의 경우, 탈모 및 스트립 스크래치, 이물질 집적으로 인한 스트립 찍힘과 같은 표면결함을 발생시키는 문제가 있었다.
다수의 롤을 이용하여 실 롤의 폭 변화가 가능하게 함으로써 스트립 냉각시 고수소 가스의 누출을 최소화함과 아울러 고수소 가스가 인접 구역으로 이동되는 것을 방지하도록 된 소둔로 실 롤의 폭 가변장치를 제공한다.
소둔로 실 롤의 폭 가변장치는, 소둔로에 설치되고 소둔로를 통과하는 스트립에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 메인 롤; 소둔로에 상기 메인 롤의 양 단부에 각각 하나 이상 설치되어 스트립의 폭에 따라 메인 롤과 함께 스트립에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 사이드 롤; 및 상기 메인 롤과 사이드 롤의 양측에 각각 연결설치되어 구동력을 부여함으로써 메인 롤과 사이드 롤을 스트립 위치로 이동시키는 구동 실린더를 포함한다.
상기 메인 롤은 그 폭이 상기 사이드 롤 폭의 4배로 설계된 구조이다.
상기 메인 롤의 구동 실린더와 상기 사이드 롤의 구동 실린더에 전기적으로 연결되어 이들을 각각 제어하는 제어부 더 포함한다.
상기 메인 롤 및 사이드 롤은 그 양측에 각각 롤의 내심부를 연결하면서 설치되는 연결부를 더 포함한다.
상기 구동 실린더는 상기 연결부와 실린더 로드를 매개로 연결되어 상기 메인 롤 및 사이드 롤에 구동력을 전달하는 구조이다.
상기 구동 실린더와 실린더 로드는 플레이트형으로 이루어져 상기 메인 롤과 사이드 롤의 사이 간격 및 상기 사이드 롤과 사이드 롤 사이 간격이 최소화되는 구조이다.
상기 메인 롤과 사이드 롤 들은 스트립의 폭에 따라 스트립과 접촉되는 갯수를 달리하여 스트립의 폭 변화에 따른 제어가 가능하도록 된 구조이다.
상기 사이드 롤 중 최 외곽에 배치되는 사이드 롤은 서로 접촉됨으로써 스트립을 감싸 고수소 가스의 기밀을 유지하는 구조이다.
본 장치에 따르면, 폭이 가변되는 실 롤을 이용하여 스트립에 접촉된 상태를 유지하면서 스트립을 감싸줌으로써 고수소 가스의 누출을 방지고, 고수소 가스의 손실을 최소화함과 아울러 전체 실 롤 중 마모가 발생한 부분만 교체가능하기 때문에 경제적인 효과를 도모할 수 있다.
또한, 고수소 가스가 인접 구역으로 이동되는 것을 방지함으로써 스트립의 급속냉각을 위한 조업시 그 작업효율을 높여주고, 이를 통해 생산되는 스트립의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 소둔로 실 롤의 폭 가변장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 폭 가변장치에 사용되는 실 롤의 치수를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 메인 롤과 사이드 롤의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 소둔로 실 롤의 폭 가변장치의 배치상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 폭 가변장치의 작동상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 소둔로 실 롤의 폭 가변장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 폭 가변장치에 사용되는 실 롤의 치수를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 메인 롤과 사이드 롤의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 소둔로에서 급속냉각을 위한 고수소 조업시, 실 롤(1)을 이용하여 높은 수소농도를 갖는 고수소 가스가 소둔로의 인접 구간으로 이동되는 것을 방지할 수 있도록 된 소둔로 실 롤의 폭 가변장치를 개시한다.
즉, 소둔로 실 롤의 폭 가변장치는, 소둔로에 설치되고 소둔로를 통과하는 스트립(S)에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 메인 롤(10); 소둔로에 상기 메인 롤(10)의 양 단부에 각각 하나 이상 설치되어 스트립(S)의 폭에 따라 메인 롤(10)과 함께 스트립(S)에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 사이드 롤(20); 및 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)의 양측에 각각 연결설치되어 구동력을 부여함으로써 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)을 스트립 위치로 이동시키는 구동 실린더(30)를 포함한다.
한편, 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)은 소둔로 내부의 베이스 프레임(도시되지 않음)에 설치되는 바, 상기 베이스 프레임에 구동 실린더(30)가 설치되고, 상기 구동 실린더(30)의 전방에 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)이 각각 설치됨으로써 구동 실린더(30)에 의해 전후진 작동하면서 스트립을 둘러싸 소둔로 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하도록 된 것이다.
소둔로의 입구에 투입되어 출구로 배출되는 상기 스트립(S)에 소둔로 내부의 분위기 가스를 공급하기 위하여 상기 롤 들이 스트립(S)을 중심으로 마주보게 되어 스트립(S)을 감싸는 형태로 배치됨으로써 스트립(S)의 기밀을 유지하게 된다.
여기서, 상기 실 롤의 폭 가변장치는 실 롤(1)을 상기 메인 롤(10)과 다수의 사이드 롤(20)로 구분하여 상기 구동 실린더(30)에 의해 각기 구동됨으로써 실 롤(1)의 폭 변화가 가능한 것에 특징이 있고, 상기 실 롤(1)이 스트립(S)의 폭에 맞추어 그 폭이 가변됨으로써 스트립(S)을 감쌀 수 있기 때문에 고수소 가스가 내어나가는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 메인 롤(10)은 그 폭(a)이 상기 사이드 롤 폭(b)의 4배로 설계된 구조로서, 통상 스트립(S)의 폭이 800 ~ 1850mm 임을 감안하여 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)의 크기를 설계하게 된다.
바람직하게는 상기 메인 롤(10)의 폭(a)을 800mm로 설계하고, 상기 사이드 롤(20)의 폭(b)을 200mm로 설계한 다음, 상기 메인 롤(10)을 중심으로 그 좌우측에 각각 3개의 상기 사이드 롤(20)을 배치함으로써 폭 가변이 가능한 실 롤(1)을 구성할 수 있다.
즉, 상기 메인 롤(10)의 폭(a)이 800mm이고, 상기 사이드 롤(20)의 폭(b)이 200mm로 설계되어 메인 롤(10)을 중심으로 그 좌우에 각각 3개의 사이드 롤(20)이 배치되면, 전체 실 롤(1)의 폭(L)은 2000mm 이상의 폭을 가지게 되는 바, 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20) 사이 공간 및 사이드 롤(20)과 사이드 롤(20) 사이 공간을 고려하면 2200mm의 폭(L)으로 실 롤(1)이 설계될 수 있다.
그러므로, 상기 실 롤(1)의 폭(L)을 최저 800mm에서 최대 2200mm의 폭으로 설계할 수 있기 때문에 통상의 스트립(S) 폭이 800 ~ 1850mm 임을 감안할 때, 스트립(S)의 폭이 변하더라도 상기 실 롤(1)을 이용하여 충분히 커버할 수 있는 구조이다.
또한, 상기 메인 롤(10)의 구동 실린더(30)와 상기 사이드 롤(20)의 구동 실린더(30)에 전기적으로 연결되어 이들을 각각 제어하는 제어부(40) 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(40)는 구동 실린더(30)에 신호를 보내어 구동 실린더(30)의 동작을 통해 그 선단에 배치된 상기 메인 롤(10) 또는 사이드 롤(20)을 전진시킬 수 있다. 작업이 완료된 후에는 상기 제어부(40)의 신호로 상기 구동 실린더(30)가 동작하여 상기 메인 롤(10) 또는 사이드 롤(20)을 후진시킬 수 있다.
또한, 상기 메인 롤(10) 및 사이드 롤(20)은 그 양측에 각각 롤의 내심부를 연결하면서 설치되는 연결부(50)를 더 포함할 수 있고, 상기 구동 실린더(30)는 상기 연결부(50)와 실린더 로드(31)를 매개로 연결되어 상기 메인 롤(10) 및 사이드 롤(20)에 구동력을 전달하는 구조이다.
그리고, 상기 구동 실린더(30)와 실린더 로드(31)는 플레이트형으로 이루어져 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)의 사이 간격 및 상기 사이드 롤(20)과 사이드 롤(20) 사이 간격이 최소화되는 구조이다.
즉, 상기 메인 롤(10) 및 사이드 롤(20)은 그 내부를 관통한 상태로 양 측부에 설치되는 연결부(50)와 상기 구동 실린더(30)가 연결됨으로써 구동력을 전달받을 수 있고, 상기 구동 실린더(30)의 구동력에 의해 구동 실린더(30) 전방의 실린더 로드(31)가 신축됨에 따라 상기 메인 롤(10) 및 사이드 롤(20)은 전후진 동작을 수행할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 소둔로 실 롤의 폭 가변장치의 배치상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 폭 가변장치의 작동상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20) 들은 스트립(S)의 폭에 따라 스트립(S)과 접촉되는 갯수를 달리하여 스트립(S)의 폭 변화에 따른 제어가 가능하도록 된 구조이고, 상기 사이드 롤(20) 중 최 외곽에 배치되는 사이드 롤(20)은 서로 접촉됨으로써 스트립(S)을 감싸 고수소 가스의 기밀을 유지하는 구조이다.
즉, 스트립(S)이 투입되기 전에는 도 4와 같이 양측의 실 롤(1)이 일렬로 배열되는 바, 상기 메인 롤(10)을 중심으로 그 좌우측에 각각 사이드 롤(20)이 배치되어 일자형을 이루게 되고, 양측의 실 롤(1)이 이루는 공간에 일정한 폭을 갖는 스트립(S)이 투입되게 된다.
그러므로, 스트립(S)이 상기 실 롤(1)과 실 롤(1) 사이에 투입되면, 스트립(S)의 투입상태를 센서(도시되지 않음)가 감지하게 되고, 상기 센서의 신호를 제어부(40)가 받아 이 제어부(40)의 신호를 통해 상기 구동 실린더(30)를 동작시키게 되며, 상기 구동 실린더(30)의 동작으로 그 선단부에 연결된 상기 메인 롤(10)과 사이드 롤(20)이 전진하여 스트립(S)에 접촉됨과 동시에 스트립(S)의 주변을 감싸서 고수소 가스가 새어나가는 것을 최소화할 수 있다.
예컨대, 폭이 1200mm 이하의 스트립(S)이 투입되면, 폭이 800mm인 메인 롤(10)과 이 메인 롤(10) 양측에 각각 배치된 폭 200mm인 사이드 롤(20)이 스트립(S)에 접촉되고, 스트립(S)을 중심으로 그 양측에는 폭 200mm인 사이드 롤(20) 2개가 쌍을 이루면서 배치되어, 각각의 사이드 롤(20)이 접촉됨으로써 스트립(S)의 외곽을 감싸주게 된다. 이를 통해 고수소 가스의 손실을 최소화할 수 있다.
따라서, 폭이 가변되는 실 롤(1)을 이용하여 스트립(S)에 접촉된 상태를 유지하면서 스트립(S)을 감싸줌으로써 고수소 가스의 누출을 방지고, 고수소 가스의 손실을 최소화함과 아울러 전체 실 롤(1) 중 마모가 발생한 부분만 교체가능하기 때문에 경제적인 효과를 도모할 수 있으며, 고수소 가스가 인접 구역으로 이동되는 것을 방지함으로써 스트립(S)의 급속냉각을 위한 조업시 그 작업효율을 높여주고, 이를 통해 생산되는 스트립(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
1 : 실 롤 10 : 메인 롤
20 : 사이드 롤 30 : 구동 실린더
31 : 실린더 로드 40 : 제어부
50 : 연결부 S : 스트립

Claims (8)

  1. 소둔로에 설치되고 소둔로를 통과하는 스트립에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 메인 롤;
    소둔로에 상기 메인 롤의 양 단부에 각각 하나 이상 설치되어 스트립의 폭에 따라 메인 롤과 함께 스트립에 접촉되어 소둔로의 내부 분위기 가스의 기밀을 유지하는 사이드 롤; 및
    상기 메인 롤과 사이드 롤의 양측에 각각 연결설치되어 구동력을 부여함으로써 메인 롤과 사이드 롤을 스트립 위치로 이동시키는 구동 실린더를 포함하는 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 롤은 그 길이가 상기 사이드 롤 길이의 4배로 설계된 구조의 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 롤의 구동 실린더와 상기 사이드 롤의 구동 실린더에 전기적으로 연결되어 이들을 각각 제어하는 제어부 더 포함하는 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 롤 및 사이드 롤은 그 양측에 각각 롤의 내심부를 연결하면서 설치되는 연결부를 더 포함하는 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동 실린더는 상기 연결부와 실린더 로드를 매개로 연결되어 상기 메인 롤 및 사이드 롤에 구동력을 전달하는 구조의 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 실린더와 실린더 로드는 플레이트형으로 이루어져 상기 메인 롤과 사이드 롤의 사이 간격 및 상기 사이드 롤과 사이드 롤 사이 간격이 최소화되는 구조의 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 롤과 사이드 롤 들은 스트립의 폭에 따라 스트립과 접촉되는 갯수를 달리하여 스트립의 폭 변화에 따른 제어가 가능하도록 된 구조의 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사이드 롤 중 최 외곽에 배치되는 사이드 롤은 서로 접촉됨으로써 스트립을 감싸 고수소 가스의 기밀을 유지하는 구조의 소둔로 실 롤의 폭 가변장치.
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