KR101969164B1 - 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치 - Google Patents

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Abstract

일 개시에 의하여, 본 발명은 절단하고자 하는 재료의 두께에 따라 톱날의 높이를 손쉽게 조절함으로써, 톱날 하나로 큰 사이즈의 톱날 및 작은 사이즈의 톱날의 역할을 동시에 수행할 수 있는 원형 톱날 절단 장치를 제공하며, 나아가, 톱날의 회전 속도 및 온도 상승을 제어할 수 있는 제어부를 이용하여 절단 가공 시간을 절약할 수 있으며, 재료의 손실을 최소화할 수 있는 원형 톱날 절단 장치를 제공함에 목적이 있다.

Description

높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치{Height adjustable circular saw blade cutting device}
일 개시에 의하여, 본 발명은 재료 두께에 따라 톱날의 높이를 조절하며, 톱날의 회전 속도 및 표면 온도를 제어할 수 있는 원형 톱날 절단 장치에 대하여 개시하고 있다.
종래에도 석재재단기에 있어 재단 톱날의 상사점과 하사점의 높이를 수시로 조정하기 위한 기술이 개발된바 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 가로로 설치된 가이드프레임(10)에 프레임 블럭(20)이 설치되고, 이 프레임 블럭(20)에는 상하 슬라이딩 블럭(30)이 승강 가능하게 설치되며, 상기 상하 슬라이딩 블럭(30)은 하단에 원형 톱날(32)이 설치된 재단 헤드(31)가 장착되고, 상단에는 모터(41)로 회전하는 웜(42)과 웜 휠(43)과 케이싱(44)으로 구성된 감속기(40)가 설치되는데 상기 웜 휠(43)은 프레임 블럭(20)의 상부에 고정되어 있는 스크루(21)에 나사 결합되고 상기 프레임 블럭(20)에는 상사점 리미트 링(53)과 하사점 리미트 링(54)이 설치된 리미트 바(52)가 설치되고 웜 감속기(40)에는 리미트 스위치(51)를 설치하여서 구성된 것이다.
상기와 같은 종래기술은 도 1 (A)와 같이 상사점(H) 위치에 있는 원형 톱날(32)을 도 2와 같이 하사점(L) 위치로 이동시키려면 모터(41)를 구동하여 웜(42)을 회전시키면 웜(42)에 연결된 웜 휠(43)이 회전되고 웜 휠(43)은 회전하면서 스크루(21)를 타고 도 1 (B)와 같이 하사점(L) 위치로 하강하며 리미트 스위치(51)가 하사점 링(54)에 접촉하면 모터(41)가 정지하는 것이다.
또 하사점(L) 위치의 원형톱날을 상사점(H) 위치로 이동시킬 때도 상기와 같은 원리로 상승하게 된다. 미설명부호 60은 석재이송벨트이다.
상기와 같이 작동하는 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 피 가공물인 석재의 높이가 달라지거나, 원형톱날(32)의 규격(지름크기)이 바뀌거나, 사용으로 인하여 톱날이 마모되면 상사점(H)이나 하사점(L)의 위치를 변경해야되므로 상사점 리미트 링(53)과 하사점 리미트 링(54)의 위치를 일일이 손으로 조정해야 하는 번거로움이 있다.
둘째, 하사점(L)을 손으로 조절하게 되므로 정밀도가 떨어지고 자칫 잘못하면 피 가공 석재를 이송하는 벨트(60)까지 절단될 우려가 있다.
셋째, 마모된 원형톱날을 새 톱날로 교체할 때 높이를 정확히 맞추기 위하여 많은 시간이 소요된다.
넷째, 따라서 재단작업을 위해서는 일정수준의 숙련자가 필요하게 되며 전체적으로 생산성이 저하된다.
다섯째, 웜 휠(43)과 스크루(21) 사이의 나사결합부위의 자체 고유유격과 나사부위가 마모되어 발생하는 후발유격에 의해 원형톱날(32)의 상.하사점의 조정에 오차가 발생하는데 이렇게 오차가 발생하게 되면 실제의 하사점이 조정된 하사점보다 높아져서 석재가 완전하게 절단되지 않는다.
(선행문헌 1)대한민국 공개특허공보 제 10-2016-0010681호(2016 01월 28일 공개) (선행문헌 2)대한민국 등록특허공보 제 10-0634859호(2006년 04월 20일 공개)
일 실시예에 의하여, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 재료의 두께에 따라 톱날의 높이를 조절하고, 특히 톱날 높이레버로 톱날의 높이의 미세한 조절이 가능하도록 함으로써 톱날 하나로 큰 톱날과 작은 톱날의 역할을 동시에 할 수 있도록 한다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 지면으로부터 일정 높이로 설치되는 작업 테이블(101), 작업 테이블(101)의 하단부부터 지면을 향하여 나선형으로 형성되며, 절단부(104)의 위치를 고정하기 위한 복수개의 홈이 일정간격으로 형성되어있는 가이드 플레이트(105), 작업 테이블(101)의 하단부에 연결되며, 작업 테이블(101)의 상단면의 홈(102)을 통해 이동가능한 원형 톱날(103) 및 가이드 플레이트(105)의 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈에 고정되는 고정 레버(106)를 포함하는 절단부(104), 절단부(104)의 일단부에 연결되며, 사용자에 의하여 홈(102)을 통해 노출되는 원형 톱날(103)의 높이 및 각도를 조정할 수 있도록 고정 레버(106) 및 고정 기어(107)를 가이드 플레이트(105)의 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈으로 이동시키기 위한 톱날 높이레버(108), 작업 테이블(101)에 부착되며, 원형 톱날(103)에 동력을 전달하는 모터(110)를 가동하는 스위치(109) 및 모터(110)에 의하여 원형 톱날(103)이 구동되는 동안, 원형 톱날(103)의 온도가 일정하게 유지되도록 제어하고, 원형 톱날(103)의 회전 속도를 제어하는 제어부(111)를 포함할 수 있다.
일 개시에 따라 가이드 플레이트(105)는 0 ~ 45°의 각도를 표시한 복수개의 가이드선을 포함하며, 절단부(104)는 가이드 플레이트(105)의 복수개의 가이드선에 맞추어 형성된 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈에 고정됨으로써 원형 톱날(103)의 높이 및 각도가 조정되는 것일 수 있다.
일 개시에 따라 작업 테이블(101)의 일면에 연결되며, 좌우로 이동가능하도록 이동레일을 포함하며, 90°의 각도로 이동가능하도록 경첩을 포함하는 슬라이딩 보조판(112)를 포함할 수 있다.
또한, 슬라이딩 보조부(112)가 연결되지 않은 작업 테이블(101)의 다른 일면에 연결되며, 길이가 연장능한 슬라이딩 보조대(113)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하여, 본 발명에 의하면 톱날의 회전 속도를 제어하는 제어부를 통해 재료의 속성에 맞도록 톱날의 속도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부를 통해 톱날 면의 온도 상승을 제어할 수 있어 재료의 속성에 맞도록 톱날의 온도를 제어함으로써 톱날의 기능을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 의하여, 재료 두꼐에 따라 톱날의 높이를 조절할 수 있으며, 특히 톱날 높이의 미세한 조절이 가능하게되어 톱날 하나로 다양한 사이즈의 톱날을 구현할 수 있는 효과가 있다.
일 개시에 의하여 길이가 연장가능한 슬라이딩 보조대를 통해 자재를 지탱함으로써, 절단하려는 자재의 손실을 줄일 수 있다.
일 개시에 의하여, 본원발명을 이용하면 회전 톱날의 크기를 변경하기 위하여 회전 톱날을 교체하지 않아도 되며, 재료의 속성에 맞는 온도제어가 가능한 바 기존에 비해 재료의 가공 시간이 현저히 감소할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 기존의 절단기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 평면도이다.
도 3은 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 정면도이다.
도 4는 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 측면도이다.
도 5는 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 후면도이다.
도 6은 일 개시에 의한 경도에 따른 원형 톱날의 내마모특성 변화 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 부재의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우 "상부" 는 "하부"로 해석될 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 부재의 존재 또는 추가를 배제하지않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 2는 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 평면도이다.
도 3은 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 정면도이다.
도 4는 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 측면도이다.
도 5는 일 개시에 의한 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치의 후면도이다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 지면으로부터 일정 높이로 설치되는 작업 테이블(101)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 작업 테이블(101)의 하단부부터 지면을 향하여 나선형으로 형성되며, 절단부(104)의 위치를 고정하기 위한 복수개의 홈이 일정간격으로 형성되어 있는 가이드 플레이트(105)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여, 가이드 플레이트(105)는 절단부(104)의 높이 및 각도를 조정하기 위한 기능을 수행하며, 사용자는 가이드 플레이트(105)에 표시된 각도를 확인함과 동시에 절단부(104)의 높이를 가이드 플레이트(105)의 홈에 고정시킴으로써 각도와 높이를 동시에 조정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 절단부(104)는 고정 레버(106) 및 고정 기어(107)를 포함하며, 고정 레버(106) 및 고정 기어(107)가 가이드 플레이트(105)에 맞물리도록 함으로써 절단부(104)의 위치가 고정될 수 있다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 작업 테이블(101)의 하단부에 연결되며, 작업 테이블(101)의 상단면의 홈(102)을 통해 이동가능한 원형 톱날(103) 및 가이드 플레이트(105)의 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈에 고정되는 고정 레버(106)를 포함하는 절단부(104)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 작업 테이블(101)의 상단면의 홈(102)은 작업 테이블(101)의 중간부에 위치할 수 있으며, 홈(102)의 주변은 원형 톱날(103)의 구동시 작업 테이블(101)의 손상을 방지하기 위하여, 강철 소재로 제작된 보조판을 구비할 수 있다.
일 개시에 의하여, 절단부(104)는 소재를 절단하는 기능을 수행하며, 소재의 종류에 따라서 높이가 조절됨으로써 소재의 두께에 적합한 절단 기능을 수행할 수 있다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 절단부(104)의 일단부에 연결되며, 사용자에 의하여 홈(102)을 통해 노출되는 원형 톱날(103)의 높이 및 각도를 조정할 수 있도록 고정 레버(106) 및 고정 기어(107)를 가이드 플레이트(105)의 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈으로 이동시키기 위한 톱날 높이레버(108)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 사용자는 톱날 높이레버(108)를 직접 조정함으로써, 원형 톱날(103)이 노출되는 높이 및 각도를 미세하게 조정할 수 있다. 따라서, 원형 톱날(103)을 교체하지 않고도 연속적으로 작업을 수행할 수 있어서 작업 시간이 단축될 수 있다.
일 개시에 의하여 톱날 높이레버(108)는 토글 스위치(128)을 포함할 수 있다. 토글 스위치(128)는 톱날 높이레버(108)를 고정할 수 있는 스위치로서, 톱날 높이레버(108)를 이용하여 절단부(104)의 높이를 고정완료하면 토글 스위치(128)로 인하여 토글 높이 레버(108)의 위치를 잠금할 수 있다. 일 개시에 의하여, 다시 톱날 높이레버(108)의 위치를 조정하기 위하여는 토글 스위치(128)를 눌러 톱날 높이 레버(108)의 위치 잠금을 해제하여야 한다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 작업 테이블(101)에 부착되며, 원형 톱날(103)에 동력을 전달하는 모터(110)를 가동하는 스위치(109)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 원형 톱날(103)의 중심에는 벨트풀리가 구비된 축과 축이 연결되고, 벨트불리는 모터(110)의 회전축에 구비된 벨트풀리와 벨트로 연결되어 모터(110)의 구동에 의한 회전력을 전달받을 수 있다.
일 개시에 의하여 원형 톱날(103)은 소재의 절단에 사용될 수 있도록 외주연에 다수의 톱날이 등간격으로 형성된 통상의 원판 형태로 이루어진다. 일 개시에 의하여, 원형 톱날(103)은 지름 40cm이상인 것을 사용한다.
일 개시에 의하여, 본원발명에서는 원형 톱날(103)의 상부 외주연에 소재가 유입되는 전방을 제외한 나머지 부분에 안전커버를 씌워 회전하는 원형 톱날(103)에서 발생할 수 있는 산업 재해를 방지할 수 있다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 모터(110)에 의하여 원형 톱날(103)이 구동되는 동안, 원형 톱날(103)의 온도가 일정하게 유지되도록 제어하고, 원형 톱날(103)의 회전 속도를 제어하는 제어부(111)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 가이드 플레이트(105)는 0 ~ 45°의 각도를 표시한 복수개의 가이드선을 포함할 수 있다. 일 개시에 의하여 가이드 플레이트(105)는 지면방향으로 각도기의 모양으로 형성될 수 있다.
일 개시에 의하여, 절단부(104)는 가이드 플레이트(105)의 복수개의 가이드선에 맞추어 형성된 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈에 고정됨으로써 원형 톱날(103)의 높이 및 각도가 조정되는 것일 수 있다.
일 개시에 따라 일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 작업 테이블(101)의 일면에 연결되며, 좌우로 이동가능하도록 이동레일을 포함하며, 90°의 각도로 이동가능하도록 경첩을 포함하는 슬라이딩 보조판(112)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 슬라이딩 보조판(112)은 작업 테이블(101)의 상부에서도 후방에 길이방향으로 설치되며, 작업 테이블(101)의 좌우로 이동이 가능하다. 따라서, 슬라이드 보조판(112)은 작업 테이블(101)의 길이를 가변적으로 연장할 수 있는 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 슬라이드 보조판(112)을 이용하면 작은 재료의 손실을 방지할 수 있어 경제적이다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 슬라이딩 보조부(112)가 연결되지 않은 작업 테이블(101)의 다른 일면에 연결되며, 길이가 연장능한 슬라이딩 보조대(113)를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여, 모터(110)는 3500~4500rpm의 속도로 구동될 수 있다. 일 개시에 의하여 모터(110)의 최대 속도는 5000 rpm일 수 있다.
일 개시에 의하여, 제어부(111)는 모터(100)가 구동되는 속도 및 시간에 따라 원형 톱날(103)의 온도를 주기적으로 측정하여, 원형 톱날(103)의 온도가 유지되도록 냉각 장치를 구동시킬 수 있다.
일 개시에 의하여 제어부(111)는 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)의 내부 또는 외부에 구비된 냉각 장치와 연결될 수 있다. 일 개시에 의하여, 제어부(111)는 톱날의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 원형 톱날(103)을 냉각 시킬 수 있다. 일 개시에 의하여, 제어부(111)는 원형 톱날(103)의 중심부에 연결된 철판을 냉각시킴으로써 원형 톱날(103)에 냉기를 전달하거나, 작업대 이하에 노출된 원형 톱날(103)에 냉기를 공급함으로써 원형 톱날(103)의 온도를 저하시킬 수 있다.
일 개시에 의하여 제어부(111) 및 냉각 장치(미도시 또는 제어부의 일부일 수 있음)는 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)에서 탈착이 가능한 모듈일 수 있다.
예를 들어, 제어부(111)는 -5 ~ -2℃의 에어가 작업 테이블(101)의 하단부에 공급될 수 있도록 제어할 수 있다.
일 개시에 의하여, 제어부(111)는, 절단이 필요한 재료의 속성에 따라 미리 정해진 원형 톱날(103)의 적정 온도를 매핑하여 저장하고, 사용자에 의하여 재료가 지정되는 경우 모터(110)가 구동되기 전에 원형 톱날(103)의 온도가 미리 정해진 온도가 되도록 조정할 수 있다.
일 개시에 의하여, 원형 톱날(103)은 홈(102)을 통해 최대 40cm까지 작업 테이블(101)위로 돌출될 수 있도록 높이가 조정될 수 있다. 또한, 원형 톱날(103)은 홈(102)을 통해 최소 0.5cm까지 작업 테이블(101)위로 돌출될 수 있도록 높이가 조정될 수 있다. 따라서, 본원발명을 이용하면 하나의 원형 톱날(103)이 노출되는 높이를 미세하게 조정함으로써, 다양한 사이즈의 톱날로 활용할 수 있는 효과가 있다.
일 개시에 의하여, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)는 원형 톱날(103)의 회전 속도, 회전 방향 및 표면 온도를 감지하는 센서부를 포함할 수 있다.
일 개시에 의하여 센서부는 복수개의 센서 모듈로 구성될 수 있으며, 원형 톱날(103)의 회전 속도를 감지하는 센서, 회전 방향을 감지하는 센서, 표면 온도를 감지하는 센서, 표면 습도를 감지하는 센서 등을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 다른 센서 모듈이 추가될 수 있다.
또한, 제어부(111)는 센서부로부터 수신한 데이터를 이용하여 모터(110)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치(100)가 작동되는 동안 감지된 피드백 정보를 이용하여 다시 모터(110)의 구동을 제어할 수 있어 적응적인 제어가 가능하다.
예를 들어 제어부(111)는 원형 톱날(103)의 표면 온도가 급격히 상승하는 경우 원형 톱날(103)이 과동작한다고 판단하여 모터(110)의 구동 속도를 감쇠시킬 수 있으며, 표면 온도가 낮아지는 경우 새로운 소재가 장착되었다고 판단하고 모터(110)의 구동 속도를 증가시킬 수 있다.
일 개시에 의하여, 원형 톱날(103)은 중량 %로 Mn: 0.8~1.0%, Al : 0.03~0.09%, C: 0.27~0.65%, Si : 0.2%이하, Cr : 0.5~1.5%, S : 0.012%이하, Ti : 48/14ⅹ[N]% 이상, B : 0.0005 ~ 0.0050%, N: 0.006%이하를 포함하고, 나머지는 Fe로 이루어지는 강재를 1300~1500 ℃의 온도에서 가열한 후 열간 압연한 후 750~800 ℃의 온도에서 권취된 고탄소 강판으로 제조된 것일 수 있다.
도 6은 일 개시에 의한 경도에 따른 원형 톱날의 내마모특성 변화 그래프이다.
일 개시에 의하여, 원형 톱날(103)은 중량 %로 Mn: 0.8~1.0%, Al : 0.03~0.09%, C: 0.27~0.65%, Si : 0.2%이하, Cr : 0.5~1.5%, S : 0.012%이하, Ti : 48/14ⅹ[N]% 이상, B : 0.0005 ~ 0.0050%, N: 0.006%이하를 포함하고, 나머지는 Fe로 이루어지는 강재를 1300~1500 ℃의 온도에서 가열한 후 열간 압연한 후 750~800 ℃의 온도에서 권취된 고탄소 강판으로 제조된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예의 고탄소 강판의 조성은 중량 %로 C: 0.25~0.55%, Mn: 0.5~1.2%, Si: 0.4%이하, Cr: 0.5~1.5%, Al: 0.01~0.1%, S : 0.012%이하, Ti : 48/14ⅹ[N]% 이상, B : 0.0005 ~ 0.0050%, N: 0.006%이하를 포함하고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 0.0005=B≤=(11/14) ⅹ?[N]%일 때, Ti : 48/14ⅹ[N]% ~ 0.03%의 조건을 만족한다.
상기와 같이 같은 본 발명의 실시예에 따른 고탄소 강판의 화학조성을 한정한 이유를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 탄소(C)의 함량은 0.25 ~ 0.55%로 한다. 이와 같이 탄소(C)의 함량을 한정한 이유는 탄소(C)의 함량이 0.25% 미만인 경우에는 고탄소강의 장점중의 하나인 담금질에 의한 경도 상승을 이용한 우수한 내구성 확보가 어렵기 때문이다. 또한, 탄소(C)가 0.55%를 넘는 경우에는 붕소(B)의 변태지연 효과가 발생하지 않아 QT 열처리성에 좋지 않으므로, 따라서 탄소(C)의 함량은 0.25% ~ 0.55%로 하는 것이 바람직하다.
망간(Mn)의 함량이 0.5% 미만인 경우에는 적열취성이 발생되고 망간(Mn)이 1.2%가 넘는 경우에는 중심편석 또는 미소편석등의 편석이 심해진다. 따라서 망간(Mn)의 함량은 0.5% ~ 1.2%로 하는 것이 바람직하다.
알루미늄(Al)의 함량은 0.01~0.1%로 한다. 알루미늄(Al)은 강 중에 존재하는 산소를 제거하여 응고 시 비금속 개재물의 형성을 방지하고, 강 중에 존재하는 질소(N)를 질화알루미늄(AlN)으로 고정하여 결정립 크기를 미세화시킨다.
크롬(Cr)의 함량은 0.5%~1.5%로 한다. 크롬(Cr)은 붕소(B)와 마찬가지로 강의 소입성을 향상시키는 원소로 알려져 있어 붕소(B)와 복합 첨가되는 경우 강의 소입성을 현저히 향상시킬 수 있다. 그러나 크롬(Cr)이 1.5%를 넘는 경우, 중심편석등의 좋지 않은 역효과가 발생할 수 있다. 따라서 크롬(Cr)의 함량은 0.5%~1.5%로 하는 것이 바람직하다.
규소(Si)의 함량은 0.4% 이하로 한다. 규소(Si)의 함량이 0.4%를 넘는 경우, 스케일결함의 증가로 인하여 표면 품질의 저하를 초래한다. 따라서 규소(Si)의 함량은 0.4% 이하로 하는 것이 바람직하다.
황(S)의 함량은 0.012% 이하로 한다. 황(S)의 함량이 0.012%를 넘는 경우에는 황화망간(MnS)이 석출되어 냉연강판의 성형성이 악화된다 황(S)의 함량은 0.012% 이하로 하는 것이 바람직하다.
티타늄(Ti)은 질화티타늄(TiN)을 석출시켜 질소(N)를 제거한다. 따라서 질소(N)에 의해 질화붕소(BN)가 형성되어 붕소(B)가 소모되는 것을 방지한다. 이에 따라 붕소(B)의 첨가 효과가 나타나도록 해 준다.
티타늄(Ti)의 함량이 48/14Х[N]% 미만인 경우에는 질소(N)를 기지(matrix)에서 제거(scavenging)하는 효과가 적어 질화붕소(BN)의 형성을 효과적으로 막을 수 없게 된다.
그러나 붕소(B)의 함량이 0.0005=B≤=(11/14)Х[N]%일 때 티타늄(Ti)의 함량이 48/14Х[N]% 이상인 경우에는 질소(N)의 질화티타늄(TiN) 석출에 의한 질소(N)의 제거가 효율적으로 가능하므로 붕소(B)와 질소(N)의 수식의 조건을 만족할 필요가 없다.
다만, 티타늄(Ti)의 함량이 0.03%를 넘는 경우에는 탄화티타늄(TiC)이 형성되어 탄소(C)량 감소효과로 열처리성이 감소되고, 또한 제강 원단위가 상승한다.
따라서 티타늄(Ti)의 함량은 48/14Х[N]% 이상 이거나, 또는 붕소(B)의 함량이 0.0005=B≤=(11/14) ⅹ?[N]%일 때 48/14Х[N]%~0.03%로 하는 것이 바람직하다.
질소(N)의 함량은 0.006% 이하로 한다. 질소(N)는 티타늄(Ti)의 첨가 없이 붕소(B)만 첨가되는 경우에 질화붕소(BN)를 형성하여 붕소(B)의 첨가 효과를 억제시키므로, 그 첨가량을 최소화하는 것이 바람직하다.
붕소(B)는 결정립계에 편석하여 입계 에너지를 낮추거나, 또는 Fe23(C, B)6의 미세 석출물이 결정립계에 편석하여 입계 면적을 낮추는 효과에 의하여 오스테나이트가 페라이트나 베이나이트로 변태하는 것을 억제한다.
Figure 112018103792511-pat00001
내마모 특성 실험은 Steel-Diamond pair을 이용하고 하중을 6 lbs로 하여 상온에서 2시간 유지하는 조건으로 진행되었다. 도면에서 표시1은 비교강1, 표시2는 비교강2, 표시3은 발명강을 나타낸다. 비슷한 경도수준에서 발명강의 내마모특성이 비교강들에 비해 향상된 것을 알 수 있다.
진공 유도 용해에 의해 상기 표 1에 나타낸 조성의 강괴를 두께 60mm, 폭 175mm로 제조하고 1200℃에서 1시간재가열 후 열연 두께 2.0mm가 되도록 열간압연을 하였다. 목표한 열연권취온도까지 냉각한 후에 550 ~ 700℃로 미리 가열된 로에 1시간 유지 후 로냉하여 열연권취를 하였다.
QT 열처리성 확인을 위해 900℃로 5분 가열한 뒤, 다양한 냉각속도로 냉각시켰고, 템퍼링(Tempering)은 500 ~ 600℃에서 3분간 시행하였다. 상기 표 1에 나타낸 비교강1 및 비교강2는 발명의 성분 조건에서 벗어난 강종이며, 발명강은 본원 발명의 성분조건을 만족하는 강종이다.
비교강 1, 2는 냉각속도 20℃/s으로 냉각시킨 시편에서 완전소입이 되지 않아 냉각중 제 2상이 생성된 반면에, 발명강을 냉각속도 20℃/s으로 냉각시켰을 경우에는 냉각 중 제 2상이 생성되지 않고 완전 소입된 조직(Martensite)을 얻을 수 있었다. 상기 결과로 발명강이 비교강들에 비해 우수한 소입특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면을 참조하여 실시예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
이상에서는 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 지면으로부터 일정 높이로 설치되는 작업 테이블(101);
    상기 작업 테이블(101)의 하단부부터 지면을 향하여 나선형으로 형성되며, 절단부(104)의 위치를 고정하기 위한 복수개의 홈이 일정간격으로 형성되어있는 가이드 플레이트(105);
    상기 작업 테이블(101)의 하단부에 연결되며, 상기 작업 테이블(101)의 상단면의 홈(102)을 통해 이동가능한 원형 톱날(103) 및 상기 가이드 플레이트(105)의 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈에 고정되는 고정 레버(106)를 포함하는 절단부(104);
    상기 절단부(104)의 일단부에 연결되며, 사용자에 의하여 상기 홈(102)을 통해 노출되는 원형 톱날(103)의 높이 및 각도를 조정할 수 있도록 고정 레버(106) 및 고정 기어(107)를 상기 가이드 플레이트(105)의 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈으로 이동시키기 위한 톱날 높이레버(108);
    상기 작업 테이블(101)에 부착되며, 상기 원형 톱날(103)에 동력을 전달하는 모터(110)를 가동하는 스위치(109);및
    상기 모터(110)에 의하여 상기 원형 톱날(103)이 구동되는 동안, 상기 원형 톱날(103)의 온도가 일정하게 유지되도록 제어하고, 상기 원형 톱날(103)의 회전 속도를 제어하는 제어부(111);를 포함하는, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트(105)는 0 ~ 45°의 각도를 표시한 복수개의 가이드선을 포함하며,
    상기 절단부(104)는 상기 가이드 플레이트(105)의 복수개의 가이드선에 맞추어 형성된 복수개의 홈 중 어느 하나의 홈에 고정됨으로써 상기 원형 톱날(103)의 높이 및 각도가 조정되는 것인, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 작업 테이블(101)의 일면에 연결되며, 좌우로 이동가능하도록 이동레일을 포함하며, 90°의 각도로 이동가능하도록 경첩을 포함하는 슬라이딩 보조판(112);및
    상기 슬라이딩 보조판(112)가 연결되지 않은 작업 테이블(101)의 다른 일면에 연결되며, 길이가 연장능한 슬라이딩 보조대(113);를 포함하는, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 모터(110)는 3500~4500rpm의 속도로 구동되며,
    상기 제어부(111)는 상기 모터(110)가 구동되는 속도 및 시간에 따라 상기 원형 톱날(103)의 온도를 주기적으로 측정하여, 상기 원형 톱날(103)의 온도가 유지되도록 냉각 장치를 구동시키는, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(111)는,
    절단이 필요한 재료의 속성에 따라 미리 정해진 원형 톱날(103)의 적정 온도를 매핑하여 저장하고, 사용자에 의하여 재료가 지정되는 경우 상기 모터(110)가 구동되기 전에 상기 원형 톱날(103)의 온도가 미리 정해진 온도가 되도록 조정하는, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 원형 톱날(103)은 상기 홈(102)을 통해 최대 40cm까지 상기 작업 테이블(101)위로 돌출될 수 있도록 높이가 조정되는 것인, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 원형 톱날(103)의 회전 속도, 회전 방향 및 표면 온도를 감지하는 센서부;를 더 포함하며,
    상기 제어부(111)는 상기 센서부로부터 수신한 데이터를 이용하여 상기 모터(110)의 구동을 제어하는 것인, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 원형 톱날(103)은 중량 %로 Mn: 0.8~1.0%, Al : 0.03~0.09%, C: 0.27~0.65%, Si : 0.2%이하, Cr : 0.5~1.5%, S : 0.012%이하, Ti : 48/14ⅹ[N]% 이상, B : 0.0005 ~ 0.0050%, N: 0.006%이하를 포함하고, 나머지는 Fe로 이루어지는 강재를 1300~1500 ℃의 온도에서 가열한 후 열간 압연한 후 750~800 ℃의 온도에서 권취된 고탄소 강판으로 제조된 것인, 높이 조절이 가능한 원형 톱날 절단 장치.
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