KR102124091B1

KR102124091B1 - 슬라브를 포함하는 강재의 버 제거 장치

Info

Publication number: KR102124091B1
Application number: KR1020180045890A
Authority: KR
Inventors: 엄자용; 이재운
Original assignee: (주)삼신
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2020-06-17
Also published as: KR20190122310A

Abstract

절단된 슬라브를 포함하는 강재의 버 제거 장치에 관한 것으로, 상기 강재가 이송되는 가로 방향으로 이동 가능하게 구동력을 제공하는 대차이송부에 의하여 이동되는 대차와; 상기 강재의 절단된 전단부 하측과 후단부 하측 모서리를 삭제하여 벼를 제거하도록 상기 대차에 회전 가능하게 결합된 그라인딩휠을 포함하는 버제거부;를 포함하는 것이 바람직하다.
이에, 본 발명에 따르면, 측면에 부착된 버를 효율적이고 간단하고 편리하게 제거하면서 버의 제거 효율 향상과 버 제거 시간을 단축할 수 있는 버 제거 장치를 제공할 수 있다.

Description

슬라브를 포함하는 강재의 버 제거 장치 {Side-corner Deburring Device of Steel Material including Slab}

본 발명은 슬라브, 빌렛을 포함하는 강재의 버 게거 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 슬라브 등의 측면에 부착된 버를 제거할 수 있도록 구조를 개선한 버 제거 장치에 관한 것이다.

현대사회에서 가장 널리 사용되고 있는 철강제품 중 판재(板材)는, 철광석을 고로에서 용융시켜 선철을 생산하고, 제강공장에서 선철에 대하여 탈황, 탈탄, 탈산 등의 각종 처리를 실시하여 용강으로 만든 후 용강을 연속주조하여 슬라브를 형성하고 형성된 슬라브를 열간 압연하거나 열간압연 후 냉간 압연하는 방법으로 만들어진다.

제철소의 연속주조 공정인 연주공장에서는 용융 선철로부터 슬라브가 생산되는데, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 연주공장의 연주기에서 주조된 슬라브(10)를 원하는 길이로 자르기 위해 가스 절단을 하면, 도 6a에 도시된 바와 같이 절단된 슬라브(10)의 전단부 및 후단부에서 가스절단으로 인한 절단설인 버(21, 22)가 생기게 된다. 이와 같이 생성된 버(21, 22)를 적절하게 제거해 주지 않으면 후속 공정인 열연, 냉각 공정을 수행하는 과정에서 문제를 발생시키거나 제품의 품질에 악영향을 끼치게 된다. 예를 들면, 버가 존재하는 상태로 후속 압연공정에서 슬라브를 압연하면, 코일 파단 등과 같은 치명적인 결함을 압연제품에 초래할 수 있다.

따라서, 연주공장에서는 주조된 슬라브를 일정 길이로 잘라내는 가스절단기와 마킹 머신(marking machine) 사이에 버 제거를 위한 커터(32)를 구비한 버 제거 장치(30)를 설치하여, 절단 슬라브의 전단부와 후단부에 생긴 버(21, 22)에 대하여 커터(32)를 각각 도 6a에 도시된 바와 같이 시계 방향으로, 또는 도 6b에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 회전시켜 제거하고 있다.

그러나, 버를 제거하는 과정에서 특히 슬라브의 전단부나 후단부에 존재하던 버가 커터의 회전에 의하여 절단면측으로 절곡이 되는 경우 하측면의 버를 제거하는 디버러(30)만으로 측면에 존재하고 있는 버를 제거하기 어려운 문제점이 있다.

이렇게 절단면인 측면에 절곡되어 부착된 잔류버를 제거하기 위하여 작업자가 육안으로 확인하여 수동으로 도 6c에 도시된 바와 같이 버 제거 작업을 병행하게 된다. 이에 따라 인적 비용이 증가되고, 작업자가 치구(50)로 잔류버(23)를 제거하는 경우에 치구(50)에 의해 튕겨져 나온 잔류버(23)에 의해 작업자가 부상을 입을 수 있다. 아울러, 롤러 테이블의 이송롤을 따라 이송되는 슬라브의 온도가 대략 600 내지 900℃인 바, 치구(50)를 사용하여 수작업으로 슬라브(10)에서 잔류버(23)를 제거해야 하는 경우 작업자가 고온의 슬라브에 의해 화상 재해를 입을 위험이 존재한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 공개특허공보 제10-2005-0004359호 (2005. 01. 12. 공개)와 같은 측면 잔류버를 제거하는 장치가 제안되고 있다.

이러한 종래기술에서는 특히 슬라브가 냉각되는 과정, 절단되는 과정에서 슬라브 자체가 절곡되거나 면이 일직선이 아니고 고르지 못한 경우에 버가 제거되지 않을 우려와 수직 방향의 힘으로 제거하는 과정에서 버가 제거되지 않고 구부러져 슬라브의 하측으로 이동할 우려가 있다.

[참고문헌] 특허공개공보 제10-2005-0004359호 (2005. 01. 12. 공개)

[참고문헌] 국제특허공개공보 WO2010/102799 (2010. 09. 16. 공개)

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 측면에 부착된 버를 효율적이고 간단하고 편리하게 제거하면서 버의 제거 효율 향상과 버 제거 시간을 단축할 수 있는 버 제거 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 슬라브 등이 냉각되거나 절단되는 과정에서 평평하거나 일직선이 아니더라도 절단되거나 굴곡된 형상에 대응하여 장치가 이동할 수 있는 버 제거 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 과제는, 설치 장소가 적게 소요되는 버 제거 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 과제는, 후 공정에서 발생할 수 있는 문제점이나 품질 저하 요인을 제거할 수 있는 버 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 절단된 슬라브를 포함하는 강재의 버 제거 장치에 있어서, 상기 강재가 이송되는 가로 방향으로 이동 가능하게 구동력을 제공하는 대차이송부에 의하여 이동되는 대차와; 상기 강재의 절단된 전단부 하측과 후단부 하측 모서리를 삭제하도록 상기 대차에 회전 가능하게 결합된 그라인딩휠을 포함하는 버제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거 장치에 의하여 달성된다.

또한, 상기 그라인딩휠이 상기 강재의 모서리를 따라 이동 가능하게 상기 강재의 모서리를 향하여 상기 그라인딩휠을 설정된 압력으로 탄성 가압하는 가압위치와 상기 대차를 따라 이동하는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 휠가압부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 버제거부는, 상기 대차에 지지되어 상기 그라인딩휠에 회전력을 제공하는 휠구동부재와, 상기 휠구동부재의 회전력을 상기 그라인딩휠에 제공하는 휠동력전달부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 휠동력전달부재는 유니버셜조인트를 포함하고, 상기 휠가압부는 상기 휠동력전달부재에 결합되어 유압으로 상기 휠동력전달부재를 탄성 가압하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 강재의 전단부 하측 모서리를 삭제하기 위한 상기 그라인딩휠의 회전 방향과 상기 강재의 후단부 하측 모서리를 삭제하기 위한 상기 그라인딩휠의 회전 방향은 반대인 것이 바람직하다.

또한, 상기 강재의 전단부와 후단부에 버가 존재하는지 여부를 감지하는 영상부와, 상기 강재를 상기 그라인딩휠이 삭제한 위치를 감지하는 센서부와, 상기 영상부와 상기 센서부에서 감지한 결과에 기초하여 상기 그라인딩휠이 상기 강재를 삭제할 위치로 정지 가능하게 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 측면에 부착된 버를 효율적이고 간단하고 편리하게 제거하면서 버의 제거 효율 향상과 버 제거 시간을 단축할 수 있는 버 제거 장치를 제공할 수 있다.

또한, 슬라브 등이 냉각되거나 절단되는 과정에서 평평하거나 일직선이 아니더라도 절단되거나 굴곡된 형상에 대응하여 장치가 이동할 수 있는 버 제거 장치를 제공할 수 있다.

또한, 설치 장소가 적게 소요되는 버 제거 장치를 제공할 수 있다.

또한, 후 공정에서 발생할 수 있는 문제점이나 품질 저하 요인을 제거할 수 있는 버 제거 장치를 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일실시례에 따른 버 제거 장치의 평면도,
도 1b는 도 1a를 정면에서 바라본 정면도,
도 2는 도 1a의 버 제거 장치를 측면에서 바라본 측면도,
도 3은 버 제거 장치의 요부를 나타낸 측면도,
도 4a 및 도 4b는 버 제거 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 개략도,
도 5는 버 제거 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 순서도,
도 6a 내지 도 6c는 종래기술을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 일실시례에 따른 슬라브를 포함하는 강재의 버 제거 장치(100), 이하에서 ‘버 제거 장치’라 함)에 대하여 도 1a 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 발명의 일실시례에 따른 버 제거 장치의 평면도이고, 도 1b는 도 1a를 정면에서 바라본 정면도이며, 도 2는 도 1a의 버 제거 장치를 측면에서 바라본 측면도이고, 도 3은 버 제거 장치의 요부를 나타낸 측면도이며, 도 4a 및 도 4b는 버 제거 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 개략도이고, 도 5는 버 제거 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 순서도이며, 도 6a 내지 도 6c는 종래기술을 설명하기 위한 개략도이다.

버 제거 장치(100)는, 도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 절단된 슬라브, 빌렛을 포함하는 강재의 버를 제거하고, 상기 강재가 이송되는 가로 방향으로 이동 가능하게 구동력을 제공하는 대차이송부(110)에 의하여 이동되는 대차(120)와; 상기 강재의 절단된 전단부 하측과 후단부 하측 모서리를 삭제하여 버를 제거하도록 상기 대차(120)에 회전 가능하게 결합된 그라인딩휠(130)을 포함하는 버제거부(130);를 구비하는 것이 바람직하다.

버 제거 장치(100)는, 상기 그라인딩휠(130)이 상기 강재의 모서리를 따라 이동 가능하게 상기 강재의 모서리를 향하여 상기 그라인딩휠(130)을 설정된 압력으로 탄성 가압하는 가압위치와 상기 대차(120)를 따라 이동하는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 휠가압부(140);를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하에서 설명의 편의상 도 1a의 평면도 상에서 좌측에서 우측으로 예를 들어 슬라브를 포함하는 강재가 이동하는 방향을 ‘X’ 축선 방향, 강재가 이동하는 가로 방향인 전후 방향으로 버 제거 장치(100) 전진 및 후진하는 방향으로 ‘Y’ 축선 방향, X-Y 평면에 수직인 상하 방향을 ‘Z’ 축선 방향으로 정한다.

버 제거 장치(100)는, 스크랩수집부(150), 집진부(160), 영상부(170), 센서부(180), 제어부(190)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

대차이송부(110)는 Y 축선 방향인 강재가 이동하는 가로 방향 내지 수직 방향으로 대차(120)를 이동시키도록 구동력을 제공한다. 대차이송부(110)는 모터, 감속기를 포함할 수도 있지만 본 실시례에서는 유압을 발생시키는 공지의 유압시스템(미도시)과 유압시스템에서 제공되는 유압을 제공 받아 대차(120)를 Y 축선 방향으로 전진, 후진시킬 수 있는 대차이송실린더(113)를 구비하고 있다.

대차(120)는 버제거부(130)와 휠가압부(140)를 지지하고, 그라인딩휠(130)이 강재의 모서리를 삭제하는 삭제위치와 삭제를 하지 않고 강재의 이송라인으로부터 이격되어 대기하는 대기위치 사이를 이동 가능한 구조를 갖는다. 대차(120)는 대차이송실린더(113)에서 제공되는 힘에 따라 삭제위치와 대기위치 사이를 대차가이드(125)를 따라 이동하고 외관을 형성하고 그라인딩휠(130)과 휠가압부(140)를 견고하게 지지하는 철구조물인 대차본체(123)와, 대차본체(123)를 LM가이드를 포함하는 대차가이드(125)를 이용하여 삭제위치와 대기위치로 안내될 수 있다.

버제거부(130)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 강재에 접촉하여 회전하면서 강재의 모서리를 삭제(예를 들면, 챔퍼핑(chamfering))하는 그라인딩휠(130)과, 그라인딩휠(130)에 동력을 제공하는 전기모터 및 전기모터의 회전수를 감속하는 감속기를 포함하는 휠구동부재(135)와, 휠구동부재(135)의 동력을 그라인딩휠(130)에 전달하면서 그라인딩휠(130)을 탄성 가압할 수 있도록 지지하는 휠동력전달부재(137)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구조에 의하여 그라인딩휠(130)은 회전하면서 상승하여 강재를 삭제하는 삭제위치와 회전하지 않고 하강하여 강재를 삭제하지 않은 삭제해제위치 사이를 보다 안정적으로 이동할 수 있다.

휠가압부(140)는 그라인딩휠(130)이 삭제위치에서 강재의 모서리를 삭제하는 과정에서 강재의 모서리의 형상대로 내지 모서리의 절곡된 형상대로 이동할 수 있도록 함과 동시에 강재의 모서리를 일정하게 가압하여 모서리가 삭제될 수 있도록 설정된 압력으로 그라인딩휠(130)을 강재의 모서리 측으로 가압할 수 있는 가압력을 제공한다. 이러한 가압력은 탄성력을 갖도록 그라인딩휠(130)을 가압하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 구조에 의하여 강재의 모서리에 부착 내지 고착되어 있는 버를 효과적으로 제거할 수 있다.

즉, 휠가압부(140)에서는 회전하는 그라인딩휠(130)을 가압하는 것이 아니라 휠동력전달부재(137)의 단부에 결합된 그라인딩휠(130)을 강재의 모서리 측으로 가압시키도록 유연성을 갖는 유니버설조인트로 이루어진 휠동력전달부재(137)에 힘을 가하는 것이 바람직하다.

휠가압부(140)는 휠동력전달부재(137)에 힘, 예를 들면, 유압력으로 힘을 가하는 유압실린더를 포함하는 휠탄성가압부재(143)와, 휠탄성가압부재(143)에 결합되어 휠동력전달부재(137)를 회전 가능하게 지지하는 휠탄성가압베어링(145)과, 휠탄성가압베어링(145) 또는 휠탄성가압부재(143)와 결합되어 그라인딩휠(130)이 강재 모서리 측으로 이동 및 탄성 변형되도록 휠탄성가압베어링(145) 또는 휠탄성가압부재(143)를 지지하고 안내하는 휠탄성부재가이드(147)로 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 휠가압부(140)의 구조에 의하여 그라인딩휠(130)은 상승하여 회전하면서 강재의 모서리를 가압하면서 삭제하는 가압위치와 하강하여 강재를 삭제하지 않고 가압이 해제된 가압해제위치를 안정적으로 이동할 수 있다.

여기서 그라인딩휠(130)의 회전속도와 가압력은 강재의 크기, 강재의 온도 등에 따라 가변될 수 있도록 미리 설정되어 있는 설정치를 따라 제어부(190)에서 제어되는 것이 바람직하다.

버 제거 장치(100)는 강재를 삭제하는 과정에서 발생하는 분진을 포집하여 처리하는 집진부(160)와, 각 강재의 전단부와 후단부에 버가 존재하는지를 감지할 수 있는 CCTV를 포함하는 영상부(170)와, 강재가 원하는 위치에 위치하는지에 대하여 감지하는 센서부(180)와, 전원이 인가됨으로 인해 각종 구동부와 센서들과 연계되어 필요에 따라 설정된 설정값과 이미 입력된 프로그램 내지 맵에 따라 각종 구성을 제어하는 제어부(190)를 구비하는 것이 바람직하다.

설명하지 않은 참조번호 10은 슬라브를 포함하는 강재이고, 참조번호 13은 슬라브를 포함하는 강재를 이송하는 이송롤러를 의미한다.

이러한 구성에 따른 버 제거 장치(100)의 작동 과정을 도 4a 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 전원이 인가되면 본 발명에 따른 버 제거 장치(100)의 구성요소가 작동될 준비가 된다.

슬라브를 포함하는 강재가 필요한 크기로 절단된 후 이송되면서 미도시된 하단부의 버가 제거된다. 이러한 과정이 완료된 이동하는 과정에서 특히 절단면의 측면에 버가 존재하고 있는지를 감지하는 영상부(170)의 감지에 기초하여 제어부(190)가 판단한다(S210).

제어부(190)가 강재에 버가 존재한다고 판단하면 미도시된 이송롤러(13)가 강재를 설정된 위치에 강재를 정지시키고 센서부(180)는 정지하는 강재의 위치를 감지한다(S220).

다음, 대차(120)가 이동하여 버제거부(130)가 강재의 모서리 하측으로 이동한다(S239(. 대차(120)가 강재의 모서리 하측에 위치하였는지는 미도시된 센서에 의하여 감지되고 이를 제어부(190)에서 판단하여 대차(120)를 정지시킬 수 있다.

다음 그라인딩휠(130)은 휠구동부재(135)와 휠동력전달부재(137)를 거쳐 휠구동부재(135)의 회전력에 의해 회전하고, 휠가압부(140)의 가동에 의하여 그라인딩휠(130)은 강재의 모서리로 가압하게 된다(S240).

다음, 그라인딩휠(130)은 회전하고 가압되면서 대차(120)는 강재의 모서리를 따라 이동한다(S250). 이러한 이동 과정에서 강재의 모서리가 일직선이 아니거나 굴곡된 영역이 있으면 휠가압부(140)가 설정된 압력으로 가압하고 있으므로 굴곡된 형태를 따라 안정적으로 이동할 수 있다. 이에, 도 4a에 확대된 바와 같이 강재의 모서리는 일정한 깊이, 각도를 갖도록 삭제 내지 챔퍼링될 수 있다. 이러한 챔퍼링은 그라인딩휠(130)의 단면 형상에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.

이렇게 그라인딩휠(130)이 일정한 슬라브의 폭에 해당하는 길이만큼 이동한 다음에는 그라인딩휠(130)은 강재의 모서리 영역의 삭제를 완료하였으므로 회전이 정지되고 휠가압부(140)의 가압이 해제되어 하측으로 하강하게 된다(S260).

다음 대차(120)가 작동하여 강재가 이동하는 영역과 이격된 대기위치로 대차가이드(125)를 따라 이동하게 이동하게 된다(S270). 물론 이러한 대차(120)의 이동과정은 미도시된 센서에 의하여 자동으로 제어될 수 있음은 물론이다.

다음, 강재의 후단부 모서리에 버가 있다면 도 5와 같은 동일한 과정을 거친다. 다만, 이 경우에는 그라인딩휠(130)이 전술한 강재 전단부의 모서리를 삭제하는 과정과 그라인딩휠(130)의 회전방향이 다른 것이 바람직하다(도 4a 및 도 4b의 회전 방향 참조).

이와 같이 버 제거 장치(100)가 강재가 이동하는 영역에 배치되어 있지 않고 강재가 이동하는 영역으로부터 이격된 위치에 배치되어 장소를 보다 효율적으로 활용할 수 있어 바람직하다.

이에, 본 발명에 따르면, 측면에 부착된 버를 효율적이고 간단하고 편리하게 제거하면서 버의 제거 효율 향상과 버 제거 시간을 단축할 수 있는 버 제거 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 본 발명의 여러 실시례를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시례를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 버 제거 장치 110 : 대차이송부
113 : 대차이송실린더 120 : 대차
123 : 대차본체 125 : 대차가이드
130 : 버제거부 133 : 그라인딩휠
135 : 휠구동부재 137 : 휠동력전달부재
140 : 휠가압부 143 : 휠탄성가압부재
145 : 휠탄성가압베어링 147 : 휠탄성부재가이드
150 : 스크랩수집부 160 : 집진부
170 : 영상부 180 : 센서부
190 : 제어부

Claims

절단된 슬라브를 포함하는 강재의 버 제거 장치에 있어서,
상기 강재가 이송되는 가로 방향으로 이동 가능하게 구동력을 제공하는 대차이송부에 의하여 이동되는 대차와;
상기 강재의 절단된 전단부 하측과 후단부 하측 모서리를 챔퍼링 형상으로 삭제하여 모서리에 결합된 버를 제거하도록 상기 대차에 회전 가능하게 결합된 그라인딩휠을 포함하는 버제거부와;
상기 그라인딩휠이 상기 강재의 모서리를 따라 이동 가능하게 상기 강재의 모서리를 향하여 상기 그라인딩휠을 설정된 압력으로 탄성 가압하는 가압위치와 상기 대차를 따라 이동하는 가압해제위치 사이를 이동 가능하게 마련된 휠가압부;를 포함하되,
상기 버제거부는, 상기 대차에 지지되어 상기 그라인딩휠에 회전력을 제공하는 휠구동부재와, 상기 휠구동부재의 회전력을 상기 그라인딩휠에 제공하는 휠동력전달부재를 포함하며, 상기 휠동력전달부재는 유니버셜조인트를 포함하고,
휠가압부는, 상기 휠동력전달부재에 힘을 가하는 유압실린더를 포함하는 휠탄성가압부재와, 상기 휠탄성가압부재에 결합되어 상기 휠동력전달부재를 회전 가능하게 지지하는 휠탄성가압베어링과, 상기 휠탄성가압베어링 또는 상기 휠탄성가압부재와 결합되어 상기 그라인딩휠이 강재 모서리 측으로 이동 및 탄성 변형되도록 상기 휠탄성가압베어링 또는 상기 휠탄성가압부재를 지지하고 안내하는 휠탄성부재가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거 장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 강재의 전단부 하측 모서리를 삭제하기 위한 상기 그라인딩휠의 회전 방향과 상기 강재의 후단부 하측 모서리를 삭제하기 위한 상기 그라인딩휠의 회전 방향은 반대인 것을 특징으로 하는 버 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 강재의 전단부와 후단부에 버가 존재하는지 여부를 감지하는 영상부와, 상기 강재를 상기 그라인딩휠이 삭제한 위치를 감지하는 센서부와, 상기 영상부와 상기 센서부에서 감지한 결과에 기초하여 상기 그라인딩휠이 상기 강재를 삭제할 위치로 정지 가능하게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 제거 장치.