KR102589419B1 - 냉간 필거 압연 밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블룸을 관재로 변형하기 위해 운동 방향으로 선형 이동 가능하게 지지된 제1 압연 스탠드(1)를 포함하는 필거 압연 밀에 관한 것이다. 압연 스탠드(1)에는 블룸을 관재로 변형하기 위한 2개의 롤러들(2, 3)이 샤프트들 상에 회전 가능하게 지지되되, 롤러들(2, 3) 중 하나는 구동 피니언(6)과 함께 일 샤프트 상에 배치되도록 지지된다. 구동 피니언(6)은 고정적 랙(5) 내에 맞물리고, 고정적 랙은 랙 홀더(4)에 고정됨으로써, 압연 스탠드(1)의 병진 운동은 구동 피니언(6)이 랙(5) 내에 맞물림으로써 구동 피니언(6) 및 이로 인하여 구동 피니언(6)의 샤프트 상에 배치되는 롤러(2, 3)뿐만 아니라 2개의 롤러들(2, 3) 중 다른 롤러의 회전 운동을 반대 방향으로 야기한다. 압연 스탠드(1)는 크랭크 구동 장치와 연결되어, 필거 압연 밀의 구동 시 구동 모터의 회전 운동은 푸시 로드를 통해 압연 스탠드(1)의 진동성 병진 운동으로 변환된다. 반면, 본 발명에 따른 랙 홀더(4)에 의해, 간단하고 비용 효과적 방식으로 완전히 압연된 관재의 제조될 관재 직경에 맞춰질 수 있는 필거 압연 밀이 제공될 수 있어서 다양한 직경을 가진 관재의 제조가 동일한 필거 압연 밀 내에서 가능하다. 이를 위해 랙 홀더(4)는 제1 압연 스탠드(1)가 제1 치수와 상이한 제2 치수를 가지는 제2 압연 스탠드로 교환 가능하도록 형성된다. 완전히 압연된 관재의 관재 직경 요건에 맞게 압연 스탠드를 조정함으로써 이러한 관재는 제조 공정 후에 개선된 정확도 및 정밀도를 포함한다.

Description

냉간 필거 압연 밀

본 발명은 블룸(bloom)을 관재(tube)로 변형시키기 위한 필거 압연 밀에 관한 것으로, 필거 압연 밀은 운동 방향으로 선형 이동 가능하게 지지되는 제1 압연 스탠드로서, 이러한 압연 스탠드에서 블룸을 관재로 변형하기 위한 2개의 롤러들은 샤프트들 상에 회전 가능하게 지지되고, 롤러들 중 하나는 구동 피니언과 함께 일 샤프트 상에 배치되고, 구동 피니언은 고정적 랙 내에 맞물리며, 고정적 랙은 랙 홀더에, 압연 스탠드의 병진 운동이 구동 피니언 및 롤러의 회전 운동을 야기하도록 고정되는, 상기 제1 압연 스탠드 및 압연 스탠드와 연결된 크랭크 구동 장치로서, 필거 압연 밀의 구동 시 구동 모터의 회전 운동을 푸시 로드를 통해 압연 스탠드의 진동성 병진 운동으로 변환하는, 상기 크랭크 구동 장치를 포함한다.

정밀한 금속 관재, 특히 강 소재의 관재를 제조하기 위해 연신된 중공 실린더형 미가공재는 압력 응력에 의해 감소한다. 미가공재는 소정의 감소한 외부 직경 및 소정의 벽 두께를 가지는 관이 되도록 변형된다.

가장 널리 알려진 관 축소 방법은 냉간 필거 압연으로 공지되어 있는데, 이때 미가공재는 블룸으로 지칭된다. 블룸은 압연 시 완가공된 관의 내부 직경을 정의하는 캘리브레이션된 압연 맨드릴에 걸쳐 슬라이딩되고, 외부로부터는 완가공된 관의 외부 직경을 정의하며 마찬가지로 캘리브레이션된 2개의 롤러에 의해 포괄되고, 종방향으로 압연 맨드릴에 걸쳐 압연된다.

냉간 필거 압연 중에 블룸은 압연 맨드릴 상으로 또는 맨드릴을 넘어서는 방향으로 단계적인 피드를 경험하는 반면, 롤러들은 회전하면서 맨드릴 및 이로 인하여 블룸에 걸쳐 수평으로 왕복 운동한다. 이때 롤러들의 수평 운동은 압연 스탠드에 의해 정해지며, 이러한 압연 스탠드에 롤러들이 회전 가능하게 지지되어 있다. 압연 스탠드는 공지된 냉간 압연 필거 밀에서 크랭크 구동 장치를 이용하여 압연 맨드릴에 대해 평행한 방향으로 왕복 운동한다.

크랭크 구동 장치는 일 실시예에서 토크- 및 질량 평형 시스템과 연결되고, 이 시스템은 압연 스탠드의 왕복 운동 시 반환점들에서 방출되는 운동 에너지를 저장하고, 이러한 에너지를 운동 방향의 전환 후 압연 스탠드의 이후 가속을 위해 사용한다. 반면 롤러들 자체는 압연 스탠드에 대하여 고정적인 랙에 의하여 회전 운동을 수득하고, 이러한 랙 내에는 롤러 축들과 고정 연결된 피니언들이 맞물린다.

블룸을 포함하는 피드 브레이싱 슬라이드(feed bracing slide)는 소위 피드 방향으로 압연 맨드릴에 걸쳐 이동한다. 피드 브레이싱 슬라이드가 블룸을 계류시키는 동안, 압연 스탠드 내에서 수직으로 서로 포개어 배치되며 원추형으로 캘리브레이션된 롤러들은 동일한 각 속도로 서로 반대 방향으로 회전한다. 2개의 롤러들은 각각 블룸의 실린더 축에 대해 평행한 동일한 방향에서 그리고 피드 방향에 대해 반대 방향으로 블룸의 옆면 상에서 구른다.

실질적으로 원형으로 캘리브레이션된 롤러들의 패스 형상(pass form)은 지속적으로 축소되되, 패스의 최종 횡단면에서 완가공된 관의 직경이 달성될 때까지 그러하다. 일반적으로, 패스의 횡단면은 원추형 필거 인렛, 균일하게 유지되는 원형의 평활 패스 및 이에 연결되며 약간 커지는 아울렛을 포함하는 작업 패스(work pass), 및 더 큰 개구부를 갖는 유휴 패스(idle pass)로 구성된다. 롤러들에 의해 형성되는 필거 인렛은 블룸을 파지하고, 롤러들은 외부로부터 작은 재료 샤프트를 가압하며, 이러한 재료 사프트는 롤러들의 평활 패스 및 압연 맨드릴에 의해 소정의 벽 두께가 되도록 신장되되, 롤러들의 유휴 패스가 완가공된 관을 해제할 때까지 그러하다. 압연 중에 압연 스탠드는 이에 고정된 롤러들과 함께 블룸의 피드 방향과 반대로 움직인다. 피드 브레이싱 슬라이드를 이용하여 블룸은 롤러들의 유휴 패스 도달 후 추가 단계 만큼 압연 맨드릴 쪽으로 피드되는 반면, 롤러들은 압연 스탠드와 함께 수평의 출발 위치로 되돌아온다. 이와 동시에 블룸은 블룸의 축 둘레에서 회전하여, 완가공된 관의 균일한 형상이 원주 방향에서도 달성된다. 각각의 관 부분이 수회 오버 압연됨으로써 관의 벽 두께 및 동심도가 달성되고, 균일한 내부 직경 및 외부 직경이 달성된다.

종래 기술에 따른 필거 압연 밀은 완가공 관재의 내부 직경 및 외부 직경의 값 범위가 좁은 완가공 관재의 제조에 한정되는데, 각각의 필거 압연 밀 내에 사용되는 압연 스탠드는 항상 가공할 관의 내부 직경 및 외부 직경의 좁은 범위에 대해서만 설계되어 있기 때문이다. 관련 판매 시장에서 완가공 관재의 내부 직경 및 외부 직경을 가급적 매우 다양하게 제공하기 위해, 서로 다른 압연 스탠드들을 포함하는 다수의 필거 압연 밀을 마련해야 한다. 이때 압연 스탠드들은 가공할 관재의 직경에 관한 각 요건을 위해 선택되어야 한다.

보다 큰 직경을 가지는 완가공 관재의 제조를 위해, 압연 스탠드의 폭 및 그 내부에 사용되는 롤러들의 직경과 관련하여 더 큰 압연 스탠드가 필요하다. 압연 스탠드의 크기가 증가하면 압연 스탠드의 질량도 증가한다.

특정한 크기를 갖는 압연 스탠드는 제조할 관재의 직경의 특별한 매개변수 범위를 위해 설계되며, 이러한 매개변수 범위 내에서 블룸은 최상으로, 즉 가급적 균일하게 가공된다. 이러한 매개변수 범위 밖에서 블룸의 압연은 가능하긴 하나, 롤러들은 그 최적 범위 밖에서 동작한다. 따라서 가공 공정의 정밀도는 떨어지고, 완가공 관재는 최적 매개변수 범위 내에서 가공되었던 완가공 관재에 비해 품질이 더 불량하다.

종래 기술에 따르면, 특정한 압연 스탠드 및 이에 수용되는 롤러 세트를 이용하여, 필거 압연 밀 내에서 가공될 관재의 구체적인 내부 직경 및 외부 직경만이 제조될 수 있다. 완가공 관재의 외부 직경의 값은 오로지 좁은 값 범위에서만 확장될 수 있는데, 압연 스탠드의 롤러들이 제2 롤러 쌍으로 교환되면서 그러하다. 제2 롤러 쌍의 롤러들은 제1 롤러 쌍의 롤러들에 비해 그 패스 형상면에서 상이하다. 제2 압연 스탠드의 롤러들의 패스 형상은 제1 압연 스탠드의 롤러들의 패스 형상과 상이한 형상을 롤러들의 원주 방향으로 포함하여, 이를 통해 근소하게 상이한 직경을 가진 블룸이 제2 롤러 쌍의 필거 인렛에 의해 파지되고, 평활 패스 내에서 성형되며, 아울렛을 통하여, 완가공 관재의 해제를 위해 유휴 패스로 전달될 수 있다. 따라서 완가공 관재의 외부 직경은 좁은 값 범위 내에서 변경될 수 있다.

가공 가능한 관재 직경의 한계 확장은, 제2 롤러 쌍의 롤러들이 필거 압연 밀의 압연 스탠드 내에 더 장착 가능해야 함으로써 얻어진다. 이러한 요건은 한편으로 제2 롤러 쌍의 롤러들이 롤러들의 실린더 축에 대해 평행한 치수와 관련하여 압연 스탠드의 폭에 맞춰지는 것을 전제로 한다. 다른 한편으로, 이러한 요건은 제1 롤러 쌍의 롤러들에 대한 제2 롤러 쌍의 롤러들의 동일한 직경을 전제로 함으로써, 롤러들의 회전 축들의 위치는 변경 없이 유지된다.

그러나 롤러들의 교환은 상당 시간을 필요로 하고, 필거 압연 밀의 장시간의 휴지 시간 및 보다 많은 비용을 야기한다.

이러한 배경에서 본 발명의 기초를 이루는 과제는, 동일한 필거 압연 밀에서 종래 기술에 따른 좁은 값 범위를 확장시키는 값 범위의 내부 직경 및 외부 직경을 가지는 관재의 제조를 가능하게 하는 필거 압연 밀을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 동일한 필거 압연 밀에서 제조할 관재 직경과 관련하여 보다 큰 유연성을 보장하는 것이다. 본 발명의 또 다른 과제는 필거 압연 밀의 보다 짧은 휴지 시간 및 필거 압연 밀의 롤러들의 보다 신속한 교환을 가능하게 하는 것이다.

이러한 과제들 중 적어도 하나는 본 발명에 따르면 블룸을 관재로 변형하기 위한 필거 압연 밀로서, 선형으로 이동 가능하게 지지되는 제1 압연 스탠드로서, 이러한 압연 스탠드에서 블룸을 관재로 변형하기 위한 2개의 롤러들은 샤프트들 상에 회전 가능하게 지지되고, 롤러들 중 하나는 구동 피니언과 함께 일 샤프트 상에 배치되고, 구동 피니언은 고정적 랙 내에 맞물리며, 고정적 랙은 랙 홀더에 고정되되, 압연 스탠드의 병진 운동이 구동 피니언 및 롤러의 회전 운동을 야기하도록 고정되는 것인, 제1 압연 스탠드 및 압연 스탠드와 연결되는 크랭크 구동 장치로서, 필거 압연 밀의 구동 시 구동 모터의 회전 운동을 푸시 로드를 통하여 압연 스탠드의 진동성 병진 운동으로 변환하는 크랭크 구동 장치를 포함하고, 이때 랙 홀더는 제1 압연 스탠드가 제1 치수와 상이한 제2 치수를 가지는 제2 압연 스탠드로 교환 가능하도록 형성되는 것인, 필거 압연 밀에 의하여 해결된다.

본 발명에 따른 랙 홀더에 의하여, 완전히 압연된 관재의 제조될 관 직경에 비용 효과적으로 맞춰질 수 있는 필거 압연 밀을 제공할 수 있어서, 다양한 직경을 가진 관들의 제조가 동일한 필거 압연 밀에서 가능하다. 완성된 관재는 완전히 압연된 관재의 관 직경의 요건에 맞게 압연 스탠드를 조정함으로써 개선된 정확도 및 정밀도를 가진다.

압연 스탠드의 치수 개념은 본 발명의 견지에서 3개의 공간 치수인 길이, 폭 및 높이를 포함하고, 또한 롤러들 및 구동 피니언들의 치수 결정, 특히 이들의 직경과 관련한 치수 결정을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1 압연 스탠드는 제2 압연 스탠드와 상이한 질량을 가진다.

본 발명의 일 실시예에서, 제1 및 제2 압연 스탠드는 서로 상이한 폭(운동 방향에 대해 수직) 및 질량을 가진다.

본 발명의 일 실시예에서, 블룸의 물질은 비합금 강, 저합금 강 및 고합금 강 또는 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 다른 실시예에서, 블룸은 스테인리스 강으로 제조된다.

또한, 본 발명에 따른 랙 홀더에 의해, 현저한 시간 손실 없이 간단한 방식으로 압연 스탠드를 상이한 치수의 제2 압연 스탠드로 교환할 수 있다. 종래의 롤러 교환 방법에 비해, 압연 스탠드 교환으로 인하여 야기되는 구동 휴지 시간은 현저히 줄어들 수 있고, 설비 생산성은 상당히 증가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 필거 압연 밀에 장착되는 랙 홀더는, 랙을 랙 홀더에서 롤러들의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치들에서 수용할 수 있도록 형성된다.

본 발명에 따른 랙 홀더에 의해, 압연 스탠드의 구동 피니언은 서로 이격된 적어도 2개의 위치에서 롤러들의 샤프트들에 평행한 방향에서 랙 홀더에 고정된 랙 내에 맞물릴 수 있다. 따라서, 동일한 필거 압연 밀에서 2개의 서로 다른 폭을 가진 적어도 2개의 압연 스탠드가 장착될 수 있고, 이때 압연 스탠드의 폭은 본 출원의 견지에서 롤러들의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서의 치수를 정의한다. 이는, 롤러들의 직경이 커지면 압연 스탠드가 보다 안정적으로 더 견고하게 장착된다는 점에서 중요하며 이는 결국 압연 스탠드의 폭 증가와도 결부된다.

본 발명의 일 실시예에서 필거 압연 밀에 장착되는 랙 홀더는, 랙을 랙 홀더에서 롤러들의 샤프트들에 대해 수직이고 압연 스탠드의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치들에서 수용할 수 있도록 형성되며, 이러한 위치들 간의 개별 간격은 최소 10 mm 이다. 일 실시예에서 이러한 위치들 간의 간격은, 롤러들의 샤프트들에 대해 수직이고 압연 스탠드의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 측정되는 이끝부들의 위치 간의 간격을 의미한다.

따라서 랙은 서로 이격된 적어도 2개의 위치들에서 높이 조절 가능하며, 위치들 간의 개별 간격은 최소 10 mm 이어서, 롤러들의 회전 축들은 서로 상이한 적어도 2개의 간격을 포함한다. 이를 통해, 서로 다른 롤러 직경을 가지는 2개의 압연 스탠드가 동일한 필거 압연 밀 내에 장착될 수 있게 된다. 상부 롤러 또는 하부 롤러의 샤프트, 바람직하게는 하부 롤러의 샤프트 상의 구동 피니언은 각각의 롤러 직경에 맞춰지는 반면, 그럼에도 불구하고 구동 피니언은 랙 내에 맞물릴 수 있다.

일 실시예에서, 위치들 간의 개별 간격은 최소 20 mm 이다. 반면, 다른 실시예에서, 위치들 간의 개별 간격은 최대 100 mm 이다. 다른 실시예에서 위치들 간의 개별 간격은 최대 40 mm 이다.

2개의 롤러들 중 하나와 함께 일 샤프트 상에 배치되는 구동 피니언은 그의 회전 운동을 롤러들에 전달하여, 장착 가능한 다양한 롤러 직경들이 좁은 범위의 관 직경을 높은 정확도로 각각 가공할 수 있다. 따라서 완전히 압연된 관들의 직경들의 각도 범위는 품질 손상을 고려할 필요 없이 확장되고, 이러한 각도 범위는 동일한 필거 압연 밀로 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 롤러들의 샤프트들에 대해 수직인 기준 평면에 대해 거울 대칭으로 배치되는 2개의 랙 홀더 및 이에 고정되는 랙들을 포함하는 필거 압연 밀이다. 2개의 롤러들 중 하나의 샤프트, 바람직하게는 하부 롤러의 샤프트는 기준 평면의 양 측면에서 구동 피니언을 지지하고, 2개의 구동 피니언 각각은 랙들 중 하나 내에 맞물리고, 롤러들 사이에 수용될 블룸의 실린더 축은 기준 평면 내에 있다.

랙 홀더에 고정되는 랙들이 기준 평면에 대해 거울 대칭으로 배치됨으로써, 압연 공정에 방해 영향을 주는 토크의 발생이 감소하는데, 발생하는 토크는 거울 대칭 배치에 의하여 쌍방간에 상쇄되기 때문이다. 그 결과 이와 같은 거울 대칭 배치는 필거 압연 밀의 개별 구성 요소들의 마모를 현저히 줄인다. 이는 감소한 구동- 및 수리 비용에도 반영되며, 필거 압연 밀을 보다 경제적으로 만든다.

본 발명의 다른 실시예에서, 필거 압연 밀은, 압연 스탠드로부터 멀어지면서, 압연 스탠드의 운동 방향에 대해 평행하게 진행한 축 둘레에서 회동 가능하게(pivotable) 배치되는 랙 홀더를 포함하여, 압연 스탠드의 신속한 교환이 가능하다.

압연 스탠드로부터 멀어지면서 랙 홀더가 회동하는 것은 랙 홀더를 위한 접이식 기계 장치를 설명한다. 압연 스탠드로부터 멀어지면서 랙 홀더가 젖혀지며 열리는 것은 압연 스탠드를 해제하되, 이러한 압연 스탠드가 예컨대 크레인을 이용하여 들어 올려질 때 랙 홀더에 의해 차단되지 않도록 해제한다. 이로써 압연 스탠드는 방해받지 않고 간단한 방식으로 필거 압연 밀로부터 롤러들의 샤프트들에 대해 수직 및 압연 스탠드의 운동 방향에 대해 수직인 방향으로 취출될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 필거 압연 밀은 압연 스탠드의 운동 방향에 대해 평행하게 진행하는 축 둘레에서 회동 가능하게 배치되는 랙 홀더를 포함하고, 이러한 랙 홀더는 롤러들의 샤프트들에 대해 수직인 방향에서 유압식으로 클램핑 가능하여, 랙 홀더는 필거 압연 밀의 구동 시 기준 평면에 대해 평행한 방향으로 작용하는 힘을 흡수한다.

카운터 압력 또는 카운터 힘의 제공에 의해 압연 구동 중에 발생하는 상당한 힘 및 토크는 랙에 의해 흡수될 수 있다. 기계적 클램핑 너트 대신 유압 너트의 사용으로 조립 작업 시 시간을 절약하고 취급이 보다 간단해 질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 필거 압연 밀의 랙 홀더 또는 그 일부분들은 랙 홀더 또는 그 일부분들로 교환 가능함으로써, 랙 홀더의 랙은 롤러들의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치들에서 수용 가능하다.

제1 랙 홀더가 롤러들의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 제1 랙 홀더의 위치와 이격된 제2 위치에서 제2 랙 홀더로 교환 가능함으로써, 랙 홀더는 서로 다른 폭을 가지는 적어도 2개의 압연 스탠드들의 폭에 맞춰질 수 있다.

바람직한 실시예에서, 랙 홀더는 2개의 부분으로 구성되고, 기초 서포트 및 어댑터 판을 포함한다. 기초 서포트는 압연 스탠드로부터 멀어지면서 압연 스탠드의 운동 방향에 대해 평행하게 진행한 축 둘레에서 회동 가능하게 배치된다. 어댑터 판은 간단한 방식으로 기초 서포트 상에 취부될 수 있어서, 랙 홀더에 고정되는 랙은 롤러들의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치를 차지할 수 있다. 다양한 크기를 가지는 어댑터 판들이 롤러들의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 이와 같이 기초 서포트 상에 취부됨으로써 또는 기초 서포트로부터 이러한 어댑터 판들이 제거됨으로써, 랙 홀더에 고정되는 랙은 서로 다른 폭을 가진 적어도 2개의 압연 스탠드들의 롤러들의 샤프트들의 폭 및 경우에 따라서 위치에 간단하게 맞춰질 수 있다.

전체 랙 홀더의 교환에 비해, 상부 구조물을 단순히 취부하고 및/또는 제거하는 것으로 인하여 회동 가능성이 영향을 받지 않거나 저하되지 않고, 따라서 랙 홀더가 회동될 수 있는 축의 추후 조정이 불필요하다는 것에 또 다른 이점이 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 필거 압연 밀은 플로팅 미끄럼 베어링 내에서 이동 가능하게 지지되는 압연 스탠드를 바람직하게는 유압식으로 리프트 가능한 슬라이드 상에서 포함한다. 미끄럼 베어링은 롤러들의 샤프트들에 대해 수직이고 압연 스태드의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 구동 피니언과 랙 사이의 유격 조절이 가능해지도록 형성된다.

유지보수가 필요 없고 마모가 적은 미끄럼 베어링을 이용하여 슬라이드를 가이드하는 것의 이점은, 이러한 미끄럼 베어링이 별도의 윤할을 필요로 하지 않는다는 것이다. 따라서 랙 내에 구동 피니언의 맞물림이 매우 정밀하게 확정될 수 있어서, 시간이 흐르면서 발생하는 마모 현상은 줄어들 수 있고, 이는 물질 비용의 절감 외에 또한 필거 압연 밀의 휴지 시간이 단축됨에 따르는 비용적 이점을 함께 가져온다.

본 발명의 다른 실시예에서, 필거 압연 밀은 수직으로 서로 포개어져 배치되는 2개의 롤러을 포함하고, 2개의 롤러의 샤프트들은 서로 맞물리는 2개의 피니언들을 통하여 서로 연결되되, 2개의 롤러들 중 일 롤러의 회전 운동이 2개의 롤러들 중 타 롤러의 반대 방향 회전 운동을 야기하도록 연결된다.

본 발명의 일 실시예에서, 필거 압연 밀의 롤러들의 샤프트들은 각각 적어도 하나의 베어링을 포함하고, 적어도 2개의 롤러들 중 일 롤러의 베어링 및 2개의 롤러들 중 타 롤러의 베어링은 유압식으로 서로 클램핑된다.

2개의 롤러들의 베어링들이 쌍방 간에 이와 같이 유압식으로 클램핑됨으로써, 압연 유격이 매우 정밀하게 조절될 수 있다. 이는 가공할 관재의 품질에 긍정적으로 반영되며, 이는 압연 유격의 정밀한 조정으로 인하여 압연 공정 중에 매우 균일한 성형을 수득한다. 또한, 구동 시 마손으로 인하여 롤러들에서 발생하는 마모는 압연 유격의 정확한 조절을 통해 줄어들 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 크랭크 핀의 편심도로 인하여 결정되는 압연 스탠드의 스트로크 길이는 최대 가공 가능한 관재 직경을 위해 조절되고 모든 가공 가능한 관재 직경을 위해 균일하게 유지되며, 이러한 크랭크 핀에서 푸시 로드가 수용되어 있다.

가공할 관재 직경이 클수록, 롤러들의 직경도 커야 하는데, 높은 정확도 및 품질로 압연 공정을 수행하기 위함이다. 롤러들의 직경 증가는 압연 스탠드의 질량 증가와 결부된다. 이에 따라 압연력도 증가한다. 면적 당 균일하게 유지되는 힘 분포를 보장하기 위해, 압연되는 면의 면적은 압연력의 증가와 함께 마찬가지로 증가한다. 따라서 개별 스트로크의 피드 길이는 롤러들의 직경이 클 때 더 길어서, 압연 스탠드의 스트로크 길이도 마찬가지로 더 길다. 그러므로 압연 스탠드의 스트로크 길이는 필거 압연 밀에서 가공될 최대 관재 직경에 의하여 결정된다. 가공 가능한 관재 직경이 현저히 더 작아도 이러한 스트로크 길이는 절충안이 될 수 있다. 가공할 관재 직경이 더 작을 경우 개별 스트로크의 피드 길이는 롤러들의 직경이 더 작게 선택됨에 따라 현저히 더 짧아짐으로써, 압연 공정 시 더 큰 스트로크 수가 사용된다. 한편, 이러한 스트로크 수는 임의적으로 많을 수 없는데, 압연 공정의 특정한 속도부터 관재의 가공이 부정확하게 되고, 벽 두께에 불규칙성이 더 많이 발생하여 품질 손실이 일어나기 때문이다.

다른 실시예에서, 압연 스탠드의 스트로크 길이는 가공 가능한 서로 다른 관재 직경을 위해 조절 가능하고, 이러한 스트로크 길이는 크랭크핀의 편심도에 의해 결정되며, 이러한 크랭크핀에 푸시 로드가 수용된다. 스트로크 길이 조절을 위해 플라이휠 또는 크랭크 구동 장치의 회전축과 플라이휠 상에서의 푸시 로드 고정점 사이의 간격이 적절하게 조정되고, 즉 크랭크핀의 편심도가 선택 가능 및 조절 가능하게 변경된다. 따라서 필거 압연 설비가 서로 다른 유형의 관재 제조를 위해 신속하고 비용 효과적 방식으로 조정할 수 있는 가능성이 주어진다.

본 발명의 일 실시예에서, 크랭크 구동 장치의 크랭크 샤프트는 함께 회전하는 평형 질량체(balance mass)를 포함하고, 이때 평형 질량체는 이러한 평형 질량체가 필거 압연 밀 내에 수용된 제1 압연 스탠드에 의해 인가되는 1차 모멘트(first order moment)를 보상하거나 거의 보상하도록 형성되고, 제1 압연 스탠드의 질량은 제2 압연 스탠드의 질량보다 작다. 이때 크랭크핀의 이러한 평형 질량체는 크랭크 샤프트의 회전축에 대해 상대적으로 약 180°만큼 변위하여 배치되는 것이 적합하다.

본 출원의 견지에서 크랭크 샤프트는 푸시 로드를 수용하기 위한 크랭크핀이 동심으로 배치된 모든 종류의 샤프트를 의미한다.

크랭크 구동 장치의 크랭크 샤프트 상의 질량 평형체 없이 푸시 로드과 함께 크랭크 샤프트의 회전 시, 회전 축과 관련하여 편심으로 크랭크 핀이 회전 배치됨으로써 힘, 소위 회전하는 관성력이 발생하고, 이러한 관성력은 회전 축에 대해 반경 방향으로 샤프트가 진동하는 것으로서 인식할 수 있다. 압연 스탠드의 균일한 작동을 보장하고 이를 통해 압연된 관재의 높은 품질을 보장하기 위해, 가급적 안정적인 크랭크 구동 장치의 작동을 보장하여, 실질적으로 자유 힘 및 자유 모멘트가 발생하지 않거나 힘 및 모멘트가 최소화되는 것이 필요하다.

이를 위해, 크랭크 구동 장치의 크랭크 샤프트 상에서 함께 회전하는 적어도 하나의 평형 질량체를 이용하여 이러한 자유 힘을 밸런싱하되, 크랭크 구동 장치에 작용하는 전체의 1차 모멘트가 평형 질량체에 의해 최상으로 보상되도록 밸런싱하는 것이 적합하다.

필거 압연 밀의 구동 중에 발생하는 회전 관성력은, 크랭크 샤프트의 회전 축에 대해 편심으로 180°만큼 푸시 로드의 힌지점으로 변위하여 크랭크 구동 장치 상에 배치되는 평형 질량체를 이용하여 완전히 밸런싱될 수 있다. 이러한 평형 질량체는 크랭크 샤프트의 회전 축과 관련하여 회전 대칭인, 푸시 로드를 포함한 크랭크 샤프트의 질량 분포를 야기하며, 1차 모멘트 밸런싱을 위해 역할한다.

일 실시예에서, 평형 질량체는 이러한 평형 질량체가 필거 압연 밀 내에 수용된 제1 압연 스탠드에 의해 인가되는 1차 모멘트를 보상하거나 거의 보상하도록 형성되고, 이때 제1 압연 스탠드의 질량은 제2 압연 스탠드의 질량보다 작다.

질량이 큰 제2 압연 스탠드는 더 작은 질량의 제1 압연 스탠드에 비해 크랭크 샤프트의 더 낮은 각속도로 구동된다. 회전 관성력은 크랭크 샤프트의 각 속도와 함께 정방형으로 증가하나, 회전 질량과 함께 선형으로만 증가한다. 큰 질량의 제2 압연 스탠드의 경우 제2 압연 스탠드와 더 작은 질량의 제1 압연 스탠드 간의 질량 차는 각 속도를 이에 상응하게 줄임으로써 적어도 부분적으로 밸런싱될 수 있다. 이는, 제1 압연 스탠드를 위해 설계된 평형 질량체가 더 큰 질량의 제2 압연 스탠드를 위해서도 회전 관성력을 양호하게 보상하도록 만든다.

이러한 실시예에 대해 대안예는, 평형 질량체가 크랭크 구동 장치에 작용하는 모멘트를 제1 및 제2 압연 스탠드의 질량들의 평균값으로 도출되는 압연 스탠드의 질량을 위해 최상으로 보상하도록 형성되는 것이다.

이러한 실시예에 대해 다른 대안예는, 이러한 평형 질량체가 크랭크 구동 장치에 분리 가능하게 고정됨으로써, 평형 질량체가 제1 압연 스탠드의 교환 시 가급적 정확하게, 필거 압연 밀 내에 수용된 제2 압연 스탠드의 질량에 맞춰짐으로써, 자유 힘 또는 모멘트가 없거나 자유 힘 및 모멘트가 최소화된 크랭크 구동 장치의 작동을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 필거 압연 밀은 함께 회전하는 제2 평형 질량체를 포함한 평형 샤프트를 포함하고, 이때 크랭크 샤프트 및 평형 샤프트는 냉간 필거 압연 밀의 구동 시 평형 샤프트가 크랭크 샤프트의 2배 각속도로 회전하도록 중앙 제어부를 통해 서로 작동 연결되고, 제2 평형 질량체는 이러한 제2 평형 질량체가 필거 압연 밀 내에 수용된 제1 압연 스탠드에 의해 인가되는 2차 모멘트를 보상하거나 거의 보상하도록 형성되며, 제1 압연 스탠드의 질량은 제2 압연 스탠드의 질량보다 작다.

1차 자유 관성력의 보상 외에, 필거 압연 밀의 구동 시 압연 스탠드의 진동성 선형 운동과 함께 2차 자유 관성력이 부가된다. 2차 자유 관성력은 2차 모멘트를 푸시 로드를 통하여 크랭크 샤프트에 전달하고, 크랭크 샤프트의 균일한 작동에 부정적 영향을 미친다.

2차 자유 관성력은 크랭크 샤프트의 2배 각속도가 주어지는 시간 동안 진동한다. 따라서 2차 관성력은 본 발명에 따른 평형 샤프트를 이용하여 최소화되거나 보상될 수 있고, 본 발명에 따른 평형 샤프트는 중앙 제어부를 통하여 크랭크 샤프트와 유효하게 연결되고 이에 취부된 평형추와 함께 크랭크 샤프트의 2배 각속도로 회전한다. 평형 질량체는 이러한 평형 질량체가 제1 압연 스탠드를 위해 2차 모멘트를 최상으로 밸런싱할 수 있도록 조정되며, 제1 압연 스탠드는 제2 압연 스탠드보다 더 작은 질량을 포함한다.

이미 전술한 바와 같이, 제1 압연 스탠드를 위해 설계된 평형 질량체는 더 큰 질량의 제2 압연 스탠드를 위해서도 회전 관성력을 양호하게 보상할 수 있다. 또한, 2차 모멘트는 1차 모멘트보다 회전 관성력의 합에 더 적게 기여한다.

본 발명의 다른 이점들, 특징들 및 적용 가능성들은 바람직한 실시예 및 이에 관련한 도면들에 관한 이하의 설명을 참조로 하여 명확하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필거 압연 밀의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2a는 도 1의 필거 압연 밀의 제1 압연 스탠드의 전면도이다.
도 2b는 도 2a의 압연 스탠드를 위에서 관찰한 경사도로, 개방 위치의 랙 홀더를 함께 도시한다.
도 3a는 도 1의 필거 압연 밀의 제2 압연 스탠드의 전면도이다.
도 3b는 도 3a의 압연 스탠드를 위에서 관찰한 경사도로 개방 위치의 랙 홀더를 함께 도시한다.

도 1에는 본 발명에 따른 필거 압연 밀의 구성이 개략적인 측단면도로 도시되어 있고, 이러한 도면에서 이해를 위해 본질적이지 않은 특징들은 생략되었다. 도시된 필거 압연 밀은 롤러들(2, 3)을 포함한 압연 스탠드(1), 하부 롤러(3)의 샤프트 상에 배치되는 2개의 구동 피니언(6), 각각 하나의 랙 홀더(4)에 고정되는 2개의 랙(5), 캘리브레이션된 압연 맨드릴(7) 및 피드 브레이싱 슬라이드(8)를 포함한다. 이 도면에서 구동 피니언(6)은 확인할 수 없는데, 2개의 구동 피니언 중 하나는 하부 롤러(3)에 의해 가려지고, 다른 하나는 개관적 설명을 위해 도면에서 생략되었기 때문이다. 랙(5) 및 랙 홀더(4)는 마찬가지로 도 1에 모사되지 않았다.

도 1에서 인식할 수 없더라도 도시된 실시예에서, 필거 압연 밀은 롤러들의 샤프트들에 대해 수직으로 진행하는 기준 평면(11)에 대해 거울 대칭으로 배치되는 2개의 랙 홀더(4)를 이에 고정된 고정적 랙들(5)과 함께 포함한다. 랙 홀더들(4)은 압연 스탠드(1)로부터 멀어져 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 평행하게 진행하는 회동축(13) 둘레에서 회동 가능하게 배치된다.

도 1에 도시된 압연 밀에서 필거 압연 중에, 블룸(9)은 압연 맨드릴(7) 쪽으로 또는 이를 넘어서는 방향으로 단계적 피드를 경험하는 반면, 롤러들(2, 3)은 회전하면서 맨드릴(7) 및 이로 인하여 블룸(9)에 걸쳐 수평으로 왕복 운동한다. 롤러들(2, 3)의 수평 운동은 압연 스탠드(1)에 의해 정해지며, 이러한 압연 스탠드에 롤러들(2, 3)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 압연 스탠드(1)는 크랭크 구동 장치를 이용하여 압연 맨드릴(7)에 대해 평행한 방향에서 왕복 운동하는 반면, 롤러들(2, 3) 자체는 압연 스탠드(1)에 대해 상대적으로 고정적인 랙들(5)에 의해 회전 운동을 수득하고, 이러한 랙들 내에 하부 롤러 축과 고정 연결되는 구동 피니언들(6)이 맞물린다. 이때 우선 압연 스탠드(1)의 병진 운동은 구동 피니언(6)의 회전 운동으로 변환된다. 하부 롤러(3)의 샤프트 상에 구동 피니언들(6)은 도 1에 미도시된 각각의 하부 기어 휠(14)의 좌, 우측에 각각 배치됨으로써, 구동 피니언들(6)의 회전 운동은 하부 기어 휠(14)의 회전 운동을 야기한다. 하부 기어 휠들(14)은 다시, 수직으로 포개어 배치되며 도 1에 미도시된 동일 직경의 각각 하나의 상부 기어 휠(15)과 맞물리며, 이러한 상부 기어 휠은 상부 롤러(2)의 샤프트 상에 배치된다. 이를 통해 상부 기어 휠들(15)은 하부 기어 휠들(14)과 동일한 각속도로 회전하나, 하부 기어 휠들(14)에 비해 반대 회전 방향으로 회전한다. 하부 롤러(3)의 샤프트 상에 배치되는 하부 기어 휠들(14)이 상부 롤러(2)의 샤프트 상에 배치되는 상부 기어 휠들(15)과 맞물림으로써, 롤러들(2, 3)의 회전 운동은 서로 반대 방향으로 야기된다.

또한, 상부 및 하부 롤러(2, 3)의 샤프트들은 각각 좌, 우측의 베어링을 포함하고, 이때 상부 롤러의 좌측 베어링은 하부 롤러(3)의 좌측 베어링에 대하여, 상부 베어링(2)의 우측 베어링은 하부 롤러(3)의 우측 베어링에 대하여 유압식으로 클램핑된다. 2개의 롤러들(2, 3)의 좌, 우측 베어링의 쌍방간 유압식 클램핑을 통해, 압연 간극의 정밀한 조절을 가능하게 함으로써, 압연 중에 관재의 매우 균일한 성형이 얻어진다.

맨드릴(7)에 걸쳐 블룸(9)이 피드되는 것은 피드 브레이싱 슬라이드(8)를 이용하여 수행되고, 이러한 피드 브레이싱 슬라이드는 압연 맨드릴(7)의 축에 대해 평행한 방향에서 병진 운동을 가능하게 한다. 압연 스탠드(1) 내에서 수직으로 포개어 배치되며 원추형으로 캘리브레이션된 롤러들(2, 3)은 피드 브레이싱 슬라이드(8)의 피드 방향에 반대 방향으로 관의 실린더 축에 대해 평행한 방향에서 가공할 관의 옆면 상에서 구른다. 롤러들에 의해 형성되는 소위 필거 인렛은 블룸(9)을 파지하고, 롤러들(2, 3)은 외부로부터 작은 재료 샤프트를 가압하며, 이러한 재료 샤프트는 롤러들(2, 3)의 평활 패스 및 압연 맨드릴(7)에 의해 소정의 벽 두께로 신장되되, 롤러들(2, 3)의 유휴 패스가 완가공된 관을 해제할 때까지 그러하다. 압연 중에 압연 스탠드(1)는 이에 고정된 롤러들(2, 3)과 함께 블룸(9)의 피드 방향과 반대로 움직인다. 피드 브레이싱 슬라이드(8)를 이용하여, 블룸(9)은 롤러들(2, 3)의 유휴 패스에 도달한 후 추가 단계 만큼 압연 맨드릴(7) 쪽으로 피딩되는 반면, 롤러들(2, 3)은 압연 스탠드(1)와 함께 수평의 시작 위치로 되돌아간다. 이와 동시에 블룸(9)은 그 축 둘레에서 회전하여, 완가공 관의 균일한 형상을 달성한다. 각각의 관재부가 수회 오버압연됨으로써, 관재의 균일한 벽두께 및 동심도 및 균일한 내부 직경 및 외부 직경이 달성된다.

구동 피니언(6)과 랙(5) 사이의 유격을 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직이고 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 정밀하게 조절하기 위해, 도 1의 압연 스탠드는 플로팅 미끄럼 베어링 내에서 이동 가능하게 지지되며, 본원에서 이러한 미끄럼 베어링은 유압식으로 리프팅 가능한 슬라이드에 의해 구현되며, 이는 도면에서 인식할 수 없더라도 그러하다. 유압식 베어링은 구동 피니언(6)과 랙(5) 간의 정확한 조절 가능성 외에 특히 압연 스탠드(1)의 교환을 현저히 용이하게 하고 가속화시키는 조립 친화성을 특징으로 한다. 그 결과, 압연 스탠드의 교환과 결부된 구동상 휴지 시간은 현저히 줄어들 수 있다. 또한, 롤러들(2, 3)의 이와 같은 베어링은 마모에 취약한 실링 및 피스톤이 없어도 가능하며, 즉 유압식 베어링은 실질적으로 유지보수 및 마모가 없다.

도 1에 도시된 필거 압연 밀의 스트로크 길이는 모든 가공 가능한 관재 직경에 대해 균일하게 유지되고, 필거 압연 밀 내에서 가공될 최대 관재 직경에 의하여 확정된다. 이는 간단한 구동 사이클을 가능하게 하는데, 크랭크핀의 편심도(21)를 비용을 들여 변경할 필요가 없고, 편심도(21)는 모든 가공 공정에서 균일하게 유지되기 때문이다.

대안적 실시예에서, 필거 압연 밀의 스트로크 길이는 서로 다른 가공 가능한 관재 직경을 위해 조절 가능하게 형성되는 것을 고려할 수 있다. 이를 위해 크랭크 구동장치의 플라이휠의 회전축과 플라이휠 상에서 푸시 로드의 고정점 사이의 간격은 적절하게 조정되고, 즉 크랭크핀의 편심도(21)는 변경된다. 따라서 스트로크 길이는 가공될 관재 직경에 최적으로 맞춰질 수 있어서, 가공 가능한 서로 다른 관재 직경은 가공 가능한 다양한 관재 직경을 위해 균일한 스트로크 길이를 제공하는 것에 비해 보다 양호한 정확도로 제조될 수 있다. 그러나 이를 위해서는 비용이 드는 크랭크핀의 편심도(21) 변경을 감수해야 한다.

도시된 실시예에서, 중앙 제어부(20)가 더 구비되고, 중앙 제어부는 평형 샤프트(17)의 구동 모터뿐만 아니라 크랭크 샤프트의 구동 모터와도 연결되어 있다. 제어부(20)는 모터들을 제어하되, 모터들의 구동 샤프트들이 동일한 회전 방향으로 회전하도록 제어하며, 평형 샤프트(17)의 회전 주파수는 크랭크 샤프트의 회전 주파수보다 2배이다.

또한, 제어부(20)는 크랭크 샤프트 및 평형 샤프트(17)의 2개의 평형 질량체(16, 18)의 각도 동기적 회전을 보장한다. 즉, 2개의 평형 질량체(16, 18)는 크랭크 샤프트의 회전 후 각도가 동일하며, 평형 샤프트(17)의 평형 질량체(18)는 크랭크 샤프트가 회전을 위해 필요로 하는 시간 동안 2회의 완전한 회전을 수행하였다.

도 2a에는 도 1의 필거 압연 밀의 압연 스탠드의 전면도가 도시되어 있다. 질량(M₁)을 갖는 압연 스탠드(1)는 30 mm 와 60 mm 사이의 직경을 가진 블룸의 가공을 위해 설계되었다. 압연 스탠드의 최대 스트로크 수, 즉 단위 시간 당 압연 스탠드의 왕복 운동의 최대 수는 도 2a에 제공된 실시예에서 200/min이다. 냉간 필거 압연 장치의 생산성은 직접적으로 압연 스탠드의 스트로크 수에 따라 좌우되므로, 경제적 이유로 분당 가급적 많은 수의 작업 스트로크를 추구한다.

도 2a의 압연 스탠드는 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직으로 진행하는 기준 평면(11)에 대하여 롤러들(2, 3) 및 구동 피니언들(6)의 거울 대칭 배치를 포함하고, 롤러들(2, 3) 사이에 수용될 블룸(9)의 실린더 축은 기준 평면(11) 내에 위치한다. 구동 피니언들(6)은 하부 롤러(3)의 샤프트와 고정 연결되고, 마찬가지로 거울 대칭으로 배치된 랙 홀더들(4)에 고정되는 랙들(5) 내에 맞물린다. 랙들(5)은 도 2a에서 확인할 수 없는데, 이는 랙 홀더들(4)에 의해 가려져 있기 때문이다.

필거 압연 밀의 구동 시 기준 평면(11)에 대해 평행한 방향에서 작용하는 힘을 흡수하기 위해, 랙 홀더들(4)은 롤러들의 샤프트들에 대해 수직인 방향에서 유압식으로 클램핑 가능하다. 유압식 클램핑은 실질적으로 링 피스톤 및 실린더로 구성되는 유압 너트들(12)로 이루어진 시스템을 통하여 수행된다. 일시적 압력 인가로 인하여, 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직인 방향에서 힘이 조성된다. 이를 통해 일시적으로 클램핑 힘 또는 슬라이딩 힘이 조성될 수 있어서, 압연 스탠드(1)는 압연 공정 중에 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 고정적 위치에 고정되고, 이로써 비틀림 힘의 발생으로 인하여 미끄러져 이탈되는 것이 방지된다.

도 2에 도시된 랙 홀더(4)는 압연 스탠드로부터 멀어지며 회동 가능하게, 랙(5)에 대해 평행하게 진행하는 회동 축(13) 둘레에서 회동 가능하게 배치되고, 회동 축은 도 2a에서 그 정렬로 인하여 도면에서 인식할 수 없다. 압연 스탠드로부터 멀어지면서 랙 홀더(4)가 간단하게 위쪽으로 젖혀짐으로써, 구동 피니언들(6)은 랙들(5)과의 접촉을 상실하고, 압연 스탠드(1)는 크레인을 이용한 리프팅 시 랙 홀더에 의하여 차단되지 않는다. 이를 통해 압연 스탠드(1)는 방해받지 않고 간단하고 신속한 방식으로 교환될 수 있다. 이는 가공 가능한 관재 직경의 확장된 범위와 관련하여 가공 공정의 유연성 증대를 가져올 수 있다.

도 2b는 도 2a의 압연 스탠드를 위로부터 관찰한 경사도를 도시하나, 랙 홀더(4)가 개방된 위치일 때를 도시하며, 이러한 개방 위치에서 랙 홀더(4)는 그 회동축(13) 둘레에서 도시된 화살표 방향에 상응하여 압연 스탠드로부터 멀어지면서 회동되었고 그 결과 랙 홀더(4)에 고정된 랙(5)은 더 이상 구동 피니언(6)과 접촉하지 않는다. 따라서 압연 스탠드(1)는 랙 홀더(4)에 의해 더 이상 차단되지 않으며, 크레인을 이용하여 간단하고 신속한 방식으로 필거 압연 밀로부터 들어 올려지면서 취출될 수 있고, 상이한 치수의 제2 압연 스탠드(1')로 교환될 수 있다.

도 3a에는 도 1의 필거 압연 밀의 제2 압연 스탠드(1')의 전면도가 도시되어 있다. 이는 도 2a와 달리, 3개의 공간 치수, 및 롤러들(2', 3') 및 구동 피니언들(6')의 직경과 관련하여 치수가 더 큰 압연 스탠드(1')를 의미하며, 이러한 제2 압연 스탠드는 도 1의 동일한 필거 압연 밀 내에 장착될 수 있다. 도 3a에 도시된 압연 스탠드(1')의 더 큰 치수는 도 2a, 2b의 압연 스탠드(1)에 비해 증대된 질량에서 반영된다. 이러한 실시예에서, 제2 압연 스탠드의 질량은 도 2a, 2b의 압연 스탠드(1)의 질량(M₁)의 2.5배이다. 또한, 도 3a에 도시된 압연 스탠드(1')는 40 mm 와 88 mm 사이의 직경을 가진 블룸의 가공을 위해 설계되고, 따라서 도 2a, 2b의 압연 스탠드(1)와 비해 더 큰 직경을 위해 설계된다. 압연 스탠드(1')의 최대 스트로크 수는 150/min 으로 적절하게 더 작은 값을 가진다.

도 3a에서 본 발명에 따른 랙 홀더(4')는 도 2a에 도시된 랙 홀더(4)에 비해 기준 평면(11')에 대해 수직으로 기준 평면(11')으로부터 멀리 이격된 위치에 위치한다. 이는, 도 2a, 3a의 실시예에서, 랙 홀더(4, 4')가 2개 부분으로 구성됨으로써 가능해진다. 랙 홀더는 한편으로 기초 서포트 및 다른 한편으로 어댑터 판을 포함하고, 어댑터 판은 기초 서포트에 취부 가능하되, 압연 스탠드(1, 1')의 각각의 구동 피니언(6, 6')이 기준 평면(11)에 대해 수직인 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치에서 각각의 랙 홀더(4, 4')에 고정된 랙(5, 5') 내에 맞물릴 수 있도록 취부 가능하다. 도 2a의 경우 이러한 어댑터 판은 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 도 3a의 경우보다 더 크게 제조됨으로써, 랙(5)은 기준 평면(11)의 법선 방향으로 기준 평면(11)과 더 짧은 간격을 가진다.

한편, 롤러들(2', 3')의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서의 위치 외에 랙 홀더(4')가 롤러들(2', 3')의 샤프트들에 대해 수직이고 압연 스탠드(1')의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 조정되는 것이 필요하다. 이러한 필요한 조정은 도 2a에 도시된 구동 피니언(6)에 비해 구동 피니언(6')의 더 큰 직경에 의해 야기된다. 이와 같은 조정은 기초 서포트 및 이에 취부되어 적절하게 형성된 어댑터판의 형태를 가지며 2개 부분으로 구성된 랙 홀더(4')에 의하여 구현됨으로써, 압연 스탠드(1')의 구동 피니언(6')은 랙 홀더(4')에 고정된 랙(5') 내에 맞물릴 수 있다.

도 3b는 도 3a의 압연 스탠드(1')를 위로부터 관찰한 경사도이다. 랙 홀더(4')는 압연 스탠드(1')로부터 멀어지면서 압연 스탠드(1')의 운동 방향에 대해 평행하게 진행하는 회동 축(13') 둘레에서 회동되었으며, 도 2b에 상응하여 개방 위치에 위치하되, 랙 홀더(4')에 고정된 랙(5')이 압연 스탠드(1')의 구동 피니언(6')에 더 이상 접촉하지 않는 개방 위치에 위치한다. 도 2a, 2b에 도시된 치수에 비해 더 큰 치수를 가진 압연 스탠드(1')의 실시예에서도, 압연 스탠드(1')는 압연 스탠드(1')를 해제하는 회동 장치를 이용하여 간단하고 신속한 방식으로 필거 압연 밀로부터 취출될 수 있다.

최초 개시 목적으로, 본원의 상세한 설명, 도면들 및 청구범위로부터 당업자에게 추론되는 바와 같은 전체 특징들은 이러한 특징들이 구체적으로 특정한 다른 특징들과 연관하여서만 설명되었더라도 개별적으로 뿐만 아니라 본원에 개시된 다른 특징들 및 특징 그룹들과 임의의 편성으로 조합될 수 있고, 이점이 명시적으로 배제되지 않았거나 이와 같은 조합의 기술적 여건이 불가능하거나 무의미하지 않는 한 그러하다는 점을 밝혀둔다. 고려 가능한 전체 특징 조합들의 포괄적이고 명시적인 표현은 본원에서 설명의 가독성 및 간결함을 위해 생략된다.

본 발명은 도면들 및 전술한 상세한 설명에서 세부적으로 표현 및 설명되었으나, 이러한 표현 및 설명은 오로지 예시적일 뿐이며 청구 범위에 의하여 정의되는 바와 같은 보호 범위를 한정하는 것으로 볼 수 없다. 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는다.

개시된 실시예들의 변경은 도면들, 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위로부터 당업자에게 명확하다. 청구 범위에서 "포함하다"라는 단어는 다른 구성요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 부정관사는 복수를 배제하지 않는다. 특정한 특징들이 서로 다른 청구 범위에서 청구되었다는 단순한 사실은 그 조합을 배제하지 않는다. 청구 범위 내의 참조번호는 보호 범위를 한정하는 것으로 볼 수 없다.

1, 1' 압연 스탠드
2, 2' 상부 롤러
3, 3' 하부 롤러
4, 4' 랙 홀더
5, 5' 랙
6, 6' 구동 피니언
7 캘리브레이션된 압연 맨드릴
8 피드 브레이싱 슬라이드
9, 9' 블룸
10 블룸의 실린더 축
11 기준 평면
12, 12' 유압 너트
13, 13' 랙 홀더의 회동축
14, 14' 하부 기어 휠
15, 15' 상부 기어 휠
16 평형 질량체
17 평형 샤프트
18 제2 평형 질량체
19 푸시 로드
20 중앙 제어부
21 편심도

Claims (16)

1. 블룸(9)을 관재로 변형하기 위한 필거 (pilger) 압연 밀로서,
   운동 방향으로 선형 이동 가능하게 장착되는 제1 압연 스탠드(1)로서, 상기 압연 스탠드(1)에서 상기 블룸(9)을 관재로 변형하기 위한 2개의 롤러들(2, 3)은 샤프트들 상에 회전 가능하게 지지되고, 상기 롤러들(2, 3) 중 하나는 구동 피니언(6)과 함께 일 샤프트 상에 배치되고, 상기 구동 피니언(6)은 고정적 랙(5) 내에 맞물리며, 상기 고정적 랙은 상기 압연 스탠드(1)의 병진 운동이 상기 구동 피니언(6) 및 롤러(2, 3)의 회전 운동을 야기하도록 랙 홀더(4)에 고정되는, 상기 제1 압연 스탠드(1) 및
   상기 압연 스탠드(1)와 연결되는 크랭크 구동 장치로서, 상기 필거 압연 밀의 구동 시 구동 모터의 회전 운동을 푸시 로드를 통하여 상기 압연 스탠드(1)의 진동성 병진 운동으로 변환하는, 상기 크랭크 구동 장치를 갖고,
   상기 랙 홀더(4)는 상기 제1 압연 스탠드(1)가 제1 치수와 상이한 제2 치수를 가지는 제2 압연 스탠드(1')로 교환 가능하도록 형성되고,
   상기 랙 홀더(4)는 상기 랙(5)이 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치에서 상기 랙 홀더(4)에 수용될 수 있도록 형성되고,
   상기 랙 홀더(4)는 상기 압연 스탠드(1)로부터 멀어지면서 상기 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 평행하게 진행하는 축 둘레에서 회동 가능하게 배치됨으로써, 상기 압연 스탠드(1)의 신속한 교환이 가능하고,
   상기 랙 홀더(4)는 상기 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 평행하게 진행하는 축 둘레에서 회동 가능하게 배치되고, 상기 랙 홀더(4)는 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직인 방향에서 유압식으로 클램핑 가능함으로써, 상기 랙 홀더(4)는 상기 필거 압연 밀의 구동 시 기준 평면(11)에 대해 평행한 방향에서 작용하는 힘을 흡수하고,
   상기 랙 홀더(4) 또는 상기 랙 홀더의 부분들은 랙 홀더(4') 또는 상기 랙 홀더의 부분들로 교환 가능함으로써, 상기 랙(5)은 상기 랙 홀더(4)에서 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 평행한 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치에서 수용 가능하고,
   상기 압연 스탠드(1)는 플로팅 미끄럼 베어링 내에서 이동 가능하게 장착되고, 상기 미끄럼 베어링은 상기 구동 피니언(6)과 상기 랙(5) 사이의 유격 조절이 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직이면서 상기 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 가능하도록 형성되는, 필거 압연 밀.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 랙 홀더(4)는, 상기 랙(5)이 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직이고 상기 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 서로 이격된 적어도 2개의 위치들에서 상기 랙 홀더(4)에 수용될 수 있도록 형성되고, 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 수직이며 상기 압연 스탠드(1)의 운동 방향에 대해 수직인 방향에서 측정되는 간격은 상기 위치들 사이에서 최소 10 mm인, 필거 압연 밀.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 필거 압연 밀은 상기 롤러들(2, 3)의 샤프트들에 대해 수직으로 진행하는 기준 평면(11)에 대해 거울 대칭으로 배치되는 2개의 랙 홀더(4)를 이에 고정된 랙들(5)과 함께 포함하고, 상기 2개의 롤러들(2, 3) 중 하나의 샤프트는 상기 기준 평면(11)의 양 측면에서 구동 피니언(6)을 지지하고, 상기 2개의 구동 피니언(6)은 각각 랙들(5) 중 하나 내에 맞물리고, 상기 롤러들(2, 3) 사이에 수용될 상기 블룸(9)의 실린더 축은 상기 기준 평면(11) 내에 위치하는, 필거 압연 밀.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 롤러들(2, 3)은 포개어 배치되고, 상기 2개의 롤러들의 샤프트들은, 상기 2개의 롤러들(2, 3) 중 하나의 회전 운동이 상기 2개의 롤러들(2, 3) 중 다른 하나의 반대 방향 회전 운동을 야기하도록 서로 맞물리는 2개의 피니언들을 통해 서로 연결되는, 필거 압연 밀.
10. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러들(2, 3)의 상기 샤프트들은 각각 적어도 하나의 베어링을 포함하고, 적어도 상기 2개의 롤러들(2, 3) 중 하나의 롤러의 베어링 및 상기 2개의 롤러들(2, 3) 중 다른 롤러의 베어링은 유압식으로 서로 클램핑되는, 필거 압연 밀.
11. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압연 스탠드(1)의 스트로크 길이는 가공 가능한 최대 관재 직경을 위해 조절되고, 가공 가능한 모든 관재 직경을 위해 균일하게 유지되며, 상기 스트로크 길이는 크랭크핀의 편심도에 의해 결정되고, 상기 크랭크핀에 푸시 로드가 수용되는, 필거 압연 밀.
12. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압연 스탠드(1)의 스트로크 길이는 가공 가능한 서로 다른 관재 직경을 위해 서로 다르게 조절 가능하고, 상기 스트로크 길이는 크랭크 핀의 편심도(21)에 의해 결정되며, 크랭크핀에 푸시 로드가 수용되는, 필거 압연 밀.
13. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크 구동 장치의 크랭크 샤프트는 함께 회전하는 평형 질량체(16)를 포함하고, 상기 평형 질량체(16)는 상기 평형 질량체가 상기 필거 압연 밀 내에 수용된 상기 제1 압연 스탠드(1)에 의해 인가되는 1차 모멘트를 보상하도록 형성되고, 상기 제1 압연 스탠드(1)의 질량은 상기 제2 압연 스탠드(1')의 질량보다 작은, 필거 압연 밀.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 필거 압연 밀은 함께 회전하는 제2 평형 질량체(18)를 포함하는 평형 샤프트(17)를 포함하고, 상기 크랭크 샤프트 및 상기 평형 샤프트(17)는 냉간 필거 압연 밀의 구동 시 상기 평형 샤프트(17)가 상기 크랭크 샤프트의 2배 각속도로 회전하도록 서로 작동 연결되고, 상기 제2 평형 질량체(18)는 상기 제2 평형 질량체가 상기 필거 압연 밀 내에 수용된 상기 제1 압연 스탠드(1)에 의해 인가된 2차 모멘트를 보상하도록 형성되고, 상기 제1 압연 스탠드(1)의 질량은 상기 제2 압연 스탠드(1')의 질량보다 작은, 필거 압연 밀.
15. 제 4 항에 있어서,
    상기 2개의 롤러들(2, 3) 중 하부 롤러(3)의 샤프트는 상기 기준 평면(11)의 양 측면에서 구동 피니언(6)을 지지하는, 필거 압연 밀.
16. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압연 스탠드(1)는 유압식으로 리프팅 가능한 슬라이드 상에 장착되는, 필거 압연 밀.

Images