KR200181433Y1 - 수평식 가열로 롤 교환 장치 - Google Patents

Abstract

연속 소둔로에 장착된 소둔롤을 교환할 때, 한번의 대차 장입으로 롤 교환을 신속하게 수행할 수 있는 수평식 가열로 롤 교환 장치에 관한 것으로서,

적재 플레이트에 설치되며 구동 모터에 의해 회전하는 회전축과; 회전축에 관통된 상태로 고정되고, 수직 방향으로 마주하는 양단부에 소둔롤 축이 안착되는 안착부를 가지며, 회전축을 중심으로 회전하는 한쌍의 롤 안착 플레이트와; 롤 안착 플레이트의 안착부를 개폐시키며, 체결 나사에 의해 롤 안착 플레이트와 결합하여 소둔롤을 고정시키는 클램프 블록과; 별도의 구동 모터에 의해 전진 또는 후진하는 차륜부와; 적재 플레이트의 상승, 하강 위치를 감지하여 적재 플레이트를 이동시키는 실린더 부재의 구동을 제어하는 상승위치 감지센서 및 하강위치 감지센서와; 레일에 설치되어 차륜부를 장입 위치와 인출 위치에 정지시킴과 더불어 롤 센터링을 정확하게 맞추어주는 장입감지 스토퍼 및 인출감지 스토퍼로 이루어진다.

Description

수평식 가열로 롤 교환 장치{Roll exchange device for horizontal type anealing furnace}

본 고안은 수평식 가열로 롤 교환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 소둔로에 장착된 롤을 교환할 때, 한번의 대차 장입으로 롤 교환을 신속하게 수행하여 롤 교환에 소요되는 인력과 시간을 절약하고 안전 사고의 위험을 방지할 수 있도록 한 수평식 가열로 롤 교환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테인레스강 제조 공정에서, 냉간 압연된 스트립은 수평식 연속 소둔로를 거치면서 소둔되는데, 소둔로의 내부 온도가 1,175℃ 정도이므로 스트립이 소둔로를 통과할 때 열 변형에 의해 처짐 현상이 발생하기 쉽다.

상기 스트립의 처짐에 의한 결함을 방지하고자, 다수개의 소둔롤을 소둔로 내부에 설치하며, 이물 압입이나 슬립, 꺽임 등에 의해 상기 롤에 결함이 발생하면 상기 롤을 수시로 교체하여 소둔 공정을 진행하게 된다.

도 7과 도 8은 종래 기술에 의한 롤 교환 장치의 사시도로서, 롤을 이동시키는 대차(1)와, 대차(1)를 소둔로에 가이드하는 레일(3)을 구비한다. 상기 대차(1)는 롤을 장착하는 적재 플레이트(5)와, 적재 플레이트(5)에 고정된 손잡이(7)와, 레일(3)을 따라 이동하는 차륜부(9)로 이루어진다.

먼저, 소둔로에 장착된 롤 가운데 교환해야 할 롤이 파악되면, 작업자는 손잡이(7)를 잡고 적재 플레이트(5)가 비어있는 대차(1)를 레일(3)을 따라 전진시키고, 소둔로 내부에 장입한다. 대차(1) 장입 후, 스위치(미도시)를 조작하여 교환하고자 하는 롤 하부까지 적재 플레이트(5)를 상승시킨다. 그리고 교환하고자 하는 롤을 소둔로에서 분해시키고 적재 플레이트(5)에 안착시킨다.

롤이 안착된 적재 플레이트(5)를 작업자 신호에 의해 하강시키고, 대차(1)를 소둔로 밖으로 인출시킨다. 적재 플레이트(5)에 장착된 롤은 점선으로 도시한 크레인 후크(11)와 와이어 로프(13)를 사용하여 도시하지 않은 롤 적치대로 이동시킨다.

그리고 새로운 롤을 롤 적치대에서 크레인 후크(11)와 와이어 로프(13)를 사용하여 적재 플레이트(5)에 안착시킨 다음, 상기 롤이 소둔로에 고정될 수 있도록 소둔로에 설치된 실린더 로드 중간 연결바(15)와 결합하는 이동 블록(17)과 결속 너트(19)를 체결시킨다.

작업자가 다시 대차(1)를 전진시켜 소둔로 내부에 장입하고, 적재 플레이트(5)를 상승시킨 후 새로운 롤을 소둔로에 결합시킨다. 롤 장착이 끝나면 적재 플레이트(5)를 하강시키고, 손잡이(7)를 잡고 대차(1)를 후진시키는 것으로 롤 교환 작업이 종료된다.

그러나 이와 같은 롤 교환 장치에 의한 롤 교환 작업은, 소둔로 고열에 의해 레일(3) 변형이 심각하여 대차(1) 전진시 적재 플레이트(5)에 안착된 새로운 롤에 충격을 가하게 된다. 상기 롤은 별도의 고정 수단 없이 적재 플레이트(5)에 얹혀져 있으므로 상기 충격에 의해 롤이 조금씩 이탈하여 축 정렬이 어긋나게 된다. 이에 대차(1)를 다시 후진시켜 축 정렬을 맞춘 다음, 재장입을 시도하는 경우가 빈번하였다.

또한 롤 교환을 위해서는 대차(1)를 2번에 걸쳐 소둔로에 장입시켜야 하므로 롤 교환 작업에 대략 20분이 소요되고 있다. 그러나 소둔로 주변 분위기 온도가 150∼200℃ 정도의 고열이며, 롤 내부에는 고온의 냉각수를 내포하고 있으므로 작업자의 탈수 위험과 화상의 위험이 항상 존재하고 있다.

따라서 롤 교환 작업은 대단히 위험한 작업으로서, 작업자들의 상호 신호에 준수하여 신속하게 작업을 진행해야만 상기 위험으로부터 작업자를 보호할 수 있는 한계가 있다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 연속 소둔로에 장착된 롤을 교환할 때, 한번의 대차 장입으로 롤 교환을 신속하게 수행하여 롤 교환에 소요되는 인력과 시간을 절약하고 안전 사고의 위험을 방지할 수 있도록 한 수평식 가열로 롤 교환 장치에 관한 것이다.

도 1과 도 3은 본 고안에 의한 수평식 가열로 롤 교환 장치의 사시도.

도 2는 클램프 블록과 롤 안착 플레이트의 단면도.

도 4는 이동 블록의 분해 사시도.

도 5와 도 6은 본 고안에 의한 수평식 가열로 롤 교환 장치의 작동을 나타내는 부분 사시도.

도 7은 종래 기술에 의한 수평식 가열로 롤 교환 장치의 사시도.

도 8은 도 7의 확대도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

적재 플레이트에 설치되며 구동 모터에 의해 회전하는 회전축과;

상기 회전축에 관통된 상태로 고정되고, 수직 방향으로 마주하는 양단부에 소둔롤 축이 안착되는 안착부를 가지며, 회전축을 중심으로 회전하는 한쌍의 롤 안착 플레이트와;

상기 롤 안착 플레이트의 안착부를 개폐시키며, 체결 나사에 의해 롤 안착 플레이트와 결합하여 소둔롤을 고정시키는 클램프 블록과;

별도의 구동 모터에 의해 전진 또는 후진하는 차륜부와;

적재 플레이트의 상승, 하강 위치를 감지하여 적재 플레이트를 이동시키는 실린더 부재의 구동을 제어하는 상승위치 감지센서 및 하강위치 감지센서와;

레일에 설치되어 차륜부를 장입 위치와 인출 위치에 정지시킴과 더불어 롤 센터링을 정확하게 맞추어주는 장입감지 스토퍼 및 인출감지 스토퍼를 포함하는 수평식 가열로 롤 교환 장치를 제공한다.

상기 롤 안착 플레이트는 회전축을 중심으로 수직으로 마주하는 양단부에 각각의 소둔롤을 장착하며, 회전축과 함께 회전한다. 이에 새로 장착될 소둔롤을 미리 대차에 장착시키고, 대차를 장입하여 소둔로에 결합되어 있던 소둔롤을 분해하여 대차에 안착시킨 다음, 회전축을 회전시켜 대차에 미리 장착되어 있던 새로운 소둔롤을 소둔로에 결합시킬 수 있다.

이 때 적재 플레이트를 이동시키는 차륜부는 별도의 구동 모터에 의해 자동으로 전, 후진하며, 레일에 설치된 장입감지 스토퍼와 인출감지 스토퍼에 의해 정확한 장입 및 인출 위치에 정지한다. 그리고 적재 플레이트는 상승위치 감지센서와 하강위치 감지센서에 의해 정확한 상승 및 하강 위치에 정지하게 된다.

이로서 한번의 대차 장입으로 소둔롤을 교환할 수 있으며, 소둔롤을 롤 안착 플레이트에 공고히 고정시켜 소둔롤의 정렬 불량을 방지할 수 있다. 따라서 롤 교환에 소요되는 시간을 단축시키고 대차의 이동을 자동화하여, 교환 작업에 소요되는 인력과 시간을 절약할 수 있으며, 작업자의 작업 환경을 개선시키는 장점을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 실시예에 의한 수평식 가열로 롤 교환 장치(이하, '롤 교환 장치'라 칭함)의 사시도로서, 롤 교환 장치는 소둔롤을 적재하는 적재 플레이트(2)와, 적재 플레이트(2)에 설치되는 회전축(4) 및 한쌍의 롤 안착 플레이트(6)와, 롤 안착 플레이트(6)에 결합되는 클램프 블록(8)과, 적재 플레이트(2)를 이동시키는 차륜부(10)와, 차륜부(10)를 가이드하는 레일(12)을 포함한다.

상기 적재 플레이트(2)는 양단에 베이스(14)를 구비하며, 상기 회전축(4)은 베어링 블록(16)에 의해 베이스(14)에 결합된다. 한쌍의 베이스(14) 가운데 일단의 베이스(14)에는 구동 모터(18)와 감속기(20)가 설치되고, 감속기(20)에 부착된 구동 스프로킷(22)은 회전축(4)에 결합된 종속구동 스프로킷(24)과 체인(26)으로 연결된다. 이로서 회전축(4)은 구동 모터(18)의 작동으로 360°회전이 가능하다.

상기 롤 안착 플레이트(6)는 소둔롤의 축 양단을 지지할 수 있도록 일정한 간격을 두고 2개가 구비되며, 그 중앙부가 회전축(4)에 관통된 상태로 고정 설치된다. 그리고 수직 방향으로 마주하는 롤 안착 플레이트(6)의 양측단에는 소둔롤의 축을 안착시킬 수 있도록 소둔롤의 축 반경과 유사한 반원형의 홈을 갖는 제 1 안착부(6a)와 제 2 안착부(6b)가 형성된다.

여기서 상기 제 1 및 제 2 안착부(6a, 6b)는 각각의 클램프 블록(8)에 의해 개폐되는데, 도 2는 클램프 블록(8)과 롤 안착 플레이트(6)가 결합된 상태에서의 단면도로서, 클램프 블록(8)은 장석(28)에 의해 롤 안착 플레이트(6)의 일측면에서 회전 가능하게 결합한다.

상기 클램프 블록(8)은 제 1 또는 제 2 안착부(6a, 6b)와 마주하는 안쪽면에 상기 안착부와 대응하는 반원형의 홈(8a)을 형성하며, 장석(28)과 마주하는 반대편 일단에는 체결 나사(30)를 회전시키는 체결 핸들(32)을 구비한다.

이로서 제 1 또는 제 2 안착부(6a, 6b)에 소둔롤을 안착시킨 후, 클램프 블록(8)을 덮고 체결 핸들(32)을 돌리면, 체결 나사(30)가 클램프 블록(8)과 롤 안착 플레이트(6)를 관통하면서 이들을 결합시키고, 상기 소둔롤을 공고히 고정시키게 된다.

이와 같은 구조의 롤 안착 플레이트(6)는 한쌍의 제 1 및 제 2 안착부(6a, 6b)에 의해 2개의 소둔롤을 동시에 안착시킬 수 있으며, 회전축(4)과 함께 180°회전되는 경우, 제 1 및 제 2 안착부(6a, 6b)에 안착된 2개의 소둔롤의 위치를 변경시킬 수 있다.

상기 차륜부(10)는 적재 플레이트(2)를 이동시키며, 실린더 부재(34)를 구비하여 적재 플레이트(2)를 상승 및 하강시키는 역할을 한다. 이 때, 도 3에서 도시한 바와 같이, 소둔로 내부에 설치된 레일(12)의 끝단에는 상승위치 감지센서(36)와 하강위치 감지센서(38)가 부착된 수직 이동 플레이트(40)가 설치되어 적재 플레이트(2)의 수직 이동 위치를 감지하게 된다.

그리고 상기 차륜부(10)는 별도의 구동 모터(42)와 감속기(44)를 구비하고, 상기 감속기(44)에 연결된 구동 스프로킷(46)이 하나의 차륜축(48)에 결합된 종속구동 스프로킷(50)과 체인(52)으로 연결된다. 이로서 차륜부(10)는 구동 모터(42)의 작동으로 레일(12)을 따라 자동으로 전진 또는 후진하게 된다.

상기한 차륜부(10)의 이동 경로를 제공하는 레일(12)은, 소둔로 내부와 외부에 걸쳐 설치되며, 차륜부(10)의 이동을 제어하면서 롤 센터링을 정확하게 맞출 수 있도록 소둔로 외부와 내부에 각각 인출 감지 스토퍼(54)와 장입 감지 스토퍼(56)를 구비한다.

또한 상기 차륜부(10)에는 인출 감지 스토퍼(54)와 장입 감지 스토퍼(56)에 대응하여 리미트 스위치(58)가 설치되는데, 상기 리미트 스위치(58)는 차륜부(10)가 소둔로 내부를 향하여 일정 구간 이동하여 장입 감지 스토퍼(56)와 접촉하면 전기 신호를 발생하여 구동 모터(42)의 작동을 중단시켜 차륜부(10)를 정지시킨다.

이와 더불어 차륜부(10)가 다시 소둔로 외부를 향하여 일정 구간 이동하여 상기 리미트 스위치(58)가 인출 감지 스토퍼(54)와 접촉하면 상기 위치에서 차륜부(10)를 정지시킨다.

이로서 차륜부(10)는 리미트 스위치(58)와 인출 및 장입 감지 스토퍼(54, 56)에 의해 정확한 장입 위치와 인출 위치에 정지될 수 있다.

이상과 같이 본 실시예에 의한 롤 교환 장치는 위와 같은 구성으로 이루어지며, 이하 롤 교환 장치의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에서 도시한 바와 같이, 롤 안착 플레이트(6)의 제 1 안착부(6a)를 개방시키고, 도시하지 않은 롤 적치대에서 새로 소둔로에 조립될 소둔롤(A)(이하, '제 1 소둔롤'이라 칭함)을 이동시켜 제 1 안착부(6a)에 안착시킨다. 상기한 제 1 소둔롤(A) 이동은 종래와 같이 크레인 후크와 와이어 로프를 사용하여 이루어진다.

상기 제 1 소둔롤(A)을 롤 안착 플레이트(6)에 위치시킨 다음, 도 2에서 도시한 바와 같이, 클램프 블록(8)을 닫고 체결 핸들(32)을 돌려 클램프 블록(8)과 롤 안착 플레이트(6)를 결합, 제 1 소둔롤(A)을 고정시킨다.

그리고 제 1 소둔롤(A)에 이동 블록(60)을 결합시킨다. 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 이동 블록(60)은 베어링 부재(62)에 의해 제 1 소둔롤(A)의 축과 결합하며, 일단부에 실린더 연결부재(64)가 형성된다.

상기 실린더 연결부재(64)는 소둔로에 장착된 실린더 로드 연결바(66) 내부에 삽입 후, 핀(68)과 체결핀(70)에 의해 실린더 로드 연결바(66)에 고정되어 상기 제 1 소둔롤(A)을 소둔로에 고정시키는 역할을 한다.

이 때, 회전축(4)에는 이동 블록(60)에 형성된 실린더 연결부재(64)를 고정시키기 위한 반원통 형상의 결속 플레이트(72)가 설치된다. 이로서 이동 블록(60)에 형성된 실린더 연결부재(64)를 상기 결속 플레이트(72) 내부에 끼워 고정시킨다.

그리고 회전축(4)과 연결된 구동 모터(18)를 작동시켜 회전축(4)을 시계 또는 반시계 방향으로 180°회전시킨다. 도 5는 회전축(4)이 상기 각도로 회전된 상태를 나타낸 대차의 부분 사시도로서, 상기 회전축(4)의 회전으로 롤 안착 플레이트(6)가 회전하여, 제 1 안착부(6a)에 고정된 제 1 소둔롤(A)이 회전축(4)의 하부에 위치하고, 제 2 안착부(6b)가 회전축(4) 상부에 위치하게 된다.

다음으로, 도시하지 않은 동작 스위치를 조작하여 차륜축(48)과 연결된 구동 모터(42)를 작동시켜 차륜축(48)을 회전, 대차를 소둔로 내부로 전진시킨다. 이와 같이 대차가 소둔로 내부에 장입된 상태를 도 3에 도시하였다.

여기서 상기한 구동 모터(42) 작동으로 대차가 소둔로 내부를 향하여 일정 구간 전진하면, 차륜부(10)에 구비된 리미트 스위치(58)가 레일(12)에 설치된 장입 감지 스토퍼(56)에 접촉하고, 접촉한 순간 전기 신호를 구동 모터(42)에 인가하여 구동 모터(42)의 작동을 정지시킨다. 이로서 대차를 소둔로 내부의 장입 위치에 정확히 정지시킨다.

그리고 차륜부(10)에 설치된 실린더 부재(34)를 작동하여 적재 플레이트(2)를 상승시키고, 상승위치 감지센서(36)가 부착된 위치에까지 적재 플레이트(2)가 도달하면 실린더 부재(34)의 작동이 정지하여 상기 위치에서 적재 플레이트(2)의 이동을 정지시킨다.

이와 같이 적재 플레이트(2)를 상승 위치까지 이동시킨 다음, 소둔로에 설치된 실린더 부재(74)를 작동시켜 실린더 로드 연결바(66)를 하강시킨다. 이 때 실린더 로드 연결바(66)에 고정된 이동 블록이 레일(76)을 따라 하강하여 소둔로에 장착된 교체할 소둔롤(B)(이하, '제 2 소둔롤'이라 칭함)이 하강한다.

상기 제 2 소둔롤(B)이 하강하면, 작업자는 실린더 로드 연결바(66)에 결합된 이동 블록(60)을 분해하여 제 2 소둔롤(B)을 롤 안착 플레이트(6)의 제 2 안착부(6b)에 안착시킨다.

상기 제 2 소둔롤(B)을 롤 안착 플레이트(6)에 안착시킨 다음, 클램프 블록(8)을 닫고 체결 핸들(32)을 돌려 제 2 소둔롤(B)을 고정시키고, 제 2 소둔롤(B)에 결합된 이동 블록(60)의 실린더 연결바(64)를 결속 플레이트(72)에 고정시킨다.

다음으로 회전축(4)에 연결된 구동 모터(18)를 작동하여 회전축(4)을 시계 방향으로 180°회전시키며, 이 상태를 도 6에 도시하였다. 도시한 바와 같이, 회전축(4)의 회전으로 인해 롤 안착 플레이트(6)의 제 1 안착부(6a)와 제 2 안착부(6b)는 다시 처음의 위치로 복귀하여 새로 교체될 제 1 소둔롤(A)이 회전축(4) 상부에 위치하게 된다.

상기 제 1 소둔롤(A)이 회전축(4) 상부에 위치함에 따라, 작업자는 체결 핸들(32)을 돌려 클램프 블록(8)을 개방시키고, 결속 플레이트(72)에 고정된 이동 블록(60)의 실린더 연결바(64)를 빼낸 다음, 이를 다시 실린더 로드 연결바(66)에 고정시키고, 상기 실린더 로드 연결바(66)를 상승시켜 제 1 소둔롤(A)을 소둔로에 장착한다.

상기와 같은 과정으로 소둔롤을 교체하며, 소둔롤 교체 이후 차륜부(10)에 설치된 실린더 부재(34)를 작동시켜 하강위치 감지센서(38)가 부착된 위치까지 적재 플레이트(2)를 하강시킨 후, 구동 모터(42)를 작동시켜 차륜부(10)를 소둔로 밖으로 인출한다.

상기 차륜부(10)가 구동 모터(42) 작동으로 일정 구간 소둔로 밖으로 이동하면, 차륜부(10)에 부착된 리미트 스위치(58)가 도 1에서 도시한 바와 같이, 인출 감지 스토퍼(54)에 접촉하여 전기 신호를 발생, 구동 모터(42)를 정지시켜 대차를 인출 위치에 정확히 정지시킨다.

인출 위치에 정지된 대차에서, 작업자는 구동 모터(18)를 작동시켜 회전축(4)을 다시 180°회전시킴으로써 교체된 제 2 소둔롤(B)을 회전축(4) 상부에 위치시킨 다음, 클램프 블록(8)을 개방시키고, 결속 플레이트(72)에 고정된 이동 블록(60)의 실린더 연결바(64)를 빼낸 후 이동 블록(60)을 제 2 소둔롤(B)에서 분리시킨다.

그리고 제 2 소둔롤(B)을 롤 적치대로 이동시키는 것으로서 소둔롤 교체 작업을 완료한다.

이와 같이 본 실시예에 의한 롤 교환 장치를 사용하면, 한번의 대차 장입으로 소둔롤 교체 작업을 마칠 수 있으며, 소둔롤을 롤 안착 플레이트와 클램프 블록에 의해 고정시킬 수 있으므로 레일 변형에 의해 충격을 받는 경우에도 소둔롤의 위치 변동을 방지할 수 있다.

또한 작업자가 대차를 직접 이동시키는 대신, 스위치 조작에 의한 자동화로 상기 대차를 용이하게 이동시킬 수 있으며, 장입 감지 스토퍼와 인출 감지 스토퍼에 의해 상기 대차를 정확한 장입 및 인출 위치에 정지시켜 롤 교체 작업을 정확하게 수행할 수 있다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 고안에 의한 수평식 가열로 롤 교환 장치는 2개의 소둔롤을 동시에 장착시킬 수 있으며, 회전축을 중심으로 소둔롤의 위치를 변경시킬 수 있다. 이로서 한번의 대차 장입으로 롤 교환을 신속하게 수행할 수 있으며, 스위치 조작에 의한 자동화로 대차의 장입을 정확하게 제어할 수 있다. 따라서 소둔롤 교환에 소요되는 시간과 인력을 절약할 수 있으며, 안전 사고의 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 적재 플레이트에 설치되며 구동 모터에 의해 회전하는 회전축과;

   상기 회전축에 관통된 상태로 고정되고, 수직 방향으로 마주하는 양단부에 소둔롤 축이 안착되는 안착부를 가지며, 회전축을 중심으로 회전하는 한쌍의 롤 안착 플레이트와;

   상기 롤 안착 플레이트의 안착부를 개폐시키며, 체결 나사에 의해 롤 안착 플레이트와 결합하여 소둔롤을 고정시키는 클램프 블록과;

   별도의 구동 모터에 의해 전진 또는 후진하는 차륜부와;

   적재 플레이트의 상승, 하강 위치를 감지하여 적재 플레이트를 이동시키는 실린더 부재의 구동을 제어하는 상승위치 감지센서 및 하강위치 감지센서와;

   레일에 설치되어 차륜부를 장입 위치와 인출 위치에 정지킴과 더불어 롤 센터링을 정확하게 맞추어주는 장입감지 스토퍼 및 인출감지 스토퍼를 포함하는 수평식 가열로 롤 교환 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전축에 고정 설치되고, 소둔롤 축에 결합하는 이동 블록을 고정시키는 결속 플레이트가 제공되는 수평식 가열로 롤 교환 장치.