KR20040054371A - 소둔로의 내부 허스롤 예열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 허스롤 교체시 교체되는 예비 허스롤을 미리 적정온도로 예열시킴으로써 온도차에 의한 스트립 불량을 방지할 수 있도록 된 소둔로의 내부 허스롤 예열장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 소둔로 내부에 스트립 폭방향으로 놓여져 회전가능하게 설치되고 회전축을 중심으로 두 개의 허스롤이 180도 간격으로 회전가능하게 설치되는 회전체, 이 회전체의 축에 연결되어 회전체를 회전시키기 위한 구동모터를 포함하여, 구동중인 작업허스롤과 준비중인 예비허스롤을 필요에 따라 교체시키기 위한 롤 교대부와; 상기 롤 교대부의 회전체 하부에 위치하여 예비허스롤을 적정온도로 가열하기 위한 예열부를 포함하는 소둔로의 내부 허스롤 예열장치를 제공한다.

Description

소둔로의 내부 허스롤 예열장치{Device for pre-heating hearth roll in annealing furnace}

본 발명은 스테인리스 열연공정 중 연속 소둔산세공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속소둔로 내부로 장입될 예비 허스롤을 적정 온도로 예열시킬 수 있도록 된 허스롤 예열장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테인리스 핫코일을 생산하기 위해서는 스트립 온도를 목표온도(약 1095℃)까지 가열하는 소둔 공정을 거치게 된다. 소둔은 열간압연시 형성된 가공조직을 재결정시켜 내부응력을 제거함으로서 냉간가공을 용이하게 하고, 또한 열간 압연시 형성된 탄화물을 고용시켜 내식성을 확보하하고, 탈 스케일성을 향상시킴을 목적으로 한다.

소둔작업에 사용되는 소둔로는 배치형과 연속식으로 구분되는 데 현재는 대량생산을 위한 연속식 소둔로가 주로 사용되고 있다. 연속식 소둔로는 하나의 노에 가열대, 균열대, 서냉대가 있어 이 사이를 스트립이 차례대로 통과하면서 소둔이 완료된다.

이러한 연속식소둔로는 입측에 스트립이 진입하도록 입구가 수평방향으로 형성되며, 입구 내측에는 스트립을 받쳐 지지하기 위한 허스롤이 설치되고, 허스롤과 허스롤 사이에는 가열버너가 스트립 상하단으로 연장 설치된 구조를 갖는다.

여기서 상기 허스롤은 스트립 하면에서 스트립의 수평형태를 유지하고 스트립의 진행을 지지하는 구동롤로써 통상 두 개가 한쌍으로 구비되어 교대로 사용되는 데, 롤에 연결된 수직실린더의 신축작동으로 각 롤이 소둔로 내부에 교대로 장입되어 교체 운전 및 교환작업이 수행된다.

그런데 상기한 종래의 구조는 롤 교체시 구동롤과 예비롤의 온도차에 의해 제품의 품질이 저하되는 문제를 야기한다.

즉, 종래에는 단순히 예비 허스롤을 구동중인 허스롤과 교대시키는 구조로 되어 있어서, 소둔로 외측에 놓여져 대기 온두를 유지하고 있는 허스롤을 바로 구동롤과 교대하여 소둔로 내부로 진입시키게 되면 예비 허스롤의 낮은 온도에 의해 스트립의 온도가 저하되고, 이는 제품의 품질을 저하시키는 원인이 되는 것이다.

따라서 노내부의 분위기 온도가 헌팅되는 주 원인이 되며, 이로 인해 스트립 표면에 곰보, 소둔스케일과 같은 품질 불량을 초래하게 된다.

또한, 소둔로 내부의 고온의 열기로 인하여 구동중인 롤이 파손되거나 절삭사고 등 사용연한 초과로 인한 롤 교체시 사용롤과 에비롤을 교대로 사용하던 형태에서는 롤 표면에 이물질이 부착되어 롤 마크와 같은 치명적인 품질결함 사고가 발생되며 이에 따라 생산라인을 정지하고 롤을 인출하여 롤의 표면을 수리해야 하므로 작업이 힘들고 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 허스롤 교체시 교체되는 예비 허스롤을 미리 적정온도로 예열시킴으로써 온도차에 의한 스트립 불량을 방지할 수 있도록 된 소둔로의 내부 허스롤 예열장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 인출된 허스롤을 에열함과 동시에 롤의 표면을 청소하여 이물질을 제거할 수 있도록 된 소둔로의 내부 허스롤 예열장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 허스롤 예열장치가 소둔로에 설치된 상태를 도시한 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 허스롤 예열장치의 사시도,

도 3은 본 발명에 다른 허스롤 예열장치의 구동부측을 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10,11 : 허스롤 20 : 회전체

21 : 구동모터 40 : 레일

41 : 이동대차 42 : 수직실린더

43 : 가열덕트 44 : 유입호스

45 : 배출호스 46 : 흡입펌프

49 : 온도계 50 : 승강부재

51 : 랙 52 : 피니언기어

53,55 : 작동모터 54 : 연마석

56 : 흡입덕트

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 구동중인 작업허스롤과 준비중인 예비허스롤을 필요에 따라 교체시키기 위한 롤 교대부, 상기 롤 교대부에 설치되어 예비허스롤을 적정온도로 가열하기 위한 예열부를 포함한다.

여기서 상기 예열부는 허스롤 예열을 위한 열원으로 소둔로 내부의 분위기가스를 사용함이 바람직하다.

또한, 본 발명은 롤의 표면을 연마하여 이물질을 제거할 수 있도록 된 연마부를 더욱 포함한다.

이에 따라 예비허스롤을 미리 예열시킨 후 작업허스롤 교체할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 허스롤 예열장치가 소둔로에 설치된 상태를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 허스롤 예열장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 다른 허스롤 예열장치의 구동부측을 도시한 사시도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 발명은 소둔로 내에 위치하는 작업허스롤(10)과 소둔로 외측에 위치하는 예비허스롤(11), 작업허스롤(10)과 예비허스롤(11)을 필요에 따라 교체시키기 위한 롤 교대부, 상기 예비허스롤(11)의 하부에 위치하여 예비허스롤(11)을 적정온도로 가온시키기 위한 예열부를 포함한다.

여기서 작업허스롤(10)은 스트립 하부에 접하여 스트립 이송작업을 진행하고 있는 허스롤을 의미하며, 예비허스롤(11)은 소둔작업에 참여하고 있지 않고 다음 작업에 투입될 수 있도록 준비하고 있는 허스롤을 의미한다.

두 개의 허스롤(10,11)은 소둔로 내외측에서 스트립 폭방향으로 놓여지며 하나의 허스롤이 작업 중이면 다른 허스롤은 스트립에서 벗어나 대기하게 된다.

이러한 두 개의 허스롤을 교대시키기 위한 상기 롤 교대부는 소둔로 내부에 스트립 폭방향으로 놓여져 회전가능하게 설치되고 회전축을 중심으로 두 개의 허스롤이 180도 간격으로 회전가능하게 설치되는 회전체(20), 이 회전체(20)의 축에 연결되어 회전체(20)를 회전시키기 위한 구동모터(21)를 포함한다.

상기 회전체(20)는 원통형태로 이루어지며 외주면에는 상기 허스롤(10,11)이 설치될 수 있도록 원호형태의 단면을 갖는 홈이 길이방향으로 형성된다.

따라서 홈에 설치되는 허스롤은 회전체(20) 외측으로 허스롤의 일부면이 노출되어 스트립의 하부에 접할 수 있게 된다.

상기 구동모터(21)는 별도의 지지블럭(22)에 설치되며 회전체(20)의 회전축과 구동모터(21)의 구동축에는 각각 스프로켓휠(23)이 설치되어 체인(24)으로 연결된다.

상기한 구조에 따라 회전체(20)에 설치된 작업허스롤(10)이 스트립 바로 밑에 위치하면 예비허스롤(11)은 회전체(20)의 축을 중심으로 반대쪽에 위치하여 상기 예열부에 의해 예열된다.

그리고 상기 두 개의 허스롤은 자체적으로 회전체(20)에 대해 회전가능하도록, 도 3에 도시된 바와 같이 회전체(20)의 측면에 설치된 브라켓(25)에는 구동모터(26)가 설치되고 각 구동모터(26)는 각각 상기 허스롤의 회전축에 연결된 구조로 되어 있다.

본 실시예에서는 상기 구동모터(26)의 회전축과 상기 허스롤(10,11)의 회전축에 각각 스프로켓휠(27)이 설치되어 체인(28)으로 연결된다.

또한, 상기 롤 교대부는 허스롤과 상기 회전체(20)를 고열로부터 보호하기 위하여 냉각수단이 더욱 포함되는 데, 상기 냉각수단은 상기 회전체(20)의 회전축으로 관통설치되는 메인공급관(30)과, 상기 각 허스롤의 회전축으로 관통설치되는 냉각수관(31), 상기 회전체(20)를 따라 내측에 길이방향으로 설치되는 다수개의 냉각수관(32), 상기 메인공급관(30) 일측에 연통되어 상기 각 냉각수관(31,32)으로 냉각수를 공급하기 위한 연결호스(33)를 포함한다.

상기 회전체(20) 내에 설치되는 냉각수관(32)은 회전체(20)의 반대쪽 선단에서 연결호스(33)를 매개로 다시 메인공급관(30)의 출측과 연결되어 회전체(20)를 지난 냉각수를 내보내도록 되어 있다.

한편, 상기 예열부는 회전체(20)의 하부에 위치한 예비허스롤(11)을 가열시키기 위한 것으로, 설비 바닥에 소둔로의 폭방향으로 놓여지는 레일(40)과, 이 레일(40)을 따라 진행하는 이동대차(41), 이 이동대차(41) 상부에 설치되는 수직실린더(42)와, 이 수직실린더(42)의 피스톤로드 선단에 연결되고 상부는 개방되어 상기 예비허스롤(11)을 덮는 반원형단면의 가열덕트(43), 소둔로 내부와 상기가열덕트(43) 저부를 연결하는 유입호스(44), 상기 덕트 일측 선단과 상기 소둔로를 연결하는 배출호스(45), 상기 유입호스(44) 일측에 설치되어 분위기가스를 강제 순환시키기 위한 흡입펌프(46)를 포함한다.

따라서 소둔로 내부의 고온의 분위기가스는 유입호스(44)를 통해 가열덕트(43)로 순환되어 가열덕트(43) 내에 위치하는 예비허스롤(11)을 가열하게 되는 것이다.

미설명된 도면 부호 (47)과 (48)은 이동대차(41)를 레일(40) 상에서 이동시키기 위해 이동대차(41)에 설치되어 레일(40) 위에 놓여지는 바퀴와, 일측 바퀴에 연결되어 바퀴를 회전시키기 위한 구동모터이다.

한편, 본 발명은 예비허스롤(11)의 표면을 연마하기 위한 연마부를 더욱 포함하며, 상기 연마부는 상기 이동대차(41) 상부에 형성된 가이드홈에 승하강가능하게 설치되는 승강부재(50), 이 승강부재(50)의 일측에 수직방향으로 형성된 랙(51), 상기 랙(51)에 치합되는 피니언기어(52), 상기 이동대차(41) 상부에 설치되어 상기 피니언기어(52)를 회전시키기 위한 작동모터(53), 상기 승강부재(50) 상부에 회전가능하게 설치되는 연마석(54), 이 연마석(54)을 고속회전시키기 위한 작동모터(55), 상기 연마석(54) 외측에 근접설치되어 연마시 배출되는 이물질을 흡입 제거하기 위한 흡입덕트(56)를 포함한다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

두 개의 허스롤(10,11)은 회전체(20)에 설치된 상태에서 작업허스롤(10)은 소둔 작업에 투입되어 사용되고, 나머지 예비허스롤(11)은 작업허스롤(10)과는 반대방향으로 위치하여 표면 크리닝작업과 예열작업이 진행된다.

그리고 일정시간 지나거나 작업허스롤(10)의 교체시기에는 작업허스롤(10)과 예비허스롤(11)의 위치를 바꿔 소둔작업을 진행시키고 교체된 작업허스롤(10)은 표면 크리닝작업과 예열작업을 진행하게 된다.

예열작업은 소둔로의 분위기가스로 이루어지는 데, 이동대차(41)가 레일(40)을 따라 회전체(20) 밑으로 이동되면 이동대차(41) 상부에 설치된 가열덕트(43)는 바로 예비허스롤(11) 밑에 위치하게 된다.

이 상태에서 이동대차(41) 상부에 설치된 수직실린더(42)가 신장작동되어 가열덕트(43)를 위로 들어올리게 되고 상부가 개방된 가열덕트(43)는 예비허스롤(11)을 감싸게 된다.

이 상태에서 흡입펌프(46)가 작동되어 소둔로 내부의 고온의 분위기가스를 유입호스(44)를 통해 가열덕트(43) 내부로 유입시키게 되고 분위기가스는 덕트(43) 내측에 위치한 예비허스롤(11)을 가열시키고 측면에 설치된 배출호스(45)를 따라 소둔로 내부로 재순환된다.

따라서 예비허스롤(11)은 고온의 분위기가스에 의해 적정온도로 예열되며 상기 가열덕트(43) 일측에 설치된 온도계(49)를 통해 상기 흡입펌프(46)가 제어작동되어 가열덕트(43) 내부의 온도를 일정하게 유지하게 된다.

이와같이 예비허스롤(11)이 예열된 상태에서 구동모터(21)를 회전작동시키게 되면 구동모터(21)의 회전축에 설치된 회전체(20)가 일방향으로 회전하게 되고, 회전체(20)에 설치된 작업허스롤(10)과 예비허스롤(11)의 위치가 뒤바뀌게 된다.

각 허스롤의 위치가 역전되면 예비허스롤(11)이 새롭게 소둔작업에 투입되는 데, 상기와 같이 예비허스롤(11)은 이미 적정온도로 예열되어 있어서 롤 교체에 따른 온도 저하는 일어나지 않게 된다.

한편, 교체되어 회전체(20) 밑으로 이동된 허스롤은 표면 청소작업이 개시된다.

상기 예비허스롤(11)의 표면 청소작업을 살펴보면, 이동대차(41) 상부에 설치된 작동모터(53)가 회전되면 작동모터의 축에 설치된 피니언기어(52)가 회전되면서 이 피니언기어(52)에 랙(51)을 매개로 설치된 승강부재(50)가 위로 상승된다.

상기 승강부재(50) 상부에 설치된 연마석(54)이 예비허스롤(11)에 접하게 되면 상기 작동모터(53)는 정지되고 승강부재(50) 상부에 설치된 작동모터(55)가 회전되어 연마석(54)을 고속으로 회전시키게 된다.

이 상태에서 상기 이동대차(41)는 레일(40)을 따라 천천히 이동하게 된다.

따라서 고속 회전하는 연마석(54)은 이동대차(41)와 함께 예비허스롤(11)의 길이방향으로 이동하면서 예비허스롤(11) 표면을 전체적으로 연마하게 된다.

이에 예비허스롤(11) 표면에 부착되어 있는 이물질이 제거하고 롤 표면을 고르게 할 수 있게 되는 것이다.

한편, 연마석(54)에 의해 예비허스롤(11)로부터 탈락된 스케일 등 이물질은 상기 승강부재(50) 일측에 설치된 흡입덕트(56)를 통해 흡입되어 외측으로 배출처리된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 소둔로의 내부 허스롤 예열장치에 의하면, 소둔로로 투입되는 허스롤을 미리 적정온도로 예열할 수 있게 되어 롤의 온도차이에 의해 발생되는 스트립의 품질 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 허스롤의 청소작업이 기구적으로 이루어질 수 있게 되어 작업자의 안전사고를 방지하고 작업소요시간을 줄일 수 있게 되며 이에 따라 생산성 및 품질향상의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 소둔로 내부에 스트립 폭방향으로 놓여져 회전가능하게 설치되고 회전축을 중심으로 두 개의 허스롤이 180도 간격으로 회전가능하게 설치되는 회전체, 이 회전체의 축에 연결되어 회전체를 회전시키기 위한 구동모터를 포함하여, 구동중인 작업허스롤과 준비중인 예비허스롤을 필요에 따라 교체시키기 위한 롤 교대부와;

   상기 롤 교대부의 회전체 하부에 위치하여 예비허스롤을 적정온도로 가열하기 위한 예열부

   를 포함하는 소둔로의 내부 허스롤 예열장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 예열부는 설비 바닥에 소둔로의 폭방향으로 놓여지는 레일과, 이 레일을 따라 진행하는 이동대차, 이 이동대차 상부에 설치되는 수직실린더와, 이 수직실린더의 피스톤로드 선단에 연결되고 상부는 개방되어 상기 예비허스롤을 덮는 반원형단면의 가열덕트, 소둔로 내부와 상기 가열덕트 저부를 연결하는 유입호스, 상기 덕트 일측 선단과 상기 소둔로를 연결하는 배출호스, 상기 유입호스 일측에 설치되어 분위기가스를 강제 순환시키기 위한 흡입펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 소둔로의 내부 허스롤 예열장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이동대차 상부에 형성된 가이드홈에 승하강가능하게 설치되는 승강부재, 이 승강부재의 일측에 수직방향으로 형성된 랙, 상기 랙에 치합되는 피니언기어, 상기 이동대차 상부에 설치되어 상기 피니언기어를 회전시키기 위한 작동모터, 상기 승강부재 상부에 회전가능하게 설치되는 연마석, 이 연마석을 고속회전시키기 위한 작동모터, 상기 연마석 외측에 근접설치되어 연마시 배출되는 이물질을 흡입 제거하기 위한 흡입덕트를 포함하여 롤의 표면을 연마하고 이물질을 제거할 수 있도록 된 연마부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소둔로의 내부 허스롤 예열장치.