KR20070101758A - 모듈식 압연기 - Google Patents

Abstract

모듈식 압연기는 압연기 패스 라인을 따라 배열된 복수의 분리식 롤링 유닛을 포함한다. 각각의 롤링 유닛은 타원형 및 원형의 패스를 형성하고 각각에 대해 90˚ 엇갈리게 배치된 롤 샤프트 상에 지탱되는 적어도 두 쌍의 작업 롤을 포함한다. 롤링 유닛은 각각의 롤링 유닛으로부터 패스 라인의 제1 측면으로 돌출되는 입력 샤프트에 평행하게 롤 샤프트를 연결하는 것을 구성하는 중간 구동 트레인을 내장한다. 단일 구동 라인 샤프트는 패스 라인의 제1 측면 위에 있고 제1 측면과 평행하다. 출력 샤프트는 베벨 기어 세트에 의해 라인 샤프트로 기계적으로 결합된다. 출력 샤프트는 패스 라인 방향으로 라인 샤프트로부터 옆으로 돌출되고 롤링 유닛의 입력 샤프트로 분리 가능한 결합에 의해 연결된다.

모듈식 압연기, 롤링 유닛, 라인 샤프트, 중간 구동 트레인, 커플링 수단

Description

모듈식 압연기{MODULAR ROLLING MILL}

도1은 본 발명에 따른 모듈식 압연기의 개략적인 평면도.

도2는 롤링 유닛에 포함된 중간 구동 트레인의 개략도.

도3은 중간 구동 트레인에 통합된 네 개의 기어 클러스터의 기어 관계를 도시한 도면.

도4는 예시적인 롤링 프로그램을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 롤링유닛

18: 롤샤프트

20: 입력 샤프트

36: 라인 샤프트

38: 구동 모터

40: 클러치

42: 출력 샤프트

44: 베벨 기어 세트

[문헌 1] 미국 특허 제4,537,055호

[문헌 2] 미국 특허 제5,152,165호

[문헌 3] 미국 특허 제6,134,930호

[문헌 4] 미국 특허 제6,546,776호

[문헌 5] 미국 특허 제3,587,277호

[문헌 6] 미국 특허 제6,161,412호

[문헌 7] 미국 특허 제4,129,023호

[문헌 8] 미국 특허 제5,595,083호

[문헌 9] 미국 특허 제6,053,022호

[문헌 10] 미국 특허 제5,247,820호

본 발명은 전체적으로 로드 및 바와 같은 긴 제품을 생산하는 압연기에 관한 것이며, 특히 개선된 모듈식 압연기의 설비에 관한 것이다.

블록형 압연기는 예를 들어 미국특허 제4,537,055호, 제5,152,165호, 제6,134,930호, 제6,546,776호에 개시된 바와 같이 잘 알려져 있다. 이들은 주로 로드 압연기에서 마감 압연 트레인(finishing trains)의 역할을 하고, 전 세계적으로 널리 사용되고 있다. 블록형 압연기는 트위스트 프리(twist free)방식으로 제품을 압연하기 위해 타원형 롤 스탠드의 롤 샤프트에 대해 90도 엇갈리게 배치된 원형 롤 스탠드의 롤 샤프트와 함께, 교호하는 타원형 및 원형 패스 순서로 압연하도록 순서를 갖고 배열된 일련의 롤 스탠드이다.

전형적으로, 원형 및 타원형 롤 패스를 갖는 롤 스탠드는 압연기 패스 라인의 대향 측에 엇갈리게 배치되고, 차동 기어 박스에 의해 라인 샤프트로 연결된 통상의 압연 구동기에 의해 다양한 속도로 구동되는 각각의 평행한 라인 샤프트에 기계적으로 결합된다. 블록형 압연기에 대해 공지된 다른 구동배열은 미국 특허 제3,587,277호, 제6,161,412호에 개시된 단일 라인 샤프트와, 미국 특허 제4,129,023호에 기재된 체인 드라이브를 채용한다.

블록형 압연기는 예를 들어 120m/sec에서 5.5mm 로드의 빠른 이송속도로 제품을 압연할 수 있음에도, 하나의 제품 크기에서 다른 크기로 변경할 때 가요성의 부족으로 전체적인 효율은 나빠진다.

예를 들어 도4에 도시된 바와 같이, 10개의 스탠드 블록형 압연기에 대한 전형적인 압연 프로그램에서, 모든 스탠드가 작동할 때 직경 17mm의 공급 크기는 직경 5.5mm의 완제품으로 압연된다. 직경 7.0mm의 완제품을 압연하기 위해, 롤 스탠드(9, 10)는 작동하지 않는다(보통 "더밍(dummying)" 이라 칭하는 절차). 점진적으로 더 큰 제품 크기는, 예를 들어 8.5mm 원형을 압연하기 위해 스탠드 (7, 8), 10.5mm 원형을 압연하기 위해 스탠드 (5, 6)등과 같이, 추가적인 롤 스탠드를 점진적으로 더밍함으로써 압연될 수 있다. 연속적인 롤 스탠드는 통합적으로 서로 연결될 수 있기 때문에, 효과적인 더밍을 위해, 작업 롤은 제거되고 가이드로 대체되어야만 한다. 이것은 완성되기까지 일반적으로 20분 내지 60분의 시간이 걸리고, 매 8시간마다 발생하는 노동 집약적 절차이다. 조심스럽게 말해서 어떤 사람이 각 각의 더밍 작업을 위해 30분의 평균 휴지 시간을 갖는다면, 압연기를 60 tons/hr의 속도로 년간 300일 작동시킬 때, 제품 손실은 27,000tons/yesr 이상이 될 수 있다.

개선된 효율을 얻기 위해 미국 특허 제5,595,083호, 제6,053,022호에 개시된 모듈식 압연기가 개발되었다. 이 압연기는 쌍을 이룬 연속적인 롤링 유닛으로 탈거 가능하게 결합된 복수 모터 구동 기어 박스를 채용한다. 롤링 유닛은 타원형 및 원형의 롤 패스를 갖는 롤 스탠드를 각각 포함하고, 다양한 제품 크기의 압연을 수용할 수 있도록 압연기 패스 라인의 빠른 변경 및 호환이 가능하다. 기계적으로 견고하고 편리한 가요성에도 불구하고, 블록형 압연기와 비교할 때, 이러한 모듈식 구성은 구입 및 유지 모두에 있어 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 든다.

본 발명의 목적은 통상의 모듈식 블록형 압연기와 관련된 상기 문제점을 극복하거나 적어도 실제적으로 완화하는, 개선된 모듈식 압연기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 모듈식 압연기는 압연기 패스 라인을 따라 배열된 다수의 개별적인 롤링 유닛을 포함한다. 각각의 롤링 유닛은 타원형 및 원형의 롤 패스를 형성하고 서로에 대해 90도 엇갈리게 배치된 롤 샤프트상에서 지탱되는 적어도 두 쌍의 작업 롤을 포함한다. 롤링 유닛은 각각의 롤링 유닛으로부터 패스 라인의 제1 측면으로 돌출되는 입력 샤프트에 평행하게 롤 샤프트를 연결하도록 구성된 중간 구동 트레인(intermediate drive trains)을 포함한다.

단일 구동 라인 샤프트는 패스 라인의 제1 측면 위에 있고 제1 측면과 평행하다. 출력 샤프트는 베벨 기어 세트에 의해 라인 샤프트와 기계적으로 결합되어 있다. 출력 샤프트는 패스 라인 쪽으로 라인 샤프트로부터 옆으로 돌출되고, 롤링 유닛의 입력 샤프트로 커플링에 의해 연결된다. 커플링은 패스 라인의 대향 제2 측면으로 롤링 유닛의 신속한 제거를 수용하도록 분리할 수 있다.

라인 샤프트는 샤프트 세그먼트를 결합하는 클러치를 가진 채로, 베벨 기어 세트에 의해 입력 샤프트와 결합되는 세그먼트로 나뉘어지는 것이 바람직하다. 클러치는 각각의 결합된 샤프트 세그먼트를 연결하거나 분리하도록 선택적으로 조절 할 수 있다.

단지 하나의 라인 샤프트가 전체 롤링 유닛을 구동하기 위해 채용되기 때문에, 차동 기어 박스를 배치하는 것 없이 압연기 모터로 바로 결합할 수도 있다.

본 발명의 특성과 이점은 첨부 도면에 참조하여 더 상세히 설명된다.

도1에서, 본 발명에 따른 모듈식 압연기는 압연기 패스 라인 "P"를 따라 배열된 다수의 개별적인 롤링 유닛(10)을 포함한다. 롤링의 방향은 화살표(12)로 지시된다. 각각의 롤링 유닛은 타원형 및 원형의 롤 패스를 형성하도록 구성된, 적어도 두 쌍의 작업 롤(14와 14 및 16과 16)을 갖는다. 각각의 연속적인 쌍의 롤은 예를 들어 바, 로드 등의 긴 제품의 트위스트 프리 롤링을 수행하도록 90˚ 엇갈리게 배치된다.

추가적으로 도2 및 도3에서, 작업 롤이 롤 샤프트(18) 위에 장착되고, 롤 샤프트를 입력 샤프트(20)에 기계적으로 결합하기 위해 중간 구동 트레인은 롤링 유닛 내부에 내장된다. 입력 샤프트는 패스 라인의 제1 측면 "A"에 평행하고 돌출된 다. 중간 구동 트레인은 샤프트(26)상의 맞물림 기어(24)와 맞물리는 롤 샤프트 상의 기어(22)를 포함하고, 샤프트(26)중의 하나는 베벨 기어 세트(26)에 의해 샤프트(30)로 연결된다. 샤프트(30)는 입력 샤프트(20) 상의 기어(34)와 맞물리는 기어(32)를 지탱한다.

도시되진 않았지만, 이 구성의 대안으로서, 중간 구동 트레인은 분리된 입력 샤프트(20)를 가지고 각각의 쌍을 이룬 작업 롤(14와 14 및 16과 16)을 구동하도록 위해 구성될 수 있다.

라인 샤프트(36)는 패스 라인 P와 평행한 관계로 제1 측면 (A)를 따라 연장된다. 라인 샤프트는 압연기의 입구 단부에 위치한 구동 모터(38)에 의해 직접적으로 결합되고 구동된다.

라인 샤프트(30)는 연속적이지만, 양호하게는 클러치(40)에 의해 결합된 세그먼트(36')로 나뉜다. 각각의 라인 샤프트 세그먼트(36')는 베벨 기어 세트(44)에 의해 출력 샤프트(42)로 연결된다. 출력 샤프트(42)는 평행하고 패스 라인을 향해 라인 샤프트로부터 옆으로 돌출한다. 클러치(40)는 각각의 라인 샤프트 세그먼트와 기계적으로 연결되거나 또는 분리되도록 선택적으로 조절할 수 있다.

커플링(46)은 각각의 출력 샤프트(42)를 각각의 입력 샤프트(20)에 연결한다. 커플링은 패스 라인의 제2 대향측 "B"로의 롤링 유닛의 제거를 수용하도록 분리된다. B 측의 트랙 연결망(48)은 패스 라인에서 제거된 롤링 유닛을 이송하거나 얻을 수 있도록 배열된다. 롤링 유닛은 롤링 라인에서 제거된 위치에서 점선 (10')으로 보인다.

양호하게는, 롤링 유닛(10)은 동일해서 신속하게 서로 교체할 수 있다. 각각의 롤링 유닛은 패스 라인에서 신속히 제거되고 가이드에 의해 교체될 수 있다. 가이드는 미국 특허 제5,247,820호에서 개시된 것 같이 보호 커버의 부분을 포함한다.

상기 관점에서, 본 발명의 모듈식 압연기 개념이 종래의 블록형 모듈식 압연기에 상당한 이점을 준다는 것을 기술 분야의 숙련자들은 알 수 있다. 예를 들어, 패스 라인에서 빠르게 롤링 유닛을 제거하는 것은 대략 67%의 압연기 휴지 시간을 줄이는 것으로 평가된다. 그러므로 상기 기술된 예시의 압연 동작에 대해, 이것은 18,000tons/yr의 생산 증가에 달한다. 단일 구동 라인 샤프트 사용 및 라인 샤프트와 압연기 구동 모터 사이의 값비싼 기어 유닛의 제거는 압연기 수명에 대해 연속적인 유지뿐만 아니라 설비 투자에도 상당한 절약을 가능하게 한다.

유지관리에 관하여, 기어, 샤프트, 중간 구동 트레인의 연관된 베어링 모두가 롤링 유닛(10)에 내장되고, 롤링 유닛이 압연기 패스 라인에서 제거되었을 때 압연기의 연속된 동작을 방해하는 것 없이, 주기적인 유지관리가 가능한 것이 중요하다. 마찬가지로 압연기의 나머지 부분이 연속적 작동하는 동안, 더미 롤링 유닛의 베벨 기어 세트(44)는 라인 샤프트(36)로부터 클러치 해제될 수 있고 주기적인 유지관리가 이루어질 수 있다.

Claims (4)

1. 모듈식 압연기이며,

   압연기 패스 라인을 따라 배열된 다수의 개별적인 롤링 유닛과,

   상기 패스 라인의 제1 측면 위에 있고 제1 측면과 평행한 라인 샤프트와,

   상기 라인 샤프트를 구동하기 위한 수단과,

   베벨 기어 세트에 의해 상기 라인 샤프트와 기계적으로 결합되는 평행한 출력 샤프트와,

   각각의 출력 샤프트를 각각의 입력 샤프트 중의 하나로 연결시키는 커플링 수단을 포함하고,

   상기 롤링 유닛은 롤 샤프트 상에 지탱되는 적어도 두 쌍의 작업 롤을 갖고, 중간 구동 트레인이 상기 롤 샤프트를 입력 샤프트에 기계적으로 결합시키기 위해 상기 롤링 유닛 내에 내장되고, 상기 롤링 유닛의 입력 샤프트는 서로 평행하고 각각의 롤링 유닛으로부터 패스 라인의 제1 측면에 돌출되고,

   상기 출력 샤프트는 상기 패스 라인을 향해 상기 라인 샤프트로부터 옆으로 돌출되고,

   상기 커플링 수단은 상기 제1 측면의 대향인 상기 패스 라인의 제2 측면으로의 상기 롤링 유닛의 선택적인 제거를 수용할 수 있도록 분리식으로 된 것을 포함하는 모듈식 압연기.
2. 제1항에 있어서, 상기 라인 샤프트는 베벨 기어 세트에 의해 출력 샤프트와 기계적으로 결합되는 세그먼트로 나뉘어지고, 상기 라인 샤프트 세그먼트와 결합하는 클러치를 더 포함하고, 상기 클러치는 결합된 라인 샤프트 세그먼트와 기계적으로 연결되거나 분리되도록 선택적으로 조절 가능한 모듈식 압연기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패스 라인에서 제거된 롤링 유닛을 수납하고 이송하기 위한 패스 라인의 제2 측면에 트랙 연결망을 더 포함하는 모듈식 압연기.
4. 제1항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 라인 샤프트에 직접적으로 결합되는 모터를 포함하는 모듈식 압연기.

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