KR20090067337A - 크래들 롤 연마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열연공정의 검사공정 중 크래들 롤(Cradle Roll)에 조업 중 이물부착으로 이물마크가 발생되는 문제를 해결하기 위하여 개발된 자동 연마 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 고온의 열연 코일에서 발생되는 복사열의 영향을 최소화할 수 있는 구조를 가지고 연마 시 필요한 수직력을 가변할 수 있는 자동화된 장치로써 클램프 구조를 가지면서 흡진재가 충전된 습식 방식의 연마툴; 연마력을 얻기 위한 공압모터; 수직력 제어를 위한 부하감지센서부; 연마지석의 교체시기를 판단하는 마모량 검출센서를 가지는 연마툴 UP/DOWN 실린더부; 연마 장치 전체를 크레들 롤의 길이방향으로 이송하기 위한 이송기구부; 연마 시 기계적인 공차와 크레들 롤의 표면 굴곡에 따라 발생되는 진동을 방지하는 진동 방지 기구부 를 포함하는 크래들 롤 연마장치를 제공하고자 한다.

크래들 롤(Cradle Roll), 연마(Abrasion), 열연 코일(Hot Coil), 이물마크(A foreign substance Mark)

Description

크래들 롤 연마 장치{ABRASION APPARATUS FOR THE CRADLE ROLL}

본 발명은 크래들 롤 연마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온의 열연코일을 검사하기 위한 설비에서 발생되는 이물마크 발생을 방지하기 위하여 온라인(On-line)에서 열연코일을 감고 푸는 크래들 롤의 이물제거를 위해 개발된 연마 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소에서 용광로나 전기로 등에서 용해된 용탕의 응고된 빌렛(Billet)은 수지상 조직을 파괴하기 위하여 열연공정의 열간 압연기에서 압연하게 되는데, 이러한 압연기에서 압연된 플레이트 형상의 재료편은 먼저 런 아웃 테이블(run out table)에 의해 이송되고, 이 이송된 재료편을 권취기의 핀치 롤을 이용하여 감은 후 크래들 롤에서 풀면서 재료편(열연코일)의 표면의 결함을 검사하고 다시 감은 후 보관한다.

여기서, 상기 크래들 롤은 열연코일의 하중을 지탱하기 위하여 두 개의 롤 및 회전장치로 이루어져 있고, 이 두 개의 롤과 회전장치에 의해 열연코일이 풀리 면서 표면의 결함 유무를 판독한다.

여기서, 상기 두 개의 크래들 롤이 회전하면서 열연코일에 스크래치가 발생하지 않도록 하기 위해서는 상기 두 개의 크래들 롤의 외표면을 항상 미려한 상태로 유지시켜야 한다.

일반적으로, 롤 연마 장치는 가공 장치에 공구 대신에 휠 혹은 디스크 형태의 연마지석을 설치하여 가공 스핀들과 고정척에 고정된 롤을 회전시켜 연마하는 방법과 온라인(On-line)에서 조업 중 필요에 따라 연마지석을 장착한 기구가 투입되는 장치가 있다.

특히, 제철소 열연공정에서는 조업 중 열연코일에 발생되는 이물마크는 품질에 큰 영향을 미치므로 열연공정에서 핵심적인 롤에 다양한 방식의 온라인(On-line) 연마 장치를 설치하여 사용하여 왔고, 전용 연마 장치가 없는 경우는 작업자에 의해 그라인딩(Grinding) 작업을 하여왔다.

열연공정의 열간 압연기를 위한 온라인(On-line)용 연마 장치는 롤의 형상에 따라 다양한 종류가 있으나, 일반적으로는 연마를 위한 연마툴 장치와 연마툴을 회전시키거나 압착시키는 리프트 실린더 장치 등으로 나뉜다.

상기 크래들 롤의 경우는 크래들 롤의 표면에 고온의 환경에서 단단한 이물이 성장하여 열연코일의 외표면에 흠집이 발생하게 되므로, 이런 경우에 검사공정을 정지시킨 상태에서 작업자가 선반에 올라가서 스크레치가 발생된 부위에 저석이나 그라인딩 휠 등을 밀착시키고 크래들 롤을 회전시키면서 연마작업을 하여 왔다.

이와 같은 방식은 열연 코일의 생산성 및 품질이 저하될 뿐만 아니라 작업 효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 작업장은 고온 환경으로 이물 마크 발생 시 신속한 정비 작업이 곤란하며 인력에 의한 이물마크 확인 및 제거작업이 과다하게 소요되어 조업 중 돌발로 인한 라인 휴지 시간이 길어짐으로 해서 생산공정의 경제적 손실이 발생된다.

또한, 상기 그라인딩 작업 부위에 분진이나 냉각수가 비산되게 되어 주위를 오염시키게 될 뿐만 아니라 선반 위에서 연마작업을 수행하므로 사고가 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작업자를 투입시키지 않고서도 크래들 롤의 외표면에 발생되는 스크레치와 이물질을 제거할 수 있도록 크래들 롤 연마 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 크래들 롤 하부에 롤 길이 방향으로 이송이 가능하고, 연마 시 필요한 수직력을 가변할 수 있는 장치로 구성된 연마툴 및 연마 시 발생되는 진동을 줄이는 진동 방지용 기구부 등으로 구성한다.

본 발명의 다른 목적은 작업자의 안전사고 예방 및 품질 개선에 의한 Top Tail 실수율을 증가시키고, 작업장의 공간을 최소화하여 작업 효율을 높이며, 크래들 롤의 변형에도 불구하고 연마 시 필요한 수직력이 일정하게 유지되는 연마 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은 크래들 롤 연마 장치는 클램프 구조를 가지면서 흡진재가 충전된 습식 방식의 연마지석을 장착한 연마툴; 연마력을 얻기 위한 공압모터; 연마 시 필요한 수직력 제어를 위한 부하감지센서부; 연마지석의 교체시기를 판단하는 마모량 검출센서를 가지는 연마툴 UP/DOWN 실린더부; 연마 장치 전체를 크래들 롤의 길이방향으로 이송하면서 롤 의 길이방향으로 연마하기 위한 이송기구부; 연마 시 기계적인 공차와 크레들 롤의 표면 굴곡에 따라 연마 부하 변동으로 인해 발생되는 진동을 방지하는 진동 방지 기구부 등 포함한다.

본 발명에 따르면, 열연코일의 표면 결함 검사를 위한 크래들 롤의 연마 장치에 의하여, 설비를 정지시키지 않고서도 크래들 롤의 외표면에 발생된 스크래치 및 이물을 제거할 수 있으므로, 생산성 또는 품질 및 작업효율이 향상될 뿐만 아니라 작업자의 수작업에 의한 불의의 사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이물마크 제거로 인한 열연코일의 실수율 향상을 기대할 수 있고, 열연코일 검사 시 크래들 롤 표면의 이물질이나 스크레치에 의해 리코일링(Recoiling) 시 전단계의 압연 롤에서 발생되는 롤 마크(Roll Mark)와 유사한 흠집을 유발하여 검사자의 혼돈에 의한 검사 오인에 의한 불량 유발을 최소화 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명인 크래들 롤 연마장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 좌우 이송이 가능한 연마 장치의 정면도로서, 고온의 열연 코일의 복사열의 영향을 최소화하는 방안을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 좌우 이송이 가능한 연마 장치의 측면도로서, 연마 장치가 크래들 롤을 따라 연마하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상기 크래들 롤 연마 장치는 도 1과 도 2에 보듯이 600 ~ 800도 고온상태의 열연코일에서 발생되는 복사열의 영향을 최소화하기 위하여 상기 연마 장치(1a, 1b)는 크래들 롤(2a, 2b)의 하부에 롤의 중심과 연마툴의 회전 중심이 일치하도록 설치되고, 크래들 롤(열연코일의 복사열에 의해 온도는300 ~ 350도 범위)의 길이방향으로 이송을 하면서 연마툴에서 공급되는 물에 의해 습식 연마를 하고, 복귀 시에는 연마툴의 고압 공기 노즐에 의해 크래들 롤의 표면에 잔재하는 물과 연마지석 찌꺼기를 청소하게 된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 연마량을 가변할 수 있는 연마 장치를 설명하기 위한 상세 도면이고, 도 4 는 도 3 의 각 주요 부분을 상세히 설명하기 위해 부품을 나열한 상세 도면이다.

상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 연마툴은 도우넛 모양의 디스크 형상을 가진 연마지석(110)과 연마지석과 클램프 사이에 흡진재가 충진된 연마지석 고정용 클램프(116), 연마 시 물의 비산과 연마지석의 비산을 방지하기 위한 비산방지 커버(100), 습식 연마 시 고인 물을 배출하기 위한 물배출구(102a, 102b), 배출된 물이 연마 장치에 오염을 유발하지 않도록 안내하는 물배출 호스(103a, 103b), 공압모터(120)와 연마툴의 체결 및 안내를 위한 베어링(126) 및 이탈방지용 베어링(128) 등으로 구성된다.

여기서, 연마지석(110)과 연마지석 고정용 클램프(116)는 일체형으로 연마지석 교체 시 이 부분만 교체를 하면 된다.

또한, 연마지석(110)의 디스크 윗면이 크래들 롤(2)의 하부에 닿아서 크래들 롤의 회전력과 연마지석의 회전력에 의해 연마가 진행된다.

연마툴의 하부에는 공압모터(120)와 연마툴과 공압모터 전체를 UP/DOWN하면서 연마 시 발생되는 충격을 흡수하기 위한 공압 방식의 실린더부(160), 공압모터에서 발생되는 소음을 줄이기 위한 소음기(122), 실린더의 UP/DOWN시 안내를 위한 UP/DOWN 실린더 가이드부(162)가 장착되어 있고, 공압모터(120)와 UP/DOWN 실린더부(160) 사이 연결부에는 연마 시 설정할 수직력을 검출하기 위한 부하감지 센서(170)가 장착되어 있다.

상기 UP/DOWN 실린더부(160)에는 연마지석의 두께만큼 설정된 위치에 연마지석 마모량 검출 센서(164)가 장착되어 있어 연마지석의 교체시기를 피드백할 수 있다.

앞서 상술한 이러한 구성품은 크래들 롤(2)의 길이방향으로 설치된 이송기구부(150)에 의해 움직이고, 이송기구부(150)는 연마조건에 따라 이송속도가 가변된다.

상기 이송기구부(150)는 설치 시 크래들 롤(2)과 수평으로 정렬하기 위해 고안된 이송기구부 정렬용 브라켓(180)에 설치되고, 이송기구부 고정용 브라켓(190)에 전체 시스템이 고정된다.

전체 시스템에서 필요한 전원 및 공기 공급, 물 공급 등의 배선은 이송기구부(150) 측면에 설치된 케이블 베이어(152)에 의해 유도된다.

앞서 상술한 이러한 연마 장치는 연마 시 크래들 롤(2)의 표면 굴곡(크래들 롤의 표면 굴곡은 열연코일의 하중에 의한 밴딩과 리코일링(Recoiling) 시 발생한 국부적인 마모 등으로 기인함)에 적응하여 연마하기 위해서는 일정한 수직력을 유지하면서 연마를 해야 한다.

이를 위해 본 발명에서는 연마툴이 회전하면서 부하감지 센서(170)에서 획득된 정보로 UP/DOWN 실린더부(160)의 공기 압력을 제어함으로써 일정한 수직력이 유지되도록 구성하였다.

연마 장치의 진동은 크게 두 가지 요인에 의해 두 가지 방향으로 발생한다.

첫 번째는 연마 시 기계적인 공차와 크레들 롤의 표면 굴곡에 따라 연마 부하 변동으로 인해 발생되는 중력방향의 수직력 변동으로 이는 클램프 구조를 가지면서 흡진재가 충전된 습식 방식의 연마지석을 장착한 연마툴에서 1차 흡수하고, UP/DOWN 실린더부(160)에서 2차 흡수한다.

두 번째는 크레들 롤의 표면 굴곡에 따라 연마 부하 변동으로 인해 발생되는 수평방향의 연마력 변동과 크래들 롤(2)과 연마 장치간의 수평 정렬 오차로 인한 편심힘 발생으로 야기되는 진동으로 이는 진동방지용 슬라이딩 블록(132)과 진동방지용 상하이송 기구부(134), 진동방지 슬라이드부(140)로 구성되는 진동방지 기구부에 의해 구속되어 진동을 흡수하게 된다.

여기서, 진동방지 기구부는 진동방지 기구부 정렬용 브라켓(136)에 의해 이 송기구부(150)과 수평 정렬이 되고, 진동방지 기구부 고정용 브라켓(138)에 의해 프레임에 고정된다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다.

또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 좌우 이송이 가능한 연마 장치의 정면도로서, 고온의 열연 코일의 복사열의 영향을 최소화하는 방안을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 좌우 이송이 가능한 연마 장치의 측면도로서, 연마 장치가 크래들 롤을 따라 연마하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 연마량을 가변할 수 있는 연마 장치를 설명하기 위한 상세 도면.

도 4 는 상기 도 3 의 각 주요 부분을 상세히 설명하기 위해 부품을 나열한 상세 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1a: 크래들 롤 연마 시스템(우) 1b: 크래들 롤 연마 시스템(좌)

2a: 크래들 롤(좌, Cradle Roll) 2b: 크래들 롤(우, Cradle Roll)

3: 크래들 롤 회전용 베어링 및 체인블럭(Chain Block)

4: 크래들 롤 유니트 고정용 브라켓(Bracket)

5: 열연 코일

100: 비산방지 커버(Cover)

103a, 103b: 물배출 호스

102a, 102b: 물배출구

110: 연마지석

112: 고압 공기 공급용 노즐(Nozzle)

114: 물 공급용 노즐(Nozzle)

116: 연마지석 고정용 클램프(Clamp)

120: 공압모터

122: 소음기

124: 공압모터 회전축

126: 베어링(Roll Bearing)

128: 이탈방지용 베어링(Twist Bearing)

130: 진동 방지용 고정 지그(Jig)

132: 진동 방지용 슬라이딩 블록(Sliding Block)

134: 진동 방지용 상하이송 기구부

136: 진동 방지 기구부 정렬용 브라켓

138: 진동 방지 기구부 고정용 브라켓

140: 진동 방지 슬라이딩 유니트(Sliding Unit)

150: 이송 기구부

152: 케이블 베이어(Cable Veyor)

160: UP/DOWN 실린더(Cylinder)

162: UP/DOWN 실린더 가이드(Cylinder Guidance)

164: 연마지석 마모량 검출 센서

170: 부하 감지 센서(Sensor)

180: 이송기구부 정렬용 브라켓(Bracket)

190: 이송기구부 고정용 브라켓(Bracket)

Claims (2)

1. 크래들 롤 연마 장치에 있어서,

   고온의 열연 코일에서 발생되는 복사열의 영향을 최소화할 수 있는 구조를 가지고 연마 시 필요한 수직력을 가변할 수 있는 자동화된 장치로써 클램프 구조를 가지면서 흡진재가 충전된 습식 방식의 연마툴(110, 116, 126, 128);

   연마력을 얻기 위한 공압모터(120);

   수직력 제어를 위한 부하감지센서부(170);

   상기 연마툴 하부에 형성되어, 연마지석의 교체시기를 판단하는 마모량 검출센서(164)를 가지는 연마툴 UP/DOWN 실린더부(160, 162);

   연마 장치 전체를 크레들 롤의 길이방향으로 이송하기 위한 이송기구부(150); 및

   연마 시 기계적인 공차와 크레들 롤의 표면 굴곡에 따라 발생되는 진동을 방지하는 진동 방지 기구부(132, 134, 136, 138);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 크래들 롤 연마 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공압모터에서 발생되는 소음을 줄이기 위한 소음기(122);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크래들 롤 연마 장치.

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