KR20110000416A - 회전 칼날 및 이를 사용한 크롭 전단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 칼날 및 이를 사용한 크롭 전단기에 관한 것으로 회전 기기에 연결되어 회전되는 원통형 몸체부와, 상기 원통형 몸체부의 외주면을 따라 나선형으로 배치되는 나선형 칼날부를 포함한 회전 칼날과 상기 회전 칼날의 나선형 칼날부에 맞물려 이송대를 따라 이송되는 압연재를 전단하는 고정 칼날을 포함한 것이다.

본 발명은 칼날의 회전 속도를 조절하여 이송 중 압연 속도에 따른 전단이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있으며 정확한 위치에서 전단면을 고르게 전단하는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 전단 시 칼날에 작용되는 전단력을 분산시켜 최소화함으로써 효율적인 전단이 가능하게 하고, 칼날의 수명을 늘리는 효과가 있는 것이다.

Description

회전 칼날 및 이를 사용한 크롭 전단기{Rotating Cutter and Crop Shear of Using The Same}

본 발명은 전단용 회전 칼날 및 이를 사용한 크롭 전단기에 관한 것으로 더 상세하게는 압연재의 크롭 전단(剪斷)과 같이 전단 시 많은 힘이 요구되는 작업에 사용이 적합하도록 발명된 것이다.

일반적으로 압연 공정은 연속 주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편 즉, 압연재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 다음 조압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 냉각설비에서 냉각되어 최종 강재로 생산되는 것이다.

상기 압연공정에서 조압연기를 거친 압연재는 크롭 전단기로 선단부와 미단부를 전단한 후 사상 압연기로 이송되어 사상 압연 공정을 거치게 된다.

상기 크롭 전단기는 조압연 후 압연재의 매끄럽지 못한 선단부와 미단부를 일직선으로 전단(剪斷)하여 사상 압연 공정 시 사상 압연기에서 진입과 출입을 용이하도록 하는 것이다.

상기 크롭 전단기는 열간 압연 중 압연재가 정지 상태 또는 이송 상태에서 작동되어 압연재의 선단부 및 미단부의 크롭을 제거하는 것으로 고정된 상태로 설치되어 압연재의 하부를 지지하는 고정 하부 칼날과, 상기 고정 하부 칼날의 상부에서 상, 하 이동하여 상기 고정 하부 칼날과 겹쳐지는 이동 상부 칼날을 포함한다.

즉, 크롭 전단기는 이송대를 따라 이송 중인 압연재의 상부에서 상기 이동 상부 칼날이 하강하면서 고정 하부 칼날과 겹쳐지면서 이송 중인 압연재의 선단부 및 미단부의 크롭을 전단하여 제거하게 되는 것이다.

그러나 상기한 크롭 전단기는 통상 생산성을 저하시키지 않도록 압연재를 이송 중에 전단 작업을 행하게 되므로 압연재의 이송 속도에 따라 이동 상부 칼날의 전단 각도가 변경되어 각각의 압연재 전단면이 고르게 전단되지 못하는 문제점이 있는 것이다.

또한, 이동하는 압연재를 전단할 때 이동 상부 칼날에 큰 힘이 한꺼번에 작용하게 되므로, 이동 상부 칼날의 수명이 짧고 작동 중 파손되어 사고를 유발하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 칼날의 수명을 증대시키고, 압연재의 선단부 및 미단부의 크롭을 정확하고 고르게 전단할 수 있도록 한 회전 칼날 및 이를 사용한 크롭 전단기를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 회전 기기에 연결되어 회전되는 원통형 몸체부와;

상기 원통형 몸체부의 외주면을 따라 나선형으로 배치되는 나선형 칼날부를 포함한 회전 칼날을 제공함으로써 해결된다.

또한 본 발명의 과제는 이송대를 따라 이송되는 압연재의 하부에 위치되어 고정된 고정 칼날과;

회전 기기에 연결되어 회전되는 원통형 몸체부의 외주면에 외주면을 따라 나선형으로 배치된 나선형 칼날부가 구비되며 회전 기기에 의해 상기 고정 칼날부재의 상부에서 회전되어 이송대를 따라 이송되는 압연재를 전단하는 회전 칼날을 포함한 크롭 전단기를 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 칼날의 회전 속도를 조절하여 이송 중 압연 속도에 따른 전단이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있으며 정확한 위치에서 전단면을 고르게 전단하는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 전단 시 칼날에 작용되는 전단력을 분산시켜 최소화함으로써 효율적인 전단이 가능하게 하고, 칼날의 수명을 늘리는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 회전 칼날을 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 조립도로서, 원통형 몸체부의 외주면 일부에 나선형 칼날부가 배치된 회전 칼날을 나타내고 있다.

도 3은 본 발명인 회전 칼날의 일 실시 예를 도시한 단면도로서, 회전 기기에 연결되어 회전하는 베이스 몸체와, 상기 베이스 몸체에 분리 가능하게 결합하는 원통체가 복수의 체결 볼트를 통해 조립된 상태를 나타내고 있다.

도 4는 본 발명인 크롭 전단기를 도시한 개략도로서, 회전 칼날부재가 승하강 기기에 의해 승하강 작동되는 크롭 전단기의 예를 나타내고 있다.

도 5 내지 도 6은 본 발명인 크롭 전단기의 사용 상태도로서, 회전 칼날부재가 회전하면서 이송대를 따라 이송되는 압연재를 전단하는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명의 회전 칼날(10)은 회전 기기(30)에 연결되어 회전하는 원통형 몸체부(11)와, 상기 원통형 몸체부(11)의 외주면을 따라 나선형으로 배치되는 나선형 칼날부(12)를 포함한다.

상기 원통형 몸체부(11)는 전단되는 전단체 즉, 압연재(1)의 폭 방향을 가로질러 위치하도록 배치되며, 압연재(1)의 폭보다 길게 형성된다.

그리고 상기 원통형 몸체부(11)는 외주면에 상기 나선형 칼날부(12)가 구비 되며 길이방향으로 관통된 중공부가 구비된 원통체(11a)와;

상기 원통체(11a)의 중공부로 결합하여 분리 가능하게 장착되며, 회전 기기(30)에 연결되어 회전되는 베이스 몸체(11b)를 포함한다.

또 상기 원통체(11a)는 원통체(11a)를 관통하여 베이스 몸체(11b)로 체결되는 복수의 체결 볼트(11c)를 통해 베이스 몸체(11b)와 일체화되어 베이스 몸체(11b)와 함께 회전되는 것이다.

그리고 상기 베이스 몸체(11b)의 양 측면에는 회전 중심에 회전 기기(30)에 연결되는 회전 축이 돌출된다.

즉, 원통형 몸체부(11)는 나선형 칼날부(12)가 구비되는 원통체(11a)를 분리할 수 있어 나선형 칼날부(12)의 손상 시 원통체(11a)만 분해하여 교체함으로써 보수 비용을 절감하고, 보수 작업의 편의성을 증대시킨 것이다.

또, 압연재(1)의 두께나 폭에 따라 외경이 다른 원통체(11a) 및 피치가 다른 나선형 칼날부(12)를 교체하여 사용함으로써 다양한 형태의 압연재(1)를 전단할 수 있는 것이다.

한편, 상기 나선형 칼날부(12)는 전단되는 전단체의 폭보다 긴 피치를 가지도록 원통 몸체부의 외주면 일부에 배치됨으로써 나선형 칼날부(12)가 배치되지 않은 외주면 부분에서는 전단이 이루어지지 않도록 한다.

상기 나선형 칼날부(12)는 원통형 몸체부(11)의 회전 방향과 동일한 방향으로 휘어지게 배치되어 회전 기기(30)로 회전되면 선단부부터 끝단까지 압연재(1)의 폭방향을 따라 점차적으로 접촉되면서 후술될 고정 칼날(20)과 함께 압연재(1)를 전단하게 되는 것이다.

또 원통형 몸체부(11)에서 나선형 칼날부(12)가 배치되지 않은 부분에서는 전단이 이루어지지 않으므로 전단되지 않는 부분이 후술될 본 발명인 크롭 전단기를 통과할 수 있는 공간을 확보하며, 회전 칼날(10)의 회전 속도를 제어할 수 있는 시간을 확보 는 것이다.

한편, 상기한 본 발명인 회전 칼날(10)을 사용한 크롭 전단기는 상기한 회전 칼날(10)과, 압연재(1)가 이송되는 이송대(12)에서 압연재(1)의 하부에 위치되어 상기 회전 칼날(10)의 나선형 칼날부(12)와 맞물리면서 압연재(1)를 전단하는 고정 칼날(20)을 더 포함한 것이다.

상기 고정 칼날(20)은 압연재(1)의 폭방향을 가로 질러 이송대(12)를 따라 이송되는 하부면에 단부가 접촉되게 배치된다.

또 상기 회전 칼날(10)은 모터 및 모터의 샤프트와 상기 원통형 몸체부(11)의 회전 축을 연결하는 감속기를 포함한 회전 기기(30)에 의해 작동되어 회전된다.

본 발명인 크롭 전단기는 상기 회전 칼날(10)이 회전되게 장착되는 칼날 장착부재(40)와;

상기 칼날 장착부재(40)를 승하강 하는 승하강 기기(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 칼날 장착부재(40)는 회전 칼날(10)의 양 측 회전 축이 결합하는 측면부(41) 및 회전 기기(30)가 안착될 수 있는 고정대(42)를 포함하여 회전 칼날(10)과, 회전 기기(30)가 승하강 기기(50)의 작동에 의해 동시에 승하강되게 한다.

상기 승하강 기기(50)는 상기 칼날 장착부재(40)의 상부면에 연결되는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더를 사용하는 것을 기본으로 하며, 이외에도 칼날 장착부재(40)를 승하강하는 어떠한 것도 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

본 발명인 크롭 전단기는 상기한 바와 같이 승하강 기기(50)로 칼날 장착부재(40)를 상, 하 이동시켜 회전 칼날(10)의 높이를 조정할 수 있으로, 외경이 다른 원통체(11a)를 교체하여 두께 또는 폭, 형상이 다른 다양한 형태의 압연재(1)를 전달할 수 있는 것이다.

또 본 발명인 크롭 전단기는 압연재(1)의 이송 속도를 감지하는 속도 감지 센서부(60)와;

상기 속도 감지 센서부(60) 및 상기 회전 기기(30)에 연결되어 속도 감지 센서에서 감지된 압연재(1)의 이송 속도에 따라 상기 회전 기기(30)의 속도를 제어하는 제어부(70)를 포함한다.

그리고 상기 제어부(70)는 압연재(1)의 이송 속도와 회전 칼날(10)의 회전 속도가 동일하도록 회전 기기(30)의 속도를 조절함으로써 전단 각도를 일정하게 유지하고, 균일한 전단면으로 정확한 위치에서 전단이 이루어지게 한다.

본 발명인 크롭 전단기를 사용하여 압연재(1)의 선단부와 미단부에서 크롭을 전단하여 제거하는 것을 설명하면 하기와 같다.

일단 이송대(12)를 따라 이송하는 압연재(1)에서 전단되어 제거되는 선단부가 고정 칼날(20)과 회전 칼날(10) 사이에 위치되면 도 5 내지 도 6에서 도시한 바와 같이 회전 칼날(10)이 회전 기기(30)에 의해 회전되면서 나선형 칼날부(12)의 선단이 압연재(1)의 폭방향 일측단에서부터 접촉된다.

그리고 나선형 칼날부(12)는 원통형 몸체부(11)의 회전으로 점차적으로 이송되는 압연재(1)의 폭 방향을 따라 접촉되어 압연재(1)의 선단부 크롭을 전단하여 제거하는 것이다.

즉, 나선형 칼날부(12)가 상기 압연재(1)의 이송 속도와 동일한 속도로 회전하면서 폭방향을 따라 점차 접촉하여 동일한 전단 각도로 압연재(1)의 선단부 크롭을 정확한 위치에서 균일하게 전단시킬 수 있는 것이다.

또 나선형 칼날부(12)가 압연 소재에 한번에 접촉되지 않고, 원통형 몸체부(11)의 회전으로 점차 접촉되어 압연재(1)의 선단부 크롭을 전단하게 되므로 전단 시 나선형 칼날부(12)에 가해지는 하중이 분산되어 최소화되는 것이다.

따라서, 본 발명은 회전 칼날(10)의 회전 속도를 조절하여 이송 중 압연 속도에 따른 전단이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있으며 압연재(1)의 선단부 크롭을 정확한 위치에서 전단면을 고르게 전단하는 것이다.

또한 본 발명은 전단 시 나선형 칼날부(12)에 작용되는 전단력을 최소화시켜 나선형 칼날부(12)의 손상을 방지하고, 장기간 안정적으로 사용이 가능한 것이다.

한편, 상기 압연재(1)의 미단부 크롭은 상기한 바와 같이 압연재(1)의 선단부 크롭이 전단으로 제거된 후 회전 칼날(10)의 나선형 칼날부(12)가 압연재(1)에 걸리지 않는 위치로 위치된 후 압연재(1)가 이송되어 전단되는 미단부가 전단 위치에 위치될 때 상기한 바와 동일한 과정을 거쳐 전단되어 제거되는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어 나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명인 회전 칼날을 도시한 분해 사시도

도 2는 도 1의 조립도

도 3은 본 발명인 회전 칼날의 일 실시 예를 도시한 단면도

도 4는 본 발명인 크롭 전단기를 도시한 개략도

도 5 내지 도 6은 본 발명인 크롭 전단기의 사용 상태도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 회전 칼날 11 : 원통형 몸체부

12 : 나선형 칼날부 20 : 고정 칼날

30 : 회전 기기 40 : 칼날 장착부재

50 : 승하강 기기 60 : 속도 감지 센서부

70 : 제어부

Claims (9)

1. 회전 기기에 연결되어 회전되는 원통형 몸체부와;

   상기 원통형 몸체부의 외주면을 따라 나선형으로 배치되는 나선형 칼날부를 포함한 것을 특징으로 하는 회전 칼날.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 원통형 몸체부는 외주면에 상기 나선형 칼날부가 구비되며 길이방향으로 관통된 중공부가 구비된 원통체와;

   상기 원통체의 중공부로 결합하여 분리 가능하게 장착되며, 회전 기기에 연결되어 회전되는 베이스 몸체를 포함한 것을 특징으로 하는 회전 칼날.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 나선형 칼날부는 전단되는 전단체의 폭보다 긴 피치를 가지도록 원통 몸체부의 외주면 일부에 배치된 것을 특징으로 하는 회전 칼날.
4. 이송대를 따라 이송되는 압연재의 하부에 위치되어 고정된 고정 칼날과;

   회전 기기에 연결되어 회전되는 원통형 몸체부의 외주면에 외주면을 따라 나선형으로 배치된 나선형 칼날부가 구비되며 회전 기기에 의해 상기 고정 칼날부재의 상부에서 회전되어 이송대를 따라 이송되는 압연재를 전단하는 회전 칼날을 포 함한 것을 특징으로 하는 크롭 전단기.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 원통형 몸체부는 외주면에 상기 나선형 칼날부가 구비되며 길이방향으로 관통된 중공부가 구비된 원통체와;

   상기 원통체의 중공부로 결합하여 분리 가능하게 장착되며, 회전 기기에 연결되어 회전되는 베이스 몸체를 포함한 것을 특징으로 하는 크롭 전단기.
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

   상기 나선형 칼날부는 전단되는 압연재의 폭보다 긴 피치를 가지도록 원통 몸체부의 외주면 일부에 배치된 것을 특징으로 하는 크롭 전단기.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전 칼날이 회전되게 장착되는 칼날 장착부재와;

   상기 칼날 장착부재를 승하강 하는 승하강 기기를 더 포함한 것을 특징으로 하는 크롭 전단기.
8. 청구항 4 또는 청구항 7에 있어서,

   압연재의 이송 속도를 감지하는 속도 감지 센서부와;

   상기 속도 감지 센서부 및 상기 회전 기기에 연결되어 속도 감지 센서에서 감지된 압연재의 이송 속도에 따라 상기 회전 기기의 속도를 제어하는 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 크롭 전단기.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 제어부는 압연재의 이송 속도와 상기 회전 칼날의 회전 속도가 동일하도록 회전 기기의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 크롭 전단기.

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