KR20110059898A

KR20110059898A - 롤 스탠드 내 롤의 냉각 장치

Info

Publication number: KR20110059898A
Application number: KR1020117009335A
Authority: KR
Inventors: 프란크-귄터 벤너
Original assignee: 에스엠에스 지마크 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-06-07
Also published as: KR101311760B1; DE102009040876A1; RU2469807C1; JP5465728B2; CN102215990A; BRPI0921463A2; JP2012509176A; EP2346624A1; US20110275501A1; WO2010057610A8; UA101535C2; WO2010057610A1; CA2743220C; CA2743220A1

Abstract

본 발명은, 롤 스탠드에서 롤(2)을 냉각하기 위한 장치(1)에 있어서, 냉각 매체, 특히 냉각수를 공급받고, 롤(2)의 표면에 냉각 매체를 분사하기 위한 분사 노즐들(4)을 구비하며, 롤 축(6)에 대해 평행하게 배치되는 스프레이 바 축의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 스프레이 바(3)를 포함하는 상기 냉각 장치에 관한 것이다. 롤 직경이 변경될 때 최적의 방식으로 스프레이 바를 추종할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따라, 스프레이 바(3)가 직간접적으로 레버(7)에 배치되되, 레버(7)는 롤 축(6)에 평행한 회동 축(8)을 중심으로 회동 가능하게 배치되며, 그리고 스프레이 바 축(5) 및 회동 축(8)은 상호 간에 이격되어 위치하는 점이 제안된다.

Description

롤 스탠드 내 롤의 냉각 장치{DEVICE FOR COOLING A ROLLER IN A ROLLING UNIT}

본 발명은 롤 스탠드에서 롤을 냉각하기 위한 장치에 있어서, 냉각 매체, 특히 냉각수를 공급받고, 롤의 표면에 냉각 매체를 분사하기 위한 분사 노즐들을 구비하며, 롤 축에 대해 평행하게 배치되는 스프레이 바 축의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 스프레이 바를 포함하는 상기 냉각 장치에 관한 것이다.

상기 형식의 냉각 장치는 선행기술로부터 앞서 공지되었다. EP 0 374 538 A2로부터는 롤 스탠드의 롤들에 냉각수를 분사할 수 있도록 형성된 냉각 장치가 개시된다. 이와 관련하여 냉각수 분사를 위해 냉각 바가 이용된다. 그러나 이 유럽 공보의 경우 이미, 이용되는 롤에 따라 냉각 바의 최적의 위치가 변경됨으로써, 그 냉각 바가 조정 가능하게 형성되어야 한다는 문제가 확인된다. 냉각 바는 캐리어 구조에 배치되며, 그에 따라 냉각 바는 그 캐리어 구조에 의해, 롤이 최적의 조건에서 냉각될 수 있는 방식으로 수평 및 수직으로 이송될 수 있다.

유사한 해결 방법은 EP 0 542 640 A1에서 개시된다. 이 유럽 공보에서도 롤을 냉각하기 위한 냉각 바가 제공된다. 냉각 바는 냉각 바의 조정을 위해 냉각 바의 종축을 중심으로 회전될 수 있다. 이와 같은 방식으로 롤에 대한 최적의 분사가 달성된다고 한다.

냉각 시스템의 추가 해결 방법들은 EP 1 399 276 B1, EP 1 142 652 B1, DE 34 19 261 A1, DE 94 18 359 U1, DE 195 03 544 A1 및 US 5 460 023에서 설명된다.

위의 모든 해결 방법은 공통으로, 거친 압연기 조건에서 냉각 바 조정을 안정된 방식으로 신뢰할 수 있으면서 정확하게 수행하기 위해, 상응하는 비용을 초래하는 높은 구조적인 복잡성이 도모되어야 하거나, 또는 냉각 바의 조정 가능성이 특히 다양한 롤 직경에 대해 항시 최적의 냉각 바 위치 결정 및 배향을 제공할 만큼 충분히 이루어지지 않는다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 최초에 언급한 형식의 냉각 장치에 있어서, 경제적으로 실현되는 간단하고 안정된 구성으로, 냉각 장치의 냉각 바의 최적의 조정이 가능한 방식으로 상기 냉각 장치를 개선하는 것에 있다. 그에 따라 또 다른 목적은, 롤 교환 후에, 그리고 이에 수반되어 롤 직경이 변경되고, 그리고/또는 롤의 위치가 변경된 후에도, 항시 최적의 냉각 결과를 달성하기 위해 최적의 냉각 바 위치 및 배향이 조정될 수 있도록 보장하는 것에 있다.

본 발명을 통한 상기 목적의 해결 방법은, 스프레이 바가 직간접적으로 레버에 배치되고, 레버는 롤 축에 대해 평행한 회동 축(pivot axis)을 중심으로 회동 가능하게 배치되며, 그리고 스프레이 바 축 및 회동 축은 상호 간에 이격되는 것을 특징으로 한다.

그에 따라 스프레이 바는 레버의 회동 운동에 의해 2개의 공간 방향으로 병진 운동 방식으로 이동되며, 그에 따라 냉각할 롤에 상대적으로 조정될 수 있다.

여기서 레버는 바람직하게는 회동 축으로부터 변위된 위치에서 작동 부재와 연결된다. 레버는 바람직하게는 2개의 다리부를 포함하고, 제1 다리부에는 스프레이 바가 직간접적으로 고정되며, 제2 다리부에는 작동 부재가 고정된다.

스프레이 바의 조정 가능성은 다음 조치들을 통해 추가로 증가한다. 스프레이 바는 레버에 중간 레버를 통해 간접적으로 고정될 수 있고, 중간 레버는 롤 축에 평행하게 배치되는 회동 축을 중심으로 회동 가능하게 레버에 배치된다. 중간 레버가 자체의 회동 축을 중심으로 회동할 수 있도록 하기 위해, 추가의 작동 부재가 배치될 수 있다. 추가 작동 부재는 바람직하게는 제2 다리부와 중간 레버 사이에서 작용하는 방식으로 배치된다. 스프레이 바는 중간 레버와 견고하게 결합될 수 있다. 중간 레버의 회동 축은 바람직하게는 추가 작동 부재의 연동점(engagement point)과 스프레이 바 사이에서 중간 레버에 배치된다.

작동 부재들은 바람직하게는 정의된 변위 이동 경로를 조정할 수 있도록 형성된다. 바람직하게는 작동 부재들은 유압 피스톤-실린더 시스템으로 형성되지만, 이는 필수적인 사항은 아니다.

제안되는 해결 방법으로는 롤 직경과 무관하게 달성되어야 하는 롤의 냉각 균일성을 달성할 수 있다.

그로 인해 특히 개별 분사 노즐들의 분사 빔의 동일한 유효 범위가 유지될 수 있으며, 그럼으로써 항시 동일한 냉각 효과가 달성될 수 있고, 더욱 정확하게 말하면 롤 직경이 상이할 때에도 그 냉각 효과가 동일하게 달성될 수 있다.

제안되는 해결 방법으로는 노즐과 롤 또는 롤러 사이의 이격 간격과 냉각 매체 분사 빔의 유효 범위와 같은 파라미터가 롤 또는 롤러 직경이 상이할 시에도 냉각 바의 간단하고 최적화된 조정을 통해 항시 일정하게 유지된다.

액추에이터로서는 기본적으로 유압, 공압 또는 전기 방식으로 작동되는 작동 부재들이 적합하되, 편심판, 캠 플레이트 또는 조인트들도 이용될 수 있다.

또한, 냉각 효과에 영향을 주기 위해 냉각 매체의 파라미터 변경 시에도 제안되는 해결 방법을 이용할 수 있다.

다시 말해 제안되는 구성으로 항시 롤에 상대적인 분사 노즐들의 동일한 이격 간격이 조정될 수 있고, 분사 노즐로부터 매체를 공급받는 표면들도 일정하게 유지될 수 있다. 그로 인해 롤 표면에 대한 냉각 매체의 충돌 압력 및 그 충돌 지점은 일정하게 유지된다.

스프레이 바는 또한 충돌 지점의 수직 변경 및 그에 따른 냉각 효과의 변경을 달성하기 위해 회동된다. 분사 빔들의 유효 범위를 목표한 바대로 변경하기 위해 스프레이 바를 회동하는 점도 마찬가지로 가능하다.

도면에는 본 발명의 실시예들이 도시되어 있다.
도 1은, 제1 직경을 갖는 롤을 이용하는 조건에서, 롤 스탠드의 롤을 냉각하기 위한 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는, 더욱 작은 제2 직경을 갖는 롤을 이용하는 조건에서, 도 1과 동일한 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 롤 스탠드의 상부 롤을 위해 배치되는 도 1 또는 도 2에 따른 냉각 장치뿐 아니라, 하부 롤을 위해 대체되는 방식으로 형성되는 냉각 장치를 부분적으로 절단하여 도시한 사시도이다.
도 4는, 하부 롤을 위한, 도 3에 도시된 냉각 장치를 도시한 사시도이다.

도 1에는 롤 스탠드(미도시)의 롤(2)을 냉각하기 위한 장치(1)가 개략적으로 도시되어 있다. 냉각 장치의 중요한 구성부품은 냉각수 라인(15)을 통해 냉각수를 공급받는 스프레이 바(3)이다. 이와 관련하여 냉각수는 공지된 방식으로 분사 노즐들(4)을 통해 유출되어 롤(2)의 표면에 분사된다. 또한, 여기서 스프레이 바(3)는 튜브 형태로 형성되고 롤 축(6)에 대해 평행하게 배치되는 스프레이 바 축(5)을 보유한다.

롤(2) 또는 롤러의 상이한 직경에 부합하게 스프레이 바(3)를 최적의 조건으로 조정할 수 있도록 하기 위해, 스프레이 바는 위치 고정되어 배치되는 것이 아니라, 이동 가능하게 배치된다. 이를 위해 공간에 고정되는 회동 축(8)을 중심으로 회동 가능하게 장착되는 레버(7)가 제공된다. 레버(7)는 2개의 다리부(10 및 11)를 포함한다. 제1 다리부(10)의 단부에는 스프레이 바(3)가 중간 레버(12)를 통해 간접적으로 배치된다. 제2 다리부(11)에는 작동 부재(9)가 선형 액추에이터의 형태로 작용한다. 작동 부재(9)는 자체의 타측 단부로 위치 고정되는 방식으로 롤 스탠드에 배치된다.

작동 부재(9)가 활성화되면, 레버(7)는 회동 축(8)을 중심으로 회동되며, 그럼으로써 제1 다리부(10)의 단부는 회동 축(8)을 중심으로 스프레이 바(3)를 원호상 경로로 이동시키고 위치 조정하게 된다. 그에 따라 롤 표면에 상대적인 분사 노즐들(4)의 이격 간격이 변경된다. 이런 결과는, 롤 직경이 변경되는 조건에서 스프레이 바(3)를 추종(tracking)하고, 그에 따라 항시 동일한 (최적의) 냉각 조건을 유지할 수 있도록 하기 위해 이용될 수 있다.

그 외에도 스프레이 바(3)는 추가로 조정될 수 있도록(특히 스프레이 바 축(5)을 중심으로 회전될 수 있도록) 배치된다. 이를 위해 이미 언급한 중간 레버(12)가 제공된다. 중간 레버(12)는 제1 다리부(10)의 단부에 스프레이 바(3)를 간접적으로 배치하는 역할을 한다. 중간 레버(12)는 레버(7)의 제1 다리부(10)의 단부에 장착된다. 다시 말해 중간 레버는 제1 다리부(10)에 상대적으로 회동 축(13)을 중심으로 회동할 수 있다. 회동 운동은 제2 작동 부재(14)에 의해 제어되되, 제2 작동 부재는 자체 일측 단부로 중간 레버(12)에 작용하고 자체 타측 단부로는 레버(7)의 제2 다리부(11)에 작용한다.

결과적으로 두 작동 부재(9 및 14)의 조정 운동의 상호 작용으로, 스프레이 바(3)는 자체 수평 및 수직 위치와 관련하여 롤(2)에 상대적으로 최적의 조건으로 조정될 수 있으며, 이와 같은 운동에는 재차 스프레이 바(3)가 자체의 스프레이 바 축(5)을 중심으로 회전하는 운동이 중첩된다.

예컨대, 도 1과 도 2의 비교에 따르면, 롤 교환 후에 스프레이 바(3)를 최적의 조건에서 그 자체의 위치로 이동시켜야 할 때 상기 방식의 위치 조정이 어떻게 이루어지는지를 확인할 수 있다. 도 1에서는 도 2에서 확인되는 롤(2)보다 더욱 큰 직경을 보유하는 롤(3)이 이용된다.

그에 따라 도 2에는 레버(7)가 작동 부재(9)에 의해 각도(α)만큼 회동된 상태가 도시되어 있다. 제2 작동 부재(14)에 의해 조정 운동에 의해서는 스프레이 바의 수직 위치 보정이 실행될 수 있다.

도 3에는 상부 롤(2)과 이 상부 롤과 상호 작용하는 하부 롤(2')이 각각의 냉각 장치(1 또는 1')를 구비하고 있는 그런 롤 스탠드가 도시되어 있다.

도에서 알 수 있듯이, 두 롤(2, 2')은 서로 다른 냉각 장치(1, 1')를 장착하고 있다. 상부 롤(2)의 경우에는 도 1 및 도 2에 설명된 바와 같은 장치(1)가 이용된다.

그에 반해 하부 롤(2')의 경우는 보다 간단하게 구성되어, 도 4에 대략 더욱 상세하게 도시된 냉각 장치(1')가 이용된다.

그에 따라 냉각 장치(1')는 마찬가지로 분사 노즐들(4')을 구비한 스프레이 바(3')를 포함하지만, 여기서 스프레이 바(3')는 레버(7')에 직접적으로 고정된다. 레버(7')에 작동 부재(9')가 작용함으로써, 레버(7')는 스프레이 바(3')와 함께 롤(2') 쪽으로, 또는 그 롤(2')로부터 이격되는 방향으로 회동될 수 있게 된다.

설명한 두 가지 해결 방법 모두에서, 다시 말해 장치(1) 및 장치(1') 모두에 대해, 동일한 원리, 다시 말해 스프레이 바(3, 3')가 직접 또는 간접적으로 레버(7, 7')에 배치되는 점이 적용된다. 여기서 레버(7, 7')는 롤 축(6)에 대해 평행한 회동 축(8)을 중심으로 회동 가능하게 배치된다. 스프레이 바 축(5)과 회동 축(8)은 상호 간에 이격된다.

냉각 작용은 특히 냉각 매체와, 이 냉각 매체의 압력, 온도 및 량과, 노즐 형식뿐 아니라, 냉각 바에 대한 노즐의 배치 구조와, 자연히 노즐과 냉각할 롤 또는 롤러 간 이격 간격뿐 아니라, 롤의 온도에 따라 결정된다.

그에 따라 또 다른 노즐 형식 또는 또 다른 유효 범위도 롤 폭에 걸쳐 이루어지는 냉각 작용에 영향을 줄 수도 있다.

1: (냉각) 장치
1': (냉각) 장치
2: 롤
2': 롤
3: 스프레이 바
3': 스프레이 바
4: 분사 노즐
4': 분사 노즐
5: 스프레이 바 축
6: 롤 축
7: 레버
7': 레버
8: 회동 축
9: 작동 부재
9': 작동 부재
10: 제1 다리부
11: 제2 다리부
12: 중간 레버
13: 회동 축
14: 작동 부재
15: 냉각수 라인
16: 작동 부재의 단부
α: 각도

Claims

롤 스탠드에서 롤(2)을 냉각하기 위한 장치(1)로서, 냉각 매체, 특히 냉각수를 공급받고, 상기 롤(2)의 표면에 냉각 매체를 분사하기 위한 분사 노즐들(4)을 구비하며, 롤 축(6)에 대해 평행하게 배치되는 스프레이 노즐 축(5)의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 스프레이 바(3)를 포함하는 상기 냉각 장치에 있어서,
상기 스프레이 바(3)는 레버(7)에 직간접적으로 배치되되, 상기 레버(7)는 롤 축(6)에 대해 평행한 회동 축(8)을 중심으로 회동 가능하게 배치되며, 상기 스프레이 바 축(5)과 상기 회동 축(8)은 상호 간에 이격되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 레버(7)는 상기 회동 축(8)과 상이한 위치에서 작동 부재(9)와 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제2항에 있어서, 상기 레버(7)는 2개의 다리부(10, 11)를 포함하되, 제1 다리부(10)에는 스프레이 바(3)가 직간접적으로 고정되고, 제2 다리부(11)에는 작동 부재(9)가 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프레이 바(3)는 중간 레버(12)를 통해 간접적으로 상기 레버(7)에 고정되되, 상기 중간 레버(12)는 롤 축(6)에 평행하게 배치되는 회동 축(13)을 중심으로 회동 가능하게 레버(7)에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제4항에 있어서, 상기 중간 레버(12)를 자체의 회동 축(13)을 중심으로 회동시키기 위해 추가 작동 부재(14)가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제3항, 제4항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가 작동 부재(14)는 상기 제2 다리부(11)와 상기 중간 레버(12) 사이에서 작용하는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프레이 바(3)는 상기 중간 레버(12)와 견고하게 결합되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 레버(12)의 회동 축(13)은 상기 추가 작동 부재(14)의 연동점과 상기 스프레이 바(3) 사이에서 중간 레버(12)에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 부재들(9, 14)은 정의된 변위 이동 경로를 조정할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제9항에 있어서, 상기 작동 부재들(9, 14)은 유압식 피스톤-실린더 시스템으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.