KR20110132557A

KR20110132557A - 권취 장치와 권취 장치의 작동 방법

Info

Publication number: KR20110132557A
Application number: KR1020117020192A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 후쿠스; 율리히 크라머; 오라프 노르만 젭센; 크리스티안 멘겔; 하인츠-아돌프 뮬러
Original assignee: 에스엠에스 지마크 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2011-12-08
Also published as: CN102405117B; DE102009058875A1; CN102405117A; EP2512701B1; EP2512701A1; UA100813C2; WO2011073016A1; TW201130578A; AU2010333187B2; JP2012518544A; AU2010333187A1; KR101291093B1; RU2480303C1

Abstract

본 발명은, 축(3)을 중심으로 회전 가능하게 장착된 권취기 맨드릴(4)을 포함하여 압연 제품(2), 특히 강재 스트립을 권취하기 위한 권취 장치(1)에 있어서, 압연 제품(2)은 구동 장치로(5)부터 권취기 맨드릴(4)로 공급되어 이 권취기 맨드릴에 의해 권취될 수 있고, 구동 장치(5)와 권취기 맨드릴(4) 사이에는 샤프트 플랩(6)이 배치되며, 이 샤프트 플랩(6)은 권취기 맨드릴(4)로부터 이격된 자체 단부 영역(7)에서 축(3)에 대해 평행한 피벗 축(8)을 중심으로 회전 가능하게 장착되는, 상기 권취 장치(1)에 관한 것이다. 견고하게 권취된 코일을 제조하기 위해, 본 발명에 따라, 권취기 맨드릴(4)의 반대 방향으로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면에는 냉각제를 배출하기 위한 하나 이상의 분사 부재(10)가 배치되며, 샤프트 플랩(6)은, 냉각제를 분사 부재(10)로부터 샤프트 플랩(6)을 통해서 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면(12)으로 배출하여 압연 제품(2)의 표면에 분사할 수 있도록 하기 위해, 하나 이상의 개구부(11)를 포함한다. 또한, 본 발명은 권취 장치를 작동하기 위한 작동 방법에 관한 것이다.

Description

권취 장치와 권취 장치의 작동 방법{COILING DEVICE, AND METHOD FOR OPERATING A COILING DEVICE}

본 발명은, 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 권취기 맨드릴을 포함하여 압연 제품, 특히 강재 스트립을 권취하기 위한 권취 장치에 있어서, 압연 제품은 구동 장치로부터 권취기 맨드릴로 공급되어 이 권취기 맨드릴에 의해 권취될 수 있고, 구동 장치와 권취기 맨드릴 사이에는 샤프트 플랩이 배치되며, 이 샤프트 플랩은 권취기 맨드릴로부터 이격된 자체 단부 영역에서 축에 대해 평행한 피벗 축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는, 상기 권취 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 권취 장치를 작동하기 위한 작동 방법에 관한 것이다.

상기 유형의 권취 장치는 예컨대 WO 2008/037395 A1 및 DE 10 2007 045 698 A1에서 개시된다. 유사한 해결 방법은 EP 1 001 857 B1에서 개시된다.

특히 고강도의 두꺼운 압연 제품을 권취할 시에 권취된 코일은 "갑작스럽게 튀어오르는" 경향이 있는데, 그 이유는 높은 탄성이 권취된 압연 제품에 남아 있기 때문이다. 그에 따라 앞서 공지된 방법 및 장치를 이용하는 경우 이송 중에 "갑작스런 튀어오름" 경향이 적은 견고하게 권취된 코일을 제조하는 것은 어렵다. 선행기술에 따라서는 견고하게 권취된 코일을 제조하기 위해 수회의 냉각 주기 회전 동안 고정된 냉각 장치들을 통해 권취 완료된 코일을 냉각시킨다. 경우에 따라 코일은 권취기의 후방에 배치된 결속기(tying machine)에서 수회 결속되어야 한다. 이런 점은 바람직하지 못한 방식으로 코일 인출 시간을 연장시키며, 차후에 갑작스럽게 튀어오르는 위험을 내포하게 한다(이는 안전성과 결부된 문제를 초래한다).

WO 2008/037395 A1 DE 10 2007 045 698 A1 EP 1 001 857 B1

따라서 본 발명의 목적은, 권취 장치와 이 권취 장치를 작동하기 위한 작동 방법에 있어서, 개선되고 신속한 방식으로 견고하게 권취된 코일을 제조하게 함으로써 코일 인출 시간이 단축되고 그에 상응하게 경제성이 향상될 수 있도록 하는 상기 권취 장치 및 권취 장치의 작동 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 상기 목적의 해결 방법은, 권취기 맨드릴의 반대 방향으로 향해 있는 샤프트 플랩의 측면에 냉각제를 배출하기 위한 하나 이상의 분사 부재(spraying element)가 배치되며, 샤프트 플랩은, 냉각제를 분사 부재로부터 샤프트 플랩을 통해 권취기 맨드릴로 향해 있는 샤프트 플랩의 측면에 배출하여 압연 제품의 표면에 분사할 수 있도록 하기 위해 하나 이상의 개구부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그렇게 함으로써 압연 제품 표면의 집중적인 냉각이 달성된다.

이와 관련하여 하나 이상의 개구부는 원통형 보어로서 형성된다. 분사 부재는 바람직하게는 냉각 바(cooling bar)로서 형성된다. 이와 관련하여 냉각 바는 압연 제품의 이송 방향에 대해 횡방향으로 압연 제품의 전체 폭에 걸쳐서 연장될 수 있다. 또한, 하나 이상의 냉각 바, 바람직하게는 1개와 5개 사이의 냉각 바가 서로 평행하게 샤프트 플랩 상에 배치될 수 있다. 이와 관련하여 냉각 바는 서로 이격되어 위치하는 다수의 노즐을 포함할 수 있다. 여기서 상기 노즐은 바람직하게는 압연 제품으로부터 5㎜와 500㎜ 사이의 간격으로 이격되어 배치된다.

압연 제품의 이송 방향에서 복수의 분사 부재 중 마지막 분사 부재의 후방에는 압착 롤러가 배치될 수 있다. 권취기 맨드릴로 향해 있는 샤프트 플랩의 단부 영역에는 압연 제품 위에서 롤링할 수 있으면서 그 압연 제품을 밀착시키는 샤프트 플랩 롤러가 제공될 수 있다.

바람직한 개선 실시예에 따라, 복수의 분사 부재는, 샤프트 플랩 상에서 최대 샤프트 플랩의 두 단부 영역 사이의 연장부에 의해 범위 한정되는 영역에만 배치되며, 이 영역은 권취기 맨드릴로 향해 있는 단부 영역에 연결된다.

하나 이상의 추가 분사 부재는 압연 제품으로 냉각제를 배출할 수 있도록 권취기 맨드릴의 외연부 영역에 배치될 수 있다. 이와 관련하여 상기 하나 이상의 추가 분사 부재는 바람직하게는 편향판의 영역에 배치될 수 있다.

압연 제품을 권취하기 위한 권취 장치에 있어서, 특히 샤프트 플랩이 압연 제품에 냉각재를 배출하기 위한 하나 이상의 분사 부재를 장착하고 있는 전술한 유형의 상기 권취 장치를 작동하기 위해 제안되는 작동 방법은, 본 발명에 따라, 권취기 맨드릴 상에 이루어지는 압연 제품의 권취는 우선, 압연 제품에 하나 이상의 분사 부재를 통해 냉각제를 배출함으로써 압연 제품을 냉각하는 과정 없이, 사전 설정된 권취 길이까지 이루어지며, 상기 사전 설정된 권취 길이에 도달한 후에 비로소 압연 제품은 하나 이상의 분사 부재에 의한 냉각제의 배출을 통해 냉각되는 것을 특징으로 한다.

여기서 바람직하게는 사전 설정된 권취 길이는, 권취할 압연 제품의 전체 길이에서 압연 제품의 마지막 최대 5회의 완전한 권취 길이에 해당하는 압연 제품 길이를 제외한 길이에 상응한다. 특히 바람직하게는 사전 설정된 권취 길이는 권취할 압연 제품의 전체 길이에서 압연 제품의 마지막 1회 내지 5회, 바람직하게는 마지막 2회의 완전한 권취 길이에 해당하는 압연 제품 길이를 제외한 길이에 상응한다.

그에 따라 압연 제품의 권취는 우선 샤프트 플랩에 배치되는 냉각 부재들에 의한 냉각 없이 이루어지며, 그런 후에 코일이 완전하게 권취될 때까지 최대 5개의 권취층이 남게 될 때 비로소 냉각이 활성화되며, 다시 말해 스트립 말단이 냉각된다.

본 발명에 따른 조치는 권취된 압연 제품에 남아 있는 탄성을 감소시킨다. 그에 따라 본 발명에 따라 권취된 코일은 "갑작스럽게 튀어오르는" 경향이 더욱 적게 나타나며, 그로 인해 상기 코일은 더욱 용이하게 이송될 수 있고, 예컨대 권취기의 후방에 배치되는 결속기에 의해서 더욱 용이하게 갑작스럽게 튀어오르지 않도록 방지될 수 있다.

보다 집중적이고 직접적인 냉각을 통해, 권취기로부터 코일의 인출 시간은 단축되며, 그럼으로써 더욱 경제적인 생산이 가능하게 된다. 이와 같이 제조된 코일은 더욱 안전하게 이송되고, 권취기의 후방에 배치된 결속기에서 코일 둘레에 실시될 수 있는 결속 횟수도 더욱 적게 요구한다.

도면에는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다.
도 1은 강재 스트립 형태의 압연 제품이 코일로 권취되는 권취 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 샤프트 플랩 상에 배치되는 냉각 바들을 포함하는 권취 장치의 샤프트 플랩을 절단하고, 도 1에 따른 "A" 방향에서 바라보고 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에는 강재 스트립 형태의 압연 제품(2)을 권취하기 위해 제공된 권취 장치(1)가 개략적으로 도시되어 있다. 권취 장치(1)는 축(3)을 중심으로 회전하면서 압연 제품(2)을 권취할 수 있는 권취기 맨드릴(4)을 포함한다. 권취될 압연 제품(2)은 상호 작용하는 2개의 롤러를 포함하는 구동 장치(5)에 의해 권취기 맨드릴(4)로 공급된다. 압연 제품(2)이 권취기 맨드릴(4)에 접촉하는 위치에는 압착 롤러(14)가 배치되며, 권취기 맨드릴(4)의 추가 외연부에 걸쳐서는 재차 2개의 추가 압착 롤러(14', 14")가 연속해서 배치된다.

구동 장치(5)와 압착 롤러(14) 사이에는 샤프트 플랩(6)이 배치된다. 이 샤프트 플랩은 시트 구조(sheet construction)로서 형성된다. 샤프트 플랩은 2개의 단부 영역, 즉 권취기 맨드릴(4)의 반대 방향으로 향해 있는 단부 영역(7)과 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 단부 영역(15)을 포함한다. 단부 영역(7)에서 샤프트 플랩(6)은 회전 가능하게 장착되는데, 더욱 정확하게 말하면 축(3)에 대해 평행한 피벗 축(8)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다.

권취기 맨드릴(4)의 반대 방향으로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면(9)에는 냉각 바 형태로 4개의 분사 부재(10)가 배치되되, 예컨대 나사로 결합된다. 냉각 바들은, 도 2에서 가장 잘 확인할 수 있듯이, 냉각 매체, 특히 물을 분사 또는 분무하기 위한 복수의 노즐(13)을 포함한다. 이와 관련하여 노즐(13)은 샤프트 플랩(6) 안쪽에 구성되는 복수의 보어부(11)를 통해 분사하거나, 또는 노즐은 심지어, 도 2에서 확인할 수 있듯이, 보어부(11) 내로 각각 약간 삽입되어 있다.

그로 인해, 권취기 맨드릴(4)의 반대 방향으로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면에 배치되는 복수의 분사 부재(냉각 바)(10)는 냉각제를 샤프트 플랩(6) 내 복수의 개구부(11)를 통해서 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면으로 배출하여 압연 제품 표면에 분사하는 점이 달성된다.

샤프트 플랩(6)의 단부에는 샤프트 플랩 롤러(16)가 배치된다. 복수의 추가 분사 부재(17)는 압연 제품(2)의 지속적인 냉각을 가능하게 하기 위해 3개의 편향판(18)의 영역에 제공될 수 있거나, 또는 편향판 사이에 제공될 수 있다. 복수의 편향판(18)은 권취기 맨드릴의 원주 방향으로 분포되어 배치된다.

다시 말해 복수의 분사 부재(10)에 의한 냉각은 일측에서는 권취기 맨드릴(4)의 반대 방향으로 향해 있는 압연 제품(2)의 측면에서, 그리고 압연 제품(2)의 이송 방향(F)에서는 압착 롤러(14)의 전방에서 이루어진다.

냉각은 도시된 바와 같이 샤프트 플랩(6) 상에 고정된 하나의 냉각 바에 의해, 또는 복수의 냉각 바(10)에 의해 실현된다. 하나의 냉각 바 또는 복수의 냉각 바(10)의 복수의 노즐(13)은 압연 제품(2)의 전체 폭을 덮을 수 있도록 배치된다. 그렇게 함으로써 압연 제품(2)의 폭에 걸쳐 균일한 냉각이 달성된다.

도 1에서 추가로 알 수 있듯이, 복수의 냉각 바(10)는 샤프트 플랩(6)의 연장부 전체에 걸쳐 배치되지 않는다. 오히려 복수의 냉각 바(10)는 최대 샤프트 플랩(6)의 절반의 연장부(L)(다시 말해 두 단부 영역(7 및 15) 사이의 샤프트 플랩(6)의 길이)에 걸쳐서만, 다시 말해 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 단부 영역(15)에 연결되는 영역(K)에만 배치된다.

본원의 방법과 관련한 조치에 따라서는 복수의 냉각 바(10)가 권취기 맨드릴(4) 상에 압연 제품(2)이 권취되는 거의 모든 권취 과정 동안 비활성화 상태로 유지된다. 압연 제품의 말단, 다시 말해 스트립 말단에 도달할 때 비로소 냉각 바(10)가 활성화된다. 냉각제는 마지막 권취층이 권취되는 동안 냉각 바들로부터 분무된다. 특히 바람직한 해결 방법의 경우, 압연 제품(2)의 마지막 1회 내지 5회의 권취가 이루어지거나, 마지막 1개 내지 5개의 권취층이 권취되는 동안, 복수의 냉각 바(10)에 의한 냉각이 이루어진다. 이처럼 압연 제품(2)의 마지막 권취층들이 권취되는 동안 이루어지는 일측의 냉각을 통해 코일의 강도가 실질적으로 개선된다.

1: 권취 장치
2: 압연 제품
3: 축
4: 권취기 맨드릴
5: 구동 장치
6: 샤프트 플랩
7: 단부 영역
8: 피벗 축
9: (권취기 맨드릴의) 반대 방향으로 향해 있는 측면
10: 분사 부재
11: 개구부
12: (권취기 맨드릴로) 향해 있는 측면
13: 노즐
14, 14', 14": 압착 롤러
15: 단부 영역
16: 샤프트 플랩 롤러
17: 분사 부재
18: 편향판
F: 이송 방향
K: 분사 부재의 영역
L: 샤프트 플랩의 연장부

Claims

축(3)을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 권취기 맨드릴(4)을 포함하여 압연 제품(2), 특히 강재 스트립을 권취하기 위한 권취 장치(1)로서,
상기 압연 제품(2)은 구동 장치(5)로부터 상기 권취기 맨드릴(4)로 공급되어 이 권취기 맨드릴(4)에 의해 권취될 수 있고, 구동 장치(5)와 권취기 맨드릴(4) 사이에는 샤프트 플랩(6)이 배치되며, 이 샤프트 플랩(6)은 권취기 맨드릴(4)로부터 이격된 자체의 단부 영역(7)에서 축(3)에 대해 평행한 피벗 축(8)을 중심으로 회전 가능하게 장착되는, 상기 권취 장치에 있어서,
상기 권취기 맨드릴(4)의 반대 방향으로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면에는 냉각제를 배출하기 위한 하나 이상의 분사 부재(10)가 배치되며, 상기 샤프트 플랩(6)은 냉각제를 분사 부재(10)로부터 샤프트 플랩(6)을 통해 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 측면(12)으로 배출하여 상기 압연 제품(2)의 표면에 분사할 수 있도록 하나 이상의 개구부(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 개구부(11)는 원통형 보어로서 형성되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분사 부재(10)는 냉각 바로서 형성되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제3항에 있어서, 상기 냉각 바(10)는 압연 제품(2)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향으로 상기 압연 제품(2)의 전체 폭에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 하나 이상의 냉각 바(10), 바람직하게는 1개와 5개 사이의 냉각 바(10)는 서로 평행하게 샤프트 플랩(6) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 바(10)는 서로 이격되어 위치하는 다수의 노즐(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제6항에 있어서, 상기 복수의 노즐(13)은 압연 제품(2)으로부터 5㎜와 500㎜ 사이의 간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연 제품(2)의 이송 방향(F)에서 복수의 분사 부재(10) 중 마지막 분사 부재의 후방에 압착 롤러(14)가 배치되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 단부 영역(15)에는 상기 압연 제품(2) 위에서 롤링할 수 있는 샤프트 플랩 롤러(16)가 배치되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 분사 부재(10)는 상기 샤프트 플랩(6) 상에서 최대 이 샤프트 플랩(6)의 두 단부 영역(7, 15) 사이의 절반의 연장부(L)에 의해 범위 한정되는 영역(K)에만 배치되며, 상기 영역(K)은 상기 권취기 맨드릴(4)로 향해 있는 샤프트 플랩(6)의 단부 영역(15)에 연결되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 압연 제품(2)으로 냉각제를 배출하기 위한 하나 이상의 추가 분사 부재(17)가 권취기 맨드릴(4)의 외연부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 분사 부재(17)는 편향판(18)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 권취 장치.
축(3)을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 권취기 맨드릴(4)을 포함하여 압연 제품(2), 특히 강재 스트립을 권취하기 위한 권취 장치(1)를 작동하는 작동 방법으로서,
상기 압연 제품(2)은 구동 장치(5)로부터 상기 권취기 맨드릴(4)로 공급되어 이 권취기 맨드릴에 의해 권취되고, 구동 장치(5)와 권취기 맨드릴(4) 사이에는 샤프트 플랩(6)이 배치되며, 이 샤프트 플랩(6)은 상기 압연 제품(2)으로 냉각제를 배출하기 위한 하나 이상의 분사 부재(10)를 장착하고 있는, 특히 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 권취 장치를 작동하기 위한 상기 작동 방법에 있어서,
상기 권취기 맨드릴(4)로 이루어지는 상기 압연 제품(2)의 권취는, 상기 압연 제품(2)으로 상기 하나 이상의 분사 부재(10)를 통해 냉각제를 배출함으로써 상기 압연 제품(2)을 냉각하는 과정 없이, 사전 설정된 권취 길이까지 이루어지고, 이 사전 설정된 권취 길이에 도달한 후에 비로소 상기 압연 제품(2)이 상기 하나 이상의 분사 부재(10)에 의한 냉각제의 배출을 통해 냉각되는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
제13항에 있어서, 상기 사전 설정된 권취 길이는 권취할 압연 제품(2)의 전체 길이에서 상기 압연 제품(2)의 마지막 최대 5회의 완전한 권취 길이에 해당하는 압연 제품 길이를 제외한 길이에 상응하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
제14항에 있어서, 상기 사전 설정된 권취 길이는 권취할 압연 제품(2)의 전체 길이에서 상기 압연 제품(2)의 마지막 1회 내지 5회, 바람직하게는 마지막 2회의 완전한 권취 길이에 해당하는 압연 제품 길이를 제외한 길이에 상응하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.