KR20130050260A - 레잉 헤드 - Google Patents

Abstract

열간압연기에서 코일을 제조하기 위한 레잉 헤드는 중심 원통(12)을 구비하고 또한 클램핑(48) 및 볼트에 의해 부착된 적어도 하나의 일정 형상의 공급관(45)을 구비하는 중심체(11), 및 원통 요소(37)의 주위에 배치된 적어도 하나의 원주방향 가이드(40)를 포함한다. 원주방향 가이드(40)는 다수의 기본 절편(41)으로 구성된다.

Description

레잉 헤드{PERFECTED LAYING HEAD}

본 발명은 연속적이고 실질적으로 직선형인 반가공 금속 제품으로부터 코일을 형성하는 기계에 사용되는 레잉 헤드(laying head)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 출구 구역의 나선형 원주방향 채널이 완전한 레잉 헤드에 관한 것이다.

공지 형태의 코일 형성기는 금속 막대나 와이어를 압연하는 압연 라인의 출구에 배치되어 있으며, 관이 부분적으로 원주형상이 될 때까지 축방향으로 전개시키는 적어도 하나의 일정 형상의 관을 포함하는 회전 레잉 헤드를 구비한다. 압연 라인에서 나오는 제품은 입구 축선이 압연 축선과 동축상에 있는 상태에서 상기 관 속으로 들어가고, 출구 축선이 얻어질 코일의 직경에 접하는 상태에서 관으로부터 나온다.

이렇게 형성된 코일은 롤러형 벨트 상에 떨어져 배치되므로 냉각되어 수집 및/또는 적층 구역에 보내진다.

공지의 기계에 있어서, 관의 단부에는 나선형 원주방향 출구 채널이 마련되는데 이는 고정형 원통 보호체와 상호 작용하여 형성된 코일을 안정화시키고 압연된 제품의 선단 및 후단이 변형되는 것을 방지한다. 실제로는 가공중의 힘의 균형은 드로잉 장치에 의해 보장된다. 그러나 압연 제품, 특히 90 내지 120 m/s의 속도로 이동하는 대략 5 내지 12 mm의 소형 제품의 후단부가 드로잉 장치에서 나올 때, 힘의 불균형이 생기는데, 이는 레잉 헤드에 의해 발생하는 압연 제품상의 견인력이 레잉 헤드의 상류측에서 작용하는 동일한 반대방향 힘에 의해 더 이상 균형을 이루지 못하기 때문이다. 이런 힘의 불균형은 후단부의 격렬한 가속을 야기하여 상기 일정 형상의 관의 주변 속도에 대한 재료의 과속으로 바뀌게 된다. 따라서 압연 제품의 후미 단부 구역에서 마지막 코일에 위치하는 오메가 형상의 휨 또는 커얼이 형성될 것이다. 커얼의 존재는 극히 바람직하지 못한 것인데, 이는 코일을 수집하여 적층하는 작업에서 재밍의 문제를 야기하기 때문인데, 따라서 커얼을 손으로 제거하는 것이 필요하다.

일정 형상의 관과 원주방향 채널은 그 내부로 압연 제품이 통과하고 그들이 받는 원심력 때문에 큰 마모를 받게 된다.

따라서, 마모의 문제 때문에 그리고 통과중의 압연 제품의 사이즈에 맞추기 위해, 나선형 원주방향 채널은 정상 상태에서 제거 가능하게 마련되어 있다.

공지의 나선형 원주방향 채널은 다양한 유형이 있는데, 예를 들어 자유폭을 갖는 것, 하나의 제어측, 두 개의 제어측을 가지고 조절된 폭을 갖는 것, 반경방향 외측으로 개방된 채널을 갖는 것, 회전축선 쪽으로 개방된 채널을 갖는 것 등이 포함된다.

예를 들어 특허문헌 1에서는 일정 형상의 관의 출구에 출구까지 연장되는 보유링이 마련되는데 이는 축방향 관으로부터 나오는 압연 제품을 서서히 외부로 전송하는 분기부와, 코일을 외부로 전송하는 일정 단면의 말단부를 포함한다.

특허문헌 2에서는 두 개의 일정 형상의 관이 마련되는데, 이는 축방향으로부터 원주방향이 되며, 하나는 다른 것에 대하여 180도만큼 어긋나 있다.

특허문헌 3에서는 축방향으로부터 원주방향이 되는 일정 형상의 관이 적어도 일부가 교체 가능한 요소로 구성되는데, 이는 원주부까지 전개부를 형성하여 일정 반경을 갖고 작은 각도(약 50도)만큼 연장되는 위치결정 가이드를 구비하며 속이 차게 만들어져 있다. 일정 반경을 갖는 구역은 후단부 구역의 과속을 완화시키기에 충분하지 않으며 따라서 후단부 코일의 양호한 형태를 보장하지 못한다. 또한 이 해결법은 조립 및 분해에 일정한 어려움이 있으며, 또한 교체형 요소들의 좌부가 로터와 일체로 되기 때문에 모든 교체형 요소들을 교체하는데 긴 시간이 걸린다. 종래기술 상태에서 언급한 레잉 헤드에 있어서 원주방향 채널의 나선의 피치는 일정하며, 다른 요구조건에 맞출 수 없다.

여러 사이즈의 압연 제품을 가공할 수 있게 하는 특허문헌 4에 있어서, 원주방향 채널의 일부는 외부로 개방된 채널을 가지며 고정된 외부 원통보호체에 의해 주위가 폐쇄된 다수의 가이드 절편으로 구성된다. 이 해결법은 소형 제품, 예를 들어 직경이 12 mm 미만인 제품의 경우에, 제품이 통과할 수 있게 만들어지는 채널의 사이즈가 통과하는 제품의 사이즈보다 훨씬 커서 선단부와 후미부가 외부의 원통 보호체를 두드리게 하여 제품의 선단부와 후미부에 결함을 발생시킨다는 주요한 결점을 갖는다.

특허문헌 5에 있어서는, 전술한 특허문헌 3에서처럼, 일정 형상의 관의 일부가 교체 가능한 요소로 구성되어 있지만, 이 교체 가능한 요소는 또한 특허문헌 5의 도 1의 요소(30)처럼 압연 제품의 나선형 경로의 일부를 형성하므로 교체 가능한 요소로 구성된 관의 일부는 먼저 점차 증가하는 반경을 가지고 종단에서만 약 90도 미만의 각도 확장부에서 일정한 반경을 갖는다. 이렇게 일정 반경을 갖는 구역의 제한된 각도 확장은 매우 높은 속도로 이동하는 압연 제품의 궤도를 충분히 제어할 수 없게 한다. 게다가 나선의 피치를 수정할(예를 들어 제품을 교환할) 필요가 생기는 경우, 점차 반경이 증가하는 부분을 일정 반경의 부분과 연결하는 부분이 조립을 어렵게 하고 정확한 정렬을 어렵게 한다.

WO-A-00/44512 명세서 PCT/EP2006/003619 명세서 US-A-4,242,892 명세서 WO 03/051553 명세서 JP 2004 042123 A 명세서

본 발명은 종래기술 상태와 비교하여 많은 목적을 정하고 있다.

본 발명의 일 목적은 압연 제품, 특히 예를 들어 90 - 120 m/s의 고속으로 압연된 5 - 12 mm의 소형 제품의 선단부 및 후미부와 관련된 전통적인 문제점을 방지하거나 제한하는, 레잉 헤드의 배출 경로의 최종 단계에서의 압연 제품용 가이드를 얻는 것이다.

특히 본 발명의 일 목적은 레잉 헤드의 출구에서 코일의 선단부와 후미부가 완전하게 일치하는 고품질 압연 제품을 얻는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 벨트상에 놓여진 코일의 선단부 및 후미부를 조작자가 개재하여 손으로 위치 결정할 필요를 없애서 압연 공정의 정지와 그에 따른 생산성 손실을 발생시키지 않는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 특히 작은 직경의 압연 제품이 수용 및 안내 채널의 벽을 반복적으로 두드려서 최종 품질을 변형 및 열화시키고 측벽의 마모를 증가시키는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사방에서 출구까지의 압연 제품용 가이드를 얻는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 변형 및 응력의 발생 없이 압연 제품을 레잉 헤드로부터 출구까지 안내하고 그에 따라서 형성된 코일을 정확히 배출하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마모를 가장 많이 받는 압연 제품의 안내 구역의 전부 또는 일부를 교체하기 쉽게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압연 제품의 사이즈가 변경될 때 압연 제품의 가이드를 쉽게 교체할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압연 제품의 물리적 및/또는 기술적 특징에 따라서 압연 제품용 가이드의 종단부의 나선의 피치의 값을 변화시킬 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 모든 이점들을 이중관 레잉 헤드에서 얻을 수 있게 하는 것이다.

본 출원인은 종래기술 상태의 결점들을 극복하고 이들 및 그 외의 목적 및 이점들을 얻기 위해 본 발명을 안출하고 시험하여 구체화하였다.

본 발명은 독립청구항에 개시되고 특징 지워져 있는데, 종속청구항들은 본 발명의 다른 특징들이나 주요 발명 개념의 변형예들을 설명한다.

상기 목적들에 따라서, 종래기술 상태의 결점들을 극복하고 거기에 존재하는 결함들을 없애는 본 발명에 따른 레잉 헤드는 열간압연기에서 약 90 - 120 m/s의 속도로 이동하는 코일, 특히 작은 사이즈의 제품, 즉 직경이 5 - 12 mm, 바람직하게는 5 - 7 mm의 코일을 제조하는데 사용된다.

본 발명에 따른 레잉 헤드는 중심원통체를 구비하는 중심체를 포함하는데, 원통체의 양단부에는 두 개의 플랜지가 배치되어 있으며, 플랜지중의 제 1 플랜지에는 원통 요소가 연결되어 그 주위에 부착된 폐쇄 원주방향 가이드용 좌부로서 기능한다. 이 레잉 헤드는 또한 코일을 형성할 수 있는 굴곡형 공급관을 포함하는데, 이는 원주방향 가이드와 상호 작용하며, 형성된 코일을 외부로 전송하기에 적합하다. 이 레잉 헤드는 또한 중심체의 다른 제 2 플랜지에 부착된 지지체를 포함하는데, 이는 관을 플랜지에 안내한다. 게다가 샤프트에 의해 대응 플랜지에 연결된 지지체는 회전운동을 레잉 헤드에 전달하기 적합하다.

본 발명의 제 1 특징에 따르면, 축방향으로부터 원주방향이 되는 방향으로 압연 제품을 안내하는 공급관이 클램핑 요소에 의해 중심체에 부착되므로 교체 가능하다.

점차적으로 반경이 증가하는 실질적인 나선 형상을 갖는 폐쇄관으로 구성된 공급관은 최대 반경 지점을 형성하는 압연 제품용 출구 단부를 갖는다.

다른 특징에 따르면, 원통 요소의 주위에 배치된 폐쇄 원주방향 가이드는 다수의 기본 절편을 포함하는데, 상기 기본 절편중의 제 1 절편, 또는 압연 제품이 들어가는 절편은 그 연장부로서 공급관의 출구 단부와 직접 대향하도록 배치되어 있다.

기본 절편의 각각은, 바람직하지만 구속되지 않는 해결법에서, 압연 제품이 통과하는 구멍과 입구 모따기와 일치한다. 기본 절편들은 압연 제품을 레잉 헤드의 출구로 전송하는 일정 반경의 원주방향 가이드를 그 전체가 형성하도록 배치되어 있다. 구멍과 입구 모따기는 공급관으로부터 나오는 압연 제품을 수용하여 정확히 안내하고, 사방에서 폐쇄관을 형성하며, 원하는 코일이 얻어지는 지점인 원주방향 가이드의 출구까지 압연 제품을 안내하는데 적합하도록 되어 있다. 기본 절편들은 착탈 가능하게 부착되며, 바람직하게는 T 형상의 축방향 가이드로서 기능하는 플랜지를 사용하여 원통 요소의 원주를 따라서 원통 요소의 축선에 평행하게 위치할 수 있다. 이런 방법으로 개개의 기본 절편은 큰 원심력의 영향하에서도 그 좌부로부터 나오지 않는다.

압연 제품의 단면에 상당하는 통과 단면을 갖는 일정 반경의 압연 제품의 원형 경로를 규정하는 말단 안내관의 존재로 인해, 제 경로에서 빗나가서 압연 제품이 진동하여 안내관의 벽을 두드리게 되는 단계에서 최적의 제어를 보장하게 된다. 한편, 일정 반경의 원형 경로의 각도 확장부는 압연 제품의 안정화를 촉진하고 특히 선단부 및 후미부 절편의 변형의 위험을 상당히 제한한다.

소형 사이즈 제품, 즉 5 - 12 mm, 바람직하게는 5 - 7 mm의 제품에 있어서는 기본 절편의 구멍의 내경은 12 - 20 mm다. 이런 사이즈로 인하여 압연 제품을 최적의 방식으로 안내하여 제품의 선단부 및 후미부의 완전한 일치를 촉진한다. 이 사이를 사용하면 더 이상 조작자가 손으로 선단부 및 후미부의 위치 결정을 할 필요가 없다.

플랜지에 의해 상기 구조물에 부착된 기본 절편들의 존재로 인하여 공급관 및/또는 원주방향 채널을 하나의 절편씩 개별적으로 교체하거나 어느 경우라도 분해할 수 있으므로, 사용자가 세정 및 유지관리를 실시할 수 있게 한다.

또한, 원주방향 가이드를 구성하는 기본 절편들은 T 형상 축방향 가이드를 따라서 제거 가능하다는 사실에 의해, 가공될 재료에 따라서, 제조될 코일의 나선 피치를 변화시킬 수 있다. 기본 절편들의 상호 교환성을 이용함으로써 여러 가지 직경을 갖는 압연 제품을 가공할 수 있다.

원주방향 가이드는 원통 요소의 주위를 따라서 바람직하게는 180도보다 큰 각도, 예를 들어 180도 내지 360도의 각도로 전개되므로, 매우 작은 직경의 압연 제품이라도 코일 형성을 최적으로 제어할 수 있다.

일 변형예에 따르면, 원주방향 전개 각도는 360도보다 크다.

일 변형예에 따르면, 두 개의 공급관이 제공되는데, 이는 서로에 대하여 180도만큼 어긋나 있으며, 각각의 기본 절편으로 구성되는 자신의 원주방향 가이드와 상호 작용한다. 이 경우에 연속적으로 사용할 수 있는 원주방향 가이드가 두 개 있으므로 레잉 헤드의 기간을 배가시킬 수 있다.

다른 변형예에 따르면, 그 내부로 통과하는 서로 다른 압연 제품에 맞추기 위해 서로 다른 내경 및/또는 피치를 갖는, 동일 레잉 헤드에 장착된 두 개의 원주방향 가이드를 모두 가질 수 있다.

일 변형예에 따르면, 기본 절편들을 원통 요소의 축선에 평행하게 위치시킬 수 있게 하는 T 형상의 축방향 위치결정 가이드 플랜지는 기본 절편들을 고정하기 위한 선택적으로 해제 가능한 고정 수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 외의 특징들은 첨부 도면을 참조하여 비제한적 예로서 주어진 이후의 바람직한 실시형태의 설명으로 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 일 형태에 따른 두 개의 공급관을 갖는 레잉 헤드를 보여주는 도.
도 2는 도 1의 레잉 헤드의 단면부를 보여주는 도.
도 3은 도 1의 레잉 헤드의 다른 단면부를 보여주는 도.
도 4는 도 1, 도 2 및 도 3의 상세를 보여주는 도.

도 1을 참조하면, 열간압연기에서 코일을 제조하기 위한 레잉 헤드(10)는 상단부(18) 및 하단부(19)에 각각 배치된 상측 플랜지(16) 및 하측 플랜지(17)를 구비한 중심 원통체(12)로 구성된 중심체(11)를 포함한다.

중심 원통체(12) 및 하측 플랜지(17)는 서로 연통되어 반원형 윤곽을 갖는 각각의 캐비티(23, 24)를 구비한다.

중심체(11)는 회전운동을 레잉 헤드(10)에 전달하는데 적합한 도시하지 않은 수단에 공지의 방식으로 하단부(19)가 부착된다.

중심체(11)는 두 개의 브라켓(34)을 구비하는데, 이 브라켓은 중심 원통체(12)의 표면에 실질적으로 직각으로 배치되며, 주위로 연장되는 나선형 윤곽을 갖는다. 두 개의 브라켓(34)은 서로에 대하여 180ㅀ만큼 어긋나 있으며, 압연 제품(L)의 통로를 들어갈 때의 축방향 형상으로부터 나올 때의 실질적인 나선 형상으로 결정하는 공급관(45)을 지지하는데 적합하다.

원통 요소(37)는 중심체(11)의 상측 플랜지(16) 주위에 부착된다.

도면에 도시된 경우에, 일정 형상을 갖는 두 개의 공급관(45)이 제공되는데, 이는 지지체(28) 내부에 배치된 다음 중심체(11)의 두 개의 캐비티(23, 24)를 통과한다. 출구(46)와 일치하여, 각 공급관(45)은 일정 반경을 갖는 대응 원주방향 가이드(40)의 입구, 특히 대응 원주방향 가이드(40)의 제 1 기본 절편(41)의 입구와 상호 작용한다.

이런 방법으로 가공될 코일의 최종 직경을 갖도록 이미 형성된 압연제품(L)이 일정 반경을 갖는 대응하는 원주방향 가이드(40) 속으로 도입되어 레잉 헤드(40)의 출구를 따라가므로, 압연제품(L)의 안정화 및 선단부 및 후미부의 변형 감소를 보장한다.

원주방향 가이드(40)(도 2, 도 3 및 도 4)는 원통 요소(37)의 전체 주변을 따라서, 즉 도시한 경우에 있어서 360도의 각도를 따라서 배치되어 있다. 각 원주방향 가이드(40)는 이 경우에 서로 동일하며 나중에 보다 자세히 설명하는 다수의 기본 절편(41)으로 구성되어 일정 반경을 갖는 나선형 전개부를 따라서 전개된다. 두 개의 원주방향 가이드(40)는 서로에 대하여 180도만큼 어긋나 있다.

공급관(45)은 클램핑 요소(48)에 의해 대응 브라켓(34)상의 제 위치에 고정되는데, 클램핑 요소(48)는 결국 돌기(52)에 만들어진 클램핑 구멍(51) 내부에 삽입되기에 적합한 볼트에 의해 브라켓(34)에 부착된다. 공급관(45)은 플레이트(49)에 의해 제 위치에 더욱 고정되는데, 상기 플레이트는 원통 요소(37)쪽으로 향하는 하측 플랜지(17) 측면에 부착되며, 공급관(45)을 수용하는 적절한 형상을 갖는 캐비티(50)를 구비한다.

원통 요소(37)는 원통 요소(37)를 중심체(11)에 부착하기 위해 나사를 수용할 수 있는 일련의 부착 통공(53)을 포함한다.

원통 요소(37)는 또한 레잉 헤드(10)의 균형을 향상시키는데 적합한 일련의 균형공(54)도 포함한다.

원통 요소(37)는 그 주위를 따라서 일련의 축방향 가이드(59), 이 경우에는 T 형상의 가이드를 구비하는데, 이 가이드에는 원주방향 가이드(40)를 구성하는 각 기본 절편(41)들이 부착될 수 있다. 각 기본 절편(41)은 대응하는 축방향 가이드(59)의 윤곽과 유사하여 축방향 가이드(59) 내부에 삽입되기 적합한 T형상의 윤곽을 갖는 고착발(60)을 포함한다. 각 기본 절편(41)은 또한 압연 제품(L)의 도입 및 통과를 위한 구멍(61), 및 하나의 기본 절편(41)으로부터 다음 기본 절편 쪽으로 나오는 압연 제품(L)의 운반을 용이하게 하는 입구 모따기(62)도 포함한다.

기본 절편(41)은 코일의 형성을 결정하는 압연 제품(L)에 대한 폐쇄 안내로를 구성하도록 서로 근접한 위치에 장착된다.

또한, 기본 절편(41)은 마모의 이유로 또는 다른 직경의 압연 제품(L)에 맞추기 위해 T형상 가이드로부터 대응 발(60)을 제거함으로써 쉽게 교체할 수 있다.

중심체(11)의 상측 플랜지(16)로부터 원통 요소(37)를 제거할 수 있기 때문에, 예를 들어 마모나 피치의 변경 때문에 모든 기본 절편(41)을 교환할 필요가 있는 경우, 기본 요소를 담고 있는 전체 원통 요소(37)를 제거하여 새 것으로 교체할 수 있으므로, 교체시간을 상당히 줄인다.

이중 가이드의 경우에, 각 기본 요소(41)는 대응하는 압연 제품(L)에 대한 두 개의 인접한 통과공(61)을 규정하는데 사용될 수 있다.

주위공(66)은 고정 수단의 부착으로 기본 절편을 고정할 수 있게 하는데 적합하다.

본 발명의 분야 및 범위로부터 이탈함 없이 지금까지 설명한 바와 같은 레잉 헤드(10)의 부품들을 수정 및/또는 추가할 수 있음이 분명하다.

또한 본 발명은 어떤 특정 예를 참조하여 설명하였지만, 당업자라면 특허청구범위에 개시되어 그에 따라서 정해지는 보호분야 내에 속하는 특징들을 갖는 그 외의 많은 동등한 형태의 레잉 헤드를 반드시 얻을 수 있음도 분명하다.

Claims (6)

1. 압연 제품(L)으로부터 코일을 제조하기 위한 레잉 헤드로서, 중심 원통체(12)를 구비하고 클램핑 요소(48)에 의해 부착된 적어도 하나의 일정 형상의 공급관(45)을 구비하는 중심체(11), 및 원통 요소(37)의 주위에 배치된 적어도 하나의 원주방향 가이드(40)를 포함하는 레잉 헤드에 있어서, 상기 원주방향 가이드(40)는 서로 인접하게 배치되어 사방에서 폐쇄된 안내로를 규정할 수 있는 다수의 기본 절편(41)으로 구성되며, 적어도 180도의 각도 확장용의 일정한 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 레잉 헤드.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   5 내지 12 mm의 직경을 갖는 압연 제품에 있어서, 상기 일정 곡률 반경을 갖는 폐쇄 안내로는 12 내지 20 mm의 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 레잉 헤드.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 일정 곡률 반경을 갖는 폐쇄 안내로는 360도 이상의 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 레잉 헤드.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 한 항에 있어서,
   상기 기본 절편(41)의 각각은 개별적으로 제거 가능하며, 상대 축방향 가이드(59)에 고착되는 고착발(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레잉 헤드.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 기본 절편(41)의 각각은 압연 제품(L)의 도입 및 통과를 위한 구멍(61)을 포함하며, 여기에는 입구 모따기(62)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 레잉 헤드.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 축방향 가이드(59)는 T 형상이며, 상대 기본 절편(41)의 제거를 슬라이딩에 의해 용이하게 하도록 된 것을 특징으로 하는 레잉 헤드.

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