KR20140005500A - 압연롤 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 압연롤 냉각장치는, 압연롤 후단에 배치되어 소재가 통과하는 출구가이드; 및 상기 출구가이드에 제공되어 상기 압연롤을 냉각시키는 냉각수단;을 포함한다.
이와 같이 압연롤 냉각장치는, 압연롤을 압출점 직후에서 냉각시키는 냉각수단인 워터자켓을 구비함으로써, 소재로부터의 열전도에 의해 캐리버 표면에 열화크랙, 곰보흠 등이 나타나지 않도록 하며, 나아가 압연롤에 대한 밀착수단인 러버이 워터자켓에 장착됨으로써, 분사된 냉각수를 일정 시간 동안 수용하여 정체시킴에 따라, 적은 양의 냉각수로도 냉각효율을 높이면서 열간 압연되는 소재에 대한 실열을 방지할 수 있다.
또한, 워터자켓을 압출점 직후에 배치시키기 위해 출구가이드에 설치함으로써, 고정프레임에 고정된 출구가이드를 고정해제하여 워터자켓도 이동가능한 상태로 변화시킴에 따라, 압연롤의 수리 또는 교체시 압연롤의 분리 및 조립과정에서의 경로에 워터자켓이 간섭되지 않도록 할 수 있다.

Description

압연롤 냉각장치{Apparatus for cooling rolling roll}

본 발명은 압연롤 냉각장치로서, 압연롤을 압출점 직후에서 냉각시키도록 구성되는 압연롤 냉각장치에 관한 것이다.

도 1은 소재를 압연하여 선재로 생산하는 과정을 나타낸 도이고, 도 2(a)는 공형롤 중 오발롤을 나타낸 정면도이고, 도 2(b)는 공형롤 중 라운드롤을 나타낸 정면도이다.

일반적으로는 선재 압연은, 도 1에 도시된 바와 같이, 단면이 160mm×160mm 빌렛(billet) 소재(1)를 열간 압연이 가능하도록 950℃~1050℃로 가열로 설비에서 가열하여, 사각의 빌렛 소재(1)는 조압연과 중간 조압연, 사상압연 공정의 수평 압연기와 수직 압연기를 번갈아 거치면서 열간 상태로 압연을 이루게 된다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 롤의 바디에 형성된 캐리버(3a)와 칼라(3b)의 형상에 따라, 타원 형상의

오발롤(oval roll)(4)과 원 형상의 라운드롤(round roll)(5)이 소재(1)의 진행방향을 따라 교번하면서 배치되어, 이를 통과하는 소재(1)의 단면이 점차 감소하면서 원하는 치수의 선재 코일을 열간 상태로 얻을 수 있다.

도 3은 종래기술에 따른 압연롤 냉각장치가 압연롤을 냉각시키는 것을 나타낸 사시도이고, 도 4는 공형롤의 캐리버 표면에 열화크랙이 발생된 것을 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하면, 종래기술에 따른 압연롤 냉각장치는, 상하로 나누어진 워터자켓(6)에서 유입구(6a)로 공급된 냉각수가 분사노즐(6a)을 통해 압연롤(3)을 향해 분사되는데, 이때, 압연롤(3)에서 냉각수가 분사되는 지점이 상하 압연롤(3)이 서로 만나서 소재(1)를 압출하는 압출점으로부터 상당한 거리가 있다.

즉, 압출점을 지나 거의 압출점과 반대되는 지점에 가까워질 때, 압연롤(3)의 냉각이 이루어짐에 따라, 소재(1)로부터의 열전도에 의해 캐리버(3a) 표면에 열화크랙(7), 곰보흠(8) 등이 나타남에 따라 사용수명이 단축된다.

나아가, 이로 인하여 생산되는 선재(2)의 표면에는 돌기형 흠인 스캡(scab)(9)과 제품 내부 흠이 터짐이 검사공정 업셋 시험에서 나타나 불량처리될 수 있다.

여기에서, 상술된 열화크랙(7)과 곰보홈(8)은 분사노즐(6a)을 통해 살수되는 냉각수의 유량이 공급되는 펌프에서부터 최종 노즐까지 기나긴 구간에서 흐름 관로가 막힘거나, 각종 연결부(파이프와 후렉시블 호스, 퀵 커플링, 엘보우, 니플 등)에서 누수되어 압연롤(3)에 분사되는 유량이 부족한 상태에서 열간압연이 이루어지는 경우에도 발생하게 된다.

나아가, 상기 워터자켓(6)이 캐리버(3a)에 정위치되지 않는 상태에서 냉각수를 분사하는 경우, 그리고 냉각수가 차단된 상태로 압연이 되었을 경우 압연롤(3)의 치명적 악 영향인 단면방향 절손사고로 연결됨으로써, 소재(1)가 압연롤(3)을 통과하지 못하고 이탈하는 코블(cobble)이 발생하거나 설비가 파손함에 따라, 생산라인이 정지되는 장시간의 휴지가 발생하게 되며 압연롤(3) 폐기에 따른 비용손실이 발생하게 된다.

한편, 상측으로부터 낙수되는 냉각수가 열간 압연중인 소재(1)와 접촉함에 따라 실열(열의 손실)을 가져오며, 압연롤(3)이 손상되거나 수명이 다해 교체해야 하는 경우, 수리 또는 교체 전 압연롤 냉각장치를 모두 분해해야 하고, 수리 또는 교체 후 다시 조립해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 압연롤을 압출점 직후에서 냉각시키도록 출구가이드에 설치된 압연롤 냉각장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압연롤 냉각장치는, 압연롤 후단에 배치되어 소재가 통과하는 출구가이드; 및 상기 출구가이드에 제공되어 상기 압연롤을 냉각시키는 냉각수단;을 포함한다.

여기에서, 상기 냉각수단은, 상기 출구가이드에 설치되어 상기 압연롤에 냉각수를 분사하는 워터자켓; 및 상기 압연롤에 밀착되어 분사된 냉각수가 고이도록, 상기 워터자켓의 테두리를 따라 장착된 러버;를 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 워터자켓은, 상기 압연롤의 반대 측에 형성된 냉각수 유입구로 냉각수가 유입되어, 내부를 통과한 후 상기 압연롤 측에 형성된 분사노즐을 통해 냉각수가 분사되는 냉각수라인이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각수단은, 상기 압연롤 표면과 접촉하여 온도를 측정하도록, 상기 워터자켓을 통과하여 상기 압연롤 측으로 연장된 온도센서;를 더 구비할 수 있다.

그리고, 상기 출구가이드는, 소재가 통과하는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재의 상하측에 각각 상기 냉각수단이 연결부재에 의해 고정된 몸체; 및 상기 몸체가 위치고정된 고정프레임으로부터 상기 몸체를 체결 및 해제시키는 클램프;를 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 연결부재는, 상기 압연롤의 직경에 대응하도록 상기 냉각수단을 상기 몸체에서 이동가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 소재는 일례로서 선재이며, 상기 압연롤은 선재를 압연하는 공형롤일 수 있다.

본 발명에 따른 압연롤 냉각장치는, 압연롤을 압출점 직후에서 냉각시키는 냉각수단인 워터자켓을 구비함으로써, 소재로부터의 열전도에 의해 캐리버 표면에 열화크랙, 곰보흠 등이 나타나지 않도록 하며, 나아가 압연롤에 대한 밀착수단인 러버이 워터자켓에 장착됨으로써, 분사된 냉각수를 일정 시간 동안 수용하여 정체시킴에 따라, 적은 양의 냉각수로도 냉각효율을 높이면서 열간 압연되는 소재에 대한 실열을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 워터자켓을 압출점 직후에 배치시키기 위해 출구가이드에 설치함으로써, 고정프레임에 고정된 출구가이드를 고정해제하여 워터자켓도 이동가능한 상태로 변화시킴에 따라, 압연롤의 수리 또는 교체시 압연롤의 분리 및 조립과정에서의 경로에 워터자켓이 간섭되지 않도록 할 수 있는 장점을 지닌다.

도 1은 소재를 압연하여 선재로 생산하는 과정을 나타낸 도이다.
도 2(a)는 공형롤 중 오발롤을 나타낸 정면도이고, 도 2(b)는 공형롤 중 라운드롤을 나타낸 정면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 압연롤 냉각장치가 압연롤을 냉각시키는 것을 나타낸 사시도이다.
도 4는 공형롤의 캐리버 표면에 열화크랙이 발생된 것을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압연롤 냉각장치가 압연롤에 배치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 압연롤 냉각장치를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 5의 압연롤 냉각장치에서 워터자켓이 압연롤에 배치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 8(a)는 도 7의 워터자켓이 분해된 것을 나타낸 분해도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 워터자켓에서 분사노즐이 형성된 면을 나타낸 도이다.
도 9는 도 5의 압연롤 냉각장치에서 출구가이드를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 출구가이드가 분해된 것을 나타낸 분해도이다.

본 발명은 소재로부터의 열전도에 의해 캐리버 표면에 열화크랙, 곰보흠 등이 나타나지 않도록 하기 위해, 압연롤을 압출점 직후에서 냉각시키는 냉각수단인 워터자켓을 구비하고, 적은 양의 냉각수로도 냉각효율을 높이도록 압연롤에 대한 밀착수단인 러버를 워터자켓에 장착시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

이때, 워터자켓을 압출점 직후에 배치시키기 위해 출구가이드에 설치하는데, 이는 압연롤의 수리 또는 교체시 워터자켓을 분해하거나 조립하지 않도록 하기 위한 것으로서, 출구가이드에 설치된 워터자켓은 고정프레임에 고정된 출구가이드가 고정해제만 되면 압연롤의 이동경로에 간섭되지 않도록 이동시킬 수 있다.

이하, 본 명세서에서의 소재는 일례로서 선재이며, 이러한 선재를 압연하는 압연롤은 공형롤으로서, 후술되는 도면 및 이에 따른 기술설명에서는 선재를 생산하는 공형롤을 냉각시키는 냉각장치를, 압연롤 냉각장치의 일례로서 상세하게 설명하기로 한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압연롤 냉각장치가 압연롤에 배치된 것을 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 압연롤 냉각장치를 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 압연롤(3) 후단에 배치되어 소재(1)가 통과하는 출구가이드(10)와, 상기 출구가이드(10)에 제공되는 냉각수단(30)을 포함한다.

여기에서, 상기 냉각수단(30)은 압연롤(3)이 소재(1)로부터의 열전도에 의해 캐리버 표면에 열화크랙, 곰보흠 등의 흠이 나타나지 않도록 하기 위해, 소재(1)의 압출점 직후에 압연롤(3)을 냉각시키도록 배치된다.

이를 위한 구체적인 실시예로서, 냉각수단(30)은 소재(1)의 압출점 직후에 배치된 출구가이드(10)에 설치될 수 있다.

그러면, 이러한 냉각수단(30)의 구성에 대해, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7은 도 5의 압연롤 냉각장치에서 워터자켓이 압연롤에 배치된 것을 나타낸 사시도이고, 도 8(a)는 도 7의 워터자켓이 분해된 것을 나타낸 분해도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 워터자켓에서 분사노즐이 형성된 면을 나타낸 도이다.

도면을 참조하면, 상기 냉각수단(30)은 출구가이드(10)에 설치되어 압연롤(3)에 냉각수를 분사하는 워터자켓(31)과, 상기 워터자켓(31)의 테두리를 따라 장착된 러버(32)를 구비할 수 있다.

상기 워터자켓(31)은 냉각수가 유입된 후 압연롤(3)에 분사되도록 냉각수라인이 형성될 수 있다.

이러한 냉각수라인은 압연롤(3)의 반대 측으로부터 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(31a)가 형성되고, 상기 압연롤(3) 측으로 분사되도록 분사노즐(31b)이 형성될 수 있다. 즉, 워터자켓(31)은 냉각수가 냉각수 유입구(31a)로 유입되어, 내부를 통과한 후 분사노즐(31b)을 통해 압연롤(3)에 분사될 수 있다.

물론, 이때 냉각수 유입구(31a)에는 비록 도시되지는 않았지만, 냉각수 공급라인이 연결되어 냉각수를 공급받게 된다.

또한, 상기 러버(32)는 압연롤(3)에 밀착되어 분사된 냉각수가 고이도록 워터자켓(31)의 테두리를 따라 장착될 수 있다.

즉, 러버(32)는 분사된 냉각수가 일정시간 동안 압연롤(3) 표면에 닿은 상태로 정체되도록, 압연롤(3)에서의 접하는 부위에 형합하는 형상을 취할 수 있으며, 유연한 재질로 인하여 압연롤(3)에 대한 밀착구조를 용이하게 구현할 수 있다.

아울러, 이러한 구조의 러버(32)는, 분사되는 냉각수가 아래로 흘러내리지 않고 회전하는 압연롤(3)에 의해 올라가면서 압연롤(3)과의 상측 틈으로 나와 낙하됨으로써, 소재(1)에 냉각수가 거의 접촉되지 않음에 따라, 열간 압연되고 있는 소재(1)의 열이 손실되지 않도록 한다.

그리고, 상기 냉각수단(30)은 압연롤(3) 표면과 접촉하여 온도를 측정하도록, 워터자켓(31)을 통과하여 압연롤(3) 측으로 연장된 온도센서(40)를 더 구비할 수 있다.

상기 온도센서(40)는 압연롤(3)에 직접적으로 접촉하면서 압연롤(3)을 냉각하는 과정에서의 온도를 정확하게 측정할 수 있으며, 이에 따라 냉각 정도를 정확하게 파악할 수 있다.

그러면 다음으로, 상기와 같이 구성되는 냉각수단(30)이 설치되는 출구가이드(10)에 대해, 도 9 및 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 9는 도 5의 압연롤 냉각장치에서 출구가이드를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9의 출구가이드가 분해된 것을 나타낸 분해도이다.

도면을 참조하면, 상기 출구가이드(10)는 소재(1)가 통과하는 가이드부재(12)가 설치된 몸체부(11)와, 상기 몸체부(11)를 고정프레임(9)으로부터 체결 및 해제시키는 클램프(20)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 몸체부(11)에는, 가이드부재(12)가 끼움고정되는 홀더(13)가 상부 고정바(14)와 측부 고정바(15)에 의해 내부에 고정될 수 있다.

이러한 몸체부(11)는, 가이드부재(12)의 상하측에 각각 냉각수단(30)인 워터자켓(31)이 연결부재(19)에 의해 고정될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 몸체부(11)는 수평방향으로 배치된 베이스(16)와, 상기 베이스(16)의 양측부로부터 상방 연장된 두 개의 서포터(17)와 하방 연장된 두 개의 서포터(17)를 구비할 수 있다.

아울러, 상기 몸체부(11)는 두 개의 상기 서포터(17)를 연결하는 고정판(18)과, 상기 고정판(18)에 체결되되 길게 형성된 연결부재(19)를 더 구비할 수 있는데, 상기 연결부재(19)는 워터자켓(31)을 몸체부(11)와 연결고정시키는 부재로서, 압연롤(3)의 직경에 대응하여 직경의 크기에 따라 워터자켓(31)을 압연롤(3)과 가까워졌다 멀어졌다 할 수 있게 일정 정도 이동가능하도록 조절할 수 있는 부재이다.

이러한 연결부재(19)는, 압연롤(3)을 몸체부(11)에 연결시킨 상태로 압연롤(3)에 대해 간격이동할 수 있도록 구성된 부재라면, 본 발명에 의해 한정되지 않고 기존의 어떠한 체결조절부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 클램프(20)는 몸체부(11)가 위치고정된 고정프레임(9)으로부터 상기 몸체부(11)를 체결 및 해제시키는 역할을 수행한다.

상기 클램프(20)는 압연롤(3)을 수리 또는 교체시, 압연롤(3)의 분리 및 조립과정에서의 경로에 워터자켓(31)이 간섭되지 않기 위해, 워터자켓(31)을 일정 정도 이동시킬 수 있도록 하는데, 즉 출구가이드(10)를 고정프레임(9)으로부터 분리하여 압연롤(3)로부터 멀어지도록 이동시킴에 따라 출구가이드(10)에 체결된 워터자켓(31)도 압연롤(3)의 이동경로에서 벗어날 수 있게 된다.

이와 같은 클램프(20)는, 도시된 바와 같이 단순히 볼트와 같은 체결부재일 수 있고, 본 발명에 의해 한정되지 않고 출구가이드(10)의 몸체부(11)를 고정프레임(9)으로부터 착탈시킬 수 있는 구성의 부재라면, 기존의 어떠한 부재도 활용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 압연롤(3)을 압출점 직후에서 냉각시키는 냉각수단(30)인 워터자켓(31)을 구비함으로써, 소재(1)로부터의 열전도에 의해 캐리버 표면에 열화크랙, 곰보흠 등이 나타나지 않도록 하며, 나아가 압연롤(3)에 대한 밀착수단인 러버(32)이 워터자켓(31)에 장착됨으로써, 분사된 냉각수를 일정 시간 동안 수용하여 정체시킴에 따라, 적은 양의 냉각수로도 냉각효율을 높이면서 열간 압연되는 소재(1)에 대한 실열을 방지할 수 있다.

또한, 워터자켓(31)을 압출점 직후에 배치시키기 위해 출구가이드(10)에 설치함으로써, 고정프레임(9)에 고정된 출구가이드(10)를 고정해제하여 워터자켓(31)도 이동가능한 상태로 변화시킴에 따라, 압연롤(3)의 수리 또는 교체시 압연롤(3)의 분리 및 조립과정에서의 경로에 워터자켓(31)이 간섭되지 않도록 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 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 변형 가능함은 물론이다.

1 : 소재 2 : 선재
3 : 압연롤 9 : 고정프레임
10 : 출구가이드 11 : 몸체부
12 : 가이드부재 13 : 홀더
14 : 상부 고정바 15 : 측부 고정바
16 : 베이스 17 : 서포터
18 : 고정판 19 : 연결부재
20 : 클램프 30 : 냉각수단
31 : 워터자켓 31a : 냉각수 유입구
31b : 분사노즐 32 : 러버
40 : 온도센서

Claims (7)

1. 압연롤 후단에 배치되어 소재가 통과하는 출구가이드; 및
   상기 출구가이드에 제공되어 상기 압연롤을 냉각시키는 냉각수단;
   을 포함하는 압연롤 냉각장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각수단은,
   상기 출구가이드에 설치되어 상기 압연롤에 냉각수를 분사하는 워터자켓; 및
   상기 압연롤에 밀착되어 분사된 냉각수가 고이도록, 상기 워터자켓의 테두리를 따라 장착된 러버;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연롤 냉각장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 워터자켓은,
   상기 압연롤의 반대 측에 형성된 냉각수 유입구로 냉각수가 유입되어, 내부를 통과한 후 상기 압연롤 측에 형성된 분사노즐을 통해 냉각수가 분사되는 냉각수라인이 형성된 것을 특징으로 하는 압연롤 냉각장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 냉각수단은,
   상기 압연롤 표면과 접촉하여 온도를 측정하도록, 상기 워터자켓을 통과하여 상기 압연롤 측으로 연장된 온도센서;
   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압연롤 냉각장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 출구가이드는,
   소재가 통과하는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재의 상하측에 각각 상기 냉각수단이 연결부재에 의해 고정된 몸체부; 및
   상기 몸체부가 위치고정된 고정프레임으로부터 상기 몸체부를 체결 및 해제시키는 클램프;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연롤 냉각장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 연결부재는, 상기 압연롤의 직경에 대응하도록 상기 냉각수단을 상기 몸체부에서 이동가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압연롤 냉각장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소재는 선재이며, 상기 압연롤은 선재를 압연하는 공형롤인 것을 특징으로 하는 압연롤 냉각장치.

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