KR20160111043A - 고속 횡행 전단기 - Google Patents

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KR20160111043A
KR20160111043A KR1020167025145A KR20167025145A KR20160111043A KR 20160111043 A KR20160111043 A KR 20160111043A KR 1020167025145 A KR1020167025145 A KR 1020167025145A KR 20167025145 A KR20167025145 A KR 20167025145A KR 20160111043 A KR20160111043 A KR 20160111043A
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trim
knives
station
chopping
high speed
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KR1020167025145A
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윌리엄 시아오란 센
키이스 이. 피오루치
크리스토퍼 디. 라슈아
케네스 플랜트
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지멘스 인더스트리 인코포레이티드
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Abstract

트림 전단기(trim shear)는, 압연기 통과 라인을 따라 압연기로부터 나가고 압연될 생성물의 크기에 따라, 고속 또는 저속으로 이동하는 열간 압연된 생성물의 전방 단부 및 말단 단부를 트림하도록 적응된다. 트림 전단기는, 고속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 트림하도록 구성 및 배열된 고속 트림 나이프들의 세트, 및 상기 고속 트림 나이프들의 세트로부터 측방향으로 배치되며 저속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 트림하도록 구성 및 배열된 저속 트림 나이프들의 상이한 세트를 갖는, 트림 스테이션; 및 압연기 통과 라인 상의 활성 위치에서 상기 트림 나이프들의 세트들 중 하나의 세트 또는 다른 하나의 세트에 번갈아 위치하도록 압연기 통과 라인에 대해서 가로로(transversely) 상기 트림 스테이션을 이동시키기 위한 횡행 수단(traversing means)을 포함한다.

Description

고속 횡행 전단기{HIGH SPEED TRAVERSING SHEAR}
본 발명의 양태들은, 고속 또는 저속의 이송 속도들로 열간 압연된 생성물들을 생산하는 압연기(rolling mill)들, 그리고 보다 특히, 이러한 생성물들의 전체 속도 범위의 전방 단부(front end) 및 말단 단부(tail end)를 트리밍(trimming)하기 위한 개선된 트림 전단기(trim shear)에 관한 것이다.
본원에서 단지 예시로서 그리고 제한하지 않고 채용되는 바와 같이, 용어 "고속"은 약 80 m/sec를 초과하는 속도들을 의미하며, 용어 "저속"은 약 79 m/sec 미만의 속도들을 의미한다. 전형적으로, 그리고 다시 제한하지 않고, 약 4.0 내지 9.9 mm 사이 범위의 직경들을 갖는 생성물들은, 고속으로 생산되며, 약 10.0 내지 25.0 mm 사이 범위의 직경들을 갖는 생성물들은 저속으로 생산된다.
기존의 고속 트림 전단기들은, 전형적으로 고속 또는 저속으로 압연기로부터 나온 생성물들의 전체 범위의 전방 및 말단 단부들을 트림하도록 트림 나이프(knife)들의 한 세트(set), 및 트림된(trimmed) 전방 및 말단 단부들을 더 짧은 스크랩(scrap) 길이들로 잘게 자르도록(chop) 초핑(chopping) 나이프들의 한 세트를 채용한다. 선회식 스위치(pivotal switch)는, 생성물들을 트림 나이프들로 이송하고, 단일의 3 채널 이송 가이드(channel delivery guide)는, 생성물의 주 길이가 추가의 하류 프로세싱(processing) 및/또는 취급을 위해서 계속 이어지는 것을 허용하면서 초핑 나이프들로 트림된 전방 및 말단 단부를 지향시킨다.
트림 나이프들의 세트 및 하나의 이송 가이드의 사용은, 고속 생성물들을 취급할 때 전단기 성능을 상당히 손상시키는 것으로 여겨진다. 당연히, 전단기 나이프들 사이의 공간 및 이송 가이드의 엔트리 벨 마우스(entry bell mouth)들과 가이드 트라프(guide trough)들 사이의 크기 및 공간은 더 큰 저속 생성물들을 수용할만큼 커야 한다. 전단기 나이프들 사이의 넓은 공간은, 큰 각도들을 통해 선회하기 위해서 스위치를 필요로 하며, 이는 비교적 유연한(limber) 고속 생성물들을 이송할 때 문제가 될 수 있다. 또한, 확대된 엔트리 벨 마우스들 및 가이드 트라프들은, 더 작은 고속 생성물들을 위해 적합한 지지 및 안내를 제공하지 않는다.
하기에서 보다 상세히 설명될 본 발명의 예시적 실시예들에 따르면, 트림 전단기는 고속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 트림하기 위한 고속 트림 나이프들의 세트, 및 저속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 트림하기 위한, 측방향으로 배치된, 저속 트림 나이프들의 상이한 세트를 갖는, 트림 스테이션(trim station)을 가진다. 횡행 기구(traversing mechanism)는 압연기 통과 라인(pass line) 상의 활성 위치에서 고속 또는 저속 트림 나이프들의 세트들 중 하나의 세트 또는 다른 하나의 세트에 번갈아 위치하도록 압연기 통과 라인에 대해서 가로로(transversely) 상기 트림 스테이션을 이동한다.
상기 트림 나이프들의 각각의 세트는, 유리하게는, 트림 나이프들이 결여된 관통 경로(pass through path)에 의해 연속적으로 회전가능한 말단 단부 트림 나이프들로부터 측방향으로 이격된 연속적으로 회전가능한 전방 단부 트림 나이프들을 포함할 수 있다. 상기 트림 나이프들의 세트가 활성 위치설정될 때, 그의 관통 경로는 압연기 통과 라인에 정렬된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 트림 스테이션 보다 앞의 스위치는, 하기 순서로,
(a) 생성물 전방 단부를 절단(sever)하도록 전방 단부 트림 나이프들로;
(b) 전방 단부 트림 나이프들로부터, 관통 경로로―압연기 통과 라인을 따라 생성물의 연속 이동을 허용함―; 그리고
(c) 생성물 말단 단부를 절단하도록 관통 경로로부터 말단 단부 트림 나이프들로,
트림 나이프들의 활성 위치 설정된 세트를 가로질러 생성물을 선회식으로(pivotally) 지향한다:
본 발명의 다른 양태에 따르면, 초핑 스테이션은 압연기 통과 라인을 따라 트림 스테이션에 연속으로 배열된다. 초핑 스테이션은, 고속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 잘게 자르도록 구성 및 배열된 고속 초핑 나이프들의 세트 및 저속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 잘게 자르도록 구성 및 배열된 저속 초핑 나이프들의 상이한 세트를 갖는다. 고속 및 저속 초핑 나이프들의 세트들은 고속 트림 나이프 및 저속 트림 나이프의 세트들에 제각기 정렬된다. 횡행 기구는, 압연기 통과 라인 상의 활성 위치에서 고속 초핑 나이프 또는 저속 초핑 나이프의 세트들 중 하나의 세트 또는 다른 하나의 세트를 번갈아 위치하도록 압연기 통과 라인에 대해서 가로로 초핑 스테이션을 이동시키도록 작동가능하다. 초핑 나이프들 각각은, 초핑 나이프들이 결여된 관통 경로에 의해 연속적으로 회전가능한 말단 단부 초핑 나이프들로부터 분리된 연속적으로 회전가능한 전방 단부 초핑 나이프들을 포함할 수 있다.
유리하게는, 트림 스테이션 및 초핑 스테이션은 공통의 베드(bed) 상에 장착될 수 있으며, 횡행 기구는 압연기 통과 라인에 대해 가로로 베드를 이동하도록 기능한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 이송 가이드가 트림 스테이션과 초핑 스테이션 사이의 가이드 스테이션에 배열된다. 이송 가이드는 횡방향으로 배치된 고속 및 저속 섹션(section)들을 갖는다. 고속 섹션은 고속 관통 경로에 의해 분리되는 고속 전방 및 말단 단부 가이드 경로들을 갖는다. 고속 경로들은, 더 작은 직경의 고속 생성물들을 효과적으로 안내하기 위해서 요구되는 근접 지지 및 안내를 제공하도록 치수결정된다. 저속 섹션에는, 유사하게, 저속 관통 경로에 의해 분리되는 저속 전방 및 말단 단부 가이드 경로들이 제공된다. 저속 경로들은 더 큰 저속 생성물을 취급하기 위해서 보다 관대하게 할당된다(generously proportioned). 고속 및 저속 이송 가이드 섹션들은 상기 트림 스테이션 및 초핑 스테이션과 함께 측방으로 이동가능한 단일 유닛(unit)으로 조합될 수 있다. 대안으로, 고속 및 저속 가이드 섹션들은 가이드 스테이션에서 번갈아 채용되는 별도의 유닛들을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 트림 전단기(trim shear)의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 트림 전단기의 전방 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 트림 전단기의 상부 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 4-4 선 및 5-5선을 따라 제각기 취한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 트림 전단기의 트림 스테이션(station), 이송 가이드(delivery guide) 스테이션 및 초핑(chopping) 스테이션에서의 구성요소들의 개략적 예시이다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 트림 전단기는 일반적으로 "10"으로 나타낸다. 트림 전단기는, 인터메쉬된(intermeshed) 기어(gear)(16)들에 의해 기계적으로 커플링되는(coupled) 샤프트(shaft)(14)들 상에 지탱되는 제 1 세트의 회전자(rotor)(12)들을 갖는다. 이 샤프트(14)들은, 하우징(housing)(22)의 측벽(20)들의 베어링(bearing)(18)들 사이의 회전을 위해 저널링되는데(journalled), 샤프트(14)들 중 하나의 샤프트는 신축자재식 커플링(telescoping coupling)(24)을 통해 드라이브 모터(drive motor)(26)에 연결된다. 회전자(12)들은, 트림 스테이션(trim station) "TS" 에서 회전가능하게 협력하도록 구성 및 배열된 트림 나이프(trim knife)들을 지닌다.
제 2 쌍의 회전자(30)들은 또한 인터메쉬된 기어(34)들에 의해 기계적으로 커플링되는 샤프트(32)들 상에 지탱된다. 샤프트(32)들은 하우징 측벽(20)들의 베어링(36)들 사이의 회전을 위해 저널링되는데, 샤프트들 중 하나의 샤프트는 제 2 드라이브 모터(38)에 의해 신축자재식 커플링(24)을 통해 별개로 구동된다. 회전자(30)들은 압연기 통과 라인(mill pass line) "PL"을 따라 트림 스테이션(TS)과 연속으로(in series) 배열된 초핑 스테이션 "CS"에서 회전가능하게 협동하도록 구성 및 배열된 초핑 나이프들을 지닌다.
이송 가이드(42)는 트림 스테이션(TS)과 초핑 스테이션(CS) 사이의 가이드 스테이션 "GS"에 배열된다.
전단기 하우징(22)은 베드(44) 상에 지탱된다. 베드는, 유압식 리니어 액츄에이터(hydraulic linear actuator) 또는 기능적으로 동등한 다른 장치를 포함할 수 있는 횡행 기구(traversing mechanism)(46)에 의해 압연기 통과 라인(PL)을 횡단하는 대향 방향들로 이동가능하다. 드라이브 모터(drive motors)(26, 38)들이 고정상태(stationary)이고, 신축자재식 커플링(24)들은 베드(44)가 횡행 기구(46)에 의해 이동됨에 따라 비차단식(uninterrupted) 드라이브(drive) 연결체들을 제공한다.
파이프(pipe)(48) 또는 다른 경로를 규정하는 가이드의 형태일 수 있는, 스위치가 트림 스테이션(TS)의 상류에 배열된다. 스위치 파이프(48)는, 압연기 통과 라인(PL)에 정렬된 입구 단부를 가지며, 랙 및 모터 피동식 피니언(rack and motor driven pinion) 또는 기능적으로 등가인 다른 장치를 포함할 수 있는 기구(50)에 의해 수직 축선"A"을 중심으로 선회식으로 조절될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 트림 스테이션(TS)은, 고속 관통 경로(52C)에 의해 측방향으로 분리되는 트림 나이프(52a, 52b)들의 고속 세트(52) 및 저속 관통 경로(54c)에 의해 분리되는 트림 나이프(54a, 54b)들의 저속 세트(54)를 갖는다.
초핑 스테이션(CS)은, 고속 관통 경로(58c)에 의해 분리되는 고속 초핑 나이프(58a, 58b)들의 세트(58), 및 저속 관통 경로(60c)에 의해 분리되는 저속 초핑 블레이드(blade)(60a, 60b)들의 세트(60)를 갖는다.
가이드 스테이션(GS)에서의 이송 가이드(42)는 횡방향으로 배치된 고속 및 저속 섹션(62, 64)들을 갖는다. 고속 섹션(62)은 고속 관통 경로(62c)에 의해 분리되는 고속의 전방 및 말단 단부 가이드 경로(62a, 62b)들을 갖는다. 고속 경로(62a, 62b 및 62c)들은, 더 작은 직경의 고속 생성물들을 위한 근접 지지 및 안내를 제공하도록 치수결정된다.
저속 섹션(64)에는, 저속 관통 경로(64c)에 의해 분리되는 저속의 전방 및 말단 단부 가이드 경로(64a, 64b)들이 유사하게 제공된다. 저속 경로(64a, 64b 및 64c)들은, 더 큰 직경의 저속 생성물을 취급하기 위해서 보다 관대하게 할당된다(generously proportioned).
도 6에서, 트림 전단기(10)는 고속 모드로 나타낸다. 베드(44)는, 고속 관통 경로(52c, 62c 및 58c)들을 압연기 통과 라인(PL)에 정렬하도록 횡단되었다. 이 모드에서, 스위치(48)는 가이드 경로(62a)를 따라 초핑 나이프(58a)들로 연속하는, 전방 단부를 트림하기 위해서 초기에 트림 나이프(52a)들로 고속의 전방 단부를 지향시키도록 작동가능하다. 이후, 스위치는 관통 경로(52c, 62c 및 58c)들을 따라 주 생성물 길이를 지향하도록 선회한다. 말단 단부가 접근함에 따라, 스위치는 고속 트림 나이프(52b)들로 말단 단부를 지향하도록 더 선회한다. 트림된 말단 단부는 가이드 경로(62b)를 따라 초핑 나이프(58b)로 연속한다.
도시되지 않았지만, 전단기가 저속 모드에서 작동되고 있을 때, 베드(44)는 저속 관통 경로(54c, 64c 및 60c)를 압연기 통과 라인(PL)에 정렬하도록 횡단되고 있음이 이해되어야 한다. 이 모드에서, 스위치(48)는 이는 가이드 경로(64a)를 따라 초핑 나이프(60a)들로 연속하는, 전방 단부를 트림하기 위해서 트림 나이프(54a)들로 저속 전방 단부를 초기에 지향시키도록 작동가능하다. 이후, 스위치는 관통 경로(54c, 64c 및 60c)들을 따라 주 생성물 길이를 지향하도록 선회한다. 이후, 스위치는 이후 가이드 경로(64b)를 따라 초핑 나이프(60b)들로 연속하는, 말단 단부를 절단하기 위해서 저속 트림 나이프(54b)들로 저속 말단 단부를 지향시키도록 더 선회한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 이송 가이드(42)의 고속 및 저속 섹션(62, 64)들은 트림 스테이션(TS) 및 초핑 스테이션(CS)에 의한 측방향 이동을 수행하도록 설계된 단일 유닛 내에 포함된다. 그러나, 2 개의 이송 가이드 섹션(62, 64)들은, 트림 스테이션과 초핑 스테이션 사이에서 번갈아 설치될 수 있는 별개의 유닛들로 분할될 수 있다.
본 발명이 그의 예시적 실시예들과 관련되어 설명되고 있지만, 이는 예시의 목적이며 제한하고자 함이 아니며, 첨부된 청구항들의 범주는 종래 기술이 허용하는 것 만큼 광범위한 것으로 해석되어야 함이 이해되어야 한다.

Claims (12)

  1. 압연기 통과 라인(mill pass line)을 따라 압연기(rolling mill)로부터 나오며, 압연될 생성물의 크기에 따라, 고속 또는 저속으로 이동하는, 열간 압연된(hot rolled) 생성물의 전방 단부 및 말단 단부를 트리밍(trimming)하는 트림 전단기(trim shear)로서, 상기 장치는,
    고속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 트림(trim)하도록 구성 및 배열된 트림 나이프(knife)들의 고속 세트(set), 및 상기 트림 나이프들의 고속 세트로부터 측방향으로 배치되며 저속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 트림하도록 구성 및 배열된 트림 나이프들의 상이한 저속 세트를 갖는, 트림 스테이션(station); 및
    압연기 통과 라인 상의 활성(active) 위치에서 상기 트림 나이프들의 세트들 중 하나의 세트 또는 다른 하나의 세트에 번갈아 위치하도록 압연기 통과 라인에 대해서 가로로(transversely) 상기 트림 스테이션을 이동시키기 위한 횡행 수단(traversing means)을 포함하는,
    트림 전단기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트림 나이프들의 세트들 각각은, 트림 나이프들이 결여된 관통 경로(pass through path)에 의해 연속적으로 회전가능한 말단 단부(tail end) 트림 나이프들로부터 측방향으로 이격된 연속적으로 회전가능한 전방 단부(front end) 트림 나이프들을 포함하는,
    트림 전단기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트림 나이프들의 활성 위치 설정된 세트가 압연기 통과 라인에 정렬된 그의 관통 경로를 갖는,
    트림 전단기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    하기 순서로,
    (a) 상기 생성물 전방 단부를 절단(sever)하도록 전방 단부 트림 나이프들로;
    (b) 상기 전방 단부 트림 나이프들로부터 관통 경로로―상기 압연기 통과 라인을 따라 상기 생성물의 연속 이동을 허용함―; 그리고
    (c) 생성물 말단 단부를 절단하도록 상기 관통 경로로부터 말단 단부 트림 나이프들로,
    상기 트림 나이프들의 활성 위치 설정된 세트를 가로질러 생성물을 지향하는 스위치(switch) 수단을 더 포함하는,
    트림 전단기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    압연기 통과 라인을 따라 상기 트림 스테이션과 연속으로 배열된 초핑(chopping) 스테이션을 더 포함하며,
    상기 초핑 스테이션은, 고속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 잘게 자르도록(chop) 구성 및 배열된 초핑 나이프들의 고속 세트, 및 저속 생성물들의 전방 단부 및 말단 단부를 잘게 자르도록(chop) 구성 및 배열된 초핑 나이프들의 상이한 저속 세트를 가지며,
    상기 초핑 나이프의 고속 세트 및 초핑 나이프의 저속 세트는 상기 트림 나이프의 고속 세트 및 트림 나이프의 저속 세트에 제각기 정렬되며,
    상기 횡행 수단은 압연기 통과 라인 상의 활성 위치에서 상기 초핑 나이프의 고속 세트 또는 초핑 나이프의 저속 세트 중 하나의 세트 또는 다른 하나의 세트를 번갈아 위치하도록 압연기 통과 라인에 대해서 가로로 상기 초핑 스테이션을 이동시키도록 작동가능한,
    트림 전단기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 초핑 나이프들의 세트들 각각은, 초핑 나이프들이 결여된 관통 경로에 의해 연속적으로 회전가능한 말단 단부 초핑 나이프들로부터 측방향으로 이격된 연속적으로 회전가능한 전방 단부 초핑 나이프들을 포함하는,
    트림 전단기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 트림 스테이션과 상기 초핑 스테이션 사이에 위치된 가이드 스테이션(guide station)에서 이송 가이드를 더 포함하는,
    트림 전단기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이송 가이드는 측방향으로 배치된 고속 섹션(section) 및 저속 섹션을 가지며, 상기 고속 섹션은 고속 관통 경로(high speed through path)에 의해 분리되는 전방 및 말단 단부 고속 가이드 경로들을 가지며, 상기 저속 섹션은 저속 관통 경로에 의해 분리되는 전방 및 말단 단부 저속 가이드 경로들을 가지고, 상기 고속 경로들은 고속 생성물들을 위한 근접 지지 및 안내를 제공하도록 치수결정되며, 상기 저속 경로들은 상기 저속 생성물들을 취급하도록 상기 고속 경로들에 비해 보다 관대하게 할당되는(generously proportioned),
    트림 전단기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고속 이송 가이드 섹션 및 저속 이송 가이드 섹션은 상기 트림 스테이션 및 초핑 스테이션과 측방으로 이동가능한 단일 유닛(unit)으로 조합되는,
    트림 전단기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 고속 이송 가이드 섹션 및 저속 이송 가이드 섹션은 상기 가이드 스테이션에서 번갈아 채용가능한 별도의 유닛(unit)들을 포함하는,
    트림 전단기.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 트림 스테이션 및 상기 초핑 스테이션은 공통의 베드(bed) 상에 지탱되며, 상기 횡행 수단은 압연기 통과 라인에 대해 가로로 상기 베드를 이동하도록 작동하는,
    트림 전단기.
  12. 압연기 통과 라인을 따라 압연기로부터 나오고, 압연될 생성물의 크기에 따라, 고속 또는 저속으로 이동하는, 열간 압연된 생성물의 전방 단부 및 말단 단부를 트리밍하는, 트림 전단기로서, 상기 장치는,
    고속 트림 나이프 및 저속 트림 나이프의 측방향으로 배치된 세트들을 갖는 트림 스테이션- 트림 나이프들의 각각의 세트는 관통 경로에 의해 말단 단부 트림 나이프들로부터 측방향으로 이격된 전방 단부 트림 나이프들을 포함함-;
    압연기 통과 라인에 그의 관통 경로가 정렬되는 활성 위치에서 상기 고속 트림 나이프 또는 저속 트림 나이프의 세트들 중 하나의 세트 또는 다른 하나의 세트에 번갈아 위치하도록 압연기 통과 라인에 대해서 가로로(transversely) 상기 트림 스테이션을 이동시키기 위한 횡행 수단(traversing means); 및
    하기 순서로,
    (a) 상기 생성물 전방 단부를 절단하도록 전방 단부 트림 나이프들로;
    (b) 상기 전방 단부 트림 나이프들로부터 관통 경로로―상기 압연기 통과 라인을 따라 상기 생성물의 연속 이동을 허용함―; 그리고
    (c) 생성물 말단 단부를 절단하도록 상기 관통 경로로부터 말단 단부 트림 나이프들로,
    상기 트림 나이프들의 활성 위치 설정된 세트를 가로질러 생성물을 지향하는 스위치 수단을 더 포함하는,
    트림 전단기.
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