KR20160146935A - 스트립 편향기 및 롤 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 스트립의 표면으로부터 압연 매체를 편향시키기 위한 스트립 편향기에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은, 스트립 편향기가 이격되어 그에 인접 배치되는 롤과 본 발명에 따른 스트립 편향기로 구성되는 롤 어셈블리에도 관한 것이다. 스트립 편향기는, 실질적으로, 압축 공기 챔버와 이 압축 공기 챔버와 유동 안내 방식으로 연결된 노즐(116)이 그 내에 형성되어 있는 본체로 구성된다. 노즐(116)은 압축 공기 챔버(114)와 연결된 제1 노즐 채널 섹션(116-I)과 하류에 연결된 제2 노즐 채널 섹션(116-II)으로 구성된다. 롤 스탠드 내의 롤에 대해 스트립 편향기의 밀봉 작용을 향상시키기 위해, 본 발명에 따라서, 본체(110)의 첨단부(112)의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부(116-I-2)가 스트립 편향기의 첨단부(112)로부터 이격 만곡되어 제2 노즐 채널 섹션(116-II)의 단부 상에서 제2 분리 에지(119)를 형성하는 점이 제안된다.

Description

스트립 편향기 및 롤 어셈블리{STRIP DEFLECTOR AND ROLL ASSEMBLY}
본 발명은 스트립 편향기에 관한 것이다. 스트립 편향기들은 전형적인 금속 스트립을 압연하기 위한 롤 스탠드들 내의 차폐 장치들이다. 압연 공정 동안, 롤들은 보통 냉각제 및/또는 윤활제와 같은 압연 매체를 공급받는다. 이런 경우 스트립 편향기들은 추가로 금속 스트립의 표면으로부터 냉각제 또는 윤활제를 비접촉 방식으로 이격 유지하기 위해 이용된다. 추가로, 본 발명은 적어도 하나의 롤과 적어도 하나의 본 발명에 따른 스트립 편향기를 포함하는 롤 어셈블리에도 관한 것이다.
훨씬 거리가 먼 종래기술로는 유럽 특허 출원 EP 0 765 696, EP 0 513 632 및 EP 1 474 253과 미국 공보 US 5,490,300 및 US 6,260,287이 참조된다.
본 발명에 따른 스트립 편향기는, 유럽 특허 공보 EP 0 662 359에 개시된 것과 같은 스트립 편향기에 대한 개발안이다. 유럽 특허 공보 EP 0 662 359 B1로부터 공지된 스트립 편향기는 실질적으로 첨단부(tip)를 포함한 본체(main body)로 구성된다. 본체 내에는 적어도 하나의 압축 공기 챔버와, 이 압축 공기 챔버로부터 압축 공기를 유출하기 위한 하나의 노즐이 형성되어 있다. 압축 공기 챔버는, 압축 공기 챔버 및 노즐을 위해 압축 공기를 공급하는 압축 공기원(compressed-air source)과 유동 안내 방식(flow-conducting manner)으로 연결된다. 노즐은 압축 공기 챔버와 유동 안내 방식으로 연결된 제1 노즐 채널 섹션과, 유동 방향으로 제1 노즐 채널 섹션의 하류에 연결되는 제2 노즐 채널 섹션으로 구성된다. 제1 노즐 채널 섹션은 실질적으로 서로 평행한 2개의 측벽부로 구성되고, 일측 측벽부는 본체의 첨단부로 향해 있는 것으로서 지칭되며, 그에 반해 타측 측벽부는 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 것으로서 지칭된다. 제1 노즐 채널 섹션에서 제2 노즐 채널 섹션으로의 전이부(transition) 내에서는, 본체의 첨단부로 향해 있는 측벽부가 본체의 첨단부를 향해 만곡되어 제1 분리 에지(separation edge)를 형성한다. 제2 노즐 채널 섹션은, 실질적으로, 유동 방향으로 제1 분리 에지를 넘어서 연장되는 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부의 연장부 또는 연장 섹션을 통해 형성된다.
EP 0 662 359 B1로부터 공지된 스트립 편향기는, 압연할 또는 압연된 스트립의 폭에 걸쳐서 대체로 슬롯으로 형성된 노즐을 포함한다. 노즐 또는 이 노즐에서 유출되는 압축 공기 유동에 의해, 프란틀 마이어(Prandtl Meyer)의 팽창 유동(expansion flow)의 작용 메커니즘의 이용하에, 스트립 편향기와, 이 스트립 편향기가 그에 인접 배치되는 롤 사이의 간극이 존재하는 냉각제 및/또는 윤활제에 대해 밀봉된다.
프란틀 마이어의 팽창 유동은 기체 역학(gas dynamics)의 영역에서 발생하는 현상, 요컨대 초음속 범위의 유체 편향에서 발생하는 현상이다. 이처럼 유동 전환(flow diversion) 및 유동 처리(flow processing)의 효과는 작업 롤의 롤 동체(roll barrel)와 이 롤 동체에 인접 배치되는 스트립 편향기 사이의 간극의 효과적인 밀봉을 달성한다. 구체적으로 말하면, 상기 효과는 스트립 편향기 상부의 영역으로부터 스트립 편향기와 압연된 또는 압연할 스트립의 표면 사이의 영역 내로 냉각제 또는 윤활제의 침투를 효과적으로 방지한다. 롤 동체와 인접 배치된 스트립 편향기 사이의 간극 내에서 높은 흡입 작용을 통해, 심지어 추가 주변 공기는 스트립 편향기와 스트립 표면 사이의 영역으로부터 롤과 스트립 편향기 사이의 간극을 통과하여 스트립 편향기 상부의 영역 내로 배기되거나 흡입 배출된다. 이는, 언급한 압연 매체가 더 이상 간섭받지 않으면서 스트립 상에 정착될 수 있다는 장점을 갖는다. 공기 유동의 안내는, 침전되거나 분리되는 것 대신, 볼록한 표면을 따라서 흘러가는 유체 제트(fluid jet)의 경향이 확인될 수 있는 것인 이른바 코안다 효과(Coanda effect)를 통해 보조된다.
실제로 확인된 점에 따르면, EP 0 662 359로부터 공지된 스트립 편향기의 구조적인 실시예는 다양한 기능들과 관련하여 완전하게 만족스럽지 못하다. 특히 유체, 여기서는 압축 공기가, 프란틀 마이어의 팽창 유동을 이용하여 언급한 높은 흡입 작용을 달성하기 위해, 초음속으로 가속화되어야 한다는 사실은 단점들을 나타낸다. 한편으로 단점으로서 지칭되는 경우는 압축 공기의 초음속과 결부되는 높은 소음 발생이며, 그리고 다른 한편으로는 마찬가지로 상기 초음속과 결부되는 극도로 높으면서도 비용 집약적인 압축 공기 소모량이 언급된다. 추가 단점으로서 언급되는 경우는, 공지된 노즐의 심하게 라운딩된 유출 영역으로 인해, 유출되는 공기 유동이 코안다 효과를 기반으로 실질적인 부분에서 롤 표면으로부터 이격 안내됨으로써 밀봉 작용은 단지 매우 불리하게만 될 뿐이라는 점에 있다. 이처럼 매우 불리한 밀봉 작용의 원인은, 실질적으로 편향된 공기 유동과 롤 표면 사이에서, 편향할 매체를 스트립 편향기로부터 이격 이송하는 것 대신, 롤 동체의 바로 근처에서 상기 편향할 매체를 대부분 다시 스트립 편향기의 방향으로 안내하는 와류가 형성된다는 점에 있다.
본 발명의 과제는, 롤 스탠드 내의 롤에 대한 스트립 편향기의 밀봉 작용이 개선되게 하는 정도로, 롤 스탠드 내에서 금속 스트립으로부터 압연 매체를 편향시키기 위한 공지된 스트립 편향기 및 이런 유형의 스트립 편향기를 포함하는 공지된 롤 어셈블리를 개량하는 것에 있다.
상기 과제는 특허 청구항 제1항의 대상을 통해 해결된다. 상기 대상은, 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부가 스트립 편향기의 첨단부로부터 이격 만곡되어 제2 노즐 채널 섹션의 단부 상에서 제2 분리 에지를 형성하는 것을 특징으로 한다.
"스트립"이란 개념은, 본 발명의 의미에서, 압연할, 또는 압연된 금속 스트립을 의미한다.
"외부 에지"란 개념은, 본 발명의 의미에서, 자체의 횡단면 윤곽이 [수학의 이상론(ideal-theoretic)으로 말하면] 연속적으로 형성되지만, 그러나 구별할 수 없는 정도로 형성되는 것인 에지를 의미한다. 제1 및 제2 분리 에지는, 자체의 실제로 각각 뾰족한 횡단면 윤곽을 기반으로, 노즐 내의 공기 유동이 분리 에지를 통과한 후에 더 이상 계속하여 노즐의 윤곽을 따를 수 없게 하며, 다시 말하면 강하게 편향되는 것이 아니라, 제1 노즐 채널 섹션의 상류에서 사전 설정된 것과 같은 원래의 방향으로 계속 유동하게 한다.
"압연 매체"란 개념은, 스트립을 압연하기 위해 롤들 또는 스트립 상으로 도포되는 냉각 매체 및/또는 윤활 매체를 의미한다.
제2 분리 에지의 청구되는 형성은, 공기 유동이 제2 노즐 채널 섹션의 단부에서 사실상 실질적으로 자체의 이전 유동 방향으로 롤 동체를 향해 유동하거나, 또는 적어도 접선으로 롤 동체를 따라서 유동하며, 그리고 (앞에서 종래 기술에서 기재한 것처럼) 코안다 효과를 기반으로 제2 노즐 채널 섹션의 측벽부의 단부에서의 곡률을 따르면서 롤 동체로부터 이격 안내되지 않는다는 장점을 제공한다. 청구되는 제2 외부 에지를 통해 실현되어 조밀하게 롤 동체를 따르는 공기 유동은, 바람직하게는 스트립 편향기 상부의 근접 영역에서 공기 유동의 와류 형성이 방지되게 하며, 그럼으로써 할당된 롤에 대한 스트립 편향기의 밀봉 작용은 분명하게 개선되는데, 그 이유는 더 이상 압연 매체가 와류 형성을 통해 스트립 편향기의 방향으로, 또는 스트립 편향기의 노즐의 방향으로 안내되지 않기 때문이다.
제2 분리 에지를 포함하는 제2 노즐 채널 섹션의 청구되는 구성은 기하학적으로 극도로 단순하며 그에 따라 경제적으로 제조된다. 따라서 복잡한 라운딩 부분들 및 볼록한 표면들은 제조되지 않아도 된다. 단지 정의한 제2 분리 에지만이 정확하게 정해지고 형성되기만 하면 된다.
제1 실시예에 따라서, 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부는 제1 노즐 채널 섹션의 영역에서뿐만 아니라 제2 노즐 채널 섹션의 영역에서도 균일한 평면을 형성한다.
단차(step) 형성된 제1 분리 에지와 본체의 첨단부 사이에 물방울 모양의 볼록 만곡형 유동 안내 윤곽이 형성된다면, 이는, 본체의 첨단부와 노즐 간 영역 내의 스트립 편향기와, 이에 대향하여 위치하는 롤 동체 사이의 간극이 분명하게 정의되고 그 밖의 경우에는 청구되는 유동 안내 윤곽 없이 존재할 수도 있는 존재하는 자유 공간은 메워진다는 장점을 제공한다. 자유 공간 또는 빈 공간을 메우는 것을 통해, 상기 영역에서는 의도하지 않은 역류성 공기 유동을 포함한 의도하지 않은 와류의 형성은 방지되며, 그리고 이런 방식으로 압연 매체가 스트립 편향기와 스트립 사이의 영역 내로 흡입되게 하는, 스트립 편향기와 롤 동체 사이의 간극 내에서의 흡입 작용은 개선된다. 간극 내의 공기는 난류 없이 롤 동체의 표면을 따라서 안내된다.
유동 안내 윤곽의 만곡부는, 바람직하게는, 본체의 첨단부와 제1 분리 에지 간 연결선과 제1 노즐 채널 섹션 내 유동 방향(R) 사이의 각도(α)가 더 작아질수록, 즉 더 예각이 될수록, 그만큼 더 작게 형성될 수 있다.
압축 공기원으로서는 예컨대 3bar 미만의 압력(< 3bar)을 갖는 압축 공기를 생성하기 위한 컴프레서, 또는 예컨대 1.5bar 미만의 압력(< 1.5bar)을 갖는 압축 공기를 생성하기 위한 송풍기가 이용될 수 있다. 중요한 점은, 노즐 내의 공기 유동이 어느 경우이든지 본 발명의 경우 초음속에만 도달하기만 하면 되고, 그에 따라 단지 초음속 유동에 대해서만 적용되는 프란틀 마이어 효과의 물리적인 작용 원리는 본 발명의 경우 더 이상 영향을 주지 않는다. 압축 공기 생성을 위한 송풍기의 이용은, 이런 방식으로 공급된 압축 공기가 전형적으로 제공되는 공장 압축 공기(plant compressed-air)보다 분명히 더 저렴하다는 장점을 제공한다. 초음속 범위로 공기 유동을 제한하는 점을 기반으로, 바람직하게는 소음 하중뿐만 아니라 시간 단위당 압축 공기의 소모량은 초음속 범위의 압축 공기의 이용에 비해, 분명하게 감소되는 점이 달성된다.
한 추가 실시예에 따라서, 스트립 편향기는 폭 방향으로 복수의 압력 챔버를 포함할 수 있으며, 이들 압력 챔버는 각각 자체의 공급 라인을 통해 압축 공기원과 연결된다. 바람직하게는 공급 라인들 각각은 자체의 차단 밸브(shut-off valve)를 통해 개별적으로 차단될 수 있다. 개별 차단 밸브들과 함께 복수의 압력 챔버를 제공하는 점은, 스트립 편향기의 이용되는 폭이, 특히 스트립 편향기의 가장자리 영역들이 차단 밸브들에 의해 경우에 따라 압축 공기 공급으로부터 차단될 수 있게 됨으로써, 실제로 각각의 이용되는 롤 폭에, 또는 스트립의 폭에 부합하게 설정될 수 있다는 장점을 제공한다. 이런 방식으로, 바람직하게는 특히 고가의 압축 공기 소모량에 대한 작동 비용이 절감될 수 있다. 또한, 기재한 실시형태는, 허용되는 프레임 기하구조들의 변형예를 확대시키는 장점을 제공한다. 요컨대 스트립 두께 스펙트럼 및 롤 마멸 범위는, 기능성을 저하하지 않으면서, 가변적으로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 스트리퍼(stripper)의 노즐은 스트립 편향기의 전체 폭에 걸쳐서 연장되며, 그리고 슬롯 노즐(slot nozzle)로서 형성되거나, 또는 복수의 개별 보어로 형성될 수 있다.
본체의 첨단부의 영역은 특히 마모 집중 영역인데, 그 이유는 스트립 진입 또는 진출 동안, 그리고 스트립 파단(strip tearing) 시 자주 되풀이하여 상기 영역에서 너무 높은 하중이 발생하기 때문이다. 스트립 편향기의 본체의 첨단부가 별도의 구조부재로서 분리 가능하게 본체와 연결될 수 있는 방식으로 형성된다면, 이는, 첨단부가 마모 부재로서 간단하게 교환될 수 있다는 장점을 제공한다. 이는, 전형적으로, 전체 스트립 편향기의 교환보다 분명히 더 저렴하다. 본체의 첨단부는 예컨대 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.
또한, 앞에서 언급한 과제는, 특허청구범위에서 어느 하나의 청구항에 따르는, 적어도 하나의 롤과 (간극에 이르기까지) 이 롤의 동체에 인접 배치되는 적어도 하나의 스트립 편향기를 포함하는 롤 어셈블리를 통해 해결된다. 이 경우, 스트립 편향기는 적어도 본체의 첨단부의 영역에서 1 내지 9㎜, 바람직하게는 5㎜의 간극 폭(d)을 갖는 간극에 걸쳐서 이격되어 롤에 인접 배치된다. 제1 분리 에지에서는 짧은 제1 노즐 채널 섹션이 종결되며, 그리고 그 다음 공기는 하류에 연결된 제2 노즐 채널 섹션 내에서 상부의 제2 분리 에지를 넘어서 유동한다. 유동의 관성을 기반으로, 유동은 상기 제2 분리 에지로부터 대향하여 위치하는 롤 동체에까지 통과하며 그에 따라 롤 동체와 스트립 편향기 사이의 간극을 비접촉 방식으로 밀봉한다. 최대 약 9㎜의 언급한 간극 폭은, 바람직하게는, 종래 기술로부터 공지된 초음속 압축 공기로 작동되는 노즐에 해당하는 것보다, 스트립 표면과 스트립 편향기 사이의 공기 영역으로부터 매체 하중을 받는 공기를 훨씬 더 많이 배출하도록 허용한다. 공지된 노즐의 경우, 공급되는 압축 공기 대 총 배출 공기량의 비율은 1:3의 계수이었다. 최대 약 9㎜로 본 발명에 따르는 공기 간극의 증가와 더불어, 비율은 1:4 이상으로, 예컨대 1:5로 증가된다. 그에 따라, 스트립 상에서 압연 매체 입자들이 잔존하는 문제는 실질적으로 감소되며, 그럼으로써 스트립의 품질은 실질적으로 개량된다. 롤 어셈블리의 추가 장점들은 청구되는 스트립 편향기와 관련하여 앞에서 언급한 장점들에 상응한다. 본 발명에 따른 스트립 편향기는 위치 제어 방식으로 작동 개시되지 않아도 된다. 요컨대 대개 사전 정의된 정지부만으로도 충분하다. 그러나 이는 전체 기하구조, 특히 롤 마모로 인한 롤 마멸에 따라 결정된다. 본 발명에 따른 스트립 편향기는, 롤 교환 동안 스탠드 윈도우(stand window)로부터 인출될 수 있도록 하기 위해, 이송 가능한 조정 장치에 강제적으로 고정되지 않아도 된다. 열간 압연기의 마모 집중적인 환경에 대해서는, 각각의 롤 스탠드 내 작업 롤 쵸크들(working roll chock) 사이에 본 발명에 따른 스트립 편향기를 고정 배치하는 점이 권장된다. 본 발명에 따른 스트립 편향기는 롤 스탠드 내 상부 작업 롤에 대한 인접 배치를 위해서뿐만 아니라 롤 스탠드 내 하부 작업 롤에 대한 인접 배치를 위해서도 적합하다.
밀봉 작용의 증대를 위해, 특정한 개별 사례들에서는, 롤의 외주 상에 분포되는 방식으로 적어도 2개의 본 발명에 따른 스트립 편향기를 (상하로) 배치하는 점이 합당할 수 있다. 본 발명에 따른 스트립 편향기의 복수 개의 이용은, 해당 위치에서 유출 측 롤 냉각 장치가 제공된다면, 예컨대 롤 스탠드의 유출구에서/유출 측에서 권장되는데, 그 이유는 이런 경우 유출 측에서 매우 많은 냉각 매체가 배출되어야 하기 때문이다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본원의 명세서에는 3개의 도면이 첨부되어 있다.
도 1은 제1 실시예에 따르는 본 발명에 따른 스트립 편향기를 포함하는 본 발명에 따른 롤 어셈블리를 절단하여 도시한 횡단면도이다.
도 2는 제2 실시예에 따르는 본 발명에 따른 롤 어셈블리를 절단하여 도시한 횡단면도이다.
도 3은 제3 실시예에 따르는 본 발명에 따른 롤 어셈블리를 도시한 사시도이다.
본 발명은 언급한 도 1 내지 도 3을 참조하여 하기에서 실시예들의 형태로 상세하게 기재된다. 모든 도면에서 동일한 기술적 부재들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 1에는, 본 발명에 따른 롤 어셈블리가 확인되며, 이에 따라 본 발명에 따른 스트립 편향기(100)는 롤(300)의 동체에 인접 배치된다. 도 1의 하부 영역에는 롤 동체에 대해 접선으로 압연할 또는 압연된 금속 스트립(200)이 확인된다. 스트립 편향기(100)는 자체의 본체(110)로 간극에 걸쳐서 이격되어 롤(300)에 인접 배치된다. 간극 폭(d)은 예컨대 1 내지 9㎜이다.
스트립 편향기(100)는 실질적으로 본체(110)로 구성되며, 이 본체 내에는 적어도 하나의 압축 공기 챔버(114)와, 이 압축 공기 챔버와 유동 안내 방식으로 연결되어 롤(300)의 동체 쪽으로 압축 공기를 유출하기 위한 노즐(116)이 형성되어 있다. 압축 공기는, 압축 공기 챔버(114)와 유동 안내 방식으로 연결되어 있는 압축 공기원(118)(도 3 참조)으로부터 공급된다. 압축 공기 챔버(114)와 노즐(116) 사이의 유동 안내식 연결부는 예컨대 중간 채널(115)의 형태로 형성될 수 있다.
노즐(116)은, 압축 공기 챔버(114)와 유동 안내 방식으로 연결된 제1 노즐 채널 섹션(116-I)과, 압축 공기의 유동 방향(R)으로 제1 노즐 채널 섹션의 하류에 연결된 제2 노즐 채널 섹션(116-II)으로 구성된다. 제1 노즐 채널 섹션(116-I)은 직접적으로 압축 공기 챔버(114)의 연장부로서 형성될 수 있거나, 또는 중간 채널(119)을 통해 압축 공기 챔버(114)와 유동 안내 방식으로 연결될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 노즐 채널 섹션(116-I)은, 바람직하게는 서로 평행하게 대향하는 2개의 측벽부(116-I-1; 116-I-2)로 구성되며, 제1 측벽부(116-I-1)는 본체(110)의 첨단부(112)로 향해 있는 것으로서 지칭되며, 그에 반해 대향하는 타측 측벽부(116-I-2)는 본체의 첨단부(112)의 반대 방향으로 향해 있는 것으로서 지칭된다.
제1 노즐 채널 섹션에서 제2 노즐 채널 섹션으로의 전이부 내에서는, 본체(110)의 첨단부(112)로 향해 있는 측벽부(116-I-1)가 본체의 첨단부(112)를 향해 만곡되어 제1 분리 에지(117)를 형성한다.
단차 형성된 제1 분리 에지(117)와 본체(110)의 첨단부(112) 사이에는 바람직하게는 물방울 모양의 볼록 만곡형 유동 안내 윤곽(120)이 형성된다. 유동 안내 윤곽(120)은 바람직하게는 아치 형태로 형성된 바람직하게는 오목 만곡부로 매끄럽게, 다시 말하면 접힌 부분의 형성 없이 본체(110)의 첨단부(112)로 전이된다. 유동 안내 윤곽(120)의 만곡부는, 본체의 첨단부(112)와 제1 분리 에지(117) 간 연결 직선(g)과 제1 노즐 채널 섹션(116-I) 내 유동 방향(R) 사이의 각도(α)가 더 작아질수록, 그만큼 더 작게 형성될 수 있다(도 2 참조).
적합한 구성에서, 각도(α)에 대한 대안으로, 제1 노즐 채널 섹션(116-I)의 방향과 중간 채널 사이의 각도 역시도 유동 안내 윤곽(120)의 만곡부의 높이에 대한 기점(starting point)으로서 이용될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예의 경우, 제1 노즐 채널 섹션(116-I)과 중간 채널(115) 사이에 직각이 형성된다. 한편, 도 2에 도시된 실시예의 경우에는, 제1 노즐 채널 섹션(116-I)과 중간 채널(115) 사이에 예각이 형성된다. 그러므로 유동 안내 윤곽(120)의 만곡부는, 도 1에 도시된 실시예의 경우에서보다, 도 2에 도시된 실시예의 경우에 더 분명하지 않게 나타날 수 있다.
제2 노즐 채널 섹션(116-II)은 제1 노즐 채널 섹션의 연장부를 형성하며, 그리고 실질적으로 유동 방향(R)으로 분리 에지(117)의 높이를 넘어서 연장되는 본체의 첨단부(112)의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부(116-I-2)의 연장부를 통해 정의되거나 범위 한정된다. 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부(116-I-2)는 스트립 편향기의 첨단부(112)로부터 이격 만곡되어 제2 노즐 채널 섹션(116-II)의 단부 상에서 제2 분리 에지(119)를 형성한다.
중요한 점은, 두 분리 에지 상의 공기 유동이 코안다 효과로 인해 해당 영역들에서 본체의 만곡된 윤곽을 따라가는 것이 아니라, 그 대신 자체의 원래 유동 방향으로 계속하여 롤 동체를 향해, 또는 적어도 접선으로 롤 동체의 표면을 따라서 유동하는 점을 보장하기 위해, 제1 분리 에지(117)뿐만 아니라 제2 분리 에지(119)는 최대한 작은 곡률 반경을 갖는 예리한 에지를 형성한다는 점에 있다.
본체(110)의 첨단부(112)의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부들은 제1 노즐 채널 섹션(116-I) 및 제2 노즐 채널 섹션(116-II)의 영역에서 균일하게 단일의 공통 평면의 형태로 형성될 수 있다. 그 대안으로, 상기 측벽부는 두 노즐 채널 섹션 내에서, 또는 단지 제2 노즐 채널 섹션 내에서만 제2 분리 에지에 이를 때까지 약간 볼록하게, 그리고 첨단부(112)로부터 이격 만곡되어 형성될 수 있다. 그러나 이 경우 볼록 만곡부는 제2 노즐 채널 섹션(116-II)의 영역에서 제2 분리 에지(110)에 이르기까지 필요한 경우 공기 유동이 [롤(300)의 동체에 스트립 편향기(100)가 지정된 방식으로 인접 배치된 경우] 노즐로부터 유출 시 언제나 롤(300)의 표면에 부딪치거나, 또는 적어도 접선으로 롤의 동체를 따라서 유동하는 정도로 형성되기만 하면 된다. 달리 표현하면, 상기 영역 내의 볼록 만곡부는, (롤에 스트립 편향기가 지정된 방식으로 인접 배치된 경우) 단지 제2 분리 에지에서 제2 노즐 채널 섹션의 측벽부(116-II)에 대한 접선이 언제나 롤 동체와 만나거나, 또는 롤 동체에 적어도 접할 정도로만 형성되기만 하면 된다.
스트립 편향기(100)의 첨단부(112)는 바람직하게는 별도의 구조 부재로서 분리 가능하게 본체와 연결될 수 있는 방식으로 형성된다. 이는, 첨단부가 실제로 강하게 마모되기 때문에, 바람직하다. 첨단부는 금속으로, 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.
도 3에서는, 노즐이 예컨대 슬롯 형태로 형성될 수 있는 점이 확인된다. 그러나 그 대안으로, 노즐은, 유동 안내 방식으로 압축 공기 챔버(114)와 연결되는 복수의 개별 노즐 또는 개별 보어로 형성될 수 있다.
또한, 도 3에서는, 압축 공기 챔버(114)가 1 ≤ n ≤ N인 복수 개(N)의 개별 압축 공기 챔버(114-n)의 형태로 형성될 수 있으며, 개별 압축 공기 챔버들 각각은 폭 방향으로 노즐(116)의 특정한 섹션에 압축 공기를 공급하기 위해 제공되어 있는 점도 확인된다. 이를 목적으로, 개별 압축 공기 챔버(114-n)들은 바람직하게는 각각 자체의 공급 라인을 통해 압축 공기원(118)과 연결된다. 공급 라인들 각각은 바람직하게는 1 ≤ n ≤ N인 자체의 차단 밸브(115-n)를 통해 개별적으로 차단될 수 있다. 폭 방향에서 노즐(116)로의 압축 공기 공급이 각각 압연할, 또는 압연된 스트립(200)의 폭에 가변적으로 매칭될 수 있는 방식으로 형성되는 상기 구현예의 장점은 앞에서 이미 기재하였다.
본 발명에 따른 스트립 편향기의 본체(110)는 구조적으로 하부 성형품(110-1)(molded part)과 상부 성형품(110-2)으로 형성될 수 있다.
100: 스트립 편향기
110: 본체
110-1: 하부 성형품
110-2: 상부 성형품
112: 첨단부
114: 압축 공기 챔버
114-n: 압축 공기 챔버
115: 중간 채널
116: 노즐
116-I-1: 측벽부
116-I-2: 측벽부
116-II: 노즐 채널 섹션
117: 제1 분리 에지
118: 압축 공기원
119: 제2 분리 에지
120: 유동 안내 윤곽
200: 스트립
300: 롤
R: 유동 방향
α: 각도
g: 연결 직선
N: 압축 공기 챔버의 총 개수

Claims (13)

  1. 스트립(200)의 표면으로부터 압연 매체를 비접촉 방식으로 편향시키기 위한 스트립 편향기(100)로서, 상기 스트립 편향기는,
    적어도 하나의 압축 공기 챔버(114)와 압축 공기를 유출하기 위한 적어도 하나의 노즐(116)을 구비하여 첨단부(112)를 형성하는 본체(110)와,
    압축 공기 챔버(114)와 유동 안내 방식으로 연결되어 압축 공기 챔버(114) 및 노즐(116)을 위한 압축 공기를 공급하기 위한 압축 공기원(118)를 포함하고,
    노즐(116)은, 압축 공기 챔버(114)와 유동 안내 방식으로 연결된 제1 노즐 채널 섹션(116-I)과 유동 방향(R)으로 제1 노즐 채널 섹션의 하류에 연결된 제2 노즐 채널 섹션(116-II)을 포함하고,
    제1 노즐 채널 섹션(116-I)은 본체(110)의 첨단부(112)로 향해 있는 측벽부(116-I-1)와 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 대향하는 측벽부(116-I-2)를 통해 형성되고,
    제1 노즐 채널 섹션에서 제2 노즐 채널 섹션으로의 전이부 내에서는 본체의 첨단부(112)로 향해 있는 측벽부(116-I-1)가 본체(100)의 첨단부(112)를 향해 만곡되어 제1 분리 에지(117)를 형성하며,
    제2 노즐 채널 섹션(116-II)은 유동 방향(R)으로 제1 분리 에지(117)를 넘어서 연장되는 본체의 첨단부(112)의 반대 방향으로 향해 있는 측벽부(116-I-2)의 연장부를 통해 범위 한정되는 것인, 상기 스트립 편향기에 있어서,
    상기 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 상기 측벽부(116-I-2)는 상기 스트립 편향기의 첨단부(112)로부터 이격 만곡되어 상기 제2 노즐 채널 섹션(116-II)의 단부 상에서 제2 분리 에지(119)를 형성하는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체의 첨단부의 반대 방향으로 향해 있는 상기 측벽부의 섹션이면서 상기 제2 노즐 채널 섹션(116-II)을 범위 한정하는 상기 섹션은, 상기 제1 노즐 채널 섹션(116-I)의 영역에서뿐만 아니라 상기 제2 노즐 채널 섹션(116-II)의 영역에서도, 균일한/공통 평면을 형성하거나, 또는 볼록 만곡형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단차 형성된 상기 제1 분리 에지(117)와 상기 본체의 첨단부(112) 사이에는 물방울 모양의 볼록 만곡형 유동 안내 윤곽(120)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  4. 제3항에 있어서, 상기 유동 안내 윤곽의 만곡부는, 상기 본체의 첨단부(112)와 상기 제1 분리 에지(117) 간 연결선(g)과 상기 제1 노즐 채널 섹션 내 유동 방향(R) 사이의 각도(α)가 더 작아질수록, 그만큼 더 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 공기원(118)은 예컨대 3bar의 압력을 갖는 압축 공기를 생성하기 위한 컴프레서로서, 또는 예컨대 1.5bar의 압력을 갖는 압축 공기를 생성하기 위한 환풍기로서 형성되며, 상기 노즐(116) 내에서의 공기 유동은 상기 두 사례 모두에서 단지 초음속에만 도달하는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립 편향기는 폭 방향으로 복수 개(N)의 압력 챔버(114-n)를 포함하며, 이들 압력 챔버는 각각 자체의 공급 라인을 통해 상기 압축 공기원(118)과 연결되며, 바람직하게는 상기 공급 라인들 각각은 차단 밸브(115-n)를 통해 개별적으로 차단될 수 있는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(116)은 상기 스트립 편향기(100)의 전체 폭에 걸쳐서 슬롯 노즐로서 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(116)은 상기 스트립 편향기의 전체 폭에 걸쳐서 복수의 개별 노즐로 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립 편향기의 본체(110)의 첨단부(112)는 별도의 구조부재로서 분리 가능하게 상기 본체와 연결되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨단부(112)는 금속 또는 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 스트립 편향기(100).
  11. 적어도 하나의 롤(300)과, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 스트립 편향기(100)를 포함하는 롤 어셈블리에 있어서, 상기 스트립 편향기는 본체(110)의 첨단부(112)의 영역에서 예컨대 d = 1 ~ 9㎜의 간극 폭(d)을 갖는 간극에 걸쳐서 이격되어 롤에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 롤 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 롤(300)의 원주방향으로 2개 또는 그 이상의 스트립 편향기(100)가 분포 배치되는 것을 특징으로 하는 롤 어셈블리.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 본체(110)의 첨단부(112)의 반대 방향으로 향해 있는 제2 노즐 채널 섹션의 측벽부는 볼록 만곡형으로 형성되며, 볼록 만곡부는, (상기 롤에 상기 스트립 편향기가 지정된 방식으로 인접 배치된 경우) 단지 제2 분리 에지에서 상기 제2 노즐 채널 섹션의 측벽부(116-II)에서의 접선이 언제나 롤 동체와 만나거나, 또는 롤 동체에 적어도 접하도록만 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 어셈블리.


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