KR20170020566A - 싱크 롤 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크 롤 구동장치에 관한 것으로, 이는 롤 축을 구비한 싱크 롤; 이 롤 축을 지지하는 쵸크를 구비한 지지프레임; 및 이 지지프레임과 롤 축 사이에 연결되어, 싱크 롤을 감아 도는 스트립에 의해 가해지는 장력의 방향과 반대방향으로 롤 축에 반장력을 가하는 반장력 인가부를 포함하여, 싱크 롤에 작용되는 장력을 저감하여 부시 등과 같은 부품의 마모를 방지함으로써, 설비의 수명을 향상시키고 돌발적인 고장을 예방하며, 안정적인 생산이 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

싱크 롤 구동장치 {Apparatus for driving sink roll}

본 발명은 싱크 롤 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싱크 롤에 작용하는 스트립의 장력을 상쇄시키는 반(反)장력을 싱크 롤에 가할 수 있는 싱크 롤 구동장치에 관한 것이다.

용융아연 도금라인은 강판의 기계적 물성을 향상시키기 위한 열처리 공정, 표면 특성을 향상시키기 위한 도금 공정, 및 기타 하성 처리, 방청유의 도유 등을 위한 후처리 공정으로 구분된다. 그 중, 도금 공정에서는 열처리로를 거친 스트립 형태의 강판을 예컨대 460℃ 정도의 아연 도금욕에 통과시켜 아연을 강판의 표면에 도금하게 된다.

도 1은 일반적인 용융아연 도금장치를 개략적으로 도시한 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 열처리로(10)에서 소둔처리된 스트립(Strip, 1)은 스나우트(Snout, 11)를 통해 용융아연이 채워진 욕조(12)로 진입하게 되며, 욕조 안에 있는 싱크 롤(Sink Roll, 13)을 통해 방향이 전환되어 상부로 진행하게 된다.

싱크 롤(13)의 상부에는 스테빌라이저 롤(Stabilizer Roll, 14) 및 콜렉터 롤(Corrector Roll, 15)이 있고, 이들 롤은 스트립(1)의 전면과 이면을 밀어주면서 싱크 롤(13)과 탑 롤(Top Roll, 18) 사이의 장력(Tension)에 의한 스트립의 반곡 및 진동을 억제하는 역할을 하고 있다.

욕조(12)를 통과한 스트립(1)은 도금량의 제어를 위해 에어나이프(16)를 통과하며, 이어서 도금층을 건조시키기 위한 건조대(17)를 통과한 후, 탑 롤(18)에 의해 방향이 바뀌게 된다.

도 2는 종래의 싱크 롤을 지지하는 지지부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 지지프레임(19)의 하부에는 싱크 롤(13)의 롤 축(20)을 지지하는 쵸크(21)와 스토퍼(23)가 설치되어 싱크 롤이 장착될 수 있다. 싱크 롤의 롤 축과 쵸크 사이에는 부시(22)가 개재되어 있다. 여기서, 싱크 롤은 스트립(1)의 장력에 의해 미끄러지면서 회전하도록 되어 있다.

부시(22)로는 욕조(12) 내에서 고온의 열을 견딜 수 있는 비철합금과 같은 재질의 것이 사용되는데, 시간이 경과함에 따라 부시와 이 부시에 접촉하는 롤 축(20)의 슬리브(24)는 고온(460℃)의 열, 욕조 내 침지에 의한 부식, 고속회전, 고장력(2.5kg/㎟) 등의 영향으로 조기에 마모되어, 부정기적인 교체가 빈번하게 일어나는 문제가 있다.

또한, 이러한 마모의 진행은 싱크 롤의 회전에 편심을 발생시키고, 이와 같은 편심은 싱크 롤에 떨림을 일으키면서 이동하는 스트립에 진동을 야기하며, 이 진동에 의해 도금량을 제어하는 에어나이프와 스트립 사이의 거리가 일정하지 않아 불균일한 도금의 불량 제품을 생산하는 문제점이 있게 된다.

결국, 진동이 심해지면 라인을 휴지하고 싱크 롤 및 관련 부품을 교환하는 실정에 있으며, 이는 생산성에 악영향을 미치고 있다.

이에 본 발명은 싱크 롤에 작용하는 스트립의 장력을 상쇄시키는 반장력을 싱크 롤에 가할 수 있는 싱크 롤 구동장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치는, 롤 축을 구비한 싱크 롤; 상기 롤 축을 지지하는 쵸크를 구비한 지지프레임; 및 상기 지지프레임과 상기 롤 축 사이에 연결되어, 상기 싱크 롤을 감아 도는 스트립에 의해 가해지는 장력의 방향과 반대방향으로 상기 롤 축에 반장력을 가하는 반장력 인가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 싱크 롤에 작용되는 장력을 저감하여 부시 등과 같은 부품의 마모를 방지함으로써, 설비의 수명을 향상시키고 돌발적인 고장을 예방하는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 싱크 롤 및 관련 부품의 정확한 교체 시기를 예측할 수 있게 되어, 부정기적인 교체 때문에 라인이 정지되어야 하는 문제를 해소하게 됨으로써, 안정적인 생산이 가능하게 되는 효과도 얻을 수 있다.

더구나, 본 발명이 용융아연 도금라인에 적용될 때, 스트립에 진동을 발생시키지 않아 제품 표면에 흠집이 없고, 도금량이 균일한 양질의 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 용융아연 도금장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 싱크 롤을 지지하는 지지부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치가 용융아연 도금장치에 적용된 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치가 용융아연 도금장치에 적용된 예를 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치는, 롤 축(20)을 구비한 싱크 롤(13); 롤 축을 지지하는 쵸크(21)를 구비한 지지프레임(19); 및 이 지지프레임과 롤 축 사이에 연결되어, 싱크 롤을 감아 도는 스트립(1)에 의해 가해지는 장력(T)의 방향과 반대방향으로 롤 축에 반장력(F)을 가하는 반장력 인가부(30)를 포함하고 있다.

예를 들어, 용융아연과 같은 소정의 물질이 담겨있는 욕조(12)의 내부에 스트립(1)의 이동을 안내하는 싱크 롤(13) 및 스테빌라이저 롤(14)이 침지되도록 하여 마련될 수 있다.

한편, 싱크 롤(13)의 양단부에는 롤 축(20)이 각각 구비되어 있고, 각 롤 축의 외주면에는 적어도 하나의 슬리브(24)가 각각 삽입되어 있다.

욕조(12)의 내부에 싱크 롤(13)이 위치되게 하기 위한 지지프레임(19)의 하부에는 싱크 롤의 롤 축(20)을 회전가능하게 지지하는 쵸크(21)가 구비되어 있다. 이 쵸크(21)는 무동력으로 회전하는 싱크 롤을 지지하게 된다.

쵸크(21)는 싱크 롤(13)의 롤 축(20)에 삽입된 슬리브(24)를 수용하는 관통공(미도시)이 형성되어 있으며, 이 관통공의 내벽에 결합되어 슬리브와 접촉하며 슬리브를 지지하는 부시(22)를 포함하고 있다. 이러한 부시로는 예컨대 비철합금 또는 세라믹 등으로 만들어진 부시가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

선택적으로, 반장력 인가부(30)는 선형 운동 기구로 구성될 수 있다. 이에 따라, 반장력 인가부(30)는 지지프레임(19)에 설치된 모터(31), 이 모터(31)의 회전축에 일단이 연결되어 회전구동되는 스크류(33), 이 스크류에 일측이 나사결합하여 왕복이동하는 서포트(35), 및 이 서포트의 타측에 연결되며 싱크 롤(13)의 롤 축(20)에 삽입된 하우징(41)을 포함할 수 있다.

모터(31)와, 이 모터의 회전축으로부터 구동력을 전달받는 스크류(33) 사이에는 커플링(32)이 배치된다.

서포트(35)는 일측에 소정 깊이의 안내홈(34)이 형성되어 스크류(33)의 타단을 수용하고 타측에 하우징(41)이 고정된 본체(36)와, 안내홈(34)의 개구부에 설치되어 스크류와 나사결합하는 이동너트(38)를 포함할 수 있다.

본체(36)는 대략 봉 형상의 부재로서, 안내홈(34)이 형성된 일측에 이동너트(38)가 설치되어 있으며, 타측에는 하우징(41)이 고정되어 싱크 롤(13)의 롤 축(20)과 연결되게 된다.

이동너트(38)는 플랜지(39)를 갖추어 나사 등과 같은 고정구(37) 또는 용접에 의해 본체(36)에 고정되게 설치될 수 있다. 이러한 이동너트는 그 내부에 볼부재가 수용된 볼너트인 것이 좋으나, 이동너트의 구성 및 결합관계는 반드시 전술한 예들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 반장력 인가부(30)는 서포트(35)의 본체(36)와 접촉하면서 스크류(33)에 대해 평행하게 설치되어 서포트의 본체가 선형으로 왕복이동하도록 유도하는 가이드(40)를 더 포함할 수 있다. 가이드는 본체의 길이방향을 따라 뻗고서 본체의 측방으로 위치된 레일부재, 또는 본체의 길이방향을 따라 뻗고서 본체의 일부를 둘러싸도록 된 관형상부재로 될 수 있다.

이러한 가이드(40)와 본체(36) 사이에는 본체의 길이방향을 따라 형성된 홈과 이 홈을 따라 미끄럼 이동하는 돌기가 개재될 수도 있는데, 그 상세한 도해는 생략한다.

모터(31)의 구동력을 통해 스크류(33)가 정역방향으로 회전하게 되면 이동너트(38)가 스크류의 외주면에 형성된 나선을 따라 회전하면서 상하방향으로 왕복이동하게 되고, 이 이동너트에 고정된 본체(36)가 가이드(40)에 의해 안내되어 선형으로 왕복이동하게 되는 것이다. 이에 따라, 서포트(35)가 하우징(41)과 함께 상하로 원활히 왕복이동할 수 있다.

여기서, 반장력 인가부(30)의 구성 및 작동관계는 전술된 예에 한정되지 않으며, 임의의 구동축이 왕복 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 임의의 액츄에이터와 함께 적용되어도 무방하다.

본 발명의 반장력 인가부(30)를 싱크 롤(13)에 연결하기 위해서는 우선 싱크 롤의 각 롤 축(20)이 그 축방향 외측으로 더욱 연장하여 형성된 연장부를 구비하는 것이 좋다.

하우징(41)은 서포트(35)의 타측에 고정되게 설치된다. 여기서, 하우징은 용접 등에 의해 서포트의 본체(36)의 일측에 고정될 수 있으나, 그 고정방법은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 하우징(41)은 싱크 롤(13)의 롤 축(20)에 삽입된 슬리브(24)를 수용하는 관통공(미도시)이 형성되어 있으며, 이 관통공의 내벽에 결합되어 슬리브와 접촉하며 슬리브를 지지하는 반장력 부시(42)를 포함하고 있다. 이러한 부시로는 예컨대 비철합금 또는 세라믹 등으로 만들어진 부시가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

추가로, 슬리브(24)와 접촉하며 슬리브를 지지하는 쵸크(21)의 부시(22)와 하우징(41)의 반장력 부시(42) 사이에는 이들 부시 사이의 간섭 내지 마찰을 방지하기 위해 분리링(43)이 개재될 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치의 작동에 대해 설명한다. 본 명세서에서는, 도 4처럼 본 발명의 싱크 롤 구동장치가 용융아연 도금장치에 적용된 예를 참고로 하여 설명하지만, 본 발명의 적용이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

스트립(1)은 용융아연이 채워진 욕조(12)로 진입하며, 욕조 안에 있는 싱크 롤(13)을 통해 방향이 전환되어 상부로 향하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치가 욕조(12)와 연계된 지지프레임(19)과 싱크 롤(13)의 롤 축(20) 사이에 연결되도록 설치된다. 이때, 반장력 인가부(30)를 구성하는 서포트(35)의 본체(36) 또는 가이드(40)의 일부가 욕조(12) 내에 침지될 수 있다.

싱크 롤(13)은 스트립(1)의 장력(T)에 의해 미끄러지면서 회전하도록 구동되며, 스트립의 장력(예컨대 2.5kg/㎟)은 일정 방향으로만 작용하게 된다.

본 발명의 반장력 인가부(30)에서는, 모터(31)의 구동력을 통해 스크류(23)가 회전하고, 이동너트(22)가 스크류의 외주면에 형성된 나선을 따라 회전하면서 아래로 이동하게 되는데, 이 이동너트(22)에 고정된 본체(36)가 가이드(40)에 의해 안내되어 아래로 이동하면서, 결국 서포트(35)가 롤 축(20)에 대해 반장력(F), 즉 누르는 하중을 부여할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치가 장력(T)에 비례하는 반장력(F)을 가하여 싱크 롤(13)에 하중이 작용하지 않게 되며, 쵸크(21)의 부시(22)와 하우징(41)의 반장력 부시(42)에 의해 롤 축(20)의 슬리브(24)가 지지됨으로써, 싱크 롤(13)은 원활히 회전하게 된다.

더구나, 부시 또는 슬리브의 마모가 시작되어 진동이 발생하면 서포트(35)의 스트로크를 증가시킴으로써 더욱 높은 반장력을 주어 진동을 최소화할 수도 있다. 여기서, 서포트의 총 스트로크는 대략 100mm 정도로 설정하여도 충분하다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크 롤 구동장치는 싱크 롤을 감아 도는 스트립에 의해 가해지는 장력의 방향과 반대방향으로 롤 축에 대해 반장력을 가하게 됨으로써, 진동량을 조절할 수 있고, 롤 축을 지지하는 부시뿐 아니라 슬리브의 마모량을 제어할 수 있게 된다.

이에 따라 본 발명에 의하면, 통판 속도가 향상되어 생산성을 높일 수 있으며, 스트립에 진동을 발생시키지 않아 양질의 제품을 생산할 수 있는 효과를 얻게 되는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

13: 싱크 롤 20: 롤 축
21: 쵸크 22: 부시
24: 슬리브 30: 반장력 인가부
31: 모터 33: 스크류
35: 서포트 38: 이동너트
40: 가이드 41: 하우징
42: 반장력 부시 43: 분리링

Claims (6)

1. 롤 축을 구비한 싱크 롤;
   상기 롤 축을 지지하는 쵸크를 구비한 지지프레임; 및
   상기 지지프레임과 상기 롤 축 사이에 연결되어, 상기 싱크 롤을 감아 도는 스트립에 의해 가해지는 장력의 방향과 반대방향으로 상기 롤 축에 반장력을 가하는 반장력 인가부
   를 포함하는 싱크 롤 구동장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 반장력 인가부는,
   상기 지지프레임에 설치된 모터;
   상기 모터의 회전축에 일단이 연결되어 회전구동되는 스크류;
   상기 스크류에 일측이 나사결합하여 왕복이동하는 서포트; 및
   상기 서포트의 타측에 연결되며, 상기 롤 축에 삽입된 하우징
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 롤 구동장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 서포트는,
   일측에 안내홈이 형성되어 상기 스크류의 타단을 수용하고 타측에 상기 하우징이 고정된 본체; 및
   상기 안내홈의 개구부에 설치되어 상기 스크류와 나사결합하는 이동너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 롤 구동장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 반장력 인가부는, 상기 서포트와 접촉하면서 상기 스크류에 대해 평행하게 설치되어 상기 서포트의 왕복이동을 유도하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 롤 구동장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 쵸크는 상기 롤 축에 삽입된 슬리브를 지지하는 부시를 포함하며,
   상기 하우징은 상기 슬리브를 지지하는 반장력 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 롤 구동장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 쵸크의 부시와 상기 하우징의 반장력 부시 사이에는 분리링이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 싱크 롤 구동장치.
   

Images