KR20180041791A

KR20180041791A - 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재와 그 제조 방법과 제조장치 및 이를 이용한 철근 콘크리트용 타설철망

Info

Publication number: KR20180041791A
Application number: KR1020160133501A
Authority: KR
Inventors: 조원호
Original assignee: 주식회사 상현선재
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2018-04-25

Abstract

본 발명은 적어도 세 개의 면이 이루는 다각형의 단면을 가지고 길게 형성되면서, 각각의 면이 완만하게 나선형으로 비틀려지는 곡면을 형성하여서 되는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재와 그 제조 방법과 제조장치 및 이를 이용한 철근 콘크리트용 타설철망에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 제조방법은 권취된 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선을, 원통형 와이어 브러쉬가 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 수직 스크래퍼로 되는 스케일 제거 이송부로 공급하여 강선(W) 외주면의 스케일을 제거하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계에서 스케일이 제거된 강선을, 석회수 용기와 건조기를 구비하는 피막 코팅부를 통과시키면서 표면의 산화 이물질을 중화시키고, 석회수를 코팅하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 석회수가 코팅된 강선을, 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어, 상기 워엄기어에 결합되어 피복부의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이 조립체를 통과시키면서 와선형으로 성형하는 제 3 단계;로 이루어진다.
또한 제조 장치는 원통형 와이어 브러쉬로 되어 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 수직 스크래퍼로 되어 공급되는 강선(W) 외주면의 스케일을 제거하는 스케일 제거 이송부와; 피복부를 사이에 두고 피복부의 후방 벽체에는 고정다이와 회전다이 조립체가 설치되어, 피복부를 통과한 강선이 고정다이에서 단면이 소정의 형상으로 인발된 다음 회전다이 조립체에서 연속적으로 비틀림 가공이 되는 인발다이와; 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어, 상기 워엄기어에 결합되어 피복부의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축 및 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이를 포함하는 것으로, 구조적으로 안정되고, 콘크리트 타설면과의 접촉면적이 증가되어 구조 강도가 향상되는 트위스트 철선·철근 부재를 제공한다.

Description

토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재와 그 제조 방법과 제조장치 및 이를 이용한 철근 콘크리트용 타설철망{Steel wire mesh used in civil and construction and manufacturing method and apparatus thesame and depositing wire net for rebar concrete for using therefor}

본 발명은 철선·철근을 꼬아 미리 압축응력을 주는 프리스트레스 콘크리트(prestress concrete) 공법이 적용되어 콘크리트 타설시 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 부착력을 향상 시킴으로 인해 크랙(crack) 발생을 억제하며, 콘크리트 구조물의 인장강도를 증가시키는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재와 그 제조 방법과 제조장치 및 이를 이용한 철근 콘크리트용 타설철망에 관한 것이다.

와이어 형태의 소재를 비틀림 가공하는 장치의 일례로서 대한민국 특허 10-639775 와이어 트위스팅 장치는 프레임 본체의 일측에 마련되고 외부로부터 이송되는 와이어를 안내하여 공급하는 와이어 공급수단과, 상기 와이어 공급수단으로부터 공급되는 와이어의 일단부를 파지하여 공급하기 위한 파지수단과, 프레임 본체의 상측에 좌우 이동가능하게 안착 설치되어 그 파지수단으로부터 공급되는 와이어의 중간부위를 파지하여 트위스팅시키기 위한 트위스팅 수단과, 상기 트위스팅 수단에 의해 꼬여진 와이어의 타단부를 절단하기 위한 커팅 수단과, 각각의 파지수단과 트위스팅 수단 및 커팅수단의 동작을 제어하기 위한 각각의 제어신호를 출력하기 위한 제어수단을 구비하여 와이어의 공급과 트위스트 및 절단 공정들이 일련의 순서에 의해 자동적으로 이루어지게 되는 것이다.

이러한 장치는 와이어 공급부로부터 공급되는 와이어의 단부가 파지척에 의해 물려서 꺾이도록 파지된 다음, 와이어의 중간부위를 좌우로 이동 가능한 트위스트 몸체의 회전척이 파지한 상태로 이동하여, 트위스트 몸체의 일측 부분이 회전되면서 와이어를 트위스팅하여 비틀림 성형을 하게 된다. 그리고 커팅수단이 꼬여진 와이어의 단부를 절단하면, 절단된 와이어의 양단부를 파지하고 있는 파지척과 회전척의 물림 상태가 해제되는 순서로 이루어지게 되는 것으로, 와이어를 공급하여 트위스트 및 절단을 하는 일련의 공정들을 수행하는 기구적인 구조가 비교적 복잡하게 이루어지게 되는 것이다.

한편, 인발 가공의 대상이 되는 강선은 제조 운반하는 과정이나 야적된 상태에서 마찰이 발생하여 스크래치가 발생하고 여기에 빗물이나 습기 등에 의하여 금속 산화물이 생성된다. 이렇게 강선의 표면에 산화물이 존재하게 되면 인발된 강선의 표면에 결함이 발생되거나 인발다이를 심하게 마모시키게 되므로 인발 작업을 하기 전에 먼저 강선의 표면을 약품 처리하여 산화물을 제거하고 있다.

상기 약품 처리 작업은 염산과 같이 금속 표면에 강한 부식작용을 할 수 있는 강산성 물질을 이용하여 침지조에 침지하여 산욕(酸浴)을 하는 과정에서 강선 표면의 스케일을 제거하고, 세척조에서 강선 표면의 산성물질을 중화시키거나 제거한 다음 피막을 형성시키게 된다.

이와 같은 종래의 화학적 전처리에 의하여 스케일을 제거하는 방법은 인발 작업을 기지 전에 별도로 수행되어야 하므로, 작업공정이 길어져서 생산성이 낮아지게 되고, 또한 화학처리에 의하며 발생하는 폐수와 슬러지를 산업폐기물로 처리하여야 하기 때문에 전처리 공정에 따르는 많은 노력과 비용이 소모되는 문제점이 있다.

대한민국 특허 제10-0639775호

본 발명의 목적은 종래의 강선 인발 장치보다 간소하게 수행되는 일련의 작업공정에 의하여 강선의 금속 조직결정에 가공 경화에 의한 비틀림 잔류 응력을 남겨서 굽힘 강도를 향상시킴으로서 토목 건축용에 효과적으로 사용할 수 있는 트위스트 철선·철근 부재를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 종래와 같이 화학적 전처리에 의하여 강선의 스케일을 제거하는 방법을 지양하고, 인발 가공을 위하여 강선이 이동하는 과정에서 물리적 방법에 의해서 스케일을 제거함으로써, 화학적 전처리에 동반 되었던 제반 문제점들을 해결할 수 있는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 종래와 같이 화학적 전처리에 의하여 강선의 스케일을 제거하는 방법을 지양하고, 인발 가공을 위하여 강선이 이동하는 과정에서 물리적 방법에 의해서 스케일을 제거함으로써, 화학적 전처리에 동반 되었던 제반 문제점들을 해결할 수 있는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재의 제조 방법을 구현하는 제조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재의 기술적인 특징은:

적어도 세 개의 면이 이루는 다각형의 단면을 가지고 길게 형성되면서, 각각의 면이 완만하게 나선형으로 비틀려지는 곡면을 형성하여 콘크리트 접착력 및 장력이 강해지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재를 제조하는 방법은:

권취된 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선을, 원통형 와이어 브러쉬가 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 수직 스크래퍼로 되는 스케일 제거 이송부로 공급하여 강선(W) 외주면의 스케일을 제거하는 제 1 단계;

상기 제 1 단계에서 스케일이 제거된 강선을, 석회수 용기와 건조기를 구비하는 피막 코팅부를 통과시키면서 표면의 산화 이물질을 중화시키고, 석회수를 코팅하는 제 2 단계;

상기 제 2 단계에서 석회수가 코팅된 강선을, 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어, 상기 워엄기어에 결합되어 피복부의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이 조립체를 통과시키면서 와선형으로 성형하는 제 3 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 제조 방법을 구현하는 토목 건축용 트러스트 철선·철근 부재의 제조 장치는 강선 공급수단으로부터 공급되는 강선의 단면을 일정한 형상으로 인발 성형하여 권출함에 있어서, 권취된 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선이 요동하는 것을 진정시켜서 안정적으로 공급할 수 있는 제1정렬 이송부; 상기 제1정렬 이송부에 의하여 이송되는 강선의 외주면에 형성된 스케일을 제거하기 위하여 다수개의 스크래퍼가 테이블 상에 고정 설치되는 스케일 제거 이송부; 상기 스케일 제거 이송부에서 공급되는 강선 표면의 산화 이물질을 중화 및 표면을 코팅하기 위한 석회수 용기와 건조기를 구비하는 피막 코팅부; 상기 피막 코팅부로부터 공급되는 강선의 단면을 소정의 형상으로 성형하는 인발다이를 구비하는 제조장치에 의하여 달성된다.

상기 제1정렬 이송부는 일정한 각도로 경사지게 설치되면서, 강선이 유도될 수 있도록 개방된 공간을 가지는 유도관의 상부에 형성되어 인출되는 강선을 안내하는 제1유도구와 제1,2정렬 롤러가 권취된 강선 뭉치의 상부에 위치된다.

상기 스케일 제거 이송부는 원통형 와이어 브러쉬로 되어 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 수직 스크래퍼로 되어 공급되는 강선(W) 외주면의 스케일을 제거하게 된다.

상기 인발다이는 피복부를 사이에 두고 피복부의 후방 벽체에는 고정다이와 회전다이 조립체가 설치되어, 피복부를 통과한 강선이 고정다이에서 단면이 소정의 형상으로 인발된 다음 회전다이 조립체에서 연속적으로 비틀림 가공이 된다.

상기 회전다이 조립체는 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어, 상기 워엄기어에 결합되어 피복부의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이를 포함하여 구성된다.

상기의 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재와 그 제조 방법과 제조장치 중 어느 하나를 통해 제조되는 철선·철근을 용접을 통해 철근 콘크리트용 타설철망을 제조하게 된다.

본 발명에 따르면 부재가 트위스트 형태로 이루어져 있어 이를 이용하면 구조적으로 안정되고, 콘크리트 타설면과의 접촉면적이 증가되어 구조 강도가 향상되는 효과가 있다.

또한 트위스트 부재를 최적의 상태로 간소화된 구조에 의하여 신속하게 성형 완료할 수 있게 되고, 강선이 인발 다이로 공급되면서 와이어 브러쉬에 의한 물리적인 방법에 의하여 스케일이 제거됨으로써, 종래에 화학적 전처리에 의한 환경오염과 폐기물 처리에 따르는 비용이 발생하지 않고, 그에 따른 원가가 절감되며 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1는 본 발명에 의하여 제조되는 트위스트 철선·철근 부재로 형성한 용접 철근망의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 트위스트 철선·철근 부재 제조 장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 트위스트 철선·철근 부재 제조 장치의 정면도
도 4는 본 발명에 따른 제1정렬이송부의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 제1정렬이송부의 일부 확대 단면도
도 6은 본 발명에 따른 스케일 제거 이송부의 사시도
도 7은 본 발명에 따른 스케일 제거 이송부의 정면도
도 8은 본 발명에 따른 피막 코팅부의 정단면도
도 9는 본 발명에 따른 제2정렬이송부와 불 블록의 사시도
도 10은 본 발명에 따른 캡스턴 롤러가 설치되는 상태를 나타낸 측단면도
도 11은 본 발명에 따른 제2정렬 롤러가 설치되는 상태를 나타낸 측단면도
도 12는 본 발명에 따른 고정다이의 분해 사시도
도 13의 (가) (나)는 본 발명에 따른 고정다이가 고정되는 상태를 나타낸 단면도
도 14는 본 발명에 따른 회전다이 조립체의 분해 사시도
도 15는 본 발명에 따른 회전다이 조립체의 일부를 절개한 단면도
도 16은 본 발명에 따른 회전다이 조립체의 단면도

본 발명에 따른 트위스트 철선·철근 부재의 제조장치는 권취된 강선을 공급하는 강선공급수단과, 상기 강선공급수단에 의하여 공급되는 강선의 단면을 일정한 형상으로 성형하면서 소정의 피치로 트위스팅하는 강선인발수단, 그리고, 상기 강선 인발 수단으로부터 강선을 권출하는 강선권출수단으로 구성된다.

강선공급수단은 강선이 감겨져 있는 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선이 요동하는 것을 진정시켜서 안정적으로 공급할 수 있도록 강선 뭉치의 상부에 위치하여 강선에 후방 장력을 발생시키는 제1정렬 이송부와; 상기 제1정렬이송부에 의하여 이송되는 강선의 외주면에 형성된 스케일을 제거하기 위하여 설치되는 스케일 제거 이송부와; 상기 스케일 제거 이송부에 의하여 스케일이 제거된 강선 표면의 이물질을 중화 및 제거하고, 피막을 형성하여 윤활제의 흡착성을 향상시키는 피막 코팅부와; 상기 피막 코팅부를 통하여 공급되는 강선을 인발 다이에 공급하는 제2정렬 이송부를 포함하여 구성된다.

강선 인발수단은 강선의 직경을 감소시키기 위한 강선 인발다이와 윤활제 피복용기를 포함한다. 강선 인발다이는 고정다이와 회전다이 조립체로 구분되며, 윤활제 피복용기는 고정다이와 회전다이 조립체 사이에 설치되거나, 회전다이 조립체와 고정다이 직전에 설치될 수 있다. 바람직하게 상기 고정다이와 회전다이 조립체는 윤활제 피복용기의 벽체에 설치된다.

강선권출수단은 통상적인 단식 신선기가 적용되는 불 블록(bull block)으로 구성된다.

상기 제1정렬이송부는 일정한 각도로 경사지게 설치되면서, 강선이 유도될 수 있도록 개방된 공간을 가지는 유도관의 상부에 형성되어 인출되는 강선을 안내하는 유도구와 제1,제2정렬롤러가 권취된 강선 뭉치의 상부에 위치되어 강선이 용이하게 인출될 수 있게 한다.

상기 스케일 제거 이송부는 원통형 와이어 브러쉬로 되어 테이블상에서 회전 가능하게 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 테이블의 후방에 설치되는 브라켓에 고정되는 다수개의 수직 스크래퍼로 되어 공급되는 강선(W)의 양쪽 측면이 와이어 브러쉬에 의하여 스케일이 제거될 수 있게 된다.

피막 코팅부는 석회수 용기와 건조기로 구성된다.

석회수 용기는 전기히터를 구비하여 생석회에 물이 수화된 소석회(수산화칼슘, <Ca(OH)₂>)이 담겨져서, 상기 스케일 제거 이송부에서 스케일이 제거된 강선 표면에 분진 상태로 남아있는 금속 산화성 이물질을 중화 및 제거하고, 피막을 형성하여 비틀림 가공에 필요한 윤활제의 흡착성을 향상시킬 수 있게 하며, 또한, 완성된 트위스트 부재의 표면이 산화되는 것을 방지한다.

건조기는 상기 피막 코팅부를 통과한 강선 표면의 석회수를 증발시키기 위한 것으로, 자연건조방식과 강제건조방식이 적용될 수 있으며, 바람직하게 전기히터와 온풍기를 구비하는 강제건조방식이 적용된다. 따라서 건조기에 의하여 건조된 강선의 표면은 pH가 최적화되어 수산화칼슘이 건조된 코팅층이 형성된다.

상기 회전다이 조립체는 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어와; 상기 워엄기어에 결합되어 윤활제 피복용기의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축과; 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이로 구성되어 단면이 원형인 강선이 고정다이에서 냉간 인발에 의해 소정의 사각형의 단면으로 성형되고, 회전된다

이에서 연속적으로 수행되는 비틀림 가공에 의하여 트위스트 부재의 형태로 성형된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 권취된 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선이 강선 뭉치의 상부에 마련된 제1정렬 이송부에 안내되어 스케일 제거 이송부에서 표면에 형성된 스케일이 제거된 다음, 피막 코팅부에서 소석회가 표면에 코팅된다. 소석회가 코팅 및 건조된 강선은 제2정렬이송부를 통하여 고정다이로 인입된 다음 윤활제가 피복된 상태에서 회전다이로 인입되면서 인발 및 비틀림 가공이 되면서 의도하는 용접 철근망으로 사용되는 트위스트 부재를 얻을 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명은 제1정렬이송부에서 강선 뭉치 상부에서 권선된 강철 뭉치로부터 강선이 연속적으로 풀려나 올 수 있게 되고, 강선이 인발 위치로 공급되는 과정에서 스케일 제거 이송부에서 수평 방향과 수직 방향으로 설치되는 수평 스크래퍼 및 수직 스크래퍼에 의하여 자동적으로 스케일이 제거된 다음 소석회와 윤활제가 코팅된 상태에서 인발 및 비틀림 가공을 할 수 있게 된다.

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 설명될 것이다.

다음에서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명 실시예에서 전체 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 3은 정면도를 각각 보여주고 있다.

이 도면에서 보는 바와 같이 트위스트 철선·철근 부재(500)를 제조하는 장치는 강선공급수단(1), 강선인발수단(2) 및 강선권출수단(3)으로 구성된다.

강선공급수단(1)은 제1정렬이송부(10), 스케일 제거 이송부(11), 제2정렬이송부(12)로 구성되고, 강선인발수단(2)은 고정다이(20)와 윤활제 피복용기(21), 회전다이 조립체(22)로 구성되며, 강선권출수단(3)은 공지된 구조의 불 블록(30)으로 구성된다.

제1정렬이송부(10)는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 베이스(100)의 상부에 설치되는 유도관(101)의 상부에 수평상으로 고정되는 패널(102)에 설치되는 링(103)과 제1,제2정렬롤러(104,105), 그리고 상기 유도관(101)에 설치되는 제3정렬롤러(106)로 구성된다.

유도관(101)은 베이스(100) 상부에서 지지구조물(107)에 의하여 일정한 각도로 경사지게 설치되면서, 강선이 유도될 수 있도록 상부가 개방된 공간을 형성하며 패널(102)이 고정되고, 하부는 유도된 강선이 배출될 수 있도록 강선 배출공간(108)이 형성되어 있다.

패널(102)의 하부에는 링(103)이 고정되고, 상부에는 제1정렬롤러(104)와 제2정렬롤러(105)가 나란하게 설치되며, 상기 제1정렬롤러(104)에 근접한 위치에는 링(103)을 통하여 유입되는 강선(W)이 유도되는 유도구(109)가 형성되어 있다.

링(103)은 패널(102)의 저면에 고정되는 다수개의 지지대(110)에 고정되어 강선 롤에서 풀려나오는 강선(W)이 요동하는 것을 방지하여, 강선(WB)이 유도구(109)로 원활하게 유입될 수 있게 한다.

상기와 같이 유도관(101)이 경사지게 설치되면서 링(103)과 제1정렬롤러(104) 및 제2정렬롤러(105)가 설치되는 패널(102)은 감겨져 있는 강선 뭉치(WB)의 상부에 위치하게 된다.

이렇게 링(103)과 유도구(109)가 강선 뭉치(WB) 상부에 위치하게 됨에 따라 강선(W)은 강선 뭉치로부터 용이하게 풀려나올 수 있게 된다.

제1정렬롤러(104)와 제2정렬롤러(105)는 나란하게 설치되어 링(103)과 유도구(109)에 안내되어 유입되는 강선(W)을 안내하면서 인발 장력이 형성되게 한다.

제3정렬롤러(106)는 상기 제2정렬롤러(105)에 연속하여 강선(W)을 스케일 제거 이송부(11)에 공급한다.

스케일 제거 이송부(11)는 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 수평 플레이트([0042] 111)에 설치되는 다수개의 수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e)와 수직 플레이트(112)에 설치되는 다수개의 수직 플레이트(114, 114a, 114b, 114c, 114d)로 구성된다.

수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e)는 원통형의 외주면에 와이어 브러쉬가 형성되어 다수개가 지그재그로 회전 가능하게 고정됨으로써 이송되는 강선(W)의 양쪽 측면에서 스케일을 제거할 수 있게 된다.

이러한 수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e)는 체인전동기구(도시되지 아니함)에 의하여 구동하게 되는데, 수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e) 전체를 하나의 체인에 연결하여 구동시킬 수 있고, 한편의 113, 113a, 113b를 하나의 체인으로 연결하고, 다른 한편의 113c, 113d, 113e는 별도의 체인으로 연결하여 구동시킬 수도 있다.

수직 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d)는 상기 수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e)에 연속적으로 설치되면서 수평 스크래퍼(113, , 113a, 113b, 113c, 113d, 113e) 같이 원통형의 외주면에 와이어 브러쉬가 형성되어 다수개가 지그재그로 회전 가능하게 고정됨으로써, 이송되는 강선(W)의 상하에서 스케일이 제거된 다음 피막 코팅부(12)로 이송될 수 있게 한다.

이러한 수직 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d) 또한 체인전동기구(도시되지 아니함)에 의하여 구동하게 되는데, 수직 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d)전체를 하나의 체인으로 연결하여 구동시킬 수 있고, 한편의 113, 113a, 113b를 하나의 체인으로 연결하고, 다른 한편의 113c, 113d는 별도의 체인에 연결하여 구동시킬 수도 있다.

피막 코팅부(12)는 석회수 용기(120)와 건조기(121)로 구성된다.

석회수 용기(120)는 생석회와 물이 혼합된 석회수가 담겨지는 용기로서, 한쪽 벽면에는 강선(W)이 유입되는 입구(122)가 형성되고, 다른 한쪽편의 벽체에는 상기 입구(122)와 동일한 수평방향의 축선을 이루며 강선(W)이 배출되는 출구(123)가 형성되며, 바닥에는 석회수를 활성화시키기 위한 전기히터(124)가 설치되어 있다.

바람직하게 본 발명에서 이물질 제거 및 피막을 형성시키기 위한 석회수는 생석회와 금속비누를 주성분으로 하거나, 또는 생석회와 물이 적정한 비율로 혼합된 것이 사용된다.

건조기(121)는 석회수 용기(120)에서 배출된 강선(W)의 표면을 건조시켜서 소석회 코팅층을 형성하기 위한 것으로, 한쪽의 벽체에는 석회수 용기(120)의 출구(123)와 동일한 수평방향의 축선을 이루며 강선(W)이 유입되는 입구(125)가 형성되고, 다른 한쪽편의 벽체에는 상기 입구(125)와 동일한 수평방향의 축선을 이루며 강선(W)이 배출되는 출구(126)가 형성되며, 바닥에는 강선(W) 표면의 석회수를 증발시키기 위한 전기히터(127)가 설치되어 있다.

건조기(121)를 통과한 강선(W)은 제2정렬이송부(13)에 의하여 강선인발수단으로 이송되는데, 통상 건조기(121)와 제2정렬이송부(13)는 서로 다른 위치, 즉 T강선(W)이 진행하는 방향이 동일한 수평축선을 이루지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 점을 감안하여 상기 출구(126)가 형성되는 외벽에는 가이드 롤러(128)가 설치되어 건조기(121)에서 배출되는 강선(W)이 제2정렬이송부(13)로 안내될 수 있게 되어있다.

제2정렬이송부(13)는 도 9에서 보는 바와 같이 상기 스케일 제거 이송부(12) 사이에 설치되는 아이들 롤러(130), 한 쌍의 가이드 롤러(131)와 캡스턴 롤러(132) 그리고 다수개의 정렬롤러(133)로 구성된다.

아이들 롤러(130)는 스케일 제거 이송부(12)에서 제2정렬이송부(13)로 진입하는 강선(W)의 처짐을 방지한다.

한 쌍의 가이드 롤러(131)는 수직으로 입설되어 강선(w)을 캡스턴 롤러(132)로 정확하게 안내한다.

한 쌍의 캡스턴 롤러(132)는 도 10에서 보는 바와 같이 하부롤러(132a)와 상부롤러(132b)로 구성되어 강선이 인발되는 수평방향과 일치하는 위치에 설치되면서, 하부롤러(132a)는 고정대(139)에 회전 가능하게 고정되고, 상부롤러(132b)는 고정편(134)이 고정대(139)의 가이드홈(135)에 안내되면서 공압실린더(136)에 의하여 승강가능하게 되어 하부롤러(132a) 사이에서 강선(W)을 협지하여 이송시킨다.

정렬롤러(133)는 도 11에서 보는 바와 같이 캡스턴 롤러(132)와 동일한 수평상의 위치에서 다수개의 하부롤러(133a)와 상부롤러(133b)로 구성되어 강선(W)이 인발되는 수평방향과 일치하는 위치에 설치되면서, 하부롤러(133a)는 고정대(139)에 회전 가능하게 고정되고, 상부롤러(133b)는 고정편(138)이 고정대(139)의 가이드홈(140)에 안내되면서 고정대(139)에 나사로 체결되는 핸들(141)에 의하여 승강가능하게 되어 하부롤러(133a) 사이에서 강선(W)을 협지하여 이송시킨다.

고정다이(20)는 도 12의 (가)에서 보는 바와 같이 중앙에 사각홈(200)이 [0057] 형성되고, 외주면의 상부에는 고정홈(201)이 형성되어 윤활제 피복용기(21)의 전방 벽체(210)에 설치된다.

상기 사각홈(200)이 형성되는 고정다이(20)는 비틀림 성형을 위하여 회전다이 조립체(22)로 유입되는 강선(W)의 단면을 일차적으로 사각형의 단면이 되도록 성형한다.

윤활제 피복용기(21)의 전방 벽체(210)에는 고정다이(20)를 수용할 수 있는 공간과 함께 볼트 체결공(211)이 천공되는 원통형의 돌출부(212)가 형성되어, 볼트 체결공(211)에 체결되는 볼트(213)의 단부가 상기 돌출부(212)에 삽입되는 고정다이(20)의 고정홈(128)에 유입됨으로써 고정다이(20)가 설치된다.

강선인발수단을 구성하는 고정다이(20)는 도 13의 (나)에서 보는 바와 같이 강선(W)이 유입되어 통과하는 원형홈(214)이 형성될 수도 있다. 이렇게 고정다이(20)에 원형홈(214)이 형성되는 경우에는 강선(W)의 단면 성형과 비틀림 성형은 회전다이 조립체(22)에 의하여 수행된다.

윤활제 피복용기(21)는 대략 사각형의 벽체로 되어 강선(W)의 표면에 인발 가공을 위한 피막을 형성하여 인발다이와의 마찰로 인한 발열과 파손을 방지하고, 강선(W)의 이동성을 향상시키기 위한 목적으로 사용되는 통상의 윤활 조성물이 내장된다.

상기 윤활 조성물의 예를 들면, 인산염 또는 수산염의 조성물, 붕사를 주성분으로 하는 조성물, 생석회를 주성분으로 하는 조성물 등이 있을 수 있다.

인산염 또는 수산염의 조성물을 사용하는 방법은 금속 표면에 대한 피막 밀착성과 내마모성이 우수하지만, 화학적 처리에 의하여 산업폐수가 발생하는 문제점이 있고, 붕사는 형성된 피막이 습기에 약하여 윤활성이 저하되고, 내식성이 낮은 등의 문제점이 있다.

회전다이 조립체(22)는 도 14 내지 도 16에서 보는 바와 같이 워엄(220) 및 워엄기어(221), 회전축(222), 회전다이(223), 커버(224), 배출구(225)로 구성되어 윤활제 피복용기(21)의 후방벽체(227)에 설치된다.

워엄(220) 및 워엄기어(221)는 도시되지 아니한 유압모터로부터 감속된 동력을 전달한다.

회전축(222)은 중앙에 성형된 강선(W)이 통과하는 통공(233)이 형성되어 상기 워엄기어에 키(226) 결합되면서 윤활제 피복용기(21)의 후방 벽체(227)에서 베어링(228)에 회전 가능하게 고정되어 회전다이(223)에 동력을 전달한다.

회전다이(223)는 중앙에 사각홈(229)이 형성되고, 외주면에는 키홈(230)이 형성되어 워엄기어(221)와 회전축(222)의 전면에서 상기 키(226)와 결합되면서 베어링(231)에 회전 가능하게 지지되고, 커버(224)에 의하여 후방벽체(227)내에 설치된다.

회전축(222)에 고정되는 회전다이(223)의 사각홈(229)은 회전축(222)의 통공(233)과 동일한 수평 축선에 위치한다.

커버(224)는 강선(W)이 통과하는 통공(232)이 형성되어 후방 벽체(227)의 내측면에 볼트(229)로 고정되고, 배출구(225)는 한쪽의 돌출부에 나사(234)가 형성되고, 중앙에는 강선(W)이 통과하는 통공(235)이 형성되어 상기 나사(234)가 회전축(222)에 체결되어 고정된다. 회전축(222)에 고정되는 배출구(225)는 통공(235)이 회전축(222)의 통공(233)과 동일한 수평 축선에 위치한다.

불 블록(30)은 통상적인 인발기, 즉 인발가공이 완료된 강선(W)을 드로 블록(draw block)에 고정시켜서 감게 되는 드럼이 달린 단식 신선기(wire drawing machine)와 절단기를 포함하는 공지된 구성으로서 구체적인 설명은 생략한다.

상기 불 블록(30)의 아래쪽에는 인발가공이 완료된 강선(W)을 수납하기 위한 가이드(300)와 수납용기(301)가 마련된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 강선 뭉치(WB)에서 풀려나오는 강선(W)의 단부가 제1정렬이송부(10)와 피막 코팅부(12), 제2정렬이송부(13), 고정다이(20), 윤활제 피복용기(21) 및 회전다이(223)를 통하여 불 블록(30)에 고정된다.

이후에 불 블록(30)이 구동하여 강선(W)에 인장력이 가하여지면 강선 뭉치([0073] WR)로부터 강선이 인출되며 인발 및 비틀림 가공이 시작된다.

이때 강선 뭉치(WB)에서 풀려나오는 강선은 제1정렬이송부(10)의 링(103)과 유도구(109)를 통하여 제1정렬롤러(104)와 제2정렬롤러(105)에 안내되고, 유도관(101) 내부를 통하여 제3정렬롤러(106)에서 선회되어 유도관(101) 외부로 배출된 다음, 스케일 제거 이송부(11)로 공급된다.

스케일 제거 이송부(11)로 공급되는 강선(W)은 다수개의 수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e)와 수직 스크래퍼(114, 114a, 114b, 114c, 114d)를 통과하면서 표면의 스케일이 제거된다.

이렇게 스케일이 제거된 강선(W)은 피막 코팅부(12)로 이송된다. 피막 코팅부(12)로 이송되는 강선(W)은 먼저 석회수 용기(120)의 입구(122)를 통하여 석회수 용기(120) 내부로 들어가게 된다. 상기 수평 스크래퍼(113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e)와 수직 스크래퍼(114, 114a, 114b, 114c, 114d)에서 스케일이 제거된 강선(W)의 표면에는 미세한 분진 상태의 스케일이 남아있게 되는데, 이러한 산화성 이물질은 석회수 용기(120) 내에 투입된 석회수에 의하여 중화되거나 제거된다.

석회수 용기(120)에서 배출되는 강선(W)은 건조기(121)의 입구(125)를 통하여 건조기(121) 내부로 유입된 다음, 전기히터(127)에 의하여 표면의 석회수가 건조된다. 이렇게 석회수가 건조된 강선(w)의 표면에는 소석회에 의한 코팅층을 형성하게 된다. 이러한 코팅층은 인발 성형을 위한 윤활제의 흡착력을 증진시켜서 원활한 인발 작업이 이루어질 수 있게 한다.

건기조(121)에서 배출되는 강선(W)은 아이들 롤러(130)에 안내되어 제2정렬이송부(13)로 공급된다.

제2정렬이송부(13)로 공급되는 강선(W)은 가이드 롤러(131)와 캡스턴 롤러(132) 및 정렬롤러(133)에 순차적으로 안내되어 인발 위치에 도달하게 된다.

인발 위치에 도달한 강선(W)은 먼저 고정다이(20)를 통하여 단면이 소정의 사각형상으로 인발된 다음, 마찰에 의한 소손과 발열이 방지될 수 있도록 윤활제 피복용기(21)에서 윤활제가 피복된 다음 회전다이(223)를 통과하면서 서서히 비틀림 가공이 된다.

회전다이(223)에 의한 비틀림 가공은 감속기를 구비하는 유압모터(도시되지 아니함)로부터 감속된 동력이 워엄(220)에 전달되어 더욱 감속된 동력으로 워엄기어(221)가 서서히 회전하게 되는데, 회전다이(223)의 키홈(230)에는 워엄기어(221)와 회전축(222) 사이에 결합된 키(226)가 삽입되어 있어서 워엄기어(221)와 함께 회전다이(223)가 회전을 하면서 강선(W)을 비틀어주게 된다.

상기한 가공공정은 의도하는 바에 따라서 고정다이(20)가 단순히 강선을 안내하는 역할만 하도록 하고, 회전다이(223) 직전에 인발용 고정다이를 설치하여 윤활제 피복용기(21)에서 피복된 강선(W)이 인발과 비틀림 가공이 되게 하거나, 또는 하나의 회전다이(223)에서 인발 및 비틀림 가공이 동시에 수행되도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 건축 및 토목 콘크리트 타설용 트위스트 부재를 이용한 콘크리트 타설 방법은 콘크리트 타설 영역에 설치하기 위하여 상기 청구항 제 1항의 트위스트 부재를 복수개 구비하여 격자형태로 배치하는 단계(S10)와, 상기 격자형태로 배치됨으로 인한 상기 트위스트 부재의 교차점에 용접을 수행하여 격자형 용접 철근망을 형성하는 단계(S20)와, 상기 콘크리트 타설 영역에 상기 격자형 용접 철근망을 설치하는 단계(S30)와, 상기 격자형 용접 철근망이 설치된 콘크리트 타설 영역에 콘크리트를 타설하고 양생하는 단계(S40)를 포함한다.

이와 같은 방법은 토목 또는 건설 현장에서 공사의 빠른 시공과 자재의 효율적인 활용에 효과적이며, 조립식 주택, 콘크리트 배관, 고속도로, 지하철공사, 터널공사, 농로 및 포장공사 등 건물의 하중을 받는 기초, 지하 및 옥상 주차장 등에 이용될 수 있다.

그리고 항복강도 및 인장강도가 높아 소요량 절감 및 경량화가 용이하며, 배근 작업시 발생하는 자투리의 손실을 최소화한다.

또한 시공이 간편하여 배근작업 및 결속시간 단축(철근대비 30 ~ 50%)되고, 기능 숙련자가 불필요하며 초보자도 작업이 가능하다. 또한 사전 조립용으로 부재의 응력분포가 균등하고 균열제어에 매우 효과적이며, PC구조용, 공항활주로, 일반도로와 차도, 터널, 지하도, 하수시설 등 공사에도 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기의 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재와 그 제조 방법과 제조장치 중 어느 하나를 통해 제조되는 철선·철근을 용접을 통해 철근 콘크리트용 타설철망을 제조하게 된다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 강선 공급수단 2 : 강선 인발수단
3 : 강선 권출수단 10 : 제1정렬이송부
11 : 스케일 제거 이송부 12 : 피막 코팅부
13 : 제2정렬이송부 20 : 고정다이
100 : 베이스 101 : 유도관
102 : 패널 103 : 링
104 : 제1정렬롤러 105 : 제2정렬롤러
106 : 제3정렬롤러 107 : 지지구조물
108 : 배출공간 109 : 유도구
110 : 지지대 111 : 수평플레이트
112 : 수직 플레이트
113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e : 수평 스크래퍼
114, 114a, 114b, 114c, 114d : 수직 스크래퍼
120 : 석회수 용기 121 : 건조기
122 : 입구 123 : 출구
124 : 전기히터 125 : 입구
126 : 출구 127 : 전기히터
128 : 가이드 롤러 130 : 아이들 롤러
131 : 가이드 롤러 132 : 캡스턴 롤러
132a : 하부롤러 132b : 상부롤러
133 : 정렬롤러 133a : 하부롤러
133b : 상부롤러 134 : 고정편
135 : 가이드홈 136 : 공압실린더
137 : 고정대 138 : 고정편
139 : 고정대 140 : 가이드홈
141 : 핸들 200 : 사각홈
210 : 전방벽체 211 : 볼트 체결공
212 : 돌출부 213 : 볼트
214 : 원형홈 220 : 워엄
221 : 워엄기어 222 : 회전축
223 : 회전다이 224 : 커버
225 : 배출구 226 : 키
227 : 후방벽체 228 : 베어링
229 : 사각홈 230 : 키홈
234 : 나사 235 : 통공

Claims

적어도 세 개의 면이 이루는 다각형의 단면을 가지고 길게 형성되면서, 각각의 면이 완만하게 나선형으로 비틀려지는 곡면을 형성하여 콘크리트 접착력 및 장력이 강해지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재.
권취된 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선을, 원통형 와이어 브러쉬가 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 수직 스크래퍼로 되는 스케일 제거 이송부로 공급하여 강선(W) 외주면의 스케일을 제거하는 제 1 단계;
상기 제 1 단계에서 스케일이 제거된 강선을, 석회수 용기와 건조기를 구비하는 피막 코팅부를 통과시키면서 표면의 산화 이물질을 중화시키고, 석회수를 코팅하는 제 2 단계;
상기 제 2 단계에서 석회수가 코팅된 강선을, 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어, 상기 워엄기어에 결합되어 피복부의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이 조립체를 통과시키면서 와선형으로 성형하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재의 제조 방법.
강선 공급수단으로부터 공급되는 강선의 단면을 일정한 형상으로 인발 성형하여 권출함에 있어서,
권취된 강선 뭉치로부터 풀려나오는 강선이 요동하는 것을 진정시켜서 안정적으로 공급할 수 있는 제1정렬 이송부;
상기 제1정렬 이송부에 의하여 이송되는 강선의 외주면에 형성된 스케일을 제거하기 위하여 다수개의 스크래퍼가 테이블 상에 고정 설치되는 스케일 제거 이송부;
상기 스케일 제거 이송부에서 공급되는 강선 표면의 산화 이물질을 중화 및 표면 코팅하기 위한 석회수 용기와 건조기를 구비하는 피막 코팅부;
상기 피막 코팅부로부터 공급되는 강선의 단면을 소정의 형상으로 성형하면서 강선 와선형으로 성형하는 인발다이;를 포함하되,
상기 제1정렬 이송부는 일정한 각도로 경사지게 설치되면서, 강선이 유도될 수 있도록 개방된 공간을 가지는 유도관의 상부에 형성되어 인출되는 강선을 안내하는 제1유도구와 제1,2정렬 롤러가 권취된 강선 뭉치의 상부에 위치되고,
상기 스케일 제거 이송부는 원통형 와이어 브러쉬로 되어 지그재그로 고정되는 다수개의 수평 스크래퍼와, 수직 스크래퍼로 되어 공급되는 강선(W) 외주면의 스케일을 제거하게 되며,
상기 인발다이는 피복부를 사이에 두고 피복부의 후방 벽체에는 고정다이와 회전다이 조립체가 설치되어, 피복부를 통과한 강선이 고정다이에서 단면이 소정의 형상으로 인발된 다음 회전다이 조립체에서 연속적으로 비틀림 가공이 되고, 상기 회전다이 조립체는 유압모터의 동력을 전달받아서 구동하는 워엄 및 워엄기어, 상기 워엄기어에 결합되어 피복부의 후방 벽체에 베어링으로 설치되는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 회전 다이를 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 건축용 트위스트 철선·철근 부재의 제조 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한항을 이용하여 용접을 통해 제조되는 철근 콘크리트용 타설철망.