KR20240027039A - 디플렉터 롤 및 그 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

금속 대판을, 큰 사행을 수반하지 않고 통판시키는 것이 가능하고, 게다가, 강판을 효율적으로 제조할 수 있는 디플렉터 롤 및 그 디플렉터 롤을 구비한 강판의 제조 방법을 제안한다. 통판 중의 금속 대판의 통판 방향을 변경하는 디플렉터 롤에 있어서, 그 디플렉터 롤을, 롤 가대에 회전 가능하게 지지되는 롤 본체와, 그 롤 본체의 외표면에 형성되는 슬라이드 부재를 구비한 것으로 하고, 상기 슬라이드 부재를, 금속 대판이 권취됨과 함께 그 권취된 상태를 유지한 채로 그 롤 본체의 축 방향을 따라 이동 가능하게 구성한다.

Description

디플렉터 롤 및 그 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법

본 발명은, 통판 중의 금속 대판 (帶板) 을 롤의 외표면에 권취하여 그 금속 대판의 통판 방향을 변경하는 데에 사용되는 디플렉터 롤 및 그 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

강판의 연속 제조 설비에 있어서는, 통판 중의 금속 대판의 통판 방향을 변경할 목적으로 통판 경로에 다수의 디플렉터 롤이 설치되어 있다. 디플렉터 롤을 사용하는 의의는, 강판의 연속 제조 설비의 컴팩트화를 도모하고, 설비의 건설 비용을 싸게 하는 데에 있다. 한편, 디플렉터 롤을 사용함으로써 발생하는 폐해로는, 디플렉터 롤과의 상호 간에서 발생하는 마찰력에 의해 금속 대판이 사행해 버리는 것이다.

디플렉터 롤에 있어서의 금속 대판의 사행을 방지하기 위해, 종래에는, CPC 사행 제어 장치를 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나, 비용 혹은 설치 장소 등의 제약으로 CPC 사행 제어 장치를 설치할 수 없는 경우가 종종 있었다. 예를 들어, 횡형 루퍼 장치에 있어서, 이동하는 루퍼 카에 설치되어 있는 디플렉터 롤에는, 비용의 면 및 전장품의 배치 스페이스 등의 제약에서 CPC 사행 제어 장치를 설치하는 것은 곤란하다.

CPC 사행 제어 장치를 설치할 수 없는 다수의 디플렉터 롤에 대해서는, 롤 프로필을 볼록상으로 한 크라운 롤이 사용되고 있다. 이로써, 금속 대판과의 상호 간에 발생하는 마찰력을 센터링력으로 하는 것이 가능해지고, CPC 사행 제어 장치만큼은 아니지만 금속 대판의 사행을 어느 정도 억제할 수 있고, 게다가, 이 경우, 롤 프로필을 볼록상으로 가공할 뿐이므로 롤의 설치 장소, 비용의 제약이 거의 없는 이점이 있다.

최근, 강판의 하이텐화 혹은 전기 강판의 고급화에 수반하여, 상류 공정인 열간 압연 공정에 있어서 제조되는 열연 강판에서는, 코일의 선단부 혹은 미단부에서 형상 불량이나 구부러짐이 발생하기 쉬워졌다. 이와 같은 형상 불량 혹은 구부러짐이 발생한 금속 대판끼리를 접속시켜 통판하는 경우, 접속부에서의 사행을 억제할 수 없는 상황이 다발해 왔다.

이러한 사행을 억제할 수 없으면, 금속 대판이 예정된 통판 경로로부터 벗어나는, 소위 롤 아웃을 일으키게 되기 때문에, 주변 가대 (架臺) 와 접촉하여 금속 대판이 파단되는 등의 큰 트러블이 되어 조업 불능에 빠지게 되기도 한다. 또, 금속 대판의 단 가장자리가 결손된 채로 냉간 압연하면 냉간 압연 중에 금속 대판이 파단되어 조업 불능이 되기 때문에, 냉간 압연 전에 금속 대판의 단 가장자리에 있어서 결손의 유무를 확인함과 함께 금속 대판의 반송 속도를 저하시킬 필요가 있고, 이것이 강판의 제조 효율을 저하시키는 원인도 되고 있다.

기설 (旣設) 된 설비에 CPC 사행 제어 장치를 신규로 설치하는 것은 어려우므로, 크라운 롤의 볼록 형상을 조정하는 등의 사행 대책이 채용되고 있지만, 볼록 형상을 지나치게 높게 하면 금속 대판과 롤 표면을 전체면에서 접촉시킬 수 없기 때문에 접촉 자국이 발생하는 등의 문제가 있어, 크라운 롤에 의한 사행 억제에도 한계가 있다.

코일 선단부 혹은 미단부에서의 형상 불량이 금속 대판의 사행을 발생시키는 원인인 것은 밝혀져 있으므로, 그 부위를 제거하는 것이 통상적으로 실시되고 있다. 그러나, 이 경우, 수율 저하로 직결되기 때문에, CO₂ 발생량 삭감을 위해서도 가능하면 그 부위를 제거하지 않는 쪽이 당연히 좋다.

디플렉터 롤에서의 금속 대판의 사행을 억제하기 위해, 금속 대판의 폭 방향의 단 가장자리에 접촉하는 가이드 롤을 사용하는 방법도 알려져 있지만, 금속 대판의 사행이 큰 경우, 가이드 롤에는, 사행을 억제하기 위한 큰 충돌력이 발생해 버린다. 그리고, 그 충돌력에 의해 금속 대판의 단 가장자리가 결손되는 등의 결함이 발생하는 것을 피할 수 없어, 가이드 롤을 사용하는 방식도 완전하지는 않다.

금속 대판의 사행을 크게 하는 마찰력은, 디플렉터 롤의 축 방향 (스러스트 방향) 으로 발생하기 때문에, 금속 대판의 사행을 억제하기 위해서는, 그러한 마찰력을 애당초 발생시키지 않는 스러스트 프리의 롤을 사용하는 것이 유효하다. 이것에 관련된 선행 기술로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 벨트차를 스러스트 방향에 대하여 자유롭게 이동할 수 있게 한 것이 제안되어 있고, 또, 특허문헌 2 에는, 상하의 롤을, 스러스트 방향에 대하여 자유롭게 이동할 수 있게 한 것이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 1 의 것은, 벨트에 큰 사행이 발생한 경우에는, 벨트차의 이동에 의해 그 단부가 벨트차를 지지하는 지지 부분에 충돌하는 것이 우려된다. 또, 특허문헌 2 의 것은, 상측롤 및 하측롤 중 적어도 일방에 대해 댐퍼 저항이 부여되어 있기 때문에, 강대의 사행을 유도하는 마찰력을 경감시키기에도 한계가 있어, 어느 쪽에 있어서도, 디플렉터 롤에 대한 적용에는 부적합한 것이었다.

일본 공개특허공보 2002-2934호 일본 공개특허공보 2010-207867호

본 발명의 과제는, 롤의 축 방향으로 발생하는 마찰력에서 기인한 금속 대판의 사행을, 구조의 복잡화를 수반하지 않고 경감시킴과 함께 강판을 효율적으로 제조할 수 있는 디플렉터 롤 및 그 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법을 제안하는 데에 있다.

본 발명은, 통판 중의 금속 대판의 통판 방향을 변경하는 디플렉터 롤로서, 상기 디플렉터 롤은, 롤 가대에 회전 가능하게 지지되는 롤 본체와, 그 롤 본체의 외표면에 대하여 이동 가능하게 형성되는 슬라이드 부재를 구비하고, 상기 슬라이드 부재는, 상기 금속 대판이 권취됨과 함께 그 권취된 상태를 유지한 채로 그 롤 본체의 축 방향을 따라 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤이다.

상기 디플렉터 롤에 있어서,

1) 상기 슬라이드 부재는, 복수의 판상체를 갖고 구성되고, 각 판상체는, 길이 방향의 단면 (端面) 이 상기 롤 본체의 롤 단면측에 위치하고, 폭 방향의 단면끼리를 서로 마주보게 하여 상기 롤 본체의 전체 둘레에 걸쳐서 배열된 것인 것,

2) 각 판상체는, 상기 롤 본체의 전체 둘레에 걸친 배열 상태에서 원형상을 이루는 권취 둘레면을 형성하는 원호면을 갖는 것,

3) 각 판상체는, 상기 롤 본체의 축 방향을 따라 각각 개별 이동을 가능하게 하는 것인 것,

4) 각 판상체는, 길이 방향의 중앙부가 그 양 단부보다 외측을 향하여 돌출된 단면 (斷面) 프로필을 갖는 것,

5) 상기 롤 가대는, 상기 롤 본체에 의한 상기 금속 대판의 권취 영역을 제외한 영역에 있어서 상기 판상체의 길이 방향의 단면에 마주보게 형성되고, 이동 상태에 놓여진 그 판상체의 길이 방향의 단면에 맞닿게 하여 그 판상체를 원래의 위치로 복귀, 각 판상체를 상기 금속 대판의 통판 중심에 센터링하는 센터링 가이드를 갖는 것,

6) 상기 센터링 가이드는, 상기 롤 가대에 유지되는 베이스와, 그 베이스에 캔틸레버 지지되는 유도판을 구비하고, 그 유도판은, 자유단이 롤 본체의 롤 단면으로부터 가장 이간되어 있지만, 고정단으로 감에 따라서 롤 본체의 롤 단면으로부터의 거리가 점차 작아지는 가이드면을 갖는 것,

7) 상기 롤 가대는, 상기 금속 대판의 폭 방향의 양단측에 각각 위치하여 그 금속 대판의 통판 중에 있어서의 롤 아웃을 방지하는 가이드 롤러를 갖는 것,

8) 상기 슬라이드 부재는, 상기 롤 본체의 축 방향을 따라 그 슬라이드 부재를 이동 가능하게 탄성 지지하고, 그 탄성력에 의해 그 슬라이드 부재를 원래의 위치로 복귀시키는 탄성 부재를 갖는 것이 과제 해결을 위한 구체적 수단으로서 바람직하다.

또, 본 발명은, 상기 구성으로 이루어지는 디플렉터 롤을 루퍼 장치에 적어도 1 기 설치하고, 상류측의 제조 프로세스를 거친 금속 대판을 그 루퍼 장치에 통과시켜 하류측의 제조 프로세스로 반송함으로써 강판을 제조하는 강판의 제조 방법으로서, 상기 루퍼 장치의 통과 중에, 그 금속 대판의 사행에서 유래하는 마찰력으로 그 디플렉터 롤의 슬라이드 부재를 그 디플렉터 롤에 권취된 그 금속 대판과 함께 롤 본체의 축 방향을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법이다.

본 발명에 의하면, 롤 본체의 외표면에 형성된 슬라이드 부재가 롤 본체의 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있기 때문에, 금속 대판의 사행이 커지는 마찰력의 발생은 회피된다. 또, 본 발명에 의하면, 롤 본체는, 축 방향으로 이동하지는 않기 때문에, 롤 가대에 접촉하는 문제도 발생하지는 않는다.

또한, 상류측의 제조 프로세스를 거친 금속 대판을 루퍼 장치에 통과시켜 하류측의 제조 프로세스로 반송하여 강판을 제조하는 데에 있어서는, 금속 대판의 파단 등의 문제를 회피하는 관점에서, 종래, 접합부 부근에서 하류측의 제조 프로세스에 이르기까지의 구간에 대해서는 금속 대판의 반송 속도를 저하시킬 필요가 있었다. 그러나, 본 발명에 의하면, 금속 대판의 사행을 억제할 수 있기 때문에 금속 대판의 반송 속도를 저하시키는 구간을 단축시키는 것이 가능해져, 제조 효율의 개선을 도모할 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 따른 디플렉터 롤의 실시형태를 모식적으로 나타낸 도면으로서, 도 1(a) 는 평면도, 도 1(b) 는 정면도, 도 1(c) 는 측면도이다.
도 2 는, 도 1 의 A-A 단면을 나타낸 도면이다.
도 3 은, 도 1 의 B-B 단면을 나타낸 도면이다.
도 4 는, 판상체만을 취출하여 나타낸 도면으로서, 도 4(a) 는 평면도, 도 4(b) 는 도 4(a) 의 C-C 단면도, 도 4(c) 는 길이 방향의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5 는, 롤 본체의 측면을 나타낸 도면이다.
도 6 은, 횡형 루퍼 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7 은, 금속 대판의 사행량의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 8 은, 금속 대판의 사행량 및 캠버 곡률의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 9 는, 금속 대판의 사행량의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 10 은, 금속 대판의 사행량 및 캠버 곡률의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 11 은, 가이드 롤러에 있어서의 충돌력의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 12 는, 금속 대판의 사행량의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 13 은, 금속 대판의 사행량 및 캠버 곡률의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 14 는, 가이드 롤러에 있어서의 충돌력의 변동 상황을 나타낸 도면이다.
도 15 는, 상류측의 제조 프로세스를 열간 압연 공정으로 하고, 하류측의 제조 프로세스를 냉간 압연 공정으로 하여 그 상호 간에 루퍼 장치를 설치한 강판의 제조 설비의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 16 은, 어닐링 처리 공정의 입측, 산세 처리 공정의 출측에 루퍼 장치를 설치한 설비를 나타낸 도면이다.
도 17 은, 본 발명에 따른 디플렉터 롤의 다른 실시형태를 주요부 단면에 대해 나타낸 도면이다.
도 18(a), 도 18(b) 는, 도 17 에 나타낸 디플렉터 롤에 있어서, 슬라이드 부재가 롤 본체의 축 방향으로 이동하고 있는 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 사용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1(a) ∼ 도 1(c) 는, 본 발명에 따른 디플렉터 롤의 실시형태를 모식적으로 나타낸 도면으로서, 도 1(a) 는 평면도, 도 1(b) 는 정면도, 도 1(c) 는 측면도이다. 또, 도 2 는, 도 1 의 A-A 단면을 나타낸 도면이고, 도 3 은, 도 1 의 B-B 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 ∼ 3 에 있어서의 부호 1 은, 롤 가대, 부호 2 는, 롤 가대 (1) 에 베어링을 통하여 회전 가능하게 지지되는 롤 본체, 3 은, 롤 본체 (2) 의 외표면에 형성되고, 금속 대판 (S) 이 권취됨과 함께 그 권취된 상태를 유지한 채로 롤 본체 (2) 의 축 방향을 따라 이동 가능한 슬라이드 부재이다.

슬라이드 부재 (3) 는, 길이 방향의 단면 (3a1) 이, 롤 본체 (2) 의 롤 단면 (2a) 측에 위치하고, 폭 방향의 단면 (3a2) 끼리를 서로 마주보게 하여 롤 본체 (2) 의 전체 둘레에 걸쳐서 배열된 직사각형 형상을 이루는 복수의 판상체 (3a) 로 구성할 수 있다. 판상체 (3a) 와 롤 본체 (2) 사이에는, 판상체 (3a) 를 롤 본체 (2) 에 탈락 불능하게 유지하고, 또한 그 판상체 (3a) 가 각각 롤 본체 (2) 의 축 방향으로 이동할 수 있도록, 복수의 굴림대 혹은 롤러를 조합하여 구성된 리니어 가이드 (4) 가 형성되어 있다. 또한, 슬라이드 부재 (3) 는, 복수 장의 판상체 (3a) 로 이루어지는 것을 예로서 나타냈지만 단일 부재로 구성해도 된다.

판상체 (3a) 로는, 롤 본체 (2) 의 전체 둘레에 걸친 배열 상태에서 원형상을 이루는 권취 둘레면을 형성하는 원호면 (e) 을 갖고, 도 4(b) 의 C-C 단면에 나타내는 바와 같이, 길이 방향의 중앙부 (3a3) 가 그 양 단부보다 외측을 향하여 돌출된 단면 프로필을 갖는, 예를 들어, 금속제 부재, 목제 부재 혹은 합성 수지제 부재 (고무 등을 포함한다) 로 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 도면에 있어서의 부호 5 는, 롤 본체 (2) 에 의한 금속 대판 (S) 의 권취 영역을 제외한 영역에 있어서 판상체 (3a) 의 길이 방향의 단면 (3a1) 에 마주보게 형성되고, 이동 상태에 놓여진 판상체 (3a) 의 길이 방향의 단면 (3a1) 에 맞닿게 하여 판상체 (3a) 를 원래의 위치로 복귀시키는 센터링 가이드이다. 이 센터링 가이드 (5) 에 의해 판상체 (3a) 의 길이 방향의 중앙부 (3a3) 를 금속 대판 (S) 의 통판 중심 (O) 에 센터링할 수 있게 되어 있다. 또한, 본 발명에 있어서 금속 대판 (S) 의 권취 영역과 그 영역을 제외한 영역은, 금속 대판 (S) 의 권취 영역을 L, 그 영역 (L) 을 제외한 영역을 L1 로 한 경우, 각각의 영역 (L, L1) 은, 도 5 에 나타낸 영역을 말하는 것으로 한다.

센터링 가이드 (5) 는, 롤 가대 (1) 에 고정, 유지되는 초승달형의 측면 형상을 갖는 베이스 (5a) 와, 그 베이스 (5a) 의 상하의 각 선단부에 캔틸레버 지지되는 좌우 1 쌍의 유도판 (5b) 을 구비한 것을 사용할 수 있다.

유도판 (5b) 은, 자유단 (5b1) 이 롤 본체 (2) 의 롤 단면 (2a) 으로부터 가장 이간되어 있지만, 고정단 (5b2) 으로 감에 따라서 롤 본체 (2) 의 롤 단면 (2a) 으로부터의 거리가 점차 작아지는 가이드면 (g) 이 형성되어 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 롤 본체 (2) 가 역회전하는 경우에 있어서도 이동 후의 판상체 (3a) 를 확실하게 센터링할 수 있도록, 유도판 (5b) 을 베이스 (5a) 의 상하의 각 선단부에 2 세트 형성한 경우를 예로서 나타냈지만, 센터링 가이드 (5) 의 측면 형상이나 배치 상황은, 적절히 변경 가능하며, 도시된 것에 한정되지는 않는다.

또한, 도면에 있어서의 부호 6 은, 롤 가대 (1) 에 형성되고, 금속 대판 (S) 의 양측에 각각 위치하여 그 금속 대판 (S) 의 통판 중에 있어서의 롤 아웃을 방지하는 가이드 롤이다. 가이드 롤 (6) 은, 금속 대판 (S) 과 접촉함으로써 회전하는 무구동식의 캔틸레버 지지 롤러를 사용할 수 있다.

상기 구성으로 이루어지는 디플렉터 롤은, 롤 본체 (2) 의 축 방향에 있어서 큰 마찰력이 발생한 경우, 슬라이드 부재 (3) 를 구성하는 판상체 (3a) 중, 금속 대판 (S) 이 권취된 판상체 (3a) (영역 (L) 의 판상체 (3a)) 는 롤 본체 (2) 의 축 방향으로 이동하여 그 마찰력이 경감되고, 그 마찰력에서 유래하는 금속 대판 (S) 의 사행이 억제된다. 한편, 롤 본체 (2) 의 축 방향으로 이동한 판상체 (3a) 는, 영역 (L1) 에 있어서 길이 방향의 단면 (3a1) 이 센터링 가이드 (5) 의 유도판 (5b) 에 맞닿고 가이드면 (g) 을 따라 유도되어 원래의 위치로 복귀, 금속 대판 (S) 의 통판 중심 (O) 에 센터링되게 된다. 본 발명에 따른 디플렉터 롤에 있어서는, 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 가이드 롤 (6) 에 접촉하더라도, 그 충돌력은, 금속 대판 (S) 의 전단력에서 유래하는 충돌력만이 되기 때문에, 그 크기는 대폭 저감된 것이 된다.

또, 본 발명에 따른 디플렉터 롤은, 패시브 기구가 되므로, 전장품이나 제어 수단이 불필요하고, 기존의 디플렉터 롤과의 교환도 비교적 용이하고, 개조에 드는 비용의 경감을 도모할 수 있는 이점이 있다.

또한, 판상체 (3a) 는, 공기압 혹은 유압을 이용한 액추에이터 등을 사용하여 그 이동을 제어해도 되며, 이 경우에는 센터링 가이드 (5) 는 생략된다.

도 6 은, 본 발명에 따른 디플렉터 롤을 적용하기에 바람직한 횡형 루퍼 장치의 개략 전체도를 모식적으로 나타낸 도면이다. 여기에, 루퍼 장치란 일반적으로, 반송 과정에 있는 금속 대판 (S) 을 일시적으로 저장해 두고, 하류측의 제조 프로세스에 있어서의 금속 대판 (S) 의 반송 속도를 일정하게 유지하는 기능을 구비한 장치이다.

도 6 에 있어서의 부호 7 은, 라인의 최상류측에 형성된 디플렉터 롤, 부호 8, 9 는, 스티어링 롤이다. 스티어링 롤 (8, 9) 은, 디플렉터 기능을 겸비하고, CPC 사행 제어 장치가 구비된 롤 (이동하지는 않는다) 로서, 롤에 대한 금속 대판 (S) 의 위치 (사행량) 를 각각 센싱하고, 그 금속 대판 (S) 의 사행량이 제로, 즉, 금속 대판 (S) 의 폭 방향의 중심이 통판 중심 (O) 을 통과하도록 롤의 회전축을 경사시킬 수 있게 되어 있다.

또, 도 6 에 있어서의 부호 10, 11 은, 디플렉터 롤을 구비한 루퍼 카이다. 루퍼 카 (10, 11) 는, 궤도를 따라 도면의 좌우 방향으로 이동시킴으로써 통판 라인에 있어서의 금속 대판 (S) 의 길이를 적절히 변경하는 것이다.

또, 도 6 에 있어서의 부호 12 는, 금속 대판 (S) 을, 예를 들어 2.5 m 피치로 지지하는 서포트 롤, 부호 13 은, 금속 대판 (S) 을 지지함과 함께, 루퍼 카 (10, 11) 의 통과시에 개폐되는 기능을 구비한 세퍼레이터 롤이다. 세퍼레이터 롤 (13) 은, 예를 들어, 15 m 정도의 간격으로 배치된다.

상기 구성으로 이루어지는 횡형 루퍼 장치에 있어서, 루퍼 카 (10, 11) 에 구비되는 디플렉터 롤에는, 종래, CPC 사행 제어 장치를 설치하는 것이 곤란하기 (불가능하기) 때문에, 롤의 회전축을, 스티어링 롤 (8, 9) 과 같이, 경사 (변위) 시켜 금속 대판 (S) 의 사행을 억제할 수 없어, 일반적으로는, 크라운 롤이 이용되며, 그 크라운을 이용하여 금속 대판 (S) 의 센터링을 실시하도록 하고 있었지만, 이 종류의 디플렉터 롤에서는, 스티어링 롤만큼의 효과를 기대할 수 없다.

도 7 은, 크라운 롤이 적용된 종래의 디플렉터 롤에 대해, 판폭 : 1250 ㎜, 판두께 : 2.2 ㎜ 가 되는 금속 대판 (S) 을 라인 속도 : 60 mpm, 장력 : 0.51 kgf/㎟, 마찰 계수 : 0.3, 스티어링 롤 (8) 에서 루퍼 카 (10) 까지의 길이, 및 루퍼 카 (10) 에서 스티어링 롤 (9) 까지의 길이를 각각 30 m 로 하여, 계산 개시로부터 50 초 후에 형상 불량부가 흐르기 시작한다는 조건하에서 통판시킨 경우에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행 상황을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 것이고, 도 8 은, 그 때의 금속 대판 (S) 의 형상 불량을, 캠버 곡률로 모의한 도면이다.

도 7 에 있어서, 실선은, 스티어링 롤 (8) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고, 점선은, 루퍼 카 (10) 의 디플렉터 롤에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고, 일점쇄선은, 스티어링 롤 (9) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고 있다.

도 7 로부터, 스티어링 롤 (8, 9) 에서는, CPC 사행 제어에 의해 금속 대판 (S) 의 사행을 어느 정도 억제할 수 있지만, 루퍼 카 (10) 에 구비된 종래의 디플렉터 롤에서는, 롤 크라운이 부여되어 있음에도 불구하고 금속 대판 (S) 이 크게 사행하고, 사행량의 허용 범위 ± 0.175 m 를 초과하여 롤 아웃하고 있는 것이 분명하여, 디플렉터 롤을 크라운 롤로 하는 것만으로는, 금속 대판 (S) 의 사행을 억제할 수 없는 것을 알 수 있다.

도 9 는, 금속 대판 (S) 의 사행에 의한 롤 아웃을 억제하기 위해, 서포트 롤 (12), 세퍼레이터 롤 (13) 에 가이드 롤 (6) 을 설치한 경우에 있어서의, 스티어링 롤 (8, 9), 루퍼 카 (10) 에서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이고, 도 10 은, 그 때의 금속 대판 (S) 의 형상 불량을, 캠버 곡률로 모의한 도면이다.

도 9 에 있어서, 실선은, 스티어링 롤 (8) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고, 점선은, 루퍼 카 (10) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고, 일점쇄선은, 스티어링 롤 (9) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고 있다.

도 9 로부터, 스티어링 롤 (8, 9) 에서는, CPC 사행 제어에 의해 금속 대판 (S) 의 사행이 어느 정도 억제되고, 루퍼 카 (10) 에 구비된 디플렉터 롤 (7) 에 있어서도, 금속 대판 (S) 의 사행량을 대략 허용 범위로 할 수 있지만, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 금속 대판 (S) 의 단 가장자리와 가이드 롤 (6) 사이에서 충돌력이 발생하여 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 결손되거나, 변형되어 버리는 것이 우려되었다.

도 12 는, 루퍼 카 (10) 에 설치된 디플렉터 롤을, 본 발명에 따른 디플렉터 롤로 변경하여 금속 대판 (S) 을 통판시킨 경우에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이고, 도 13 은, 그 때의 금속 대판 (S) 의 형상 불량을, 캠버 곡률로 모의한 도면이고, 또한, 도 14 는, 금속 대판 (S) 과 가이드 롤 (6) 사이에서 발생하는 충돌력을 나타낸 도면이다.

도 12 에 있어서, 실선은, 스티어링 롤 (8) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고, 점선은 루퍼 카 (10) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고, 일점쇄선은, 스티어링 롤 (9) 에 있어서의 금속 대판 (S) 의 사행량을 나타내고 있다.

본 발명에 따른 디플렉터 롤을 구비한 것에 있어서는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 루퍼 카 (10) 에서의 금속 대판 (S) 의 사행이 허용 범위 ± 0.175 m 를 크게 하회하는 0.15 m 정도이고, 게다가, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 금속 대판 (S) 과 가이드 롤 (6) 사이에 발생하는 충돌력도 종래의 디플렉터 롤과 비교하여 대폭 경감되는 것이 분명하다.

상류측의 제조 프로세스를 열간 압연 공정으로 하고, 하류측의 제조 프로세스를 냉간 압연 공정으로 하여 그 상호 간에 루퍼 장치가 설치된, 예를 들어 도 15 에 나타내는 바와 같은 강판의 제조 설비에 있어서는, 열간 압연을 실시한 금속 대판 (S) 을 그대로 루퍼 장치에 통과시키면 금속 대판 (S) 에는 형상 불량이 잔존한 상태에 있기 때문에 사행이 조장되어 가이드 롤 (6) 과의 충돌에 의해 금속 대판 (S) 의 단 가장자리에 있어서 결손이 발생하는 것이 우려된다. 그리고, 결손이 존재하는 상태에서 냉간 압연을 실시하면 금속 대판 (S) 이 파단되어 조업 불능에 빠질 가능성이 높고, 그것을 회피하려면, 금속 대판 (S) 접합부 부근에서 냉간 압연기의 입측까지의 30 ∼ 100 m 정도의 구간에 대해서는, 금속 대판의 반송 속도를 50 mpm 이하로 할 필요가 있어, 이것이, 강판의 제조 효율의 저하를 초래하는 원인이 되고 있었다.

본 발명에 따른 디플렉터 롤을 루퍼 장치에 설치한 경우, 금속 대판 (S) 의 사행이 커지는 것이 억제되는 결과로서 금속 대판 (S) 의 반송 속도를 50 mpm 이하로 하는 구간은, 길어도 30 m 정도에 그치게 할 수 있으며, 그 결과로서 강판의 효율적인 제조가 가능해진다.

도 16 은, 어닐링 처리 공정의 입측, 산세 처리 공정의 출측에 각각 루퍼 장치를 설치한 설비를 나타낸 도면이다. 이러한 설비는, 상게 (上揭) 도 15 에 나타낸 강판의 제조 설비의 열간 압연 공정과 냉간 압연 공정 사이에 형성되는 경우도 있으며, 본 발명에 따른 디플렉터 롤은, 도 16 에 나타내는 루퍼 장치에 있어서도 적용할 수 있는 것이다.

도 17 은, 슬라이드 부재 (3) 의 판상체 (3a) 를, 원호면 (e) 을 갖는 외측 부재 (3b) 와, 그 외측 부재 (3b) 의 하면에 합쳐져 그 상호 간에 탄성 부재 (14) 의 설치 공간을 구획 형성하는 내측 부재 (3c) 로 구성되고, 설치 공간 내에 배치된 탄성 부재 (14) 의 일단을 외측 부재 (3b) 의 내단 (內端) 에 연계시키는 한편, 그 탄성 부재 (14) 의 타단을 롤 본체 (2) 의 동체 중앙부에 형성된 돌출편 (2b) 에 연계시켜 그 탄성 부재 (14) 에 의해 판상체 (3a) 를, 그 내측 부재 (3c) 에 형성된 절결부 (3d) 의 범위 내에서 롤 본체 (2) 의 축 방향을 따라 이동 가능하게 탄성 지지한, 본 발명에 따른 디플렉터 롤의 또 다른 실시형태를 주요부 단면에 대해 나타낸 도면이다.

이러한 디플렉터 롤은, 판상체 (3a) 의 내측 부재 (3c) 와 롤 본체 (2) 사이에는, 복수의 굴림대 혹은 롤러를 조합하여 구성된 리니어 가이드 (4) 가 형성되어 있는 점은, 상게 도 1 ∼ 3 에 나타낸 디플렉터 롤과 다른 점은 없고 (도 17 에 있어서 리니어 가이드 (4) 는 도시 생략), 금속 대판 (S) 의 사행에서 유래하는 마찰력으로 판상체 (3a) 를 도 18(a), 도 18(b) 에 나타내는 바와 같이 롤 본체 (2) 의 축 방향을 따라 이동시키는 것이 가능하여, 금속 대판 (S) 의 사행이 보다 커지는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 금속 대판 (S) 이 당해 판상체 (3a) 로부터 떨어진 경우 혹은 금속 대판 (S) 에 사행이 발생하고 있지 않은 반송 상태에서는, 그 판상체 (3a) 는, 탄성 부재 (14) 의 탄성력에 의해 판상체 (3a) 의 길이 방향의 중앙부 (3a3) 와 금속 대판 (S) 의 통판 중심 (O) 이 일치하도록 센터링되어 원래의 위치로 복귀하게 된다. 이와 같은 디플렉터 롤에 의하면, 구조의 간소화를 도모할 수 있는 이점이 있다.

실시예

루퍼 카 (10, 11) 에 각각 종래의 디플렉터 롤을 배치하고, 서포트 롤 (12), 세퍼레이터 롤 (13) 에 가이드 롤을 설치한 횡형 루퍼 장치를 사용한 경우 (종래 장치) 와, 루퍼 카 (10) 에 본 발명에 따른 디플렉터 롤을 배치한 횡형 루퍼 장치를 사용한 경우 (적합 장치) 에 대해, 상기 시뮬레이션에서 사용한 조건과 동일한 조건에서 금속 대판 (S) 을 통판시키는 실기 조업을 실시하였다.

그 결과, 종래 장치에 있어서는, 루퍼 카 (10) 와 스티어링 롤 (8) 사이에서 금속 대판 (S) 이 사행하여 가이드 롤과의 접촉이 일어났지만, 그 사이에서는 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 결손되지는 않았다. 그러나, 루퍼 카 (10) 에 있어서 금속 대판 (S) 이 크게 사행한 경우, 루퍼 카 (10) 의 직상류의 가이드 롤이 금속 대판 (S) 에 강하게 충돌하여 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 결손되는 문제가 발생하였다.

이에 대하여 본 발명에 따른 디플렉터 롤을 구비한 장치에 있어서는, 루퍼 카 (10) 에서 금속 대판 (S) 이 크게 사행한 경우에 있어서 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 가이드 롤에 접촉하더라도 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 결손되는 문제는 일어나지 않고, 그 때의 충돌력은, 금속 대판 (S) 의 단 가장자리가 결손되지 않는 충돌력과 동일한 레벨에 있는 것이 확인되었다.

상류측의 제조 프로세스를 열간 압연 공정으로 하고, 하류측의 제조 프로세스를 냉간 압연 공정으로 하여 그 상호 간에 본 발명에 따른 디플렉터 롤을 적용한 루퍼 장치를 배치한, 상게 도 15 에 나타낸 제조 설비 혹은 상게 도 15 에 나타낸 제조 설비에 추가로 상게 도 16 에 나타낸 설비를 적절히 조합한 제조 설비를 사용하고, 두께 215 ㎜ 의 슬래브를 마무리 판두께 2 ㎜, 마무리 판폭 1289 ㎜ 로 하는 열간 압연, 판두께 2 ㎜, 판폭 1280 ㎜ 로 하여 루퍼 장치를 통판, 또한, 입측 판두께 2 ㎜, 마무리 판두께 0.245 ㎜, 마무리 판폭 1289 ㎜ 로 하는 냉간 압연을 실시함으로써 무방향성 전기 강판의 제조를 실시하고, 얻어진 무방향성 전기 강판의 단 가장자리에 있어서의 결손의 발생 상황에 대한 조사를 실시하였다. 그 결과, 얻어진 무방향성 전기 강판의 단 가장자리에 결손이 발생하지는 않고, 냉간 압연 공정의 입측에 있어서 반송 속도를 50 mpm 이하로 하는 구간을 30 m 정도로 단축시키는 것이 가능하여 무방향성 전기 강판의 효율적인 제조가 가능한 것이 확인되었다.

본 발명에 의하면, 금속 대판을, 큰 사행을 수반하지 않고 통판 가능하고, 또한 강판의 효율적인 제조를 실시할 수 있는 디플렉터 롤 및 그 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

1 : 롤 가대
2 : 롤 본체
2a : 롤 단면
2b : 돌출편
3 : 슬라이드 부재
3a : 판상체
3a1 : 길이 방향의 단면
3a2 : 폭 방향의 단면
3a3 : 길이 방향의 중앙부
3b : 외측 부재
3c : 내측 부재
3d : 절결부
4 : 리니어 가이드
5 : 센터링 가이드
5a : 베이스
5b : 유도판
5b1 : 자유단
5b2 : 고정단
6 : 가이드 롤
7 : 디플렉터 롤
8, 9 : 스티어링 롤
10, 11 : 루퍼 카
12 : 서포트 롤
13 : 세퍼레이터 롤
14 : 탄성 부재
S : 금속 대판
e : 원호면
O : 통판 중심
g : 가이드면

Claims (10)

1. 통판 중의 금속 대판의 통판 방향을 변경하는 디플렉터 롤로서,
   상기 디플렉터 롤은, 롤 가대에 회전 가능하게 지지되는 롤 본체와, 그 롤 본체의 외표면에 대하여 이동 가능하게 형성되는 슬라이드 부재를 구비하고,
   상기 슬라이드 부재는, 상기 금속 대판이 권취됨과 함께 그 권취된 상태를 유지한 채로 그 롤 본체의 축 방향을 따라 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이드 부재는, 복수의 판상체를 갖고 구성되고, 각 판상체는, 길이 방향의 단면이 상기 롤 본체의 롤 단면측에 위치하고, 폭 방향의 단면끼리를 서로 마주보게 하여 상기 롤 본체의 전체 둘레에 걸쳐서 배열된 것인 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
3. 제 1 항에 있어서,
   각 판상체는, 상기 롤 본체의 전체 둘레에 걸친 배열 상태에서 원형상을 이루는 권취 둘레면을 형성하는 원호면을 갖는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   각 판상체는, 상기 롤 본체의 축 방향을 따라 각각 개별 이동을 가능하게 하는 것인 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각 판상체는, 길이 방향의 중앙부가 그 양 단부보다 외측을 향하여 돌출된 단면 프로필을 갖는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 롤 가대는, 상기 롤 본체에 의한 상기 금속 대판의 권취 영역을 제외한 영역에 있어서 상기 판상체의 길이 방향의 단면에 마주보게 형성되고, 이동 상태에 놓여진 그 판상체의 길이 방향의 단면에 맞닿게 하여 그 판상체를 원래의 위치로 복귀, 각 판상체를 상기 금속 대판의 통판 중심에 센터링하는 센터링 가이드를 갖는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 센터링 가이드는, 상기 롤 가대에 유지되는 베이스와, 그 베이스에 캔틸레버 지지되는 유도판을 구비하고,
   그 유도판은, 자유단이 롤 본체의 롤 단면으로부터 가장 이간되어 있지만, 고정단으로 감에 따라서 롤 본체의 롤 단면으로부터의 거리가 점차 작아지는 가이드면을 갖는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 롤 가대는, 상기 금속 대판의 폭 방향의 양단측에 각각 위치하여 그 금속 대판의 통판 중에 있어서의 롤 아웃을 방지하는 가이드 롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
9. 제 1 항에 있어서.
   상기 슬라이드 부재는, 상기 롤 본체의 축 방향을 따라 그 슬라이드 부재를 이동 가능하게 탄성 지지하고, 그 탄성력에 의해 그 슬라이드 부재를 원래의 위치로 복귀시키는 탄성 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 디플렉터 롤을 루퍼 장치에 적어도 1 기 설치하고, 상류측의 제조 프로세스를 거친 금속 대판을 그 루퍼 장치에 통과시켜 하류측의 제조 프로세스로 반송함으로써 강판을 제조하는 강판의 제조 방법으로서,
    상기 루퍼 장치의 통과 중에, 그 금속 대판의 사행에서 유래하는 마찰력으로 그 디플렉터 롤의 슬라이드 부재를 그 디플렉터 롤에 권취된 그 금속 대판과 함께 롤 본체의 축 방향을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 디플렉터 롤을 사용한 강판의 제조 방법.

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