KR910007294B1 - 프레스식 슬래브폭 감소방법 및 장치 - Google Patents

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Description

프레스식 슬래브폭 감소방법 및 장치

제1도는 본원 발명의 일실시예인 프레스식 슬래브폭 감소장치의 일부 단면평면도.

제2a, 2b, 2c도는 본원 발명에 의한 슬래브폭 감소방법의 가공공정을 나타낸 설명도.

제3도는 본원 발명의 슬래브이송속도를 계산하기 위한 설명도.

제4도는 본원 발명에 의한 슬래브폭 감소장치의 프레스공구의 작동을 나타낸 변위, 시간곡선.

제5a, 제5b, 제5c도는 참고용 비교예를 나타낸 설명도.

제6도는 본원 발명의 응용예를 나타낸 설명도.

본원 발명은 압연용 소재로서의 슬래브의 판폭을 압연전에 감소시키는 프레스식 슬래브폭 감소방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 그 능률화 및 성형성의 개선을 도모한 프레스식 슬래브폭 감소방법 및 장치에 관한 것이다.

근래, 열간(熱間)스트립을 제조하기 위한 편평한 소재, 즉 슬래브는 연주기(連鑄機)에 의해 얻는 경우가 많다.

이 경우, 연주기에 의해 직접 판폭을 변경하는 것이 성형상 곤란하기 때문에, 연주기에 의해 얻어진 슬래브를 압연에 따른 소요판폭으로 조정하는 공정이 필요해진다.

예를들면, 열간압연에서 사용하는 소재슬래브의 치수로서는 통상 판두께가 30∼300mm, 판폭이 900∼2000mm와 같이 넓은 범위에 걸쳐서 그 종류가 요구된다.

판두께에 대해서는 두께감소압연기 등의 설비를 사용함으로써, 압연시에 요구되는 소정치수로 조정하는 것은 비교적 용이하게 할 수 있다.

그러나, 종형(縱型)압연기에 의한 종래의 판폭조정수단에서는 압연로울의 경이 1200∼2000mm이므로 슬래브의 중앙부분까지 가압력이 미치기 어려우며, 대폭적인 판폭조정을 하려고 하면 판폭단에 도크본이라고 불리우는 철연부(凸緣部)가 생겨 판폭에지만 극단적으로 두껍게 되는 이형이 생기므로, 일반적으로는 100mm이내의 판폭감소 정도밖에 유효하게 행할 수 없다.

따라서, 최근 슬래브를 길이방향으로 이송하면서, 판폭방향 양단에지에 프레스면의 편탄한 프레스공구로 압축력을 작용시켜서, 그 슬래브의 판폭을 감소시키는 프레스식 슬래브폭 감소방법이 고려되고 있다.

예를들면, 일본국 특개소 55-10363호 공보에 개시되어 있는 것과 같이, 압연로울을 무한대의 반경을 갖는 것으로 하고, 이것에 의해 넓은 범위에 걸친 압축력의 동시작용을 행하도록 하고, 상술한 토크본의 발생을 방지하도록 한 것이다.

그런데, 종래의 방법에서는 프레스공구의 프레스면을 서로 평행으로 한 평행프레스로 하고 있기 때문에, 능률성 및 성형성에 대해 문제가 있었다.

즉, 이와같은 평행프레스의 경우는 한꺼번에 프레스할 수 있는 프레스폭을 극히 크게 하는 것이 필요로 하는 프레스력의 한계로부터 제약을 받는 한편, 프레스력을 작게 하기 위해 평행프레스의 프레스면의 폭을 작게 하면 프레스회수가 극히 많이 필요하게 된다.

즉, 이와같은 평행프레스를 사용할 경우는 프레스시에 슬래브를 정지하고, 프레스공구를 서로 이간시켜서 슬래브를 개방한 상태에서 프레스폭에 상당하는 이송을 간헐적으로 행하게 하는 것으로 된다.

따라서, 프레스폭을 가령 적당한 프레스력을 부여할 수 있는 범위로 설정했다고 하더라도, 상술한 슬레브 간헐이송에 수반하는 정지위치 결정에 시간을 요한다.

특히, 슬래브를 정지시킬 경우에 이송속도를 서서히 감소시키게 되므로, 그만큼 작업능률의 저하가 현저하다.

한편, 프레스후에 프레스공구를 슬래브의 원래의 폭이상으로 개방시키지 않으면 슬래브의 이송을 개시할 수 없으므로, 판폭조정량이 많을수록 프레스릴리프폭을 많이 필요로 하며, 이것에 의해서도 시간이 걸리게 된다.

더욱이, 이와같이, 판폭의 감소작업에 다대한 시간을 필요로 하므로, 슬래브가 작업중에 냉각하여 가공에 필요로 하는 소정온도 이하로 되는 경우가 있고, 또한 상기와 같은 평행프레스에 의한 판폭감소 방법에서는 각 프레스경계부분의 연속성이 좋지 않으므로, 다음 공정의 두께감소 압연시에 에지크랙이 생기는 원인이되는 문제점이 있었다.

본원 발명은 프레스에 요하는 시간을 단축할 수 있으며, 프레스 작업능률 및 슬래브의 수율을 향상시킬 수 있는 동시에, 슬래브의 판폭감소 프레스가공면의 성형성의 향상도 도모할 수 있는 프레스식 슬래브폭 감소방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명에서는 프레스공구로서 최소한 한쪽이 슬래브의 판폭방향으로 진동하며, 또한 슬래브의 이송방향으로 향하여 점차 다른쪽의 프레스면과의 사이에서 형성되는 간격이 좁아지는 경사면과, 이 슬래브와 대략 평행인 평행면으로 이루어지는 프레스면을 갖는 한쌍의 대향부재를 사용하고, 이 프레스공구의 진동을 계속하면서 이 슬래브를 대략 연속적으로 이동시키도록 하고, 다시 프레스공구의 릴리프폭도 감소시켜 전체로서의 작업시간의 단축을 가능하게 하며, 프레스 가공면의 연속성을 양호하게 하여 성형성 및 수율의 향상도 도모할 수 있도록 한 것이다.

다음에, 본원 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

슬래브(1)를 삽통할 수 있는 고정프레임(2)의 슬래브삽통부에 한쌍의 프레스공구(3)를 진동가능하게 지지하고 있다.

즉, 고정프레임(2)의 양측부(제1도의 상하부)에 폭조정수단(4) 및 진동수단(5)을 각각 설치하고, 이 진동수단(5)에 각 프레스공구(3)를 지지하고 있다.

폭조정수단(4)은 고정프레임(2)에 부착한 케이싱(6)내에 웜(7) 및 웜 휠(8)에 의해 주어지는 폭조정용의 회전입력을 그 나사부(9)를 통해서 직선방향의 이동량으로 변환하는 스크류(10)를 가지며, 이 스크류(10)에 의해 가이드(11)가 슬래브(1)의 판폭방향으로 이동할 수 있도록 한 것이다.

또, 진동수단(5)은 가이드(11)에 고정된 실린더(12)와 이 실린더(12)에 피스톤(13)을 통하여 이동가능하게 연결한 공구지지대(14)를 가지고 있다.

이 공구지지대(14)에 프레스공구(3)를 일체로 지지시키고 있다.

실린더(12)의 실린더실 양단부에 연통하는 유공(油孔)(15),(16)에 서보밸브(17)를 배관(18),(19) 을통해서 접속하고 있다. 이 서보밸브(17)에 제어기(27) 및 펌프(28)를 연결하고 있다.

제어기(27)는 실린더(12)의 일단에 설치한 피스톤(13)의 위치검출기(20) 및 지령기(21)를 접속하고 있다.

고정프레임(2)의 슬래브이송방향 양측에는 핀치롤러(22),(23)를 배치하고 있다.

(24)는 핀치롤러(22),(23)의 베어링, (25)는 감속기, (26)은 모터이다.

핀치롤러(23)에는 롤러의 회전수, 즉 슬래브(1)의 이송량을 검출하는 회전수검출기(29)가 설치되어 있다.

프레스공구(3)의 프레스면(3A)은 슬래브이송방향 Z과 평행인 평행면(3A1)(또는 대략 평행면이라도 좋음)과, 슬래브이송방향 Z과 각 θ을 이루는 경사면(3A2)으로 이루어져 있으며, 슬래브이송방향 전부(前部)를 평행면(3A1), 후부(後部)를 경사면(3A2)으로 하여 서로 대향해서 배치되어 있다.

다음에, 슬래프폭 감소작용을 설명한다.

먼저, 프레스공구(3)의 간격을 크게해 두고, 슬래브(1)의 선단부를 프레스공구(3)의 평행부내까지 이송하여, 여기서 슬래브를 정지시킨다(제2a도).

이 슬래브이송량의 검출은 핀치롤러(23)에 설치한 회전수검출기(29)에 의한다.

그 다음, 폭조정수단(4)에 의해 프레스공구(3)를 초기가압위치 b까지 슬래브폭방향으로 이동시켜서 압축한다(제2b도).

소정량 압축후, 펌프(28)의 유압을 서보밸브(17)를 통하여 지령기(21)의 신호에 따라서 실린더(12)에 공급함으로써 유압액튜에이터 즉 진동수단(5)의 진동을 개시한다.

이 결과 프레스공구(3)는 제2c도에 나타낸 실선과 파선 사이에서 진동한다.

프레스공구(3)가 실선위치에서 파선위치로 이동할 때, 즉 프레스공구(3)가 개방할 때 슬래브(1)는 프레스공구 사이로 이송되며, 프레스공구(3)가 파선위치에서 실선위치로 이동할 때 슬래브(1)는 소정폭치수 b로 압축된다.

이 압축, 개방을 반복하여 실시함으로써 슬래브(1)는 판폭 B로부터 소정판폭 b으로 압축성형된다.

여기서, 슬래브(1)의 평균이송속도 v의 설정에 대해 제3도에 있어서 설명한다.

B는 압연전의 슬래브폭, b는 압연후의 슬래브폭, a는 프레스공구(3)의 진폭, ℓ은 유효프레스폭, θ는 프레스공구(3)의 경사각이다.

그리고, 프레스공구(3)의 진동수를 n이라고 한다.

이상의 조건에 있어서, 프레스공구(3)가 1회 진동했을 때 슬래브위치의 이송거리를 d_s라고 하면,

의 관계가 성립한다.

이것을 변환하면

로 되므로, 슬래브(1)의 이송속도 v는

로 된다.

여기서,

이므로 이송속도 v로서

이 유도된다.

따라서, Bb를 300mm, a를 1mm, n을 10/초, l을 1500mm로 한 경우를 예로들어 이송속도를 산출하면,

로 되며, 이 속도로 폭감소를 할 수 있다. 이것은 종래의 평행프레스를 사용한 경우에 비해 약 3배의 고속도이다.

즉, 종래의 평행프레스의 슬래브이송이 간헐이송인데 대해, 본원 발명의 슬래브이송은 간헐이송이기는 하지만, 종래예와 비교해서 훨씬 고속이며, 슬래브를 대략 연속적으로 이송할 수 있다. 또한, 종래의 평행프레스에서는 1회의 슬래브이송량은 엄밀하게 프레스폭과 맞출 필요가 있지만, 본원 발명에 의한 프레스공구의 경우, 종래예와 같은 엄밀한 슬래브이송을 필요로 하지 않는다. 즉, 1회의 슬래브이송량에 다소의 불균일성이 있더라도 프레스공구에 경사면을 설치한 것에 의해서, 슬래브폭 감소가공면은 연속해서 압축되므로, 에지크랙의 발생을 방지할 수 있는 동시에 슬래브이송의 정지위치 결정에 시간을 요하지 않는다.

제4도는 프레스공구(3)의 진동을 적절하게 하는 방법을 나타낸다.

즉, 프레스공구(3)는 진동하면서 슬래브(1)를 압축하는 것이지만 이 진동모드를 지시하는 지령기(21)의 신호는 이 제4도의 곡선과 같이 하는 것이 바람직하다. 즉, 제4도에 있어서의 c에서 d까지는 슬래브의 압축, d에서 e까지는 슬래브의 개방을 나타낸다. 따라서, c에서 d에 이르기까지는 슬래브(1)의 압축이기 때문에 큰 반력이 필요하며, 이 구간을 길게 설정한다. 또, d에서 e까지의 압축가중을 필요로 하지 않는 귀환시간은 짧게 하는 것이다.

이와같은 방법을 실시하면, 슬래브폭 감소작업이 능률좋게 행해지며, 또한 시간단축에 효과적이다.

이상과 같이, 본 실시예의 방법에 의하면, 슬래브(1)의 폭감소에 요하는 시간을 종래의 1/3정도로 감소시킬 수 있는 동시에 프레스면의 완성도 연속적이고 균일한 양호한 품질의 압연소재를 제공할 수 있다.

또, 직접 경사면을 이용하여 프레스하는 경우와 달리, 슬래브 선단에 이른바 "뿔"이나 요면이 생기는 일도 없다. 즉, 제5a도, 제5b도, 제5c도에 나타낸 것처럼 서로 근접상태에서 대기하는 프레스공구(3)에 슬래브(1)를 이송하고, 이 상태에서 프레스공구(3)를 진동시켜서, 슬래브폭의 감소를 행할 경우는 다음과 같은 점을 개선할 필요가 생긴다.

(1) 슬래브(1)를 대기하는 프레스공구간에 이송하는 경우, 슬래브(1)의 에지가 프레스공구(3)에 닿아, "뿔"(30)이 발생하기 쉽다(제5a도).

(2) 먼저 경사부에서 압축하면, 이후의 압축에 의해 슬래브 선단면에 요면(31)이 발생하기 쉽다(제5b도,제5c도).

(3) 슬래브(1)와 프레스공구(3)와의 사이에서의 마찰계수의 대소의 문제에서 슬래브(1)가 자주 슬립하여 선단부의 압축에 실패하는 일이 있다.

이것에 대해, 프레스압축 개시시에 프레스공구 평행면(3A1)의 영역내에 슬래브선단을 위치시켜 프레스압축을 행하고 계속해서 소정의 프레스공구의 진동운동에 의해 프레스공구 경사면(3A2)에 의해 슬래브 전길이의 폭감소를 행하는 상기 실시예에 의하면, 슬래브선단부에 발생하는 뿔 및 요면이 생기는 일 없이, 균일하게 폭감소를 할 수 있다.

그리고, 상기 실시예에서는 한쌍의 프레스공구(3)의 양쪽 모두를 진동시키도록 했지만, 본원 발명은 그와 같은 것에 한정되지 않으며, 한쪽의 프레스공구를 고정하고, 다른쪽만 진동시켜도 좋다. 이 경우는 진동하는 프레스공구측에는 경사면을 형성하고, 고정측의 프레스공구는 평탄하게 한다.

또, 프레스공구(3)의 진동수단(5)은 상기 실시예의 유압액튜에이터외에, 캠방식, 크랭크방식 등의 기계운전에 의해도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는 폭조정수단(4)에 진동수단(5)을 지지했지만, 진동수단(5)에 폭조정수단(4)을 지지하고, 폭조정수단(4)에 프레스공구(3)을 지지해도 좋다. 즉, 폭조정수단(4)과 프레스공구(3)를 일체적으로 진동시켜서 슬래브폭을 감소시켜도 좋다.

또한, 프레스공구(3)의 압축면에 대해서는 상기 실시예의 도면과 같이 직선형의 것에 한정되지 않으며 만곡형상으로 해도 좋다. 특히, 판폭이 감소될 경우의 경계부분, 즉 경사면(3A2)과 평행면(3A1)과의 경계부분은 원활한 라운드형으로 해 두면 좋다.

그리고, 상기 실시예에서는 슬래브폭 감소작업을 일단으로 행할 경우에 대해 설명했지만, 본원 발명은 예를들면 제6도에 나타낸 것처럼 작업을 복수단으로 나누어 즉 탠덤식으로 해도 좋다. 그리고, 이 경우는 동일한 지령기(21)의 지령에 의해 각 단의 프레스공구(3)를 진동시키면 된다.

이와같은 방법에 의하면, 상기 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이며, 또한 단수(段數)에 비례한 정수배의 고속화를 도모할 수 있다.

본원 발명은 이상의 실시예에서 상술한 것과 같이, 경사형의 프레스공구를 사용함으로써, 그 진동을 계속하면서 슬래브를 대략 연속적 이동하도록 했으므로, 종래의 평행프레스에 의한 경우에 비해 이송속도나 프레스의 릴리프폭을 많이 필요로 하지 않고, 그만큼 작업 능률이 향상되며, 예를들면 종래에 비해 1/3정도의 시간단축이 가능해진다. 또한, 연속적인 폭감소작업에 의해 슬래브의 성형면도 평활화할 수 있으며, 품질적으로도 향상을 도모할 수 있다.

Claims (6)

1. 압연용 소재로서의 슬래브를 압연전에 길이방향으로 이송하면서 판폭방향 양단에지에 프레스면의 평탄한 한쌍의 프레스공구로 압축력을 작동시켜서 이 슬래브의 판폭을 감소시키는 프레스식 슬래브폭 감소방법에 있어서, 이 프레스공구로서 최소한 한쪽이 슬래브의 판폭방향으로 진동하며, 또한 슬래브의 이송방향으로 향하여 점차 다른쪽의 프레스면과의 사이에서 형성되는 간격이 좁아지는 경사면과, 이 슬래브와 대략 평행인 평행면으로 이루어지는 프레스면을 갖는 한쌍의 대향부재를 사용하고, 이 프레스공구의 진동을 계속하면서 이 슬래브를 대략 연속적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 프레스식 슬래브폭 감소방법.
2. 제1항에 있어서, 먼저 슬래브의 선단부분을 이 프레스공구의 이 슬래브와 대략 평행인 평행면에 의해 압축하여 슬래브폭을 감소시키고, 그후 슬래브의 선단 이외의 부분을 이 프레스공구의 진동을 계속하면서 대략 연속적으로 슬래브를 이송함으로써 슬래브폭을 감소시키는 것을 특징으로 하는 프레스식 슬래브폭 감소방법.
3. 제1항에 있어서, 이 프레스공구의 진동은 슬래브압축 방향에 비해 개방방향에서 고속도인 것을 특징으로 하는 프레스식 슬래브폭 감소방법.
4. 슬래브이송라인의 폭방향 양측부에 슬래브압축용의 프레스면을 서로 대향하여 배치하고, 또한 최소한 한쪽의 프레스면이 슬래브이송방향과 대략 평행인 평행면과, 슬래브이송방향과 일정한 각도를 이루는 경사면으로 이루어지는 한쌍의 프레스공구와, 이 경사면을 가진 프레스공구의 슬래브폭 방향위치를 조정하는 폭조정수단과, 이 경사면을 가진 프레스공구를 진동시키는 진동수단과, 슬래브의 선단이 프레스공구의 평행면간에 배치된 것을 검출하고, 이 폭조정수단을 작동시키는 동시에 소정 가압 후에 이 진동수단을 작동시키는 제어수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스식 슬래브폭 감소장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 프레스공구는 최소한 한쪽의 프레스면이 슬래브이송방향 전부(前部)를 평행면으로 하고, 후부(後部)를 슬래브이송방향으로 향하여 다른쪽의 프레스면과의 간격이 점차 폭이 좁아지는 경사면으로 하는 프레스공구인 것을 특징으로 하는 프레스식 슬래브폭 감소장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 프레스공구의 프레스면은 상기 평행면과 상기 경사면과의 경계가 원활한 라운드형인 것을 특징으로 하는 프레스식 슬래브폭 감소장치.

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