KR100815718B1

KR100815718B1 - 선재 코일의 복층 열처리 장치

Info

Publication number: KR100815718B1
Application number: KR1020060109282A
Authority: KR
Inventors: 서종덕; 김기일
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2026-11-07

Abstract

본 발명은 레잉 헤드에서 배출된 선재코일을 공냉에 의해 열처리하는 선재 코일의 복층 열처리 장치에 관한 것으로, 상하 및 좌우가 차단된 하부 하우징(60)과, 상기 하부 하우징(60)의 내부를 통해 선재코일을 이송시키도록 설치된 하부 컨베이어(20)와, 상기 하부 하우징(60)의 상부에 배치되고 상부가 개방된 상부 하우징(70)과, 상기 상부 하우징(70)의 내부를 통해 선재코일을 이송시키도록 설치된 상부 컨베이어(30)와, 상기 레잉 헤드에서 배출된 선재코일을 상기 하부 하우징(60)과 상부 하우징(70)에 선택적으로 공급하도록 설치된 회동 컨베이어(40)와, 상기 하부 하우징(60)과 상부 하우징(70)에서 배출된 선재코일을 리폼 튜브로 안내하도록 설치된 회동 컨베이어(50)를 포함하여 구성되고, 상기 회동 컨베이어(40)(50)는 선재코일의 이송 방향을 따라 여러 개로 구비되어 이웃한 것끼리 회동 가능하게 설치된 테이블(42)과, 상기 테이블(42)의 상하부를 감싸는 형태로 무한궤도 운동하도록 설치된 체인(44)과, 상기 체인(44)을 구동하도록 연결된 구동모터(46)와, 상기 테이블(42)을 회동시키는 회동수단으로 이루어지며, 상기 회동수단은, 모터(56)와, 상기 모터(56)의 회전력을 상기 테이블(42)의 상하 회동으로 변환시키도록 연결된 웜과 웜기어(58)로 이루어진다.

선재, 공냉, 컨베이어, 하우징

Description

선재 코일의 복층 열처리 장치{Heat treatment apparatus for wire rod coil}

도1은 일반적인 선재 코일의 생산 설비를 나타낸 개략 구성도;

도2는 종래의 선재 코일의 생산 설비에서 선재 코일의 공냉 구성을 나타낸 도면;

도3은 종래 기술의 문제점 도출도;

도4 및 도5는 종래 구성에 따른 선재 코일의 공냉 구성에서 냉각 공기의 송풍 노즐의 설치 위치를 설명하기 위한 도면;

도6은 본 발명에 따른 선재 코일의 복층 열처리 장치를 나타낸 도면;

도7은 본 발명에 따른 선재 코일의 복층 열처리 장치를 나타낸 사시도;

도8은 본 발명의 회동 컨베이어를 나타낸 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

20 : 하부 컨베이어 30 : 상부 컨베이어

40, 50 : 회동 컨베이어 42 : 테이블

44 : 체인 46 : 구동모터

52 : 스프링 54 : 턴버클

56 : 모터 58 : 웜과 웜기어

60 : 하부 하우징 62 : 히팅 코일

70 : 상부 하우징 72 : 블로워

본 발명은 선재 코일의 복층 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로는 선재는 빌레트 소재를 열간 압연이 가능하도록 가열로에서 일정 온도, 예컨대 1,000~1,100℃ 정도로 가열된 후 압연에 의해 제조된다.

즉, 도1에 도시된 것처럼, 가열로(1)에서 일정 온도로 가열된 소재(B)가 조압연(2), 중간조압연(3), 중간사상압연(4) 및 사상압연(5)을 통해 압연됨으로써 원하는 치수의 선재(W)가 제조될 수 있는 것이다.

그리고, 원하는 치수로 제조된 선재(W)는 냉각부(6)를 통과하면서 냉각수에 의해 1차 냉각되어진 후, 레잉 헤드(Laying Head)(7)를 통해 나선 형태의 선재 코일(C)로 변환되어 컨베이어(8)로 낙하되고, 이 컨베이어(8)에서 2차 냉각인 공냉 열처리가 이루어진 후 집적장치(9)에 집적된다.

상기 컨베이어(8)에서의 2차 냉각 구조는 도2에 도시된 바와 같다.

즉, 컨베이어(8)의 하부에는 그 컨베이어(8)의 길이방향을 따라 여러 개의 블로워(10A)(10B)(10C)(10D)가 순차적으로 배치되며, 상기 컨베이어(8)는 냉각하우징(11)에 의해 감싸진 형태의 구성을 갖는다. 그리고, 상기 냉각하우징(11)의 상부에는 커버(12)가 개폐 가능하게 설치된다.

따라서, 공냉의 속도에 따라 커버(12)를 개폐시키고, 또한 블로워(10A)(10B)(10C)(10D)의 선택적인 구동 및 구동속도의 선택에 의해 적정한 공냉이 이루어지게 한다.

이때, 소재의 규격이나 컨베이어(8)의 속도에 따라 컨베이어(8)의 상부에서 이송되는 선재코일(C)의 길이(L)가 서로 다르게 형성된다(도3 참조). 도면에서 'I'로 나타낸 부위는 선재코일(C) 사이의 간격, 즉 인터벌을 나타낸다.

그리고, 도4에 도시된 것처럼, 컨베이어(8)의 중앙 부위에 비하여 양측 부위에 더 많은 송풍노즐(14)이 설치되며, 이는 컨베이어(8)의 중앙 부위에 비하여 양측 부위의 선재코일(C)의 집적도가 더 크기 때문이다. 또한, 컨베이어(8)는 구동모터(13)에 연결되어 회전 구동된다. 물론, 상기 송풍노즐(14)은 상기 블로워에 의해 형성된 송풍공기를 선재코일(C)에 분사하도록 설치된다.

상기한 송풍노즐(14)의 설치 개수 및 그 크기가 증가되면 급냉재의 열처리에는 유리하나 서냉재의 열처리에는 악영향을 미치는 경향이 있다. 따라서, 대개의 경우, 서냉재의 경우, 컨베이어 속도를 저속으로 하여 선재코일의 높이가 높게 형성되게 함으로써 열 발산을 지연시키며, 반대의 경우, 컨베이어 속도를 고속으로 하여 선재코일의 높이가 낮게 형성되게 함으로써 냉각이 빠르게 이루어지도록 한다.

또한, 도5에 도시된 것처럼, 서냉재의 열처리 작업이 수행될 경우, 실린더(15)의 구동에 의해 커버(12)가 냉각하우징(11)의 상부에 덮도록 하여 방산열을 차단시키며, 급냉재의 열처리 작업이 수행될 경우, 실린더(15)의 구동에 의해 커 버(12)가 냉각하우징(11)의 상부에서 열리도록 하고 또한 블로워(10)를 가동시키는 구조를 갖는다. 미설명된 도면부호 (16)은 무게추를 나타낸다.

그러나, 이러한 구성은 다음과 같은 문제점을 갖는다.

먼저, 도3에 도시된 것처럼, 일정 간격(I) 떨어져 진행하는 선재코일(C)이 서로 다른 패턴의 열처리가 수행되어야 할 경우, 즉 서냉 열처리가 필요한 선재코일과 급냉 열처리가 필요한 선재코일이 냉각하우징(11)의 내부에 함께 존재하기 경우, 이들 각각의 선재코일(C)에 적합한 열처리가 곤란하다.

즉, 앞서 이동하는 선재코일에 서냉 열처리가 필요하고 뒤이어 이동하는 선재코일에 급냉 열처리가 필요한 경우, 냉각하우징(11)은 서냉 열처리에 적합한 조건으로 유지된 후 앞서 이동하는 선재코일이 컨베이어에서 벗어났을 때 급냉 열처리에 적합한 조건으로 변화됨으로써 급냉 열처리가 이루어져야 하는 선재코일에 적적한 열처리가 제대로 수행되지 못하는 문제점을 갖는다.

이 경우에는, 서냉 열처리가 필요한 선재코일과 급냉 열처리가 필요한 선재코일 사이의 간격(I)을 크게 설정하여야만, 앞서 이동하는 선재코일과 뒤이어 이동하는 선재코일의 각각에 적합한 열처리가 수행되는 것이나, 이러한 방법은 선재의 생산속도를 현저하게 떨어뜨리는 문제점은 물론, 불가피한 대기 상태에 의해 선재의 품질이 저하되는 치명적인 문제점도 있는 것이었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 급냉과 서냉의 패턴 변경에 따른 열처리가 용이하도록 하여 선재의 요구 품질을 얻을 수 있고 또한 생산성의 저하를 방지할 수 있는 선재 코일의 복층 열처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 레잉 헤드에서 배출된 선재코일을 공냉에 의해 열처리하는 장치로서, 상하 및 좌우가 차단된 하부 하우징과, 상기 하부 하우징의 내부를 통해 선재코일을 이송시키도록 설치된 하부 컨베이어와, 상기 하부 하우징의 상부에 배치되고 상부가 개방된 상부 하우징과, 상기 상부 하우징의 내부를 통해 선재코일을 이송시키도록 설치된 상부 컨베이어와, 상기 레잉 헤드에서 배출된 선재코일을 상기 하부 하우징과 상부 하우징에 선택적으로 공급하도록 설치된 회동 컨베이어와, 상기 하부 하우징과 상부 하우징에서 배출된 선재코일을 리폼 튜브로 안내하도록 설치된 회동 컨베이어를 포함하여 구성되고, 상기 회동 컨베이어는 선재코일의 이송 방향을 따라 여러 개로 구비되어 이웃한 것끼리 회동 가능하게 설치된 테이블과, 상기 테이블의 상하부를 감싸는 형태로 무한궤도 운동하도록 설치된 체인과, 상기 체인을 구동하도록 연결된 구동모터와, 상기 테이블을 회동시키는 회동수단으로 이루어지며, 상기 회동수단은, 모터와, 상기 모터의 회전력을 상기 테이블의 상하 회동으로 변환시키도록 연결된 웜과 웜기어로 이루어지는 선재 코일의 복층 열처리 장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도6은 본 발명에 따른 선재 코일의 복층 열처리 장치를 나타낸 개략 구성도이고, 도7은 도6의 단면도이다.

본 발명의 복층 열처리 장치는 레잉 헤드에서 낙하하는 선재코일을 받아 일정 경로를 따라 이송시키는 컨베이어를 가지며, 이 컨베이어는 하부 컨베이어(20)와, 상기 하부 컨베이어(20)의 상부에 위치된 상부 컨베이어(30)를 포함한다. 그리고, 이러한 컨베이어에서 배출된 선재코일은 가이드 컨베이어(22)를 통해 집적장치 에 집적된다.

상기 하부 컨베이어(20)는 사각 단면을 갖는 하부 하우징(60)에 의해 에워싸여짐으로써 그 하부 컨베이어(20)에 의해 이송되는 선재코일(C1)의 열이 외부로 발산되는 것을 억제하며, 바람직하게는 상기 하부 하우징(60)에는 전원의 공급에 의해 열을 발생시키는 히팅 코일(62)이 설치된다.

상기 상부 컨베이어(30)는 상부가 개방된 상부 하우징(70)의 내부에 배치되며, 상기 상부 하우징(70)의 양측은 블로워(72)에 연결되어 송풍공기를 공급받는 구성을 갖는다.

그리고, 본 발명의 장치는 상부 컨베이어(30)의 입구 쪽에 회동 가능하게 설치되어 레잉 헤드에서 배출된 선재 코일을 상부 컨베이어(30) 쪽으로 안내하기 위한 회동 컨베이어(40)와, 하부 컨베이어(20)의 출구 쪽에 회동 가능하게 설치되어 그 하부 컨베이어(20)에서 배출된 선재 코일을 가이드 컨베이어(22) 쪽으로 안내하기 회동 컨베이어(50)를 갖는다.

이러한 회동 컨베이어(40)(50)는 서냉 열처리가 필요한 선재코일인지, 급냉 열처리가 필요한 선재코일인지에 따라 선재코일의 이동 경로를 변화시키도록 사용된다. 즉, 회동 컨베이어(40)(50)의 구동에 의해, 서냉 열처리가 필요한 선재코일의 경우, 하부 컨베이어(20)를 통해 하부 하우징(60)의 내부로 유입된 후 가이드 컨베이어(22)로 배출되는 선재코일의 경로가 형성되며, 급냉 열처리가 필요한 선재코일의 경우, 상부 컨베이어(30)를 통해 상부 하우징(70)의 내부로 유입된 후 가이드 컨베이어(22)로 배출되는 선재코일의 경로가 형성된다.

상기한 회동 컨베이어(40)(50)는 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 이들은 도8에 도시된 구성을 가질 수 있다.

상기 회동 컨베이어(40)(50)는 선재코일의 이송경로를 따라 여러 개 구비되어 이웃한 것끼리 회동 가능하게 연결된 테이블(42)과, 상기 테이블(42)의 상, 하부를 감싸는 형태로 무한궤도 운동하도록 장착된 체인(44)과, 상기 체인(44)을 회전시키도록 동력을 발생시키는 구동모터(46)와, 상기 테이블(42)을 필요에 의해 회동시키는 회동수단을 포함한다. 상기 체인(44)은 무게추(48)에 의해 일정한 정도의 장력을 유지하는 구성을 갖는 것이 좋다.

상기 테이블(42) 사이는 예컨대 힌지핀 등을 매개로 회전 가능하게 연결되며, 이들 테이블(42)은 필요에 의해 스프링(52)과 턴 버클(54)에 의해 회동 각도의 조절이 가능한 구성을 가질 수 있다. 이러한 구성은, 서로 연결된 테이블(42)을 미리 설정된 위치로 회동하도록 탄성력을 제공하기 위한 스프링(52)과, 상기 스프링(52)에 의한 회동 방향과 반대 방향으로 테이블(42)을 회동시키도록 구성된 턴 버클(54)에 의해 구현될 수 있다.

상기 회동수단은 도8의 좌측 가장 끝 부위에 위치된 테이블(42)을 일정 각도를 갖도록 회동시키는데 사용될 수 있으며, 이러한 회동수단은 실린더가 이용될 수 있다.

또는, 본 발명의 실시예에 도시된 것처럼, 모터(56)와, 이 모터(56)의 회전력을 테이블(42)의 상, 하 방향의 회전 운동으로 변환시키기 위한 웜 및 웜기어(58)등이 이용되어도 좋다.

이하, 본 발명의 작용을 설명한다.

열간 상태로 압연되는 소재가 서냉 재질일 경우 레잉 헤드에 의해 나선 형태로 권취되면서 낙하하는 코일(C1)은 하부 컨베이어(20)를 통해 서냉 열처리 전용인 하부 하우징(60)으로 유입된다.

이러한 하부 하우징(60)으로 코일(C1)을 이동시키는 하부 컨베이어(20)의 속도는 서냉에 적합한 저속으로 설정되며, 입구 쪽에 구비된 회동 컨베이어(40)는 그 선단 부위가 도6의 점선으로 나타낸 것처럼 상승하도록 회동한 상태이며, 출구 쪽에 구비된 회동 컨베이어(50)는 그 선단 부위가 도6의 실선으로 나타낸 것처럼 하강하도록 회동한 상태이다.

따라서, 상기 하부 하우징(60)에서 서냉 열처리된 선재코일(C1)은 회동 컨베이어(50)를 통해 가이드 컨베이어(22)로 공급되고 계속하여 리폼 튜브로 낙하여 집적된다.

소재가 급냉 재질일 경우, 입구 쪽에 구비된 회동 컨베이어(40)는 그 선단 부위가 도6의 실선으로 나타낸 것처럼 하강하도록 회동한 상태이며, 출구 쪽에 구비된 회동 컨베이어(50)는 그 선단 부위가 도6의 점선으로 나타낸 것처럼 상승하도록 회동한 상태이다.

따라서, 레잉 헤드에서 낙하하는 코일(C2)은 입구 쪽에 구비된 회동 컨베이어(40)와 상부 컨베이어(30)를 통해 상부 하우징(70)의 내부로 진입하여 열처리된 후 회동 컨베이어(50)를 통해 가이드 컨베이어(22)로 공급되고 계속하여 리폼 튜브로 낙하여 집적된다.

이때, 상부 컨베이어(30)의 속도는 급냉에 적합한 속도를 갖도록 설정되며, 블로워(72)의 가동에 의해 송풍 공기가 상부 하우징(70)의 내부로 송풍됨으로써 급냉이 이루어진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 선재 코일의 복층 열처리 장치에 의하면, 서냉과 급냉에 적합한 상, 하부 하우징을 구비하여 레잉 헤드에서 배출되는 선재를 상부 또는 하부 하우징을 통과하도록 함으로써 최적의 냉각이 이루어질 수 있다.

Claims

레잉 헤드에서 배출된 선재코일을 공냉에 의해 열처리하는 장치로서,

상하 및 좌우가 차단된 하부 하우징과,

상기 하부 하우징의 내부를 통해 선재코일을 이송시키도록 설치된 하부 컨베이어와,

상기 하부 하우징의 상부에 배치되고 상부가 개방된 상부 하우징과,

상기 상부 하우징의 내부를 통해 선재코일을 이송시키도록 설치된 상부 컨베이어와,

상기 레잉 헤드에서 배출된 선재코일을 상기 하부 하우징과 상부 하우징에 선택적으로 공급하도록 설치된 회동 컨베이어와,

상기 하부 하우징과 상부 하우징에서 배출된 선재코일을 리폼 튜브로 안내하도록 설치된 회동 컨베이어를 포함하여 구성되고,

상기 회동 컨베이어는 선재코일의 이송 방향을 따라 여러 개로 구비되어 이웃한 것끼리 회동 가능하게 설치된 테이블과, 상기 테이블의 상하부를 감싸는 형태로 무한궤도 운동하도록 설치된 체인과, 상기 체인을 구동하도록 연결된 구동모터와, 상기 테이블을 회동시키는 회동수단으로 이루어지며,

상기 회동수단은, 모터와, 상기 모터의 회전력을 상기 테이블의 상하 회동으로 변환시키도록 연결된 웜과 웜기어로 이루어짐을 특징으로 하는 선재 코일의 복층 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 하부 하우징은 전원의 공급에 의해 발열되는 히팅코일에 의해 가열되도록 구성됨을 특징으로 하는 선재 코일의 복층 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 상부 하우징은 블로워에 의해 발생된 송풍 공기를 제공받도록 구성됨을 특징으로 하는 선재 코일의 복층 열처리 장치.
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제1항에 있어서, 상기 이웃한 테이블을 미리 설정된 위치로 회동시키도록 탄성 반발력을 가하도록 연결된 스프링과, 상기 이웃한 테이블을 상기 스프링에 의한 회동 방향과 반대방향으로 회동시키도록 연결된 턴버클을 더 가짐을 특징으로 하는 선재 코일의 복층 열처리 장치.