KR19990077946A - 롤스탠드용롤러 - Google Patents

Abstract

최소 1개의 롤 링이 위에 배치되어 있고 축 방향으로 이동될 수 있는, 롤 축을 포함하는 롤 스탠드용 롤러에 있어서 바깥쪽에 있는 1개의 롤 링에 둘러싸여 내부에 위치하고 2개 이상의 롤 부의 표면이 축방향으로 굽고, 서로를 향해 180℃ 회전된 윤곽부를 갖는다.

Description

롤 스탠드용 롤러{ROLLER FOR A ROLL STAND}

본 발명은 롤 축과 그 위에 배치된 최소 1개의 롤 링을 포함하며, 이때 롤 축이 축방향으로 이동될 수 있는 롤 스탠드용 롤러에 관한 것이다. 여기에서 금속 스트립 압연용 롤 스탠드는 예를 들어 2단, 4단 또는 6단 압연기로 형성될 수 있다.

금속 스트립 제작시 두께와 단면은 롤 틈에 의하여 결정된다. 부하시 발생하는 롤 틈의 정확한 윤곽부는 다양한 작동 변수에 달려있다. 작동 변수들로는 작동 롤러의 마모, 롤 시스템의 탄성 변형, 롤 연삭(굽힘) 및 롤 몸체 중앙과 몸통 가장자리 사이에서의 롤 몸통의 불규칙한 가열의 결과 생기는 열 크라우닝 등이 있다. 제어 장치로 교정하지 않으면 작동 롤의 크라우닝은 압연 재료의 처리량 증가와 비례하여 계속 증가하며 그렇게 변화하는 열 크라운으로 인해 압연 윤곽부는 목표 윤곽부, 예를 들어 포물선형아치에서 점점 벗어나게 된다.

압연 공정 중에 압연 스트립의 목표 윤곽부 형태와 실제 윤곽부 형태의 편차에 영향을 주기 위하여, 단일형 작동 롤 쌍이나 중간 롤 쌍을 형성하여 롤 몸통이 축에 평행한 직선에서 이탈하여, 롤 몸통의 전체 길이에 걸쳐 있는 굽은 윤곽부를 갖게하는 것이 공지되어 있는데 여기에서 롤러들은 서로 반대 방향으로 축을 따라 이동될 수 있다(DE 30 38 865 C1 비교). 그러므로써 열 크라운과 작동 롤 마모의 변경은 실제 윤곽부 조정의 범주에서 보상된다. 이때 롤 틈은 함께 작동하는 롤러들의 상대 변위와의 상호 작용 하에 롤 몸통의 굽은 윤곽부에 의해 영향을 받는다.

US-A 4 407 151에 의해 공지된 상기된 종류의 롤러에서는 부하가 롤 축이나 캐리어축의 축방향 변위에 의해 영향을 받는다.

그밖에도 롤러의 크라우닝과 그리고 지지 롤을 사용할 경우 개별적으로 지지 폭도 유압을 이용하여 변경할 수 있는 다양한 시스템이 공지되어 있다. 이러한 시스템(Nipco 압연기, VC 압연기, Sumitomo 압연기, 팽창식 압연기, 등)에서는 롤의 외형 또는 크라우닝 및 경우에 따라서 롤 몸통을 따라 가해지는 외부 부하에 대한 롤의 탄성도 유압 패드 및/또는 유압 작동되는 지지슈우를 써서 변경하고 압연 조건에 맞출 수 있다.

이러한 구조의 단점은 고비용 및 비신뢰성의 유압장치에 있다. 그밖에도 대개 비적절한 밀봉성에 의해 작동유를 통한 압연유나 압연 유제의 오염을 방지할 수 없다.

따라서 본 발명의 과제는 압연 공정 중에 롤 틈의 조정이 공지된 방법에 비하여 간소화되고 더 정확히 실시될 수 있고 각 롤러 쌍의 조정 가능성이 다양화되는, 이러한 종류의 롤러를 형성하는 것이다.

도 1은 롤 축 및 롤링의 내부 굽힘부를 갖는, 즉 축방향으로 쌍을 이뤄 굽은 윤곽부를 갖는 여러 부분 또는 여러 겹으로 된 롤러의 종단면도.

도 2는 축방향에서 좌측으로 이동된 내부 롤 링을 갖는 도 1에 따른 롤러의 종단면도.

도 3은 도 1에 따라 내부 굽힘을 지닌 지지 롤러를 갖는 4단 롤러 배열의 종단면도.

도 4는 축방향으로 이동된 롤 축과 역시 축방향으로 이동된 내부 롤 링을 갖는 도 3에 따른 롤러 배열의 종단면도.

도 5는 롤 링 내부에 확실하게 맞추어져 맞물리는 캐리어축의 횡단면도.

도 6은 윤곽부가 만들어진 내면 또는 외면, 즉 롤 축과 내부 롤 링의 서로를 향해 있는 표면이 나사에 의해 서로 맞물려서 결합되어 있는 롤러의 종단면도.

이러한 과제는 본 발명에 따라 내부에 위치하고 외부 롤 링에 둘러싸인 최소 2개의 롤 부의 표면이 축방향으로 구부러지고 서로를 향해 180℃ 회전된 윤곽부를 갖음으로써 해결된다. 이와 상관없이 축방향으로 쌍을 이룬 표면 윤곽부를 설명하는 수학 함수는 동일하다. 상대쪽으로 향해 있는 표면의 윤곽부를 이러한 식으로 형성하는 것이 바람직하다 하더라도 쌍을 이루는 윤곽부가 직접 접촉해 있어야 할 필요는 없으며 1개 또는 다수의 롤 링 또는 박판에 의해 이 또한 윤곽부가 만들어져 있다 하더라도 서로 분리되어 있을 수 있다. 이것은 상기 쌍을 이루는 기능을 아주 조금 침해할 뿐이다.

본 발명에 따른 롤의 멀티 구조 또는 조립물은 이미 개별 롤 내부에서 롤 틈을 원하는 대로 조정하기 위해 롤의 외부 윤곽부를 변경할 수 있는 여러가지 방법을 제공하기 때문에 실제 형태를 훨씬 더 정확하게 조정할 수 있다. 이것은 본 발명의 제안에 따라 롤 축 뿐만 아니라 롤 링을 축 방향으로 움직일 수 있을 경우에 특히 더 그러하다. 본 발명에 따른 롤의 또 다른 장점은 롤의 외부 표면, 즉 가장 마모가 큰 표면이 축과 평행한 형태나 원통 형태를 갖는다는 데 있다. 이 때문에 이 표면을 재연삭할 때 굽은 윤곽부가 만들어진 단일형 롤의 경우에서와 같이 만일에 있을 수 있는 즉, 각 롤 쌍의 보완시에 서로 반대 방향의 표면 윤곽부를 정확히 고려해야 하는 윤곽부 형성을 고려할 필요가 없다. 이에 반해 내부 굽힘을 보이는 본 발명에 따른 롤의 경우에는 단순한 원통형 연삭이면 충분하다.

그렇기 때문에 본 발명의 유리한 설계 형태에서는 롤 축과 내부 롤 링, 또는 내부 롤 링의 외부 표면 및 외부 롤 링의 내부 표면이 굽은 윤곽부를 가지고 있고 이때 롤 링은 단일 부분 또는 여러 부분으로 형성될 수 있다. 여기서 안쪽으로 윤곽부가 만들어진 내부 롤 링 상에 배치된 외부 롤 링은 바깥쪽 표면이 항상 원통형이다.

본 발명의 제안에 따르면 서로를 향해 있고 굽은 윤곽부가 만들어진 표면은 서로 딱 맞물리게 형성되었으며 이때 나사가 제공될 수 있다. 그럼으로써 경우에 따라 롤의 각 부 사이에서 마찰 결합에 의해서만 전달될 수 있는 최대 모멘트를 초과하는 모멘트를 전달하는 것이 필요할 수 있다는 점을 고려할 수 있다.

본 발명의 기타 특징과 장점들은 청구항과 본 발명의 대상의 실시예들을 상술하는 다음 설명에 나타나 있다.

(실시예)

도 1에 도시되어 있는, 작동 롤러나 중간 롤러로 활용되는 롤러(1)는 롤 축(2)과 롤 축 상에 배치된 내부 링(3) 및 내부 링을 동심으로 둘러싸는 외부 링(4)으로 이루어진다. 롤 축(2)의 표면(5)은 내부 롤 링(3)의 -안쪽- 표면(6)과 마찬가지로 축방향으로 굽은 윤곽부를 갖고, 이때 쌍을 이루는 표면 윤곽부는 서로를 향해 180℃ 회전되어 있다. 이에 반해 외부 롤 링(4)은 원통형, 즉 윤곽부가 없는 형태를 갖는다. 롤 틈을 다양하게 조정하기 위하여 롤 축(2) 외에 내부 롤 링(3)도 축방향으로 이동시킬 수 있다. 내부 롤 링(3)이 좌측으로 변위되고 롤 축(2)이 우측으로 변위된 상태의 작동 위치는 도 2에 도시되어 있다. 같은 정도만큼 반대 방향으로 변위된, 즉 같은 조형 함수에 의해 조형되었지만 180℃ 변위된 윤곽부에 의해 내부 강제력이 발생하며, 이 경우에 내부 강제력은 외부 롤 링(또는 박판)(4) 및 이에 따른 전체 롤러의 대칭 배럴형 연신을 유발하는데, 이것은 롤 부들 사이의 초기 상태에 비해 대칭 변화된 압력 분배와 결합되어 있다.

롤러(1)의 크라우닝의 변화를 의미하는 외형 변화 외에도 적절한 윤곽부 형성시에는 롤 몸통을 따라서 특정 범위 내에서 롤 링(3 또는 4)의 대칭 분리도 가능하다. '벌어지는' 롤 링의 이러한 범위에서는 롤의 강성이 현저하게 떨어진다. 이것은 특히 롤 몸통 길이보다 훨씬 폭이 좁은 스트립을 압연할 때 중요한 장점이 되는데, 왜냐하면 지지폭을 부하폭(스트립 폭)에 맞춤으로써 평활도에 결정적인 스트립 범위에서 작동 롤러의 전체 휨이 대폭 줄어들기 때문이다.

도 3과 도 4는 압연할 압연 스트립(9(도 3) 또는 10(도 4))의 폭이 다양할 경우 단일형 작동 롤(7, 8)을 위한 지지 롤러로서의 롤러(1)의 이용 예를 나타낸다. 도 3의 경우 부하폭 또는 스트립 폭은 롤러(1)에 의한 지지 폭에 일치한다. 내부 롤 링(3)도, 롤 축(2)도 축방향으로 변위되지 않았다. 이러한 상황에서 굽은 윤곽부의 전체 축방향 경로에 걸쳐서 롤 축(2)과 내부 롤 링(3)의 굽은 표면(5 또는 6)의 접촉이 내부 롤 링의 길이에 상응하여- 일어난다. 이에 반해 실제로 빈번한 압연 경우를 나타내는 도 4의 예에서는 여러 부분으로 되어 있고 내부가 보완적으로 굽은 표면을 갖는 지지 롤러(1)가 폭이 좁은 압연 스트립(10)의 압연시 스트립 에지 건너편에서도 여전히 지지되는 작동 롤러(7 또는 9)와 접촉한다. 여기서 좌측 및 우측을 가리키는 화살표에 의한 각 내부 롤 링(3)과 롤 축(2)이 축방향을 따라 서로 반대 방향으로의 변위를 가지고서 조정하는 상태에서 롤러(1) 내부에서 이미 언급한 부분적 분리(11) 및 이들 위치에서의 롤 탄성의 증대가 일어나며, 그 결과 다른 롤러와 상호 작용에 의해 부하가 그만큼 작고 이에 따라 실제로 이 부하가 지지에 어떤 도움도 되지 않도록 표면(5 또는 6)의 윤곽부 형성은 선택되었다. 이로써 관련 지지폭은 압연 스트립(10)의 폭에 상응하는 빈틈없는 범위로 제한된다. 압연 스트립(10) 옆 범위에서의 롤 탄성 증대로 스트립 모서리 긁힘이 감소된다.

경우에 따라 롤의 개별 요소들 간에 마찰 결합에 의해서만 전달할 수 있는 최대 모멘트를 초과하는 모멘트를 전달하기 위한 설계 형태는 도 5와 6에서 도시하는데, 여기서 롤 축(102)과 롤 축을 동심으로 둘러싸는 롤 링(103)은 서로 맞물리게 결합되어 있다. 내부 롤 링(103) 상에 배치된 원통형 외부 롤 링(104)을 갖는 작동 롤러 또는 지지 롤러(100)에서 축방향 변위 가능성은 윤곽부가 원통형으로 만들어지지 않은 표면에 있어서 롤 축 나사(12)(도 6 참조)에 의해 보장된다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 따르면, 압연공정 중에 롤 틈의 조정이 간소화되고 보다 정확히 실시될 수 있으며, 각 롤러 쌍의 조정 가능성이 다양화된다.

Claims (7)

1. 최소 1개의 롤 링이 위에 배치되어 있고 축 방향으로 이동될 수 있는, 롤 축을 포함하는 롤 스탠드용 롤러에 있어서, 바깥쪽에 있는 1개의 롤 링(4; 104)에 둘러싸여 내부에 위치하는 2개 이상의 롤 부(2, 3; 102, 103)의 표면(5, 6; 105, 106)이 축방향으로 굽고, 서로를 향해 180℃ 회전된 윤곽부를 갖는 것을 특징으로 하는 롤 스탠드용 롤러.
2. 제 1 항에 있어서, 롤 축(2; 102) 및/또는 롤 링(3, 4)이 축방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
3. 제 1 항에 있어서, 롤 축(2)과 내부 롤 링(3) 또는 내부 롤 링(3)의 바깥쪽 표면과 외부 롤 링(4)의 안쪽 표면이 굽은 윤곽부를 갖는 것을 특징으로 하는 롤러.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 롤 링(3, 4)이 단일 부분 또는 여러 부분으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 안쪽으로 윤곽부가 만들어진 내부 롤 링(3) 상에 배치된 외부 롤 링(4)이 원통형인 것을 특징으로 하는 롤러.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로를 향해 구부러지게 윤곽부가 만들어진 표면(105, 106)이 서로 맞물리게 형성된 것을 특징으로 하는 롤러.
7. 제 6 항에 있어서, 구부러지게 윤곽부가 만들어진 표면(105, 106)에 나사(12)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.