KR940007848B1 - 다단압연기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다단압연기

[도면의 간단한 설명]

제 1 도a는 본 발명의 일 실시예인 서포트 로울러를 구비한 6단 압연기를 나타낸 구조도이고,

제 2 도b는 제 1 도a의 서포트 로울러군 사이의 힘의 작용상황을 나타낸 설명도임.

제 2 도는 제 1 도a에 나타낸 압연기를 압연재의 패스방향에서 본 서포트 로울러군의 단면도임.

제 3 도는 제 2 도의 서포트 로울러군의 측면도임.

제 4 도는 제 2 도에 나타낸 지지로울러의 구조를 나타낸 상세도임.

제 5 도는 안정된 압연을 행하기 위한 워크로울과 중간로울 경의 관계를 나타낸 특성도임.

제 6 도a∼b는 종래 기술의 압연기 구조에 의한 워크로울과 중간로울의 각 로을 경의 조합과 서포트로울러 경과의 관계를 나타낸 설명도임.

제 7 도a는 본 발명의 기타 실시예인 서포트 로울러를 구비한 6단 압연기를 나타낸 구조도이며,

제 7 도b는 제 7 도a의 서포트 로울러군 사이의 힘의 작용상황을 나타낸 설명도임.

제 8 도는 제 7 도a에 나타낸 압연기의 서포트 로울러군의 구성을 나타낸 단면도임.

제 9 도는 본 발명의 또 다른 실시예인 5단 압연기에 적용한 예를 나타낸 구조도임.

제10도는 제 1 도a에 나타낸 6단 압연기의 기본구성을 나타낸 개략도임.

제11도는 본 발명의 한 실시예에 있어서의 워크로울과 중간로울 및 서포트 로울러의 관계를 나타낸 설명도임.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 냉간용의 다단압연기에 관한 것이고, 특히 경질재, 박판재의 압연에 적합한 소경 워크로울을 채용하는 경우에 필요한 워크로울의 수평 서포트 로울러를 구비한 다단압연기에 관한 것이다.

[배경기술]

경질 또는 난가공재나 박판의 압연을 행할 경우 워크로울을 소경화하고, 압연하중을 낮추어 압연하는 압연기술에 대하여 업계에서의 요망이었다.

이에 대해서는 미국특허 제2, 776, 580호 공보에 나타낸 Sendzimir밀이라고 부르는 20단식의 압연기가 종래에 사용되었으나, 이 Sendzimir밀에서는 압연재의 판크라운 및 판형상을 소정의 허용치내로 수납하는 것이 곤란하였다. 그리고 종래의 4단 압연기를 개량하여 소경의 워크로울을 채용한 경우에는 백업로울 구동방식으로 되지 않을 수 없게되나 이를 위해 백업로울에서 워크로울로 접선력이 작용하여 워크로울이 횡방향으로 축변형이 생기게 된다. 따라서 이에 대처하기 위해 주된 압연하중은 일체의 백업로울로 지지하고, 워크로울의 수평방향으로 서포트 로울러를 배치하여 워크로울의 가로방향의 변형, 즉 압연재의 패스방향의 축변형을 방지하는 소위 MKW밀(미국특허 제4, 598, 566호 공보), 동일하게 서포트 로울러가 부착된 5단밀(미국특허 제4, 577, 480호 공보, 제4, 539, 834호 공보), 서포트 로울러가 부착된 6단밀(미국특허 제4, 270, 377호 공보, 제4, 563, 888호 공보, 제4, 531, 394호 공보)와 같이 각종 형식의 압연기가 개발되었다.

상기 각 형식의 압연기는 소경 워크로울을 압연재의 패스방향에 연하여 배치한 서포트 로울러에 의하여 지지하는 지지방식에 있어서 2종류로 구분된다.

i) 워크로울과 서포트 로울러의 각 축심을 일직선상으로 위치하도록 배치하여 지지하는 서포트 로울러(미국특허 제4, 598, 566호, 제4, 577, 480호, 제4, 563, 888호 공보)

ii) 서포트 로울러를 복열로 하고, 워크로울과 서포트 로울러의 사이에 배치되는 아이들 로울러를 안정하여 지지하는 것(미국특허 제4, 270, 377호 제4, 531, 394호 공보).

여기서, i)의 워크로울 지지방식을 워크로울 아이들 로울러, 서포트 로울러의 각 축심을 거의 일직선에 위치하도록 순차배열하였다. 따라서 i)의 지지방식에 있어서는 워크로울, 아이들 로울러, 서포트 로울러의 각각의 축심을 연결하는 선이 일직선에서 벗어나면 워크로울에서 작용하는 힘에 의하여 특히 아이들 로울러에 벤딩력이 작용하므로 아이들 로울러의 경을 어느 정도 굵게하지 않을 수 없다는 역학적 제약에 의하여 이에 부수하여 워크로울의 직경도 소경화가 될 수 없다는 문제점을 갖게 된다.

그리고 ii)의 워크로울 지지방식은 워크로울과 직접 접촉하여 대락 수평방향으로 배치되는 아이들 로울러를 지지하는 서포트 로울러를 복열로 한 것으로서, 워크로울에서 작용하는 힘을 역학적으로 안정되게 지지할 수가 있으나, 서포트 로울러 2본분의 공간을 요하게 되고, 이에따라 워크로울의 경의 소경화에 제약을 받게 된다.

그리고 출원인에 의하여 미국특허 제3, 816, 743호, 제4, 363, 646호 공보에 기재된 바와 같이 압연재의 형상 제어능력을 개선하기 위하여 백업로울과 워크로울의 사이에 그 축방향으로 시프트 가능한 중간로울을 배설 하고 워크로울 혹은 워크로울과 중간로울에 벤딩장치를 설치하고, 이 중간로울의 시프트 조절과 로울벤딩 작용을 적절히 조합함으로서, 압연재의 판크라운 및 판형상 제어능력을 비약적으로 개선한 6단 압연기가 개발되었다.

그리고 출원인은 상기 미국특허 제4, 369, 646호 공보의 6단 압연기의 워크로울을 더욱 소경화하였을 경우에 문제가 되는 워크로울의 패스방향의 축에 대한 변형을 저감하는 수단으로서 수평 서포트 로울러, 수평 백업로울러를 일직선상에 배치하고, 동시에 이들 로울러를 지지하는 프레임을 통해서 워크로울에 사전응력 (프리스트레스)을 부여하는 구성의 압연기를 미국특허 제4, 614, 403호로서 제안하였다.

동일하게 출원인은 소경 워크로울을 지지하는 수평 서포트 로울러, 수평 백업로울러를 일직선상에 배치한 상기 구성의 다단압연기에 있어서 소경 워크로울에 수직방향의 벤딩력을 효과적으로 부여할 수 있도록 이들 로울러를 지지하는 프레임을 회동자재로 하고, 동시에 유압실린더와 걸어맞춘 구성의 다단압연기를 신원으로 출원하였다(미국특허 출원 제847, 489호 대응 서독 출원공개 No.DE-OS 3, 610, 889) 그러나 판두께가 0.2mm 이하의 극박판을 압연하거나 스테인레스와 같이 경질의 박판을 압연할 경우에는 워크로울의 경을 가능한한 소경화하여 압하량(堅下量)을 극력으로 크게 하고자 하는 업계의 요망이 있다.

그러나 발명자등이 해석하고 연구한 결과 예를 들어 압연재가 1300mm 폭의 압연에 있어서는 제 5 도의 표시와 같이 단순히 워크로울의 경과 중간로울의 경을 더불어 작게하면 압연재에는 소위 쿼터버클(quarterbuckle)이라 칭하는 판폭의 끝부에서 약 1/4의 부분에

이 발생하여 압연재의 표면에 파형현상을 일으킨다. 그리하여 일단 쿼터버클이 발생하면 이것을 소거하는 일은 매우 어려운 일이고 후속의 처리공정에서 여러가지 곤란을 발생하게 된다. 따라서 워크로울을 소경화할때에는 중간로울은 어느정도 대경으로 하지 않으면 안된다. 그러나 중간로울의 로울경을 대경으로 할 경우에는 다음과 같은 문제가 있게 된다. 즉 미국특허 제4, 270, 377호 공보, 제4, 531, 394호 공보에서 표시한 복열의 서포트 로울러가 부착된 다단 밑에 있어서는 제 6 도a∼c의 표시와 같이 예를들어 a도에 표시된 소경의 워크로울(5)와 백업로울(7)의 사이에는 중간로울(6)이 배치되어 있고 이 소경의 워크로울(5)의 수평방향의 양측에로 각각 중간로울러(4)가 배치되고 이 중간로울러(4)를 상하 2본의 서포트 로울러(13), (14)로 지지하는 구성으로 되어 있다. 따라서 상기 중간로울러(4)는 중간로울과 간섭하지 않고 안정되어 배치되고 따라서 워크로울(5)은 가로방향(수평방향)의 이동이 충분히 규제된다.

그러나 제 6 도b의 표시와 같이 워크로울(5)을 더욱 소경화하여 중간로울(6)를 제 6 도a에 비교하여 대경화한 경우에는 상측의 서포트 로울러 (13)와 중간로울(6)이 간섭하게 되고 압연기로서의 기능을 못하는 구조로 된다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 경질재 혹은 박판두께의 압연재를 서포트 로울러로 지지하는 소경의 워크로울을 사용하여 압연 가능케함과 동시에 압연재에 쿼터버클들의 결함이 발생하는 것을 억제하여 고정밀도이고 또한 안정된 압연을 실현하는 다단압연기를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징은 복수의 워크로울과 백업로울을 가지며, 압연재의 패스방향에 연하여 상기 워크로울을 지지하는 중간로울러 및 이 중간로울러를 지지하는 지지로울러를 배치한 다단압연기에 있어서, 상기 지지로울러를 축방향으로 복수개로 분할한 분할로울러군에 의해 구성함과 동시에, 이들 분할로울러는 그 축심이 상하방향으로 이간되어 위치하도록 지지로울러 축방향에 연하여 지그재그 형상으로 순차 배설시킨 구성의 다단압연기이다. 그리고 상기 구성상의 특징을 가지므로서 본 발명은 다음의 작용효과가 얻어진다.

(1) 워크로울의 소경화 실현

본 발명에서는 이 지지로울러와 소경 워크로울을 대략 수직방향으로 지지하는 백업로울 또는 중간로울의 사이에 공간을 확보할 수 있고, 따라서 양자가 접촉하는 것을 피할 수 있으므로 소경 워크로울의 소경화가 가능해진다.

(2) 고정밀도이고 동시에 안정된 압연의 실현

본 발명에서는 워크로울을 직접 지지하는 중간로울러는 축심이 이간된 각 분할로울러에 의하여 확실하게 지지되어 있으므로 워크로울의 지지가 안정적으로 행해지며 따라서 고정밀도이고 동시에 안정된 압연이 행하여지는 효과가 실현된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 적용되는 압연기의 기본적 구성은 워크로울을 수평방향으로 지지하는 서포트 로울러 기구를 제외하고 상기 미국특허 제4, 369, 646호 공보에 개시된 것과 거의 동일구조이다. 즉 제 1 도는 본 발명의 한 실시예인 6단 압연기를 나나낸다. 제 1 도에서 상, 하 워크로울(5)은 축방향으로 이동 가능한 중간로울(6)에 의하여 각각 지지되고 이 중간로울(6)은 상, 하 백업로울(7)에 의하여 지지된다. 그리고 이들 각 로울(5), (6), (7)은 대략 연직선의 방향에 연하여 배치되나 워크로울(5)은 중간로울(6), 백업로울(7)의 축심위치에 대하여 압연재(10)의 패스방향에 연하여 a치수만큼 겹쳐져서 배치된다.

이 워크로울(5)은 경질재 또는 0.2mm 이하의 극박판(極薄板)을 압연하기 위하여 소경으로 되어 있고. 압연재(10)의 최대 판폭에 대하여 약 20%∼5%의 범위, 즉 최대 판폭이 1,000mm의 경우에는 약 200∼50mm 정도의 범위가 되도록 로울경이 선정된다.

일반적으로 경질재와 박판재(판두께 0.2mm 미만)를 압연하기 위하여는 압연재와 접촉하는 로울의 접촉면을 작게하여 압연하중을 집중시키지 않으면 안되고, 따라서 극소경의 워크로울(예를들어 로울경이 50∼60mm)을 사용할 필요가 있다. 그러나 이러한 극소경의 워크로울은 로울 강성이 낮아 국부적으로 휘어지기 쉽고, 압연재의 형상에 대하여 예민하여 압연재의 형상을 악화시키기 쉽기 때문에 압연은 저속으로 행하여 진다.

한편, 연질재에서 비교적 판두께가 두꺼운 재료의 압연에서는 생산성을 향상시키기 위하여 압연은 저속으로 행하여진다. 이경우 압연재와 접촉하는 시간이 길고, 압연재와의 마찰열에 의하여 워크로울의 온도상승이 크게되기 때문에 압연재의 형상에 대하여 둔감한 대경 워크로울(예를들어 로울경이 200mm 정도)을 사용하는 것이 유리하다.

본 발명의 압연기에서는 경질재 및 박판재와 더불어 판두께가 비교적 두꺼운 연질재의 양방의 영도에 적용할 수 있는 워크로울의 로울경을 고려한 것으로서, 실제로 상기 용도의 압연에 사용되는 압연기의 워크로울 경은 50∼200mm 정도의 것을 사용하며, 일반적으로 압연재의 판폭은 최대 판폭이 1,000∼1,200mm 정도이기 때문에 상기 최대 판폭에 대한 상기 워크로울 경의 비는 5∼20% 범위에 해당하게 된다.

그리고 발명자등의 아는 바로는 제 1 도에 나타낸 구성의 다단압연기에서는 워크로울 경은 100∼50mm 정도, 후에 설명하는 제 7 도에 나타낸 구성의 다단압연기에서는 워크로울 경이 200∼60mm 정도의 범위에서 사용하는 것이 각각 가장 바람직하다.

그리고 중간로울(6)은 너무 소경화하면 제 5 도를 이용하여 설명한 바와 같이 압연재에 쿼터버클이 발생하게 된다. 워크로울(5)의 직경을 약 200∼500mm의 범위로 선정할 경우에는 1,200mm의 판폭을 가진 압연재를 압연 쿼터버클이 발생하는 워크로울과 중간로울의 로울경의 한계치를 표시한 제 5 도에 의해 이해되는 바와 같이 중간로울(6)의 최소 로울경은 약 280∼420mm로 선정할 괼요가 있다. 즉 워크로울(5)의 로울경을 소경화하면 할수록 중간로울(6)의 로울경은 어느정도 크게하지 않을 수 없게 된다.

그리고 제10도와 같이 워크로울(5)과 중간로울(6)에는 수직방향의 로울벤딩력을 부여하는 워크로울 벤딩장치(16) 및 중간로울 벤딩장치(17)가 각각 설치된다.

그리고 상하의 중간로울(6)은 각각 상반하는 로울축 방향으로 이동가능하도록 로울 시프트장치(18)와 연결된다. 그리고 압연재의 판크라운 제어, 형상제어를 행하기 위하여 상기 중간로울의 시프트조절 및 워크로울 벤딩력, 중간로울 벤딩력은 각각 조절이 된다.

그리고 이들 상하의 소경 워크로울(5)은 제 2 도, 제 3 도에도 표시된 바와 같이 압연재(10)의 패스방향의 한쪽방향에 연하여 워크로울(5)을 로울전장에 걸쳐서 지지하는 중간로울러(4)와 이 중간로울러(4)를 지지하기 위해 지그재그 상으로 축심이 상하로 이간된 분할로울러(3a), (3b)를 가진 지지로울러와 이 지지로울러(3)를 지지하는 서포트 로울러(1)가 순차로 배치된다.

그리고 중간로울러(4)는 로울러 축방향으로 왕복조작되도록 하여 분할로울러(3a), (3b)의 어깨부에 기인하여 중간로울러(4)의 압축 흔적이 워크로울(5)에 전사되는 것을 방지하기 위하여 제 2 도 표시와 같이 시프트장치(12)가 연결된다.

이와 같이 워크로울(5)의 로울경이 작은 경우에는 워크로울(5)를 구동하기 위하여 로울의 강도상 문제가 있게 되므로 중간로울(6) 또는 백업로울(7)를 구동하여 접선력(F)에 의하여 압연동력을 소경의 워크로울(5)에 전달시키는 방식을 채택하는 일이 많다. 이 경우에 워크로울(5)은 중간로울(6)에 대하여 치수(a)만큼 중첩 배치된다.

이와 같이하면 워크로울(5)의 압연방향에는 중간로울(6)을 통해서 전달되는 압연하중(P₁)의 수평방향 성분에 가하여 중간로울 구동에 의하여 접선력(F)이 작용하게 된다. 따라서 워크로울(5)을 압연재 패스방향으로 지지하는 중간로울러(4) 및 분할로울러(3a), (3b)로 구성되는 아이들 로울러(3)와 서포트 로울러(1)에는 압연하중(P₁)의 수평성분외에 구동을 위한 접선력(F)도 가해지고 더욱이 하중의 작용방향은 압연방향이 좌→우 또는 우→좌에 있어서는 반전하게 된다. 그리고 압연재(10)의 장입측과 배출측의 장력(T₁), (T₂)에 차가 있는 경우에는 그 편차분(△T)도 가중된다. 이들이 합계된 것의 반력으로서 중간로울러(4)와 워크로울(5)의 사이에는 P₂의 하중이 가해진다. 상하의 중간로울러(4)를 연결하는 선과 상하의 워크로울(5)를 연결하는 선의 비낀량인 중첩량 치수(a)는 워크로울(5)과 중간로울(6)의 접촉하중을 P₁으로 하면 P₁의 수평방향 성분과 접선력(F)의 합이 반드시 정으로 되고 상기 P₂가 반드시 정으로 되며 더욱이 이들 값이 과대로 되지 않도록 적하하게 조정된다.

제 4 도는 지지로울(3)의 상세구조를 나타내는 것이며 이들 축심의 이간된 복수의 분할로울러(3a)와 복수의 분할로울러(3b)가 상하방향으로 이간거리(b)만큼 이간되도록 순차로 지그재그로 배치한다.

그리고 분할로울러(3a), (3b)의 중심축간 거리(b)를 짧게하기 위하여 각 분할로울러 부분은 베어링(30)의 외륜과 일체화하고 또한 분할로울러의 샤프트(11)는 크래들(Cradle)(8)과의 지지부에 있어서 평면가공을 행하고 구형형상으로 형성한다.

따라서 상기 구성의 다단압연기를 압연조작하는 경우에는 중간로울러(4), 지지로울러(3), 서포트 로울러(1)에는 다시 다음과 같은 힘이 작용한다. 즉, 제 1 도에 있어서 상측 지지로울러(3a)와 중간로울러(4)의 사이의 접촉부하 하중을 P₂으로 하고 지지로울러(3b)와 중간로울러(4)의 접촉부하 하중을 P₄로 한다. 그리고 P₂와 P₃가 이루는 각도를 α로 하고, P₂와 P₄가 이루는 각도를 β로 한다. 그리하여 상기 α와 β는 각각 정의값이 되도록 설정하므로서 중간로울러(4)는 상하에서 2개의 로울러(3a), (3b)와 접하게 되고 안정적으로 지지된다. 지지로울러(3a), (3b)의 베어링 부하용량이나 개수에 따라서 상기 α,β의 값을 최적으로 선택하나 일반적으로 상하의 지지로울러 경은 같고 개수도 거의 같은 경우가 많으며. 이 경우에는 α≒β로 하는 것이 바람직하다. 그리고 α,β의 각도는 각각 3∼15도 정도의 범위로 설정하는 것이 좋다.

제 1 도 및 제 7 도에 나타나듯이, 소경의 워크로울(5)을 채용한 압연기에서는 구동장치의 스핀들 경과의 관계로부터 워크로울을 구동할 수 없고 로울구동은 중간로울(6)을 직집 구동하게 된다. 이경우 중간로울(6)의 구동력이 로울간의 접선력에 의하여 워크로울(5)에 전달되어 워크로울(5)을 구동한다. 같은 방식으로 워크로울(5)로부터 이 워크로울(5)을 수평방향으로 지지하는 중간로울러(4) 및 그 축심이 지그재그로 상하 이 간되어 배치된 지지로울러(3a)에 접선력이 전달되어 순차적으로 회전하게 된다.

한편 상기 지그재그로 배치된 지지로울러(3a)가 회전할때, 상기 중간로울러 (4)에는 상기 지지로울러(3a)로부터 저항토르크가 발생한다. 이 저항토르크의 로울러간의 접선력은 상기 중간로울러(4)를 로울러의 접선 방향으로 이동시키는 힘으로 작용하며, 이를 방치하면 상기 중간로울러(4)는 바깥쪽으로 벗어나게 된다. 또한 압연시에는 워크로울(5)에 압연재로부터의 압연반력이 발생하고, 그 분력이 상기 중간로울러(4)에 작용 한다. 따라서 상기 지그재그로 배치된 지지로울러(3a)의 축심의 위치를 겹치지 않도록 상기 각도 α만큼 비켜놓으면 상기 중간로울러(4)가 바깥쪽으로 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 상기 각도 α는 전술한 워크로울(5)에서 채용된 로울경의 범위와의 관계로부터, 실용적으로는 3∼15도의 범위로 되어지며, 각도 β도 같은 이유로 그 범위가 설정된 것이다.

그리고 제 3 도와 같이 워크로울(5)의 경의 변화에 대하여 지지로울러(3a), (3b)를 수납하는 크래들(8)을 하우징(20)에 대하여 경사 가능하게 구성하면 워크로울경 변화 지지로울러경 변화, 서포트 로울러경 변화, 배런스 라인 변동, 압연재 판두께 변화에 대응할 수가 있게 된다. 그리고 제 2 도와 같이 지지빔(9)을 수평 방향으로 유압실린더(21)에 의하여 조작하는 엔진(13) 또는 나사기구 등에 의하여 조정하는 것도 필요하게 된다.

따라서 상기 다단압연기에서는 제 1 도와 같이 분할로울러(3a), (3b)가 지그재그 배치되는 지지로울러(3)에 의하여 중간로울러(4)가 안정적으로 지지될뿐 아니라 지지로울러(3)의 베어링에는 그 역학적 구성에 의해 P₇, P₈로 나타낸 작은힘만 작용하므로 P₃, P₄에 비하여 작은 부하만을 지지하면 되는 것을 알수 있다. 따라서 지지로울러(3)의 베어링을 크게하지 않아도 좋고, 또한 P₂의 값은 대략 P₅와 P₆의 합계와 같은 값을 되나 서포트 로울러(1)는 중간로울(6)로부터 멀리 설치되기 때문에 그 로울경을 충분히 크게 형성할 수 있으므로 당연히 베어링 용량도 크게되고 하조건으로서 여유가 있는 것이 된다.

따라서 지지로울러(3)의 분할로울러(3a), (3b)를 번갈아 미소량 b만큼 지그재그로 상하방향으로 엇갈리게 하므로서 압연재와 중간로울에 의하여 제약된 작은 공간안에서 가능한한 큰 용량의 베어링 구조를 가진 지지로울러(3)를 도입하는 것을 가능하게 할 수 있음과 동시에 베어링에 작용하는 힘인 워크로울을 통해서 전달되는 압연하중의 정현성분을 극력으로 작게하여 무효하중을 작게하는 것이 달성된다. 그리고 상기 압연기에서는 워크로울(5)을 중간로울(6) 또는 백업로울(7)의 축심에서 a만큼 비껴서 압연하중 P₁의 수평방향 분력이 반드시 서포트 로울러(1)측에 가해지도록 하고 또한 워크로울(5)로부터 중간로울러(4)를 거쳐서 지지로울러(3)에 부가되는 힘의 벡터방향이 반드시 지그재그 배열의 지지로울러(3)의 2개의 분할로울러(3a), (3b)의 축심 사이를 지나서 서포트 로울러(1)에 도달하도록 되어 있다.

그리고 지지로울러(3)는 분할로울러(3a), (3b)의 이간거리 b를 지극히 작게하므로서 지지로울러(3)의 베어링에 가해지는 하중방향과 워크로울(5)로부터 가해지는 하중의 교차각을 작게할·수가 있으므로 지지로울러(3)의 베어링 부하를 보다 작게할 수가 있다. 즉 지지로울러(3)의 베어링에는 단지 부하력 벡터의 수평성분만이 부하되므로 지지로울러(3)는 소경화할 수 있고 나아가서 워크로울(5)의 소경화가 가능하게 된다. 이것은 한쌍의 분할로울러(3a), (3b)를 가진 지지로울러용 샤프트경의 합의 1/2보다 작게하므로서 가능하고 또한 샤프트의 끝부를 가공하여 구형이 되게 하므로서 한쌍의 지지로울러의 축심간 거리를 그 샤프트의 축경보다도 작게할 수가 있다(제 4 도 c부 참조).

그러나 제 2 도에 표시한 지지로울러군에서 서포트 로울러(1)는 지지로울러(3)와 같이 면의 길이로 하고 로울러 사이의 접촉압력이 작게되도록 배려되어 있다. 서포트 로울러(1)는 하우징(20)에 부착한 지지빔(9)에 의하여 충분한 강성을 가지고 지지된다. 또한 서포트 로울러(1)는 본 도와 같은 분할로울러형과는 상이하고 양단에 베어링을 가진 1본의 로울러로 하는 것도 치수적인 여유가 있다면 가능하다.

제 5 도는 쿼터버클(quarter buckle)이라 칭하는 압연의 불안정 현상을 방지하기 위한 워크로울 및 중간 로울의 소경화의 한계를 조사한 것으로 압연재의 판폭 1,200mm를 예로 취하여 각 로울경의 한계치를 나타 내었다.

도면에서 스테인레스 등의 경질재, 또는 0.2mm 판두께 이하의 극박판재(極薄板材)를 압연 가능하게 하는 워크로울 경은 최대 판폭의 약 20%∼50%의 범위에 있으며 판폭의 값에도 기인하나 약 200mm∼50mm의 로울경이 채용된다.

이렇게 하면 제 5 도에서 이해될 수 있는 바와 같이 압연재의 쿼터버클의 발생을 방지하려면 중간로울 경으로서 약 280∼420mm 이상의 로울경을 선정할 필요가 있고, 워크로울경이 소경화되면 될수록 중간로울경은 대경으로 된다.

여기서 이와 같은 소경 워크로울과 대경 중간로울의 조합으로 되는 다단압연기의 워크로울 서포트 기구로서 상기 중간로울러(4) 및 지그재그 배치의 분할로울러(3a), (3b)를 구비한 지지로울러(4) 및 지그재그 배치의 분할로울러(3a), (3b)를 구비한 지지로울러(3) 및 필요에 따라서 서포트 로울러(1)를 압연재의 패스방향으로 배열한 구성을 채용한 경우에는 제11도와 같이 중간로울(6)와 지지로울러(3)의 사이에 충분한 스페이스를 확보할 수가 있기 때문에 워크로울(5)의 소경화가 실현되는 것이다.

이상의 설명에서 명백한 바와 같이 상기 본 발명의 실시예에서는 워크로울을 압연재의 패스방향에 연하여 순차로 지지하는 중간로울러 및 지지로울러 중에서 지지로울러를 복수개로 분할된 분할로울러군에 의하여 구성하고, 또한 이들 분할로울러는 그 축심이 상하방향으로 이간되어 위치하도록 지지로울러 축방향에 연하여 지그재그로 배치하는 구성으로 함으로써 이 지지로울러와 워크로울을 대략 수직방향으로 지지하는 백업로울 혹은 중간로울과의 사이에 공간 확보가 가능하고, 따라서 양자가 접촉하는 것을 피할 수 있으므로 워크로울의 소경화가 가능하게 되고, 경질재 또는 박판재의 압연이 실현되고 또한 압연재 표면의 광택향상을 도모할 수 있다. 더욱이 워크로울을 직접 지지하는 중간로울러는 상하에 축심이 이간되어 지그재그 배치의 2개의 분할로울러에 의하여 확실하게 지지되므로 워크로울의 지지가 안정됨과 동시에 이 워크로울로부터 상기 지지로울러에 작용하는 하중의 방향이 지지로울러를 구성하는 지그재그 배치의 분할로울러의 축심 사이를 지나도록 되므로 지그재그 배치된 분할로울러의 축심간 거리를 작게하면 상기 지지로울러의 베어링에 작용하는 수직방향의 부하가 작아지고 따라서 지지로울러 자체가 소형으로 되며 나아가서 워크로울의 소경화가 실현된다. 더욱이 쿼터버클 등의 결함을 발생하지 않는 고정밀도이고 동시에 안정된 압연이 가능함은 물론이다.

다음에 본 발명의 다른 실시예인 다단압연기에 대하여 제 7 도 및 제 8 도를 이용하여 설명한다.

이 실시예는 압연기의 기본구성이 제 1 도 내지 제 3 도에 표시한 것과 동일하므로 상이부분에 한해서 설명 한다. 즉 제 7 도에 표시한 타실시예의 압연기와 같이 서포트 로울러(1)를 생략한 경우도 기본직인 사고방식은 상기 실시예인 다단압연기와 동일하나 단지 지지로울러(3)은 P₃ 및 P₄의 하중에 견딜 수 있는 부하용량을 가진 베어링을 채용할 필요가 있게 된다.

그리고 제 8 도는 제 7 도에 표시한 압연기에 관하여 소경 워크로울(5)에 압연재 패스방향으로 연하여 지지하는 각 로울러의 배치상황을 나타낸 것이다. 도면에서 지지로울러(3)는 복수의 분할로울러 (3a), (3b)를 구비하고 있으므로 이 분할로울러(3a), (3b)의 견부에 의해 중간로울러(4)에 압축흔적을 남기고 이것이 워크로울(5)에 전사되는 것을 방지하기 위하여 제 2 도와 동일하게 중간로울러(4)에는 로울러 축방향으로 반복하여 왕복이동 시키는 실린더장치(12)가 구비되어 있다. 실린더(12)의 출력은 적합한 베어링 박스를 통해서 중간로울러(4)를 가압하여 조작측, 구동측을 번갈아 가압하여 이동시키도록 되어 있다.

그리고 제 7 도 및 제 8 도에 나타낸 다단압연기에서는 지지로울러(3)를 백업하는 서포트 로울러(1)를 생략한 구성을 나타낸 것이나 여기서는 지지로울러(3)가 구비하고 있는 지그재그의 축심을 이간하여 배치한 분할로울러(3a), (3b)와 중간로울러(4)의 축심과의 각도 α, β의 값을 각각 약 3∼15도의 범위에서 선택하므로서 워크로울(5), 중간로울러(4), 지지로울러(3)등의 경변화에 대하여 반드시 크래들(8)을 가변적으로 경사시킬 필요가 없어진다.

다음에 제 9 도는 워크로울로서 소경 워크로울(5a)과 대경 워크로울(5b)을 채용하고, 워크로울의 서포트 로울러군을 패스라인의 편측인 소경 워크로울에만 설치한 것으로서 소위 5단 압연기에 본 발명을 채용한 실시예이다. 이 경우에는 서포트 로울러군이 없는 부분에 자유공간이 생기므로 이 부분을 다른 압연기 부속부품을 설치하는데 이용할.수가 있게 된다.

그리고 상기 실시예에서는 도시와 설명을 생략하나 대경의 워크로울(5b) 및 중간로울(6)에 수직방향의 로울벤딩력을 부여하는 벤딩장치가 각각 설치되는 것이다.

그리고 소경 워크로울(5a)의 서포트 로울러군의 구성은 제 8 도의 표시와 동일한 구성이다.

상술과 같이 각 실시예의 다단압연기에서는 지지로울러(3)의 분할로울러 (3a), (3b)를 지그재그 배치하므로서 워크로울(5)을 소경화할 수 있으므로 경질, 난가공재 극박판의 압연이 가능하게 된다. 그리고 지지로울러(3)의 분할로울러 (3a), (3b)를 지그재그 배치하므로서 워크로울은 안정하게 지지되므로 압연작업이 안정되어 행해진다. 그리고 중간로울러(4)는 축방향으로 반복하여 왕복 이동시켜서 지지로울러(3)의 분할로울러(3a), (3b)의 견부와의 접촉으로 발생할 우려가 있는 중간로울러(4)의 편마모 나아가 워크로울(5)의 불균일한 변형 또는 편마모에 의한 압연기에 대한 줄모양 무늬가 나는 것을 방지할 수가 있다.

본 발명에 의하면 워크로울이 역학적으로 구조상 안정된 상태로 지지될 수 있는 워크로울의 소경화가 가능하게 되고 경질, 난가공재에 최적의 압연기를 제공할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (23)

1. 복수의 소경 워크로울과, 이것을 지지하는 수직방향으로 배치된 복수의 백업로울을 가지며, 압연재의 패스방향에 연하여 상기 소경 워크로울을 로울전장에 걸쳐서 지지하는 중간로울러 및 이 중간로울러를 지지하는 지지로울러를 배치한 다단압연기에 있어서, 상기 지지로울러를 로울러 축방향으로 복수개로 분할된 분할로울러군에 의하여 구성함과 더불어, 이들 분할로울러군은 그 축심이 상하방향으로 서로 이간하여 위치하도록 지지로울러 축방향에 연하여 지그재그로 배치되는 상하 분할로울러로 구성됨을 특징으로 하는 다단압연기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소경 워크로울에는 로울벤딩력을 부여하는 벤딩장치가 걸어맞춤되어 있는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지로울러를 구성하는 그 축심이 상하방향으로 서로를 이간한 분할로울러는 상기 소경 워크로울과 이 워크로울을 지지하는 중간로울의 각 축심을 지나는 곡선을 기준으로 하여 이 중간 로울러의 축심과 상하 분할로울러의 각 축심을 연결하는 선분에 의해 이루는 각도 α, β가 각각 3∼15도의 범위에 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 중간로울러는 로울러 축방향으로 시프트 가능하도록 시프트장치와 걸어맞춰지는 것을 특징으로 차는 다단압연기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 소경 워크로울의 로울경은 최대 판폭의 5∼20%의 범위에서 설치되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
6. 복수의 소경 워크로울과, 이것을 지지하는 수직방향으로 배치된 복수의 백업로울을 가지며, 압연재의 패스방향에 연하여 상기 소경 워크로울을 로을전장에 걸쳐서 지지하는 중간로울러 및 이 중간로울러를 지지하는 지지로울러를 배치한 다단압연기에 있어서, 상기 지지로울러를 로울러 축방향으로 복수개로 분할된 분할로울러군에 의해 구성함과 동시에, 이들 분할로울러군은 그 축심이 상하방향으로 상호 이간하여 위치하도록 지지로울러 축방향에 연하여 지그재그로 배치된 상하 분할로울러에 의해 구성하고, 더욱이 이들 상하 분할로울러를 공통지지하는 제 2 의 지지로울러를 설치함을 특징으로 하는 다단압연기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 소경 워크로울에는 로울벤딩력을 부여하는 벤딩장치가 걸어맞춤되어 있음을 특징으로 하는 다단압연기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 의 지지로울러는 그 축심이 소경 워크로울 및 중간로울러의 각 축심을 지나는 직선상의 근방에 위치하도록 배치한 것을 특징으로 하는 다단압연기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 지지로울러를 구성하는 그 축심이 상하방향으로 서로 이간된 분할로울러는 상기 소경 워크로울과 이 워크로울을 지지하는 중간로울러와의 각 축심을 지나는 선분을 기준으로 하여 이 중간로울러의 축심과 상하 분할로울러의 각 축심을 연결하는 선분이 이루는 각 α, β가 각각 3∼15도의 범위가 되도록 설치됨을 특징으로 하는 다단압연기.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 중간로울러는 로울러 축방향으로 시프트 가능한 시프트장치와 걸어맞춰짐을 특징으로 하는 다단압연기.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 소경 워크로울의 로울경은 최대 판폭의 5∼20%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
12. 연직선 방향으로 배치되는 상하의 워크로울과 상하의 백업로울과 이들 워크로울 및 백업로울의 사이의 적어도 한쪽에 중간로울을 배치하고, 압연재의 패스방향에 연하여 상하 워크로울 중에서 적어도 한쪽의 워크로울의 로울전장에 걸쳐서 지지하는 중간로울러 및 이 중간로울러를 지지하는 지지로울러를 배치한 다단압연기에 있어서, 상기 지지로울러를 로울러 축방향으로 복수개의 분할된 분할로울러군에 의해 구성함과 동시에 이들 분할로울러군은 그 축심이 상하방향으로 상호간에 이간하여 위치하도록 지지로울러 축방향에 연하여 순차 상하로 편심위치된 상하 분할로울러에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
13. 제12항에 있어서, 상기 워크로울은 소경 워크로울과 대경 워크로울의 이경 로울에 의해 구성되고, 상기 중간로울러 및 지지로울러는 이 소경 워크로울에 대하여 배설되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
14. 제13항에 있어서, 상기 대경 워크로울과 중간로울에 수직방향의 로울벤딩력을 부여하는 벤딩장치가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
15. 제12항에 있어서, 상기 지지로울러를 구성하는 그 축심이 상하방향으로 서로 이간된 분할로울러는 상기 워크로울과 이 워크로울을 지지하는 중간로울러의 축심과 상, 하 분할로울러의 각 축심을 연결하는 선분이 이루는 각도 α, β가 각각 3∼15도의 범위가 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
16. 제12항에 있어서, 상기 중간로울러는 로울러 축방향으로 시프트 가능한 시프트장치와 걸어맞춤됨을 특징으로 하는 다단압연기.
17. 제12항에 있어서, 상기 워크로울의 로울경은 압연재의 최대 판폭의 5-20%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
18. 제17항에 있어서, 상기 상하 워크로울과 상하 백업로울의 사이에는 중간로울이 각각 배설되고, 더욱이 상기 중간로울은 로울축 방향에 연하여 시프트 가능하도록 로울이동장치와 맞춰지는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
19. 제18항에 있어서, 상기 상하 워크로울 및 상하 중간로울에 수직으로 로울벤딩력을 부여하는 벤딩장치가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
20. 연직방향으로 배치되는 상하의 워크로울과 상하의 백업로울 사이에 각각 배치되고 로울축방향으로 시프트 가능한 상하 중간로울을 배설하고 압연재의 패스방향에 연하여 각 워크로울을 로울 전장에 걸쳐서 지지하는 중간로울 및 중간로울러를 지지하는 지지로울러를 배치한 다단압연기에 있어서, 상기 지지로울러를 로울러 축방향으로 복수개의 분할된 분할로울러에 의해 구성함과 동시에 이들 분할로울러는 그 축심이 상하 방향으로 서로가 이간되어 위치하도록 지지로울러 축방향에 연하여 순차로 편심되는 상하 분할로울러에 의해 구성되고, 또한 이들 상하 분할로울러군을 공통으로 지지하는 제 2 의 지지로울러를 설치하고, 또한 상기 워크로울의 로울 경은 최대 판폭의 5∼20%의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
21. 제20항에 있어서, 상기 제 2 의 지지로울러는 그 축심이 워크로울 및 중간로울러의 각 축심을 지나는 직선상의 근방에 위치하도록 설치되고, 또한 상기 지지로울러를 구성하는 그 축심이 상하방향으로 서로 이간된 상하 분할로울러가 상기 워크로울과 중간로울러의 각 축심을 지나는 선분을 기준으로 하여 이 중간로울러의 축심과 상하 분할로울러의 각 축심을 연결하는 선분이 이루는 각도 α, β가 각각 3∼15도의 범위가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
22. 제21항에 있어서, 상기 중간로울러는 로울러 축방향으로 시프트 가능한 시프트장치와 걸어맞춰지는 것을 특징으로 하는 다단압연기.
23. 제21항에 있어서, 상기 워크로울 및 중간로울에 수직방향의 로울벤딩력을 부여하는 로울벤딩장치가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 다단압연기.

Images