KR101455593B1 - 워크롤 냉각용 롤러 테이블 - Google Patents

워크롤 냉각용 롤러 테이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉각롤러의 내부로 냉각유체를 공급함으로써, 열처리 시 냉각롤러가 항상 균일한 온도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 워크롤에 대한 냉각효과를 증대시킬 수 있는 워크롤 냉각용 롤러 테이블에 관한 것으로, 종동 냉각롤러; 내부로 냉각유체가 순환되는 피동 냉각롤러; 및 종동 냉각롤러와 피동 냉각롤러 사이에 올려지는 워크롤을 회전시키면서 냉각시킬 수 있도록 종동 냉각롤러에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함한다.

Description

워크롤 냉각용 롤러 테이블{ROLLER TABLE FOR COOLING WORK ROLL}
본 발명은 워크롤 냉각용 롤러 테이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각롤러의 내부로 냉각유체를 공급함으로써, 열처리 시 냉각롤러가 항상 균일한 온도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 워크롤에 대한 냉각효과를 증대시킬 수 있는 워크롤 냉각용 롤러 테이블에 관한 것이다.
일반적으로 워크롤은 수직식 또는 수평식 원심주조법, 또는 정치주조법에 의해 제작된다.
전술한 원심주조법 및 정치주조법에 의해 제조된 워크롤은 소재의 직접적으로 접촉하는 동체부와, 동체부의 양단에 일체로 제공되는 네크부로 이루어진다. 그리고 원심주조법 및 정치주조법에 의해 제조된 워크롤은 물성확보를 위해 열처리 공정을 거치게 된다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2012-0020536 호 (공개일자 : 2012. 03. 08. 명칭 : "워터스프레이를 통한 롤의 퀸칭장치")가 있다.
본 발명은 냉각롤러의 내부로 냉각유체를 공급함으로써, 열처리 시 냉각롤러가 항상 균일한 온도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 워크롤에 대한 냉각효과를 증대시킬 수 있는 워크롤 냉각용 롤러 테이블을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 워크롤 냉각용 롤러 테이블은, 종동 냉각롤러; 내부로 냉각유체가 순환되는 피동 냉각롤러; 및 종동 냉각롤러와 피동 냉각롤러 사이에 올려지는 워크롤을 회전시키면서 냉각시킬 수 있도록 종동 냉각롤러에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함할 수 있다.
구체적으로 피동 냉각롤러는, 워크롤의 접촉되고 내부에는 냉각유체가 순환되는 롤러본체; 롤러본체의 양단에 연결되고 롤러본체 내부로 냉각유체를 순환 안내하는 냉각유체순환관; 및 롤러본체의 회전에 간섭되지 않게 롤러본체와 냉각유체순환관을 연결하는 연결부재;를 포함할 수 있다.
더 구체적으로 연결부재는, 롤러본체의 양단면 상에 밀착되는 수직한 원통형 고리 형상의 림; 수평하게 연장되는 원통형상을 가지면서 림의 일측면에서 롤러본체의 내주면 상으로 연장되어 압입되는 제 1 연결구; 및 수평하게 연장되는 원통형상을 가지면서 림의 타측면 상에서 냉각유체순환관의 내주면 상으로 연장되어 끼워지는 제 2 연결구;를 포함하며, 냉각유체순환관의 내주면과 제 2 연결구의 외주면 사이에는 베어링이 끼워질 수 있다.
구체적으로 냉각유체순환관은 길이가 신장 및 수축되는 주름관 또는 플렉시블 튜브일 수 있다.
구체적으로 구동모터는, 종동 냉각롤러의 일단에 배치되고, 구동모터에서 연장된 구동축에는 구동기어가 장착되며, 구동기어는 종동 냉각롤러의 일단에 장착된 종동기어와 맞물릴 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 워크롤 냉각용 롤러 테이블은, 워크롤이 접촉되는 피동 냉각롤러의 내부로 냉각유체가 공급되기 때문에 워크롤의 열이 전도되는 것을 원천적으로 막을 수 있어 피동 냉각롤러가 항상 균일한 온도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 워크롤의 냉각효과를 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 워크롤을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 워크롤 냉각용 롤러 테이블을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 그리고
도 3은 도 2에 도시된 피동측 냉각롤러를 절개하여 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 일반적인 워크롤을 나타낸 도면으로서, 워크롤(10)은 소재의 접촉되는 외층재(20) 및 외층재(20)의 내부로 채워져 워크롤(10)의 축부를 형성하는 내층재(30)를 포함한다.
통상적으로 외층재(20)는 소재와 직접 접촉되는 부분으로 내마모성이 우수한 재질로 이루어지며, 내층재(30)는 충격 등에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다.
그리고 워크롤(10)은 재질의 물성 부여를 위하여 어닐링(Annealing), 오스테나이징(Authenticating), 퀸칭(Quenching), 템퍼링(Tempering)과 같은 열처리 공정을 거치게 된다.
전술한 열처리 공정 중 퀸칭(Quenching)공정에서는 워크롤(10)을 냉각시키기 위해 롤러 테이블이 주로 사용된다. 롤러 테이블을 이용한 워크롤(10)의 냉각을 간략하게 설명하면, 우선 한 쌍의 냉각롤러 사이에 워크롤(10)을 올려놓은 후, 워크롤(10)이 회전되도록 냉각롤러들을 회전시킨다. 그리고 회전하는 워크롤(10)에 냉각유체(물 및 공기)들을 접촉시켜 워크롤(10)을 급속하게 냉각시킨다.
그런데, 전술한 롤러 테이블을 이용한 워크롤(10)의 냉각 시에는 워크롤(10)의 열이 냉각롤러로 전도되기 때문에 워크롤(10)의 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 워크롤(10)의 표면 냉각정도는 냉각롤러의 초기온도와 워크롤(10) 측으로 제공되는 냉각유체(물 및 공기)의 분사량에 따라 결정되는데, 냉각롤러가 워크롤(10)에서 전도된 열을 지니고 있기 때문에 후속되는 또 다른 워크롤(10)의 냉각 시 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 워크롤(10)의 열이 전도되지 않는 냉각롤러를 가지는 롤러 테이블의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
도 2는 본 발명에 따른 워크롤 냉각용 롤러 테이블을 개략적으로 나타낸 사시도로서, 본 발명에 따른 워크롤 냉각용 롤러 테이블(100)은 종동 냉각롤러(110)와, 내부로 냉각유체가 순환되는 피동 냉각롤러(120), 및 종동 냉각롤러(110)와 피동 냉각롤러(120) 사이에 올려지는 워크롤(10)을 회전시키면서 냉각시킬 수 있도록 종동 냉각롤러(110)에 회전력을 제공하는 구동모터(140)를 포함한다.
먼저, 종동 냉각롤러(110)는 원형의 단면을 가지면서 도시된 바와 같이 수평하게 연장된다. 종동 냉각롤러(110)는 누구나 알 수 있듯이 프레임(도시되지 않음) 상에 회전 가능하게 지지되는데, 종동 냉각롤러(110)의 일단에는 구동모터(140)로부터 회전력을 전달받는 종동기어(112)가 장착된다.
구동모터(140)는 종동 냉각롤러(110)의 일단에 인접한 프레임 상에 배치된다. 이때 구동모터(140)에서 연장된 구동축(도시되지 않음)에는 종동기어(112)와 맞물리는 구동기어(144)가 장착된다. 즉 종동 냉각롤러(110)는 구동모터(140)의 작동에 의해 회전된다.
한편, 피동 냉각롤러(120)는 종동 냉각롤러(110)와 간격을 두고 이격 배치됨과 아울러 수평하게 연장된다. 또한 피동 냉각롤러(120)는 종동 냉각롤러(110)와 마찬가지로 프레임 상에 회전 가능하게 지지된다.
이와 같이 배치되는 피동 냉각롤러(120)는, 워크롤(10)의 접촉되고 내부에는 냉각유체가 순환되는 롤러본체(122)와, 롤러본체(122)의 양단에 연결되고 롤러본체(122) 내부로 냉각유체를 순환 안내하는 냉각유체순환관(124)을 구비한다. 또한 피동 냉각롤러(120)는 롤러본체(122)의 회전에 간섭되지 않게 롤러본체(122)와 냉각유체순환관(124)을 연결하는 연결부재(126)를 더 구비한다.
롤러본체(122)는 도시된 바와 같이 내부가 중공되고 양단이 열린 통상의 관(管) 형상을 가진다. 이렇게 형성된 롤러본체(122)의 중공된 내부로는 냉각유체순환관(124)을 통해 냉각유체가 순환된다. 그리고 롤러본체(122)의 외주면 상에는 워크롤(10)이 접촉된다. 여기서 냉각유체순환관(124)은 롤러 테이블(100)이 이동에 간섭되지 않도록 길이가 신장 및 수축되는 통상의 주름관 또는 플렉시블 튜브(flexible tube)가 채택한다.
한편, 롤러본체(122)와 냉각유체순환관(124)을 연결하는 연결부재(126)는 롤러본체(122)의 양단면 상에 밀착되는 수직한 원통형 고리 형상의 림(128)과, 수평하게 연장되는 원통형상을 가지면서 림(128)의 일측면 상에서 롤러본체(122)의 내주면 상으로 연장되어 압입(press fitting)되는 제 1 연결구(130), 및 마찬가지로 수평하게 연장되는 원통형상을 가지면서 림(128)의 타측면 상에서 냉각유체순환관(124)의 내주면 상으로 연장되어 끼워지는 제 2 연결구(132)를 구비한다. 이때 냉각유체순환관(124)의 내주면과 제 2 연결구(132)의 외주면 사이에는 베어링(134)이 끼워진다. 여기서 베어링(134)을 이루는 외륜은 냉각유체순환관(124)의 내주면 상에 고정되고 베어링(134)을 이루는 내륜은 롤러본체(122)를 따라 회전하는 제 2 연결구(132)를 따라 회전된다. 따라서 롤러본체(122)가 회전되더라도 냉각유체순환관(124)은 회전되지 않는다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 워크롤 냉각용 롤러 테이블(100)은 워크롤(10)이 접촉되는 피동 냉각롤러(120)의 내부로 냉각유체가 공급되기 때문에 워크롤(10)의 열이 전도되는 것을 원천적으로 막을 수 있어 피동 냉각롤러(120)가 항상 균일한 온도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 워크롤(10)의 냉각효과를 증대시킬 수 있다.
상기와 같은 워크롤 냉각용 롤러 테이블(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 냉각용 롤러 테이블 110 : 종동 냉각롤러
112 : 종동기어 120 : 피동 냉각롤러
122 : 롤러본체 124 : 냉각유체순환관
126 : 연결부재 128 : 림
130 : 제 1 연결구 132 : 제 2 연결구
134 : 베어링 140 : 구동모터
144 : 구동기어

Claims (5)

  1. 종동 냉각롤러;
    내부로 냉각유체가 순환되는 피동 냉각롤러; 및
    상기 종동 냉각롤러와 상기 피동 냉각롤러 사이에 올려지는 워크롤을 회전시키면서 냉각시킬 수 있도록 상기 종동 냉각롤러에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함하며,
    상기 피동 냉각롤러는,
    상기 워크롤의 접촉되고 내부에는 냉각유체가 순환되는 롤러본체;
    상기 롤러본체의 양단에 연결되고 상기 롤러본체 내부로 냉각유체를 순환 안내하는 냉각유체순환관; 및
    상기 롤러본체의 회전에 간섭되지 않게 상기 롤러본체와 상기 냉각유체순환관을 연결하는 연결부재;를 포함하고,
    상기 냉각유체순환관은 길이가 신장 및 수축되는 주름관 또는 플렉시블 튜브인 워크롤 냉각용 롤러 테이블.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부재는,
    상기 롤러본체의 양단면 상에 밀착되는 수직한 원통형 고리 형상의 림;
    수평하게 연장되는 원통형상을 가지면서 상기 림의 일측면에서 상기 롤러본체의 내주면 상으로 연장되어 압입되는 제 1 연결구; 및
    수평하게 연장되는 원통형상을 가지면서 상기 림의 타측면 상에서 상기 냉각유체순환관의 내주면 상으로 연장되어 끼워지는 제 2 연결구;를 포함하며,
    상기 냉각유체순환관의 내주면과 상기 제 2 연결구의 외주면 사이에는 베어링이 끼워지는 워크롤 냉각용 롤러 테이블.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동모터는,
    상기 종동 냉각롤러의 일단에 배치되고, 상기 구동모터에서 연장된 구동축에는 구동기어가 장착되며, 상기 구동기어는 상기 종동 냉각롤러의 일단에 장착된 종동기어와 맞물리는 워크롤 냉각용 롤러 테이블.
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