KR101708979B1 - 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤은 원심력을 이용하여 단열재의 외부 유출을 방지한다.

Description

단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤 {HEARTH ROLL STRUCTURE FOR PREVENTING THERMAL INSULATOR LEAKING}

본 발명은 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단열재에 의한 찍힘 결함을 방지할 수 있는 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 용융 아연 도금 설비(CONTINUOUS GALVANIZING LINE)는 냉간 압연된 스트립(S)을 소재로 하여 표면에 용융 아연 도금을 부착시켜 여러가지 제품을 생산하는 설비로서, 아연 도금조(60)에서 스트립(S)에 도금 작업을 실행하기 전에 가열로에서 예열처리를 하도록 되어 있다.

이러한 가열로는 예열대(10)(PHS, Pre Heating Section)와, 직화로(20)(DFF, Direct Fired Furnace)와, 가열대(30)(Heating and Soaking Section)와, 급냉대(Rapid Cooling Section)(40)와, 최종 냉각대(50)(Final Cooling Section)를 포함한다.

한편, 상기 예열대(10)는 직화로(20)의 폐가스를 이용하여 스트립(S)을 저온으로 예열하는 부분으로서, 직화로(20)의 열기가 유입될 수 있는 구조로 되어 있다. 따라서, 예열대(10)의 허스롤(11)은 직화로(20)의 고열에 지속적으로 노출된다. 허스롤(11)은 반복적인 가열로 인하여 팽창과 수축을 반복하는데, 이에 의한 찌그러짐을 방지하기 위해 벤트홀(220)을 설치한다.

이렇게 고열에 노출된 허스롤(11)의 내부에 설치된 단열재(110)는 지속적인 열정 충격으로 인해 열화되어 파손되는 일이 발생한다. 파손된 단열재(110)의 파편은 벤트홀(220)을 통해 외부로 빠져나가 허스롤(11)의 표면이나 스트립(S)의 표면에 부착될 수 있다. 이러한 부착물은 스트립(S) 표면에 찍힘 결함을 발생시키는 문제가 있었다.

종래의 용융 아연 도금 설비의 예열대 허스롤 (대한민국공개특허 10-2012-0061606)의 경우, 허스롤(11) 내부에 냉각 가스를 분사하는 설비를 설치하여 스트립 접촉부와 비접촉부의 온도 편차를 줄일 수는 있었으나. 벤트홀(220)을 통해 단열재(110)의 파편이 유출되는 문제점은 해결되지 않은 실정이다.

대한민국공개특허 10-2012-0061606 (2012.06.13)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 허스롤 내부의 단열재로 인한 찍힘 결함을 방지할 수 있는 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤을 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤은, 용융 아연 도금 설비에 적용되는 허스롤로서, 내측면에 단열재가 형성된 원통형의 롤 쉘과, 상기 롤 쉘의 양단에서 각각 연장 형성된 원뿔 형상의 콘과, 상기 롤 쉘 및 상기 콘을 관통하는 회전축을 포함하는 롤러, 상기 콘의 경사면에 형성된 벤트홀, 상기 벤트홀에 삽입되되, 상기 콘의 내부로 삽입된 일단부가 상기 콘의 외부로 돌출된 타단부에 비해 상기 회전축에서 멀도록 경사지게 설치된 차단파이프를 포함한다.

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상기 콘은, 원뿔의 경사면과 상기 회전축이 이루는 각도가 점차 감소하도록 완만하게 굴곡진 것을 특징으로 한다.

상기 벤트홀은, 한 쌍의 상기 콘에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

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상기 콘에 삽입되어 상기 회전축과 결합된 롤축을 더 포함하고, 상기 롤축은 동력원에 연결되어 상기 롤러를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 콘은, 상기 롤 쉘의 일단에 결합된 제1콘과, 상기 롤 쉘의 타단에 결합된 제2콘을 포함하고, 상기 롤축은, 상기 제1콘에 삽입되는 제1롤축과 상기 제2콘에 삽입되는 제2롤축을 포함하며, 상기 제1콘에는 제1차단파이프가 삽입되는 제1벤트홀이 형성되고, 상기 제2콘에는 제2차단파이프가 삽입되는 제2벤트홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 스트립에 찍힘결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 허스롤의 수축과 팽창이 원활해진다.

셋째, 허스롤에서 외부로 전달되는 열이 최소화된다.

도 1은 일반적인 용융아연도금라인을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 허스롤의 분해도,
도 3은 본 발명의 롤러의 단면도,
도 4는 본 발명의 벤트홀과 차단파이프를 확대한 단면도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명은 원심력을 이용하여 단열재(110)의 외부 유출을 방지하는 것이다.

즉, 허스롤 자체의 회전에 의해 발생하는 원심력을 이용하여 허스롤의 내부에 설치된 단열재(110)가 롤러 외부로 나가는 것을 방지하는 것이다.

이를 위해, 내부에 단열재가 형성된 롤러(200), 롤러(200)의 측면에 형성된 벤트홀(220) 및 벤트홀(220)에 삽입된 차단파이프(230)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 허스롤은 용융 아연 도금 설비의 예열대에 설치되는 것이지만, 이곳에 한정하지 않고 스테인레스 소둔 설비 등에도 적용이 가능하다. 벤트홀(220)은 가열되면 팽창하고 냉각되면 수축하는 허스롤이 대기압에 의해 찌그러지는 것을 방지하기 위해 허스롤의 내부와 외부를 관통하여 형성되는 압력 조절 구멍이다. 그러나 벤트홀(220)을 통해 허스롤 내부에 설치된 단열재(110)의 파편이 외부로 유출되고, 이러한 파편이 스트립의 표면에 부착되어 찍힘 결함을 유발하였다. 따라서 이를 방지하기 위해 단열재(110)의 파편이 롤러 안쪽으로 돌아갈 수 있도록 유도하는 차단파이프(230)를 설치하는 것이다. 후술하겠지만, 차단파이프(230)는 일정 각도 기울어져 원심력이 롤러 안쪽 방향으로 작용하도록 설치된다.

롤러(200)는, 통공된 원통형의 롤 쉘(100)과, 일단이 롤 쉘(100)의 측면에 결합되고 통공된 한 쌍의 콘(210)과, 한 쌍의 콘(210)을 관통하는 회전축(300)을 포함하고, 롤 쉘(100)의 내측면에 단열재(110)가 설치되는 것이 바람직하다.

롤 쉘(100)은 스트립과 직접적으로 접하는 부분으로, 원통형으로 형성된다. 앞서 말한 단열재(110)의 파편이 롤 쉘(100)에 부착되어 찍힘 결함이 발생하는 것이다. 콘(210)은 롤 쉘(100)의 양 측면에 결합되고, 한 쌍의 콘(210)을 관통하는 회전축(300)이 롤 쉘(100)의 내부 역시 관통하도록 형성되는 것이다. 그리고 단열재(110)는 롤 쉘(100)의 내부를 덮도록 형성되어 열이 회전축으로 전달되는 것을 방지한다.

콘(210)은, 원뿔 형상으로 형성되되, 원뿔의 경사면과 회전축(300)이 이루는 각도가 점차 감소하도록 완만하게 굴곡지는 것이 바람직하다.

콘(210)의 형상이 원뿔 형상인 것은, 롤 쉘(100)이 가열되면 축 방향과 지름 방향으로 팽창하게 되고, 이때 콘(210)이 판 형태일 경우 롤 쉘(100)의 팽창에 맞춰 팽창하지 못하고 터져 버리기 때문이다. 따라서 콘(210)을 원뿔형으로 형성시켜 롤 쉘(100)이 팽창하더라도 그에 맞춰 결합이 유지되도록 하기 위함이다.

벤트홀(220)은, 한 쌍의 콘(210)에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

벤트홀(220)을 한 쪽에만 형성시킬 수도 있으나, 앞서 언급한 단열재(110)의 파편이 벤트홀(220)을 폐색시키는 일이 발생할 경우를 대비하여 양 쪽에 설치하는 것이 보다 바람직한 것이다.

차단파이프(230)는, 회전축(300)을 기준으로 경사지게 형성되되, 경사의 방향이 콘(210)의 경사 방향과 일치하는 것이 바람직하다.

이렇게 차단파이프(230)를 콘(210)의 경사 방향과 일치하게 설치하는 이유는, 차단파이프(230)를 회전축(300)에 평행하게 설치하거나, 콘(210)의 경사 방향과 반대 방향으로 형성시킬 경우, 차단파이프(230) 내부로 유입된 단열재(110)의 파편이 롤러(200)의 외부로 빠져나가는 것을 차단할 수 없기 때문이다. 롤러(200)가 회전하면 롤러(200)의 외주면 방향으로 원심력이 발생하는데, 이때 차단파이프(230)의 방향이 콘(210)의 외부에서 내부 방향을 기준으로 할 때 롤 쉘(100)의 외주면 방향으로 경사져 있다면, 차단파이프(230) 내부로 들어온 단열재(110)의 파편이 롤러(200)의 내부 방향으로 힘을 받게 되는 것이다. 하지만 차단파이프(230)의 방향이 콘(210)의 경사면에 수직하거나, 회전축(300)에 평행하게 설치되면 원심력에 의한 파편 회수 효과는 기대할 수 없으며, 오히려 원심력에 의해 파편이 콘(210) 외부로 유출되기 쉬워질 수도 있다.

콘(210)의 타단에 삽입되고 회전축(300)과 결합된 롤축(310)을 더 포함하고, 상기 롤축(310)은 동력원에 연결되어 롤러(200)를 회전시키는 것이 바람직하다.

롤축(310)을 회전축(300)과 별도로 두는 것은, 롤러(200) 내부의 열이 회전축(300)을 통해 외부로 전달되는 것을 막기 위해서이다. 이를 위해 롤축(310)과 회전축(300)의 연결부에 단열재를 설치하여 열을 차단시키는 것이다.

콘(210)은, 롤 쉘(100)의 일단에 결합된 제1콘(211)과, 롤 쉘(100)의 타단에 결합된 제2콘(212)을 포함하고, 롤축(310)은, 제1콘(211)에 삽입되는 제1롤축(311)과 제2콘(212)에 삽입되는 제2롤축(312)을 포함하며, 제1콘(211)에는 제1차단파이프(231)가 삽입되는 제1벤트홀(221)이 형성되고, 제2콘(212)에는 제2차단파이프(232)가 삽입되는 제2벤트홀(222)이 형성되는 것이 바람직하다.

도면에는 한 쌍의 벤트홀(220)이 좌우대칭으로 표현되어 있으나, 하나의 벤트홀(220)을 롤축(310)을 중심으로 180도 회전시켜 한 쌍의 벤트홀(220)이 상하대칭 및 좌우대칭이 되도록 배치시킬 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 예열대 11: 허스롤
20: 직화로 30: 가열대
40: 급냉대 50: 최종 냉각대
60: 아연 도금조 100: 롤 쉘
110: 단열재 200: 롤러
210: 콘 211: 제1콘
212: 제2콘 220: 벤트홀
221: 제1벤트홀 222: 제2벤트홀
230: 차단파이프 231: 제1차단파이프
232: 제2차단파이프 300: 회전축
310: 롤축 311: 제1롤축
312: 제2롤축 S: 스트립

Claims (8)

1. 용융 아연 도금 설비에 적용되는 허스롤로서,
   내측면에 단열재가 형성된 원통형의 롤 쉘과, 상기 롤 쉘의 양단에서 각각 연장 형성된 원뿔 형상의 콘과, 상기 롤 쉘 및 상기 콘을 관통하는 회전축을 포함하는 롤러;
   상기 콘의 경사면에 형성된 벤트홀;
   상기 벤트홀에 삽입되되, 상기 콘의 내부로 삽입된 일단부가 상기 콘의 외부로 돌출된 타단부에 비해 상기 회전축에서 멀도록 경사지게 설치된 차단파이프;를 포함하는, 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 콘은, 원뿔의 경사면과 상기 회전축이 이루는 각도가 점차 감소하도록 완만하게 굴곡진 것을 특징으로 하는, 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 벤트홀은, 한 쌍의 상기 콘에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤.
   
6. 삭제
7. 청구항 1, 4 및 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콘에 삽입되어 상기 회전축과 결합된 롤축을 더 포함하고, 상기 롤축은 동력원에 연결되어 상기 롤러를 회전시키는 것을 특징으로 하는, 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤.
   
8. 청구항 7 에 있어서,
   상기 콘은, 상기 롤 쉘의 일단에 결합된 제1콘과, 상기 롤 쉘의 타단에 결합된 제2콘을 포함하고,
   상기 롤축은, 상기 제1콘에 삽입되는 제1롤축과 상기 제2콘에 삽입되는 제2롤축을 포함하며,
   상기 제1콘에는 제1차단파이프가 삽입되는 제1벤트홀이 형성되고, 상기 제2콘에는 제2차단파이프가 삽입되는 제2벤트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는, 단열재 유출 방지 구조를 갖는 허스롤.
   

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