KR20140036152A - 두꺼운 스트립의 시료 채취 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압연되어 코일(1)로 권취된, 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위(> 12㎜)의 금속 스트립들에서 시료를 채취하기 위한 시료 채취 장치에 관한 것이며, 상기 시료 채취 장치는 코일 회전 장치와 코일 스트립(4)에서 시료를 절단하기 위한 절단 장치(6)를 포함한다. 상기 시료 채취 장치는, 코일 회전 장치가 이 코일 회전 장치 상에 안착된 코일(1)의 하부 4분원부에 배치되는 2개 이상의 회전형 지지대(2, 3), 바람직하게는 트러프 롤러뿐 아니라, 금속 스트립을 위한 외부 가이드(5)를 포함하며, 외부 가이드(5)는 금속 스트립의 권출 방향으로 마지막에 위치하는 최종 지지대(3)의 후방 영역에서 180°를 초과하는 코일(1)의 부분 외주면을 덮고 외부 가이드(5)의 내측면에서 금속 스트립의 마찰을 감소시키는 수단(7)들을 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은, 코일 회전 장치와 금속 스트립에서 시료를 절단하기 위한 절단 장치(6)를 이용하여, 바람직하게는 본 발명에 따르는 시료 채취 장치를 이용하여, 압연되어 코일(1)로 권취된, 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위(> 12㎜)의 금속 스트립들에서 시료를 채취하기 위한 시료 채취 방법에도 관한 것이다.

Description

두꺼운 스트립의 시료 채취 장치 및 그 방법{APPRATUS AND METHOD FOR SAMPLING THICK STRIPS}
본 발명은, 코일 회전 장치와 금속 스트립에서 시료를 절단하기 위한 절단 장치를 이용하여, 압연되어 코일로 권취된, 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위(> 12㎜)의 금속 스트립들에서 시료 채취하기 위한 시료 채취 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현대적인 박판 압연기는 권취되어 코일로서 지칭되는 박판을 제조한다. 강종의 모니터링을 위해, 보통은 스트립 선단 또는 스트립 말단으로부터 시료편이 채취된다. 이를 위해, 약 12㎜의 평균 두께 범위까지, 자동화된 검사 시스템 및 시료 채취 스테이션이 존재한다. 12㎜를 초과하는(약 25㎜까지) 상위의 박판 두께 범위에서 시료 채취는 보통, 내부적으로 코일이 회전될 수 있는 단순한 트러프 롤러 스테이션(trough roller station)을 이용하여 실시한다. 이 경우, 시료편은 수동 화염 절단에 의해 획득된다. 그러나 상기 방법은, 스트립 말단들이 자체의 강성 및 탄성으로 인해 감길 수 있고 코일이 트러프 롤러 스테이션으로부터 굴러 떨어질 수 있기 때문에 작업자에게 위험할 수 있고, 상기 단순한 스테이션의 출력 용량(요컨대 시간 단위당 시료의 개수)은 많은 시간을 소모하는 동안 내내 낮다는 단점을 갖는다.
현대적인 압연기에서는 3개의 기본 그룹으로 대별(大別)될 수 있는 다양한 강종이 처리된다. 첫 번째로, 이는 대개 고온 권취되고 권취 시 소성 변형되는 표준 구조강이다. 자유로운 스트립 슬리퍼(free strip slipper)는 실제로 코일과 접촉한다. 스트립 말단이 예컨대 전단기 내로 삽입되어야 한다면, 스트립 말단은 코일로부터 박리되어야 한다. 두 번째로, 이는 열 기계적으로 압연되어 중간의 온도 범위에서 권취되는 고강도 세립화 구조강이다. 강재의 높은 강도를 통해 박판은 부분적으로만 소성 변형된다. 자유로운 스트립 슬리퍼는 상대적으로 더 큰 지름을 가지면서 코일로부터 약간 분리된다. 세 번째로, 이용되는 강종은, 압연 공정에서 담금질되어 극도로 높은 강도를 보유하는 초고강도 강이다. 최대 약 15㎜만의 대응하는 스트립 두께를 보유하는 상기 재료는 권취 시 탄성적으로만 신장된다. 그러므로 자유로운 스트립 슬리퍼는 코일 결속 포장의 분리 후에 다시 압연기열로부터 완전하게 신장된 자체의 직선 형태를 취한다.
도 1에는, 전형적인 트러프 롤러 스테이션에서 앞서 언급한 3가지 강종의 거동이 도시되어 있다. 코일(1)은 2개의 트러프 롤러(2, 3) 상에 안착되고 코일 결속 포장은 이미 분리되어 있는 상태이다. [1]로 표시되는 표준 구조강의 자유 말단은 코일의 외벽에 긴밀하게 인접해 있는 반면에, [2]로 표시되는, 부분 소성 권취된 고강도 강은 자체의 자유 말단에서 우측 트러프 롤러(3)의 우측 영역에서부터 편향되면서 그에 상응하게 코일(1)의 외측면으로부터 분리된다. 마지막으로, [3]으로 표시된 초고강도 강은 코일 내 자체의 순수한 탄성 권취를 바탕으로 코일 결속 포장의 분리 후 완전하게 자체의 원래의 직선 형태로 다시 튀어오른다.
그러므로 실제로, 스트립이 2개의 가이드를 통해 절단 시스템, 예컨대 전단기 또는 플라스마 버너 내로 안내되는 시료 채취 스테이션들은 이미 공지되었다. 여기서 타입 [1]과 [2]의 스트립은, 권출된 스트립 말단이 강하게 휘어지고 이런 휨 모멘트를 통해 코일이 상승될 수 있음으로써 압착 롤러가 요구될 수 있게 하는 소성 변형을 경험한다. 그 외에도, 권취 시, 더 이상 다시 완전하게 코일에 인접하게 스트립 말단을 다시 굽힐 수 없다. 종래 기술에 따르는 상기 유형의 시스템은 도 2에 도시되어 있다. 코일(1)로 권취된 금속 스트립(4)의 자유 말단은 스트립 덕트(5)를 통해 코일(1)의 외측면으로부터 박리되고 그 다음 강제적으로 전단기(6)로 공급된다.
상기 작업 방식의 경우, 높은 강제성을 통해, 그에 상응하게, 구조에 의해 흡수되어야만 하는 높은 힘이 발생한다. 그 외에 상기 힘은 많은 변형 작업을 야기하고, 그에 따라 트러프 롤러 스테이션에서 매우 높은 구동 출력을 야기한다. 또한, 코일은 추가의 또 다른 롤러들을 통해 안정화되어야 하고, 그리고/또는 코일 내로 권출 출력을 유입할 수 있도록 하기 위해 또 다른 높은 롤러 힘을 필요로 한다. 결국, 스트립은 힘 유도 표면들에서 밀리고/마찰되며, 이 경우 높은 지지력과 연계되어 스트립 표면이 손상된다.
실제로, 추가의 구조 유형들, 예컨대 다양한 코일 개방 시스템들과 조합되어 권취기 맨드릴 상에서 코일을 지지하는 구조는 공지되었지만, 상기 코일 개방 시스템 모두는 공통으로, 스트립이 큰 곡률을 가지며, 그에 따라 앞서 언급한 단점들의 조건 하에서 절단 시스템 내로 안내되는 것을 특징으로 한다.
도 3과 도 4에는 상기 기술 분야에서 더 새로운 개발 사항이 도시되어 있다. 롤러(2, 3)들을 포함하는 트러프 롤러 스테이션 내로 코일이 이송된 후에, 코일 결속 포장은 보통 회동 테이블의 단부에서 절단기에 의해 제거된다. 그 다음, 코일 결속 포장의 제거 직후에, 최초에 이미 설명한 것처럼, 그 정도가 압연 공정뿐 아니라 압연된 강종에 따라 결정되는 스트립의 편향이 이루어진다. 그 다음, 트러프 롤러(2, 3)들의 회전에 의한 코일(1)의 회전을 통해, 스트립이 전단기(6) 내로 삽입되고 시료 채취를 위해 스트립이 길이별로 절단된다. 스트립의 선행하는 말단(4)은 가이드 장치에 의해 코일(1)의 외측면으로부터 분리되어 전단기(6)로 향하는 방향으로 안내된다. 코일 지름이 상이할 때에도 연속해서 목표하는 효과가 발휘되어야 하기 때문에, 가이드 장치(5)는 바람직하게는 회동 가능한 방식으로(도 3) 또는 병진 변위 가능한 방식으로(도 4) 선행하는 스트립 말단(4)과 코일(1)의 외측면 사이의 중간 공간 내로 위치 조정될 수 있다.
그러므로 앞서 설명한 종래 기술을 기초로 하여, 본 발명의 과제는, 압연되어 코일로 권취된, 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위(> 12㎜)의 금속 스트립들에서 시료 채취를 위한 시료 채취 장치 및 그 방법에 있어서, 두꺼운 스트립과 바람직하게는 모든 강종에서의 시료 채취가 자동화된 방식으로 스트립 말단의 손상 위험 없이, 또는 작업자에 대한 위험 없이 가능하게끔 하는 상기 시료 채취 장치 및 그 방법을 명시하는 것에 있다.
상기 과제는 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 시료 채취 장치뿐 아니라, 청구항 제11항의 특징들을 포함하는 시료 채취 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 첨부된 특허청구범위에서 정의된다.
본 발명에 따르는 의미에서, 시료 채취는 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위의 압연된 금속 스트립에서 이루어지며, 압연 공정 후에 코일로 권취된 금속 스트립에서 코일 회전 장치를 통해 소정의 스트립 길이가 권출되고 부분 길이의 시료 채취를 위해 절단 장치로 공급된다. 코일은, 코일의 방향으로 위치 조정될 수 있으면서 권출 방향에서 아래에 위치하는 코일의 하부 4분원부에서부터 절단 장치의 전방까지 연장되는 외부 가이드에 대해, 바람직하게는 코일 회전 장치의 외부 리테이너에 대해 권출 동안에도 지속되는 자유로운 반경 방향 간격으로 이격되어 코일 회전 장치 상에 안착된다.
본 발명은 코일 회전 장치를 포함하고, 코일 회전 장치는 이 코일 회전 장치 상에 안착되는 코일의 하부 4분원부에 할당되는 회전 가능한 수용부, 바람직하게는 트러프 롤러들을 포함한다. 코일의 하부 4분원부로서 간주되는 부분은 코일의 중심점에서 중력 방향으로 하부 방향을 향해 배향되는 코일의 부분 외주면이다. 그에 따라 코일 회전 장치의 지지대들은 코일에 의한 수직 교차 평면에 대해 +/-45°의 외주면 범위에 배치되며, 그와 동시에 상기 90° 각도로부터 각각의 측면으로 추가 15°의 편차도 마찬가지로 하부 4분원부에 할당되는 것으로서 간주된다.
코일로부터는, 대략 코일의 180°이상, 바람직하게는 200° 이상의 부분 외주면을 갖는 스트립 섹션이 실질적으로 구속받지 않으면서 권출되어 절단 장치로 공급되며, 외부 가이드, 바람직하게는 외부 리테이너는 마찰 감소 수단을 장착하여 형성된다. 그에 따라, 금속 스트립의 시료 채취는 일반적으로 자동화되고, 금속 스트립의 선행하는 말단의 손상 위험 없이 실행될 수 있으며, 외부 가이드는 초고강도 타입 [3]의 금속 스트립의 상부 가이드로서 이용되고, 하부 가이드는 하나 이상의 가변형 부재(adjustable element)의 형태로 특히 표준 구조강 타입 [1] 및 고강도 타입 [2]의 금속 스트립에서 절단 장치 내로 선행하는 말단을 삽입하기 위해 이용된다.
따라서, 본 발명은, 보통 코일로 권취된, 12㎜를 초과하는 두께 범위의 모든 강종이 확실하게 자동화된 방식으로 시료 채취부로 공급될 수 있게 하는 장치 및 방법을 제공한다.
요구되는 힘을 줄이고 돌출되는 스트립 슬리퍼를 방지하기 위해 스트립의 탄성 신장 범위에서 코일의 권출은, 코일의 하부 4분원부에서 코일 회전 장치의 내부에 코일을 위한 회전형 지지대의 배치와, 권출 방향으로 처음에 위치하는 제1 지지대 전방의 4분원부에 배치되는 절단 장치를 통해 달성됨으로써, 길이가 길고 실질적으로 구속받지 않으면서 안내되는 스트립 말단이 공급되며, 그럼으로써 스트립을 절단 장치 내로 삽입하기 위해 스트립의 적은 만곡만이 이루어지게 된다. 그 외에도, 표면 손상을 방지하기 위해, 권출된 금속 스트립은 저마찰형 가이드 부재를 따라 절단 장치, 예컨대 전단기 내로 이송된다.
본 발명과 그 배경은 하기에서 일련의 도들을 증거로 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따르는 트러프 롤러 스테이션을 도시한 측면도이다.
도 2는 종래 기술에 따르는 추가의 트러프 롤러 스테이션을 도시한 측면도이다.
도 3은 종래 기술에 따르는 추가의 트러프 롤러 스테이션을 도시한 측면도이다.
도 4는 종래 기술에 따르는 트러프 롤러 스테이션을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따르는 시료 채취를 위한 장치를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따르는 가변형 부재를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 추가의 가변형 부재를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명에 따르는 가변형 부재의 제2 실시예를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명에 따르는 추가의 가변형 부재를 도시한 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따르는 가변형 부재의 제3 실시예를 도시한 측면도이다.
도 11은 본 발명에 따르는 가변형 부재의 추가의 실시예를 도시한 측면도이다.
도 12는 도 10에 따르는 가변형 부재의 추가의 실시예를 도시한 측면도이다.
도 13은 도 11에 따르는 가변형 부재의 추가의 실시예를 도시한 측면도이다.
도 14는 도 12 및 도 13에 따르는 가변형 부재의 가능한 진동을 도시한 개략도이다.
도 15는 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제2 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 16은 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제3 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 17은 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제4 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 18은 도 17에 따르는 제4 실시예의 변형 형태를 도시한 개략적 측면도이다.
도 19는 도 18에 따르는 본 발명에 따른 장치의 진동 모드들을 도시한 개략도이다.
도 20은 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제5 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 21은 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제6 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 22는 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제7 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 23은 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제8 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 24는 본 발명에 따르는 분할형 외부 가이드를 도시한 개략도이다.
도 25는 추가의 실시예에서 본 발명에 따르는 분할형 외부 가이드를 도시한 개략적 측면도이다.
도 26은 추가의 실시예에서 본 발명에 따르는 분할형 외부 가이드를 도시한 개략적 측면도이다.
도 27은 추가의 실시예에서 본 발명에 따르는 분할형 외부 가이드를 도시한 개략적 측면도이다.
도 28은 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제9 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 29는 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제10 실시예를 도시한 개략적 측면도이다.
도 5에는 2개의 트러프 롤러(2, 3) 상에 안착된 코일(1)이 도시되어 있으며, 이 코일은 화살표(24)의 방향으로 권출되어 전단기(6) 쪽 방향으로 이송되고 있다. 스트립(4)의 선행하는 말단은 코일(1)의 외측면과 외부 리테이너(5)의 내측면 사이의 공간(13) 내부에 연장되어 있으며, 가변형 부재(8)와 회동 가능하게 장착된 구동 롤러(14)에 의해 목표한 바대로 전단기(6)의 전단 블록들 사이로 삽입된다. 상기 가변형 부재(8)는 본 실시예에서 일렬로 배치된 5개의 롤러(9a 내지 9e)를 포함하며, 이들 롤러 중에서 전단기(6)에 가장 가깝게 배치되는 롤러(9a)는 위치 고정되어 회전 가능하게 장착되며, 그에 반해 다른 롤러(9b 내지 9e)들은 축(15)을 중심으로 회동 가능하게 본원의 장치의 내부에 장착된다.
도 6에는 회동축(15)을 중심으로 회전 가능하게 장착된 롤러(9a 내지 9e)들을 포함하는 도 5의 가변형 부재(8)의 회동 가능한 배치가 도시되어 있으며, 상기 롤러들은 롤러 테이블 상에 일렬로 배치되고 회동 각도(α)에 걸쳐서 (파선으로 도시된) 출발 위치로부터 작동 위치로 회동될 수 있다. 그 외에도, 롤러 테이블은 코일에 인접한 스트립 말단을 여하히 분리하여 절단 장치 내로 삽입하기 위한 박리 부재(16)를 포함한다. 그럼으로써 가이드 부재(5, 9)들을 따라서 절단 장치(6) 내로, 특히 전단기 내로 권출된 스트립의 저마찰형 이동이 보장된다. 그 외에도, 여기에 도시된 롤러 이송은 전단기(6) 내로 스트립 말단의 능동적인 이송을 허용하며, 그럼으로써 가이드 부재(9)와 금속 스트립 사이의 부착 마찰(sticking friction)은 존재하지 않게 된다. 바람직하게는, 마모의 감소를 위해, 롤러 가이드 내부의 롤러들의 속도와 스트립의 속도의 조정이 이루어져야 한다.
도 7에는, 본 발명에 따르는 가변형 부재(8)의 추가 실시예가 도시되어 있으며, 여기서도 도 6에 따르는 실시예와 유사하게 5개의 롤러(9a 내지 9e)가 디스크 롤러 테이블 상에 배치된다. 상기 디스크 롤러 테이블은 도 6에 따르는 실시예에서와 다르게 회동 가능하게 장착되는 것이 아니라, 화살표(17)를 따라서 자체의 (파선으로 도시된) 출발 위치로부터 작동 위치로 (미도시된) 코일에 인접한 상태에서 변위 가능하게 제공된다.
도 8에는, 본 발명에 따르는 가변형 부재의 제2 실시예가 도시되어 있으며, 이 경우 도 6 및 도 7에 따르는 실시예들에서와 다르게 디스크 롤러들 대신에 체인(10)들이 (미도시된) 절단 장치 내로 금속 스트립을 안내하고 마찰을 감소시킬 뿐 아니라 금속 스트립을 구동하기 위해 이용된다. 이 경우, 모든 링크 체인 및 스프로켓 체인, 예컨대 롤러 체인, 치형 체인, 플랫탑 체인(flat-top chain) 및 플레이트 체인뿐 아니라 스크래치 아치 체인(scratch arch chain)이 이용될 수 있다. 이를 통해서도, 절단 장치, 특히 전단기 내로 스트립 말단의 능동적인 이송이 가능해지며, 그에 따라 가변형 부재(8)와 (미도시된) 스트립 사이의 부착 마찰이 더 이상 존재하지 않게 되며, 그렇지 않더라도 적어도 최소화된다.
도 9에는, 도 7에 따르는 실시예와 유사하게, (파선으로 도시된) 출발 위치로부터 화살표(17)를 따라서 작동 위치로 이루어지는 체인 구동 장치(10)를 이용한 가변형 부재(8)의 선형 가이드가 도시되어 있으며, 이 경우 박리 부재(16)는 (미도시된) 코일에 인접한 상태로 안내된다. 이 경우에도, 불필요한 마모의 방지를 위해, 체인 가이드와 코일로부터 권출된 스트립 사이에 속도의 조정이 이루어져야 한다.
도 10에는, 본 발명에 따르는 가변형 부재(8)의 제3 실시예가 도시되어 있으며, 본 실시예의 경우 회동 테이블은 회동 각도(α)에 걸쳐서 자체의 (파선으로 도시된) 출발 위치로부터 자체의 작동 위치로 회동축(15)을 중심으로 회동될 수 있다. 회동 테이블은, (미도시된) 절단 장치 내로 금속 스트립을 위한 우수한 활주 특성을 갖는 최대한 저마찰형이거나 또는 무마찰형인 가이드를 제공하기 위해, 코팅층 또는 활주 부재(예: 플레이트들 또는 레일들)를 포함한다. 특히 바람직한 경우는, 목표하는 저마찰 특성을 달성하기 위해, 세라믹, 분사 코팅, 또는 소결 재료를 이용한 조건에서의 코팅층이다.
도 11에는, 도 6 내지 도 9에 따르는 실시예들과 유사하게, 가변형 부재(8)가 도시되어 있으며, 이 가변형 부재는 도 10에 따르는 실시예에서와 다르게 회동 가능한 것이 아니라 화살표(17)를 따라서 선형으로 변위 가능하게 (파선으로 도시된) 출발 위치로부터 작동 위치로 안내된다. 이 두 경우 모두, 우수한 활주 특성을 바탕으로 하는 마찰의 감소를 통해, 가변형 부재(8)와 (미도시된) 스트립 사이의 마찰은 강하게 감소된다.
도 12에는, 도 10에 따르는 실시예의 추가의 이용 가능성이 도시되어 있으며, 이 경우 가변형 부재(8)는 적어도 자체의 작동 위치에서, 가변형 부재(8)와 (미도시된) 스트립 사이의 마찰, 특히 부착 마찰을 감소시키기 위해, 여기되어 진동(18)한다.
도 13에는, 도 6 내지 도 11에 따르는 실시예들과 유사하게, 화살표(17)를 따르는 가변형 부재(8)의 선형 가이드가 도시되어 있으며, 여기에 도시된 이동 테이블은, 부착 마찰을 감소시키기 위해, 마찬가지로 진동(18)될 수 있다.
도 14에는, 회동 또는 이동 테이블의 형태로 가변형 부재(8)에 의해 전환될 수 있는 진동 유형/여기의 다양한 가능성이 도시되어 있다. 한편, 화살표(19)를 따르는 순수 병진 이동 또는 화살표(20)를 따르는 회전 이동이 가변형 부재(8) 상에 인가될 수 있다. 그러나 본 발명의 추가의 바람직한 구현예에 따라서, 가변형 부재(8)의 여기는 단축뿐 아니라 다축에 존재할 수 있는 불균형을 통해 이루어진다. 그러나 어느 경우에서든지 가변형 부재(8) 상에 진동을 인가하는 것을 통해 부착 마찰은 분명히 감소된다. 이 경우 자명한 사실로서, 도 6 내지 도 14에 따르는 실시예들은, 목표하는 효과를 달성하거나 강화하기 위해, 적합한 방식으로 서로 조합될 수도 있다.
도 15에는, 압연되어 코일(1)로 권취된 금속 스트립에서 시료 채취를 위한 본 발명에 따르는 장치의 제2 실시예가 도시되어 있으며, 보통의 방식으로 코일(1)은 트러프 롤러(2, 3)들 상에 안착되어 있다. 금속 스트립의 선행하는 말단(4)은 초고강도 강으로 구성되며 그에 따라 코일(1)의 외측면으로부터 외부 가이드(5) 쪽을 향해 탄성으로 튀어오른다. 말단(4)과 외부 가이드(5) 사이의 마찰을 감소시키기 위해, 외부 가이드(5)의 내측면에는 복수의 롤러(11)가 배치되며, 이들 롤러를 따라서 금속 스트립의 선행하는 말단(4)은 거의 마찰 없이 모든 외부 가이드(5)를 따라 (미도시된) 절단 장치 쪽으로 안내될 수 있다. 그럼으로써 (미도시된) 전단기 쪽으로의 공급이 보장될 뿐 아니라, 그 외에도 금속 스트립의 너무 큰 편향도 방지된다. 그럼으로써 전단기 내로 스트립 말단의 능동적인 이송이 보장되며, 그와 동시에 가이드 부재로서의 외부 가이드(5)와 스트립 사이의 부착 마찰은 더 이상 존재하지 않게 된다. 이를 위해, 외부 가이드(5)는 디스크 롤러(11)들을 구비하며, 능동적인 구동의 경우, 바람직하게는, 롤러(11)들을 통한 가이드와 트러프 롤러(2, 3)들의 구동을 통한 스트립의 가이드 사이에 속도의 조정이 이루어져야 한다.
도 16에는, 압연되어 코일(1)로 권취된 금속 스트립들에서 시료 채취를 위한 본 발명에 따르는 장치의 제3 실시예가 개략적인 측면도로 도시되어 있으며, 구성은 도 15에 따르는 제2 실시예와 유사하다. 그러나 도 15에 따르는 실시예에서와는 다르게, 외부 가이드(5)의 내측면에 디스크 롤러들이 장착되는 것이 아니라, 예컨대 플레이트 체인 또는 플랫탑 체인의 형태로 체인 구동 장치가 장착되며, 이 체인 구동 장치를 통해 시료 채취를 위해 외부 가이드(5)를 따라 금속 스트립의 선행하는 말단(4)의 무마찰형 이송이 이루어질 수 있다. 구동되는 체인들의 경우, (미도시된) 전단기 안쪽으로 스트립 말단(4)의 능동적인 이송이 이루어지며, 외부 가이드(5)와 금속 스트립 사이의 부착 마찰은 더 이상 존재하지 않는다. 이 경우에도, 체인 링크들이 구동되는 경우 마찰의 감소를 위해, 체인(12)들의 가이드와 금속 스트립의 구동 사이에 속도의 조정이 이루어져야 한다.
도 17에는, 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제4 실시예가 개략적인 측면도로 도시되어 있으며, 트러프 롤러(2, 3)들 및 외부 가이드(5)를 포함하는 그 기본적인 구성은 도 15 및 도 16에 따르는 제2 및 제3 실시예에 상응한다. 그러나 외부 가이드(5)의 내측면에 디스크 롤러들 또는 체인들이 배치되는 것이 아니라, 마찰을 감소시키기 위해 여기서 이용되는 수단(7)은 오히려 코팅층으로, 또는 예컨대 플레이트들 또는 레일들 형태의 활주 부재들로 구성된다. 그럼으로써 예컨대 세라믹, 분사 코팅 또는 소결 재료가 이용되는 조건에서 당업자가 수월하게 접근할 수 있는 방식으로 달성될 수 있는 우수한 활주 특성이 보장된다. 이 경우에도, 우수한 활주 특성을 통해 마찰의 감소가 달성되며, 외부 가이드(5)와 스트립 사이의 마찰은 강하게 감소된다.
도 18에는, 도 17에 도시된 것과 같은 본 발명의 제4 실시예의 추가 변형 형태가 도시되어 있다. 금속 스트립과 외부 가이드(5) 사이의 마찰을 추가로 감소시키기 위해, 외부 가이드는 여기되어 진동될 수 있으며, 그럼으로써 외부 가이드(5)와 스트립 사이의 부착 마찰이 활주 마찰로 감소된다.
도 19에는, 여기서 가능한 진동 모드들, 즉 한편으로 화살표(19a, 19b) 방향의 병진 진동 또는 화살표(20a, 20b) 방향의 회전 진동이 도시되어 있다. 결국 불균형에 의한 진동도 목표하는 효과를 달성할 수 있으며, 상기 불균형 진동은 단축뿐 아니라 다축에서 형성될 수 있다. 그러나 어느 경우에서든 외부 가이드(5)의 진동을 통해 마찰의 감소가 달성될 수 있다.
도 20에는, 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제5 실시예가 개략적 측면도로 도시되어 있다. 특히 코일을, 트러프 롤러(2, 3)들 및 코일 이송 새들(21)(coil transport saddle)에 의해 형성되는 트러프 롤러 스테이션으로 유입하거나 그로부터 인출할 시 특히 더욱 수월한 작동을 위해, 트러프 롤러 스테이션에 대한 수월한 접근은 크레인 작동 모드에서도 바람직하다. 이를 위해, 가변형 부재(8)가 회동축(15)을 중심으로 회동 가능하게 장착될 뿐 아니라, 외부 가이드(5)도 작동 위치에서 (파선으로 도시된) 코일 적재 위치로 회동 가능하게 장착된다. 회동축(22)을 중심으로 외부 가이드(5)를 회동할 시, 상부로부터 코일(1) 쪽으로 예컨대 크레인의 방해받지 않는 접근이 가능하다. 그와 동시에, 본 발명에 따르는 장치는, 특히 간단한 수단들에 의해, 트러프 롤러 스테이션 내로 신규 코일(1)을 삽입한 후에도 다시 수월하게 작동될 수 있다.
도 21에는, 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제6 실시예가 도시되어 있으며, 이 경우 도 20에 따르는 실시예와 유사하게 외부 가이드(5)는 작동 위치로부터 (미도시된) 코일 적재 위치로 회동될 수 있다. 외부 가이드(5)를 위한 회동축(22)은 도 20에 따르는 제5 실시예에서와 다르게 (미도시된) 금속 스트립을 위한 외부 가이드(5)의 유입 영역에 배치된다. 그러나 이 경우에도 외부 가이드(5)의 회동을 통해 코일(1)의 이동이 크레인 작동 모드에서도 상부로부터 수월하게 달성될 수 있다.
도 22에는, 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제7 실시예가 도시되어 있으며, 본 실시예에서는 외부 가이드(5)가 화살표(23)를 따라서 작동 위치로부터 (파선으로 도시된) 외부 위치로 병진 이동될 수 있다.
도 23에는, 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제8 실시예가 도시되어 있으며, 본 실시예는, 크레인 작동 모드에서도 트러프 롤러 스테이션 내에서 지지되는 코일(1)에 대한 확실한 접근을 허용하기 위해, 외부 가이드(5)가 이동 경로(23)를 걸쳐 병진 방식뿐 아니라 축(22)을 중심으로 회동되는 방식으로 작동 위치로부터 (파선으로 도시된) 외부 위치로 이동될 수 있는 것을 특징으로 한다. 자명한 사실로서, 이동 구동 장치들 및 회전 조인트들의 이용이 각각 요구되는 상황에 따라 임의로 선택될 수 있다.
도 24에는, 외부 가이드(5)의 추가 구현예가 도시되어 있으며, 상기 구현예는 여기에 도시된 형태의 경우 서로 독립적으로 이동 가능한 2개의 외부 가이드 부재(5a, 5b)로 구성된다. 외부 가이드 부재(5a, 5b)들은 각각 자체의 각각의 회동축(5c, 5d)을 중심으로 회동 가능하게 배치되며, 그에 따라 개별적으로 또는 서로 연결되어 자체의 작동 위치로부터 그 외부로 회동될 수 있다.
도 25에는, 외부 가이드(5)의 추가 구현예가 도시되어 있으며, 이 경우, 작동 위치에서 (파선으로 도시된) 외부 위치로의 회동은 자체의 각각의 회동축(5c 5d)을 통한 외부 가이드 부재(5a, 5b)들의 회동을 통해 이루어진다. 전체적으로 외부 가이드(5)의 분할은 본 발명에 따르는 장치의 내부에서 코일(1)에 대한 수월한 접근을 제공한다.
도 26에는, 시료 채취를 위한 본 발명에 따르는 장치의 부품으로서의 외부 가이드(5)의 추가 구현예가 도시되어 있으며, 이 경우 도 25에 따르는 실시예와 유사하게 외부 가이드 부재(5a, 5b)들이 서로 연결되어 회동축(5c, 5d)들을 통해 작동 위치로부터 코일(1)의 둘레를 따라 이격 회동될 수 있다. 이 경우, 외부 가이드 부재(5b)는 서로 의존하면서 연결되어 회동 가능한 방식으로 외부 가이드 부재(5a)와 연결된다.
도 27에는, 시료 채취를 위한 본 발명에 따르는 장치의 부품으로서의 외부 가이드(5)의 추가 실시예가 도시되어 있으며, 본 실시예에서 외부 가이드(5)는 마찬가지로 분할 가능하게 외부 가이드 부재(5a, 5b)들로 구성된다. 코일(1)에 대한 보다 나은 접근을 위해, 두 외부 가이드 부재(5a, 5b)의 조합된 이동은 전체적으로 회동축(5c)을 중심으로 하는 외부 가이드(5)의 회동뿐 아니라, 외부 가이드 부재(5a)의 만곡된 외측면을 따르는 외부 가이드 부재(5b)의 이동을 통해 이루어진다.
도 28에는, 시료 채취를 위한 본 발명에 따르는 장치의 제9 실시예가 개략적 측면도로 도시되어 있으며, 상기 실시예는 특히 전단기(6) 내로 금속 스트립의 선행하는 말단(4)의 유입을 용이하게 한다. 분명히 12㎜를 초과하는 두께를 보유하는 금속 스트립은, 도시된 실시예에 따라 활주하는 내부 코팅층(7)을 포함하는 외부 가이드(5)를 따라서 코일(1)로부터 절단 장치(6) 쪽으로 권출된다. 전단기(6) 내로 금속 스트립의 선행하는 말단(4)의 확실한 삽입을 보장하기 위해, 구동 롤러(14)는 회동 각도(α)에 걸쳐 금속 스트립 쪽으로 위치 조정되며, 그럼으로써 상기 금속 스트립은 구동 롤러(14)와 가변형 부재(8)의 롤러(9a) 사이에서 안내될 뿐 아니라, 상기 구동 롤러에 의해 구동도 된다. 자명한 사실로서, 제9 실시예에 따라 여기에 도시된 부재들도, 제공될 수 있는 효과들을 달성하거나 강화하기 위해, 또 다른 실시예들의 개별 컴포넌트들과 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
마지막으로, 도 29에는, 본 발명에 따르는 시료 채취를 위한 장치의 제10 실시예가 측면도로 개략적으로 도시되어 있으며, 이 경우 적어도 우측 트러프 롤러(3)는 원래 위치에서 각도(β)만큼 회동 가능하게 장착되어 있다. 시료 채취 시 코일(1)에 작용하는 힘, 요컨대 실질적으로 가변형 부재(8)로부터 코일(1) 상으로 인가되는 힘이면서 스트립 선단을 신장시키기 위해 필요한 상기 힘(F), F에 대한 반동력(R), 코일 중량(G), 코일 개방 장치 내에서 신규 압착 롤러의 힘(K)뿐 아니라, 코일 개방력의 작용 레버암(e1), 회동 가능한 코일 지지부가 없는 상태에서 코일 중량의 레버암(e2), 코일 지지부의 회동을 통한 추가 레버암(e3), 신규 레버암(e4), 및 코일 개방 장치의 압착 롤러의 레버암(e5)을 바탕으로, 코일로부터 좌측 트러프 롤러(2)로 인가되는 반동력(R)이 레버(e1)와 함께 토크를 생성하며, 이 토크는 코일을 트러프 롤러 스테이션으로부터 그 외부로 도의 좌측 방향을 향해 밀착시킨다. 트러프 롤러(3)의 회동 가능한 배치를 통해, 안정 모멘트는 추가 레버암(e3)에 의해 확대된다. 이처럼 바람직한 구조를 통해, 분명히 더 작은 지름을 갖는 코일(1)들도 마찬가지로 시료 채취를 위한 본 발명에 따르는 장치에서 자동으로 시료 채취될 수 있다.

Claims (13)

  1. 압연되어 코일(1)로 권취된, 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위(> 12㎜)의 금속 스트립들에서 시료 채취를 위한 시료 채취 장치로서, 코일 회전 장치와, 금속 스트립(4)에서 시료를 절단하기 위한 절단 장치(6)를 포함하고 있는 시료 채취 장치에 있어서,
    상기 코일 회전 장치는 이 코일 회전 장치 상에 안착된 코일(1)의 하부 4분원부에 배치되는 2개의 회전형 지지대(2, 3), 바람직하게는 트러프 롤러뿐 아니라, 금속 스트립을 위한 외부 가이드(5)를 포함하며, 상기 외부 가이드(5)는 금속 스트립의 권출 방향으로 마지막에 위치하는 최종 지지대(3)의 후방 영역에서 180°를 초과하는 코일(1)의 부분 외주면을 덮고 상기 외부 가이드(5)의 내측면에서 금속 스트립의 마찰을 감소시키는 수단(7)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  2. 제1항에 있어서, 금속 스트립의 권출 방향에서 상기 절단 장치(6)의 전방에, 상기 절단 장치(6) 내로 금속 스트립의 선행하는 말단(4)을 유입하기 위한 하나 이상의 가변형 부재(8)가 배치되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가변형 부재(8)는 금속 스트립 쪽으로 회동될 수 있는 하나 이상의 롤러(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 가변형 부재(8)는 금속 스트립 쪽으로 회동될 수 있는 하나 이상의 체인(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 가이드(5)는 시료 채취 장치를 위한 외부 리테이너 또는 덮개의 형태를 보유하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 가이드(5)는, 상기 코일(1)의 부분 외주면 위쪽에 센터링되는 방식으로, 금속 스트립의 권출 방향으로 마지막에 위치하는 최종 지지대(3)로부터 절단 장치(6)에까지 배치되고, 바람직하게는 상기 코일 회전 장치 상에 안착된 코일(1)의 상기 부분 외주면을 실질적으로 완전하게 덮는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 가이드(5)의 내측면에서 금속 스트립의 마찰을 감소시키는 상기 수단(7)들은 하나 이상의 롤러(11) 또는 체인(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 가이드(5)는 적어도 부분 영역에서 상기 코일 회전 장치 상에 안착된 코일(1) 쪽으로 위치 조정 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전형 지지대(2, 3)들 중에서 하나 이상의 회전형 지지대는 자체의 위치가 가변하는 방식으로, 바람직하게는 회동 가능한 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 장치(6)는 상기 코일(1)의 권출 방향으로 처음에 위치하는 제1 지지대(2) 전방의 부분 외주면에, 바람직하게는 90°만의 상기 코일(1)의 부분 외주면 안쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
  11. 코일 회전 장치와, 금속 스트립에서 시료를 절단하기 위한 절단 장치(6)를 이용하여, 바람직하게는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 시료 채취 장치를 이용하여, 압연되어 코일(1)로 권취된, 특히 12㎜를 초과하는 두께 범위(> 12㎜)의 금속 스트립들에서 시료 채취를 위한 시료 채취 방법에 있어서,
    상기 코일(1)은 상기 코일 회전 장치 내에서 이 코일 회전 장치 상에 안착된 코일(1)의 하부 4분원부에 배치되는 2개 이상의 회전형 지지대, 바람직하게는 트러프 롤러들 상에 안착되어 상기 회전형 지지대(2, 3)들의 회전을 통해 권출되며, 그럼으로써 상기 코일로(1)부터 대략 선행하는 스트립 말단이 상기 코일(1)과 금속 스트립을 위한 외부 가이드(5) 사이의 공간(13) 내에서 실질적으로 구속받지 않으면서 시료 채취를 위한 절단 장치(6)로 공급되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 시료 채취 방법은 표준 구조강, 고강도 강 및 초고가공도 강으로 이루어진 금속 스트립들에서 시료 채취를 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 방법.
  13. 제12항에 있어서, 코일(1)과 외부 가이드(5) 사이의 반경 방향 간격은, 권출된 금속 스트립의 선행하는 스트립 말단(4)과 상기 외부 가이드(5) 사이의 접촉이 초고강도 강으로 이루어진 금속 스트립의 시료 채취 시에만 이루어지도록 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 시료 채취 방법.
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