화차의 냉연코일 운반용 바닥구조

화차의 냉연코일 운반용 바닥구조 {Floor structure for cold-rolled coil transport train}

본 발명은 화차의 냉연코일 운반용 바닥구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 많은 비용을 들이지 않고도 냉연코일의 수송시 흑점의 발생을 방지할 수 있고 냉연코일을 지지하는 부위를 한곳에서 두곳으로 분산되어 접촉부위에 집중되는 마찰력을 분산시킬 수 있으며 화차의 무게중심에 냉열코일을 안착시킬 수 있어 화차수송시 전복의 우려가 전혀없는 화차의 냉연코일 운반용 바닥구조에 관한 것이다.

통상적으로 냉연강판(冷延鋼板)은 강판의 하나로, 열연강판(熱延鋼板)을 산(酸)으로 세척한 후, 상온에서 콜드스트립밀 또는 리버스밀로 압연하여 두께가 고르고 표면이 매끈하고 광택이 나게 만든 강판이다. 이것을 조질압연기(調質壓延機)로 굳기[硬度]를 조정하고 표면을 평활화하여 드로잉(뽑기) ·디프드로잉 등의 가공에견딜 수 있게 한다.

표면이 아름답고, 프레스가공에 견디며, 긴 상태에서도 가공이 가능하기 때문에 그 용도가 매우 넓다. 자동차의 차체, 계측기, 전기제품 등 특히 내구소비재에 사용된다.

이런 냉연강판을 코일형태로 둥글게 감아 이동을 편하게 한 것을 냉연코일이라 하고, 이런 내연코일을 수송하는 화차를 냉연코일 수송화차라 한다.

냉연코일 수송화차는 사방이 개방된 화차의 상단에 여러 겹으로 권취된 냉열코일을 놓은 후 전후방향으로 삼각형 형상의 버팀대를 고여놓아 수송화차의 주행이나 정차시 화차로부터 냉연코일이 유동되는 것을 방지하게 된다.

냉열코일은 보통 비나 눈 또는 이물질로 부터 냉연코일의 손상을 방지하기 위해 냉연코일의 외주연을 종이재질로 감아서 이동하게 되는 바, 이런 종이재로 외주연이 포장된 냉연코일을 크레인을 이용해 화차에 삼각형상의 버팀대로 안착시켜 수송화차의 이동중 화차의 반복적인 주행 및 서행과 정지로 인해 냉연코일은 삼각형상의 버팀대와 반복적으로 접촉되면서 냉연코일을 감싼 종이재질의 포장재는 찢겨지게 되고, 이에 따라 버팀대는 냉연코일과 직접 접촉되면서 냉연코일의 외주연에는 흑점이 발생되었다.

도 8은 수송화차에 냉연코일의 운송중 흑점의 발생부위를 나타낸 측면도이고, 도 9는 냉연코일에 흑점이 발생된 부위를 나타낸 사시도이다.

이런, 흑점이란 외관상 도금강판 표면에 조그만 검은색 점이 무리를 이루어 나타난 형태로, 냉연코일 폭방향 가장자리부 200∼250mm부위에서 일정한 간격을 가지고 전면과 후면 동시에 나타나는 것이 특징이다.

이런 흑점은 손으로 문질러서 없어지지 않고 도구를 사용해서 긁어보면 도금층 극표면만 발생되어 있는 것을 알수 있게 된다.

이런 흑점의 발생절차 및 윈인을 살펴보면, 도 8과 같이 수송화차의 수송중 진동에 의한 마모부식(磨耗腐蝕 ; fretting corrosion ; 미동(微動)마모를 말하는 것으로, 접촉되는 두면 사이가 상대적인 반복으로 미소 미끄럼을 일으켜 마모되는 현상) 현상으로 표면이 서로 마찰하거나 표면에 존재하는 불균일한 노출부위가 부딪치게 되면서 표면의 원자구조(atomic lattice)가 해체되어 산소의 흡착을 용이하게 하고 표면층이 더욱 마찰되면 어느 정도까지 서로 용해되어 더욱 깊숙히 산소가 침투함으로써 표면에 검은 색체를 띠게되는 것이다.

도 10은 흑점부위를 주사(走査) 전자 현미경(SEM; scanning electron microscope)으로 50배 확대하여 관찰한 모습이고, 도 11은 도 8의 산소농도를 분석한 모습으로, 흑점이 아연의 산화물임을 암시하고 있다.

흑점의 발생위치는 주로 빛나는 부분(spangle sector)이 분리되는 입계나 수북하게 덮힌부분(feather sector) 등 도금착량이 상대적으로 많은 부위에서 발생한다.

흑점의 성분은 분석결과 ZnOx의 아연산화물 임을 알았으며, 운송중에 발생하는 진동에 의해서 접촉점들이 파괴되고, 이 과정에서 발생하는 마찰열에 의해서 아연도금층이 쉽게 산화하여 검은색으로 마모부식 되었다.

그러나, 냉연코일의 수송중 냉연코일에 흑점이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 운송중에 발생하는 진동을 최소화할 수 있는 진동흡수장치를 냉연코일 수송화차에 장착하여 운행하면 되나, 이런 진동흡수장치를 장치하기 위해서는 대당 500백만원 가량의 비용이 발생하여 운송비용이 기하학적으로 높게 발생하기 때문에 제품의 단가가 크게 상승하고 가격경쟁력이 크게 약화되는 등 현실적으로 채택하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 화차의 중심측에 냉연코일을 위치시키고 그 양측단을 받침대를 받혀 지지하는 종래의 방법은 화차수송시 냉연코일의 무게중신 한부위가 화차와 한곳에서 집중되게 접촉됨에 따라 이부위의 냉연코일에는 치명적인 흡집과 흑점이 다수개 발생하게 되는 문제점이 있엇다.

또한, 냉연코일이 화차의 무게중심에 위치되어 적재되는 것이 아니고 화차의 무게중심에서 좌우측으로 조금씩 치우쳐서 다수개의 무거운 냉연코일이 버팀대로 고정되기 때문에 만약 냉연코일이 적재시 냉연코일이 화차의 일측으로 치우쳐서 적재될 경우에는 화차의 전체적인 무게중심이 중심부위에서 일측으로 치우치게 되어 화차수송중 곡선구간 회전시 화차의 전복될 우려가 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 많은 비용을 들이지 않고도 냉연코일의 수송시 흑점의 발생을 방지할 수 있고 냉연코일을 지지하는 부위를 한곳에서 두곳으로 분산되어 접촉부위에 집중되는 마찰력을 분산시킬 수 있으며 화차의 무게중심에 냉열코일을 안착시킬 수 있어 화차수송시 전복의 우려가 전혀없는 화차의 냉연코일 운반용 바닥구조를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉연코일이 고정되는 화차의 바닥구조에 있어서;

대략 "

고무재질의 판형상으로 새들 내측면에 다수개가 길이방향으로 길게 고정되는 유동방지판 및

표면이 미끄러운 직사각형의 천재질로 길게 형성되어 일단은 화차몸체의 언더프레임에 고정되고 타단은 새들의 상단에 고정되되 몸체가 새들에서 일정길이 이격되게 고정되는 미끄럼부재를 구비하는 특징이 있다.

상기 미끄럼부재의 타단은 대략 " ⊂ " 형상의 탄발편이 미끄럼부재의 몸체와 선단 사이에 위치되어 새들로부터 미끄럼부재를 일정거리 이격시키고 탄발편 하단이 미끄럼부재 타단과 함께 새들 상단에 고정되는 특징이 있다.

상기 화차몸체는 새들 상단에서 수평으로 연장되어 하측으로 수직절곡되고 다시 수평으로 수직절곡되는 보행프레임과;

대략 "

상하부가 외측으로 수직절곡된 대략 " ㄷ"자 형상으로 내측상단에는 보행프레임의 하단이 고정되고 내측하단에는 저면프레임의 측단이 고정되는 측면프레임을 더 구비하는 특징을 갖는다.

상기 보행프레임 상단에는 대략 "

도 1은 본 발명 실시예의 모습을 보인 평면도,

도 2는 본 발명 실시예의 측단면도,

도 3은 본 발명 실시예의 측면도,

도 4는 본 발명 유동방지판의 설치모습을 보인 평면도,

도 5는 도 4의 요부 확대 종단면도,

도 6은 본 발명 화차몸체의 모습을 보인 평면도,

도 7은 도 6의 확대 종단면도.

도 8은 수송화차에 냉연코일의 운송중 흑점의 발생부위를 나타낸 측면도,

도 9는 냉연코일에 흑점이 발생된 부위를 나타낸 사시도.

도 10은 흑점부위를 주사(走査) 전자 현미경으로 50배 확대하여 관찰한 모습을 보인 사진,

도 11은 도 8의 산소농도를 분석한 모습의 사진.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 미끄럼부재 12 : 탄발편

20 : 유동방지판 30 : 화차몸체

31 : 새들 32 : 보행프레임

33 : 측면프레임 34 : 저면프레임

35 : 언더프레임 36 : 스톱퍼가이드

37 : 코일고정공 100 : 냉연코일

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시예의 모습을 보인 평면도이고, 도 2는 본 발명 실시예의 측단면도이며, 도 3은 본 발명 실시예의 측면도이다.

본 발명의 화차 냉연코일 운반용 바닥구조는, 냉연코일(100)이 안착되어 고정되는 화차몸체(30)와, 화차몸체(30) 내측에 길이방향으로 길게 고정되어 안착된 냉연코일(100)의 유동을 방지하는 마찰력이 큰 유동방지판(20)과, 유동방지판(20)과 냉연코일(100) 사이에 개재되어 냉연코일(100)에 마찰열이 발생하는 것을 방지하고 미끄럼회동을 유도하는 미끄럼부재(10)로 구성된다.

도 6은 본 발명 화차몸체의 모습을 보인 평면도이고, 도 7은 도 6의 확대 종단면도로, 화차몸체(30)는 대략 "

도 4는 본 발명 유동방지판의 설치모습을 보인 평면도이고, 도 5는 도 4의 요부 확대 종단면도로, 유동방지판(20)은 마찰력이 큰 고무재질의 판형상으로, 새들(31) 내측면에 다수개가 길이방향으로 길게 고정 결합되어 냉연코일(100)의 유동을 방지하는 것이다.

미끄럼부재(10)는 마찰력이 거의 없어 표면이 미끄러운 직사각형의 천재질로, 도 1과 같이, 길게 형성되어 일단은 화차몸체(30)의 언더프레임(35)에 고정되고, 타단은 새들(31)의 상단에 고정되되, 몸체가 새들(31)에서 일정한 길이로 이격되게 고정되는 것이다.

이는 화차몸체(30)의 새들(31)상에 위치된 냉연코일(100)이 새들(31)과 직접 접촉되지 않게 하여 마찰력이 발생되지 않게 함으로써, 냉연코일(100)에 마찰열이 발생되지 않게 하려는 의도이다.

미끄럼부재(10)는 화차몸체(30)의 새들(31) 내측면에서 유동방지판(20)과 냉연코일(100) 사이에 위치되어, 화차의 유동으로 인한 화차몸체(30)의 유동시 냉연코일(100)이 일정 범위 내에서 부분적으로 유동되도록 유도하여 냉연코일(100)에 발생되는 마찰열의 발생을 최소화하기 위한 것이다.

상기 미끄럼부재(10)의 타단에는 도 2와 같이, 대략 " ⊂ " 형상의 탄발편(12)이 고정되는 바, 미끄럼부재(10)의 몸체와 선단 사이에 위치되어 새들(31)로부터 미끄럼부재(10)를 일정거리 이격시키고 탄발편(12) 하단이 미끄럼부재(10) 타단과 함께 새들(31) 상단에 고정된다.

이러한 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 화차몸체(10)의 대략 "

이때, 화차몸체(30)에 위치된 냉연코일(100)의 거의 대부분의 외주연은 탄발편(12)을 갖는 미끄럼부재(10)에 의해 새들(31)에서 약간 띄워져 있는 상태로, 냉연코일(100)의 일부분은 미끄럼부재(10) 사이의 하측에 위치한 유동방지판(20)과 살짝 접촉되는 상태를 유지하게 된다.

이런 화차몸체(30)에 냉연코일(100)을 고정시킨 다음에, 화차를 운전하여 수송하면 되는 바, 화차 수송중 화차에 유동이 발생되면, 화차에 가해진 충격은 화차몸체(30)의 새들(31)에 전해지고, 새들(31)은 그 충격량을 상측에 고정된 고무재질의 유동방지판(20)과 유동방지판(20) 상측에 설치된 미끄러운 천재질인 미끄럼부재(10)에 그 충격량을 전달하게 된다.

이때, 그 충격량의 대부분은 냉연코일(100)과의 접촉면적이 많은 미끄러운 재질의 미끄럼부재(10)를 통해 냉연코일(100)에 전달되면서 냉연코일(100)은 미끄럼부재(10) 내에서 미끄럼 이동되어 마찰열이 거의 발생되지 않게 된다.

또한, 미끄럼부재(10) 사이의 하측에서 냉연코일(100)과 살짝 접촉되는 고무재질의 유동방지판(20)은 최소한의 면적만이 냉연코일(100)과 접촉됨으로써 마찰로 인해 냉연코일(100)의 유동을 일정부분으로 통제하면서 마찰열을 최소화하게 된다.

그로 인해 본 발명의 냉연코일 고정용 바닥구조를 갖는 화차로 수송된 냉연코일(100)은 수송중 화차의 유동에 의한 충격을 미끄럼부재(10)의 미끄럼작용으로 그대로 흘려 버리고, 극히 일부분에서 살짝 접촉된 유동방지판(20)에서 냉연코일(100)의 유동을 일정 부분으로 통제하기 때문에 냉연코일(100)에는 마찰열이 최소화되어 화차의 안착된 냉연코일(100)에는 흑점이 발생하지 않게 된다.

이와 같이 본 발명은 많은 비용을 들이지 않고도 냉연코일의 수송시 흑점의 발생을 방지할 수 있고 냉연코일을 지지하는 부위를 한곳에서 두곳으로 분산되어 접촉부위에 집중되는 마찰력을 분산시킬 수 있으며 화차의 무게중심에 냉열코일을 안착시킬 수 있어 화차수송시 전복의 우려가 전혀없는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.