JP5789337B2

JP5789337B2 - 素材形状測定装置

Info

Publication number: JP5789337B2
Application number: JP2014511277A
Authority: JP
Inventors: リー、サン、ホ; パク、ヨン、グク; イム、ガプ、ス; イム、ジョン、ヒョプ
Original assignee: ヒュンダイスチールカンパニー
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: CN103534042B; KR20130002920A; US20140068957A1; US9459085B2; JP2014514168A; KR101443089B1; CN103534042A; WO2013002464A1

Description

本発明は、素材形状測定装置に関するものであって、より詳細には、素材と接触して素材の形状を正確に測定することができる素材形状測定装置に関するものである。

一般的な鉄鋼製造は、溶銑を生産する製銑工程、溶銑から不純物を除去する製鋼工程、液体状態の鉄が固体になる連鋳工程、鉄を鋼板や線材として作る圧延工程からなる。

圧延工程は、連鋳工程で生産されたスラブ、ブルームなどの中間素材を、回転する複数のローラの間に通過させ、連続的な力を加えて伸ばしたり薄くする過程をいい、大別して熱間圧延と冷間圧延に分けられる。

前記技術構成は、本発明の理解のための背景技術であり、本発明の属する技術分野において広く知られた従来技術を意味するものではない。

本発明は、素材と接触して素材の形状を正確に測定することができる素材形状測定装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる素材形状測定装置は、素材を幅圧延する幅圧延部と、前記幅圧延部の後方に配置され、幅圧延された前記素材を移送する複数の移送ローラ部と、前記移送ローラ部の間に配置され、前記移送ローラ部上を移動する前記素材と接触して前記素材の形状を測定する測定ユニットとを含む。

好ましくは、前記測定ユニットは、前記素材と接触する接触部と、前記接触部を昇降させる昇降部と、前記昇降部に加えられる圧力を測定する圧力センサ部とを含む。

より好ましくは、前記接触部は、前記昇降部によって昇降させられる本体部と、前記本体部の端部に具備され、前記素材と接触する回転部とを含む。

より好ましくは、前記回転部は、ローラである。

より好ましくは、前記測定ユニットは、前記本体部の昇降をガイドするように、前記本体部の周りに配置されるガイド部をさらに含む。

より好ましくは、前記ガイド部の上端には端顎部が形成され、前記本体部の側部には前記端顎部に係止される係止顎が形成される。

好ましくは、前記測定ユニットは、前記素材の移送方向に直交する方向に複数個が一列に配列される。

より好ましくは、前記測定ユニットは、前記素材の中央部で前記素材と接触する中央測定部と、前記中央測定部から一側に離隔して配置され、前記中央測定部との隔離距離が調節され、前記素材の一側部で前記素材と接触する第１サイド測定部と、前記第１サイド測定部の反対側に配置され、前記中央測定部との隔離距離が調節され、前記素材の他側部で前記素材と接触する第２サイド測定部とを含む。

より好ましくは、前記素材の移送方向に直交する方向に配置されるガイドレールをさらに含み、前記第１サイド測定部および前記第２サイド測定部は、前記中央測定部との隔離距離が調節されるように、前記ガイドレールに沿ってスライド移動可能である。

より好ましくは、前記第１サイド測定部および前記第２サイド測定部は、下端部に前記ガイドレールとの摩擦力を低減させるガイドローラが設けられる。

本発明によれば、素材と接触して素材の形状を正確に測定することができる。

また、本発明によれば、素材と接触して素材の幅を正確に測定することができる。

さらに、本発明によれば、素材形状の測定精度を向上させることができ、水平圧延および幅圧延工程の幅広がりおよび回復の予測を正確に測定することができ、熱延製品の生産性および品質の向上を達成することができる。

本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置を示す側面図である。本発明の一実施形態にかかる測定ユニットを示す断面図である。本発明の一実施形態にかかる測定ユニットにおいて接触部が上昇する状態を示す断面図である。本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す図である。本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す斜視図である。本発明の他の実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す図である。本発明の他の実施形態にかかる測定ユニットを示す断面図である。本発明の他の実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す斜視図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明にかかる素材形状測定装置の実施形態を説明する。説明の便宜のために、図面に示された線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上誇張されて示されていることがある。

また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これは使用者、運用者の意図または慣例によって異なることがある。そのため、このような用語に対する定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われなければならない。

図１は、本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置を示す側面図である。図３は、本発明の一実施形態にかかる測定ユニットを示す断面図であり、図４は、本発明の一実施形態にかかる測定ユニットにおいて接触部が上昇する状態を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す図であり、図６は、本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す斜視図である。

図１および図２を参照すれば、本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置は、幅圧延部１０と、移送ローラ部２０と、測定ユニット１００とを含んで構成される。

幅圧延部１０は、粗圧延で生産される素材Ｓの幅を制御するために幅圧延を行う。本実施形態における幅圧延部１０は、サイジングプレス（ＳｌａｂＳｉｚｉｎｇＰｒｅｓｓ）を含んで構成される。

幅圧延部１０で圧延された素材Ｓは、移送ローラ部２０によって後工程へ移送される。移送ローラ部２０は、幅圧延部１０の後方に配置される。移送ローラ部２０は、素材Ｓを後工程へ移送する移送ローラ（符号省略）と、移送ローラの両端部を回転可能に支持するローラ支持台（図示せず）とを含んで構成される。

測定ユニット１００は、移送ローラ部２０の下方に配置される。測定ユニット１００は、複数個が一列に配列される移送ローラ部２０の間に配置され、移送ローラ部２０上を移動する素材Ｓの形状を測定する。

測定ユニット１００は、素材Ｓと接触して素材Ｓの形状を測定する。本実施形態によれば、測定ユニット１００は、素材Ｓの下面と接触して素材Ｓの下面形状を測定する。幅圧延部１０によって幅圧延された素材Ｓは、中央部（図５のＣ）を基準として上面と下面が対称形状をなす。したがって、本実施形態のように、素材Ｓの下面形状を測定することによって、素材Ｓの上下面の全体形状を把握することができる。

測定ユニット１００は、素材Ｓの移送方向に直交する方向に複数個が一列に配列される（図５参照）。したがって、素材Ｓの幅方向に素材Ｓの下面形状を全区間にわたって測定することができる。説明されていない符号３０は、粗圧延部である。

図２ないし図４を参照すれば、測定ユニット１００は、接触部１１０と、昇降部１２０と、圧力センサ部１３０と、ガイド部１４０と、ベース部１５０とを含んで構成される。

接触部１１０は、素材Ｓと接触する。接触部１１０は、本体部１１１と、回転部１１２とを含んで構成される。

本体部１１１は、昇降部１２０によって上昇または下降させられる。回転部１１２は、本体部１１１の上端部に具備される。昇降部１２０による本体部１１１の上昇または下降によって、回転部１１２も、同一方向に上昇または下降する。

回転部１１２は、素材Ｓと接触する部分で、本実施形態において、回転部１１２は、ローラからなる。したがって、回転部１１２と素材Ｓとの接触時に摩擦力を低減させることができる。

本実施形態では、回転部１１２をローラとして例示したが、これに限定されるものではないので、素材Ｓと回転部１１２との摩擦を低減可能であれば他の構成に代替できるのはもちろんである。代表例として、回転部１１２は、ボールベアリングから構成できる。

昇降部１２０は、接触部１１０が素材Ｓと接触するように、接触部１１０を昇降させる。本実施形態によれば、昇降部１２０は、本体部１１１の内部空間に配置され、本体部１１１を昇降させる。本実施形態において、昇降部１２０は、油圧シリンダとして例示され、その作動は制御部（図示せず）によって制御される。

ガイド部１４０は、本体部１１１の周りに配置され、本体部１１１の昇降をガイドする。本体部１１１は、ガイド部１４０の上面に形成されるホール部（符号省略）を貫通して昇降する。

ガイド部１４０の内部空間がなす周面は、本体部１１１の外側周面の形状に対応して形成される。こうして、本体部１１１は、ガイド部１４０によりガイドされることによって、遊動の発生なく昇降可能である。

ガイド部１４０の上端には端顎部１４１が形成される。端顎部１４１は、本体部１１１がガイド部１４０から離脱するのを防止するためのもので、本体部１１１の側部には端顎部１４１に対応する係止顎１１１ａが形成される。

圧力センサ部１３０は、昇降部１２０に加えられる圧力を測定し、これを制御部に伝送する。制御部は、伝送された圧力値に基づいて素材Ｓの下面形状を計算する。本実施形態によれば、圧力センサ部１３０は、昇降部１２０の下方に配置され、昇降部１２０に加えられる圧力を測定する。

ベース部１５０は、ガイド部１４０の下方でガイド部１４０を支持する。圧力センサ部１３０は、ガイド部１４０およびベース部１５０によってカバーされるため、外部衝撃から保護される。

以下、図５ないし図６を中心として、本発明の一実施形態にかかる素材形状測定装置の作動原理を説明する。

幅圧延された素材Ｓは、移送ローラ部２０によって後工程へ移送される。この時、素材Ｓの先端部Ａが測定ユニット１００の設置位置に到達すると、移送ローラ部２０は停止する。この時、制御部の制御により、素材Ｓの移送方向に直交する方向に一列に配列される複数の測定ユニット１００は、素材Ｓに向かって上昇する。具体的には、昇降部１２０の作動によって回転部１１２が上昇する。

回転部１１２が素材Ｓと接触すると、回転部１１２はそれ以上上昇できなくなることによって、昇降部１２０に圧力が加えられる。圧力センサ部１３０は、このように昇降部１２０に加えられる圧力を測定し、これを制御部に伝送する。制御部は、圧力センサ部１３０から伝送された測定信号に基づいて素材Ｓの下面形状を計算する。すなわち、制御部は、圧力値の差に基づいて素材Ｓの下面形状、そして、素材Ｓの全体形状を把握する。

図５をみると、素材Ｓの下面形状が屈曲して形成されることによって、つまり、素材Ｓの中央部Ｃから素材Ｓの下面までの厚さが各地点ごとに異なることによって、各地点に対向して上昇する回転部１１２の上昇高さも異なる。回転部１１２の上昇高さの差は、昇降部１２０に加えられる圧力の差で示され、この圧力の差はそのまま圧力センサ部１３０によって測定される。

素材Ｓが存在しない地点に設けられる測定ユニット１００、図５において左右側の最外郭に設けられる測定ユニット１００は素材Ｓと接触することができない。したがって、測定ユニット１００が過度に上昇するのを防止するために、測定ユニット１００は、設定された高さまで上昇した後停止するように制御される。本実施形態において、設定された高さは、測定ユニット１００が素材Ｓの中央部Ｃに到達する高さである。

本実施形態によれば、複数個配列された測定ユニット１００において、素材Ｓと接触する測定ユニット１００と、素材Ｓと接触しない測定ユニット１００とを区分するだけで、素材Ｓの幅を測定することができる。図５をみると、素材Ｓの幅は、素材Ｓと接触する測定ユニット１００の幅と一致する。

素材Ｓと測定ユニット１００との接触が完了すると、移送ローラ部２０は再び駆動され、測定ユニット１００は、素材Ｓの先端部Ａを経て未端部Ｂに到達するまで、素材Ｓと接触しながら、素材Ｓの厚さによって変化する圧力を測定する。このように測定された圧力値は再び制御部に伝送されながら、制御部は、素材Ｓの長さ方向への形状も把握することができる。一方、すべての測定ユニット１００で素材Ｓとの接触が解除される場合、制御部は、昇降部１２０を作動させて接触部１１０を下降させる。

図７は、本発明の他の実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す図であり、図８は、本発明の他の実施形態にかかる測定ユニットを示す断面図であり、図９は、本発明の他の実施形態にかかる素材形状測定装置の作動状態を概略的に示す斜視図である。

図７ないし図９を参照すれば、本発明の他の実施形態にかかる素材形状測定装置において、測定ユニット１００は、中央測定部２１０と、第１サイド測定部２２０と、第２サイド測定部２３０とを含む。

中央測定部２１０は、素材Ｓの中央部に配置され、昇降部１２０の作動によって素材Ｓと接触する。

第１サイド測定部２２０は、中央測定部２１０から一側に離隔して配置される。図７を基準とすると、第１サイド測定部２２０は、中央測定部２１０の左側に配置される。

第１サイド測定部２２０は、ガイドレール２４０に沿ってスライド移動しながら、中央測定部２１０との隔離距離が調節される。第１サイド測定部２２０は、素材Ｓの一側部、具体的には、素材Ｓの中央部から左側へ偏った区域に配置され、素材Ｓと接触する。

第２サイド測定部２３０は、第１サイド測定部２２０の反対側に配置される。図７を基準とすると、第２サイド測定部２３０は、中央測定部２１０の右側に配置される。

第２サイド測定部２３０は、ガイドレール２４０に沿ってスライド移動しながら、中央測定部２１０との隔離距離が調節される。第２サイド測定部２３０は、素材Ｓの他側部、具体的には、素材Ｓの中央部から右側へ偏った区域に配置され、素材Ｓと接触する。

本発明の他の実施形態にかかる素材形状測定装置は、ガイドレール２４０をさらに含む。ガイドレール２４０は、素材Ｓの移送方向に直交する方向に配置される。これによって、第１サイド測定部２２０および第２サイド測定部２３０は、ガイドレール２４０に沿ってスライド移動しながら、中央測定部２１０との隔離距離が調節される。

ガイドレール２４０は、通常のレール形状に形成できる。すなわち、ガイドレール２４０は、中央にガイド溝２４１が形成され、上部に第１サイド測定部２２０および第２サイド測定部２３０が露出するホール部（符号省略）が形成できる。

第１サイド測定部２２０のベース部１５０は、ガイド溝２４１に挿入装着される。したがって、第１サイド測定部２２０がスライド移動する場合、ガイド溝２４１によってベース部１５０の遊動が制限される。これによって、第１サイド測定部２２０は、ガイドレール２４０から離脱しないまま中央測定部２１０との隔離距離が調節される。

第１サイド測定部２２０のベース部１５０の下部にはガイドローラ１５１が設けられる。ガイドローラ１５１は、ガイド溝２４１との間で発生する摩擦力を低減させる。これによって、第１サイド測定部２２０は、ガイドレール２４０内でより円滑にスライド移動できる。

同様に、第２サイド測定部２３０のベース部１５０は、ガイド溝２４１に挿入装着される。したがって、第２サイド測定部２３０がスライド移動する場合、ガイド溝２４１によってベース部１５０の遊動が制限される。これによって、第２サイド測定部２３０は、ガイドレール２４０から離脱しないまま中央測定部２１０との隔離距離が調節される。

第２サイド測定部２３０のベース部１５０の下部にはガイドローラ１５１が設けられる。ガイドローラ１５１は、ガイド溝２４１との間で発生する摩擦力を低減させる。これによって、第２サイド測定部２３０は、ガイドレール２４０内でより円滑にスライド移動できる。

中央測定部２１０は、ガイドレール２４０内でスライド移動可能に設置できる。この場合、中央測定部２１０のベース部１５０は、ガイド溝２４１に挿入装着される。これによって、中央測定部２１０は、ガイドレール２４０から離脱しないままスライド移動可能である。

また、中央測定部２１０のベース部１５０の下部にはガイドローラ１５１が設置できる。ガイドローラ１５１は、ガイド溝２４１との間で発生する摩擦力を低減させる。これによって、中央測定部２１０は、ガイドレール２４０内でより円滑にスライド移動できる。

一方、中央測定部２１０は、ガイドレール２４０上をスライド移動しないように、ガイドレール２４０に固定設置できる。

第１サイド測定部２２０がガイドレール２４０上でスライド移動可能に設けられるため、素材Ｓの幅の大きさに合わせて第１サイド測定部２２０と中央測定部２１０との離隔距離を調節することができる。同様に、第２サイド測定部２３０も、素材Ｓの幅の大きさに合わせて中央測定部２１０との離隔距離を調節することができる。

例えば、図７の素材Ｓよりも大きい幅を有する素材の形状を測定しようとする場合、第１サイド測定部２２０を左側に移動させ、第２サイド測定部２３０を右側に移動させる。この過程により、第１サイド測定部２２０が当該素材の左側端部に位置するようにし、第２サイド測定部２３０が当該素材の右側端部に位置するようにする。

以後、先に説明したように、昇降部１２０によってそれぞれの測定部２１０、２２０、２３０を上昇させ、素材Ｓとの接触によって発生する圧力を測定して素材Ｓの下面形状を計算する。そして、これに基づいて素材Ｓの下面形状と全体形状を把握する。

このように、第１サイド測定部２２０および第２サイド測定部２３０が中央測定部２１０との隔離距離が調節される場合、３つの測定部によっても素材Ｓの下面形状を正確に測定することができる。

これによって、予測されたデータ値でない、実際に測定されたデータ値が数式モデルに適用されるため、水平圧延および幅圧延工程の幅広がりおよび回復を正確に予測することができる。

本発明は、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術の属する分野における通常の知識を有する者であれば、これより多様な変形および均等な他の実施形態が可能である点を理解することができる。

したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められなければならない。

Claims

素材を幅圧延する幅圧延部と、
前記幅圧延部の後方に配置され、幅圧延された前記素材を移送する複数の移送ローラ部と、
前記移送ローラ部の間に配置され、前記移送ローラ部上を移動する前記素材と接触して前記素材の形状を測定する測定ユニットとを含み、
前記測定ユニットは、
前記素材と接触する接触部と、
前記接触部を昇降させる昇降部と、
前記昇降部に加えられる圧力を測定する圧力センサ部とを含み、
前記接触部は、
前記昇降部によって昇降させられる本体部と、
前記本体部の端部に具備され、前記素材と接触する回転部とを含み、
前記測定ユニットは、前記本体部の昇降をガイドするように、前記本体部の周りに配置されるガイド部をさらに含み、
前記ガイド部の上端には端顎部が形成され、
前記本体部の側部には前記端顎部に係止される係止顎が形成されることを特徴とする素材形状測定装置。
前記回転部は、ローラであることを特徴とする請求項１に記載の素材形状測定装置。
前記測定ユニットは、前記素材の移送方向に直交する方向に複数個が一列に配列されることを特徴とする請求項１に記載の素材形状測定装置。
前記測定ユニットは、
前記素材の中央部で前記素材と接触する中央測定部と、
前記中央測定部から一側に離隔して配置され、前記中央測定部との隔離距離が調節され、前記素材の一側部で前記素材と接触する第１サイド測定部と、
前記第１サイド測定部の反対側に配置され、前記中央測定部との隔離距離が調節され、前記素材の他側部で前記素材と接触する第２サイド測定部とを含むことを特徴とする請求項３に記載の素材形状測定装置。
前記素材の移送方向に直交する方向に配置されるガイドレールをさらに含み、
前記第１サイド測定部および前記第２サイド測定部は、前記中央測定部との隔離距離が調節されるように、前記ガイドレールに沿ってスライド移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の素材形状測定装置。
前記第１サイド測定部および前記第２サイド測定部は、下端部に前記ガイドレールとの摩擦力を低減させるガイドローラが設けられることを特徴とする請求項５に記載の素材形状測定装置。
素材を幅圧延する幅圧延部と、
前記幅圧延部の後方に配置され、幅圧延された前記素材を移送する複数の移送ローラ部と、
前記移送ローラ部の間に配置され、前記移送ローラ部上を移動する前記素材と接触して前記素材の形状を測定する測定ユニットとを含み、
前記測定ユニットは、前記素材の移送方向に直交する方向に複数個が一列に配列され、
前記測定ユニットは、
前記素材の中央部で前記素材と接触する中央測定部と、
前記中央測定部から一側に離隔して配置され、前記中央測定部との隔離距離が調節され、前記素材の一側部で前記素材と接触する第１サイド測定部と、
前記第１サイド測定部の反対側に配置され、前記中央測定部との隔離距離が調節され、前記素材の他側部で前記素材と接触する第２サイド測定部とを含み、
前記素材の移送方向に直交する方向に配置されるガイドレールをさらに含み、
前記第１サイド測定部および前記第２サイド測定部は、前記中央測定部との隔離距離が調節されるように、前記ガイドレールに沿ってスライド移動可能であることを特徴とする素材形状測定装置。
前記第１サイド測定部および前記第２サイド測定部は、下端部に前記ガイドレールとの摩擦力を低減させるガイドローラが設けられることを特徴とする請求項７に記載の素材形状測定装置。
前記測定ユニットは、
前記素材と接触する接触部と、
前記接触部を昇降させる昇降部と、
前記昇降部に加えられる圧力を測定する圧力センサ部とを含むことを特徴とする請求項７に記載の素材形状測定装置。
前記接触部は、
前記昇降部によって昇降させられる本体部と、
前記本体部の端部に具備され、前記素材と接触する回転部とを含むことを特徴とする請求項９に記載の素材形状測定装置。