KR100268850B1 - 연주기의 디버러커터 높이 자동 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연주공장의 연주기에서 주조된 슬라브(1)를 가스절단기를 사용하여 원하는 길이로 절단하였을 때 슬라브(1)의 절단된 전, 후단부에 생기는 버(2-1)(2-2)를 슬라브(1)의 상향, 또는 하향 만곡정도에 관계없이 항시 정확히 제거해내도록 할 수 있는 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치의 제공에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치는 버제거대상 슬라브(1)(1-1)(1-2)의 저부에 접동되는 롤러(5-1)와, 한쪽 단부가 장치의 적소에 회동가능한 상태로 지지되고 그 반대쪽 가동단부에는 상기 롤러(5-1)를 설치지지한 링크(5-2)와, 상기 링크(5-2)의 일측 및 반대측에 설치제공된 스프링(5-3) 및 스토퍼(5-4)와, 상기 링크(5-2)의 고정단부에 연결설치된 엔코더(5-5)로 이루어진 슬라브 높이 측정수단(5)과, 상기 측정수단(5)의 측정결과에 상응하여 버제거 커터(3-2)를 적합한 버제거작업 위치로 자동 이동시켜 주는 커터이동용 실린더(3-5), 서보밸브(6-1), 제어기(6-2)로 이루어진 커터높이 조절수단(6)을 포함하는 구성을 특징으로 한다.

Description

연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치

본 발명은 제철소 연주공장의 연주기에서 주조된 슬라브(slab)를 일정길이로 절단할 때 슬라브의 전,후단에 생기는 버(bur)를 제거하는 장치(이하, "디버러(deburrer)"로 칭함)의 개선에 관련된 것으로, 특히 버가 형성된 슬라브 전,후단부의 만곡정도에 따라 버제거 커터(deburring cutter)의 높이를 자동조절하여 항시 최적의 정확한 디버링(deburring)작업이 이루어질 수 있도록 한 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치에 관한 것이다.

제철소의 연주공장에서는 용융 선철로부터 슬라브가 생산되어지는데, 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같이, 연주공장의 연주기에서 주조된 슬라브(1)를 원하는 길이로 자르기 위해 가스절단을 하면 절단된 슬라브(1)의 전단부 및 후단부에서 가스절단으로 인한 버(2-1,2-2)가 생기게 되며, 이와 같이 생긴 버(2-1,2-2)를 적절히 제거해 주지 않으면 후속 공정인 열연, 냉연 공정의 수행상에 문제를 불러 일으키거나 제품의 품질에 심각한 악영향을 끼치게 된다.

따라서, 현재 연주공장에서는 주조된 슬라브를 일정길이로 잘라내는 가스절단기와 마킹머신(marking machine) 사이에 버제거를 위한 커터(3-2)를 구비한 디버러(3)를 설치하여 절단 슬라브(1)의 전단부와 후단부에 생긴 버(2-1,2-2)에 대하여 상기 커터(3-2)를 각각 시계방향 및 반시계방향으로 회전시켜 깎아 내도록 하고 있다.

이는 즉, 포토센서(4)가 슬라브(1) 전단부의 진입을 감지하면 도 1a와 같이 커터(3-2)가 시계방향으로 회전하여 상기 슬라브(1) 전단부의 버(2-1)를 깎아 내고, 상기 포토센서(4)가 슬라브(1) 후단부의 통과를 감지하면 도 1b와 같이 커터(3-2)가 반시계방향으로 회전하여 슬라브(1) 후단부의 버(2-2)를 깎아 내도록 되어 있는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 버제거장치는 다음과 같은 문제점을 지니고 있다.

첫째, 버제거를 수행하는 커터(3-2)의 커터날(3-3)은 사용에 따라 점차 마모되므로 그 마모상태에 따라 커터(3-2)의 높이를 조절해주어야 한다.

둘째, 도 2a와 같이 전,후단부가 아래로 만곡된 슬라브(1-1)의 버제거시 커터(3-2)를 적절히 내려주지 않으면 슬라브(1-1)가 커터(3-2) 및 커터날(3-3)에 충격손상을 줄 수 있다.

셋째, 도 2b와 같이 전,후단부가 위로 만곡된 슬라브(1-2)의 버제거시에는 커터(3-2)를 적절히 올려주지 않으면 버제거가 제대로 이루어지지 않게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 상술한 슬라브의 버제거를 위해 현재까지 사용되어온 장치의 평면도, 측면도, 정면도를 각각 도시한 것인데, 슬라브(1)의 만곡정도에 따라 슬라브(1) 및 커터(3-2) 사이의 간극을 조절하기 위해 현재는 조작자의 경험에 의해 커터이동용 실린더(3-5)로 커터(3-2)를 내린 상태에서 철편이송용 실린더(3-6)를 이용하여 약 1mm정도의 높이차를 갖는 4단의 철편(3-4)을 움직여서 슬라브(1)와 커터(3-2) 사이의 간극을 조절하고 다시 커터이송용 실린더(3-5)로 커터(3-2)를 상승고정시킨 후 작업을 수행토록 되어 있다.

따라서, 조절작업이 번거로울 뿐만 아니라 정확한 조절이 어려우므로 버의 정밀한 제거가 어려운 것이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해, 슬라브의 만곡정도에 따른 슬라브 저부의 높이차를 측정하여 그 측정결과에 상응하는 최적의 높이로 버제거 커터를 자동 이동시켜 항상 정확한 버제거작업이 이루어지도록 할 수 있는 장치를 제공할 목적으로 연구완성된 것이다.

제1a도는 종래의 연주기에서 슬라브상의 버를 제거하는 디버링작업의 개요도로서, 슬라브의 전단부 버에 대한 디버링작업 상태도,

제1b도는 위와 동일한 개요도로서, 슬라브의 후단부 버에 대한 디버링작업 상태도,

제2a도는 종래의 연주기에서 아래로 만곡된 슬라브에 대한 디버링작업 상태도,

제2b도는 종래의 연주기에서 위로 만곡된 슬라브에 대한 디버링작업 상태도,

제3a도는 종래의 연주기 디버러의 평면도,

제3b도는 위 디버러의 측면도,

제3c도는 위 디버러의 정면도,

제4도는 본 발명에 따른 장치의 구성 개요도,

제5a도는 본 발명의 장치에서 아래로 만곡된 슬라브에 대한 디버링작업 상태도,

제5b도는 본 발명의 장치에서 위로 만곡된 슬라브에 대한 디버링작업 상태도,

제6a도 및 제6b도는 본 발명의 장치에서 위, 아래로 만곡된 슬라브 선단부 위치와 관련된 측정수단 롤러의 바람직한 설치위치 및 롤러 직경 범위를 보여주는 발췌도,

제7도는 본 발명의 장치에서 슬라브 높이차 측정원리를 보여주는 발췌도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 1-1, 1-2 : 슬라브 2-1, 2-2 : 버

3 : 디버러 3-1 : 슬라브이송 롤러

3-2 : 커터 3-3 : 커터날

3-5 : 커터이동용 실린더 4 : 포토센서

5 : 측정수단 5-1 : 롤러

5-2 : 링크 5-3 : 스프링

5-4 : 스토퍼 5-5 : 엔코더

6 : 커터 높이조절수단 6-1 : 서보밸브

6-2 : 제어기

상기의 목적은 본 발명에 따라 절단 슬라브의 만곡정도에 따른 슬라브 저부 높이차를 측정하는 수단과, 동 수단의 측정결과에 따라 버제거 커터를 최적의 버제거작업이 수행될 수 있는 높이로 자동 이동시켜 주는 수단을 포함하는 구성을 특징으로 하는 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치를 제공함으로써 달성된다.

이하에서, 본 발명을 첨부도면에 예시된 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 장치의 구성개요를 보여준다.

여기에서, 부호 3은 디버러, 3-1은 슬라브 이송롤러, 3-2는 버제거용커터, 3-5는 커터이동용 실린더를 각각 나타내며, 이들은 전술한 종래의 디버러장치의 것과 동일하다.

본 발명에 따른 장치는 도 4에서와 같이, 가스절단기(미도시)로 절단된 후 롤러(3-1)를 타고 이송되어오는 슬라브의 저부에 접촉해서 구르는 롤러(5-1)와, 한쪽 단부가 장치의 일부에 회전하여 움직일 수 있는 상태로 고정지지되고 그 반대쪽의 가동단부에 상기 롤러(5-1)를 지지하기 위해 설치된 링크(5-2)와, 상기 링크(5-2)의 일측 및 반대측에 설치제공된 스프링(5-3) 및 스토퍼(5-4)와, 상기 링크(5-2)의 고정단부에 연결설치된 엔코더 또는 포텐셔미터(5-5)로 이루어진 슬라브 높이 측정수단(5)과; 상기 측정수단(5)의 측정결과에 따라 커터(3-2)를 적합한 높이로 이동시켜 주는 커터이동용 실린더(3-5), 서보밸브(6-1), 제어기(6-2)로 이루어진 커터 높이 조절 수단(6)을 포함하는 구성으로 된다.

상기 슬라브 높이 측정수단(5)은 슬라브 저부에 접촉하는 롤러(5-1)에 연결설치된 링크(5-2)의 변위를 이용하여 슬라브 하단부의 높이를 측정하는 것으로, 2조의 동일한 슬라브 높이 측정수단(5)을 도시된 예와 같이 설치사용할 경우 버가 형성되어 있는 슬라브 하단부의 높이와 함께 해당 슬라브의 만곡된 정도를 측정할 수 있으나, 슬라브의 만곡정도가 심하지 않을 경우는 커터(3-2)로부터 인접한 위치에 하나의 측정수단(5)만을 설치해 주어도 버의 위치측정 및 그에 상응하는 적합한 디버링위치로의 커터이동이 가능하다.

상기 측정수단(5)에 있어서 스토퍼(5-4)는 링크(5-2) 및 롤러(5-1)가 규정위치 이상으로 올라가지 않도록 정지시켜 주는 역할을 하고, 스프링(5-3)은 링크(5-2)를 스토퍼(5-4)쪽으로 탄압시켜 주는 역할을 한다.

커터이동용 실린더(3-5), 서보밸브(6-1), 제어기(6-2)를 포함하는 상기 커터 높이 조절수단(6)은 전술한 측정수단(5)에 있어서 롤러(5-1)에 접촉하여 이동되는 슬라브 하단부의 높이에 상응하는 각도로 링크(5-2)가 그 고정단부를 중심으로 각도변위를 일으키면 이 변위가 엔코더(5-5)를 통해 측정되고 상기 엔코더(5-5)는 그 측정값에 상응하는 신호를 제어기(6-2)로 전달하여 동 제어기(6-2)가 서보밸브(6-1) 및 실리더(3-5)를 작동시켜 커터(3-2)를 해당 슬라브 하단부의 높이에 상응하는 최적의 디버링 작업위치로 가져 가도록 된 것이다.

이를 좀더 구체적인 예를 들어 설명해 본다면, 도 5a와 같이 가스절단기로 절단된 그 전단부 및 후단부가 아래로 굽은 슬라브(1-1)의 경우 동 슬라브(1-1)의 전, 후단부에 형성된 버(2-1,2-2)는 편평한 슬라브(1)의 경우보다 아래로 치우친 위치에 있게 되며, 이 경우 버제거용커터(3-2)는 전술한 측정수단(5) 및 높이 조절수단(6)의 작용에 의해 편평한 슬라브(1)에 대한 버제거 작업위치보다 더 낮은 위치로 높이조정되어 디버링작업을 수행하게 된다.

한편, 도 5b와 같이 가스절단기로 절단된 그 전단부 및 후단부가 위로 굽은 슬라브(1-2)의 경우는 동 슬라브(1-2)의 전, 후단부에 형성된 버(2-1,2-2)가 편평한 슬라브(1)의 경우보다 위로 치우친 위치에 있게 되므로 이 경우는 버제거용커터(3-2)가 편평한 슬라브(1)에 대한 버제거 작업위치보다 더 높은 위치로 높이조정되어 디버링 작업을 수행하게 되는 것이다.

상기 측정수단(5)은 바람직하게는 동일한 2조의 측정수단(5)을 더버러(3)의 버제거용커터(3-2)와 슬라브 이송롤러(3-1) 사이, 그리고 다른 슬라브 이송롤러(3-1) 및 롤러(3-1) 사이에 각각 설치 제공하고, 각 측정수단(5)의 롤러(5-1)를 도 6a와 같이 최대로 상향 만곡된 슬라브(1-2) 선단의 하단 모서리부위보다 약간 높은 위치에 있도록 하여 설치한다.

상기 롤러(5-1)의 길이는 너무 짧지 않은 범위 내에서 적절한 길이로 하고, 동 롤러(5-1)의 직경(d)은 도 6b와 같이 최대로 하향 만곡된 슬라브(1-1) 선단의 하단 모서리부위가 롤러(5-1) 직경의 1/4보다 높은 위치에서 접촉하도록 하여 정한다.

이와 같이 하는 이유는 디버링작업이 완료되고 지나간 슬라브가 후진할 경우가 있는데 이 경우에도 측정수단(5)에 무리한 충격이 가해지지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 슬라브 높이 측정수단(5)의 초기 보정(calibration) 방법은 도 7에서와 같이, 디버러(3)의 롤러(3-1)위에 휘지 않은 편평한 슬라브(1)를 올려 놓은 상태에서 엔코더(5-5)의 측정값을 링크(5-2)의 기울기 각도 θ로 환산하여 제어기(6-2)에 기억시킨다.

단부가 위로 굽은 슬라브(1-2)의 경우와 같이 슬라브의 휨 상태에 따라 상기 링크(5-2)의 기울리 각도변화 Δθ가 생기면 그때의 높이차 Δh는 다음의 식으로부터 구해질 수 있다.

Δh = ℓ [Sin(θ+Δθ)-sinθ]

상기 식에서 ℓ은 링크(5-2)의 길이이다.

상기 슬라브 높이 측정수단(5)을 도 5a 및 도 5b와 같이 2조를 설치하여 사용하게 되면 각 측정수단(5)에서 측정된 높이차이와 두 측정수단간의 거리를 이용하여 슬라브가 만곡된 정도를 계산해 낼 수 있다.

이와 같이 하여 버제거 대상 슬라브 하단부의 높이차가 측정되면 제어기(6-2)에서는 서보밸브(6-1)에 명령을 주어 커터이동용 실린더(3-5)를 측정된 높이차만큼 움직여서 커터(3-2)의 커터날(3-3) 끝이 항상 슬라브의 밑면과 일치하도록 제어한다.

장치의 사용에 따라 커터날(3-3)이 마모되면 제어기(6-2)를 통해 커터(3-2)의 높이를 그만큼 보상해주도록 하면 된다.

따라서, 본 발명의 장치는 상술한 바와 같은 구성, 작용을 통해 편평한 슬라브 뿐만 아니라 위, 아래로 만곡된 슬라브에 대해서도 항상 정확한 버제거작업이 이루어지도록 할 수 있으므로 버의 미제거로 인한 후속공정상의 문제점 발생이나 제품의 품질저하를 미연에 방지할 수 있고 또 장치의 수명을 더욱 연장시킬 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (4)

1. 슬라브 이송롤러(3-1)들을 타고 일방향으로 이송되어 오는 슬라브(1,1-1,1-2)의 저부에 접촉되어 움직일 수 있는 롤러(5-1)와, 한쪽 단부가 장치의 일부에 회전되어 움직일 수 있는 상태로 지지되고 그 반대쪽 가동단부에는 상기 롤러(5-1)를 지지할 수 있도록 설치된 링크(5-2)와, 상기 링크(5-2)의 일측 및 반대측에 설치제공된 스프링(5-3) 및 스토퍼(5-4)와, 상기 링크(5-2)의 고정단부에 연결설치된 엔코더(5-5)로 이루어지는 슬라브 높이 측정수단(5)과; 상기 슬라브 높이 측정수단(5)의 측정결과에 대응되는 버제거 작업위치로 버제거용커터(3-2)를 이동시켜 주는 커터이동용 실린더(3-5), 서보밸브(6-1), 제어기(6-2)로 이루어지는 커터 높이 조절수단(6)을 포함하는 구성을 특징으로 하는 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 측정수단(5)이 슬라브 이송롤러(3-1)와 커터(3-2) 사이, 그리고 다른 슬라브 이송롤러(3-1)와 롤러(3-1) 사이에 동일하게 설치구비되어 있는 것을 특징으로 하는 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정수단(5)의 롤러(5-1)가 상향 만곡된 슬라브(1-2) 선단의 하단 모서리부위보다 다소 높은 위치에 있도록 하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정수단(5)의 롤러(5-1)는 하향 만곡된 슬라브(1-1) 선단의 하단 모서리부위가 상기 롤러(5-1) 직경(d)의 1/4 보다 높은 위치에서 접촉하도록 하는 범위의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 연주기의 디버러 커터 높이 자동조절장치.