KR100326901B1 - 평탄도측정롤 - Google Patents

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Abstract

열간 스트립 압연 트레인에서 인장하에 있는 압연스트립의 평탄도를 측정하기 위한 장치 및 측정롤을 제공하기 위해, 본 발명은 마무리 압연 트레인의 롤스탠와 릴 사이에 압연방향으로 하나 이상의 측정롤을 배치하고, 각각의 측정롤상에 압연스트립을 통과시키며, 스트립의 인장으로 인해 구부러지는 각각의 측정롤의 굽힘을 측정하기 위한 측정값 수집기가 배치되는 것을 제안하고 있다.

Description

평탄도 측정롤{PLANHEI TSMESSROLLE}
본 발명은 다수의 롤 스탠드가 장착된 거친 압연 트레인 및 마무리 압연 트레인과 릴을 구비한 열간 스트립 압연 트레인에서 인장하에 있는 압연 스트립 평탄도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 추가로 본 발명은 이러한 장치에 사용하기 위해 사용되는 다수의 측정롤에 관한 것이다.
압연 스트립의 평탄도 편차는 압연 스트립의 폭에 걸쳐 길이상의 차이에 의해 발생한다. 압연 스트립이 인장하에 있기 때문에, 길이상의 차이는 적어도 일부가 탄성신장에 의해 상쇄된다. 따라서 길이상의 차이를 직접 측정할 수 없다. 그러나 평탄도에 있어서의 오차를 조사하기 위해 길이상의 차이에 좌우되는 인장응력의 분포를 활용할 수 있다.
냉간압연되는 스트립에 있어서 평탄도의 편차를 확인하기 위해 예를 들어 편향 롤을 사용한다. 인장에 비례하는 편향력은 스트립의 편향시 측정값으로서 사용된다.
DE 제37 21 746 A1호에는 열간 광폭 스트립 압연 트레인에서 인장하에 있는 압연 스트립의 평탄도를 측정하기 위한 방법뿐만 아니라 장치가 제안되어 있다. 분획화된 인장 측정롤을 사용하여 압연 스트립에서 인장의 분포를 측정하고 이러한 방식으로 평탄도를 간접적으로 측정한다. 이러한 분획화된 롤에 있어서는 공격적인 매질 속에 도입되고 작동되는 롤의 사이가 막혀, 이에 의해 기능상 현저히 손상되는 상당한 위험이 있다.
이러한 종래의 기술상태로부터 출발하여 본 발명은 대안적인 측정원리에 근거하고 공지된 장치의 단점을 나타내지 않는 장치 및 측정롤을 제안하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제는 위에서 기술한 종류의 장치에 있어서, 마무리 압연 트레인의 제1 롤 스탠드와 릴 사이에 압연방향으로 하나 이상의 측정롤이 배치되고, 각각의 측정롤에 걸쳐 압연 스트립이 인도되고, 측정롤은 스트립의 인장에 의해 구부러지고 측정롤의 굽힘을 측정하기 위해 측정값 수집기가 제공됨으로써 해결된다.
본 발명에 따른 장치는 특히 매우 얇은 스트립을 압연하는데 유리하게 사용될 수 있다.
유리하게는 마무리 압연 트레인의 롤 스탠드들 사이에 및/또는 압연방향에서 마무리 압연 트레인의 최종 롤 스탠드 뒤에 및/또는 릴에 대한 구동장치 앞에 및/또는 구동장치와 릴 사이에 하나 이상의 측정롤이 배치된다.
하나 이상의 측정롤 장치의 배치에 따라 측정롤에 의해 수득되는 측정값은 롤 스탠드의 롤을 축선방향으로 변위시키기 위해, 롤의 굽힘을 변경시키기 위해, 그리고 롤 스탠드의 조정 시스템을 선회시키기 위해 사용될 수 있다. 추가로 측정롤의 적절한 배치에 의해 압연 스트립 및/또는 작업롤의 냉각에도 영향을 줄 수 있다.
예를 들어 구동장치와 릴 사이에 하나의 측정롤이 배치되는 경우, 이러한 측정롤에 의해 수득되는 측정값은 구동장치의 선회를 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식에 의해 릴을 맨드릴상에 감는 중에 스트립의 주행을 조절 할 수 있다.
릴에 대한 구동장치가 통상적인 바와 같이 스트립 냉각장치의 뒤에 배치되는 경우, 릴에 대한 구동장치 앞에 배치되는 측정롤에 의해 스트립 냉각의 영향이 측정되고 경우에 따라 스트립 냉각이 후속적으로 조절될 수 있다.
탄성적으로 휠 수 있는 측정롤이 속이 빈 공동상태이고 위치가 고정된 베어링에서 회전할 수 있게 위치하며, 하나 이상의 측정값 수집기를 위한 지지부가 부하되지 않은 측정롤의 축에 대해 동심원상으로 연장되어 있는 측정롤의 내부에 축방향으로 배치되는 경우, 각각의 측정값 수집기는 외적인 영향에 대해 확실하게 보호된다.
측정값 수집기에 대한 지지부의 치수는 지지부와 측정롤의 내주면 사이의 공동 공간이 탄성 측정롤의 굽힘에 지장이 없도록 충분한 크기로 설정된다.
바람직하게는 변위 측정기는 직선 지지부에 대한 측정롤의 굽힘을 측정한다. 측정롤의 고정 베어링이 힘 측정장치가 배치되어 있는 베어링 지지부에서 유지되는 경우 스트립의 평탄도에 대한 더욱 정밀한 측정이 유도된다. 이 힘 측정장치는 다수의 방향에서 힘을 검출할 수 있는 것이 유리하다.
다수의 측정값 수집기, 특히 변위 측정기들이 외주에 걸쳐 균등하게 지지부의 축방향으로 이격되어 배치되는 경우, 측정롤의 각각의 위치에 있어서 다수의 측정값이 수집되고 이로부터 평균값을 형성한다. 평균값을 형성함으로써 측정의 정확성 및 신뢰성이 향상된다. 일반적으로 다수의 위치에서 각각 2개의 반대편에 위치하는 측정값 수집기가 제공되는 것으로 충분하다.
측정값 수집기에 대한 지지부가 측정값 수집기와 연결되는 축방향의 통로를 구비하는 경우, 이들의 전원라인은 지지부의 내부에서 보호되어 인도된다.
전기적인 측정값 수집기 대신에 예를 들어 레이저를 사용하는 변위측정을 이용할 수 있다. 시그널 전송선으로서 유리섬유 전송선이 고려된다.
탄성적으로 휠 수 있는 측정롤이 속이 빈 공동상태이고, 위치가 고정된 베어링에서 회전할 수 있게 위치하고, 측정롤의 내부에 정수압 매질용 통로를 구비한 성형체가 연장되고, 이때 통로는 적어도 부분적으로 측정롤과 성형체 사이에 형성된 공동 공간에 개구되고 이 통로와 하나 이상의 유량 측정장치(예를 들어 프로펠러 또는 초음파를 사용하는 직접적인 측정; 드로틀상의 압력강하)가 연결되어 있는경우, 정수압 시스템에서 압력강하를 기초로하여 측정롤의 굽힘이 결정되고 그에 따라 스트립의 평탄도가 추정된다. 압연 스트립의 인장에 따라 성형체의 통로내의 체적유량이 변한다. 이러한 본 발명의 실시예에 있어서 체적유량은 유리하게 측정롤의 외부에서 압연 스트립의 열에 의해 영향을 받지 않고서 유량 측정장치를 사용하여 측정된다. 부차적인 효과로서 정수압 매질의 열은 측정롤로 방출된다. 이로써 정수압 매질은 대부분 얇은 벽으로 형성된 탄성적으로 휠 수 있으며 속이 빈 공동의 측정롤을 압연 스트립이 위치하는 범위에서 유효하게 지지한다.
적합한 정수압 매질로서 예를 들어 오일, 물 또한 공기도 언급된다.
측정상의 정확도를 높이기 위해 정수압 매질용 통로들은 그것들의 개구부 영역에서 바람직하게는 포켓형으로 확장되어 있다.
바람직하게는 다수의 포켓형 또는 깔때기형으로 확장된 통로의 개구부들을 측정롤의 폭에 걸쳐 배치되어 있다.
이후 본 발명은 다수의 실시예를 사용하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 내부에 배치된 변위측정 시스템이 구비되어 있는 측정롤을 도시하는 도면,
도 2는 정수압 지지부를 가진 측정롤을 도시하는 도면,
도 3은 길이방향 단면에서 -각각 도식적으로-우측의 절반부에 상이한 압력에 대한 유량 측정부가, 그리고 좌측의 절반부에 직접적인 유량 측정부가 구비되어 있는 도 2에 따른 측정롤을 도시하는 도면.
번호 1로 나타낸 탄성적으로 휠 수 있는 측정롤은 베어링 지지부(3)상에 지지되는 2개의 진자롤 베어링(2)에 걸쳐 위치한다. 베어링 지지부(3)는 크로스 빔(5)을 토대로 하고 있다. 베어링 지지부(3)와 크로스 빔(5) 사이에는 각각 하나의 힘 측정장치(4)가 존재한다.
도 1에서는 부하되지 않은 것으로 도시된 측정롤의 축에 대해 동심원적으로 및 축방향으로 측정롤(1)의 내부에서 지지부(8)가 연장된다. 마찬가지로 지지부(8)는 베어링 지지부(3)에서 지지된다.
측정롤(1)의 폭에 걸쳐 규칙적인 간격을 두고 지지부(8)상에 각각 대향적으로 위치하는 변위측정 시스템(9)이 배치된다. 변위측정 시스템(9)의 상이한 시그널로부터 도면에서는 도시되지 않은 컴퓨터에 의해 측정롤(1)의 굽힘선이 압연 스트립(11)의 중량하에 검정된다. 2개의 변위측정 시스템(9)을 각각 대향적으로 배치시키는 것에 의해 측정롤(1)의 한 위치에서 각각 2개의 측정값을 수집할 수 있고 이로부터 평균값을 형성할 수 있다. 이는 측정에 있어서의 정확성과 신뢰성을 향상시킨다. 지지부(8)의 축방향으로 통로(12)에 걸쳐 도면에서는 도시되지 않은 전기 연결관이 변위측정 시스템(9)에 인도된다.
굽힘선 및 힘 측정장치(4)의 시그널로부터 압연 스트립(11)에서의 인장분포를 확인하고 이를 사용하여 롤러밴드의 평탄도를 결정한다.
이러한 실시양태에 있어서는 측정롤(1)의 내부에 변위측정 시스템(9)을 보호배치하는 것에 특징이 있다.
측정롤(1)의 측면도로부터 베어링 지지부(3)를 고정된 거리에서 유지하는 크로스 빔(5) 자체는 수압식 실린더(13)상에 배치되고, 수압식 실린더를 사용하여 측정롤(1)이 압연 스트립(11)에 대해 하부로부터 가압되는 것을 알 수 있다. 크로스 빔(5)은 또한 선택적으로 움직일 수 있도록 설치됨으로써 이러한 경우 측정롤(1)은 압연 스트립의 트랙에서 이동하거나 바람직하게는 스트립의 시단 및 말단상에서 보호되는 위치로 주행이동가능하다.
도 2는 전체적으로 측정값을 수집하기 위해 하나의 정수압 시스템을 구비하고 있는, 번호 31로 나타낸 측정롤을 나타낸다.
탄성적으로 휠 수 있는 롤(32)은 내부가 빈 공동이고 도 2에 나타내지 않은 고정된 베어링에 회전할 수 있게 장착되어 있다. 측정롤(32)의 내부에서 실린더형 성형체(33)가 롤(32)에 대해 동축으로 배치되어 있다. 축을 따라 성형체(33)를 통해 연장된 다수의 통로(34, 35)는 말단영역에서 직각으로 굽어있고 측정롤(32)과 성형체(33) 사이에 형성되는 공동공간(36)에 개구되어 있다. 이 개구부의 영역에서 통로(34, 35)는 포켓(37a) 또는 깔때기(37b)(도 3 참조; 이러한 깔때기는 도 3에 개략적으로 나타나 있다)모양으로 형성되어 있다. 캐스케이드 형태로 배치되는, 정수압 매질을 유입시키기 위한 통로(34, 35)의 측방에 유입된 정수압 매질의 방출부로서 사용되는 추가의 통로(38)가 배치된다.
롤(32)위를 통과하는 압연 스트립(39)은 비교적 벽이 얇은 롤(32)를 휘게 한다. 통로(34, 35)에 의한 정수압 매질의 유입은 롤의 휨의 결과로 감소된다. 유량의 변화는 각각의 포켓(37a) 및 각각의 깔때기(37b)의 영역에서 작용하는 압연 스트립(39)의 인장의 척도이다. 통과유량의 변화는 직접 측정될 수 있거나 드로틀 위치에 있어서의 압력강하로부터 측정되며; 두가지의 가능성을 도 3에 나타내었다. 좌측 절반의 도면에 따른 직접 작동하는 유량 측정장치(40)는 통로(34, 35)에서 프로펠러(41)-또한 예를 들어 초음파 측정도 가능하다-를 보유하고 이에 의해 측정되는 유량은 측정값 변환기(42)에서 제어를 위해 전기 시그널로 변환된다. 또다른 유량 측정장치(43)는 우측 절반의 도면에 도시하였다. 여기서 통로(34, 35)에드로틀(44)이 제공되며, 이 드로틀은 압력차로부터 유량변화를 검출하여, 측정값의 변환기(42)에 의해 전기 시그널로서 제어장치에 보내진다.
정수압 매질은 동시에 측정롤(32) 뿐만 아니라 압연 스트립(38)을 냉각시키는 기능도 한다.

Claims (14)

  1. 다수의 롤 스탠드가 장착된 거친 압연 트레인 및 마무리 압연 트레인과 릴을 구비한 열간 스트립 압연 트레인에서 인장하에 있는 압연 스트립의 평탄도를 측정하기 위한 장치에 있어서,
    -마무리 압연 트레인의 제1 롤 스탠드와 릴 사이에 압연방향으로 하나 이상의 측정롤(1, 22, 31)이 배치되고,
    -압연 스트립의 인장에 의해 구부러지게 되는 각각의 측정롤에 걸쳐 압연 스트립(11, 27, 39)이 인도되고,
    -각각의 측정롤의 굽힘을 측정하기 위해 측정값 수집기(4, 9, 26, 34, 35, 38)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 측정롤이
    -마무리 압연 트레인의 롤 스탠드를 사이에 및/또는
    -압연방향에서 마무리 압연 트레인의 최종 롤 스탠드 뒤에 및/또는
    -릴에 대한 구동장치 앞에 및/또는
    -구동장치와 릴 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 측정롤(1, 22, 31)에 의해 수득되는 측정값이 롤 스탠드의 롤을 축선방향으로 변위시키기 위해, 롤의 굽힘을 변경시키기 위해, 그리고 롤스탠드의 조정 시스템을 선회시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 측정롤(1, 22, 31)이 구동장치와 릴 사이에 배치되고 이러한 측정롤에 의해 수득되는 측정값이 구동장치의 선회를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 탄성적으로 휠 수 있는 측정롤(1)이 속이 빈 공동상태이고 위치가 고정된 베어링(2)에서 회전할 수 있게 위치하며, 하나 이상의 측정값 수집기(9)를 위한 지지부(8)가 부하되지 않은 측정롤의 축(7)에 대해 동심원상으로 연장되어 있는 측정롤의 내부에 축방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 장치를 위한 측정롤.
  6. 제 5 항에 있어서, 측정값 수집기(9)가 변위 측정기인 것을 특징으로 하는 측정롤.
  7. 제 5 항에 있어서, 위치가 고정된 베어링(2)이 힘 측정장치(4)가 배치되어 있는 베어링 지지부(3)에서 유지되는 것을 특징으로 하는 측정롤.
  8. 제 5 항에 있어서, 베어링(2)을 지지하는 베어링 지지부(3)들에 결합되어 베어링 지지부들을 일정한 거리로 유지시키는 굽힘에 강성인 크로스 빔(5)을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 측정롤.
  9. 제 5 항에 있어서, 다수의 측정값 수집기(9)가 지지부의 외주에 걸쳐 균등하게 지지부(8)의 축방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 측정롤.
  10. 제 5 항에 있어서, 다수의 방향에서 힘을 측정하기 위한 측정장치(4)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 측정롤.
  11. 제 5 항에 있어서, 지지부(8)가 측정값 수집기(9)에 연결된 축방향의 통로(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정롤.
  12. -탄성적으로 휠 수 있는 측정롤(32)이 속이 빈 공동상태이고 위치가 고정된 베어링에서 회전할 수 있게 위치하며,
    -측정롤(32)의 내부에 정수압 매질을 위한 통로(34, 35, 38)가 제공된 성형체(33)가 연장되어 있으며, 이때 통로(34, 35, 38)는 적어도 부분적으로 측정롤(32)과 성형체(33) 사이에 형성되는 공동공간(36)에 개구되고,
    -하나 이상의 유량 측정장치(40, 43)가 통로(34, 35, 38)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 장치를 위한 측정롤.
  13. 제 12 항에 있어서, 통로(34, 35, 38)가 그것들의 개구부 영역에서 포켓형 또는 깔때기형으로 확장되는 것을 특징으로 하는 측정롤.
  14. 제 12 항에 있어서, 하나 이상의 통로(34, 35)가 유입부로서 형성되는 것을 특징으로 하는 측정롤.
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