KR100514930B1 - 빌레트 절단설 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철소의 선재공장 등에서 사용하는 4각 빌레트에 부착된 절단설을 감지하여 그 부착면을 확인하는 빌레트 절단설 감지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 빌레트 절단설 감지장치는, 빌레트(100)의 네 면의 표면과 그 표면의 일부에 부착된 절단설(101)과의 상대변위를 각각의 면에 대해 계산하여 절단설의 부착위치를 감지하는 절단설 감지부(200)와, 절단설 감지부(200)를 고정함과 동시에 좌우로 이동가능한 프레임(300) 및 이동베드(400)와, 이동베드(400)를 좌우로 이동시키는 실린더(500)를 포함한다. 그리고, 절단설 감지부(200)는 빌레트의 단면보다 큰 4각 중공 프레임(201)과, 4각 중공 프레임의 네 면에 각각 설치되어 빌레트의 표면과 빌레트의 절단설(101)과 각각 접촉하는 접촉자(205) 및 탐촉자(203)와, 접촉자와 탐촉자가 빌레트에 접촉하도록 이동시키는 소형실린더(207) 및, 빌레트에 각각 접촉하는 접촉자와 탐촉자의 상대변위를 측정하는 선형 위치센서(204)를 포함한다.

Description

빌레트 절단설 감지장치{Bur Detector for Billets}

본 발명은 빌레트 절단설 감지장치에 관한 것이며, 특히, 제철소의 선재공장 등에서 사용하는 4각 빌레트에 부착된 절단설의 부착면을 감지하는 빌레트 절단설 감지장치에 관한 것이다.

제철소의 선재공장에서 선재용 재료로 사용되는 빌레트 중에는 연속주조된 수백미터 길이의 빌레트를 LPG 절단토치를 이용하여 적당한 길이(8~10m)로 절단하여 사용하고 있다. 이 경우 절단토치는 빌레트의 윗면에서 빌레트 길이방향의 수직방향으로 이동하며 절단한다. 따라서, 절단된 빌레트(100)의 아래면 양쪽 끝에는 도 1에 도시된 바와 같이 절단설(101)이 부착된다. 이 절단설(101)이 부착된 빌레트(100)를 후속공정인 선재공정에서 압연하면 절단설(101)이 압연롤(미도시)에 부착되어 설비사고를 유발하거나 선재제품의 품질불량을 유발하므로 압연공정 전에 절단설(101)을 제거해줄 필요가 있다.

그러나, 기존의 작업방법은 작업자가 이동 그라인더를 이용하여 빌레트(100)의 끝부분을 직접 갈아내는 방법을 사용하는데, 이러한 방법은 많은 인력을 필요로 한다. 또한, 수작업으로 절단설을 제거하기 위해서는 뜨거운 빌레트를 냉각하여야 하며, 이 경우 선재압연을 위하여 재가열시 열손실이 크게 된다.

빌레트(100)의 절단설(101)을 자동으로 제거하는 장치의 개발에 있어서, 절단설 제거작업에 앞서 절단설(101)이 부착된 면을 찾는 것이 중요하다. 또한, 절단설(101)이 부착된 빌레트(100)는 압연공정으로 이송하는 도중에 여러 과정을 거치면서 구르므로 절단설(101)이 부착된 면이 일정하게 유지되지 않는다. 따라서, 절단설 제거장치(미도시)가 절단설(101)을 효과적으로 제거하기 위해서는 임의의 방향을 향하고 있는 절단설(101)이 부착된 빌레트의 면을 감지하여 빌레트(100)의 어느면에 절단설(101)이 부착되었는지를 알 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제철소의 선재공장 등에서 사용하는 4각 빌레트에 부착된 절단설을 감지하여 그 부착면을 확인하는 빌레트 절단설 감지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 빌레트 절단설 감지장치는, 빌레트의 네 면의 표면과 그 표면의 일부에 부착된 절단설과의 상대변위를 상기 빌레트에 접촉 가능하게 각각 이동하는 접촉자와 탐촉자의 변위차로 측정하여 절단설의 부착위치를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단을 고정함과 동시에 좌우로 이동가능한 고정수단 및, 상기 고정수단을 좌우로 이동시키는 이동수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 감지수단은 상기 빌레트의 단면보다 큰 4각 중공 프레임과, 상기 4각 중공 프레임의 네 면에 각각 설치되어 상기 빌레트의 표면과 상기 빌레트의 절단설과 각각 접촉하는 접촉자 및 탐촉자와, 상기 접촉자와 탐촉자가 상기 빌레트에 접촉하도록 이동시키는 실린더 및, 상기 빌레트에 각각 접촉하는 접촉자와 탐촉자의 상대변위를 측정하는 위치센서를 포함한다.

또한, 본 발명의 4각 중공 프레임의 안쪽면에는 삽입되는 상기 빌레트의 끝면을 감지하는 감지센서가 부착되는 것이 바람직하다.

아래에서, 본 발명에 따른 빌레트 절단설 감지장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 빌레트 절단설 감지장치의 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치의 정면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치의 감지부 중 탐촉자가 상부로 최대한 상승 및 하부로 최대한 하강한 상태를 도시한 도면이다. 그리고, 도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치가 빌레트에 삽입되기 전 및 후상태를 도시한 개략도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치를 사용하여 빌레트 절단설의 감지전 및 감지시의 상태를 도시한 상세도이다.

도 2에 보이듯이, 본 발명의 빌레트 절단설 감지장치는 절단설의 부착면을 감지하는 감지부(200)와, 이런 감지부(200)를 지지하는 프레임(300)과, 이런 프레임(300)의 밑면이 고정되는 이동베드(400)와, 이런 이동베드(400)를 전후진시키는 실린더(500) 및, 이런 실린더(500)를 고정하는 고정베드(600)로 구성된다.

그리고, 도 3 내지 도 4b에 보이듯이, 본 발명의 감지부(200)는 빌레트(100)의 단면보다 큰 4각구멍을 갖는 4각 중공 프레임(201)과, 빌레트(100)의 끝면을 감지하는 감지센서(202)와, 4각 중공 프레임(201)의 네 면에 각각 설치되는 탐촉자(203), 선형 위치센서(204), 빌레트 면 접촉자(205), 접촉자(205)를 고정하여 이동하는 플레이트(206) 및 이런 플레이트(206)를 이동시키는 소형실린더(207)로 구성된다.

본 발명의 프레임(300)은 절단설 감지부(200)를 지지하는 작용을 한다. 이동베드(400)는 실린더(500)에 의해 고정베드(600) 위를 수평으로 이동하는 작용을 한다. 빌레트 끝면 감지센서(202)는 이동베드(400)와 그 위에 설치된 프레임(300) 및 그 프레임(300)에 부착된 절단설 감지부(200)가 실린더(500)에 의해 이동함에 의해 빌레트(100)가 4각 중공 프레임(201) 속으로 들어오면 빌레트(100)의 끝면을 감지하여 그 신호를 제어기(미도시)로 보내고 그 제어기의 작용에 의해 실린더(500)로 들어가는 작동유체를 차단하여 이동베드(400)와 프레임(300) 및 절단설 감지부(200)의 진행을 정지시키는 작용을 한다.

그리고, 본 발명의 절단설 감지부(200)에서 4각 중공 프레임(201)은 그 네 면의 외부에 절단설 탐촉자(203), 빌레트 면 접촉자(205), 상하 이동 플레이트(206) 및 소형실린더(207)를 지지하고, 빌레트(100)가 들어오는 입구의 반대편에서 빌레트 끝면 감지센서(202)를 부착하는 작용을 한다. 소형실린더(207)는 이동 플레이트(206)를 4각 중공 프레임(201) 내로 전후진시키는 작용을 하고, 빌레트 면 접촉자(205)는 소형실린더(207)에 의해 전진하는 이동 플레이트(206)에 부착되어 있어서, 접촉자(205)의 끝이 빌레트(100)에 닿으면 소형실린더(207)의 피스톤 로드(208)와 그 끝에 부착된 이동 플레이트(206)를 정지하게 하는 작용을 한다. 이 때, 소형실린더(207)가 부착된 플레이트(210)에 설치된 리니어 베어링(211)은 접촉자 로드(209)의 직선운동을 안내하는 작용을 한다.

그리고, 절단설 탐촉자(203) 내부의 코일스프링(212)은 자유상태에서 절단설 탐촉자(203)의 끝과 빌레트 면 접촉자(205)의 끝이 이동 플레이트(206)로부터 같은 거리에 있도록 하는 작용을 한다. 탐촉자 외피(213)는 소형실린더(207)의 피스톤 로드(208)에 의해 움직이는 이동 플레이트(206)에 고정되어 있으며, 리니어 베어링(214)은 탐촉자 외피(213)의 직선운동을 안내하는 작용을 한다. 탐촉자 외피(213)의 내부에 설치된 부싱(215)은 절단설 탐촉자(203)의 운동을 안내하는 작용을 한다.

아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 빌레트 절단설 감지장치의 작동관계에 대해 상세히 설명하겠다.

선재용 빌레트(100)가 공급장치(미도시)에 의해 이송용 컨베이어벨트(700) 위로 공급되면, 후속공정으로 진행하기 전에 후속공정의 작업상황에 따라 약 10~15초 머무른 후 이동한다. 이 시간 동안 도 5a 및 도 5b와 같이 실린더(500)를 작동시켜 이동베드(400)를 전진시키면 빌레트(100)의 한쪽 끝이 절단설 감지부(200)의 4각 중공 프레임(201) 내부로 들어온다. 그러다가, 빌레트 끝면 감지센서(202)가 빌레트(100)의 끝면을 감지하면, 제어기(미도시)의 작용에 의해 실린더(500)로 들어가는 작동유체를 차단하여 이동베드(400)와 프레임(300) 및 절단설 감지부(200)의 진행을 정지시킨다.

이렇게 이동베드(400)가 정지하면 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 4각 중공 프레임(201)의 네 면의 밖에 부착된 네 개의 소형실린더(207)가 작동하여 피스톤 로드(208)를 4각 중공 프레임(201)의 중심방향으로 전진시킨다. 이 때, 피스톤 로드(208)와 함께 이동 플레이트(206), 빌레트 면 접촉자(205) 및 절단설 탐촉자(203)를 포함한 탐촉자 외피(213)와 선형 위치센서(204) 부분도 같이 움직인다.

이 때, 이동 플레이트(206)과 함께 움직이는 접촉자(205)는 그 끝면이 빌레트(100)에 접촉할 때까지 움직이며, 탐촉자(203)의 끝면도 접촉자(205)의 끝면과 같이 움직인다.

예를 들어, 도 6b와 같이 빌레트(100)의 윗면에 절단설(101)이 있으면 빌레트(100)의 하단부를 감지하는 탐촉부에서는 접촉자(205)의 끝면과 탐촉자(203)의 끝면이 동시에 빌레트(100)의 면에 접촉되므로 접촉자(205)의 끝면과 탐촉자(203)의 끝면의 상대변위가 발생하지 않는다.

그러나, 빌레트(100)의 상단부를 감지하는 탐촉부에서는 접촉자(205)의 끝면이 빌레트(100)에 닿기 전에 탐촉자(203)의 끝면이 절단설(101)에 먼저 닿아 정지하게 되고, 접촉자(205)는 빌레트(100) 면에 닿을 때까지 계속 전진한다. 이 경우 탐촉자 외피(213)와 선형 위치센서(204)는 접촉자(205)가 빌레트(100) 면에 닿을 때까지 계속 전진하지만, 탐촉자(203)는 절단설(101)에 의해 더이상 전진하지 못하고 코일스프링(212)이 눌러지면서 탐촉자 외피(213) 내부의 부싱(215)의 안내로 탐촉자 외피(213) 내로 밀려 들어가게 된다. 따라서, 접촉자(205)와 탐촉자(203)의 사이에는 절단설(101)의 높이에 해당하는 만큼의 변위가 생긴다. 이러한 절단설 감지작업은 빌레트(100)의 네 면에서 동시에 실시하며, 그 변위를 선형 위치센서(204)가 감지하여 그 신호를 제어기(미도시)로 보내면 제어기에서는 가장 큰 변위가 생긴 면을 절단설(101)이 있는 면으로 감지하게 된다.

이렇게 하여 절단설(101)의 감지가 끝나면 소형실린더(207)의 피스톤 로드(208)에 의해 이동 플레이트(206)가 후퇴하면서 탐촉자(203)와 접촉자(205)의 끝면이 4각 중공 프레임(201)의 안쪽 면과 같은 위치가 될 때까지 이동시킨 후 이동베드(400)를 최초위치로 원위치 시킴으로써 1개의 빌레트(100)에 대한 절단설(101) 부착면 감지를 끝내게 된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 빌레트 절단설 감지장치는 빌레트의 임의의 면에 부착된 절단설의 부착면을 자동으로 감지하여 후속공정인 절단설 제거장치가 효과적으로 절단설을 제거하게 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 빌레트 절단설 감지장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 절단설이 형성된 선재용 빌레트를 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 빌레트 절단설 감지장치의 측면도이고,

도 3은 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치의 정면도이고,

도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치의 감지부 중 탐촉자가 상부로 최대한 상승 및 하부로 최대한 하강한 상태를 도시한 도면이고,

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치가 빌레트에 삽입되기 전 및 후상태를 도시한 개략도이며,

도 6a 및 도 6b는 도 2에 도시된 빌레트 절단설 감지장치를 사용하여 빌레트 절단설의 감지전 및 감지시의 상태를 도시한 상세도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 빌레트 101 : 절단설

200 : 절단설 감지부 201 : 4각 중공 프레임

202 : 빌레트 끝면 감지센서 203 : 절단설 탐촉자

204 : 선형 위치센서 205 : 빌레트 면 접촉자

206 : 이동 플레이트 207 : 소형실린더

300 : 프레임 400 : 이동베드

500 : 실린더 600 : 고정베드

Claims (3)

1. 빌레트의 표면에 부착된 절단설을 감지하는 장치에 있어서,

   상기 빌레트의 네 면의 표면과 그 표면의 일부에 부착된 절단설과의 상대변위를 상기 빌레트에 접촉 가능하게 각각 이동하는 접촉자와 탐촉자의 변위차로 측정하여 절단설의 부착위치를 감지하는 감지수단과,

   상기 감지수단을 고정함과 동시에 좌우로 이동가능한 고정수단 및,

   상기 고정수단을 좌우로 이동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 빌레트 절단설 감지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 감지수단은 상기 빌레트의 단면보다 큰 4각 중공 프레임과, 상기 4각 중공 프레임의 네 면에 각각 설치되어 상기 빌레트의 표면과 상기 빌레트의 절단설과 각각 접촉하는 접촉자 및 탐촉자와, 상기 접촉자와 탐촉자가 상기 빌레트에 접촉하도록 이동시키는 실린더 및, 상기 빌레트에 각각 접촉하는 접촉자와 탐촉자의 상대변위를 측정하는 위치센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌레트 절단설 감지장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 4각 중공 프레임의 안쪽면에는 삽입되는 상기 빌레트의 끝면을 감지하는 감지센서가 부착되는 것을 특징으로 하는 빌레트 절단설 감지장치.