KR100543187B1 - 티피엠 작업롤의 오염물질 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 티피엠(TPM : Temper Pass Mill) 작업롤상의 오염물질을 제거하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 덜(dull), 오일과 같은 오염물질이 스트립을 압연하는 티피엠 롤 표면에 부착되는 경우, 해당 롤 부위에 상응하는 분사노즐을 통해 세척액을 분사하여, 해당 오염물질을 자동으로 제거하는 장치에 관한 것이다.
티피엠, 작업롤, 워크롤, 보강롤, 백업롤, 덜, 덜마크, 오일드롭, 스트립, 소둔공정

Description

티피엠 작업롤의 오염물질 제거장치{Contaminant removal apparatus for temper pass mill}
도 1은 본 발명에 따른 오염물질 제거장치를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 오염물질 제거장치의 세척액 분사부를 상세히 보여주는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 오염물질 제거장치가 적용된 상태를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 오염물질 제거장치의 사용 및 동작과정을 보여주는 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 백업롤(back up roll, 보강롤) 2 : 작업롤(work roll, 워크롤)
3 : 노즐(nozzle) 4 : 유니온(union)
5 : 배관 6 : 솔레노이드밸브(solenoid valve)
7 : 전원공급박스 8 : 커버(cover)
9 : 슬라이더(slider) 10 : 실린더(cylinder)
11 : 전진용 펌프(pump) 12 : 후진용 펌프
13 : 피스톤(piston) 14 : 밸브(valve)
15 : 실린더(10) 전진시 오일 공급방향
16 : 실린더(10) 전진시 오일 배출방향
17 : 실린더(10) 후진시 오일 공급방향
18 : 실린더(10) 후진시 오일 배출방향
19 : 가이드블록(guide block) 20 : 세척액 공급배관
21 : 보조탱크 에어방출(vent) 배관 22 : 에어방출 밸브
23 : 보조탱크 고정볼트 24 : 보조탱크
25 : 볼밸브(pneumatic ball valve) 26 : 에어 공급/차단 스위치
27 : 에어방출 스위치 28 : 세척액 공급/차단 스위치
29 : 드라이어(dryer) 30 : 메인탱크(main tank)
31 : 에어 압력게이지 32 : 유량게이지 호스
33 : 레벨센서(level sensor) 34 : 레귤레이터(regulator)
35, 36 : 보조탱크 드레인(drain)밸브
37 : 드레인배관 38 : 펜던트(pendent)스위치박스
39 : 피엘시 판넬(PLC panel) 40 : 램프(lamp)
본 발명은 티피엠(TPM : Temper Pass Mill) 작업롤상의 오염물질을 제거하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 덜(dull), 오일과 같은 오염물질이 스트립을 압연하는 티피엠 롤 표면에 부착되는 경우, 해당 롤 부위에 상응하는 분사노즐 을 통해 세척액을 분사하여, 해당 오염물질을 자동으로 제거하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 비피(BP : Black Plate)제품을 생산하는 소둔공정의 티피엠(TPM : Temper Pass Mill)은 생산되는 스트립(strip)에 조도를 부여하고, 형상을 부여해 주는 설비로서, 4하이 스탠드(4hi-stand)의 구조로 상하부측에 각기 두개씩의 백업롤(back up roll, 보강롤)과 작업롤(work roll, 워크롤)이 있어, 이 롤들 사이로 생산되는 스트립이 지나가게 된다.
이때, 쇳가루와 같은 이물들이 뭉쳐져 워크롤 표면에 부착되어 생산되는 스트립에 전사되어 덜 마크(dull mark)를 발생시키거나 오일, 그리스 등이 밀 스탠드(mill stand) 내부에서 비산되거나 벽체나 천정에 맺혀져 있던 오일 방울들이 회전하는 롤이나 스트립에 떨어져 오일 드롭(oil drop)과 같은 결함이 발생되곤 한다.
따라서, 티피엠 내부의 롤에 덜, 오일과 같은 오염물질이 부착되면, 작업자가 이를 확인하고, 그 사실을 출측 로컬(local) 운전자(운전실 내부가 아닌 설비측에서 근무하는 작업자를 말함)에게 통보하면, 출측 로컬 운전자가 밀 스탠드 내부로 들어가 롤에 묻어 있는 결함인자를 수입봉(나무봉 끝에 보루가 묶여 있는 것)을 이용하여 닦아 내거나 칼(knife) 등으로 제거하곤 하였다.
따라서, 결함인자를 제거하기 위해 작업자가 밀 스탠드 내부에 들어가는 과정에서 돌출부 등의 많은 위험요소와 직접 작업자가 손으로 걸레를 쥐고 구동체를 접촉하는 것에 의한 잠재 위험요인이 많아, 안전사고가 발생될 소지가 많았다.
그리고, 출측 로컬 운전자가 결함제거를 즉시 실행하지 않으면, 오염물질에 의해 결함이 발생된 스트립은 후속공정인 정정라인으로 보내져 스프레이(spray)를 이용해 결함제거 작업을 거치게 되거나 정품으로 생산하기 위하여 소둔라인을 두세번 더 통과되도록 조치되었다.
이때, 결함인자 제거를 위해 온라인의 멈춤과 재가동이 반복되어 생산성 하락과 에너지 원단위(전력,가스,용수 등) 증가의 문제가 발생되고, 종래 스프레이를 이용하는 경우에는 유량 조절 및 국부적 스프레이가 되지 않아, 제 2의 품질 결함을 유발시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 검사자가 롤 표면에 부착되는 오염물질을 확인 후, 출측 로컬 운전자에게 통보하여 조치하도록 하던 것을, 검사대에서 오염물질을 확인함과 동시에 검사대 또는 출측 운전실에 구비된 엠엠아이(MMI : Man Machine Interface) 단말기를 이용하여 오염물질이 부착된 롤부위에 대응하는 분사노즐로부터 세척액이 자동 분사되도록 조작하여 오염물질을 자동으로 제거하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 티피엠 작업롤의 오염물질 제 거장치는, 각 두개씩의 백업롤(1)과 작업롤(2)로 구성되는 티피엠(TPM : Temper Pass Mill)의 상기 각 백업롤(1)과 작업롤(2) 사이의 롤 바이트부의 전방에 각기 설치되어, 상기 롤(1, 2)표면에 부착되는 덜, 오일과 같은 오염물질을 세척액 분사를 통해 제거하는 장치로서, 엠엠아이 단말기와 펜던트 스위치 박스(38)를 통해, 분사시간, 해당 장치 및 해당 분사노즐과 같은 분사조건이 선택되어 가동되며, 대응하는 소정 롤 표면 간격을 커버하는 다수개의 노즐(3)이 몸체에 상하 및 좌우로 움직임 가능하게 설치되어 솔레노이드밸브(6)와 연결되어 있고, 상기 각 솔레노이드밸브(6)는 세척액이 공급되는 배관(20)과 연결되어 있으며, 상기 배관(20)을 통해 공급되는 세척액이 저장되는 탱크(24, 30)가 구비되어 있고, 상기 세척액 공급은 건조된 에어에 의해 적정압력으로 이루어지며, 상기 노즐(3)의 각도조정 및 교환을 위해 상기 몸체를 전후진시키기 위한 유압펌프(11)를 이용하는 실린더(10)가 장착되어 있고, 상기 노즐(3)부를 보호하기 위한 커버(8)가 상기 몸체에 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 오염물질 제거장치는 크게 세척액 분사부와 세척액 공급부 및 제어부로 구성된다.
도 1은 본 발명에 따른 오염물질 제거장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 오염물질 제거장치중의 세척액 분사부를 상세하게 보여주는 사시도이며, 도 3은 오염물질 제거장치가 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도면들을 참조하면, 몸체에 노즐(3)이 다수개(바람직하게, 11개) 설치되어 있고, 노즐(3)은 작업자가 상하 및 좌우로 조작시 자유자재로 움직이도록 되어 있으며, 유니온(union)(4)에 의해 각각의 솔레노이드밸브(6)와 연결되어 있으며, 상기 솔레노이드밸브(6)는 세척액이 공급되는 배관(20)과 연결되어 있다.
그리고, 솔레노이드밸브(6)를 동작시키는 솔레노이드밸브 전원공급박스(7)와 노즐(3)의 각도조정 및 교환을 안전하게 하기 위해 몸체를 전후진이 가능하도록 하는 유압펌프(11)를 이용하는 실린더(10)가 장착되어 있으며, 이로써 실린더(10)의 동작에 의해 부설된 슬라이더(9)상으로 몸체가 일체화된 가이드블록(19)을 통해 전후진되게 된다.
또한, 스탠드(stand) 내부에서 스트립(strip)의 파단이 발생할 경우, 노즐(3)부를 보호하기 위한 커버(cover)(8)가 도시된 바와 같이 몸체에 부착되어 있다.
나아가, 전술한 세척액 분사부로 세척액을 공급하는 세척액 공급부를 살펴 보면, 사용되는 세척액은 작업자에 의해 보조탱크(24)에 넣어지고, 보조탱크(24)의 개폐시 탱크내부 잔압에 의한 문제를 해결하기 위한 에어방출용 배관(21)과 밸브(22)가 설치되어 있으며, 메인탱크(30)로 세척액을 공급할 수 있도록 보조탱크(24)와 메인탱크(30) 사이에는 볼밸브(25)가 구비되어 있다.
그리고, 세척액을 이송하기 위한 에어 공급/차단 스위치(26)와 에어방출 스위치(27) 및 메인탱크(30)로 세척액을 공급하기 위한 세척액 공급/차단 스위치(28)가 구비되어 있으며, 세척액의 공급을 위해 드라이어(29)에 의해 수분이 제거된 에 어가 공급될 때 적정 에어압력을 셋팅 가능하도록 하는 에어압력계(31)가 구비되어 있어서, 셋팅된 에어 압력으로 세척액 공급배관(20)을 통해 세척액이 공급되도록 한다.
또한, 세척액의 메인탱크(30)에는 내부의 유량을 현장에서 확인이 가능하도록 유량게이지 호스(32)가 부착되어 있으며, 또한 메인탱크(30)에 부착된 레벨센서(33)에 의해 검사대 또는 출측운전실내에 위치하는 엠엠아이(MMI : Man Machine Interface) 단말기(미도시)의 화면에서 알람(alarm) 기능이 제공되어, 작업자가 세척액의 레벨 정도를 용이하게 확인할 수 있다.
세척액 탱크(보조 및 메인)(24, 30) 내부에는 이물질을 걸러 주는 필터(filter)(미도시)가 구비되어 있으며, 내부를 청소해야 될 필요가 있을 경우를 대비하여 드레인(drain)밸브(35)(36)가 또한 설치되어 있다.
그리고, 검사대 또는 출측운전실내에 설치되어 있는 엠엠아이(MMI)가 고장 등으로 인하여 동작이 안 될 경우에 사용 가능한 펜던트 스위치 박스(pendent switch box)(38)가 구비되어 있어서, 작업자가 이를 이용해서도 세척액 분사시간과 분사해야 할 분사노즐(3) 및 어느 곳의 분사장치인지를 선택하여 그 조작이 가능하며, 상기 펜던트 스위치 박스(38)를 전기적으로 컨트롤할 수 있는 피엘시 판넬(PLC panel)(39)이 또한 구비되어 있다.
도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이 세척액 분사부에 부착된 노즐(3)의 교체 및 각도조정이 필요할 경우에, 노즐(3)에 부착된 몸체를 전후진이 가능하도록 유압펌프(11)가 있어, 후진시에는 실린더(10)가 펌프(12)에 의해 오일을 화살표 방향(17)으로 밀고, 이때 화살표 방향(18)으로 오일이 빠지며, 전진시에는 반대로 실린더(10)가 펌프(11)에 의해 화살표 방향(15)으로 밀고, 이때 화살표 방향(16)으로 오일이 빠지게 된다.
그리고, 도 3은 본 발명에 따른 오염물질 제거장치의 해당 노즐(3)을 엠엠아이(MMI)에서 선택 조작하여 세척액이 분사되는 상황을 보여준다.
도 4는 전술한 구성의 오염물질 제거장치의 사용 및 작동과정을 도시한 흐름도로서, 전술한 설명을 뒷받침한다.
통상적으로, 소둔과정의 티피엠(TPM)은 두개의 스탠드로 구성되어 있으며, 각 스탠드에는 두쌍의 작업롤(2)과 백업롤(1)이 설치되어 있다.
따라서, 도면상에 오염물질 제거장치가 하나만 설치된 경우를 설명의 편의상 대표적으로 나타내었으나, 원래 각 스탠드의 각 작업롤(2)과 백업롤(7) 사이에는 본 발명의 장치가 설치되게 된다.
이하, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 오염물질 제거장치의 작용에 대하여 상세히 설명한다.
티피엠(TPM) 내부에 스트립을 사이에 두고, 상하부에 두개씩의 워크롤(2)과 백업롤(1)이 있어, 생산되는 스트립에 조도를 부여하고, 형상교정 및 스트레쳐 스트레인(stretcher strain)을 부여해 주게 된다.
이때, 이러한 롤상에 덜이나 오일 등의 오염물질이 부착될 경우, 검사자는 이 오염물질의 부착위치 즉, 스트립의 워크 사이드(work side)인지 드라이브 사이드(drive side)측인지, 스트립의 전면인지 이면인지 등을 확인한 후에, 엠엠아이(MMI) 단말기에서 몇번 스탠드의 상하부 어떤 오염물질 제거장치를 가동할지를 선택하고, 해당 오염물질 제거장치의 몇번 노즐(3)을 가동할지를 또한 선택한다.
본 발명에 따르면, 노즐(3)은 워크 사이드측에서 드라이브 사이드측으로 1번에서 11번까지 11개가 설치되어 있는데, 이는 스트립의 폭이 최대 1,100㎜ 이내로 한개의 노즐에서 분사되는 세척액이 100㎜ 간격을 커버하도록 되어 있기 때문이다.
그러나, 이러한 노즐 설치 개수는 이에 한정되지 않는다.
그리고, 세척액 분사시간을 타임 모드(time mode) 즉, 슬라이트 모드(slight mode : 5초), 미들 모드(middle mode : 10초), 헤비 모드(heavy mode : 30초) 중에서 하나를 선택하고, 이와 다르게 직접 원하는 분사시간을 입력한 후, 세척액 분사가 이루어지도록 가동시킨다.
이에 따라, 메인탱크(30)에 있는 세척액이 드라이어(29)에서 수분이 제거된 에어에 의해 레귤레이터(34)를 통해 배관(20)으로 공급되게 되며, 솔레노이드밸브 전원박스(7)가 솔레노이드밸브(6)를 동작시켜, 선택된 노즐(3)에서 세척액이 작업롤(2)과 백업롤(1) 사이의 롤 바이트(roll bite)부에 분사되어 부착된 오염물질을 제거하도록 한다.
물론, 전술한 바와 같이 엠엠아이(MMI) 단말기에서와 동일하게 펜던트 스위치 박스(38)에서도 조작이 가능하게 되어 있어, 작업자가 오염물질인 결함인자를 직접 육안으로 확인하면서, 1번 스탠드 또는 2번 스탠드인지, 그리고 해당 스탠드의 상부인지 하부인지의 선택스위치를 전환하고, 몇번째 노즐을 동작할 것인지 그 리고 분사시간은 얼마로 셋팅할 것인지 타임 모드를 선택하여 온/오프 스위치를 동작시킬 수 있으며, 피엘시 판넬(39)의 상부에는 정상동작이 되고 있는지, 그리고 엠엠아이 단말기에서 조작을 했는지 아니면 밀 스탠드 내부에 있는 펜던트 스위치 박스(38)로 동작했는지를 확인할 수 있도록 하는 램프(40)가 여러 색상으로 구분 부착되어 있어, 작업자가 먼 곳에서도 램프(40)을 확인하여 작동상태를 용이하게 확인할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 종래에 비해 빠르고, 간편하게 롤에 부착된 오염물질을 자동으로 제거할 수 있게 되어, 생산성 향상을 기할 수 있음은 물론이고, 결함 발생량과 재처리재의 발생을 줄일 수 있으며, 원가절감(전력, 가스, 용수 등)과 함께 작업자 안전사고를 예방할 수 있는 등의 다대한 효과를 볼 수 있다.

Claims (1)

  1. 각 두개씩의 백업롤(1)과 작업롤(2)로 구성되는 티피엠(TPM : Temper Pass Mill)의 상기 각 백업롤(1)과 작업롤(2) 사이의 롤 바이트부의 전방에 각기 설치되어, 상기 롤(1, 2)표면에 부착되는 덜, 오일과 같은 오염물질을 세척액 분사를 통해 제거하는 장치로서,
    엠엠아이 단말기 또는 펜던트 스위치 박스(38)를 통해, 분사시간, 해당 장치 및 해당 분사노즐과 같은 분사조건이 선택되어 가동되며,
    대응하는 소정 롤 표면 간격을 커버하는 다수개의 노즐(3)이 몸체에 상하 및 좌우로 움직임 가능하게 설치되어 솔레노이드밸브(6)와 연결되어 있고, 상기 각 솔레노이드밸브(6)는 세척액이 공급되는 배관(20)과 연결되어 있으며, 상기 배관(20)을 통해 공급되는 세척액이 저장되는 탱크(24, 30)가 구비되어 있고, 상기 세척액 공급은 건조된 에어에 의해 적정압력으로 이루어지며, 상기 노즐(3)의 각도조정 및 교환을 위해 상기 몸체를 전후진시키기 위한 유압펌프(11)를 이용하는 실린더(10)가 장착되어 있고, 상기 노즐(3)부를 보호하기 위한 커버(8)가 상기 몸체에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 티피엠 작업롤의 오염물질 제거장치.
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