KR100604504B1

KR100604504B1 - 금속 스트립의 권취 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100604504B1
Application number: KR1020017006314A
Authority: KR
Inventors: 구키자키다이치; 이마제키도시오; 우에다기요시
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2006-07-25
Also published as: KR20010107974A; ES2234292T3; WO2001021335A1; DE69922242T2; CN1333710A; EP1132155B1; DE69922242D1; EP1132155A4; CN1203936C; CA2351757A1; EP1132155A1; CA2351757C

Abstract

판두께가 얇은 금속 스트립을 고속으로 권취할 때에 금속 스트립에 센터 버클에 의한 형상 불량이 발생하지 않도록 하여 양품율의 향상을 도모한다. 권취 종료 전에 코일(5)의 외부 권취면에 래퍼 롤(6)을 가압하여 코일(5)의 회전을 제동하고, 이에 의해 권취 종료시에 해당 코일(5)의 회전을 단시간에 정지시키도록 한 금속 스트립의 권취 방법에 있어서 래퍼 롤(6)의 가압력을 10kN/m 내지 20kN/m으로 한다.

Description

금속 스트립의 권취 방법 및 장치{METHOD DEVICE FOR WINDING METAL STRIPS}

본 발명은 열간 압연과 같이 고속으로 압연된 금속 스트립을 고속으로 맨드릴(mandrel)에 권취할 때의 금속 스트립의 권취 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 권취 종료전에 코일의 외부 권취면에 래퍼 롤(wrapper roll)을 가압하여 상기 코일의 회전을 제동하고, 이에 의해 권취 종료시에 상기 코일의 회전을 단시간에 정지시키도록 한 금속 스트립의 권취 방법 및 장치에 관한 것이다.

열간 압연 라인에서는 열간 압연된 금속 스트립을 마무리 압연기의 하류측에 배치된 권취기에 의해 권취하여 코일로 형성한다. 종래에는 1개의 피압연재를 마무리 압연하면, 압연한 피압연재를 하나의 코일에 상기 권취기에 의해 권취하였다. 상기 피압연재의 선단부나 후단부라고 하는 비정상부는 피압연재의 형상 제어나 사행 제어가 곤란하고, 또한 최근에 열간 압연되는 금속 스트립의 박형화가 요구되고 있지만, 압연되는 금속 스트립의 두께가 얇아지면 상기 형상 제어나 상기 사행 제어는 점점 더 곤란하게 된다. 이 때문에, 1개의 피압연재의 중량을 크게 하거나, 상기 마무리 압연기의 입구측에서 선행하는 피압연재와 후행하는 피압연재를 접합하여, 1회의 마무리 압연에 의해 압연되는 중량을 크게 하여, 상기 비정상부가 차지하는 비율을 작게 하는 것이 실행된다.

이 경우, 권취기가 1회에 권취할 수 있는 중량에는 한도가 있기 때문에, 상기 권취기를 복수대 배치함과 동시에, 마무리 압연기와 권취기 사이에 스트립 시어(strip shear)를 설치하여, 열간 마무리 압연기로부터 송출된 금속 스트립을 해당 스트립 시어에 의해 소정 길이로 절단한 후, 복수대의 권취 장치에 의해 교대로 코일형상으로 권취한다. 이 때, 다음 권취 장치에 의한 금속 스트립의 권취를 개시하기까지의 시간을 단축하기 위해, 현재의 권취 장치에 의한 금속 스트립의 권취가 종료되었으면 가능한 한 단시간에 코일의 회전을 정지시킬 필요가 있다.

이러한 요청에 대응하는 금속 스트립의 권취 장치로서는, 예컨대 일본 특허 공개 공보 제 1993-154550 호에 기재된 것이 개시되어 있다. 이 금속 스트립의 권취 장치는 도 6에 도시하는 바와 같이 복수의 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면에 대하여 접근 이격 이동 가능하게 배치하고, 권취 종료전에 해당 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면을 향하여 접근 이동시켜 해당 외부 권취면에 소정의 가압력을 부여하고, 이에 의해 권취 종료시에, 코일(5)의 후단부의 상하요동을 방지함과 동시에, 코일(5)의 회전을 제동하여 단시간에 정지시키도록 한 것이다. 또한, 래퍼 롤(6)은 권취 개시시에 권취 장치(1)의 맨드릴(2)에 접근 배치되어 금속 스트립의 선단부를 해당 맨드릴(2)과의 사이로 끼워넣고, 이에 의해 권취 개시 동작을 확실히 실행하는 기능도 겸비하고 있다. 또한, 권취가 개시된 후에는 래퍼 롤(6)은 권취가 종료하는 소정 시간 전까지 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격 배치되도록 되어 있다.

그런데, 예컨대 전술한 마무리 압연기의 입구측에서 선행 피압연재와 후행 피압연재를 접합하는 열간 압연 방법에서는, 수개에서 수십개의 압연 소재를 연결시킨 것을 연속하여 압연함으로써, 전체 길이에 걸쳐서 안정된 장력을 부여하여, 얇은 재료의 압연을 고속으로 실행하는 것을 가능하게 한다.

그러나, 상기 종래의 금속 스트립의 권취 장치를 이용하여 판두께가 얇은 금속 스트립을 고속으로 권취하는 경우에 있어서는, 도 7에 도시하는 바와 같이 래퍼 롤(6)에 의해 코일(5)의 외부 권취면을 가압할 때에, 코일(5)의 외부 권취면에 있어서의 코일(5)의 내부 권취 최선단부(금속 스트립의 선단부)(5a)와 맨드릴(2)의 표면의 단차에 위치하는 부분[이하에 단차부(16)라고 함]에 해당 래퍼 롤(6)이 접촉하면, 코일(5)은 고속으로 회전하기 때문에, 해당 단차부(16)가 높은 압력에 의해 압연되게 된다. 그 결과, 권취되어 있는 금속 스트립의 단차부(16)에 위치하는 부분이 형상 불량을 야기하여, 양품율(yeild)이 불량하게 된다고 하는 문제가 있다. 그리고, 이 형상 불량은 특히 판두께가 2.3㎜ 이하이고, 권취 속도가 700mpm 이상인 경우에 현저하게 되는 것이 확인되었다. 또한, 래퍼 롤(6)에는 볼록 크라운이 형성되는 것이 많고, 그 때문에 상기 형상 불량은 센터 버클(center buckle)이 주를 이룬다.

또한, 일본 특허 공개 공보 제 1981-126021 호 및 일본 특허 공개 공보 제 1984-92118 호에 기재된 금속 스트립의 권취기에 있어서, 금속 스트립을 맨드릴에 권취하는 초기 단계에서, 금속 스트립 선단부에서 발생한 코일 단차부를 상부 롤이 통과하기 전에 상승시켜 충돌을 회피하고, 통과후에 하강시키는 동작을 시킴으로써 단차부에서 발생하는 충격력을 완화하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 전술한 바와 같은 1개의 피압연재의 중량이 큰 경우나 수개에서 수십개의 압연 소재를 연결시킨 것을 연속하여 압연하고, 고속으로 권취하는 것은 상정하지 않기 때문에, 권취 종료시에 복수의 래퍼 롤에 의해 코일의 주위를 제동하여 단시간에 정지시키는 것은 개시되어 있지 않다. 따라서, 연속 마무리 압연된 경우나 큰 단위 중량의 코일을 압연하는 경우에는, 고속으로 권취되기 때문에, 코일 외부 권취부에 단차가 있는 경우에 높은 압력으로 이 단차부가 압연되게 되어, 이 부분이 형상 불량을 야기하는 문제가 있다.

발명의 요약

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 판두께가 얇은 금속 스트립을 고속으로 권취할 때에 형상 불량이 발생하지 않도록 하여 양품율의 향상을 도모할 수 있는 금속 스트립의 권취 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명 1에 따른 금속 스트립의 권취 방법은, 열간 마무리 압연후의 금속 스트립을 맨드릴에 다 감기 전에 코일의 외부 권취면에 복수의 래퍼 롤을 가압하여 상기 코일의 회전을 제동하고, 해당 코일의 회전을 정지시키도록 한 금속 스트립의 권취 방법에 있어서, 상기 코일의 내부 권취 최선단부와 맨드릴 표면의 단차에 기인하여 상기 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부의 위치를 검출하고, 상기 단차부가 상기 래퍼 롤의 위치를 통과하기 전후의 소정 시간만큼 해당 래퍼 롤의 코일 폭 1m당 가압력을 20kN/m 이하로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 2에 따른 금속 스트립의 권취 방법은 본 발명 1에 있어서 상기 단차부가 상기 래퍼 롤의 위치를 통과하기 전후의 소정 시간만큼 상기 래퍼 롤을 상기 코일의 외부 권취면으로부터 이격시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명 3에 따른 금속 스트립의 권취 방법은 본 발명 1에 있어서 상기 단차부와 상기 단차부 이외의 부분에 있어서의 상기 래퍼 롤의 코일 폭 1m당 가압력을 10kN/m 내지 20kN/m으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명 4에 따른 금속 스트립의 권취 방법은 본 발명 1 내지 3에 있어서, 상기 맨드릴에 금속 스트립을 다 감기 전에, 상기 래퍼 롤을 개방 한계보다도 맨드릴에 가까운 대기 위치로부터 상기 코일의 외부 권취면을 향하여 접근 이동시켜 상기 외부 권취면의 가압을 개시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 5에 따른 금속 스트립의 권취 장치는 금속 스트립을 코일형상으로 권취하는 맨드릴과, 상기 맨드릴에 권취된 코일의 외부 권취면을 가압하는 복수개의 래퍼 롤과, 상기 래퍼 롤을 지지하여 상기 코일의 외부 권취면에 대하여 접근 이격 이동 가능하게 설치된 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을 상기 코일의 외부 권취면에 대하여 접근 이격 이동시키는 구동 수단을 구비하는 금속 스트립의 권취 장치에 있어서, 열간 마무리 압연후에 상기 금속 스트립을 절단하는 스트립 시어 및 상기 래퍼 롤을 상기 코일의 외부 권취면에 가압하는 구동 수단에 권취 종료 신호를 송신하는 스트립 시어 제어 장치와, 상기 코일의 내부 권취 최선단부와 상기 맨드릴 표면의 단차에 기인하여 상기 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부의 위치를 검출하는 단차부 위치 검출 수단과, 상기 단차부 위치 검출 수단에 의한 검출 위치에 근거하여, 상기 래퍼 롤과 상기 외부 권취면의 간격 또는 상기 래퍼 롤에 의한 상기 외부 권취면의 가압력을 변화시키도록 상기 구동 수단을 제어하는 래퍼 롤 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명 6에 따른 금속 스트립의 권취 장치는, 본 발명 5에 있어서 상기 단차부 위치 검출 수단이, 상기 금속 스트립의 권취 시작시에 상기 맨드릴에 권취된 금속 스트립의 선단의 위치를 검출하는 수단과, 상기 선단 위치를 상기 맨드릴의 소정 위치에 대한 회전 각도(θ)로서 연산하는 수단과, 상기 θ를 기억하는 수단을 구비하며, 상기 금속 스트립을 다 감기 전에 상기 θ를 상기 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부의 위치로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 7에 따른 금속 스트립의 권취 장치는 본 발명 6에 있어서, 상기 θ가 상기 금속 스트립 선단부가 통과한 것을 검출하는 센서와, 상기 코일의 회전 속도를 검출하는 회전 속도계 및 판 속도 검출 센서에 의해 구해진 것을 특징으로 한다.

본 발명 8에 따른 금속 스트립의 권취 방법은 본 발명 1에 있어서 코일의 회전 속도가 소정의 회전 속도 이하로 감속된 경우에는, 래퍼 롤의 가압력은 20kN/m 이상으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 일례인 금속 스트립의 권취 장치를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 권취 종료 단계에 있어서의 코일 외부 권취면에 대한 래퍼 롤의 상대적 동작을 설명하는 본 발명의 제 1 실시예의 설명도,

도 3은 가압 개시시에 있어서의 코일 외부 권취면에 대한 래퍼 롤의 상대적 동작을 설명하기 위한 본 발명의 제 1 실시예의 설명도,

도 4는 권취 종료 단계에 있어서의 코일 외부 권취면에 대한 래퍼 롤의 상대적 동작을 설명하는 본 발명의 제 2 실시예의 설명도,

도 5는 권취 종료 단계에 있어서의 코일 외부 권취면에 대한 래퍼 롤의 상대적 동작을 설명하는 본 발명의 제 3 실시예의 설명도,

도 6은 종래의 금속 스트립의 권취 장치를 설명하기 위한 개략도,

도 7은 코일의 내부 권취 최선단부와 맨드릴 표면의 단차에 기인하여 해당 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부를 설명하기 위한 설명도.

이하에 본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예부터 설명하면, 도 1에 있어서 참조부호(2)는 열간 마무리 압연기[도 6의 참조부호(21)]를 통과한 후, 스트립 시어[도 6의 참조부호(22)]에 의해 소정 길이로 절단된 금속 스트립(3)을 핀치 롤(4)을 거쳐서 코일형상으로 권취하는 맨드릴(2)이고, 이 맨드릴(2)에 권취된 코일(5)의 외부 권취면측에는 복수(도 1에서는 4개소)의 래퍼 롤(6)이 원주방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다.

각 래퍼 롤(6)은 각각 코일(5)의 외부 권취면에 대하여 접근 이격하는 방향으로 회전 지점(7a)을 거쳐서 회전 가능하게 설치된 지지 프레임(도 1에서는 1개소만 도시)(7)에 의해 지지되어 있고, 이 지지 프레임(7)에는 유압 실린더(구동 수단)(8)의 피스톤 로드(8a)가 연결되어 있다. 피스톤 로드(8a)를 신장시킴으로써 지지 프레임(7)이 코일(5)의 외부 권취면에 접근하는 방향으로 회전하여 래퍼 롤(6)이 해당 외부 권취면에 접촉하고, 수축시킴으로써 지지 프레임(7)이 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격하는 방향으로 회전하여 래퍼 롤(6)이 해당 외부 권취면으로부터 이격하도록 되어 있다.

또한, 코일(5)과 핀치 롤(4) 사이에는 금속 스트립(3)의 선단부가 통과한 것을 검지하는 레이저 센서(9)가 배치되고, 맨드릴(2)에는 코일(5)의 회전 속도 및 회전 각도를 검출하는 검출 센서(10)가 부착되며, 핀치 롤(4)에는 금속 스트립(3)의 반송 속도(판 속도)를 검출하는 판 속도 검출 센서(11)가 부착되고, 지지 프레임(7)에는 회전 각도를 검출하는 회전각 검출 센서(12)가 부착되며, 유압 실린더(8)에는 작동압을 검출하는 압력 검출 센서(13a, 13b)가 부착되어 있다. 그리고, 각 센서로부터의 신호에 근거하여 제어기(14)가 구동 회로(15)를 거쳐서 유압 실린더(8)를 제어하도록 되어 있다.

제어기(14)는 레이저 센서(9), 회전 속도 검출 센서(10) 및 판 속도 검출 센서(11)로부터의 신호에 근거하여 코일(5)의 내부 권취 최선단부(5a)를 상기 맨드릴의 소정 위치로부터의 회전 각도(θ)로서 연산하는 연산부(17)와, 상기 θ를 기억하는 선단 단차부 기억부(19)와, 상기 금속 스트립을 다 감기 전에 스트립 시어 제어 장치(20)로부터의 신호에 근거하여 상기 θ를 맨드릴(2) 표면과의 단차에 기인하여 해당 코일(5)의 외부 권취면에 나타나는 단차부(16)의 위치로서 연산하는 연산부(17)와, 구동 회로(15)를 거쳐서 유압 실린더(8)를 제어함으로써 래퍼 롤(6)의 코일(5)의 외부 권취면에 대한 위치 제어 및 가압력 제어를 실행하는 제어부(제어 수단)(18)를 구비한다. 여기서, 본 실시예에서는, 레이저 센서(9), 회전 속도 검출 센서(10), 판 속도 검출 센서(11), 연산부(17), 선단 단차부 기억부(19) 및 스트립 시어 제어 장치(20)에 의해 본 발명의 단차부 위치 검출 수단을 구성하지만, 다른 공지의 검출 수단 또는 트래킹 수단(tracking means) 등에 의해 단차부(16)의 위치를 검출하도록 하여도 무방하다.

제어부(18)는 권취 개시 단계 및 권취 종료 단계에서 유압 실린더(8)를 제어하도록 되어 있고, 권취 개시 단계에 있어서는 권취 개시 동작을 확실히 실행하기 위해, 레이저 센서(9)로부터의 신호에 근거하여 얻어진 금속 스트립(3) 선단부의 권취 개시 타이밍에 동기시켜 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 신장시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 맨드릴(2)의 외면에 접근하는 방향으로 소정 각도 회전시켜 금속 스트립(3)의 선단부를 래퍼 롤(6)과 맨드릴(2) 사이로 끼워넣고, 또한 권취 개시로부터 소정 시간 경과후에 피스톤 로드(8a)를 수축시켜 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격하는 방향으로 소정 각도 회전시키고, 이에 의해 권취가 종료되는 소정 시간전까지 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 후퇴시켜 소정 위치에 대기시킨다.

또, 이 경우의 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)의 신장·수축량은, 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)에 있어서의 금속 스트립(3) 선단부의 삽입 위치 및 후퇴 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도[제어부(18)내의 기억 영역에 기억되어 있음)에 일치하도록 제어된다. 또한, 권취 개시시에 래퍼 롤(6)과 맨드릴(2) 사이에 금속 스트립(3)의 최선단부(금속 스트립 선단부)(5a)와 맨드릴(2)의 표면의 단차에 대응하여 코일(5) 외부 권취면에 전술한 단차부(16)가 나타난다.

한편, 권취 종료 단계에 있어서는, 스트립 시어 제어 장치(20)로부터의 후단부 래퍼 롤 가압 개시 신호에 근거하여, 우선 래퍼 롤(6)에 의한 코일(5) 외부 권취면의 가압 개시시에, 레이저 센서(9), 회전 속도 검출 센서(10) 및 판 속도 검출 센서(11)로부터의 신호에 근거하여 연산부(17)에서 연산된 금속 스트립 선단부의 위치(θ)가 기억부(19)에 기억된 코일(5) 외부 권취면에의 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 일치하는지의 여부를 판단하여, 일치하지 않는 경우에는, 코일(5)의 회전을 제동하여 단시간에 정지시키도록, 사전에 설정된 가압 개시 타이밍에 동기시켜 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 신장시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면에 접근하는 방향으로 소정 각도 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면에 접촉시킨다.

단차부(16)의 위치와 래퍼 롤(6)의 접촉 개시 위치가 일치하는 경우에는, 해당 접촉을 회피하기 위해, 도 3에 도시하는 바와 같이 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 개시 위치에 도달하는 소정 시간전에 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 수축시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격하는 방향으로 소정 각도 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5) 외부 권취면으로부터 후퇴시킴과 동시에, 단차부(16)의 위치가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치를 통과하여 소정 시간 경과한 후에 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 신장시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면에 접근하는 방향으로 소정 각도 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5) 외부 권취면에 접촉시킨다.

또, 이 경우의 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)의 신장·수축량은, 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)에 있어서의 코일(5)의 외부 권취면에 대한 접촉 위치 및 후퇴 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도[제어부(18)내의 기억 영역에 기억되어 있음]에 일치하도록 제어된다.

래퍼 롤(6)이 코일(5)의 외부 권취면에 접촉한 후에는, 압력 검출 센서(13a, 13b)로부터 얻어지는 검출압이 사전에 설정된 코일(5)의 외부 권취면에 대하여 소정의 가압력을 부여하기 위한 작동압에 일치하도록 유압 실린더(8)를 제어한다. 여기서, 코일(5)의 외부 권취면에 대한 래퍼 롤(6)의 코일 폭 1m당 가압력은 10kN/m 내지 20kN/m의 범위로 한다. 가압력이 20kN/m 미만에서는 코일의 회전에 대하여 필요한 제동력을 얻을 수 없고, 또한 고속 회전시의 원심력에 의한 코일 외주부의 팽창을 억제할 수 없다. 한편, 20kN/m을 초과하면 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌했을 때에 높은 압력이 발생하여 코일(5)에 센터 버클이 발생하게 된다.

다음에, 제어부(18)의 작동에 대하여 설명한다.

우선, 권취 개시 단계에 있어서는 레이저 센서(9)로부터의 신호에 근거하여 얻어진 금속 스트립(3) 선단부의 권취 개시 타이밍에 동기하여 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)에 있어서의 금속 스트립(3) 선단부의 삽입 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도에 일치하도록 신장시켜 지지 프레임(7)을 맨드릴(2)의 외면에 접근하는 방향으로 회전시키고, 이에 의해 금속 스트립(3)의 선단부를 래퍼 롤(6)과 맨드릴(2) 사이로 끼워넣어 권취 개시 동작을 확실히 실행한다.

또한, 권취 개시로부터 소정 시간 경과후에 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)의 후퇴 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도에 일치하도록 수축시켜 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격하는 방향으로 회전시키고, 이에 의해 권취가 종료되는 소정 시간전까지 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 후퇴시켜 소정 위치에 대기시킨다. 또, 이 대기 위치는 래퍼 롤의 개방 한계보다도 될 수 있는 한 맨드릴 근처에 위치함으로써, 권취 종료시의 래퍼 롤 가압의 동작을 신속히 실행할 수 있어 유리하다.

권취 종료 단계에 있어서는, 우선 래퍼 롤(6)에 의한 코일(5) 외부 권취면의 가압 개시시에 단차부(16)의 위치가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 일치하는지의 여부를 판단하여, 일치하지 않는 경우에는, 코일(5)의 회전을 제동하여 단시간에 정지시키기 위해, 사전에 설정된 가압 개시 타이밍에 동기시켜 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)에 있어서의 코일(5)의 외부 권취면에 대한 접촉 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(17)의 회전 각도에 일치하도록 신장시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면에 접근하는 방향으로 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면에 접촉시킨다.

단차부(16)의 위치와 래퍼 롤(6)의 접촉 위치가 일치하는 경우에는, 해당 접촉을 회피하기 위해, 도 3에 도시하는 바와 같이 단차부(16)의 위치가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 도달하는 소정 시간전에 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)의 코일(5) 외부 권취면에 대한 후퇴 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도에 일치하도록 수축시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격하는 방향으로 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5) 외부 권취면으로부터 후퇴시킴과 동시에, 단차부(16)의 위치가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치를 통과하여 소정 시간 경과후에 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해서 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)의 코일(5) 외부 권취면에 대한 접촉 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도에 일치하도록 신장시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면에 접근하는 방향으로 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5)의 외부 권취면에 접촉시킨다.

래퍼 롤(6)이 코일(5)의 외부 권취면에 접촉한 후에는, 압력 검출 센서(13a, 13b)로부터 얻어지는 검출압이 사전에 설정된 코일(5)의 회전에 대하여 필요한 제동력이 얻어지고, 또한 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌하더라도 단차부(16)에 형상 불량이 발생하지 않는 코일(5)의 외부 권취면에 대한 코일 폭 1m당 가압력 10kN/m 내지 20kN/m을 부여하기 위한 작동압에 일치하도록 유압 실린더(8)를 제어하고, 코일(5)이 소정의 회전 속도[회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 20kN/m 초과의 가압력에 의해 가압한 래퍼 롤(6)이 충돌하더라도 단차부(16)에 형상 불량이 발생하지 않는 속도: 700mpm 미만]로 감속할 때까지 이 가압력에 의해 코일(5)의 외부 권취면을 계속하여 가압하고, 소정의 회전 속도로 감속된 후에는 가압력을 20kN/m 이상으로 증대시켜, 코일(5)의 회전 제동력을 크게 한다.

상기의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 이 실시예에서는 권취 종료 단계에 있어서, 코일(5)의 회전에 대하여 필요한 제동력을 얻을 수 있고, 또한 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌하더라도 단차부(16)에 형상 불량이 발생하지 않는 가압력에 의해 코일(5)의 외부 권취면을 가압하도록 하기 때문에, 판두께가 얇은(2.3㎜ 이하) 금속 스트립을 고속(700mpm 이상)으로 코일에 권취한 후, 단차부(16) 위치에 있는 금속 스트립에 형상 불량이 발생하지 않도록 할 수 있어, 그 결과 양품율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 래퍼 롤(6)에 의한 코일(5) 외부 권취면의 가압 개시시에 해당 래퍼 롤(6)이 단차부(16)에 접촉하지 않도록 하기 때문에, 가압 개시시에 래퍼 롤(6)과 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)의 충돌이 회피되어 형상 불량의 발생을 확실히 방지할 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 본 발명을 스트립 시어에 의해 소정 길이로 절단된 금속 스트립(3)을 코일형상으로 권취할 때에 적용한 경우를 예로 들었지만, 통상의 배치(batch) 압연에도 본 발명을 적용하여도 무방한 것은 물론이다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이 코일(5)의 외부 권취면에 대한 가압력 10kN/m 내지 20kN/m을 부여하기 위한 작동압에 일치하도록 유압 실린더(8)를 제어하고, 단차부(16)의 유무에 관계없이 항상 일정한 압력으로 래퍼 롤을 가압하여도 무방하다. 전술한 바와 같이 코일(5)이 소정의 회전 속도로 감속할 때까지 이 가압력에 의해 코일(5)의 외부 권취면을 계속하여 가압하고, 소정의 회전 속도(700mpm 미만)로 감속된 후에는 가압력을 증대시켜 코일(5)의 회전 제동력을 크게 할 수도 있다.

다음에, 도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 형태의 실시예인 금속 스트립의 권취 방법에 대하여 설명한다. 또, 이 권취 방법은 전술한 권취 장치(1)에 대하여 권취 종료 단계에서 래퍼 롤(6)이 코일(5)의 외부 권취면에 접촉한 후의 제어기(14)의 제어부(18)에 의한 유압 실린더(8)의 제어 방법이 상이할 뿐이다.

제어부(18)는 권취 종료 단계에서 래퍼 롤(6)이 코일(5)의 외부 권취면에 접촉한 후에는 레이저 센서(9), 회전 속도 검출 센서(10) 및 판 속도 검출 센서(11)로부터의 신호에 근거하여 연산부(17)에서 연산된 단차부(16)의 위치가 사전에 도시하지 않은 기억 영역에 기억된 코일(5) 외부 권취면에의 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 도달하는 소정 시간전까지는 압력 검출 센서(13a, 13b)로부터 얻어지는 검출압이 사전에 설정된 코일(5)의 외부 권취면에 대하여 강제적으로 코일(5)의 회전을 제동하는 가압력을 부여하기 위한 작동압에 일치하도록 유압 실린더(8)를 제어한다. 이 때의 가압력은 래퍼 롤(6)에 의한 코일(5)의 회전의 제동력이 얻어지도록 큰 값(20kN/m 초과)이면 무방하다.

또한, 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 도달하는 소정 시간전부터 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치를 통과한 후에 소정 시간이 경과하기까지의 동안은 압력 검출 센서(13a, 13b)로부터 얻어지는 검출압이, 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌하여도 해당 단차부(16)에 형상 불량이 발생하지 않도록 사전에 설정된 약한 가압력(20kN/m 이하)을 부여하도록 유압 실린더(8)를 제어한다.

또, 래퍼 롤(6)에 의한 가압력을 약하게 하는 제어는 코일(5)이 소정의 회전 속도[회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 강한 가압력(20kN/m 초과)으로 가압하는 래퍼 롤(6)이 충돌하여도 단차부(16)에 형상 불량이 발생하지 않는 속도: 700mpm 미만]으로 감속할 때까지 실행되고, 소정의 회전 속도로 감속된 후에는 가압력을 증대시켜 코일(5)의 회전 제동력을 크게 한다.

상기의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예에서는 권취 종료 단계에 있어서, 코일(5)의 회전에 대하여 충분한 제동력이 얻어지고, 또한 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치를 통과하기 전후 동안에는 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌하여도 단차부(16)에 위치하는 금속 스트립에 형상 불량이 발생하지 않는 약한 가압력으로 코일(5)의 외부 권취면을 가압하도록 하기 때문에, 판두께가 얇은(2.3㎜ 이하) 금속 스트립의 코일(5)을 고속(700mpm 이상)으로 권취한 후, 해당 금속 스트립에 형상 불량을 발생시키지 않도록 할 수 있어, 그 결과 양품율의 향상을 도모할 수 있다. 또, 그 이외의 작용 효과에 관해서는 전술한 제 1 형태의 실시예와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

다음에, 도 1 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제 3 형태의 실시예인 금속 스트립의 권취 방법에 대하여 설명한다. 또, 이 권취 방법에 관해서도 전술한 권취 장치(1)에 대하여 권취 종료 단계에서 래퍼 롤(6)이 코일(5)의 외부 권취면에 접촉한 후의 제어기(14)의 제어부에 의한 유압 실린더(8)의 제어 방법이 상이할 뿐이다.

제어부(18)는 권취 종료 단계에서 래퍼 롤(6)이 코일(5)의 외부 권취면에 접촉한 후에는, 레이저 센서(9), 회전 속도 검출 센서(10) 및 판 속도 검출 센서(11)로부터의 신호에 근거하여 연산부(17)에서 연산된 단차부(16)의 위치가 사전에 도시되지 않은 기억 영역에 기억된 코일(5) 외부 권취면에의 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 도달하는 소정 시간전까지는 압력 검출 센서(13a, 13b)에 의해 얻어지는 검출압이 사전에 설정된 코일(5)의 외부 권취면에 대하여 강제적으로 코일(5)의 회전을 제동하는 가압력을 부여하기 위한 작동압에 일치하도록 유압 실린더(8)를 제어한다.

또한, 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치에 도달하는 소정 시간전부터 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치를 통과한 후에 소정 시간이 경과할 때까지의 동안에는 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)의 코일(5) 외부 권취면에 대한 후퇴 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도에 일치하도록 수축시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면으로부터 이격하는 방향으로 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5) 외부 권취면으로부터 후퇴시키도록 제어한다.

또, 단차부(16)의 위치가 상기 접촉 위치를 통과하여 소정 시간 경과한 후에는 유압 실린더(8)의 피스톤 로드(8a)를 회전각 검출 센서(12)에 의해 얻어진 검출 각도가 사전에 래퍼 롤(6)의 코일(5) 외부 권취면에 대한 접촉 위치에 대응하여 설정된 지지 프레임(7)의 회전 각도에 일치하도록 신장시키고, 이에 의해 지지 프레임(7)을 코일(5)의 외부 권취면에 접근하는 방향으로 회전시켜 래퍼 롤(6)을 코일(5) 외부 권취면에 접촉시키고, 그 후에 신속하게 압력 검출 센서(13a, 13b)로부터 얻어지는 검출압이 사전에 설정된 코일(5)의 외부 권취면에 대하여 강제적으로 코일(5)의 회전을 제동하는 가압력을 부여하기 위한 작동압에 일치하도록 유압 실린더(8)를 제어한다.

또, 래퍼 롤(6)을 단차부(16)로부터 후퇴시키는 제어는 코일(5)이 소정의 회전 속도[회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌하여도 코일(5)에 센터 버클이 발생하지 않는 속도]로 감속할 때까지 실행되고, 소정의 회전 속도 (700mpm 미만)로 감속된 후에는 가압력을 증대시켜 코일(5)의 회전 제동력을 크게 한다.

상기의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예에서는 권취 종료 단계에 있어서, 코일(5)의 회전에 대하여 충분한 제동력이 얻어지고, 또한 단차부(16)가 래퍼 롤(6)의 접촉 위치를 통과하기 전후 동안에는 고속으로 회전하는 코일(5)의 단차부(16)에 래퍼 롤(6)이 충돌하지 않도록 하기 때문에, 판두께가 얇은(2.3㎜ 이하) 금속 스트립을 고속(700mpm 이상)으로 코일(5)에 권취한 후, 금속 스트립에 형상 불량을 발생시키지 않도록 할 수 있어, 그 결과 양품율의 향상을 도모할 수 있다. 또, 그 밖의 작용 효과에 관해서는 전술한 제 1 형태의 실시예와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

상기의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 판두께가 얇은 금속 스트립을 고속으로 코일에 권취한 후, 권취한 금속 스트립에 형상 불량을 발생시키지 않도록 할 수 있기 때문에, 양품율의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 래퍼 롤에 의한 코일 외부 권취면의 가압 개시시에, 해당 래퍼 롤이 단차부에 접촉하지 않도록 제어함으로써, 가압 개시시에 래퍼 롤과 고속으로 회전하는 코일의 단차부의 충돌을 회피할 수 있기 때문에, 형상 불량의 발생을 확실히 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

열간 마무리 압연후의 금속 스트립을 맨드릴에 다 감기 전에 코일의 외부 권취면에 복수의 래퍼 롤을 가압하여 상기 코일의 회전을 제동하고, 상기 코일의 회전을 정지시키도록 한 금속 스트립의 권취 방법에 있어서,

상기 코일의 내부 권취 최선단부와 맨드릴 표면의 단차에 기인하여 상기 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부의 위치를 검출하고, 상기 단차부가 상기 래퍼 롤의 위치를 통과하기 전후 동안에 상기 래퍼 롤의 가압력을 20kN/m 이하로 하는 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단차부가 상기 래퍼 롤의 위치를 통과하기 전후 동안에 상기 래퍼 롤을 상기 코일의 외부 권취면으로부터 이격시키는 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단차부와 상기 단차부 이외의 부분에 있어서의 상기 래퍼 롤의 가압력을 10kN/m 내지 20kN/m으로 한 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 맨드릴에 금속 스트립을 다 감기 전에, 상기 래퍼 롤을 개방 한계보다도 맨드릴에 가까운 대기 위치로부터 상기 코일의 외부 권취면을 향하여 접근 이동시켜 상기 외부 권취면의 가압을 개시하는 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 방법.
금속 스트립을 코일형상으로 권취하는 맨드릴과, 상기 맨드릴에 권취된 코일의 외부 권취면을 가압하는 복수개의 래퍼 롤과, 상기 래퍼 롤을 지지하여 상기 코일의 외부 권취면에 대하여 접근 이격 이동 가능하게 설치된 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을 상기 코일의 외부 권취면에 대하여 접근 이격 이동시키는 구동 수단을 구비하는 금속 스트립의 권취 장치에 있어서,

열간 마무리 압연후에 상기 금속 스트립을 절단하는 스트립 시어 및 상기 래퍼 롤을 상기 코일의 외부 권취면에 가압하는 구동 수단에 권취 종료 신호를 송신하는 스트립 시어 제어 장치와,

상기 코일의 내부 권취 최선단부와 상기 맨드릴 표면의 단차에 기인하여 상기 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부의 위치를 검출하는 단차부 위치 검출 수단과,

상기 단차부 위치 검출 수단에 의한 검출 위치에 근거하여, 상기 래퍼 롤과 상기 외부 권취면의 간격 또는 상기 래퍼 롤에 의한 상기 외부 권취면의 가압력을 변화시키도록 상기 구동 수단을 제어하는 래퍼 롤 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 단차부 위치 검출 수단은, 상기 금속 스트립의 권취 시작시에 상기 맨드릴에 권취된 금속 스트립의 선단부의 위치를 검출하는 수단과,

상기 선단부 위치를 상기 맨드릴의 소정 위치에 대한 회전 각도(θ)로서 연산하는 수단과,

상기 θ를 기억하는 수단을 구비하며,

상기 금속 스트립을 다 감기 전에 상기 θ를 상기 코일의 외부 권취면에 나타나는 단차부의 위치로 하는 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 θ는, 상기 금속 스트립 선단부가 통과한 것을 검출하는 센서와,

상기 코일의 회전 속도를 검출하는 회전 속도계와,

판 속도 검출 센서에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 장치.
제 1 항에 있어서,

코일의 회전 속도가 700mpm 미만으로 감속된 경우에 래퍼 롤의 가압력을 20kN/m 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는

금속 스트립의 권취 방법.