KR100742898B1

KR100742898B1 - 압연 작업롤 정밀제어장치

Info

Publication number: KR100742898B1
Application number: KR1020010062661A
Authority: KR
Inventors: 박봉근; 박진현; 최영창
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2007-07-25
Also published as: KR20030030496A

Abstract

본 발명은 작업롤의 유압용 유체의 흐름을 제어하는 스풀의 밀림현상과 흔들림 현상을 방지하여 정확한 유압제어가 가능하도록 하고, 유체 리턴라인에서 배압의 형성을 방지하여 스풀의 이동을 안정적으로 이룸으로써 압연기의 작업롤을 정밀하게 제어할 수 있도록 개선된 압연 작업롤 정밀제어장치에 관한 것이다.

본 발명은, 하부 작업롤을 구동하는 유압실린더의 피스톤 상부측 격실에 항상 일정한 유압을 제공하는 상부유압시스템; 상기 유압 실린더의 하부 격실과 유압펌프를 연결하는 유로의 중간에 위치되고, 내부에는 전자석 코일, 아마츄어, 프랩퍼를 구비하고, 상기 프랩퍼의 양측으로는 유압펌프로 부터의 유체압이 전달되는 노즐을 각각 구비한 전자석부;와, 상기 전자석부의 하부측에 연결되고, 내부에는 상기 유압펌프와 상기 하부 격실을 연결하는 유로를 다수개 형성하며, 상기 유로들을 선택적으로 개폐시키기 위한 스풀을 갖고, 상기 유압 펌프에 연결되는 유로가 상기 하부 격실에 연결되는 유로의 중앙에 배치되는 몸체부;를 갖추어 상기 유압 펌프와 하부 격실사이에서 유압의 작동중에 스풀에 가해지는 밀림과 맥동현상을 최소화하도록 구성되는 압연작업롤 정밀제어장치를 제공한다.

압연기, 하부 작업롤, 상부유압시스템, 전자석부, 스풀, 맥동현상

Description

압연 작업롤 정밀제어장치{AN APPARATUS FOR CONTROLLING WORK ROLLS OF ROLLING MACHINE}

제 1도는 종래의 기술에 따른 압연 작업롤 제어장치의 계통을 도시한 구성도;

제 2도는 종래의 기술에 따른 압연 작업롤 제어장치의 동작 상태도로서,

a)는 압연 작업롤을 가압하는 계통도,

b)는 압연 작업롤로 부터 감압하는 계통도;

제 3도는 본 발명에 따른 압연 작업롤 정밀제어장치의 계통을 도시한 구성도;

제 4도는 본 발명에 따른 압연 작업롤 정밀제어장치에서 스풀의 밀림방지작동을 설명하기 위한 구성도;

제 5도는 본 발명에 따른 압연 작업롤 정밀제어장치의 동작상태도로서,

a)는 압연 작업롤을 가압하는 계통도,

b)는 압연 작업롤로 부터 감압하는 계통도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5..... 스풀(spool) 10..... 전자석부

12.... 코일 15..... 아마츄어

17.... 프랩퍼(flapper) 20a,20b... 노즐

30.... 몸체부 32..... 유로

38.... 스풀 하우징 43a,43b,43c... 고리형 유로

45.... 개방형 유로 60..... 직경 확대부

62a,62b... 단턱부 64a,64b... 요홈부

200... 압연기 210,212... 작업롤

220... 유압 실린더 224..... 피스톤

228... 하부 격실 240..... 유압 펌프

본 발명은 압연기에서 사용되는 하부 작업롤의 상,하움직임을 제어하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 작업롤의 유압용 유체의 흐름을 제어하는 스풀의 밀림현상과 흔들림 현상을 방지하여 정확한 유압제어가 가능하도록 하고, 유체 리턴라인에서 배압의 형성을 방지하여 스풀의 이동을 안정적으로 이룸으로써 압연기의 작업롤을 정밀하게 제어할 수 있도록 개선된 압연 작업롤 정밀제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서 사용되고 있는 압연기(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 상부 작업롤(210)과 하부 작업롤(212)을 갖고 있으며, 상부 작업롤(210)은 상하위치가 고정된 반면, 하부 작업롤(212)은 그 상하위치가 조절되도록 구성된다. 이러한 압연기(200)의 작업롤(210)(212)들은 그 사이의 간격이 조절됨으로써 압연되어지는 강판의 두께가 결정되므로 그 사이 간격을 정확하게 조절하여야 함은 매우 중요한 일이다.

이러한 압연기(200)에서 하부 작업롤(212)은 유압실린더(220)에 의해서 상하 높이가 조정되며, 이를 위하여 유압제어장치를 갖는다.

상기 유압제어장치는 상기 유압실린더(220)의 피스톤(224) 상부측 격실(226)에 항상 일정한 유압을 제공하는 상부유압시스템(230)을 갖추고, 상기 유압 실린더(220)의 하부측 격실(228)에 가변 유압을 제공하는 압연 작업롤 제어장치(236)를 갖는다.

상기 종래의 압연 작업롤 제어장치(236)는 유압펌프(240)와 상기 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)을 연결하는 유로(242)의 중간에 유압제어밸브(70)(244)를 구비하며, 상기 유압 제어밸브(70)(244)는 상부측에 전자석부(246)와 하부측의 몸체부(250)를 갖는다.

상기 전자석부(246)는 내부에 전자석 코일(252)을 갖추고, 상기 코일(252)에 전류가 인가됨에 따라서 일측으로 경사되어지는 아마츄어(254)를 가지며, 상기 아마츄어(254)의 하부측으로는 프랩퍼(256)를 구비하며, 상기 프랩퍼(256)의 양측으로는 노즐(258a)(258b)을 각각 구비한 구조를 갖는 것이다. 그리고, 상기 몸체부(250)는 내부에 유압용 유체가 흐르는 유로를 다수개 형성하고, 상기 유로를 선택적으로 개폐시키기 위한 스풀(262)을 가지며, 상기 유압 펌프(240)로 부터의 유체압이 상기 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)로 제공되도록 하여 하부 작업롤(212)을 상승시키거나, 상기 유압 펌프(240)의 유체압이 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)로 미치지 않도록 하고, 상기 하부 격실(228)로 부터 유체압을 제거 하여 하부 작업롤(212)이 하강되도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 압연 작업롤 제어장치(236)는 도 2a)에 도시된 바와 같이, 작업롤(212)의 유압 실린더(220) 하부 격실(228)에 유체압을 공급하여 작업롤(212)을 상승시키고자 하는 경우, 작업자는 전자석부(246)의 코일(252)에 정해진 크기와 극성의 전류를 인가하게 되면, 상기 코일(252)은 아마츄어(254)를 일측으로 이동시키고 그에 따라서 도 2a)에 도시된 바와 같이 프랩퍼(256)가 우측의 노즐(258b)을 막고, 좌측의 노즐(258a)을 개방시키는 상태로 된다.

이와 같이 우측의 노즐(258b)이 막히고, 좌측의 노즐(258a)이 개방되면, 유압펌프(240)로 부터 상기 우측의 노즐(258b)로 향하는 유로(270)에는 유압이 유지되고, 유압펌프(240)로 부터 좌측 노즐(258a)로 향하는 유로(272)에서는 유압이 유지되지 못하여 상기 유로(270)(272)들 사이에서 평형상태를 유지하고 있던 스풀(262)은 중앙의 위치로 부터 좌측으로 이동된다.

이와 같이 스풀(262)이 좌측으로 이동되면, 유압 펌프(240)로 부터 유압실린더(220)의 하부 격실(228)로 향하는 유로(242)는 개방되어 유압펌프(240)의 유체압이 상기 하부 격실(228)로 미치게 되어 작업롤(212)의 상승이 이루어진다. 이러한 경우, 상기 하부 격실(228)로 공급되는 유압펌프(240)의 유체압은 상부유압시스템(230)의 유체압보다 높은 것이기 때문에 작업롤(212)의 상승이 가능한 것이며, 이와 같이하여 작업롤(210)(212)사이의 간격을 좁게 조절할 수 있다.

한편, 상기와는 다르게 작업롤(210)(212)사이의 간격을 넓히기 위하여 하부 작업롤(212)을 하강시키고자 하는 경우, 종래의 압연 작업롤 제어장치(236)는 도 2b)에 도시된 바와 같이, 작업자는 전자석부(246)의 코일(252)에 상기와는 반대의 극성과 크기를 갖는 전류를 인가하게 되면, 상기 코일(252)은 아마츄어(254)를 타측으로 이동시키고, 그에 따라서 프랩퍼(256)가 우측의 노즐(258b)을 개방하고, 좌측의 노즐(258a)을 막는 상태로 된다.

이와 같이 우측의 노즐(258b)이 개방되고, 좌측의 노즐(258a)이 막히면, 유압펌프(240)로 부터 상기 좌측의 노즐(258a)로 향하는 유로(272)에는 유압이 유지되고, 유압펌프로 부터 우측 노즐(258b)로 향하는 유로(270)에서는 유압이 유지되지 못하여 상기 유로(270)(272)들 사이에서 평형상태를 유지하고 있던 스풀(262)은 점선으로 도시된 바와 같이 우측으로 이동된다.

이와 같이 스풀(262)이 우측으로 이동되면, 유압 펌프(240)로 부터 유압실린더(220)의 하부 격실(228)로 향하는 유로(242)는 스풀(262)에 의해서 폐쇄되어 유압펌프(240)의 유체압이 상기 하부 격실(228)로 미치게 않게 되고, 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결된 유로(242)는 저유탱크(280)에 연결된 리턴라인(282)에 연결되어 상기 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)에 차있던 유체가 리턴라인(282)으로 배출된다. 따라서, 작업롤(212)의 하강이 이루어진다.

이러한 경우, 상기 하부 격실(228)로 공급되는 상부유압시스템(230)의 유체압은 리턴 라인(282)의 대기압보다 높은 것이기 때문에 작업롤(212)의 하강이 가능한 것이며, 이와 같이하여 작업롤(210)(212)사이의 간격을 넓게 조절할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 압연 작업롤 제어장치(236)는 유압펌프(240)에 연결된 유로(240a)가 스풀(262)의 중앙에 형성되고, 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결된 유로(242)가 스풀(262)의 일측에 형성되어 상기 유로(240a)(242)들이 스풀(262)을 기준으로 하여 일측에 치우쳐 위치하기 때문에, 200 바(bar) 이상의 대용량의 유압을 상기 하부 격실(228)에 공급하는 경우는 유체의 맥동현상에 의하여 스풀(262)이 쉽게 좌우로 흔들리는 것이다.

이는 유체 공급유로(242)가 스풀(262)의 일측으로 치우쳐서 유압공급중에 스풀(262)에 불균형(unbalance)을 초래함으로써 발생되는 것으로서 이와 같은 맥동현상으로 작업롤(212)의 상하 위치가 불안정하게 되는 것이다.

그리고, 작업롤(212)의 위치제어중에는, 상기 스풀(262)이 대략 초당 50~100Hz의 속도로 좌우로 움직이면서 유체의 압력및 유량을 제어하게 되는 데, 스풀(262)에 가해지는 유압이 균일하게 유지되지 못하면 스풀(262)의 정확한 이동이 이루어지지 못하게 되어 작업롤(212)의 위치제어 불량을 초래한다.

뿐만 아니라, 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 차 있던 유체가 리턴라인(282)을 통하여 순간적으로 배출되는 경우에는 상기 리턴라인(282)에 0.5 바(bar)이상의 배압이 발생되어 이러한 배압이 스풀(262)에 영향을 주게되어 스풀(262)의 정확한 이동을 저해하고, 그에 따른 정확한 작업롤(212)의 위치제어가 불가능한 문제점도 갖는 것이었다.

따라서, 이러한 종래의 압연 작업롤 제어장치(236)는 스풀(262)의 균형이 유지되지 못한 불균형상태에서 하부 작업롤(212)이 상승 또는 하강하게 되면, 진행중인 강판의 꺽임현상이 발생되고, 설비의 고장을 초래함은 물론, 강판의 품질에 심각한 문제점을 주는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 작업롤의 유압용 유체의 흐름을 제어하는 스풀의 밀림현상과 흔들림현상을 방지하여 정확한 유압제어가 가능하도록 하고, 유체 리턴라인에서 배압의 형성을 방지하여 스풀의 이동을 안정적으로 이룸으로써 압연기의 작업롤을 정밀하게 제어하여 압연작업의 품질을 높일 수 있도록 개선된 압연 작업롤 정밀제어장치를 제공함에 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압연기에서 사용되는 하부 작업롤의 상하움직임을 제어하는 장치에 있어서, 상기 하부 작업롤을 구동하는 유압실린더의 피스톤 상부측 격실에 항상 일정한 유압을 제공하는 상부유압시스템;

상기 유압 실린더의 하부 격실과 유압펌프를 연결하는 유로의 중간에 위치되고, 내부에는 전자석 코일을 갖추고, 상기 코일에 전류가 인가됨에 따라서 일측으로 경사되어지는 아마츄어를 가지며, 상기 아마츄어의 하부측으로는 프랩퍼를 구비하고, 상기 프랩퍼의 양측으로는 유압펌프로 부터의 유체압이 전달되는 노즐을 각각 구비한 전자석부;와,

상기 전자석부의 하부측에 연결되고, 내부에는 상기 유압펌프와 상기 하부 격실을 연결하는 유로를 다수개 형성하며, 상기 유로들을 선택적으로 개폐시키기 위한 스풀을 갖고, 상기 유압 펌프에 연결되는 유로가 상기 하부 격실에 연결되는 유로의 중앙에 배치되는 몸체부;를 갖추어 상기 유압 펌프와 하부 격실사이에서 유 압의 작동중에 스풀에 가해지는 밀림과 맥동현상을 최소화하도록 구성됨을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 압연 작업롤 정밀제어장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 압연기(200)에서 사용되는 하부 작업롤(212)의 상,하움직임을 제어하되, 유압 펌프(240)와 하부 격실(228)사이에서 유압의 작동중에 스풀(5)에 가해지는 밀림과 맥동현상을 최소화하도록 된 것이다.

본 발명에 따른 압연 작업롤 정밀제어장치(1)는 종래와 같이 하부 작업롤(212)을 구동하는 유압실린더(220)의 피스톤(224) 상부측 격실(226)에 항상 일정한 유압을 제공하는 상부유압시스템(230)을 갖추고, 상기 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)과 유압펌프(240)를 연결하는 유로(242)의 중간에는 전자석부(10)와 몸체부(30)를 갖는다.

상기 전자석부(10)는 내부에 전자석 코일(12)을 갖추고, 상기 코일(12)에 전류가 인가됨에 따라서 일측으로 경사되어지는 아마츄어(15)를 가지며, 상기 아마츄어(15)의 하부측으로는 프랩퍼(17)를 구비하고, 상기 프랩퍼(17)의 양측으로는 유압펌프(240)로 부터의 유체압이 전달되는 노즐(20a)(20b)을 각각 구비한 것이다.

한편, 상기 몸체부(30)는 상기 전자석부(10)의 하부측에 연결되고, 내부에는 상기 유압펌프(240)와 상기 하부 격실(228)을 연결하는 유로를 다수개 형성하며, 상기 유로들을 선택적으로 개폐시키기 위한 스풀(5)을 갖되, 상기 유압 펌프(240)에 연결되는 유로(32)가 상기 하부 격실(228)에 연결되는 유로(34a)(34b)의 중앙에 배치되는 것이다.

즉, 상기 몸체부(30)는 중공형 케이싱(36)의 내측에 일정크기의 스풀하우징(38)이 위치되고, 상기 스풀하우징(38)의 내부에는 횡방향으로 스풀(5)이 이동가능한 공간이 형성되어 스풀(5)의 횡방향이동이 가능하도록 구성된다.

그리고, 상기 스풀하우징(38)의 양측으로는 유압펌프(240)로 부터 전자석부(10)의 좌,우측 노즐(20a)(20b)들로 향하는 유로(40a)(40b)들이 각각 형성되며, 상기 유로(40a)(40b)들의 중간지점은 각각 스풀(5)의 좌,우측면으로 개방되어 유압펌프(240)의 유체압이 스풀(5)의 양측단부에 미치도록 구성된다. 그리고, 상기 스풀하우징(38)에는 일정간격으로 3개의 고리형 유로(43a)(43b)(43c)와, 1개의 개방형 유로(45)를 갖는 바, 상기 3개의 고리형 유로(43a)(43b)(43c)중 중앙의 것은 유압펌프(240)의 유로(32)에 연결되어 유체압이 공급된다. 따라서, 상기 중앙의 유로(43b)는 상기 전자석부(10)의 좌,우측 노즐(20a)(20b)에 연결되는 유로(40a)(40b)들에 서로 연통되어 각각 동일한 유체압이 유압 펌프(240)로 부터 제공되는 것이다.

그리고, 상기 중앙 유로(43b)의 양측의 유로(43a)(43c)들은 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결되는 유로(50)에 연결되는 바, 이들 유로(43a)(43c)들은 서로 한 지점(52)에서 연결되어 공통적으로 상기 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연통되는 것이다. 또한, 상기 개방형 유로(45)는 그 상단이 상기 전자석부(10)의 좌,우측 노즐(20a)(20b)들에 연장되고, 그 하단은 저유탱크(55)에 연결되는 리턴라인(57)을 구성하는 것이다.

한편, 상기 스풀(5)에는 중앙의 고리형 직경 확대부(60)가 형성되고, 그 양측으로는 상기 직경 확대부(60)에 일치하는 직경을 갖는 고리형 단턱부(62a)(62b)들이 형성되며, 그 양측으로는 고리형의 요홈부(64a)(64b)들을 구비하고, 이러한 고리형의 요홈부(64a)(64b)들은 일측 고리형 유로(43c)와 상기 개방형 유로(45)에 각각 마련된 고리형 확대부(67a)(67b)에 각각 대향하도록 형성됨으로써 확대된 유로들을 각각 형성한다.

그리고, 상기에서 스풀(5)에 형성된 중앙의 직경 확대부(60)는 상기 3개의 고리형 유로중 중앙의 것(43b)과, 타측의 고리형 유로(43a)의 사이에 위치되어 이들 유로(43a)(43b)사이에서 유체의 연통을 차단한다. 또한, 상기 양측의 단턱부(62a)(62b)들은 각각 스풀(5)의 고리형 요홈부(64a)(64b)에 인접하여 형성됨으로써, 스풀(5)의 이동중에 상기 유압펌프(240)에 연결된 유로(43b)를 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결되는 유로(50)에 선택적으로 연결 또는 차단하거나 하며, 상기 이동 실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결된 유로(50)를 저유탱크(55)에 연결된 개방형 유로(45)에 선택적으로 연통시키거나 차단하도록 된다.

그리고, 상기 개방형 유로(45)에는 하류측에, 즉 저유탱크(55)에 인접하여 역류방지 체크밸브(70)가 장착됨으로써 스풀하우징(38)내의 개방형 유로(45)중의 작동유체가 상기 체크밸브(70)를 통하여 저유 탱크(55)로 배출되지만, 저유 탱크(55)측으로 부터의 작동유체의 역류를 방지하여 상기 개방형 유로(45)가 이루는 리턴 라인(57)상에서 배압(back pressure)이 형성되지 않도록 구성되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 작업롤(212)의 유압 실린더(220) 하부 격실(228)에 유체압을 공급하여 작업롤(212)을 상승시키고자 하는 경우, 작업자는 전자석부(10)의 코일(12)에 정해진 크기와 극성의 전류를 인가하게 되면, 상기 코일(12)은 종래와 같이 아마츄어(15)를 일측으로 이동시키고 그에 따라서 프랩퍼(17)가 좌측의 노즐(20a)을 막고, 우측의 노즐(20b)을 개방시키는 상태로 된다.

이와 같이 좌측의 노즐(20a)이 막히고, 우측의 노즐(20b)이 개방되면, 유압펌프(240)로 부터 상기 좌측의 노즐(20a)로 향하는 유로(40a)에는 유압이 유지되고, 유압펌프(240)로 부터 우측 노즐(20b)로 향하는 유로(40b)에서는 유압이 유지되지 못하여 상기 유로(40a)(40b)들 사이에서 평형상태를 유지하고 있던 스풀(5)은 도 5a)에서 점선으로 도시된 바와 같이 우측으로 이동된다.

이와 같이 스풀(5)이 우측으로 이동되면, 유압펌프(240)에 연결된 중앙의 고리형 유로(43b)는 스풀(5)의 우측 단턱부(62b)가 스풀하우징(38)의 유로(43c)의 고리형 확대부(67b)에 위치되어 유압 펌프(240)로 부터 유압실린더(220)의 하부 격실(228)로 향하는 유로(50)는 서로 연통되어 개방됨으로써 유압펌프(240)의 유체압이 화살표방향을 따라서 상기 하부 격실(228)로 미치게 되어 작업롤(212)의 상승이 이루어진다. 이러한 경우, 상기 중앙의 고리형 유로(43b)의 좌측에 위치된 하부 격실(228)에 연결된 다른 하나의 유로(43a)는 스풀(5)의 반대측 단턱부(62a)가 리턴라인(57)과의 연통을 차단하게 됨으로써 상기 하부 격실(228)에 연결된 유로(50)의 내부에는 유압 펌프(240)로 부터 제공되는 유체압이 그대로 유지되어 작업롤(212)의 상승을 이루는 것이다.

이때, 상기 하부 격실(228)로 공급되는 유압펌프(240)의 유체압은 상부유압시스템(230)의 유체압보다 높은 것이기 때문에 작업롤(212)의 상승이 가능한 것이며, 이와 같이하여 작업롤(210)(212)사이의 간격을 좁게 조절할 수 있다.

한편, 작업롤(212)이 원하는 위치로 상승하게 되면, 압연기(200)를 제어하는제어 컴퓨터(미도시)는 전자석부(10)에 전류를 인가하여 프랩퍼(17)가 최초의 정상적인 중앙의 위치에 오도록 아마츄어(15)를 동작시킨다. 따라서, 프랩퍼(17)가 중앙에 위치되어 좌,우측 노즐(20a)(20b)이 동일하게 개방되면, 유압펌프(240)에 좌,우측 노즐(20a)(20b)들을 각각 연결시키는 유로(40a)(40b)들의 유체압은 서로 동일하게 되며, 이와 같은 상태에서는 스풀(5)이 중앙의 최초의 위치로 복귀되고, 이와 같이 스풀(5)이 원위치하게 됨에 따라서 유압펌프(240)에 연결된 유로(32)로 부터 상기 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결된 유로(50)로 향한 통로가 차단되어 더 이상 상기 하부 격실(228)로는 유체압이 공급되지 못하여 하부 작업롤(212)은 현재의 위치에서 고정되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 상태에서 압연작업을 지속한 후, 작업롤(210)(212)사이의 간격을 넓히기 위하여 하부 작업롤(212)을 하강시키고자 하는 경우, 작업자는 전자석부(10)의 코일(12)에 상기와는 반대의 극성과 크기를 갖는 전류를 인가하게 되면, 상기 코일(12)은 아마츄어(15)를 타측으로 이동시키고 그에 따라서 프랩퍼(17)가 좌측의 노즐(20a)을 개방하고, 우측의 노즐(20b)을 막는 상태로 된다.

이와 같이 좌측의 노즐(20a)이 개방되고, 우측의 노즐(20b)이 막히면, 유압펌프(240)로 부터 상기 우측의 노즐(20b)로 향하는 유로(40b)에는 유압이 유지되고, 유압펌프(240)로 부터 좌측 노즐(20a)로 향하는 유로(40a)에서는 유압이 유지되지 못하여 상기 유로(40a)(40b)들 사이에서 평형상태를 유지하고 있던 스풀(5)은 도 5b)에서 점선으로 도시된 바와 같이 좌측으로 이동된다.

이와 같이 스풀(5)이 좌측으로 이동되면, 유압펌프(240)에 연결된 중앙의 고리형 유로(43b)는 스풀(5)의 중앙 직경 확대부(60)와 우측 단턱부(62b)에 의해서 유압실린더(220)의 하부 격실(228)로 향하는 유로(50)에 완전 차단되어 유압 펌프(240)의 유체압을 상기 유로(50)에 전혀 전달할 수 없게 된다.

그렇지만, 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결된 유로(50)는 스풀(5)의 좌측 단턱부(62a)가 개방형 유로(45)가 형성하는 리턴라인(57)의 고리형 확대부(67a)에 위치되어 상기 리턴 라인(57)에 연결되므로, 상기 하부 격실(228)의 유체가 유로(45)를 통하여 리턴라인(57)으로 배출되고, 체크밸브(70)를 통하여 저유탱크(55)측으로 유체압이 화살표방향을 따라서 배출되어 작업롤(212)의 하강이 이루어진다. 이러한 경우, 상기 하부 격실(228)로 공급되는 상부유압시스템(230)의 유체압은 리턴 라인(57)의 대기압보다 높고 작업롤(212)의 하중에 의하여 작업롤(212)의 하강이 가능한 것이며, 이와 같이하여 작업롤(210)(212)사이의 간격을 넓게 조절할 수 있다.

또한, 상기와 같이 하부 작업롤(212)의 하강이 완료되면, 압연기(200)를 제어하는 제어 컴퓨터(미도시)는 전자석부(10)에 전류를 인가하여 프랩퍼(17)가 최초의 정상 적인 중앙의 위치에 오도록 아마츄어(15)를 동작시킨다. 따라서, 프랩퍼(17)가 중앙에 위치되어 좌,우측 노즐(20a)(20b)이 동일하게 개방되면, 유압펌프(240)에 좌,우측 노즐(20a)(20b)들을 각각 연결시키는 유로(40a)(40b)들의 유체압은 서로 동일하게 되며, 이와 같은 상태에서는 스풀(5)이 중앙의 최초의 위치로 복귀되고, 이와 같이 스풀(5)이 원위치하게 됨에 따라서 하부 격실(228)에 연결된 유로(50)로 부터 리턴라인(57)측에 연결된 유로(45)로 향한 통로가 차단되어 더 이상 상기 하부 격실(228)로 부터 유체압이 배출되지 않음으로써 하부 작업롤(212)은 현재의 하강위치에서 고정되는 것이다.

한편, 상기와 같은 작동 과정에서 본 발명에 의하면 유압 펌프(240)에 연결된 유로(43b)가 중앙에 형성되고, 상기 유로(43b)의 양측으로 하부 격실(228)에 연결된 유로(43a)(43c)가 배치되므로, 유압펌프(240)로 부터 전달되는 작동 유체의 맥동이 스풀(5)에 닿아도 상기 하부 격실(228)에 연결된 유로(43a)(43c)들에 의해서 그 영향이 스풀(5)의 길이방향으로 상쇄되어 최소화된다.

또한, 상기 스풀(5)의 양측에는 각각 고리형 요홈부(64a)(64b)들이 형성되어 도 4에 도시된 바와 같이 고리형 요홈부(64a)(64b)에 균일한 면압력이 작용하므로 스풀(5)의 양측단에서 균일한 힘으로써 균형을 유지하게 되어 상기 스풀(5)이 대략 초당 50~100Hz의 속도로 좌우로 움직이는 상태에서도 보다 안정된 상태로 이동할 수 있고, 그에 따라서 스풀(5)의 정확한 이동을 이루어 작업롤(212)의 정확한 위치제어가 가능하도록 한다.

한편, 상기 작업롤(212)의 하강중에 리턴라인(57)을 통하여 배출되는 유체는 고압 상태에서 대기압상태로 빠져 나가기 때문에 매우 신속하게 빠져 나가게 되며, 이러한 배출과정에서 유체는 체크밸브(70)를 통하여 저유 탱크(55)로 빠지게 됨으로써 0.5바 이상의 배압은 상기 체크밸브(70)를 역류하지 못하도록 된다. 즉, 리턴라인(57)에 장착된 체크밸브(70)가 스풀(5)측으로 배압이 미치는 것을 효과적으로 차단하여 종래와 같이 배압에 의해서 스풀(5)에 영향을 주는 현상을 방지할 수 있는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 작업롤(212)의 유압용 유체의 흐름을 제어하는 스풀(5)의 밀림현상과 흔들림현상을 방지하여 정확한 유압제어가 가능하도록 하고, 유체 리턴라인(57)에서 배압의 형성을 방지하여 스풀(5)의 이동을 안정적으로 이룸으로써 압연기의 작업롤(212)을 정밀하게 제어하여 압연작업의 품질을 높일 수 있도록 개선된 효과를 얻는 것이다.

Claims

압연기에서 사용되는 하부 작업롤(212)의 상,하움직임을 제어하는 장치에 있어서,

상기 하부 작업롤(212)을 구동하는 유압실린더(220)의 피스톤 상부측 격실(226)에 항상 일정한 유압을 제공하는 상부유압시스템(230);

상기 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)과 유압펌프(240)를 연결하는 유로(50)의 중간에 위치되고, 내부에는 전자석 코일(12)을 갖추고, 상기 코일(12)에 전류가 인가됨에 따라서 일측으로 경사되어지는 아마츄어(15)를 가지며, 상기 아마츄어(15)의 하부측으로는 프랩퍼(17)를 구비하고, 상기 프랩퍼(17)의 양측으로는 유압펌프(240)로 부터의 유체압이 전달되는 노즐(20a)(20b)을 각각 구비한 전자석부(10);와,

상기 전자석부(10)의 하부측에 연결되고, 내부에는 상기 유압펌프(240)와 상기 하부 격실(228)을 연결하는 유로(43a)(43b)(43c)(45)를 다수개 형성하며, 상기 유로(43a)(43b)(43c)(45)들을 선택적으로 개폐시키기 위한 스풀(5)을 갖고, 상기 유압 펌프(240)에 연결되는 유로(43b)가 상기 하부 격실(228)에 연결되는 유로(43a)(43c)의 중앙에 배치되는 몸체부(30);를 갖추어 상기 유압 펌프(240)와 하부 격실(228)사이에서 유압의 작동중에 스풀(5)에 가해지는 밀림과 맥동현상을 최소화하도록 구성됨을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 몸체부(30)는 중공형 케이싱(36)의 내측에 일정크기의 스풀하우징(38)이 위치되고, 상기 스풀하우징(38)의 내부에는 횡방향으로 스풀(5)이 이동가능한 공간이 형성되어 스풀(5)의 횡방향이동이 가능하도록 구성되며, 상기 스풀하우징(38)의 양측으로는 유압펌프(240)로 부터 전자석부(10)의 좌,우측 노즐(20a)(20b)들로 향하는 유로(40a)(40b)들이 각각 형성되며, 상기 유로(40a)(40b)들의 중간지점은 각각 스풀(5)의 좌,우측면으로 개방되어 유압펌프(240)의 유체압이 스풀(5)의 양측단부에 미치도록 구성되어짐을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치.
제 2항에 있어서, 상기 스풀하우징(38)은 일정간격으로 3개의 고리형 유로(43a)(43b)(43c)와, 1개의 개방형 유로(45)를 갖고, 상기 3개의 고리형 유로(43a)(43b)(43c)중 중앙의 것은 유압펌프(240)의 유로(32)에 연결되어 유체압이 공급되며, 상기 중앙의 유로(43b)는 상기 전자석부(10)의 좌,우측 노즐(20a)(20b)에 연결되는 유로(40a)(40b)들에 서로 연통되어 각각 동일한 유체압이 유압 펌프(240)로 부터 제공되는 한편, 상기 중앙 유로(43b)의 양측의 유로(43a)(43c)들은 유압 실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결되는 유로(50)에 연결되고, 이들 유로(43a)(43c)들은 서로 한 지점(52)에서 연결되어 공통적으로 상기 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연통되며, 상기 개방형 유로(45)는 그 상단이 상기 전자석부(10)의 좌,우측 노즐(20a)(20b)들에 연장되고, 그 하단은 저유탱크(55)에 연결되는 리턴라인(57)을 구성하는 것을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 스풀(5)에는 중앙의 고리형 직경 확대부(60)가 형성되고, 그 양측으로는 상기 직경 확대부(60)에 일치하는 직경을 갖는 고리형 단턱부(62a)(62b)들이 형성되며, 그 양측으로는 고리형의 요홈부(64a)(64b)들을 구비하고, 이러한 고리형의 요홈부(64a)(64b)들은 일측 고리형 유로(43c)와 상기 개방형 유로(45)에 각각 마련된 고리형 확대부(67a)(67b)에 각각 대향하도록 형성됨으로써 확대된 유로들을 각각 형성함을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치.
제 4항에 있어서, 상기 직경 확대부(60)는 상기 3개의 고리형 유로중 중앙의 것(43b)과, 타측의 고리형 유로(43a)의 사이에 위치되어 이들 유로(43a)(43b)사이에서 유체의 연통을 차단하고, 상기 양측의 단턱부(62a)(62b)들은 각각 스풀(5)의 고리형 요홈부(64a)(64b)에 인접하여 형성됨으로써, 스풀(5)의 이동중에 상기 유압펌프(240)에 연결된 유로(43b)를 유압실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결되는 유로(50)에 선택적으로 연결 또는 차단하며, 상기 이동 실린더(220)의 하부 격실(228)에 연결된 유로(50)를 저유탱크(55)에 연결된 개방형 유로(45)에 선택적으로 연통시키거나 차단하도록 구성됨을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치.
제 3항에 있어서, 상기 개방형 유로(45)에는 하류측에, 저유탱크(55)에 인접하여 역류방지 체크밸브(70)가 장착됨으로써 스풀하우징(38)내의 개방형 유로(45) 중의 작동유체가 상기 체크밸브(70)를 통하여 저유 탱크(55)로 배출되지만, 저유 탱크(55)측으로 부터의 작동유체의 역류를 방지하여 상기 개방형 유로(45)가 이루는 리턴 라인(57)상에서 배압(back pressure)이 형성되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압연작업롤 정밀제어장치.