KR100758242B1

KR100758242B1 - 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법 및 장치

Info

Publication number: KR100758242B1
Application number: KR1020010070554A
Authority: KR
Inventors: 이중호; 선창수; 한상빈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2007-09-12
Also published as: KR20030039589A

Abstract

본 발명은 소둔로 내부에서 상하부 롤을 따라 지그재그식으로 이동하는 스트립의 파단을 감지하여 연속 소둔공정 라인을 정지시키는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법 및 장치에 관한 것으로서,

연속 소둔공정 중 현재 장력 감지롤에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값을 연산하고, 상기 편차값을 장력편차 한계값과 비교하여 상기 편차값이 크면 스트립의 파단으로 판단하여 파단 감지신호를 공급하는 제 1 단계; 스트립의 파단을 감지하는 롤에 장력이 걸리지 않아 웨이트의 하중으로 파단 감지센서가 감지되면 파단 감지신호를 공급하는 제 2 단계; 스트립이 하부 롤 하부에 설치된 감지센서에 터치되어 릴레이 접점이 온되면 파단 감지신호를 공급하는 제 3 단계; 제 1 단계 내지 제 3 단계로부터 파단 감지신호가 인가되면 스트립 파단으로 판단하여 소둔공정 라인을 정지시키는 단계를 구비한다.

웨이트,장력편차 한계치,장력 감지롤,장력 설정치,장력 피드백치,루프 감지센서

Description

연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법 및 장치{The Method And Device For Strip Break Sensing}

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 연속소둔 작업을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 종래의 연속 소둔로에서 스트립이 파단된 상태를 나타낸 단면도.

도 3은 종래의 연속 소둔로에서 스트립 파단시 장력제어를 설명하기위한 블록구성도

도 4는 종래의 스트립 파단시 장력변화를 나타낸 그래프

도 5a는 본 발명의 스트립 파단시 루프발생을 감지하는 감지장치가 설치된 상태도.

도 5b는 도 5a의 루프발생 감지장치의 상세 구성도.

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 웨이트에 의한 스트립 파단 감지장치의 구성을 나타낸 평면도와 정면도.

도 7은 본 발명의 사이즈별 장력 편차 한계치를 구하는 블록도.

도 8은 본 발명의 스트립 파단 상태의 감지됨을 나타낸 파단감지 구성도.

도 9는 본 발명의 파단감지 제어과정을 나타낸 흐름도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100 : 스트립 (STRIP) 101 : 상부 롤

102 : 하부 롤 103 : 소둔로

104 : 라다안 튜브 128 : SPEED 설정치

105,106,107,108,109,110 : 장력 감지롤

115,116,117,118,119,120,121 : 속도제어회로

122,123,124,125,126,127 : 장력제어회로

201 : 감지센서 202 : 감지센서 커버

203 : 감지센서 커버 고정볼트 204 : 케이블 고정볼트

205 : 케이블 206 : 냉각수입구

207 : 냉각수 출구 208 : 냉각수 파이프

209 : 릴레이 301 : 웨이트이동용 모터

302 : 웨이트 위치감지 PLG 303 : 스프링

304 : 롤 베어링 305 : 파단 감지 센서

306 : 웨이트 307 : 웨이트 이송나사

308 : 롤 309 : 중심축 (SHIFT)

310a,310b : 이송나사 베어링 311 : 평형 감지 센서

312a,312b : 스톱퍼 313 : 지렛대

314 : 중심축 베어링 315a,315b : 웨이트 이동용 휠

316 : 웨이트 이송나사 317 : PLG 체인

318 : 받침대

본 발명은 연속 소둔로 내부의 스트립 파단을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 소둔로 내부에서 상하부 롤을 따라 지그재그식으로 이동하는 스트립의 파단을 감지하여 연속 소둔공정 라인을 정지시키는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법 및 장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 소둔로 내부에 발생된 스트립의 루프와 스트립 자체의 장력 인식 및 장력 편차 한계값과 소둔로의 장력 설정치 비교를 이용한 정확한 스트립 파단 감지로 파단 발생 후 잔류 장력과 관성에 의하여 소둔로 내부 각각의 롤에 쌓이는 스트립과 스트립과 스트립 간의 이격 현상을 억제하기 위하여 라인 정지를 신속하고 정확하게 수행하도록 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 일반적인 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치를 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 냉간코일은 열연코일을 상온에서 냉간 압연한 제품으로 표면은 미려하나 냉간 압연시 발생한 냉간코일(이하, “스트립 ”으로 칭함) 내부의 높은 잔류 응력으로 인해 경도가 매우 높고 연성이 나쁘기 때문에 용도에 맞는 형상을 가공하는데 어려움이 있다. 이러한 스트립의 문제점을 해결하기 위해 연속 소둔공정을 수행하게 되는데, 연속 소둔공정은 냉각 압연된 스트립을 가열과 냉각을 실시하여 가공성이 우수한 재질의 스트립을 만들기 위해 연속적으로 열처리하는 공정으로 연속 소둔로(103)는 크게 가열대, 냉각대로 구분되어 스트립이 로 내부의 상,하 200여개의 롤을 상하 높이 약 20m를 이동하면서 스트립의 두께, 폭, 재질에 따라 속도와 온도를 맞추어 연속적으로 열처리 작업을 실시하게 된다.

도 1은 연속 소둔 작업을 개략적으로 나타낸 구성도로서, 가열대 내부에서 스트립이 진행하는 모습을 도시한 사시도이다.

연속 소둔로(103)에서 고온(800℃~950℃)으로 스트립(100)을 가열하기 위해 라디안트 튜브(104)가 가열대에 300 여개가 설치되어 스트립(100)을 가열하고, 냉각대에는 노내 가스를 냉각시킨 다음 스트립 표면에 분사시켜 스트립을 냉각시키는 가스 제트 방식으로 각종 챔버가 노 내부에 설치되어 있고, 노 천정에 인접하여 스트립(100)을 이송하는 상부 롤(101), 노 하부 바닥에 인접하여 스트립을 이송하는 하부 롤(102)과, 각종 롤 등이 설치되어 소둔로(103) 내부는 매우 복잡하게 구성되어 있다.

이렇게 복잡하게 구성된 소둔로(103) 내부에서 고속으로 진행되는 스트립(100)이 용접 불량, 스트립 쏠림 등 여러가지 요인으로 판 파단이 발생했을 경우 종래에는 즉시 파단을 감지하고 라인을 정지시키는 장치가 설치되어 있지 않아서 운전자의 감시에 의존한 상태에서 작업을 수행하므로 파단 발생시 감시 미흡으로 즉시 라인을 정지시키지 않고 지연이 되게 되면, 도 2에서 처럼 스트립 파단 부(111)는 파단된 상태에서 더 이상 진행하지 못하고 계속해서 하부 바닥에 불규칙적으로 쌓이게 되고, 스트립 파단부(114)은 계속해서 라인이 정지될 때까지 상하 높이 20m를 너덜너덜 거리며 진행하면서 스트립 파단부(113,114) 조각처럼 소둔로(103) 내부의 중간에 걸린 상태에서 찢어져 소둔로(103) 상하부 롤(101,102) 사이의 각종 설비에 걸려있게 된다. 그 결과 많은 스트립이 소둔로(103) 내부에 쌓이게 되면 복구작업을 위해 작업자가 직접 로 내부에 들어가서 수작업으로 해야 하는데, 소둔로(103)는 열처리 설비이기 때문에 고열 및 가스 취급개소로 불량부를 제거하고 정상적인 작업을 하는데 장시간 소요되는 문제점이 발생된다.

소둔로 열처리 작업을 위해서 각 롤에 의해 스트립을 이송하는데 롤 구동은 운전자의 조작에 의해 일정 스피드로 구동되고 구동되는 과정에서 부하가 있는 상태, 즉 소둔로 각 구간별로 장력 설정치에 의해 스트립이 롤에 걸려 있는 상태에서 각 구간의 롤 구동 스피드에 가감을 주어 장력이 있는 상태로 구동되어야 스트립을 상하로 이동하면서 이송할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 종래의 스트립 파단 발생시 연속 소둔로의 장력 제어방법을 상세히 설명한다.

도 3은 연속 소둔로 파단 발생시 장력 제어방법을 설명하기 위한 블록 구성도로서, 소둔로의 속도 제어는 각 구간의 장력을 체크하는 장력감지롤(105,106,107,108,109,110)에서 실제로 스트립을 롤에 의해 이송하면서 롤에 걸리는 부하측 장력을 감지 체크하여 장력제어회로(122,123, 124,125,126,127)에 장력을 피드백하면 장력제어회로(122~127)는 피드백 된 장력(129,130,131,132,133,134)과 장력 설정치를 비교하여 그 사이의 편차를 연산하고, 연산된 편차를 기초로 교정 값을 산출하여 각각의 속도제어회로(115,116, 117,118,119,120,121)에 교정신호를 출력시키고, 속도제어회로(115~121)는 장력제어회로(122~127)로부터 전송되는 교정신호를 기초로 하여 스피드 설정치(128) 신호에 의해 롤 속도를 변경시키며 파단이 발생했을 경우 각 장력 감지롤(105~110)에는 스트립이 감지롤에 걸려있거나 스트립이 빠진 상태로 존재한다.

도 3의 장력 감지롤(106)에는 스트립(111)이 파단되어 상부로 올라가지 못하고 하부에 쌓여 구동되는 롤과 스트립이 미끌림 현상으로 롤에 걸리는 장력은 불규칙적으로 헌팅(장력 편차)이 발생하고, 장력 감지롤(106)에서 감지된 장력은 장력제어회로(123)에 피드백되고, 피드백된 장력값과 장력 설정치(129~134)와의 편차를 교정 값으로 산출하여 속도제어회로(116)에 출력시키고, 이 속도제어회로(116)에서 스피드 설정치(128)와 교정 값과 연산하여 연산된 신호를 나 구역(702) 롤 구동 모터에 출력시켜 롤 속도를 변경시키게 된다. 이때, 장력 감지롤(106)의 장력 헌팅 만큼 나 구역(702)의 롤 스피드는 헌팅이 발생된다.

도 3의 장력 감지롤(107)에는 스트립이 걸려있지 않아 무부하 상태 즉, 장력은 "0"로 감지되어 장력제어회로(124)로 피드백되고, 다시 속도제어회로(117)에서 장력에 대한 신호와 스피드 설정치(128)를 연산하여 다 구역(703) 롤을 구동하는데 장력이 걸리지 않으므로 다 구역(703)의 롤은 천천히 구동되게 된다.

도 3의 장력 감지롤(108)에는 스트립 끝부분이 소둔로 내부 설비에 걸려 당기는 힘에 의해 스크랩(113,114) 조각을 만들고 바닥에 쌓여 있는 상태(112)에서 스트립을 당기기 때문에 라 구역(704) 이후의 장력감지롤(108,109,110)에 걸리는 장력은 상한치까지 걸리거나, 마,바,사 구역(705,706,707)의 롤이 트립이 발생하게 된다. 장력감지롤(108)에 의해 마 구역(705)의 구동롤이, 장력감지롤(109)에 의해 바 구역(706)의 구동롤이, 장력감지롤(110)에 의해 사 구역(707)의 구동롤이 각각 구동되는데 장력이 상한치까지 걸리므로 장력을 장력 설정치에 맞추기 위해 마,바,사 구역(705,706,707)의 구동 롤은 스피드 설정치 보다 낮게 구동 된다.

도 3의 라 구역(704)을 중심으로 각 장력감지롤(105,106,107)의 각 전방구역의 구동롤에 의해서 장력이 조정되고, 라 구역(704) 이후는 반대로 각 장력감지롤(108,109,110)의 각 후방지역의 구동롤에 의해 장력이 조정된다.

도 3에서 라인이 가동된다는 것은 구동롤에 장력이 걸린다고 정의되며, 라인가동 중 장력감지롤(105~110)에 장력이 걸리지 않거나 장력이 특정값 이상으로 헌팅한다면 노내 스트립은 파단이 발생된 것이다.

도 4는 스트립 파단시의 장력 변화를 나타낸 그래프로서, 파단 시작점에서 부터 연속소둔 라인이 정지될 때까지 장력 감지롤에 걸리는 장력의 변화로 장력이 최대와 최소를 불규칙적으로 움직임을 읽을 수 있고, 소둔로의 구동롤이 임의의 스피드로 가동되기 위해서는 스피드 설정치(128)에 장력 피드백치와 장력 설정치(129~134)의 편차를 교정신호로 출력시키는 제어방법을 이용하여 소둔로의 파단을 감지 할 수 있다.

그러나, 이러한 방법은 판 파단 발생시 잔류 장력에 의하여 스트립이 고속으로 이동되어 파단부와 파단부가 멀리 떨어지게 되고 아울러 계속적으로 쌓임으로서 설비의 파손을 가져오고, 판 파단 발생시 대응이 늦어 오인없이 신속한 정지가 불가능하다.

또한, 작업소재의 사이즈(두께, 폭) 및 강종이 다양하여 연속 소둔공정의 열처리 작업중에 구동롤의 스피드 변동이 심하므로 다품종 소량생산을 위한 연속소둔 라인에는 적합하지 않다.

따라서, 스트립의 파단을 정확하게 감지하여 신속한 라인 정지가 가능하도록 하는 장치가 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소둔로 내부에서 스트립의 루프 발생을 파단으로 감지하는 파단 감지기능과, 소둔로 입구에 지렛대 원리를 이용한 장력 감지기능과, 장력감지롤에서 감지되는 장력값과 장력 설정치가 일정값 이상의 편차가 발생시에 파단으로 감지하는 기능을 직렬회로로 연결하여 스트립의 파단을 정확하게 감지함으로써 신속한 라인 정지가 가능하도록 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치 및 방법를 제공함을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법은, 연속 소둔공정 중 현재 장력 감지롤에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값을 연산하고, 상기 편차값을 장력편차 한계값과 비교하여 상기 편차값이 크면 스트립의 파단으로 판단하여 파단 감지신호를 공급하는 제 1 단계; 스트립의 파단을 감지하는 롤에 장력이 걸리지 않아 웨이트의 하중으로 파단 감지센서가 감지되면 파단 감지신호를 공급하는 제 2 단계; 스트립이 하부 롤 하부에 설치된 감지센서에 터치되어 릴레이 접점이 온되면 파단 감지신호를 공급하는 제 3 단계; 제 1 단계 내지 제 3 단계로부터 파단 감지신호가 인가되면 스트립 파단으로 판단하여 소둔공정 라인을 정지시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치는, 소둔로 하부롤의 하부 바닥에 설치되고, 스트립의 루프형성 및 스트립 쳐짐을 감지하여 파단 감지신호를 공급하는 루프발생 감지수단; 소둔로의 입구측에 설치되고, 소둔로 외부에서 스트립에 장력이 걸리는지 여부를 웨이트의 하중에 의해 감지하여 파단 감지신호를 공급하는 스트립 파단 감지수단; 연속 소둔공정 중 현재 장력 감지롤에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값이 장력편차 한계값보다 클경우에 파단 감지신호를 공급하는 연산수단; 상기 루프발생 감지수단과 상기 스크립 파단 감지수단 및 상기 연산수단으로부터 파단 감지신호가 공급되면 연속 소둔공정 라인을 정지시키도록 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5a 내지 도 5b는 스트립 파단시 루프발생을 감지하는 감지장치의 구성도 를 나타낸 것이고, 도 6a 내지 도 6b는 웨이트에 의한 스트립 감지장치의 평면도와 정면도를 나타내며, 도 7은 사이즈별 장력편차 한계치를 구하는 블록도를 나타낸 것이다.

도 5a 내지 도 5b를 참조하여 스트립 파단시 루프발생을 감지하는 감지장치의 구성 요소를 살펴보면, 도 5a에 도시된 바와 같이 소둔로 하부 롤(102a~102j)의 하부 바닥에 스트립의 루프형성 및 스트립 쳐짐을 감지하는 루프발생 감지장치(210a,210b,210c,210d,210e,210f,210g,210h,210i,210j)를 각각 설치한다.

도 5b는 도 5a의 A부 확대도를 나타낸 것으로서, 각각의 루프발생 감지장치(210a~210j)는 소둔로 하부의 내화벽돌(209)에 감지센서(201)를 들어 갈수있게 구멍을 뚫고 나서 감지센서(201)를 설치한 다음 소둔로 내부의 분위기 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해 감지센서 커버(202)를 설치하고, 감지센서 커버(202)를 고정하기 위하여 고정볼트(203)로 고정하며, 감지센서(201) 끝부분에 케이블(205)을 연결하여 케이블 고정볼트(204)로 고정한다. 또한, 소둔로 내부는 800℃~950℃로 매우 높은 고열로 스트립을 가열하기 때문에 소둔로 벽에서 발생되는 고열로 인해 케이블에 외란으로 감지발생 불량요인이 발생하므로 케이블을 파이프로 감싸고 나서 케이블과 파이프 사이에 냉각수를 냉각수 입구(206)와 냉각수 출구(207)로 계속적으로 통수시켜 열로부터 케이블을 보호하도록 설치한다.

도 6a 내지 도 6b를 참조하여 웨이트에 의한 스트립 감지장치의 구성요소를 살펴보면, 스트립 감지장치는 소둔로 입구에 설치하여 프레임(313) 중심부에 중심축(309)을 끼워 넣고 중심축(309)에 고정베어링(314)으로 지지고정하여 프레임(313)이 상하 운동을 할 수 있게 설치하고, 프레임(313) 한쪽 끝에는 롤(308)을 설치하고 스트립(100)에 의해 구동 할 수 있도록 롤 베어링(304)을 설치하여 롤(308)을 고정하고 그 반대 방향에는 웨이트(306)를 올려놓고 웨이트(306)의 위치를 변경할수 있게 웨이트 이송나사(307)를 설치하고 웨이트이송나사(307) 전단에는 이송나사베어링(310a)과 후단에는 이송나사베어링(310b)으로 지지하고, 웨이트(306)의 하부에 웨이트의 이동을 용이하게 하기위해 구동용 휠(315a,315b)을 설치 고정하고 웨이트 이송나사(316)를 가공하여 웨이트 이송나사(307)와 조합하여 웨이트 이송용 모터(301)의 회전운동을 직선운동으로 변경하여 웨이트(306)를 중심축(309)으로부터 거리를 변경 할 수 있게 한다. 웨이트(306)의 이송거리를 제한 하기 위해 웨이트 스톱퍼(312a,312b)를 설치하고, 웨이트의 위치를 감지하고 소둔로의 장력과 평형상태를 유지할 수 있도록 웨이트 위치감지PLG(302)를 설치하고, 웨이트이송나사(307)에 체인(317)을 연결하여 신호를 제공받으며, 롤(308)측 프레임(313)에 완충역활을 하는 스프링(303)을 받침대(318) 위에 설치하고 감지센서(311)를 고정 설치한다. 웨이트(306)측 프레임(313)의 상하 이동하는 받침대(318)에 감지센서(305)를 설치하여 스트립의 파단 유무를 감지한다.

도 7은 본 발명의 작업소재의 사이즈별 장력편차 한계치를 구하는 블록도로서, 장력편차 한계값을 구하기 위해 상부롤 양쪽에 걸려있는 스트립(100)의 중량을 구하기 위해 SCC(SPERVISORY CONTROL COMPUTOR)(400)에서 작업하는 소재의 두께, 폭 정보를 PLC(PROGRA-MMABLE LOGIC CONTROLLER)(390)에 제공하게 되면, 두께 감지 메모리(500)에서는 두께 정보(예를들면, 0.3이상 0.4이하 등)를 제공받아 제 3 연 산부(405)에 두께 정보를 제공하고, 나머지 두께 감지 메모리(501~512)도 도 7에 도시된 바와 같이 SCC(400)로부터 제공되는 작업소재의 두께 정보를 PLC(390)로부터 제공받아 작업소재의 두께 정보를 제 3 연산부(405)에 제공하게 된다.

또한, 폭 정보를 제공하는 폭 감지 메모리(513~521)에서도 두께 감지 메모리(501~512)와 마찬가지로 메모리(513)에서는 SCC(400)로부터 제공되는 작업소재의 폭 정보(예를들면, 900이상 1000이하 등)를 PLC(390)로부터 제공받아 제 3 연산부(405)에 폭 정보를 제공하고, 나머지 폭 감지 메모리(514~521)에서도 도 7에 도시된 바와 같이 SCC(400)로부터 제공되는 작업소재의 폭 정보를 해당 폭 메모리(514 ~ 521)가 제 3 연산부(405)에 제공하게 된다.

이어서, 작업소재의 폭 정보와 두께 정보를 제공받은 제 3 연산부(405)는 장력편차 한계 값(작업중인 소재의 장력설정치 - 상부롤 양쪽에 걸리는 스트립의 중량)을 구하게 되는데, 장력편차 한계 값은 본 발명에 있어 스트립(100) 파단을 감지하는 데이터로 작용하게 된다.

이하 본 발명에 따라 도 8을 참조하여 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이 연속소둔 작업중에 스트립(100)의 파단이 발생했을 경우, 루프발생 감지수단에서는 스트립(100)이 루프 발생으로 하부롤(102) 하부에 설치된 감지센서(201)에 터치되면, 릴레이 집합체 판넬(410)에는 하부롤(102) 하부에 설치된 감지센서(201) 마다 개별 릴레이(209)가 설치되어 있으므로 110V의 전압통전으로 릴레이 접점이 온되어 파단 감지신호를 제어수단(408)에 제공한다.

이어서, 스트립 파단 감지수단에서는 웨이트(306)에 의해 장력감지롤(308)의 장력과 힘의 평형을 유지하기 위해서 라인 가동중에 소둔로 입구의 장력감지롤(105)에 장력 세트시 마다 웨이트(306)의 위치를 변경하여 항상 소둔로의 장력과 평형상태를 유지하도록 하되, 소둔로 장력과 같은 위치에 PLG(302)의 지시에 의해 웨이트 이송용 모터(301)를 구동시켜 웨이트(306)의 위치를 변경하고, 롤(308)에 걸려있는 스트립(100)의 중량만큼 롤(308)측에 쏠려있게 하여 스프링(303)에 의해 완충작용을 하게 한다.

정상적인 상태에서 감지센서(311)는 항상 감지상태를 유지하다가 소둔로 파단으로 장력감지롤(308)에 장력이 걸리지 않게 되면, 스트립(100)은 장력이 걸리지 않아 힘의 균형이 깨어지게 되고, 중심축(309)으로부터 PLG(302)에 의해 계산된 위치로 웨이트 이송모터(301)의 구동으로 이동된 웨이트(306)에 장력이 걸리지 않는 시점에서 프레임(313)이 받침대(318)로 추락하여 파단 감지센서(305)에 감지되게 되고, 파단 감지센서(305)는 스트립 파단을 감지하여 파단 감지신호를 제어수단(408)에 제공하게 된다.

또한, 연산수단에서는 연속 소둔공정 중 현재 장력 감지롤(105~110)에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값을 연산하고, 연산된 편차값을 장력편차 한계값과 비교하여 편차값이 크면 스트립(100) 파단으로 판단하여 파단 감지신호를 제어수단(408)에 제공하게 된다.

이때, 소둔 작업중에 스트립(100)의 파단이 발생하여도 장력을 감지하는 롤(105~110)에는 스트립(100)이 걸려 있을 수도 있고 빠질 수도 있다. 파단 발생으로 장력이 걸려있지 않은 상태에서 장력감지롤(105~110)에 스트립(100)이 걸려있을 경우 스트립의 중량이 감지되어 피드백되고, 스트립(100)이 걸려있지 않을 경우 제로값이 감지되어 피드백되며, 장력감지롤(105~110)에 스트립이 걸려있지 않을 경우에는 장력 설정치와 장력 피드백치와의 편차 커서 문제가 발생되지 않지만 장력감지롤(105~110)에 스트립이 걸려있을 경우 장력 감지롤에 걸려있는 스트립의 중량이 포함되어 헌팅(텐션의 편차)하기 때문에 장력편차 한계 값의 산출시에는 작업 중인 소재의 장력 설정치에서 상부롤 양쪽에 걸려있는 스트립(100)의 중량을 뺀 값을 장력편차 한계 값으로 한다.

또한, 장력편차 한계값의 산출은 SCC(400)에서 작업소재의 폭과 두께 정보를 PLC(390)에 제공하면 메모리(402)에서 작업소재의 폭과 두께 정보를 제공받아 제 3 연산부(405)에 제공하게 되고, 제 3 연산부(405)에서는 장력편차 한계값을 산출하게 된다.

이하 본 발명에 따라 도 9를 참조하여 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 감지 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소둔공정 라인이 정상적으로 구동되면, 연속적으로 스트립 열처리를 수행하고(P600 단계), 라인이 정지상태나 점비중 등 비정상적 상태일 때를 대비하여 선택스위치를 설치하여 감지작동 여부를 선택하게 하되(P601 단계), 라인 선택스위치를 온 시켜 스트립 파단시 파단을 감지하여 라인을 정지하는 모드로 전환한다(P602 단계).

이어서, 연속 소둔공정 중 스트립 파단 감지모드로 전환되면, 연산수단은 현재 장력 감지롤(105~110)에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값을 연산하고, 연산된 편차값을 장력편차 한계값과 비교하여 편차값이 크면 스트립(100) 파단으로 판단하여 파단 감지신호를 공급한다(P603 단계).

이때, 연산수단으로부터의 파단 감지신호 공급과정을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다. SCC(400)로부터 작업소재 두께(t)가 1.0t, 폭(w)이 1000mm 인 두께와 폭정보를 연산수단이 제공받을 경우를 예를들어 설명한다.

우선, 작업소재가 1.0 t * 1000 w 사이즈 작업시에 제 1 연산부(403)는 현 작업의 장력값으로 장력 설정치를 산출하되, 통상 장력설정치 산출 공식은 t(두께) × w(폭) × ut(상수)으로 1.0 ×1000 ×ut(0.9)＝900kg이 산출되어 작업소재가 1.0 t * 1000 w 사이즈 작업시에 장력 설정치는 통상 900kg이고, 통상 900kg의 장력으로 소둔작업을 한다.

또한, 제 3 연산부(405)에 의해 장력편차 한계값을 산출하되, 스트립의 중량을 구하는 공식은 L(m) 당 스트립의 중량 ＝ (t × w × R ×L ) ÷1000 이므로, 1.0 t * 1000 w 사이즈 작업시 상부롤(한쪽높이20m * 2)에 걸리는 스트립의 무게는 (1.0 ×1000 ×7.85 ×40) ÷1000 ＝ 314kg 이다. 식 중, t: 두께 (mm), w:폭 (mm), R:철의 비중 (7.85 상수), L:스트립의 길이(m)를 나타낸다.

이때, 장력편차 한계 값 ＝ 작업중인 소재의 장력설정치 - 상부롤 양쪽에 걸리는 스트립의 중량이므로, 장력편차 한계 값 ＝ 900kg - 314kg ＝ 586kg이다.

제 2 연산부(404)는 현재 장력감지롤(105~110)에 감지되는 장력값을 통상의 방법으로 산출하며, 스트립의 파단이 발생되어 장력값 헌팅이 극심하게 발생하여 통상의 방법으로 검출된 장력값이 0kg ~1500kg로 검출되는 경우 제 4 연산부(406)에서는 제 1 연산부(403)와 제 2 연산부(404)에서 산출된 장력값의 편차를 산출한다. 이때, 제 1 연산부(403)와 제 2 연산부(404)의 장력 편차값은 900kg - (0kg ~ 1500kg)＝600kg ~ 900kg의 편차(401)가 발생된다.

그 후, 제 4 연산부(406)에서는 600kg ~ 900kg의 장력 편차값을 제 3 연산부(405)에 의해 산출된 장력편차 한계값 583kg과 비교연산(407)하여 장력 편차값이 클경우 스트립(100)의 파단 감지신호를 제어수단(408)에 공급한다.

P603 단계와 더불어, 스트립(100)의 파단을 감지하는 롤(308)에 장력이 걸리지 않아 지렛대의 원리에 의해 웨이트(306)의 하중으로 파단 감지센서(305)가 감지되면 파단 감지신호를 제어수단(408)에 공급한다(P604 단계).

또한, 스트립(100)이 하부 롤(102) 하부에 설치된 감지센서(201)에 터치되어 릴레이 접점이 온되면 파단 감지신호를 제어수단(408)에 공급한다(P605 단계).

이어서, P603 ~ P605 단계로부터 제어수단(408)에 파단 감지신호가 인가되면 스트립(100) 파단으로 판단하여 소둔공정 라인을 1차로 정지시킨다. 이때, 스트립(100) 파단의 판단은 P603 내지 P605 단계를 직렬회로로 연결하여 세가지 조건을 모두 만족하여만 제어수단(408)에서 파단으로 판단하여 라인을 1차 정지시킨다(P606 단계).

P606 단계에서 라인이 정지가 완료되면 P605 단계의 감지센서(201)에 터치된 하부롤(102)을 기준으로 전방 3개의 상부롤(101)은 스트립 진행 방향인 정 회전을 40초간 구동하고, 하부롤(102)을 기준으로 후방의 3개의 상부롤(101)은 스트립 진행 방향의 반대인 역회전을 40초간 구동한 후, 라인의 모든 각각의 롤을 2차로 정지시킨다(P607 단계).

따라서, 본 발명의 스트립(100) 파단 감지방법에 의하여 소둔 공정의 라인은 정지되게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 첨부한 도면과 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스트립의 파단을 정확하게 감지하여 신속한 라인 정지가 가능하도록 함으로써 소둔로의 롤 내부에 루프가 쌓이는 것을 방지하고, 스트립 파단 지점 이후 관성에 의한 스트립 빠짐을 방지하며, 아울러 열처리 설비에서 고열과 가스 작업에 의한 작업 부하를 줄이고 작업 시간을 단축하여 생산성을 향상시키는 뛰어난 효과가 있다.

Claims

연속 소둔공정 중 현재 장력 감지롤(105~110)에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값을 연산하고, 상기 편차값을 장력편차 한계값과 비교하여 상기 편차값이 크면 스트립(100) 파단으로 판단하여 파단 감지신호를 공급하는 제 1 단계;

상기 스트립(100)의 파단을 감지하는 롤(308)에 장력이 걸리지 않아 웨이트(306)의 하중으로 파단 감지센서(305)가 감지되면 파단 감지신호를 공급하는 제 2 단계;

상기 스트립(100)이 하부 롤(102) 하부에 설치된 감지센서(201)에 터치되어 릴레이 접점이 온되면 파단 감지신호를 공급하는 제 3 단계;

상기 제 1 단계 내지 제 3 단계로부터 파단 감지신호가 인가되면 스트립(100) 파단으로 판단하여 소둔공정 라인을 정지시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법.
제 1 항에 있어서, 상기 소둔공정 라인이 정지되면, 상기 감지센서(201)에 터치된 하부롤(102)을 기준으로 설정수의 전방 상부롤(101)들은 상기 스트립(100) 진행방향으로 정회전시키고, 설정수의 후방 상부롤(101)들은 상기 스트립(100) 진행방향과 반대 방향으로 역회전시킨 후 소둔공정 라인을 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계의 장력편차 한계값은 현재 작업중인 작업소재의 장력 설정치에서 상부롤(101) 양쪽에 걸리는 스트립(100)의 중량을 감산한 값으로 하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출방법.
소둔로 하부롤(102)의 하부 바닥에 설치되고, 스트립(100)의 루프형성 및 스트립(10) 쳐짐을 감지하여 파단 감지신호를 공급하는 루프발생 감지수단;

상기 소둔로의 입구측에 설치되고, 상기 소둔로 외부에서 스트립(100)에 장력이 걸리는지 여부를 웨이트(306)의 하중에 의해 감지하여 파단 감지신호를 공급하는 스트립 파단 감지수단;

연속 소둔공정 중 현재 장력 감지롤(105~110)에 감지되는 장력값과 장력 설정치의 편차값이 장력편차 한계값보다 클경우에 파단 감지신호를 공급하는 연산수단;

상기 루프발생 감지수단과 상기 스크립 파단 감지수단 및 상기 연산수단으로부터 파단 감지신호가 공급되면 연속 소둔공정 라인을 정지시키도록 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치.
제 4 항에 있어서, 상기 루프발생 감지수단은,

상기 소둔로 하부롤(102)의 하부 바닥에 설치되어 스트립(100)의 루프형성 및 스트립 쳐짐을 감지하는 다수개의 감지센서(201)와, 상기 감지센서(201) 각각에 전기적으로 연결된 다수개의 릴레이(209)가 구비되되 릴레이 접점이 온되면 상기 스트립(100)의 파단 감지신호를 제어수단(408)에 제공하는 릴레이 집합체 판넬(410)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치.
제 4 항에 있어서, 상기 스트립 파단 감지수단은,

몸체 중심부에 축(309)을 삽입 고정하여 상하 운동이 가능하도록 설치된 프레임(313)과, 상기 프레임(313)의 일측 끝에 설치되는 롤(308)과, 상기 프레임(313)의 타측에 위치 변경이 가능하도록 설치되는 웨이트(306)와, 상기 웨이트(306)의 위치를 감지하고 소둔로의 장력과 평형 상태를 유지할 수 있도록 설치되는 웨이트 위치감지 PLG(302)와, 상기 프레임(313) 하부에 상기 축(309) 고정 프레임에 의해 상기 프레임(313)과 연결되도록 고정 설치되는 받침대(318)와, 상기 웨이트(306)측 프레임(313)의 하단에 위치하는 받침대(318)에 설치되고 상하 운동하는 프레임(313)이 상기 웨이트(306)의 하중으로 상기 받침대(318)측으로 하향 이동하면 이를 감지하는 감지센서(305)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치.
제 4 항에 있어서, 상기 연산수단은,

소둔 조업시 사용되는 스트립(100)의 두께와 폭에 따라 서로 상이한 장력 설정치를 산출하는 제 1 연산부(403)와, 상기 스트립(100)이 진행하는 동안 현재 장력 감지롤(105~110)에 감지되는 장력값을 산출하는 제 2 연산부(404)와, 상기 제 1 연산부(403)에 의해 산출된 장력 설정치에서 상부 롤(101) 양쪽에 걸려있는 스트립의 중량을 뺀 값을 장력편차 한계값으로 산출하는 제 3 연산부(405)와, 상기 제 1 연산부(403)와 상기 제 2 연산부(404)의 장력 편차값을 산출하고, 상기 장력 편차값을 상기 제 3 연산부(405)에 의해 산출된 장력편차 한계값과 비교연산하여 상기 장력 편차값이 클경우 상기 스트립(100)의 파단 감지신호를 제어수단(408)에 제공하는 제 4 연산부(406)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 소둔로 내부의 스트립 파단 검출장치.