KR100833052B1

KR100833052B1 - 열간압연기의 접촉식 롤 교차각 측정장치

Info

Publication number: KR100833052B1
Application number: KR1020010082320A
Authority: KR
Inventors: 지창운; 우옥주
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2008-05-27
Also published as: KR20030052387A

Abstract

본 발명은 열간 압연기에서 롤 교차각을 측정하고 압연 중에 롤의 동적인 변위를 측정하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 롤쵸크(18)(21)에 접촉자(29)가 접하도록 상단에 착탈가능하게 조립되는 중공원통형 이동로드(30)와, 상기 이동로드(30)의 외주면과 중공원통형 외부부쉬(37)를 매개로 조립되어 하우징(1)에 위치고정되는 중공원통형 상부케이싱(31)과, 상기 상부케이싱(31)에 착탈가능하게 조립되고, 상기 이동로드(30)를 상방으로 탄력지지하는 스프링(41)이 수용되어 상기 하우징(1)에 위치고정되는 중공원통형 중간케이싱(33)과, 상기 이동로드(30)의 중공원통형 내부부쉬(36)에 외주면이 접하고, 상기 접촉자(29)의 하부면에 고정된 탐침(32a)이 삽입된 센서부재(29)가 상부에 수용되고, 상기 중간케이싱(33)에 삽입되어 고정되는 중공형 고정로드(38) 및, 상기 중간케이싱(33)의 하부단에 착탈가능하게 조립되는 하부케이싱(34)을 포함하여, 롤의 실제적인 교차각과 동적 변위를 측정하고, 압연기에서 발생하는 강한 진동과 기계적인 충격에 충분한 내구성을 갖는 효과가 얻어진다.

롤, 롤쵸크, 교차각, 이동, 고정로드, 상부, 중간, 하부케이싱

Description

열간압연기의 접촉식 롤 교차각 측정장치{A CONTACT TYPE ROLL ARRANGE MENT ANGLE MEASURING APPARATUS FOR HOT STRIP MILL }

도 1은 일반적인 열간압연기를 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에서 초기상태를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에서 측정상태를 도시한 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치를 도시한 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에 채용되는 상부케이싱을 도시한 측면도, 평면도 및 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에 채용되는 중간케이싱을 도시한 정면도, 평면도, 배면도, 측면도 및 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에서 채용되는 하부케이싱의 정면도, 측면도 및 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

18,21 ... 롤쵸크 28 .... 롤

29 .... 접촉자 30 .... 이동로드

31 .... 상부케이싱 32 .... 센서부재

33 .... 중간케이싱 34 .... 하부케이싱

35 .... 센서고정부재 36 .... 내부부쉬

37 .... 외부부쉬 38 .... 고정로드

41 .... 스프링 51,52 ... 연결부

본 발명은 열간 압연기에서 롤 교차각을 측정하고 압연 중에 롤의 동적인 변위를 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 롤의 실제적인 교차각과 동적 변위를 측정하고, 압연기에서 발생하는 강한 진동과 기계적인 충격에 충분한 내구성을 갖는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 열간압연기는 도 1에 도시한 바와같이, 상,하부워크롤(5)(5a)과, 이들을 지지하는 상,하부백업롤(3)(3a) 및 상기 롤부재를 수용하는 압연기하우징(1)을 갖추어 구성하여 상기 워크롤(5)(5a)사이를 통과하는 강판을 수요가가 원하는 판두께로 압연하는 설비이다.

이러한 열간 압연기에서 압연되는 강판의 폭방향 형상인 크라운을 제어하기 위해서는, 상,하부백업롤(3)(3a)과 1세트를 이루는 상,하부워크롤(5)(5a)의 좌우양단에서의 롤교차 정렬을 이용하는 경우가 있는데, 이것의 구현 방법으로서는 상기 롤(5)(5a)의 교차 정렬각을 정밀하게 측정하고, 이를 근거로 하여 압연되는 강판의 형상을 제어하거나 통판 안정성을 유지하는 것이다.

즉, 롤의 교차각을 측정하는 종래의 방법은 상기 상,하부 워크, 백업롤(3)(3a)(5)(5a)의 좌우양단에 배치되어 상기 상,하부롤사이에서 교차각을 발생시키는 교차각 구동기(8)(9)(10(11)의 변위를 상기 구동기를 작동시키는 동력전달용 축의 회전 변위를 통해서 환산하는 방법을 주로 이용하였다.

그러나, 이러한 종래의 방법에 의해서 측정되는 변위량은 상기 구동기(8)(9)(10)(11)의 변위를 간접적으로 측정할 뿐이지 압연작업을 수행하는 롤의 교차각 변위를 직접적으로 측정하는 것이 아니기 때문에, 롤 쵸크(2)(2a)(4)(4a)와 상기 구동기사이의 간격만큼의 오차가 발생하게 된다.

또한, 상기 구동기(8)(9)(10)(11)는 압연소재인 강판을 압연하기 직전에 임의의 교차각을 얻기 위하여, 일정위치에 고정시켜 놓고, 압연중의 실제 롤쵸크 변위를 측정하는 것이 아니기 때문에, 상기 롤쵸크의 동적인 변위에 의한 강판의 통판거동을 조사하는 것은 불가능하였다.

그리고, 일부 설비 제조사에서 도입하고 있는 롤쵸크 변위측정 센서가 활용되는 곳도 있지만, 이 역시 교차각 영점조정 시점에서 롤 교차각을 측정하는 것이 그 목적이므로 동적인 롤쵸크의 변위는 측정하지 못하고 있는 실정이며, 롤쵸크의 갭의 측정도 불가능한 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것 으로서, 그 목적은 측정이 불가능한 롤의 실제적인 교차각을 측정하고, 동적변위를 측정할수 있는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은

좌우양단에 롤쵸크가 조립된 롤의 교차각을 측정하는 장치에 있어서,

상기 롤쵸크에 접촉자가 접하도록 상단에 착탈가능하게 조립되는 중공원통형 이동로드와,

상기 이동로드의 외주면과 중공원통형 외부부쉬를 매개로 조립되어 하우징에 위치고정되는 중공원통형 상부케이싱과,

상기 상부케이싱에 착탈가능하게 조립되고, 상기 이동로드를 상방으로 탄력지지하는 스프링이 수용되어 상기 하우징에 위치고정되는 중공원통형 중간케이싱과,

상기 이동로드의 중공원통형 내부부쉬에 외주면이 접하고, 상기 접촉자의 하부면에 고정된 탐침이 삽입된 센서부재가 상부에 수용되고, 상기 중간케이싱에 삽입되어 고정되는 중공형 고정로드 및,

상기 중간케이싱의 하부단에 착탈가능하게 조립되는 하부케이싱을 포함함을 특징으로 하는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에서 초기상태를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측 정장치에서 측정상태를 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치를 도시한 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에 채용되는 상부케이싱을 도시한 측면도, 평면도 및 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치에 채용되는 중간케이싱을 도시한 정면도, 평면도, 배면도, 측면도 및 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 열간압연기의 접촉식 롤 교차각 측정장치에서 채용되는 하부케이싱의 정면도, 측면도 및 단면도이다.

본 발명의 장치(100)는 도 2 내지 7에 도시한 바와같이, 열간압연기에서 강판의 폭방향으로 크라운을 제어하기 위하여 상,하부롤을 교차시킬 때 롤의 교차각을 측정할수 있도록 롤(28)의 좌우양단에 장착되는 롤 쵸크(18)(21)에 대응하는 하우징(1)이나 이에 조립되는 벤더블록(bender block)(12)(13)(14)(15)에 갖추어지는 것으로서, 이러한 장치(100)는 이동,고정로드(30)(38) 및 상,하부 및 중간케이싱(31)(33)(34)등으로 구성된다.

즉, 상기 이동로드(30)는 상기 롤쵸크(18(21)에 상단이 접하는 접촉자(29)가 내부공의 상단에 착탈이 용이하도록 조립되는 중공원통부재이며, 상기 접촉자(29)의 삽입멈춤이 용이하도록 상기 내부공(30a)의 선단내주면에는 단차부(30b)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 상부케이싱(31)은 상기 이동로드(30)의 외주면과 내주면이 상하활주이동가능하게 조립되는 중공원통형 외부부쉬(37)가 내부공(31a)에 수용되어 상기 하우징(1)에 위치고정되는 중공원통형 고정부재이며, 상기 내부공(31a)의 선 단부에는 상기 이동로드(30)의 외주면과 접하는 환고리형의 돌출턱(31b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 중간케이싱(33)은 상기 상부케이싱(31)의 하부단에 오링부재(42)를 매개로 하여 착탈가능하게 조립되고, 상기 이동로드(30)를 상방으로 항상 탄력지지할수 있도록 스프링(41)이 내부공(33a)에 수용되고, 상기 롤 쵸크(18)(21)와 대응하는 하우징(1)에 위치고정되는 중공원통형의 고정부재이다.

여기서, 상기 외부부쉬(37)는 상기 상부케이싱(31)의 내부공(31a)후단과 상기 중간케이싱(33)의 내부공(33a)선단사이에 고정설치되고, 상기 이동로드(30)의 하단외주면에는 외부이탈을 방지하도록 이탈방지용 돌출턱(30c)을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 고정로드(38)는 상기 이동로드(30)의 내부공(30a)에 고정배치되는 중공원통형 내부부쉬(36)의 내주면과 외주면이 접하고, 상기 접촉자(29)의 하부면에 상단이 착탈가능하게 고정되는 탐침(32a)의 하단이 삽입되는 센서부재(32)가 상부에 수용되고, 상기 중간케이싱(33)내로 삽입되어 위치고정되는 고정부재이다.

여기서, 상기 센서부재(32)는 상기 접촉자(29)와 롤쵸크(18)(21)의 접촉에 의한 상기 접촉자(29)의 하강과 더불어 하강되는 탐침(32a)의 변위를 측정하는 변위측정용 센서인, SONY Precision Technology사의 모델명 SR-721SP 디지털 게이지이다.

또한, 상기 접촉자(29)의 하부몸체에는 상기 탐침(32a)의 착탈이 용이하도록 고정용 세트스크류가 체결되는 세트스크류공(29b)이 갖추어지고, 상기 고정로드(38)상부에 형성된 암나사공(38a)에는 이에 배치된 센서부재(32)를 위치고정할수 있도록 센서고정부재(35)가 나사식으로 체결되며, 상기 센서고정부재(35)의 상부면에는 상기 탐침(32a)의 삽입이 용이하도록 원추형 내부공(35a)이 형성된다.

그리고, 상기 암나사공(38a)과 연통하는 내부공(38b)에는 상기 센서부재(32)와 제어기(44)사이를 전기적으로 연결하는 케이블(43)이 배치된다.

여기서, 상기 상부케이싱(31)과 중간케이싱(33)의 외부면에는 상기 하우징(1)과의 착탈이 용이하도록 나사부재가 체결되는 나사공이 관통된 연결부(51)(52)가 좌우대칭구조로 갖추어진다.

한편, 상기 하부케이싱(34)은 상기 중간케이싱(33)의 하부단에 착탈가능하게 조립되며, 상부면에는 상기 고정로드(38)의 내부공(38b)내에 배치된 케이블(43)을 외부로 용이하게 인출할수 있도록 원추형 내부공(34a)을 관통형성한다.

또한, 상기 중간케이싱(33)의 상,하단부면에는 상기 상부케이싱(31)과 하부케이싱(34)의 모서리부에 각각 관통형성된 복수개의 관통공(53)(54)과 일치하여 나사부재가 체결되는 탭공(53a)(54a)을 각각 형성하여 상기 상부, 중간 및 하부케이싱(31)(33)(34)을 연속하여 조립완성한다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

본 발명의 장치(100)는 롤(28)의 좌우양단에 각각 조립되는 롤쵸크(18)(21)와 대응되는 하우징(1)의 벤더블록(12)(13)(14)(15)중 강판진행방향과 평행하게 상기 롤초크(18)(21)를 이동시키는 쪽인 입측, 출측에 각각 설치되며, 이때, 상기 장치(100)의 접촉자(29)는 중간케이싱(33)내에 수용된 스프링(41)의 탄성력에 의해서 외측으로 탄력지지되어 일정길이 돌출되지만, 상기 롤(28)의 교차 정렬 이전에는 롤쵸크(18)(21)와 접촉하지 않을 정도로 돌출되어 있기 때문에, 상기 하우징(1)내로 롤을 삽입하고, 제거하는 교체작업시 롤의 수평이동과 전혀 간섭이 없는 것이다.

즉, 도 2에 도시한 바와같이, 롤(28)이 교차되지 않은 상태에서 상기 접촉자(29)의 일단부와 상기 롤초크(18)(21)사이에는 일정한 간격(G1, G2)을 유지하고 있다. 이러한 상태에서 강판압연작업을 수행하는 과정에서 강판의 폭방향 크라운 형상을 제어하기 위해서 사전에 이미 결정된 롤 교차 정렬각을 형성하도록 구동기(8)(9)(10)(11)로서 상기 롤초크(18)(21)를 도 3에 도시한 바와같이, 변위시키는 경우, 상기 롤 초크(18)(21)의 입,출측 간격(g1)(g2)은 전체 변위가 상기 센서부재(32)에 의해 측정되는 것이 아니고, 롤 교차각 정렬작업 직전에 형성된 간격(G1)(G2)을 초과한 변위(a)(b)만이 계측된다.

이에 따라, 실제적인 롤초크(18)(21)의 변위(ae)(be)는 하기 식1,2와 같이 표현할 수 있다.

ae = G1 + g1

be = G2 + g2

그러므로, 입,출측에 설치된 장치(100)사이의 간격을 L 이라 하면, 실제적으 로 롤의 교차정렬각(θ)는 하기와 같은 수학식 3으로 표현될수 있다.

θ= arctan((ae + be)/L)

그런데, 여기서 상기 롤(28)은 일정크기의 반경이 있는 원통형 물체이기 이므로 롤 중심축과 접촉점 사이의 거리 때문에 발생하는 상기 계산식상의 오차는 상기 장치(100)사이의 간격(L)이 상기 롤쵸크(18)(21)의 변위(ae+be)에 비하여 매우 크기 때문에 무시할수 있는 것이다.

한편, 상기 접촉자(29)가 롤쵸크(18)(21)와 접해지면, 상기 접촉자(29)를 상단에 장착한 이동로드(30)의 내,외주면은 하우징(1)에 위치고정된 상부케이싱(31)의 외부부쉬(37)에 상하활주이동가능하게 조립되고, 상기 센서부재(32)가 상단에 장착된 고정로드(38)의 내부부쉬(36)에 상하활주이동가능하게 각각 조립되어 있기 때문에, 상기 이동로드(30)는 접촉자(29)와 더불어 상기 중간케이싱(33)내에 수용된 스프링(41)을 압축시키면서 하강된다.

연속하여, 상기 접촉자(29)의 하부면에 장착된 탐침(32a)은 상기 센서부재(32)를 고정하는 센서고정부재(35)의 내부공(35a)을 통하여 상기 센서부재(32)에 삽입되면서 롤교차시 발생되는 변위량을 측정하게 되며, 이때, 측정된 변위량은 케이블(43)을 통하여 제어기(44)측으로 전송된다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 강판진행방향으로 입측과 출측에 두 개의 변위측정 센서를 1개의 롤 변위측에 설치하여 롤의 변위를 측정함으로써 롤 교 차 정렬각을 정밀하게 측정할수 있고, 강판의 진행에 관련된 통판특성의 문제를 해결하기 위한 설비 진단용으로도 유용하게 활용될 수 있도록 롤 초크의 갭을 측정하고, 롤초크의 동적인 변위등을 자동적으로 측정할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

좌우양단에 롤쵸크(18)(21)가 조립된 롤(28)의 교차각을 측정하는 장치에 있어서,

상기 롤쵸크(18)(21)에 접촉자(29)가 접하도록 상단에 착탈가능하게 조립되는 중공원통형 이동로드(30)와,

상기 이동로드(30)의 외주면과 중공원통형 외부부쉬(37)를 매개로 조립되어 하우징(1)에 위치고정되는 중공원통형 상부케이싱(31)과,

상기 상부케이싱(31)에 착탈가능하게 조립되고, 상기 이동로드(30)를 상방으로 탄력지지하는 스프링(41)이 수용되어 상기 하우징(1)에 위치고정되는 중공원통형 중간케이싱(33)과,

상기 이동로드(30)의 중공원통형 내부부쉬(36)에 외주면이 접하고, 상기 접촉자(29)의 하부면에 고정된 탐침(32a)이 삽입된 센서부재(32)가 상부에 수용되고, 상기 중간케이싱(33)에 삽입되어 고정되는 중공형 고정로드(38) 및,

상기 중간케이싱(33)의 하부단에 착탈가능하게 조립되는 하부케이싱(34)을 포함하여 구성되며,

상기 외부부쉬(37)는 상기 상부케이싱(31)의 내부공(31a)후단과 상기 중간케이싱(33)의 내부공(33a)선단사이에 고정설치되고, 상기 이동로드(30)의 하단외주면에는 외부이탈을 방지하도록 이탈방지용 돌출턱(30c)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 고정로드(38)상부에 형성된 암나사공(38a)에는 상기 센서부재(32)를 위치고정할수 있도록 센서고정부재(35)가 나사식으로 체결되며, 상기 센서고정부재(35)의 상부면에는 상기 접촉자(29)의 하부몸체에 형성된 세트스크류공(29b)에 조립된 상기 탐침(32a)의 삽입이 용이하도록 원추형 내부공(35a)이 형성됨을 특징으로 하는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 하부케이싱(34)의 상부면에는 상기 고정로드(38)의 내부공(38b)내에 배치되어 상기 센서부재(32)와 제어기(44)사이를 전기적으로 연결하는 케이블(43)을 외부로 용이하게 인출할수 있도록 원추형 내부공(34a)을 관통형성함을 특징으로 하는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 상부케이싱(31)과 중간케이싱(33)의 외부면에는 상기 하우징(1)과의 착탈이 용이하도록 나사부재가 체결되는 나사공(51a)(52a)이 관통된 연결부(51)(52)가 좌우대칭구조로 갖추어짐을 특징으로 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 중간케이싱(33)의 상,하단부면에는 상기 상부케이싱(31)과 하부케이싱(34)의 모서리부에 각각 관통형성된 복수개의 관통공(53)(54)과 일치하여 나사부재가 체결되는 탭공(53a)(54a)을 각각 형성함을 특징으로 하는 열간압연기의 접촉식 롤교차각 측정장치.