KR100841073B1

KR100841073B1 - 평탄도 결함을 측정하기 위한 방법

Info

Publication number: KR100841073B1
Application number: KR1020020019576A
Authority: KR
Inventors: 티에리 마라드; 파우레진-파울
Original assignee: 지멘스 바이 메탈스 테크놀로지 에스에이에스
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2008-06-24
Also published as: KR20020079574A

Abstract

본 발명의 목적은 밴드(2)의 각 종방향 지역에서 이 지역에 제공된 인장부하를 나타내는 정보를 평가하기 위해 각 회전시 참조 값과 비교되는 부하 값(i)을 갖는 측정신호의 전송센서(3)를 포함하는 각각 분리된 다수의 검사지역들(4')을 포함하는 측정 롤(1)의 각을 이룬 접촉부(A)에 인장하중 상태에서 부착된 밴드 제품의 잠재 평탄도 결함들을 검사방법에 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서, 각각의 전송센서(3)에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 두 값들(i₁,i₂)은 밴드(2)의 각을 이룬 접촉부(A)가 검사지역(4')을 통과하기 전과 이후의 측정되고, 각각의 회전에서 각 전송센서(3)에 의해 전송된 신호의 부하 하의 값과 비교되는 상기 참조 값(i₀)은 공전상태에서 선행하는 측정값(i₁)과 다음 측정값(i₂)의 조합에 의해 얻어지는 것을 특징으로 한다.

인장부하, 신호, 롤링, 밴드, 평탄도, 평탄 결함, 롤링 밀, 챔버링 효과, 작동롤, 엑츄에이터 베어링, 백업 롤

Description

평탄도 결함을 측정하기 위한 방법{A PROCESS FOR DETECTING FLATNESS DEFECTS}

도 1은 평탄 롤의 횡단면도

도 2는 부분 확대도시한 정면도

도 3 및 도 4는 본 발명의 검사구역에 대한 통과전 및 통과시에 대한 개략단면도

도 5는 본 발명의 검사구역의 통과후에 대한 단면도

도 6은 롤의 회전시 측정신호의 증폭변화를 도시한 선도

도 7은 고온에서 밴드의 경우, 롤의 회전시 측정신호의 증폭변화를 도시한 선도

도 8은 핫롤형 쉬트에 대한 평탄도 측정치의 변화형태를 도시한 선도

도 9는 핫롤형 쉬트의 폭 대비 핫롤형 쉬트의 온도변화 형태를 도시한 선도

도 10은 동일온도에서 핫롤형 쉬트에 대한 평탄도 측정치의 변하형태를 도시한 선도

본 발명은 종방향으로 이동하는 금속밴드 제품의 보이지 않는 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

금속밴드, 특히 얇은 롤형 쉬트로 된 금속 밴드를 회전시킬 때, 평탄 결함은 금속밴드가 정지 위치에 있으면 관측이 가능하지만, 상기 금속밴드는 인장부하 하에 있을 때 보이지 않는 소정의 조건 상에 놓여져 있을 수 있다. 이러한 결함은 일반적으로 밴드의 폭 전반에 걸쳐 발생하는 작은 변화, 즉 회전과정에서 발생하는 인장(elongation)에 기인하며, 이는 횡방향으로 회전시, 특히 작동 롤 사이에 제공된 클램핑 압력의 분배시 교정될 수 있다.

그러한 효과를 위해, 최근 롤링 밀은 일반적으로 금속밴드 제품이 통과하도록 갭(gap) 형태의 교정가능한 수단을 갖추고 있으며, 때때로 롤링 밀의 스탠드(stand)는 작동 롤이 가까워지거나 멀어지며 상기 작동롤의 챔버링 효과(chambering effect)를 유발하도록 상기 작동롤의 척(chock)에 엑츄에이터 베어링이 갖추어져 있다.

또 다른 구성요소로서, 미소한 크기의 분무 수단은 상기 작동 롤의 형태 상에서 열적으로 작용가능하다.

이와 같이, 위치 및 압력을 조정할 수 있도록 된 다수의 엑츄에이터(actuator)에 의해 고정축과 이 고정축 상의 베어링 주위를 회전하도록 설치된 유연한 재질의 외피를 포함하는 적어도 하나의 백업 롤(back-up roll)의 형 태로 작동할 수 있다. 한편, 상기 엑츄에이터는 금속 밴드의 폭 전면에 걸쳐 분포되어 있다.

일반적으로, 이들 조정수단은 롤링 밀의 하방에 위치되고, 상기 금속밴드의 종방향 파이버(fibres)의 연장으로 인한 변화에 대응하면서 상기 밴드의 폭 전반에 걸쳐 인장부하의 변화에 민감한 소정의 측정장치에 의해 주어진 정보를 판단하도록 제어된다.

이와 같은 측정장치는 일반적으로 상기 밴드의 종측 작동방향과 수직을 이루는 축의 주위를 회전하도록 설치된 원통형 바디를 포함하는 편심 롤(deflector roll)로 이루어진다. 상기 밴드는 밴드의 국부 적용압력에서의 변화를 측정할 수 있도록 하는 일련의 센서가 갖추어진 상기 롤의 외면의 절곡부에 인장부하가 가해진 상태로 제공된다. 이들 검사기는 서로간에 이격되어 있고 상기 롤의 전체 길이에 걸쳐 분배되어 있는 한편, 상기 밴드는 폭이 설정된 검사지역과 각각 일치하는 일련의 종방향 지역으로 나누어지며, 아울러 상기 센서에 의해 수행된 측정은 상기 동일한 종방향 지역에서 교정될 보이지 않는 결함을 평가하기 위해 조정된다.

두 인접한 측정지역 상에서 수행되는 측정 간에 간섭을 피하기 위하여, 상기 센서는 바람직하게는 한 지역에서 다음 지역까지 일정 각도로 절곡된 상태로 위치된다.

대체로, 측정 롤은 전체 길이에 걸쳐 분포된 다수의 검사지역을 포함하고, 상기 검사지역에는 상기 밴드의 동일 단부에 대해 가한 압력과 관련하여 신호를 전송하기 위한 센서가 각각 갖추어져 있으며, 이때 상기 검사 지역은 상기 밴드가 상기 롤과 접촉되어 있는 절곡부를 통과하게 된다.

상기 밴드가 인장부하 하에 있을 때 롤은 편심에 대해 견뎌야 하고, 그에 따라 필요한 강도를 제공하도록 충분한 두께를 갖는 중공관 바디를 포함하며, 그 외면상에 측정중인 센서들이 위치된 다수의 요부가 갖추어져 있다. 한편, 각각의 요부는 상기 센서와 작동중인 밴드 간에 직접적인 접촉을 방지하기 위해 외측에 대해 소정의 보호벽으로 밀봉돼 있다.

주지된 바와 같이, 상기 검사지역에서 밴드에 의해 제공된 압력은 예를들어 압전기(piezo-electric) 또는 석영 형태의 강도 센서에 의해 직접 측정되는데, 상기 강도 센서는 요부의 바닥과 상기 밴드가 제공된 보호벽 사이에 개재되어 있다.

제공된 압력을 직접적으로 나타나는 정보를 얻기 위해, 상기 보호벽은 외부에 대해 상기 요부를 밀봉하는 캡 형상의 단면으로 된 외부면으로 구성될 수 있지만, 이 캡과 상기 요부의 측면 사이에는 독일 특허공보 제19747655호에 개시된 바와 같이 탁한 입자들로 채워질 수 있는 약간의 공차가 존재하여야 한다.

주지된 구성으로서, 상기 보호캡은 요부의 주위에 제공된 원추형 구멍(countersink)내에 박혀진 벽으로 이루어져 있다. 그러나, 상기 센서는 요부의 바닥과, 상기 원추형 구멍의 바닥 상에 위치된 보호벽 사이에 고정되므로 압력 측정은 이 보호벽의 편심저항에 의해 장애가 발생된다.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 미합중국 특허공보 제3,324,695호에는 테(hoop) 형상으로 된 롤의 저항 바디의 외면상에 제공된 연속 외피로 상기 롤을 커버하는 것이 개시되어 있다. 한편, 센서의 각 요부는 얇은 보호벽을 형성하는 이 외피의 일부분에 의해 커버되어 있다.

이러한 경우, 예를 들어 미합중국 특허공보 제4,356,714호에 개시된 바와 같이, 상기 밴드에 의해 제공된 압력은 직접 측정되지는 않지만, 상기 요부의 바닥 및 상기 얇은 보호벽의 내면상에 상기 벽의 중심에서 방사방향으로 슬라이드되도록 장착된 두 부재를 갖는 포지션 센서에 의해 각각 반대방향으로 상기 압력에 의해 초래된 얇은 보호벽의 변형을 측정하게 된다.

상기 센서 위로 연장되고 상기 밴드에 의해 제공된 압력에 민감한 이 얇은 보호벽은 그 에지부(edges)에 박힌 플레이트와 동일하게 작용하며, 그에 따라 물질에 관한 종래의 기계공식은 상기 플레이트의 중심에서 측정된 편차로부터 연성재질의 벽(ductile wall)에 제공된 압력을 평가할 수 있다.

바람직하게는, 상기 포지션 센서는 하나의 제1 바인딩(winding)과 서로 반대편에 고정된 두 개의 제2 바인딩을 갖는 《LVDT》형일 수 있는데, 상기 두 바인딩 사이에는 상기 센서의 스템(stem)의 변위와 관련된 기동성 코어에 의해 가변 자석 커플링이 형성되어 있다.

상기 롤은 이의 회전시 각 센서의 제1 바인딩에 측정 펄스를 보냄과 아울러, 상기 제2 바인딩의 터미널에서 발생 신호를 판독할 수 있는 자동 측정 시스템과 결합되어 있다. 절곡 위치 엔코더는 각각의 센서가 밴드의 돌출지역을 통과할 때 인장부하가 작용하는 상태에서 측정을 수행할 수 있다. 또 다른 측정은 상기 센서가 절곡 돌출부 내측에 위치될 때 공전상태로 수행될 수 있다. 인장부하 하에서의 측정과 공전상태에서의 측정 간에 차이는 상기 플레이트의 중심에서 편차를 제공하게 되는데, 이 플레이트로부터 상기 제공된 압력은 상기 밴드의 동일한 종방향 지역에서의 인장부하를 결정할 수 있게 된다.

공전상태에서의 측정은 상기 센서 증 하나에 대해 인장부하 하에서의 측정과 다른 상기 롤의 소정 절곡지점에서 수행될 수 있다. 그에 따라, 상기 센서는 미합중국 특허공보 제4,356,714호에 개시된 바와 같이 롤의 회전시 공전상태 및 인장부하 하에서의 측정에 관해 쉽게 관리할 수 있도록 상기 롤의 표면상에 골고루 분포되어 있다.

지금까지, 상기 평탄도 측정 롤은 밴드의 온도가 알맞은 상태로 유지되는 콜드 롤링 설비(cold rolling facilities)에서만 사용되어 왔다.

실제로, 상기 요부의 바닥과 상기 요부의 밀봉 캡 사이에 클램프된 압력센서가 사용되면, 온도가 상승할 시 서로 다른 부분들의 팽창이 과도한 마찰을 초래하여 결과적으로 잘못된 측정을 유발할 수 있다.

이러한 결함은 밀봉 플레이트로 커버된 포지션 센서가 사용되는 시스템에 존재하지 않는다. 그러나, 이 플레이트는 직접적으로 밴드의 온도와 관련하여 취해지는 얇은 보호벽으로 구성되며, 그로부터 열적 변형을 유발하게 된다. 더욱이, 회전속도가 고속이기 때문에 원심력은 또한 약간의 변형을 유발할 수 있다.

각 회전상태에서 측정된 공전상태에서의 값과 상기 신호의 인장부하 하에서의 값의 비교는 센서를 재설정할 수 있게 됨과 아울러, 상기 플레이트의 실제 편차를 측정할 수 있게 되지만, 그와 같이 할 경우 롤의 바디는 대체로 일정한 온도로 유지되어야 하며, 이는 밴드의 온도가 적정할 경우에만 정확하게 된다.

그러나, 콜드 롤링 설비일지라도 두께의 감소는 밴드의 온도가 200℃에 근접하도록 열적 가열을 유발한다.

다른 한편으로, 밴드의 폭 전체에 걸쳐 연장된 변화로부터 발생하는 평탄도 결함은 또한 핫 롤링(hot rolling)시 나타나게 되는데, 그로부터 상기 평탄도 결함을 교정하기 위해 그때마다 장래 결함에 관한 위험요소들을 측정하는 것은 중요하다.

그러나, 알루미늄과 같은 비철금속일지라도 핫 밴드(hot band)는 수백도에 달하는 고온상태에 있다. 만일 측정을 위해 압력센서가 사용된다면, 각각의 센서를 예를들어 물과 같은 냉각유체를 순환시켜 냉각시키는 것이 고려되어야 한다. 그러나, 냉각회로를 갖춘 롤의 실현은 매우 복잡하다.

포지션 센서는 단순히 하나가 다른 하나의 내부로 슬라이딩하여 삽입되는 두 개의 부재로 구성되기 때문에 고온에서도 작동하도록 제공될 수 있어 이러한 결함을 가지지 않는다. 그러나, 고온의 경우에, 각 요부의 밀봉 플레이트에 관한 열적 변형은 비교적 중요하다.

지금까지는 핫 롤링에 있어서 종래의 형태를 갖는 평탄도 측정 롤을 사용하는 것은 불가능하게 여겨졌다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 밴드가 고온상태에 있을지라도 밴드상의 부하의 배분과 관련한 정확한 측정을 실현할 수 있도록 하 는 새로운 방법을 제공함에 있다.

이에 따라 본 발명은 특히 지금까지 평탄 롤을 사용하는 것이 가능한 것으로 보여졌던 핫 롤링 설비에 맞춰지게 된다.

그러나, 달성된 이점과 채용된 수단의 단순화 때문에 본 발명은 측정과, 그로부터 평탄도의 교정에 관한 정밀도를 개선할 수 있으므로 콜드 롤링 설비에 적용될 수 있다.

다른 사항으로서, 본 발명의 구성은 평탄도 결함의 교정을 위한 계산으로 상기 형태를 취하기 위하여 상기 밴드의 폭 전체에 걸쳐 밴드의 온도 변화형태를 평가할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 진행방향과 수직하는 축 주위를 회전하도록 설치되고, 서로 이격된 횡단면에 중심이 맞춰진 다수의 검사지역이 분포된 외면을 갖는 원통향 바디와, 각각의 회전시 상기 검사지역이 밴드의 절곡 돌출부를 통과할 때 밴드의 동일 종방향 지역에 의해 검사지역에 제공된 압력에 상응하여 부하 하에서 소정 값의 측정신호를 전송하는 전송센서를 각각 포함하는 측정롤의 종방향을 따라 진행하고 인장부하 하에서 절곡 돌출부에 제공된 밴드의 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 각각의 센서의 의해 전달된 부하하에서의 측정신호의 값이 각각의 회전시 상기 밴드의 각 종방향 영역에서 이 영역에서 제공된 인장부하에 관한 각 정보를 평가하기 위해 참조값과 비교하게 되는 밴드제품에서의 보이지 않는 평탄도 결함을 검사 하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 각각의 센서에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 두 값은 상기 동일 검사지역이 밴드의 상기 각도의 단부를 통과하기 전과 통과한 후, 그리고 각각의 회전시 상기 각 센서에 의해 전달된 신호의 부하 하에서의 값과 비교되는 참조값이 개별적으로 그리고 동시에 진행하는 상기 센서의 의해 전달된 신호의 공전상태에서 두 값을 조합한 것임을 특징으로 한다.

바람직하게는, 각각의 센서에 의해 전달된 신호의 공전상태에서 두 값은 동일 검사지역이 각각 밴드의 돌출 단부를 통과하기 직전 및 직후에 측정되는 것을 특징으로 한다.

실제로, 상기 참조값은 부하하에서 각각 측정을 진행 및 유발하는 공전상태에서 두 값의 평균치와 동일한 것을 특징으로 한다. 그러나, 상기 롤의 회전시 온도변화를 계산으로 취하기 위하여 상기 값들을 비교 검토하는 동안 공전상태에서 서로 다른 형태로 두 값을 취합할 수 있다.

본 발명은 특히 각각의 검사지역의 중심에서 보호벽의 변형이 요부의 바닥에 위치된 한 부재와 보호벽 상에 위치된 한 부재를 갖는 포지션 센서에 의해 측정되는 평탄도 측정 롤에 맞추어진다. 그러나, 본 발명은 또한 대체로 측정 정밀도를 개선할 수 있으므로 다른 형태의 롤에 대한 장점을 설명한다.

본 발명은 종래에 불가능하였던 핫 롤형 쉬트의 평탄도를 제어할 수 있다. 이의 일 예로서, 상기 롤의 외면에 대한 가압 냉각은 검사지역이 돌출단부로 되돌아오기 전 상기 롤의 온도가 실질적으로 일정 수준으로 되돌아오도록 하기 위해 각각의 센서에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 두 값이 측정지역 사이에 연장된 상기 외부면의 단부에 제공되는 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명은 또한 바람직하게는 평탄도 측정의 정밀도를 개선할 수 있으므로 냉각 롤링을 적용할 수 있게 된다.

그러나, 본 발명은 또 다른 이점을 제공한다. 특히 각각의 센서가 상기 돌출단부를 통과한 후 측정된 공전상태에서의 진행값의 변화형태에 기초하여 상기 온도의 변화형태가 각각의 종방향 지역에서 실현된 평탄도와 관련한 상기 각각의 종방향 영역의 열적팽창의 영향을 산출하기 위하여 밴드의 폭 전체에 걸쳐 결정되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 평탄도 교정은 동일온도는 물론 룸 온도에서 냉각 후 쉬트상에 요구된 평면 형태를 이루기 위해 밴드의 서로 다른 종방향 지역상에서 실시하도록 결정될 수 있다.

그러나, 본 발명은 첨부된 예시도면을 참조하여 후술될 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의거 보다 쉽게 이해할 수 있게 된다.

도 1은 평탄 롤의 횡단면도

도 2는 부분 확대도시한 정면도

도 5는 본 발명의 검사구역의 통과후에 대한 단면도

도 6은 롤의 회전시 측정신호의 증폭변화를 도시한 선도

도 1 및 도 2는 인장부하 하에서 롤의 각을 이룬 접촉부(A)를 커버링하는 밴드(2)가 제공된 평탄도 측정 롤(1)을 개략적으로 도시하고 있다.

롤(1)은 주지된 형태로서, 얇은 테 형상의 외피(12)로 덮인 원통형 저항 몸체(11)로 이루어져 있다.

롤(1)은 요부(4), 예를 들어 저항 몸체(11) 안으로 천공된 블라인드 홀 내에 각각 위치된 다수의 전송센서(3)를 갖추고 있으며, 상기 요부(4)는 전송센서(3)의 보호벽(10)을 형성하는 외피(12)의 일부분으로 외부에 대해 밀봉되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전송센서(3)는 피치(a)에 의해 축방향으로 이격되고 상기 롤의 전체 길이에 걸쳐 나선형태로 배분되어 있으며, 두 인접 센서(3a,3b)는 측정을 보다 용이하게 하기 위해 일정 각도로 절곡하여 위치된다.

이러한 모든 배치관계는 주지되어 있는바, 상세하게 설명하지 않기로 한다.

도 3, 도 4 및 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 전송센서(3)는 동일 요부(4)의 바닥(41)과 외부에 대해 상기 요부(4)를 밀봉하는 보호벽(10)의 내면(10') 사이에 개재된다.

특히 바람직한 실시예로서, 프랑스 특허공보 제2366366호에 개시된 바와 같이, 각각의 전송센서(3)는 요부(4)의 축 중앙에 위치된 포지션 센서로서, 상기 포지션 센서는 요부(4)의 바닥(41)에 위치된 제1부재(31, 고정부재)와 보호벽(10)의 중심에 위치된 감지기(feeler, 32)를 포함하는 제2부재(기동부재)를 포함한다.

대체로, 롤(1)의 외면(12')은 롤의 축을 통과하는 단면(Q)상에 중심이 맞춰지고 각을 이룬 접촉부(A)를 덮는 밴드(2)와 접촉하게 되는 일 구역(13)과, 밴드(2)로부터 이격되고 자유단(B = 2π - A)을 감싸는 자유 구역(14)을 포함한다.

검사지역(4')이 각을 이룬 접촉부(A)를 통과하기 전(도 3 참조), 보호벽(10)의 내면(10') 중심은 포지션 전송센서(3)의 펼쳐진 길이와 동일하게 요부(4)의 바닥(41)으로부터 일정 거리(h₁)를 두고 위치된다.

전송센서(3)가 밴드(2)의 각을 이룬 접촉부(A)를 통과할 때(도 4 참조), 상기 밴드에 의해 가해진 압력은 보호벽(10)을 약간 처지게 하고, 플레이트의 중심으로부터 요부의 바닥(41)까지의 거리는 길이(h)로 감소 된다.

그로부터, 감지기(32)는 보호벽(10)의 중심에서 편차(f=h₁-h)를 측정할 수 있게 된다. 외피(12)는 저항 몸체(11) 상에 테 형상으로 이루어져 있으므로, 요부(4)를 밀봉하고 있는 각 보호벽(10)은 하중 영향 하에서 작용한 변형을 재료의 표준 강도를 응용하여 계산할 수 있도록 요부(4)에 끼워지는 얇은 판으로 형성된다. 따라서, 보호벽(10) 상에 밴드(2)에 의해 제공된 압력은 결과적으로 전송센서(3)의 축을 통과하고 롤(1)의 회전축과 직교하는 단면(P)상에 중심이 맞춰진 밴드(2)의 동일 종방향 지역에서의 인장부하로부터 유도될 수 있다.

각 전송센서(3)는 진폭이 제1부재(31)에 대해서는 감지기(32)의 위치에 의해 좌우하게 되고, 그로부터 롤의 각 회전시 주기적으로 측정신호를 전송하게 된다.

진폭에서의 이러한 변화는 도 6의 선도에 개략적으로 도시되어 있는데, 상기 선도의 세로 좌표에서는 횡좌표(abscissa)로 나타낸 상기 신호의 절곡 지점과 연결하여 전송센서에 의해 전송된 측정신호의 진폭을 도시하고 있다.

롤의 각 회전에 있어서, 전송센서(3)가 자유단(B)에 위치해 있는 동안, 전송된 신호는 전송센서(3)에 의해 커버된 길이(h₁)에 대응하는 공전상태에서의 값(i₁)을 나타낸다. 상기 신호가 각을 이룬 접촉부(A)에 도달할 때, 측정 신호의 진폭은 보호벽(10)의 침입으로 인해 길이가 감소되는 전송센서(3)의 대칭면(Q₁) 상에서 경과에 따른 부하 값(i)에 이르기까지 급속히 증가한다. 그래서, 상기 신호의 진폭은 전송센서가 각을 이룬 접촉부(A)로부터 떨어지자마자 공전상태에서의 값(i₁)으로 되돌아가도록 감소하게 된다.

미합중국 특허공보 제3,324,695호에 개시된 바와 같이, 콜드 롤링용 평탄 롤의 사용과 관련한 일반적인 경우에 있어서, 보호벽(10)은 검사지역이 밴드의 접촉부를 떠나자마자 도 3의 펼쳐진 위치로 되돌아오는 탄성 플레이트와 같이 작용하는 것으로 가정될 수 있다.

그로부터 도 6에 도시된 바와 같이, 롤의 각 회전시 측정되고 상기 길이(h₁)에 대응하는 신호의 공전상태에서의 값은 대체로 일정하며, 상기 롤의 각 회전시 전달된 신호의 부하 값(i)과 비교될 수 있는 참조 값으로 구성된다.

그에 따라 롤의 각 횡단면(P₁,P₂) 상에서 편차(f)의 값은 압력의 분배를 초래하여, 결과적으로 밴드의 폭 전체에 걸쳐 작용하는 인장 부하를 유발하도록 산출될 수 있다.

그러나, 측정신호의 공전상태에서의 값(i₁)이 대체로 일정하게 유지되도록 밴드(2)는 적합한 온도로 유지되어야만 한다.

그럼에도 불구하고, 요부(4)를 밀봉하고 있는 외피(12)의 각 보호벽(10)은 상기 요부(4)가 각을 이룬 접촉부(A)를 통과할 때 밴드의 온도에 관해 직접적으로 취해지는 얇은 플레이트로 구성되므로, 그 결과, 플레이트는 늘어나기 쉽다.

결과적으로, 접촉부를 떠날 때, 더 이상 밴드(2)에 의해 감싸지지 않는 보호벽(10)은 변형되고, 보호벽(10)의 중심은 요부(4)의 바닥(41)으로부터 일정 거리(h₂)만큼 되돌아온다.

밴드(2)가 비교적 고온을 보일 경우, 팽창은 현저하며 상기 거리(h₂)는 전송센서가 도 5의 접촉부(A)에 도달하기 전 최초거리(h₁)보다 더 커지게 된다.

도 7의 선도는 이러한 경우에 전송센서에 의해 전달된 측정 신호의 진폭 변화를 도시하고 있다. 전술한 바와 같이, 각을 이룬 접촉부(A)에 들어가기 전 전송센서에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 선행 값은 i₁과 동일하고, 이 값(i₁)은 검사지역을 형성하는 보호벽(10)이 접촉부(A)로 들어가는 것처럼 부하 값(i)이 대칭면(Q)을 통해 전송센서의 경로에 일치할 때까지 점차 증가한다. 그래서, 상기 신호의 진폭은 보호벽(10)의 중심과 요부(4)의 바닥(41) 사이의 거리(h₂)에 대응하는 공전상태에서의 수반된 값(i₂, 다음 부하 측정값)으로 감소한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 보호벽(10)의 팽창과 더불어 감지기(32)는 도 3의 최초 위치에 대하여 철수위치로 되돌아오고, 그로부터 상기 신호의 공전상태에서 수반된 값(i₂)은 공전상태에서 선행 값(i₁)보다 더 작아진다.

그러나, 얇은 보호벽(10)의 열적 관성은 롤의 저항 몸체(11)의 그것보다 매우 작다. 결과적으로, 보호벽(10)은 자유단(B)에서 회전할 때 외기에 개방되어서 빠르게 냉각된 후, 도 3의 펼쳐진 위치로 되돌아오게 된다. 한편, 상기 감지기(32)는 제1부재(31)에 대하여 최초 위치로 되돌아온다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 신호의 진폭은 자유단(B)의 단부에서 공전상태에서의 선행 값(i₁)에 이르기까지 점차 증가하게 된다.

일반적으로, 밴드가 적정 온도, 예를 들어 200℃의 온도로 유지될 경우, 자유단(B)에서의 공기 냉각은 충분하게 된다. 그러나, 저항 몸체(11)가 점진적으로 가열되어 약간 팽창될 수 있으므로, 전송센서의 길이(h₁)는 전달된 신호의 공전상태에서의 값(i₁)과 마찬가지로 약간 변할 수 있다.

이와 별도로 핫 롤링의 경우에는, 밴드의 온도가 많이 높고, 롤의 자연 냉각은 그 온도를 유지하기에 더 이상 충분치 못하다.

따라서, 자유단(B)의 일부 전체에, 프랑스 특허공보 제n0013495호에 개시된 방법으로 롤(1)의 외면(12')에 대해 가압냉각을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 롤은 도 1의 중앙 단면(Q)에 대칭하여 이격된 두 모선(generatrixes;15,15') 사이에 상기 롤의 저부를 삽입함으로써 냉각될 수 있다. 결과적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 측정신호를 나타내는 곡선은 선행 값(i₁)에 이르기까지 점차 증가한다.

그러나, 가압 냉각과 평행한 상태로 일정 수준에서 롤의 외면의 온도를 유지하는 것은 쉽지는 않다.

본 발명은 전송센서가 접촉부를 통과하기 전후에 공전상태에서 각각 측정된 두 값에 기초하여 참조 값을 준비하는 동안 이 문제점을 교정할 수 있다.

바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이 공전상태에서의 두 값은 상기 자유 구역(14)의 양측 단부에서와, 각을 이룬 접촉부(A)에 진입하기 직전의 위치(M1) 및 접촉부(A)를 나온 직후의 위치(M2)에서 각각 측정될 것이다. 예를 들어, 이들 위치(M1,M2)는 각을 이룬 접촉부(A)의 일 끝단에 5˚ 내지 10˚의 각도로 상호 대칭하여 이격된 상태로 위치될 수 있다.

공전상태에서 이들 양 측정에 기초하여, 참조 값(i₀)은 부하 값(i)과의 비교를 위해 준비된다. 간단하게는, 이러한 참조 값(i₀)은 선행 값과 다음 값에 대해 공전 상태에서 이들 두 값의 평균(

)과 동일할 수 있다.

따라서, 공전 값들(i₁,i₂)의 가변 편차는 상호 보상할 수 있으며, 상기 롤의 온도를 제어하는 것이 매우 어려운 핫 롤링의 경우일지라도 이와 같이 준비된 참조 값은 각 전송센서에 대해서 결과적으로 일정상태를 유지하게 된다.

그에 따라, 각 회전시 전송센서를 재설정하여 효과적인 측정을 수행할 수 있게 된다.

이와는 별도로 냉각 롤링의 경우, 본 발명은 공전상태에서 측정된 값의 필연적인 변동으로부터 자유로워질 수 있으며, 결과적으로 측정 정밀도를 높일 수 있게 된다. 그러나, 본 발명은 요청된 평탄도를 얻는데 중용한 다른 장점을 제공한다.

지금까지, 평탄도 교정은 밴드의 모든 파이버가 동일 온도상에 있다는 가정하에서 측정롤에 의해 주어진 정보에 기초하여 수행된다.

더욱이, 롤링공정을 벗어날 때 상기 밴드의 온도는 에지와 중심부 사이에서 횡방향으로 변화할 수 있으며, 후반에는 오로지 동일하게 된다.

예를 들어, 롤링 밀에서는 롤의 회전을 제어할 필요가 있음은 주지되어 있다. 이러한 효과를 위해, 적어도 하나의 롤, 바람직하게는 백업 롤(back up roll)은 소위 구동측으로 불리우는 스탠드의 일측에 배치된 제어엔진 방향으로 연장하여 결합되고, 롤을 교체하기 위한 수단은 소위 작동측으로 불리우는 보조부재에 의해 다른 측면 상에 위치되는데, 상기 밴드는 바람직하게는 구동측 상의 온열장치(warmer)이다.

주지된 바와 같이, 인장부하의 비균일 분포는 밴드의 폭 전체에 걸쳐 서로 다른 종방향 파이버 간에 길이에 대한 약간의 편차와 일치하고, 상기 밴드에 인장부하가 가해질 때 평탄도 결함을 발생시킨다. 따라서, 평탄도 교정은 이와 같이 잠재된 결함을 보상하기 위하여 롤링 공정 시 평탄 롤에 의해 수행된 측정과 관련하여 부하의 분배시 실행된다.

더욱이, 다양한 파이버 간에 일부 길이차는 이들 보이지 않는 결함중 최초의 것에서 단순히 통상의 약간 다른 온도에서 상기 파이버의 비균일 팽창으로부터 초래되고, 통상적으로 수행된 교정은 밴드에 대해 동일한 온도로 가정할 경우, 밴드의 폭 전체에 걸쳐 작용하는 롤링 부하의 비균일 분배로부터 초래되는 결함과 정확히 일치하지 않는다.

주지된 바와 같이, 밴드의 서로 다른 파이버에 전체에 걸쳐 수행될 교정을 결정할 수 있는 평탄도 측정은 《1유닛》으로 표현된다. 그러나, 팽창계수가 1.2×10^-5인 금속밴드에 대해, 밴드의 두 종방향 파이버의 온도간에 1℃의 편차는 평탄도 측정과 관련하여 1 유닛의 결함을 발생시킨다. 더욱이, 평균온도가 100℃ 단위로 순서가 이어지는 냉각 롤형 밴드 상에서 수행된 측정은 측면 에지부와 중심부 사이에서 5 내지 10℃ 순으로 온도차이가 날 수 있음을 보여주고 있다. 그에 따라, 이러한 온도차이에 기인한 평탄도 측정에서의 결함은 현저하게 된다.

결과적으로, 이들 측정에 기초하여 수행된 평탄도 측정은 적합하지 않을 수 있으며, 냉각 후 잔여 결함은 코일이 다시 풀릴 때 존재할 수 있다.

본 발명은 수행될 평탄도 교정을 결정하기 위해 횡방향에서의 이러한 온도변 화를 계산하여 취하는 동안 상기 문제점을 교정할 수 있다.

실제 설명된 바와 같이, 상기 각 전송센서를 연장시키는 외피(12)의 보호벽(10)은 밴드의 온도를 직접적으로 취하고 그에 따라 연장시킨다. 결과적으로, 요부의 바닥과 플레이트의 중심부 사이의 거리(h₂)는 동일 종방향 지역에서 밴드(2)의 온도를 나타내보이게 되는데, 상기 보호벽(10)은 검사지역이 각을 이룬 접촉부(A)를 통과한 후 바로 측정된다.

이와 같이, 각 전송센서에 의해 전달된 신호의 다음 공전 값(i₂)은 동일한 종방향 지역에서 밴드의 온도에 의해 좌우된다.

각 전송센서가 접촉부를 통과한 후 측정된 다음 공전 값의 변화 형태에 기초하여, 이 지역에서 수행될 교정을 결정하는 평탄도 측정에 관한 밴드의 각 종방향 지역의 열적팽창의 영향을 감소시키기 위해 밴드의 폭 전체에 걸쳐 온도의 변화형태를 결정할 수 있다.

이와 같이, 각각의 종방향 지역에 대해 측정신호의 부하 값에 기초하여 결정되는 평탄도 측정에 있어서, 전체 폭에 걸쳐 동일온도를 갖는 밴드 상에서 수행되어야 하는 교정을 평가하기 위해 팽창과 동일한 부분을 계산하여 취할 수 있다.

이러한 방법의 단계들은 도 8, 도 9 및 도 10의 선도로 도시되어 있으며, 이들 도면은 밴드의 폭 전체에 걸쳐 분포된 10개의 검사지역을 포함하는 평탄 롤의 경우, 금속 밴드용으로 적용된다.

도 8은 밴드의 폭 전체에 걸쳐 하나의 유닛으로 표현되면서 적절하게 도시된 평탄도 측정의 변화를 도시한 것으로서, 이 측정은 각각의 검사지역에 대해 측정신호의 부하 값과, 공전상태에서의 각각의 선행 값 및 다음 값의 평균치 간에 비교에 의해 수행된다.

도 9는 각 지역에 대해 공전상태에서 수반되는 측정에 기초하여 결정되면서 선도상에 적합하게 도시된 온도의 변화를 도시하고 있다.

도 10은 도 8 및 도 9의 두 곡선의 조합에 의해 이루어진 것으로, 동일한 온도로 밴드 전체에 걸쳐 부하의 비균일 분포의 영향을 계산하여 취하기 위해 밴드의 대응 평탄도 만을 도시하고 있으며, 이는 소정 지역에서의 각각의 측정이 이 지역에서의 온도의 효과에 대해 보상하기 위하여 교정된다.

분명히 말해서, 본 발명은 오직 예시를 목적으로 제공된 하나의 실시예에만 한정하지 않고, 특허청구범위에 한정된 보호범주를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 변화된 형태로 제공될 수 있다.

따라서, 도 8 내지 도 10은 100℃ 내의 온도에서 금속밴드에 대해 적용되고 있으나, 상기 방법은 또한 고온을 갖는 핫 밴드에 적용한다. 상기 곡선은 단순히 약간씩 차이가 있을 수 있다.

다른 한편, 공전상태에서 선행 측정과 후행 측정을 평균화하여 부하하에서 각각의 신호와 비교하게 되는 참조값을 쉽게 결정하게 된다. 그러나, 롤의 회전시 온도의 변화를 계산하고 취하여 보다 나은 상기 측정을 검토하는 동안 공전상태에서의 두 측정을 또다르게 조합할 수 있게 된다.

이상 설명된 바와 같이, 특허청구범위에서 언급된 기술적 특징 뒤에 삽입된 참조부호는 단지 상기 기술적 특징들의 이해를 돕기 위한 것이며, 그 범위를 한정하지 않는다.

Claims

롤의 진행방향에 수직한 축을 중심으로 회전하도록 설치되고 서로 이격된 횡단면(P1,P2,…)에 중심이 맞춰진 다수의 검사지역(4')이 분포된 외면을 갖는 원통형 몸체(11)를 포함하는 측정 롤(1)을 포함하고, 각각의 횡단면에 검사지역이 밴드의 각을 이룬 접촉부(A)를 통과할 때 각각의 회전에서 밴드(2)의 종 방향에 대해 검사지역에 작용하는 압력에 상응하는 부하 값을 갖는 측정 신호의 전송센서(3)가 설치되어, 밴드(2)의 각각의 종 방향 지역에서 해당 지역에 작용하는 인장하중을 나타내는 정보를 평가하기 위해 각각의 회전마다 각각의 전송센서(3)에 의해 전송된 측정 신호의 부하 값(i)을 참조 값과 비교하여, 상기 측정 롤(1)의 각을 이룬 접촉부(A)에 인장하중 하에서 접촉한 종 방향을 따라 이동하는 밴드 제품의 잠재적인 결함을 검사하는 방법으로서,

각각의 전송센서(3)에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 두 값들(i₁,i₂)은 밴드(2)의 각을 이룬 접촉부(A)가 검사지역(4')을 통과하기 전과 이후의 측정된 것이고,

각각의 회전에서 각 전송센서(3)에 의해 전송된 신호의 부하 값과 비교되는 상기 참조 값(i₀)은 공전상태에서 동일한 전송센서(3)에 의해 전송된 신호의 부하 하에서의 선행하는 측정값(i₁)과 다음 측정값(i₂)의 조합인 것을 특징으로 하는 밴드에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 1항에 있어서,

각 전송센서(3)에 의해 전달된 신호의 공전상태에서 두 값들(i₁, i₂)은 밴드(2)의 각을 이룬 접촉부(A)가 통과하기 직전 및 직후의 검사지역을 각각 측정되는 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 1항에 있어서,

상기 참조 값(i₀)은 공전상태에서 부하 하에서의 선행하는 측정값(i₁)과 다음 측정값(i₂)의 평균과 동일한 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 2항에 있어서,

상기 참조 값(i₀)은 공전상태에서 부하 하에서의 선행하는 측정값(i₁)과 다음 측정값(i₂)의 평균과 동일한 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

각각의 상기 검사지역은 롤의 몸체(11)에 마련된 요부(4)에 위치되고 롤(1) 외면에 배치된 요부의 보호벽(10)에 의해 덮이는 전송센서(3)를 포함하고,

검사지역의 중심 위치의 변화들은 요부의 바닥에 위치하는 제1부재(31)와 상기 보호벽(10)의 중심에 위치하는 제2부재를 갖는 포지션 전송센서(3)에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 롤(1)의 외면(12')에 대한 가압 냉각은, 검사지역(4')이 접촉부로 되돌아오기 전 상기 롤(1)의 온도가 일정 수준으로 되돌아오도록, 각각의 전송센서(3)에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 두 값들(i₁, i₂)이 측정되는 영역들 사이에서 연장되는 상기 외면의 구역에 제공되는 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 5항에 있어서,

상기 롤(1)의 외면(12')에 대한 가압 냉각은, 검사지역(4')이 접촉부로 되돌아오기 전 상기 롤(1)의 온도가 일정 수준으로 되돌아오도록, 각각의 전송센서(3)에 의해 전달된 신호의 공전상태에서의 두 값들(i₁, i₂)이 측정되는 영역들 사이에서 연장되는 상기 외면의 구역에 제공되는 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
제 5항에 있어서,

온도의 변화형태는, 종 방향 영역에서 수행된 평탄도 측정에서의 각각의 종 방향 영역의 열팽창의 영향을 산출하기 위해, 각각의 전송센서(3)가 상기 각을 이룬 접촉부(A)를 통과한 후 측정된 공전상태에서의 다음 값들(i₂)의 변화형태에 기초하여 밴드의 폭에 걸쳐 결정되고,

측정 롤에 의해 주어진 정보에 기초하여, 각각의 영역에 결정된 평탄도 교정은 밴드가 전폭에 걸쳐 균일한 온도를 갖는 경우에 조정되는 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.
청구항 8에 있어서,

상기 평탄도 교정은 온도변화를 참조하여 각각의 영역에 대해 결정되고, 냉각 후 밴드의 요구 평탄도를 조정하는 것을 가능케 하는 것을 특징으로 하는 밴드 제품에서의 잠재적인 평탄도 결함을 검사하기 위한 방법.