KR100844875B1

KR100844875B1 - 평탄도 검지 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100844875B1
Application number: KR1020010064933A
Authority: KR
Inventors: 장-뽈 뽀레; 띠에리 말라드
Original assignee: 지멘스 바이 메탈스 테크놀로지 에스에이에스
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-20
Publication date: 2008-07-09
Also published as: CN1189258C; FR2815705B1; RU2263000C2; EP1199543B1; KR20020034872A; CN1349863A; DE60139976D1; EP1199543A1; FR2815705A1; US20020080851A1; ES2331723T3; ATE443845T1; US6729757B2

Abstract

본 발명은 고온에서 금속 밴드 제품의 평탄도를 검지하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 밴드의 일부와 접촉하는 접촉 섹터 및 비접촉 섹터를 포함하는 원통형 외표면(13)을 갖는 측정 롤(1)을 이용하는 것이다. 본 발명에 따르면, 롤(1)의 외표면(13)의 비접촉 섹터의 적어도 한 부위를 따라 열 교환 유체를 순환시키는 것에 의해서 롤(1)이 강제적으로 냉각되고, 냉각 섹터의 개방 각 및 열 교환 액의 순환 유속과 같은 냉각 효율에 주요한 매개변수를 결정하여 매 회전마다 롤(1)의 외표면(13)이 미리 정해진 평형 온도로 회복되도록 한다. 본 발명은 특히 철 및 비철 금속의 열간 압연에 적용된다.

각 섹터, 비접촉 섹터, 열 교환 유체, 작업롤

Description

평탄도 검지 방법 및 장치{A METHOD OF AND A DEVICE FOR FLATNESS DETECTION}

도 1은 본 발명에 따른 평탄도 측정 장치로서 진행 면 아래에 밴드 권취기를 갖는 장치의 단면을 나타낸 개략적인 도면.

도 2는 롤의 냉각 시스템의 도식도.

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예로서 진행 면 위에 밴드 권취기를 갖는 장치의 측면도.

도 4는 도 3의 롤에 대한 저면도.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 단면을 도시한 도식적인 도면.

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 다른 응용을 보여주는 도면.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1 평탄도 측정 롤 2 금속 밴드

13 슈라우드 4 시스템

5 편향 롤 6 롤 스탠드

7,16 지지 받침 8,8' 핀치 롤

본 발명은 길이방향으로 진행하는 금속 제품의 평탄도를 검지하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 고온에서의 금속 밴드에 적용되는 것이다.

금속 밴드를 압연할 때 그리고 특히 압연된 박판일 때, 밴드가 정지해 있으나 인장 하중을 받고 있는 대기 단계에 있을 때 평탄도 결함들이 발생할 수 있다. 그러한 결함들은 통상 압연기에 의해 수행된 신장의, 밴드 폭에 대해서, 미세한 편차에 의해 야기되며, 이는 압연 조건들에게 영향을 미치면서, 특히 작업롤들 사이에 가해진 압박력의 횡단 방향으로의 분배에 의해 수정될 수 있다.

이 때문에, 최근의 압연기에서는 이를테면 작업롤의 양단부에 굽힘 하중을 가하는 것에 의해서 제품의 통과 간극의 프로파일에 영향을 주는 것이 가능하다. 또한 백업롤(back-up roll)을 이용할 수도 있는데, 이는 고정축 둘레를 회전하도록 설치된 연성 슈라우드(shroud)와, 밴드의 폭에 걸쳐서 배분되고 위치와 압력을 조절할 수 있는 다수의 잭에 의해 백업롤을 지지하는 받침대로 이루어진다.

이들 조절 수단들은 압연기의 하류에 배치되며 상기 밴드에 가해진 인장 하중의, 밴드 폭에 대해서, 편차에 민감한 측정 장치에 의해 제공된 정보에 의해서 조종되는데, 그 편차는 밴드의 길이적 특성의 신장 편차와 부합된다.

그러한 측정 수단은 일반적으로 밴드의 길이 진행 방향에 직교하는 축의 둘레를 회전하도록 설치된 원통형 몸체로 이루어진 편향(deflector) 롤로 구성된다. 상기 밴드는 인장 하중 하에서 롤 외표면의 각 섹터(angular sector)에 접촉되는데, 이 롤은 밴드의 국부적인 인가 압력 편차를 측정할 수 있는 일련의 센서를 구 비한다. 통상, 이 검지기들은 서로 일정하게 이격되고 롤의 전 길이에 걸쳐서 분포되고, 그에 따라 밴드는 각기 소정 폭을 갖는 일련의 길이방향 구역으로 나뉘며, 구역들에서 수정될 잠재 결함의 측정이 통합된다.

예를 들어 미국 특허 3,481,194에 기재된 공지의 장치에서는, 편향 롤이, 필요한 강도를 주기에 충분한 두께를 갖는 중앙의 관형 몸체와, 그 몸체의 외표면에 배치되는 다수의 오목부와, 그 오목부들에 배치되는 측정 센서들로 이루어진다.

일반적으로 말해서, 측정 롤은 그의 전 길이에 걸쳐서 분포된 다수의 검지 구역과, 각각의 구역이 구비하는 신호의 전송을 위한 센서를 포함하는데, 신호는 롤의 밴드에 접촉하는 접촉 섹터(angular contact sector) 내의 검지 구역을 지날 때, 밴드의 대응 부위에 인가된 압력에 의존한다.

더욱이, 인접한 두 개의 측정 구역에서 구한 측정 사이에 어떠한 간섭도 방지하기 위해서, 센서들은 바람직하게는 하나의 구역으로부터 다른 구역으로 각에 있어서 엇갈린다.

그러한 장치에서는, 각각의 측정 센서가 밴드의 인가 압력에는 민감하지만, 측정에 부정적으로 영향을 끼칠 수 있는 다른 요소들에 의해서 또한 영향을 받을 수 있다.

예를 들어, 센서들과 진행하는 밴드 간의 일체의 직접 접촉을 피하기 위해서, 센서의 각 오목부는 보호벽에 의해 외부와 차단되는데, 보호벽은 롤의 관형 몸체 전부를 덮는 얇은 슈라우드, 또는 약간 연성인 캡 형상의 부재로 구성되어, 밴드에 의해 인가된 압력을 센서로 전달하도록 한다. 그러므로 그러한 장치는 롤의 온도가 상승할 때 야기되는 열적 변형에 민감하다.

마찬가지로, 측정 센서들은 보통 고온에서 동작하도록 대비되지 않는다.

그러므로 지금까지는 평탄도 측정 롤은 압연된 밴드가 보통의 온도를 유지되어 질 수 있는 냉간 압연 설비에서 이용되어 왔다.

그러나, 밴드의 폭에 있어서의 신장 편차로부터 초래되는 잠재 결함은 또한 열간 압연 중에도 발생하며, 그 단계에서도 평탄도 결함의 위험이 회피될 것이라고 여겨져 왔다.

이런 관점에서, 상기 결함들의 발생을 피하기 위하여, 가능한한 압연기의 다른 조절 수단을 행하면서, 결함 구역을 예견할 수 있는 수학적 모델을 갖는 압연기를 제공하는 것이 지금까지 충분히 고려되었었다. 수정될 결함들은, 밴드 헤드부에 어떠한 인장 하중 이 가해지지 않았을 때 즉, 코일러 둘레에 밴드가 감기기 전에, 제품에 대한 광학적 수단에 의해 또한 결정될 수 있다. 그러므로 그러한 시스템은 제품의 전 길이에 걸쳐서 평탄도를 조절할 수 없고, 그래서 밴드가 압연기로부터 나오자마자 잠재 결함들을 검지하는 것이 바람직하다.

이 때문에, EP-A-0,858,845에서 열간 압연 라인에, 인장 하중 하에 있는 밴드가 접촉할 수 있는, 측정 롤을 배치하는 것이 제안되었다.

그러나, 알루미늄과 같은 비금속의 경우조차도 핫(hot) 밴드는, 측정에 부정적으로 영향을 주는 고온이며, 이는 보정(calibration)되어야 한다. 예를 들어, 밴드 온도에 연관하여 필요한 수정을 하기 위해, 롤이 다양한 온도에서 보정될 수 있으나, 그러한 보정은 수행하기가 쉽지 않다.

본 발명의 목적은 모든 형태의 평탄도 측정 롤에 적용 가능하고, 그리고 다양한 작동 온도에 대해서 센서들의 보정을 피할 수 있는 특히 간단한 장치로 이러한 문제들을 개선하기 위한 데에 있다.

그러므로 본 발명은, 통상, 밴드 제품의 평탄도 검지 방법 및 장치에 적용되는데, 여기에서 밴드는 인장 하중을 받으며 밴드의 진행방향에 직교하는 축의 둘레로 회전하도록 설치된 측정 롤의 각 섹터에 접촉되고, 측정 롤은, 밴드의 일부와 접촉하는 접촉 섹터(a, a') 및 비접촉 섹터(free sector)(a', a)를 포함하는 실리더형 외표면을 갖는다.

본 발명에 따르면, 롤은 롤 외표면의 비접촉 섹터의 적어도 한 부위를 따라 순환하는 열 교환액에 의해 강제적으로 냉각되며, 유체가 순환하는 냉각 섹터(angular cooling sector)의 개방, 상기 유체의 초기 온도 및 순환 유속(flow rate)과 같은 냉각 효율에 영향을 미치는 매개변수를 결정하고, 그러므로써 밴드가 접촉된 섹터를 통과할 동안 가열된 롤의 외표면이, 롤의 냉각 섹터를 통과한 후 예정된 평형 온도로 회복되도록 한다.

먼저 특히 바람직한 실시예에서는, 롤의 비접촉 섹터의 적어도 한 부위에 대하여 분포된 분사 램프(ramp)들을 이용하여 열 교환액을 분사하는 것에 의해 롤의 인위적 냉각이 수행되며, 밴드의 온도, 진행 속도 및 열 교환 조건과 연관하여 적어도 유체의 온도와 분사 속도를 조절하여서, 롤의 외표면의 온도가 접촉 섹터를 통과하기 직전에 소정 수준으로 회복되도록 한다.

다른 실시예에서는, 평탄도 측정 롤이 밴드의 아래에 위치하게 되며, 상기 평탄도 측정 롤의 외표면은 하부 부분이 롤 아래에 위치하는 통에 제공되는 열 교환액 배스(bath)에 담겨지고, 통은 통의 유입구와 배출구 사이로 조절 가능한 유속을 갖는 유체를 순환시키는 순환 수단을 구비하며, 적어도 유체가 배스에 도달했을 시의 초기 온도 및 순환 유속을 조절하여서, 접촉 섹터를 통과하기 바로 전에 롤의 외표면의 온도를 지정 수준까지 회복하도록 한다.

이 장치들에 의해, 롤의 외표면이 접촉 구역을 통과하기 전에 평형 온도 t로 회복되며, 이때 t는 밴드의 온도 t₁와 열 교환 유체의 초기 온도 t₂에 대해 다음의 식과 같은 관계를 갖는다:

여기에서 a는 밴드와 롤 사이의 열 교환 계수이고, b는 열 교환 유체와 롤 사이의 열 교환 계수이며, A는 접촉 섹터(a, a')의 개방각이고 B는 냉각 섹터(b, b')의 개방각이다. 본 발명에 따르면, 작업하는 동안 평형 온도 t를 일정한 수준으로 유지하기 위하여 상기 식의 매개변수들 중 적어도 하나에 영향을 줄 수 있다.

본 발명은 또한 상기 방법을 수행하는 평탄도 검지 장치를 포함하는데, 장치는 롤의 비접촉 섹터의 적어도 한 부위를 따라 열 교환 유체를 순환시키는 것에 의해 측정 롤의 외표면을 강제적으로 냉각하는 냉각 수단과, 롤의 비접촉 섹터를 통과했을 시 각각의 검지 구역의 냉각을 조절한 상태로 소정의 평형 온도로 롤의 외표면을 유지하기 위해서 냉각 조건을 조절하는 조절 수단을 포함한다.

본 발명은 특히, 롤의 길이에 걸쳐서 분포된 다수의 검지 구역과, 각각의 검지 구역에 설치되어 상기 검지 구역이 밴드가 롤과 접촉하는 각 섹터를 통과할 때 밴드의 대응 부위의 인가 압력에 부합하는 신호를 전송하기 위한 센서를 포함하여서 상기 검지 구역들이 롤의 비접촉 섹터를 통과하는 각각의 시간에 동일한 평형 온도로 회복되는 형태의 평탄도 측정 롤에 적용된다.

본 발명은 또한 다른 바람직한 특징을 포함하는데 이는 예시 목적에 부여되고 첨부 도면에 나타나는 다음의 확실한 실시예들의 설명에 의해 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 평탄도 측정 롤(1)의 구성을 도식적으로 나타내는데, 측정 롤에 도면의 면과 동일 방향인 길이 방향으로 진행하는 금속 밴드(2)가 접하고, 금속 밴드가 둘레에 감기는 코일러(21)가, 이 예에서는, 밴드의 진행면 P 아래에 위치한다. 밴드는 인장 하중이 가해진 상태에서 권취되며, 코일러(21)는, 그 때문에, 설명이 필요하지 않는 공지 수단을 구비한다.

밴드(2)는, 권취 조절 수단에 의해 결정된 길이방향의 장력 하에서, 롤(1)에 의해 편향되고 상기 롤의 각 섹터에 접촉된다.

평탄도 측정 롤(1)은 어떠한 공지 형태, 예를 들어, 본 출원인의 프랑스 특허 2,468,878에 기재된 것일 수도 있다. 그러한 평탄도 롤은 통상, 관형 몸체(11)와 관형 몸체에 형성되고 관형 몸체(11)에 부착된 얇은 슈라우드(13)에 의해 차단된 오목부(12)들을 포함한다. 각각의 오목부(12) 내부에는 검지 장치가 배치되는데 이는, 예를 들어, 오목부(12)의 바닥에 위치하는 고정 요소와, 오목부를 외부와 차 단하는 슈라우드(13)의 내표면에 위치하는 가동(可動) 요소로 이루어진 이동 센서를 포함한다.

롤(11)은 그의 축을 둘레를 회전하도록 설치되며, 롤(1)에 접하는 밴드 M의 폭을 포함하기 위하여 그 전체 길이에 걸쳐서 분포된 다수의 센서(12, 14)를 구비한다.

그러한 실시예는 잘 알려져 있으며 더 이상 상세한 설명이 필요하지 않다. 다른 장치들이, 롤에 인가된 하중을 측정하는데에, 상기 롤의 길이에 분포된 수개의 검지 구역 내에서 사용될 수 있다.

지금까지 그러한 평탄도 롤들은 단지 압연된 밴드가 중간 정도의 온도를 나타내는 냉간 압연 설비에서만 사용되어 왔다. 본 발명에 따른 장치는, 그와 반대로, 고온에서 밴드의 평탄도를 측정할 수 있게 하고, 측정 롤(1)이, 진행 방향에 있어서, 열간 압연 설비(도시 않함)의 하류에 위치할 수 있다.

롤(1)에 도달하는 고온 밴드의 온도는, 예를 들어, 비금속인 경우에 250℃에서 400℃까지 이를 수 있고, 더 높을 수도 있다. 그것은 그의 외표면을 통하여 롤의 심각한 가열을 초래시킨다.

그러나, 도 2에서 보인 바와 같이, 롤(1)의 외표면은, 밴드(2)에 의해 단지 상대적으로 감소된 각 섹터 a-a' 에 대해서만 덮이고, 이는 중심 A의 각이 보통 20°를 초과하지 않으며, 따라서 340 내지 350°의 범위에 이르는 비접촉 섹터 a'-a를 포함한다. 본 발명은, 이 비접촉 섹터 a'-a의 적어도 한 부위를 따라 열 교환 유체를 순환시키는 것에 의해 롤의 외표면(13)의 인위적 냉각을 수행하면서, 그리고 냉각 조건을 지정하면서 각각의 검지 구역이 비접촉 섹터를 통과할 시에 동일한 평형 온도로 회복하도록 본 장치를 이용한다.

도 1의 장치에서는, 예를 들어, 롤(1)이 밴드의 아래에 위치하며, 비접촉 섹터의 하부 부분을 물과 같은 열 교환 유체(31)로 채워진 통(3)에 담글 수 있다. 이 통(3)은 상부가 넓게 개방되어서, 예를 들어 90 내지 100°에 이르는, 상대적으로 상당한 각 섹터 B에 롤의 하부 부분이 담겨지도록 한다.

그러므로, 롤의 매 회전마다 검지 구역의 구성 요소이자 오목부(12)를 차단하는 슈라우드(13)의 각각의 부분(15)이 각 섹터 A를 통과하는 동안 밴드(2)에 접하여 먼저 가열되지만, 센터 B의 각 섹터 b-b'를 통과하면서 물(31)에 접촉할 때 즉시 냉각되어진다.

밴드(2)의 온도를 t₁으로 하고 통(3)에 담겨진 유체(31)의 온도를 t₂로 하면, 유체(31)를 통과한 후의 롤 외표면의 온도 t는 다음의 식으로 주어진다:

여기에서 a는 밴드와 롤 간의 고유한 열 교환 계수이고, b는 열 교환 유체(31)와 롤(1) 간의 고유한 열 교환 계수이다.

이 열 교환 계수들은 주로, 롤(1)의 외표면을 형성하는 얇은 슈라우드(13)의 특성, 냉각 유체(31) 및 섹터 A와 B의 개방 각에 의존한다.

통(3)은 유입구와 배출구 간에 냉각 유체(31)를 순환시키기 위한 시스템(4)으로 연결되는데, 시스템(4)은, 밴드의 온도 t₁와 연관하여 유체(31)의 초기 온도 및 유속와 같은 냉각 매개변수를 조절하는 조절 수단(41)을 포함하여서, 롤의 외표면(13)을 지정된 온도 t₃로 회복하도록 한다.

그러므로 롤의 매 회전마다, 각각의 검지 구역은 밴드(2)와 다시 접촉하는 각 섹터 A를 통과하기 전에 일정한 온도 수준으로 회복된다. 그리하여 밴드에 의해 벽(15)에 인가된 압력 측정의 반복성 또는 상기 밴드의 치환의 반복성이 보장되며, 그 후 밴드의 열적 영향이 일정하게 유지된다.

가열 시간과 냉각 시간 간에 일정한 비율을 갖고 매 회전마다 냉각이 되므로, 예를 들어 압연기에서 실행되는 두께의 감소와 연관해서 밴드의 진행 속도가 변할 수 있다.

그러나, 예를 들어 압연기 또는 설비의 다른 부분을 점검하기 위해서 진행 작동을 멈추게 할 때가 있을 수도 있다. 그런 경우에는 밴드(2)가 롤의 동일한 부위에 접하여 머무르게 되어 온도 상승을 유발하고, 이는 센서들에게 손상을 줄 수 있다.

따라서, 정지를 할 경우에는 편향 롤(5)를 이용하여 롤(1)로부터 밴드(2)를 이격시키는 것이 고려되는데, 편향 롤은 접힘 지점 사이에서 축(52) 주위로 회동할 수 있는 2개의 지지암(51)의 단부에 설치되며, 도면에서 실선은 밴드(2)가 롤(1)에 정상적으로 접한 정상 지점을 나타내고 혼합선(mixed line)은 롤(5)에 의해 밴드(1)가 롤(1)의 외표면으로부터 약간 이격된 것을 나타낸다.

도 3은 측면도로서 코일러(21)가 밴드(2)의 진행 면 P 위에 위치하는 다른 실시예를 나타낸다.

편향 롤로서 역할하는 측정 롤(1)이 또한 밴드(2) 위에 위치하며, 이는 측부에 위치하는 냉각 장치를 구비해야 한다. 그래서 이 냉각 장치는 롤의 축(10)과 평행한 2개의 길이방향의 벽(33, 34)을 갖는 잠함(caisson:30)으로 만들어지며, 롤의 외표면(13)에 밀접하게 위치하는 단부(33', 34')까지 연장된다. 단부(33', 34')는 적어도 4분원과 같은 센터 B에 냉각 섹터의 윤곽을 정의하기 위해 각이 지게 접혀진다.

잠함(30)의 내부에, 열 교환 유체 공급 시스템(36)에 연결된 도관(35)으로 형성된 적어도 하나의 유체 분사 램프가 배치되며, 램프는 롤의 외표면으로 향하는 유체 분사 노즐(37) 형의 다수의 구멍을 구비하여 유체 분출이 대체적으로 연속적이며, 롤의 전 길이에 걸쳐서, 롤의 각 섹터를 덮도록 한다. 바람직하기로는 잠함(30)은 전체 각 섹터 B에 걸쳐서 보다 잘 분산되게 하기 위하여 각도 및 길이에 있어서 엇갈린 노즐(37)들을 갖는 두 개의 램프(35)를 구비한다.

마찬가지로, 공급 시스템(36)은, 섹터 A에 접하기 앞서, 소정의 온도로 롤(1) 외표면(13)을 유지하기 위해서, 밴드(2)의 온도와 연관하여, 분사된 유체 속도를 조절하기 위한 수단을 구비한다.

진행의 정지와, 그에 따라 측정 롤(1)의 회전이 정지되는 경우에 있어서, 검지 구역의 과열을 피하기 위해, 상기 롤은 편향 롤(5)이 결합되는데, 편향 롤은, 밴드(2)가 코일러(21)에 접하는 상부 지점과 밴드(2)가 롤(5)에 의해 벗어나고 롤(1)의 외표면으로부터 약간 이격되는 하부 지점 사이를 회동할 수 있는 한 쌍의 암(51)의 단부에 설치된다.

상술한 두 실시예에 따르면, 밴드의 인장 하중 하에, 평탄도 측정 롤(1)의 각 섹터에 접촉을 가능하게 하기 위해서, 상기 롤은, 진행방향에 있어서, 코일러(21)의 상류에 인접하게 위치하는 편향 롤 형태를 이뤄서, 인장 하중 하에 측정 롤(1)의 각 섹터에 밴드의 접촉 정도를 결정하도록 한다.

예를 들어, 알루미늄과 같은 비철금속의 경우에는, 짧은 거리에 코일러가 배치되는 것이 단점이 되지 않으며, 이들은 열간 압연 단계일 때 상대적으로 중간 정도의 온도인, 약 300 내지 400℃ 정도이며 측정 후에 바로 릴(reel)에 감길 수 있다.

그와 달리, 강철과 같은 철금속의 경우에는 압연된 밴드가 보다 높은 온도, 예를 들어 약 700 내지 1000℃이며, 릴에 감겨지기 전에 먼저 냉각 작업을 행해야 한다. 그래서 냉각대가 압연기와 코일러 사이에 개재되어야 하고 그에 따라 코일러가 압연기로부터 보다 먼 거리에 위치하게 된다. 그러나, 이 선(先) 냉각 단계는 밴드 폭 전체에 걸쳐서 등질적이지 않고 이는 특성의 불균일한 쇼트닝( shortening)을 야기할 수 있으며, 그런 반면 압연기에 의해 야기된 신장 편차는 오직 릴에 감긴 밴드의 완전한 냉각 후에만 관찰되어질 수 있다. 만약, 냉각대가 있을 때 측정 롤이 권취기 바로 전에 배치된다면, 신장 분포의 측정은 왜곡될 수 있다.

그러므로, 만일 릴에 감기기 전에 냉각이 필요하다면, 냉각대 전, 압연기의 압출구에 측정 롤이 배치되는 것이 보다 바람직하다.

그러나, 밴드가 인장 하중을 받게 하기 위해 밴드의 선단이 코일러에 감겨지기를 기다려야 한다면, 아주 상당한 길이의 상기 밴드 전체에 걸쳐서 평탄도를 조절하는 것은 가능하지 않다.

그러므로 그러한 단점을 피하기 위해, 압연기로부터 나오자마자 밴드가, 측정 롤에서, 인장 하중을 받는 것이 바람직하다.

그 때문에, 도 5에 보인 바와 같이, 평탄도 측정 롤(1)이 두 쌍의 핀치(pinch)롤(8, 8') 사이에 배치될 수 있는데, 이들 각각은 고정 롤(81)과 잭(85)의 작동에 따라서 섀시(chassis:84)의 두 개의 안내부 사이에서 세로방향으로 슬라이딩하는 지지부(83)에 설치된 가동롤(82)을 포함한다.

평탄도 롤(1)은, 잭(17)의 작동에 따라 수직으로 슬라이딩하도록 설치된 지지 받침(16)에 의해 자체적으로 움직여진다.

롤(82, 82')의 하부 지점에서는, 밴드가 두 쌍의 롤(8, 8') 사이에서 압박되고, 지지 받침(16)의 리프팅 잭(17)은 밴드의 진행 면과 관계하여 측정 롤(1)의 상대적 높이를 조절할 수 있게 하며, 그리하여 롤(1)에 대한 밴드(2)의 접촉 앵글 A를 결정할 수 있게 한다.

이 장치에서는, 각각의 쌍(8, 8')의 핀치 롤 중에 적어도 하나는 각각의 쌍(8, 8')에서 별도로 조절될 수 있는 속도의 회전으로 구동된다.

그래서 측정 롤(1)의 상류와 하류에 각각 배치된 핀치 롤(8, 8')의 회전 속 도를 별도로 조절하면서 두 쌍의 롤(8, 8') 사이에서 윤곽이 잡힌 밴드 부위가, 결정된 인장 하중 하에 놓이게 할 수 있다.

롤(1)의 한쪽면에 배열된 분사 램프(35)들은 상기 롤의 비접촉 섹터의 인위적 냉각을 가능하게 한다.

다른 램프(38)들이 두 쌍의 핀치 롤(8, 8')에 결합될 수 있다.

그래서 롤(1)의 외표면(13)을 정해진 온도로 유지하기 위해 사전에 냉각의 정도를 조절하는 것이 가능하고, 이는 측정의 반복성을 확보할 수 있게 한다.

두 쌍의 핀치 롤(8, 8')의 회전 속도의 개별적 조절은, 압연기의 압출구와 핀치 롤(8) 사이, 두 쌍의 핀치 롤(8, 8') 사이의 측정롤 및 핀치 롤(8')과 코일러(21) 사이의 각각에서 상기 밴드의 각각의 부분에 인가된 장력을 별도로 조절할 수 있도록 한다는 것을 주목해야 한다.

그러나 본 발명은 예시 목적을 위해 상술한 실시예의 상세한 설명에 한정되지 않으며 또한, 나아가서 청구범위에 의해 규정된 보호 범위 내에서 다른 변형이나 다른 적용을 포함한다.

예를 들어, 고온 밴드의 평탄도 측정은, 수 개의 온라인 마무리 롤 스탠드, 냉각대 및 코일러가 뒤따르는 연속 박판 밴드 주조를 포함하는 소위 '미니-밀' 설비의 경우에 유용하다.

도 6은, 예시 목적을 위해, 단지 최종 마무리 롤 스탠드(6)만을 갖는 그러한 장치를 보여준다. 수평 압연 면 P를 따라 도면에서 좌측에서 우측으로 진행하는 밴 드는 먼저 롤 스탠드(6)의 두 개의 작업롤(60) 사이를 통과하고, 그 다음에 냉각대(23) 위를 통과하는데, 냉각대는 진행 면 P에 접선인 일련의 롤(24)들로 구성된 지지 테이블뿐만아니라, 도면에 도시되지는 않았지만, 냉각수단을 포함한다.

본 발명의 이 실시예에서, 평탄도 측정 롤(1)이 압연기의 압출구에 설치되지만, 라인 끝에 위치한 코일러에 의해 밴드가 장력을 받게 된다. 밴드가 연속 주조일 때 그리 길지 않은 밴드의 선단에 대한 평탄도를 조절하지 않는 것이 실제 적용된다.

그러나, 측정 롤(1)에 대한 밴드의 접촉 각을 결정하기 위해, 상기 롤은 예를 들어 롤 스탠드(6)에 정렬되고 고정된 두 개의 베어링에서 축(70) 둘레로 회동할 수 있는 지지 받침(7)에 설치된다. 잭(71)은 도 5에서 실선으로 나타낸 상부 지점과 하부 지점 사이에서 롤(1)의 회동을 조절하는데, 이는 롤(1')이 롤러 테이블(23)의 2개의 연속 롤(25, 25') 사이에 놓이도록 하는 것이며 그러므로써 측정 롤(1)에 대한 밴드(2)의 접촉을 결정하고, 이 경우에는, 밴드(2)가 도시하지 않았지만 냉각대(23)의 끝단에 배치된 코일러에 의해 인장 하중 하에 놓여지게 된다.

코일러에 의해 밴드에 인가된 인장 하중은, 밴드를 연속하는 나선형으로 권취하기 위하여, 작업롤(60) 사이의 압연 속도와 연관하여 조절될 수 있다.

밴드 접촉의 각 섹터의 개방각은 롤(25, 25')들의 수평면과 연관하는 롤(1)의 하부 지점(1')의 높이에 의존하는데, 이는 잭(71)를 이용하여 조절될 수 있다.

도 3의 경우와 마찬가지로, 측정 롤(1)이 받침대(7)에 고정된 냉각 잠함(34)을 구비하고 롤의 비접촉 섹터 부위에 냉각 유체를 분사하기 위한 램프(35)를 구비한다.

진행 정지의 경우에는, 상기 밴드가 가열되는 것을 방지하기 위해 밴드로부터 측정 롤을 이격하기 위하여 받침대(7)를 바로 들어올리는 것으로 충분하다.

청구범위에 기재된 기술적 요소 뒤에 삽입된 도면 부호는 단지 상기한 것의 이해를 용이하게 하려는 것이며 그들의 범위에 전혀 제한되지 않는다.

Claims

인장 하중을 받고 있는 밴드(2)의 길이 방향으로 진행하는 방향에 직교하는 축 둘레로 회전하도록 설치되며, 상기 밴드(2)의 일부와 접촉하는 접촉 섹터(a, a') 및 비접촉 섹터(a', a)를 포함하는 원통형 외 표면(13)을 갖는 평탄도 측정 롤(1)의 각 섹터 상에 인가되는, 고온에서 길이 방향으로 진행하는 밴드 제품의 평탄도를 검지하는 방법으로서,

상기 밴드(2)에 접촉하는 상기 접촉 섹터(a, a')를 통과하는 동안 가열된 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)을 상기 비접촉 섹터(a', a)의 적어도 한 부위를 따라 열 교환 유체를 순환시키는 것에 의해 강제적으로 냉각하는 단계; 및

상기 유체가 순환하게 되는 냉각 섹터(b, b')의 개방각(B), 상기 유체의 초기 온도 및 순환 유속을 포함하는 냉각 효율에 관련된 주요 매개변수들을 조절함으로써, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)을 상기 냉각 섹터(b, b')를 통과한 후에 설정된 평형 온도로 회복하는 단계를 포함하는 평탄도 검지 방법.
제 1항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 강제적 냉각은 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 비접촉 섹터(a', a)의 적어도 한 부위에 대해 상기 열 교환 유체를 분사함으로써 수행되고, 상기 접촉 섹터(a, a')를 통과하기 직전에 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)을 소정 온도로 회복시키기 위하여 상기 밴드(2)의 온도 및 열 교환 조건들과 관련된 적어도 유체 온도 및 분사 유속을 조절하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 방법.
제 1항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)은 상기 밴드(2)의 아래에 위치되고, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)은 통(3)에 제공된 상기 열 교환 유체(31)에 담겨지고 상기 통(3)의 유입구와 배출구 사이에 유속을 조절하여 상기 유체를 순환시키는 수단과 관련된 상기 냉각 섹터(b, b')의 하부 부분을 포함하고, 상기 접촉 섹터(a, a')를 통과하기 직전에 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)의 온도를 소정 온도로 회복시키기 위해 배스에 도달할 때의 상기 유체의 초기 온도 및 순환 유속을 조절하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)이 상기 접촉 섹터(a, a')를 통과하기 전에 평형 온도(t)로 회복되고, 상기 평형 온도(t)는 상기 밴드(2)의 온도(t₁) 및 상기 열 교환 유체의 초기 온도(t₂)에 의한 다음의 식에 의해 표현되며:

상기 a는 상기 밴드(2)와 상기 평탄도 측정 롤(1) 간의 열 교환 계수이고, 상기 b는 상기 열 교환 유체(31)와 상기 평탄도 측정 롤(1) 간의 열 교환 계수이며, 상기 A는 상기 접촉 섹터(a, a')의 개방각이며, 상기 B는 상기 냉각 섹터(b, b')의 개방각이며, 측정 중에, 상기 평형 온도가 일정한 레벨로 유지되도록 상기 식의 매개변수 중의 적어도 하나를, 조정 가능한 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 방법.
길이 방향으로 진행하며 인장 하중을 받는 밴드 제품의 평탄도를 검지하는 장치로서,

상기 길이 방향으로 진행하는 방향에 직교하는 축에, 상기 축 둘레로 회전하도록 설치되며 밴드(2)의 일부와 접촉하는 접촉 섹터(a, a') 및 비접촉 섹터(a', a)를 갖는 원통형 외 표면(13)을 구비하는 평탄도 측정 롤(1);

상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 비접촉 섹터(a', a)의 적어도 한 부분을 따라 열 교환 유체를 순환시키는 것에 의해 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)을 강제적으로 냉각시키는 냉각 수단(3, 34); 및

상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)이 소정 온도로 유지하도록 냉각 조건들을 조절하는 조절 수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)은 상기 밴드(2)의 아래에 배치되고, 상기 밴드(2)와 접촉하는 상부의 접촉 섹터(a, a') 및 하부의 비접촉 섹터(a', a)를 포함하고, 상기 강제적 냉각 수단은 상기 열 교환 유체가 채워지며 상기 평탄도 측정 롤의 상기 비접촉 섹터(a', a)의 적어도 한 부분이 담겨지는 통(3) 및 상기 통에 연결되며 상기 열 교환 유체를 순환시키는 시스템을 포함하고, 상기 시스템은 상기 밴드(2)의 온도(t₁)에 관련된 상기 열 교환 유체(31)의 순환 유속 및 온도(t₂)를 조절하는 조절 수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 강제적 냉각 수단은

상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)에 평행한 적어도 하나의 분사 램프(35);

상기 분사 램프(35)에 연결되며 열 교환 유체를 공급하기 위한 시스템(36); 및

상기 분사 램프(35)에 설치되는 다수의 분사 노즐(37)을 포함하고,

각각의 유체 분출이 냉각 섹터(b, b')를 덮고, 상기 시스템(36)은 상기 밴드(2)의 온도와 관련하여 분사되는 유속을 조절하는 조절 수단(36')에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 냉각 수단은 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 비접촉 섹터(a', a) 쪽으로 연장되며, 그 내부에 적어도 하나의 유체 분사 램프(35)가 위치되는 냉각 잠함(30)을 포함하고, 상기 냉각 잠함(30)은 상기 평탄도 측정 롤(1)의 축에 평행하고 상기 냉각 섹터(b, b')를 나타내는 각도의 안쪽으로 집어 넣어진 두 개의 길이방향의 벽(33, 34)을 포함하며, 상기 각각의 길이방향의 벽(33, 34)은 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상기 원통형 외 표면(13)에 평행하는 단부(33', 34')를 가지며, 상기 원통형 외 표면(13)으로부터 소정 거리로 이탈된 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)에 대하여 상기 밴드(2)를 급속 이탈시키는 이탈 수단(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)은 지지 받침(7, 16)에 의해 지지된 축에, 상기 축(10) 둘레로 회전하도록 설치되고, 상기 지지 받침(7, 16)은 상기 밴드(2) 진행 면의 횡단 방향을 따라 상기 평탄도 측정 롤(1)을 상기 밴드에 접속시키는 지점에서 이탈되는 지점 사이로 이동하며, 상기 밴드(2)의 진행 방향에서 상기 평탄도 측정 롤(1)의 상류와 하류에 각각 배치되고 상기 밴드(2)에 대하여 상기 지지 받침(7, 16)의 반대쪽에 배치된 디플렉터(25, 25')(82, 82')를 구비하여,

상기 밴드(2)가 접촉 지점에 위치한 상기 평탄도 측정 롤(1)의 설정된 접촉 섹터(a, a')에 접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 지지 받침(7)은, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 축에 평행한 축(70)의 둘레로 회동하도록 설치되고, 상기 밴드(2)에 대한 상기 평탄도 측정 롤(1)의 접촉 지점과 이탈 지점 사이에서 상기 지지 받침(7)의 회동을 조절하는 적어도 하나의 잭(71)을 구비하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 지지 받침(16)은, 상기 평탄도 측정 롤(1)의 접촉 지점과 이탈 지점 사이에서, 상기 밴드(2)의 진행 면에 대해 수직으로 슬라이드되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)은 각각 상류(8)와 하류(8')에 위치한 두 쌍의 핀치 롤(8, 8') 사이에 배치되고, 상기 핀치 롤 각각은 고정 롤(81)과, 상기 밴드(2)를 압박하기 위해서 수직으로 가동하는 가동 롤(82)을 포함하며, 상기 핀치 롤(8, 8')의 두 쌍은 각각 상기 하류 롤(8')의 각속도가 상기 상류 롤(8)의 각 속도보다 약간 빠르도록 결정하는 개별 회전 구동 수단에 연결되며,

상기 밴드(2)가 상기 평탄도 측정 롤(1)에서 소정의 인가 장력을 받도록 하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 두 쌍의 핀치 롤에 인가된 회전 속도와 토크는, 압연 속도와 연관하여, 상기 상류(8) 및 상기 하류(8')에서 각각 조절되어,

압연기(6)의 압출구, 상기 평탄도 측정 롤(1) 및 코일러에서 각각, 상기 밴드(2)의 장력 수준을 개별적으로 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평탄도 측정 롤(1)은, 상기 밴드를 횡단하는 방향에서 이격되고 상기 평탄도 측정 롤(1)의 전체 길이에 걸쳐서 분포된, 다수의 검지 구역을 포함하는 형태이고, 상기 각각의 검지 구역은, 상기 밴드(2)가 상기 접촉 섹터(a, a')를 통과할 때, 상기 밴드(2)의 대응 구역에 인가된 압력에 의존하는 신호를 전송하는 센서를 포함하여,

상기 검지 구역 각각이 상기 평탄도 측정 롤(1)의 비접촉 섹터(a', a)를 통과 시, 동일한 평형 온도로 회복되는 것을 특징으로 하는 평탄도 검지 장치.