KR100854849B1 - 철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치 및 방법 - Google Patents

철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 철근압연공정에서의 챠터링(chattering) 감시장치은, 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기로 압연제품을 감지하여 철근압연공정을 진행하는 장치에 있어서, 상기 제1 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 되는 자기유지부; 및 상기 자기유지부의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 되는 챠터링 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소재위치감지기, 자기유지, 챠터링

Description

철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치 및 방법{Apparatus and method for monitoring chattering in the process of steel reinforcement rolling}
도 1은 종래의 압연과정을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 챠터링이 발생하지 않을 경우의 타임 챠트이다.
도 3b는 본 발명의 챠터링이 발생할 경우의 타임 챠트이다.
도 4는 본 발명의 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법의 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1 소재위치감지기 200 : 제2 소재위치감지기
300 : 자기유지부 310 : 제1신호 감지부
320 : 자기유지 판단부 330 : 자기유지 동작부
400 : 챠터링 감지부 410 : 제2신호 감지부
420 : 챠터링 감지 판단부 430 : 챠터링 감지 동작부
500 : 알람부
본 발명은 철근압연공정에서의 챠터링(chattering) 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 철근압연공장에서 압연제품을 생산하는 도중에 발생하는 소재위치감지기의 오동작을 감시하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 압연과정을 나타낸 블록도이다. 일반적으로, 빌릿(billet) 소재를 1000℃로 가열한 선재코일은, 20~95m/s 범위의 압연속도를 갖고, 10개의 압연롤이 수평 및 수직으로 교대로 설치된 사상 압연기(30a, 30b)를 통과한다. 사상 압연기(30a, 30b)의 최초 압연롤을 통과하는 소재의 직경은 14.2mm 크기이고, 다수의 중간 압연롤을 통과하여 최종 압연롤을 통과하는 소재의 직경은 13.0~15.5mm 크기인데, 이 과정에서 단면이 감소되어 소정의 압연제품이 생산된다.
조압연(roughing mill, 10) 및 중간 압연기(intemediate mill, 20)는 압연속도가 느려 큰 위험 발생이 없어 별도의 안전커버가 설치되지 않는다. 그러나, 압연속도가 초고속인 사상 압연기(30a, 30b)에는, 압연작업 도중에 발생되는 코우블 (cobble) 등의 작업불량으로부터 작업자를 보호하기 위해 다수의 압연롤을 덮는 안전커버를 구비한다.
압연제품이 사상 압연기(30a, 30b)의 각 압연롤을 차례로 통과하는 도중에, 내부에 공급되는 냉각수 및 오일공급 부족 등으로 코우블이 발생하는 경우가 있다. 이때, 사상 압연기(30a, 30b)의 입구측 외부 일측에 형성된 소재감지기(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)가 작동하지만, 출구측에 형성된 제품감지기(60a, 60b)는 작동하지 않는다. 이에, 사상 압연기(30a, 30b) 내부에 작동상의 이상이 발생된 것으로 판단하여, 입구측의 일측에 있는 절단기(50a, 50c)가 작동하여 진입하는 제품을 절 단하고, 일측에 있는 절단기(50a, 50c) 외측으로 형성된 절단기(50b, 50d)도 작동하여 제품을 자동으로 절단한다.
소재감지기(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)는 압연제품의 온도를 검출하여 압연제품의 유무를 확인한다. 그리고, 소재위치감지기(HMPD : Hot Metal Position Detector, 80a, 80b)는 압연제품의 온도를 검출하여 압연제품의 유무를 확인할 뿐만 아니라, 압연제품의 온도의 아날로그값을 출력하여 압연제품의 위치를 확인한다. 소재위치감지기(80a, 80b)는 중앙운전실(70)에 신호를 전달하여 절단기(50a, 50b, 50c, 50d)로 하여금 압연제품을 절단하게 한다.
제1 사상 압연기(30a)는 내부에 압연기(31a, 32a, 33a, 34a), 소재위치감지기(81a, 82a, 83a, 84a, 85a) 및 루프기(35)를 포함하고, 제2 사상 압연기(30b)도 내부에 압연기(81a, 82a, 83a, 84a), 소재위치감지기(81b, 82b, 83b, 84b, 85b) 및 루프기(85)를 포함한다.
상기와 같은 사상 압연기(30a, 30b)로 압연제품을 압연하는 도중에, 챠터링이 발생하는 경우가 있다. 제1 사상 압연기(30a)를 예로 들어 설명하면, 제1 소재위치감지기(80a) 앞을 지나간 압연제품이 제2 소재위치감지기(81a) 앞을 지나가는 경우에 제1 소재위치감지기(80a)가 동작하고 있는 상태에서 제2 소재위치감지기(81a)의 동작이 정지하는 경우가 발생하는 챠터링이 발생하는 경우가 있다. 압연제품을 생산하는 도중에 챠터링이 발생하면, 압연제품의 튐 현상이 발생한다. 그리고, 고장이 지연되어 압연제품의 생산성 향상에 저해가 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 소재위치감지기의 오동작을 감시하여 신속하게 후속조치를 취하여 압연제품의 생산성을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기로 압연제품을 감지하여 철근압연공정을 진행하는 장치에 있어서, 상기 제1 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 되는 자기유지부; 및 상기 자기유지부의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 되는 챠터링 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시장치를 제시한다.
그리고, 본 발명은 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기로 압연제품을 감지하여 철근압연공정을 진행하는 방법에 있어서, 자기유지부가 상기 제1 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 되는 제1단계; 및 챠터링 감지부가 상기 자기유지부의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 되는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법을 제시한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치의 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치는, 자기유지부(300), 챠터링 감지부(400) 및 알람부(500)를 포함한다.
자기유지부(300)는 상기 제1 소재위치감지기(100)의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기(200)의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 된다. 자기유지부(300)는 제1신호 감지부(310), 자기유지 판단부(320) 및 자기유지 동작부(330)를 포함한다. 제1신호 감지부(310)는 상기 제1 소재위치감지기(100) 및 제2 소재위치감지기(200)의 압연제품 감지신호를 감지하고, 자기유지 판단부(320)는 상기 제1신호 감지부(310)로부터 수신한 감지신호로 자기유지 조건이 되었는지 판단한다. 그리고, 자기유지 동작부(330)는 상기 자기유지 판단부(320)로부터 자기유지 명령을 수신하여 자기유지된다.
챠터링 감지부(400)는 상기 자기유지부(300)의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기(200)의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 된다. 챠터링 감지부(400)는 제2신호 감지부(410), 챠터링 감지 판단부(420) 및 챠터링 감지 동작부(430)를 포함한다. 제2신호 감지부(410)는 상기 자기유지부(300)의 자기유지신호 및 제2 소재위치감지기(200)의 압연제품 감지신호를 감지하고, 챠터링 감지 판단부(420)는 상기 제2신호 감지부(410)로부터 수신한 자기유지신호 및 압연제품 감지신호로 챠터링 감지 조건이 되었는지 판단한다. 그리고, 챠터링 감지 동작부(430)는 상기 챠터링 감지 판단부(420)로부터 챠터링 감지 명령을 수신하여 동작한다.
알람부(500)는 상기 챠터링 감지부(400)로부터 챠터링 감지신호를 수신하여, 경고음과 함께 메시지를 출력한다.
도 3a와 도 3b는 각각 본 발명의 챠터링이 발생하지 않을 경우와 챠터링이 발생할 경우의 타임 챠트이다. 도 3a와 도 3b에서 빗금 친 부분은 시간의 경과에 따라 장치를 구성하는 주요한 요소가 동작하는 상태를 나타낸 것이다. 여기서, 챠터링은 제1 소재위치감지기(100)가 동작하는 동안, 제2 소재위치감지기(200)는 동작하지 않는 상태를 나타낸다. 제1 소재위치감지기(100)가 동작하지 않는 상태는 압연제품이 제1 소재위치감지기(100) 앞을 지나간 상태를 의미한다.
도 3a를 살펴보면, 제1 소재위치감지기(100)가 동작한 후, t1이 경과하여 제2 소재위치감지기(200)가 동작한다. 그리고, t3가 경과하면 제1 소재위치감지기(100)가 동작하지 않는다. 제2 소재위치감지기(200)의 동작과 함께 자기유지부(300)도 동작하는데, 자기유지부(300)가 동작하는 동안 제2 소재위치감지기(200)의 동작이 정지하는 챠터링이 발생하지 않는다. 챠터링이 발생하지 않으면, 챠터링 감지부(400)가 동작하지 않게 되어 알람부(500)도 동작하지 않는다.
도 3b를 살펴보면, 제1 소재위치감지기(100)가 동작한 후, t1이 경과하여 제2 소재위치감지기(200)가 동작한다. 그리고, t2가 경과하면 제2 소재위치감지기(200)의 동작이 정지하고, t3가 경과하면 제1 소재위치감지기가 동작하지 않는다. 제2 소재위치감지기(200)의 동작과 함께 자기유지부(300)도 동작하는데, 자기유지부(300)가 동작하는 동안 제2 소재위치감지기(200)의 동작이 정지하는 챠터링이 발생한다. 챠터링이 발생하면, 챠터링 감지부(400)가 동작하게 되어 알람부(500)도 동작한다.
도 3a와 도 3b를 살펴보면, t1에서 제2 소재위치감지기(200)와 자기유지부(300)의 동작이 함께 발생하는 것은 동일하다. 그러나, 도 3a에서는 제2 소재위치감지기(200)의 동작이 정지하지 않아 챠터링이 발생하지 않는 반면에, 도 3b에서는 제2 소재위치감지기(200)의 동작이 정지하여 챠터링이 발생하는 차이점이 있음을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법은 다음과 같다.
먼저, 자기유지부가 상기 제1 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 된다. 이를 상세히 살펴보면, 신호 감지부가 상기 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 감지한다(S100). 그리고, 자기유지 판단부가 상기 신호 감지부로부터 수신한 감지신호로 자기유지 조건이 되었는지 판단한다(S200). 또한, 자기유지 동작부가 상기 자기유지 판단부로부터 자기유지 명령을 수신하여 자기유지된다(S300).
이후, 챠터링 감지부가 상기 자기유지부의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 된다. 이를 상세히 살펴보면, 신호 감지부가 상기 자기유지부의 자기유지신호 및 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 감지한다(S400). 그리고, 챠터링 감지 판단부가 상기 신호 감지부로부터 수신한 자기유지신호 및 압연제품 감지신호로 챠터링 감지 조건이 되었는지 판단한다(S500). 또한, 챠터링 감지 동작부가 상기 챠터링 감지 판단부로부터 챠터링 감지 명령을 수신하여 동작한다(S600).
이후, 알람부가 상기 챠터링 감지부로부터 챠터링 감지신호를 수신하여, 경고음과 함께 메시지를 출력한다(S700).
이상에서 살펴본 바와 같은 철근압연공정에서의 챠터링 감시 장치 및 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
본 발명은 철근압연공장에서 압연제품을 생산하는 도중에 발생하는 소재위치감지기의 오동작을 감시함으로써, 고장을 신속히 복구하여 압연제품의 튐 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 고장의 지연을 방지하게 하여 압연제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기로 압연제품을 감지하여 철근압연공정을 진행하는 장치에 있어서,
    상기 제1 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 되는 자기유지부; 및
    상기 자기유지부의 자기유지신호 및 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 감지하는 제2신호 감지부; 상기 제2신호 감지부로부터 수신한 자기유지신호 및 압연제품 감지신호로 챠터링 감지 조건이 되었는지 판단하는 챠터링 감지 판단부; 상기 챠터링 감지 판단부로부터 챠터링 감지 명령을 수신하여 동작하는 챠터링 감지 동작부;를 포함하고, 상기 자기유지부의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 되는 챠터링 감지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자기유지부는,
    상기 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 감지하는 제1신호 감지부;
    상기 제1신호 감지부로부터 수신한 감지신호로 자기유지 조건이 되었는지 판단하는 자기유지 판단부; 및
    상기 자기유지 판단부로부터 자기유지 명령을 수신하여 자기유지되는 자기유지 동작부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 챠터링 감지부로부터 챠터링 감지신호를 수신하여, 경고음과 함께 메시지를 출력하는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시장치.
  5. 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기로 압연제품을 감지하여 철근압연공정을 진행하는 방법에 있어서,
    자기유지부가 상기 제1 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하여 자기유지상태가 되는 제1단계; 및
    제2신호 감지부가 상기 자기유지부의 자기유지신호 및 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 감지하는 단계; 챠터링 감지 판단부가 상기 제2신호 감지부로부터 수신한 자기유지신호 및 압연제품 감지신호로 챠터링 감지 조건이 되었는지 판단하는 단계; 챠터링 감지 동작부가 상기 챠터링 감지 판단부로부터 챠터링 감지 명령을 수신하여 동작하는 단계를 포함하고, 챠터링 감지부가 상기 자기유지부의 자기유지신호를 수신하고 있는 상태에서, 상기 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 수신하지 못하면 챠터링 감지상태가 되는 제2단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1단계는,
    제1신호 감지부가 상기 제1 소재위치감지기 및 제2 소재위치감지기의 압연제품 감지신호를 감지하는 단계;
    자기유지 판단부가 상기 제1신호 감지부로부터 수신한 감지신호로 자기유지 조건이 되었는지 판단하는 단계; 및
    자기유지 동작부가 상기 자기유지 판단부로부터 자기유지 명령을 수신하여 자기유지되는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    알람부가 상기 챠터링 감지부로부터 챠터링 감지신호를 수신하여, 경고음과 함께 메시지를 출력하는 제3단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철근압연공정에서의 챠터링 감시방법.
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