KR100864610B1

KR100864610B1 - 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 정밀하게위치 결정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100864610B1
Application number: KR1020077004980A
Authority: KR
Inventors: 빌 호르스트 폰; 울리히 첸츠; 프랑크 묀스테르스
Original assignee: 에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2005-08-06
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2008-10-22
Also published as: ES2342108T3; WO2007017030A1; DE502006006560D1; TW200722199A; KR20070057162A; RU2354472C2; DE102005037138A1; ZA200701373B; EP1768798B1; JP4518430B2; US20080006386A1; US7537045B2; CA2577765C; EP1768798A1; ATE462513T1; JP2008519276A; TWI344876B; RU2007110487A; UA89203C2; CN101018629A

Abstract

본 발명은 압연 장치 혹은 주조 장치(1)에서 상호 간에 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)를 상호 간에 상대적으로 정밀하게 위치 결정하기 위한 위치 결정 방법에 관한 것이다. 상기 롤러 혹은 롤 부재들의 신속하면서도 정밀한 정렬을 가능케 하기 위해, 본 발명에 따라, 측정 장치(5)를 이용하여 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4) 각각에 배치된 적어도 3개의 기준점(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 측정되며, 그리고 측정 결과에 따라서, 상기 기준점들(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 가능한 한 최대한 사전 지정된 값들과 일치하는 방식으로, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)에 제공되는 조정 부재들(10, 11, 12)이 작동되되, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 측정점들(6, 7, 8, 9)은 상기 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 지지 부재(13)에 직접 혹은 간접적으로 배치된다. 또한, 본 발명은 특히 상기 위치 결정 방법을 실행하기 위한 압연 장치 혹은 주조 장치에 관한 것이다.

위치 결정 방법, 압연 장치, 주조 장치, 롤 부재, 조정 부재, 측정 장치, 기준점, 이격 거리

Description

상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 정밀하게 위치 결정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRECISELY POSITIONING A NUMBER OF INTERACTING ROLLER OR ROLL ELEMENTS}

본 발명은 압연 장치 혹은 주조 장치에서 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 상호 간에 상대적으로 정밀하게 위치 결정하기 위한 위치 결정 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치에 관한 것이다.

특히 연속 주조 시스템에서, 상호 작용하는 다수의 롤 부재들을 상호 간에 상대적으로 가능한 한 정밀하게 정렬시켜야 하고, 롤 부재들은 정렬된 상태에서 주조될 금속 스트랜드를 위한 캐스팅 보 구간(casting bow)을 형성한다.

이러한 정렬을 실행하기 위해, 경위의(Theodolite), 레벨링 장치 및 규준틀(Profile batterboards)을 이용한 측정을 통해 개별 부재들의 위치를 측정하는 점은 공지되었다. 이때, 대부분, 이상적인 측정 기준선에 상대적으로, 다시 말해 일반적으로 스트랜드의 후방 에지를 통과하는 선에 상대적으로 움직이지 않는 기준 표시가 만들어진다(열적 팽창, 기초 침하). 각각의 개별 측정으로 측정점의 3개의 공간 좌표 중 단지 2개의 공간 좌표만이 제공된다. 공간 내 한 지점의 완전한 결정은 대부분 수동으로 태코미터(tachometer)를 이용하여 실행되는 상호 상관관계(cross-correlation)를 통해 이루어진다.

광학 측정 후에 제어하기 위하여, 종종 세그먼트 사이의 전환부들이 재측정된다. 이때 롤 배치(plan)로부터 예측된 결과들 사이의 불일치, 다시 말해 가상 설정 위치와, 산출된 측정 결과와, 제어 측정의 결과들 사이의 불일치가 빈번하게 나타난다.

롤러 혹은 롤 부재의 개별 위치들의 최적의 보정(이상적 위치 - 측정 - 제어)을 달성하기 위해, 매우 높은 비용이 요구된다. 전형적으로 하나의 연속 주조 시스템의 모든 롤 부재들을 정렬하기까지 약 2주가 소요된다. 그 외에도 오정렬이 일어나는 것을 완전히 막을 수도 없으며, 이는 결과적으로 품질 문제 및 생산 제한을 야기한다. 연속 주조 시스템의 개별 롤 부재들의 만족스럽지 못한 정렬은 비용 상승을 야기한다.

이른바 재 정렬에 의해 롤 부재들의 발견된 틀린 위치들, 특히 발견된 전환부 에러들을 제거하기 위하여, 개별 롤 부재들(세그먼트)은 크레인이나 조작기를 이용하여 옮겨져 다른 장소에 놓여진다. 이후, 위치결정 쉼 패키지(positioning shim package)가 분해되어 교체된 후, 다시 장착되어 고정된다. 그런 후에, 세그먼트가 재차 장착될 수 있다. 종종 단지 하나의 크레인이나 조작기만이 이용가능하기 때문에, 모든 세그먼트가 차례로 정렬된다. 세그먼트 당 시간 소요는 적어도 2시간 내지 3시간이며, 이것은 특히 새로운 구성이나 조정 이후에 스트랜드 당 15개의 세그먼트의 정렬을 필요로 한다.

특허문헌 FR 26 44 715에 있어서, 주조 시스템의 다수의 롤을 정렬하기 위해 레이저 빔이 이용되고, 여기서 상기 시스템의 개별 부재들에서 레이저 빔까지의 이격 거리가 측정된다. 상기 레이저 빔은 또한 측연선(Lot)으로서 이용된다. 이와 유사한 해결책이 특허문헌 US 제4,298,281호에 개시되어 있다.

특허문헌 DE 101 60 636 A1에는 연속 주조 시스템의 스트랜드 가이드에서 주조 갭을 조정하기 위한 방법이 개시되어 있다. 이에 따라, 간단한 측정과, 결함 판정과, 결함 없는 주조 개시를 위하여, 주조 개시 전에 위치 결정 시스템을 사용하여 스트랜드 두께의 이상적인 진행에 따라 주조 갭의 조정이 고려되어야 한다. 주조 개시 이후에, 연속 및 불연속 점이 없는 주조 갭이 작동 하중을 받는 상태에서 조정된다. 그러나 이 참증 인용물에서도 주조 시스템의 개별 세그먼트들을 정렬하기 위한 특별한 조치가 기술되지 않았다.

롤들의 정렬을 검사하기 위해 캐스팅 보 구간을 따르는 개별 롤들의 이격 거리의 측정이 특허문헌 JP 55070706 A에 개시되어 있다.

특허문헌 US 제3,831,661호에는, 연속 주조 장치의 별도의 세그먼트의 정렬을 위하여, 개별 세그먼트에는 기준 표시가 제공되며, 이 기준 표시에 인접한 세그먼트들의 상대 위치를 체크할 수 있는 게이지가 부착될 수 있다.

2개의 기계부, 특히 롤들을 상호 간에 상대적으로 정렬하는 문제와 결부된 여러 해결책이 특허문헌 EP 0 075 550 B1, EP 222 732 B1, EP 0 867 649 B1, FR 2 447 764 A, CH 583 598 및 DE-AS 27 20 116에 개시되어 있다.

구체적으로 정리하면, 압연 장치나 주조 장치의 개별 롤러 혹은 롤 부재들을 정렬하기 위한 기존의 방법 및 그와 관련된 장치들의 단점은, 특히 시스템의 수정이나 유지 보수 이후에 필요한 정렬 시간이 매우 길다는 점에 있다. 이에 따라 시스템의 가용성은 낮아지며, 이것은 고비용의 작동을 초래한다. 또한, 개별 부재들의 정렬 정확도가 적어도 부분적으로 만족스럽지 못하면, 이에 따라 제품 품질 역시 최적이 못된다. 또한, 부재들을 상호 간에 상대적으로 최적화하여 정렬하지 못하면, 공정 신뢰도는 감소하고 그 공정의 고장 발생도는 상승한다.

비록 종래 기술의 다양한 해결 방법들은 부분적으로 개선된 결과를 제공하기는 하지만, 이러한 해결 방법들은 롤러 혹은 롤 부재들의 고품질의 제조나 신속하면서도 효율적인 정렬에는 적합하지 못하다.

본 발명의 목적은, 압연 장치 혹은 주조 장치의 롤러 혹은 롤 부재들을 정렬하기 위한 상기 기술된 해결책의 견지에 있어서, 전술한 단점들이 제거된 타입의 방법 및 장치를 개선하는 것에 있다. 세그먼트들의 정렬 및 재정렬이 대폭 간소화되고 가능한 한 정확하게 행해질 수 있다. 따라서, 현재까지 필요한 실질적인 시간이 절감될 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 다음과 같은 방법에 의해 달성되는데, 이 방법은: 측정 장치를 이용하여, 롤러 혹은 롤 부재들의 각각에 직접 혹은 간접적으로 배치된 적어도 3개의 기준점들과 상기 측정 장치 사이의 이격 거리가 측정되고, 측정 결과에 따라, 기준점들과 측정 장치 사이의 이격 거리들이 최대로 가능한 사전 지정된 값들과 일치하는 방식으로, 각각의 롤러 혹은 롤 부재에 장착된 조정 부재들이 작동되고, 각각의 롤러 혹은 롤 부재의 측정점들은 롤러 혹은 롤 부재의 지지 부재에 직접 혹은 간접적으로 배치하는 것이다.

롤러 혹은 롤 부재 당 최소한 3개의 기준점들을 제공함으로써, 롤러 혹은 롤 부재의 공간상 위치 및 정렬을 간단한 방식으로 결정하고, 조정 부재들을 작동시킴으로써 각각의 개별 세그먼트의 최적의 위치가 달성되는 산출 위치를 변경시킬 수 있다.

이때 바람직하게는 연속 주조 시스템의 세그먼트들을 정확하게 정렬시키기 위한 방법이 이용된다. 이러한 경우에, 측정 장치는 연속 주조 시스템의 캐스팅 보 구간의 중심점에 실질적으로 배치된다.

개선된 일 실시예에 따라, 다수의 기준점이 롤러 혹은 롤 부재들의 정확한 위치 결정에 필요한 측정 장치를 이용하여 측정되며, 그리고 조정 부재들의 적어도 일부의 작동은 모든 측정점으로부터 획득된 보상 함수(equalizing function)에 따라 이루어진다. 보상 함수는 바람직하게는 1차식이거나 다항식일 수 있는 회귀 함수(regression function)이다; 물론 또 다른 종류의 회귀 함수, 예컨대 지수 함수도 가능하다. 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따라, 회귀 분석(regression analyses)이 측정 데이터를 분석하기 위한 통계 방법으로서 이용된다. 그에 따라, 이른바 "단방향성(one-sided)" 통계적 의존성, 다시 말해 통계적 원인-결과 관계는 회귀 함수에 의해 기술되어야 한다. 그로 인해 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 위치 결정 시에 "오차를 보정한 측정(true measurement)"이 제공된다(이하 참조).

상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치는, 본 발명에 따라, 각각의 롤러 혹은 롤 부재가 지지 부재를 포함하며, 이 지지 부재에는 직접 혹은 간접적으로 적어도 3개의 기준점이 배치되고, 압연 장치 혹은 주조 장치는 또한 측정 장치를 포함하거나 혹은 압연 혹은 주조 장치 내에 측정 장치가 장착될 수 있으며, 이 측정 장치는, 측정 장치 자신과 기준점들 사이, 또는 사전 지정된 방향과 기준점들 사이의 이격 거리 및/또는 각도 측정을 실행하기에 적절한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 롤러 혹은 롤 부재들은 연속 주조 시스템의 세그먼트이다. 이들 세그먼트들은 바람직하게는 적어도 2개의 롤러 혹은 롤을 포함한다.

측정 장치는 특히 레이저 트래커(laser tracker)로서 혹은 태코미터로서 구현된다.

레이저 트래커는 제 위치에서 높은 정확도로 이격 거리 측정을 실행하는 고정확도의 운동학적 삼차원 측정 시스템을 제공한다. 정밀 장치로서 태코미터가 사용되어 거리와 위치를 정확하게 측정한다. 여기서 바람직한 전자식 태코미터는 목표 프로세스(target process)에 따라 자동으로, 예컨대 간섭법(interference methods)을 사용하여, 방향을 측정한다. 이격 거리는 전자식 거리 측정 장치에 의해 측정된다. 이때 목표점에서 방출되고 반사된 레이저 빔의 전파 시간 혹은 위상 변위가 측정된다. 레이저 빔의 반송파의 빛은 대개 광선 스펙트럼의 적외선 영역 혹은 근적외선 영역에 위치한다. 목표점에 있어서 레이저 빔의 반사는 대상 물체의 표면에서 직접적으로 이루어지거나, 혹은 목표대상 프리즘에서 발생한다. 방향과 거리에 관한 측정값 측정은 전자식으로 행해진다.

기준점들은 바람직하게는 지지 부재에 직접 혹은 간접적으로 배치되는 볼로서 구현된다.

각각의 지지 부재에는 조정 부재들이 배치될 수 있고, 이들 조정 부재들을 이용하여 지지 부재는 자체의 수납부에 상대적으로 위치 결정되거나 변위 될 수 있다. 조정 부재들은 바람직하게는 지지 부재 자체의 수납부에 상대적인 지지 부재의 병진 변위를 허용한다. 또한, 조정 부재들은 적어도 하나의 공간축을 중심으로, 바람직하게는 가로축(lateral axis)을 중심으로 지지 부재 자체의 수납부에 상대적인 지지 부재의 회전을 허용한다.

조정 부재는 특히 공지된 세장형 기계 슈(elongate machine shoe)가 사용되고, 이 슈는 적어도 하나의 (또는 이중의) 웨지 부재를 포함한다. 그로 인해 간단한 방식으로, 다시 말해 나사를 조이거나 풀음으로써 병진형 변위 운동이 지지 부재에서 상기 슈의 배치에 따라서 생성될 수 있으며, 이 병진형 변위 운동은 지지 부재 자체의 수납부에 상대적인 지지 부재의 병진 운동 및/또는 회전 운동을 야기한다. 바람직하게는 하중 하에서도 크레인 혹은 조작기의 사용 없이 조정이 행해질 수 있다. 바람직하게는 조정 부재는 셀프 록킹 부재(self-locking element)로 형성된다.

제안한 처리 방법 및 장비를 이용하여, 간단하고 빠른 방법으로 압연 장치 혹은 주조 장치의 개별 롤러 혹은 롤 부재들을 조정할 수 있으며, 그럼으로써 개별 롤러 혹은 롤 부재들은 서로에 대하여 상대적으로 최적의 위치에 위치할 수 있게 된다.

본 발명은 바람직하게는 연속 주조 시스템에 사용되기는 하지만, 예컨대 압연 밀과 스트립 처리 라인과 같은 다른 야금 시스템에도 사용될 수 있다.

본 발명의 제안을 이용하여 획득한 측정 결과를 바탕으로 밸런스 계산(balance calculation)을 이용하여 자기 준거(self-referencing)를 실행할 수 있다. 그로 인해 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 상호 간에 상대적인 위치 결정의 신뢰도는 증가하며, 그리고 "오차를 보정한 측정"이 여분의 측정 변수들을 포함함으로써 제공될 수 있어서, 예컨대 실제로 필요한 3개의 기준점 대신에 4개의 기준점이 사용될 수 있다. 그로 인해 바람직하게는 공간 내에서 몸체를 수학적으로 정확하게(통계적으로 측정된) 위치결정하는데 필요함에 따라 보다 많은 기준점이 이용된다. 이용가능한 여분의 조건은 단독의 오류를 감소시키며, 그리고 예컨대 표준 편차를 평가함으로써 소위 "오차를 보정한 측정"을 제공하는 역할을 한다.

개별 롤러 혹은 롤 부재들의 설정-실제 정렬을 위하여, "이상적인" 롤 배치가 측정 데이터에 기초한 밸런스 계산(회귀)으로부터 도출된 곡선으로 대체된다. 여분 조건을 사용함으로써, 결코 회피될 수 없는 측정 오류가 감소되고, 측정의 신뢰도는 정량적으로 얻어진다("오차를 보정한 측정").

본 발명의 또 다른 관점은, 세그먼트를 위한 측정 과제가 2 단계로 이루어질 수 있다는 점에 있다. 그 중 첫째로서, 세그먼트 내 롤 경로가 측정되고, 작업장 내에서 외부 기준점으로 전달이 행해진다. 그 중 둘째로서, 시스템 측정이 기준점들의 측정으로 제한되며, 전달 정보들에 기초한 통과선이 재구성된다. 전체 비용은 전달 때문에 극미하게 보다 높기는 하지만, 작업장에서 작업하는 동안에 연속 주조 시스템은 계속해서 생산을 할 수 있다. 세그먼트들의 상부 프레임은 시스템 측정을 위해 옮겨질 필요가 없다.

또한, 측정 자체에 기초한 밸런스 계산에 의하여 "실제(virtual)" 기준 좌표계를 구함으로써 시스템의 기초에 견고하게 고정되는 기준점들에 대한 관련성을 배제할 수도 있다. 이는 시스템 좌표계의 원점을 주조 플랫폼상에서 작업에 적합한 위치로 변환하는 복잡한 작업을 절감하는 효과를 가져 온다.

본 발명은 다음에서 도면에 도시된 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 연속 주조 시스템의 구성 요소들 중 2~3가지만을 이용하여 연속 주조 시스템을 도시한 개략적 측면도이다.

도 2는 도 1에 따른 연속 주조 시스템 중에서 3개의 롤 부재만을 도시한 확대 단면도이다.

도 3은 도 2에 따른 롤 부재들 중에서 하나의 개별 롤 부재만을 도시한 확대 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1: 압연 장치 혹은 주조 장치 2: 롤러 혹은 롤 부재

3: 롤러 혹은 롤 부재 4: 롤러 혹은 롤 부재

5: 측정 장치 6: 기준점

7: 기준점 8: 기준점

9: 기준점 10: 조정 부재

11: 조정 부재 12: 조정 부재

13: 지지 부재 14: 캐스팅 보 구간

15: 롤러/롤 16: 롤러/롤

17: 롤러/롤 18: 롤러/롤

19: 수납부 21: 몰드

a₆: 이격 거리 a₇: 이격 거리

a₈: 이격 거리 a₉: 이격 거리

α₆: 각도 α₇: 각도

α₈: 각도 α₉: 각도

M: 주조 보 구간의 중심점 x: 공간 방향

y: 공간 방향 α: 공간축

β: 공간축

도 1에는 주조 시스템(1)이 연속 주조 시스템의 형태로 도시되어 있다. 용융 금속 재료는 몰드(21)로부터 하부 방향을 향해 수직으로 배출되고, 그 재료의 이동은 캐스팅 보 구간(14)을 따라 점차 수직 방향에서 수평 방향으로 전환된다. 캐스팅 보 구간(14)은 다수의 롤 부재(2, 3, 4)에 의해 구성된다. 이들 롤 부재들(2, 3, 4)은, 캐스팅 보 구간(14)을 형성하는 방식으로 상호 간에 상대적으로 정렬된다. 도면에 대해 주지할 점에 따르면, 실제 세그먼트 하부 프레임만이 도시되어 있으며, 그러나 이는, 기준선이 항시 "트레일링 에지 스트랜드(trailing edge strand)"라는 점에 한해서 정상적인 사항이다. 특히 바람직하게는 이하에서 기술되는 컨셉에 따라 시스템의 측정은 또한 장착된 상부 프레임을 이용하여서도 이루어질 수 있다.

캐스팅 보 구간(14)은 중심점(M)을 갖는다. 다시 말해 주조된 금속 스트랜드는 중심점(M)을 중심으로 4분원 형태로 수직 방향에서 수평 방향으로 진행한다.

중심점의 영역에는(반드시 정확하게 중심점일 필요는 없음), 레이저 트래커의 형태로 측정 장치(5)가 배치된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 롤 부재(2, 3, 4)는 적어도 3개의 기준점을, 본 실시예에 따라서는 4개의 기준점(6, 7, 8, 9)을 갖는다. 이들 기준점들은, 지지 부재(13)에 배치되는, 다시 말해 각각의 롤 부재(2, 3, 4)의 기초 프레임에 배치되는 측정 볼로서 형성된다. 간략하게 하기 위하여, 본 실시예에서는 측정 볼에 관해서 설명되지만, 실제로 보다 정확하게는 측정 볼 홀더에 관한 것이다. 이 측정 볼 홀더에서 일시적으로 그리고 오로지 실질적인 측정과정 및 정렬과정 동안만 측정 볼이 이용될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 부재들(2, 3, 4)과 관련하여, 세그먼트 하부 프레임이 도시되어 있다.

측정 볼 홀더에서의 측정 볼 배치에 관하여, 필요하다면 롤 마모와 같은 변화, 또는 시스템이나 이 시스템의 구성요소의 기타 기하학적 변화에 간단한 방법으로 목표한 바대로 대응할 수 있다는 것을 알 수 있다. 다시 말해 측정 볼 홀더는, 재조정 부재들의 사용에 의하여 전술한 효과들을 보상할 수 있도록 형성될 수 있다.

도3으로부터 가장 잘 확인할 수 있듯이, 각각의 지지 부재(13)에는 다수의 롤 혹은 롤러(15, 16, 17, 18)가 회전 가능하게 장착된다. 지지 부재(13)와 그에 따른 모든 롤 부재(2)는 하나의 수납부(19)에 고정된다.

레이저 트래커(5)는, 자체 중심점(M) 영역에서의 자체의 바람직한 배치 때문에, 각각의 롤 부재(2, 3, 4)의 개별 기준점들(6, 7, 8, 9)에 대한 "시각적 확인(visual contact)"을 가능케 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 레이저 트래커(5)는 제 위치에서 기준점들(6, 7, 8, 9)에 대한 정확한 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)와, 필요하다면 각도(α₆, α₇, α₈, α₉)를 측정할 수 있다(도3 참조). 이러한 측정은 10분의 수 밀리미터의 정밀도로 이루어질 수 있다.

기준점들(7 및 8)과 관련하여 주지할 점에 따르면, 이들 기준점들은 도 2에 도시된 시점과는 반대로 바람직하게는 롤 부재(2, 3, 4)의 하부 프레임에서 외부에 위치하며, 바람직하게는 지점들(6 및 9)과 동일 평면에 있지만, 주조 방향에 있어서 다른 측면에 위치한다.

지지 부재(13)는 단지 개략적으로만 도시되고 기계 슈로서 형성된 조정 부재들(10, 11 및 12)을 사용하여 수납부(19)에 배치된다. 조정 부재들(10, 11, 12)을 조정하면, 결과적으로 지지 부재(13)와 이에 따른 모든 롤 부재(2)가 고정된 수납부(19)에 대하여 병진 방향의 운동뿐 아니라 회전 운동을 실행할 수 있게 된다. 도 3에는 공간에서 각각 가능한 3곳의 병진 방향 및/또는 회전 방향 중에서 단지 각각 2곳의 방향만이 도시되어 있다. 다시 말하면 공간 방향(x 및 y)과 공간축(α 및 β)만이 도시되어 있다. 개별 조정 부재들(도시된 3개보다 더욱 많이 존재할 수 있다)을 그에 상응하게 작동시키면, 모든 공간 방향 및 공간축에서 수납부(19)에 상대적으로 지지 부재(13)가 정밀하게 위치 결정된다.

주지할 점에 따르면, 도 3에는 개별 공간축들을 중심으로 그리고 개별 공간 방향들에서 이루어지는 조정 가능성들이 오로지 개략적으로 도시되어 있기는 하지만, 상이한 축들과 방향들은 서로 다르게 중요한 의미를 갖는다. 특히, 조정 부재(10)를 이용한 조정은 하위의 중요성을 갖는데, 왜냐하면 그렇게 함으로써 연속 주조 공정에 상당한 영향을 미치지 못하기 때문이다. 조정 부재들(11 및 12)은, 각도(β)를 조정 가능케 하기 위해, (주조 방향에서 볼 때) 상호 간에 맞은편에 위치한 측면에 위치하는 대상을 구비하고 있어야 한다.

도3에는, 정밀하게 정렬되기 전의 지지 부재(13)의 위치가 파선으로 개략적으로 도시되어 있으며, 정렬 후 그 위치는 실선으로 도시되어 있다. 지지 부재(13)를 조정하기 위해, 레이저 트래커(5)를 이용하여, 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)와 해당하는 각도(α₆, α₇, α₈, α₉)가 측정되는데, 다시 말해 측정 장치(5)와 볼 형태의 기준점들(6, 7, 8, 9) 사이의 이격 거리 및 각도가 측정된다.

조정 전 측정 장치(5)와 기준점(7) 사이의 이격 거리는 다른 기준점들에 대해서도 대표적으로 a₇'로 표시되어 있다. 측정 장치(5)는 미도시한 컴퓨터 수단들과 연결된다. 플로어 배치(floor plan)에 기초하여 컴퓨터 수단에는 롤들(15, 16, 17, 18)과 지지 부재(13)의 설정 또는 계획된 위치들이 저장된다. 지지 부재(13)에서 기준점들(6, 7, 8, 9)의 위치는 알고 있기 때문에, 즉시 기준점들(6, 7, 8, 9)과 측정 장치(5) 사이의 설정 위치 및 설정 이격 거리가 얻어진다. 게다가, 사전에, 외부 기준점상의 롤들의 위치가 전달되어 세그먼트 수리 공장에서 저장되어야 한다.

이때 본질적으로 적어도 3개의 기준점의 선택을 기초로, 공간 내에 롤 부재(2)의 위치가 결정될 수 있다. 롤 부재(2)의 주어진 기하 구조를 기초로 측정 장치(5)와 기준점들(6, 7, 8, 9) 사이의 이격 거리 측정을 실행한 후에 간단한 방법으로 조정 부재들(10, 11, 12)에 대한 조정 값들을 계산할 수 있으며, 이는 자동으로 컴퓨터 수단들에서 행해질 수 있다. 조정 부재들(10, 11, 12)의 대응하는 작동을 통해 간단한 방법으로 롤 부재(2)의 조정을 매우 정밀하게 그리고 무엇보다 매우 빠르게 실행할 수 있다.

재차 주지할 점에 따르면, 도 3에는 보다 명확하게 하기 위하여, "평면 상태(plan problem)"가 도시되어 있다. 실제로 적어도 3개의 기준점을 이용하여, 공간에서 지지 부재(13)와 그에 따라 롤 부재(2)의 병진 운동 위치 및 회전 운동 위치가 결정될 수 있다. 상응하는 조정 부재(10, 11, 12)를 제공함으로써 공간에서 롤 부재가 정렬될 수 있다.

본 발명의 제안은 재차 본질적으로 하기와 같이 기술될 수 있다: 스트랜드 가이드 기하 구조의 측정은 바람직하게는 레이저 트래커 형태 혹은 정밀한 태코미터 형태인 측정 장치(5)를 이용하여 이루어진다. 이와 같은 측정 장치를 사용할 시에, 측정 볼 형태의 "타깃(targets)"이 이용되어 지지 부재(13)의 위치는 3차원적으로 측정될 수 있다(각각의 개별 측정은 직접적으로 공간상 3축 좌표를 제공한다). 측정 데이터의 처리는 컴퓨터 내에서 온라인으로 혹은 오프라인으로 이루어진다.

개별 세그먼트들의 위치를 측정하기 위해, 롤 트랙의 위치가 측정되지 않고, 지지 부재(프레임)의 고정부에 제공된 기준점들이 고려된다. 공정에 중요한 롤 트랙에 상대적인 기준점들의 위치는 초기에 예컨대 작업장에서, 소위 전달 측정으로 측정된다. 이때 특수한 정렬 스탠드의 사용은 요구되지 않는다. 그러나 특수한 정렬 스탠드를 사용할 수는 있다.

전달 측정에 따라, 각각의 기준점에 대해 설정값은 시스템의 치수 기준 시스템(롤 배치, 통과선)과 관련하여 결정될 수 있다.

시스템 측정의 결과는 평가를 위해 해당하는 설정 위상 기하학(set topology)(롤 트랙, 통과선)과 비교될 수 있으며, 그리고 그 상호 간 편차는 세그먼트들의 위치 교정을 위한 재조정 값으로 재계산될 수 있다.

따라서 바람직하게는 측정 데이터의 평균값 곡선으로의 회귀를 통해 측정 결과를 얻을 수 있고, 교정된 곡선(보상 곡선)의 편차의 교정을 얻을 수 있다. 그렇게 함으로써 최초 배치로부터의 극미한 편차를 보이는, 시스템의 새로운 설정 기하 구조가 생성된다. 이와 같이 변경된 설정 기하 구조를 찾기 위한 기준은 스트랜드 쉘의 형상 변경 작업의 최소화에 기초하는 것이다. 그에 따라, 추가 비용은 하중을 견디기 위한 스트랜드 쉘 능력에 대해 악영향을 미치지 않고도 더욱 절감될 수 있다. 특히 시스템의 주변에서 기준점들에 대한 관련성은 요구되지 않는다.

(여분의) 측정 결과들로부터의 회귀는 1차식 혹은 다항식 분포 함수에 따라 이루어질 수 있다.

측정하는 동안에, 측정 장치의 위치 변경을 측정 공정 동안에 용이하게 하기 위해서, 시스템의 환경에서 기준점 영역이 이용될 수 있다. 이때 예상되는 오류 결과는, 사용될 최대로 가능한 한 많은 지점들(여분의 지점이 오류 보상을 위해 제공된다)이 이용되며, 감소될 것이다. 이와 관련하여 지점들은 가능한 한 위치 고정되며 측정될 대상과는 무관하다.

세그먼트의 지지면의 높이 변화로의 평가된 전이 오류를 변환하기 위하여, 프로그램이 이용될 수 있고, 이 프로그램은 (빔 설정에 따라, 필요하다면, 형상의 탄성 변형을 고려하면서) 입구 및 출구 롤에서의 높이 교정을 지지점으로 변환한다.

세그먼트들의 위치를 교정하기 위하여, 바람직하게는 하중 하에서 조정 가능한 기계 슈가 이용된다. 그에 따라 크레인 혹은 조작기를 이용하지 않고도 세그먼트의 위치 교정이 검출된 오류 내지 편차에 따라 신속하게 실행될 수 있다.

상기한 바와 같이, 측정은, 시스템의 최대로 가능한 한 많은 세그먼트에서 가능한 한 우수한 "관찰"을 동시에 가능케 하는 위치로부터 실시되어야 한다. 이는 일반적으로 캐스팅 보 구간의 중심점이다. 결국, 위치가 변경될 필요가 있을 때, 독립된 기준점 시스템이 좌표계의 동기화를 위해 서로에 대하여 이용될 수 있다.

바람직하게는 지지 부재(13)의 공간 위치를 명확하게 정의하기 위해 요구되는 것보다 더욱 많은 기준점(6, 7, 8, 9)이 제공된다. 실제로 3개의 지점으로도 충분히 평면을 정의할 수 있다. 이와 같은 초과 측정은 한편으로는, 통계학적으로 결코 배제할 수 없는 측정 오류를 여분 보상을 통해 감소시키는 역할을 한다. 다른 한편으로는 잔여 오차(residual mismatch)를 평가함으로써 오차를 보정한 측정값을 획득할 수 있다.

종래 기술에서 공지된 바와 같이, 본 발명에 따른 구현예에 따라서도, 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 정렬 결과를 점검하기 위해, 세그먼트 전환부용 템플레이트(template)가 이용될 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면 전체 측정 작업은 한편으로는 작업장에서 롤러 혹은 롤 부재를 제조하는 동안에 이루어질 수 있는 전달 측정과, 다른 한편으로는 현장에서 연속 주조 시스템에 장착되기 전에 이루어지는 전달 측정으로부터 통과선을 재구성하는 시스템 측정으로 나뉘어진다. 그로부터 롤러 혹은 롤 부재들의 장착 비용을 대폭 절감하고, 그에 따라 본 발명의 컨셉의 경제적인 장점을 만드는 작동 시간의 감소를 달성할 수 있다.

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Claims

압연 장치 혹은 주조 장치(1)에서 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법에 있어서,

측정 장치(5)를 이용하여, 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4) 각각에 또는 그 위쪽에 제공된 적어도 3개의 기준점(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 측정되고, 측정 결과에 따라서 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 조정 부재들(10, 11, 12)은, 상기 기준점들(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 사전 설정된 값에 대응하도록 작동되고, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 측정점들(6, 7, 8, 9)은 상기 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 지지 부재(13)에 또는 그 위쪽에 배치되어 있고,

상기 측정 장치(5)는 연속 주조 시스템의 캐스팅 보 구간(14)의 중심점(M)에 배치되는 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서, 세그먼트들(2, 3, 4)을 정렬하기 위하여 연속 주조 시스템이 이용되는 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법.
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4)을 정확하게 위치 결정하는데 필요한 상기 측정 장치(5)를 이용하여 보다 많은 기준점(6, 7, 8, 9)이 측정되고, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)의 적어도 일부분의 작동이 모든 측정점들로부터 획득된 보상 함수에 따라 행해지는 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 보상 함수는 회귀 함수인 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 회귀 함수는 1차식인 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 회귀 함수는 2차식인 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 서로에 대하여 상대적으로 위치 결정하기 위한 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 위치 결정 방법을 실행하기 위하여, 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치(1)에 있어서,

각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)는 지지 부재(13)를 포함하고 있으며, 이 지지 부재에 또는 그 위쪽에 적어도 3개의 기준점(6, 7, 8, 9)이 배치되고, 또한 측정 장치(5)가 측정 장치 자체 또는 사전 지정된 방향과 상기 기준점들(6, 7, 8, 9) 사이의 이격 거리 측정이나 각도 측정, 또는 이격 거리 및 각도 측정(a₆, a₇, a₈, a₉; α₆, α₇, α₈, α₉)을 상기 압연 장치 혹은 주조 장치(1)에서 실행하고,

각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)는 적어도 2개의 롤러 혹은 롤(15, 16, 17, 18)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4)은 연속 주조 시스템의 세그먼트인 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치.
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제 8 항에 있어서, 상기 측정 장치(5)는 레이저 트래커로서 형성되는 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 측정 장치(5)는 태코미터인 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 기준점들(6, 7, 8, 9)은 지지 부재(13)에 또는 그 위쪽에 배치된 측정 볼들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 13 항에 있어서, 각각의 지지 부재(13)에 조정 부재들(10, 11, 12)이 배치되고, 이들 조정 부재들을 이용하여 상기 지지 부재(13)가 자체 수납부(19)에 상대적으로 위치 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)은, 적어도 하나의 공간 방향(x, y)으로 지지 부재 자체의 수납부(19)에 상대적으로 상기 지지 부재(13)의 병진 변위를 제공하는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)은 적어도 하나의 공간축(α, β)을 중심으로 지지 부재 자체의 수납부(19)에 상대적으로 상기 지지 부재(13)의 회전을 제공하는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)은 적어도 하나의 웨지 부재를 구비한 기계 슈인 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.