KR100887879B1 - 압연롤 연삭기용 조도측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연롤 연마기에서 연마처리되는 압연롤의 표면조도를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 압연롤 연마기의 지석대 상에 직립상태로 설치되는 고정빔과, 상기 고정빔의 상부에 회동가능하게 수평방향으로 설치되는 지지대와, 상기 지지대를 따라서 왕복이동이 가능하게 설치되는 이동블록과, 상기 이동블록에 수직상하방향으로 왕복이동이 가능하게 설치되는 수직이동대와, 상기 수직이동대의 하단부에 장착되는 조도계로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 압연롤의 표면조도를 실시간으로 자동으로 체크하면서 마무리 연마작업을 실시하여 지석마크에 의한 압연제품의 품질이 저하되는 것을 예방하고 또한 수동 조도 체크에 따른 설비가동의 문제점을 해결할 수 있다.

와이어, 황삭, 중삭, 마무리 연마, 조도계

Description

압연롤 연삭기용 조도측정장치{Apparatus for measuring the intensity of illumination using in the roll grinder}

도 1은 일반적인 압연롤의 연마작업 상태를 도시한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 조도측정장치가 압연롤에 인접하여 설치된 상태를 도시한 도면;

도 3은 도 2의 선 A-A를 취한 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 조도측정장치의 조립사시도;

도 5는 본 발명에 따른 조도측정장치의 분해사시도;

도 6은 본 발명에 따른 조도측정장치의 작동상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 조도측정장치

108 : 고정빔

110 : 반전 다단 축

126 : H형 지지빔

128 : 이동블록

170 : 조도계

본 발명은 압연공정에서 사용되는 압연롤의 표면을 연마하는 압연롤 연마기에 관한 것이고, 더 상세하게는 마무리 연마작업 시 압연롤을 자동으로 연마할 수 있도록 연마작업중 압연롤의 표면조도를 실시간으로 점검하는 압연롤 연마기용 조도측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소 압연공정에서 사용되는 압연롤은 압연공정의 특성에 맞게 압하작업이 실시되며, 일정시간 사용하면 압연롤에 피로도가 가해져 품질에 영향을 주게된다. 따라서, 피로층을 제거하기 위하여 압연롤은 일정시간 사용된 후 인출되고, 압연조건에 맞게 조도를 부여하는 연마작업을 실시한다.

한편, 열간압연공정에 투입되는 압연롤은 그 조도를 다르게 부여하여 품질과 생산성을 향상시키게 된다. 즉, 조압연공정에서는 조도가 조밀하게 되면 슬라브와 압연롤 사이에 슬립현상이 발생되어 압연에 영향을 주게 되므로 각각의 공정에 사용되는 압연롤의 종류에 따라 조도를 달리 부여하게 된다.

그리고, 연마작업 시는 압연롤 표면부식 및 지석과의 발열방지 및 연마성능 향상을 위하여 물과 일정비율로 희석되어 있는 연삭유를 분사하면서 연마작업을 실시한다.

이러한 연마작업은 도 1에 도시된 바와 같이 연마기의 주축대(10)에 설치되어 있는 주축대 센터(14)와 심압대 센터(26) 사이에 압연롤(24)을 안착시키고, 롤저널부에 수대(22)를 설치하고 수대(22)에 형성되어 있는 메탈(20)로 압연롤을 지지한다. 회전면판(12)을 회전시키면서 압연롤(24)에 회전력을 부여한다. 그리고, 압연롤 및 지석의 회전과 연마냉각수 분사 등의 연마 준비작업이 끝난 후 컴퓨터에서 각 압연롤 특성에 맞는 연마 프로그램을 선택하면 지석대(32)가 압연롤(24)의 일측에서 접근하면서 연마지석(34a)와 롤(24)이 접촉하고, 설정된 회전수와 왕복대(38)의 왕복 스피드에 의해 연마작업을 진행한다. 이러한 연마작업은 초기 피로층을 거칠게 연마(이하, '황삭'이라 칭함)하여 제거하고, 최종 조도를 부여하기 전에 단계(이하, '중삭'이라 칭함)를 거쳐 압연롤(24)의 회전수와 연마 지석(34a)의 회전수를 적정하게 가감시키고 왕복대(38)의 왕복스피드를 조절하여 사상연마를 실시하여 각 롤의 특성에 맞는 조도를 부여하게 되는 것이다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 작업자는 고무 와이퍼(30)를 직접 롤(24)에 접촉시켜 상기 롤(24) 표면에 묻어 있는 연삭유와 물이 혼합된 냉각수를 제거하고 육안으로 관측하면서 상기 사상작업을 실시하거나 설비가동을 중지시키고, 냉각수를 제거한 후 조도계로 조도를 측정한 다음 조도를 확인 후 적정여부를 판단 연마작업을 더하거나, 완료하게 되는 것이다.

그러나, 이러한 연마작업은 압연롤 각각의 경험치에 따른 연마량을 부여하는 자동연마를 실시하는데, 이때 연마 대상물이 같은 종류의 압연롤이라도 경도의 차이가 발생되고, 연마지석 또한 지석간의 경도 및 메쉬 차이가 직경에 따라 발생되어 상기 연마량을 부여하는 자동연마 프로그램으로는 압연롤 각각에 정확한 조도를 부여하는데 한계가 있다.

조도계에 의한 수동측정 시에도 압연롤 동작 전체 및 원주방향에 대해 조도 체크가 이루어지지 않아, 작업자가 연마상태를 수시로 체크해야 하며 이와 같은 경우에 연마 중 냉각수와 지석회전에 의해 발생된 분진이 작업자의 호흡기 장애의 원인으로 작용하고, 수동에 의한 조도 측정에 따른 연마작업시간이 증가하게 되고, 특히 육안관측에 따른 조도 관측은 숙련자와 비숙련자 사이에 차이를 극복하는데 한계가 있다.

이와 같은 원인으로 인하여 조도체크가 제대로 이루어지지 않은 압연롤을 압연라인에 투입하여 압연작업을 수행하면 부정기 교체 및 이로 인한 압연스탠드 휴지 및 생산성 감소 등의 문제점도 초래되었다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압연공정에 따라 필요한 압연롤을 연마하는 동안 압연롤의 표면조도를 실시간으로 자동으로 체크하여 마무리 연마작업시 조도 데이터에 따라 압연롤을 자동으로 연마하도록 하여 지석마크에 의한 압연품질 저하를 예방하고, 수동으로 조도를 체크하기 위하여 설비가동을 중단시킬 필요가 없게 되어 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 작용하는 압연롤 연마기용 조도측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 압연롤 연마기에서 연마처리되는 압연롤의 표면조도를 측정하기 위한 장치는 상기 압연롤 연마기의 지석대 상에 직립상태로 설치되는 고정빔과, 상기 고정빔의 상부에 회동가능하게 수평방향으로 설치되는 지지대와, 상기 지지대를 따라서 왕복이동이 가능하게 설치되는 이동블록과, 상기 이동블록에 수직상하방향으로 왕복이동이 가능하게 설치되는 수직이동대와, 상기 수직이동대의 하단부에 장착되는 조도계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 동일 구성은 동일 도면번호를 부여한다.

본 발명에 따른 조도측정장치(100)는 연마기의 지석대(34) 상부에 수직 상방으로 설치되는 고정빔(108)을 갖는다. 고정빔(108)에는 반전 다단 축(110)과 반전모터(102)가 제공된다. 다단 축(110)에는 수평방향으로 연장하는 H형 지지빔(126)이 연결하고, 이동블록(128)은 지지빔(126) 상에 왕복이동이 가능하게 설치된다. 이동블록(128)의 일단에 결속되어 있는 와이어(114)는 H형 지지빔(126), 다단 축(110) 및 고정빔(108)을 관통하여 연마기 왕복대(38)에 고정된다.

이동블록(128)의 하단부에는 조도를 측정하는 조도계(170)가 상하방향으로 왕복이동이 가능하게 설치된다. 압연롤(24) 방향으로 지석대(34)의 전후진 동작에 따라 와이어(114)의 장력이 자동 조절되므로 압연롤(24)의 직경과 지석직경에 관계없이 항상 조도 측정 위치가 유지된다. 따라서, 조도계(17)로부터 제공되는 조도 데이터에 따라 압연롤(24)을 자동으로 연마할 수 있다.

지석대(34) 상부에는 고정빔(108)이 볼트를 통해서 고정설치되어 있고, 이동블록(128)이 이동할 수 있도록 가운데 공간이 형성된 H형 지지빔(126) 한쪽에는 보스(120)가 결합된 이동블록 스톱퍼(118)가 용접으로 부착된다. 보스(120)에 스프링(124a, 124b)이 삽입된 가이드 로드(122a, 122b)를 끼워 볼트로 고정시킨다. 롤러(134)가 삽입된 이동블록(128)을 재차 가이드 로드(122a, 122b)와 H형 지지빔(126)에 삽입한 다음, 보스(136)가 제공된 커버형 스톱퍼(138)를 가이드 로드(122a, 122b)의 한쪽 끝에 끼운 후 가이드 로드(122a, 122b)와 결합시킨다.

또한, H형 지지빔(126)에 형성된 공간으로 이동블록(128)에 형성되어 있는 핀 보스(130)에 핀(132)을 삽입하고, 핀(132)에는 와이어(114)의 일단부가 결속된다. 와이어(114)는 다시 이동블록 스톱퍼(118)의 중앙에 형성되어 있는 구멍을 통해 삽입된 후 와이어 가이드 롤러(116)가 삽입된 반전 다단 축(110)의 중심부를 관통하는 구멍을 통해 재차 삽입된다. 그리고, 이동블록 스톱퍼(118)와 반전 다단 축(110)의 한쪽 면을 결합시키고, 다단 축(110)에 베어링(112)을 차례대로 삽입한다.

모터 고정대(106)는 고정빔(108)에 삽입되어 있는 반전 다단 축(110)의 일측에 끼워져서 고정빔(108)에 결합된다. 모터 고정대(106)에 반전모터(102)를 고정시킨 후 반전모터 축(104)을 반전 다단 축(110)의 중심부에 삽입시킴으로서 모터 고정대(106)에 결합시킨다.

한편 이동블록(128) 한쪽 측면에는 모터가 달린 피니언 기어(152)와 속이 빈 가이드 축 보스(154)가 결합되어진 조도계 지지대(150)가 제공된다. 래크기어가 형성되어 있는 축(148)을 상기 피니언 기어(152)와 교축시켜 조도계 지지대(150)를 관통시킨다. 래크기어 축 고정보스(158)와 가이드 축 고정보스(160), 그리고 왕복 축 보스(162)가 결합된 고정판(156)의 래크기어를 축 고정보스(158)에 삽입하여 고정시킨다.

가이드 축 보스(154)에 관통하여 삽입된 가이드 축(140a, 140b) 각각은 고정판(156)의 가이드 축 고정보스(160)에 결합된다. 고정판(156) 하부에는 조도를 측정할 수 있는 조도계(170)가 부착된다.

또한, 완충 스프링(184)이 삽입되어 있는 왕복 축(182)이 부착되어 있는 고무 와이퍼 가이드(178)에 형성된 홈에 고무 와이퍼(174)를 삽입한 후 체결부재로 결합시킨다. 그리고, 왕복 축(182)을 고정판(156)의 왕복 축 보스(162)에 삽입시킨 후 멈춤 너트(172)로 고정시킨다. 가이드 축(140a, 140b)의 밸런스를 유지하기 위해 상부에 밸런스 고정판(144)을 끼우고 너트(146)로 고정시킨다.

그리고, 조도계 지지대(150) 하부와 고정판(156) 상부에는 조도계(27)의 상승동작을 제어하기 위한 리미트(164)와 텃치바(166)가 각각 제공되고, 고정판(156) 하부와 고무 와이퍼 가이드(178) 상부에는 조도계(27)의 하강동작을 제어하기 위한 리미트(168)와 텃치바(176)가 각각 제공된다.

고정빔(108)의 중심부를 통과한 와이어(114)는 지석커버(32)의 하부를 관통하여 왕복대(38)에 설치된 와이어 링크(190)를 통과한 후 왕복대(38)에 고정되어 있는 탐상장치(36)의 하부에 고정되어 압연롤(24) 방향으로 지석대(34)의 전후진 동작에 연동하여 이동블록(128)이 연동되도록 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 압연롤 연마기용 조도측정장치의 작동에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 압연롤 연마기용 조도측정장치는 도 6에 가상선으로 도시된 바와 같이 지석대(34)를 중심으로 왕복대(38)와 길이방향을 따라서 반전되어 있는 초기상태로 대기한다.

그리고, 상술된 바와 같이, 주축대(10)와 심압대(28) 사이에 압연롤(24)이 반입되어 안착되고, 압연롤(24) 및 지석의 회전, 연마냉각수 분사 등의 연마작업준비가 완료된 후 컴퓨터(40)에 내장되어 있는 압연롤(24) 각각의 특성에 맞는 연마 프로그램을 선택하면 지석대(34)가 압연롤(24)의 일측에서 접근하면서 회전하고 있는 연마지석(34a)와 압연롤(24)이 접촉한다. 이때, 설정된 회전수와 왕복대(38)의 왕복 스피드에 의해 압연롤(24)에 형성되어 있는 피로층을 제거하는 황삭을 실시하고, 일정시간의 연마작업 후 중삭 단계로 진행하여 상기 황삭작업 시 발생한 지석마크를 제거한다. 그리고, 중삭처리된 압연롤(24)은 최종 사상단계로 돌입하기 전에 대기상태로 유지된다.

이때, 사상단계를 진행하기 전에 실시된 중삭완료신호를 받아 반전모터(102)가 동작하여 반전 다단 축(110)을 왕복대(38)의 길이방향(이하, 'Z축'이라 함)으로 반전시키면 이와 연동하여 H형 지지빔(126)이 압연롤(24)의 폭방향에 대해 90˚회전하여 직각상태를 유지한다.

또한 상기와 같은 작용이 이루어지기 전 이미 이동블록(128)과 Z축에 안착 된 탐상기 본체 하부에 와이어(114)가 연결되어 있으므로 지석대(34)가 화살표(C) 방향으로 이동하는 거리만큼 Z축에 부착되어 있는 와이어 링크(190)를 중심으로 이동블록(128) 사이의 와이어(114)에 장력이 인가된다. 따라서, 이동블록(128)은 스프링(124a, 124b)을 압축시키면서 가이드 로드(122a, 122b)를 따라서 화살표(D) 방향으로 후진하게 된다.

그 결과, 압연롤(24)의 직경 및 연마지석(34a)의 직경에 관계없이 본 발명에 따른 조도측정장치(100)는 항상 압연롤(24)의 센터부를 유지한다. 이는 최초 와이어의 길이 산정시 가장 큰 압연롤의 직경과 지석의 직경을 기준으로 설정되어 있기 때문이다.

상기와 같이 반전모터(102)에 의해 90˚반전이 완료되면 반전모터(102) 자체에 부착되어 있는 반전완료 리미트에 의해 반전모터(102)의 동작이 완료된다. 그리고, 반전완료 리미트(미 도시)의 제어를 받아 피니언 기어모터(152)가 동작하여 랙크 기어 축(148)을 하강시키고 이에 따라 조도계(170)가 부착된 고정판(156)이 하강한다. 이와 같은 하강동작은 압연롤(24)과 고무와이퍼(174)가 서로 접촉할 때까지 이루어지고, 이 후에 계속해서 조도계(170)가 부착된 고정판(156)이 하강하면 압연롤(24)과 고무 와이퍼(174)가 완전히 밀착되어 고무 와이퍼(174)가 부착된 고무와이퍼 가이드(178)가 더 이상 하강하지 못하게 된다.

이러한 상태는 왕복 축(182)이 완충 스프링(184)을 압축하면서 상기 조도계(170)가 부착된 고정판(156)과 고무와이퍼 가이드(178) 사이의 거리가 좁혀지면서 고무와이퍼 가이드(178) 상부에 부착된 텃치 바(176)가 조도계(170)가 부착된 고정 판(156) 하부의 하강완료 리미트(168)를 동작시켜 상기 피니언 기어 모터(152)의 동작을 제어하여 래크 기어 축(148)의 하강동작을 정지시킨다.

그 결과, 조도계(170)와 롤(24) 사이에 일정거리를 유지한 채 압연롤(24) 표면의 조도를 체크하고 압연롤(24)에 묻은 냉각수와 이물질은 고무와이퍼(174)에 의해 제거된다. 제거되는 냉각수와 이물질은 고무 와이퍼 가이드(178)의 측면상부를 타고 흘러내리게 되어 조도계(170)가 측정하는 부위를 항상 청결한 상태로 유지시킬 수 있다.

이때, 피니언 기어 모터(152)의 정지신호를 받아 최종 사상단계로 돌입하기 전 대기 상태로 되어 있던 연마 프로그램이 동작하여 사상단계로 진행한다.

사상작업과 함께 하강된 조도계(170)가 조도를 검출하여 컴퓨터(40)에 전달하면 컴퓨터(40)에서는 미리 입력된 압연롤(24) 각각의 특성에 맞는 조도와 비교하면서 연마지석(34a)의 절입량과 회전수 등을 제어하여 적정한 조도를 부여하는 자동연마를 실시하게 된다.

사상연마 작업이 완료되면, 사상완료 신호를 받아 재차 피니언 기어 모터(152)를 반대로 동작시켜 하강되어 있는 래크 기어 축(148)이 상승하게 되고 이에 따라 고무와이퍼 가이드(178)와 조도계(170)가 부착된 고정판(156)이 상승하게 되고, 상승제어 리미트(164)에 텃치바(166)가 접촉되면 피니언 기어 모터(152)가 정지하여 상승동작을 정지시킨다. 이러한 정지신호를 받아 반전모터(102)를 역으로 90˚반전시켜 Z축과 일직선상에 오도록 위치시킴으로써 본 발명에 따른 조도측정장치를 초기상태로 복귀시킨다.

본 발명에 따르면, 압연롤의 표면조도에 따라서 자동연마작업을 수행하기 위하여 압연롤의 표면조도를 실시간으로 자동으로 체크하면서 마무리 연마작업을 실시하여 지석마크에 의한 압연제품의 품질이 저하되는 것을 예방하고 또한 수동 조도 체크에 따른 설비가동의 문제점을 해결할 수 있다.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (3)

1. 압연롤 연마기에서 연마처리되는 압연롤(24)의 표면조도를 측정하기 위한 장치에 있어서,

   상기 압연롤 연마기의 지석대(34) 상에 직립상태로 설치되는 고정빔(108)과,

   상기 고정빔(108)의 상부에 수평방향으로 회동가능하게 설치되는 H형 지지빔(126)과,

   상기 H형 지지빔(126)을 따라서 왕복이동이 가능하게 설치되는 이동블록(128)과,

   상기 이동블록(128)에 수직상하방향으로 왕복이동이 가능하게 설치되는 수직이동대와,

   상기 수직이동대의 하단부에 장착되는 조도계(170)를 포함하되,

   상기 이동블록(128)의 일측에는 와이어(114)의 일단이 결합되고, 상기 와이어(114)의 타단부는 상기 H형 지지빔(126)을 따라서 상기 압연롤 연마기의 왕복대(38)에 고정되어 상기 압연롤 연마기의 지석대(34)가 상기 압연롤(24) 방향으로 전후진 동작하는 동안 상기 이동블록(128)이 상기 H형 지지빔(126)을 따라서 상기 지석대(34)의 이동방향과 반대방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 압연롤 연마기용 조도측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고정빔(108)의 상단에 대응하는 상기 H형 지지빔(126)의 상부에는 상기 H형 지지빔(126)을 회동시키기 위한 반전모터(102)가 제공된 것을 특징으로 하는 압연롤 연마기용 조도측정장치.
3. 삭제

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