KR100909557B1 - 형상 검출 장치 - Google Patents

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KR100909557B1
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켄이치 이데
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가부시키가이샤 아이에이치아이
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Abstract

본 발명은 압연재(1)의 장력을 제어하는 형상 검출 장치(10)에 관한 것이다. 양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(12)와, 고정 부재에 양 말단이 지지되고 폭방향으로 연장된 지지 프레임(14)과, 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트(20)를 구비한다. 형상 검출 유니트(20)는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤(22)과, 지지 프레임에 고정되는 고정부(24)와, 일단부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재(26)와, 암 부재에 작용하는 회전 모멘트를 검출하는 부하 검출기(28)를 갖는다.
Figure R1020030077954
형상 검출 장치, 압연재, 지지 프레임, 형상 검출 유니트, 암 부재

Description

형상 검출 장치 {Shape detecting apparatus}
도 1a와 도 1b는 종래의 형상 검출 장치의 구성도이다.
도 2는 종래의 다른 형상 검출 장치의 구성도이다.
도 3은 종래의 다른 형상 검출 장치의 구성도이다.
도 4a와 도 4b는 종래의 다른 형상 검출 장치의 구성도이다.
도 5는 종래의 다른 형상 검출 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 형상 검출 장치의 전체 사시도이다.
도 7은 도 6의 부분 단면도이다.
도 8은 형상 검출 유니트의 사시도이다.
본 발명은 열간 압연 라인(hot rolling line) 등에 있어서 폭방향의 장력 분포를 검출하는 형상 검출 장치에 관한 것이다.
압연 라인 등에 있어서의 폭방향의 장력 분포를 검출하는 수단으로서, 종래부터 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 5 등이 출원되어 있다.
특허 문헌 1의 일본 특공평 제5-86290호 공보의 「형상 제어 장치」는, 도 1a와 도 1b에 나타낸 바와 같이, 롤러(51)를 토션바(torsion bar, 52)의 선단부에 핀(pin, 53)으로 회전 가능하게 설치하고, 이 토션바(52)의 기단부(base portion)에 설치한 핀(54)을 블랙켓(bracket, 55)으로 고정하고, 이 고정부(56)에 스트레인-측정 게이지, 예를 들면 스트레인 게이지(strain gauge, 57)를 설치하고 장력 검출 소자(58)로 한 것이다. 또한, 도 중, (59)는 스트레인 게이지(57)로부터의 전기신호(검출 신호)를 유도하기 위한 도선이다.
특허 문헌 2의 일본 특공평 제6-40038호 공보의 「형상 검출 장치」는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 롤(61)의 1회전 마다 하중 검출기(62)의 중심이 롤과 금속판이 접촉하기 시작하는 위치의 근방에 오면 위치 검출기(67)로부터는 지령 신호가 출력되어 제1, 제2의 홀더(65, 66) 및 지연 회로(68)에 주어지고, 지연 회로(68)로부터는 위치 검출기(67)로부터의 지령 신호가 주어져서 일정 시간 경과후에 제1의 홀더(65)에 대해 지령 신호가 주어진다.
한편, 제1의 홀더(65)에는 위치 검출기(67)로부터의 지령 신호가 주어지면 하중 검출기(62)에 금속판에 의한 하중이 움직이기 직전의 하중 신호가 각 하중 검출기로부터 주어져 리셋됨과 동시에 상기 지연 회로(68)로부터의 지령 신호가 주어지면 하중 검출기의 중심이 하중 직하점에 이르기 직전의 각 하중 신호가 홀드(hold)되고, 제2의 홀더(66)에는 하중 검출기의 중심이 금속판에 의한 하중 직하점을 통과했을 때의 검출값의 피크값이 홀드되며, 연산기(69)에서는 양 홀더에서 홀드된 후 주어진 하중 신호를 기본으로 금속판의 장력이 요구된다. 이 때문에 금속판의 장력 변화량을 정확하게 요구하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 이 도에 서, (63)은 증폭기, (64)는 슬립 링(slip ring)이다.
특허 문헌 3의 일본 특개평 10-137831호 공보의 「형상 측정 롤러」는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 수평인 지지축(72)과, 지지축에 공기 베어링에 의해 회전 가능하게 부동 지지되며, 또한 인접하여 배치된 회전 로터(rotating rotor, 74)와, 로터 내면의 공기압을 검출하는 압력 검출기를 구비한 형상 측정 롤러에 있어서, 지지축(72)을 축방향으로 이동시키는 시프트 장치(76)와, 압연재(71)의 양단부가 각각 회전 로터에 접하는 폭 x를 산출하고 시프트 장치를 제어하는 연산 제어기(78)를 구비하며, 접촉폭 x가 압연재 단부가 접하는 회전 로터의 폭 B의 1/2보다 작은 경우에, 지지축(72)을 소정의 거리, 축 방향으로 이동하는 것이다.
특허 문헌 4의 일본 특개평 10-314821호 공보의 「평탄도 측정 롤러」는, 도 4a와 도 4b에 나타낸 바와 같이, 스트립 방향으로 조절 가능한 루퍼(looper)로서 형성되어 있고, 이 루퍼가 스트립의 폭 전체에 걸쳐서 병렬하여 존재하고 있는 다수의 측정 대역을 구비하고 있으며, 또한 이 측정 대역이 각각 시계침의 방향으로 선회 가능한, 동력 측정 장치와 협동하는, 회전 가능하게 지지되어 있는 측정 롤러(89)로 이루어지는 양식의, 평탄도 측정 롤러에 있어서, 각각의 측정 롤러(89)가 선회 가능한 하우징 양식의 레버 틀(lever framework, 83)내에 지지되고 있는 것이다. 또한, 이 도에서 (82)는 축, (85)는 선회축선, (86)은 회전값 형성기, (80)은 안내판, (84)는 동력 도입점, (81)은 동력 측정 장치이다.
특허 문헌 5의 일본 특개 2003－504211호 공보의 「압연 강판의 평탄도 검출 장치」는, 도 5에 나타낸 바와 같이 강판을 생산하는 압연 공정에서 루퍼 장치(90) 의 분할 롤(92)에 인가되는 압연 강판 S의 접촉 하중을 이용하여 압연 강판의 평탄도를 검출하는 접촉식 평탄도 검출 장치에 있어서, 분할 롤(92)의 표점을 상하로 선회시켜 조절하는 접선 방향 조절수단(94)과, 분할 롤에 인가된 충격이 하중 센서에 전달되는 것을 방지하기 위한 하중 센서 충격 흡수 수단(96)과, 하중 센서를 고정시키고 루퍼 장치에 고정된 베이스 및 센서 캡을 수용하고, 고정축을 중심으로 선회 가능한 지지대를 상호 체결하며, 상기 지지대를 베이스로 규정된 압력에서 가압하는 예압 인가수단(98)을 포함하는 것이다.
그러나, 상술한 종래의 형상 검출 장치에는, 이하의 문제점이 있었다.
(1) 열간 압연 라인 등에는, 통상 장력을 제어하기 위해 루퍼 장치가 설치되어 있다. 상술한 종래의 형상 검출 장치는 이미 설치된 루퍼 장치에 형상 검출 기능을 부가하는 경우, 장치 전체의 교환이 필요하다.
(2) 루퍼 암에 로드 셀을 배치 및 설치하고 있기 때문에, 루퍼 암이 분할 롤수로 필요하고, 루퍼 전체의 중량 및 GD2가 커지며, 루퍼 제어의 응답성이 나쁘다.
(3) 루퍼 암의 길이(레버 틀의 길이)가 크기 때문에, 롤 폭을 작게 하면 횡방향의 강성이 없어지고(트레드 길이(tread length)가 작다), 압연재의 횡 밀림력(lateral shifting force)을 받아 수명의 저하, 파손이 생긴다.
(4) 레버 틀의 회전 지점 및 동력 측정점(하중 측정점)이 노출되어 있고, 악환경 중, 경년 변화, 측정 정밀도의 악화가 일어난다.
(5) 압연재의 폭방향 단부가 롤 폭의 반 이하가 되는 경우에, 형상 측정 롤에 모멘트가 작용하여 경사지어져 검출 정밀도가 저하된다.
(6) 측정 롤의 내주와 베어링이 직접 접하고 있고, 롤 외주로부터의 열이 쉽게 전달되며, 온도 상승에 의한 베어링 수명의 저하, 손상이 생긴다.
(7) 1개의 측정 롤에 대해 1개의 로드 셀이기 때문에, 로드 셀이 고장나면 측정 불능이 된다.
(8) 측정 롤은 압연재와 접하여 압연재에 의해 구동된다. 롤이 정지상태로부터 급격하게 가속되면 슬립하여 압연재에 금이 가고, 롤에 편마모가 생긴다. 한 번 편마모가 생기면 급격하게 편마모가 진행되어, 롤이 회전 불량이 된다. 또 롤이 회전하고 있지 않으면, 냉각수로 롤에 온도차가 생겨 롤이 변형하여 상기와 같은 문제가 생긴다.
(9) 압연재로부터의 온도의 영향을 쉽게 받고, 온도 변화에 의해 측정 결과에 오차가 생긴다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것이다. 즉, 본 발명은, (1) 루퍼 장치 전체의 중량 및 GD2의 증가를 작게 할 수 있고, 루퍼 제어의 응답성도 높게 유지할 수 있으며, (2) 횡방향의 강성이 높고, 압연재의 횡 밀림에 의한 수명의 저하나 파손이 적으며, (3) 회전 지점 및 동력 측정점(하중 측정점)이 노출되지 않고, 악환경 중에서 경년변화, 측정 정밀도의 악화가 적고, (4) 압연재의 폭방향 단부가 롤 폭의 절반 이하가 되는 경우에도, 형상 측정 롤에 작용하는 모멘트가 작아서 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있으며, (5) 롤 외주로부터의 열이 베어링에 전해지기 어렵고, 베어링의 온도 상승에 의한 수명 저하나 손상이 작으며, (6) 1개의 측정 롤에 대해 복수의 로드 셀을 설치하여 측정을 백업할 수 있고, (7) 롤과 압연재와의 슬립이 적어 압연재의 금감이나 롤의 편마모를 방지할 수 있고, 또한 롤 내의 온도차에 의한 변형을 억제할 수 있으며, (8) 압연재로부터의 온도의 영향을 받기 어려워 온도 변화에 의한 측정 오차가 작으며, (9) 이미 설치된 루퍼 장치에 장치 전체를 교환하는 일 없이 형상 검출 기능을 부가할 수 있는 형상 검출 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치가 제공된다.
상기 본 발명의 구성에 따르면, 복수의 형상 검출 유니트가 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되므로, 유니트 마다 교환할 수 있고, 유지보수가 용이하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 의하면, 상기 한쌍의 고정 부재는 루 퍼 장치(looper device)의 루퍼 롤(looper roll)로 치환하여 설치 가능하게 구성되어 있다.
이 구성에 의해, 이미 설치된 루퍼 장치에 장치 전체를 교환하는 일 없이 형상 검출 기능을 부가할 수 있다.
상기 루퍼 장치는 루퍼 롤을 일단(one end)에서 지지하는 한쌍의 루퍼 암(looper arm)과, 상기 루퍼 암의 지지 지점과 상기 일단과의 중간에서 루퍼 롤에 작용하는 힘을 검출하는 로드 셀(load cell)을 구비한다.
이 구성에 의해, 이미 설치된 루퍼 장치가 루퍼 롤에 작용하는 힘을 검출하는 경우에도, 검출하지 않는 루퍼 장치의 경우와 같이, 장치 전체를 교환하는 일 없이 형상 검출 기능을 부가할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 지지 프레임은 루퍼 장치의 지지 지점으로부터 이격된 측(far side)에 설치되며, 이에 의해 형상 검출 유니트 전체를 상기 지지 지점으로부터 이격된 측에 설치한다.
이 구성에 의해, 이미 설치된 루퍼 장치의 루퍼 롤에 치환하여 설치한 경우에, 루퍼 장치의 지지 지점 측으로 밀려나오는 부분을 거의 없앨 수 있고, 이미 설치된 설비와의 간섭을 최소한으로 억제할 수 있다.
상기 암 부재의 다른 단부는 고정부에 요동 가능하게 설치되며, 상기 다른 단부의 요동(swing) 각도를 조정하고 분할 롤의 높이를 조정하는 롤 높이 조정구를 구비한다.
이 구성에 의해, 롤 높이 조정구로 암 부재의 다른 단부의 요동 각도를 조정 하고 각 분할 롤의 높이를 조정하여 정리할 수 있다.
상기 각 분할 롤은 인접하는 분할 롤과 분리가능하게 접촉하여 회전력을 전달하는 회전축을 갖고, 상기 회전축은 상기 고정 부재에 설치되는 롤 구동장치의 구동축과 분리가능하게 접촉하여 회전 구동된다.
이 구성에 의해, 롤 구동장치로 각 분할 롤을 회전 구동하여 미리 회전을 주어, 롤과 압연재와의 슬립을 줄이게 하고, 압연재의 금감과 롤의 편마모를 방지하며, 또한 롤 내의 온도차에 의한 변형을 억제할 수 있다.
상기 분할 롤의 회전축을 내윤(inner ring)으로 지지하는 베어링을 구비하고, 상기 베어링의 외윤(outer ring)은 상기 암 부재의 일단부에서 지지된다.
이 구성에 의해, 롤 외주로부터의 열이 베어링에 전해지기 어렵게 할 수 있고, 베어링의 온도 상승에 의한 수명 저하나 손상을 줄일 수 있다. 또한 부하 검출기도 압연재로부터의 온도의 영향을 받기 어려워지며, 온도 변화에 의한 측정 오차를 작게 할 수 있다.
상기 암 부재는 분할 롤의 양단을 지지하는 한쌍의 암 판(arm panel)으로 이루어지며, 상기 부하 검출기는 상기 분할 롤의 양단 및/또는 상기 암 판에 설치된다.
이 구성에 의해, 횡 방향의 강성을 높이고, 압연재의 횡 밀림에 의한 수명의 저하나 파손을 줄일 수 있다. 또, 압연재의 폭방향 단부가 롤 폭의 절반 이하가 되는 경우에도, 형상 측정 롤에 작용하는 모멘트가 작아 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 게다가 1개의 측정 롤에 대해 복수의 로드 셀을 설치하여 측정을 백업 할 수 있다. 또한, 압연재의 폭에 맞추어 필요 범위에만 로드 셀을 배치할 수도 있다.
압연재의 단면과 접하는 분할 롤을 연산으로 구하고, 상기 분할 롤상의 단면 위치로부터 상기 분할 롤에 작용하는 장력을 연산으로 검출한다.
이 구성에 의해, 압연재의 단면과 접하는 분할 롤에 작용하는 장력도 정확하게 검출할 수 있다.
상기 형상 검출 유니트의 접동 부분(sliding portion)에는 외부로부터 스케일(scale), 유체 등의 침입을 방지하는 실링 부재(sealing member)를 구비한다.
이 구성에 의해, 회전 지점 및 동력 측정점(하중 측정점)이 노출되지 않고, 악환경 중에서, 경년 변화, 측정 정밀도의 악화를 줄일 수 있다.
또한, 형상 검출 유니트를 소형, 경량으로 할 수 있기 때문에, 루퍼 장치 전체의 중량 및 GD2의 증가를 작게 할 수 있고, 루퍼 제어의 응답성도 높게 유지할 수 있다.
본 발명의 그 외의 목적 및 유리한 특징은, 첨부한 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명확히 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각도에 있어서 공통하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명한다.
도 6은, 본 발명의 형상 검출 장치의 전체 사시도이다. 이 도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 형상 검출 장치(10)는 압연재(1)의 장력을 제어하는 루퍼 장치(2)의 루퍼 롤(도시하지 않음)로 치환하여 설치 가능하게 구성되고 있다. 루퍼 장치(2)는, 이 예에서는 루퍼 롤을 일단(one end)에 지지하는 좌우 한쌍의 루퍼 암(3)과 루퍼 암(3)의 지지 지점(3a)과 루퍼 롤을 지지하는 일단과의 중간에 루퍼 롤에 작용하는 힘을 검출하는 로드 셀(4)을 구비한다. 따라서, 이 루퍼 장치(2)는, 루퍼 롤을 본 발명의 형상 검출 장치(10)로 치환하여 설치한 경우에도, 형상 검출 장치(10) 전체에 작용하는 힘을 로드 셀(4)로 검출하고 압연재(1)의 장력을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은, 로드 셀(4)을 구비하지 않은 루퍼 장치(2)에서와 마찬가지로 설치가능하며, 루퍼 장치(2)의 장력 제어 기능을 그대로 살릴 수 있다.
도 6에 있어서, 본 발명의 형상 검출 장치(10)는, 한쌍의 고정 부재(12)와, 지지 프레임(14)과, 복수의 형상 검출 유니트(20)를 구비한다.
한쌍의 고정 부재(12)는, 루퍼 장치(2)의 루퍼 롤의 양단 설치부에, 그 축선 X-X 둘레로 회전하지 않도록 고정된다.
지지 프레임(14)은, 폭방향으로 늘어나고, 한쌍의 고정 부재(12)에 양단이 지지된다.
복수의 형상 검출 유니트(20)는, 지지 프레임(14)에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정된다. 또한, 이 지지 프레임(14)은 폭방향으로 연장된 실링(sealing) 가능한 배선 덕트(wiring duct, 도시하지 않음)를 가지며, 이 덕트에 의해 악환경으로부터 신호선을 보호하고, 경년 변화나 측정 정밀도의 악화를 방지하면서 각 형상 검출 유니트(20)로부터 검출 신호를 외부로 도출할 수 있도록 되 어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 지지 프레임(14)은 루퍼 장치(2)의 지지 지점(3a)으로부터 이격된 측에 설치되며, 이에 의해 형상 검출 유니트(20)의 전체를 지지 지점(3a)으로부터 이격된 측에 설치하며, 이미 설치된 루퍼 장치의 루퍼 롤로 치환하여 설치한 경우에도, 루퍼 장치의 지지 지점 측으로 돌출되는 부분을 거의 없애고, 이미 설치된 설비와의 간섭을 최소한으로 억제할 수 있도록 되어 있다.
도 7은 도 6의 부분 단면도이고, 도 8은 형상 검출 유니트의 사시도이다.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 형상 검출 유니트(20)는 원통형의 분할 롤(22), 고정부(24), 암 부재(26), 및 부하 검출기(28)로 이루어진다.
원통형의 분할 롤(22)은, 루퍼 롤을 그 축선 X-X를 따라 분할한 외형을 가지며, 루퍼 롤의 위치에 위치하고 압연재(1)에 접촉한다.
고정부(24)는, 지지 프레임(14)에 인접하여 체결구(24a)(볼트, 너트 등)로 고정된다.
암 부재(26)는, 일단부가 분할 롤(22)을 회전 가능하게 지지하고, 다른 단부가 고정부(24)에 고정된다.
부하 검출기(28)는, 예를 들어 스트레인 게이지(strain gauge)이며, 암 부재에 설치되며, 이에 작용하는 스트레인으로부터 회전 모멘트를 검출한다.
암 부재(26)의 다른 단부는, 고정부(24)에 축선 X-X와 평행한 축선 Y-Y를 중심으로 요동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 암 부재(26)의 다른 단부는 고정부(24)에 축선 Y-Y를 중심으로 요동 가능한 돌출부(26a)를 가진다. 이 돌출부(26a)는 고정부(24)에 나합하는 롤 높이 조정구(27)(예를 들어 볼트)에 의해, 축선 Y-Y를 중심으로 그 요동 각도(swing angle)를 조정할 수 있도록 되어 있다. 이 구성에 의해, 롤 높이 조정구(27)로 암 부재(26)의 다른 단부의 요동 각도를 조정하고, 각 분할 롤(22)의 높이를 조정하여 정리할 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 각 분할 롤(22)은 그 회전축의 단부(22a)에 축선 X-X에 평행한 면을 가지며, 인접하는 분할 롤과 분리 가능하게 접촉하여 회전력을 전달하도록 되어 있다. 또한, 이 회전축은 고정 부재(12)에 설치된 롤 구동장치(16)(예를 들어, 수차)의 구동축과 분리 가능하게 접촉하고 회전 구동되며, 이에 의해 각 분할 롤(22)에 미리 회전을 주며, 롤과 압연재와의 슬립을 적게 하고, 압연재의 금감(flaw)과 롤의 편마모를 방지하며, 또한 롤 내의 온도차에 의한 변형을 억제하도록 되어 있다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 분할 롤(22)의 회전축은 2개의 베어링(23)으로 양단이 지지된다. 이 베어링(23)은 내윤에서 회전축을 지지하고, 그 외윤이 암 부재(26)의 일단부에서 지지되는 구성으로 되어 있으며, 압연재가 고온인 열간 압연재의 경우에서도, 롤 외주로부터의 열이 베어링(23)에 전해지기 어렵고, 베어링(23)의 온도 상승에 의한 수명 저하나 손상을 줄이도록 되어 있다. 또한 이 구성에 의해, 부하 검출기(28)도 압연재로부터의 온도의 영향을 받기 어려워지며, 온도 변화에 의한 측정 오차를 작게 하고 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 암 부재(26)는 분할 롤(22)의 양단을 지지하는 한쌍(2매)의 암 판(arm panel)으로 이루어진다. 각 암 판의 다른 단부는 각각 고정부(24)에 축선 Y-Y를 중심으로 요동 가능한 돌출부(26a)를 갖는다. 이 돌출부(26a)는 전술한 롤 높이 조정구(27)(예를 들어, 볼트)에 의해, 축선 Y-Y를 중심으로 그 요동 각도를 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한 부하 검출기(28)는, 한쌍의 암 판의, 바람직하게는 양쪽 모두에 각각 설치된다. 또한, 필요에 따라, 부하 검출기(28)는 어느 한편 또는 양편 모두를 생략 할수도 있다.
이 구성에 의해, 한쌍(2매)의 암 판으로 횡방향의 강성을 높이고, 압연재의 횡 밀림에 의한 수명의 저하나 파손을 줄일 수 있다. 또한, 압연재의 폭방향 단부가 롤 폭의 절반 이하가 되는 경우에서도, 형상 측정 롤에 작용하는 모멘트가 작아 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 더욱이, 1개의 측정 롤(분할 롤(22))에 대해 복수(2개)의 로드 셀(부하 검출기(28))을 설치하여 측정을 백업할 수 있다.
상술한 형상 검출 장치(10)에 있어서, 압연재의 단면과 접하는 분할 롤(22)을 연산으로 구하고, 이 분할 롤 상의 단면 위치로부터 이 분할 롤에 작용하는 장력을 연산으로 검출하는 것에 의해, 압연재의 단면과 접하는 분할 롤에 작용하는 장력도 정확하게 검출할 수 있다.
또한 형상 검출 유니트(20)의 모든 접동 부분에는, 외부로부터 스케일, 유체등의 침입을 방지하는 실링 부재(29)를 구비하고, 회전 지점 및 동력 측정점(하중 측정점)을 외부의 악환경으로부터 보호하며, 경년 변화, 측정 정밀도의 악화를 줄이고 있다.
상술한 본 발명의 구성에 의하면, 형상 검출 장치(10)가 루퍼 장치(2)의 루퍼 롤로 치환하여 설치 가능하게 구성되어 있기 때문에, 이미 설치된 루퍼 장치(2) 에 장치 전체를 교환하는 일 없이 형상 검출 기능을 부가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구성, 각 롤의 폭 간격분의 판 장력이 검출가능해지고, 특히 박판 폭광 압연시의 절단 방지 등에 효과를 기대할 수 있다.
또, 복수의 형상 검출 유니트(20)가 지지 프레임(14)에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되기 때문에, 유니트 마다 교환할 수 있고, 유지보수가 용이하다.
더욱, 상술한 구성에 의해, 형상 검출 유니트(20)를 소형, 경량으로 할 수 있기 때문에, 루퍼 장치 전체의 중량 및 GD2의 증가를 작게 할 수 있고, 루퍼 제어의 응답성도 높게 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 형상 검출 장치는 이하의 특징을 갖는다.
(1) 종래 루퍼의 제어 응답에 대한 영향이 작다.
(2) 악환경에 대해서 영향이 작다.
(3) 검출 감도가 좋고, 온도에 영향을 받지 않는다.
(4) 롤 베어링 수명이 개선된다.
(5) 유지보수성이 향상된다.
(6) 롤 편마모를 방지할 수 있다.
(7) 이미 설치된 루퍼의 롤을 교환하는 것만으로 용이하게 설치가능하다.
즉, 본 발명의 형상 검출 장치는, (1) 루퍼 장치 전체의 중량 및 GD2의 증가를 작게 할 수 있고, 루퍼 제어의 응답성도 높게 유지할 수 있으며, (2) 횡방향의 강성이 높고, 압연재의 횡 밀림에 의한 수명의 저하나 파손이 적고, (3) 회전 지점 및 동력 측정점(하중 측정점)이 노출되지 않고, 악환경 중에서 경년 변화, 측정 정밀도의 악화가 적으며, (4) 압연재의 폭방향 단부가 롤 폭의 절반이하가 되는 경우에도, 형상 측정 롤에 작용하는 모멘트가 작아 검출 정밀도의 저하를 억제할 수 있고, (5) 롤 외주로부터의 열이 베어링에 전해지기 어렵고, 베어링의 온도 상승에 의한 수명 저하나 손상이 적으며, (6) 1개의 측정 롤에 대해 복수의 로드 셀을 설치하여 측정을 백업할 수 있고, (7) 롤과 압연재와의 슬립이 적어 압연재의 금감과 롤의 편마모를 방지할 수 있고, 또한 롤 내의 온도차에 의한 변형을 억제할 수 있으며, (8) 압연재로부터의 온도의 영향을 받기 어렵고 온도 변화에 의한 측정 오차가 작으며, (9) 이미 설치된 루퍼 장치에 장치 전체를 교환하는 일 없이 형상 검출 기능을 부가할 수 있는, 등의 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 스윙 암에 설치하는 것 뿐만 아니라 고정의 테두리에 설치하여 사용하는 것도 가능하다.

Claims (10)

  1. 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
    양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
    상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단(one end)부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트(moment)를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖추며,
    상기 한쌍의 고정 부재는 루퍼 장치(looper device)의 루퍼 롤(looper roll)로 치환하여 설치 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 루퍼 장치는 루퍼 롤을 일단(one end)에서 지지하는 한쌍의 루퍼 암(looper arm)과, 상기 루퍼 암의 지지 지점과 상기 일단과의 중간에서 루퍼 롤에 작용하는 힘을 검출하는 로드 셀(load cell)을 구비하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지 프레임은 루퍼 장치의 지지 지점으로부터 이격된 측(far side)에 설치되며, 이에 의해 형상 검출 유니트 전체를 상기 지지 지점으로부터 이격된 측에 설치하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  4. 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
    양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
    상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단(one end)부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트(moment)를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖추며,
    상기 암 부재의 다른 단부는 고정부에 요동(swing) 가능하게 설치되며, 상기 다른 단부의 요동 각도를 조정하고 분할 롤의 높이를 조정하는 롤 높이 조정구를 구비하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  5. 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
    양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
    상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단(one end)부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트(moment)를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖추며,
    상기 각 분할 롤은 인접하는 분할 롤과 분리가능하게 접촉하여 회전력을 전달하는 회전축을 갖고, 상기 회전축은 상기 고정 부재에 설치되는 롤 구동장치의 구동축과 분리가능하게 접촉하여 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 분할 롤의 회전축을 내윤(inner ring)으로 지지하는 베어링을 구비하고, 상기 베어링의 외윤(outer ring)은 상기 암 부재의 일단부에서 지지되는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  7. 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
    양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
    상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단(one end)부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트(moment)를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖추며,
    상기 암 부재는 분할 롤의 양단을 지지하는 한쌍의 암 판(arm panel)으로 이루어지며, 상기 부하 검출기는 상기 분할 롤의 양단 또는 상기 암 판에 설치되는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  8. 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
    양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
    상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단(one end)부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트(moment)를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖추며,
    압연재의 단면과 접하는 분할 롤을 연산으로 구하고, 상기 분할 롤상의 단면 위치로부터 상기 분할 롤에 작용하는 장력을 연산으로 검출하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  9. 압연재의 장력을 제어하는 형상 검출 장치로서,
    양단 설치부에 고정되는 한쌍의 고정 부재(fixing member)와, 상기 고정 부재에 양단이 지지되고 폭방향으로 연장되는 지지 프레임(support frame)과, 상기 지지 프레임에 폭방향으로 인접하여 착탈 가능하게 고정되는 복수의 형상 검출 유니트를 구비하고,
    상기 형상 검출 유니트는, 압연재에 접촉하는 원통형의 분할 롤과, 지지 프레임에 고정되는 고정부와, 일단(one end)부가 분할 롤을 회전 가능하게 지지하고 다른 단부가 고정부에 고정되는 암(arm) 부재와, 상기 암 부재에 작용하는 회전 모멘트(moment)를 검출하는 부하 검출기(load detecter)를 갖추며,
    상기 형상 검출 유니트의 접동 부분(sliding portion)에는 외부로부터 스케일(scale), 유체 등의 침입을 방지하는 실링 부재(sealing member)를 구비하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
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