KR100927562B1 - 형상 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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준이치 니시자키
요이치로 츠무라
노부요시 고시마
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미쯔비시 히다찌 세이떼쯔 기까이 가부시끼가이샤
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Abstract

대판의 사행을 고정밀도로 검출할 수 있는 형상 검출 장치 및 그 방법을 제공한다. 그러기 위해서, 압연재 (S) 의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤 (23) 과, 압연재 (S) 를 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블 (13) 과, 테이블 (13) 에 지지되는 고정 부재 (25) 와, 압연재 (S) 가 분할 롤 (23) 에 접촉되었을 때에 분할 롤 (23) 의 양단에 작용하는 하중을 모멘트로 하여 개별적으로 검출하는 토크 검출기 (29a, 29b) 와, 일단이 분할 롤 (23) 을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 토크 검출기 (29a, 29b) 를 통하여 고정 부재 (25) 에 지지되는 지지 아암 (24a, 24b) 과, 토크 검출기 (29a, 29b) 에 의해 검출된 모멘트에 기초하여 압연재 (S) 의 사행량을 연산하는 사행량 연산기 (41) 와, 모멘트와 사행량에 기초하여 압연재 (S) 의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산기 (42) 를 구비하도록 하였다.
형상 검출 장치

Description

형상 검출 장치 및 그 방법{SHAPE DETECTION DEVICE AND SHAPE DETECTION METHOD}
본 발명은 형상 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
형상 검출 장치는 다단 압연기의 스탠드 간에 설치되고, 각 스탠드 간의 압연 속도를 동기시키기 위해서, 압연재를 회전 가능하게 지지된 롤상에 통판시키고, 이 롤을 상하 방향으로 요동시킴으로써, 압연재에 루프를 갖게 하고 일정 장력을 부하시키는 것이다. 그리고, 검출된 압연재의 폭 방향의 장력 분포에 기초하여 압연재의 판 형상 (판 두께) 을 연산하여, 압연기를 제어함으로써, 압연재의 폭 방향의 형상을 일정하게 하여 가장자리 늘어남 (edge waves) 및 가운데 늘어남 (intermediate elongation) 등을 방지하도록 하고 있다.
이러한 종래의 형상 검출 장치는, 예를 들어, 특허 문헌 1 내지 4 에 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평10-314821호
특허 문헌 2 : 일본 공표특허공보 2003-504211호
특허 문헌 3 : 일본 특허공보 평5-86290호
특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 2004-309142호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 종래의 형상 검출 장치에 있어서는, 압연재의 판 형상을 검출할 뿐으로, 압연재의 사행량 (蛇行量) (압연기 내의 주행 중심 위치에 대한 압연재의 폭 방향 중심 위치의 편차량) 에 대한 검출은 실시되지 않았다. 압연에 있어서는, 판 형상뿐만 아니라 압연재의 사행량도 동시에 고려하여 제어하지 않으면 안된다. 즉, 판 형상이 소정의 형상이어도 압연재가 사행되고 있는 경우나 판 형상이 소정의 형상이 아니며 압연재가 사행되고 있지 않은 경우가 있으므로, 판 형상과 사행량에 기초하여 압연기를 제어해야 한다. 또한, 압연재의 사행을 제어하지 않으면 사행된 압연재의 미단이 스탠드에서 테일 아웃 (tail out) 할 경우에, 압연재가 압연기의 가이드에 접촉되어 절곡되며, 다음 스탠드의 압연 롤을 손상시킨다는 드로잉 사고가 발생될 우려가 있다.
즉, 종래의 형상 검출 장치를 이용하여 압연을 하는 경우에는, 압연재의 사행량을 검출하는 사행 검출기 등의 부대 설비가 새로이 필요해져 비용 증가의 문제가 있다. 또한, 종래의 형상 검출 장치에 있어서는, 스탠드 간에 과도한 상대속도 편차가 발생되면 롤이 상하로 움직이므로, 장력 검출부에 과도한 충격이 가해져 형상 검출 장치의 수명을 단축시킬 우려가 있다. 나아가, 장력 검출부에 볼트 등의 조임력이 항상 걸려 있으므로, 실제의 장력과 검출한 장력에 차이가 발생하는 이력 현상 (hysteresis) 이라는 문제가 발생되며, 검출 정밀도가 저하된다고 하는 우려가 있다.
따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것이며, 대판 (帶板) 의 사행을 고정밀도로 검출할 수 있는 형상 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하는 제 1 발명에 관련되는 형상 검출 장치는,
주행하는 대판의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤과,
상기 대판을 가이드함과 동시에 회전 가능하게 지지되는 테이블과,
상기 테이블에 지지되는 고정 부재와,
상기 대판이 상기 분할 롤에 접촉되었을 때에 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 검출하는 반력 검출기와,
일단이 상기 분할 롤을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 상기 반력 검출기를 통하여 상기 고정 부재에 지지되는 지지 아암과,
상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력에 기초하여 상기 대판의 사행량을 연산하는 사행량 연산부와,
상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력과 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량에 기초하여 상기 대판의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 2 발명에 관련되는 압연기는,
주행하는 압연재의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤과,
상기 압연재를 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블과,
상기 테이블에 지지되는 고정 부재와,
상기 압연재가 상기 분할 롤에 접촉되었을 때에 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 검출하는 반력 검출기와,
일단이 상기 분할 롤을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 상기 반력 검출기를 통하여 상기 고정 부재에 지지되는 지지 아암과,
상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력에 기초하여 상기 압연재의 사행량을 연산하는 사행량 연산부와,
상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력과 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량에 기초하여 상기 압연재의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부와,
상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량과 상기 판 형상 연산부에 의해 연산된 상기 판 형상에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 제어 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 3 발명에 관련되는 형상 검출 방법은,
주행하는 대판에 그 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤을 접촉시키고, 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 상기 분할 롤마다 검출하여, 이들 개별적으로 검출한 반력에 기초하여 상기 대판의 사행량을 구함과 함께, 검출한 반력 및 상기 사행량에 기초하여 상기 대판의 판 형상을 구하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 4 발명에 관련되는 압연 방법은,
주행하는 압연재에 그 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤을 접촉시키고, 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 상기 분할 롤마다 검출하여, 이들 개별적으로 검출한 반력으로부터 상기 압연재의 사행량을 구함과 함께, 검출한 반력 및 상기 사행량으로부터 상기 압연재의 판 형상을 구하고, 상기 사행량 및 상기 판 형상에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 5 발명에 관련되는 압연 방법은,
제 4 발명에 관련되는 압연 방법에 있어서,
상기 판 형상은 상기 사행량을 이용한 압연 방향 장력의 판폭 방향 장력 분포의 다항식에 근사되고, 그 다항식과 상기 사행량에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
제 1 발명에 관련되는 형상 검출 장치에 의하면, 주행하는 대판의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤과, 상기 대판을 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블과, 상기 테이블에 지지되는 고정 부재와, 상기 대판이 상기 분할 롤에 접촉되었을 때에 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 검출하는 반력 검출기와, 일단이 상기 분할 롤을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 상기 반력 검출기를 통하여 상기 고정 부재에 지지되는 지지 아암과, 상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력에 기초하여 상기 대판의 사행량을 연산하는 사행량 연산부와, 상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력과 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량에 기초하여 상기 대판의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부를 구비함으로써, 상기 대판의 사행 및 판 형상을 고정밀도로 검출할 수 있다.
제 2 발명에 관련되는 압연기에 의하면, 주행하는 압연재의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤과, 상기 압연재를 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블과, 상기 테이블에 지지되는 고정 부재와, 상기 압연재가 상기 분할 롤에 접촉되었을 때에 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 검출하는 반력 검출기와, 일단이 상기 분할 롤을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 상기 반력 검출기를 통하여 상기 고정 부재에 지지되는 지지 아암과, 상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력에 기초하여 상기 압연재의 사행량을 연산하는 사행량 연산부와, 상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력과 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량에 기초하여 상기 압연재의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부와, 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량과 상기 판 형상 연산부에 의해 연산된 상기 판 형상에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 제어 액츄에이터를 구비함으로써, 상기 압연재의 사행 및 판 형상을 고정밀도로 제어할 수 있으므로, 드로잉 사고를 방지할 수 있다.
제 3 발명에 관련되는 형상 검출 방법에 따르면, 주행하는 대판에 그 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤을 접촉시키고, 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 상기 분할 롤마다 검출하여, 이들 개별적으로 검출한 반력에 기초하여 상기 대판의 사행량을 구함과 함께, 검출한 반력 및 상기 사행량에 기초하여 상기 대판의 판 형상을 구함으로써, 상기 대판의 사행 및 판 형상을 고정밀도로 검출할 수 있다.
제 4 발명에 관련되는 압연 방법에 따르면, 주행하는 압연재에 그 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤을 접촉시키고, 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 상기 분할 롤마다 검출하여, 이들 개별적으로 검출한 반력으로부터 상기 압연재의 사행량을 구함과 함께, 검출한 반력 및 상기 사행량으로부터 상기 압연재의 판 형상을 구하고, 상기 사행량 및 상기 판 형상에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어함으로써, 상기 압연재의 사행 및 판 형상을 고정밀도로 제어할 수 있으므로, 드로잉 사고를 방지할 수 있다.
제 5 발명에 관련되는 압연 방법에 따르면, 제 4 발명에 관련되는 압연 방법 에 있어서, 상기 판 형상은 상기 사행량을 이용한 압연 방향 장력의 판폭 방향 장력 분포의 다항식에 근사되고, 그 다항식과 상기 사행량에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어함으로써, 고정밀도의 압연재를 제조할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 관련되는 압연기의 개략도이다.
도 2 (a) 는 형상 검출 장치의 평면도, (b) 는 동도 (a) 의 측면도이다.
도 3 은 검출기의 확대 단면도이다.
도 4 (a) 는 검출기의 장착 구조를 나타내는 평면도, (b) 는 동도 (a) 의 A-A 화살표 단면도이다.
도 5 는 모멘트 검출시의 작용을 나타내는 모식도이다.
도 6 (a) 는 분할 롤의 냉각 구조를 나타내는 정면도, (b) 는 동도 (a) 의 측면도이다.
도 7 (a) 는 분할 롤의 그 밖의 냉각 구조를 나타내는 정면도, (b) 는 동도 (a) 의 측면도이다.
부호의 설명
1 압연기 2 전단 압연 스탠드
3 후단 압연 스탠드 4 형상 검출 장치
5a, 5b 압연 롤 6a, 6b 롤
7a, 7b 압연 롤 8a, 8b 롤
11 구동 모터 12 지지축
13 테이블 14 가이드 부재
15 가이드 지지 부재 17 검출기
18 베어링 23 분할 롤
24a, 24b 지지 아암 25 고정 부재
26a, 26b, 28a, 28b 자동 조심 (自動調心) 베어링
27 지지 샤프트 27a, 27b 단부
29a, 29b 토크 검출기 30 홈부
31 고정용 볼트 32 라이너
33 지지판 34 높이 조정용 볼트
35 날개 36 냉각 장치
37 홈부 41 사행량 연산기
42 판 형상 연산기 43 압연 제어기
44 롤 벤더
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명에 관련되는 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일실시예에 관련되는 압연기의 개략도, 도 2 (a) 는 형상 검출 장치의 평면도, 도 2 (b) 는 동도 (a) 의 측면도, 도 3 은 검출기의 확대 단면도, 도 4 (a) 는 검출기의 장착 구조를 나타내는 평면도, 도 4 (b) 는 동도 (a) 의A-A 화살표 단면도, 도 5 는 모멘트 검출시의 작용을 나타내는 모식도, 도 6 (a) 는 분할 롤의 냉각 구조를 나타내는 정면도, 도 6 (b) 는 동도 (a) 의 측면도, 도 7 (a) 는 분할 롤의 그 밖의 냉각 구조를 나타내는 정면도, 도 7 (b) 는 동도 (a) 의 측면도이다. 또한, 도면 중의 화살표는 압연 방향을 나타내고 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 압연기 (1) 는 전단 압연 스탠드 (2), 후단 압연 스탠드 (3) 및 형상 검출 장치 (4) 로 구성되어 있고, 형상 검출 장치 (4) 는 전단 압연 스탠드 (2) 의 출측과 후단 압연 스탠드 (3) 의 입측의 사이에 설치되어 있다. 그리고, 전단 압연 스탠드 (2) 에는 압연 롤 (5a, 5b) 과 이 압연 롤 (5a, 5b) 을 지지하는 롤 (6a, 6b) 이 설치되어 있고, 동일하게, 후단 압연 스탠드 (3) 에는 압연 롤 (7a, 7b) 과, 이 압연 롤 (7a, 7b) 을 지지하는 롤 (8a, 8b) 이 설치되어 있다. 또한, 형상 검출 장치 (4) 에는 사행량 연산기 (41), 판 형상 연산기 (42) 및 압연 제어기 (43) 가 순서대로 접속되어 있고, 압연 제어기 (43) 는 압연 롤 (5a, 5b) 및 압연 롤 (7a, 7b) 의 롤 벤더 (44) (제어 액츄에이터) 에 접속되어 있다. 또한, S 는 압연재를 나타내며, 화살표는 압연 방향을 나타내고 있다.
즉, 전단 압연 스탠드 (2) 의 압연 롤 (5a, 5b) 간에서 압연된 압연재 (S) 는 형상 검출 장치 (4) 상을 통판되어, 후단 압연 스탠드 (3) 의 압연 롤 (7a, 7b) 간에서 압연된 후, 소정의 장치로 반송된다.
다음으로, 도 2 내지 7 을 이용하여 형상 검출 장치 (4) 를 설명한다.
도 2 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 형상 검출 장치 (4) 는 구동 모터 (11) 에 접속되고 또한 압연재 (S) 의 폭 방향에 연장 설치하는 지지축 (12) 을 구비하고 있으며, 이 지지축 (12) 에는 테이블 (13) 이 지지되어 있다. 테이블 (13) 은 압연재 (S) 를 가이드하는 가이드 부재 (14) 와, 이 가이드 부재 (14) 를 지지하는 가이드 지지 부재 (15) 로 구성되며, 가이드 지지 부재 (15) 의 압연 방향 하류측 면에는, 7 개의 검출기 (17) 가 지지되어 있다. 그리고, 테이블 (13) 의 양측방 지지축 (12) 에는, 도시하지 않는 프레임에 지지되는 베어링 (18) 이 설치되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 검출기 (17) 는 압연재 (S) 가 접촉되면 함께 회전되는 분할 롤 (23) 과, 이 분할 롤 (23) 을 일단 간에 지지하는 한쌍의 지지 아암 (24a, 24b) 과, 이 지지 아암 (24a, 24b) 의 타단을 지지하고 또한 테이블 (13) 의 가이드 지지 부재 (15) 에 지지되는 고정 부재 (25) 를 구비하고 있다.
분할 롤 (23) 은 지지 아암 (24a, 24b) 의 일단에 설치된 자동 조심 베어링 (26a, 26b) (구면 형상으로 회전 가능한 베어링이라면 그 밖에도 가능) 을 통하여 지지 아암 (24a, 24b) 간에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 고정 부재 (25) 에는 지지 샤프트 (27) 가 관통되어 있고, 이 지지 샤프트 (27) 의 일단 (27a) 및 타단 (27b) 은 지지 아암 (24a, 24b) 의 타단에 설치된 자동 조심 베어링 (28a, 28b) (베어링이라면 그 밖에도 가능) 에 지지되어 있다. 그리고, 지지 아암 (24a, 24b) 의 타단과 고정 부재 (25) 간에는, 링 형상의 토크 검출기 (29a, 29b) 가 개재되어 있고, 이 토크 검출기 (29a, 29b) 의 개구부에 지지 샤프트 (27) 가 관통되어 있다. 또한, 토크 검출기 (29a, 29b) 는 상기 서술한 사행량 연산기 (41) 에 접속되어 있다.
다음으로, 도 4 (a), (b) 를 이용하여 검출기 (17) 의 장착 구조에 대해 설명한다. 도 4 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 검출기 (17) 는 고정 부재 (25) 가 가이드 지지 부재 (15) 에 형성되는 홈부 (30) 에 끼워 넣어져, 2 개의 고정용 볼트 (31) 에 의해 고정되어 있고, 가이드 지지 부재 (15) 와 고정 부재 (25) 간에는 라이너 (32) 가 협지되어 있다. 또한, 가이드 지지 부재 (15) 의 저면에는 지지판 (33) 이 지지되며, 이 지지판 (33) 의 저면측에서 상면측으로 관통하도록 높이 조정용 볼트 (34) 가 단단히 조여져 있다.
즉, 검출기 (17) 는 고정용 볼트 (31) 를 떼어냄으로써 용이하게 탈착할 수 있게 되어 있고, 가이드 지지 부재 (15) 의 홈부 (30) 에 끼워 넣음으로써 테이블 (13) 과의 덜컥거림을 방지할 수 있다. 이로써, 분할 롤 (23) 은 항상 수평으로 유지할 수 있다. 그리고, 압연재 (S) 의 압연 방향은 라이너 (25) 를 소정의 두께로 변경함으로써 조정 가능하게 되어 있고, 상하 방향은 높이 조정용 볼트 (27) 의 조임량을 조정함으로써 조정 가능해져 있다. 또한, 이러한 검출기 (17) 의 장착 구조는 롤 유닛 (16) 의 장착 구조에도 적용할 수 있다.
따라서, 분할 롤 (23) 에 압연재 (S) 가 접촉되면, 그 하중이 분할 롤 (23) 에 작용하여, 토크 검출기 (29a, 29b) 로 전달된다. 토크 검출기 (29a, 29b) 에서는, 입력된 하중을 분할 롤 (23) 의 양단에 작용하는 모멘트로서 검출하여 사행량 연산기 (41) 에 출력한다. 사행량 연산기 (41) 에서는, 입력된 모멘트로부터 분할 롤 (23) 상에 있어서의 압연재 (S) 의 판단 (板端) 의 위치를 연산하고, 이 압연재 (S) 의 판단의 위치로부터 압연재 (S) 의 사행량 (압연 스탠드 (2, 3) 내의 주행 중심 위치에 대한 압연재 (S) 의 폭 방향 중심 위치의 편차량) 을 연산한 후, 이 사행량을 압연 제어기 (43) 로 출력한다. 압연 제어기 (43) 에서는, 입력된 사행량에 기초하여 압하용 실린더 (44) 를 제어하여, 압연재 (S) 의 사행량을 감소시키도록 압연 롤 (7a, 7b) 을 조정하여 압연을 실시한다. 그리고, 이 제어가 반복 실시된다.
여기서, 도 5 를 이용하여 사행량 연산기 (41) 내 및 판 형상 연산부 (42) 내에 있어서의 연산 처리에 대해 설명한다. 또한, 도면 중, 구동 모터 (11) 가 배치되는 측을 구동측으로 표시하고, 그 반대측을 조작측으로 표시한다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 압연재 (S) 가 분할 롤 (23) 상을 화살표 방향으로 통판되고 있다. 또한, 중앙에 배치되는 분할 롤 (23) 의 중심을 O 로 표시하는 한편, 압연재 (S) 의 판폭 (W) 의 중심 위치를 Y 로 표시한다. 이 중심 (O) 은 압연 스탠드 (2, 3) 내의 주행 중심 위치와 일치되어 있다. 또, 압 연재 (S) 의 사행량을 Yc (중심 (O) 과 중심 (Y) 의 판폭 방향 (X) 의 편차량) 로 표시한다.
먼저, 사행량 연산기 (41) 내에 있어서, 압연재 (S) 의 구동측의 판단 (Sd) 및 조작측의 판단 (Sw) 이, 어느 분할 롤 (23) 상에 배치되어 있는지가 판별된다. 이 판별은, 압연전에 미리 설정되는 판폭 (W) 과 각 토크 검출기 (29a, 29b) 에 의해 검출되는 모멘트 (Md1, Mw1, Md2, Mw2,…Md7, Mw7) 에 기초하여 실시된다. 이 결과, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 압연재 (S) 의 판단 (Sd) 은 구동측의 분할 롤 (23) 상에 배치되어 있는 것이 판별되고, 압연재 (S) 의 판단 (Sw) 은 조작측의 분할 롤 (23) 상에 배치되어 있는 것이 판별된다.
다음으로, 압연재 (S) 의 사행량 (Yc) 이 연산된다. 먼저, 판단 (Sd, Sw) 이 접촉됨으로써 구동측 및 조작측의 분할 롤 (23) 에 가해지는 하중이, 토크 검출기 (29a, 29b) 에 의해 모멘트 (Md1, Mw1 및 Md7, Mw7) 로서 검출된다. 이어서, 이 모멘트 (Md1, Mw1 및 Md7, Mw7) 와 각 분할 롤 (23) 에 krkgowl는 하중 위치로부터 힘의 균형식에 의해, 판단 (Sd, Sw) 의 좌표 (X 방향) 를 구할 수 있다. 그리고, 이 판단 (Sd, Sw) 의 좌표로부터 압연재 (S) 의 사행량 (Yc) 이 연산된다.
다음으로, 판 형상 연산기 (42) 내에 있어서, 압연재 (S) 의 판 형상이 연산된다. 앞서, 각 토크 검출기 (29a, 29b) 에 의해 검출되는 모멘트 (Md1, Mw1, Md2, Mw2,…Md7, Mw7) 와, 사행량 연산기 (41) 로부터 입력된 판단 (Sd, Sw) 의 좌표 및 사행량 (Yc) 을 이용하여, 압연재 (S) 의 폭 방향의 장력 분포를 4 차식에 의해 근사시킨다. 다음으로, 이 4 차식의 계수를 각각 최소자승법을 이용하여 구한 후, 그 계수에 의한 압연 방향의 벡터로부터 장력 분포를 구할 수 있다. 그리고, 이 장력 분포로부터 압연재 (S) 의 판 형상이 연산된다. 또한, 판 형상의 연산 정밀도를 높이기 위해서, 먼저 연산된 장력 분포에 기초하여 동일한 계산을 실시하고, 이 결과, 새롭게 연산된 장력 분포로부터 압연재 (S) 의 판 형상이 연산된다. 즉, 사행량 연산부 (41) 및 판 형상 연산부 (42) 에서는, 소정의 시간 간격으로 항상 사행량 (Yc) 및 판 형상이 연산되고 있다.
따라서, 상기 서술한 구성을 이룸으로써, 전단 압연 스탠드 (2) 및 후단 압연 스탠드 (3) 에서 동시에 압연재 (S) 가 압연되는 경우, 형상 검출 장치 (4) 는, 양압연 스탠드 (2, 3) 사이에서의 압연 속도를 동기시키기 위해서, 구동 모터 (11) 를 구동시켜 지지축 (12) 을 요동시키고, 가이드 부재 (14) 상을 통판하는 압연재 (S) 의 이면에 분할 롤 (23) 을 접촉시킴으로써 압연재 (S) 에 루프를 갖게 하여 일정 장력을 부하시킬 수 있다. 또, 형상 검출 장치 (4) 는, 분할 롤 (23) 에 작용한 압연재 (S) 의 하중을 토크 검출기 (29a, 29b) 로 전달하고, 토크 검출기 (29a, 29b) 가 검출된 분할 롤 (23) 의 양단에 작용하는 모멘트 (Md1, Mw1, Md2, Mw2,…Md7, Mw7) 로부터 압연재 (S) 의 판단 (Sd, Sw) 의 위치 및 사행량 (Yc) 을 연산함과 함께, 압연재 (S) 의 판단 (Sd, Sw) 의 위치 및 사행량 (Yc) 에 의해 구한 압연재 (S) 의 폭 방향의 장력 분포로부터 판 형상을 연산한다. 그 사행량 (Yc) 및 판 형상에 기초하여 압연 롤 (5a, 5b) 또는 압연 롤 (7a, 7b) 의 벤더력을 제어, 즉, 압연재 (S) 의 중심 (Y) 이 중심 (O) 과 일치되도록 또한 압연재 (S) 의 판 형상이 균일하게 되도록 제어한다. 이로써, 압연재 (S) 의 사행을 억제할 수 있으며, 압연 스탠드 (2) 또는 압연 스탠드 (3) 에서의 드로잉 사고를 방지할 수 있는 한편, 압연재 (S) 의 판 형상을 균일하게 할 수 있으므로, 가장자리 늘어남 및 가운데 늘어남을 억제할 수 있다.
여기서, 압연재 (S) 는 고온으로 가열되어 압연되고 있으므로, 이 압연재 (S) 로부터의 전열에 의해 검출기 (17) 도 과도하게 가열된다. 그래서, 도 6 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 분할 롤 (23) 의 양측면에 날개 (35) 를 형성하고, 분할 롤 (23) 및 날개 (35) 를 향하여 냉각 장치 (36) 로부터 냉각수 (C) 를 분사하도록 한다. 이로써, 분할 롤 (23) 을 냉각시킴과 함께, 냉각수 (C) 의 힘에 의해 매끄럽게 분할 롤 (23) 을 회전시킬 수 있으므로, 압연재 (S) 와의 슬립을 저감시킬 수 있는 한편, 흡집 및 마모도 감소시킬 수 있다.
또한, 도 7 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 분할 롤 (23) 의 표면에 분할 롤 (23) 의 축방향으로 연장하여 설치하는 복수의 홈부 (37) 를 형성시켜, 이 홈부 (37) 를 향하여 냉각 장치 (36) 로부터 냉각수 (C) 를 내뿜도록 해도 상관없다. 이로써, 분할 롤 (23) 을 냉각시킴과 함께, 냉각수 (C) 의 힘에 의해 매끄럽게 분할 롤 (23) 을 회전시킬 수 있으므로, 압연재 (S) 와의 슬립을 저감시킬 수 있는 한편, 흡집 및 마모도 감소시킬 수 있다. 물론, 도 6 및 7 에 냉각 구조를 롤 (20) 에 적용해도 상관없다.
또한, 토크 검출기 (29a, 29b) 도 압연재 (S) 로부터의 전열 (열전도 및 복사) 에 의해 가열될 우려가 있으므로, 고정 부재 (25) 에 도시하지 않지만 냉각 통로를 형성시켜, 냉각 매체를 순환시키도록 해도 된다. 이로써, 토크 검출기 (29a, 29b) 가 고온으로 유지되는 경우가 없으므로, 열에 의한 파손을 방지할 수 있음과 함께, 고정밀한 검출을 실시할 수 있다.
또한, 자동 조심 베어링 (26a, 26b, 28a, 28b) 내에 윤활 오일과 에어를 혼합시킨 것을 송출하여, 자동 조심 베어링 (26a, 26b, 28a, 28b) 의 오일 끊김이나 분진의 침입을 방지하도록 해도 상관없다.
또한, 본 실시 형태에서는, 지지 아암 (24a, 24b) 과 고정 부재 (25) 간에 있어서, 토크 검출기 (29a, 29b) 를 지지 샤프트 (27) 및 자동 조심 베어링 (28a, 28b) 을 통하여 설치하고 있지만, 지지 샤프트 (27) 및 자동 조심 베어링 (28a, 28b) 을 통하지 않고 원반 형상의 토크 검출기를 설치해도 상관없다. 또한, 제어 액츄에이터로서 롤 벤더 (44) 를 설치했지만, 압연기의 종류에 따라서는, 롤 크로스, 롤 시프트, 크라운 가변 롤 등을 설치해도 상관없다.
따라서, 본 발명에 관련되는 압연기에 의하면, 압연 스탠드 (2, 3) 간을 주행하는 압연재 (S) 의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤 (23) 과 압연재 (S) 를 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블 (13) 과, 테이블 (13) 에 지지되는 고정 부재 (25) 와, 압연재 (S) 가 분할 롤 (23) 에 접촉했을 때에 분할 롤 (23) 의 양단에 작용하는 압연재 (S) 의 하중을 모멘트 (Md1, Mw1, Md2, Mw2,…Md7, Mw7) 로 하여 개별적으로 검출하는 토크 검출기 (29a, 29b) 와, 일단이 분할 롤 (23) 을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 토크 검출기 (29a, 29b) 를 통하여 고정 부재 (25) 에 지지되는 지지 아암 (24a, 24b) 과, 검출된 모멘트 (Md1, Mw1, Md2, Mw2,…Md7, Mw7) 에 기초하여 압연재 (S) 의 판단 (Sd, Sw) 의 위치 및 사행량 (Yc) 을 연산하는 사행량 연산기 (41) 와, 검출된 모멘트 (Md1, Mw1, Md2, Mw2,…Md7, Mw7) 와 압연재 (S) 의 판단 (Sd, Sw) 의 위치 및 사행량 (Yc) 에 기초하여 압연재 (S) 의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부 (50) 와, 사행량 (Yc) 과 판 형상에 기초하여 압연재 (S) 의 사행 및 판 형상을 제어하는 롤 벤더를 구비함으로써, 압연재 (S) 의 사행을 제어할 수 있고, 사행에 의한 드로잉 사고를 방지할 수 있는 한편, 압연재 (S) 의 판 형상을 균일하게 할 수 있으므로, 가장자리 늘어남 및 가운데 늘어남을 억제할 수 있다. 또, 항상 판 형상을 보정하면서 압연을 실시하므로, 수율이 좋고, 품질이 향상된다. 또한, 새롭게 사행 검출기를 형성할 필요가 없기 때문에 설비 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또, 고정 부재 (25) 에 토크 검출기 (29a, 29b) 를 지지하는 지지 샤프트 (27) 를 형성하고, 그 일단 (27a) 및 타단 (27b) 을 지지 아암 (24a, 24b) 에 설치되는 자동 조심 베어링 (28a, 28b) 에 지지시킴으로써, 압연재 (S) 가 분할 롤 (23) 에 접촉해도 토크 검출기 (29a, 29b) 에 전단력 (剪斷力) 이 작용하는 경우가 없기 때문에, 정밀하게 검출할 수 있다. 또한, 토크 검출기 (29a, 29b) 에 대 한 예하중이 없어지므로, 이력 현상을 방지할 수 있다.
게다가, 판 형상은 사행량 (Yc) 을 이용한 압연 방향 장력의 판폭 방향 장력 분포의 다항식에 근사되어, 그 다항식과 사행량에 기초하여 벤더력를 제어하므로, 고정밀도의 압연재 (S) 를 제조할 수 있다.
인접하는 압연기 간에 설치되는 루퍼 장치에 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 주행하는 대판의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤과,
    상기 대판을 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블과,
    상기 테이블에 지지되는 고정 부재와,
    상기 대판이 상기 분할 롤에 접촉되었을 때에 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 검출하는 반력 검출기와,
    일단이 상기 분할 롤을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 상기 반력 검출기를 통하여 상기 고정 부재에 지지되는 지지 아암과,
    상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력에 기초하여 상기 대판의 사행량을 연산하는 사행량 연산부와,
    상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력과 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량에 기초하여 상기 대판의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 장치.
  2. 주행하는 압연재의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤과,
    상기 압연재를 가이드함과 함께 회전 가능하게 지지되는 테이블과,
    상기 테이블에 지지되는 고정 부재와,
    상기 압연재가 상기 분할 롤에 접촉되었을 때에 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 검출하는 반력 검출기와,
    일단이 상기 분할 롤을 회전 가능하게 지지함과 함께 타단이 상기 반력 검출기를 통하여 상기 고정 부재에 지지되는 지지 아암과,
    상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력에 기초하여 상기 압연재의 사행량을 연산하는 사행량 연산부와,
    상기 반력 검출기에 의해 검출된 반력과 상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량에 기초하여 상기 압연재의 판 형상을 연산하는 판 형상 연산부와,
    상기 사행량 연산부에 의해 연산된 상기 사행량과 상기 판 형상 연산부에 의해 연산된 상기 판 형상에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 제어 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  3. 주행하는 대판에 상기 대판의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤을 접촉시키고, 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 상기 분할 롤마다 검출하여, 각 분할 롤마다 개별적으로 검출한 반력에 기초하여 상기 대판의 사행량을 구함과 함께, 검출한 반력 및 상기 사행량에 기초하여 상기 대판의 판 형상을 구하는 것을 특징으로 하는 형상 검출 방법.
  4. 주행하는 압연재에 상기 압연재의 폭 방향에 설치되는 복수의 분할 롤을 접촉시키고, 상기 분할 롤의 양단에 작용하는 반력을 개별적으로 상기 분할 롤마다 검출하여, 각 분할 롤마다 개별적으로 검출한 반력으로부터 상기 압연재의 사행량을 구함과 함께, 검출한 반력 및 상기 사행량으로부터 상기 압연재의 판 형상을 구하고, 상기 사행량 및 상기 판 형상에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판 형상은 상기 사행량을 이용한 압연 방향 장력의 판폭 방향 장력 분포의 다항식으로 표시되고, 상기 다항식과 상기 사행량에 기초하여 상기 압연재의 사행 및 형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
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