KR100954787B1 - 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치 - Google Patents

가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치 Download PDF

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KR100954787B1
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Abstract

본 발명은 소둔라인에서 가열구간으로 진입된 스트립의 변화정도를 측정하여 이에 따라 롤 크라운을 각 롤별로 독립적으로 제어할 수 있는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치에 관한 것으로서, 크라운 롤(7, 8, 9)의 하부에 설치된 장치 본체(4a)의 양측부에 내장되는 반원통형 진동 전달관(34) 및 구동실린더(37)와 축결합하는 다수의 반원통형 이동레일(35-1, 35-2, 35-3)과, 상기 반원통형 진동 전달관(34)을 관통하는 진동 전달대(38)와, 이의 외측 단부에 베어링블록(33)으로 결합하는 다수의 진동감지롤(31, 32)과, 상기 진동 전달대(38)의 내측 단부에 형성된 롤 접촉부(38a)에 접촉하면서 와이어(41)를 결합하여 내장되는 진동 전달롤(40-5)과, 상기 와이어(41)를 권취하여 진동을 감지하는 진동 계측기(12)로 이루어지는 웨이브 측정수단과; 상기 웨이브 측정수단이 설치된 장치 본체(4a)의 중앙부에 삽입 장착되면서 길이가 각각 다른 에어노즐 파이프(36-1, 36-2, 36-3)와, 이들의 최내측에 관통 설치되면서 상기 장치 본체(4a)의 상부 중앙부에 위치하여 독립적으로 에어를 분사하는 에어분사노즐(17, 18, 19)로 이루어지는 에어노즐수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치를 제공한다.

Description

가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLING THE CROWN OF STRIP ON THE CROWN ROLL OF HEATING SECTION}
도 1은 본 발명이 적용되는 스트립 소둔로의 공정을 도시한 정단면도 및 웨이브가 발생된 스트립을 도시한 사시도;
도 2는 종래의 크라운 롤 및 에어분사노즐과, 이에 따르는 문제점을 도시한 사시도 및 개념도;
도 3은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 도시한 전체 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 에어노즐부를 도시한 상세 구성도;
도 5는 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 형상 측정부를 도시한 상세 구성도;
도 6은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 형상 측정부의 진동 감지롤의 체결관계를 도시한 분리사시도;
도 7은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 형상 측정부의 진동전달롤의 연결관계를 도시한 분리사시도;
도 8은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치의 전체 결합관계를 도시한 분리사시도;
도 9는 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치의 작용상태를 도시한 사시도 및 정단면도;
도 10은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치의 작용상태를 개념적으로 도시한 개념도이다.
♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
3:소둔로 HS:가열구간 7, 8, 9:크라운 롤 4a:장치 본체
34:반원통형 진동 전달관 35-4:측면 환봉
35-5: 중앙부 경사형 환봉 37:구동실린더
35-1,35-2,35-3:반원통형 이동레일 38:진동전달대 33:베어링블록
31,32:진동감지롤 38a:롤 접촉부 41:와이어 40-5:진동 전달롤
12:진동 계측기 36-1,36-2,36-3:에어노즐파이프
17,18,19:에어분사노즐
본 발명은 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소둔라인에서 가열구간으로 진입된 스트립의 변화정도를 측정하여 이에 따라 롤 크라운을 각 롤별로 독립적으로 제어할 수 있는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉연 소둔공정에서 수요가가 요구하 는 스트립(1)의 재질(인장강도, 경도, 연신율 등)을 얻기 위해 소둔로(3)에서 적정 온도로 스트립(1)을 가열하여 스트립(1)의 조직을 적정 크기로 제어하는 과정을 거치게 된다.
이 과정에서 스트립(1)이 처음으로 통과하게 되는 구간은 예열구간으로서 평균 예열 온도는 150~200℃가 되며, 예열구간 다음으로 가열구간(HS; Heating Section)이 되며, 상기 가열구간(HS)은 스트립(1)의 재결정온도인 750~900℃로 가열하여 스트립(1)의 조직을 변화시키게 된다.
상기 기술된 온도는 철을 함유한 냉간 압연재의 조직을 원하는 크기로 제어하는 과정에 적용되는 온도이며, 일반 냉연공정의 소둔라인에서는 상기 온도 내에서 지정한 재질을 얻기 위한 온도를 적용하여 스트립을 생산하고 있다.
한편, 냉연소둔공정 중 가열구간(HS)에서의 스트립(1) 컨트롤에 따라 소둔로(3) 내 스트립(1)의 에지 웨이브(11) 및 스트립 센터 웨이브(10) 등의 결함이 발생되어 온라인 작업이 불가능 하게 되는데, 이와 같은 결함발생과정 및 이러한 결함발생을 억제하기 위한 종래기술을 도 1 내지 도 2를 통하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소둔로(3) 내 승온작업이 시작되면, 가열구간(HS) 내 온도는 750℃에서 900℃까지 승온되며, 이 때 소둔로(3) 내에 설치되어 있는 각종 롤도 가열되기 시작하는데, 롤의 급격한 온도상승으로 인한 롤 재질 변화를 막기 위해 가열구간으로부터 발열되는 열기를 차단하기 위한 차단판(2)이 각 롤의 상부 및 하부에 설치하여 롤이 천천히 가열되도록 한다.
또한, 상기 가열구간(HS)의 초기구간 상부 크라운 롤(7,8,9)은 적정 크라운이 주어진 롤 구조를 가졌으며, 상기 크라운 롤(7,8,9) 하부에는 에어분사에 의하여 롤을 냉각시켜 롤의 구간별 크라운을 조정 할 수 있도록 크라운 제어장치(4,5,6)가 설치되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 크라운 롤(7)의 크라운을 제어하는 크라운 제어장치(4)는 크라운 롤(7)의 센터(C)를 중심으로 A방향과 B방향으로 크라운 롤(7) 하부에서 지정된 방향에 에어를 분사 할 수 있도록 노즐파이프 커버(15)가 양 방향의 하부에 설치되어 있고,
상기 노즐파이프 커버(15)에 크라운 롤(7) A방향 하부과 B방향 하부에 각각의 다수의 노즐(A-17,A-18,A-19,B-17,B-18,B-19)이 설치되어 있다.
진행되는 스트립(1)에 장력이 걸려 있는 상태에서 크라운 롤(7) 표면에 스트립(1)의 표면이 전체적으로 밀착되어 진행되어야 스트립(1)의 중심부와 크라운 롤(7)의 중심부(C)가 일치되어 스트립(1) 진행 시 사행이 일어나지 않는다.
스트립(1)에서 에지 웨이브(11)가 발생되는 이유는 전공정에서 발생되어 소둔라인에 투입되는 경우와 소둔 라인 자체에서 에지 웨이브(11)가 발생되는 경우가 있다.
소둔라인에서 발생되는 경우는 상온 상태의 스트립(1)이 고온의 가열구간(HS)에 진입되어 스트립(1) 표면온도가 급격히 상승하면서 일정한 장력이 걸리게 되면 스트립(1) 자체가 연질화되면서 길이가 늘어나는 현상이 발생되며, 특히 스트립(1)의 에지 부분의 온도 상승이 급격하게 이루어져 스트립(1)의 센터부분의 길이 변화보다 빠른 길이 변화를 보이면서 길이 편차에 의한 에지 웨이브(11)가 발생하게 된다.
소둔라인 전 공정에서 발생된 에지 웨이브(11)인 경우에는 소둔로(3) 내에 스트립(1)이 진행되기 전에 운전자가 에지 웨이브(11)가 발생된 부분을 육안으로 확인 하여 가열구간(HS) 내에서 스트립(1) 사행방지를 위해 롤(7,8,9)의 웨이브 발생방향(A방향) 반대측 방향(B방향) 하부에 설치되어 있는 롤 크라운 제어장치(4,5,6)에 상온의 에어를 공급해서 노즐(B-17,B-18,B-19)을 통해 크라운 롤(7)의 센터부(C)에서 B방향측의 표면으로 에어가 뿌려져 크라운 롤(7) 표면의 온도를 감온하게 된다.
이때 크라운 롤(7)의 B방향측 표면에 에어가 스프레이 될 때는 가열구간(HS) 내 설치되어 있는 모든 롤 크라운 제어장치(4,5,6)의 B방향 측에 설치되어 있는 노즐(B-17,B-18,B-19)에서 에어가 스프레이 된다.
크라운 롤(7) 표면의 온도가 떨어지는 부분은 급격한 수축이 일어나면서 크라운 롤(7)의 센터부(C)를 기준으로 양 방향(A방향, B방향)에 걸리는 장력을 동일하게 맞춰 스트립(1)의 사행을 방지하고 있다.
상기와 같은 운전 방법에서는 스트립(1)에서 에지 웨이브(11)가 발생되는 정도와 위치를 운전자가 미리 알고 있기 때문에 상기와 같이 특정 방향의 노즐(B-17, B-18, B-19)만 개방하여 에어를 스프레이 하고 있지만, 가열구간(HS)에서 스트립(1)의 변화를 확인할 수 없기에 특정 방향만 에어를 분사하는 과정에서 크라운 롤(7)의 센터부(C)에서 양 방향의 온도차가 너무 급격하게 차이가 남으로써 발생되는 센터 웨이브(10)가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 가열구간(HS) 내 크라운 롤(7)을 지날 때 스트립(1) 에지에서 에지 웨이브(11)가 발생되면 롤 (7)표면에 스트립(1)의 전폭이 완전히 밀착되지 못하게 됨으로써 폭 방향별 표면 장력의 변화로 인해 에지 웨이브(11)가 발생된 방향(A방향)으로 스트립(1)의 중심부가 이동하게 되어 스트립(1) 사행이 발생되며, 작업자는 가열구간(HS)을 벗어나는 부분에 설치되어 있는 I-TV(16)을 통해 스트립(1)의 사행을 확인 후 롤 크라운 제어장치(4,5,6)를 상기와 같이 가동 시키고 있다.
상기와 같은 운전 방법에서는 작업자가 스트립(1)의 사행을 발견 후 조치 작업이 이루어 질 때까지의 시간이 너무 많이 소요되기에 가열구간(HS) 내에서의 스트립(1) 사행은 위험 수위까지 진행되는 상황이 많으며 특정 롤(8)에서 발생되고 있는 상황인데 롤 크라운 제어 장치(4,5,6)는 전체를 다 가동 시키게 됨으로 에지 웨이브(11) 발생이 일어나지 않은 전방 크라운 롤(7)도 크라운의 변화를 주게 됨으로써 오히려 스트립(1)에 에지 웨이브(11)를 발생시키는 문제가 있다.
한편 소둔설비의 능력은 생산되는 스트립(1)의 최고두께에 따라 최저두께가 정해지는데 이는 스트립(1)의 두께가 두꺼울수록 크라운 롤(7) 크라운의 변화가 커져야지만 스트립(1)에 발생되는 웨이브(10)(11)를 컨트롤 할 수 있으며 스트립(1)의 최고두께에 따라 롤 크라운 제어장치(4,5,6)가 설치되었다면 스트립(1)의 최소두께는 스트립(1)의 최고두께에서 변화되는 크라운 롤(7)의 크라운에 견딜 수 있는 두께가 되는데 보편적으로 최고 투입 두께의 1/6정도의 두께가 최소 두께로 정해진다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 소둔라인에서 스트립이 예열 구간을 거처 가열구간으로 진입하게 되면 극심한 온도상승에 따른 스트립의 변형과정에서 발생될 수 있는 에지 및 센터 웨이브으로 인하여 스트립 사행 등과 같은 문제점과, 전 라인에서 이미 발생된 스트립의 에지 웨이브가 가열구간 내에서의 변화 정도를 측정하여 이에 따라 롤 크라운을 각 롤 별로 제어할 수 있는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 소둔로(3)의 가열구간(HS) 내에 설치되어 있는 크라운 롤(7, 8, 9)의 크라운을 제어하는 장치에 있어서, 상기 크라운 롤(7, 8, 9)의 하부에 설치된 장치 본체(4a)의 양측부에 내장되는 반원통형 진동 전달관(34)과, 이와 대면하도록 상기 장치 본체(4a)의 양측부에 내장되도록 측면 환봉(35-4)과 중앙부 경사형 환봉(35-5)으로 연결되면서 구동실린더(37)와 축결합하는 다수의 반원통형 이동레일(35-1, 35-2, 35-3)과, 상기 중앙부 경사형 환봉(35-5)을 삽입하여 상기 반원통형 진동 전달관(34)을 관통하는 진동 전달대(38)와, 이의 외측 단부에 베어링블록(33)으로 결합하는 다수의 진동감지롤(31, 32)과, 상기 진동 전달대(38)의 내측 단부에 형성된 롤 접촉부(38a)에 접촉하면서 상기 반원통형 진동 전달관(34)에 와이어(41)를 결합하여 내장되는 진동 전달롤(40-5)과, 상기 와이어(41)를 권취하여 진동을 감지하는 진동 계측기(12)로 이루어지는 웨이브 측정수단과; 상기 웨이브 측정수단이 설치된 장치 본체(4a)의 중앙부에 삽입 장착되면서 길이가 각각 다른 에어노즐 파이프(36-1, 36-2, 36-3)와, 이들의 최내측에 관통 설치되면서 상기 장치 본체(4a)의 상부 중앙부에 위치하여 독립적으로 에어를 분사하는 에어분사노즐(17, 18, 19)로 이루어지는 에어노즐수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 웨이브 측정수단을 구성하는 다수의 진동감지롤(31, 32)은 상기 이동레일(35-2)과 연결할 수 있는 고리가 부착된 이동레일 연결대(39-1)와, 이의 중앙부에 완충스프링(39-6)을 삽입하여 고정되는 베어링 연결봉(39-5)에 고정되는 베어링(39-7)으로 결합되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치를 제공하며,
또한, 본 발명은 상기 웨이브 측정수단을 구성하는 진동 전달롤(40-5)은 이의 상하부에 고정되면서 상기 와이어(41)가 고정되는 진동 전달봉(40-3)과, 이에 삽입되면서 완충스프링(40-2)을 내장하는 진동 전달관(40-4)과, 이의 단부에 상기 완충스프링(40-2)을 지지하도록 고정되는 커버(40-1)로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치를 제공하게 된다.
또한, 본 발명은 상기 웨이브 측정수단을 구성하는 진동 계측기(12)는 상기 와이어(41)의 선단이 감겨져 있는 드럼(43)의 상부에 와이어(41)의 적정 텐션을 유지하도록 축결합하는 모터(42)와, 상기 모터(42)의 상부에 모터의 움직임을 감지하도록 축결합하는 감지센서(44)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 롤(1) 표면을 3등분하여 각각 독립적으로 에어를 분사해 주기 위하여, 크라운 롤(7, 8, 9)의 하부에 설치된 장치 본체(4a)의 중앙부에 삽입 장착되면서 길이가 각각 다른 에어노즐 파이프(36-1, 36-2, 36-3)와, 이들의 최내측에 관통 설치되면서 상기 장치 본체(4a)의 상부 중앙 부에 위치하여 독립적으로 에어를 분사하는 에어분사노즐(17, 18, 19)로 이루어지는 에어노즐부가 구성되고,
크라운 롤(7, 8, 9)을 통과하는 스트립(1)의 에지 웨이브(11)를 감지할 수 있도록 장치본체(4a)의 양측에 유동가능하면서 회전가능하도록 설치되는 다수의 진동감지롤(31-1, 31-2, 31-3)과, 이에 의하여 감지된 진동을 전달하도록 각각의 진동감지롤(31-1, 31-2, 31-3)의 진동전달대(38)에 접촉하는 진동 전달롤(40-5)와, 이에 연결된 와이어(41)의 진동을 감지하도록 연결된 진동 계측기(12)와, 이에 의하여 계측된 진동에 따라 구동되는 구동실린더(37)에 상기 진동감지롤(31-1, 31-2, 31-3)을 이동시키도록 상기 장치본체(4a)에 내장되는 다수의 이동레일(35-1, 35-2, 35-3)로 이루어지는 웨이브 측정부로 구성된다.
이하, 각각의 장치부들을 첨부된 상세 구성도면을 참조하여 상세하세 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 에어노즐부를 도시한 상세 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 에어노즐 파이프커버(15)는 원통형의 모양으로 끝부분에는 각각의 에어분사노즐(17, 18, 19)이 돌출될 수 있는 홀이 천공되어 있으며,
상기 에어노즐 파이프커버(15)에 삽입되는 에어노즐 파이프(36-1, 36-2, 36-3)는 각각의 형상이 조립되었을 때는 원통형의 모양에 맞게 구분되어지는 모양을 같게 된다.
제일 하부에 들어가는 노즐 파이프(36-3)의 길이가 제일 길게 되어 있으며, 끝부분에는 노즐 연결관(21)이 삽입될 수 있는 암나사 형태의 홈이 형성되어 있고, 상기 노즐 파이프(36-3)가 에어노즐 파이프커버(15)에 삽입되어져 끝부분의 홈이 에어 노즐 파이프커버(15)의 세 번째 홈과 일치할 때 상부의 노즐 파이프(36-1, 36-2)의 높이정도의 길이를 갖고 암나사모양의 홈을 갖은 노즐 파이프(36-3)의 끝부분 홈에 노즐 연결관(21)의 수나사 형태를 갖는 끝부분을 을 삽입하여 고정 시키고 노즐연결관(21)과 에어분사노즐(17)을 연결하여 고정시킨다.
두 번째 노즐 파이프(36-2)는 세 번째 노즐 파이프(36-3)보다 길이가 적정길이 이상 짧게 만들어져 끝부분에는 암나사 형태의 홈이 파져 있으며, 상기한 첫 번째 노즐 파이프(36-1)의 높이만큼 되는 노즐 연결관(20)이 상기 세 번째 노즐 파이프(36-3)와 같이 두 번째 노즐 파이프(36-2)에 연결되어지며 노즐 파이프(36-2)에 에어분사노즐(18)이 연결되어진다.
상기 첫 번째 노즐 파이프(36-1)는 두 번째 노즐 파이프(36-2)보다 길이가 적정길이 이상 짧게 만들어져 끝부분에는 암나사 형태의 홈이 파져 있으며, 에어노즐 파이프커버(15)의 첫 번째 홈과 노즐 파이프(36-1)의 홈이 일치 될 때 노즐(19)을 삽입하여 노즐 파이프(36-1)와 연결하여 고정되는 것으로 구성되어진다.
도 5는 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 형상 측정부를 도시한 상세 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스트립에 발생되는 진동을 감지 할 수 있는 다수의 진동 감지롤(31)이 베어링블록(33)의 베어링(39-6)에 체결되어져 아이들(Idle) 한 상태로 조립되어지고,
상기 베어링블록(33)의 끝부분은 다수의 이동레일(35)에 삽입 될 수 있는 연결고리가 돌출 되어진 구조이며, 진동 감지롤(31)의 진동을 전달할 수 있는 진동 전달대(38)가 연결되어져 있다.
이동레일(35) 중의 첫 번째 이동레일(35-3)의 중앙부 경사형 환봉(35-5)과 두 번째 이동레일(35-2)의 중앙부 경사형 환봉(35-5)에 베어링블록(33)의 연결고리 부분이 삽입되어지고, 중앙부 경사형 환봉(35-5)의 한쪽 부분은 반원통 모양의 이동레일(35-2, 35-3)의 밑면중앙부에 부착되고, 다른 한쪽 부분은 밑면의 반대측 끝부분의 중심부에 장착됨으로써 측면 환봉(35-4)과는 평행을 이루지 않는 모양으로 부착되며,
상기 첫 번째 이동레일(35-3)의 측면 환봉(35-4)은 두 번째 이동레일(35-2)의 끝부분에 용접되어 고정되어진다.
상기의 구성으로 만들어진 진동 측정롤(31, 32)이 다수개가 만들어져 장치본체(4a)의 양측부에 연결되어지며, 구동실린더(37)와 연결되어지는 이동레일 연결대(35-1)는 마지막 부분에서 이동레일(35-2)과 용접으로 연결되어 고정되고, 진동 전달대(38)는 반원형의 진동 전달관(34)에 삽입되어지는 것으로 구성되어지며 부분적 상세 설명은 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 형상 측정부의 진동 감지롤의 체결관계를 도시한 분리사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 진동 감지롤(31)의 베어링블록(33)은 사각 박스모양의 내부 홈이 파여져 있고, 전면에는 이동레일(35-2)과 연결할 수 있는 고리가 부착되어 있는 이동레일 연결대(39-1)와 내부 홈에는 삽입되어져 적정거리 이동이 가능한 연결판(39-4)이 삽입되어지고,
상기 연결판(39-4)의 중앙부에 베어링 연결봉(39-5)이 용접으로 고정되고 베어링 연결봉(39-5)이 삽입될 수 있는 홈이 뚫려져 있는 베어링블록 전면케이스(39-2)가 삽입되어져 이동레일 연결대(39-1)와 용접으로 고정되어지고,
상기 베어링블록 전면케이스(39-2) 내부로 삽입되어 돌출 되어있는 베어링 연결봉(39-5)에는 완충스프링(39-6)이 삽입되어진 후 베어링(39-7)의 한쪽 면에 베어링 연결봉(39-5)이 부착되며,
상기 베어링(39-7)은 베어링블록 전면케이스(39-2)의 바닥 턱 부분에 안착되어 전, 후진만 가능하게 삽입되어지고, 베어링블록 후면케이스(39-3)가 베어링블록 전면케이스(39-2)에 용접으로 부착되는 것으로 구성되어진다.
도 7은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치를 구성하는 형상 측정부의 진동전달롤의 연결관계를 도시한 분리사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 진동 탐촉용 레일(40)이 진동 전달관(34) 내부 지정된 위치까지 삽입되어져 진동 전달대(38)의 홈 부분에 삽입되어지면 진동 전달관(34) 외부로 빠지지 않게 볼트(42)로 진동 전달관(34) 외부에서 관통되어있는 홈으로 삽입되어져 진동 전달대(38)가 진동 전달관(34)내부에 고정되면, 도 7의 (A)도에 도시된 바와 같이, 진동 전달대(38)의 움직임에 따라 진동 전달롤(40-5)이 움직이도록 구성된다.
상기 진동 전달롤(40-5)의 상세구성은, 도 7의 (C)도에 도시된 바와 같이, 구멍이 관통되어 있고 입구의 구멍크기 보다 출구의 구멍크기가 작은 구성을 가진 진동 전달관(40-4) 속에 한쪽 부분에 턱이 진 형태의 진동 전달봉(40-3)이 삽입되어지고, 턱이 진 부분의 진동 전달봉(40-3)에 완충 스프링(40-2)이 장착된 후 진동 전달관(40-4) 끝부분을 막을 수 있는 커버(40-1)가 삽입 고정되며, 상기 커버(40-1)의 외관 중심부에 진동 전달 와이어(41)가 용접 되어져 부착된다.
도 7의 (B)도에 도시된 바와 같이, 다수개의 연결판(40)이 설치되어 있으면 전단의 진동전달 와이어(41-1)가 후단의 연결판(40)을 통과하는 지점에는 홀이 형성되어 있고, 후단에서 시작되는 진동전달 와이어(41-2)의 시작지점은 전단진동 전달와이어(41-2)가 지나는 점을 제외한 다른 지점에서 전단진동 전달와이어(41-2)와 평행하게 진행되며,
상기 진동전달 와이어(41)의 출발지점을 유도하는 유도롤(40-6)이 연결판(40) 적정 위치에 고정 되어 있는 것으로 구성된다.
도 8은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치의 전체 결합관계를 도시한 분리사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 롤크라운제어 장치본체(4a)의 양쪽 끝부분은 반원통 모양의 홈이 형성되어 있으며, 조립완료된 반원통 모양의 진동 전달관(34)이 장착되고 진동전달 와이어(41)가 진동 계측기(12)에 장착되며 진동측정 전달와이어(41)의 끝 부분은 드럼(43)에 감겨져 있고,
상기 드럼(43)의 상부에는 와이어(41)의 적정 텐션을 유지해주는 모터(42)가 안착되며, 상기 모터(42) 상부에는 모터의 움직임을 감지하는 감지센서(44)가 안착되어 있다.
상기 이동레일(35)을 이동 시킬 수 있는 구동실린더(37)가 첫 부분의 이동레일(36-1)의 측면에 용접으로 고정되고, 두 번째 이동레일(35-2)과 연결용 이동레일(35-3)에 조립완료된 진동 감지롤(31-3, 31-2, 31-1)이 사각홈이 파져 있는 가이드(4-2)에 삽입된 후 이동레일(35)과 조립되면 각 이동레일(35)의 끝부분이 용접 고정되어진 후 가이드(4-2)가 롤크라운제어 장치본체(4-1)에 용접으로 고정되어지며, 진동 감지롤(31)은 라인에서 생산 되는 스트립(1)의 폭 방향으로 적정 수량 나누어져 설치되는 것으로 구성되어진다.
이하, 본 발명의 작용에 관하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치의 작용상태를 도시한 사시도 및 정단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어를 위한 제어장치의 작용상태를 개념적으로 도시한 개념도이다.
소둔라인에 진입된 정상적인 스트립(1)이 예열 구간에서 150~200℃로 가열된 후 가열구간(HS)에 진입하게 되면 750~900℃ 사이의 적정온도로 급가열이 이루어지는 과정에서 전, 후 스트립(1)의 용접부가 가열구간(HS)에 진입된다는 정보가 라인의 스트립(1) 진행 시스템에서 신호가 오면 구동실린더(37)가 작동되며,
상기 구동실린더(37)에 연결된 롤 이동레일(35-1)이 당겨지게 되고, 각 레일의 중앙부 경사형 환봉(35-5)에 삽입되어진 롤 베어링블록(33)의 연결부가 이동레일(35)의 움직임에 따라 롤 크라운제어 장치본체(4a) 안쪽으로 들어가게 되면서 진행되는 스트립(1)의 용접부와는 간섭이 발생 되지 않으며,
용접부가 가열구간(HS)의 두번째 상부 롤(8)을 지난다는 신호가 라인의 스트립 진행시스템에서 오게 되면 첫 번째 상부 크라운 롤(7) 하부에 장착되어 있는 크라운제어 장치본체(4a)의 구동실린더(37)가 작동되어 직선으로 밀게 되면 이동레일(31)이 크라운제어 장치본체(4a) 안쪽으로 이동되고 이동레일(35)에 연결 되어있는 진동 감지롤(31) 본체는 스트립(1) 쪽으로 나오게 되어 진행 중인 스트립(1) 표면에 밀착되어 무동력 상태인 다수의 진동 감지롤(31, 32)이 스트립(14)의 진행에 따라 회전하게 된다.
가열구간(HS)의 상부 롤(7,8,9)을 지나는 과정에 급가열된 스트립(1)이 길이방향으로 늘어나는 정도가 폭 방향으로 차이가 발생되어 에지 웨이브(11)가 발생되면 발생된 구간의 진동롤(32)에 진동이 심해지며,
상기 진동롤(32)에 연결된 베어링블록(39-2) 내의 베어링(39-7)으로 진동이 전달되면 베어링(39-7)에 부착된 베어링 연결봉(39-5)이 스프링(39-6)으로 인해 전후 직선운동을 하며 베어링 연결봉(39-5)의 전후직선 운동에 따라 베어링 연결봉(39-5) 끝부분에 장착되어 있는 연결판(39-4)이 베어링 연결봉(39-5)과 동일한 움직임을 발생 시키며,
상기 연결판(39-1)에 부착된 진동 전달대(38)로 움직임을 전달해주는 것으로 본 발명을 구성하는 형상측정부가 작용되어진다.
즉 상기 진동 전달대(38)의 움직임으로 인해 진동 전달대(38)의 끝부분에 안착되어 있는 진동 전달롤(40-5)에 진동 전달대(38)의 직선 왕복운동 전달 방향이 직각으로 바뀌어져 움직임이 전달되면, 내부의 진동 전달봉(40-3)에 움직임이 발생되며, 스프링(40-2)으로 인해 왕복운동이 발생되어지고, 진동 전달봉(40-3)의 끝부분에 부착된 진동전달 와이어(41)에 움직임이 전해지면 진동전달 와이어(41)는 연결판(41)의 구멍을 통해 바깥쪽의 와이어 유도롤(40-6)에 의해 와이어(41)의 방향이 바뀐다.
그런 다음, 진동 전달관(34)의 외부로 진행되어진 후 진동 계측기(12) 내부의 드럼(43)에 감겨져 있음으로 진동전달 와이어(41)의 움직임으로 인해 와이어(41)의 텐션이 변화하게 되면 와이어(41)에 정해진 텐션을 유지시켜 주기 위해 모터(42)가 회전하고,
상기 모터(42)의 회전감지센서에서 모터(42)가 회전되는 정도를 파악하여 신호를 롤 크라운제어 시스템에 전송하면 측정된 구간의 반대편 롤 (7) 표면에 설치된 에어노즐 파이프(36)에 에어를 공급하여 크라운 롤(7)의 크라운을 적정수준까지 축소시키게 되며,
크라운 롤(7)의 크라운 축소로 인하여 에지 웨이브(11) 발생정도가 줄어들게 되면 에어 공급정도를 감소시켜 스트립(1)의 사행을 방지하게 되며 에지 웨이브(11)의 발생 정도도 감소시킬 수 있다.
에어분사방법은, 도 10에 도시된 바와 같이, 스트립(1)의 A방향 측에 에지 웨이브(11)가 발생되면 스트립(1)은 초기 센터지점(C-1)에서 벗어나 에지 웨이브(11)가 발생된 방향으로 에지 웨이브(11)의 발생 정도에 따라 센터점(C-2) 이 이동하게 되며,
크라운 롤(7)의 A-10 구간 하부에 설치된 진동 감지롤(31)에서 스트립(1)의 에지 웨이브(11) 발생으로 인한 진동이 발생되어 감지센서(44)에서 진동 발생신호를 롤 크라운 컨트롤 시스템으로 전송하게 되고 롤 크라운 컨트롤 시스템에서는 에지 웨이브(11)발생 반대구간(B-10, B-11)에 설치되어 있는 B방향 측의 에어노즐 파이프(36-1, 36-2)에 에어를 공급하여 크라운 롤(7) 표면에 에어를 분사시키면 크라운 롤(7)의 B방향 측의 B-11 구간과 B-10 구간의 롤 직경이 축소되면서 센터(C2)에서 B방향 측의 크라운 롤(7) 표면에 밀착되어 있는 스트립(1)의 표면장력이 축소되고,
상대적으로 센터(C-2)에서 A방향 측의 크라운 롤(7) 표면에 밀착되어 있는 스트립(1)의 장력이 상승하게 되면 스트립(1)의 길이 방향으로 적정 텐션을 가지고 크라운 롤(7)의 표면에 밀착되어 진행되는 스트립(1)의 경우 크라운 롤(7) 표면에 밀착되는 스트립(1)의 폭 방향으로는 구간별로 동일 장력을 유지하려는 힘이 발생됨으로 장력이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 스트립(1)의 중심부가 이동되며,
A방향 측의 크라운 롤(7) 표면에 밀착 되어 있는 스트립(1)의 표면장력이 커지게 됨으로 웨이브(114)의 발생 정도를 감소시키는 작용을 한다.
에어의 분사정도는 에지 웨이브(11) 발생정도(스트립 굴곡의 크기)에 따라 컨트롤 되도록 작용되어지며, 초기 센터구김(10) 발생시에는 스트립(1)의 중심부(C-1) 이동은 일어나지 않으며,
구간별 에지 웨이브(11) 및 센터구김(10) 발생위치에 따른 에어분사위치는 크라운 롤(7)의 A방향 측의 A-10의 위치에서 에지 웨이브(11)가 발생되면 에어분사는 크라운 롤(7)의 B방향의 B-11 구간과 B-12 구간을 분사할 수 있는 노즐파이프(36-1, 36-2)로 에어가 공급되어 분사되고, 반대방향(B방향)에 에지 웨이브(11)가 발생되면 크라운 롤(7)의 A 방향의 A-10 구간과 A-11 구간 하부에 설치되어 있는 노즐 파이프(36-1, 36-2)에 에어가 공급되어 분사되며, 센터부(C-1)에 구김(10)이 발생되어 진동 감지롤(31)에 진동이 감지되면 양 방향(A방향, B방향) 하부의 모든 노즐파이프(36-1, 36-2, 36-3)로 에어가 공급되어 분사되며,
진동 발생신호가 약해지면 센터부(C-1)를 중심으로 중심부측의 노즐파이프(36-3)에 공급되는 에어를 차단시키도록 하여 센터부(C-1)의 롤 크라운을 확대하여 표면 장력을 상승시켜 스트립(1)의 센터 구김(10) 발생을 방지시키도록 작용 되어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 웨이브가 발생된 정도 및 발생되어지는 위치에 따라 에어 스프레이 양을 조절하여 롤 크라운 정도를 관리하고, 가열구간 내 설치된 상부 롤에 웨이브가 발생되는 위치에 따라 에어가 특정 롤에만 에어가 분사 되어 웨이브 미발생 구간의 롤 은 에어가 스프레이 되지 않도록 하여 웨이브발생을 억제시킬 수 있으며,
스트립 웨이브 및 센터구김 발생시 가열구간 내에서의 스트립의 사행정도 관리를 정밀하게 할 수 있음으로 라인에 투입되는 스트립의 두께를 종래보다 하향 설정할 수 있는 아주 유용한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 소둔로(3)의 가열구간(HS) 내에 설치되어 있는 크라운 롤(7, 8, 9)의 크라운을 제어하는 장치에 있어서,
    상기 크라운 롤(7, 8, 9)의 하부에 설치된 장치 본체(4a)의 양측부에 내장되는 반원통형 진동 전달관(34)과, 이와 대면하도록 상기 장치 본체(4a)의 양측부에 내장되도록 측면 환봉(35-4)과 중앙부 경사형 환봉(35-5)으로 연결되면서 구동실린더(37)와 축결합하는 다수의 반원통형 이동레일(35-1, 35-2, 35-3)과, 상기 중앙부 경사형 환봉(35-5)을 삽입하여 상기 반원통형 진동 전달관(34)을 관통하는 진동 전달대(38)와, 이의 외측 단부에 베어링블록(33)으로 결합하는 다수의 진동감지롤(31, 32)과, 상기 진동 전달대(38)의 내측 단부에 형성된 롤 접촉부(38a)에 접촉하면서 상기 반원통형 진동 전달관(34)에 와이어(41)를 결합하여 내장되는 진동 전달롤(40-5)과, 상기 와이어(41)를 권취하여 진동을 감지하는 진동 계측기(12)로 이루어지는 웨이브 측정수단과;
    상기 웨이브 측정수단이 설치된 장치 본체(4a)의 중앙부에 삽입 장착되면서 길이가 각각 다른 에어노즐 파이프(36-1, 36-2, 36-3)와, 이들의 최내측에 관통 설치되면서 상기 장치 본체(4a)의 상부 중앙부에 위치하여 독립적으로 에어를 분사하는 에어분사노즐(17, 18, 19)로 이루어지는 에어노즐수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이브 측정수단을 구성하는 다수의 진동감지롤(31, 32)은 상기 이동레일(35-2)과 연결할 수 있는 고리가 부착된 이동레일 연결대(39-1)와, 이의 중앙부에 완충스프링(39-6)을 삽입하여 고정되는 베어링 연결봉(39-5)에 고정되는 베어링(39-7)으로 결합되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웨이브 측정수단을 구성하는 진동 전달롤(40-5)은 이의 상하부에 고정되면서 상기 와이어(41)가 고정되는 진동 전달봉(40-3)과, 이에 삽입되면서 완충스프링(40-2)을 내장하는 진동 전달관(40-4)과, 이의 단부에 상기 완충스프링(40-2)을 지지하도록 고정되는 커버(40-1)로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이브 측정수단을 구성하는 진동 계측기(12)는 상기 와이어(41)의 선단이 감겨져 있는 드럼(43)의 상부에 와이어(41)의 적정 텐션을 유지하도록 축결합하는 모터(42)와, 상기 모터(42)의 상부에 모터의 움직임을 감지하도록 축결합하는 감지센서(44)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열구간의 크라운 롤의 구간별 크라운 제어장치.
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