KR100997359B1 - 금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 특히 온간 압연을 행하는 냉간 압연기의 형상 검출 롤에 있어서, 센서 간극으로의 이물질 침입에 의해 발생되는 검출 이상을 방지하고, 판 파단의 저감과 롤 교환 빈도의 연장을 도모하는 것으로, 금속 스트립의 냉간 압연기의 형상 검출 롤의 폭 방향 거의 전체에 조업 중 항상 외부로부터 물을 분사하고, 또한 물을 분사한 부위로부터 롤 회전 방향 출구측으로 스크레이퍼를 접촉시킨다. 냉간 압연기가 리버스 라인인 경우, 스크레이퍼는 물을 분사한 부위로부터 롤 회전 방향으로 입구측과 출구측의 2개 설치한다.

형상 검출 롤, 스크레이퍼, 금속 스트립, 냉간 압연기, 스프레이 헤더

Description

금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법 {METHOD FOR USING SHAPE-DETECTING ROLL OF METAL STRIP}

도1은 본 발명에 관한 형상 검출 롤의 전체도.

도2는 본 발명에 관한 형상 검출 롤의 센서부 단면도.

도3은 본 발명의 사용 방법을 도시한 장치 배치도.

도4는 본 발명의 사용 방법에 있어서의 우측 회전시의 상황을 도시한 도면.

도5는 본 발명의 사용 방법에 있어서의 좌측 회전시의 상황을 도시한 도면.

도6은 종래의 사용 방법에 있어서의 팩터치의 변화를 나타낸 그래프.

도7은 본 발명의 사용 방법에 있어서의 팩터치의 변화를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 롤 보디

3 : 센서 커버

7 : 스크레이퍼

8 : 스프레이 헤더

[문헌 1] 일본 특허 공개 소54-68283호 공보

[문헌 2] 일본 실용신안 공개 소62-167109호 공보

[문헌 3] 일본 실용신안 공개 평1-132944호 공보

[문헌 4] 일본 특허 제297177호 공보

본 발명은, 금속 스트립의 처리 라인에 있어서의 형상 검출 롤의 사용 방법에 관한 것이다.

금속 스트립의 처리 라인에서는, 종래부터 일본 특허 공개 소54-68283호 공보에 개시된 바와 같이 폭 방향으로 하중 검지 센서를 조립한 형상 검출 롤을 금속 스트립에 접촉시켜, 금속 스트립의 폭 방향의 장력 분포를 측정하고 있다. 특히, 냉간 압연기에 있어서는 이를 바탕으로 금속 스트립의 형상을 산정하여, 목표로 하는 형상으로 제어하는 것이 행해지고 있다.

이 형상 검출 롤에 대해서는, 예를 들어 일본 실용신안 공개 소62-167109호 공보 및 일본 실용신안 공개 평1-132944호 공보에 개시되어 있지만, 도1에 도시한 바와 같은 형태로 도2에 도시한 바와 같은 센서를 구비하고 있다. 그리고 롤 보디(1)와 센서 커버(3) 사이에는, 롤 보디로부터의 하중을 차단하기 위해 수십 ㎛의 간극이 마련되어 있다.

그런데, 금속 스트립의 처리 라인에서는 금속 스트립 표면에 부착된 철가루나 오일이 형상 검출 롤에 부착되는 것은 피할 수 없으며, 이 부착물은 앞서 서술한 센서의 간극에 침입하여 센서의 감도가 열화되어, 금속 스트립의 실 형상과는 다른 형상을 표시하기 때문에 이를 바탕으로 제어를 행하고 있는 압연기에서는 판 파단을 발생시키는 경우가 많다. 또한, 이 상태로부터 벗어나기 위해서는 형상 검출 롤을 교환할 필요가 있어, 큰 라인 능률 저하를 초래하고 있었다.

상기 문제를 해결하는 수단으로서, 조업 중에 세정을 행하는 방법을 생각할 수 있다. 예를 들어 특허 제297177호 공보에는, 형상 검출 롤에 물을 뿌리고, 또한 검출 결과에 따라 오물이 부착되었다고 판정하면, 다시 브러쉬를 접촉시켜 퇴적물을 제거하는 구성이 개시되어 있다.

특히, 스테인레스나 전자(電磁) 강판 등 금속 스트립 온도를 고온으로 하여 냉간 압연을 행하는 경우, 형상 검출 롤도 어느 정도의 온도 상승은 피할 수 없지만 그 때에 압연 오일의 변질(폴리머화)이나 수분의 증발에 의해 고정 부착되어 센서의 간극이 막히게 되어 버려, 센서의 감도 열화가 매우 빠른 것이 판명되었다.

이를 해결하는 방법으로서, 형상 검출 롤을 냉각하는 방법을 생각할 수 있지만 형상 검출 롤은 센서로부터의 배선 등이 있으므로, 롤 내부에 냉매를 통과시키는 방법은 구조가 복잡해져 채용할 수 없다. 따라서, 앞서 서술한 특허 제297177호 공보에 개시된 바와 같이 물을 뿌려 냉각하는 방법을 생각할 수 있지만, 최근의 라인의 고속화로 인해 뿌려진 물이 비산하여 주변의 계측 기기에 영향을 미치는데다가, 냉각에 충분한 양의 물을 뿌리면 형상 검출 롤과 금속 스트립의 접촉면에 도달하여 형상 검출 롤이 슬립하여 정확한 형상을 검출할 수 없어진다. 이 결과, 판 파단에 이른다.

본 발명은, 형상 검출 롤을 조업 중 항상 냉각, 세정함으로써 이러한 문제를 해소하여, 장기간 안정적으로 형상 검출 롤을 사용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 요지는 다음과 같다.

(1) 금속 스트립의 냉간 압연기의 형상 검출 롤이며, 센서가 금속 스트립과 직접 접할 수 있게 센서가 배치된 형상 검출 롤의 폭 방향 거의 전체에, 조업 중 항상 외부로부터 물을 분사하고, 또한 물을 분사한 부위로부터 롤 회전 방향 출구측으로 스크레이퍼를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법.

(2) 냉간 압연기가 리버스 라인이고, 스크레이퍼는 물을 분사한 부위로부터 롤 회전 방향으로 입구측과 출구측의 2개 설치하는 것을 특징으로 하는 (1)의 금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법.

(3) 압연 중인 스트립의 최고 온도가 100 내지 500 ℃인 것을 특징으로 하는 (1), (2)에 기재된 금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법.

본 발명에 의해, 형상 검출 롤의 센서 간극으로의 이물질 고정 부착에 기인하는 검출 이상이 없어져 이에 따른 형상 검출 롤 교환은 모두 없어지고, 판 파단 발생율은 이전의 10분의 1이 되는 등 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있었다.

본 발명은, 상기한 문제를 해결하기 위해 조업 중에 외부로부터 물을 분사하 고, 롤 회전 방향 출구측에 설치한 스크레이퍼를 접촉시킴으로써 롤을 대략 200 ℃ 이하로 냉각하여 세정하는 것을 특징으로 하고 있다.

도3은 본 발명의 사용 방법을 설명하는 측면도이다. 금속 스트립의 리버스 압연 라인에 있어서, 압연기, 디플렉터 롤, 그 사이에 설치된 형상 검출 롤의 하부에 스프레이 헤더와 우측 회전용 스크레이퍼, 좌측 회전용 스크레이퍼를 설치하고 있다. 이 형상 검출 롤(1)에 대해, 스프레이 헤더(8)로부터 물을 분사하고 스크레이퍼(7)에 의해 물을 제거한다.

금속 스트립이 형상 검출 롤의 상부에 있는 경우, 물을 분사하는 헤더는 형상 검출 롤 하부에 설치하고, 스크레이퍼는 헤더 위치로부터 롤 회전 방향의 출구측으로 설치한다.

여기서, 회전 방향이 일방향인 탠덤 압연기나 연속 프로세스 라인 중의 압연기 등에서는, 스크레이퍼는 회전 방향 출구측에 1개 설치하면 좋지만, 회전 방향이 양방향인 리버스 라인에서는 스크레이퍼는 입구측과 출구측의 2개 설치한다. 이 때, 우측 회전시에는 도4와 같이, 좌측 회전시에는 도5와 같이 운전한다.

이 냉각, 세정 효과에 의해, 철가루나 오일 등이 형상 검출 롤 표면의 간극에 침입하는 것을 최소한으로 억제하여 침입한 것이 고정 부착되는 것을 방지함으로써, 항상 정확한 형상을 검출할 수 있다.

스프레이 헤더는, 롤 전체 폭에 물이 뿌려지도록 설치한다. 수량이나 수압은 특별히 규정하지 않는다. 소량의 수량이라도 어느 정도의 효과를 얻을 수 있으므로, 형상 검출 롤의 온도와 스크레이퍼의 탈수 능력에 따라서 적절하게 결정해도 좋다. 또한, 형상 검출 롤은 고속 회전체로 인해 롤 표면의 물을 스크레이퍼로 완전하게 제거하는 것은 불가능하며, 물 비산이나 형상 검출 롤의 슬립을 방지하기 위해 남은 물은 증발에 의해 무해화시킬 필요가 있다. 따라서, 스트립판 온도 저하 등에 의해 형상 검출 롤 온도가 50 ℃ 이하로 저하된 경우에는 물을 정지시킬 수 있도록 물 분사와 정지를 자동 제어 혹은 원격으로 조작을 할 수 있는 것이 바람직하다.

냉매는 물을 이용하는 것이 바람직하지만, 압연기의 쿨란트를 유용하는 등 냉각액으로서 유효한 것을 이용해도 좋다.

스크레이퍼는 원칙적으로 롤축에 평행하고, 롤 전체 폭에 접촉하도록 설치한다. 단, 접촉하는 장소에 따라서는 형상 검출에 영향을 미치기 때문에, 형상 검출에 영향을 미치지 않는 부위에 설치할 필요가 있다. 형상 검출 롤에서는 검출 가능 위치가 원주 방향으로 복수 부위 존재하지만, 어떤 검출 가능 위치가 스트립에 닿아 있을 때에 스크레이퍼가 다른 검출 가능 위치와 접촉하지 않도록 할 필요가 있다. 예를 들어, 검출점이 40 °마다 9 부위점 존재하는 경우, 스크레이퍼의 설치 위치는 40 °의 배수의 위치에 해당되지 않도록 설치한다.

스크레이퍼의 재질은 브러쉬, 고무 등이 바람직하고, 형상 검출에 영향을 미치지 않으므로 두께는 25 mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 롤에의 압착력을 조정할 수 있는 기구를 갖고, 교환을 용이하게 하기 위해 측면으로부터의 인출 및 장착할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 것이면 롤·압축 공기 등의 탈수 수단에 의한 스크레이퍼라도 상관없다.

또한, 롤에 뿌려진 물이 탈수되기까지의 시간이 긴 쪽이 냉각 효과는 높기 때문에, 스프레이 헤더와 스크레이퍼의 설치 위치는 멀수록 바람직하다.

본 발명은 특히, 스트립의 최고 온도가 100 내지 500 ℃가 되는, 이른바 고온 압연을 행하는 압연기에 있어서 효과가 있다. 이러한 경우, 형상 검출 롤이 고온이 되어 압연 오일의 고정 부착을 일으키고 형상 검출 롤 표면의 간극에 침입한다. 본 발명의 방법에 의해 형상 검출 롤 온도를 300 ℃ 이하, 바람직하게는 250 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150 ℃, 100 ℃ 이하로 유지하면 상기 고정 부착을 방지할 수 있다. 또한, 스트립의 최고 온도가 10O ℃ 이하인 경우는, 압연 오일의 고정 부착 등의 영향은 작기 때문에 본 발명을 이용하는 효과도 작아진다.

<제1 실시예>

리버스 라인의 냉간 압연기에 설치된 형상 검출 롤에 대해, 표 1에 나타내는 대책을 강구하여 약 3개월간씩 연속 조업을 행하였다. 그 때의 평가를 표 1에 나타낸다. 이 때, 처리량의 대략 절반이 온간 압연으로, 스트립의 최고 온도는 대략 400 ℃였다.

	설비 대책	평가
종래	스프레이, 스크레이퍼 없음	×	형상 검출 롤 이상에 의해 능률 저하.
대책 1	스프레이만	×	형상 검출 롤이 슬립하여 오검출 및 물 비산에 의해 주변 계측 기기에 영향을 미쳤음.
대책 2	스프레이 + 좌측 회전용 스크레이퍼	○	상기 문제는 해소하였으나 냉각, 세정 효과는 불충분.
대책 3	스프레이 + 좌우측 회전용 스크레이퍼	◎	상기 문제는 해소, 냉각, 세정 효과 충분.

× : 불량, ○ : 양호, ◎ : 매우 양호

이 간극의 이물질 고정 부착 유무는, 센서에 일정 하중을 가하고, 그에 대한 센서가 검지한 하중의 비율로 평가할 수 있다. 이를 팩터치라 하고, 다음 식으로 구한다.

팩터치 = 가한 하중 ÷ 검지한 하중

이 팩터치는 1 이상이고, 1보다 커질수록 간극에 이물질이 고정 부착되어 있는 것을 나타내고 있다. 팩터치의 신품과 3개월 사용 후의 데이터를 도6에 나타낸다. 3개월 사용 후에, 스트립이 빈도 높게 지나는 센터부 부근은 팩터치가 대폭 상승하고 있는 것을 알 수 있다.

대책 1에서는, 형상 검출 롤의 슬립과 물 비산에 의해 압연이 불가능하였으므로, 대책 2로서 좌측 회전시의 탈수용으로서 스크레이퍼를 설치하였다. 그 결과, 좌측 회전시에만 스프레이를 내어 스크레이퍼로 탈수를 행함으로써 좌측 회전 방향의 압연은 가능해졌지만, 도7에 나타낸 바와 같이 팩터치는 상승하였다.

또한 대책 3으로서 스크레이퍼를 증설하고, 양방향의 압연으로 스프레이를 내어 스크레이퍼로 탈수를 행함으로써 압연 중 항시 냉각, 세정이 가능해지고, 도7에 나타낸 바와 같이 팩터치 상승을 억제할 수 있었다.

본 발명에 따르면, 형상 검출 롤을 조업 중 항상 냉각, 세정함으로써 장기간 안정적으로 형상 검출 롤을 사용하는 방법을 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 금속 스트립의 냉간 압연기의 형상 검출 롤의 사용 방법이며,

   상기 냉간 압연기는 리버스 라인이고, 상기 형상 검출 롤에는 상기 금속 스트립과 직접 접할 수 있게 센서가 배치되고, 조업 중 상기 형상 검출 롤의 폭 방향 전체에 외부로부터 물을 분사하고, 물을 분사한 부위로부터 롤 회전 방향으로 입구측과 출구측에 2개 설치한 스크레이퍼를 접촉시키고, 상기 형상 검출 롤에 대한 물 분사의 분사 및 정지를 제어하여 상기 형상 검출 롤의 온도를 50℃ 이상으로 유지시켜 상기 스크레이퍼의 접촉 후에 상기 형상 검출 롤에 남은 물을 증발시키는 것을 특징으로 하는, 금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법.
2. 제1항에 있어서,

   압연 중인 상기 금속 스트립의 최고 온도는 100 내지 500 ℃인 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 형상 검출 롤의 사용 방법.
3. 삭제

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