KR101149144B1

KR101149144B1 - 압연재의 온도 측정 장치

Info

Publication number: KR101149144B1
Application number: KR1020090068107A
Authority: KR
Inventors: 임갑수; 박영국
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2012-06-01
Also published as: WO2011010806A3; US20120073342A1; CN102472675A; JP5755641B2; JP2012529044A; WO2011010806A2; KR20110010508A; US8826711B2

Abstract

본 발명은 압연재의 온도 측정 장치에 관한 것으로, 압연재의 표면에 꽂혀져 단부가 꽂혀져 압연재의 온도를 감지하는 온도 측정 기기부와, 상기 온도 측정 기기부를 압연재의 이송 방향에 대응되게 이동시키는 이동 기기부와, 상기 온도 측정 기기부를 승하강 작동시켜 온도 측정 기기부의 단부를 압연재의 표면에 꽂고 빼내는 승하강 기기부를 포함한 것이다.

본 발명은 온도 측정부재가 압연재의 표면에 꽂혀진 상태로 압연재와 동일한 속도로 이동되면서 온도 측정을 위한 충분한 시간을 확보함은 물론 온도 측정부재에 의한 압연재의 표면 손상을 발생시키지 않게 되는 것이다.

Description

압연재의 온도 측정 장치{Apparatus for measuring temperature of Rolling Steel}

본 발명은 압연재의 온도 측정 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 가열로 내에서 가열된 압연재의 온도를 정확히 측정할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 압연공정의 기본이 되는 열간압연공정은 연속 주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편 즉, 압연재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 후 조압연, 중간압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 최종 압연 제품을 생산하는 것이다.

가열로는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 압연재가 내부로 장입된 후 압연재를 자체적으로 이동시키면서 가열하는 장치로 통상 내부가 예열대, 가열대, 균열대로 구분되어 압연재를 이동시키면서 열간 압연을 위해 적합한 온도로 점차 가열하게 되는 것이다.

한편, 가열로는 연소를 통해 가열로 내 분위기 온도를 제어함으로써 제어되며, 이때 압연재의 배출온도를 예측하여 제어하고 있다.

그러나 압연재의 배출온도를 정확히 예측하는 것에는 한계가 있어 가열로 내 의 온도를 정확히 제어하기 어려운 문제점이 있어 가열로에서 배출된 압연재의 온도를 파이로미터(Pyrometer)와 같은 비접촉식 복사 온도계로 측정하여 가열로 내의 온도를 제어하고 있다.

상기 비접촉식 복사 온도계는 고온체로부터 방출되는 복사 에너지를 측정하는 것으로, 직접 접촉할 수 없는 고온체의 온도를 측정하기 용이한 것으로 제철 공장에서 상기한 바와 같이 가열로에서 가열된 압연재의 온도를 측정하는 데 뿐만 아니라 제강 중인 로 내의 온도를 측정하는 등 여러 용도로 폭넓게 사용되고 있다.

그러나, 파이로미터미터와 같은 비접촉식 복사 온도계는 제강 공정 내에서 사용되는 경우 제강 공장 내에서 발생하는 먼지 및 수증기 등의 이물질에 의해 복사 에너비를 측정하는데 방해를 받아 계측의 신뢰성이 낮아지는 문제점이 있었던 것이다.

또한 비접촉식 복사 온도계는 온도를 측정하려는 대상물체의 복사열 이외에 외부의 다른 복사열이 렌즈로 유입되어 정확한 계측이 어렵고, 계측의 신뢰성이 더 낮은 문제점이 있었던 것이다.

특히, 제강 공장 내부는 제강 공정 및 압연 공정에서 발생하는 열과 먼지, 수증기 등의 이물질이 많이 존재하여 비접촉식 복사 온도계로 대상물체의 정확한 온도를 측정하기 불가능하였던 것이다.

본 발명의 목적은 가열로에서 배출되는 압연재의 온도를 정확히 측정하여 가열로 내의 온도를 정확히 제어할 수 있도록 하는 압연재의 온도 측정 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 압연재의 표면에 꽂혀져 단부가 꽂혀져 압연재의 온도를 감지하는 온도 측정 기기부와;

상기 온도 측정 기기부를 압연재의 이송 방향에 대응되게 이동시키는 이동 기기부와;

상기 온도 측정 기기부를 승하강 작동시켜 온도 측정 기기부의 단부를 압연재의 표면에 꽂고 빼내는 승하강 기기부를 포함한 압연재의 온도 측정 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.

상기 온도 측정 기기부는 상기 승하강 기기부에 의해 승하강 작동되는 온도 측정 본체부재와;

상기 온도 측정 본체부재의 단부에 돌출되며, 단부가 뾰족하며 내부에 열을 전달하는 충진재가 충진된 탐침부재와;

상기 탐침부재의 내부에 삽입되며 온도를 감지하는 온도 센서부재를 포함한 것이다.

상기 온도 측정 기기부는 상기 온도 측정 본체부재의 승하강 이동을 안내하 는 승하강 가이드부재를 더 포함하는 것이다.

상기 승하강 가이드부재는 상기 이동 기기부의 하부면에서 수직으로 세워지며 서로 마주보는 면에 수직 방향으로 가이드 홈이 형성된 가이드 프레임을 포함하며,

상기 온도 측정 본체부재는 상기 가이드 프레임 사이에 개재되며 상기 가이드 프레임의 가이드 홈에 이동가능하게 결합하는 이동 가이드 돌기가 양 측면에 각각 돌출된 것이다.

상기 이동 가이드 돌기의 단부면에는 상기 가이드 홈의 내측면과 접촉되어 구르는 볼이 압입되어 돌출된 것이다.

압연재의 이송 속도를 감지하는 속도 감지 센서와;

상기 속도 감지 센서와 상기 이동 기기부에 연결되어 이동 기기부의 작동을 제어하고, 상기 승하강 기기부에 연결되어 승하강 기기부의 작동을 제어하는 제어부 및 상기 온도 측정 기기부에 연결되어 온도 센서부재에서 감지된 온도 측정 데이터를 보관하는 데이터 저장부를 더 포함한 것이다.

상기 제어부는 상기 속도 감지 센서에 의해 감지된 압연재의 이송 속도에 대응되는 속도로 상기 온도 측정 기기부가 이동되게 상기 이동 기기부의 작동을 제어하는 것이다.

본 발명은 가열로에서 가열되어 배출된 압연재의 온도를 정확히 측정하여 가열로 내의 온도를 정확히 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 가열로의 로온을 정확히 제어하여 압연 제품의 품질을 향상시키고, 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 도시한 개략도로서, 가열로의 출구 측에서 압연재를 이송하는 롤러 테이블의 상부에 본 발명이 장착된 예를 나타내고 있다.

도 2는 본 발명의 저면도로서, 본 발명의 온도 측정 기기부의 평면 구조를 나타내고 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 요부확대 단면도로서, 본 발명의 탐침부재 내부 구성을 상세히 나타내고 있다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 사용 상태도로서, 온도 측정 기기부가 하강 작동으로 탐침부대가 압연재의 하부로 꽂혀 압연재의 온도를 측정하고, 승강 작동으로 원위치로 복귀되는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명의 온도 측정 기기부(10)는 후술될 승하강 기기부(30)에 의해 승하강 작동되는 온도 측정 본체부재(11)와;

상기 온도 측정 본체부재(11)의 단부에 돌출되며, 단부가 뾰족하며 내부에 열을 전달하는 충진재(12a)가 충진된 탐침부재(12)와;

상기 탐침부재(12)의 내부에 삽입되며 온도를 감지하는 온도 센서부재(13)를 포함한다.

또 상기 온도 측정 기기부(10)는 상기 온도 측정 본체부재(11)의 승하강 이동을 안내하는 승하강 가이드부재(14)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 온도 측정 기기부(10)는 가열로의 출구 측에서 압연재(1)를 이송하는 롤러 테이블(2)의 상부 측에서 상기 탐침부재(12)의 단부가 하향 되게 장착됨으로써 후술될 승하강 기기부(30)에 의해 하강, 승강 작동을 반복하게 되는 것이다.

상기 승하강 가이드부재(14)는 도 2에서 도시한 바와 같이 후술될 이동 기기부(20)의 하부면에서 수직으로 세워지며 서로 마주보는 면에 수직 방향으로 가이드 홈(14b)이 형성된 가이드 프레임(14a)을 포함한다.

또 상기 온도 측정 본체부재(11)는 상기 가이드 프레임(14a) 사이에 개재되며 상기 온드 측정 본체부재(11)의 양 측면에는 상기 가이드 프레임(14a)의 가이드 홈(14b)에 이동가능하게 결합하는 이동 가이드 돌기(11a)가 각각 돌출된다.

상기 이동 가이드 돌기(11a)의 단부면에는 가이드 홈(14b)의 내측면과 접촉되어 구르는 볼(11b)이 압입되어 돌출된다.

즉, 상기 온드 측정 본체부재(11)는 후술될 승하강 기기부(30)로 하강 또는 승강될 때 이동 가이드 돌기(11a)가 가이드 프레임(14a)의 가이드 홈(14b)을 따라 이동되면서 수직 방향으로 왕복 이동하는 것이다.

또한 상기 볼(11b)은 가이드 홈(14b)의 내측면과 접촉되어 구르면서 상기 온드 측정 본체부재(11)가 원활히 승하강 작동되게 한다.

상기 상기 탐침부재(12)는 경도가 높고 열전도율도 높은 초경합금 등의 합금으로 제조되어 압연재(1)의 하부로 원활하게 꽂혀 압연재(1)의 내부로 삽입될 수 있는 것이다.

또 상기 탐침부재(12)는 적어도 일면이 개방되어 내부에 충진된 충진재(12a)가 노출되게 형성되며, 충진재(12a)의 내부에는 압연재(1)의 온도를 측정하는 온도 센서부재(13)가 삽입된다.

상기 온도 센서부재(13)는 열전대를 사용하는 것을 기본으로 하며, 상기 열전대는 제베크효과를 이용하여 넓은 범위의 온도를 측정하기 위해 두 종류의 금속으로 만든 장치로 공지의 것으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 충진재(12a)는 열전도도가 높은 은, 구리, 금, 알루미늄 중 어느 하나가 사용되어 내부에 삽입된 열전대로 압연재(1)의 온도를 원활히 전달하는 것이다.

한편, 상기 온도 측정 기기부(10)는 가열로의 출구 측에 설치되는 이동 기기부(20)에 의해 롤러 테이블(2)을 타고 이송되는 압연재(1)의 이송 방향에 대응되게 직선 왕복 이동하는 것이다.

상기 이동 기기부(20)는 압연재(1)를 이송하는 롤러 테이블(2)의 상부에서 압연재(1)의 이송방향으로 배치되는 레일부재(21)와;

상기 레일부재(21)에 이동 가능하게 결합하며 레일부재(21)에 결합되어 구르는 복수의 바퀴(22a)를 구비하며 하부면에 상기 온도 측정 기기부(10)가 장착되는 이동 몸체부재(22)와;

상기 이동 몸체부재(22)의 복수의 바퀴(22a) 중 적어도 어느 하나에 동력을 전달하여 이동 몸체부재(22)를 직선 왕복시키는 주행 모터(23)와;

상기 주행 모터(23)의 회전력을 상기 바퀴(22a)로 전달하는 동력 전달 수단( 미도시)을 포함한다.

상기 동력 전달 수단은 주행 모터(23)의 회전력을 바퀴(22a)로 전달하는 공지의 구성을 포함한 것으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

즉, 상기 이동 몸체부재(22)는 주행 모터(23)의 정, 역회전에 의해 바퀴(22a)가 회전되어 구르면 레일부재(21)를 따라 직선 왕복 이동하게 되는 것이다.

한편, 상기 온도 측정 기기부(10)는 승하강 기기부(30)에 의해 하강 또는 승강되어 가열로에서 배출된 후 롤러 테이블(2)을 타고 이송되는 압연재(1)의 표면에 탐침부재(12)를 꽂고 빼내게 작동되는 것이다.

상기 승하강 기기부(30)는 상기 가이드 프레임(14a) 사이에서 수직으로 회전 가능하게 세워지며 상부가 온드 측정 본체부재(11)의 상부에 나사 결합하는 스크류부재(31)와;

상기 스크류부재(31)를 정, 역 회전시키는 모터(32)를 포함한다.

상기 모터(32)는 전기 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 것으로 발생된 회전력은 상기 스크류부재(31)에 연결되는 감속 기어 박스(미도시)를 통해 전달되는 것이다.

상기 모터(32)는 전기 전원을 공급받아 정회전 또는 역회전되어 회전력을 발생시키고, 발생된 회전력은 감속 기어 박스를 통해 스크류부재(31)로 전달되어 스크류부재(31)를 회전시키게 된다.

상기 온도 측정 본체부재(11)는 상기 스크류부재(31)가 회전하면 회전 방향 에 따라 스크류부재(31)를 따라 승하강되는 것이다.

상기 승하강 기기부(30)는 도시하지는 않았지만, 상기 가이드 프레임(14a) 사이에서 피스톤 로드가 하향되게 세워져 설치되며 하향된 피스톤 로드의 단부가 상기 온드 측정 본체부재(11)의 상부에 연결되는 유압 실린더를 사용할 수도 있으며 이외에도 상기 온드 측정 본체부재(11)를 승하강시키는 어떠한 구조도 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

또 본 발명은 롤러 테이블(2)을 타고 이송되는 압연재(1)의 속도를 감지하는 속도 감지 센서(40)와, 상기 이동 기기부(20) 즉, 주행 모터(23)에 연결되어 상기 속도 감지 센서(40)로 감지된 압연재(1)의 이송 속도에 대응되는 속도로 온도 측정 기기부(10)를 이동시키며, 상기 승하강 기기부(30) 즉, 모터(32)에 연결되어 모터(32)의 작동을 제어하는 제어부(50) 및 상기 온도 측정 기기부(10)에 연결되어 온도 센서부재(13)에서 감지된 온도 측정 데이터를 보관하는 데이터 저장부(60)를 더 포함한다.

즉, 상기 제어부(50)는 압연재(1)의 이송속도와 동일하게 온도 측정 기기부(10)를 이동시키도록 주행 모터(23)의 회전 수를 제어하고, 상기 승하강 기기부(30)의 모터(32) 작동을 제어하여 온드 측정 본체부재(11)를 승하강 작동시키는 것이다.

또, 상기 데이터 저장부(60)는 온도 센서부재(13)에서 측정된 온도를 저장하여 가열로 내의 온도을 제어할 수 있는 데이터를 제공하는 것이다.

본 발명을 사용하여 가열로에서 배출된 압연재(1)의 온도를 측정하는 과정은 하기와 같다.

일단 본 발명은 가열로에서 배출된 압연재(1)를 이송하는 롤 테이블의 상부에서 상기 탐침부재(12)가 하향되게 설치된다.

그리고 도 4에서 도시한 바와 같이 상기 온드 측정 본체부재(11)는 가열로에서 압연재(1)가 배출되어 롤러 테이블(2)을 타고 이송되는 중에 상기 승하강 기기부(30)로 하강되어 상기 탐침부재(12)가 압연재(1)의 표면에 꽂혀 삽입되게 된다.

그리고 상기 온드 측정 본체부재(11)는 이동 기기부(20)의 작동으로 압연재(1)의 이송 속도와 동일한 속도 이동되며, 이 때 압연재(1)의 열이 충진재(12a)를 통해 온도 센서부재(13), 즉, 열전대로 전달되어 압연재(1)의 온도를 정확히 측정하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 온도 측정이 완료된 후에 상기 온드 측정 본체부재(11)는 상기 승하강 기기부(30)에 의해 승강되어 탐침부재(12)가 압연재(1)의 표면에서 빼내지고 상기 이동 기기부(20)에 의해 역방향으로 이동되어 원위치로 복귀되는 것이다.

상기한 과정이 반복되면서 가열로에서 배출되는 압연재(1)의 온도를 연속해서 검출하며, 검출된 데이터는 데이터 저장부(60)로 저장되는 것이다.

본 발명은 온도 측정부재가 압연재(1)의 표면에 꽂혀진 상태로 압연재(1)와 동일한 속도로 이동되면서 온도 측정을 위한 충분한 시간을 확보함은 물론 온도 측정부재에 의한 압연재(1)의 표면 손상을 발생시키지 않게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어 나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 구성을 도시한 개략도

도 2는 본 발명의 저면도

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 요부확대 단면도

도 4 내지 도 5는 본 발명의 사용 상태도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 압연재 2 : 롤러 테이블

10 : 온도 측정 기기부 11 : 온도 측정 본체부재

12 : 탐침부재 13 : 온도 센서부재

14 : 승하강 가이드부재 20 : 이동 기기부

21 : 레일부재 22 : 이동 몸체부재

23 : 주행 모터 30 : 승하강 기기부

31 : 스크류부재 32 : 모터

40 : 속도 감지 센서 50 : 제어부

60 : 데이터 저장부

Claims

압연재의 표면에 단부가 꽂혀 압연재의 온도를 감지하는 온도 측정 기기부와;

상기 온도 측정 기기부를 압연재의 이송 방향에 대응되게 이동시키는 이동 기기부와;

상기 온도 측정 기기부를 승하강 작동시켜 온도 측정 기기부의 단부를 압연재의 표면에 꽂고 빼내는 승하강 기기부를 포함하며,

상기 온도 측정 기기부는 상기 승하강 기기부에 의해 승하강 작동되는 온도 측정 본체부재와;

상기 온도 측정 본체부재의 단부에 돌출되며, 단부가 뾰족하며 내부에 열을 전달하는 충진재가 충진된 탐침부재와;

상기 탐침부재의 내부에 삽입되며 온도를 감지하는 온도 센서부재와;

상기 온도 측정 본체부재의 승하강 이동을 안내하는 승하강 가이드부재를 포함하며,

상기 승하강 가이드부재는 상기 이동 기기부의 하부면에서 수직으로 세워지며 서로 마주보는 면에 수직 방향으로 가이드 홈이 형성된 가이드 프레임을 포함하며,

상기 온도 측정 본체부재는 상기 가이드 프레임 사이에 개재되며 상기 가이드 프레임의 가이드 홈에 이동가능하게 결합하는 이동 가이드 돌기가 양 측면에 각각 돌출된 것을 특징으로 하는 압연재의 온도 측정 장치.
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청구항 1에 있어서,

상기 이동 가이드 돌기의 단부면에는 상기 가이드 홈의 내측면과 접촉되어 구르는 볼이 압입되어 돌출된 것을 특징으로 하는 압연재의 온도 측정 장치.
청구항 1에 있어서,

압연재의 이송 속도를 감지하는 속도 감지 센서와;

상기 속도 감지 센서와 상기 이동 기기부에 연결되어 이동 기기부의 작동을 제어하고, 상기 승하강 기기부에 연결되어 승하강 기기부의 작동을 제어하는 제어부 및 상기 온도 측정 기기부에 연결되어 온도 센서부재에서 감지된 온도 측정 데 이터를 보관하는 데이터 저장부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 압연재의 온도 측정 장치.
청구항 6에 있어서,

상기 제어부는 상기 속도 감지 센서에 의해 감지된 압연재의 이송 속도에 대응되는 속도로 상기 온도 측정 기기부가 이동되게 상기 이동 기기부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연재의 온도 측정 장치.