KR101344327B1 - 소재 형상 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소재 형상 측정장치에 관한 것으로, 소재를 폭압연하는 폭압연부와, 폭압연된 소재를 이송하는 이송롤러부와,, 이송롤러부를 사이에 두고 한 쌍이 서로 대향되게 설치되는 지지축과, 지지축에 일단부가 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 이송롤러부에 의해 이송되는 소재의 일측면과 접촉되며, 지지축과 결합되는 일단부에는 소재의 일측면과의 접촉에 의한 회전을 감지하는 엔코더가 내장되는 측정유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소재 형상 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING SHAPE OF SLAB}

본 발명은 소재 형상 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재와의 접촉을 통해 소재의 폭 형상을 정확하게 측정할 수 있는 소재 형상 측정장치에 관한 것이다.

일반적인 철강 제조는 용선을 생산하는 제선 공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강 공정, 액체 상태의 철이 고체로 되는 연주 공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연 공정으로 이루어진다.

압연 공정은 연주 공정에서 생산된 슬래브, 블룸 등의 중간 소재를 회전하는 여러 개의 롤러 사이를 통과시켜 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말하며 크게 열간 압연과 냉간 압연으로 나뉜다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2004-0012079호(2004. 02. 11 공개, 발명의 명칭 : 폭 압연용 에저 롤의 하부 커플링 장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 소재와의 접촉을 통해 소재의 폭 형상을 정확하게 측정할 수 있는 소재 형상 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 소재 형상 측정장치는: 소재를 폭압연하는 폭압연부; 폭압연된 상기 소재를 이송하는 이송롤러부; 상기 이송롤러부를 사이에 두고 한 쌍이 서로 대향되게 설치되는 지지축; 및 상기 지지축에 일단부가 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 상기 이송롤러부에 의해 이송되는 상기 소재의 일측면과 접촉되며, 상기 지지축과 결합되는 일단부에는 상기 소재의 일측면과의 접촉에 의한 회전을 감지하는 엔코더가 내장되는 측정유닛을 포함한다.

바람직하게는, 상기 측정유닛은, 상기 지지축에 회전 가능하게 결합되 회동부; 상기 회동부에 결합되고, 상기 소재를 향해 연장 형성되는 연장바; 및 상기 연장바의 단부에 구비되고, 상기 소재의 일측면과 접촉되는 접촉부를 포함하고, 상기 회동부에는 상기 소재 일측면과의 접촉에 의한 상기 연장바의 회전을 감지하는 상기 엔코더가 내장되고, 상기 엔코더는 상기 연장바의 회전이 감지되면 감지신호를 제어부에 전송한다.

더 바람직하게는, 상기 접촉부는, 상기 연장바의 단부에 회전 가능하게 결합되는 원통 형상의 롤러이다.

더 바람직하게는, 상기 소재의 이동 시 상기 접촉부가 상기 소재와 밀착되도록 상기 연장바를 일정 압력으로 가압하는 가압부재를 더 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 가압부재는, 상기 이송롤러부의 측방에 직립 설치되는 지지대; 및 일단부가 상기 지지대에 고정되고, 타단부가 상기 연장바를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함한다.

본 발명에 따르면, 폭 압연 후 소재의 폭 형상을 정확하게 측정할 수 있고, 이를 토대로 조압연 폭 정도 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치에 소재가 진입되기 전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치에 의해 소재의 폭 형상이 측정되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 소재가 통과한 후의 상태를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소재 형상 측정장치의 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 나타낸 정면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치에 소재가 진입되기 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치에 의해 소재의 폭 형상이 측정되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치를 소재가 통과한 후의 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치는 폭압연부(10), 이송롤러부(20), 지지축(30), 측정유닛(40), 제어부(50), 가압부재(60)를 포함하여 이루어진다.

폭압연부(10)는 조압연에서 생산되는 소재(S)의 폭을 제어하기 위하여 폭압연을 수행한다. 본 실시예에서의 폭압연부(10)는 사이징 프레스(Slab Sizing Press)를 포함하여 이루어진다.

폭압연부(10)에서 압연된 소재(S)는 이송롤러부(20)에 의해 후공정으로 이송된다. 이송롤러부(20)는 폭압연부(10)의 후방에 배치된다. 이송롤러부(20)는 소재(S)를 후공정으로 이송하는 이송롤러(부호 생략)와, 이송롤러의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 롤러지지대(도시 생략)를 포함하여 이루어진다.

지지축(30)은 이송롤러부(20)를 사이에 두고, 한 쌍이 서로 대향되게 설치된다. 이러한 지지축(30)은 후술할 측정유닛(40)의 회동부(41)의 회전 중심축을 이룬다.

측정유닛(40)은 지지축(30)에 일단부가 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 이송롤러부(20)에 의해 이송되는 소재(S)의 일측면과 접촉된다. 지지축(30)과 결합되는 측정유닛(40)의 일단부에는 소재(S)의 일측면과의 접촉 시 측정유닛(40)이 회전될 때 이를 감지하는 엔코더(44)가 내장된다.

구체적으로, 측정유닛(40)은 회동부(41), 연장바(42), 접촉부(43), 엔코더(44)를 포함한다.

회동부(41)는 지지축(30)에 회전 가능하게 결합된다. 연장바(42)는 회동부(41)에 결합되고, 소재(S)를 향해 연장 형성된다. 본 실시예에서 연장바(42)는 판재 형상으로 형성된다. 이는 후술할 가압부재(60)와의 결합을 용이하게 하기 위한 것이나, 이러한 형상에 한정되지 아니함은 물론이다.

접촉부(43)는 연장바(42)의 단부에 구비되어 소재(S)의 일측면과 직접 접촉되는 부분이다. 접촉부(43)는 연장바(42)의 단부에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 본 실시예에서 접촉부(43)는 원통 형상의 롤러로 형성되며, 연장바(42)의 단부에 힌지 결합되어 소재(S)와의 접촉 시 자유 회전된다.

이와 같이 접촉부(43)가 원통 형상의 롤러로 구성되고, 연장바(42)의 단부에 회전 가능하게 결합되는 경우, 소재(S)와의 접촉 시 접촉부(43)와 소재(S) 사이에 발생되는 마찰을 줄일 수 있어 접촉부(43)의 수명을 연장시킬 수 있다. 물론, 그 반대로 접촉부(43)가 소재(S)에 가하는 충격량도 줄일 수 있으므로 소재(S)가 손상되는 것을 억제할 수도 있다.

회동부(41)에는 연장바(42)의 회전을 감지하는 엔코더(44)가 내장된다. 엔코더(44)는 연장바(42)의 회전이 감지되면 감지신호를 제어부(50)에 전송한다. 제어부(50)는 엔코더(44)에서 전송되는 감지신호를 토대로 소재(S)의 폭 형상을 추정할 수 있다.

가압부재(60)는 소재(S)의 이동 시(도 6 참조) 접촉부(43)가 소재(S)와 밀착 상태를 유지하도록 연장바(42)를 일정 압력으로 가압한다. 이를 위해 가압부재(60)는 지지대(61)와, 탄성부재(62)를 구비한다.

지지대(61)는 이송롤러부(20)의 측방에 직립 설치된다. 탄성부재(62)는 일단부가 지지대(61)에 고정되고, 타단부가 연장바(42)를 탄성 지지함으로서, 연장바(42)의 단부에 설치되는 접촉부(43)가 소재(S)의 이송 시 소재(S)와 밀착된 상태를 유지하도록 한다. 이를 통해 소재(S)의 선단부에서 미단부에 이르기까지 접촉부(43)가 소재(S)와 접촉되므로, 소재(S)의 전구간에 대한 폭 형상을 정확하게 측정할 수 있게 된다.

한편, 소재(S)가 측정유닛(40)이 설치된 지점을 통과한 경우에는 가압부재(60)에서 제공되는 압력에 의해 측정유닛(40)의 접촉부(43)는 도 7과 같이 소재(S)의 이송 경로 안으로 들어오게 된다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 형상 측정장치의 작동원리를 설명한다.

폭압연된 소재(S)는 이송롤러부(20)에 의해 후공정으로 이송된다. 소재(S)의 선단부가 측정유닛(40)이 설치된 위치에 도달하게 되면 이송롤러부(20)는 정지하게 된다. 이때 이송롤러부(20)를 기준으로 양측에 한 쌍이 배치되는 접촉부(43)는 소재(S) 선단부의 측면에 각각 놓여지게 된다.

일측의 접촉부(43)는 소재(S)의 일측면에서 소재(S)의 폭 형상을 측정하고, 타측의 접촉부(43)는 소재(S)의 타측면에서 소재(S)의 폭 형상을 측정한다.

본 실시예에 따르면, 일측에 설치되는 측정유닛(40)은 소재(S)의 일측편에서 회전각도(θ1)를 측정하여 이를 제어부(50)에 전송한다. 여기서 회전각도(θ1)란 지지축(30)을 중심으로, 지지축(30)에서 수직으로 내린 가상선과 연장바(42)가 이루는 각도를 의미한다. 마찬가지로, 타측에 설치되는 측정유닛(40)은 소재(S)의 타측편에서의 회전각도(θ2)를 측정하여 이를 제어부(50)에 전송한다.

제어부(50)는 양측의 측정유닛(40)에서 전송된 회전각도(θ1, θ2)값을 토대로 소재(S)의 일측편과 타측편에서의 폭 형상을 파악한다. 여기서 소재(S)의 양측편에서의 폭 형상은 소재(S)의 폭을 파악함으로써 추정할 수 있다. 소재(S)의 폭은 [W = L- A1 ?? A2]에 의해 구해진다. 여기서 W는 소재(S)의 폭이고, L은 양측의 지지축(30) 사이의 거리이고, A1은 일측의 지지축(30)으로부터 소재(S)의 일측면까지의 거리이며, A2는 타측의 지지축(30)으로부터 소재(S)의 타측면까지의 거리이다.

한편, A1은 다음의 [계산식 1]로 구해진다.

[계산식 1]

여기서 P1은 일측의 지지축(30)의 중심에서 접촉부(43)의 중심까지의 거리이고, R은 접촉부(43)의 직경이다.

한편, A2는 다음의 [계산식 2]로 구해진다.

[계산식 2]

여기서 P2는 타측의 지지축(30)의 중심에서 접촉부(43)의 중심까지의 거리이고, R은 접촉부(43)의 직경이다.

폭 압연이 된 소재(S)에는 도그본이 소재(S)의 길이 방향으로 전 구간에 걸쳐 생성된다. 따라서 소재(S)의 폭 형상이 불균일하게 형성되는데, 소재(S)가 이송롤러부(20)를 통해 후공정으로 이송되는 과정에서, 측정유닛(40)을 소재(S)와 직접 접촉시키는 경우 소재(S)의 폭 형상을 오차 없이 정확하게 측정할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 폭압연부 20 : 이송롤러부
30 : 지지축 40 : 측정유닛
41 : 회동부 42 : 연장바
43 : 접촉부 44 : 엔코더

Claims (5)

1. 소재를 폭압연하는 폭압연부;
   폭압연된 상기 소재를 이송하는 이송롤러부;
   상기 이송롤러부를 사이에 두고 한 쌍이 서로 대향되게 설치되는 지지축; 및
   상기 지지축에 일단부가 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 상기 이송롤러부에 의해 이송되는 상기 소재의 일측면과 접촉되며, 상기 지지축과 결합되는 일단부에는 상기 소재의 일측면과의 접촉에 의한 회전을 감지하는 엔코더가 내장되는 측정유닛을 포함하고,
   상기 측정유닛은, 상기 지지축에 회전 가능하게 결합되는 회동부;
   상기 회동부에 결합되고, 상기 소재를 향해 연장 형성되는 연장바; 및
   상기 연장바의 단부에 구비되고, 상기 소재의 일측면과 접촉되는 접촉부를 포함하고,
   상기 회동부에는 상기 소재 일측면과의 접촉에 의한 상기 연장바의 회전을 감지하는 상기 엔코더가 내장되고, 상기 엔코더는 상기 연장바의 회전이 감지되면 감지신호를 제어부에 전송하고,
   상기 소재의 이동 시 상기 접촉부가 상기 소재와 밀착되도록 상기 연장바를 일정 압력으로 가압하는 가압부재를 더 포함하고,
   상기 가압부재는, 상기 이송롤러부의 측방에 직립 설치되는 지지대; 및
   일단부가 상기 지지대에 고정되고 타단부가 상기 연장바에 고정되며, 상기 소재가 한 쌍의 상기 접촉부 사이를 통과하는 동안 상기 접촉부가 상기 소재와 밀착되도록 상기 연장바를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 형상 측정장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 접촉부는, 상기 연장바의 단부에 회전 가능하게 결합되는 원통 형상의 롤러인 것을 특징으로 하는 소재 형상 측정장치.
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