KR101388269B1 - 가속냉각용 소재 안내장치 및 이를 갖는 가속냉각설비 - Google Patents

가속냉각용 소재 안내장치 및 이를 갖는 가속냉각설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉각영역으로 진입되는 소재를 감지하는 감지유닛; 및 상기 감지유닛으로부터 감지 신호를 전송 받아, 상기 소재의 중심축선을 상기 냉각영역에 미리 설정된 기준이동경로를 따르도록 상기 소재를 이동을 안내하는 안내유닛을 포함하는 가속냉각용 소재 안내장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 소재 안내장치를 갖는 가속냉각설비도 제공한다.

Description

가속냉각용 소재 안내장치 및 이를 갖는 가속냉각설비{STEEL GUIDE APPARATUS FOR ACCELERATED COOLING AND ACCELERATED COOLING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 가속냉각설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재를 균일하게 냉각시킬 수 있는 가속냉각용 소재 안내장치 및 이를 갖는 가속냉각설비에 관한 것이다.
일반적으로, 에이치 형강(H-beam)은 웨브부의 양 단에 플랜지부가 구비된 소재로서, 토목, 건축, 그리고 기계분야에서 널리 사용된다.
상기 에이치 형강은 연주기에서 제조된 강재를 가열로에서 재열하여 열간 압연하여 제조된다.
에이치 형강(H-beam)은 열간 압연 공정에서 조압연기, 중간 압연기, 사상 압연기 등을 통해 순차적으로 압연된 후 냉각된다.
여기서, 저온 충격 보증강의 생산 공법 중 하나로, 압연 후 가속냉각을 시행함으로써, 금속의 내부 조직을 미세하게 형성시킨다.
이때, 상기 에이치 형강은 굽어지거나 휨의 발생을 방지하기 위해, 형강의 양측 플랜지부와 웨브부 간의 냉각 조건을 균일하게 형성하여야 한다.
본 발명과 관련된 선행문헌에는, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0001007호(2012.01.04)가 있으며, 상기 선행문헌에는 가속냉각 전에 소재에 대한 후판사행 정보를 측정하는 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은, 에이치 형강과 같은 소재를 균일하게 가속 냉각시키도록 하여 냉각이 소재의 변형을 최소화할 수 있는 가속냉각용 소재 안내장치 및 이를 갖는 가속냉각설비를 제공한다.
일양태에 있어서, 본 발명은 냉각영역으로 진입되는 소재를 감지하는 감지유닛; 및 상기 감지유닛으로부터 감지 신호를 전송 받아, 상기 소재의 중심축선을 상기 냉각영역에 미리 설정된 기준이동경로를 따르도록 상기 소재의 이동을 안내하는 안내유닛을 포함하는 가속냉각용 소재 안내장치를 제공한다.
상기 안내유닛은, 상기 기준이동경로를 경계로 양측부에 배치되는 다수의 가이드 롤러와, 상기 각 가이드 롤러를 상기 소재의 폭 방향을 따라 이동시켜 상기 소재의 양측면을 구름 지지시키는 구동부와, 상기 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 소재의 중심축선을 상기 기준이동경로를 따르도록 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 소재는, 일정 길이를 갖고, 서로 평행한 한 쌍의 플랜지와, 상기 각 플랜지의 중앙부를 길이 방향을 따라 연결하는 연결부재를 구비하는 에이치 형강이고, 상기 각 가이드 롤러는 상기 각 플랜지의 외측면을 구름 지지하는 것이 바람직하다.
상기 제어부에는, 상기 소재의 상기 중심축선의 제 1위치 정보와, 상기 소재의 폭 정보와, 상기 기준이동경로의 제 2위치 정보가 미리 설정되는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 상기 제 1위치 정보와 상기 제 2위치 정보가 일치되는 경우의 상기 각 가이드 롤러와 상기 소재의 폭 사이의 이동폭을 산출하고, 상기 구동부를 사용하여 상기 각 가이드 롤러를 상기 이동폭의 변위로 이동되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 감지유닛은, 상기 냉각영역의 입구부 인근에 설치되고, 상기 냉각영역의 출구부 인근에는, 상기 냉각영역으로부터 배출되는 상기 소재를 감지하는 다른 감지유닛이 더 설치될 수 있다.
상기 다수의 가이드 롤러는, 상기 냉각영역의 입구부 및 출구부 인근에서, 서로 나란하도록 다수의 쌍으로 배치될 수도 있다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 상기 소재 안내 장치; 및 상기 냉각영역의 양측부에 설치되며, 상기 기준이동경로를 따라 이동되는 상기 소재로 냉각수를 분사하는 냉각수 분사유닛을 포함하는 가속냉각설비를 제공한다.
본 발명은 에이치 형강과 같은 소재를 냉각영역에 미리설정되는 기준이동경로를 따라 이동 및 냉각시킴으로써, 균일 냉각 및 소재 자체의 안정적인 물성을 확보하여 제품 향상을 도모할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 소재의 사행상태를 기준이동경로를 따르도록 교정하여 냉각영역으로 진입시키고 균일냉각을 이룰 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 가속냉각용 소재 안내장치의 배치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 냉각영역으로 소재가 진입되기 이전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 소재의 이동이 안내되는 것을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 냉각영역으로 소재의 직진도를 형성하는 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 구동부의 일 예를 보여주는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 가속냉각용 소재 안내장치 및 가속냉각설비를 설명한다.
도 1은 본 발명의 가속냉각용 소재 안내장치의 배치를 보여준다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 가속 냉각용 소재 안내장치는 가속냉각설비에 포함되는 장치인 것이 바람직하다.
상기 가속냉각설비는 압연기(1)의 후방에 연속선상으로 설치되고, 압연기(1)로부터 압연된 소재(10)를 가속냉각하는 장치이다.
또한, 상기 소재 안내장치는 가속냉각설비의 구성에 포함된다.
도 2는 본 발명에 따르는 냉각영역으로 소재가 진입되기 이전의 상태를 보여준다.
도 2를 참조 하면, 본 발명의 가속냉각설비는 냉각영역(400)으로 진입되는 소재(10)의 양측부에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사유닛(410)을 구비한다.
또한, 본 발명에 따르는 소재(10)는 일정 길이를 갖는 한 쌍의 플랜지(11)와, 각 플랜지(11)의 내측 중앙부를 길이 방향을 따라 연결하는 연결부재(12)를 갖는 에이치(H) 형강인 것이 좋다.
상기 소재 안내장치는 감지유닛(100)과, 안내유닛으로 구성된다.
상기 감지유닛(100)은 냉각영역(400)으로 진입되는 소재(10)를 감지할 수 있다, 따라서, 상기 감지유닛(100)은 상기 냉각영역(400)의 입구부(401)의 인근에 설치될 수 있다. 상기 입구부(401)는 도 2에서 소재(10)가 진입되는 좌측부일 수 있다.
상기 감지유닛(100)은 소재(10)의 양측면, 예컨대, 에이치 형강의 경우 한 쌍의 플랜지(11) 외측면까지의 거리값을 측정하는 위치센서인 것이 좋다. 상기 위치센서는 비접촉식 센서로서, 발광부 및 수광부를 갖는 광센서 또는 초음파 센서일 수 있다.
상기 안내유닛은, 다수의 가이드 롤러(300)와, 구동부(500)와, 제어부(600)로 구성된다.
상기 다수의 가이드 롤러(300)는 냉각영역(400)의 입구부(401)와 냉각영역(400)의 출구부(402)에 설치될 수 있다.
즉, 상기 다수의 가이드롤러(300)는 입구측 가이드 롤러(310)와, 출구측 가이드 롤러(320)로 구성될 수 있다.
상기 입구측 가이드 롤러(310)는 소재(10)의 이동경로를 경계로 양측부에 위치되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다.
상기 출구측 가이드 롤러(320)는 소재(10)의 이동경로를 경계로 양측부에 위치되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다.
물론, 상기 입구측 및 출구측 가이드 롤러(310,320)는 한 쌍 이상으로 구성될 수도 있다.
상기 구동부(500)는 상기 다수의 가이드 롤러(300)를 소재(10)의 폭방향을 따라 이동시키는 장치이다. 상기 폭방향은 후술되는 냉각영역(400)에 미리설정되는 기준이동경로(SL)와 직교를 이루는 방향인 것이 좋다.
여기서, 상기 구동부(500)는 상기 다수의 가이드 롤러(300)의 이동을 연동시킬 수도 있으며, 상기 다수의 가이드 롤러(300)를 한 쌍 단위를 이루어 독립적으로 이동시키거나, 각 가이드 롤러(300)를 개별적으로 이동시키도록 할 수도 있다.
상기 구동부(500)의 예는 후술하기로 한다.
상기 제어부(600)는, 상기 구동부(500)를 사용하여 상기 다수의 가이드 롤러(300)를 이동시키도록 하는 역할을 한다.
상기 제어부(600)에는, 상기 진입되는 소재(10)의 중심축선(CL)에 대한 제 1위치정보가 미리설정되고, 상기 냉각영역(400)에서의 기준이동경로(SL)에 대한 제 2위치정보가 미리설정될 수 있다.
이에 더하여, 상기 제어부(600)에는 상기 각 가이드 롤러(300)의 이동 전 위치 또는 원위치에 대한 롤러 위치가 미리 설정될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(600)는, 냉각영역(400)으로 진입되는 소재(10)의 중심축선(CL)이 상기 기준이동경로(SL)를 따르도록 상기 구동부(500)의 작동을 제어할 수 있다.
다음은, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 가속냉각용 소재 안내장치의 작용을 설명한다.
도 2를 참조 하면, 소재(10)는 압연공정 이후에, 냉각영역(400)의 입구부 인근으로 이동될 수 있다.
이때, 다수의 가이드 롤러(300)는 원위치 또는 롤러위치에서 대기된다.
냉각영역(400)의 입구부 인근에 배치된, 감지유닛(100)은 소재가 냉각영역으로 진입됨을 감지하고, 이 감지된 신호를 제어부(600)로 전송한다.
상기 제어부(600)는, 미리 설정된 소재(10)의 중심축선(CL)과 냉각영역(400)의 기준이동경로(SL)를 서로 일치시킬 수 있는 소재(10)의 폭방향을 따르는 오차 거리값(Le)을 산출한다.
이때, 상기 제어부(600)는 상기 오차 거리값(Le)에 해당되는 입구측 가이드 롤러(310)의 이동폭(L)을 산출한다.
도 3은 도 2의 소재(10)의 이동이 안내되는 것을 보여준다.
도 3을 참조 하면, 상기 제어부(600)는 상기 입구측 가이드 롤러(310)가 한 쌍으로 구성되는 경우, 서로 마주보는 방향을 따라 이동되도록 구동부(500)의 작동을 제어한다.
이때, 입구측 가이드 롤러(310)는 원위치로부터 이동된다.
따라서, 상기 한 쌍의 입구측 가이드 롤러(310)는 소재(10)의 양측면을 구름 지지하면서, 소재(10)의 중심축선(CL)을 상기 기준이동경로(SL)에 일치시킬 수 있다.
그러므로, 상기 소재(10)는 냉각영역(400)의 내부로 진입되면서, 그 중심축선(CL)이 기준이동경로(SL)에 일치되어 이동되기 때문에, 직진도가 확보될 수 있고, 냉각영역(400) 내부에서 양측면에 대한 균일한 냉각이 이루어질 수 있다.
즉, 냉각영역(400)에서, 소재(10)의 양측면으로 분사되는 냉각수 분사거리는 일정하게 유지되어 소재(10)에 대한 균일냉각이 이루어질 수 있다.
이때, 소재(10)는 도 1에 도시된 다수의 롤러 테이블(R)에 의하여 이송된다.
한편, 출구측의 다른 감지유닛(200) 역시, 입구측에 배치된 감지유닛(100)과 마찬가지로, 냉각영역(400)으로 배출되는 소재(10)를 감지할 수 있다.
그리고, 출구측 가이드 롤러(320) 역시, 상기 입구측 가이드 롤러(310)의 동작과 실질적으로 동일하게 구동된다.
따라서, 소재(10)는 냉각이후에 냉각영역(400)으로부터 배출되면서, 그 중심축선(CL)이 기준이동경로(SL)를 따르도록 조절될 수 있다.
한편, 냉각영역으로 다른 사이즈의 소재가 진입되는 경우에, 본 발명에 따르는 제어부(600)에는 서로 다른 사이즈를 갖는 소재(10)의 폭 및 중심축선(CL)의 제 1위치정보와 같은 제품 정보가 미리설정되는 것이 좋다.
따라서, 입구측 및 출구측 가이드 롤러(310,320)의 이동폭(L)의 최대는, 롤러 위치와 소재(10)의 폭 사이의 거리값을 이룬다.
이에 따라, 본 발명은 서로 다른 폭을 갖는 소재(10)가 냉각영역(400)으로 진입하는 경우에도, 상술한 감지유닛(100,200) 및 안내유닛을 사용하여, 소재(10)를 냉각영역(400)에서 직진도를 확보하여 이동시키도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따르는 냉각영역으로 소재의 직진도를 형성하는 예를 보여준다.
본 발명에 따르는 입구측 가이드 롤러(310)와 입구측의 감지유닛(110)은 두 쌍으로 구성될 수 있다. 물론, 상기 입구측 가이드 롤러(310)와 입구측의 감지유닛(110)은 두 쌍 이상으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 두 쌍의 입구측의 감지유닛(110)은 진입되는 소재(10)의 각측면에서 두 위치에 대한 거리값을 측정하여 제어부(600)로 전송한다.
상기 제어부(600)에는 소재(10)의 중심축선(CL)의 제 1위치정보와 기준이동경로(SL)의 제 2위치정보가 미리설정된다.
따라서, 상기 제어부(600)는 상기 제 1,2위치 정보가 서로 동일해질 수 있도록 두 쌍의 입구측 가이드 롤러(310)를 구동부(500)를 사용하여 이동시킬 수 있다.
따라서, 상기 두 쌍의 입구측 가이드 롤러(310)는 상기 제어부(600)에 의해 각 쌍 별로 이동이 제어될 수 있다.
이의 구성을 참조하면, 소재(10)는 냉각영역(400)으로 진입되면서 기준이동경로(SL)로부터 사행된 상태를 벗어나 기준이동경로(SL)를 따라 이동될 수 있다.
이러한 경우, 본 발명은 사행되어 냉각영역(400)으로 진입되는 소재(10)의 양측면 다수 위치를 가이드 롤러(310)를 사용하여 구름 지지하도록 함으로써, 그 중심축선(CL)을 기준이동경로(SL)와 일치시키고 소재(10)의 직진도를 효율적으로 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따르는 구동부의 일 예를 보여준다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따르는 구동부(500)는 각 쌍의 가이드 롤러(300)를 동시에 이동시킬 수 있다.
상기 구동부(500)는 플레이트(510)와, 상기 플레이트(510) 상에서 폭조절이 가능하도록 이동되는 한 쌍의 축(512) 및, 상기 한 쌍의 축(512)을 이동시키는 이동부(520)로 구성될 수 있다.
상기 각 축(512)에는 가이드 롤러(310)가 회전되도록 설치된다.
상기 플레이트(510)에는 한 쌍의 슬라이딩 홀(511)이 형성된다. 상기 각 슬라이딩 홀(511)은 냉각영역(400)의 기준이동경로(SL)와 직교되는 방향을 따르되, 일정의 갭을 이룬다.
따라서, 상기 한 쌍의 가이드 롤러(310)는 한 쌍의 축(512)이 각 슬라이딩 홀(511)을 따라 폭 조절이 가능한 방향을 따라 이동될 수 있다.
상기의 예는 구동부(500)의 일 예이며, 각 가이드 롤러(310)를 독립적으로 이동시키도록 구성될 수도 있다. 상기 가이드 롤러(310)는 '320'의 도면번호로 지징된 가이드 롤러일 수 있다.
10 : 소재 100 : 감지유닛
200 : 다른 감지유닛 300 : 가이드 롤러
310 : 입구측 가이드 롤러 320 : 출구측 가이드 롤러
400 : 냉각영역 410 : 냉각수 분사 유닛
500 : 구동부 600 : 제어부
CL : 중심축선 SL : 기준이동경로

Claims (8)

  1. 냉각영역으로 진입되는 소재를 감지하는 감지유닛; 및
    상기 감지유닛으로부터 감지 신호를 전송 받아, 상기 소재의 중심축선을 상기 냉각영역에 미리 설정된 기준이동경로를 따르도록 상기 소재의 이동을 안내하는 안내유닛을 포함하되,
    상기 안내 유닛은, 상기 냉각영역의 입구부 인근의 다수 위치에서 상기 소재를 순차적으로 안내하여 상기 기준이동경로를 따르도록 안내하고,
    상기 감지유닛은 상기 냉각영역의 입구부 인근과 상기 냉각영역의 출구부 인근에서 상기 소재를 감지하고,
    상기 안내 유닛은 상기 냉각영역으로부터 배출되는 소재의 중심축선이 상기 기준이동경로를 따르도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안내유닛은,
    상기 기준이동경로를 경계로 양측부에 배치되는 다수의 가이드 롤러와,
    상기 각 가이드 롤러를 상기 소재의 폭 방향을 따라 이동시켜 상기 소재의 양측면을 구름 지지시키는 구동부와,
    상기 구동부와 전기적으로 연결되며, 상기 소재의 중심축선을 상기 기준이동경로를 따르도록 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 소재는,
    일정 길이를 갖고, 서로 평행한 한 쌍의 플랜지와, 상기 각 플랜지의 중앙부를 길이 방향을 따라 연결하는 연결부재를 구비하는 에이치 형강이고,
    상기 각 가이드 롤러는 상기 각 플랜지의 외측면을 구름 지지하는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부에는,
    상기 소재의 상기 중심축선의 제 1위치 정보와, 상기 소재의 폭 정보와, 상기 기준이동경로의 제 2위치 정보가 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1위치 정보와 상기 제 2위치 정보가 일치되는 경우의 상기 각 가이드 롤러와 상기 소재의 폭 사이의 이동폭을 산출하고,
    상기 구동부를 사용하여 상기 각 가이드 롤러를 상기 이동폭의 변위로 이동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 감지유닛은, 상기 냉각영역의 입구부 인근에 설치되고,
    상기 냉각영역의 출구부 인근에는, 상기 냉각영역으로부터 배출되는 상기 소재를 감지하는 다른 감지유닛이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 가이드 롤러는,
    상기 냉각영역의 입구부 및 출구부 인근에서, 서로 나란하도록 다수의 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 하는 가속냉각용 소재 안내장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 소재 안내 장치; 및
    상기 냉각영역의 양측부에 설치되며, 상기 기준이동경로를 따라 이동되는 상기 소재로 냉각수를 분사하는 냉각수 분사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 가속냉각설비.
KR1020120045055A 2012-04-30 2012-04-30 가속냉각용 소재 안내장치 및 이를 갖는 가속냉각설비 KR101388269B1 (ko)

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JPH09108705A (ja) * 1995-10-20 1997-04-28 Nkk Corp 形鋼の圧延方法及びその装置
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JP2006231361A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Jfe Steel Kk Ｈ形鋼の冷却ライン設備
KR100916060B1 (ko) 2002-12-14 2009-09-08 주식회사 포스코 압연소재의 걸림을 방지하는 사이드 가이드의 제어장치

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