KR101524056B1 - 바 휨 현상 개선 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열간 압연 공정에서 바 휨 현상을 개선하기 위한 장치로서, 압연기의 입측에 위치하여, 바의 측부에서 바를 촬영하는 제 1 및 제 2 스캔부; 바의 휨 정도를 산출하는 제 1 및 제 2 산출부; 및 제 1 및 제 2 산출부로부터 바의 휨 정도를 수신하여, 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 바의 휨 정도에 따라 압연기의 상하 압연롤의 회전 속도를 제어하여, 이들 휘어진 바를 개선 즉, 펼 수 있는 효과를 제공한다.

Description

바 휨 현상 개선 장치{APPARATUS FOR INPROVING BENDED BAR}
본 발명은 바(bar)의 휨 현상을 개선하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 열간 압연 공정에서 압연기를 통과한 철강 소재인 바(bar)의 전단과 후단이 상향 또는 하향으로 휘는 형상이 발생하는 경우, 이를 압연기를 이용하여 개선하기 위한 장치에 관한 기술 분야이다.
열간 압연(hot rolling mill) 공정 중에서, 조질 압연 공정은 최종 공정(finishing mill)에서 작업 가능하도록 바(bar)의 두께를 감소시키며, 바의 폭을 고객이 원하는 폭으로 압연하는 설비이다.
바는 압연기가 그 누르는 힘에 의해 원하는 두께만큼 압연하게 되는데, 바의 전단부(head)와 후단부(tail)는 바람직하지 않게도, 휨 현상이 발생하게 된다.
도 1은 종래 열간 압연 공정에서 바(bar)의 전단에 휨 현상이 발생하는 것을 도시한 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 바(1)는 하향(A) 또는 상향(B)으로 휘게 되는데, 상향(B)으로 휘게 되면, 압연기(10 내지 30)에 진입할 때, 압연기의 상부 압연롤(10a, 20a, 30a)에 충돌하여 설비의 파손 또는 장애를 발생시키는 문제점을 유발하였다. 반대로, 바(1)의 전단이 하향(A)으로 휘게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 이송롤(2)과 충돌하게 되어, 이송롤(2)의 파손이나 불량을 유발하는 문제점을 가지고 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위한 종래의 기술로는, "씨씨디 촬상장치를 이용한 조압연공정의 소재 상향 휨온라인 검출장치 및 그 검출방법(출원 번호 제10-1999-0055966호)," "조압연공정의 바 상향 휨 감시방법 및 그 장치(출원 번호 제10-1998-0059807호)" 등이 있으나, 이들 기술들은 바(1)의 휨 정도의 검출 또는 센싱하는 것에만 그치며, 이를 압연기로 개선하기 위한 기술적 사상은 개시하지 못하고 있었다. 즉, 이들 기술로는 휘어진 바(1)의 문제점을 근본적으로 개선할 수는 없으며, 단지 문제점의 발견만 가능한 것에 그치는 기술이었다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 바의 휨 현상을 인식하고, 그 휨 정도를 자동으로 산출할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 바의 휨 현상을 개선할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
셋째, 바의 휨 현상을 개선하기 위하여, 별도의 장치의 도입이 아닌, 열간 압연에서의 압연기를 활용하여, 이들 휘어진 바를 펼 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치는 열간 압연 공정에서 바 휨 현상을 개선하기 위한 장치로서, 압연기의 입측에 위치하여, 상기 바의 측부에서 상기 바를 촬영하는 제 1 스캔부; 상기 압연기의 출측에 위치하여, 상기 바의 측부에서 상기 바를 촬영하는 제 2 스캔부; 상기 제 1 스캔부로부터 촬영된 상기 바의 영상 정보를 수신하여, 상기 바의 휨 정도를 산출하는 제 1 산출부; 상기 제 2 스캔부로부터 촬영된 상기 바의 영상 정보를 수신하여, 상기 바의 휨 정도를 산출하는 제 2 산출부; 및 상기 제 1 산출부와 상기 제 2 산출부로부터 상기 바의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 상기 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치의 상기 제어부는, 상기 제 1 산출부로부터 상기 바의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 상기 입측에 투입되는 바의 휨을 개선하기 위하여, 상기 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하고, 상기 제 2 산출부로부터 상기 바의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 상기 출측을 통해 재투입되는 상기 바의 힘을 개선하기 위하여, 상기 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치의 상기 제어부는, 상기 압연기에 투입되는 상기 바의 전단부가 상향으로 휜 경우, 상기 압연기의 상부 압연롤을 상기 하부 압연롤보다 빠르게 회전시키고, 상기 압연기에 투입되는 상기 바의 전단부가 하향으로 휜 경우, 상기 압연기의 하부 압연롤을 상기 상부 압연롤보다 빠르게 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치의 상기 제 1 산출부 및 제 2 산출부는, 휨 정도를 아래의 수식을 이용하여, 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
휨 정도=d*tan(θ)-h
단, d는 상기 바(1)가 상기 제 1 산출부 또는 제 2 산출부와 이격된 거리를 의미하며, h는 바(1)의 두께이며, d와 h의 단위는 mm이다. 그리고, θ는 상기 제 1 산출부 또는 상기 제 2 산출부가 수평면 기준으로 상기 바의 전단부의 최고점 높이를 촬영한 각도를 의미하며, 단위는 라디안이다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치의 상기 제어부는, 아래 수식을 이용하여, 상기 상부 압연롤과 상기 하부 압연롤의 회전 속도의 차이를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
회전 속도차=휨 정도*(0.3k)
단, 상기 바의 전단부가 하향으로 휜 경우, 상기 상수 k는 -1이며, 상기 바의 전단부가 상향으로 휜 경우에는 상기 상수 k는 +1이다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 바의 휨 현상은 물론이며, 그 휨 정도를 산출할 수 있는 효과를 제공한다.
둘째, 바의 휨 정도에 따라 압연기의 상하 압연롤의 회전 속도를 제어하여, 이들 휘어진 바를 개선 즉, 펼 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 열간 압연 공정에서 바(bar)의 전단에 휨 현상이 발생하는 것을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구성인, 제 1 및 제 2 스캔부가 설치된 것을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른, 바 휨 현상 개선 장치의 일 실시예이다.
도 4는 본 발명의 일 구성인, 제 1 및 제 2 스캔부가 바의 휨 정도를 촬영하는 것을 도시한 개념도이다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 구성인, 제 1 및 제 2 스캔부가 설치된 것을 도시한 개념도이다. 도 3은 본 발명에 따른, 바 휨 현상 개선 장치의 일 실시예이다. 도 4는 본 발명의 일 구성인, 제 1 및 제 2 스캔부가 바의 휨 정도를 촬영하는 것을 도시한 개념도이다.
본 발명에 따른 바 휨 현상 개선 장치는 제 1 스캔부(40); 제 2 스캔부(50); 제 1 산출부(45); 제 2 산출부(55); 및 제어부(60)를 포함한다.
제 1 스캔부(40)는 바(1)를 촬영하는 구성으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압연기(20)의 입측(21)에 위치하며, 바(1)의 측면에서 바(1)의 휨 정도를 촬영하게 된다.
또한, 제 2 스캔부(40) 역시 바(1)를 촬영하는 구성인데, 도 2에 도시된 바와 같이, 압연기(20)의 출측(22)에 위치하여, 바(1)의 측면에서 바(1)의 휨 정도를 촬영하게 된다.
제 1 산출부(45)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 스캔부(40) 및 제어부(60)와 연결되며, 제 1 스캔부(40)로부터 촬영된 바(1)의 영상 정보를 수신하고, 바(1)의 휨 정도를 산출한다. 이후, 산출한 정보는 제어부(60)로 전송한다.
그리고, 제 2 산출부(55) 역시 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 스캔부(55) 및 제어부(60)와 연결되며, 제 2 스캔부(50)로부터 촬영된 바(1)의 영상 정보를 수신하고, 바(1)의 휨 정도를 산출한다. 이후, 산출한 정보는 제어부(60)로 전송한다.
제어부(60)는 제 1 산출부(45)와 제 2 산출부(55)로부터 바(1)의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a) 및 하부 압연롤(20b)의 회전 속도를 제어하는데, 구체적으로는 다음과 같다.
우선, 이송롤(3)은 바(1)를 이송시켜, 압연기(20)의 입측(21)으로 바(1)를 투입시키는데, 이때, 입측(21)에 위치한 제 1 산출부(45)가 입측(21)에 투입되는 바(1)를 촬영하고, 제 1 산출부(45)는 입측(21)에서 투입되는 바(1)의 휨 정도를 산출하여, 제어부(60)로 전송한다. 이후, 제어부(60)는 바(1)의 전단이 상향으로 휘어져 있으면, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a)을 하부 압연롤(20b)보다 빠르게 회전하도록 제어한다. 반대로 바(1)의 전단이 하향으로 휘어져 있으면, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a)을 하부 압연롤(20b)보다 느리게 회전하도록 제어한다.
압연기(20)를 통과한 바(1)는 출측(22)으로 이동하게 된다. 출측(22)에 위치하는 제 2 스캔부(50)는 바(1)의 휨 여부와 그 휨 정도를 촬영하고, 제 2 산출부(55)로 촬영된 정보를 전송하면, 제 2 산출부(55)는 출측(22)에서의 바의 휨 정도를 산출하여 제어부(60)로 전송한다. 이 후, 바(1)는 곧바로 후차 압연기(30)로 이동하지 않고, 이송롤(3)이 역회전하여 압연기(20)로 후진하여 재 진입하게 되는데, 제어부(60)는 바(1)가 휘어진 경우에는, 압연기(20)의 상 하부 압연롤(20a, 20b)를 제어하게 된다. 즉, 출측(22)으로 진입하는 바(1)의 전단이 상향으로 휘어져 있으면, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a)을 하부 압연롤(20b)보다 빠르게 회전하도록 제어하고, 반대로 바(1)의 전단이 하향으로 휘어져 있으면, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a)을 하부 압연롤(20b)보다 느리게 회전하도록 제어한다.
출측(22)을 통해 압연기(20)에 재 진입한 바(1)는 입측(21)으로 나오게 되면, 입측(21)에 위치한 제 1 스캔부(40)와 제 1 산출부(45)는 다시 바(1)의 휨 여부와 그 정도를 산출하고 제어부(60)에 전송하면, 이후 제어부(60)는 상술한 바와 같이, 바(1)의 전단이 상향으로 휘어져 있으면, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a)을 하부 압연롤(20b)보다 빠르게 회전하도록 제어한다. 반대로 바(1)의 전단이 하향으로 휘어져 있으면, 압연기(20)의 상부 압연롤(20a)을 하부 압연롤(20b)보다 느리게 회전하도록 제어하여, 바(1)를 압연기(20)의 입측(21)으로부터 출측(22)으로 빠져 나가도록 압연하는데, 하나의 압연기(20)가 총 3번의 압연 과정을 거치게 되면서, 이들 바(1)의 휨 상태를 개선하는 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 산출부(40)와 제 2 산출부(50)는 아래 수식①을 이용하여 바(1)의 휨 정도를 산출하게 된다.
수식①
휨 정도=d*tan(θ)-h
단, d는 상기 바(1)가 상기 제 1 산출부 또는 제 2 산출부와 이격된 거리를 의미하며, h는 바(1)의 두께이며, d와 h의 단위는 mm이다. 그리고, θ는 상기 제 1 산출부 또는 상기 제 2 산출부가 수평면 기준으로 상기 바의 전단부의 최고점 높이를 촬영한 각도를 의미하며, 단위는 라디안이다.
그리고, 제어부(60)는 상부 압연롤(20a)와 하부 압연롤(20b)의 회전속도의 차이를 다음과 같이 산출한다.
회전 속도차=휘 정도*(0.3k)
여기서, 상기 바의 전단부가 하향으로 휜 경우, 상기 k는 -1이며, 상기 바의 전단부가 상향으로 휜 경우에는 상기 k는 +1이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
1: 바(bar)
2: 이송롤
3: 이송롤 구동 모터
10: 제 1 압연롤
20: 제 2 압연롤
21: 입측
22: 출측
30: 제 3 압연롤
40: 제 1 스캔부
45: 제 1 산출부
50: 제 2 스캔부
55: 제 2 산출부
60: 제어부

Claims (5)

  1. 열간 압연 공정에서 바 휨 현상을 개선하기 위한 장치에 있어서,
    압연기의 입측에 위치하여, 상기 바의 측부에서 상기 바를 촬영하는 제 1 스캔부;
    상기 압연기의 출측에 위치하여, 상기 바의 측부에서 상기 바를 촬영하는 제 2 스캔부;
    상기 제 1 스캔부로부터 촬영된 상기 바의 영상 정보를 수신하여, 상기 바의 휨 정도를 산출하는 제 1 산출부;
    상기 제 2 스캔부로부터 촬영된 상기 바의 영상 정보를 수신하여, 상기 바의 휨 정도를 산출하는 제 2 산출부; 및
    상기 제 1 산출부와 상기 제 2 산출부로부터 상기 바의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 상기 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제 1 산출부 및 제 2 산출부는,
    휨 정도를 아래의 수식①을 이용하여, 산출하며,
    수식①: 휨 정도=d*tan(θ)-h
    (단, d는 상기 바(1)가 상기 제 1 산출부 또는 제 2 산출부와 이격된 거리를 의미하며, h는 바(1)의 두께이며, d와 h의 단위는 mm이다. 그리고, θ는 상기 제 1 산출부 또는 상기 제 2 산출부가 수평면 기준으로 상기 바의 전단부의 최고점 높이를 촬영한 각도를 의미하며, 단위는 라디안이다.)
    상기 제어부는,
    아래 수식②를 이용하여, 상기 상부 압연롤과 상기 하부 압연롤의 회전 속도의 차이를 산출하는 것을 특징으로 하는, 바 휨 현상 개선 장치.
    수식②: 회전 속도차=휨 정도*(0.3k)
    (단, 상기 바의 전단부가 하향으로 휜 경우, 상기 상수 k는 -1이며, 상기 바의 전단부가 상향으로 휜 경우에는 상기 상수 k는 +1이다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 1 산출부로부터 상기 바의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 상기 입측에 투입되는 바의 휨을 개선하기 위하여, 상기 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하고,
    상기 제 2 산출부로부터 상기 바의 휨 정도에 대한 정보를 수신하여, 상기 출측을 통해 재투입되는 상기 바의 힘을 개선하기 위하여, 상기 압연기의 상부 압연롤 및 하부 압연롤의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 바 휨 현상 개선 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 압연기에 투입되는 상기 바의 전단부가 상향으로 휜 경우, 상기 압연기의 상부 압연롤을 상기 하부 압연롤보다 빠르게 회전시키고,
    상기 압연기에 투입되는 상기 바의 전단부가 하향으로 휜 경우, 상기 압연기의 하부 압연롤을 상기 상부 압연롤보다 빠르게 회전시키는 것을 특징으로 하는, 바 휨 현상 개선 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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