KR101559159B1

KR101559159B1 - 롤러 레벨러 및 판재의 교정 방법

Info

Publication number: KR101559159B1
Application number: KR1020147020914A
Authority: KR
Inventors: 게이조 아베
Original assignee: 스틸플랜테크가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2015-10-08
Also published as: EP2815817A1; EP2815817A4; WO2013121891A1; CN203245215U; US20150013418A1; JPWO2013121891A1; KR20140112051A; CA2864380A1; CN103240299A; IN2014KN01742A

Abstract

판재(S)를 교정하는 롤러 레벨러(100)는, 판재(S)를 끼워넣고 압압하면서 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤(6,8)을 가지는 레벨링 롤 유닛(20)과, 레벨링 롤 유닛(20)의 입측 및 출측에서 레벨링 롤(6,8)을 개재하여 판재(S)를 압압하는 압압 실린더(4a,4b)와, 레벨링 롤(6,8)을 회전시켜 판재(S)를 통판시키는 구동 기구(15)를 구비하고, 복수의 레벨링 롤(6,8)은, 그 직경(D)을, 교정해야 할 판재의 최대 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정되는 레벨링 롤(6,8)의 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 한 것이다.

Description

롤러 레벨러 및 판재의 교정 방법{Roller leveler and method for correcting sheet material}

본 발명은, 금속판 예를 들면 강판 등의 판재를 교정하는 롤러 레벨러 및 판재의 교정 방법에 관한 것이다.

강판 등의 판재를 제조하는 과정에서는 압연이나 냉각 등이 실시되는데, 이러한 공정에서는 판재에 휨이나 파형(波形)의 변형이 발생한다. 따라서 이러한 휨이나 파형의 변형을 교정하여 판재를 평탄화할 목적으로 복수개의 레벨링 롤을 상하에 지그재그 형태로 배치한 롤러 레벨러가 이용된다(예를 들면 특허문헌 1).

롤러 레벨러는 교정해야 할 판재를, 복수의 하부 레벨링 롤에 대해 복수의 상부 레벨링 롤을 밀어넣은 상태, 또는 복수의 상부 레벨링 롤에 대해 복수의 하부 레벨링 롤을 밀어넣은 상태에서 통판(通板)시키고 판재를 반복하여 구부림으로써 판재의 휨이나 파형을 평탄화한다.

이러한 롤러 레벨러에서는 레벨링 롤의 롤간 피치는, 교정하려고 하는 판재의 최대 요구 항복 응력 및 그 때의 최대 요구 판두께에 의해 결정되며, 결정된 롤간 피치에 의해 최대 교정력(압압력)이나 최대 토크가 결정된다. 종래에는 이와 같이 결정된 롤간 피치에 대해 충분한 통판성 및 충분한 전달 토크를 확보하는 관점에서, 레벨링 롤의 직경은 최대한 크게 설정되며, 롤간 피치의 0.9배 이상 1.0배 미만으로 되어 있다. 아울러 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께는 사용자에 의해 판재의 사양으로서 요구되는 항복 응력의 최대치 및 판두께의 최대치를 의미하는데, 이하의 설명에서는 간략화하여 이들 용어를 사용한다. 또 롤간 피치가 교정하고자 하는 판재의 항복 응력 및 판두께에 의해 결정되는 이유는, ［발명을 실시하기 위한 구체적인 형태］항에서 상술하기로 한다.

특허문헌 1 : 일본공개특허 제2009-255148호 공보

최근, 종래보다 얇으면서 항복 응력이 큰 판재를 레벨링 교정하는 수요가 증가하고 있으며, 이러한 경우 레벨링 롤의 압입량을 크게 할 필요가 있지만, 상술한 바와 같이 롤 직경이 큰 종래의 롤러 레벨러로는 충분한 압입량을 얻을 수 없는 경우도 발생한다. 따라서 얇으면서 항복 응력이 큰 판재에 대해서도 충분히 교정할 수 있는 롤러 레벨러가 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 얇고 항복 응력이 큰 금속판 예를 들면 강판 등의 판재라도 레벨링 교정할 수 있는 롤러 레벨러 및 판재의 교정 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제1 관점에서는, 통판(通板) 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러로서, 상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과, 상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측(入側) 및 출측(出側)에 각각 마련되며, 상기 레벨링 롤을 개재하여 상기 판재를 압압(押壓)하는 압압 실린더와, 상기 레벨링 롤을 백업하는 복수의 백업 롤과, 상기 레벨링 롤을 회전시켜 상기 판재를 통판시키는 구동 기구를 구비하고, 상기 복수의 레벨링 롤은 그 직경(D)을, 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정되는 상기 레벨링 롤의 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 한 것인 롤러 레벨러를 제공한다.

상기 제1 관점에 있어서, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리도록 상기 압압 실린더에 의한 상기 판재의 압입량을 제어하는 제어 장치를 더 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블을 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에 상기 물림 보정 테이블에는 또한, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 설정 압입량으로 할 때의 압압 속도가 설정되고, 상기 제어 장치는 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 물림 한계 압입량으로부터 상기 설정 압입량으로 변경될 때의 압압 속도를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 관점에서는, 통판 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러로서, 상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과, 상기 복수의 레벨링 롤을 상하로 백업하는 복수의 백업 롤과, 상기 레벨링 롤 및 상기 백업 롤을 이들의 상하에서 지지하는 1쌍의 롤 프레임과, 상기 1쌍의 롤 프레임을 상하에서 지지하는 1쌍의 프레임과, 상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측 및 출측에 각각 마련되며, 상기 1쌍의 프레임의 일방인 작동 프레임을 상기 통판 라인을 향해 압압하고, 상기 롤 프레임의 대응하는 일방을 개재하여 상기 레벨링 롤 사이에서 상기 판재를 압압하는 압압 실린더와, 상기 레벨링 롤을 회전시키는 구동 기구와, 상기 작동 프레임과 상기 롤 프레임의 상기 대응하는 일방과의 사이에 상기 판재의 통판 방향에 직교하는 폭방향을 따라 복수 장착된 유압식 크라우닝 실린더(crowning cylinder)와, 상기 판재의 교정을 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 복수의 레벨링 롤은 그 직경(D)을 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정되는 상기 레벨링 롤의 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 한 것이며, 상기 제어 장치는, 상기 압압 실린더에 의한 압압량을 제어하면서 상기 구동 기구에 의해 상기 판재를 상기 레벨링 롤 사이로 통판시키도록 제어하고, 또한 상기 1쌍의 프레임의 폭방향에서의 가로휨량을 구하여 이 휨량을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 상기 필요 조임량에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하는 롤러 레벨러를 제공한다.

상기 제2 관점에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 압압 실린더, 상기 유압식 크라우닝 실린더, 상기 1쌍의 롤 프레임, 상기 백업 롤, 상기 레벨링 롤의 압축 변형 정보에 기초하여, 이 압축 변형을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 이 필요 조임량과 상기 1쌍의 프레임 휨량을 해소하는데 필요한 필요 조임량의 합계치에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하도록 할 수 있다.

또 상기 제2 관점에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블을 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에 상기 물림 보정 테이블에는 또한, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 설정 압입량으로 할 때의 압압 속도가 설정되고, 상기 제어 장치는 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 물림 한계 압입량으로부터 상기 설정 압입량으로 변경될 때의 압압 속도를 제어하는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 직경(D)과 상기 피치(P)가 0.55＜D/P＜0.8을 만족하는 것이 바람직하다.

또 상기 구동 기구는, 상기 상부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 상부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 상부 레벨링 롤에 전달하는 상부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 상부 레벨링 롤 구동부, 및 상기 하부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 하부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 하부 레벨링 롤에 전달하는 하부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 하부 레벨링 롤 구동부를 가지며, 상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부와 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부가 서로 간섭하지 않도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 관점에서는, 통판 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러에 의해 상기 판재를 교정하는 판재의 교정 방법으로서, 상기 롤러 레벨러는 상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과, 상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측 및 출측에 각각 설치되며, 상기 레벨링 롤을 개재하여 상기 판재를 압압하는 압압 실린더와, 상기 레벨링 롤을 백업하는 복수의 백업 롤과, 상기 레벨링 롤을 회전시켜 상기 판재를 통판시키는 구동 기구를 구비하고, 상기 방법은, 상기 복수의 레벨링 롤의 롤간 피치(P)를 교정해야 할 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정하고, 상기 레벨링 롤의 직경(D)을 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 하여 상기 판재를 교정하는 판재의 교정 방법을 제공한다.

본 발명의 제4 관점에서는, 통판 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러에 의해 상기 판재를 교정하는 판재의 교정 방법으로서, 상기 롤러 레벨러는 상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과, 상기 복수의 레벨링 롤을 상하로 백업하는 복수의 백업 롤과, 상기 레벨링 롤 및 상기 백업 롤을 이들의 상하에서 지지하는 1쌍의 롤 프레임과, 상기 1쌍의 롤 프레임을 상하에서 지지하는 1쌍의 프레임과, 상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측 및 출측에 각각 마련되어 상기 1쌍의 프레임의 일방인 작동 프레임을 상기 통판 라인을 향해 압압하고, 상기 롤 프레임의 대응하는 일방을 개재하여 상기 레벨링 롤 사이에서 상기 판재를 압압하는 압압 실린더와, 상기 레벨링 롤을 회전시키는 구동 기구와, 상기 작동 프레임과 상기 롤 프레임의 상기 대응하는 일방 사이에 상기 판재의 통판 방향에 직교하는 폭방향을 따라 복수 장착된 유압식 크라우닝 실린더를 구비하고, 상기 방법은 상기 복수의 레벨링 롤의 롤간 피치(P)를 교정해야 할 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정하고, 상기 레벨링 롤의 직경(D)을 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 하고, 또한 상기 1쌍의 프레임의 폭방향에서의 가로휨량을 구하여 이 휨량을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 상기 필요 조임량에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하는 판재의 교정 방법을 제공한다.

상기 제4 관점에 있어서, 상기 압압 실린더, 상기 유압식 크라우닝 실린더, 상기 1쌍의 롤 프레임, 상기 백업 롤, 상기 레벨링 롤의 압축 변형 정보에 기초하여, 이 압축 변형을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 이 필요 조임량과 상기 1쌍의 프레임 휨량을 해소하는데 필요한 필요 조임량의 합계치에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하는 것이 바람직하다.

상기 제3 및 제4 관점에 있어서, 상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우에 상기 물림 보정 테이블에는 또한, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 설정 압입량으로 할 때의 압압 속도가 설정되어 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 물림 한계 압입량으로부터 상기 설정 압입량으로 변경될 때의 압압 속도를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 복수의 레벨링 롤은 그 직경(D)을, 교정해야 할 판재의 최대 요구 항복 응력과 그 때의 최대 요구 판두께에 의해 결정되는 레벨링 롤의 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 하였기 때문에 압입량을 증가시킴으로써 판재에 강한 굽힘을 부여할 수 있다. 따라서 얇고 항복 응력이 큰 판재라도 레벨링 교정 가능하며 높은 평탄도로 할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러를 도시한 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러를 도시한 정면도이다.
도 3은, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러의 롤간 피치와 롤 직경과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러의 구동 기구를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러의 유압식 크라우닝 실린더의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러의 제어 장치를 도시한 블럭도이다.
도 7은, 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러의 제어 장치에 입력된 물림 보정 테이블을 도시한 도면이다.
도 8은, 횡축을 판두께로 하고, 종축을 항복 응력으로 하여 D/P=0.923으로 한 경우와 D/P=0.667로 한 경우에 대해 항복율이 70%(0.7)일 때의 교정 가능 영역을 도시한 도면이다.
도 9는, 물림 보정시의 압입량의 제어를 도시한 도면이다.
도 10은, 물림 보정이 종료된 후 설정 압입량으로 셋업할 때의 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 롤러 레벨러를 도시한 측면도, 도 2는 그 정면도이다. 본 실시형태의 롤러 레벨러(100)는, 하우징(1)과, 하우징(1)의 내측에 마련된 상부 프레임(2)과, 하우징(1)을 지지하도록 마련된 하부 프레임(3)을 가지고 있다. 상부 프레임(2)의 하방에는 상부 롤 프레임(5)이 상부 롤 그립 실린더(미도시)에 매달려 있다. 한편 하부 프레임(3) 상에는 하부 롤 프레임(10)이 마련되어 있다. 상부 프레임(2)은, 후술하는 바와 같이 압압 실린더(압하(壓下) 실린더라고도 한다)에 의해 누름으로써 상하로 동작하기 때문에 작동 프레임이라고 부를 수 있다. 작동 프레임은 상부 프레임(2)으로 한정되지 않으며 하부 프레임(3)을 작동 프레임으로서 구성하고 그 아래에 마련한 압압 실린더에 의해 누름으로써 상하로 동작시키는 것도 가능하다.

상부 롤 프레임(5)과 하부 롤 프레임(10) 사이에는 강판 등의 금속판인 판재(S)의 패스(통판) 라인을 사이에 형성하도록 상하에 지그재그 형태로 배치된 복수의 상부 레벨링 롤(6)과 복수의 하부 레벨링 롤(8)을 가지는 레벨링 롤 유닛(20)이 마련되어 있다. 레벨링 롤 유닛(20)에서 상부 레벨링 롤(6)은 상부 롤 프레임(5) 아래에서 상부 롤 프레임(5)에 지지되고, 하부 레벨링 롤(8)은 하부 롤 프레임(10) 위에서 하부 롤 프레임(10)에 지지되어 있다. 레벨링 롤 유닛(20)의 판재(S)의 반송 방향 상류측 및 하류측에는 판재(S)를 가이드하는 가이드 롤(14)이 마련되어 있다. 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8)은, 구동 기구(15)에 의해 회전되도록 되어 있으며 판재(S)를, 예컨대 도 1에서의 화살표(A) 방향 및 화살표(B) 방향 중 어느 한쪽으로 이동시켜 교정할 수 있도록 되어 있다.

상부 레벨링 롤(6) 위에는, 상부 레벨링 롤(6)을 백업하는 짧은 상부 백업 롤(7)이 상부 레벨링 롤(6)의 축방향을 따라 상부 롤 프레임(5)에 지지되도록 복수 배치되어 있다. 또 하부 레벨링 롤(8) 아래에는 하부 레벨링 롤(8)을 백업하는 짧은 하부 백업 롤(9)이 하부 레벨링 롤(8)의 축방향을 따라 하부 롤 프레임(10)에 지지되도록 복수 배치되어 있다.

상술한 바와 같이 상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치는, 교정하려고 하는 판재(S)의 최대 요구 항복 응력 및 그 때의 최대 요구 판두께(사용자에 의해 판재의 사양으로서 요구되는 항복 응력의 최대치 및 판두께의 최대치)에 의해 결정된다. 이것은, 롤러 레벨러(100)에 요구되는 교정 반력이, 사용자에 의해 요구된 판두께, 항복 응력으로부터 하기 식(1)에 의해 산출되기 때문이다.

F=2×(3-(1-η)²)×(W×σy×T²)/(3000×L)×α …(1)

여기서 F는 교정 반력, η는 항복율, W는 판폭(mm), σy는 항복 응력(kgf/mm²), T는 판두께(mm), L은 롤간 피치(mm), α는 실측 계수이다.

환언하면, 교정 반력은 항복 응력(σy)에 비례하고, 판두께(T)의 제곱에 비례하고, 롤간 피치(L)에 반비례한다. 이것을 간이화하면 식(2) F=K₁×T²×σy/L로 표시할 수 있다(K₁은 계수).

한편 롤러 레벨러에 의해 얻어지는 교정 반력은, 레벨링 롤의 외측에 배치되는 백업 롤(상하부 백업 롤(7),(9)에 대응하는)의 직경이 커질수록 커진다. 그러나 백업 롤의 최대 직경은 롤간 피치(L)와 대략 동일해지는데, 왜냐하면 백업 롤이 롤간 피치(L)보다 큰 직경을 갖는 것은 불가능하기 때문이다. 따라서 롤러 레벨러에 의해 얻어지는 교정 반력의 최대치는 식(3) F=K₂×L로 표시할 수 있다(K₂는 계수).

따라서 식(2), (3)를 조합하면 K₂×L=K₁×T²×σy/L이 되며, 하기 식(4)가 도출된다. 식(4)는, 상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치(L)가 교정하려고 하는 판재(S)의 항복 응력(σy) 및 판두께(T)에 의해 결정되는 것을 표시한다.

L=［(K₁×T²×σy)/K₂］^1/2 …(4)

종래에는 이와 같이 결정된 롤간 피치에 대해 충분한 통판성 및 충분한 전달 토크를 확보하는 관점에서, 레벨링 롤의 직경은 최대한 크게 설정되어 롤간 피치의 0.9배 이상 1.0 미만으로 되어 있다.

이에 반해 본 발명의 실시형태에 관한 레벨링 롤 유닛(20)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치(P)(식(4)의 피치(L)에 상당함)와 롤 직경(D)이 0.5＜D/P＜0.9의 관계를 만족하도록 배치되어 있다. 즉, 종래의 0.9≤D/P＜1.0의 경우보다 롤 직경(D)이 작게 되어 있다. D/P의 값은 상기 범위 중 0.55＜D/P＜0.8의 범위가 바람직하고, 특히 0.6＜D/P＜0.7의 범위가 바람직하다.

하우징(1)과 상부 프레임(2) 사이의 레벨링 롤 유닛(20)의 판재(S) 반송 방향의 양단에는, 각각 판재(S)를 교정하기 위한 압하력(압압력이라고도 한다)을 부여하는 압하 실린더(압압 실린더라고도 한다)(4a) 및 (4b)가 배치되어 있다. 압하 실린더(4a) 및 (4b)는 판재(S)의 폭방향 양단측(드라이브측 및 워크측)에 2기씩 마련되어 있다(도 2 참조. 단, 도 2에서는 압하 실린더(4a)만 도시).

본 명세서에서 「압하」라는 용어는, 도 1에 도시한 것처럼 압력을 하향으로 가하는 경우뿐 아니라, 변경예로서 후술하는 바와 같이 압력을 상향으로 가하는 경우도 포함하는 것을 의도한다. 다시 말하면, 본 명세서에서 「압하」라는 용어는 「압압」이라는 용어로 치환할 수 있다.

압하 실린더(4a) 및 (4b)는, 하부 롤 프레임(10)에 고정적으로 설치된 하부 레벨링 롤(8)에 대해 상부 롤 프레임(5), 상부 백업 롤(7) 및 상부 레벨링 롤(6)을 개재하여 판재(S)를 압하하도록 되어 있다.

상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8)은 구동 기구(15)에 의해 회전되도록 되어 있다. 도 1에서는, 편의상 구동 기구(15)를 상하부 레벨링 롤(6,8)의 각 열 전체에 접속하도록 그렸으나, 실제로는 후술하는 바와 같이 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8)을 개별적으로 회전 구동시키도록 되어 있다. 그리고 구동 기구(15)에 의해 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8) 사이에 판재(S)를 통판시키면서 압하 실린더(4a),(4b)에 의해 상부 레벨링 롤(6)을 개재하여 판재(S)를 압하하여 판재(S)를 레벨링 교정한다.

판재(S)를 도 1의 A방향으로 반송할 경우에는, 압하 실린더(4a)가 입측 압하 실린더로서 기능하고, 압하 실린더(4b)가 출측 압하 실린더로서 기능한다. 또 판재(S)를 B방향으로 반송할 경우에는 압하 실린더(4b)가 입측 압하 실린더로서 기능하고 압하 실린더(4a)가 출측 압하 실린더로서 기능한다. 상부 레벨링 롤(6)을 고정적으로 설치하여 하부 레벨링 롤(8)을 압하 실린더로 압하하도록 해도 좋다.

도 4에 도시한 바와 같이 구동 기구(15)는, 상부 레벨링 롤(6)의 축의 돌출 부분(6a)에 접속된 동력 전달부로서의 유니버설 스핀들(31)과 구동 모터(32)로 이루어진 상부 레벨링 롤 구동부(30)와, 하부 레벨링 롤(8)의 축의 돌출 부분(8a)에 접속된 동력 전달부로서의 유니버설 스핀들(41)과 구동 모터(42)로 이루어진 하부 레벨링 롤 구동부(40)를 가지고 있다. 유니버설 스핀들(31),(41)은 구동측과 축이 일치하지 않는 부분에 동력을 전달하기 위한 것이며, 유니버설 스핀들(31)은 1쌍의 크로스 핀 유닛(33),(34)과 그 사이에 마련된 중간 샤프트(35)를 가지고 있으며, 유니버설 스핀들(41)은 1쌍의 크로스 핀 유닛(43),(44)과 그 사이에 마련된 중간 샤프트(45)를 가지고 있다. 또 모터(32)의 축과 모터(32)측의 크로스 핀 유닛(34)은 샤프트(32a)로 연결되어 있으며 모터(42)의 축과 모터(42)측의 크로스 핀 유닛(44)은 샤프트(42a)로 연결되어 있다.

상술한 것처럼 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8)의 직경(D)이 소직경으로 되어 있기 때문에, 인접한 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8)에서 양자의 동력 전달부인 유니버설 스핀들(31) 및 (41)이 간섭할 가능성을 회피하는 관점에서, 이것들을 서로 간섭하지 않도록 배치하였다. 구체적으로는, 유니버설 스핀들(31) 및 (41)의 롤러측 크로스 핀 유닛(33)과 (43)이 간섭할 가능성을 회피하는 관점에서 상부 레벨링 롤(6)의 축의 돌출 부분(6a)과 하부 레벨링 롤(8)의 축의 돌출 부분(8a)의 길이를 바꾸어 크로스 핀 유닛(33)과 (43)의 위치를 엇갈리게 하였다.

상부 프레임(2)과 상부 롤 프레임(5) 사이에는 판 폭방향으로 복수(본 실시형태에서는 7개)의 유압식 크라우닝 실린더(12)가 연결되어 있다. 각 크라우닝 실린더(12)는, 도 2에 도시한 바와 같이 판재(S)의 통판 방향에 직교하는 폭방향을 따라 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8)과 대응하도록 같은 피치로 설치되어 있다. 이 유압식 크라우닝 실린더(12)는, 도 1에 도시한 바와 같이 2열 설치되어 있다. 한편, 크라우닝 실린더의 열은 1열이어도 좋고 3열 이상이어도 좋다.

도 5에 도시한 바와 같이 유압식 크라우닝 실린더(12)는, 실린더 본체(51)와 피스톤(52)을 가지며, 피스톤(52)의 상단이 구면 조인트재(53)를 통해 상부 프레임(2)에 연결되고, 실린더 본체(51)의 바닥부가 슬라이드 조인트(54)를 통해 상부 롤 프레임(5)에 연결되어 있다. 이 유압식 크라우닝 실린더(12)에는 위치 검출 센서(55)가 내장되어 있다. 유압식 크라우닝 실린더(12)는, 유압에 의해 신축되도록 되어 있으며 신장 동작시키기 위해 신장측 유실(油室)(미도시)에 송유(送油)하는 송유 라인(56)과 유압을 해제하기 위한 릴리스 라인(57)이 접속되어 있다. 송유 라인(56)에는 신장측 유실의 유압을 검출하기 위한 압력 검출기(58)와 송유량을 제어하는 제어 밸브(59)가 접속되어 있다. 제어 밸브(59)로서는, 서보 밸브 또는 비례 제어 밸브가 이용된다.

상부 프레임(2)의 상방에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 횡방향의 중심 위치에 상부 프레임(2)의 가로휨을 검출하는 휨 검출 센서(21)가 마련되어 있다. 이 휨 검출 센서(21)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 판재(S)의 패스 라인을 따라 2개 마련되어 있다. 이 휨 검출 센서(21)에 의해 상부 프레임(2)의 하단부까지의 거리를 상시 검출하고 이에 기초하여, 상부 프레임(2)의 휨량을 산출한다. 또 하부 프레임(3)의 내부 공간에는 휨 검출 센서(22)가 부착되어 있다. 이 휨 검출 센서(22)는 횡방향의 중심 위치에, 판재(S)의 패스 라인을 따라 2개 마련되어 있다. 이 휨 검출 센서(22)에 의해 하부 프레임(3)의 상단부까지의 거리를 상시 검출하고 이에 기초하여, 하부 프레임(3)의 휨량을 산출한다. 상부 프레임(2), 하부 프레임(3)의 일방에만 휨 검출 센서를 마련하고 타방 프레임의 휨량은 비례 계산으로 구하도록 해도 좋다.

압하 실린더(4a),(4b)와 하우징(1) 사이에는 로드 셀(또는 유압 압력 변환기)(23)이 부착되고, 이것에 의해 압하 실린더(4a),(4b), 유압식 크라우닝 실린더(12), 상부 롤 프레임(5), 상부 백업 롤(7), 상부 레벨링 롤(6), 하부 레벨링 롤(8), 하부 백업 롤(9), 하부 롤 프레임(10)의 압축 변형을 검출할 수 있도록 되어 있다.

본 실시형태의 롤러 레벨러(100)는, 각 구성요소가 제어 장치(60)에 의해 제어되도록 되어 있다. 제어 장치(60)는 CPU를 구비한 프로세스 컨트롤러와, 여기에 접속된, 키보드나 디스플레이 등을 포함한 사용자 인터페이스와, 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 저장된 기억부를 포함한다. 사용자 인터페이스로부터의 지시 등에 따라 임의의 레시피를 기억부로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러에서 실행시킨다. 이로써 프로세스 컨트롤러의 제어하에서 롤러 레벨러(100)에 의해 후술하는 원하는 처리(조작 시퀀스)가 행해진다. 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기억 매체, 예를 들면 자기 디스크(플렉서블 디스크, 하드 디스크 등), 광디스크(CD, DVD 등), 마그넷 옵티컬 디스크(MO 등), 반도체 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다. 또는, 레시피는 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 통해 수시로 전송시켜 온라인으로 이용할 수도 있다.

제어 장치(60)는, 컴퓨터로 읽어들일 수 있는 기억 매체에 기억된 제어 프로그램에 따라, 후술하는 바와 같이 판재(S)의 교정(레벨링)을 위한 압하 실린더(4a),(4b)에 의한 레벨링 롤(6,8)의 압하량 제어, 구동 기구(15)의 제어를 행하도록 되어 있다. 또 제어 장치(60)는 유압식 크라우닝 실린더(12)를 조임 제어하여 프레임의 가로휨 보정 및 압축 보정을 행하도록 되어 있다. 또한 제어 장치(60)는 압하 실린더(4a) 및 (4b)의 압하 제어, 특히 물림 보정 제어를 행하도록 되어 있다.

도 6에, 제어 장치(60)의 제어 블럭도를 도시한다. 여기에서는 크라우닝 제어 및 압하 및 물림 제어를 중심으로 설명하기로 한다.

제어 장치(60)는, 모두 마이크로 프로세서로 이루어진 상위 컨트롤러(62)와 크라우닝 컨트롤러(64)와 압하·물림 컨트롤러(66)를 가지고 있다. 상위 컨트롤러(62)는 롤러 레벨러(100)의 전체를 제어하도록 되어 있으며, 크라우닝 컨트롤러(64)는 상위 컨트롤러(62)의 지령에 기초하여, 유압식 크라우닝 실린더(12)의 동작을 제어하고, 압하·물림 컨트롤러(66)는 압하 실린더(4a) 및 (4b)의 압하 제어, 특히 물림 보정 제어를 행한다.

상술한 휨 검출 센서(21),(22), 로드 셀(23), 위치 검출 센서(55) 및 압력 검출기(58)의 검출치는 크라우닝 컨트롤러(64)에 입력된다. 크라우닝 컨트롤러(64)는 상부 프레임(2) 및 하부 프레임(3)의 가로휨량을, 각각 휨 검출 센서(21) 및 (22)의 검출치로부터 상시 파악하고, 프레임의 가로휨을 보정하는데 필요한 각 유압식 크라우닝 실린더(12)의 신장량, 즉 조임량을 계산한다. 또 크라우닝 컨트롤러(64)는 압하 실린더(4a),(4b), 유압식 크라우닝 실린더(12), 상부 롤 프레임(5), 상부 백업 롤(7), 상부 레벨링 롤(6), 하부 레벨링 롤(8), 하부 백업 롤(9), 하부 롤 프레임(10)의 압축 변형을 압하 실린더(4a),(4b)와 하우징(1) 사이의 로드 셀(23)의 검출치로부터 상시 파악하고, 그 압축 변형을 보정하는데 필요한 각 유압식 크라우닝 실린더(12)의 신장량, 즉 조임량을 계산한다. 그리고 크라우닝 컨트롤러(64)는 이들 조임량을 합계하여 그에 맞는 압력의 압유(壓油)를 각각의 유압 크라우닝 실린더(12)에 송유하도록 출력 신호를 연산한다. 그리고 그 출력 신호를 제어 밸브(59)에 피드백하여 상기 가로휨과 압축 변형이 최소가 되도록 각 유압식 크라우닝 실린더(12)를 제어한다.

압하·물림 컨트롤러(66)에는, 판재(S)의 두께 등에 따라 판재(S)의 레벨링(교정)에 필요한 압하 실린더(4a) 및 (4b)의 압입량(압하량)이 설정되어 있다. 그러나 입측 압하 실린더(판재(S)의 반송 방향이 A방향인 경우에는 압하 실린더(4a))의 설정된 압입량(설정 압입량)이, 판재(S)가 물리는 한계의 압입량(물림 한계 압입량)을 초과한 경우에는 판재(S)가 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8) 사이에 물려들어가지 않는 물림 불량이 발생한다. 따라서 이러한 물림 불량을 방지하기 위해 압하·물림 컨트롤러(66)에 도 7에 예시되는 물림 보정 테이블이 입력되도록 되어 있다. 이 물림 보정 테이블은, 조작부(미도시)의 터치 패널로 입력되거나, 또는 물림 보정 테이블이 기억된 기억 매체를 읽어들임으로써 입력된다.

도 7의 물림 보정 테이블에서는, 각 판두께 구분마다 물림 한계 압입량(δL(mm))과 물림 보정 제어 거리(Lb(mm))와 압하 보정 속도(IV(mm/sec))가 설정되어 있다. 그리고 입측 압하 실린더의 압입량(압하량) 설정치가 물림 한계 압입량(δL)을 초과할 경우에, 도 7의 물림 보정 테이블을 이용하여 물림 보정 제어가 실시된다. 구체적으로는 압하·물림 컨트롤러(66)는, 판재(S)의 선단이 입측의 기준 레벨링 롤(반송 방향이 A방향인 경우에는 좌단의 레벨링 롤)의 정점에서부터 Lb의 거리만큼 물리는 동안의 압입량을 물림 한계 압입량(δL)으로 제어하고, 입측의 기준 레벨링 롤에서부터 Lb의 거리만큼 물린 후에 물림 보정 테이블에 설정된 압하 보정 속도(IV)로 입측 압하 실린더의 압입량(압하량)이 설정 압입량이 되도록 제어한다. 이 때의 판재(S)의 위치 정보는, 레벨링 롤 유닛(20) 내의 패스 라인을 따라 판재(S)의 선단 위치를 검출하기 위한 복수의 광학식 센서(미도시)를 마련하고 이들에 의해 판재(S)의 선단을 검출한 후 펄스 제네레이터(미도시)를 이용하여 판재(S)의 선단을 트래킹함으로써 구할 수 있다.

다음으로 이와 같이 구성되는 롤러 레벨러(100)에 의해 판재(S)의 교정을 행할 때의 동작에 대해 설명하기로 한다.

우선, 롤러 레벨러(100)의 레벨링 롤 유닛(20)의 상류측에서부터 가이드 롤(14)에 가이드된 상태에서 판재(S)를 레벨링 롤 유닛(20)을 향해 반송하여 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8) 사이에 삽입한다. 예를 들면 판재(S)의 반송 방향이 A방향인 경우에는, 도 1의 좌측에서 판재(S)가 레벨링 유닛(20)으로 반송되어 압하 실린더(4a)가 입측 압하 실린더가 된다.

이때 판재(S)의 두께 등에 따라 판재(S)의 레벨링(교정)에 필요한 압하 실린더(4a) 및 (4b)의 압입량(압하량)이 제어 장치(60)에 설정되어 있으며, 그 설정된 압입량(압하량)으로 판재(S)를 압하하면서 구동 기구(15)에 의한 구동력에 의해 판재(S)를 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8) 사이에 통판시킴으로써 판재(S)의 교정이 행해진다.

상술한 바와 같이 상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치(P)는, 교정하는 판재의 최대 요구 항복 응력 및 그 때의 최대 요구 판두께에 의해 결정되며, 결정된 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하도록 롤 직경(D)을 결정한다. 또 상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치(P)에 대응하여 최대 토크가 결정되고 하중 조건이 결정된다.

종래에는 상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치(P)에 대해 충분한 통판성 및 충분한 전달 토크를 확보하는 관점에서 레벨링 롤의 직경(D)은 최대한 크게 설정되어 롤간 피치(P)의 0.9배 이상 1.0배 미만, 즉 0.9≤D/P＜1.0으로 되어 있었다. 즉, 레벨링 롤의 직경이 클수록 통판하고자 하는 판재의 굽힘반경이 작아지고 최대 압입량이 작아지기 때문에 쉽게 통판할 수 있고, 또한 유니버설 조인트를 크게 하여 최대 토크를 쉽게 확보할 수 있다. 따라서 0.9≤D/P＜1.0으로 하는 것이 기술상식이었다.

그러나 최근 종래보다 얇으면서 항복 응력이 큰 판재를 레벨링 교정하는 수요가 증가하고 있으며, 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8)의 직경(D)을 0.9≤D/P를 만족하도록 크게 하면, 얇으면서 항복 응력이 큰 판재에 대해 충분한 압입량을 얻을 수 없어 충분한 레벨링 교정을 행할 수 없는 경우도 발생한다.

또 레벨링 롤(6,8)의 구동력으로 판재(S)의 내부 응력을 줄여 판재(S)를 교정할 경우, 판재(S)의 판두께를 T(mm), 영률을 E(N/mm²), 항복 응력을 σy(N/mm²), 롤 직경을 D(mm), 항복율을 η로 하면 이하의 식(5)를 만족할 필요가 있다.

1-η=(σy×D)/(E×T) …(5)

여기서, 내부 응력을 충분히 줄이기 위해서는 항복율이 0.7 이상일 필요가 있고, 따라서 이하의 식(6)을 만족하는 것을 구할 수 있다.

0.3≥(σy×D)/(E×T) …(6)

이것을 변형하면 이하의 식(7)이 된다.

D≤0.3(E×T)/σy …(7)

즉, 판두께(T)가 얇을수록 또 항복 응력(σy)이 클수록 레벨링 롤의 직경을 작게 할 필요가 있다. 그러나 종래에는 0.9≤D/P를 만족한 상태에서 D를 작게 할 수밖에 없다고 생각되며, 그렇게 하면 토크가 작아져 판재를 통판할 수 없게 된다.

이에 대해 본 발명자는 종래의 기술상식에 반하여, 교정하는 판재의 최대 요구 항복 응력 및 그 때의 최대 요구 판두께에 의해 결정된 롤간 피치(P)에 대해 D/P＜0.9가 되도록 소직경의 레벨링 롤을 이용하더라도 레벨링 교정이 가능하고, 이와 같이 레벨링 롤을 소직경으로 함으로써 압입량이 증가하여, 종래에는 충분히 교정할 수 없었던 얇으면서 항복 응력이 큰 판재의 레벨링 교정이 가능해진다는 것을 알아내었다.

단, D/P가 0.5 이하가 되면 판이 롤에 따르지 않게 되어 판재의 굽힘반경이 롤 직경에 따라 작아지지 않기 때문에 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하도록 롤 직경(D)을 결정한다.

상하부 레벨링 롤(6,8) 각각에서의 롤간 피치(P)는, 교정하는 판재의 최대 요구 항복 응력 및 그 때의 최대 요구 판두께에 의해 결정되며 그 피치(P)에 의해 최대 토크도 결정되기 때문에 유니버설 스핀들(31),(41)의 크로스 핀 유닛(33),(34),(43),(44)으로서 최대 토크에 대응한 크기의 것을 이용한다. 종래의 D/P가 0.9 이상의 직경을 가지는 레벨링 롤을 이용한 경우에는, 크로스 핀 유닛의 직경은 레벨링 롤의 직경보다 약간 작은 값으로 되어 있었다. 이에 반해 본 실시형태에서는, D/P＜0.9로 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8)의 직경(D)이 종래보다 작게 되어 있기 때문에 종래와 같이 유니버설 스핀들(31)과 (41)이 겹치도록 배치한 경우에는, 인접한 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8)에서 양자의 롤측 크로스 핀 유닛(33)과 (43)이 간섭할 가능성이 있다. 따라서 상술한 바와 같이 상부 레벨링 롤(6)의 축의 돌출 부분(6a)과 하부 레벨링 롤(8)의 축의 돌출 부분(8a)의 길이를 바꾸어, 크로스 핀 유닛(33)과 (43)의 위치를 엇갈리게 하여 양자가 간섭하지 않도록 하였다. 종래에는 레벨링 롤의 직경을 작게 하면 그에 대응하여 크로스 핀 유닛을 작게 할 필요가 있어 토크를 작게 할 수밖에 없었으나 이와 같이 크로스 핀 유닛을 상하로 엇갈리게 함으로써, 필요한 최대 토크를 확보하면서 롤 직경(D)만 작게 할 수 있어 필요한 압입량을 쉽게 확보할 수 있다.

단, D/P의 값이 0.55 이하이면 상부 레벨링 롤(6)과 하부 레벨링 롤(8)의 축의 돌출 부분(6a),(8a)과 크로스 핀 유닛(33),(43)이 간섭할 우려가 발생하기 때문에 D/P의 값은 0.55보다 큰 것이 바람직하고, 0.6보다 큰 것이 더욱 바람직하다. 또 D/P＜0.9로 압입량 증대 효과는 얻을 수 있지만, 보다 확실하게 효과를 얻는 관점에서는 D/P의 값은 0.8 미만이 바람직하고, 0.7 미만이 더욱 바람직하다.

다음으로, 실험으로서 최대 항복 응력을 1400MPa, 그 때의 최대 판두께를 26mm로 하고, 그에 대응하여 레벨링 롤의 롤간 피치를 390mm로 하고, 레벨링 롤의 롤 직경을 종래의 범위인 360mm(D/P=0.923)로 한 경우와 260mm(D/P=0.667)로 한 경우에, 강판의 레벨링 교정을 행한 결과에 대해 설명하기로 한다. 아울러 토크 조건은 양자 모두 동일하게 하였다. 도 8은, 횡축을 판두께로 하고 종축을 항복 응력으로 하여 항복율이 70%(0.7)일 때의 교정 가능 영역을 도시한 도면이다. 이 도면에 도시한 바와 같이 롤 직경을 260mm로 소직경으로 하여 D/P를 작게 함으로써 롤 직경이 360mm일 때보다 얇고 항복 응력이 큰 범위로 교정 가능 영역이 확장되어 있다는 것을 알 수 있다. 이것은, 롤 직경이 360mm인 경우의 최대 압입량이 50mm인데 반해 롤 직경이 260mm인 경우의 최대 압입량이 80mm까지 확대되어 있는 것에 따른다. 이와 같이 큰 압입량을 얻을 수 있게 됨에 따라 보다 얇고 항복 응력이 큰 범위에서의 레벨링 교정이 가능해진다는 것이 확인되었다.

이상과 같이 D/P를 0.9보다 작게 함에 의해, 압입량을 증가시킴으로써 판재에 강한 굽힘을 줄 수 있어 얇고 항복 응력이 높은 판재를 쉽게 레벨링 교정할 수 있게 되는데, 상부 프레임(2)이나 하부 프레임(3) 등 장치의 구성요소가 폭방향(이것은 프레임 등의 폭방향을 의미하는데, 이러한 폭방향은 판재의 폭방향과 평행하기 때문에 양자는 넓은 의미에서는 동일하다)으로 휘는 경우(가로휨)가 있으며, 그러한 경우에는 가로휨의 영향으로 판재의 폭방향으로 압입량이 변동된다. 그래서 본 실시형태에서는 이러한 가로휨의 영향을 해소하고자 할 경우에 휨 검출 센서(21) 및/또는 (22)의 검출치에 기초하여, 상부 프레임(2) 및 하부 프레임(3)의 휨량을 구하고 이 휨량을 해소하는데 필요한 개개의 유압식 크라우닝 실린더(12)의 필요 조임량을 산출하고 이에 기초하여, 상부 레벨링 롤(6)의 크라우닝 보정을 행한다. 이로써 피교정재인 판재(S)의 폭방향 압하량 차이를 줄일 수 있어 보다 평탄도 높은 교정을 실시할 수 있다.

또 상부 프레임(2) 및 하부 프레임(3)의 가로휨량을 해소하는데 필요한 개개의 유압식 크라우닝 실린더(12)의 필요 조임량에 추가하여, 압하 실린더(4a),(4b)와 하우징(1) 사이에 장착된 로드 셀(또는 유압 압력 변환기)(23)에 의한, 압하 실린더(4a),(4b), 유압식 크라우닝 실린더(12), 상부 롤 프레임(5), 상부 백업 롤(7), 상부 레벨링 롤(6), 하부 레벨링 롤(8), 하부 백업 롤(9), 하부 롤 프레임(10)의 압축 변형 정보에 기초하여, 이 압축 변형을 해소하는데 필요한 개개의 유압식 크라우닝 실린더(12)의 필요 조임량을 산출하고 양방의 필요 조임량의 합계치에 기초하여, 상부 레벨링 롤(6)의 크라우닝 보정을 행하도록 할 수도 있다. 이로써 피교정재인 판재(S)의 폭방향 압하량 차이를 한층 더 줄일 수 있어 한층 더 평탄도 높은 교정을 실시할 수 있다.

아울러 이러한 크라우닝 보정에 대해서는, 일본특허 제3443036호 공보, 일본특허 제3726146호 공보에 자세하게 기재되어 있으며 이들 공보의 기재 내용도 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.

다음으로 물림 보정 제어에 대해 설명하기로 한다.

상술한 것처럼 제어 장치(60)에는, 판재(S)의 레벨링(교정)에 필요한 압하 실린더(4a) 및 (4b)의 압입량(압하량)이 설정되어 있으며 그 설정된 압입량(압하량)으로 판재(S)가 교정된다. 그러나 입측 압하 실린더(판재(S)의 반송 방향이 A방향인 경우에는 압하 실린더(4a))의 설정된 압입량(압하량)이 물림 한계 압입량을 초과한 경우에는 판재(S)가 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8) 사이에 물려들어가지 않는 물림 불량이 발생한다. 특히 본 실시형태와 같이 레벨링 롤 직경을 종래보다 작게 하고 압입량을 증가시키는 경우에는 물림 불량이 쉽게 발생한다.

따라서 이러한 경우에는, 도 7의 물림 보정 테이블에 기초하여, 물림 보정 제어를 하여 이러한 물림 불량을 방지한다. 아울러 도 7의 물림 보정 테이블은, 실제로는 구체적인 수치가 기입되어 있다.

구체적으로는, 판재(S)가 레벨링 롤 유닛(20)의 상부 레벨링 롤(6) 및 하부 레벨링 롤(8) 사이에 물리기 전에, 제어 장치(60)의 압하·물림 컨트롤러(66)에 의해, 판두께 등의 조건에 따라 설정된 입측 압하 실린더의 설정 압입량(δe1)과 도 7의 물림 보정 테이블에서의 판재(S)의 판두께 구분에 대응하는 물림 한계 압입량(δL)을 비교한다. 그리고 설정 압입량(δe1)이 물림 한계 압입량(δL)을 초과할 경우에는 물림 보정 모드로 이행한다.

즉, 도 9에 도시한 바와 같이 설정 압입량(δe1)이 물림 한계 압입량(δL)을 초과할 경우에는, 판재(S)가 물릴 때의 실제 입측 압하 실린더의 압입량을 설정 압입량(δe1)으로부터 물림 한계 압입량(δL)으로 제한하고, 그러한 압입량의 제한을, 판재(S)의 선단이 입측의 기준 레벨링 롤(도 9에서는 ＃1의 레벨링 롤)의 정점에서 도 7의 보정 테이블로 설정된 Lb의 거리만큼 물리는 동안 계속하며, 도 10에 도시한 바와 같이 판재(S)의 선단이 입측의 기준 레벨링 롤에서부터 Lb의 거리만큼 물린 후에 물림 보정 테이블에 설정된 압하 보정 속도(IV)로 입측 압하 실린더의 압입량(압하량)을 설정 압입량(δe1)으로 셋업한다. 아울러 도 9, 10에는, 가장 입측의 기준 레벨링 롤을 ＃1로 하고 그 후의 레벨링 롤에 대해 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 ＃2∼＃9로 번호를 부여하였다.

일반적으로, 판재(S)의 물림 단계에서 압입량이 물림 한계 압입량(δL)이면 판재(S)는 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는데, 이 물림 한계 압입량(δL)은 판재(S)의 판두께에 대략 비례한다. 그리고 판재(S)가 소정 길이로 물리면 압입량을 물림 한계 압입량(δL)보다 크게 해도 물림 불량이 발생하지 않게 된다. 따라서 판재(S)의 판두께에 대응하여 물림 보정 테이블에, 물림 한계 압입량(δL)을 설정하고, 나아가 상기 소정 길이를 물림 보정 제어 거리(Lb)로서 설정해 둠으로써, 물림 불량을 확실하게 방지하면서 신속하게 설정 압입량(δe1)으로 셋업하여 판재(S)를 교정할 수 있고 판재(S)의 교정 수율을 높게 유지할 수 있다.

또 압하 보정 속도(IV)는, 물림 한계 압입량으로부터 설정 압입량(δe1)으로 할 때까지의 속도이며, 이 압하 보정 속도(IV)도 판재(S)의 판두께에 대응하여 적정한 값이 존재하기 때문에 보정 테이블에 압하 보정 속도(IV)를 설정해 둠으로써 최적의 속도로 설정 압입량(δe1)으로 셋업할 수 있다.

본 실시형태와 같이 레벨링 롤의 직경을 줄여 압입량을 증가시킨 경우에는 판재(S)를 상하부 레벨링 롤 사이에 물리기가 매우 어려워지는데, 상기와 같은 물림 보정 제어를 함으로써 이러한 경우에도 비교적 용이하게 판재(S)를 상하부 레벨링 롤 사이에 물려들어가게 할 수 있다. 따라서 물림 보정 제어는 본 실시형태와 같이 압입량이 큰 경우에 특히 유효하다.

또 이러한 물림 보정 제어를 할 경우에는, 처음에 물림 한계 압입량(δL)에 대응하는 가벼운 압하를 행한 후 설정 압입량(δe1)에 대응하는 강한 압하로 변경하기 때문에, 본 실시형태와 같이 설정 압입량(δe1)이 큰 경우에는 상부 프레임(2) 및 하부 프레임(3)의 가로휨 등에 의해, 레벨링 롤의 폭방향에서의 롤 갭의 균일성이 손상될 것이 우려된다. 그러나 상술한 것처럼 휨 센서(21),(22) 및 유압식 크라우닝 실린더(12)를 이용한 크라우닝 보정을 행함으로써 롤 갭의 폭방향 균일성을 양호하게 유지할 수 있어 설정 압입량(δe1)이 큰 경우에도 확실하게 물림 보정 제어를 행할 수 있다.

아울러 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 상부 레벨링 롤을 압하 실린더로 통판 라인을 향해 압하(하향으로 압압)하여 판재의 형상을 교정하는 경우에 대해 나타냈으나, 하부 레벨링 롤을 압하 실린더로 통판 라인을 향해 압하(상향으로 압압)하여 판재의 형상을 교정하도록 해도 좋다. 또 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 상기 실시형태의 구성요소를 일부 없앤 것도 본 발명의 범위 내이다.

1；하우징
2；상부 프레임(작동 프레임)
3；하부 프레임
4a, 4b；압하 실린더(압압 실린더)
5；상부 롤 프레임
6；상부 레벨링 롤
6a, 8a；축의 돌출 부분
7；상부 백업 롤
8；하부 레벨링 롤
9；하부 백업 롤
10；하부 롤 프레임
12；유압식 크라우닝 실린더
15；구동 기구
21, 22；휨 검출 센서
30；상부 레벨링 롤 구동부
31, 41；유니버설 스핀들
32, 42；구동 모터
33, 34, 43, 44；크로스 핀 유닛
35, 45；중간 샤프트
60；제어 장치
64；크라우닝 컨트롤러
66；압하·물림 컨트롤러
100；롤러 레벨러
S；판재(피교정재)

Claims

통판(通板) 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러로서,
상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과,
상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측(入側) 및 출측(出側)에 각각 마련되며, 상기 레벨링 롤을 개재하여 상기 판재를 압압(押壓)하는 압압 실린더와,
상기 레벨링 롤을 백업하는 복수의 백업 롤과,
상기 레벨링 롤을 회전시켜 상기 판재를 통판시키는 구동 기구를 구비하고,
상기 복수의 레벨링 롤은, 그 직경(D)을, 260mm 이하이며 또한, 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정되는 상기 레벨링 롤의 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 한 것이며,
상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리도록 상기 압압 실린더에 의한 상기 판재의 압입량을 제어하는 제어 장치를 더 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블을 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 제어하며,
상기 구동 기구는, 상기 복수의 레벨링 롤 중, 상측의 레벨링 롤인 상부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 상부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 상부 레벨링 롤에 전달하는 상부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 상부 레벨링 롤 구동부, 및 상기 복수의 레벨링 롤 중, 하측의 레벨링 롤인 하부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 하부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 하부 레벨링 롤에 전달하는 하부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 하부 레벨링 롤 구동부를 가지며, 상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부와 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부가 서로 간섭하지 않도록 배치되어 있으며,
상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 상부 크로스 핀 유닛과, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 상부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 하부 크로스 핀 유닛과, 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 하부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이와 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이를 바꾸어, 상기 제2 상부 크로스 핀 유닛과 상기 제2 하부 크로스 핀 유닛이 간섭하지 않도록 한 롤러 레벨러.
청구항 1에 있어서,
상기 물림 보정 테이블에는 또한, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 설정 압입량으로 할 때의 압압 속도가 설정되고, 상기 제어 장치는, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 물림 한계 압입량으로부터 상기 설정 압입량으로 변경될 때의 압압 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 롤러 레벨러.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 직경(D)과 상기 피치(P)가 0.55＜D/P＜0.8을 만족하는 롤러 레벨러.
통판 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러로서,
상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과,
상기 복수의 레벨링 롤을 상하로 백업하는 복수의 백업 롤과,
상기 레벨링 롤 및 상기 백업 롤을 이들의 상하에서 지지하는 1쌍의 롤 프레임과,
상기 1쌍의 롤 프레임을 상하에서 지지하는 1쌍의 프레임과,
상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측 및 출측에 각각 마련되며, 상기 1쌍의 프레임의 일방인 작동 프레임을 상기 통판 라인을 향해 압압하고, 상기 롤 프레임의 대응하는 일방을 개재하여 상기 레벨링 롤 사이에서 상기 판재를 압압하는 압압 실린더와,
상기 레벨링 롤을 회전시키는 구동 기구와,
상기 작동 프레임과 상기 롤 프레임의 상기 대응하는 일방과의 사이에 상기 판재의 통판 방향에 직교하는 폭방향을 따라 복수 장착된 유압식 크라우닝 실린더(crowning cylinder)와,
상기 판재의 교정을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 복수의 레벨링 롤은, 그 직경(D)을, 260mm 이하이며 또한, 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정되는 상기 레벨링 롤의 롤간 피치(P)에 대해 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 한 것이며,
상기 제어 장치는, 상기 압압 실린더에 의한 압압량을 제어하면서 상기 구동 기구에 의해 상기 판재를 상기 레벨링 롤 사이로 통판시키도록 제어하고, 또한 상기 1쌍의 프레임의 폭방향에서의 가로휨량을 구하고, 이 휨량을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 상기 필요 조임량에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하며,
상기 제어 장치는, 상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블을 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 제어하며,
상기 구동 기구는, 상기 복수의 레벨링 롤 중, 상측의 레벨링 롤인 상부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 상부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 상부 레벨링 롤에 전달하는 상부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 상부 레벨링 롤 구동부, 및 상기 복수의 레벨링 롤 중, 하측의 레벨링 롤인 하부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 하부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 하부 레벨링 롤에 전달하는 하부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 하부 레벨링 롤 구동부를 가지며, 상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부와 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부가 서로 간섭하지 않도록 배치되어 있으며,
상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 상부 크로스 핀 유닛과, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 상부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 하부 크로스 핀 유닛과, 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 하부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이와 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이를 바꾸어, 상기 제2 상부 크로스 핀 유닛과 상기 제2 하부 크로스 핀 유닛이 간섭하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 롤러 레벨러.
청구항 4에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 압압 실린더, 상기 유압식 크라우닝 실린더, 상기 1쌍의 롤 프레임, 상기 백업 롤, 상기 레벨링 롤의 압축 변형 정보에 기초하여, 이 압축 변형을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 이 필요 조임량과 상기 1쌍의 프레임 휨량을 해소하는데 필요한 필요 조임량의 합계치에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하는 것을 특징으로 하는 롤러 레벨러.
청구항 4 또는 5에 있어서,
상기 물림 보정 테이블에는 또한, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 설정 압입량으로 할 때의 압압 속도가 설정되고, 상기 제어 장치는, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 물림 한계 압입량으로부터 상기 설정 압입량으로 변경될 때의 압압 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 롤러 레벨러.
청구항 4 또는 5에 있어서,
상기 직경(D)과 상기 피치(P)가 0.55＜D/P＜0.8을 만족하는 롤러 레벨러.
청구항 6에 있어서,
상기 직경(D)과 상기 피치(P)가 0.55＜D/P＜0.8을 만족하는 롤러 레벨러.
통판 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러에 의해 상기 판재를 교정하는 판재의 교정 방법으로서, 상기 롤러 레벨러는 상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과, 상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측 및 출측에 각각 마련되며, 상기 레벨링 롤을 개재하여 상기 판재를 압압하는 압압 실린더와, 상기 레벨링 롤을 백업하는 복수의 백업 롤과, 상기 레벨링 롤을 회전시켜 상기 판재를 통판시키는 구동 기구를 구비하고,
상기 구동 기구는, 상기 복수의 레벨링 롤 중, 상측의 레벨링 롤인 상부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 상부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 상부 레벨링 롤에 전달하는 상부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 상부 레벨링 롤 구동부, 및 상기 복수의 레벨링 롤 중, 하측의 레벨링 롤인 하부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 하부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 하부 레벨링 롤에 전달하는 하부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 하부 레벨링 롤 구동부를 가지며, 상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부와 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부가 서로 간섭하지 않도록 배치되어 있으며,
상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 상부 크로스 핀 유닛과, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 상부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 하부 크로스 핀 유닛과, 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 하부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이와 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이를 바꾸어, 상기 제2 상부 크로스 핀 유닛과 상기 제2 하부 크로스 핀 유닛이 간섭하지 않도록 되어 있으며,
상기 방법은,
상기 복수의 레벨링 롤의 롤간 피치(P)를 교정해야 할 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정하고, 상기 레벨링 롤의 직경(D)을, 260mm 이하이며 또한, 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 하는 것과,
상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 판재의 교정 방법.
통판 라인을 통과시켜 판재를 교정하는 롤러 레벨러에 의해 상기 판재를 교정하는 판재의 교정 방법으로서,
상기 롤러 레벨러는,
상기 통판 라인의 상하에 지그재그 형태로 배치되며, 상기 판재를 끼워서 교정하면서 상기 판재를 통판시키도록 회전하는 복수의 레벨링 롤을 가지는 레벨링 롤 유닛과,
상기 복수의 레벨링 롤을 상하로 백업하는 복수의 백업 롤과,
상기 레벨링 롤 및 상기 백업 롤을 이들의 상하에서 지지하는 1쌍의 롤 프레임과,
상기 1쌍의 롤 프레임을 상하에서 지지하는 1쌍의 프레임과,
상기 레벨링 롤 유닛에서의 상기 판재의 입측 및 출측에 각각 마련되며, 상기 1쌍의 프레임의 일방인 작동 프레임을 상기 통판 라인을 향해 압압하고, 상기 롤 프레임의 대응하는 일방을 개재하여 상기 레벨링 롤 사이에서 상기 판재를 압압하는 압압 실린더와,
상기 레벨링 롤을 회전시키는 구동 기구와,
상기 작동 프레임과 상기 롤 프레임의 상기 대응하는 일방 사이에 상기 판재의 통판 방향에 직교하는 폭방향을 따라 복수 장착된 유압식 크라우닝 실린더를 구비하고,
상기 구동 기구는, 상기 복수의 레벨링 롤 중, 상측의 레벨링 롤인 상부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 상부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 상부 레벨링 롤에 전달하는 상부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 상부 레벨링 롤 구동부, 및 상기 복수의 레벨링 롤 중, 하측의 레벨링 롤인 하부 레벨링 롤을 구동시키기 위한 하부 레벨링 롤용 구동 모터와, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터의 동력을 상기 하부 레벨링 롤에 전달하는 하부 레벨링 롤용 동력 전달부로 이루어진 하부 레벨링 롤 구동부를 가지며, 상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부와 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부가 서로 간섭하지 않도록 배치되어 있으며,
상기 상부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 상부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 상부 크로스 핀 유닛과, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 상부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 하부 레벨링 롤용 동력 전달부는, 상기 하부 레벨링 롤용 구동 모터측에 접속되는 제1 하부 크로스 핀 유닛과, 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분에 접속되는 제2 하부 크로스 핀 유닛과, 이들 사이를 연결하는 중간 샤프트로 이루어진 유니버설 스핀들로 구성되고, 상기 상부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이와 상기 하부 레벨링 롤의 축의 돌출 부분의 길이를 바꾸어, 상기 제2 상부 크로스 핀 유닛과 상기 제2 하부 크로스 핀 유닛이 간섭하지 않도록 되어 있으며,
상기 방법은,
상기 복수의 레벨링 롤의 롤간 피치(P)를 교정해야 할 상기 판재의 최대 요구 항복 응력 및 최대 요구 판두께에 의해 결정하고, 상기 레벨링 롤의 직경(D)을, 260mm 이하이며 또한, 0.5＜D/P＜0.9를 만족하는 값으로 하는 것과,
상기 1쌍의 프레임의 폭방향에서의 가로휨량을 구하고, 이 휨량을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 상기 필요 조임량에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하는 것과,
상기 판재의 두께에 대응하여, 상기 판재가 상기 레벨링 롤 유닛의 상하부 레벨링 롤 사이에 물리는 한계의 압입량인 물림 한계 압입량과, 상기 물림 한계 압입량으로 제어해야 할 상기 판재의 선단의 이동 거리인 물림 보정 제어 거리를 설정한 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 상기 판재의 교정에 필요한 설정 압입량이 상기 물림 한계 압입량보다 큰 경우에, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달할 때까지는 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 물림 한계 압입량으로 제한하고, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 설정 압입량이 되도록 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 판재의 교정 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 압압 실린더, 상기 유압식 크라우닝 실린더, 상기 1쌍의 롤 프레임, 상기 백업 롤, 상기 레벨링 롤의 압축 변형 정보에 기초하여, 이 압축 변형을 해소하는데 필요한 상기 유압식 크라우닝 실린더 각각의 필요 조임량을 산출하고, 이 필요 조임량과 상기 1쌍의 프레임 휨량을 해소하는데 필요한 필요 조임량의 합계치에 기초하여, 상기 유압식 크라우닝 실린더의 각각을 조임 제어하는 것을 특징으로 하는 판재의 교정 방법.
청구항 9 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물림 보정 테이블에는 또한, 상기 판재의 선단이 상기 물림 보정 제어 거리에 도달하였을 때에 상기 입측의 압압 실린더의 압입량을 상기 설정 압입량으로 할 때의 압압 속도가 설정되며, 상기 물림 보정 테이블에 기초하여, 상기 입측의 압압 실린더의 압입량이 상기 물림 한계 압입량으로부터 상기 설정 압입량으로 변경될 때의 압압 속도를 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판재의 교정 방법.
청구항 9 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 직경(D)과 상기 피치(P)가 0.55＜D/P＜0.8을 만족하도록 하는 판재의 교정 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 직경(D)과 상기 피치(P)가 0.55＜D/P＜0.8을 만족하도록 하는 판재의 교정 방법.
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