KR101597238B1 - 연주기 롤의 로터리 조인트 성능 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조설비의 롤에 적용되는 로터리 조인트의 성능을 측정하기 위한 로터리 조인트 성능 측정 장치에 있어서, 상기 로터리 조인트가 탈착 가능하게 장착되는 서포트와, 상기 서포트에 회전 가능하게 연결되며 상기 로터리 조인트와 연결되어 상기 로터리 조인트를 통해 냉각수가 공급되는 롤과, 상기 롤에 연결되어 상기 롤을 회전 구동시키는 전동기와, 상기 전동기의 구동을 제어하며 상기 롤의 회전 구동시 발생하는 전동기의 출력 신호를 수신하여 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무를 판별하는 제어부를 포함하는 로터리 조인트 성능 측정 장치를 개시한다.

Description

연주기 롤의 로터리 조인트 성능 측정 장치 {DEVICE FOR MEASURING PERFORMANCE OF ROLL IN CONTINUOUS CASTING MACHINE}

본 발명은 연속주조설비에 사용되는 롤에 냉각수를 공급하기 위한 로터리 조인트의 성능을 측정하기 위한 로터리 조인트 성능 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정(continuous casting process, 이하 '연주공정'이라 약칭함)은 일정한 형상의 주형에 용강을 연속적으로 주입하고, 주형 내에서 반응고 된 주편을 연속적으로 하측으로 인발하여 슬래브, 블룸, 빌릿 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다.

이러한 연주공정을 위한 연속주조설비(이하, '연주기'라 약칭함)에는 주편의 이송을 위해 복수의 롤이 대향하여 설치되는데, 이송되는 주편에서 나오는 열으로부터 롤을 보호하기 위해 롤의 회전시 롤의 내부에 냉각수를 공급하는 냉각 방식을 적용하고 있다.

도 1은 일반적인 형태의 연주기 롤의 구성을 나타내고 있다.

도 1과 같이 롤(10)은 롤 지지대(20)에 회전 가능하게 설치되며, 롤(10)의 내부에는 냉각수가 공급되는 냉각수 수용홈(11)이 형성되어 있다. 이와 같이 롤(10)은 롤 지지대(20)에 대하여 상대 회전하는 구성이므로, 롤(10) 내부에 냉각수를 공급하기 위해서는 로터리 조인트(30)가 필요하다. 로터리 조인트(30)는 고정 배관으로부터 유체를 롤, 드럼, 실린더 등과 같은 회전 부분에 전달하기 위한 부품을 말한다.

도 1의 (a)는 단식 설치 구조로서 회전하는 롤(10)의 한 쪽에 설치된 로터리 조인트(30)의 공급부(31)를 통해 냉각수를 공급하여 롤(10)의 다른 쪽에 설치된 로터리 조인트(30)의 배출부(32)로 나오는 구조이며, (b)는 복식 설치구조로서 롤(10)의 한 쪽에 설치된 로터리 조인트(30)의 공급부(31)를 통해 공급된 냉각수가 롤(10) 내부에 배치된 내측 파이프(33)를 통해 롤(10) 내부로 공급된 후 공급된 방향으로 배출되어 로터리 조인트(30)의 배출부(32)로 배출되는 구조이다.

로터리 조인트(30)는 고정배관에 연결된 고정부와, 회전 부분에 연결된 회전부가 상대 회전 가능하게 결합된 구조를 가지며, 고정부와 회전부 사이에 패킹, 씰, 베어링 등의 부품이 설치되어 있다.

연주공정에서 고온의 주편과 접촉하는 롤(10)의 냉각 작용을 원활하게 하기 위해서는 로터리 조인트(30)의 성능 보장이 필수적이며, 따라서 로터리 조인트(30)의 성능을 측정하는 것이 매우 중요하다.

이와 관련된 종래 기술로서 실용신안공보 실1996-0007704호는 구동 감속기 모터에 로터리 조인트를 회전 및 무회전상태에서 물 또는 공기로 압력을 가감하여 누수량을 측정함으로써 로터리 조인트의 회전수에 따른 로터리 조인트의 수명과 성능을 파악할 수 있는 로터리조인트의 성능측정장치를 개시하고 있다.

그러나 이와 같은 구성의 성능측정장치의 경우 무한정 회전시켜 누수량을 확인하는 것이 어려울 뿐 아니라 단순 누수량 측정을 통한 방법일 뿐 실제 사용 조건과 상이한 조건 하에 측정이 이루어져 로터리 조인트의 성능을 파악하는데 한계가 있다.

한편, 연주기에서 사용된 로터리 조인트(30)를 재사용할 수 있는지 판정하기 위해서 로터리 조인트(30)를 분해하여 부품 이상 여부를 판정하는 경우도 있으나, 이러한 방식 또한 분해 및 조립 과정에서 부품에 손상이 발생하는 등의 문제가 발생하고 있다.

실용신안공보 실1996-0007704호 (1996.09.12)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로터리 조인트의 실제 사용 조건과 동일한 조건에서 성능 측정이 가능한 로터리 조인트 성능 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 연속주조설비의 롤에 적용되는 로터리 조인트의 성능을 측정하기 위한 로터리 조인트 성능 측정 장치에 있어서, 상기 로터리 조인트가 탈착 가능하게 장착되는 서포트와, 상기 서포트에 회전 가능하게 연결되며 상기 로터리 조인트와 연결되어 상기 로터리 조인트를 통해 냉각수가 공급되는 롤과, 상기 롤에 연결되어 상기 롤을 회전 구동시키는 전동기와, 상기 전동기의 구동을 제어하며 상기 롤의 회전 구동시 발생하는 전동기의 출력 신호를 수신하여 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무를 판별하는 제어부를 포함하는 로터리 조인트 성능 측정 장치를 개시한다.

본 발명의 로터리 조인트 성능 측정 장치에 따르면, 상기 제어부는 상기 전동기의 출력 전류값이 기준 전류값보다 큰 경우 상기 로터리 조인트의 성능에 이상이 있는 것을 판정하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 로터리 조인트 성능 측정 장치에 따르면, 연주기 주편 이송 속도에 따른 롤의 회전수, 롤의 회전수에 따른 기준 전류값에 대한 정보를 저장하는 메모리가 추가로 구비될 수 있으며, 상기 제어부는 사용자가 설정한 연주기 주편 이동 속도에 따라 상기 전동기의 회전수를 제어하고, 상기 메모리에 저장된 전동기 회전수에 대응되는 기준 전류값을 근거로 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무를 판별하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 로터리 조인트 성능 측정 장치에 따르면, 상기 제어부에는 상기 전동기의 회전수에 따른 기준 전류값, 상기 전동기의 출력 전류값, 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무 중 적어도 하나를 시각적으로 표시하는 디스플레이부가 추가로 연결될 수 있다.

본 발명의 로터리 조인트 성능 측정 장치는 상기 롤의 회전수를 감지하는 카운터와, 상기 로터리 조인트에 연결된 배관에 연결된 유량 및 압력 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 디스플레이부는 상기 카운터 및 유량 및 압력 감지 센서에서 측정된 측정값을 표시하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 로터리 조인트 성능 측정 장치에 따르면, 상기 제어부에는 성능 시험의 조건 정보를 입력하기 위한 입력부가 추가로 연결될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 롤을 회전시키면서 롤 내부로 냉각수를 주입하는 실제 환경과 동일한 환경에서 성능 측정이 가능한 효과가 있으며, 전동기 출력 전류값을 이용하여 로터리 조인트 성능 이상 유무를 판정하므로 측정이 용이하고 측정 시간을 단축시키는 효과가 있다.

또한, 롤의 회전 속도를 증감시키는 것이 가능하여 저속 조건 및 고속 조건 등 다른 조건 하에서 성능 시험이 가능하다는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 형태의 연주기 롤의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 조인트 성능 측정 장치를 나타낸 도면.
도 3은 로터리 성능 장치의 이상 유무 판정에 사용되는 기입력 정보를 예시한 테이블.

이하, 본 발명과 관련된 연주기 롤의 로터리 조인트 성능 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 조인트 성능 측정 장치를 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 로터리 조인트 성능 측정 장치는 서포트(110), 롤(120), 전동기(130), 제어부(140)를 포함한다.

서포트(110)는 성능 시험 대상인 로터리 조인트(30)를 지지하기 위한 것으로서, 서포트(110)에는 시험 대상의 교체가 가능하도록 로터리 조인트(30)가 탈착 가능하게 장착된다.

롤(120)은 실제 연주기에서 사용되는 롤(10, 도 1 참조)과 동일한 형태로서, 서포트(110)에 회전 가능하게 연결된다. 로터리 조인트(30)는 서포트(110)에 장착될 때 롤(120)과 연결되도록 설치된다. 롤(10)의 양단이 한 쌍의 서포트(110)에 연결되며, 양 서포트(110) 중 하나에만 로터리 조인트(30)가 설치된다.

롤(120)의 내부에는 냉각수를 수용하기 위한 냉각수 수용홈(121)이 형성되며, 로터리 조인트(30)와 연결되어 로터리 조인트(30)를 통해 롤(120)의 내부로 냉각수가 공급되게 된다.

전동기(130, 모터)는 롤(120)에 연결되어 롤(120)를 회전 구동시키는 기능을 한다. 본 실시예의 경우 전동기(130)가 동력전달부(180, 예를 들어, 풀리-벨트, 기어 등)를 통해 롤(120)의 회전축에 연결된 것을 예시하고 있다.

제어부(140)는 전동기(130)에 연결되어 전동기(130)의 구동을 제어하며, 롤(120)의 회전 구동시 발생하는 전동기(130)의 출력 신호를 수신하여 로터리 조인트(30)의 이상 유무를 판별하는 기능을 한다.

본 실시예의 경우 로터리 조인트(30)의 성능 이상 유무를 판별하는 기준으로서 전동기(130)의 출력 전류값을 사용하고 있다. 로터리 조인트(30)의 부품(패킹, 씰 등)에 이상이 발생하였을 때 로터리 조인트(30)의 회전 부하가 증가하게 되고, 그에 따라 전동기(130)에서 발생하는 출력 전류값이 상승하게 된다. 본 실시예의 경우 이와 같은 특징을 이용한 것으로서, 제어부(140)는 전동기(130)의 출력 전류값이 기설정된 기준 전류값보다 큰 경우 로터리 조인트(30)의 성능에 이상이 발생한 것으로 판정하도록 설정된다.

이와 같이 로터리 조인트(30)의 성능에 이상이 있는 것으로 판정된 경우 로터리 조인트(30)를 서포트(110)로부터 분리하여 분해 후 부품 이상 유무를 점검하도록 한다.

제어부(140)에는 디스플레이부(150)가 연결될 수 있으며, 디스플레이부(150)는 로터리 조인트(30)의 성능 측정에 대한 정보를 시각적으로 표시한다. 디스플레이부(150)는 본 실시예와 같이 제어부(140)와 별도로 구비되는 것도 가능하나, 이와 달리 제어부(140)와 일체로 형성되는 컨트롤 패널의 형태를 갖는 것도 가능하다.

로터리 조인트(30)의 이상 유무를 판정하는 기준인 기준 전류값은 전동기(130)의 회전수, 즉, 롤(120)의 회전수(회전속도)에 따라 다르며, 전동기(130)의 회전수에 대응되는 기준 전류값에 대한 정보는 미리 알고 있는 정보로서 메모리 등의 기억 공간에 별도로 저장된다. 메모리는 그 밖에 연주기 주편 이송 속도에 따른 롤(120)의 회전수에 관한 정보도 저장하고 있다.

도 3은 로터리 성능 장치의 이상 유무 판정에 사용되는 기입력 정보를 예시한 테이블을 나타내고 있으며, 이에 따르면 연주기 주편 이송 속도에 따른 롤(120)의 회전수, 그리고 그에 따른 기준 전류값에 대한 정보가 테이블의 형태로 나타나 있다. 이러한 정보가 저장된 메모리가 제어부(140)에 연결되어 있으며, 제어부(140)는 메모리에 저장된 정보를 근거로 하여 로터리 조인트(30)의 성능 이상 유무를 판정하는 것이다.

롤(120)의 단부 측에는 롤(120)의 회전수를 감지하는 카운터(160)가 연결되며, 카운터(160)에서 감지된 롤(120)의 회전수는 제어부(140)로 피드백된다. 제어부(140)는 전동기(140)의 회전수를 증감 제어하도록 구성 가능하며, 디스플레이부(150)는 카운터(160)에서 측정한 롤(120)의 회전수를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.

제어부(140)는 사용자가 설정한 연주기 주편 이동 속도에 따라 전동기(140)의 회전수를 제어하고, 메모리에 저장된 전동기 회전수에 대응되는 기준 전류값을 전동기(140)의 출력 전류값과 비교하여 로터리 조인트(30)의 성능 이상 유무를 판정한다.

제어부(140)에는 성능 시험의 조건 정보를 입력하기 위한 입력부(200)가 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 성능 시험 조건 정보로서 연주기 주편 이동 속도를 들 수 있으며, 사용자가 테스트하고자 하는 주편 이동 속도를 입력하면 제어부(140)는 그에 대응되는 롤(120) 회전수에 따라 전동기(140)의 회전 속도를 제어하게 된다.

디스플레이부(150)에는 사용자가 설정한 연주기의 주편 이송 속도, 주편 이송 속도에 대응되는 전동기(130)의 회전수, 전동기(130)의 회전수에 따른 기준 전류값, 전동기(130)의 출력 전류값, 로터리 조인트(30)의 성능 이상 유무(정상 또는 이상) 등의 정보 중 적어도 하나가 표시될 수 있다.

한편, 로터리 조인트(30)에 연결된 배관(P, 냉각수 공급관)에는 유량 및 압력 감지 센서(170)가 연결될 수 있으며, 유량 및 압력 감지 센서(170)는 제어부(140)에 연결되어 측정 결과를 제어부(140)로 전송한다. 이러한 경우 디스플레이부(150)는 유량 및 압력 감지 센서(170)에서 측정된 측정값을 표시하도록 구성되어 성능 시험 중 누수 여부, 로터리 조인트(30)의 이상 유무를 알 수 있도록 한다.

냉각수 공급관(P)에는 냉각수 유로를 개폐하기 위한 밸브(190)가 설치되며, 밸브(190)는 전자식 밸브로서 제어부(140)에 연결되어 제어부(140)의 제어에 의해 개폐 동작이 이루어질 수 있다.

다음으로 이상과 같은 구성의 로터리 조인트 성능 측정 장치를 이용한 성능 측정 과정에 대하여 설명하기로 한다.

먼저 성능 측정 대상인 로터리 조인트(30)를 서포트(110)에 고정되게 설치하고 롤(120)과 연결한다.

다음으로 입력부(200)를 통해 성능 테스트 조건(예를 들어, 주편 이송 속도)을 입력하고 설비를 가동시킨다. 그에 따라 롤(120)이 입력된 조건에 부합되는 속도로 회전하게 된다. 그리고 밸브(190)를 개방시켜 롤(120) 내부로 냉각수가 공급되도록 한다. 이와 같이 롤(120)이 회전하면서 그 내부로 냉각수가 공급되도록 하여 시험 환경이 실제 환경과 동일하게 재현되도록 한다.

이러한 동작 과정에서 전동기(130)의 출력 신호(전류값)가 제어부(140)로 전송되게 되어 제어부(140)가 성능 이상 유무를 판정하게 되며, 디스플레이부(150)에 측정 및 판정 결과에 대한 정보가 표시되어 사용자가 이를 알 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 연주기 롤의 로터리 조인트 성능 측정 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

30: 로터리 조인트 110: 서포트
120: 롤 130: 전동기
140: 제어부 150: 디스플레이부
160: 카운터 170: 유량 및 압력 센서
180: 동력전달장치 190: 밸브
200: 입력부

Claims (6)

1. 연속주조설비의 롤에 적용되는 로터리 조인트의 성능을 측정하기 위한 로터리 조인트 성능 측정 장치에 있어서,
   상기 로터리 조인트가 탈착 가능하게 장착되는 서포트;
   상기 서포트에 회전 가능하게 연결되며, 상기 로터리 조인트와 연결되어 상기 로터리 조인트를 통해 냉각수가 공급되는 롤;
   상기 롤에 연결되어 상기 롤을 회전 구동시키는 전동기; 및
   상기 전동기의 구동을 제어하며, 상기 롤의 회전 구동시 발생하는 전동기의 출력 신호를 수신하여 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무를 판별하는 제어부를 포함하는 로터리 조인트 성능 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 전동기의 출력 전류값이 기준 전류값보다 큰 경우 상기 로터리 조인트의 성능에 이상이 있는 것을 판정하는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트 성능 측정 장치.
3. 제2항에 있어서,
   연주기 주편 이송 속도에 따른 롤의 회전수, 롤의 회전수에 따른 기준 전류값에 대한 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
   상기 제어부는 사용자가 설정한 연주기 주편 이동 속도에 따라 상기 전동기의 회전수를 제어하고, 상기 메모리에 저장된 전동기 회전수에 대응되는 기준 전류값을 근거로 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무를 판별하는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트 성능 측정 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부에 연결되며, 상기 전동기의 회전수에 따른 기준 전류값, 상기 전동기의 출력 전류값, 상기 로터리 조인트의 성능 이상 유무 중 적어도 하나를 시각적으로 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트 성능 측정 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 롤의 회전수를 감지하는 카운터; 및
   상기 로터리 조인트에 연결된 배관에 연결된 유량 및 압력 감지 센서를 더 포함하고
   상기 디스플레이부는 상기 카운터 및 유량 및 압력 감지 센서에서 측정된 측정값을 표시하는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트 성능 측정 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부에 연결되며, 성능 시험의 조건 정보를 입력하기 위한 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트 성능 측정 장치.

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