KR101626134B1 - 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스케일링 노즐 성능을 간편하고 정확하게 점검할 수 있는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이송 장치에 설치되어 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하는 디스케일링 노즐들에서 분사되는 고압수의 충돌압을 측정하는 측정 장치로서, 상기 이송 장치에 탑재되어 상기 이송 장치에 의해 이송 가능하고, 상기 고압수와의 접촉을 통해 상기 고압수의 충돌압을 측정하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치를 제공할 수 있다.

Description

디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치{MEASURING APPARATUS FOR IMPACT PRESSURE OF DESCALING NOZZLE}

본 발명은 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스케일링 노즐의 성능을 점검할 수 있는 충돌압 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 용광로나 전기로 등에서 용해된 용탕(Molten metal)은 주형(Mold)으로 주입되어 소정 형상의 압연소재로 제작된다. 그리고 이러한 압연소재는 가열로에서 가열된 뒤, 제품 특성에 따라 압연된다.

가열로에서 재결정온도 이상으로 가열된 압연소재가 대기 중의 산소와 반응하게 되면, 그 표면에 산화막, 즉 스케일(Scale)이 형성된다. 이 스케일은 압연 시 불량을 야기하는 요인이 되기 때문에, 압연 작업 전에 스케일을 제거하는 작업을 거치게 되는데, 이러한 스케일 제거 작업을 디스케일(Descale) 작업이라 한다.

일반적으로 디스케일 작업은 디스케일러에 의해 수행된다.

디스케일러는 압연소재를 재결정온도 이상으로 가열하는 가열로에서 가열된 압연소재를 인출하여 이송시키는 테이블롤 등의 이송 장치에 설치되어, 이송 장치를 따라 이송되는 압연소재의 표면에 고압의 냉각수를 분사함으로써, 압연소재로부터 스케일을 제거한다.

도 1은 종래의 디스케일러를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 디스케일러는 이송되는 압연소재(10)의 상부 및 하부에 각각 배치되는 고압수 분사 헤더(20) 및 고압수 분사 헤더(20)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 디스케일링 노즐(30)을 포함한다.

디스케일링 노즐(30)은 고압수 분사 헤더(20)로부터 고압수를 공급받아 압연소재(10)의 표면에 고압수(31)를 분사한다. 이때, 각 노즐(30)은 고압수 분사 헤더(20)의 길이 방향을 따라 일정 간격(p)으로 배치됨과 아울러, 압연소재(10)와 일정 거리 이격되어 압연소재(10)의 표면으로 고압수(31)를 분사하게 된다.

디스케일링 노즐(30)은 보통 팬(Fan) 타입의 선형 노즐로 마련된다. 이에 따라 고압수(31)는 압연소재(10)의 표면에 근접할수록 압연소재(10)의 폭 방향(고압수 분사 헤더의 길이 방향)으로 확장되며, 소정의 두께를 가지는 얇은 선 형태로 분사된다. 이때, 분사되는 고압수(31)는 노즐(30) 출구의 넓이와 형상에 따라 일정 분사각(A)을 가진다.

디스케일링 노즐(30)에 의해 분사된 고압수(31)는 압연소재(10)와 충돌하여 압연소재(10)의 표면에 부착되어 있는 스케일을 제거한다.

이와 같은 구성을 가지는 디스케일러를 이용하는 경우, 압연소재(10)의 스케일이 제거되는 분사 패턴과 아울러, 각 노즐(30)들의 마모, 고압수(31) 분사경로의 막힘 상태 등을 지속적으로 점검할 필요가 있다.

여러 노즐(30) 중 특정 노즐이 마모되거나 막히는 경우, 해당 노즐(30)의 분사 영역에 대한 충돌압이 다른 노즐(30)들에 비해 낮아지게 된다. 이런 충돌압 불균일 현상은 압연소재(10) 내 냉각 편차를 발생시킬 수 있으며, 충돌압 불균일과 냉각 편차는 압연소재(10) 표면의 스케일이 부분적으로 덜 제거되어 나타나는 줄무늬(Stripe)와 영역별 재질 편차를 발생시킴으로써 압연소재(10) 자체의 품질 저하를 야기한다. 뿐만 아니라, 스케일 제거가 완전하게 이루어지지 않은 압연소재(10)를 압연하는 경우, 표면 품질이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 이러한 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 디스케일링 노즐(30)들에 대한 점검을 진행하는 것이다.

종래에는 디스케일링 노즐(30)의 성능을 점검하는 방법으로서, 페인트를 도포한 강판에 고압수(31)를 분사하는 방법과, 정지 상태의 알루미늄판 표면에 소정 시간 동안 고압수(31)를 분사하는 방법을 사용한다.

도 2는 페인트를 도포한 강판에 고압수(31)를 분사하는 방법에 따라, 고압수(31)가 분사된 강판을 나타내는 도면으로서, 강판에 도포된 녹색의 페인트가 고압수(31)의 분사 패턴에 따라 제거된 것을 알 수 있다.

도 3은 정지 상태의 알루미늄판 표면에 고압수(31)를 분사하는 방법에 따라, 고압수(31)가 분사된 알루미늄판을 나타내는 도면으로서, 고압수(31)의 분사 패턴에 대응하는 알루미늄판 영역이 침식된 것을 알 수 있다.

하지만, 상기 방법들의 경우, 제거된 페인트나 알루미늄의 흔적을 육안으로 식별하여 디스케일링 노즐(30)을 점검해야 하기 때문에, 노즐(30)의 마모나 막힘 정도, 변형 정도 등을 정확하게 확인하는 것이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 디스케일 작업을 위한 라인과는 별도로 장비를 마련하여 디스케일링 노즐(30)에 대한 테스트 작업을 진행해야 하기 때문에, 장비 마련이 번거로울 뿐만 아니라, 라인 전체의 디스케일러를 테스트하는 것에 많은 시간이 소요될 수밖에 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디스케일링 노즐 성능을 간편하고 정확하게 점검할 수 있는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이송 장치에 설치되어 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하는 디스케일링 노즐들에서 분사되는 고압수의 충돌압을 측정하는 측정 장치로서, 상기 이송 장치에 탑재되어 상기 이송 장치에 의해 이송 가능하고, 상기 고압수와의 접촉을 통해 상기 고압수의 충돌압을 측정하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치를 제공할 수 있다.

상기 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는 상기 이송 장치에 탑재되고, 내부에 수용공간을 가지는 베이스판; 및 상기 수용공간 내에 장착되고, 상기 디스케일링 노즐들에서 분사되는 고압수의 충돌압을 감지하여 충돌압 데이터를 출력하는 복수의 로드셀을 포함하는 로드셀 장치를 포함할 수 있다.

상기 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는 상기 수용공간 내에 장착되고, 상기 로드셀들에 의해 출력되는 상기 충돌압 데이터들을 수신하여, 상기 디스케일링 노즐들의 충돌압 정보를 획득하는 데이터 획득 장치를 포함할 수 있다.

상기 베이스판은 상기 수용공간을 차폐하고, 착탈 가능한 적어도 하나의 커버를 포함할 수 있다.

상기 로드셀은 상기 디스케일링 노즐의 이격 배치 방향에 대응되는 방향으로 이격 배치되는 복수의 로드셀 본체; 및 상기 로드셀 본체 각각에 고정되고, 상기 베이스판의 표면 방향으로 돌출되어 상기 디스케일링 노즐에서 분사되는 상기 고압수와 접촉하는 측정핀을 포함할 수 있다.

상기 로드셀 장치는 상기 측정핀이 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 돌출되는 복수의 제1 로드셀; 및 상기 측정핀이 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 돌출되는 복수의 제2 로드셀을 포함할 수 있다.

상기 베이스판 내 상기 수용공간은 상기 제1 로드셀의 상기 측정핀이 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 노출되도록 상부로 개방되는 제1 개방부를 포함할 수 있다.

상기 베이스판 내 상기 수용공간은 상기 제2 로드셀의 상기 측정핀이 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 노출되도록 하부로 개방되는 제2 개방부를 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 측정핀들의 헤드부를 상기 베이스판 외부로 노출시키는 복수의 홀이 형성된 커버를 포함하고, 노출된 상기 측정핀들의 헤드부는 상기 고압수에 접촉될 수 있다.

상기 커버는 상기 수용공간 중 상기 베이스판의 상기 제1 개방부를 차폐하고, 상기 제1 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부를 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 노출시키는 복수의 제1 홀을 포함하는 제1 커버를 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 수용공간 중 상기 베이스판의 상기 제2 개방부를 차폐하고, 상기 제2 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부를 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 노출시키는 복수의 제2 홀을 포함하는 제2 커버를 포함할 수 있다.

상기 데이터 획득 장치는 상기 제1 개방부에 의해 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 노출될 수 있다.

상기 데이터 획득 장치는 상기 제2 개방부에 의해 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 노출될 수 있다.

상기 베이스판 내 상기 수용공간은 상기 데이터 획득 장치가 상기 베이스판의 상부 표면 방향 및 하부 표면 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 노출되도록 개방되는 제3 개방부를 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 제3 개방부를 차폐하는 제3 커버를 포함할 수 있다.

상기 로드셀 및 상기 데이터 획득 장치는 방수 처리될 수 있다.

상기 베이스판의 최대 높이는 80 내지 100㎜일 수 있다.

상기 로드셀은 상기 측정핀 간 이격 거리가 상기 디스케일링 노즐의 배치 간격 이하가 되도록 배치될 수 있다.

상기 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는 상기 데이터 획득 장치와 상기 로드셀 각각을 연결하는 복수의 데이터 케이블을 포함하고, 상기 로드셀들에 의해 출력되는 상기 충돌압 데이터들은 상기 데이터 케이블을 통해 상기 데이터 획득 장치에 전달될 수 있다.

상기 제1 커버의 외표면은 상기 베이스판의 상부 표면보다 상기 수용공간 방향으로 낮게 형성되고, 상기 제1 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부는 상기 제1 커버의 외표면과 상기 베이스판의 상부 표면 사이에 위치할 수 있다.

상기 제2 커버의 외표면은 상기 베이스판의 하부 표면보다 상기 수용공간 방향으로 낮게 형성되고, 상기 제2 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부는 상기 제2 커버의 외표면과 상기 베이스판의 하부 표면 사이에 위치할 수 있다.

상기 홀이 형성된 커버의 외표면은 상기 베이스판의 표면보다 상기 수용공간 방향으로 낮게 형성되고, 상기 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부는 상기 커버의 외표면과 상기 베이스판의 표면 사이에 위치할 수 있다.

상기 측정핀의 헤드부와 상기 베이스판 표면의 간격은 2 내지 5㎜일 수 있다.

본 발명에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는 디스케일링되는 압연소재가 탑재되는 이송 장치에 탑재되어, 압연소재와 동일한 방식으로 이송되면서 디스케일링 노즐의 성능을 점검할 수 있어 점검이 매우 간편하다.

또한, 본 발명에 따르면 고압수와 접촉되는 로드셀 구조를 통해 고압수의 충돌압을 감지하고, 감지된 충돌압 데이터를 이용하여 데이터 획득 장치에서 디스케일링 노즐의 위치에 따른 충돌압 분포를 산출하기 때문에, 디스케일링 노즐의 성능을 정확하게 점검할 수 있다. 이에 따라, 마모나 막힘이 발생한 디스케일링 노즐을 정확하고 빠르게 추출할 수 있어, 교체 및 수리 등의 대처가 신속하게 이루어질 수 있다.

뿐만 아니라, 압연소재의 상하면으로 고압수를 분사하는 디스케일링 노즐의 상하부 배치 구조에 대응하여 로드셀을 배치하기 때문에, 상하부 디스케일링 노즐을 동시에 점검할 수 있다.

도 1은 종래의 디스케일러를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래 디스케일링 노즐 점검 방법을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로드셀 측정핀의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스케일링 노즐에 대한 충돌압 분포의 산출 예이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치를 나타내는 도면으로서, 각각 도 4a는 상부 사시도, 도 4b는 하부 사시도, 도 4c는 측단면도이다. 도 4a 내지 도 4c를 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는 디스케일링 노즐(30a, 30b)들에서 분사되는 고압수(31a, 31b)의 충돌압을 측정하기 위해 마련될 수 있다.

디스케일링 노즐(30a, 30b)은 디스케일러에 포함되는 구성이다.

일반적으로 디스케일러는 이송 장치(미도시)에 설치되며, 이송 장치에 의해 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하기 위하여 압연소재의 상부 및 하부에 각각 설치되는 고압수 분사 헤더(20a, 20b) 및 고압수 분사 헤더(20a, 20b)에 설치되어 압연소재의 표면으로 고압수(31a, 31b)를 분사하는 디스케일링 노즐(30a, 30b)을 포함할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는 베이스판(100), 로드셀 장치(200), 및 데이터 획득 장치(300)를 포함할 수 있다.

베이스판(100)은 내부에 수용공간(110)을 가지며, 로드셀 장치(200)와 데이터 획득 장치(300)는 베이스판(100)의 수용공간(110) 내에 장착될 수 있다.

베이스판(100)은 압연소재와 동일한 강판으로 제작될 수 있으나, 베이스판(100)의 소재는 이에 한정되지 않으며, 수용공간(110)을 포함하여 로드셀 장치(200)와 데이터 획득 장치(300)를 수용공간(110) 내에 장착하고, 디스케일링 노즐(30a, 30b)에서 분사되는 고압수(31a, 31b)를 지지할 수 있는 소재라면 어떠한 소재로든 제작 가능하다.

이러한 베이스판(100)은 압연소재와 마찬가지로 이송 장치에 탑재될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치는, 디스케일 작업을 위한 라인과는 별도의 장비를 마련하여 라인 외의 장소에서 테스트 작업을 진행해야 했던 종래와는 달리, 디스케일 작업을 위한 압연소재의 탑재 방식과 동일한 방식으로 이송 장치에 탑재되어 이송 가능함으로써 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 성능 점검이 간편하다.

본 발명의 베이스판(100)은 압연소재가 탑재되는 이송 장치에 동일하게 탑재될 수 있어야 하기 때문에, 압연소재와 유사한 두께, 즉 이송 장치에 탑재 가능하며, 이송 장치에 탑재되어 기존의 라인 장비들을 통과할 때 간섭이 발생하지 않는 두께로 제작될 수 있다. 일 실시 예에서, 베이스판(100)의 전체 두께(d)는 압연소재와 동일한 두께 또는 그 이하로 제작될 수 있으며, 최대 80 내지 100㎜로 제작될 수 있다.

한편, 베이스판(100)은 일체형 판에 오목한 공간을 형성하여, 수용공간(110)을 마련하는 구조로 구현될 수도 있고, 수용공간(110)을 가지도록 상하판 등이 조립되는 구조로 구현될 수도 있다.

로드셀 장치(200)는 베이스판(100)의 수용공간(110) 내에 장착되고, 디스케일링 노즐(30a, 30b)들에서 분사되는 고압수(31a, 31b)의 충돌압을 감지하여 충돌압 데이터를 출력하는 복수의 로드셀(210, 220)을 포함할 수 있다. 로드셀(210, 220)들은 고압수(31a, 31b)와 접촉되더라도 성능에 영향을 받지 않도록 방수 처리될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 디스케일링 노즐(30a, 30b)은 압연소재의 상부 및 하부에서 압연소재의 표면으로 고압수(31a, 31b)를 분사하도록 마련되기 때문에, 이러한 상하부 고압수(31a, 31b)의 충돌압을 모두 측정할 수 있도록 로드셀 장치(200)가 구성될 수 있다.

상세히 하면, 로드셀 장치(200)는 상부의 디스케일링 노즐(30a)로부터 분사되는 고압수(31a)의 충돌압을 측정하기 위한 복수의 제1 로드셀(210)과, 하부의 디스케일링 노즐(30b)로부터 분사되는 고압수(31b)의 충돌압을 측정하기 위한 복수의 제2 로드셀(220)을 포함할 수 있다.

각 로드셀(210, 220)은 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 이격 배치 방향에 대응되는 방향으로 이격 배치되는 복수의 로드셀 본체(211, 221)와, 로드셀 본체(211, 221)에 각각 고정되고, 베이스판(100)의 표면 방향으로 돌출되어 디스케일링 노즐(30a, 30b)에서 분사되는 고압수(31a, 31b)와 접촉되는 측정핀(212, 222)을 포함할 수 있다.

이때, 제1 로드셀(210)의 측정핀(212)은 베이스판(100)의 상부 표면 방향으로 돌출되고, 제2 로드셀(220)의 측정핀(222)은 베이스판(100)의 하부 표면 방향으로 돌출되어, 각각 접촉되는 고압수(31a, 31b)의 충돌압을 감지하게 된다. 측정핀(212, 222)은 고압수(31a, 31b)의 충돌압으로 인한 하중을 정밀하게 감지할 수 있도록, 베이스판(100) 표면에 접촉되는 고압수(31a, 31b)의 두께(선형 방향과 수직 방향의 두께)보다 얇은 폭(w)으로 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 고압수(31a, 31b)의 두께 이하의 폭(w)으로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시 예에서, 고압수(31a, 31b)의 두께가 5 내지 20㎜인 경우, 측정핀(212, 222)의 폭(w)은 2 내지 15㎜로 형성될 수 있다. 아울러, 측정핀(212, 222)의 이격 거리(g), 즉 이웃하는 측정핀(212, 222) 간의 간격은 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 간격(P) 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이때, 측정핀(212, 222)의 이격 거리(g)가 좁을수록 감지 영역이 세밀해지기 때문에, 더욱 정밀한 충돌압 감지가 가능하다.

또한, 측정핀(212, 222)은 베이스판(100)의 표면 위까지 돌출되는 경우 이송 장치 등의 외부 구조물에 의해 하중 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 베이스판(100) 표면 방향으로의 최대 높이가 베이스판(100)의 표면에 대해 소정 간격(d) 낮게 형성될 수 있다(도 5 참조). 일 실시 예에서, 측정핀(212, 222)의 베이스판(100) 표면 방향으로의 최대 높이와 베이스판(100)의 표면 간의 간격(d)이 2 내지 5㎜로 형성될 수 있다.

베이스판(100) 내의 수용공간(110)은 제1 로드셀(210)들의 측정핀(212)들이 베이스판(100)의 상부 표면 방향으로 노출될 수 있도록 상부로 개방되는 제1 개방부(111)를 포함할 수 있다. 아울러, 수용공간(110)은 제2 로드셀(220)들의 측정핀(222)들이 베이스판(100)의 하부 표면 방향으로 노출될 수 있도록 하부로 개방되는 제2 개방부(112)를 포함할 수 있다.

한편, 베이스판(100)은 수용공간(110)을 차폐하는 커버를 포함할 수 있다. 상기와 같이 베이스판(100)의 수용공간(110)이 제1 및 제2 개방부(111, 112)를 포함하는 경우, 각 개방부(111, 112)를 차폐할 수 있도록 각 개방부(111, 112)에 대응하는 커버(410, 420)들이 마련될 수 있다. 이러한 커버(410, 420)들은 개방부(111, 112)로의 착탈이 용이하도록 형성될 수 있다.

상세히 하면, 커버는 수용공간(110) 중 베이스판(100) 상부의 제1 개방부(111)를 차폐하는 제1 커버(410)와, 베이스판(100) 하부의 제2 개방부(112)를 차페하는 제2 커버(420)를 포함할 수 있다. 이때 제1 및 제2 커버(410, 420)는 로드셀(210, 220) 내 측정핀(212, 222)들의 헤드부가 베이스판(100)의 외부로 노출될 수 있도록 각각 복수의 홀(411, 421)을 포함할 수 있다.

제1 로드셀(210)이 노출되는 제1 개방부(111)를 차폐하는 제1 커버(410)는 제1 로드셀(210) 내 측정핀(212)들의 헤드부가 베이스판(100)의 상부 표면 방향으로 노출될 수 있도록, 측정핀(212)의 개수와 위치에 대응되는 복수의 제1 홀(411)을 포함할 수 있다. 제1 로드셀(210)들은 이러한 제1 커버(410)에 의해 로드셀 본체(211)가 보호됨으로써, 고압수(31a)가 로드셀 본체(211)에 부딪혀 충돌압 데이터에 오류가 발생하는 것이 방지됨과 동시에, 측정핀(212)은 제1 홀(411)을 통해 노출됨으로써 고압수(31a)와 접촉하게 되어 충돌압을 감지할 수 있게 된다.

마찬가지로, 제2 로드셀(220)이 노출되는 제2 개방부(112)를 차폐하는 제2 커버(420)는 제2 로드셀(220) 내 측정핀(222)들의 헤드부가 베이스판(100)의 하부 표면 방향으로 노출될 수 있도록, 측정핀(222)의 개수와 위치에 대응되는 복수의 제2 홀(421)을 포함할 수 있다. 제2 로드셀(220)들은 이러한 제2 커버(420)에 의해 로드셀 본체(221)가 보호되고, 측정핀(222)은 제2 홀(522)을 통해 노출되어 고압수(31b)와 접촉됨으로써 충돌압을 감지할 수 있다.

이러한 커버는 표면이 베이스판(100)의 표면에 대해 수용공간(100) 방향으로 함몰되는 구조를 가지도록 마련될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 커버(410, 420)의 외표면이 베이스판(100)의 표면에 대해 수용공간(100)의 내부 방향으로 소정 간격 낮게 형성될 수 있다. 이때, 로드셀(210, 220)의 측정핀(212, 222)들은 그 헤드부가 커버(410, 420)의 외표면에 대해 베이스판(100)의 외부로 돌출될 수 있도록 구성될 수 있다. 상세히 하면, 로드셀(210, 220)은 측정핀(212, 222)들이 고압수(31a, 31b)와 직접 접촉되어야만 고압수(31a, 31b)의 충돌압을 감지할 수 있기 때문에, 측정핀(212, 222)의 높이는 베이스판(100)의 표면과 커버(410, 420)의 외표면 사이에 위치하도록 설정될 수 있다. 즉, 측정핀(212, 222)들의 높이는, 베이스판(100)의 표면보다 돌출되는 경우 외부 구조물에 의한 하중 간섭에 노출될 수 있기 때문에, 베이스판(100)의 표면보다는 낮게 설정되되, 고압수(31a, 31b)와는 직접 접촉할 수 있도록 커버(410, 420)의 외표면보다는 높게 설정될 수 있다.

상기와 같이 베이스판(100)으로부터 착탈 가능한 커버(410, 420) 구조로 인해, 본 발명의 측정 장치는 로드셀 장치(200)의 배치 변경이나 교체가 용이하다. 로드셀(210, 220)들은 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 배치 또는 필요에 따라 그 간격이 조정될 수도 있고, 다른 종류의 로드셀이 적용될 수도 있다. 그런데, 본 발명에서는 이러한 로드셀(210, 220)들이 착탈 가능한 커버(410, 420)에 의해 외부로 노출될 수 있기 때문에, 필요 시 용이하게 그 배치를 변경하거나 로드셀(210, 220)을 교체할 수 있어 효과적이다.

데이터 획득 장치(300)는 로드셀 장치(200)와 마찬가지로, 베이스판(100)의 수용공간(110) 내에 장착되고, 로드셀(210, 220)들에 의해 출력되는 충돌압 데이터들을 수신하여, 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 충돌압 정보를 획득할 수 있다. 데이터 획득 장치(300)는 고압수(31a, 31b)와 접촉되더라도 성능에 영향을 받지 않도록 방수 처리될 수 있다.

일 실시 예에서, 각 로드셀(210, 220)들은 도면에 도시된 바와 같이 데이터 케이블(510, 520)들을 통해 데이터 획득 장치(300)와 연결되어 충돌압 데이터들을 전달할 수 있다. 데이터 케이블(510, 520)들은 로드셀(210, 220)에 의해 출력되는 충돌압 데이터들을 데이터 획득 장치(300)에 전달하는 기능을 수행하며, 이를 위하여 로드셀(210, 220)마다 연결될 수 있다.

다른 실시 예에서, 로드셀(210, 220)들과 데이터 획득 장치(300)는 직접 연결 구조(미도시)를 통해 충돌압 데이터를 송수신할 수도 있다.

데이터 획득 장치(300)에서 획득하는 충돌압 정보는 시간 정보를 포함할 수 있다. 이를 통해, 데이터 획득 장치(300)는 시간의 흐름에 따라 획득된 충돌압 데이터들을 이용하여, 이송 장치의 속도 및 위치를 연산하고 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 위치별 충돌압 분포를 산출할 수 있다.

충돌압 분포는 일반적인 압력 분포 산출 방식을 적용하여 산출할 수 있이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 데이터 획득 장치(300)는 단일 장치로 마련되어 모든 로드셀(210, 220)로부터 전달되는 충돌압 데이터를 수신하도록 구성될 수도 있고, 복수개가 마련되어 각각의 장치와 연결된 로드셀로부터 충돌압 데이터를 수신하도록 구성될 수도 있다.

도 6a 및 도 6b는 하나의 로드셀을 2㎜ 간격으로 이동시켜 획득한 단일 디스케일링 노즐에 대한 충돌압 분포의 산출 예로서, 도 6a는 산출된 충돌압 분포를 등고선(Contour)으로 표현한 예이고, 도 6b는 3차원 분포로 표현한 예이다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 로드셀(210, 220)을 이용하여 고압수(31a, 31b)의 충돌압을 감지하고, 감지된 충돌압 데이터를 획득한 데이터 획득 장치(300)를 통해 충돌압 분포를 산출하기 때문에, 디스케일링 노즐(30a, 30b)의 성능을 정확하게 점검할 수 있다.

한편, 데이터 획득 장치(300)는 상술한 제1 개방부(111) 및 제2 개방부(112) 중 적어도 어느 하나에 의해 베이스판(100)의 표면 방향으로 노출될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c의 실시 예에서는 데이터 획득 장치(300)가 제1 로드셀(210)들과 함께 제1 개방부(110)에 의해 베이스판(100)의 상부 표면 방향으로 노출되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

데이터 획득 장치(300)가 제1 개방부(111)에 의해 베이스판(100)의 상부 표면 방향으로 노출되는 경우, 제1 개방부(111)를 차폐하는 제1 커버(410)에 의해 베이스판(100)의 수용공간(110) 내에 매립될 수 있다. 또한, 데이터 획득 장치(300)가 제2 개방부(112)에 의해 베이스판(100)의 하부 표면 방향으로 노출되는 경우, 제2 개방부(112)를 차폐하는 제2 커버(420)에 의해 베이스판(100)의 수용공간(110) 내에 매립될 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터 획득 장치(300)는 필요에 따라 제1 및 제2 개방부(111, 112) 모두에 의해 상하부 표면 방향으로 노출될 수도 있으며, 이 경우 상부로는 제1 커버(410), 하부로는 제2 커버(420)에 의해 매립된다. 다른 실시 예에서, 커버는 데이터 획득 장치(300)가 제1 개방부(111) 또는 제2 개방부(112)에 의해 로드셀(210, 220)과 함께 베이스판(100) 표면 방향으로 노출되더라도, 데이터 획득 장치(300)와 로드셀(210, 220)의 개방 영역을 독립적으로 차폐하도록 마련될 수 있다. 즉, 동일한 개방부라 하더라도 복수의 커버에 의해 차폐될 수 있으며, 이때 커버들 중 로드셀(210, 220)의 측정핀(211, 222)용 홀이 형성되는 커버의 외표면은 상기에서 설명한 바와 같이 베이스판(100)의 표면 또는 다른 커버의 외표면보다 함몰되도록 구성될 수 있다.

데이터 획득 장치(300)는 외부의 데이터 장치로 충돌압 분포 정보를 전달함으로써, 외부에서 디스케일링 노즐(30a, 30b)들에 대한 점검이 가능하도록 한다.

일 실시 예에서, 데이터 획득 장치(300)는 외부의 데이터 장치와 접속 가능한 물리적 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 커넥터는 접속이 용이하도록 베이스판(100)의 외부로 노출되는 위치에 형성될 수도 있고, 수용공간(110) 내에 배치될 수도 있다. 커넥터가 수용공간(110) 내에 배치되는 경우, 상기와 같은 커버(410, 420) 구조에 의해 외부 접속을 위한 노출이 가능해진다.

다른 실시 예에서, 데이터 획득 장치(300)는 외부의 데이터 장치와 무선으로 데이터를 송수신할 수 있도록 무선 통신부를 포함할 수도 있다.

상기 도 4a 내지 도 4c의 실시 예에서는 베이스판(100)의 내부에 하나의 수용공간(110)이 형성되고, 로드셀 장치(200) 및 데이터 획득 장치(300)가 동일한 수용공간(110)에 장착된다.

하지만, 다른 실시 예에서는 베이스판(100)의 내부에 복수의 수용공간(110)이 형성될 수 있다. 예컨대, 베이스판(100)의 내부에 3개의 수용공간이 마련되고, 제1 로드셀(210)들, 제2 로드셀(220)들, 데이터 획득 장치(300)가 각각의 수용공간 내에 장착될 수도 있고, 수용공간별로 제1 로드셀(210)들, 제2 로드셀(220)들, 데이터 획득 장치(300)들이 분산 배치 또는 공동 배치될 수도 있다. 즉, 상기의 도 4a 내지 도 4c의 실시 예에서 설명한 수용공간의 개방부들이, 하나의 수용공간으로 연결되는 것이 아니라, 서로 분리되는 독립적인 수용공간을 의미할 수 있다.

이 경우, 제1 로드셀(210)과 데이터 획득 장치(300)와의 연결을 위한 공간, 제2 로드셀(220)과 데이터 획득 장치(300)와의 연결을 위한 공간은 홈, 홀, 단턱공간 등의 다양한 구조를 적용하여 별도로 마련될 수 있다.

또한, 이와 같은 실시 예에서, 각각의 수용공간들은 베이스판(100)의 표면 방향으로 노출되도록 개방될 수 있다. 이때, 베이스판(100)은 수용공간들의 개방부 각각을 차폐하는 복수의 커버를 포함할 수 있으며, 적용되는 커버는 상기에서 설명한 바와 같다. 이러한 커버들 중 로드셀이 수용되는 수용공간을 차폐하는 커버, 즉 측정핀의 노출을 위한 홀을 포함하는 커버의 경우에는, 상기에서 설명한 바와 같이 측정핀이 커버 외부로 돌출되어 고압수(31a, 31b)와 접촉될 수 있도록 그 외표면이 베이스판(100)의 표면에 대해 수용공간 내부 방향으로 낮게 형성될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 압연소재 20, 20a, 20b : 고압수 분사 헤더
30, 31a, 31b : 디스케일링 노즐 31, 31a, 31b : 고압수
100 : 베이스판 110 : 수용공간
111, 112 : 개방부 200 : 로드셀 장치
210, 220 : 로드셀 211, 221 : 로드셀 본체
212, 222 : 측정핀 300 : 데이터 획득 장치
410, 420 : 커버 411, 421 : 홀
510, 520 : 데이터 케이블

Claims (23)

1. 이송 장치에 설치되어 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하는 디스케일링 노즐들에서 분사되는 고압수의 충돌압을 측정하는 측정 장치로서,
   상기 이송 장치에 탑재되어 상기 이송 장치에 의해 이송 가능하고, 내부에 수용공간을 가지는 베이스판;
   상기 수용공간 내에 장착되고, 상기 디스케일링 노즐들에서 분사되는 고압수의 충돌압을 감지하여 충돌압 데이터를 출력하는 복수의 로드셀을 포함하는 로드셀 장치; 및
   상기 수용공간 내에 장착되고, 상기 로드셀들에 의해 출력되는 상기 충돌압 데이터들을 수신하여, 상기 디스케일링 노즐들의 충돌압 정보를 획득하는 데이터 획득 장치
   를 포함하고,
   상기 로드셀 및 상기 데이터 획득 장치는 방수 처리되며,
   상기 고압수와의 접촉을 통해 상기 고압수의 충돌압을 측정하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이스판은 상기 수용공간을 차폐하고, 착탈 가능한 적어도 하나의 커버를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 로드셀은,
   상기 디스케일링 노즐의 이격 배치 방향에 대응되는 방향으로 이격 배치되는 복수의 로드셀 본체; 및
   상기 로드셀 본체 각각에 고정되고, 상기 베이스판의 표면 방향으로 돌출되어 상기 디스케일링 노즐에서 분사되는 상기 고압수와 접촉하는 측정핀
   을 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 로드셀 장치는,
   상기 측정핀이 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 돌출되는 복수의 제1 로드셀; 및
   상기 측정핀이 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 돌출되는 복수의 제2 로드셀
   을 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 베이스판 내 상기 수용공간은 상기 제1 로드셀의 상기 측정핀이 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 노출되도록 상부로 개방되는 제1 개방부를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 베이스판 내 상기 수용공간은 상기 제2 로드셀의 상기 측정핀이 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 노출되도록 하부로 개방되는 제2 개방부를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
9. 제5항에 있어서,
   상기 커버는 상기 측정핀들의 헤드부를 상기 베이스판 외부로 노출시키는 복수의 홀이 형성된 커버를 포함하고,
   노출된 상기 측정핀들의 헤드부는 상기 고압수에 접촉되는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 커버는 상기 수용공간 중 상기 베이스판의 상기 제1 개방부를 차폐하고, 상기 제1 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부를 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 노출시키는 복수의 제1 홀을 포함하는 제1 커버를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
11. 제8항에 있어서,
    상기 커버는 상기 수용공간 중 상기 베이스판의 상기 제2 개방부를 차폐하고, 상기 제2 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부를 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 노출시키는 복수의 제2 홀을 포함하는 제2 커버를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 획득 장치는 상기 제1 개방부에 의해 상기 베이스판의 상부 표면 방향으로 노출되는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 데이터 획득 장치는 상기 제2 개방부에 의해 상기 베이스판의 하부 표면 방향으로 노출되는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
14. 제6항에 있어서,
    상기 베이스판 내 상기 수용공간은 상기 데이터 획득 장치가 상기 베이스판의 상부 표면 방향 및 하부 표면 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 노출되도록 개방되는 제3 개방부를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 커버는 상기 제3 개방부를 차폐하는 제3 커버를 포함하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
16. 삭제
17. 제1항에 있어서,
    상기 베이스판의 최대 높이는 80 내지 100㎜인 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
18. 제5항에 있어서,
    상기 로드셀은 상기 측정핀 간 이격 거리가 상기 디스케일링 노즐의 배치 간격 이하가 되도록 배치되는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
19. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 획득 장치와 상기 로드셀 각각을 연결하는 복수의 데이터 케이블을 포함하고,
    상기 로드셀들에 의해 출력되는 상기 충돌압 데이터들은 상기 데이터 케이블을 통해 상기 데이터 획득 장치에 전달되는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
20. 제10항에 있어서,
    상기 제1 커버의 외표면은 상기 베이스판의 상부 표면보다 상기 수용공간 방향으로 낮게 형성되고,
    상기 제1 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부는 상기 제1 커버의 외표면과 상기 베이스판의 상부 표면 사이에 위치하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
21. 제11항에 있어서,
    상기 제2 커버의 외표면은 상기 베이스판의 하부 표면보다 상기 수용공간 방향으로 낮게 형성되고,
    상기 제2 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부는 상기 제2 커버의 외표면과 상기 베이스판의 하부 표면 사이에 위치하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
22. 제9항에 있어서,
    상기 홀이 형성된 커버의 외표면은 상기 베이스판의 표면보다 상기 수용공간 방향으로 낮게 형성되고,
    상기 로드셀 내 상기 측정핀의 헤드부는 상기 커버의 외표면과 상기 베이스판의 표면 사이에 위치하는 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.
    
23. 제22항에 있어서,
    상기 측정핀의 헤드부와 상기 베이스판 표면의 간격은 2 내지 5㎜인 디스케일링 노즐의 충돌압 측정 장치.

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