KR101655320B1 - 강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법 - Google Patents

강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 이송되는 강판의 적어도 일측에 설치되며 기계적 절단에 의해 상기 강판의 사이드를 트리밍하는 절단 유닛과, 상기 절단 유닛의 전방에 설치되며 상기 강판의 절단 예정 부위에 레이저 빔을 조사하여 상기 절단 예정 부위를 예열하는 레이저 예열 유닛을 포함하는 사이드 트리밍 장치 및 이를 이용한 사이드 트리밍 방법을 개시한다.

Description

강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법 {SIDE TRIMMING DEVICE AND METHOD OF STEEL PLATE}
본 발명은 강판의 압연 공정 전에 강판의 사이드 부분을 트리밍하기 위한 강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법에 관한 것이다.
강판의 사이드 트리밍 공정은 강판의 연속 냉간 압연 공정에서 압연 전 강판의 사이드 부분을 트리밍(trimming)하는 공정을 말하며, 이는 압연시 판파단의 원인이 되는 열연판의 에지부의 크랙 및 기타 결함을 제거하기 위해 수행된다.
도 1은 일반적인 구조의 사이드 트리밍 장치를 나타내고 있으며, 도 2는 도 1의 사이드 트리밍 장치를 이용한 강판의 사이드 트리밍 메커니즘을 나타내고 있다.
도 1과 같이, 사이드 트리밍 장치는 상부와 하부에 배치되어 강판의 에니부를 절단하는 회전형 나이프(1,2)를 포함하는 구성을 갖는다. 회전형 나이프(1,2)는 디스크의 형태로서 강판(S)의 이송에 따라 회전하도록 구성되며, 상부에 위치한 나이프(1)와 하부에 위치한 나이프(1,2)의 사이에는 수평 클리어런스(a) 및 수직 클리어런스(b)가 형성된다. 여기서, 수평 클리어런스(a)는 각 회전형 나이프(1,2)가 수평 방향으로 서로 떨어져 있는 갭(gap)을 의미하고, 수직 클리어런스(b)는 각 회전형 나이프(1,2)가 수직방향으로 서로 겹쳐져 있는 랩(lap)을 의미한다.
강판(S)은 수평 및 수직 클리어런스(a,b)를 갖는 회전형 나이프(1,2)를 연속적으로 통과하면서 강판(S)의 에지부가 일정량 잘리게 된다. 이때, 회전형 나이프(1, 2)는 자체 구동력을 갖지 않고, 강판(S)의 이송력에 의해 회전하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 에지부는 상부 및 하부 나이프(1, 2)를 통해 전단(shearing)과 찢김(tearing)에 의해 절단된다. 먼저, 설정된 수직 클리어런스(b) 양만큼 회전형 나이프(1,2)가 강판(S)을 전단 변형시킨다. 그리고, 전단 변형의 끝 부분, 즉 회전형 나이프(1,2)가 강판(S)을 파고 들어간 끝 부분에서 회전형 나이프(1,2)의 회전력에 의해 크랙(C)이 각각 발생한다. 이렇게 회전형 나이프(1, 2)의 끝 부분에서 발생한 각각의 크랙(C)이 성장하여 강판(S)의 절단면 중앙에서 만나 최종적으로 에지부가 절단되게 된다.
이와 같이 강판의 사이드 트리밍은 한 쌍의 회전형 나이프(1,2)가 강판(S)의 상하면에 압력을 가하면서 전단(shearing)에 이은 파단 메커니즘에 의해 이루어진다. 이러한 메커니즘을 이용하여 고속으로 이송 중인 강판을 연속적으로 전단할 경우 회전형 나이프(1,2)의 에지부에 지속적인 압력과 기계적 충격이 가해져 마모에 이은 파손이 발생한다. 따라서 회전형 나이프(1,2)는 일정 기간 사용된 경우 교체되며 연마작업을 거쳐 재사용되기도 한다.
최근 냉연공정에서는 고강도강(AHSS; Advanced High Strength Steel)의 생산이 증대되는 추세이며 강도가 향상된 고강도 강판의 개발이 지속적으로 진행되고 있다. 이와 같이 강판의 강도가 향상됨에 따라 사이드 트리밍시 회전형 나이프(1,2)가 받는 부하도 증대되며, 이러한 부하 증대는 필연적으로 회전형 나이프(1,2)의 마모 및 파손을 유발하게 한다. 회전형 나이프(1,2)의 마모로 인해 강판(S)의 에지부에 크랙(Crack)이나 버(Burr)와 같은 결함이 생길 수 있으며, 회전형 나이프(1,2)의 마모 또는 파손시 회전형 나이프(1,2)를 교체하기 위해 연속공정을 중단해야 하므로 이는 생산 속도를 저하시키게 된다.
상기와 같은 회전형 나이프(1,2)의 마모 및 파손 문제를 해결하기 위해 현재 강판의 이송 속도를 낮추어 사이드 트리밍을 실시하고 있으나, 이는 연속 공정에서 전체적인 생산 속도를 저하시키는바 근본적인 해결책이 될 수 없다. 아울러 일정 이상의 강도를 갖는 고강도 강판의 경우 회전형 나이프(1,2)의 파손이 너무 쉽게 발생하기 때문에 사이드 트리밍을 실시할 수 없는 실정이다.
나아가 회전형 나이프(1,2)의 파손을 방지하기 위한 또 다른 해결책으로 회전형 나이프(1,2)의 재질 변경을 통한 강도 증대가 추진되었으나 고속으로 이송 중인 고강도강의 트리밍에는 한계가 있는 실정이다.
한편, 상술한 강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법은 널리 알려진 기술로서 특히 아래의 선행기술문헌에 상세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략하기로 한다.
공개특허공보 제10-2010-0054625호 (2010.05.25)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고강도강의 사이드 트리밍을 고속으로 수행할 수 있는 사이드 트리밍 장치 및 방법을 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 이송되는 강판의 적어도 일측에 설치되며 기계적 절단에 의해 상기 강판의 사이드를 트리밍하는 절단 유닛과, 상기 절단 유닛의 전방에 설치되며 상기 강판의 절단 예정 부위에 레이저 빔을 조사하여 상기 절단 예정 부위를 예열하는 레이저 예열 유닛을 포함하는 사이드 트리밍 장치를 개시한다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 절단 유닛은, 스탠드와, 상기 스탠드에 회전 가능하게 설치되며 상기 강판의 상측에 배치되는 상부 나이프, 및 상기 스탠드에 회전 가능하게 설치되며 상기 강판의 하측에 배치되어 상기 상부 나이프와 함께 상기 강판의 사이드에 전단력을 인가하는 하부 나이프를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 레이저 예열 유닛은, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발진기와, 상기 스탠드에 설치되며 상기 레이저 발진기의 레이저 빔을 상기 예열 부위에 집광시키는 집광헤드를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 여기서 상기 집광헤드는 상기 레이저 빔의 조사 위치를 조절할 수 있도록 상기 스탠드에 회전 구동 가능하게 설치될 수 있으며, 상기 강판의 상하면에 레이저 빔을 조사하도록 상기 강판의 상측과 하측에 각각 구비될 수 있다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 레이저 예열 유닛에는 상기 레이저 빔의 스팟 형상 또는 크기를 조절하도록 상기 레이저 예열 유닛을 제어하는 제어부가 추가로 연결될 수 있다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 레이저 예열 유닛에는 상기 레이저 예열유닛의 레이저 출력을 제어하는 제어부가 추가로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 상기 커팅 유닛이 커팅하는 절단 부위의 온도가 400℃ 내지 600℃의 범위를 갖도록 상기 레이저 예열 유닛의 출력을 제어할 수 있다. 또한 상기 제어부에는 냉연 라인의 메인 컨트롤러로부터 상기 강판의 이송속도 정보 및 강종 정보 중 적어도 하나를 입력받는 입력부가 연결될 수 있으며, 상기 제어부는 상기 입력부의 입력 정보를 근거로 상기 레이저 예열 유닛의 출력을 제어하도록 구성 가능하다.
한편 본 발명은 강판을 이송시키는 단계와, 상기 강판의 사이트 트리밍 예정 부위에 레이저 빔을 조사하여 사이드 트리밍 예정 부위를 예열하는 단계, 및 상기 사전 예열 부위를 기계적으로 절단하여 상기 강판의 사이드를 트리밍하는 단계를 포함하는 사이드 트리밍 방법을 개시한다..
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 방법에 따르면, 상기 강판의 예열시 상기 레이저 빔의 스팟이 원형 형상을 갖도록 상기 레이저 빔의 스팟 형상을 제어할 수 있다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 강판의 예열시 상기 레이저 빔의 스팟이 상기 강판의 이송 방향을 길이 방향으로 갖는 직선 또는 타원 형상을 갖도록 상기 레이저 빔의 스팟 형상을 제어할 수 있다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 강판의 예열은 상기 강판의 절단 부위 온도가 400℃ 내지 600℃의 범위를 갖도록 이루어질 수 있다.
본 발명과 관련된 사이드 트리밍 장치에 따르면, 상기 강판의 예열 단계는, 냉연 라인의 메인 컨트롤러로부터 상기 강판의 이송속도 정보 및 강종 정보 중 적어도 하나를 입력받는 단계와, 상기 입력 정보를 근거로 상기 레이저 빔의 출력을 제어하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 회전형 나이프의 절단 예정 부위를 레이저로 사전 예열하여 강판의 강도를 국소적으로 저하시킴으로써, 회전형 나이프의 전단 부하를 저감할 수 있으며, 이를 통해 연속 냉연 공정에서 고강도강의 사이드 트리밍을 고속으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 레이저를 이용하여 강판의 예열 부위를 원형 스팟 형태로서 국소적으로 가열할 수 있으므로 예열 면적이 넓음으로 인해 발생 가능한 문제를 방지할 수 있다.
또한 강판의 이송속도, 강종 등에 따라 레이저 빔의 출력, 절단 지점의 온도, 스팟 형상 및 크기, 조사 위치 등을 조절하여 전단 부하 성능을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 구조의 사이드 트리밍 장치를 나타내는 정면도.
도 2는 도 1의 사이드 트리밍 장치를 이용한 사이드 트리밍 메커니즘을 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 트리밍 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 사이드 트리밍 장치의 정면도.
도 5는 도 3에 도시된 사이드 트리밍 장치의 블록 다이어그램.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 트리밍 방법을 나타내는 도면.
도 8 및 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 트리밍 방법을 나타내는 도면.
도 10은 고강도강의 온도에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명과 관련된 강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 트리밍 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 사이드 트리밍 장치의 정면도이다. 그리고 도 5는 도 3에 도시된 사이드 트리밍 장치의 블록 다이어그램이다.
본 실시예에 따른 사이드 트리밍 장치는 절단 유닛(110)과 레이저 예열 유닛(120)을 포함한다.
절단 유닛(110)은 이송되는 강판(S)의 일측에 설치되며, 기계적 절단에 의해 강판(S)의 사이드 부위를 트리밍하는 구성을 갖는다. 절단 유닛(110)은 스탠드(111), 상부 나이프(112), 및 하부 나이프(113)를 포함하는 구성을 갖는다.
스탠드(111)는 강판(S)의 사이드에 설치되며, 상부 및 하부 나이프(112,113)를 회전 가능하게 지지한다.
상부 나이프(112)는 스탠드(111)에 회전 가능하게 설치되며, 강판(S)의 상측에 배치된다. 하부 나이프(113)는 스탠드(111)에 회전 가능하게 설치되며, 강판(S)의 하측에 배치되어 상부 나이프(112)와 함께 강판(S)의 사이드 부위에 전단력을 인가한다.
상부 및 하부 나이프(112,113)는 디스크의 형태로서, 회전축(114,115)에 의해 스탠드(111)에 각각 회전 가능하게 연결된다. 상부 나이프(112)와 하부 나이프(113)는 그 사이에 일정 길이의 수평 클리어런스(a) 및 수직 클리어런스(b)가 형성되도록 배치된다. 여기서, 수평 클리어런스(a)는 각 상부 및 하부 나이프(112,113)가 수평 방향으로 서로 떨어져 있는 갭(gap)을 의미하고, 수직 클리어런스(b)는 상부 및 하부 나이프(112,113)가 수직 방향으로 서로 겹쳐져 있는 랩(lap)을 의미한다.
상부 및 하부 나이프(112, 113)는 자체 구동력을 갖지 않고 강판(S)의 이송력에 의해 회전하게 되며, 강판(S)이 상부 및 하부 나이프(112,113)를 연속적으로 통과하면서 강판(S)의 사이드 부위가 전단(shearing)과 찢김(tearing)에 의해 절단된다.
레이저 예열 유닛(120)은 절단 유닛(110)의 전방에 설치되며, 강판(S)의 절단 예정 부위에 레이저 빔(L)을 조사하여 절단 예정 부위를 예열하는 기능을 한다.
레이저 예열 유닛(120)은 레이저 발진기(121)와 집광헤드(122,123)을 포함하는 구성을 갖는다.
레이저 발진기(121)는 레이저를 발생시켜 발진시키는 기능을 한다. 레이저 발진기(121)로서 CW 레이저 발진기, 펄스 레이저 발진기 등 다양한 타입의 레이저 발진기가 사용될 수 있으며, 기체, 고체, 광섬유 레이저 등 다양한 매질을 사용하여 레이저를 발생시킬 수 있다. 다만 단파장의 레이저가 강판(S)의 흡수도가 높기 때문에 고강도강의 가공에서는 단파장의 레이저를 사용하는 것이 강판(S)의 예열에 유리하다 할 것이다.
집광헤드(122,123)는 레이저 발진기(121)의 레이저 빔(L)을 사전 예열 부위에 집광시키는 기능을 한다. 집광헤드(122,123)의 내부에는 하나 이상의 렌즈로 이루어진 광학계가 구비되며, 집광헤드(122,123)는 광 파이버(124) 등의 광 전송 수단을 통해 레이저 발진기(121)에 연결된다.
집광헤드(122,123)는 강판(S)의 상하면에 레이저 빔(L)을 조사하도록 강판(S)의 상측과 하측에 각각 구비될 수 있다. 레이저 발진기(121)에서 발생한 레이저는 광섬유(124), 집광헤드(122,123)을 거쳐 강판(S)의 상하면에 조사된다. 도 3은 광섬유 레이저(fiber laser)를 사용한 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 레이저의 사용도 가능함은 전술한 바와 같다.
본 실시예와 같이 광 파이버(124)를 이용해 레이저를 전송하는 경우 광 파이버 출력단에서의 레이저 빔의 크기는 충분히 작아 집광헤드(122,123)를 사용하지 않는 것도 가능하다. 다만 본 실시예의 경우 집광헤드(122,123)를 사용하여 레이저 빔이 강판 표면에서 충분한 에너지 밀도를 갖도록 하였으며 최종 광학계가 강판(S)으로부터 충분한 거리를 유지하여 충돌이나 열에 의해 손상되지 않도록 하였다.
상술한바 같이 집속렌즈를 구비한 집광헤드(122,123)을 이용하여 레이저 빔을 매우 작은 면적에 고밀도로 집속할 수 있다. 고밀도로 집속된 레이저 빔이 강판(S)의 표면에 입사되면 광 에너지의 일부가 물체에 의해 흡수되며, 흡수된 광 에너지로 인해 강판의 온도가 상승하게 된다.
집광헤드(122,123)는 스탠드(111)에 의해 지지되는 구조를 가질 수 있으며, 이러한 경우 집광헤드(122,123)는 레이저 빔(L)의 조사 위치를 조절할 수 있도록 스탠드(111)에 회전 구동 가능하게 설치될 수 있다. 이 때 집광헤드(122,123)와 스탠드(111) 사이에는 집광헤드(122,123)의 회전 구동을 위한 모터 등의 회전 구동부(125)가 구비될 수 있다.
한편 레이저 예열 유닛(120)에는 레이저 예열 유닛(120)의 동작을 제어하기 위한 제어부(130)가 연결될 수 있다.
제어부(130)는 레이저 빔(L)의 스팟 형상 또는 크기를 조절하도록 레이저 예열 유닛(120)을 제어할 수 있으며, 이를 위해 집광헤드(122,123)의 광학계를 제어하도록 구성된다.
또한 제어부(130)는 레이저 예열 유닛(120), 구체적으로 레이저 발진기(121)의 레이저 출력을 제어하도록 구성될 수 있다.
나아가 본 실시예의 사이드 트리밍 장치는 냉연라인의 메인 컨트롤러로부터 강판(S)의 이송속도 정보, 강종 정보 등을 입력받는 입력부(140)가 추가로 구비될 수 있으며, 제어부(130)는 입력부(140)에 연결되어 입력 정보를 근거로 레이저 예열 유닛(120)을 동작을 제어하도록 구성 가능하다. 예를 들어 제어부(130)는 강판(S)의 이송 속도 정보, 강종 정보 중 적어도 하나를 근거로 레이저 발진기(121)의 출력을 제어하도록 구성 가능하다.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 트리밍 방법을 나타내는 도면이다. 도 6 및 7은 본 실시예의 사이드 트리밍 방법에 적용되는 사이드 트리밍 장치의 측면도와 평면도를 각각 나타내고 있다.
본 실시예에 따르면, 강판(S)을 특정 방향(도 6의 화살표 방향)으로 이송시킨 후, 강판(S)의 사이트 트리밍 예정 부위에 레이저 빔(L)을 조사하여 사이드 트리밍 예정 부위를 예열한다.
강판(S)의 예열시 레이저 빔(L)의 스팟이 도 7과 같이 원형 형상을 갖도록 레이저 빔(L)의 스팟(11)을 제어할 수 있다. 이와 관련하여 제어부(130)는 레이저 빔(L)의 스팟(11)이 원형의 형상을 갖도록 집광헤드(122,123)를 제어할 수 있다.
이와 같이 레이저 빔의 스팟(11)을 원형으로 제어하여 강판(S)의 절단 예정 부위를 국소적으로 가열할 수 있다. 이로써 예열 부위의 폭을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 예열 면적이 넓음으로 인해 발생 가능한 문제(예를 들어, 강판의 냉각시 강도 특성이 달라지는 문제)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 레이저 예열 유닛(120)을 이용하여 상부 및 하부 나이프(112,113)의 전방 부위에 레이저 빔(L)을 조사하면, 강판(S)은 일정한 속도로 이송 중에 있으므로, 강판(S)의 길이 방향으로 예열 라인(10)이 형성된다. 예열 라인(10)은 상부 및 하부 나이프(112,113)의 절단 위치로 이송되게 된다.
상부 및 하부 나이프(112,113)는 레이저 빔(L)에 의해 형성된 예열 부위, 즉, 예열 라인(10)을 기계적으로 절단하여 강판(S)의 사이드 부위를 트리밍하게 되는 것이다.
이와 같이 강판(S)의 절단 예정 부위에 레이저 빔(L)을 집속 및 예열하여 예열 부위의 강도를 국소적으로 저하시킴으로써 상부 및 하부 나이프(112,113)의 전단 부하를 저감할 수 있으므로, 고강도강의 고속 트리밍이 가능하게 되는 것이다.
한편 강판(S)의 레이저 예열시 입력부(140)를 통해 입력된 정보(강판 이송 속도, 강종)를 이용하여 레이저 빔(L)의 조사 위치, 레이저 빔(L)의 출력, 레이저 빔 스폿의 형상, 크기 등을 조절할 수 있다.
도 6 및 7에 따르면, 집광헤드(122,123)의 회전 각도를 조절하여 레이저 빔의 조사 위치, 즉, 기계적 절단지점으로부터 레이저 조사위치까지의 거리(D1,D2)를 조절할 수 있다. 이 때 집광헤드(122,123)의 회전 각도 제어는 제어부(130)가 회전 구동부(125)의 회전량을 제어함으로써 이루어질 수 있다.
도 6 및 7은 기계적 절단지점으로부터 레이저 조사위치까지의 거리를 D1에서 D2에서 조절하는 것을 예시하고 있다. 강판(S)의 이송속도가 낮을수록 예열부위의 온도가 냉각되는 경향이 크기 때문에, 강판(S)의 이송속도가 낮을수록 레이저 빔(L)의 조사 위치를 절단지점에 근접시키는 것이 바람직하다.
또한 강판의 이송속도 및 강종을 근거로 레이저 빔(L)의 출력을 제어하여 예열 부위의 온도를 조절하는 것도 가능하다 할 것이다.
도 8 및 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 트리밍 방법을 나타내는 도면이다. 도 8 및 9는 본 실시예의 사이드 트리밍 방법에 적용되는 사이드 트리밍 장치의 측면도와 평면도를 각각 나타내고 있다.
본 실시예의 경우 레이저 빔(L)의 스팟(11)이 타원 형상을 갖도록 레이저 빔(L)의 스팟(11) 형상을 제어하는 경우를 나타내고 있다. 이 때 타원은 강판(S)의 이송 방향을 길이 방향으로 갖도록 형성되며, 본 실시예와 같이 타원 형상뿐 아니라 강판(S)의 이송 방향을 길이 방향으로 갖는 직선 형태로 레이저 빔(L)의 스팟(11) 형상을 제어하는 것도 가능하다.
이와 같은 레이저 빔(L)의 스팟(11) 형상 제어는 제어부(130)가 집광헤드(122,123)의 광학계를 제어하여 이루어질 수 있다.
이와 같이 레이저 빔(L)의 스팟(11)을 타원 또는 직선 형태로 제어함에 따라 예열 면적을 증가시킬 수 있으며, 이로써 절단부위에 근접한 위치까지 예열 부위의 온도를 일정 이상으로 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
도 10은 고온 인장 강도 측정장치를 이용하여 고강도강의 온도에 따른 강도 변화를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 10에서 확인할 수 있는 바와 같이 강판(S)의 온도가 400℃ 이상이 되면서 강도(항복응력)이 점차 저하됨을 알 수 있다. 강판의 온도가 600℃에 이르면 강도는 상온에서의 강도에 비해 25%로 저하된다.
즉, 본 고강도강의 경우 연성화 온도 범위가 400~600℃ 이며, 레이저를 이용하여 400~600℃의 연성화 온도로 국소적인 예열을 하면 상부 및 하부 나이프(112,113)의 전단 부하가 크게 감소함을 확인할 수 있다.
따라서 제어부(130)는 커팅 유닛(110)이 커팅하는 절단 부위의 온도가 400℃ 내지 600℃의 범위를 갖도록 레이저 예열 유닛(120)의 출력을 제어하도록 구성된다.
이 때 절단 부위의 온도가 400℃보다 낮으면 항복응력이 감소하지 않아 전단 부하 감소의 효과를 얻을 수 없으며, 절단 부위의 온도가 600℃보다 높으면 냉각 후 변태에 의한 재질 변화가 발생하므로, 예열 온도는 400~600℃의 범위를 갖는 것이 가장 바람직하다.
이상에서 설명한 강판의 사이드 트리밍 장치 및 방법은 위에서 설명된 실시예의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
110: 절단 유닛 111: 스탠드
112: 상부 나이프 113: 하부 나이프
120: 레이저 예열 유닛 121: 레이저 발진기
122, 123: 집광헤드 125: 회전 구동부
130: 제어부 140: 입력부

Claims (14)

  1. 이송되는 강판의 적어도 일측에 설치되는 스탠드와, 상기 스탠드에 회전 가능하게 설치되며 상기 강판의 상측에 배치되는 상부 나이프와, 상기 스탠드에 회전 가능하게 설치되며 상기 강판의 하측에 배치되어 상기 상부 나이프와 함께 상기 강판의 사이드에 전단력을 인가하는 하부 나이프를 포함하는 구성으로서, 기계적 절단에 의해 상기 강판의 사이드를 트리밍하는 절단 유닛;
    상기 절단 유닛의 전방에 설치되며, 상기 강판의 절단 예정 부위에 레이저 빔을 조사하여 상기 절단 예정 부위를 예열하는 레이저 예열 유닛;
    상기 레이저 예열 유닛에 연결되며, 상기 레이저 예열 유닛의 동작을 제어하기 위한 제어부; 및
    상기 제어부에 연결되며, 냉연라인의 메인 컨트롤러로부터 상기 강판의 이송속도 정보 및 강종 정보 중 적어도 하나를 입력받는 입력부를 포함하고,
    상기 레이저 예열 유닛은,
    레이저 빔을 발생시키는 레이저 발진기; 및
    상기 레이저 발진기에 연결되며, 상기 레이저 발진기의 레이저 빔을 상기 예열 부위에 집광시키는 집광헤드를 포함하며,
    상기 집광헤드는 회전 구동부에 의해 상기 스탠드에 회전 구동 가능하게 설치되며,
    상기 제어부는,
    상기 회전 구동부에 연결되며, 상기 강판의 이송 속도에 따라 상기 집광헤드의 회전 각도를 조절하여 기계적 절단지점으로부터 레이저 조사위치까지의 거리를 조절하며,
    상기 레이저 빔의 스팟이 상기 강판의 이송 방향을 길이 방향으로 갖는 직선 또는 타원 형상을 갖도록 상기 레이저 빔의 스팟 형상을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집광헤드는 상기 강판의 상하면에 레이저 빔을 조사하도록 상기 강판의 상측과 하측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레이저 예열유닛의 레이저 출력을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 절단 유닛이 절단하는 절단 부위의 온도가 400℃ 내지 600℃의 범위를 갖도록 상기 레이저 예열 유닛의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입력부의 입력 정보를 근거로 상기 레이저 예열 유닛의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 장치.
  10. 제1항을 따르는 사이드 트리밍 장치를 이용한 사이드 트리밍 방법에 있어서,
    상기 강판을 이송시키는 단계;
    상기 강판의 사이드 트리밍 예정 부위에 레이저 빔을 조사하여 사이드 트리밍 예정 부위를 예열하는 단계; 및
    상기 사전 예열 부위를 기계적으로 절단하여 상기 강판의 사이드를 트리밍하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 강판의 예열은 상기 강판의 절단 부위 온도가 400℃ 내지 600℃의 범위를 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 강판의 예열 단계는,
    냉연 라인의 메인 컨트롤러로부터 상기 강판의 이송속도 정보 및 강종 정보 중 적어도 하나를 입력받는 단계; 및
    상기 입력 정보를 근거로 상기 레이저 빔의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 트리밍 방법.
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