KR101656229B1 - 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

루퍼 설비의 스윙 롤에 가해지는 스트립과의 접촉 부하의 편중을 최소화하도록 스윙 롤의 자세를 조정하는 장치는 스윙 롤의 온도를 검출하는 온도 검출기와, 스윙 롤의 양측에 각각 설치되어 스윙 롤의 양측 축부를 각각 상하 이동시키는 한 쌍의 승강 기구와, 온도 검출기에 의해 검출된 스윙 롤의 온도에 따라 한 쌍의 승강 기구의 작동을 제어하는 명령을 인가하는 제어부를 포함한다.

Description

루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ADJUSTING SWING ROLL IN LOOPER SYSTEM}

본 발명은 연속 냉간 압연 공정에서 스트립을 저장하는 루퍼 설비에 관한 것이고, 구체적으로는 루퍼 설비를 통과하는 스트립이 처지지 않도록 지지하는 스윙 롤의 마모를 최소화하도록 스윙 롤의 자세를 조정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 루퍼 설비는 강판을 연속 작업으로 생산하는 냉연 설비에 주로 사용되며, 스트립 통판 도중에 행해지는 용접 작업, 소재 결함 검사, 스트립 전단 등의 작업 시에도 스트립의 연속적인 정상 이동을 위한 설비이다. 이러한 루퍼 설비의 저장 능력은 대략 300m 정도이며, 도 1에 도시된 바와 같이 루퍼 설비의 양단에 설치된 서포트 롤(10)들 사이를 스트립(S)이 지그재그로 여러 층을 이루며 통과한다. 그리고 루퍼 설비의 일측에 마련되어 일측 서포트 롤(10)들을 지지하는 루프 카(미도시)가 스트립(S)의 통판 방향으로 왕복 이동하는 것에 의해서 스트립(S)의 저장량이 조절될 수 있다.

한편, 루퍼 설비의 양측에 설치된 서포트 롤(10)만 가지고서 스트립(S)의 통판을 지지하기에는 양측 서포트 롤(S)들 간의 간격이 멀어 서포트 롤(S)들 사이를 통과하는 스트립(S)이 자중에 의해 처질 수 있다. 따라서, 루퍼 설비에는 양측 서포트롤(10)들 사이에 스트립(S)의 통판 방향을 따라 소정 간격으로 한 쌍씩의 스윙 롤(20)이 배치되어 있다. 한 쌍의 스윙 롤(20)은 도 2에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 한 쌍의 스윙 롤(20)이 협동하여 스트립(S)을 지지하도록 배치된다. 스트립(S)의 양측부가 양측 스윙 롤(20)의 상면 외측에 놓이고 스윙 롤(20)들은 스트립(S)의 하측에서 소정 간격을 두고 이격된다. 스윙 롤(20)의 재질은 주로 우레탄으로 이루어진다. 각각의 스윙 롤(20)은 루퍼 설비의 스트립 통판 방향 양측에 세워지는 기둥(30)으로부터 연장하는 서포트 빔(32) 상에 회전 가능하게 설치된다.

그런데, 이와 같은 루퍼 설비에 있어서 공정 상황 등 여러 가지 환경적인 요인으로 루퍼 설비를 통과하는 스트립(S)이 완전히 평평한 상태로 스윙 롤(20)에 접촉되어 통과하는 경우는 드물다. 즉, 스트립(S)의 상태에 따라 스윙 롤(20)의 길이 방향을 따라 스윙 롤(20)의 표면에 가해지는 부하가 달라질 수 있다는 것이다. 이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 스트립(S)을 지지하는 스윙 롤의 특정 부분에 접촉 부하가 집중될 수 있다. 예를 들면, 스트립(S)이 상방으로 볼록하게 휜 상태로 통판되는 경우에는 스트립(S)의 양측 단부에 접촉 부하가 집중되고, 반대로 스트립(S)이 하방으로 볼록하게 휜 상태로 통판되는 경우에는 스윙 롤(20)들의 내측 단부에 접촉 부하가 집중되는 경향이 있다. 이와 같이, 스트립(S)과 스윙 롤(20) 간의 접촉 부하가 스윙 롤(20)의 특정 부분에 집중되면 해당 부분의 국부적인 마모가 다른 부분에 비해 빨리 진행되고 이는 결국 스윙 롤(20)의 수명이 짧아지게 되는 결과를 초래한다. 그리고 이러한 국부적인 마모에 의해 접촉 부분에 인접한 스윙 롤(20)의 외주면(C)에 마모에 의해 발생된 이물질이 도 3에 도시된 바와 같이 고착되어 스트립(S)의 품질에 악영향을 미칠 수도 있다.

한국특허 제10-0668944호 한국특허 제10-0315095호

본 발명의 목적은 스트립과 스윙 롤 간의 접촉 부하가 스윙 롤의 일부분에 집중되는 것을 방지하도록 스윙 롤을 조정하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 스트립과 스윙 롤 간의 접촉 부하가 스윙 롤의 일부분에 집중되는 것을 방지하도록 스윙 롤을 조정하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 태양에 따르면, 루퍼 설비의 스윙 롤에 가해지는 스트립과의 접촉 부하의 편중을 최소화하도록 스윙 롤의 자세를 조정하는 장치로서, 스윙 롤의 온도를 검출하는 온도 검출기와, 스윙 롤의 양측에 각각 설치되어 스윙 롤의 양측 축부를 각각 상하 이동시키는 한 쌍의 승강 기구와, 온도 검출기에 의해 검출된 스윙 롤의 온도에 따라 한 쌍의 승강 기구의 작동을 제어하는 명령을 인가하는 제어부를 포함하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치가 제공된다.

바람직하게는 온도 검출기는 스윙 롤을 길이 방향을 따라 다수의 영역으로 나누어서 스캔하여 영역들 각각의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는 온도 검출기는 스윙 롤의 전방에 스윙 롤과 소정 거리 이격되어 설치되는 적외선 카메라 또는 스윙 롤의 전방에 스윙 롤의 길이 방향을 따라 일렬로 배치되는 다수의 적외선 센서를 포함할 수 있다.

바람직하게는 다수의 적외선 센서는 영역들 중 스트립의 스윙 롤에 대한 접촉 부하가 집중되는 영역들에 대해 설치될 수 있다.

바람직하게는 제어부는 영역들 중에서 소정 온도 이상으로 온도가 상승된 영역이 있는 경우 영역을 접촉 부하가 집중되는 영역으로 인식하고 영역에 대한 접촉 부하를 줄이는 방향으로 승강 기구를 제어하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는 승강 기구는 유압식 또는 전동식 서보 실린더일 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 루퍼 설비의 스윙 롤에 가해지는 스트립과 접촉 부하의 편중을 최소화하도록 스윙 롤의 자세를 조정하는 방법으로서, 스윙 롤의 길이 방향을 따라 구획된 다수의 영역들의 온도를 각각 검출하는 단계와, 영역들로부터 검출된 온도를 바탕으로 스윙 롤을 틸트시켜서 조정하는 단계를 포함하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 방법이 제공된다.

바람직하게는 스윙 롤의 양측 축부의 높이를 조정하는 단계는 영역들 중 소정 온도 이상으로 높은 온도가 검출된 영역에서 가까운 쪽의 스윙 롤의 축부의 높이를 하강시키거나 혹은 소정 온도 이상으로 높은 온도가 검출된 영역에서 먼 쪽의 스윙 롤의 축부의 높이를 상승시키는 것에 의해 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치 및 방법에 의하면, 루퍼 설비에 있어서 스트립을 지지하는 스윙 롤의 표면 온도를 영역 별로 검출하여 스트립과 스윙 롤 간의 접촉 부하가 집중되는 부분을 파악하고 이를 바탕으로 스윙 롤의 양측 축부의 높이를 각각 조정하여 스윙 롤을 틸트시킴으로써 스윙 롤의 일부분에 접촉 부하가 집중되는 것을 최소화함으로써 스윙 롤의 마모를 최소화하고 스윙 롤의 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 일반적인 루퍼 설비의 스트립 통판 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 일반적인 루퍼 설비에서 스트립과 스윙 롤 간에 접촉 부하가 집중되는 부분과 그로 인해 마모된 이물질이 스윙 롤에 고착되는 부분을 나타낸 정면도이다.
도 3은 스트립과 스윙 롤 간의 접촉 부하 집중으로 인해 이물질이 스윙 롤에 고착된 것을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치의 작용을 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 방법을 설명하는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4에 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치가 도시되어 있다. 참고로, 도 4와 도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치를 설명하는 데에 불필요한 구성들은 편의상 생략하였고, 이해를 돕기 위해 도면의 축척이나 구성들 간의 위치 관계가 다소 과장되게 도시된 부분도 있다는 것을 감안할 필요가 있다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치는 스윙 롤(20)의 온도를 검출하는 온도 검출기(110)와, 스윙 롤(20)의 양측 축부를 각각 승강시키도록 설치된 한 쌍의 승강 기구와, 상기 온도 검출기(110)에서 검출된 값에 따라 상기 한 쌍의 승강 기구의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 루퍼 설비에 설치된 다수의 스윙 롤(20) 각각에 대해 하나씩 설치된다.

온도 검출기(110)는 스윙 롤(20)의 전방에 스윙 롤(20)과 소정 거리 이격되게 설치되며, 적외선 카메라 또는 다수의 적외선 센서를 포함할 수 있다. 다수의 적외선 센서들은 스윙 롤(20)의 전방에 스윙 롤(20)의 길이 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 온도 검출기(110)는 스윙 롤(20)의 전면을 스윙 롤(20)의 길이 방향을 따라, 바람직하게는 스트립(S)의 일측 단부와 접촉되는 스윙 롤(20) 부분에서부터 스윙 롤(20)의 내측 단부까지를 다수의 영역으로 구획하여 각각의 영역에 대해 그 온도를 검출한다.

온도 검출기(110)가 적외선 카메라인 경우 스윙 롤(20)의 영역들 전부에 대한 온도 분포를 한꺼번에 얻을 수 있을 것이고, 온도 검출기(110)가 일렬로 배치된 다수의 적외선 센서라면 이 적외선 센서들이 각각의 영역에 대해 일대일로 그 온도를 검출하거나, 혹은 다수의 센서들이 스윙 롤(20)의 영역들 중에서 특히 접촉 부하가 집중되는 영역들에 대해 그 온도를 검출하도록 배치될 수 있다.

한 쌍의 승강 기구(120)는 스윙 롤(20)의 양측에 각각 설치되어 스윙 롤(20)의 축부(22)를 각각 승강 가능하게 지지하는 유압식 또는 전동식 액추에이터, 바람직하게는 서보 실린더를 포함할 수 있다. 승강 기구(120)가 유압식 액추에이터를 포함하는 경우, 승강 기구(120)는 액추에이터에 작동 유체를 공급하는 작동 유체 탱크와 작동 유체 펌프를 포함할 수 있다.

제어부(130)는 온도 검출기(110)에서 검출된 스윙 롤(20)들 각각의 영역들의 온도를 바탕으로 접촉 부하의 집중을 판단하고 이를 해소하도록 한 쌍의 승강 기구(120)의 작동을 제어한다. 구체적으로, 제어부(130)는 온도 검출기(110)를 통해 검출된 스윙 롤(20)들의 영역들의 온도들을 미리 설정된 기준 온도와 비교하여 미리 설정된 기준 온도 이상으로 높은 온도를 나타내는 영역이 있으면 이 영역을 접촉 부하가 집중되어 심한 마찰에 의해 마찰열이 많이 발생하는 것으로 판단한다. 그리고 이 영역과 먼 쪽에 있는 승강 기구(120)를 작동시켜서 이 영역과 먼 쪽의 스윙 롤(20)의 축을 상승시켜서 이 영역의 접촉 부하를 줄이도록 제어한다. 승강 기구(120)로 서보 액추에이터를 사용하는 경우 기준 온도보다 높은 온도를 나타내는 영역의 위치와 수 및 기준 온도와의 온도차에 따라 스윙 롤(20)의 축의 높이를 세밀하게 조정할 수 있어 유리하다.

이하, 이상에서 설명한 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치를 이용한 스윙 롤 조정 방법을 도 6을 참조하여 설명한다.

우선 온도 검출기(110)에서 스윙 롤(20)의 각 영역 별 온도를 검출한다(S1). 제어부(130)는 온도 검출기(110)에서 검출된 각 영역들의 온도를 기준 온도와 비교하여(S2), 기준 온도보다 높은 온도를 나타내는 영역이 있으면 해당 영역을 스트립(S)과의 접촉 부하가 집중되는 부분으로 판단한다(S3). 그런 다음 승강 기구(120)에 해당 영역에서의 스트립(S)과 스윙 롤(20) 간의 접촉 부하가 감소되도록 작동하게 하는 명령을 인가한다(S4). 예를 들면 해당 영역과 먼 쪽의 스윙 롤(20)의 축을 상승시켜서 이 영역의 접촉 부하를 줄이도록 해당 영역과 먼 쪽에 있는 승강 기구(120)에 작동 명령을 인가할 수 도 있고 그렇지 않으면 해당 영역과 가까운 쪽의 스윙 롤(20)의 축을 하강시켜서 해당 영역의 접촉 부하를 줄이도록 해당 영역과 가까운 쪽에 있는 승강 기구(120)에 작동 명령을 인가할 수도 있다.

이와 같이 스윙 롤(20)의 높이 조정이 이루어진 후에도 스윙 롤(20)의 표면 온도를 계속 검출하면서 온도가 기준 온도 이상으로 올라가는 영역이 발견되면 이에 맞추어서 스윙 롤(20)을 틸트시키는 작업을 계속한다. 그리고 루퍼 설비의 모든 스윙 롤(20)에 대해 본 발명의 일 실시예에 따른 스윙 롤 조정 장치를 설치하여 스윙 롤(20)의 자세를 조정하는 작업을 지속적으로 행함으로써 루퍼 설비 전체에 걸쳐서 스트립(S)의 통판에 따른 스윙 롤(20)의 마모를 최소화하여 스윙 롤(20)의 수명을 연장할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치 및 방법에 의하면, 루퍼 설비에 있어서 스트립을 지지하는 스윙 롤의 표면 온도를 영역 별로 검출하여 스트립과 스윙 롤 간의 접촉 부하가 집중되는 부분을 파악하고 이를 바탕으로 스윙 롤의 양측 축부의 높이를 각각 조정하여 스윙 롤을 틸트시킴으로써 스윙 롤의 일부분에 접촉 부하가 집중되는 것을 최소화함으로써 스윙 롤의 마모를 최소화하고 스윙 롤의 수명을 연장할 수 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 본 발명을 개조, 변형 또는 응용하여 실시할 수 있을 것이다.

S: 스트립 20: 스윙 롤
110: 온도 검출기 120: 승강 기구
130: 제어부

Claims (8)

1. 루퍼 설비의 스윙 롤에 가해지는 스트립과의 접촉 부하의 편중을 최소화하도록 스윙 롤의 자세를 조정하는 장치로서,
   상기 스윙 롤의 온도를 검출하는 온도 검출기;
   상기 스윙 롤의 양측에 각각 설치되어 상기 스윙 롤의 양측 축부를 각각 상하 이동시키는 한 쌍의 승강 기구; 및
   상기 온도 검출기에 의해 검출된 스윙 롤의 온도에 따라 상기 한 쌍의 승강 기구의 작동을 제어하는 명령을 인가하는 제어부;
   를 포함하며,
   상기 제어부는, 스트립의 스윙 롤에 대한 접촉부하가 집중되는 영역들 중에서 소정 온도 이상으로 온도가 상승된 영역이 있는 경우 상기 영역을 접촉 부하가 집중되는 영역으로 인식하고 상기 영역에 대한 접촉 부하를 줄이는 방향으로 상기 승강 기구를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온도 검출기는 상기 스윙 롤을 길이 방향을 따라 다수의 영역으로 나누어서 스캔하여 상기 영역들 각각의 온도를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 온도 검출기는 상기 스윙 롤의 전방에 스윙 롤과 소정 거리 이격되어 설치되는 적외선 카메라 또는 상기 스윙 롤의 전방에 상기 스윙 롤의 길이 방향을 따라 일렬로 배치되는 다수의 적외선 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 다수의 적외선 센서는 상기 영역들 중 스트립의 스윙 롤에 대한 접촉 부하가 집중되는 영역들에 대해 설치되는 것을 특징으로 하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 승강 기구는 유압식 또는 전동식 서보 실린더인 것을 특징으로 하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 장치.
7. 루퍼 설비의 스윙 롤에 가해지는 스트립과 접촉 부하의 편중을 최소화하도록 스윙 롤의 자세를 조정하는 방법으로서,
   상기 스윙 롤의 길이 방향을 따라 구획된 다수의 영역들의 온도를 각각 검출하는 단계; 및
   상기 영역들로부터 검출된 온도를 바탕으로 상기 스윙 롤을 틸트시켜서 조정하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 스윙 롤의 양측 축부의 높이를 조정하는 단계는, 상기 영역들 중 소정 온도 이상으로 높은 온도가 검출된 영역에서 가까운 쪽의 상기 스윙 롤의 축부의 높이를 하강시키거나 혹은 소정 온도 이상으로 높은 온도가 검출된 영역에서 먼 쪽의 상기 스윙 롤의 축부의 높이를 상승시키는 것에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 루퍼 설비의 스윙 롤 조정 방법.
8. 삭제

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