KR101917459B1

KR101917459B1 - 판재 교정 장치 및 이를 이용한 판재 제조방법

Info

Publication number: KR101917459B1
Application number: KR1020160176815A
Authority: KR
Inventors: 오경석
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2019-01-24
Also published as: KR20180073210A

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 입측 및 출측을 갖는 프레임과, 상기 프레임에 장착되며, 판재에 접촉하도록 상기 판재의 이송방향을 따라 상기 판재의 상부 및 하부에 각각 배열된 복수의 작업롤과, 상기 복수의 작업롤의 인터메쉬가 조정되도록 상기 프레임을 이동시키는 실린더를 포함하며, 상기 복수의 작업롤은 상기 입측에 위치한 제1 그룹과 상기 출측에 위치한 제2 그룹과 상기 제1 및 제2 그룹 사이에 위치한 제3 그룹으로 구분되며, 상기 제1 그룹의 작업롤은 제1 간격으로 배열되며, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 제1 그룹과 인접한 일부 작업롤은 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격으로 배열되고, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤은 상기 입측으로부터 멀어질수록 커지는 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치를 제공한다.

Description

판재 교정 장치 및 이를 이용한 판재 제조방법{APPARATUS FOR CORRECTING SHEET MATERIAL AND METHOD OF FABRICATING SHEET MATERIAL}

본 발명은 판재 교정 장치 및 이를 이용한 판재 제조방법에 관한 것이다.

철강사에서 제조한 열연/냉연/표면처리 제품은 코일 형태로 권취되어 보관된다. 이렇게 보관된 코일, 또는 코일이 특정 길이로 절단된 판재(sheet material)는 특정 형상의 블랭크로 재단되며, 재단된 블랭크는 부품사에서 제품으로 가공된다. 이러한 일련의 과정 중 제품에 형상 불량이 발생될 수 있다.

통상적으로 상기 형상 불량을 완화시키기 위하여 언코일링 공정, 시트 공정 앞, 블랭킹 공정 앞/뒤에서 롤러 레벨러와 같은 판재 교정 장치를 이용하여 교정을 실시할 수 있다.

그러나, 통상적인 판재 교정 장치는 두께가 얇거나, 항복강도가 매우 큰 판재의 경우, 스프링백에 의한 탄성 복원 성향이 강하기 때문에, 동일한 기준으로 작업 조건을 설정하고 교정을 해도 형상 불량이 그대로 남아있는 경우가 종종 발생한다. 특히, 종래의 판재 교정장치로는 최근에 개발된 박물 고강도 판재의 정확한 형상 교정을 하기 어렵다는 문제가 있어 왔다.

국내공개공보 제2014-0084661호

본 발명은 상기한 기술적 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적 중 하나는 박물 및/또는 고강도 판재와 같이 교정이 어려운 판재를 효과적으로 평탄도 교정을 보장할 수 있는 판재 교정 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적 중 하나는 박물 및/또는 고강도 판재와 같이 교정이 어려운 판재를 효과적으로 평탄도 교정을 보장할 수 있는 판재 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예는, 입측 및 출측을 갖는 프레임과, 상기 프레임에 장착되며, 판재에 접촉하도록 상기 판재의 이송방향을 따라 상기 판재의 상부 및 하부에 각각 배열된 복수의 작업롤과, 상기 복수의 작업롤의 인터메쉬 및 인접한 작업롤의 간격을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 복수의 작업롤은 상기 입측에 위치한 제1 그룹과 상기 출측에 위치한 제2 그룹과 상기 제1 및 제2 그룹 사이에 위치한 제3 그룹으로 구분되고, 상기 제어부는 상기 제1 그룹의 작업롤을 제1 간격으로 조정하고, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 제1 그룹과 인접한 일부 작업롤을 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격으로 조정하고, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤은 상기 입측으로부터 멀어질수록 커지는 간격으로 조정하도록 구성된 판재 교정 장치를 제공한다.

일 예에서, 상기 제1 그룹의 작업롤은 상기 입측에 위치한 최초 3개의 작업롤이며, 상부 또는 하부에 위치한 인접한 2개의 작업롤은 상기 제1 간격으로 배열될 수 있다.

일 예에서, 상기 제2 그룹의 작업롤은 상기 제1 그룹의 작업롤과 동일한 수이며, 상기 제1 간격과 실질적으로 동일한 간격으로 배열될 수 있다.

일 예에서, 상기 제1 간격은, 상기 작업롤의 직경이 10∼30% 범위일 수 있다.

일 예에서, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤의 간격은 상기 입측으로부터 멀어질수록 선형적으로 감소할 수 있다.

일 예에서, 상기 제2 간격(L)은 상기 제1 그룹의 작업롤에 적용되는 유효곡률반경과 동일하거나 작은 유효곡률반경(ρ)을 갖도록 아래의 수학식에 의해 설정되고,

여기서, IM은 상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬일 수 있다.

일 예에서, 상기 복수의 작업롤과 상기 프레임 사이에 백업롤이 배치되며, 상기 백업롤은 서로 다른 직경을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 입측 및 출측을 갖는 프레임과, 상기 프레임에 장착되며 이동되는 판재의 상부 및 하부에 각각 배열된 복수의 작업롤을 포함하는 판재 교정 장치를 제공하는 단계와, 목표 소성비에 따라 인터메쉬를 연산하는 단계와, 연산된 인터메쉬로 입측에 위치한 제1 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 설정하고, 상기 판재의 두께에 기초하여 출측에 위치한 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 설정하는 단계와, 상기 제1 그룹의 작업롤의 유효곡률반경을 연산하는 단계와, 상기 제1 및 제2 그룹 사이에 위치한 제3 그룹의 작업롤이 상기 제1 그룹의 유효곡률반경과 실질적으로 동일한 유효곡률반경이 갖도록 제3 그룹의 작업롤의 간격을 연산하는 단계와, 연산된 간격으로 상기 제3 그룹의 작업롤의 위치를 조정하는 단계와, 상기 조정된 작업롤의 위치와 상기 인터메쉬 조건에서 상기 판재를 이송시키는 단계를 포함하는 판재 제조방법를 제공한다.

일 예에서, 상기 이송시키는 단계 후에, 이송된 판재의 형상 불량을 측정하여 목표 수준에 도달 여부를 판단하는 단계와, 목표 수준에 도달하지 않은 경우에 상기 목표 소성비를 단계적으로 증가시켜서 상기한 단계들을 반복 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

일 예에서, 상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 설정하는 단계는, 상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 상기 판재의 두께의 10% 오차 이내로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 예에서, 상기 제1 및 제2 그룹의 작업롤은 각각 상기 입측 및 출측에 위치한 3개의 작업롤이며, 상기 제1 및 제2 그룹의 작업롤의 간격은 상부 또는 하부에 위치한 인접한 2개의 작업롤의 간격일 수 있다.

일 예에서, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 제1 그룹과 인접한 3개의 작업롤은, 상기 제1 그룹의 간격보다 작은 간격을 가지며, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤은 상기 입측으로부터 멀어질수록 커지는 간격으로 배열될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 판재의 형상 불량 교정 작업을 수행함에 있어서, 판재에 소성변형이 가해지도록 롤 사이 간격을 가변적으로 조절함으로써, 교정 판재의 형상 불량을 해결할 수 있다. 특히, 박물 및/또는 고강도 판재를 효과적으로 교정할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 교정 장치를 나타내는 개략 블럭도이다.
도2는 도1에 도시된 판재 교정 장치의 롤 배열을 나타내는 개략도이다.
도3a 내지 도3e는 판재 교정 대상이 되는 만곡 유형을 예시한 개략도이다.
도4a 내지 도4c는 이웃하는 롤의 상대적 위치를 나타내는 인터메쉬와 롤 사이의 간격을 설명하기 위한 모식도이다.
도5는 판재를 위한 소성비를 설명하기 위한 모식도이다.
도6은 판재가 적용되는 유효곡률반경을 설명하기 위한 모식도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 교정방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 예를 들어, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 본 명세서에서, '상부', '상면', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 "일 실시예(one example)"라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 그러나, 아래 설명에서 제시된 실시예들은 다른 실시예의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 실시예에서 설명된 사항이 다른 실시예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재 교정 장치를 나타내는 개략 블럭도이며, 도2는 도1에 도시된 판재 교정 장치(박스부분)의 롤 배열을 나타내는 개략도이다.

도1을 참조하면, 본 실시예에 따른 판재 교정 장치(100)는, 입측 및 출측을 갖는 프레임(111)과, 상기 프레임(111)에 장착된 복수의 작업롤(115a,115b)과, 상기 복수의 작업롤(115a,115b)의 인터메쉬 및 인접한 작업롤의 간격을 제어하는 제어부(120)를 포함한다.

상기 판재 교정 장치(100)는, 프레임(111)을 장착되어 인터메쉬를 조정하도록 구성된 실린더(121a,121b)와 입측 및 출측에 각각 인접한 핀치롤(150a,150b)을 더 포함할 수 있다.

판재(200)는 코일, 코일에서 특정 길이로 절단된 시트재, 또는 시트재에서 특정 형상으로 재단된 블랭크일 수 있다. 상기 복수의 작업롤(115)은 판재(200)의 이송방향을 따라 상기 판재(200)에 접촉하도록 배열되며, 상기 판재(200)의 하부 및 상부에 각각 배열된 하부 작업롤(115a) 및 상부 작업롤(115b)을 포함한다.

판재(200)는 상부 작업롤(115b)과 하부 작업롤(115a) 사이로 이송될 수 있다. 상기 복수의 작업롤(115) 중 상부 작업롤(115b)과 인접한 하부 작업롤(115a)의 높이간 차이가 판재(200)의 두께 이하일 경우, 판재(200)에 존재하는 형상 불량은 상기 복수의 작업롤(115)에 의해 눌려짐으로써 교정될 수 있다.

상기 복수의 작업롤(115) 중 인접한 작업롤(115a,115b)의 상대적인 위치를 인터메쉬(intermesh)로 정의할 수 있다. 이에 대해서는 도4a 내지 도4c을 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.

판재(200)의 이송방향에 따라 인접한 롤들(115a,115b, 도4 참조)의 인터메쉬를 순차적으로 부여한 뒤 판재를 통과시키면 판재(200)가 굽힘-펴짐 변형을 반복적으로 받게 되며, 이때 판재가 받은 소성변형량에 따라 형상 불량의 교정 정도가 결정된다. 판재(200)에 존재하는 형상 불량의 교정 정도는 상기 판재(200)의 소성변형량에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해 도 3a 내지 도3e를 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.

이러한 인터메쉬는 제어부(120)에 의해 조정될 수 있다. 즉, 제어부(120)로부터 전송된 신호(S1)를 받아 프레임(111)에 장착된 실린더(121a,121b)를 구동시킴으로써 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(120)가 도2에 도시된 바와 같이 복수의 실린더(111)에 대해 서로 다른 힘을 가할 경우, 입측 작업롤의 인터메쉬는 출측 작업롤의 인터메쉬보다 작아지도록 조절될 수 있다.

한편, 상기 복수의 작업롤(115)의 위치는 백업롤(112)과 롤 프레임(111)에 의해 고정될 수 있다. 판재(200)가 복수의 작업롤(115)에 의해 교정될 때, 상기 복수의 작업롤(115)도 반작용 힘을 받을 수 있는데, 백업롤(112)과 롤 프레임(111)은 상기 반작용 힘을 흡수하여 상기 복수의 작업롤(115)을 고정시킬 수 있다. 구체적으로, 백업롤(112)은 복수의 작업롤(115)의 회전력을 흡수할 수 있고, 롤 프레임(111)은 복수의 작업롤(115)의 상하부로 작용하는 힘을 흡수할 수 있다.

본 실시예에서, 작업롤(115)의 간격은 제어부(120)에 의해 조절될 수 있다. 예를들어, 제어부(120)에서 생성된 제2 신호(S2)를 백업롤(112)에 전송함으로써 작업롤(115)의 간격을 조정될 수 있다. 본 실시예와 같이, 백업롤(112)은 다른 직경을 가질 수 있으며, 직경이 다른 백업롤(112)을 상하부로 움직임으로써 작업롤(115)의 간격을 조절할 수 있다.

도2를 참조하면, 상기 복수의 작업롤(115)은, 상기 입측에 위치한 제1 그룹(Ⅰ)과, 상기 출측에 위치한 제2 그룹(Ⅱ)과, 상기 제1 및 제2 그룹(Ⅰ,Ⅱ) 사이에 위치한 제3 그룹(Ⅲ)으로 구분될 수 있다.

상기 제어부(120)는 상기 제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤을 제1 간격(L0)으로 조정할수 있다. 상기 제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤은 상기 입측에 위치한 최초 3개의 작업롤이며(도4a 내지 도4c 참조), 상부 또는 하부에 위치한 인접한 2개의 작업롤(115a)은 상기 제1 간격(L0)으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격(L0)은, 상기 작업롤의 직경(D)이 10~30% 범위일 수 있다.

상기 제2 그룹(Ⅱ)의 작업롤은 상기 제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤과 동일한 수(예, 3개)이며, 상기 제1 간격(L0)과 실질적으로 동일한 간격(L0)으로 배열될 수 있다.

상기 제3 그룹(Ⅲ)의 작업롤 중 제1 그룹(Ⅰ)과 인접한 일부 작업롤을 상기 제1 간격(L1)보다 작은 제2 간격(L1)으로 조정할 수 있다. 상기 제2 간격(L1)은 상기 제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤에 적용되는 유효곡률반경(ρ)과 동일하거나 작은 유효곡률반경을 갖도록 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 간격(L1)은 아래의 수학식2를 이용하여 해당 작업롤에 적용된 인터메쉬와 동일한 유효곡률반경을 적용함으로써 연산될 수 있다. 이에 대해서는, 아래의 수학식2에 대한 설명과 도7에 도시된 흐름도를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

상기 제3 그룹(Ⅲ)의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤은 상기 입측으로부터 멀어질수록 커지는 간격(L2<L3<...)으로 조정하도록 배열될 수 있다. 상기 나머지 다른 작업롤의 간격(L2<L3<...)은 선형적으로 증가될 수 있다. 마지막까지 선형적으로 롤 사이 간격이 변화하도록 설정하면, 판재에 굽힘 변형에 의한 비선형성이 최소화되어 형상 교정에 유리할 수 있으며, 작업시 설비에 무리가 적게 가도록 할 수 있다.

도3a 내지 도3e는 판재 교정 대상이 되는 만곡 유형을 예시한 개략도이며, 대표적인 형상 불량의 사례를 나타낸다.

도3a 및 도3b에 각각 예시된 바와 같이, 각 판재(200a,200b)는 권취 길이방향으로 굴곡진 L-만곡 및 폭방향으로 굴곡진 C-만곡을 가질 수 있다. 도3c을 참조하면, 판재(200c)는 폭방향 가장자리에 웨이브가 형성된 에지 웨이브를 가질 수 있다. 한편, 도3d에 예시된 판재(200d)는 폭방향 센터가 볼록한 형태인 센터 버클을 가지며, 도3e에 예시된 판재(200e)는 폭방향 불균일 잔류응력에 의해 발생한 캠버를 가질 수 있다.

도4a 내지 도4c는 이웃하는 작업롤의 상대적 위치를 나타내는 인터메쉬를 설명하기 위한 모식도이다.

인터메쉬는 인접한 두 하부 롤(115a)이 동일 선 상에 놓인 경우를 기준으로 하여, 상부 롤(115b)이 기준선 아래에 위치할 경우를 음의 값으로 하고, 상부 롤(115b)이 기준선 위에 위치할 경우를 양의 값으로 한다. 롤 사이 간격은 판재(200) 하부 또는 상부에 위치한 인접한 롤 사이의 간격(D)을 의미한다.

구체적으로, 도4a를 참조하면, 복수의 작업롤 중 2개의 하부 롤(115a)과 상부 롤(115b)간의 높이 차이인 인터메쉬는 0 (IM=0)일 수 있다. 도4b를 참조하면, 복수의 작업롤 중 하부 롤(115a)과 상부 롤(115b)간의 높이 차이인 인터메쉬는 -a (IM=-a)일 수 있다. 도4c를 참조하면, 복수의 작업롤 중 하부 롤(115a)과 제2 롤(115b)간의 높이 차이인 인터메쉬는 +b (IM=+b)일 수 있다.

입측, 즉 제1 그룹(예, 최초 두 롤 사이의 상대 높이) 및 출측, 즉 제2 그룹(마지막 두 롤 사이의 상대 높이)의 인터메쉬는 작업자의 이론적 또는 경험적 기준에 의해 결정된다. 모든 작업롤은 단일 롤 프레임에 구속되어 있기 때문에, 나머지 중간에 위치한, 즉 제3 그룹의 롤들의 인터메쉬는 양 끝 값의 선형적 배분으로 결정될 수 있다.

도5는 판재를 위한 소성비를 설명하기 위한 모식도이다.

도5를 참조하면, 판재(200)는 t의 두께를 가지고, 소성영역과 탄성영역으로 구분될 수 있다. 판재(200)의 소성비(Plastic Fraction, PF)는 판재가 굽히게 하는 힘을 받을 때 전체 두께 대비 소성변형을 한 영역의 비로 정의되며, 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.

여기서, 2a는 탄성영역의 두께를 의미한다. 즉, 상기 소성비(PF)는 판재(200)의 두께에서 소성영역 두께의 비중을 나타낸다.

상기 소성비(PF)는 만곡 유형에 따라 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 인터메쉬 역시 만곡 유형에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로 목표 소성비는 교정 전 판재에 존재하는 형상 불량을 바탕으로 결정한다.

예를 들어, 판재 길이 방향으로 균일한 L-만곡이 존재할 경우(도3a 참조), 50% 이상을 부여하며, 길이 방향 불균일 L-만곡 또는 폭 방향 C-만곡이 존재할 경우(도3b 참조), 70% 이상을 부여할 수 있다. 폭방향으로 면내 잔류응력이 존재할 경우(도3e 참조), 80% 이상을 부여할 수 있다.

소성비는 작업롤 통과시 경험하는 유효곡률반경(effective radius, ρ)에 반비례하며, 구체적으로 유효곡률반경(ρ)은 아래의 수학식 2와 같은 관계를 가진다. 여기서, L은 롤 사이 간격, IM은 인터메쉬를 의미한다. 도6은 판재가 경험하는 유효곡률반경 모식도이다.

본 실시예에서, 상기 제3 그룹(Ⅲ)의 작업롤 중 제1 그룹(Ⅰ)과 인접한 일부 작업롤을 상기 제1 간격(L1)보다 작은 제2 간격(L1)으로 조정할 수 있다. 상기 제2 간격(L1)은 아래 수학식 2를 이용하여 해당 작업롤에 적용된 인터메쉬(IM)와 선행하는 롤의 유효곡률반경과 동일한 유효곡률반경을 적용함으로써 연산될 수 있다.

목표 소성비를 얻기 위해 필요한 인터메쉬(IM)는 아래의 수학식 3으로 계산한다. 여기서, YS는 판재의 항복강도, E는 판재의 탄성계수를 의미한다.

여기서, t는 판재 두께, L은 롤 사이 간격, YS는 판재의 항복강도, E는 판재의 탄성계수, PF는 판재의 소성비를 의미한다.

종래의 판재 교정 장치는 단일 프레임에 상부 작업롤이 일정한 간격으로 배치되어 있는 구조적 특성 때문에 판재의 소성변형은 초기 일부(예, 3개 정도) 작업롤에 의해서만 주로 발생하며, 나머지 작업롤들은 그 영향이 상대적으로 약할 수 있다. 따라서, 두께가 매우 작거나, 항복강도가 매우 큰 판재(박물 고강도 판재)의 경우, 스프링백에 의한 탄성 복원 성향이 강하기 때문에, 동일한 기준으로 작업 조건을 설정하고 교정을 해도 형상 불량이 그대로 남아있는 경우가 종종 발생할 수 있다.

이러한 박물 고강도 판재의 형상 교정 문제를 해결하기 위해서, 도2에서 설명한 바와 같이, 인터메쉬가 입측의 처음 3개의 작업롤(Ⅰ) 사이 간격(L0)은 동일하게 하고, 네 번째 작업롤부터는 롤 사이 간격(L1)을 좁게 설정한 후 점차적으로 간격을 늘려서 마지막 3개 롤(Ⅱ) 사이 간격(L0)은 처음과 동일하게 설정할 수 있다. 상기 작업롤의 간격 설정에 의해 처음 3개의 작업롤 후의 롤들에 의해서도 수학식 2에 의해 충분히 작은 유효곡률반경을 얻을 수 있다. 그 결과, 입측의 3개 보다 많은 롤에 의해서 판재에 소성변형이 충분히 가해지도록 구성할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 판재 교정 장치를 이용한 판재 제조방법을 도7의 순서도를 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 판재 제조(교정) 방법은 도1 및 도2에 도시된 판재 교정장치를 이용할 수 있다. 상기 판재 교정 장치는, 입측 및 출측을 갖는 프레임(111)과, 상기 프레임(111)에 장착되며 이동되는 판재(200)의 상부 및 하부에 각각 배열된 복수의 작업롤(115)을 포함할 수 있다. 도7에 도시된 순서도에 따른 교정방법은 판재 교정 장치의 제어부(120)에 의해 수행되는 연산 및 제어과정을 포함할 수 있다.

우선, 도7에 도시된 교정방법은 목표 소성비에 따라 인터메쉬를 연산하는 단계(S310)로 시작될 수 있다.

형상 불량 정도에 따라 목표 소성비(PF)를 설정하고, 그에 따라 입측의 작업롤, 즉 제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤의 인터메쉬를 수학식 3으로 계산함으로써 설정할 수 있다(도3a 내지 도3e 참조).

이어, 단계(S320)에서, 연산된 인터메쉬로 입측에 위치한 제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤의 인터메쉬를 설정하고, 상기 판재의 두께에 기초하여 출측에 위치한 제2 그룹(Ⅱ)의 작업롤의 인터메쉬를 설정할 수 있다.

제1 그룹(Ⅰ)의 작업롤의 인터메쉬는 단계(S310)에서 연산된 값에 의해 설정되고, 제2 그룹(Ⅱ)의 인터메쉬는 출측소성비를 판재 두께의 10% 오차 이내로 설정함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 연산은 도1에 도시된 판재 교정 장치의 제어부(120)에 의해 수행되며, 실린더(121a,121b)를 구동하여 프레임(111)을 상하 이동시킴으로써 구현될 수 있다.

다음으로, 단계(S330)은 제1 그룹(입측)의 작업롤의 유효곡률반경을 연산한다. 제1 그룹(입측)의 작업롤의 유효곡률반경은 상기한 수학식2을 이용하여 계산할 수 있다.

이어, 단계(S340)에서, 상기 제1 및 제2 그룹 사이에 위치한 제3 그룹(중앙)의 작업롤이 제1 그룹(입측)의 유효곡률반경과 실질적으로 동일한 유효곡률반경이 갖도록 제3 그룹의 작업롤의 간격을 연산한다. 제3 그룹의 작업롤의 간격도 상기한 수학식2를 이용하여 계산될 수 있다.

다음으로, 이러한 연산들은 제어부(120)에서 수행되며, 연산된 간격으로 상기 제3 그룹의 작업롤의 위치를 조정한다(S350).

이어, 조정된 작업롤의 위치와 상기 인터메쉬 조건에서 상기 판재를 이송시킴으로써 판재 교정을 실시한다(S360).

판재 교정(S360) 후에, 우측 핀치롤(150b)에 물린 상태에서 형상 불량을 측정하여 목표 수준에 도달했는지 확인한다(S370). 목표 수준에 도달하면 종료하지만, 목표 수준에 도달하지 않았으면 목표 소성비를 증가시켜(S380) 판재의 형상 교정을 완료할 때까지 상기한 과정들을 반복 수행할 수 있다. 상기한 과정을 반복 수행할 때에 목표 소성비는 2∼5% 씩 증가시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 판재의 형상 불량 교정 작업을 수행함에 있어서, 판재에 소성변형이 가해지도록 롤 사이 간격을 가변적으로 조절함으로써, 교정이 어려운 박물 고강도 판재까지 효과적으로 교정할 수 있다.

지금까지의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 판재 교정 장치
111: 프레임
112,112a,112b: 작업롤
115,115a,115b: 백업롤
120: 제어부
150a,150b: 핀치롤
200: 판재
121a,

Claims

입측 및 출측을 갖는 프레임;
상기 프레임에 장착되며, 판재에 접촉하도록 상기 판재의 이송방향을 따라 상기 판재의 상부 및 하부에 각각 배열된 복수의 작업롤; 및
상기 복수의 작업롤의 인터메쉬 및 인접한 작업롤의 간격을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 복수의 작업롤은 상기 입측에 위치한 제1 그룹과 상기 출측에 위치한 제2 그룹과 상기 제1 및 제2 그룹 사이에 위치한 제3 그룹으로 구분되며,
상기 제어부는 상기 제1 그룹의 작업롤을 제1 간격으로 조정하고, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 제1 그룹과 인접한 일부 작업롤을 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격으로 조정하고, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤은 상기 입측으로부터 멀어질수록 커지는 간격으로 조정하도록 구성된 판재 교정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 그룹의 작업롤은 상기 입측에 위치한 최초 3개의 작업롤이며,
상부 또는 하부에 위치한 인접한 2개의 작업롤은 상기 제1 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 그룹의 작업롤은 상기 제1 그룹의 작업롤과 동일한 수이며,
상기 제1 간격과 동일한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 간격은, 상기 작업롤의 직경이 10∼30% 범위인 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤의 간격은 상기 입측으로부터 멀어질수록 선형적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 간격(L)은 상기 제1 그룹의 작업롤에 적용되는 유효곡률반경과 동일하거나 작은 유효곡률반경(ρ)을 갖도록 아래의 수학식에 의해 설정되고,

여기서, IM은 상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬인 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 작업롤과 상기 프레임 사이에 백업롤이 배치되며, 상기 백업롤은 서로 다른 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 판재 교정 장치.
입측 및 출측을 갖는 프레임과, 상기 프레임에 장착되며 이동되는 판재의 상부 및 하부에 각각 배열된 복수의 작업롤을 포함하는 판재 교정 장치를 제공하는 단계;
목표 소성비에 따라 인터메쉬를 연산하는 단계;
연산된 인터메쉬로 입측에 위치한 제1 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 설정하고, 상기 판재의 두께에 기초하여 출측에 위치한 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 설정하는 단계;
상기 제1 그룹의 작업롤의 유효곡률반경을 연산하는 단계;
상기 제1 및 제2 그룹 사이에 위치한 제3 그룹의 작업롤이 상기 제1 그룹의 유효곡률반경과 동일한 유효곡률반경을 갖도록 제3 그룹의 작업롤의 간격을 연산하는 단계;
연산된 간격으로 상기 제3 그룹의 작업롤의 위치를 조정하는 단계; 및
상기 조정된 제3 그룹의 작업롤의 위치와 상기 설정된 제1 그룹의 작업롤과 상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬 조건에서 상기 판재를 이송시키는 단계;를 포함하는 판재 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 이송시키는 단계 후에,
이송된 판재의 형상 불량을 측정하여 목표 수준에 도달 여부를 판단하는 단계와, 목표 수준에 도달하지 않은 경우에 상기 목표 소성비를 단계적으로 증가시켜서 상기한 단계들을 반복 수행하는 단계를 포함하는 판재 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 설정하는 단계는,
상기 제2 그룹의 작업롤의 인터메쉬를 상기 판재의 두께의 10% 오차 이내로 설정하는 단계를 포함하는 판재 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 그룹의 작업롤은 각각 상기 입측 및 출측에 위치한 3개의 작업롤이며, 상기 제1 및 제2 그룹의 작업롤의 간격은 상부 또는 하부에 위치한 인접한 2개의 작업롤의 간격인 것을 특징으로 하는 판재 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 제3 그룹의 작업롤 중 제1 그룹과 인접한 3개의 작업롤은, 상기 제1 그룹의 간격보다 작은 간격을 가지며, 상기 제3 그룹의 작업롤 중 나머지 다른 작업롤은 상기 입측으로부터 멀어질수록 커지는 간격으로 배열되는 판재 제조방법.