KR102042069B1 - 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법 - Google Patents

선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템은 선재냉각대의 선재가 들어가는 입구와 선재가 나오는 출구 쪽에 각각 마련된 기준점측정장치; 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 마련된 복수의 진단장치; 및 기준점측정장치의 프리즘을 측정하여 기준좌표를 생성하고, 진단장치의 프리즘을 측정하여 기준좌표를 기준으로 각각의 진단장치가 설치된 선재가이드슬리브의 X, Y, Z 좌표값을 검출하는 레이저측정장치;를 포함하되, X 좌표값 및 Z 좌표값과 미리 설정된 기준값을 각각 비교하여 선재가이드슬리브의 사행 변화량 및 레벨의 정상 여부를 판단하고, 비정상적인 사행 변화량 및 레벨을 갖는 선재가이드슬리브의 위치를 측정 거리를 나타내는 Y 좌표값을 통해 파악한다.

Description

선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR TESTING WIRE ROD GUIDE SLEEVE OF WIRE ROD COOLING ZONE, AND METHOD THEREOF}
본 발명은 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
선재(wire rod) 제조공정은 고로와 전로작업 및 연속주조공정을 거쳐 생산된 블룸을 강편 압연기를 거쳐 빌렛(billet)으로 제조하고, 이를 선재 압연작업 수행을 위해 선재압연라인을 거치도록 한다. 선재 압연작업은 조압연, 중간 조압연 및 사상압연 등으로 분류될 수 있고, 최종적으로 공형 선재를 생산한다. 이와 같이 생산된 선재는 공냉 또는 수냉식 냉각대를 거쳐 가공이 용이한 적정온도가 된다.
여기서 수냉식 냉각대의 경우, 선재가 들어가는 입구와 선재가 나오는 출구, 일정 간격으로 복수 개 설치되며 선재가 통과하도록 관통홀을 형성한 냉각블록, 냉각블록 사이에 마련되며 내측의 가이드홀을 통해 선재를 냉각블록의 관통홀로 진행시키는 선재가이드슬리브 등의 장치를 포함한다. 냉각블록에는 냉각수 공급관을 통해 냉각수가 공급되어, 선재에 대한 냉각공정이 수행될 수 있다. 이와 관련된 선행기술로서 한국공개실용신안 제20-2008-0001898호(2008.06.19. 공개)를 참조하기 바란다.
이러한 수냉식 냉각대에 있어서, 선재가 통과하는 선재냉각대의 선재가이드슬리브는 선재에 불량이 발생하지 않도록 얼라인 및 레벨이 설계에 따라 정확하게 일치하도록 설치되어야 한다.
예컨대, 선재가이드슬리브의 사행 변화량이 오차범위를 벗어날 경우, 선재에 코블 등이 발생할 수 있으며, 선재의 품질 및 생산성 등을 저하시킬 수 있다.
그러나, 종래에는 선재냉각대의 선재가이드슬리브에 대한 검사가 효과적으로 이루어지지 않고 있는 실정이며, 얼라인 및 레벨이 비정상적인 선재가이드슬리브의 위치에 대해서도 신속한 파악이 어려운 실정이다.
본 발명의 실시 예는 선재냉각대의 선재가이드슬리브의 사행 변화량, 레벨 및 비정상적인 선재가이드슬리브의 위치에 대해 효과적으로 측정할 수 있는 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선재냉각대의 선재가 들어가는 입구와 상기 선재가 나오는 출구 쪽에 각각 마련된 기준점측정장치; 상기 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 마련된 복수의 진단장치; 및 상기 기준점측정장치의 프리즘을 측정하여 기준좌표를 생성하고, 상기 진단장치의 프리즘을 측정하여 기준좌표를 기준으로 각각의 상기 진단장치가 설치된 선재가이드슬리브의 X, Y, Z 좌표값을 검출하는 레이저측정장치;를 포함하되, 상기 X 좌표값 및 Z 좌표값과 미리 설정된 기준값을 각각 비교하여 상기 선재가이드슬리브의 사행 변화량 및 레벨의 정상 여부를 판단하고, 비정상적인 사행 변화량 및 레벨을 갖는 선재가이드슬리브의 위치를 측정거리를 나타내는 상기 Y 좌표값을 통해 파악하는 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템이 제공될 수 있다.
상기 기준점측정장치는 상하이동이 가능한 센터봉과, 상기 센터봉을 지지하는 삼각형태의 지지판과, 상기 지지판 하부 중심에 마련된 벤치마크링과, 상기 지지판 하단의 각 모서리에 마련되어 높낮이를 조절하는 3개의 조절나사와, 상기 센터봉 상부에 결합된 프레임의 평탄면에 마련된 원형기포관과, 상기 프레임의 상단에 고정된 프리즘을 포함하되, 상기 센터봉의 하부에 형성된 조준침을 상기 벤치마크링의 센터홀에 맞춘 상태에서 상기 원형기포관의 기포가 센터에 오도록 상기 조절나사를 통해 높낮이를 맞춰 상기 입구와 상기 출구 쪽에 각각 설치될 수 있다.
상기 진단장치는 상하이동이 가능한 연결봉과, 상기 연결봉을 지지하고, 상기 선재가이드슬리브의 외형에 맞게 하단에 오목홈이 형성된 평탄부와, 상기 평탄부에 마련된 수평기포관과, 상기 평탄부를 상기 선재가이드슬리브에 고정시키는 고정부재와, 상기 연결봉 상부에 결합된 프레임의 상부에 고정된 프리즘을 포함하되, 상기 수평기포관의 기포가 센터에 오도록 상기 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선재냉각대의 선재가 들어가는 입구와 상기 선재가 나오는 출구 쪽에 각각 기준점측정장치를 설치하는 단계; 상기 기준점측정장치의 프리즘을 레이저측정장치를 통해 측정하여, 기준좌표를 생성하는 단계; 상기 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 복수의 진단장치를 설치하는 단계; 상기 진단장치의 프리즘을 상기 레이저측정장치를 통해 각각 측정하여, 상기 기준좌표를 기준으로 각각의 상기 진단장치가 설치된 선재가이드슬리브의 X, Y, Z 좌표값을 검출하는 단계; 상기 X 좌표값 및 Z 좌표값과 미리 설정된 기준값을 각각 비교하여 상기 선재가이드슬리브의 사행 변화량 및 레벨의 정상 여부를 판단하는 단계; 및 비정상적인 사행 변화량 및 레벨을 갖는 선재가이드슬리브의 위치를 측정거리를 나타내는 상기 Y 좌표값을 통해 파악하는 단계;를 포함하는 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템 및 그 방법은 선재냉각대의 선재가이드슬리브의 사행 변화량, 레벨 및 비정상적인 선재가이드슬리브의 위치에 대해 효과적으로 측정할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템의 단면도이다.
도 2는 도 1의 검사시스템에 포함된 기준점측정장치를 사시도로 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 기준점측정장치에서 수평을 맞추는 모습을 단면도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 검사시스템에 포함된 진단장치를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 도 1의 검사시스템에 의해 측정된 데이터를 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템(이하, ‘검사시스템’ 이라고도 함)은 선재냉각대(10)의 선재가 들어가는 입구(13)와 선재가 나오는 출구(14) 쪽에 각각 마련된 기준점측정장치(100; 100a, 100b)와, 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브(30) 상에 마련된 복수의 진단장치(200)와, 기준점측정장치(100)의 프리즘(112)을 측정하여 기준좌표를 생성하고, 진단장치(200)의 프리즘(210)을 측정하여 기준좌표를 기준으로 각각의 진단장치(200)가 설치된 선재가이드슬리브(30)의 X, Y, Z 좌표값을 검출하는 레이저측정장치(300)를 포함한다.
이러한 검사시스템은 측정된 선재가이드슬리브(30)의 X, Y, Z 좌표값을 통해 선재가이드슬리브(30)의 사행 변화량, 측정거리 및 레벨을 각각 검출할 수 있다. 이하, 검사시스템에 포함된 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
선재냉각대(10)는 선재가 들어가는 입구(13)와 선재가 나오는 출구(14), 본체(11)에 일정 간격으로 복수 개 설치되며 선재가 통과하도록 관통홀(미도시)을 형성한 냉각블록(20), 냉각블록(20) 사이에 마련되며 내측의 가이드홀을 통해 선재를 냉각블록(20)의 관통홀(미도시)로 진행시키는 선재가이드슬리브(30)을 포함한다. 냉각블록(20)에는 냉각수 공급관(미도시)을 통해 냉각수가 공급되어, 선재에 대한 냉각공정이 수행될 수 있다. 참고로, 도 1에서는 이해를 돕기 위해 하나의 본체(11) 및 관련된 설비만을 도시하였으며, 기준점측정장치(100), 진단장치(200) 및 레이저측정장치(300)를 간략하게 블록화시켜 표현하였다.
선재가이드슬리브(30)는 첫 번째로부터 마지막 선재가이드슬리브까지 모두 설계에 따라 정확하게 얼라인 및 레벨이 맞추어진 상태에서 선재의 패스라인을 형성한다. 선재가이드슬리브(30)는 내측의 가이드홀을 통해 선재를 정상적으로 진행시켜 냉각블록(20)의 관통홀(미도시)로 전달해야 한다. 선재가이드슬리브(30)의 얼라인 및 레벨이 오차범위를 벗어나 비정상적인 경우, 선재에 코블 등이 발생할 수 있으며, 선재의 품질 및 생산성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 검사시스템은 이러한 선재가이드슬리브(30)의 사행량 즉, 선재가이드슬리브(30)의 좌우 이동거리와, 각각의 측정위치 및 레벨의 이상 유무를 효과적으로 측정할 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 기준점측정장치(100)는 상하이동이 가능한 센터봉(102)과, 센터봉(102)을 지지하는 삼각형태의 지지판(104)과, 지지판(104) 하부 중심에 마련된 벤치마크링(106)과, 지지판(104) 하단의 각 모서리에 마련되어 높낮이를 조절하는 3개의 조절나사(108)와, 센터봉(102) 상부에 결합된 프레임(115)의 평탄면에 마련된 원형기포관(110)과, 프레임(115)의 상단에 고정된 프리즘(112)을 포함한다.
여기서, 선재냉각대(10)의 입구(13)와 출구(14) 쪽에 각각 설치된 기준점측정장치(100)는, 센터봉(102)의 하부에 형성된 조준침(102a)을 벤치마크링(106)의 센터홀에 맞추고, 원형기포관(110) 내의 기포(W)가 원형기포관(110)의 센터에 오도록 조절나사(108)를 통해 높낮이를 조절하면 수평 상태가 된다. 참고로 도 3에서는 이해를 돕기 위해, 센터봉(102)의 하부에 형성된 조준침(102a)을 벤치마크링(106)의 센터홀에 맞춘 모습과, 그 상태에서 원형기포관(110)의 기포(W)가 원형기포관(110)에 표기된 중심지점에 위치한 상태만을 도시하였다.
도 4를 참조하면, 진단장치(200)는 상하이동이 가능한 연결봉(202)과, 연결봉(202)을 지지하고 선재가이드슬리브(30)의 외형에 맞게 하단에 오목홈(204a)이 형성된 평탄부(204)와, 평탄부(204)에 마련된 수평기포관(206)과, 평탄부(204)를 선재가이드슬리브(30)에 고정시키는 고정부재(208)와, 연결봉(202) 상부에 결합된 프레임(215)의 상부에 고정된 프리즘(210)을 포함한다.
여기서, 평탄부(204) 하단에 형성된 오목홈(204a)은 선재가이드슬리브(30)에 접촉되는 부위가 곡면을 가진‘V’자 형상으로 마련될 수 있다.
수평기포관(206)의 기포(W)가 수평기포관(206)의 센터에 위치하면, 진단장치(200)가 수평 상태로 선재가이드슬리브(30) 상에 설치되었음을 나타낸다. 이러한 진단장치(200)는 냉각블록(20) 사이의 선재가이드슬리브(30) 및 미리 또는 임의로 설정된 선재가이드슬리브(30) 위에 하나 이상 설치될 수 있다.
고정부재(208)는 예컨대 고정볼트 등을 포함할 수 있으며, 이뿐 아니라 평탄부(204)를 선재가이드슬리브(30)에 고정시키는 공지된 다양한 수단들을 포함할 수 있다. 고정부재(208)는 평탄부(204)의 측면 부위에 마련되어 선재가이드슬리브(30)에 평탄부(204)를 고정시킬 수 있다.
이하, 상술한 검사시스템을 이용한 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사방법에 대해서 설명한다.
먼저, 선재가 들어가는 선재냉각대(10)의 입구(13)와 선재가 나오는 출구(14) 쪽에 기준점측정장치(100a,100b)를 각각 설치한다.
다음으로, 각각의 기준점측정장치(100a,100b)의 프리즘(112)을 레이저측정장치(300)에 의해 측정하여, 기준좌표를 생성한다.
구체적으로, 레이저측정장치(300)는 각각의 기준점측정장치(100a,100b)의 프리즘(112)을 향해 광파를 발생시키고, 기준점측정장치(100a,100b)의 프리즘(112)에 의해 반사된 광파를 수신함으로써 기준점측정장치(100a,100b)의 프리즘(112)의 기준좌표를 생성할 수 있다. 이때, 레이저측정장치(300)에 의해 측정된 선재냉각대(10)의 입구(13) 쪽에 설치된 기준점측정장치(100a)의 프리즘(112)의 X, Y, Z 좌표값은 (0, 0, 0)으로 생성될 수 있다. 그리고, 레이저측정장치(300)에 의해 측정된 선재냉각대(10)의 출구(14) 쪽에 설치된 기준점측정장치(100b)의 프리즘(112)의 X, Y, Z 좌표값은 (0, M(측정거리값), Level(레벨값))으로 생성될 수 있다.
다음으로, 상술한 기준좌표 생성이 완료된 후, 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브(30) 상에 복수의 진단장치(200)를 설치한다.
다음으로, 각각의 진단장치(200)의 프리즘(112)을 레이저측정장치(300)에 의해 측정하여, 기준좌표를 기준으로 각각의 진단장치(200)가 설치된 선재가이드슬리브(30)의 X, Y, Z 좌표값을 검출한다.
다음으로, 검출된 X 좌표값 및 Z 좌표값을 이용하여 선재가이드슬리브(30)의 사행 변화량(얼라인) 및 레벨의 정상 여부를 판단한다. 이때, 레이저측정장치(300)에 제어부(310, 도 1 참조)가 마련되어, 검출된 X 좌표값 및 Z 좌표값과 미리 설정된 기준값을 비교하여, 선재가이드슬리브(30)의 사행 변화량(얼라인) 및 레벨의 정상 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 사행 변화량(얼라인) 및 레벨이 비정상적이라고 판단된 선재가이드슬리브(30)가 존재하는 경우, 해당 선재가이드슬리브(30)의 위치를 측정 거리를 나타내는 Y 좌표값을 통해 파악할 수 있다.
도 5에 도시된 표를 참조하면, 사행 변화량(얼라인, ㎜)은 선재가이드슬리브(30)의 X 좌표값으로서, 기준좌표 대비 선재가이드슬리브(30)의 좌우로 이동된 거리를 나타낸다.
측정거리(M)는 선재가이드슬리브(30)의 Y 좌표값으로서, 진단장치(200) 설치된 선재가이드슬리브(30)의 위치로서, 이를 통해 예컨대 비정상적인 사행 변화량이 발생된 부위를 용이하게 파악할 수 있다.
레벨(Level)은 선재가이드슬리브(30)의 Z 좌표값으로서, 기준좌표 대비 선재가이드슬리브(30)의 상하로 이동된 거리를 나타낸다.
예컨대 도 5의 표에서, 얼라인은 모두 2㎜ 이내로 측정되었고, 레벨 또한 기준값과 비교할 때 양호한 것으로 나타났다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10: 선재냉각대 13: 입구
14: 출구 20: 냉각블록
30: 선재가이드슬리브 100: 기준점측정장치
200: 진단장치 300: 레이저측정장치

Claims (4)

  1. 선재냉각대의 선재가 들어가는 입구와 상기 선재가 나오는 출구 쪽에 각각 마련된 기준점측정장치;
    상기 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 마련된 복수의 진단장치; 및
    상기 기준점측정장치의 프리즘을 측정하여 기준좌표를 생성하고, 상기 진단장치의 프리즘을 측정하여 상기 기준좌표를 기준으로 각각의 상기 진단장치가 설치된 선재가이드슬리브의 X, Y, Z 좌표값을 검출하는 레이저측정장치;를 포함하되,
    상기 X 좌표값 및 Z 좌표값과 미리 설정된 기준값을 각각 비교하여 상기 선재가이드슬리브의 사행 변화량 및 레벨의 정상 여부를 판단하고, 비정상적인 사행 변화량 및 레벨을 갖는 선재가이드슬리브의 위치를 측정거리를 나타내는 상기 Y 좌표값을 통해 파악하고,
    상기 기준점측정장치는
    상하이동이 가능한 센터봉과,
    상기 센터봉을 지지하는 삼각형태의 지지판과,
    상기 지지판 하부 중심에 마련된 벤치마크링과,
    상기 지지판 하단의 각 모서리에 마련되어 높낮이를 조절하는 3개의 조절나사와,
    상기 센터봉 상부에 결합된 프레임의 평탄면에 마련된 원형기포관과,
    상기 프레임의 상단에 고정된 프리즘을 포함하며,
    상기 센터봉의 하부에 형성된 조준침을 상기 벤치마크링의 센터홀에 맞춘 상태에서 상기 원형기포관의 기포가 센터에 오도록 상기 조절나사를 통해 높낮이를 맞춰 상기 입구와 상기 출구 쪽에 각각 설치되는 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템.
  2. 삭제
  3. 선재냉각대의 선재가 들어가는 입구와 상기 선재가 나오는 출구 쪽에 각각 마련된 기준점측정장치;
    상기 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 마련된 복수의 진단장치; 및
    상기 기준점측정장치의 프리즘을 측정하여 기준좌표를 생성하고, 상기 진단장치의 프리즘을 측정하여 상기 기준좌표를 기준으로 각각의 상기 진단장치가 설치된 선재가이드슬리브의 X, Y, Z 좌표값을 검출하는 레이저측정장치;를 포함하되,
    상기 X 좌표값 및 Z 좌표값과 미리 설정된 기준값을 각각 비교하여 상기 선재가이드슬리브의 사행 변화량 및 레벨의 정상 여부를 판단하고, 비정상적인 사행 변화량 및 레벨을 갖는 선재가이드슬리브의 위치를 측정거리를 나타내는 상기 Y 좌표값을 통해 파악하고,
    상기 진단장치는
    상하이동이 가능한 연결봉과,
    상기 연결봉을 지지하고, 상기 선재가이드슬리브의 외형에 맞게 하단에 오목홈이 형성된 평탄부와,
    상기 평탄부에 마련된 수평기포관과,
    상기 평탄부를 상기 선재가이드슬리브에 고정시키는 고정부재와,
    상기 연결봉 상부에 결합된 프레임의 상부에 고정된 프리즘을 포함하며,
    상기 수평기포관의 기포가 센터에 오도록 상기 선재가 통과하는 각각의 선재가이드슬리브 상에 설치되는 선재냉각대의 선재가이드슬리브 검사시스템.
  4. 삭제
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