KR20000010808A - 빌릿-지지요소의 위치를 설정하는 조정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연속주조설비의 스트랜드가이드 중 최소한 하나의 스트랜드지지요소(5)의 위치를 최소한 다른 하나의 스트랜드지지요소(6)를 가지는 지지대(9, 10)에 대하여 조정하는 조정장치로서, 한쪽은 스트랜드지지요소(5)와 직접적 또는 간접적으로 접촉하며 다른 쪽은 다른 스트랜드지지요소(6)를 가지는 지지대(9, 10)와 접촉하는 최소한 하나의 유압조정실린더(12)를 포함하고, 스트랜드지지요소(5)의 이동은 위치센서(17)를 거쳐 검출가능하며 자동 컨트롤러(26)에 의하여 제어 가능하다.
상기 스트랜드지지요소(5, 6), 즉 스트랜드가이드의 위치를 최소의 비용 및 실패가능성을 최소로 하면서 고정밀도를 안전하게 얻기 위하여, 3-레벨 컨트롤러(26)를 거쳐 전환가능한 최소한 하나의 방향제어밸브(21A, 21B)를 배설하여 상기 유압조정실린더(12)를 구동한다.
Description
이러한 형태의 장치는 US-A-3,812,900에 공지되어 있다. 여기에는, 유압조정실린더에 의하여 이동 가능하도록 지지대 상에 배열된 스트랜드가이드롤러가 지지대 상에 견고하게 배열된 반대쪽 스트랜드가이드롤러를 향하거나, 또는 멀어지는 방향으로 이동한다. 이동 가능한 스트랜드가이드롤러의 각 위치(실제값)는 측정장치에 의하여 결정되어 비교기에 의하여 설정값과 비교된다. 실제값이 설정값과 차이가 나는 경우, 비교기가 서보유닛을 트리거하고 이를 거쳐 유압조정실린더가 압력소스와 연결될 수 있다.
서보밸브기술에 따르면, 관통하여 흐르는 매체에 의하여 가해진 보조효과 때문에 매우 민감하고 신속한 고출력 제어를 저입력으로 제어할 수 있다. 서보밸브기술은 기계공구 엔지니어링의 정밀한 위치설정 작업에 주로 응용된다. 따라서, 서보밸브기술을 실현할 때 재료 및 코스트 양자 모두의 비용이 높아지며, 유지관리 및 장애영향을 회피하기 위한 조처가 또한 귀찮은 일이다.
서보밸브기술을 연속주조기술에 응용함으로써 이동 가능하다 스트랜드가이드롤러의 위치를 최대한 정밀하게 조정할 수 있다. 서보밸브기술 응용에서의 결점은 높은 재료비용 및 오염이고, 조강제품 작업에 곤란함이 발생할 수 있다.
본 발명은 연속주조설비, 특히 철강의 연속주조설비에서 스트랜드가이드 중 최소한 하나의 스트랜드지지요소, 특히 스트랜드가이드롤러의 위치를 최소한 다른 하나의 스트랜드지지요소를 가지는 지지대에 대하여 조정하는 조정장치에 관한 것으로서, 한쪽은 스트랜드지지요소와 직접적 또는 간접적으로 접촉하며 다른 쪽은 지지대 와 접촉하는 최소한 하나의 유압조정실린더를 포함하고, 스트랜드지지요소의 이동은 위치센서를 거쳐 검출가능하며 자동 컨트롤러에 의하여 제어가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 조정장치의 개략도이고,
도 2는 스트랜드가이드롤러가 구비된 스트랜드가이드 상에 배열된 조정장치의 개략도이고,
도 3 및 도 4는 3-레벨 컨트롤러 및 5-레벨 컨트롤러의 동작모드를 제어편차함수로서 나타낸 도면이고,
도 5는 흐름제어밸브를 포함하는 기본회로를 나타낸 도면이고,
도 6은 스크린을 가진 4/3-포트 방향제어밸브를 포함하는 기본회로를 나타낸 도면이고,
도 7은 유압조정실린더 피스톤의 두 개의 조정속도를 실현하는 밸브스로틀 콤비네이션을 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적은 이들 결점 및 곤란함이 회피된 전술한 종류의 조정장치를 제공하는 것이며, 이것에 의하여 스트랜드가이드를 하기 위한 스트랜드지지요소의 위치설정을 고정밀도로 안전하게 얻을 수 있는 반면, 종래 기술에 비하여 생산코스트 및 서비스와 유지관리 코스트 양자 모두에 있어서도 단지 최소비용만 필요하다. 주조기술에 기인하는 먼지, 고온, 스트랜드냉각으로부터 유도된 스플래시워터(splash water)등은 스트랜드가이드 위치설정의 정밀도에 전혀 영향을 미치지 않거나 또는 그 영향은 단지 최소한에 그친다.
본 발명에 따라서, 상기 목적은 3-레벨 컨트롤러 또는 고-레벨 컨트롤러 혹은 위치센서에 의하여 검출된 실제값이 커플링을 거쳐 입력될 수 있는 펄스폭 출력을 가진 컨트롤러를 거쳐 전환될 수 있는 최소한 일방향 제어밸브를 유압조정실린더를 구동하기 위하여 배설하는 것으로 달성된다.
방향제어밸브를 배설함으로써 제어공학이 종래 기술과 비교하여 상당히 용이하게 된다. 서보밸브기술에 의하여 매우 높은 정밀도를 얻는 것은 무시하더라도, 상당히 저가이며, 또한, 예를 들면, 오일 오염 또는 압력강하 등과 같은 결함에 대하여 상당히 민감성이 낮은 장점을 얻는다. 방향제어밸브기술이 민감한 등급의 강철 연속주조용임이 확인 된 것은 놀라운 일이다.
펄스폭 출력을 가진 컨트롤러를 사용함으로써, 전형적으로 서보 또는 비례밸브로 도달되는 바와 같은 연속제어를 방향제어밸브로도 거의 얻을 수 있다. 이들 연속적으로 동작하는 밸브의 변하는 밸브개구는 온-오프밸브의 일련의 펄스된 밸브개구로 대체된다. 이것이 고정밀도의 위치설정을 가능하게 한다.
스트랜드지지요소를 조정하는데는 단지 소량의 흐름만 필요하지만, 전체적인 시스템은 고압(예를 들면, 160바)으로 동작되기 때문에, 스로틀 또는 스크린이 압축유체 공급스테이션으로부터 방향제어밸브로 또는 방향제어밸브로부터 유압조정실린더로 유도하는 유압조정실린더 중 최소한 하나의 유압작동관에 설치되는 것이 적합하다.
바람직한 실시예는 정류작용을 가진 흐름제어밸브가 압축유체 공급스테이션으로부터 방향제어밸브로 또는 방향제어밸브로부터 유압조정실린더로 유도하는 최소한 하나의 유압작동관에 설치되는 것을 특징으로 한다.
흐름제어밸브에 의하여, 부하 및 이 부하에 대응하는 유압과 거의 관계없이 조정속도가 조정된다. 각 방향제어밸브의 조정속도, 반응시간 및 낙하시간에 일치되게 구성된 3-레벨 컨트롤러 또는 5-레벨 컨트롤러에 의하여 원하는 설정위치가 모든 경우의 부하에 대하여 매우 정밀하고 직접 도달될 수 있다.
다른 바람직한 실시예는 스로틀 또는 스크린이 유압조정실린더로 및/또는 유압조정실린더로부터 유도하는 유압작동관 내에 유압조정실린더에 바로 선행하도록 배설되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 주요 스로틀효과(또는 주요 스크린효과)를 유압조정실린더와 이 유압조정실린더에 선행하는 비복귀밸브 사이에서 얻는다. 따라서, 비복귀밸브의 스위칭시간이 짧게 유지될 수 있고, 비복귀밸브의 진동이 방지될 수 있다. 압력소스와 방향제어밸브 사이에 배열된 스로틀 또는 스크린 외에 추가로 이러한 스로틀 또는 스크린을 배열함으로써 유압조정실린더의 조정속도를 크게 변화시키는 것이 용이하고, 또한, 원칙적으로, 스로틀 및 스크린을 보다 많이 배열할수록 이들 스로틀 및 스크린의 크기가 보다 크게되어, 이로써 오염에 대하여 덜 민감하게 된다.
유압조정실린더의 조정과정에 걸쳐 상이한 피스톤 조정속도를 달성, 즉 더 높은 정확도를 얻기 위하여, 추가의 방향제어밸브를 스로틀 또는 스크린 혹은 정류작용을 가진 흐름제어밸브와 병렬로 배열하는 것이 바람직하고, 여기에는 컨트롤러로서 5-레벨 컨트롤러 또는 고-레벨 컨트롤러를 배설하는 것이 적합하다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 조정장치를 포함하는 연속주조설비용 스트랜드가이드에 관한 것이다. 이 경우, 위치센서는 유압조정실린더와 병렬로 배열되며 유압조정실린더와 정반대 쪽으로 작용하는 밸런스실린더를 포함하는 것이 바람직하고, 일단에는 스트랜드지지요소, 특히 지지세그멘트를 가지는 지지대와 연결되며, 타단에는 스트랜드를 지지하며 지지대에 대하여 이동 가능하게 배열된 스트랜드지지요소와 직접적 또는 간접적으로 연결된다.
다음에, 본 발명을 개략도로 나타낸 수 개의 예시적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
스트랜드가이드(1)에 있어서, 스트랜드지지요소로서의 스트랜드가이드롤러(5, 6)는 고체상태의 스트랜드셸(2) 및 액체상태의 코어(core)(3)를 가지는 스트랜드(4)를 지지하는 기능을 하고, 상기 스트랜드가이드롤러는 넓은 쪽, 예를 들어 도 2에 따르면, 상단 쪽(7) 및 하단 쪽(8) 상에서 스트랜드(4)와 접촉한다. 특히, 도 2에서 명백한 바와 같이, 하단 스트랜드가이드롤러(6)는 이 하단 롤러(6)의 캐리어(9)에 끼워진 타이로드(tie rods)(10)에 의하여 캐리어(9)에 고정되어, 상단 스트랜드가이드롤러(5)가 회전 가능하게 저널 되어 있는 카운터캐리어(11)와 연결된다. 카운터캐리어(11)는 타이로드(10)를 따라서 변위될 수 있어서 스트랜드가이드롤러(5, 6)의 간격이 변할 수 있다. 유압조정실린더(12)는 카운터캐리어(11)를 캐리어(9)에 대하여 이동시키는 기능을 한다. 캐리어(9) 및 카운터캐리어(11) 양자 모두는 스트랜드지지세그멘트를 형성하는 수 개의 스트랜드가이드롤러(5, 6)를 각각 가지는 것이 바람직하다.
유압조정실린더(12)의 실린더(13)는 타이로드(10)에 또한 끼워진 추가의 캐리어(14) 상에 지지되어 캐리어(9)에 대하여 그 위치에 고정된다. 캐리어(9), 타이로드(10) 및 추가의 캐리어(14)가 카운터캐리어(11)가 이동할 수 있는 지지대를 구성한다. 균일하며 반경방향으로 대칭인 힘을 도입하기 위하여, 유압조정실린더(12)의 피스톤(15)은 타이로드(10)가 관통하는 중공 피스톤으로 설계되는 것이 바람직하다. 피스톤(15)의 전단부(front end)(16)는 카운터캐리어(11) 상에 지지된다.
추가의 캐리어(14)와 카운터캐리어(11) 사이에는, 밸런스실린더(17)가 유압조정실린더(12)와 평행으로 배열되어, 카운터캐리어(11)가 유압조정장치(12) 피스톤(15)의 전단부 상에 접하도록 항상 구동, 즉 전단부에 대하여 압착된다. 밸런스실린더(17)의 실린더는 추가의 캐리어(14)와 연결되며 피스톤은 카운터캐리어(11)와 연결된다. 이 밸런스실린더는 추가의 캐리어(14)와 카운터캐리어(11) 사이에 180°로 회전된 위치로 또한 배열될 수 있다. 밸런스실린더(17)는 움직이지 않고 캐리어(9)에 대하여 카운터캐리어(11)의 위치설정을 할 수 있고, 예를 들면, 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 카운터캐리어(11)의 실제위치를 검출하는 위치센서로서 또한 기능한다. 이런 방식으로, 유압조정실린더(12)의 힘을 카운터캐리어(11) - 즉, 피스톤(15)의 베어링사이트 - 상에 인가하는 지점의 잼 또는 오염이 스트랜드가이드롤러(5)의 설정위치를 조정하는데 불리한 영향을 미치지 않는다.
특히, 도 1에서 명백한 바와 같이, 유압작동관(18, 19) 각각은 스로틀(20) 또는 스크린, 방향제어밸브(21A, 21B), 및 이 방향제어밸브에 후속하는 제어된 비복귀밸브(22A, 22B)를 거쳐 유압조정실린더(12)의 각 체임버(23, 24)와 연결 가능하다. 유압조정실린더(12)의 피스톤(15) - 따라서, 스트랜드가이드롤러(5) - 의 각 위치는 위치센서, 즉 밸런스실린더(17)를 거쳐 검출되어, 그 신호가 3-레벨 컨트롤러(26)의 비교기(25)에 전송된다. 유압조정실린더(12) 피스톤(15)의 위치를 위하여 조정된 설정값이 비교기(25) 내에 입력될 수 있다. 실제값이 설정값과 상이한 경우, 3-레벨 컨트롤러(26)는 밸브(21A)는 신호 +1로 전환시키고 밸브(21B)는 신호 -1로 전환시키는 기능으로 들어간다. 유압작동관(18, 19)에 배설되고, 제어관(27)을 거쳐 유압조정실린더(12)의 두 개의 체임버(23, 24)로 통하는 비복귀밸브(22A, 22B)는 각각의 다른 체임버 내로 통하는 유압작동관(18, 19)에 의하여 각각 구동된다.
도 2에 나타낸 실시예에 따르면, 밸런스실린더(17)에는 별개의 유압작동관(28)으로부터 압력이 공급될 수 있다. 또한, 압력제어밸브(29)가 배설되어, 유압조정실린더(12)가 두 개의 대향하여 배열된 스트랜드가이드롤러(5, 6)를 서로를 향하여 이동시킬 때, 유압조정실린더(12) 피스톤(15)의 힘을 제한한다.
도 3은 3-레벨 컨트롤러(26)의 제어를 보다 상세하게 나타낸 도면으로서, 방향제어밸브의 선택은 세로좌표 상에 나타내고 제어편차는 가로좌표 상에 나타낸다. 3-레벨 컨트롤러(26)가 신호 +1을 보내는 경우, 방향제어밸브(21A)의 자석은 전환되는 반면, 방향제어밸브(21B)의 자석은 정지상태로 된다. 3-레벨 컨트롤러(26)의 신호가 0인 경우, 방향제어벨브(21A, 21B)의 자석 양자 모두는 정지상태로 되고; 신호가 -1인 경우, 방향제어밸브(21A)의 자석은 정지상태로 되며 방향제어밸브(21B)의 자석은 전환된다.
도 5는 4/3-포트 방향제어밸브(21C)를 포함하고, 정류작용을 가진 흐름제어밸브(30)를 구비한 약간 변형된 회로를 나타낸다. 도 6은 4/3-포트 방향제어밸브(21C)는 마찬가지로 포함하지만, 흐름제어밸브는 구비하지 않은 유사한 회로를 나타낸다. 본 실시예에 따르면, 스로틀(20) 또는 스크린은 4/3-포트 방향제어밸브(21C)의 전방에 배설된 스로틀(20) 또는 스크린 외에 추가로 비복귀밸브(22A, 22B)와 유압조정실린더(12) 사이의 유압작동관(18, 19)에 배열되어 있다. 이것은 유압조정실린더(12)의 속도를 광범위하게 변하게 할 수 있다. 스로틀 또는 스크린은 많이 배설될수록 크기가 보다 크게될 수 있어서, 스로틀(20) 또는 스크린이 오염에 대하여 실질적으로 덜 민감하게 되는 장점을 제공한다.
도 6에 나타낸 실시예에 있어서, 4/3-포트 방향제어밸브(21C)의 전방에 배설된 스로틀(20) 또는 스크린을 빼거나, 또는 이들의 크기를 유압조정실린더(12)의 바로 전방에 배열된 스로틀(20) 또는 스크린보다 크게하는 경우, 비복귀밸브(22A, 22B)와 유압조정실린더(12) 사이에 주요 스로틀효과(또는 주요 스크린효과)를 얻을 수 있고, 따라서 비복귀밸브(22A, 22B)의 전환시간을 특히 짧게 유지할 수 있다. 또한, 이 방법으로 비복귀밸브(22A, 22B)의 진동이 방지된다. 원칙적으로, 스로틀(20) 또는 스크린은 유압조정실린더(12)의 바로 근처, 즉 도 1, 2, 5, 및 7에 나타낸 다른 실시예 모두에서도 비복귀밸브(22A, 22B)와 유압조정실린더(12) 사이에 배열될 수 있어서, 전술한 장점이 이들 실시예에서도 또한 실현된다.
도 7은 유압조정실린더(12)를 위한 두 가지 조정속도를 실현하는 밸브스로틀 콤비네이션을 나타낸다. 유압조정실린더(12) 피스톤(15)은 고속 또는 저속으로 이동할 수 있다. 일점쇄선으로 둘러싸인 부분이 도 1에 따른 회로와 동일한 이 회로에서, 바이패스(bypass)(32, 33)에 의하여 서로 연결될 수 있는 추가의 스로틀(31) 또는 스크린이 유압작동관(18, 19)의 방향제어밸브(21A, 21B) 앞에 있다. 바이패스관(32, 33)에 배설된 방향제어밸브(34)에 의하여 연결될 수 있고, 5-레벨 컨트롤러에 의하여 작동 또는 작동해제될 수 있다. 5-레벨 제어는 도 3의 컨트롤러와 기능이 대응하는 3-레벨 컨트롤러(26) 및 도 4에 나타낸 기능을 가진 고속/저속 스위치(35)에 의하여 달성된다. 유압조정실린더(12) 피스톤(15)이 3-레벨 컨트롤러(26)의 스위칭존에 접근할 때, 하단 스위치가 배선가능한 스크린(31) 중 하나에 의하여 고속/저속 스위치(35)를 거쳐 전환되어 보다 정밀한 위치설정이 가능하게 된다. 고속/저속 스위치(35)는 신호 +1에 의하여 방향제어밸브(34)를 도 4에 나타낸 저속위치로 놓고, 신호 0에 의하여 방향제어밸브(34)를 유압유체가 바이패스관(32, 33)을 통과하는 고속위치에 놓는다.
3-레벨 컨트롤러(26) 대신에, 펄스폭 출력을 가진 컨트롤러를 배설할 수 있다.
Claims (8)
- 연속주조설비, 특히 철강 연속주조설비 내 스트랜드가이드(1) 중 최소한 하나의 스트랜드지지요소(5), 특히 스트랜드가이드롤러(5)의 위치를 최소한 하나의 다른 스트랜드지지요소(6)를 가지는 지지대(9, 10)에 대하여 조정하기 위하여 일단에서 상기 스트랜드지지요소(5)와 직접적 또는 간접적으로 접촉하며 타단에서 상기 지지대(9, 10)와 접촉하는 최소한 하나의 유압조정실린더(12)를 포함하고, 상기 스트랜드지지요소(5)의 이동은 위치센서(17)를 거쳐 검출가능하며 자동 컨트롤러(26)에 의하여 제어 가능한 조정장치에 있어서,위치센서에 의하여 검출된 실제값이 커플링을 거쳐 입력될 수 있는 3-레벨 컨트롤러(26) 또는 고-레벨 컨트롤러(26, 35) 또는 펄스폭 출력을 가진 컨트롤러를 거쳐 전환될 수 있는 최소한 하나의 방향제어밸브(21A, 21B, 21C)가 유압조정실린더(12)를 구동하기 위하여 제공되는 것을 특징으로 하는 조정장치.
- 제1항에 있어서, 상기 유압조정실린더(12)의 최소한 하나의 유압작동관(18, 19)에 설치되어, 압력유체 공급스테이션으로부터 상기 방향제어밸브(21A, 21B, 21C)로 또는 방향제어밸브로부터 유압조정실린더(12)로 유도하는 스로틀(20) 또는 스크린을 특징으로 하는 조정장치.
- 제1항에 있어서, 정류작용을 가진 흐름제어밸브(30)가 압력유체 공급스테이션으로부터 상기 방향제어밸브(21A, 21B, 21C)로 또는 방향제어밸브로부터 상기 유압조정실린더(12)로 유도하는 최소한 하나의 유압작동관(18, 19)에 배설되는 것을 특징으로 하는 조정장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스로틀(20) 또는 스크린이 상기 유압조정실린더(12)로 및/또는 유압조정실린더로부터 유도하는 상기 유압작동관(18, 19) 내에 상기 유압조정실린더(12)에 바로 선행하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 조정장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 방향제어밸브(34)가 스로틀 또는 스크린 혹은 정류작용을 가진 상기 흐름제어밸브와 병렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 조정장치.
- 제5항에 있어서, 5-레벨 컨트롤러(26, 35) 또는 고-레벨 컨트롤러가 컨트롤러로서 제공되는 것을 특징으로 하는 조정장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 조정장치를 포함하는 연속주조설비, 특히 철강 연속주조설비용 스트랜드가이드.
- 제7항에 있어서, 상기 위치센서(17)는 상기 유압조정실린더(12)와 병렬로 배열되며 상기 유압조정실린더(12)와 정반대 쪽으로 작용하며, 일단에는 스트랜드지지요소(6), 특히 지지세그멘트를 가지는 지지대(9, 10)와 연결되며, 타단에는 스트랜드(4)를 지지하는 스트랜드지지요소(5)와 직접적 또는 간접적으로 연결되며 상기 지지대(9, 10)에 대하여 이동 가능하다 배열된 밸런스실린더(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트랜드가이드.
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