KR20010019374A

KR20010019374A - 냉연 소둔공정 재용접 장치 및 제어방법

Info

Publication number: KR20010019374A
Application number: KR1019990035731A
Authority: KR
Inventors: 전용만; 조규철; 이정수
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2001-03-15

Abstract

본 발명은 철강 플랜트의 냉간 압연 공정중 연속 소둔에 설치된 자동용접기에 있어서 용접불량에 대웅하기 위한 재용접을 제어하는 방법에 관한 것으로 상세하게는 용접후 용접불량으로 인한 재용접시 자동으로 용접부의 위치를 용접기내로 이동시켜 재용접이 될 수 있도록 하는 냉연 소둔공정 재용접 장치 및 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉연 소둔공정 재용접 장치 및 제어방법에 의하면, 용접기 후단에 설치된 용접점의 이동거리를 계수하는 펄스발생기를 포함하는 위치검출부와, 재용접 실행을 입력하는 지시부, 위치검출부와 지시부의 출력신호를 입력받아 용접점이동거리 메모리격납, 스트립장력차단, 역회전, 정,역계수치비교, 패스전환, 재용접지령, 루프생성등을 제어하는 공정피엘씨, 공정피엘씨의 출력신호에 따라 용접모드전환, 용접불량부절단, 루프생성요구, 용접실시, 용접완료등을 제어하는 용접기피엘씨를 구비함으로써, 용접불량이 발생할 경우 자동적으로 재용접을 실시함으로써 용접지연으로 인한 생산휴지를 최소화할 수 있다.

Description

냉연 소둔공정 재용접 장치 및 제어방법{Apparatus and method for welding again of the cold rolling process}

일반적으로 연속소둔공정에서 용접기는 소둔로에 스트립을 연속적으로 공급하기 위해 선행 스트립의 후단부와 후행 스트립의 선단부를 신속히 접합하도록 설치되어 있다. 이때의 용접기는 선행스트립과 후행스트립을 서로 겹쳐서 겹침부에 전류를 통하게 하면 접촉부의 전기저항에 의해 발열하게 되고, 그 열레 의해서 스트립을 용해하고 융착하는 전기저항 용접기이다.

용접기의 동작순서는 다음과 같다.

먼저 용접기의 절단기내에 후행 스트립 선단부를 대기시킨다. 절단기내에 선행 스트립의 후단부를 정지시킨 후, 입,출측 클램프 크로스(clamo close)시킨다. 그리고 선행판의 후단부와 후행판의 선단부를 절단하는데, 3매 절단모드일 경우 입측 클램프를 오픈시켜 선행판의 절단한 선단부를 입측 클램프에서 인출한 후 입측 클램프를 크로스시킨다. 그리고 절단한 간격만큼 판겹칩을 위해 후행 스트립 루프를 형성시키고 출측 클램프를 상부측으로 기울인다. 그리고 나서 입측 클램프를 출측 방향으로 전진시켜 판겹침을 설정한다.

판겹침을 설정한 후 출측 클램프는 하부로 기울여 원위치시키고 선행과 후행 스트립의 폭을 맞춘다. 그리고 상부전극에 압력을 부여하여 하부 전극과 접촉 및 회전시키고, 전극에 전류 통전과 동시에 캐리지 스트립의 폭방향으로 이동하면서 용접을 시작한다. 용접완료후 전극을 상승시켜 입,출측 클램프를 개방시킨다. 그리고 캐리지를 원점으로 이동시키고 용접상태를 확인하기 위해 용접점을 전진 이동시키면 용접은 완료된다.

냉연 연속 소둔공정에 설치된 용접기는 판두께 0.2 ~ 2.5mm, 판폭 720 ~ 1860mm의 스트립을 분당 2~15m로 용접할 수 있으며, 용접을 하기 위해 선행 스트립을 정지시키면 스트립 저장장치인 엔트리 루핑타워(Entry Looping Tower)에서 저장된 스트립을 소둔로에 연속공급을 행한다.

그런데 스트립저장장치는 통상 850미터 이하이기 때문에 연속소둔로가 당 450미터로 운전되면 불과 1분30초내에 저장된 스트립은 모두 소모되어 수둔로에 연속공급을 행할 수 없게 된다. 때문에 용접기에서의 용접작업은 1분 30초 이내에 신속히 행하는 것이 작업의 관건이라 할 수 있다.

그런데 전술한 용접기의 작동에서 용접완료 후 용접상태를 확인하기 의해 용접점을 전진시켜 용접상태를 확인한 결과 용접불량으로 판단되면, 재용접을 하기 위해 전진이동 시킨 거리만큼 다시 역회전시켜 용접불량부를 절단하고 수동용접을 하여야 한다.

그래서 그 일련의 동작이 수동으로 이루어지기 때문에 신속하게 하지 않으면 소둔로내의 소재를 원활하게 공급할 수 없게 된다.

또한 수동 개입시에는 현장에 설치된 용접기 운전자와 운전실의 소둔공정 운전자간에 용접기와 소둔공정 설비의 상호 연관된 조작을 하여야 하므로 두 운전자간에 호흡이 맞지 않을 때에는 오조작으로 용접지연이 발생할 뿐만 아니라, 이러한 여러동작을 짧은 시간내에 저작하여야 하므로 서두름 작업을 하게되어 안전재해를 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 돌출상황과 용접불량으로 인한 재용접시에 신속하고 정확하게 처리할 수 있는 일련의 동작들을 자동화 하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 냉연 소둔공정 재용접 장치 및 제어방법은, 용접기 후단에 설치된 용접점의 이동거리를 계수하는 펄스발생기를 포함하는 위치검출부와, 재용접 실행을 입력하는 지시부, 위치검출부와 지시부의 출력신호를 입력받아 용접점이동거리 메모리격납, 스트립장력차단, 역회전, 정,역계수치비교, 패스전환, 재용접지령, 루프생성등을 제어하는 공정피엘씨, 공정피엘씨의 출력신호에 따라 용접모드전환, 용접불량부절단, 루프생성요구, 용접실시, 용접완료등을 제어하는 용접기피엘씨를 구비하는 것을 특징으로 하는 구성이다. 그리고 선,후행 스트립의 용접을 완료한 후 용접상태를 확인하기 위하여 위치검출부에 의해 이동거리를 산출하면서 용접점을 공정 전압의 미리 설정된 확인위치로 이동시켜 용접상태를 확인하는 용접확인단계, 용접확인단계에서 용접상태가 불량하다고 판단될 경우 재용접 실행을 입력하는 재용접지시단계, 재용접지시단계에서 재용접 실행이 입력되면 스트립에 가해지는 장력을 차단하기 위하여 재용접실행부를 제어하는 장력차단단계, 장력차단단계에서 스트립에 가해지는 장력이 차단되면 용접확인단계에서 산출된 이동거리만큼 스트립을 역방향 진행시키는 스트립역진행단계, 스트립역진행단계 후 2매절단모드로 전환 후 용접상태가 불량한 부위를 절단하는 절단단계, 절단단계 후 후행스트립이 선행스트립과 겹쳐질 수 있도록 후행스트립을 소정거리만큼 전방으로 이송하는 판겹침단계, 판겹침단계 후 겹쳐진 선,후행스트립을 용접을 실행하는 용접실시단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.

도 1은 본 발명에 따른 용접기와 주변설비 개요도

도 2는 본 발명에 따른 재용접 제어 블럭도.

도 3은 본 발명에 따른 용접기의 외형도.

도 4는 도 3의 용접상황도.

도 5는 본 발명에 따른 제어 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 명칭*

11:상부패스라인 12:하부패스라인

21:후행스트립 22:후행스트립

30:지시부 40:위치검출부

51:공정피엘씨 52:용접기피엘씨

60:용접기 61:상부전극

62:하부전극 71:입측클램프

72:출측클램프 80:절단기

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하겠다.

도 1, 2를 참조하면, 용접기(60)의 입측에는 선행스트립(22)과 후행스트립 (21)이 있는데, 선행스트립 (22)은 하부패스라인(12)을 통하여 용접기(60)의 입측으로 이송되고 후행스트립 (21)은 상부패스라인(11)을 통하여 용접기(60)의 입측으로 이송된다.

그리고 용접기(60)의 출측에는 용접점의 위치를 확인하는 용접점확인위치 (A)가 있는데, 용접점확인위치(A)의 전방에는 스트립의 진행거리를 산출하여 용접점의 위치를 검출할 수 있도록 위치검출부(40)가 설치된다.

또한 자동재용접 지시명령을 입력하는 지시부(30)를 구비하는데, 지시부(30)와 전술한 위치검출부(40)는 후술하는 공정피엘씨(51)와 접속된다. 전체동작을 제어하는 재용접실행부(50)는 공정피엘씨(PLC)(51)와 용접기피엘씨 (PLC) (52)를 포함하는데, 공정피엘씨(51)는 전술한 위치검출부(40)와 지시부(30)의 출력신호를 입력받아 용접점이동거리 메모리격납, 스트립장력차단, 역회전, 정,역계수치비교, 패스전환, 재용접지령, 루프생성등을 제어한다. 그리고 용접기피엘씨(52)는 공정피엘씨의 출력신호를 입력받아 용접모드전환, 용접불량부절단, 루프생성요구, 용접실시, 용접완료등을 제어한다.

도 3, 4를 참조하여 용접기를 설명하면 다음과 같다.

용접기(60)는 원형상의 상부전극(61)과 하부전극(62)을 구비한다. 또한, 용접시 후행스트립(21)을 고정시키는 입측클램프(71)와 선행스트립(22)을 소정시키는 출측클램프(62)를 구비한다. 스트립을 절단하는 절단기(80)을 포함한다.

본 발명의 작동을 다음과 같다.

선행스트립과 후행스트립을 용접하는 1차용접은 다음과 같이 진행된다.

먼저 용접기(60)의 절단기(80)내에 후행스트립(21)의 선단부를 대기시키고, 절단기(80)내에 선행스트립(22)의 후단부를 정지시킨 후, 입,출측 클램프(71)(72)를 닫는다. 그리고 선행스트립(22)의 후단부와 후행스트립(21)의 선단부를 절단하는데, 3매 절단모드일 경우 입측클램프(71)를 오픈시켜 선행판의 절단한 선단부를 입측클램프(71)에서 인출한 후 입측 클램프(71)를 크로스시킨다. 그리고 절단한 간격만큼 판겹칩을 위해 후행 스트립 루프를 형성시키고 출측 클램프(72)를 상부측으로 기울인다. 그리고 나서 입측클램프(71)를 출측 방향으로 전진시켜 판겹침을 설정한다.

판겹침을 설정한 후 출측클램프(72)는 하부로 기울여 원위치시키고 선행과 후행 스트립의 폭을 맞춘다. 그리고 상부전극(61)에 압력을 부여하여 하부전극 (61)과 접촉 및 회전시키고, 전극에 전류 통전과 동시에 캐리지 스트립의 폭방향으로 이동하면서 용접을 시작한다. 용접완료후 전극을 상승시켜 입,출측 클램프(71)(72)를 개방시킨다. 그리고 캐리지를 원점으로 이동시키고 용접상태를 확인하기 위해 용접점을 전진 이동시키면 용접은 완료된다(S10).

운전자가 1차용접을 시도한 후 용접부를 확인하기 위해 스트립을 용접확인위치(SCS)(A)까지 전진하는 동안에 위치검출부(40)가 용접점의 이동거리를 계수한다(S20). 그리고 운전자는 용접점을 용접불량을 육안검사한다(S30). 육안검사(S30)를 한 후 용접상태불량을 판단한다(S40).

판단(S40)에서 용접상태가 불량하다고 판단되면 운전자는 재용접을 위해 지시부(30)의 재용접 푸시버튼을 눌러서 재용접 실행을 지시(S50)하며, 그에 따라서 지시부(30) 푸시버튼의 시그널램프는 자동재용접실행중임을 알리기 위해 재용접이 완료될 때까지 점등상태를 유지하게 된다. 또 지시부는 용접불량부의 파단을 방지하기 위하여 재용접실행부(50)의 공정 피엘씨(PLC)(51)를 제어하여 스트립에 걸려있는 장력을 차단시킨다(S60).

위치검출부(40)에서 계수된 용접점의 이동거리를 공정 피엘씨의 메모리에 격납(S70)하고 페이오프릴(Pay Off Reel)에 역회전을 지시한다(S80). 그리고 페이오프릴이 역회전을 행하는 동안 위치검출부(40)는 역회전이동거리를 계수하여 정회전시 메모리에 격납시킨 계수치와 비교하여 그 값이 일치하면 용접점이 용접기내에 진입(S90)하였음을 인지하여 역회전동작을 정지시킨다.

또, 역회전 운전도중 위치검출부에서 펄스발생기의 고장으로 위치 검출이 불확실할 경우 역회전 정지위치를 넘어서는 현상을 방지하기 위하여 역회전 동작이 일정시간 이상 운전되면 역회전을 정지시키고 수동조작이 가능하도록 자동 재용접 제어를 종료한다. 역회전 동작이 정상적으로 처리되었으면 운전중인 패스라인(Pass Line)을 전환(S100)하여, 선,후행 스트립의 식별을 1차용접때의 상태로 전환시킨다.

전술한 패스라인 전환이 완료되면 공정 피엘씨(51)에서는 용접기 피엘씨(52)에 용접점 이동이 완료되었으므로 재용접을 지령하고(S110), 용접기(60)에서는 3매 절단모드에서 2매 절단모드로 전환하여 용접불량부를 절단기(80)로 절단한다(S120).

그리고 절단한 간격만큼의 판겹침을 하기 위해 공정 피엘씨(52)에 스트립의 루프 생성요구(S130)를 하게되며, 공정 피엘씨(51)에서는 페이오프릴을 정회전시켜 루프를 생성(S140)시키고 용접기(80)는 판겹침을 행한후에 용접을 하여(S160) 용접을 완료한다(S170).

Claims

냉연 소둔공정 재용접 장치에 있어서,

용접기 후단에 설치된 용접점의 이동거리를 계수하는 펄스발생기를 포함하는 위치검출부와,

재용접 실행을 입력하는 지시부,

상기 위치검출부와 상기 지시부의 출력신호를 입력받아 용접점이동거리 메모리격납, 스트립장력차단, 역회전, 정,역계수치비교, 패스전환, 재용접지령, 루프생성등을 제어하는 공정피엘씨,

상기 공정피엘씨의 출력신호에 따라 용접모드전환, 용접불량부절단, 루프생성요구, 용접실시, 용접완료등을 제어하는 용접기피엘씨를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉연 소둔공정 재용접 장치.
냉연 소둔공정 재용접 장치의 제어방법에 있어서,

선,후행 스트립의 용접을 완료한 후 용접상태를 확인하기 위하여 위치검출부에 의해 이동거리를 산출하면서 용접점을 공정 전압의 미리 설정된 확인위치로 이동시켜 용접상태를 확인하는 용접확인단계,

상기 용접확인단계에서 용접상태가 불량하다고 판단될 경우 재용접 실행을 입력하는 재용접지시단계,

상기 재용접지시단계에서 재용접 실행이 입력되면 스트립에 가해지는 장력을 차단하기 위하여 재용접실행부를 제어하는 장력차단단계,

상기 장력차단단계에서 스트립에 가해지는 장력이 차단되면 상기 용접확인단계에서 산출된 이동거리만큼 스트립을 역방향 진행시키는 스트립역진행단계,

상기 스트립역진행단계 후 2매절단모드로 전환 후 용접상태가 불량한 부위를 절단하는 절단단계,

상기 절단단계 후 후행스트립이 선행스트립과 겹쳐질 수 있도록 후행스트립을 소정거리만큼 전방으로 이송하는 판겹침단계,

상기 판겹침단계 후 겹쳐진 선,후행스트립을 용접을 실행하는 용접실시단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 소둔공정 재용접 장치의 제어방법.