KR20010038888A

KR20010038888A - 온라인 롤그라이더에 의한 떨림마크 방지방법

Info

Publication number: KR20010038888A
Application number: KR1019990047053A
Authority: KR
Inventors: 장정호
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-15

Abstract

본 발명은 온라인 롤그라인더에 의한 작업롤의 표면연삭작업시 발생하는 떨림마크(CHATTERING MARK)를 방지하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 지석의 과다마모로 신품으로 교환된 지석의 사용초기에 지석표면과 롤 접촉시 압력의 불균일한 분포로 인한 불균일한 지석마모로 발생되는 롤 표면에서의 떨림마크를 방지하여 압연롤의 표면을 양호하게 하는 온라인 롤그라이더에 의한 떨림마크 방지방법에 관한 것이다.

본 발명은 온라인 롤그라인더(20)의 지석(2)을 이용한 롤(4)표면 연삭시 발생하는 떨림마크를 방지하는 방법에 있어서, 새로 교체된 신품지석(2)의 표면이 안정되도록 일정 회전속도로 회전하는 롤에 상기 지석(2)을 접촉시켜 지석유효길이의 3 내지 5% 까지 연마하는 적응연마단계;와, 상기 지석(2)의 회전속도를 주기적으로 가변시키는 변속연마와 상기 지석(2)의 압부압력을 주기적으로 가변시키는 변압연마로서 상기 롤(4)표면을 연삭하는 가변연마단계;를 포함하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법를 제공한다.

Description

온라인 롤그라이더에 의한 떨림마크 방지방법{METHOD FOR PREVENTING THE CHATTERING MARK OF ROLL SURFACE BY ON-LINE ROLL GRINDER}

일반적으로 압연기에서 소제를 압연할 때 롤과 피압연재는 접촉에 의하여 롤에 마모, 열에 의하여 크랙, 표면거침등과 같은 손상을 주게 된다. 또한, 피압연재에 대한 압연이 진행될수록 통판부와 비통판부는 큰 단차를 발생시켜 통상적으로 롤을 교체하며, 압연단위가 개시되면 초기에는 넓은 폭으로 압연하여 단위순번의 끝으로 갈수록 점차 폭이 좁은 소재를 압연한다. 이때, 협폭재에서 광폭재로 폭을 반대로 역전시켜 압연을 실시하면, 소재의 양 에지부가 과도하게 압연되어 연신을 발생하게 되어 품질불량 및 압연사고의 원인을 초래한다.

이러한 이유로 연속주조한 소재를 가열로 입측에서 폭을 맞추어 장입, 압연함으로서 열원단위상승, 생산성저하, 공정부하의 원인이 되었다. 이를 방지하기 위하여 온라인 롤그라인더로 롤마모 부분을 롤의 동부몸체전체를 연삭하는 전면연삭, 또는 비통판부를 연삭하는 단차연삭을 통하여 생산성 및 품질을 향상시키고 있다.

도 1은 일반적인 온라인 롤그라인더(20)를 도시한 것으로서, 이는 롤(4)외부면에 전면이 접해지는 지석(2)을 선단부에 장착한 회전축(3)과, 이에 연결된 유니버셜조인트(7)를 회전시키는 지석구동용 유압회전모터(11)와, 복수개의 베어링블록(1)(10)과, 상기 지석(4)의 전,후진을 시키도록 베이스(12)상에 설치되는 압부실린더(6) 및 가이드(5)로 이루어져 있다.

그러나 이러한 온라인 롤그라인더(20)를 이용하여 압연롤(4)을 연삭할 때 이와 접하는 지석(2)도 함께 마모되기 때문에 상기 지석(2)의 길이가 점차 짧아져 수명이 종료되면 회전축(3)선단에 장착된 지석(2)을 새로운 신품지석으로 교환하여야 한다.

이때 교환된 신품지석의 경우 압연롤(4)과의 접촉시 받는 압력이 사용중이던 지석과 달라 부분적으로 롤표면의 마모가 다르게 되기 때문에, 도2(a)에 도시한 바와같이 롤(4)표면을 고르게 연삭하지 못하고, 도 2(b)에 도시한 바와같이 롤표면의 원주방향으로 10 내지 20mm 간격으로 일정하게 떨림마크를 발생한다. 이러한 마크는 롤표면과 접촉하는 피압연재인 판에 전사되어 압연제조되는 판부재에 깊이는 없으나 표면품질을 악화시키는 원인이 되었다.

따라서, 실작업시에는 온라인 롤그라인더(20)에 의한 떨림마크가 발생해서는 안되며 발생시에는 이를 개선하기 위하여 떨림마크가 밸생한 롤(4)을 롤정비공장에서 표면을 가공한 새로운 롤(4)로 교체하여 작업해야만 하기 때문에 롤원단위를 상승시키고, 작업생산성을 저하시킴은 물론 품질에 악영향을 초래하였다.

지석(2)표면의 마모가 균일하게 이루어진 상태에서 롤연삭을 실시하면, 도 3에 도시한 바와같이, 상대적으로 높은 주파수를 가지는 압연롤 회전시의 고유진동수와 낮은 주파수를 가지는 지석의 고유진동수가 서로 일치하지 않아 공진이 생기지 않으므로 떨림이 발생하지 않는다. 그러나, 지석표면이 불균일하게 마모될때에는 지석(2)의 주파수가 증가하면서 롤회전 고유진동수와 일치하여 공진으로 인한 떨림마크를 유발하게 되는 것이다. 즉, 낮은 주파수대역에서 안정적이던 지석(2)의 주파수가 롤표면의 주파수대역과 서로 일치하여 공진현상을 일으켜 연삭작업도중 롤표면에 떨림마크를 유발하게 된다.

한편, 온라인 롤그라인더에 의한 압연롤 표면에서의 떨림마크를 방지하는 종래의 방법으로서는 일본 특개평 9-125852호에 개시된 바와같이, 연삭용 지석의 교환후 최초로 롤표면연삭을 개시하기 이전에 지석을 피압연재가 통과하지 않는 비통판부인 압연롤의 양에지부에서 연삭을 실시하여 지석면을 고르게 연삭하는 것이 알려져 있다.

그러나, 이러한 방법은 롤표면의 떨림마크를 방지하고자 하는 방법에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다. 먼저, 떨림마크는 롤회전주속이 고속으로 회전시 롤과 그 표면에 접하는 지석면에서 자려진동 즉, 회전하는 축의 불안전성과 떨림에 의한 진동이 발생하기 쉬어 지석면의 원주방향으로 불균일한 압력분포에 의해 지석마모가 불균일해지는 것에 기인함으로 롤에지부에서의 지석접촉면의 연삭을 통하여 근본적으로 방지할수 없다.

또한, 이러한 종래의 방법에서는 에지부에 떨림마크를 발생하기 때문에 좁은 판폭에서 넓은 판폭으로 폭역전이 이루어져 압연이 실시되면 에지부에 남아 있던 떨림마크가 그대로 판에 전사되어 판표면에서 품질불량을 초래하였다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 그 목적은, 롤 표면을 연삭하는 지석의 수명종료에 따라 신품지석으로 교체한 후 불균일한 지석마모가 발생시키는 진동수와 롤표면의 진동수가 서로 일치하면서 발생되는 공진에 기인하여 발생되는 롤표면의 떨림마크를 방지하도록 교체된 신품지석의 표면을 연마하고, 연삭조건을 주기적으로 가변하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법을 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 온라인 롤그라인더를 도시한 개략도,

도 2(a)는 온라인 롤그라인더에서 롤연삭시 정삭적인 롤표면,

도 2(b)는 떨림마크발생에 의한 비정상적인 롤표면,

도 3은 온라인 롤그라인더에 의한 연삭시 정상적인 지석의 고유진동수, 롤의 고유진동수를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ...... 베어링장치 2 ...... 지석

3 ...... 회전축 4 ...... 롤

6 ...... 압부실린더 11 ..... 지석구동용 회전유압모터

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

온라인 롤그라인더의 지석을 이용한 롤표면 연삭시 발생하는 떨림마크를 방지하는 방법에 있어서,

새로 교체된 신품지석의 표면이 안정되도록 일정 회전속도로 회전하는 롤에 상기 지석을 접촉시켜 지석유효길이의 3 내지 5% 까지 연마하는 적응연마단계;와,

상기 지석의 회전속도를 주기적으로 가변시키는 변속연마와 상기 지석의 압부압력을 주기적으로 가변시키는 변압연마로서 상기 롤표면을 연삭하는 가변연마단계;를 포함함을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법을 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법은 도 1에 도시한 바와같이 롤(4)표면에 지석(2)을 접촉시켜 롤(4)을 연삭할 때 새로운 지석으로의 교환후 초기에 신품지석표면이 불균일하게 마모되면서 낮은 주파수 대역에 있던 지석(2)의 주파수가 높은 주파수 대역을 이루는 롤 주파수와 서로 일치함으로서 발생되는 공진으로 인한 롤표면에서의 떨림마크의 발생을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 방법은 적응연마단계와 가변연마단계로 이루어져 있다.

상기 적응연마단계는 회전축(3)선단에 장착되는 지석(2)의 수명종료되어 새로운 지석(2)으로 교환한후 초기상태에서 지석(2)표면이 안정되기까지 신품지석(2)을 연마하는 것으로서, 이는 신품지석(2)의 표면을 롤(4)표면에 접촉시켜 연마하는 초기 연마작업을 롤주속이 저속인 상태에서 지석표면이 균일해지기 까지 마모시키는 것이다.

즉, 상기 지석(2)표면이 안정되도록 일정 회전속도로 회전하는 롤(4)에 접해지는 새로 교체된 신품지석을 연마작업초기에 상기 지석(2)의 전체유효길이에 대하여 3 내지 5% 정도 마모하여 상기 롤(4)의 외주면에 지석(2)의 연마면이 고르게 접해지도록 균일하게 연마하는 것이다.

이러한 적응연마단계의 상태에 따라 지석(2)의 수명종료시까지 롤연삭성 및 품질을 좌우하게 되는데, 통상적으로 피압연재의 압연시 롤(4)의 주속은 200 내지 1100rpm이고, 롤(4)과 면접촉하는 지석(2)표면을 불균일하게 마모시키는 롤주속의 경계는 700rpm 전후이며, 특히 상기 롤(4)의 주속도가 700rpm이상의 고속일 때 주로 발생한다.

이에 따라, 신품지석(2)으로 교환한 후 롤(4)외주면에 상기 지석(2)을 접촉시켜 지석유효길이의 3 내지 5% 까지 연마하는 적응연마단계는 상기 롤(4)의 주속도가 700rpm이하에서 이루어지는 것이 좋다. 그리고, 피압연재의 두께가 비교적 두꺼운 후물재(厚物材) 압연작업시에는 롤(4)주속도가 700rpm이하로 형성되기 때문에 상기 적응연마단계는 롤주속도가 낮은 후물재 압연작업시에 지석표면을 균일하게 연마하는데 적용되는 것이 바람직하다.

반면에, 상기 롤(4)의 주속도가 700rpm이상인 박물재(薄物材)의 압연작업시에는 지석표면을 연마하는 시간의 합이 200초를 넘지 않는 조건에서 지석(2)유효길이의 3 내지 5%까지 마모하는 적응연마단계를 수행한다. 즉, 1회 연삭시간이 40초정도이면 롤주속도가 700rpm의 고속에서 연속하여 동일조건으로 5회 이상 연삭하지 않도록 하는데, 상기 연마시간이 200초를 초과하는 경우에는 피압연재의 통과시까지 상기 롤(4)의 비통판부를 연삭하는 것이 좋다.

한편, 상기 가변연마단계는 신품지석(2)으로 교환한후 유사한 두께, 폭 및 강종의 복수매 피압연재가 연속하여 압연될 때 지석(2)과 롤(4)에 동일한 피로가 반복, 누적되어 자주 발생되는 지석표면의 불균일한 마모를 예방할수 있도록 온라인 롤그라인더(20)의 연삭조건을 주기적으로 변경시켜 지석표면을 균일하게 연마하는 것으로서, 이러한 가변연마단계는 지석(2)의 회전속도를 가변시키는 변속연마와 지석의 압부력을 가변시키는 변압연마로 이루어져 있다.

상기 변속연마는 상기 롤(4)표면을 연삭하도록 지석구동용 유압회전모터(11)의 구동력에 의해서 회전되는 지석(2)의 회전속도를 주기적으로 가변시키는 것이며, 상기 변압연마는 압부실린더(6)에 의해서 상기 롤표면측으로 전진이동되면서 상기 롤표면에 가압되는 지석(2)의 압부압력을 주기적으로 가변시키는 것이다.

상기한 바와같은 본 발명의 작용을 설명한다.

도 1에 도시한 바와같은 온라인 롤그라인더(20)를 이용하여 피압연재의 압연작업도중 손상된 롤(4)의 표면을 연삭하는 경우, 먼저, 운전자의 의도대로 연삭하는 수동연삭 또는 계산기의 설정대로 연삭하는 자동모드로 처음에 연삭작업을 지시하면, 지석 구동용 유압회전모터(11)로서 회전축(3)선단에 장착된 지석(2)을 회전시킴과 동시에, 압부실린더(6)를 구동시켜 후진상태로 있던 상기 지석(2)을 롤(4)측으로 전진시켜 롤(4)표면에 접촉시킨다.

이러한 상태에서 상기 지석(2)을 롤(4)폭방향으로 설치된 가이드(5)를 따라 작업측에서 구동측으로 또는 그 반대방향으로 움직이면서 롤표면을 연삭하는데, 소모품인 지석(2)의 사용수명이 종료되면 이를 새로운 지석(2)으로 교환한 다음 상기와 같은 롤연삭작업을 재차 수행한다.

이때, 롤표면에 접하여 초기에 연마되는 신품지석의 표면을 균일하게 마모하여 룔표면에서의 떨림마크를 예방할수 있도록 적응연마단계를 수행한다.

즉, 피압연재가 통과하는 압연스탠드의 롤주속도가 700rpm이하의 저속으로 회전되는 후물재를 압연하는 공정에서는 교체장착된 신품지석(2)의 선단을 회전하는 롤(4)의 외부면에 접촉시켜 상기 롤표면과 지석표면이 서로 고르게 접해지도록 상기 지석(2)의 전체유효길이에 대하여 3 내지 5%정도 마모될 때 까지 상기 지석(2)의 표면을 고르게 연마한다.

한편, 상기 롤(4)의 주속도가 700rpm이상의 고속으로 회전되는 박물재(薄物材)를 압연하는 공정에서는 지석표면을 연마하는 작업시간의 합이 200초를 넘지 않는 조건하에서 지석(2)유효길이의 3 내지 5%정도만을 마모하는 적응연마단계를 수행하며, 불가피하게 상기 지석(2)을 연마하는 시간이 200초를 초과하는 경우에는 피압연재의 통과시까지 상기 지석(2)을 롤(4)의 비통판부에 접촉시켜 연마한다.

상기와 같은 적응연마단계와 더불어 계속되는 동일조건의 롤연삭패턴을 피하여 지석회전속도를 가변시키는 변속연마와 지석압부압력을 가변시키는 변압연마를 주기적으로 변화시켜주는 가변연마단계를 수행함으로서 신품지석의 불균일한 마모를 억제한다.

즉, 유사한 판폭, 두께 및 강종을 갖는 복수매의 피압연재가 연속적으로 압연스탠드를 통과하면서 압연될 때, 연삭방법도 유사하게 진행되기 때문에 롤(4)과 지석(2)의 반복피로가 누적되어 떨림마크가 발생하기 쉬운 조건이 되는데, 이를 회피하기 위해서, 복수매의 피압연재를 연속하여 압연하는 동안 상기 롤(4)에 접해지는 지석(2)을 저속으로 회전시켜 롤연삭을 수행하면, 그 중 1매의 피압연재 통과시마다 상기 지석(2)을 고속으로 회전시켜 롤연삭하는 것이다.

이러한 변속연마는 5매의 피압연재가 연속하여 압연스탠드를 통과하는 동안에 지석(2)의 회전속도를 500rpm의 저속으로 회전시켜 롤(4)연삭을 수행하고, 압연순번 6,11,16..의 피압연재가 압연스탠드를 통과할때마다 지석구동용 유압회전모터(11)를 조작하여 상기 지석(2)을 800rpm의 고속으로 회전시켜 롤연삭하는 것이다.

또한, 복수매의 피압연재를 연속하여 압연하는 동안 상기 롤(4)에 접해지는 지석(2)을 저압으로 가압하여 롤연삭을 수행하면, 그 중 1매의 피압연재 통과시마다 상기 지석(2)을 고압으로 가압하여 롤연삭하는 것이다.

이러한 변압연마는 5매의 피압연재가 연속하여 압연스탠드를 통과하는 동안에 지석(2)을 2.1kg/cm의 저압으로 가압하여 롤(4)연삭을 수행하고, 압연순번 3,8,13... 의 피압연재가 압연스탠드를 통과할때마다 압부실린더(6)를 조작하여 상기 지석(2)을 2.7kg/cm의 고압으로 롤측으로 가압하여 롤연삭한다.

그리고, 상기와 같은 변속, 변압연마는 압연중 각각 별도로 독립적으로 실시되거나 동일한 압연단위내에서 교번으로 실시되어도 좋다. 이러한 가변연마단계동안 지석(2)의 주파수는 도 3에 도시한 바와같이 낮은 주파수대역을 형성하는 반면에 롤(4)의 주파수는 높은 주파수대역을 형성하기 때문에 주파수가 서로 일치하면서 발생되는 공진현상에 기인하여 신품지석에 의한 롤표면 연마시에 발생되는 떨림마크를 방지할수 있는 것이다.

한편, 신품지석에 의한 롤표면에의 떨림마크를 방지하는 또다른 방법으로서는, 롤주속도가 700rpm이하의 압연스탠드에서 지석(2)의 유효길이 3 내지 5%정도 마모될 때 까지 연마하는 적응연마단계를 거친 지석을 온라인 롤그라인더(20)로부터 분리하여 인출한 다음, 롤주속도가 700rpm이상되는 압연스탠드의 롤을 연삭하는 또다른 온라인 롤그라인더(20)에 채용함으로서, 높은 박물재 압연공정에 사용되는 롤표면에서의 떨림마크를 간편하게 확인할수 있는 것이다.

구분	종래(㎛)	본 발명(㎛)
1	370	270
2	350	229
3	390	255
4	410	277
5	440	289
6	350	244
7	379	221
8	419	257
9	401	293
10	425	288

상기 표 1은 종래에 지석표면과 본 발명에 따른 방법으로 연마한 지석표면을 측정한 결과로서, 표에서 알수 있듯이 본 발명에 따라 연마한 지석표면이 균일한 높낮이를 가짐을 알수 있다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 롤주속도가 낮은 저속에서 지석유효길이의 3 내지 5%정도 연마하는 적응연마를 수행하고, 롤그라인더의 연삭조건을 3 내지 5매 압연시마다 지석의 회전속도를 주기적으로 가변하거나 지석의 압부력을 주기적으로 가변하여 롤연삭을 수행함으로서, 지석과 롤의 주파수대역이 서로 일치하지 않도록 할수 있기 때문에, 교체된 신품지석의 표면을 균일하게 연마하여 롤표면에서의 떨림마크를 방지하여 우수한 품질의 압연재를 제조할수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 압연시 롤 주속도가 낮은 전단측 압연스탠드에서 지석유효길이의 3 내지 5%를 균일하게 마모시킨 지석을 또다른 압연스탠드에 설치된 온라인 롤그라인더에 채용함으로서 지석과 롤과의 접촉압력분포를 균일하게 하여 롤표면에서의 떨림마크를 방지할수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

온라인 롤그라인더(20)의 지석(2)을 이용한 롤(4)표면 연삭시 발생하는 떨림마크를 방지하는 방법에 있어서,

새로 교체된 신품지석(2)의 표면이 안정되도록 일정 회전속도로 회전하는 롤에 상기 지석(2)을 접촉시켜 지석유효길이의 3 내지 5% 까지 연마하는 적응연마단계;와,

상기 지석(2)의 회전속도를 주기적으로 가변시키는 변속연마와 상기 지석(2)의 압부압력을 주기적으로 가변시키는 변압연마로서 상기 롤(4)표면을 연삭하는 가변연마단계;를 포함함을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.
제 1항에 있어서,

상기 적응연마단계는 롤주속도가 700rpm이하에서 이루어짐을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.
제 1항에 있어서,

상기 적응연마단계는 롤주속도가 700rpm이상인 경우 지석표면을 연마하는 시간의 합이 200초를 넘지 않는 조건에서 이루어지며, 그 연마시간이 200초를 초과하면 피압연재의 통과시까지 상기 롤(4)의 비통판부를 연삭함을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.
제 1항에 있어서,

상기 변속연마는 동일한 두께, 폭 및 강종을 갖는 복수매의 피압연재를 연속하여 압연하는 동안 상기 롤(4)에 접해지는 지석(2)을 500rpm의 저속으로 회전시켜 롤연삭을 수행하면, 그 중 1매의 피압연재 통과시마다 상기 지석(2)을 800rpm의 고속으로 회전시켜 롤연삭을 수행함을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.
제 1항에 있어서,

상기 변압작업은 동일한 두께, 폭 및 강종의 복수매의 피압연재를 연속하여 압연하는 동안 상기 롤(4)에 접해지는 지석(2)을 2.1kg/cm의 저압으로 가압하여 롤연삭을 수행하면, 그 중 1매의 피압연재 통과시마다 상기 지석(2)을 2.7kg/cm의 고압으로 가압하여 롤연삭을 수행함을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.
제 1항에 있어서,

상기 변속, 변압연마는 복수매 피압연재의 압연중 각각 별도로 독립적으로 실시되거나 동일한 압연단위내에서 교번으로 실시됨을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.
제 1항에 있어서,

상기 롤(4)의 주속도가 700rpm이하의 압연스탠드에서 지석(2)의 유효길이 3 내지 5%정도 마모될 때 까지 연마하는 적응연마단계를 거친 지석(2)을 인출하여 롤주속도가 700rpm이상되는 롤(4)을 연삭하는데 채용함을 특징으로 하는 온라인 롤그라인더에 의한 떨림마크 방지방법.