KR20010103234A - 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치 - Google Patents

스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치에 관한 것으로, 후판 공장의 열간 교정설비에서 판 형상 교정 작업중 폭방향의 두께 편차를 최소화하기 위한 스트립 형상교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치에 관한 것이다. 이에 본 발명은 교정롤에 복수개의 보조롤을 설치하고, 각각의 보조롤에 압하량을 다르게 조절하기 위한 슬라이더를 설치한 후 폭방향의 두께 검출이 가능한 계측기와 형상 측정 장치로부터 폭방향 두께 편차 및 형상 데이터를 입력받아 교정기에 진입하는 교정대상 스트립의 형상을 고려한 교정롤 각각의 위치별 교정압을 산출하고, 산출된 교정압에 대응하는 슬라이더의 위치에 슬라이더를 이동시키기 위한 제어신호를 출력함으로써 교정롤의 압하력을 개별적으로 가변제어할 수 있도록 한 것이다.

Description

스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치{APPARATUS FOR REGULATING THICKNESS OF STRIP}
본 발명은 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 상/하부 교정롤과 보조롤에 위치별 교정 압하력을 조절할 수 있도록 한 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차교정장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 종래의 열간 교정기의 구성을 보인 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 열간 교정기는 스트립을 교정하기 위한 상부교정롤(16) 및 하부교정롤(17)과, 상/하 교정롤(16)(17)을 고정시키기 위한 롤 쵸크(8)와, 교정롤을 구동시키기 위한 구동모터(11)와, 구동모터(11)와 롤쵸크(8)를 연결하는 스핀들(9), 구동모터(11)의 회전수를 검출하기 위한 위치검출기(12)와, 상부 교정롤(16)을 고정시키기 위한 교정 프레임(4), 교정 작업중 발생하는 교정 반발력을 흡수하기 위한 언재밍(unjamming)실린더(3)와, 상부 교정롤(16)과 하부교정롤(17)간의 롤갭을 조정하기 위한 스크류(2)와, 스크류(2)를 구동시키기 위한 스크류모터(1)를 구비하여 이루어진다.
일반적으로 압연중에는 압연 하중이 롤의 양쪽 끝부분에 가해짐으로써 롤과롤 사이에 놓인 압연 대상재(날판,스트립)의 양측단이 스트립의 중간부분보다 더 힘을 받게 되어 롤의 휨 현상이 발생하기 때문에 폭방향 두께 편차가 발생하여 롤의 중간지점의 직경을 양측단의 직경보다 크게 제작하여 롤의 휨을 보상할 수 있도록 한 방식이 사용되어 왔다.
이러한 문제를 방지하기 위하여 압연롤에 압연하중 반대방향의 압을 가할 수 있도록 워크롤 벤더를 사용하여 스트립의 양쪽끝단의 두께가 얇아질 경우에는 벤딩압을 크게 하고, 스트립의 중간부분의 두께가 얇아질 경우에는 벤딩압을 작게하는 방법이 있다.
그러나, 이러한 방법은 전체 압하력에도 영향을 미치기 때문에 벤딩압이 압연하중에 미치는 영향과 압연하중이 벤딩압에 미치는 영향을 고려하여 비간섭 두께 제어를 하여야 하므로 전체적인 제어관계가 복잡하게 되며 결국 최종 압연 후에도 스트립의 폭방향 두께편차가 발생하게 되는 문제가 있었다.
따라서, 이의 교정작업이 열간 교정기에서 이루어져야 하지만 상기 방법중 롤 직경의 편차 제작이외에는 폭방향 두께 편차량에 대한 교정 방법이 없으며 롤갭 설정후 교정 완료시까지 롤갭 변동이 없으므로 1차 교정후 교정 불량시에 2차, 3차의 교정 작업의 필요성이 요구된다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 교정기의 진입전에 교정 대상재의 형상을 측정하고, 교정대상재의 폭방향 두께변화를 고려하여 교정롤의 각 부위별 교정압을 다르게 설정하여 교정 대상재의 폭방향 두께 편차를 제어함으로써 고품질의 후판 제품을 생산할 수 있도록 한 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께편차 교정 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 일반적인 종래의 열간 교정기의 구성을 보인 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치의 구성을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치의 측면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 하부 교정 프레임과 상부 교정롤 및 보조롤의 결합상태를 보인 것이다.
도 5는 본 발명을 구현하기 위한 상/하부 슬라이더의 동작 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭 방향 두께 편차 교정장치의구성을 보인 시스템 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
5...상부 교정프레임, 6...하부 교정프레임,
7...스트립, 10...보조롤,
13...상부 슬라이더, 14...하부 슬라이더,
16...상부 교정롤, 17...하부교정롤,
100...상위계산기, 102...상부롤 교정부,
103...스트립형상검출기, 105,107...제 1 및 제 2 연산기,
113...위치검출센서, 118...조작부.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께편차 교정장치는
이하에는 본 발명의 양호한 실싱예에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치의 구성 및 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2은 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치의 구성을 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치의 측면도를 나타낸 것이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치는 스트립을 교정하기 위한 상부 교정롤(16) 및 하부교정롤(17)과, 상기 상/하부 교정롤(16)(17)을 고정시키기 위한 롤 쵸크(8)와, 상기 상/하부 교정롤(16)(17)을 구동시키는 구동 모터(11)와, 상기 구동 모터(11)와 롤쵸크(8)를 연결하는 스핀들(9), 상기 구동 모터(11)의 회전수를 검출하기 위한 위치검출기(12)와, 상부 교정롤(16)을 고정시키기 위한 교정 프레임, 교정 작업중 발생하는 교정 반발력을 흡수하기 위한 언자밍(unjamming) 실린더(3)와, 상부 교정롤(16)을 상/하로 이동시키기 위한 스크류(2)와, 상기 스크류(2)를 구동시키기 위한 스크류 구동 모터(1)를 구비하여 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 교정 프레임은 상부 프레임(5) 및 하부 프레임(6)으로 구분되며, 상기 상부 프레임(5) 및 하부 프레임(6)에는 각각 테이퍼(taper) 형태로 된 상부 및 하부 슬라이더(13)(14)가 형성되어 상기 상/하부 슬라이더(13)(14)의 경사면이 상호 엇갈리게 접촉되도록 설치된다.
또한, 상기 상부 슬라이더(13)의 경사면이 상기 하부 슬라이더(14)의 경사면을 따라 전/후로 직선운동이 가능하도록 상기 상부슬라이더(13)를 구동시키기 위한 유압 실린더(15)가 설치된다.
나아가, 상기 상/하부 슬라이더는(13)(14) 상기 상부 프레임(5) 및 하부프레임(6)의 폭방향으로 다수개가 소정 간격마다 설치되어 상부 교정롤(16)의 폭방향으로 각각의 교정압을 가변제어할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 하부 슬라이더(14)가 설치된 하부 교정 프레임(6)과 상부 교정롤(16) 사이에는 상기 상/하부 슬라이더(13)(14)의 구동에 의한 압하력 변화를 회전중인 상기 상부 교정롤(16)에 인가하도록 다수개의 보조롤(10)이 설치된다. 도 4는 본 발명에 따른 하부 교정 프레임과 상부 교정롤 및 보조롤의 결합상태를 보인 것으로 그 구성은 상기에 설명한 바와 같다.
한편, 도 5는 본 발명을 구현하기 위한 상/하부 슬라이더의 동작 상태를 나타낸 것으로써, 상/하부 슬라이더는 각각 상/하부 프레임에 고정 설치되고, 상기 상부 슬라이더(13)는 유압 실린더(15)의 구동에 의해 하부 슬라이더(14)의 경사면을 따라서 전/후 이동이 가능하도록 형성된다. 이때, 상부 슬라이더(13)가 하부 슬라이더(14)의 경사면을 따라 올라가는 방향으로 이동되는 것을 (+)방향 이동이라고 하고, 하부 슬라이더(14)의 경사면을 따라 내려가는 방향으로 이동되는 것을 (-)방향 이동이라고 정의하여 이하의 동작을 설명하기로 한다.
도 5에서 보는 바와 같이, 유압 실린더의 구동에 따른 상부 슬라이더의 동작에 의해 하부 슬라이더는 소정 위치만큼 아래측으로 이동되게 된다. 즉, 유압 실린더(15)가 상/하부 슬라이더(13)(14)가 서로 포개지는 (+)방향으로 동작되는 경우 상부 슬라이더(13)가 d만큼 움직였을 때 하부 슬라이더(14)는 h만큼 아래측으로 이동되게 된다.
한편, 유압 실린더(15)의 위치 변화에 따른 슬라이더의 전체 두께변화와 하부 슬라이더의 위치 변화 관계를 식으로 나타내면 삼각 함수법에 의거하여 tanθ= H/L1 , A점에서의 높이 h= tanθ* L2, B점에서의 높이 H= tanθ* L1이다. 따라서, 상부 슬라이더의 전진 이동량 d = (A-B)이고, 슬라이더의 두께 변동량 ΔT= H-h = (tanθ* L1)-(tanθ* L1) = tanθ* (L1-L2)가 된다.
다시 말하면 유압 실린더(15)의 동작에 따른 상/하부 슬라이더(13)(14)의 두께 변화량은 상부 교정 프레임(5) 쪽의 스크류(2) 및 언자밍 실린더(3)에 의해 작용하는 반발력이 하부 교정 프레임(6)에 작용하는 교정 반발력보다 상대적으로 크기 때문에 반발력이 약한 하부 교정 프레임(6)을 보조롤측(아래 방향)으로 밀어내는 쪽으로 발생되게 된다.
나아가, 이렇게 하부 교정 프레임(6)에 전달된 힘은 하부 교정 프레임(6)의하측에 설치된 각각의 보조롤(10)을 지탱하고 있는 축에 전달되며 다른 보조롤보다 강하게 상부 교정롤과 밀착되어 회전하므로 상부 교정롤의 해당 부분(상/하부 슬라이더에 의한 교정 압하력이 가해지는 부분)은 다른 부분보다 더 강한 힘을 받게 된다. 결국 유압 실린더의 위치 이동에 따른 슬라이더의 두께 변화량이 교정롤에 전달되므로 각각의 유압실린더 구동을 다르게 하면 교정롤의 스트립 폭방향의 각 부분에 서로 다른 압하력을 가할 수 있게 되어 교정 패턴을 다양하게 변화시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭 방향 두께 편차 교정장치의구성을 보인 시스템 블록도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께편차 교정장치는 압연 후 스트립의 두께, 폭, 강종, 가속 냉각 후의 스트립 온도를 이용하여 롤갭 제어를 위한 제어 신호를 출력하는 상위 계산기(100)와, 스트립의 형상을 검출하는 형상 검출기(103)로부터의 검출데이터를 입력받아 교정롤 각 부의 교정압을 가감하기 위한 슬라이더 이동용 실린더의 위치값을 결정하여 교정 패턴값으로 출력하는 상부롤 교정부(102)와, 상기 상부롤 교정부(102)로부터 출력되는 교정 패턴값과 상기 실린더(15)의 위치를 검출하는 위치검출센서(113)의 검출결과를 입력받아 그 편차를 연산하는 제 1 연산기(105)와, 상기 제 1 연산기(105)에서 연산된 결과와 작업자로부터 입력된 슬라이더의 경사값과 교정기 하우징의 변형상수인 튜닝율을 곱하여 그 결과값을 출력하는 제 2 연산기(107)와, 상기 제 2 연산기(107)의 연산결과를 입력받아 출력단의 헌팅을 방지하기 위한 데드밴드(dead band)부(111) 및 상기 데드밴드부(111)로부터 출력되는 유압실린더의 구동제어값을 출력하는 디지털/아날로그 변환부(115)를 포함하여 이루어진다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치의 동작을 설명하면 먼저 상부롤 교정부(102), 제 1 및 제 2 연산기(105)(107)를 통해 산출된 실린더의 이동량에 해당되는 아날로그 출력값이 유압콘트롤 밸브(115)에 출력되면, 유압콘트롤 밸브(115)에서는 상부 슬라이더(13)를 구동시키기 위한 유압 실린더(15)를 구동시키게 된다. 즉, 아날로그 출력값이 0보다 크면 유압 실린더(15)를 상부 슬라이더(13)가 +방향으로 이동되도록 구동시키고, 출력값이 0보다 작으면 유압 실린더(15)를 상부 슬라이더(13)가 -방향으로 이동되도록 구동시키게 된다.
이때, 유압 실린더(15)의 이동량은 실린더에 부착된 위치검출센서(113)에 의해 검출된 후 아날로그/디지털 변환기(117)에 의해 디지털값으로 변환되어 제 1 연산기(105)에 피드백되고, 상부롤 교정부(102)로부터 출력되는 실린더 위치 목표값과 비교되어 그 위치제어편차값이 0이 될 때까지 반복제어되므로 교정반력에 의한 실린더 위치변화를 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 상위 계산기(100)는 교정롤 구동 모터(11)에 부착된 위치검출센서(12)로부터 교정중인 스트립의 이동량을 입력받아 각각의 실린더에 새로운 제어값을 출력하고, 상기한 바와 같은 제어 방법에 의해 실린더의 위치 제어를 수행하므로 교정중인 스트립의 선단(top)에서 미단(tail)까지의 폭방향 형상 교정작업을 수행하게 된다.
본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께 편차 교정장치에서는 교정롤로 진입되는 스트립의 형상을 검출하고, 상기 검출된 형상에 따라 상부 교정롤의 스트립 폭방향으로 다수개 설치된 상/하부 슬라이더 및 교정 보조롤의 구동을 각각 제어함으로써 상부 교정롤의 특정 부위에 인가되는 압하력을 조절할 수 있어 광범위한 스트립 형태의 교정이 가능하여 교정력을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 교정력을 향상시킴으로써 압연기의 형상제어의 제어오차 범위를 넓힐 수 있으므로 압연 제어계의 부하를 경감시킬 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 상/하부 교정롤을 통해 압연된 스트립의 폭방향 두께 편차를 교정하는 스트립 폭방향 두께 편차 교정 장치에 있어서,
    상기 상부 교정롤을 고정시키기 위한 상/하부 교정 프레임과,
    상기 상/하부 교정 프레임의 스트립 폭방향으로 다수개가 형성되고, 각각 전/후 방향의 두께 편차를 갖도록 형성되어 상기 상부 교정롤의 압하력을 조절하는 압하력조절수단과,
    상기 압하력 조절수단으로부터 인가되는 압하력을 상기 상부 교정롤의 각 부위에 인가하도록 상기 하부 교정 프레임과 상기 상부교정롤 사이에 다수개 형성된 보조교정롤을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께편차 교정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압하력 조절수단은
    상기 상부 교정 프레임 및 하부 교정 프레임에 각각 설치되며 일측면이 경사면으로 형성되어 상기 각 경사면이 상호 접촉되도록 형성된 상/하부 슬라이더와,
    상기 상부 슬라이더가 상기 하부 슬라이더의 경사면을 따라 이동되도록 상기 상부 슬라이더를 구동시키는 유압 실린더와,
    상기 유압실린더의 구동에 따른 상기 상부 슬라이더의 이동위치를 검출하는 위치검출기를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립 형상 교정기의 폭방향두께편차 교정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상/하부 교정롤에 진입되는 스트립의 형상을 검출하는 스트립 형상 검출기와,
    상기 스트립 형상 검출기로부터 스트립 폭방향 두께 편차를 입력받아 상기 두께 편차량을 감소시키기 위한 교정 압력을 산출하고, 상기 산출된 교정압력에 따라 상기 압하력조절수단의 구동을 제어하는 스트립 두께 편차 교정수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께편차 교정장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스트립 두께 편차 교정 수단은
    압연 후 스트립의 두께, 폭, 강종, 가속 냉각 후의 스트립 온도를 이용하여 롤갭 제어를 위한 제어 신호를 출력하는 상위 계산기와,
    스트립 형상 검출 데이터를 입력받아 교정롤 각 부의 교정압을 가감하기 위한 슬라이더 이동용 실린더의 위치값을 결정하여 교정 패턴값으로 출력하는 상부롤 교정부와,
    상기 상부롤 교정부로부터 출력되는 교정 패턴값과 상기 위치검출기의 검출결과를 입력받아 그 편차를 연산하는 제 1 연산기와,
    상기 제 1 연산기에서 연산된 결과와 작업자로부터 입력된 슬라이더의 경사값과 교정기 하우징의 변형상수인 튜닝율을 곱하여 그 결과값을 출력하는 제 2 연산기와,
    상기 제 2 연산기의 연산결과를 입력받아 출력단의 헌팅을 방지하기 위한 데드밴드(dead band)부 및
    상기 데드밴드부로부터 출력되는 유압실린더의 구동제어값을 상기 유압실린더로 출력하는 디지털/아날로그 변환부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립 형상 교정기의 폭방향 두께편차 교정장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100878621B1 (ko) * 2002-09-06 2009-01-15 주식회사 포스코 스크랩 코일과 슬리브의 자동분리장치
KR100920593B1 (ko) * 2002-11-14 2009-10-08 주식회사 포스코 냉연 비접촉식 형상검출기의 자동교정장치

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KR100920593B1 (ko) * 2002-11-14 2009-10-08 주식회사 포스코 냉연 비접촉식 형상검출기의 자동교정장치

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