KR20020016781A - 조절 가능한 모니터링 가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연기의 롤 패스 내로 작업편을 안내하기 위한 롤러 가이드 조립체(18)에 관한 것이다. 가이드 조립체는 강성 하우징 구조물과, 작업편의 의도된 이동 방향의 양 측면 상에서 하우징 구조물의 세로로 연장하는 한 쌍의 롤러 홀더와, 롤러 홀더(26) 상에 회전식으로 지탱되고 그 사이의 간극을 한정하고 작업편을 압연기의 롤 패스 내로 결합 및 안내하도록 형성된 가이드 롤러(28)와, 가이드 롤러(28)의 회전축에 대개 평행하게 연장하는 축 주위로의 이동을 위해 롤러 홀더(26)를 하우징 구조물 상에 장착하는 피봇(30)과, 가이드 롤러(28)를 개별적으로 압박하는 방향으로 롤러 홀더(26)를 그 각각의 축 주위로 회전하도록 롤러 홀더(26)에 힘을 인가하는 스프링(32)과, 하우징 구조물 상에서 롤러 홀더의 회전에 대항하고 적어도 하나는 각각의 롤러 홀더(26)에 인가된 힘을 측정하도록 힘 센서(38)를 통해 작용하는 정지부를 포함한다.

Description

조절 가능한 모니터링 가이드{ADJUSTABLE MONITORING GUIDE}

강철봉 및 바아의 압연(rolling)에 있어서, 그 설명이 전체적으로 본 명세서에 참고로 기재되어 있는 1994년 7월 5일에 쇼어(Shore)등에게 특허 허여된 미국 특허 제5,325,697호에 개시된 형태의 소위 "사이징 감소 밀(reducing-sizing mill)"("RSM")을 채용함으로써 상당한 조작상의 이득이 실현될 수 있다. 그러한 밀(mill)을 이용한 압연의 장점은 마무리 제품의 향상된 치수 제어와, 더 큰 밀 이용 및 향상된 프리 사이징(free sizing) 능력을 포함한다.

도1은 3 개의 둥근 패스(12, 14, 16)에 후속되는 선행 오벌(oval)(10)로 개시되는 사이징 감소 프로세스의 전형적인 패스 진행을 도시한 것이다. 완성 둥근 바아 또는 봉에서의 비교적 작은 변화는 마지막 3개의 둥근 패스 상에서 롤 분리(parting)를 변경함으로써 이루어질 수 있다. 달리, 대개 둥근 공급부가 약간 변경될 수 있지만, 이는 상류 밀 장치의 조절을 필요로 하게 되어, 다른 프로세스를 제한할 수 있는 비원형 공급부를 가져오게 된다.

최종 수정 오벌에 정확히 조화하도록 하류 롤러 입구 가이드의 조절과 관련된 문제점으로 인해 오벌 패스(10)의 임의의 분리 변경을 착수하는 일은 그 기술 분야에 숙련된 자 중 일부에게는 꺼려지는 일이 되어 왔다. 이전 기술의 롤러 가이드는 밀 상에 배치되는 동안 정밀 조절되는 능력을 갖고 있지 못하며 이를 위해 오프-라인 정렬 스테이션이 보통 이용되고, 오프-라인 정렬 스테이션은 밀로부터 가이드의 제거를 명백히 요구하게 되고 따라서 밀의 정지를 요구하게 된다.

롤러 입구 가이드를 통한 너무 큰 부분의 공급은 이것이 가이드 롤러에서의 베어링의 수명을 철저히 줄여 몇몇 또 다른 가공 문제점을 가져올 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. 오벌부가 가이드 설정 보다 더 작게 되도록 조절되게 되면, 압연 제품의 심한 진동이 가이드 내에서 나타나게 되어, 가공이 어려운 문제점 및 품질이 불량한 완성 제품을 야기시킨다.

본 출원은 1999년 3월 5일에 출원된 가출원 제60/132,242호로부터 우선권을 주장한다.

본 발명은 봉 및 바아 제품을 롤 패스(roll pass) 내로 안내하도록 압연기에 채용된 타입의 롤러 가이드에 관한 것이다.

도1은 사이징 감소 프로세스에서의 전형적인 패스 진행을 개략 도시한 도면.

도2는 본 발명에 따른 롤러 가이드 조립체의 부분 단면 평면도.

도3은 롤러 가이드 조립체의 부분 단면 측면도.

도4는 도3의 우측으로부터 좌측으로 본 롤러 가이드 조립체의 부분 단면 단부도.

도5a는 가이드 아암들 중 하나의 아암 상에 작용하는 힘을 개략 도시한 도면.

도5b는 각각의 롤러 상에서 작용하는 측정된 힘과 초기 기준 설정으로부터의 편향 간의 관계를 도시한 그래프.

본 발명의 목적은 상이한 크기의 프로세스부를 수용하도록 라인 상에서 정밀 조절될 수 있어 일예로 오벌 패스(10)의 분리를 변경할 수 있고 차례로 밀의 프리 사이징 능력을 유익하게 증가시킬 수 있는 롤러 가이드 조립체를 제공하기 위한 것이다.

또 다른 목적 및 장점은 첨부 도면을 참고로 하여 설명이 이루어지면서 잘 알 수 있게 된다.

우선 도2 내지 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 롤러 가이드 조립체는 대개 도면부호 18로 나타낸다. 가이드 조립체는 측방향으로 이격된 일체형 측면 부재(22)를 갖춘 기부(20)와, 노우즈편(nose piece)(24)을 구비한 "가이드 박스"로서 보통 불리는 강성 하우징 구조물을 포함한다. 한 쌍의 롤러 홀더(26)는 작업편의 의도된 이동 방향("T")의 양 측면 상에서 하우징 구조물의 세로로 연장하고, 이 경우에 오벌 프로세스부는 다음의 연속 둥근 패스(12)로의 송달을 위해 오벌 패스(10)로부터 수납된다.

가이드 롤러(28)는 롤러 홀더(26)의 전방 단부에 회전식으로 지탱된다. 가이드 롤러는 그 사이의 간극을 한정하고, 둥근 패스에 정확히 제공되도록 오벌 프로세스부와 결합하여 안내하도록 형성되고, (도1에 도시된) 오벌의 장축 "A"는 둥근 패스(12)의 롤의 축에 수직이다.

하우징 구조물은 또한 롤러 홀더(26)가 가이드 롤러(28)의 회전축에 대개 평행하게 연장하는 축 주위로의 이동을 위해 그 위에 장착되는 수직 피봇(30)을 포함한다.

압축 스프링(32)은 롤러 홀더(26) 내의 보어에 배치된다. 스프링은 하우징 구조물의 측면 부재(22)와 맞닿게 되고 롤러 홀더에 고정된 덮개판(34)에 의해 그 각각의 보어 내에 포집된다. 스프링(32)은 압축 로딩되고 도2의 화살표에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이 (도5a에 도시된) 내력 "F"를 롤러 홀더 상에 가하여 롤러 홀더를 피봇(30) 주위의 양 방향으로 회전하도록 압박한다.

롤러 홀더의 스프링 유도(spring-induced) 회전은 롤러 홀더의 후방 연장부 상에 지탱된 하중에 민감한 센서(38)에 의해 접촉되도록 배치된 조절 나사(36)를 포함하는 정지부에 의해 방해된다.

도4에 도시된 대로, 조절 나사(36)는 하우징 구조물의 측면 부재(22)의 우측 및 좌측 나사부 내로 나사 결합된다. 조절 나사의 정사각형 단부(42)는 2 개의 구동점(48a, 48b)을 갖는 구동축(48) 상의 기어(46)와 정합하는 기어(44)의 정사각형 보어(40) 내에서 축방향으로 활주한다. 구동점(48a)은 수동 조절을 위해 대개 가이드의 오프-라인 설정에 이용된다. 다른 구동점(48b)은 수동으로 또는 원격 제어될 수 있는 (도시되지 않은) 모터에 의해 동력을 받는 90°기어 박스(52)의 출력축(50)과 결합한다.

도5a에 도시된 대로, 스프링(32)에 가해진 힘(F)은 힘 "L"과 대항하게 되고,센서(38)는 힘(F)의 크기를 측정하는 역할을 한다.

초기 설정 후에 다양한 작동 모드가 가능하다.

1. 위치 제어 모드

도5b는 가이드가 그 소정 설정 "G₁"으로 조절될 때, 각각의 센서의 출력이 "F₁"으로서 기록되는 것을 도시한 것이다. 가이드는 그후 게이지 바아 또는 (도시되지 않은) 다른 제어된 편향 수단에 의해 이미 알고 있는 상이한 설정 "G₂"로 편향되고, 새로운 센서 출력 "F₂"가 기록된다. 이는 필요하다면 정확도의 향상을 위해 몇몇 다른 설정 동안 반복될 수 있다. 그러나, 2 개의 지점은 대개 선형인 센서 출력과 가이드 설정 간의 관계를 설명하는 데 보통 충분하다.

가이드 설정과 센서 출력 간의 관계를 알게 됨으로써 가이드를 가이드 롤러 간의 소정 분리 "G_X"에 대응하는 소정 센서 설정 "F_X"로 조절될 수 있도록 한다. 따라서, 가이드는 밀로부터 제거할 필요 없이 정밀 배치될 수 있다.

프로세스 오벌로의 변경이 요구될 때, 가이드는 가이드 롤러를 소정 오벌 높이로 바꾸기 위해 원격 조절될 수 있고, 사이징 감소 작업의 프리 사이징 능력의 향상을 가져온다.

2. 센서 출력 제어 모드

이러한 모드의 경우에 가이드 분리가 작은 양 만큼 조절될 때 가이드 내에 이용되는 스프링 요소는 대수롭지 않은 변화를 갖게 된다고 가정하자.

가이드는 위에 상세히 기술된 바와 같이 설정되고 롤러가 압연된 부분에 대해 정확한 설정 상태에 있게 되면, 센서(또는 센서들)의 출력이 기록된다.

가이드는 그후 밀 상에 설치되고 스톡(stock)이 가이드 내로 들어갈 때 센서 출력은 다시 모니터되어 기록된다. 밀이 정확히 설정되게 되면, 압연 중의 센서 출력은 초기 설정 출력에 매우 근접해야 한다. 밀이 정확히 설정되지 않게 되면, 그후 밀 롤 간극은 이러한 상태가 충족될 때 까지 선행 오벌의 높이를 변경하도록 조절될 수 있다.

오벌 패스의 조절이 필요하게 될 때, 가이드는 가이드 롤러 간의 분리가 대략 새로운 설정에 의해 요구되는 크기로 되도록 위에 상세히 기술된 바와 같이 원격 조작 조절 장치를 이용하여 조절될 수 있다. 새로운 크기의 제1 바아가 가이드 내로 들어갈 때, 센서 출력은 제어되어 초기 설정값과 비교된다. 필요하다면 가이드는 정확한 출력을 얻게될 때 까지 조절될 수 있다. 이상적으로 이것은 자동 폐쇄 루프 제어에서 착수되나, 또한 수동으로 제어될 수 있다.

이러한 조작 모드는 가이드가 항상 프로세스 오벌의 치수와 조화되어 설정되도록 한다. 프로세스 오벌이 변경될 때, 가이드는 그에 따라 변경될 수 있고, 따라서 사이징 감소 작업의 프리 사이징 능력의 향상을 가져오게 된다.

이러한 모드는 또한 가이드가 상이한 등급의 제품과 관련된 온도 및 항복 강도 변화에 따라 원격 조절될 수 있게 할 뿐만 아니라 과도-하중 또는 스톡의 진동을 제거하도록 설정될 수 있게 한다.

위의 모든 개념들은 형상 압연과 둥근 제품 뿐만 아니라 편평한 제품에 적용될 수 있다.

앞서 말한 것에 비추어, 그 기술 분야에 숙련된 자라면 첨부된 특허 청구 범위에 한정된 본 발명의 정신 및 범주로부터 벗어남이 없이 공개의 목적을 위해 채택된 본 명세서의 실시예에 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 일예로, 압축 스프링(32)이 개시되어 있지만, 디스크 스프링, 유체 작동 장치엘라스토머등을 포함하는 다른 힘 인가 요소들로 대치될 수 있다. 센서들은 하중에 민감한 센서 이외에 일예로 변형, 압력 편향등에 민감한 센서들을 포함할 수 있다. 또한, 2 개의 센서들이 각각의 롤러 홀더에 대해 하나씩 도시되어 있지만, 수용 가능한 대안으로서 롤러 홀더 중 하나의 롤러 홀더 상에 단지 하나의 센서를 채용하게 된다.

Claims (4)

1. 압연기의 롤 패스 내로 작업편을 안내하기 위한 롤러 가이드 조립체에 있어서,

   강성 하우징 구조물과,

   작업편의 의도된 이동 방향의 양 측면 상에서 하우징 구조물의 세로로 연장하는 한 쌍의 롤러 홀더와,

   상기 롤러 홀더 상에 회전식으로 지탱되고, 그 사이의 간극을 한정하고, 작업편을 압연기의 롤 패스 내로 결합 및 안내하도록 형성된 가이드 롤러와,

   상기 가이드 롤러의 회전축에 대개 평행하게 연장하는 피봇축 주위로의 이동을 위해 상기 롤러 홀더를 상기 하우징 구조물 상에 장착하는 수단과,

   상기 가이드 롤러를 개별적으로 압박하는 방향으로 상기 롤러 홀더를 상기 피봇축 주위로 회전하도록 상기 롤러 홀더에 힘을 인가하는 수단과,

   상기 하우징 구조물 상에서 상기 롤러 홀더의 회전에 대항하고, 그 중 적어도 하나는 각각의 롤러 홀더에 인가된 힘을 측정하도록 힘 감지 수단을 통해 작용하는 정지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 가이드 조립체.
2. 제1항에 있어서, 힘 인가 수단은 롤러 홀더와 하우징 구조물의 인접 측면 사이에 개재된 탄성 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 가이드 조립체.
3. 제1항에 있어서, 간극의 크기를 가변시키도록 롤러 홀더 상에 작용하는 조절 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 가이드 조립체.
4. 제3항에 있어서, 조절 수단은 원격 조작 가능한 것을 특징으로 하는 롤러 가이드 조립체.