KR20030013292A - 압연기 및 이의 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

유압 실린더는 작업 롤 및 지지 롤에 대향되도록 하우징 내에 제공된다. 압연재의 전단부가 작업 롤에 결합되기 전에 작동 유압이 롤 초크 상에 가압력을 높게 만들도록 높은 압력값으로 설정된다. 압연재가 작업 롤들 사이에 완전히 결합된 후, 유압 실린더의 작동 유압은 롤 초크 상의 가압력이 낮아지도록 낮은 압력값으로 설정된다.

Description

압연기 및 이의 작동 방법 {ROLLING MILL AND METHOD FOR OPERATING SAME}
본 발명은 상부 및 하부 롤 사이를 통과하는 스트립 재료 등을 소정의 두께로 압연하기 위한 압연기 및 압연기를 작동하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 압연기에서, 상부 및 하부 작업 롤은 하우징 내에서 작업 롤 초크(chock)를 거쳐 회전 가능하게 지지되고, 이 상부 및 하부 작업 롤은 서로 대향된다. 또한, 상부 및 하부 지지 롤은 하우징 내에 지지 롤 초크를 거쳐 회전 가능하게 지지된다. 상부 지지 롤을 거쳐 상부 작업 롤 상에 압연 하중을 부여하기 위한 나사식 하강 장치(screw down device)는 하우징의 상부에 제공된다.
따라서, 스트립은 하우징의 입구측으로부터 공급되어 지지 롤을 거쳐 나사식 하강 장치에 소정의 하중이 제공된 상부 작업 롤과 하부 작업 롤 사이를 통과함으로써, 스트립은 소정의 두께로 압연된다. 압연된 스트립은 하우징의 출구측으로부터 송출되어 다음 단계로 공급된다.
전술한 압연기에서, 하우징 내의 작업 롤 및 지지 롤의 수직 제어 동안의 히스테리시스(hysteresis)는 압연된 판의 두께를 아주 정확하게 제어하기 위해서 나사식 하강 하중 하의 압연 상태에서 최소화될 필요가 있다. 이를 위해, 작업 롤 초크 및 지지 롤 초크와 하우징 사이에 갭이 형성된다. 따라서, 압연 중에 나사식 하강 하중 하에서 내향으로 좁아지는 양에서 변형이 하우징에 일어날 지라도, 갭은 롤 초크와 하우징 사이에 존재하여 압연기의 수평 동적 강성은 낮아질 수 있다. 만일 압연기의 수평 동적 강성은 낮은 동안에 압연이 높은 압연력 및 스트립 두께의 고비율 감소로 수행된다면, 예컨대 압연되는 스트립과 작업 롤 사이의 마찰에 아마도 기인하는 큰 진동[이하, 압연기 진동(mill vibration)]이 하우징 또는 작업 롤에 발생하여, 고효율의 압연을 방해할 것이다.
본 출원의 출원인은 전술한 문제점의 해결책으로 일본특허출원 제2000-187163호(일본 특허 공개 제2001-113308호)를 출원하였다. 이 출원의 발명은, 하우징 내에서 롤 초크를 거쳐 회전 가능하게 지지되는 한 쌍의 상부 및 하부 지지 롤과 한 쌍의 상부 및 하부 작업 롤; 상부 작업 롤 상에 소정의 압력을 부여하기 위하여 하우징의 상부에 제공된 나사식 하강 장치; 그리고, 하우징의 입구측 및 출구측에 제공된 유압 실린더 기구를 갖고, 유압 실린더 기구는 수평 방향으로 롤 초크를 추진할 수 있다. 이 구성에 따르면, 유압 실린더 기구는 롤 초크 및 하우징 사이의 갭을 제거하기 위해서 압연 중에 작동되어, 수평 동적 강성을 향상시킨다. 그 결과, 압연기 진동은 억제되어 고효율 압연이 허용된다.
사실, 압연기 진동은 압연 동안에 유압 실린더 기구의 작동을 통해 하우징 및 롤 초크 사이의 갭을 제거함으로써 억제될 수 있다. 그러나, 출원인에 의해 수행된 추가 연구 및 실험은 유압 실린더 기구에 의해 롤 초크에 가해지는 최적 가압력은 압연 상태에 따라 변한다는 것을 보여준다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이뤄졌다. 본 발명의 목적은 압연 롤들 사이에 압연될 재료(이하, 압연재)가 결합될 때 발생하는 충격력을 억제함으로써 압연된 재료의 판 두께의 정확성을 증가시킬 수 있는 압연기와 압연기 작동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따라, 하우징, 하우징에 의해 롤 초크를 거쳐 회전 가능하게 지지되는 상부 및 하부 압연 롤, 하우징의 상부에 제공되어 압연 롤에 소정의 압력을 인가하도록 구성된 나사식 하강 수단, 상기 하우징에 대항하여 롤 초크를 가압하도록 압연재의 반송 방향에 따라 상기 롤 초크를 추진하기 위한 가압 수단, 주행하는 압연재의 단부를 검출하기 위한 단부 검출 수단, 압연 롤에 의한 압연력을 검출하기 위한 압연력 검출 수단 및 단부 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여 압연 롤들 사이에 압연재의 결합 전에 가압 수단에 의한 압연력(thrusting force)을 높은 값으로 설정하고 그리고 압연력 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여 압연재의 결합 후 압연력을 낮은 값으로 설정하는 제어 수단을 포함하는 압연기가 제공된다.
따라서, 압연재의 전단부가 압연 롤들 사이에 결합될 때 발생하는 충격력이완화될 수 있어서, 판 두께의 정확도가 증가될 수 있다. 더욱이, 압연 중에 압연 롤 또는 하우징에 발생하는 압연기 진동이 방지될 수 있어서, 판의 통과가 개선되어 고효율의 압연이 이뤄질 수 있다.
압연기에서, 단부 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여, 제어 수단은 압연 롤 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 전에 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 압연재의 후단부가 압연 롤을 떠날 때 발생하는 좌굴, 휨 또는 사행 운동이 억제될 수 있다.
압연기에서, 압연력 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여, 제어 수단은 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 후에 가압 수단에 의한 압연력을 낮은 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 다음 압연재를 위해 다시 압연기를 설정할 때 저항력이 감소될 수 있어서, 설정의 정확도가 증가될 수 있고 부재들의 수명이 연장될 수 있다.
압연기에서, 복수의 압연기가 일렬로 배열될 때 후속 단계의 압연기는 전 단계의 압연기에 장착된 압연력 검출 수단을 단부 검출 수단으로 사용할 수 있다. 따라서, 압연재의 단부는 확실하게 검출될 수 있어 제어의 정확성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라서, 하우징, 하우징에 의해 롤 초크를 거쳐 회전 가능하게 지지되는 상부 및 하부 압연 롤, 하우징의 상부에 제공되고 압연 롤에 소정의 압력을 인가하기 위한 나사식 하강 수단 및 하우징에 대항하여 롤 초크를 가압하기 위해 압연재의 반송 방향을 따라 롤 초크를 추진하기 위한 가압 수단을 포함하는 압연기 작동 방법이 제공되며, 이 방법은 압연 롤들 사이에 압연재가 결합될 때 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 단계를 포함한다.
따라서, 압연재의 전단부가 압연 롤 사이에 결합될 때 발생하는 충격력이 완화될 수 있어서, 판 두께의 정확도는 증가될 수 있다.
압연기 작동 방법은 압연 롤들 사이로 압연재의 결합 후에 가압 수단에 의한 압연력을 낮은 값으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 압연 중 압연 롤 또는 하우징에 발생하는 압연기 진동은 방지될 수 있다. 더욱이, 압연 중에 필요한 것보다 큰 압연력이 배제될 수 있고, 롤의 수직 이동에 대한 저항이 최소화될 수 있다. 결과적으로, 압연된 재료의 판 두께 정확도가 보장될 수 있다.
압연기 작동 방법은 압연 롤 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 전에 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 압연재의 후단부가 압연 롤을 떠날 때 일어나는 좌굴, 휨 또는 사행 운동이 억제될 수 있다.
압연기 작동 방법은 압연 롤 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 후에 가압 수단에 의한 압연력을 낮은 값으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 다음 압연재를 위해 압연기를 다시 설정할 때 저항력이 감소될 수 있어서, 설정의 정확도가 증가될 수 있고 부재들의 수명이 연장될 수 있다.
압연기 작동 방법은 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 전부터 압연 롤 사이에 다음 압연재의 결합의 완료까지 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 복잡한 제어가 불필요해지고, 다양한 부품의 내구성이 증가될 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압연기의 개략적인 측면도.
도2는 도1의 선Ⅱ-Ⅱ에 따라 취한 단면도.
도3은 마무리 압연 장치의 개략도.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압연기 작동 방법에서 유압 실린더의 작동 유압을 도시하는 시간 도표.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압연기 작동 방법에서 유압 실린더의 작동 유압을 도시하는 시간 도표.
도6은 본 발명의 제3 실시에에 따른 압연기 작동 방법에서 유압 실린더의 작동 유압을 도시하는 시간 도표.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 하우징
12, 13 : 작업 롤 초크
14, 15 : 작업 롤(압연 롤)
16, 17 : 지지 롤 초크
18, 19 : 지지 롤(압연 롤)
20 : 나사식 하강 장치
21 내지 28 : 유압 실린더(가압 수단)
29 : 유압 장치
30 : 제어 장치
31 내지 38 : 압력 센서
39 : 로드 셀(압연력 검출 장치)
40 : 단부 검출 장치
S : 압연재
본 발명은 오직 예로써 주어진, 따라서 본 발명을 제한하지 않는 첨부 도면 및 아래에 주어진 상세한 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이고, 이는 본 발명을 결코 제한하지 않는다.
[제1 실시예]
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 압연기(101)에서, 상부 및 하부 작업 롤 초크(12, 13)는 한 쌍으로 하우징(11) 내에 지지된다. 한 쌍의 상부 및 하부 작업 롤(14, 15)의 샤프트부는 각각 상부 및 하부 작업 롤 초크(12, 13)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상부 작업 롤(14) 및 하부 작업 롤(15)은 서로 대향된다. 상부 및 하부 지지 롤 초크(16, 17)는 한 쌍으로 상부 및 하부 작업 롤 초크(12, 13) 위 및 아래에서 지지된다. 한 쌍의 상부 및 하부 지지 롤(18, 19)의 샤프트부는 각각 상부 및 하부 지지 롤 초크(16, 17)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 상부 지지 롤(18) 및 상부 작업 롤(14)은 서로 대향되고, 하부 지지 롤(19) 및 하부 작업 롤(15)도 서로 대향된다. 상부 지지 롤(18)을 거쳐 상부 작업 롤(14) 상에 압연 하중을 부여하기 위한 나사식 하강 장치(20)는 하우징(11)의 상부에 제공된다.
유압 실린더(가압 수단)(21, 22)는 상부 작업 롤 초크(12)에 대향되도록 하우징(11)의 입구측 및 출구측 상에 장착된다. 유압 실린더(21, 22)는 반송 방향에따라 라이너를 거쳐 상류 및 하류측으로부터 상부 작업 롤 초크(12)를 추진함에 의해서 하우징(11)에 대항하여 가압될 수 있다. 유압 실린더(가압 수단)(23, 24)는 하부 작업 롤 초크(13)에 대향되도록 하우징(11)의 입구측 및 출구측 상에 장착된다. 유압 실린더(23, 24)는 반송 방향에 따라 라이너를 거쳐 상류 및 하류측으로부터 상부 작업 롤 초크(13)를 추진함에 의해서 하우징(11)에 대항하여 가압될 수 있다. 유압 실린더(가압 수단)(25, 26)는 상부 지지 롤 초크(16)에 대향되도록 하우징(11)의 입구측 및 출구측 상에 장착된다. 유압 실린더(25, 26)는 반송 방향에 따라 라이너를 거쳐 상류 및 하류측으로부터 상부 지지 롤 초크(16)를 추진함에 의해서 하우징(11)에 대항하여 가압될 수 있다. 유압 실린더(가압 수단)(27, 28)는 하부 지지 롤 초크(17)에 대향되도록 하우징(11)의 입구측 및 출구측 상에 장착된다. 유압 실린더(27, 28)는 반송 방향을 따라 라이너를 거쳐 상류 및 하류측으로부터 하부 지지 롤 초크(17)를 추진함에 의해서 하우징(11)에 대항하여 가압될 수 있다.
유압 실린더(21 내지 28)는 하우징(11)에 고정된 실린더, 실린더 내부에서 이동 가능한 피스톤 및 피스톤으로부터 외향으로 연장하고 롤 초크(12, 13, 16, 17)에 연결된 전단부를 갖춘 로드로 구성된다. 유압 실린더(21 내지 28)는 유압 탱크, 유압 펌프 등을 갖는 유압 장치(29)에 연결되고, 유압 장치(29)는 제어 장치(30)에 연결된다. 따라서, 제어 장치(30)는 유압 실린더(21 내지 28)로 그리고 그로부터 유압을 공급하거나 후퇴시키도록 유압 장치(29)를 제어함으로써, 이들의 작동을 제어한다. 작동 유압을 검출하기 위한 유압 센서(31 내지 38)가 유압실린더(21 내지 28) 상에 장착된다. 이들 유압 센서(31)에 의한 검출의 결과에 기초하여, 제어 장치(30)는 유압 장치(29)에 대한 피드백 제어를 수행한다.
작업 롤(14, 15)에 의해 압연재 상에 가해지는 압연력을 검출하기 위한 압연력 검출 수단으로서 로드 셀(39)은 하우징(11)의 하부에 제공된다. 로드 셀(39)은 제어 장치(30)로 검출의 결과를 출력한다. 더욱이, 반송되는 압연재(S)의 전단부 및 후단부를 검출하기 위한 단부 검출 센서(40)가 압연기(101)의 입구측 상에 배치된다.
복수의 본 실시예에 따라 구성된 압연기(101)는 마무리 압연 설비(finish rolling equipment)를 구성하도록 일렬로 배치된다. 도3에 도시된 바와 같이, 복수의 마무리 압연기, 즉 제1 내지 제6 마무리 압연기(101, 102, 103, 104, 105, 106)는 압연재(S)의 반송 방향을 따라 일렬로 제공되고 반송 방향으로 거친(rough) 압연기(도시 생략)로부터 하류에 위치된다. 마무리 압연기(101, 102, 103, 104, 105, 106)는 전술된 압연기(101)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 각각의 마무리 압연기는 한 쌍으로 상부 및 하부 작업 롤(14, 15), 한 쌍으로 상부 및 하부 지지 롤(18, 19), 유압 실린더(21 내지 28), 유압 센서(31, 38) 및 로드 셀(39)를 갖는다. 검출의 결과는 제어 장치(30)로 출력된다.
본 실시예에 따른 압연기를 작동시키는 방법에서, 제어 장치(30)는 다음의 방식으로 유압 장치(29)를 제어한다. 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합되기 전에, 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상의 유압 실린더(21 내지 28)에 의한 가압력은 높은 값으로 설정된다. 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합되면,이 가압력은 낮은 값으로 설정된다.
제어 장치(30)에 의해 유압 장치(29)를 제어하는 방법이 유압 실린더의 작동 유압을 도시하는 도4의 시간 도표를 기초로 하여 상세하게 설명된다.
도1, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 압연재(S)가 거친 압연기로부터 마무리 압연 설비로 반송되어 압연기(101)의 전방에 막 도달할 때, 단부 검출 센서(40)는 압연재(S)의 전단부를 검출하여 검출의 결과를 제어 장치(30)로 출력한다. 제어 장치(30)는 단부 검출 센서(40)가 압연재(S)의 전단부를 검출한 때 시간(t1) 후의 소정의 시간(T1), 시간(t2)에서 유압 장치(29)를 제어함으로써, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 상승시킨다. 이 경우, 압연재(S)의 반송 속도 및 유압 장치(29)로부터 유압 실린더(21 내지 28)로의 유압의 공급에 대한 유압 공급 지연 시간(T2)을 고려하는 것이 필요하다. 이들 변수에 기초하여, 소정의 시간(T1)은 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압이 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 도달하기 전에 소정의 높은 압력값(P1)에 도달하도록 설정되는 것이 필요하다. 단부 검출 센서(40)의 장착의 위치는 시간(t1) 및 시간(t2)이 동일하도록, 다시 말해 소정의 시간(T1) = 0 이 되도록 설정될 수 있다.
시간(t3)에서, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 높은 압력값(P1)이다. 그런 후, 시간(t4)에서 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합된다. 이 시간에서 작업 롤(14, 15)은 압연재(S)의 전단부와의 접촉부 상에 하중을받는다. 따라서, 입구측을 향해 작업 롤(14, 15)을 이동시키는 큰 힘이 작업 롤(14, 15)에 작용하고, 이들의 회전 속도는 낮아진다. 그러나, 작업 롤(14, 15)을 지지하는 롤 초크(12, 13)는 작동 유압(P1)으로 유압 실린더(21, 23)에 의해 하우징(11)에 대항하여 가압된다. 따라서, 입구측을 향한 작업 롤(14, 15)의 이동력은 감소된다. 한편, 지지 롤(18, 19)은 작업 롤(14, 15)의 회전 속도의 감소 때문에 출구측을 향한 큰 힘을 받게 된다. 그러나, 지지 롤(18, 19)을 지지하는 롤 초크(16, 17)는 작동 유압(P1)으로 유압 실린더(26, 28)에 의해 하우징(11)에 대항하여 가압된다. 따라서, 출구측으로의 지지 롤(18, 19)의 이동력은 감소된다.
그런 후, 속도 제어 장치(도시 생략)는 작업 롤(14, 15)의 회전 속도를 이들의 회전속도가 감소하였기 때문에 소정의 회전 속도로 복귀시키기 위해 롤 구동력을 증가시킨다. 이 때, 출구측을 향한 작업 롤(14, 15) 상에 그리고 입구측을 향한 지지 롤(18, 19) 상에 큰 힘이 작용한다. 그러나, 롤(14, 15, 18, 19)은 작동 유압(P1)으로 유압 실린더(22, 24, 25, 27)에 의해 하우징(11)에 대항하여 가압된다. 따라서, 작업 롤(14, 15) 및 지지 롤(18, 19)의 이동력은 감소된다.
압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합된 때, 압연에 대항하는 반력은 변화된다(증가된다). 압연에 대항하는 반력의 증가에 기초하여, 로드 셀(39)은 작업 롤(14, 15) 사이의 압연재(S)의 결합을 검출한다. 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이에 완전히 결합되고 이의 충격력이 감소된 후, 작업 롤(14, 15) 및 지지 롤(18, 19)의 회전 속도는 소정의 속도로 보정된다. 이 경우, 제어장치(30)는 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 하강시켜 소정의 낮은 압력(P2)으로 유지하도록 시간(t5)에서 유압 장치(29)를 제어한다.
압연재(S)의 이러한 압연 동안, 내향으로 좁아지는 변형량이 나사식 하강 하중에 응답하여 하우징(11) 내에서 일어난다. 그러나, 압연력이 유압 실린더(21 내지 28)를 작동시킴으로써 하우징(11) 상에 작동하고, 이로써 하우징(11)의 변형량은 감소된다. 따라서, 비록 롤 초크(12, 13, 16, 17)가 변위되어도, 롤 초크와 하우징(11) 사이에 갭은 발생하지 않는다. 그 결과, 압연기의 수평 동적 강성은 높게 유지된다. 높은 압연력과 판 두께의 높은 감소율을 갖는 이 상태에서 압연이 수행될 때에도, 예컨대 압연재(S)와 작업 롤(14, 15) 사이의 마찰에 아마도 기인하는 큰 압연기 진동은 하우징(11) 또는 작업 롤(14, 15)에서 발생되지 않고, 따라서 고효율의 압연을 허용한다.
제1 압연기(101)에서, 제어 장치(30)는 전술된 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 제어한다. 또한, 제2 내지 제6 마무리 압연기(102 내지 106)는 동일한 제어를 수행한다. 그러나, 제2 내지 제6 마무리 압연기(102 내지 106)의 바로 전방에는 단부 검출 센서가 없다. 더욱이, 압연재(S)의 이송 속도는 개별 압연기 사이의 거리에 따라 다르다. 그러므로, 단부 검출 센서(40)에 의한 검출의 결과에 기초한 압연재(S)의 전단부의 예측을 사용하는 제어는 충분하지 못한 정확도를 초래할 것이다. 따라서, 제2 내지 제6 마무리 압연기(102 내지 106)는 전 단계에 대응하는 압연기(101 내지 105) 상에 장착된 로드 셀(39)을 단부 검출 센서로써 사용하고, 압연에 대항하는 반력의 증가에 기초하여 압연재(S)의 전단부의 위치를 결정한다.
제2 마무리 압연기(102)에서, 예컨대 제1 마무리 압연기(101)의 로드 셀(39)이 압연에 대항하는 반력의 증가를 검출한 때 제어 장치(30)는 압연재(S)의 전단부가 제1 마무리 압연기(101) 내에 위치된 것을 결정한다. 제어 장치(30)는 제2 마무리 압연기(102)의 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 증가시키도록 유압 장치(29)를 제어하고, 이로써 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합되기 전에 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 높은 압력값(P1)이 되게 한다.
작업 롤(14, 15) 사이로 압연재(S)의 결합 시에 유압 실린더(21, 23)의 작동 유압(P1), 및 작업 롤(14, 15)에 의한 압연재(S)의 압연 동안 유압 실린더(21, 23)의 작동 유압(P2)은 압연 토크 및 판 통과 속도에 따라 설정되고, 만일 희망한다면, 압연재(S)의 두께 또는 폭에 따라 설정될 수 있다.
그런 후, 제1 마무리 압연기(101)에 의한 압연재(S)의 압연이 거의 완료되고, 단부 검출 센서(40)는 압연재(S)의 후단부를 검출한다. 그런 후, 로드 셀(39)이 압연에 대항하는 반력의 변화(하강)를 검출한 때, 압연재(S)의 후단부가 제1 압연기(101)를 떠났음이 결정된다. 압연재(S)의 후단부가 제1 압연기(101)를 떠났음이 결정된 시간(t6)에서, 제어 장치(30)는 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 하강시키기 위해 유압 장치(29)를 제어한다.
본 실시예의 압연기와 이의 작동 방법에서, 전술한 바와 같이 압연재(S)의전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합되기 전에, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 높은 압력값(P1)으로 설정되어, 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상에 작용하는 가압력은 높아진다. 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이에 완전히 결합된 후, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 낮은 압력값(P2)으로 설정되어, 이로써 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상의 가압력은 낮아진다.
따라서, 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합된 때 발생되는 충격력, 즉 작업 롤(14, 15) 및 지지 롤(18, 19)을 반송 방향의 상류 또는 하류측으로 이동시키는 힘은 유압 실린더(21 내지 28)에 의해 완화될 수 있어, 판 두께의 정확성은 증가될 수 있다. 더욱이, 압연 중에 하우징(11) 또는 작업 롤(14, 15)에서 일어나는 압연기 진동은 방지될 수 있어서, 판의 통과는 개선되고 고효율 압연이 성취될 수 있다.
[제2 실시예]
제2 실시예에 따른 압연기 작동 방법에서, 제어 장치(30)는 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15) 사이를 통과하기 전에 유압 실린더(21 내지 28)에 의한 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상의 가압력이 높게 설정되고 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이를 통과한 후 가압력이 낮게 설정되도록 유압 장치(29)를 제어한다.
즉, 도3 및 도5에 도시된 바와 같이, 압연기(101)에 의한 압연재(S)의 압연이 거의 완료되고, 그리고 단부 검출 센서(40)가 압연재(S)의 후단부를 검출한다. 이 경우, 제어 장치(30)는 단부 검출 센서(40)에 의한 검출 후의 소정의 시간, 시간(t6)에서 유압 장치(29)를 제어하고, 이로써 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 상승시킨다. 시간(t7)에서, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 높은 압력값(P3)(P1> P3)에 도달한다. 시간(t8)에서, 압연재(S)의 후단부는 작업 롤(14, 15) 사이로부터 외향으로 나온다. 이 때, 압연재(S)의 후단부는 불충분하게 유지될 수 있기 때문에 판의 사행 운동 또는 좌굴 또는 휨이 일어나기 쉽다. 그러나, 압연재(S)의 후단부는 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압(P3) 하에서 쉽게 유지되어 압연재(S)는 적절하게 반송된다. 로드 셀(39)이 압연에 대항하는 반력의 감소를 검출한 때, 압연재(S)의 후단부가 압연기(101)를 떠난 것으로 판단된다. 시간(t9)에서, 제어 장치(30)는 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 낮추도록 유압 장치(29)를 제어한다.
본 실시예의 압연기와 이의 작동 방법에서, 전술한 바와 같이 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15)을 떠나기 전에, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 높은 압력값(P3)으로 설정되어, 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상의 가압력은 높아진다. 압연재(S)가 작업 롤(14, 15)을 완전히 떠난 후, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 낮춰진다. 따라서, 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15)로부터 결합해제될 때 발생하는 좌굴, 휨 또는 사행 운동은 억제될 수 있고, 그리고 판 두께의 정확성은 증가된다.
제1 실시예에서와 같이, 제2 내지 제6 마무리 압연기(102 내지 106)는 전 단계의 대응 압연기(101 내지 105) 상에 장착된 로드 셀(39)을 단부 검출 센서로 사용하고, 압연에 대항하는 반력의 증가에 기초하여 압연재(S)의 전단부의 위치를 결정한다.
[제3 실시예]
제3 실시예에 따른 압연기 작동 방법에서, 제어 장치(30)는 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15) 사이를 통과하기 전에 유압 실린더(21 내지 28)에 의한 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상의 가압력이 높게 설정되고, 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이를 통과하고 그리고 다음 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이에 완전히 결합한 후에 이 가압력이 낮게 설정되도록 유압 장치(29)를 제어한다.
즉, 도3 및 도6에 도시된 바와 같이, 압연기(101)에 의한 압연재(S)의 압연이 거의 완료되고, 그리고 단부 검출 센서(40)가 압연재(S)의 후단부를 검출한다. 이 경우, 제어 장치(30)는 시간(t6)에서 유압 장치(29)를 제어하고, 이로써 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 상승시킨다. 시간(t7)에서, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 높은 압력값(P3)에 도달한다. 시간(t8)에서, 압연재(S)의 후단부는 작업 롤(14, 15) 사이로부터 빠져 나온다. 이 때, 압연재(S)의 후단부는 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압(P3) 하에서 쉽게 유지되어 압연재(S)는 적절하게 반송된다. 로드 셀(39)이 압연에 대항하는 반력의 증가를 검출하고, 따라서 압연재(S)의 후단부가 압연기(101)를 떠나고 다음 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14,15) 사이에 완전히 결합되었는 지를 판단한다. 시간(t9)에서, 제어 장치(30)는 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압을 낮추고 이를 소정의 낮은 압력(P2)에서 유지하도록 유압 장치(29)를 제어한다.
본 실시예의 압연기와 이의 작동 방법에서, 전술한 바와 같이 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15)로부터 해제되기 전부터 다음 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이로의 결합의 완료까지 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압은 높은 압력값(P3)으로 설정되어, 이로써 롤 초크(12, 13, 16, 17) 상의 가압력은 높아진다. 따라서, 제어 장치(30)에 의한 유압 실린더(21 내지 28) 및 유압 장치(29)의 잦은 작동 제어가 불필요해지고, 작동 장치(30), 유압 장치(29) 및 유압 실린더(21 내지 28)의 내구성이 증가될 수 있다. 또한, 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합될 때 발생하는 충격력도 감소될 수 있다. 더욱이, 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15)로부터 떠날 때 발생하는 좌굴, 휨 또는 사행 운동은 억제될 수 있고, 그리고 판 두께의 정확성은 증가된다.
마무리 압연 설비에서, 압연재(S)는 일반적으로 선행 그리고 후속 압연기에 의해 가해지는 종방향으로의 장력과 함께 두께 방향으로 나사식 하강력을 부과함으로써 소정의 정확도를 갖는 판 두께로 압연된다. 그러나, 충분한 장력(tension)이 압연재(S)의 전단부 및 후단부에 인가될 수 없다. 따라서, 이들 부분은 높은 정확도의 판 두께를 보장하지 못하고, 스크랩(scrap)으로 취급된다. 본 실시예에서는 일반적으로 스크랩을 감소되는 압연재(S)의 전단부가 작업 롤(14, 15) 사이에 결합되거나, 또는 일반적으로 스크랩으로 감소되는 압연재(S)의 후단부가 작업 롤(14, 15)로부터 해제될 때, 유압 실린더(21 내지 28)의 작동 유압이 작업 롤(14, 15) 및 지지 롤(18, 19) 상에 가해지는 충격력을 감소시키도록 증가된다. 그러므로, 제품이 되는 압연재(S)의 영역은 손상되지 않고, 압연재(S)가 작업 롤(14, 15) 사이에서 결합되거나 해제될 때 충격이 용이하게 억제될 수 있다. 결과적으로, 판 두께의 정확성은 증가될 수 있다.
전술된 실시예에서, 유압 실린더(21 내지 28)는 압연 롤로서 작업 롤(14, 15) 및 지지 롤(18, 19)에 대해 배치되었다. 그러나, 유압 실린더는 작업 롤(14, 15)에만 배치되거나 또는 유압 실린더는 지지 롤(18, 19)에만 배치될 수 있다. 더욱이, 유압 실린더(21 내지 28)는 하우징(11)의 입구측 및 출구측 상에 배치되었지만, 유압 실린더는 입구측과 출구측 중 하나에 배치될 수 있다.
개별 실시예에서, 가압 수단은 오직 유압 실린더(21 내지 28)이다. 그러나, 수축부는 유압 장치(29)와 유압 실린더(21 내지 28)의 유압 펌프를 연결하는 유압 공급 및 배출 파이프 내에 제공될 수 있다. 압연 중 롤 초크(12, 13, 16, 17)는 이러한 상태에서 유압 실린더(21 내지 28)에 의해 하우징(11)에 대항하여 가압될 수 있다. 그 결과, 롤 초크(12, 13, 16, 17)와 하우징(11) 사이의 갭은 수평 동적 강성을 증가시키도록 제거될 수 있다. 결과적으로, 압연기 진동은 고효율의 압연을 이루도록 억제될 수 있다.
또한, 본 발명의 압연기 및 이를 작동시키기 위한 방법은 바람직하게는 일반적인 종래의 압연기뿐만 아니라 교차(cross) 압연기 및 샤프트 압연기에도 사용된다.
본 발명이 전술된 방식으로 설명되었지만, 본 발명은 그에 의해 제한되지 않고 많은 다른 방식으로 변경될 수 있다. 이러한 변경은 본 발명의 범위와 기술 사상을 벗어나지 않은 것으로 간주되지 않으며, 당업자에게 명백한 모든 이러한 변경은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도되었다.
본 발명에 따라, 압연재가 압연 롤들 사이에서 결합될 때 발생하는 충격력을 억제함으로써 압연된 재료의 판 두께의 정확성을 증가시킬 수 있는 압연기와 압연기 작동 방법이 제공된다.

Claims (9)

  1. 하우징과,
    상기 하우징에 롤 초크를 거쳐 회전 가능하게 지지되는 상부 및 하부 압연 롤과,
    상기 하우징의 상부에 제공되어 상기 압연 롤에 소정의 압력을 인가하도록 구성된 나사식 하강 수단과,
    상기 하우징에 대항하여 상기 롤 초크를 가압하기 위해 압연재의 반송 방향을 따라 롤 초크를 추진하기 위한 가압 수단과,
    주행하는 압연재의 단부를 검출하기 위한 단부 검출 수단과,
    상기 압연 롤에 의한 압연력을 검출하기 위한 압연력 검출 수단과,
    상기 단부 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여 압연 롤 사이의 압연재의 결합 전에 상기 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하고 상기 압연력 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여 압연재의 결합 후에 압연력을 낮은 값으로 설정하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 단부 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여 상기 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 전에 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 압연력 검출 수단에 의한 검출의 결과에 기초하여 상기 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 후에 가압 수단에 의한 압연력을 낮은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 압연기가 일렬로 배열되고, 후속 단계의 압연기는 전 단계의 압연기에 장착된 압연력 검출 수단을 단부 검출 수단으로 사용하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  5. 하우징, 상기 하우징에 의해 롤 초크를 거쳐 회전 가능하게 지지되는 상부 및 하부 압연 롤, 소정의 압력을 압연 롤에 인가하기 위해 하우징의 상부에 제공된 나사식 하강 수단 및 하우징에 대항하여 롤 초크를 가압하기 위해 압연재의 반송 방향을 따라 롤 초크를 추진하기 위한 가압 수단을 포함한 압연기를 작동시키는 방법이며,
    압연재가 압연 롤들 사이에 결합된 때 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 작동 방법.
  6. 제5항에 있어서, 압연기 롤들 사이의 압연재의 결합 후에 가압 수단에 의한 압연력을 낮은 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 전에 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 작동 방법.
  8. 제7항에 있어서, 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 후에 가압 수단에 의한 압연력을 낮은 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 압연기 작동 방법.
  9. 제5항에 있어서, 압연 롤들 사이로부터 압연재의 후단부의 통과 전부터 압연 롤들 사이에서 다음 압연재의 결합의 완료까지 가압 수단에 의한 압연력을 높은 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기 작동 방법.
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