KR20030052421A - 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치에 관한 것으로, 조질압연기의 스트립 출측 인접위치의 통판 스트립 하측에서 그 하단면에 접촉가능하게 배치되고 승하강가능하게 설치된 교정롤과; 상기 교정롤과 이격되어 설치되며 스트립을 사이에 두고 상호 교호되면서 스트립의 상단면을 가압하도록 고정배치된 고정롤과; 상기 고정롤과 거리를 두고 떨어져 배치되고 전자석을 이용하여 비접촉방식으로 통판 스트립의 형상을 측정하는 쉐이프메터와; 상기 쉐이프메터와 고정롤 사이의 스트립 상측에 설치되고 스트립의 길이방향 반곡을 측정하여 상기 교정롤의 승하강정도를 조절하는 반곡측정부와; 상기 쉐이프메터의 형상 측정값에 따라 승하강되면서 스트립의 폭방향으로 부분적인 장력을 부여할 수 있도록 조질압연기의 입측 스트립 하부에 설치되고 그 하단면과 접촉가능하게 배치된 다수의 보조롤을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 조질압연기에서 스트립에 걸리는 장력분포를 측정하고 이를 피이드백하여 스트립의 반곡 및 형상을 보정할 수 있게 된다.

Description

조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치{SUPPLEMENTARY EQUIPMENT FOR MEASUREMENT AND IMPROVEMENT OF STRIP FLATNESS IN SKIN PASS MILL}

본 발명은 조질압연기에서 스트립에 걸리는 장력분포를 측정하고 이를 피이드백하여 스트립의 반곡 및 형상을 보정할 수 있도록 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치에 관한 것이다.

조질압연(Skin Pass Rolling)은 생산된 압연스트립의 기계적성질 개선, 제품표면에의 조도부여, 판의 형상교정 등을 위해 실시되는 대단히 중요한 공정이다.

따라서, 조질압연재는 일반적인 냉간압연재와는 달리 매우 얇고 최고 2% 정도로 매우 적은 연신을 가지므로 특히, 조질압연기는 스트립의 연신율을 확보함과 동시에 판의 형상을 교정할 수 있는 능력이 있어야 한다.

이를 위하여, 조질압연에서는 연신율 모드제어 또는 롤 포스(roll force) 모드제어를 통하여 목표 연신율을 확보하고, 형상은 벤더를 이용하여 교정하고 있는 실정이다.

형상을 검출하는 방법은 로드셀이 부착되어 있는 접촉식 롤을 장착하여 압력의 폭 방향분포로부터 폭 방향 연신율 편차를 측정하는 방법과 전자석을 이용하여 비접촉식으로 연신율을 측정하는 방법이 사용되고 있다.

최근에는 접촉실 롤의 한계성 때문에 비접촉방식을 주로 사용하고 있는데, 이러한 비접촉식 방식에서 쉐이프메터(shape meter)를 사용할 경우 스트립과 측정장치 사이의 거리가 매우 중요하므로 반곡(스트립이 폭방향으로 휘어지는 현상)이 존재할 때에는 측정값의 신뢰도가 매우 떨어진다.

따라서, 이러한 반곡값을 보정해 줄 수 있는 장치가 요구되며, 또한 쉐이프메터로부터 측정된 형상값을 바탕으로 워크롤의 벤더를 이용하여 형상을 교정하지만 벤더만으로는 교정능력에 한계가 있고, 판 가장자리나 판 중앙에 웨이브가 있는경우가 아닌 1/4지점에 웨이브가 있는 경우에는 교정이 불가능하다는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 쉐이프메터로부터 검출된 형상값을 피이드백 받아 조질압연기 직전에 설치된 보조롤을 이용하여 스트립의 형상을 교정할 수 있도록 한 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 설치상태를 보인 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명 장치를 구성하는 보조롤의 상세 단면도,

도 3은 본 발명 장치를 구성하는 보조롤의 설치상태 개략 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고무 2 : 지지브라켓

3 : 작동실린더 4 : 하우징

7 : 스트립 8 : 보조롤

9 : 조질압연기 10 : 교정롤

11 : 고정롤 12 : 쉐이프메터

13 : 반곡측정부

본 발명의 상기한 목적은 조질압연기의 스트립 출측 인접위치의 통판 스트립 하측에서 그 하단면에 접촉가능하게 배치되고 승하강가능하게 설치된 교정롤과; 상기 교정롤과 이격되어 설치되며 스트립을 사이에 두고 상호 교호되면서 스트립의 상단면을 가압하도록 고정배치된 고정롤과; 상기 고정롤과 거리를 두고 떨어져 배치되고 전자석을 이용하여 비접촉방식으로 통판 스트립의 형상을 측정하는 쉐이프메터와; 상기 쉐이프메터와 고정롤 사이의 스트립 상측에 설치되고 스트립의 길이방향 반곡을 측정하여 상기 교정롤의 승하강정도를 조절하는 반곡측정부와; 상기 쉐이프메터의 형상 측정값에 따라 승하강되면서 스트립의 폭방향으로 부분적인 장력을 부여할 수 있도록 조질압연기의 입측 스트립 하부에 설치되고 그 하단면과 접촉가능하게 배치된 다수의 보조롤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치를 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 작동관계를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 장치의 설치상태를 보인 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명 장치중 보조롤의 구조를 보인 단면도이며, 도 3은 본 발명 장치중 보조롤의 설치상태를 보인 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 따르면, 본 발명은 크게 형상 측정부분과 형상 교정부분으로 대별된다.

쉐이브메터(12)는 형상검출기로서 형상측정 전후의 스트립(7)에는 항상 높은 장력이 걸려 있으므로 장력이 걸려있을 때에는 평평해 보이지만 장력이 제거되면 길이 방향으로 웨이브를 갖고 되며, 이 웨이브의 정도를 측정하는 기능을 담당한다.

특히, 비접촉식 쉐이브메터를 통한 형상 측정방법은 스트립(7)의 폭 방향으로 다수의 전자석을 장착하고 일정한 주기로 판을 당길때 당겨온 거리를 측정하여 폭 방향 연신율을 값으로 환산한다.

즉, 스트립(7)의 수직방향으로 힘을 가하여 수평방향의 연신율을 측정하는 방법으로서, 이때 중요한 환경요인 가운데 하나는 스트립(7)을 당기기 전에는 스트립(7)과 쉐이브메터(12) 사이의 거리가 일정해야 한다는 것이다.

그러나, 조질압연기(9)를 통과한 스트립(7)에는 이전 공정에서 반복되는 굽힘작용을 통해 내재된 반곡 성분을 가지고 있는 바, 즉 장력이 걸려 있는 경우에도 아무런 교정수단이 없는 경우에는 폭 방향으로 쉐이브메터(7)와 일정한 거리를 유지하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

그럴 경우, 측정값의 신뢰도가 많이 떨어지므로 본 발명에서는 반곡 측정수단(13)과 교정롤(10)을 이용하여 쉐이브메터(12) 부분에서 반곡이 발생하지 못하도록 처음부터 반곡을 제거할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 반곡정도를 측정하는 장치로 조질압연기(9)의 스트립(7) 출구측에 설치된 고정롤(11)과 쉐이프메터(12) 사이의 스트립(7) 상측에 반곡측정부(13)를 설치한다.

상기 반곡측정부(13)는 공지된 거리측정장치(예컨대, 레이저광을 발사하고 그 반사광을 수광하여 그에 소요되는 시간을 측정함으로써 거리를 산출하는 방식이나 혹은 초음파를 이용하여 동일방식으로 행하는 방식 등 다양)를 통해 스트립(7) 표면과 반곡측정부(13) 사이의 거리를 스트립(7)의 폭방향으로 측정하고 그 거리편차를 통해 스트립(7)의 반곡정도를 판단하게 된다.

아울러, 상기 고정롤(11)과 조질압연기(9) 사이, 즉 조질압연기(9)의 스트립(7) 출측 인접위치에는 교정롤(10)이 구비된다.

상기 교정롤(10)은 공,유압실린더(미도시)에 의해 승하강 가능하게 설치되며, 스트립(7)을 사이에 두고 고정롤(11)과 교호되게 배치된다.

따라서, 상기 반곡측정부(13)를 통해 측정된 반곡정도에 따라 상기 교정롤(10)이 승하강되면서 고정롤(11)과 교정롤(10) 사이에 위치된 스트립(7)이 장력을 조절함으로써 쉐이프메터(12)로 하여금 보다 정확한 스트립(7)의 형상을 측정할 수 있도록 하여 준다.

즉, 반곡이 제거된 상태에서 형상을 검출하게 되면 매우 신뢰도 높은 측정값을 얻을 수 있는 것이다.

한편, 연신이 스트립(7)의 가장자리에 비하여 중앙부에서 많이 일어나면 센터 웨이브가 발생하게 되고, 반대의 경우에는 에지 웨이브가 유발된다.

아울러, 스트립(7)에는 높은 장력이 걸려 있으므로 장력분포는 연신이 많이 일어난 부분에서 적은 장력이 걸리고, 연신이 적게 일어난 부분에서 높은 장력이 걸리므로 검출된 형상값을 조질압연기(9)의 전방에 설치된 보조롤(8)로 전송하여 연신이 적게 일어난 부분에 높은 장력이 걸리도록 상기 보조롤(8)의 높이를 결정하면 연신율 차이를 줄일 수 있게 된다.

이때, 보조롤(8)은 롤 자국이 남지 않도록 롤의 외표면에 고무를 덧씌움이 바람직하다.

상기 보조롤(8)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스트립(7)이 통판되는 라인의 조질압연기(9) 선단, 즉 스트립(7)의 입측 바닥면에 하우징(4)이 배치된다.

상기 하우징(4)의 내부에는 작동실린더(3)가 내장되며, 상기 작동실린더(3)에는 로드셀(미도시)과 같은 하중을 측정할 수 있는 센서가 부설된다.

상기 로드셀은 PLC 혹은 마이크로프로세스와 같은 장력제어부(6)와 리드선(5)에 의해 전기적으로 연결되고, 작동실린더(3)의 실린더로드 선단에는 지지브라켓(2)이 고정된다.

상기 지지브라켓(2)에는 롤이 회전가능하게 설치되는 바, 상기 롤 표면에는 고무(1)가 코팅되거나 혹은 롤 자체를 고무로 형성함이 바람직하다.

따라서, 반곡이 제거된 상태로 측정된 쉐이프메터(12)에 의해 스트립의 형상정보에 따라 상기 장력제어부(6)는 스트립(7)의 폭방향으로 배치된 다수의 보조롤(8)중 해당 형상에 맞추어 보조롤(8)의 승하강 정도를 조절함으로써 스트립(7)의 폭방향 웨이브를 교정할 수 있게 된다.

이때, 상기 보조롤(8)이 스트립(7)을 떠받치면서 생기는 장력은 로드셀에 의해 측정되며, 이 로드셀에 의해 측정된 하중값을 쉐이브메터(12)로부터 피이드백된 신호와 비교하여 상기 장력조절부(6)에서는 보조롤(8)의 승하강 정도를 조절하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 교정롤을 통해 스트립의 길이방향 반곡을 제거함으로써 쉐이프메터를 통해 스트립의 형상을 보다 정확하게 측정한 후 그 형상측정값을 통해 조질압연기의 스트립 입측에서 스트립에 가하는 장력을 조절하여 스트립의 폭방향으로 발생되는 웨이브를 보정할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 조질압연기(9)의 스트립(7) 출측 인접위치의 통판 스트립(7) 하측에서 그 하단면에 접촉가능하게 배치되고 승하강가능하게 설치된 교정롤(10)과;

   상기 교정롤(10)과 이격되어 설치되며 스트립(7)을 사이에 두고 상호 교호되면서 스트립(7)의 상단면을 가압하도록 고정배치된 고정롤(11)과;

   상기 고정롤(11)과 거리를 두고 떨어져 배치되고 전자석을 이용하여 비접촉방식으로 통판 스트립(7)의 형상을 측정하는 쉐이프메터(12)와;

   상기 쉐이프메터(12)와 고정롤(11) 사이의 스트립(7) 상측에 설치되고 스트립(7)의 길이방향 반곡을 측정하여 상기 교정롤(10)의 승하강정도를 조절하는 반곡측정부(13)와;

   상기 쉐이프메터(12)의 형상 측정값에 따라 승하강되면서 스트립(7)의 폭방향으로 부분적인 장력을 부여할 수 있도록 조질압연기(8)의 입측 스트립(7) 하부에 설치되고 그 하단면과 접촉가능하게 배치된 다수의 보조롤(8)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보조롤(8)은 상기 스트립(7)의 하단면과 접촉되는 롤 표면에 고무(1)가 코팅되거나 혹은 롤 자체가 고무로 형성된 것을 특징으로 하는 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 보조롤(8)은 로드셀을 내장한 작동실린더(3)에 의해 승하강동작되는 것을 특징으로 하는 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한 보조장치.