KR20070057162A

KR20070057162A - 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 정밀하게위치 결정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070057162A
Application number: KR1020077004980A
Authority: KR
Inventors: 빌 호르스트 폰; 울리히 첸츠; 프랑크 묀스테르스
Original assignee: 에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2005-08-06
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2007-06-04
Also published as: CN100540182C; JP2008519276A; US20080006386A1; WO2007017030A1; KR100864610B1; ES2342108T3; RU2007110487A; RU2354472C2; TW200722199A; EP1768798B1; DE102005037138A1; US7537045B2; CA2577765A1; ATE462513T1; CN101018629A; DE502006006560D1; TWI344876B; CA2577765C; UA89203C2; ZA200701373B

Abstract

본 발명은 압연 장치 혹은 주조 장치(1)에서 상호 간에 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)를 상호 간에 상대적으로 정밀하게 위치 결정하기 위한 위치 결정 방법에 관한 것이다. 상기 롤러 혹은 롤 부재들의 신속하면서도 정밀한 정렬을 가능케 하기 위해, 본 발명에 따라, 측정 장치(5)를 이용하여 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4) 각각에 배치된 적어도 3개의 기준점(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 측정되며, 그리고 측정 결과에 따라서, 상기 기준점들(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 가능한 한 최대한 사전 지정된 값들과 일치하는 방식으로, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)에 제공되는 조정 부재들(10, 11, 12)이 작동되되, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 측정점들(6, 7, 8, 9)은 상기 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 지지 부재(13)에 직접 혹은 간접적으로 배치된다. 또한, 본 발명은 특히 상기 위치 결정 방법을 실행하기 위한 압연 장치 혹은 주조 장치에 관한 것이다.

위치 결정 방법, 압연 장치, 주조 장치, 롤 부재, 조정 부재, 측정 장치, 기준점, 이격 거리

Description

상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 정밀하게 위치 결정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRECISELY POSITIONING A NUMBER OF INTERACTING ROLLER OR ROLL ELEMENTS}

본 발명은 압연 장치 혹은 주조 장치에서 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 상호 간에 상대적으로 정밀하게 위치 결정하기 위한 위치 결정 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재들을 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치에 관한 것이다.

특히 연속 주조 시스템에서, 상호 작용하는 다수의 롤 부재들을 상호 간에 상대적으로 가능한 한 정밀하게 정렬시켜야 하고, 롤 부재들은 정렬된 상태에서 주조될 금속 스트랜드를 위한 캐스팅 보 구간(Gieβbogenabschnitt)을 형성한다.

정렬을 실행하기 위해, 경위의(Theodoliten), 레벨링 장치 및 규준틀(Schnurgeruesten)을 이용한 측정을 통해 개별 부재들의 위치를 측정하는 점은 공지되었다. 이때, 대부분, 이상적인 시스템 기준선에 상대적으로, 다시 말해 일반적으로 스트랜드의 후방 에지의 정렬선에 상대적으로 고정되지 않는 기준 표시가 관련된다(열적 팽창, 기초 침하). 각각의 개별 측정으로 측정점의 3개의 공간 좌표 중 오로지 2개의 공간 좌표만이 제공된다. 공간 내 한 지점의 완전한 결정은 대부분 수작업으로 포켓용 계산기를 이용하여 실행되는 상호 상관관계(Kreuzkorrelation)를 통해 이루어진다.

광학 측정 후에 제어를 위해, 종종 형판(Schablonen)을 이용하여 세그먼트 전환부들이 재측정된다. 이때 롤 레이아웃으로부터 기대되는 결과들 간에, 다시 말해 이론적인 설정 위치들, 측정된 측정 결과들 그리고 제어에 따른 결과들 간에 빈번하게 불일치가 나타난다.

롤러 혹은 롤 부재의 개별 위치들의 최적의 보정(이상적 위치 - 측정 - 제어)을 달성하기 위해, 매우 높은 비용이 요구된다. 전형적으로 하나의 연속 주조 시스템의 모든 롤 부재들을 정렬하기까지 약 2주가 소요된다. 그 외에도 결함이 있는 정렬이 항시 충분하게 회피될 수도 없으며, 이는 결과적으로 품질 문제 및 생산 제한을 야기한다. 연속 주조 시스템의 개별 롤 부재들의 부적합한 정렬은 결과적으로 그에 상응하게 높은 비용을 야기한다.

이른바 재조정을 통해 롤 부재들의 식별된 결함 위치들, 특히 식별된 전환부 결함들을 제거하기 위해, 개별 롤 부재들(세그먼트)은 크레인 혹은 조작기를 이용하여 탈거하여 또 다른 장소에 설치해 두어야 한다. 그런 다음 위치 결정하는 역할을 하는 충진판 세트(Futterblechpakete)를 분해하고 교체하고 재장착 및 고정한다. 그런 후에, 세그먼트를 재차 장착할 수 있다. 종종 오로지 하나의 크레인 혹은 조작기만이 가용하기 때문에, 모든 세그먼트를 차례로 연이어서 정렬하여야 한다. 세그먼트 당 시간 소요는 적어도 2시간 내지 3시간이며, 특히 새로이 장착했거나 재장착할 시에 각 스트랜드 당 세그먼트는 15개까지 정렬하여야 한다.

FR 26 44 715에 따라서는, 주조 시스템의 다수의 롤을 정렬하기 위해 레이저 빔이 이용되고, 장치의 개별 부재들에서 레이저 빔까지의 이격 거리가 측정된다. 다시 말해 레이저 빔은 거의 측연선(Lot)으로서 이용된다. 유사한 해결 방법은 US 4,298,281에서도 개시된다.

DE 101 60 636 A1으로부터는 연속 주조 시스템의 스트랜드 가이드에서 주조 갭을 설정하기 위한 방법이 개시된다. 이에 따라, 간소한 방식으로 측정, 결함의 검출과 결함 없는 주조 개시를 가능케 하기 위해서, 주조 갭은 주조 개시 전에 스트랜드 두께의 이상적인 특성 곡선에 따라 위치 측정 시스템을 통해 설정된다. 주조 개시 후에는, 작동 하중 하에서도 연속적으로 변경 없이 진행되는 주조 갭이 설정된다. 그러나 이 참증 인용물에서도 주조 시스템의 개별 세그먼트들을 세팅하기 위한 특별한 조치는 기술되지 않았다.

롤들의 정렬을 검사하기 위해 캐스팅 보 구간을 따라 실시하는 연속 주조 시스템의 개별 롤들의 이격 거리 측정은 JP 55070706 A로부터 개시되었다.

US 3,831,661에 따라서는, 연속 주조 장치의 다수의 세그먼트를 정렬할 시에, 개별 세그먼트들은 기준 표시를 구비하며, 인접한 세그먼트들의 상대 위치를 검사하기 위해 상기한 기준 표시에 게이지가 안착될 수 있다.

2개의 기계부, 특히 롤들을 상호 간에 상대적으로 정렬하는 문제와 결부된 추가의 해결 방법은 EP 0 075 550 B1, EP 222 732 B1, EP 0 868 649 B1, FR 2 447 764 A, CH 583 598 및 DE-AS 27 20 116으로부터 공지되었다.

구체적으로 정리하면, 압연 장치 혹은 주조 장치의 개별 롤러 혹은 롤 부재 들을 정렬 내지 세팅하기 위한 기존의 방법 및 그에 해당하는 장치들의 단점은, 특히 시스템의 재장착 혹은 유지 보수 작업 후 세팅에 소요되는 시간이 매우 오래 걸린다는 점에 있다. 그만큼 시스템의 가용성은 낮아지며, 이는 높은 운영 비용으로 이어진다. 또한, 개별 부재들의 정렬 시에 필요할 수 있는 정밀도는 부분적으로 불충분하며, 그럼으로써 결과적으로 제품 품질 역시 최적으로 달성되지 못한다. 또한, 부재들을 상호 간에 상대적으로 최적화하여 정렬하지 못함에 따라, 공정 신뢰도는 매우 감소하고 결함 민감성은 상승한다.

비록 종래 기술의 다양한 해결 방법들은 부분적으로 개선된 결과를 제공하기는 하지만, 그러나 그 해결 방법들은 정량적으로 고품질의 제조와 롤러 혹은 롤 부재들의 신속하면서도 효율적인 세팅에는 적합하지 못하다.

본 발명의 목적은 압연 장치 혹은 주조 장치의 롤러 혹은 롤 부재들을 정렬하기 위한 종래 기술의 해결 방법들의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 최초에 언급한 종류의 방법 및 장치에 있어서, 전술한 종래 기술의 단점들이 제거되는 방식으로 상기 방법 및 장치를 개선하는 것에 있다. 다시 말해 상기 목적은 세그먼트들의 정렬 및 세팅이 대폭 간소화되고 더욱 정확하게 이루어질 수 있도록 하며, 그럼으로써 이를 위해 지금까지 소요된 시간의 본질적인 부분을 절감할 수 있도록 하는 것에 있다.

상기 목적은, 방법과 관련하여 본 발명에 따라, 측정 장치를 이용하여, 롤러 혹은 롤 부재들의 각각에 직접 혹은 간접적으로 배치되는 적어도 3개의 기준점들과 상기 측정 장치 사이의 이격 거리가 측정되며, 그리고 측정 결과에 따라, 기준점들과 측정 장치 사이의 이격 거리들이 가능한 최대한 사전 지정된 값들과 일치하는 방식으로, 각각의 롤러 혹은 롤 부재에 장착된 조정 부재들이 작동되고, 각각의 롤러 혹은 롤 부재의 측정점들은 롤러 혹은 롤 부재의 지지 부재에 직접 혹은 간접적으로 배치됨으로써 달성된다.

롤러 혹은 롤 부재 당 최소한 3개의 기준점들을 제공함으로써, 롤러 혹은 롤 부재의 공간상 위치 및 정렬을 간단한 방식으로 결정하고, 그렇게 산출된 위치가, 각각의 개별 세그먼트의 최적의 위치가 달성되는 방식으로, 조정 부재들을 작동시킴으로써 변경될 수 있다.

이때 바람직하게는 연속 주조 시스템의 세그먼트들을 정밀하게 정렬시키기 위한 방법이 이용된다. 이러한 경우, 측정 장치는 바람직하게는 대략 연속 주조 시스템의 캐스팅 보 구간의 중심점에 배치된다.

개선된 일 실시예에 따라, 롤러 혹은 롤 부재들의 정밀한 위치 결정을 위해 요구될 때, 다수의 기준점이 측정 장치를 이용하여 측정되며, 그리고 조정 부재들의 적어도 일부의 작동은 모든 측정점으로부터 획득된 보상 함수에 따라 이루어진다. 보상 함수는 바람직하게는 1차식이거나 다항식일 수 있는 회귀 함수이다; 물론 또 다른 종류의 회귀 함수, 예컨대 지수 함수도 가능하다. 다시 말해, 이와 같은 발명의 사고의 개선에 따라, 회귀 함수는 측정 데이터를 분석하기 위한 통계 방법으로서 이용된다. 그에 따라, 이른바 "단방향성" 통계적 의존성, 다시 말해 통계적 원인-결과 관계는 회귀 함수에 의해 기술되어야 한다. 그로 인해 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 위치 결정 시에 "신뢰 조치(Vertrauensmaβe)"가 제공된다(이하 참조).

상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재를 구비한 압연 장치 혹은 주조 장치는, 본 발명에 따라, 각각의 롤러 혹은 롤 부재가 지지 부재를 포함하며, 이 지지 부재에는 직접 혹은 간접적으로 적어도 3개의 기준점이 배치되고, 압연 장치 혹은 주조 장치는 또한 측정 장치를 포함하거나 혹은 압연 혹은 주조 장치 내에 측정 장치가 내장될 수 있으며, 이 측정 장치는, 측정 장치 자신과 기준점들 사이, 또는 사전 지정된 방향과 기준점들 사이의 이격 거리 및/또는 각도 측정을 실행하기에 적절한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 롤러 혹은 롤 부재들은 연속 주조 시스템의 세그먼트이다. 이들 세그먼트들은 바람직하게는 적어도 2개의 롤러 혹은 롤을 포함한다.

측정 장치는 특히 레이저 트래커로서 혹은 타키미터(Tachymeter)로서 구현된다.

레이저 트래커는 높은 정밀도로 이격 거리 측정을 실행하는 고정밀성 운동학적 삼차원 측정 시스템을 이용한다. 적용을 위해 제공되는 타키미터는 정밀 장치로서 거리 및 위치를 정밀하게 측정한다. 여기서 바람직한 전자 타키미터는 목표 활동에 따라 자동으로, 예컨대 간섭법을 통해, 방향을 측정한다. 거리는 전자 거리 측정 장치에 의해 측정된다. 이때 방사되어 목표점에서 반사된 레이저 빔의 전파 시간 혹은 위상 변위가 측정된다. 레이저 빔의 반송파의 빛은 대개 광선 스펙트럼의 적외선 영역 혹은 근적외선 영역에 위치한다. 목표점에서 레이저 빔의 반사는 비추어진 대상의 표면에서 직접적으로 이루어지거나, 혹은 비추어진 프리즘에서 이루어진다. 방향 및 거리를 고려한 측정값 측정은 전자 방식으로 이루어진다.

기준점들은 바람직하게는 지지 부재에 직접 혹은 간접적으로 배치되는 볼로서 구현된다.

각각의 지지 부재에는 조정 부재들이 배치될 수 있고, 이들 조정 부재들을 이용하여 지지 부재는 자체의 수납부에 상대적으로 위치 결정되거나 변위 될 수 있다. 조정 부재들은 바람직하게는 지지 부재 자체의 수납부에 상대적인 지지 부재의 병진 변위를 허용한다. 또한, 조정 부재들은 적어도 하나의 공간축을 중심으로, 바람직하게는 가로축을 중심으로 이루어지는, 지지 부재 자체의 수납부에 상대적인 지지 부재의 회전을 허용한다.

조정 부재로서는 특히 충분히 공지된 기계 마운트(Maschinenschuhe)가 이용된다. 상기 기계 마운트는 적어도 하나의 (이중-) 웨지 부재(Keilelement)를 포함한다. 그로 인해 간단한 방식으로, 다시 말해 나사를 조이거나 풀음으로써 병진형 조정 운동이 생성될 수 있으며, 이 병진형 조정 운동은 지지 부재에서 기계 마운트의 배치에 따라서 지지 부재 자체의 수납부에 상대적인 지지 부재의 병진 운동 및/또는 회전 운동을 야기한다. 다시 말해 바람직하게는 하중 하에서도 크레인 혹은 조작기의 사용 없이 조정이 이루어질 수 있다. 이때 바람직하게는 조정 부재는 셀프 록킹 방식으로 고안된다.

제안한 처리 방법 및 장비를 이용하여, 본질적으로 간소화되고 더욱 빠른 방법으로 압연 장치 혹은 주조 장치의 개별 롤러 혹은 롤 부재들을 조정할 수 있으며, 그럼으로써 개별 롤러 혹은 롤 부재들은 상호 간에 상대적으로 최적의 위치에 위치할 수 있게 된다.

본 발명의 제안은 바람직하게는 연속 주조 시스템에 적용되기는 하지만, 예컨대 압연 공장 및 스트립 처리 라인용과 같은 또 다른 야금 제련 시스템용으로도 적용될 수 있다.

본 발명의 제안을 이용하여 무엇보다 획득한 측정 결과를 바탕으로 조정 계산을 이용하여 자기 준거(Selbstreferenzierung)를 실행할 수 있다. 그로 인해 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 상호 간에 상대적인 위치 결정의 신뢰도는 증가하며, 그리고 여분의 측정 변수들을 포함함으로써 "신뢰 조치"가 제공될 수 있는데, 다시 말하면, 예컨대 세그먼트 당 실제로 필요한 3개의 기준점 대신에 4개의 기준점이 고려된다. 그로 인해 바람직하게는 공간 내에서 몸체를 수학적으로 명확하게(정적으로 정지되게) 고정하기 위해 요구되는 것보다 더욱 많은 기준점이 이용된다. 제공되는 여분 조건은 특이성 오류를 감소시키며, 그리고 예컨대 표준 편차를 평가함으로써 소위 "신뢰 조치"를 제공하는 역할을 한다.

다시 말해 상기한 점에 한해서 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 설정값-실제값 보상을 위해 "이상적인" 롤 레이아웃은, 조정 계산(회귀)을 통해 측정 데이터 자체로부터 도출되는 곡선으로 대체된다. 여분 조건을 활용함으로써 결코 회피할 수 없는 측정 오류는 감소하고, 측정의 신뢰도는 정량화된다("신뢰 조치").

본 발명의 또 다른 관점은, 세그먼트를 위한 측정 과제가 2개의 부분 단계로 이루어질 수 있다는 점에 있다. 일측에서는 세그먼트 내 롤 트레인이 측정되고, 생산 공장 내에서 사전에 외부 기준점으로 전달된다. 그리고 타측에서는 시스템 측정이 기준점들의 측정으로 제한되며, 전달 정보들을 통해 정렬선이 재구성된다. 전체 비용은 전달을 통해 비록 극미하게 보다 높기는 하지만, 공장 작업 동안 연속 주조 시스템은 계속해서 생산을 할 수 있다. 세그먼트들의 상부 프레임은 시스템 측정을 위해 탈거할 필요가 없다.

또한, 측정 자체로부터 이루어지는 조정 계산을 이용하여 "가상의" 기준 좌표계를 구함으로써 시스템의 기초에 견고하게 고정되는 기준점들에 대한 관련성을 배제할 수도 있다. 이는 시스템 좌표 원점을 주조 플랫폼상에서 작업에 적합한 위치로 변환하는 복잡한 작업을 절감하는 효과를 가져 온다.

본 발명은 다음에서 도면에 도시된 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 연속 주조 시스템의 구성 요소들 중 2~3가지만을 이용하여 연속 주조 시스템을 도시한 개략적 측면도이다.

도 2는 도 1에 따른 연속 주조 시스템 중에서 3개의 롤 부재만을 도시한 확대 단면도이다.

도 3은 도 2에 따른 롤 부재들 중에서 하나의 개별 롤 부재만을 도시한 확대 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1: 압연 장치 혹은 주조 장치 2: 롤러 혹은 롤 부재

3: 롤러 혹은 롤 부재 4: 롤러 혹은 롤 부재

5: 측정 장치 6: 기준점

7: 기준점 8: 기준점

9: 기준점 10: 조정 부재

11: 조정 부재 12: 조정 부재

13: 지지 부재 14: 캐스팅 보 구간

15: 롤러/롤 16: 롤러/롤

17: 롤러/롤 18: 롤러/롤

19: 수납부 21: 몰드

a₆: 이격 거리 a₇: 이격 거리

a₈: 이격 거리 a₉: 이격 거리

α₆: 각도 α₇: 각도

α₈: 각도 α₉: 각도

M: 주조 보 구간의 중심점 x: 공간 방향

y: 공간 방향 α: 공간축

β: 공간축

도 1에는 주조 시스템(1)이 연속 주조 시스템의 형태로 도시되어 있다. 용융 금속 재료는 몰드(21)로부터 하부 방향을 향해 수직으로 배출되고, 그 재료의 이동은 캐스팅 보 구간(14)을 따라 점차 수직 방향에서 수평 방향으로 전환된다. 캐스팅 보 구간(14)은 다수의 롤 부재(2, 3, 4)에 의해 구성된다. 이들 롤 부재들(2, 3, 4)은, 캐스팅 보 구간(14)을 형성하는 방식으로 상호 간에 상대적으로 정렬된다. 도면에 대해 주지할 점에 따르면, 실제로 오로지 세그먼트 하부 프레임만이 도시되어 있으며, 그러나 이는, 기준선이 항시 "스트랜드의 후방 에지"라는 점에 한해서 정상적인 사항이다. 특히 바람직하게는 이하에서 기술되는 컨셉에 따라 시스템의 측정은 또한 장착된 상부 프레임을 이용하여서도 이루어질 수 있다.

캐스팅 보 구간(14)은 중심점(M)을 갖는다. 다시 말해 주조된 금속 스트랜드는 중심점(M)을 중심으로 4분원 형태로 수직 방향에서 수평 방향으로 진행한다.

중심점의 영역에는(반드시 정확하게 중심점일 필요는 없음), 레이저 트래커의 형태로 측정 장치(5)가 배치된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 롤 부재(2, 3, 4)는 적어도 3개의 기준점을, 본 실시예에 따라서는 4개의 기준점(6, 7, 8, 9)을 갖는다. 이들 기준점들은, 지지 부재(13)에 배치되는, 다시 말해 각각의 롤 부재(2, 3, 4)의 기초 구조물에 배치되는 측정 볼로서 구현된다. 개관의 용이성에 따라, 본 실시예에서는 측정 볼에 관해서 설명되지만, 더욱 정확하면서도 본질적으로 더욱 자세히 말하면 측정 볼 홀더에 관한 것이다. 이 측정 볼 홀더 내부에서 일시적으로 그리고 오로지 실질적인 측정 및 정렬 과정 동안만 측정 볼이 이용될 수 있다. 또한, 도 2에서 볼 수 있는 부재들(2, 3, 4)과 관련하여 주시할 점으로, 재차 세그먼트 하부 프레임만이 확인된다.

측정 볼 홀더 위에 측정 볼들을 배치하는 점 역시, 경우에 따르는 롤 마모와 시스템 내지 이 시스템의 기타 기하 구조 변화에 간단한 방법으로 목표한 바대로 반응할 수 있다는 관점에서 생각해 볼 수도 있다. 다시 말해 측정 볼 홀더는, 재조정 부재들을 통해 전술한 효과들을 보상할 수 있는 방식으로 고안될 수 있다.

도3으로부터 가장 잘 확인할 수 있듯이, 각각의 지지 부재(13)에는 다수의 롤 혹은 롤러(15, 16, 17, 18)가 회전 가능하게 장착된다. 지지 부재(13)와 그에 따른 모든 롤 부재(2)는 하나의 수납부(19)에 고정된다.

레이저 트래커(5)는, 자체 중심점(M) 영역 내 자체의 바람직한 배치를 바탕으로, 각각의 롤 부재(2, 3, 4)의 개별 기준점들(6, 7, 8, 9)에 대한 "시각적 확인"을 가능케 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 레이저 트래커는 기준점들(6, 7, 8, 9)에 대향하는 정확한 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)와 경우에 따라 각도(α₆, α₇, α₈, α₉)(도3 참조)를 측정할 수 있다. 이러한 측정은 10분의 수 밀리미터의 정밀성으로 이루어질 수 있다.

기준점들(7 및 8)과 관련하여 주지할 점에 따르면, 이들 기준점들은 도 2의 기호 도식과 반대로 바람직하게는 롤 부재(2, 3, 4)의 하부 프레임에서 외부에 위치하는데, 더욱 자세하게 말하면 바람직하게는 지점들(6 및 9)과 동일 평면에 있지만, 또 다른 측면에서는 주조 방향으로 위치한다.

지지 부재(13)는 수납부(19) 상에서 단지 개략적으로만 도시되고 기계 마운트로서 구현된 조정 부재들(10, 11 및 12) 위쪽에 배치된다. 조정 부재들(10, 11, 12)을 조정하면, 결과적으로 지지 부재(13)와 그에 따라 모든 롤 부재(2)는 위치 고정된 수납부(19)에 상대적으로 병진 방향의 운동뿐 아니라 회전 운동을 실행할 수 있게 된다. 도 3에는 각각 가능한 3곳의 병진 방향 내지 회전 방향 중에서 오로지 각각 2곳의 방향만이 도시되어 있다. 다시 말하면 공간 방향(x 및 y)과 공간축(α 및 β)만이 도시되어 있다. 개별 조정 부재들(도시된 3개보다 더욱 많이 존재할 수 있다)을 그에 상응하게 작동시키면, 모든 공간 방향 및 공간축에서 수납부에 상대적으로 지지 부재(13)가 정밀하게 위치 결정된다.

주지할 점에 따르면, 도 3에는 개별 공간축들을 중심으로 개별 공간 방향들로 이루어지는 조정 가능성들이 오로지 개략적으로 도시되어 있기는 하지만, 상이한 축들과 방향들은 서로 다르게 중요한 의미를 갖는다. 특히, 조정 부재(10)를 이용한 조정은 하위의 중요성을 갖는데, 왜냐하면 그렇게 함으로써 연속 주조 공정에 상당한 영향을 미치지 못하기 때문이다. 조정 부재들(11 및 12)은, 각도(β)를 조정 가능케 하기 위해, (주조 방향에서 볼 때) 상호 간에 맞은편에 위치한 측면에 위치하는 대상을 구비하고 있어야 한다.

도3에는, 정밀하게 정렬하기 전에 지지 부재(13)의 위치가 파선으로 개략적으로 도시되어 있으며, 정렬 후 그 위치는 실선으로 도시되어 있다. 지지 부재(13)를 조정하기 위해, 레이저 트래커(5)를 이용하여, 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)와 해당하는 각도(α₆, α₇, α₈, α₉)가 측정되는데, 다시 말해 측정 장치(5)와 측정 볼 형태의 기준점들(6, 7, 8, 9) 사이의 이격 거리 및 각도가 측정된다.

조정 전 측정 장치(5)와 기준점(7) 사이의 이격 거리는 도 3에서는 (다른 기 준점들에 대해서도 대표적으로) a₇'로 표시되어 있다. 측정 장치(5)는 미도시한 계산 수단들과 연결된다. 시스템 레이아웃에 따라 계산 수단에는 롤들(15, 16, 17, 18)과 그에 따라 지지 부재(13)의 설정 위치들이 저장된다. 지지 부재(13)에서 기준점들(6, 7, 8, 9)의 위치는 알고 있기 때문에, 즉시 기준점들(6, 7, 8, 9)과 측정 장치(5) 사이의 설정 위치 및 설정 이격 거리가 제공된다. 이를 위해, 예컨대 세그먼트 생산 공장에서 선행하여 롤들의 위치는 외부 기준점 상으로 전달되어 기억되어야 한다.

이때 본질적으로 적어도 3개의 기준점의 선택을 바탕으로, 공간 내에 롤 부재(2)의 위치가 결정될 수 있다. 롤 부재(2)의 지정된 기하 구조를 바탕으로 측정 장치(5)와 기준점들(6, 7, 8, 9) 사이의 이격 거리 측정을 실행한 후에 간단한 방법으로 조정 부재들(10, 11, 12)에 대한 조정 값들을 계산할 수 있으며, 이는 자동으로 계산 수단들에서 이루어질 수 있다. 조정 부재들(10, 11, 12)의 대응하는 작동을 통해 간단한 방법으로 롤 부재(2)의 조정을 매우 정밀하게 그리고 무엇보다 매우 빠르게 실행할 수 있다.

재차 주지할 점에 따르면, 도 3에는 보다 나은 개관성을 이유로, "평면 상태"가 도시되어 있다. 실제로 적어도 3개의 기준점을 이용하여, 공간에서 지지 부재(13)와 그에 따라 롤 부재(2)의 병진 운동 위치 및 회전 운동 위치가 결정될 수 있다. 그에 상응하게 다수의 조정 부재(10, 11, 12)를 제공함으로써 공간에서 롤 부재가 정렬될 수 있다.

일반적으로 발명의 제안은 재차 본질적으로 하기와 같이 재기술될 수 있다: 스트랜드 가이드 기하 구조의 측정은 바람직하게는 레이저 트래커 형태 혹은 정밀 타키미터 형태인 측정 장치(5)를 이용하여 이루어진다. 이와 같은 측정 장치를 사용할 시에, 측정 볼 형태의 "타깃"이 이용되며, 그럼으로써 지지 부재(13)의 위치는 3차원적으로 측정될 수 있다(각각의 개별 측정은 직접적으로 공간상 3축 좌표를 제공한다). 측정 데이터의 처리는 컴퓨터 내에서 온라인으로 혹은 오프라인으로 이루어진다.

개별 세그먼트들의 위치를 측정하기 위해, 롤 트레인의 위치가 아니라, 지지 부재(프레임)의 고정부에 장착된 기준점들이 고려된다. 공정에 중요한 롤 트레인에 상대적인 기준점들의 위치는 사전에 예컨대 생산 공장에서, 소위 전달 측정에서 측정된다. 이때 특수한 정렬 스탠드의 사용은 요구되지 않는다. 그러나 특수한 정렬 스탠드를 사용할 수는 있다.

전달 측정 후에, 각각의 기준점에 대해 설정값은 시스템(롤 레이아웃, 정렬선)의 치수 기준 시스템과 관련하여 결정될 수 있다.

시스템 측정의 결과는 평가를 위해 해당하는 설정 위상 기하학(Solltopologie)(롤 레이아웃, 정렬선)과 비교될 수 있으며, 그리고 그 상호 간 편차는 세그먼트들의 위치 교정을 위한 재조정 값으로 환산될 수 있다.

이때 바람직하게는 측정 결과를 회귀를 통해 측정 데이터의 평균값 곡선과 관련시키고, 교정을 그 교정된 곡선(보상 곡선)의 편차에 관련시킬 수 있다. 그렇게 함으로써 원래 레이아웃으로부터 극미한 편차를 보이는, 시스템의 새로운 설정 기하 구조가 생성된다. 이와 같이 변경된 설정 기하 구조의 판단에 대한 기준은 스트랜드 쉘(Strangschale)에서 변형 에너지를 최소화하는 것에 있다. 그에 따라, 재조정 비용은 스트랜드 쉘 요건에 대한 단점 없이 계속해서 절감될 수 있다. 특히 시스템의 주변에서 기준점들에 대한 관련성은 요구되지 않는다.

(여분의) 측정 결과들로부터의 회귀는 1차식 혹은 다항식 분포 함수에 따라 이루어질 수 있다.

측정 시에, 측정 과정 동안 측정 장치의 위치 교체를 용이하게 하기 위해서, 시스템의 환경에서 기준점 영역이 이용될 수 있다. 이때 기대되는 오류는, 가능한 한 많은 지점들(여분의 지점은 오류 보상을 위해 이용된다)이 이용되면서 제한된다. 이와 관련하여 지점들은 가능한 한 위치 고정되며 측정될 대상과는 무관하다.

평가된 전이 오류를 세그먼트의 지지면에서의 높이 변화로 환산하기 위해, 프로그램이 이용될 수 있고, 이 프로그램은 (절편 정리(Strahlensatz)에 준하여, 그리고 경우에 따라 탄성 변형을 고려하면서) 입력- 및 출력 롤에서의 높이 교정을 지지점으로 환산한다.

세그먼트들의 위치 교정을 위해, 바람직하게는 하중 하에서 조정 가능하고 공지된 기계 마운트가 이용된다. 그에 따라 신속하면서도 크레인 혹은 조작기를 이용하지 않고도 세그먼트 지지부에서의 위치 교정이 검출된 오류 내지 편차에 상응하게 실행될 수 있다.

언급했듯이, 측정은, 시스템에서 가능한 한 많은 세그먼트에서 가능한 한 우수한 "관찰"을 동시에 가능케 하는 위치로부터 실시하여야 한다. 이는 일반적으로 캐스팅 보 구간의 중심점이다. 경우에 따라 요구되는 위치 변경 시에, 독립된 기준점 시스템이 좌표계의 동기화를 위해 함께 이용될 수 있다.

바람직하게는 지지 부재(13)의 공간 위치를 명확하게 정의하기 위해 요구되는 것보다 더욱 많은 기준점(6, 7, 8, 9)이 제공된다. 실제로 3개의 지점으로도 충분히 평면을 정의할 수 있다. 이와 같은 초과 측정은 일측에서는 통계학적으로 결코 배제하지 못하는 측정 오류를 여분 보상을 통해 감소시키는 역할을 한다. 타측에서는 그로 인해 잔여 갭(Restklaffungen)을 평가함으로써 측정에 대한 "신뢰 조치"를 획득할 수 있다.

종래 기술에서 공지된 바와 같이, 본 발명에 따른 구현예에 따라서도, 경우에 따라 개별 롤러 혹은 롤 부재들의 정렬 결과를 점검할 수 있도록 하기 위해, 세그먼트 전환부용 형판이 이용될 수 있다.

다시 말해 본 발명에 따른 제안은 전체 측정 과제를 일측에서는 생산 공장에서 롤러 혹은 롤 부재를 제조할 시에 이루어질 수 있는 전달 측정과 타측에서는 현장에서 연속 주조 시스템에 대하여 이루어지고 전달 측정으로부터 정렬선을 재구성하는 시스템 측정으로 분류한다. 그로부터 롤러 혹은 롤 부재들의 조정 비용을 대폭 절감하고, 그에 따라 본 발명의 컨셉의 본질적인 장점을 결정하는 작동 고장 시간의 감소를 달성할 수 있다.

본 발명은 압연 장치 혹은 주조 장치의 롤러 혹은 롤 부재들을 정렬하기 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명을 통해, 상기 롤러 혹은 롤 부재 들에 의해 형성되는 세그먼트들의 정렬 및 세팅이 대폭 간소화되고 더욱 정확하게 이루어지며, 그에 따라 지금까지 소요되던 시간 혹은 작동 고장 시간을 절감할 수 있는 효과가 달성된다.

Claims

압연 장치 혹은 주조 장치(1)에서 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)를 상호 간에 상대적으로 정밀하게 위치 결정하기 위한 위치 결정 방법에 있어서,

측정 장치(5)를 이용하여, 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4) 각각에 직접 혹은 간접적으로 배치되는 적어도 3개의 기준점(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 측정되며, 그리고 측정 결과에 따라서 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)에 제공되는 조정 부재들(10, 11, 12)은, 상기 기준점들(6, 7, 8, 9)과 상기 측정 장치(5) 사이의 이격 거리(a₆, a₇, a₈, a₉)가 가능한 한 최대한 사전 설정된 값들과 일치하는 방식으로 작동되고, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 측정점들(6, 7, 8, 9)은 상기 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)의 지지 부재(13)에 직접 혹은 간접적으로 배치되어있는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
제 1 항에 있어서, 연속 주조 시스템의 세그먼트들(2, 3, 4)을 정밀하게 정렬하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 측정 장치(5)는 본질적으로 대략 연속 주조 시스템 의 캐스팅 보 구간(14)의 중심점(M)에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4)을 명확하게 위치 결정하기 위해 요구되는 것보다 더욱 많은 기준점(6, 7, 8, 9)이 상기 측정 장치(5)를 이용하여 측정되며, 그리고 상기 조정 부재들(10, 11, 12)의 적어도 일부분의 작동이 모든 측정점들로부터 획득된 보상 함수에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 보상 함수는 회귀 함수인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 회귀 함수는 1차식인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 회귀 함수는 2차식인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
특히 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 위치 결정 방법을 실행하기 위해 제공되고, 상호 작용하는 다수의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)를 구비한 압 연 장치 혹은 주조 장치(1)에 있어서,

각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)는 지지 부재(13)를 포함하고 있으며, 이 지지 부재에는 적어도 3개의 기준점(6, 7, 8, 9)이 직접 혹은 간접적으로 배치되어있고, 상기 압연 장치 혹은 주조 장치(1)에는 또한 측정 장치(5)가 장착될 수 있고, 이 측정 장치는 측정 장치 자체 내지 사전 지정된 방향과 상기 기준점들(6, 7, 8, 9) 사이의 이격 거리 및/또는 각도 측정(a₆, a₇, a₈, a₉; α₆, α₇, α₈, α₉)을 실행하기에 적합한 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 롤러 혹은 롤 부재들(2, 3, 4)은 연속 주조 시스템의 세그먼트인 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 각각의 롤러 혹은 롤 부재(2, 3, 4)는 적어도 2개의 롤러 혹은 롤(15, 16, 17, 18)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 장치(5)는 레이저 트래커로서 구현된 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 장치(5)는 타키 미터로서 구현된 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준점들(6, 7, 8, 9)은 지지 부재(13)에 직접 혹은 간접적으로 배치된 측정 볼들로서 구현된 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 지지 부재(13)에 조정 부재들(10, 11, 12)이 배치되어있고, 이들 조정 부재들을 이용하여 상기 지지 부재(13)가 자체 수납부(19)에 상대적으로 위치 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)은, 적어도 하나의 공간 방향, 바람직하게는 반경 방향의 공간 방향(x, y)으로 지지 부재 자체의 수납부(19)에 상대적으로 이루어지는 상기 지지 부재(13)의 병진 변위를 허용하는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)은 적어도 하나의 공간축(α, β)을 중심으로, 바람직하게는 가로축을 중심으로 지지 부재 자체의 수납부(19)에 상대적으로 이루어지는 상기 지지 부재(13)의 회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 부재들(10, 11, 12)은 적어도 하나의 웨지 부재를 포함하는 기계 마운트인 것을 특징으로 하는 압연 장치 혹은 주조 장치.