KR20090021490A - 스트립의 용접 방향 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테인리스 냉연 생산라인의 선 후행 스트립을 일직선으로 정렬시켜 정확한 방향으로 용접 연결작업을 이루기 위한 스트립의 용접 방향 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 용접기의 전방에 각각 위치되어 선행 스트립의 후단 일직선 상태를 검출하도록 선행 스트립의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기와 수광기들을 갖는 제1 검출 부; 용접기의 후방에 각각 위치되어 후행 스트립의 후단 일직선 상태를 검출하도록 후행 스트립의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기와 수광기들을 갖는 제2 검출 부; 및 상기 제1 검출 부와 제2 검출 부로부터 제공된 신호에 기초하여 선 후행 스트립들이 일직선 상태로 정렬되었는지를 판단하고 그 결과를 외부로 출력하는 제어 판넬;을 포함하는 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 선 후행 스트립의 일직선 정렬상태를 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써 선 후행 스트립의 용접 연결작업을 정확하게 이룰 수 있고, 냉연 라인의 가동 중에 스트립의 용접부 파단을 효과적으로 방지하여 설비 사고를 사전에 예방할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

스테인리스 냉연, 스트립, 일직선 정렬, 용접 방향 제어장치, 용접부 파단

Description

스트립의 용접 방향 제어장치{Apparatus For Controlling the Welding Direction of Strips}

본 발명은 스테인리스 냉연 생산라인의 선 후행 스트립을 일직선으로 정렬시켜 정확한 방향으로 용접 연결작업을 이루기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 선 후행 스트립의 일직선 정렬상태를 쉽게 확인하여 스트립을 일직선으로 정렬시키고 용접작업을 실시할 수 있음으로써 냉연 라인의 가동 중에 스트립의 용접부 파단을 효과적으로 방지하여 설비 사고를 사전에 예방할 수 있도록 개선된 스트립의 용접 방향 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 스테인리스 냉연 스트립을 생산하는 연속 라인에서는 선 후행의 스테인리스 스트립을 연결하는 용접 구간에서 여러 가지 이유로 스트립이 일직선을 이루지 못하는 상태에서 용접이 이루어진다.

스테인리스 냉연 스트립을 생산하는 연속 라인은 스트립을 서로 연결하여 하나의 긴 코일형으로 형성하고 이를 연속적으로 압연하게 된다.

이를 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 스트립 용접기(100)를 갖추며, 상기 용접기(100)는 일측의 페이오프 릴(pay-off reel)(110)에 감긴 후행 스트립(Sb)의 전단을 브라이들 롤(bridle roll)(120)에 감긴 선행 스트립(Sa)의 후단에 용접 연결한다.

이와 같이 선 후행 스트립(Sa)(Sb)들이 서로 연결되는 과정에서 스트립(Sa)(Sb) 들은 일직선으로 정렬된 다음, 서로 용접 연결되는 것이 요구되는데, 보통은 도 2에 도시된 바와 같이 선 후행 스트립(Sa)(Sb) 들이 서로 일직선을 이루지 못하면서 용접연결된다.

이와 같이 정확하게 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 일직선을 이루는 상태로 용접 연결되지 못하게 되면, 용접연결 이후의 냉연 라인을 연속적으로 통과하면서 돌발적으로 용접부(W) 파단이 발생한다.

이와 같이 스트립의 냉간 압연 중에 용접부(W)에서 파단이 일어나면, 이와 같은 선 후행 스트립(Sa)(Sb)을 냉연 라인 상에서 재연결하는 데에는 많은 시간이 소요됨으로써 생산에 차질을 빚게 되어 세심한 용접작업이 요구된다.

따라서 이와 같이 선 후행 스트립(Sa)(Sb)이 일직선으로 배치되지 못한 상태로 용접 연결되는 것을 방지하기 위한 종래의 용접작업방법은 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 양측을 각각 지지하는 사이드 가이드장치(미 도시)를 사용하여 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 정렬을 이루고자 하는 것이었다.

그러나 이와 같은 종래의 사이드 가이드 장치는 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 두께가 매우 얇은 박판일 때에는 스트립에 변형을 초래하기 때문에 사용이 어려운 것이고, 스트립의 측면을 지지하는 구간도 짧은 것이기 때문에 정밀하게 선 후행 스트립(Sa)(Sb)들을 일직선으로 유지하기가 어려운 문제점을 갖는다.

따라서 종래에는 주로 작업자 시각에 의한 판단에 의존하여 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 일직선 정렬을 실시하고, 용접 연결작업이 이루어지도록 하여 왔는데, 이와 같은 작업자의 육안 관찰에 의한 작업 방식은 여전히 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 일직선을 정확하게 유지하는 것이 어려워서 냉연 라인의 가동 중에 스트립의 용접부(W) 파단의 문제점은 여전히 남아 있는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 선 후행 스트립의 일직선 정렬상태를 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써 선 후행 스트립의 용접 연결작업을 이룰 수 있는 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명은 다른 목적으로서, 작업자가 쉽고 정확하게 스트립을 일직선 정렬시킨 상태로 용접작업할 수 있음으로써 냉연 라인의 가동 중에 스트립의 용 접부 파단을 효과적으로 방지하여 설비 사고를 사전에 예방할 수 있고, 그에 따른 스트립 생산 원가의 상승을 방지하며, 스트립 교체 시간의 단축에 따라서 냉연 작업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 된 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스테인리스 냉연 생산라인의 선 후행 스트립을 일직선으로 정렬시키기 위한 장치에 있어서,

용접기의 전방에 각각 위치되어 선행 스트립의 후단 일직선 상태를 검출하도록 선행 스트립의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기와 수광기들을 갖는 제1 검출 부;

용접기의 후방에 각각 위치되어 후행 스트립의 후단 일직선 상태를 검출하도록 후행 스트립의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기와 수광기들을 갖는 제2 검출 부; 및

상기 제1 검출 부와 제2 검출 부로부터 제공된 신호에 기초하여 선 후행 스트립들이 일직선 상태로 정렬되었는지를 판단하고 그 결과를 외부로 출력하는 제어 판넬;을 포함하여 용접기 선 후행 스트립의 일직선 정렬상태를 확인하고 용접하는 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제1 검출 부는 용접기의 전방측 스트립 이동 테이블의 양측 모서리에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 투광기들이 배치되고, 상기 투광기에 대향하도록 상기 스트립 이동 테이블의 상부측에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 수광기들이 배치된 검출 유닛이 스트립의 길이 방향으로 일정 간격을 유지하면서 복수 개 배치된 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 검출 부는 용접기의 후방측 스트립 이동 테이블의 양측 모서리에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 투광기들이 배치되고, 상기 투광기에 대향하도록 상기 스트립 이동 테이블의 상부측에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 수광기들이 배치된 검출 유닛이 스트립의 길이 방향으로 일정 간격을 유지하면서 복수 개 배치된 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제어 판넬은 선 후행 스트립들이 서로 일직선으로 정렬되지 못하는 경우, 외부로 시각 표시를 하는 경광등 또는 외부로 청각 표시를 하는 부져(buzzer)를 동작시켜 경고하는 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 작업자가 제1 검출 부와 제2 검출 부를 통하여 선 후행 스 트립들의 일직선 정렬상태를 검출하고, 이러한 정렬이 불량한 경우에는 경광등 또는 부져 등을 통하여 선 후행 스트립의 일직선 정렬상태를 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써 선 후행 스트립의 용접 연결작업을 정확하게 이룰 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면 작업자가 쉽고 정확하게 스트립을 일직선 정렬시킨 상태로 용접작업할 수 있음으로써 냉연 라인의 가동 중에 스트립의 용접부 파단을 효과적으로 방지하여 설비 사고를 사전에 예방할 수 있고, 설비 사고 방지에 따른 스트립 생산 원가의 상승을 방지하며, 스트립 교체 시간의 단축에 따라서 냉연 작업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 스테인리스 냉연 생산라인의 선 후행 스트립을 일직선으로 정렬시켜 정확한 방향으로 용접하기 위한 스트립의 용접 방향 제어장치이다.

본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 용접기(100)의 전방에 각각 위치되어 선행 스트립(Sa)의 후단 일직선 상태를 검출하기 위한 제1 검출 부(10)와, 상기 용접기(100)의 후방에 위치되어 후행 스트립(Sb)의 후단 일직선 상태를 검출하기 위한 제2 검출 부(30)를 갖는다.

상기 제1 검출 부(10)와 제2 검출 부(30)들은 각각 서로 동일한 구조와 기능을 하고, 단지 그 배치 위치와 선 후행 스트립을 각각 검출한다는 점만이 서로 다른 것이기 때문에, 이하에서는 도 4를 참조하여 제1 검출 부(10)에 대해 상세히 설명하기로 하고, 제2 검출 부(30)에 대해서는 도면상에서 단지 다른 부호를 기재하여 표시하기로 한다.

도 4에 도시된 제1 검출 부(10)는 선행 스트립(Sa)의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기(17)와 수광기(19)들을 갖는데, 상기 제1 검출 부(10)는 용접기(100)의 전방측 스트립 이동 테이블(20)의 양측 모서리에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 투광기(17)들이 배치되고, 상기 투광기(17)에 대향하도록 상기 스트립 이동 테이블(20)의 상부측에 스트립의 폭 방향으로 ┏┓형의 지지대(22)가 설치되며, 상기 지지대(22)의 양측에 다수개의 수광기(19)들이 배치된 검출 유닛(15a)(15b)이 스트립(Sa)의 길이 방향으로 일정 간격을 유지하면서 복수 개 배치된 것이다.

즉 하나의 검출 유닛(15a)(15b)은 각각 선행 스트립(Sa)의 양측 모서리 위치를 검출하기 위하여 선행 스트립(Sa)의 좌측 및 우측 모서리에 각각 서로 대향하도록 투광기(17)와 수광기(19) 들을 스트립의 폭 방향을 따라서 일렬로 배치한 것이다.

이와 같은 각각의 검출 유닛(15a)(15b)은 서로 대향하여 짝을 이루는 투광기(17)와 수광기(19)들이 그 사이로 선행 스트립(Sa)이 통과하면, 투광기(17)의 빛이 스트립에 의해서 차단되지 않고 이에 대응하는 수광기(19)로 전달되는 지의 여부에 따라서 선행 스트립(Sa) 위치를 검출하는 것으로서, 스트립의 양측 모서리를 통과하여 수광이 이루어진 수광기(19)의 위치에 따라서 해당 스트립의 위치가 검출된다.

이와 같은 복수의 검출 유닛(15a)(15b)들은 스트립 라인 상에서 서로 일정 간격을 유지하면서 떨어져 있기 때문에, 각각의 검출 유닛(15a)(15b)에서 선행 스트립(Sa)의 양측 모서리 위치를 검출하면 상기 선행 스트립(Sa)은 스트립 라인 상에서 일직선을 유지하는 것을 알 수 있다.

상기 제2 검출 부(30)도 용접기(100)의 후방측 스트립 이동 테이블(20)의 양측 모서리에 복수의 검출 유닛(45a)(45b)들이 일정 간격을 유지하면서 복수 개 배치된 것이다. 따라서 상기 제2 검출 부(30)는 용접기(100)의 후방에 배치된 후행 스트립(Sb)의 일직선 정렬 여부를 복수의 검출 유닛(45a)(45b)을 통하여 알 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 제1 검출 부(10)와 제2 검출 부(30)로부터 제공된 신호에 기초하여 선 후행 스트립(Sa)(Sb)들이 일직선 상태로 정렬되었는지를 판단하고 그 결과를 외부로 출력하는 제어 판넬(60)을 포함한다.

상기 제어 판넬(60)은 PLC(Programmable Logic Controller)와 같은 자동 제어 콘트롤러 또는 소형 설비 제어 컴퓨터로 이루어지는 것으로서, 내장된 마이크로 프로세서를 통하여 상기 제1 검출 부(10)와 제2 검출 부(30)로부터 제공된 신호에 기초하여 선 후행 스트립(Sa)(Sb)들이 일직선 상태로 정렬되었는지를 판단하고, 상기 선 후행 스트립(Sa)(Sb)들이 서로 일직선으로 정렬되지 못하는 경우, 외부로 이를 경고한다.

이와 같은 제어 판넬(60)로부터 외부로 표시되는 수단으로서는 예를 들면, 시각 표시를 하는 경광등(62) 또는 외부로 청각 표시를 하는 부져(64)를 구비하여 이를 동작시키고 외부로 경고하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 용접기(100)의 전방측에서 선행 스트립(Sa)의 후단부 정렬 상태를 제1 검출 부(10)가 검출하고, 용접기(100)의 후방측에서 후행 스트립(Sb)의 전단부 정렬 상태를 제2 검출 부(30)가 검출한다.

이와 같은 경우, 상기 제1 검출 부(10)와 제2 검출 부(30)들은 각각 스트립 라인 상에서 서로 일정 간격을 유지하면서 떨어져 있는 복수의 검출 유닛(15a)(15b)들이 선행 스트립(Sa)의 후단부와 후행 스트립(Sb)의 전단부들의 일직선 정렬 상태, 즉 스트립 진행 라인에 일직선으로 정렬되어 있는 지를 검출한다.

그 결과 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 검출 부(10)에 의해서 검출된 선행 스트립(Sa)의 후단부와 제2 검출 부(30)에 의해서 검출된 후행 스트립(Sb)의 전단부 중의 어느 하나가 일직선을 유지하지 못하는 경우, 예를 들면 선행 스트립(Sa)의 후단부가 일직선을 유지 못하는 경우, 상기 선행 스트립(Sa)의 후단부와 후행 스트립(Sb)의 전단부는 용접 지점에서 일정 각도(θ)를 형성하게 된다.

이와 같은 경우에는 제어 판넬(60)에서는 시각 또는 음성으로 경광등(62) 또는 부져(64)를 작동시켜서 선행 스트립(Sa)의 정렬 불량을 작업자에게 알려주어 선행 스트립(Sa)의 후단부 정렬 불량을 교정하게 되는데, 이때에는 별도의 통상적인 교정 작업을 통하여 직선도 정렬을 교정한다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 선행 스트립(Sa)의 후단부 정렬 불량이 교정되면, 선행 스트립(Sa)의 후단부와 후행 스트립(Sb)의 전단부가 스트립의 진행방향과 각각 일직선으로 위치하게 되고, 도 6에 도시된 바와 같이 용접기(100)의 내부에서 용접을 진행한 다음, 선행 스트립(Sa)의 후단부와 후행 스트립(Sb)의 전단부가 서로 연결된 용접부(W)의 에지부를 노칭(noching)(K) 절단하게 된다.

이와 같은 노칭(K) 절단은 스트립의 양측 모서리를 반원형으로 잘라내는 것으로서 스트립이 냉연 라인에서 걸림이 없이 원활하게 이동될 수 있도록 하여 준다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 작업 과정을 통하여 작업자가 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 일직선 정렬상태를 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써 선 후행 스트립(Sa)(Sb)의 용접 연결작업을 정확하게 이룰 수 있다.

그리고 본 발명은 용접기(100)의 내부에서 스트립을 일직선 정렬시킨 상태로 용접작업할 수 있음으로써 냉연 라인의 가동 중에 스트립의 용접부(W) 파단을 효과적으로 방지하여 설비 사고를 사전에 예방할 수 있고, 설비 사고 방지에 따른 스트립 생산 원가의 상승을 방지하며, 스트립 교체 시간의 단축에 따라서 냉연 작업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1은 종래의 스테인리스 냉연 생산라인에서 선 후행 스트립을 용접 연결하여 하나의 스트립 코일로 압연하는 상태를 도시한 공정도;

도 2는 종래의 스테인리스 냉연 생산라인에서 선 후행 스트립을 용접 연결하는 경우, 스트립이 일직선을 이루지 못하는 상태를 도시한 설명도;

도 3은 본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치가 스테인리스 냉연 생산라인에 배치되어 선 후행 스트립의 일직선 정렬을 검출하는 구조를 도시한 구성도;

도 4는 본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치에 구비된 제1 검출 부와 제2 검출 부의 구조를 상세히 도시한 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치에서 선 후행 스트립의 일직선 정렬 불일치를 검출하고, 이를 교정하는 과정을 도시한 설명도;

도 6은 본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치에 의해서 선 후행 스트립의 일직선 정렬 불일치를 검출하고, 이를 교정한 다음 용접부에서 노칭 절단을 실행하고, 스트립 냉간 압연을 이루는 과정을 도시한 설명도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..... 본 발명에 따른 스트립의 용접 방향 제어장치

10.... 제1 검출 부 15a,15b... 검출 유닛

17.... 투광기 19.... 수광기

20.... 스트립 이동 테이블 22.... 지지대

30.... 제2 검출 부 45a,45b.... 검출 유닛

60.... 제어 판넬 62.... 경광등

64.... 부져 100.... 용접기

110.... 페이오프 릴(pay-off reel) 120.... 브라이들 롤(bridle roll)

K..... 노칭 Sa,Sb.... 선 후행 스트립

W..... 용접부

Claims (4)

1. 스테인리스 냉연 생산라인의 선 후행 스트립을 일직선으로 정렬시키기 위한 장치에 있어서,

   용접기의 전방에 각각 위치되어 선행 스트립의 후단 일직선 상태를 검출하도록 선행 스트립의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기와 수광기들을 갖는 제1 검출 부;

   용접기의 후방에 각각 위치되어 후행 스트립의 후단 일직선 상태를 검출하도록 후행 스트립의 양측 모서리에 배치된 다수의 투광기와 수광기들을 갖는 제2 검출 부; 및

   상기 제1 검출 부와 제2 검출 부로부터 제공된 신호에 기초하여 선 후행 스트립들이 일직선 상태로 정렬되었는지를 판단하고 그 결과를 외부로 출력하는 제어 판넬;을 포함하여 용접기 선 후행 스트립의 일직선 정렬상태를 확인하고 용접하는 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 검출 부는 용접기의 전방측 스트립 이동 테이블의 양측 모서리에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 투광기들이 배치되고, 상기 투광기에 대향하도록 상기 스트립 이동 테이블의 상부측에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 수광기들이 배치된 검출 유닛이 스트립의 길이 방향으로 일정 간격을 유지하면 서 복수 개 배치된 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 검출 부는 용접기의 후방측 스트립 이동 테이블의 양측 모서리에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 투광기들이 배치되고, 상기 투광기에 대향하도록 상기 스트립 이동 테이블의 상부측에 스트립의 폭 방향으로 다수개의 수광기들이 배치된 검출 유닛이 스트립의 길이 방향으로 일정 간격을 유지하면서 복수 개 배치된 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어 판넬은 선 후행 스트립들이 서로 일직선으로 정렬되지 못하는 경우, 외부로 시각 표시를 하는 경광등 또는 외부로 청각 표시를 하는 부져(buzzer)를 동작시켜 경고하는 것임을 특징으로 하는 스트립의 용접 방향 제어장치.

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