KR20090131109A - 소둔로의 스트립 루프 제어 장치 - Google Patents

소둔로의 스트립 루프 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소둔로 내의 스트립의 장력 상태에 따라 소둔로의 입구측에 스트립 루프를 여유있게 형성할 수 있는 스트립 루프 제어 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치는 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉 또는 분리 가능한 상태로 설치된 핀치 롤; 핀치 롤에 회전력을 공급하는 핀치 롤 구동부; 핀치 롤을 이동시켜 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉 또는 분리시키는 핀치 롤 이동 수단; 소둔로 내에 설치되어 소둔로 내의 스트립의 장력을 측정하는 스트립 장력 측정 수단; 및 핀치 롤 구동부, 핀치 롤 이동 수단 및 스트립 장력 측정 수단과 전기적으로 연결된 제어부를 포함한다. 브라이드 롤 조립체가 가동하지 않은 조건 하에서 스트립 장력 측정 수단에 의하여 측정된 스트립의 장력이 제어부에 입력된 설정 장력보다 클 경우, 제어부는 핀치 롤을 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉시키고 핀치 롤 구동부를 구동하여 핀치 롤을 회전시켜 브라이드 롤 조립체의 스트립을 풀어 소둔로의 입구측에 여유 스트립 루프를 형성한다. 반대로, 측정된 스트립의 장력이 제어부에 입력된 설정 장력보다 클 경우, 제어부는 핀치 롤을 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에서 분리하고 핀치 롤 구동부를 정지시킨다.
소둔로, 스트립, 트립 루프

Description

소둔로의 스트립 루프 제어 장치{Apparatus for controlling strip loop in annealing furnace}
본 발명은 연속 소둔로에서의 여유 스트립 루프 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 소둔 라인이 정전 또는 스트립 이송용 구동부의 에러로 인하여 스트립의 이동이 중단될 경우 소둔로 입측부에 설치된 텐션 제어 유니트부에 적당량의 여유 루프를 형성시켜 스트립(철판)의 변형을 최소화할 수 있는 연속 소둔로의 여유 스트립 루프 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연속 소둔 공정은 냉연 강판의 내부 응력을 제거하고 또한 가공성을 향상시키기 위하여 냉연 강판을 연속 소둔로 내에서 변태점 이상의 온도, 예를 들어 800~900℃의 온도로 가열하여 연속적으로 열처리하는 공정이다.
도 1은 연속 소둔로의 운전 설비에서 스트립이 이동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 브라이들 롤 조립체(11)가 소둔로(10)의 입구측 (또는 출구측)에 설치되어 루퍼 타워(12)에서 공급된 철판 스트립(S; 이하, "스트립"이라 칭함)의 속도를 제어하며, 또한 브라이들 롤 조립체(11)는 소둔로(10)의 입구측와 출구측에서의 스트립(S)을 동일 조건으로 이동시킴으로써 스트립(S)은 소둔로(10) 내에서 연속 소둔 처리된다.
소둔로(10)는 예열대(10-1), 가열대(10-2) 및 냉각대(10-3) 등과 같이 다수의 단위 영역으로 구분되어 있으며, 브라이들 롤 조립체(11)를 통하여 공급된 스트립(S)을 진행시켜 스트립에 대한 연속적인 열처리를 진행한다.
스트립(S)이 이와 같은 소둔로(10)를 통과하는 과정에서, 스트립(S)의 두께, 폭, 재질에 따라 적정 속도와 온도가 유지되며, 복사열을 통하여 진행하는 스트립(S)에 대한 열처리가 이루어진다.
이러한 연속 소둔 공정이 수행되는 동안, 소둔로(10)의 입구측 또는 출구측에 에러가 발생되거나 또는 소둔로(10)의 가동 이상 등으로 인하여 소둔 라인이 정지, 즉 스트립(S)의 이동이 중단되면, 온도 강하가 이루어져 강판인 스트립(S)에는 조직적으로 수축 현상(heat buckle)이 일어나며, 따라서 스트립(S)은 국부적으로 변형된다.
이와 같은 스트립(S)의 변형을 방지하기 위하여 연속 소둔 라인이 정지하면 소둔로(10)의 내부 온도를 약 400 ~ 500℃로 강온시키며, 또한 소둔로(10)를 구성하는 예열대(10-1)와 가열대(10-2)에 대응하는 스트립(S)의 변형을 최소화하기 위하여 소둔로(10)의 입구측에 적당량의 여유 스트립 루프(strip loop)를 형성하여야 한다.
도 1을 참조하면, 소둔로(10)의 입구측에 적정량의 여유 스트립 루프를 형성하기 위하여, 스트립 제어 유니트(13)는 스트립(S)의 이송 속도를 검출하여 정지 신호를 생성하며, 루퍼 타워(12; looper tower)의 장력 온 상태에서 제어부는 소둔로(10)의 입구측에 설치된 브라이들 롤 조립체(11)의 구동부를 소정 시간 동안 정회전시켜 스트립(S)을 소정 길이 이동시킨다.
이후, 브라이들 롤 조립체(11)에 인접한 스트립 제어 유니트(13)가 하향 이동하며, 그 결과 루퍼 타워(12)로부터 풀려진 스트립(S)에 의하여 제어 유니트(13)를 구성하는 롤 상에는 여유 스트립 루프(SL)가 형성된다. 이후, 브라이들 롤 조립체(11)의 구동부가 정지된다.
그러나, 연속 소둔 작업중 루퍼 타워(12)의 구동부, 브라이들 롤 조립체(11)의 구동부, 스트립 제어 유니트(13)에 이상이 발생하거나, 정전될 경우에는 소둔로 (10)의 입구측에 설치된 제어 유니트(13)에 적당량의 여유 스트립 루프(SL)를 형성시킬 수 없으며, 따라서 소둔로(10)를 구성하는 예열대(10-1)와 가열부(10-2)에서의 강판(스트립)의 변형을 막을 수 없다.
이러한 경우, 소둔로(10) 내의 스트립(S)에 과도한 장력이 인가되며, 이러한 과도한 장력은 스트립(S)에 존재하는 용접부의 파단, 히트 버클 형성 그리고 장력 검출기의 파손 등과 같은 문제점을 야기한다.
본 발명은 연속 소둔 공정에서 발생하는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소둔로의 정상적인 기능이 정지된 상태에서도 소둔로 내의 스트립의 장력 상태에 따라 소둔로의 입구측에 스트립 루프를 여유있게 형성할 수 있는 스트립 루프 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치는 루퍼 타워와 브라이들 롤 조립체를 통하여 소둔로 내로 이동하는 스트립의 여유 루프를 소둔로 입구측에 생성하며, 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉 또는 분리 가능한 상태로 설치된 핀치 롤; 핀치 롤에 회전력을 공급하는 핀치 롤 구동부; 핀치 롤을 이동시켜 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉 또는 분리시키는 핀치 롤 이동 수단; 소둔로 내에 설치되어 소둔로 내의 스트립의 장력을 측정하는 스트립 장력 측정 수단; 및 핀치 롤 구동부, 핀치 롤 이동 수단 및 스트립 장력 측정 수단과 전기적으로 연결된 제어부를 포함한다.
브라이드 롤 조립체가 가동하지 않은 조건 하에서 스트립 장력 측정 수단에 의하여 측정된 스트립의 장력이 제어부에 입력된 설정 장력보다 클 경우, 제어부는 핀치 롤을 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉시키고 핀치 롤 구동부를 구동하여 핀치 롤을 회전시켜 브라이드 롤 조립체의 스트립을 풀어 소둔로의 입구측에 여유 스트립 루프를 형성한다.
이와 반대로, 측정된 스트립의 장력이 제어부에 입력된 설정 장력보다 클 경 우, 제어부는 핀치 롤을 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에서 분리하고 핀치 롤 구동부를 정지시켜 스트립의 풀림을 정지시킨다.
여기서, 핀치 롤 이동 수단은, 한 종단이 핀치 롤의 양단에 각각 고정되며, 중앙부를 관통하는 축을 중심으로 회전 가능하도록 설치된 제 1 및 제 2 프레임; 제어부에 연결되며, 제 1 및 제 2 프레임의 다른 종단에 각각 연결되어 제어부의 제어에 따라 제 1 및 제 2 프레임을 회전시키는 제 1 및 제 2 실린더를 포함한다.
한편, 제어부는 루퍼 타워의 구동부와 브라이드 롤 조립체의 구동부와 연결되어 브라이드 롤 조립체의 구동부가 구동하지 않을 때 루퍼 타워의 구동부와 브라이드 롤 조립체의 구동부의 제동 장치를 해제하여 아이들 상태로 전환시킨다.
이상과 같은 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치는 소둔로의 정상적인 기능이 정지된 상태에서도 소둔로 내의 스트립의 장력 상태에 따라 소둔로의 입구측에 스트립 루프를 여유있게 형성할 수 있으며, 따라서 과도한 장력에 의한 스트립에 존재하는 용접부의 파단을 억제하고 히트 버클의 생성을 방지할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치가 설치된 소둔로의 개략적인 도면으로서, 연속 소둔로(100) 내에서의 스트립(S1)이 진행하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 브라이들 롤 조립체(110)가 소둔로(100)의 입구측(또는 출구측)에 설치되어 철판 스트립(S1; 이하, "스트립"이라 칭함)의 속도를 제어하며, 브라이들 롤 조립체(110)는 소둔로(100)의 입구측과 출구측의 스트립(S1)을 동일 조건으로 연속 소둔 처리하도록 구성되어 있다.
소둔로(100)는 예열대(100-1), 가열대(100-2), 냉각대(100-3) 및 급속 냉각대(100-4) 등 다수의 단위 영역으로 구분되어 있으며, 브라이들 롤 조립체(110)를 통하여 공급된 스트립(S1)을 진행시켜 스트립에 대한 연속적인 열처리를 진행한다.
스트립(S)이 이와 같은 소둔로(100)를 통과하는 과정에서, 스트립(S1)의 두께, 폭, 재질에 따라 적정 속도와 온도가 유지되며, 복사열을 통하여 진행하는 스트립(S1)에 대한 연속적인 열처리가 이루어진다.
도 3은 도 2의 "A" 부의 상세도로서, 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치(140)를 구성하는 부재를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치(140)는 소둔로(100)의 입구측에 설치된 브라이들 롤 조립체(110)와 인접하게 설치되어 브라이트 롤 조립체(110)와 연동된다.
스트립 루프 제어 장치(140)는 브라이트 롤 조립체(110)를 구성하는 다수의 롤(111, 112, 113) 중 최외측 롤(111)에 감겨진 스트립(S1)을 지지하여 이송시키는 핀치 롤(141), 핀치 롤(141)의 양단이 회전 가능하게 각각 지지되어 있는 프레임(144-1, 144-2), 핀치 롤(141)에 회전력을 부여하는 핀치 롤 구동부(142) 그리고 소둔 라인에서의 스트립(S1)의 측정 정보를 기초로 핀치 롤 구동부(142), 브라이트 롤 조립체(110)의 구동부(도시되지 않음) 및 루퍼 타워(120)의 구동부(도시되지 않음)를 제어하는 제어부(도 2의 145)를 포함한다.
특히, 스트립 루프 제어 장치(140)는 소둔로(100) 내에 배치되어 소둔로 내에서의 스트립(S1)의 장력을 감지하는 장력 감지 수단(146)을 더 포함하며, 이 장력 감지 수단(146)은 제어부(145)에 전기적으로 연결되어 있다. 여기서, 장력 감지 수단(146)은 소둔로(100) 내에서 스트립(S1)의 장력 변화가 가장 크게 나타나는 영역, 즉 예열대(100-1) 또는 가열대(100-2)에 설치하는 것이 바람직하다.
닙 롤(nip roll)이라고도 불리는 핀치 롤(141)은 브라이트 롤 조립체(110)의 롤(111, 112, 113)과 평행으로 배치되며, 최외측 롤(111)과 접촉한다. 이 핀치 롤(141)은 핀치 롤 구동부(142)에 의하여 브라이트 롤 조립체(110)의 롤(111, 112, 113)과 반대 방향으로 등속 회전하며, 따라서 핀치 롤(141)은 스트립(S1)에 압력을 가하면서 스트립(S1)을 이동시킬 수 있다.
한편, 핀치 롤(141)의 양단은 제 1 및 제 2 프레임(144-1, 144-2)의 한 종단에 대하여 회전 가능하게 각각 지지되어 있으며, 따라서 핀치 롤(141)은 제 1 및 제 2 프레임(144-1, 144-2)의 이동(회전)에 따라 브라이트 롤 조립체(110)의 롤(111)과 접촉 및 해제될 수 있다.
제 1 및 제 2 프레임(144-1, 144-2)의 중앙부에는 축(143)이 관통하며, 또 다른 종단은 제 1 및 제 2 에어 실린더(143-1, 143-2)의 작동 로드 선단에 고정되어 있다. 제 1 및 제 2 에어 실린더(143-1, 143-2)는 제어부(145)에 의하여 그 동 작이 제어된다.
따라서 제 1 및 제 2 에어 실린더(143-1, 143-2)가 작동함에 따라서 제 1 및 제 2 프레임(144-1, 144-2)은 중앙부의 축(144-3)을 중심으로 회전하게 되며, 결과적으로 제 1 및 제 2 에어 실린더(143-1, 143-2)의 작동에 따라서 핀치 롤(141)은 브라이트 롤 조립체(110)의 롤(111)과 접촉 및 해제될 수 있다.
제어부(145)는 루퍼 타워(120)의 구동부, 스트립 루프 제어 장치(140)의 핀치 롤 구동부(142) 및 에어 실린더(143-1, 143-2), 소둔로(100) 내에 배치되어 소둔로 내에서의 스트립(S1)의 장력을 감지하는 장력 감지 수단(146) 그리고 브라이트 롤 조립체(110)의 구동부와 전기적으로 연결된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치(140)의 기능 및 특징을 각 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
정상적인 스트립(S1)의 이송 상태에서는 제어부(145)가 핀치 롤 구동부(142)를 작동시키고 에어 실린더(143-1, 143-2)를 가동(도 3에 도시된 화살표 방향)하게 된다. 에어 실린더(143-1, 143-2)의 작동에 따라 핀치 롤(141)은 회전하는 상태에서 일정한 압력을 갖고 브라이들 롤 조립체(110)의 롤(111)과 일정한 압력을 갖고 접촉(실질적으로는 스트립(S1)과 접촉)한다. 따라서, 결과적으로, 스트립(S1)은 브라이들 롤 조립체(110)로부터 풀려져 소둔로(100) 내로 이동한다.
소둔 라인의 정상적인 가동이 이루어지지 않을 때, 예를 들어, 브라이들 롤 조립체(110)를 구동하는 구동부의 고장 또는 정전으로 인하여 스트립(S1)의 이송이 중단될 때, 스트립 루프 제어 장치(140)의 제어부(145)는 루퍼 타워(120)의 구동부 및 브라이들 롤 조립체(110)의 구동부의 제동 장치를 해제하여 아이들 상태로 전환시키며, 이와 동시에 핀치 롤 구동부(142)를 소정 시간 동안 더 작동시킨다.
따라서, 브라이들 롤 조립체(110)가 작동하는 않은 상태에서도 스트립(S1)은 회전하는 핀치 롤(141)에 이송, 즉 풀려지며, 결과적으로 소둔로(100)의 입구측에 여유 스트립 루프(SL1)를 형성한다.
이때, 소둔로(100) 내에서의 스트립(SL1)의 장력은 가열대(100-2)에 설치된 장력 측정 센서(146)에 의하여 측정되며, 이 측정된 데이터는 제어부(145)로 전송된다. 제어부(145)는 소둔로(100) 내에서의 스트립(SL)의 측정 장력과 사전에 입력된 기준 장력을 비교한다. 여기서, 제어부(145)에 입력된 스트립(S1)의 기준 장력은 스트립 두께 및 폭에 따라 설정된다.
만일, 소둔로(100) 내의 스트립(S1)의 측정 장력이 설정치 이상, 예를 들어 기준 장력보다 30% 이상 클 경우, 제어부(145)는 핀치 롤 구동부(142)를 소정 시간 동안 더 작동시킨다. 따라서 핀치 롤(141)의 회전에 따라 스트립(S1)은 브라이들 롤 조립체(110)로부터 풀려지며, 소둔로(100)의 입구측에 충분한 스트립 루프(SL)가 형성된다. 이와 같이 형성된 스트립 루프(SL)에 의하여 소둔로(100) 내의 스트립(S1)의 장력이 변화된다.
이와 같은 과정, 소둔로(100) 내에서의 스트립(S1)의 장력 측정 및 핀치 롤 구동부(142)의 구동을 반복한다. 이후, 소둔로(100) 내에서의 스트립(S1)의 측정 장력이 설정치 이하, 예를 들어 기준 장력보다 30% 정도 작을 경우, 제어부(145)는 핀치 롤 구동부(142)의 가동을 중지시킴과 동시에 에어 실린더(143-1, 143-2)를 가 동(도 3에 도시된 화살표 반대 방향)한다. 따라서, 핀치 롤(141)은 회전하지 않은 상태에서 브라이들 롤 조립체(110)의 롤(111)과의 접촉이 해제된다. 결과적으로, 스트립(S1)은 브라이들 롤 조립체(110)에서 더 이상 풀려지지 않는다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 연속 소둔로의 운전 설비에서 스트립이 이동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치가 설치된 소둔로의 개략적인 도면.
도 3은 도 2의 "A" 부의 상세도로서, 본 발명에 따른 스트립 루프 제어 장치를 구성하는 부재를 도시한 도면.

Claims (4)

  1. 루퍼 타워와 브라이들 롤 조립체를 통하여 소둔로 내로 이동하는 스트립의 여유 루프를 소둔로 입구측에 생성하는 스트립 루프 제어 장치에 있어서,
    브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉 또는 분리 가능한 상태로 설치된 핀치 롤;
    핀치 롤에 회전력을 공급하는 핀치 롤 구동부;
    핀치 롤을 이동시켜 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉 또는 분리시키는 핀치 롤 이동 수단;
    소둔로 내에 설치되어 소둔로 내의 스트립의 장력을 측정하는 스트립 장력 측정 수단; 및
    핀치 롤 구동부, 핀치 롤 이동 수단 및 스트립 장력 측정 수단과 전기적으로 연결된 제어부를 포함하여,
    브라이드 롤 조립체가 가동하지 않은 조건 하에서 스트립 장력 측정 수단에 의하여 측정된 스트립의 장력이 제어부에 입력된 설정 장력보다 클 경우, 제어부는 핀치 롤을 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에 접촉시키고 핀치 롤 구동부를 구동하여 핀치 롤을 회전시켜 브라이드 롤 조립체의 스트립을 풀어 소둔로의 입구측에 여유 스트립 루프를 형성하며,
    측정된 스트립의 장력이 제어부에 입력된 설정 장력보다 클 경우, 제어부는 핀치 롤을 브라이들 롤 조립체의 최외측 롤에서 분리하고 핀치 롤 구동부를 정지시 켜 스트립의 풀림을 정지시키는 것을 특징으로 하는 스트립 루프 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 핀치 롤 이동 수단은,
    한 종단이 핀치 롤의 양단에 각각 고정되며, 중앙부를 관통하는 축을 중심으로 회전 가능하도록 설치된 제 1 및 제 2 프레임;
    제어부에 연결되며, 제 1 및 제 2 프레임의 다른 종단에 각각 연결되어 제어부의 제어에 따라 제 1 및 제 2 프레임을 각각 회전시키는 제 1 및 제 2 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 루프 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 제어부는 루퍼 타워의 구동부와 브라이드 롤 조립체의 구동부와 연결되어 브라이드 롤 조립체의 구동부가 구동하지 않을 때 루퍼 타워의 구동부와 브라이드 롤 조립체의 구동부의 제동 장치를 해제하여 아이들 상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 스트립 루프 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 장력 감지 수단은 소둔로 내의 예열대 또는 가열대 중 어느 하나의 영역에 설치된 것을 특징으로 하는 스트립 루프 제어 장치.
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