KR20100054825A - 고온압연철강의 코일들을 이동시키기 위한 전자석 리프터 및 이에 대응하는 작동방법 - Google Patents

Abstract

전자석 리프터(1)는, 고온압연철강의 수평축 코일(4)을 이동시키도록 형성되며, 강자성 회로(5) 및 둘레에 솔레노이드들(8, 9)과 코일(4)에 링크된 플럭스 내의 변화를 탐지하기 적합한 탐지코일(10, 11)이 배열된 각각의 상기 코어들(6, 7)에 연결된 적어도 두 개의 양극 연장부들(2, 3), 및 상기 이동을 허가하거나 불허하기 위해 그것들 각각에 의해 탐지되는 수치들을 비교하는 상기 탐지 코일(10, 11)에 연결된 제어유닛(16)을 포함한다.
관련된 작동방법은, 두 개의 탐지코일들(10, 11)에 의해 탐지되는 수치들 사이의 차이의 첫 번째 체크, 및 링크된 플럭스에서 전체적인 감소가 기설정된 문턱값보다 아래에 있는지의 확정적인 두 번째 체크, 두 개의 체크들의 긍정적인 결과의 경우에서만 가능한 이동을 허가하는 신호의 발생을 포함한다.

Description

고온압연철강의 코일들을 이동시키기 위한 전자석 리프터 및 이에 대응하는 작동방법{ELECTROMAGNETIC LIFTER FOR MOVING COILS OF HOT-ROLLED STEEL AND RELEVANT OPERATING METHOD}

본 발명은 고온압연철강의 이동하는 코일들을 위해 사용되는 리프터들, 구체적으로 안전한 장치가 제공되는 전자석 리프터이다.

3000-3500m만큼 연장되고 15-45t의 무게를 가진 전자기 시트의, 나선형으로 구부러져서 구속끈에 의해 유지되는 스트립으로 구성된 고온압연철강의 코일들은 알려져 있다. 이러한 특성으로부터 정확하게, 시스템의 본질적인 탄성 때문에 강한 다이나미즘을 이루도록 하는 외측 굽힘들을 가진 큰 스프링처럼 움직이며, 이에 의해 상기 코일은 일체형 블럭으로서 고려될 수 없다.

이러한 동적인 측면들은 상기 시트는 높은 온도(500-600℃)에서 굽혀지고, 이어서 상기 코일은 냉각을 위해 지면에 눕혀져서 이루어진다. 상기 단계 동안에, 상기 시트는 짧아지고, 그것의 두께는 더 작아지고 마지막 굽힘은 시트를 바깥쪽으로 움직이려는 경향인 에너지를 가진 하중이 지워진다. 이것은 코일이 굽힘이 단단하게 구부러지는 굽힘과 함께 끈으로 묶이고 그것이 여전히 아주 뜨거울 때 지면 또는 수평축 위치에서의 굽힘 없는 칸막이에 눕히기 때문에, 자연적인 수축과정이 완전하게 위치할 수 없어서 발생한다.

코일 내에서 이러한 구성요소들의 결합은 굽힘의 풀림 및 상방향의 코일 부분 내의 집중된 물리적 변형을 일으키고, 이러한 변형된 부위는 코일을 이동시키는 리프터에 의해 그립(grip) 부위에서 동시에 발생한다. 이러한 이유에 의해, 코일들을 이동시키는 리프터들은, 손상된 그립 부위 및 나선형 구조의 다이나미즘에도 불구하고 코일의 안전한 올림을 보장하는 주로 기계타입이다.

그러나, 전자석 리프터들을 이용하는 것이 더욱 바람직하며, 이것은 더욱 효율적이고, 고온압연철강 코일들의 구체적인 특징들에 의해 영향을 받은, 예전의 기계타입 리프터들보다 신속하다.

사실은, 표준 전자석 리프터는 코일들이, 이동시키는 동안 하중을 분리하면서 올림력의 감소를 이끄는 자기 다이나미즘을 유발할 수 있는, 기계적인 다이나미즘들을 발생시키지 않는다면 상기 목적들에 적합하나, 이러한 현상은 편리한 리프터들과 함께 예측하기에는 현재 불가능하다.

처음의 자기화 단계에서 전자석은 그것의 무게로만으로도 양극 연장부의 부위에서 코일의 풀려진 굽힘들을 압축할 수 있다. 이러한 방법은, 전자석과 코일 사이에 링크된 자기 플럭스가 코일 무게의 두 배보다 더 큰, 그래서 EN 13155 표준에 따라 코일을 올리고 이동시키는데 적합한 계류력을 형성시키는데 충분하다. 그러므로, 가능한 한 상기 전자석의 양극 연장부들의 극 가까운 곳에 위치한 플럭스 미터는 일시적인 자기화 단계 동안에 플럭스 수치, 결과적으로 상기 안전 표준에 따르는데 적합한 자기 감소 수치를 탐지한다.

전자석 리프터의 문제점은 처음 올림 단계에서 자기장에 의해 영향을 받는 굽힘의 탄성을 탐지하는데 있다. 사실 상기 자기 다이나미즘은, 자기 유도의 사각형에 비례하는 전자석의 계류력에서 결과적으로 2차 형식으로 감소하는, 플럭스 라인들의 단면 영역에서의 감소를 실제적으로 유발하는 외측 굽힘의 더 많거나 적게 표시된 분리를 유발할 수 있다. 코일과 전자석 사이에서 기계-자기 영향이 결합된 이것은 간결함을 위하여 하기의 "자기 다이나미즘"을 제한한다.

만약 자기 다이나미즘이 결정적인 문턱값을 초과한다면, 코일의 스틸(steel) 굽힘의 풀림이 계속되고 링크된 플럭스 라인들에서 더한 감소를 유발할 가능성이 매우 있다. 이것은 반대로, 굽힘에서 올림에서의 위험을 만드는 더한 분리와 플럭스 라인들에서 감소되는, 이동단계 동안의 하중 손실의 명백한 위험과 함께 EN 13155 표준에 부합되지 않는, 연쇄반응을 일으킬 수 있다.

상기 문제는, 심지어 자기 다이나미즘이 양극 연장부들 중 하나에서 오직 일어난다면 상기 경우에 다른 양극 연장부가 더 큰 올림력을 보장하고 또한 낮은 유도영역에 대한 레버의 영향을 보장하기 때문에, 발생할 수 있다. 이것은, 코일 분리의 가능성을 크게 증가시키는 자기 다이나미즘을 이미 견디는, 동일 방향으로의 굽힘들의 가속화된 풀림을 유발할 수 있다.

결과적으로 본 발명의 목적은 상기 단점으로부터 자유로운 전자석 리프터를 제공하는 것이다.

이 목적은 이동수단을 허가하기 이전의 리프터의 전체적인 자기 다이나미즘 뿐만 아니라 각각의 양극 연장부의 자기 다이나미즘을 처음 올림 단계에서 체크하기 적합한 안전 장치를 포함하는 전자석 리프터의 수단에 의해 이루어진다. 본 리프터의 다른 이로운 특징들은 독립 청구항들에서 개시된다.

상기 사실로부터 기인한 본 리프터의 근본적인 이점은, 결과적으로 기계적인 리프터들의 안전성과 함께 전자석 리프터들의 실용성을 결합한 절대적인 안전상태에서의 고안압연철강 코일들의 이동을 수행할 수 있다는 것이다.

두 번째 중요한 이점은 상기 안전이 단순하고 저비용이면서 신뢰되는 장치를 통해 얻을 수 있다는 점이다.

본 발명의 리프터의 더 많은 이점들과 특징들은 첨부되는 도면을 참조한 실시예들의 상세한 후술에 의해 당해 분야의 당업자들에게 명료해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 리프터의 개략적인 정단면도이다.
도 2는 상기 리프터의 작동을 개략적으로 보여주며, 이전의 도와 유사한 도면이다.
도 3은 하중과 관계되어 포스 시스템을 보여주며, 이전의 도와 유사한 도면이다.
도 4는 비대칭의 자기 다이나미즘(magnetic dynamism)에서의 포스 시스템을 보여주며, 이전의 도와 유사한 도면이다.
도 5는 대칭의 자기 다이나미즘에서 리프터의 작동을 개략적으로 나타내며, 도 2와 유사한 도면이다.

첫째로 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전자석 리프터는 수평축 코일(4)을 이동시키도록 형성되며, 강자성 회로(5)를 통과하여 연결된 두 개의 양극 연장부들(2, 3)과 두 개의 코어들(6, 7)을 관습적으로 포함한다. 상기 코어들(6, 7) 둘레에 각각 배열된 두 개의 솔레노이드들(8, 9)은 코일(4)을 올리는 것을 허여하는 동자력을 발생시킨다. 비록 여기에 상술된 전자석(1)이 바람직하게 양극일지라도 상기 선택은 구속되지 않으며, 상기 필수 장치들에 적정하게 제공되는 서로 다른 극들을 가진 자석들은 상기 동일한 원리에 의해 제조될 수 있음을 주의해야 한다.

본 발명의 리프터의 새로운 측면은, 바람직하게 에나멜이 도포된 구리이며, 양극 연장부들(2, 3)에 이웃하는 코어들(6, 7) 둘레에 각각 배열된 두 개의 탐지코일들(10, 11)의 존재에 있다. 상기 코일들(10, 11)은, 코일(4)에 의해 전달되며 몇 가지 경우들에서 이동되더라도 여전히 뜨거운 열로부터 각각의 평판들(12, 13)에 의해 바람직하게 보호된다.

코일들(10, 11)은 그것들이 솔레노이드들(8, 9)에 의해 발생되고 코일(4)에 링크된 플럭스 라인들에 의해 교차되었기때문에, 처음 올리는 단계에서 자기 다이나미즘(magnetic dynamism)을 탐지할 수 있고, 그러므로 코일(4)이 올려질 때 코일(4) 굽힘의 기계적인 다이나미즘에 의해 발생된 상기 링크된 플럭스 라인들(반대방향의 자기 다이나미즘)의 감소의 양을 탐지할 수 있다. 이 정보는, 이동의 허가를 승인 또는 부정하는 것이 목적인 제어유닛(16)에 상기 데이터를 디지털 형태로 보내는, 두 개 각각의 A/D 변환기들(14, 15)에 전달된다.

그러므로, 본 발명 리프터의 작동은 간단하고 효율적이며, 용이하게 이해된다: 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 양극 연장부들(2, 3)은 코일(4)을 올리도록 솔레노이드들(8, 9)의 동작에 의해 코일(4)에 접촉하고, 상기 플럭스 라인들은 코일(4)에 링크된다. 상기 올림 단계의 시작에서, 자기 다이나미즘의 부재에서의 상기 시스템 밸런스 상태는 도 3의 포스(force) 시스템에 의해 나타난다.

상기 시스템에서, Fa는 극a(도 2 예에서의 N극)의 계류력을 나타내고, Fb는 극b(도 2 예에서의 S극)의 계류력을 나타내며, Fsa 및 Fsb는 상기 계류력들의 수직 올림 구성들을 나타내고, L1 및 L2는 하중(P)의 무게중심 축들 사이의 거리를 측정하는 레버 암들(lever arms)을 나타내며, 상기 수직 구성들 Fsa 및 Fsb는 각각의 하중 반(P/2)을 가진다.

도 4는 비대칭적 자기 다이나미즘의 상태에서의, 예를 들어 극b에 더욱더, 유사한 포스 시스템을 보여준다. 상기 경우에서 Fa>Fb이며, 그러므로 또한 Fsa>Fsb이고 Fsa*L1>Fsb*L2이며, 이에 의해 레버는 극b에 대해 하중분리의 가능성을 아주 높이는 일측 굽힘의 가속된 풀림을 유발시킬 수 있다.

결과적으로, 첫번째 올림 단계 동안에 제어유닛(16)은, 변환기들(14, 15)을 통해 탐지코일들(10, 11)로부터 받은 데이터의 기초에 각각의 극성들에서 발생하는, 자기 다이나미즘의 비교를 수행한다. 만약 두 개의 수치들 사이의 차이가, 3%부터 10%까지 범위 예를 들어 5%를 나타내는 기설정된 문턱값을 초과한다면, 올림 작동의 정치 및 지면으로 하중을 되돌리기 위한 신호를 발한다.

이와 반대로, 알람 문턱값 아래의 수치에 있는 링크된 플러스에서의 감소는 시트 굽힘의 분리들을 일으키며, 계류력을 유지하여 상기 이동이 EN 13155 표준의 제공에 따라 안전하게 이루어질 수 있는, 자기 다이나미즘을 방해한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 코일들(10, 1)에 의해 탐지된 두 개의 신호들은 대부분 동일한 곳은 바로 이어지는 단계에서, 제어유닛(16)은 시스템의 전체적인 자기 다이나미즘이, 이동되는 것을 허가하면서 또한 3%부터 10%까지 범위를 나타내는 경우에서의 기설정 아래에 있는지를 체크한다. 사실 만약 상기 굽힘에서의 시작 풀림이 상기 현상을 정지시키는 상수들 내에 있다면, 이에 의해 예를 들어 다른 5%보다 낮은 링크된 플럭스 내에서의 감소는 이동의 안전한 수행을 허여한다. 고려되는 상기 안전성 및 자기 다이나미즘 계수들이 고려되는 상기 경우의 필요에 따라 변화될 수 있음을 주의해야 한다.

결과적으로, 본 발명에 따른 전자석 리프터의 작동방법은 후술하는 단계들에 의해 요약될 수 있다.

a) 자성 솔레노이드들(8, 9)을 작동시키기.

b) 이동되는 상기 코일(4)에 링크된 상기 플럭스가 상기 코일(4) 무게의 두 배보다 큰 계류력을 획득하기 충분한 지를 체크하기.

c) 코일(4)을 처음으로 올리고 동시에, 코일들(10, 11)에 의해 탐지된 수치들 사이의 차이가 기설정된 문턱값 아래에 있는지를 체크하기 위해, 각각의 극성들에서 발생하는 자기 다이나미즘의 비교하기.

d) 상기 체크가 부정적인 결과인 경우, 상기 올림 작동의 정지 및 지면으로 하중을 되돌리기 위한 신호를 발하고, 상기 체크가 긍정적인 결과인 경우, 자기 다이나미즘이 전체적으로 두 번째 기설정된 문턱값 아래에 있는지를 두 번째 체크하기.

e) 상기 두 번째 체크가 부정적인 결과인 경우, 상기 올림 작동의 정지 및 지면으로 하중을 되돌리기 위한 신호를 발하고, 상기 체크가 긍정적인 결과인 경우, 코일(4)의 이동에 허가를 하는 신호를 발하기.

본 발명에 따른 상기 리프터의 상술되고 도시화된 실시예는 여러 가지 형태들이 가능한 예시이다. 구체적으로, 변환기들(14, 15)은 제어유닛(16)과 일체형일 수 있고, 코일들(10, 11)은 링크된 플럭스 내의 변화들을 탐지하기 적합한 유사한 장치들로 대체될 수 있다.

Claims (10)

1. 고온압연철강의 수평축 코일(4)을 이동시키도록 형성되며, 둘레에 두 개의 자성 솔레노이드들(8,9)이 배열된 강자성 회로(5)와 각각의 코어들(6, 7)을 통하여 연결된 적어도 두 개의 양극 연장부들(2, 3);을 포함하며,
   각각의 상기 코어들(6, 7)에서 고온압연철강의 상기 코일(4)에 링크된 플럭스(flux) 내의 변화를 탐지하는 것이 적합한 탐지장치; 및
   상기 탐지장치들에 작동하게 연결되고, 상기 이동을 허가하거나 불허하기 위해 상기 탐지장치들 각각에 의해 탐지된 수치들을 비교하는 것이 적합한 제어유닛(16);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 리프터(1).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 링크된 플럭스 내의 변화를 탐지하는 상기 탐지장치는 상기 대응하는 양극 연장부(2, 3)에 근접하여 배열된 탐지코일(10, 11)인 것을 특징으로 하는 전자석 리프터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 탐지코일(10, 11)은 에나멜이 도포된 구리로 제조된 것을 특징으로 하는 전자석 리프터.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   고온압연철강의 상기 코일(4)에 의해 전달되는 열로부터 상기 탐지코일들(10, 11)을 보호하기 적합한 평판들(12, 13);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 리프터.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 링크된 플럭스 내의 변화를 탐지하는 것이 적합한 상기 탐지장치들 및 상기 제어유닛(16) 사이에 배열된 A/D 변환기들(14, 15);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석 리프터.
   
6. a) 자성 솔레노이드들(8, 9)을 작동시키는 단계;
   b) 이동되는 상기 코일(4)에 링크된 상기 플럭스가 상기 코일(4) 무게의 두 배보다 큰 계류력을 획득하기 충분한 지를 체크하는 단계;를 포함하며,
   c) 상기 코일(4)을 처음으로 올리고, 동시에 상기 링크된 플럭스 내의 변화를 탐지하는 것이 적합한 상기 탐지장치들에 의해 탐지된 수치들 사이의 차이가 기설정된 문턱값보다 낮은지를 체크하는 단계;
   d) 상기 첫 번째 체크의 결과에 따라, 상기 링크된 플럭스의 전체적인 저하가 두 번째 기설정된 문턱값보다 낮은지를 두 번째로 체크하는 것을 수행하거나 수행하지 않는 단계; 및
   e) 상기 두 번째 체크의 결과에 따라, 상기 이동의 허가 신호를 발생시키거나 발생시키지 않는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 전자석 리프터(1)의 작동방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 첫번째 체크단계가 c) 부정적인 결과를 가지면 d) 상기 올림 작동의 정지 및 지면으로 하중을 되돌리기 위한 신호의 발생을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자석 리프터의 작동방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 두 번째 체크단계가 d) 부정적인 결과를 가지면 e) 상기 올림 작동의 정지 및 지면으로 하중을 되돌리기 위한 신호의 발생을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자석 리프터의 작동방법.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 첫 번째 체크단계를 위해 상기 기설정된 문턱값은 3%부터 10%까지의 범위를 나타내고, 바람직하게 5%인 것을 특징으로 하는 전자석 리프터의 작동방법.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 두 번째 체크단계를 위해 상기 기설정된 문턱값은 3%부터 10%까지의 범위를 나타내고, 바람직하게 5%인 것을 특징으로 하는 전자석 리프터의 작동방법.

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