KR20120001237A - 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 압연공정이 진행되는 동안 작업 대상물의 형상이 목표 형상으로부터 변형된 정도를 측정할 수 있도록 하는 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은, 워크롤러의 출구 측에 설치되고 복수 개의 이송롤러가 설치되는 가이드부; 상기 가이드부를 통과하는 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도를 측정하는 변형감지센서; 상기 가이드부를 통과하는 작업 대상물의 이동속도를 감지하는 속도감지센서; 상기 가이드부에 작업 대상물의 투입여부를 감지하는 대상물감지센서; 및 상기 대상물감지센서로부터 송신되는 신호에 따라 상기 변형감지센서와 상기 속도감지센서의 구동여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치를 제공한다.

Description

압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법 {MEASURING APPARATUS FOR TRANSFORMATION OF ROLLING MATERIAL AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 압연공정이 진행되는 동안 작업 대상물의 형상이 목표 형상으로부터 변형된 정도를 측정할 수 있도록 하는 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철이 고체가 되는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.

철광석으로 강철을 만드는 공정 중 앞 단계인 선철을 만드는 공정을 제선(製銑)이라 하고, 선철로 강철을 만드는 공정을 제강이라 한다.

연주공정은 액체생태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.

이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.

또한, 슬래브는 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연장치를 통과하면서 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어진다.

압연공정은 한 쌍의 워크롤러 사이로 중간 소재가 통과되면서 압연이 이루어지고, 다수 쌍의 워크롤러가 연속되게 설치되므로 각각의 워크롤러를 통과하면서 중간 소재의 두께 및 폭이 단계적으로 조절되는 압연공정이 이루어지게 된다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 압연공정이 진행되는 동안 작업 대상물의 형상이 목표 형상으로부터 변형된 정도를 측정할 수 있도록 하는 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 워크롤러의 출구 측에 설치되고 복수 개의 이송롤러가 설치되는 가이드부; 상기 가이드부를 통과하는 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도를 측정하는 변형감지센서; 상기 가이드부를 통과하는 작업 대상물의 이동속도를 감지하는 속도감지센서; 상기 가이드부에 작업 대상물의 투입여부를 감지하는 대상물감지센서; 및 상기 대상물감지센서로부터 송신되는 신호에 따라 상기 변형감지센서와 상기 속도감지센서의 구동여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치를 제공한다.

또한, 상기 변형감지센서는, 상기 가이드부 일측 단부로부터 작업 대상물의 일측 단부까지의 거리를 감지하는 제1거리감지센서; 및 상기 가이드부 타측 단부로부터 작업 대상물의 타측 단부까지의 거리를 감지하는 제2거리감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 속도감지센서는 상기 이송롤러의 회전속도를 감지하는 회전속도감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 (a) 이송롤러가 설치되는 가이드부에 작업 대상물이 투입되는지 판단하는 단계; (b) 작업 대상물이 투입되면 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도와 이송속도를 측정하는 단계; (c) 작업 대상물의 투입 완료여부를 판단하는 단계; (d) 작업 대상물의 투입이 완료되면 측정을 종료하는 단계; 및 (e) 작업 대상물의 투입이 완료되면 작업 대상물의 변형량을 계산하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치 제어방법을 제공한다.

또한, 상기 (b) 단계는 상기 가이드부의 양측 단부에 설치되는 거리감지센서로부터 작업 대상물의 양측 단부까지의 거리를 측정하고, 상기 이송롤러의 회전속도를 감지하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거리감지센서는 설정시간 마다 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법은 작업 대상물의 폭을 조절하는 압연공정이 진행된 후에 작업 대상물이 휘어진 방향 및 정도를 측정할 수 있으므로 압연기 제어에 필요한 정보를 제공하여 압연제품의 품질을 향상시키고 압연기의 오작동 및 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치 제어방법이 도시된 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치가 도시된 블록도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치는 워크롤러의 출구 측에 설치되고 복수 개의 이송롤러(12)가 설치되는 가이드부(10)와, 가이드부(10)를 통과하는 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도를 측정하는 변형감지센서(50)와, 가이드부(10)를 통과하는 작업 대상물의 이동속도를 감지하는 속도감지센서(70)와, 가이드부(10)에 작업 대상물의 투입여부를 감지하는 대상물감지센서(30)와, 대상물감지센서(30)로부터 송신되는 신호에 따라 변형감지센서(50)와 속도감지센서(70)의 구동여부를 판단하는 제어부(80)를 포함한다.

작업 대상물이 워크롤러를 통과하면서 폭이 조절된 후에 가이드부(10)로 투입되면 대상물감지센서(30)에 의해 작업 대상물이 감지되므로 제어부(80)에 신호를 송신하고, 제어부(80)로부터 송신되는 신호에 의해 변형감지센서(50)와 속도감지센서(70)가 구동된다.

작업 대상물의 폭을 조절하는 압연공정이 진행될 때에는 작업 대상물의 양측 단부를 워크롤러가 가압하면서 작업 대상물의 폭을 조절하게 되는데, 워크롤러의 가압력이 동일하지 않으면 작업 대상물이 일측으로 휘어지는 변형이 발생된다.

변형감지센서(50)는 가이드부(10)의 일 지점에서 통과되는 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도를 설정시간 마다 감지하며, 속도감지센서(70)는 작업 대상물이 가이드부(10)를 통과하는 속도를 감지한다.

따라서 가이드부(10)를 통과하는 작업 대상물의 전방 측 단부로부터 후방 측 단부까지 설정길이 마다 작업 대상물에 발생된 변형량을 측정할 수 있게 된다.

예를 들어, 10m 길이의 작업 대상물이 1m/s의 속도로 가이드부(10)를 통과할 때에 변형감지센서(50)가 1초마다 변형량을 감지하면 작업 대상물 전체에 걸쳐 1m 간격을 유지하며 변형량을 측정하게 되는 것이다.

변형감지센서(50)는 가이드부(10) 일측 단부로부터 작업 대상물의 일측 단부까지의 거리를 감지하는 제1거리감지센서(52)와, 가이드부(10) 타측 단부로부터 작업 대상물의 타측 단부까지의 거리를 감지하는 제2거리감지센서(54)를 포함한다.

제1거리감지센서(52)와 제2거리감지센서(54)가 동시에 구동되면 가이드부(10)의 양측 단부로부터 작업 대상물의 양측 단부까지 거리를 감지하게 되므로 제1거리감지센서(52)에서 측정되는 거리가 상대적으로 짧으면 작업 대상물이 제1거리감지센서(52) 측으로 휘어진 것으로 판단하게 된다.

또한, 제1거리감지센서(52)에서 측정되는 거리와 제2거리감지센서(54)에서 측정되는 거리를 비교하여 작업 대상물이 휘어진 정도를 판단할 수 있게 된다.

속도감지센서(70)는 이송롤러의 회전속도를 감지하는 회전속도감지센서를 포함하므로 이송롤러(12)의 회전에 의해 가이드부(10)를 통과하는 작업 대상물의 속도를 판단할 수 있게 된다.

대상물감지센서(30)는 가이드부(10)의 일측 단부에 설치되는 발광부(32)와, 가이드부(10)의 타측 단부에 설치되는 수광부(34)를 포함하므로 작업 대상물이 발광부(32)와 수광부(34) 사이로 투입되면 발광부(32)에서 조사되는 빛이 차단되므로 작업 대상물의 투입 개시를 감지하게 된다.

작업 대상물이 발광부(32)와 수광부(34) 사이의 공간을 통과하면 다시 발광부(32)에서 조사되는 빛이 수광부(34)에 도달하게 되므로 작업 대상물의 투입 완료를 감지하게 된다.

여기서, 대상물감지센서(30)는 본 발명의 기술구성을 인지한 당업자가 용이하게 변경하여 실시할 수 있는 것이므로 다른 실시예에 대한 구체적인 도면이나 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치 제어방법이 도시된 순서도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재 변형량 측정장치 제어방법은 이송롤러(12)가 설치되는 가이드부(10)에 작업 대상물이 투입되는지 판단하는 단계(S10)와, 작업 대상물이 투입되면 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도와 이송속도를 측정하는 단계(S20)와, 작업 대상물의 투입 완료여부를 판단하는 단계(S30)와, 작업 대상물의 투입이 완료되면 측정을 종료하는 단계(S40)와, 작업 대상물의 변형량을 계산하여 출력하는 단계(S50)를 포함한다.

작업 대상물이 가이드부(10)에 투입되면 대상물감지센서(30)로부터 제어부(80)에 신호가 송신되고, 제어부(80)에서 송신되는 신호에 의해 변형감지센서(50)와 속도감지센서(70)가 구동된다.

이때, 변형감지센서(50)는 설정시간 마다 구동되어 작업 대상물의 전방 측 단부로부터 후방 측 단부까지 일정 간격을 유지하며 휘어진 방향 및 정도를 감지하게 된다.

작업 대상물의 변형 감지는 가이드부(10)의 양측 단부에 설치되는 거리감지센서(50)로부터 작업 대상물의 양측 단부까지의 거리를 측정하여 이루어진다.

제1거리감지센서(52)에서 작업 대상물의 일측 단부까지 거리가 제2거리감지센서(54)에서 작업 대상물의 타측 단부까지 거리보다 작게 측정되면 작업 대상물이 제1거리감지센서(52) 측으로 휘어진 것으로 판단한다.

또한, 제1거리감지센서(52)에서 감지되는 거리와 제2거리감지센서(54)에서 감지되는 거리의 차이에 의해 작업 대상물이 휘어진 정도를 판단할 수 있게 된다.

작업 대상물을 가이드부(10)에 설치되는 다수 개의 이송롤러(12)에 의해 이동되므로 이송롤러(12)의 회전속도를 감지하여 작업 대상물의 이동속도를 판단하게 된다.

제1거리감지센서(52), 제2거리감지센서(52) 및 속도감지센서(70)로부터 제어부(80)에 수신되는 신호를 바탕으로 하여 작업 대상물의 전방 측 단부에서 후방 측 단부까지 단위 거리마다 휘어진 방향 및 정도가 계산된다.

이후에, 제어부(80)에서 계산된 작업 대상물의 변형량이 출력부(82)에 의해 표시되면 작업자는 이를 인지하여 워크롤러의 작동을 제어할 수 있게 된다.

물론, 제어부(80)에서 송신되는 신호에 따라 워크롤러의 작동이 제어될 수 있으며, 이는 본 발명의 기술구성을 인지한 당업자가 용이하게 변경하여 실시할 수 있는 것이므로 다른 실시예에 대한 구체적인 도면이나 설명은 생략하기로 한다.

이로써, 압연공정이 진행되는 동안 작업 대상물의 형상이 목표 형상으로부터 변형된 정도를 측정할 수 있도록 하는 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 압연소재 변형량 측정장치 및 그 제어방법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 측정장치 및 그 제어방법이 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 가이드부 12 : 이송롤러
30 : 대상물감지센서 32 : 발광부
34 : 수광부 50 : 변형감지센서
52 : 제1거리감지센서 54 : 제2거리감지센서
70 : 속도감지센서 80 : 제어부
82 : 출력부

Claims (6)

1. 워크롤러의 출구 측에 설치되고 복수 개의 이송롤러가 설치되는 가이드부;
   상기 가이드부를 통과하는 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도를 측정하는 변형감지센서;
   상기 가이드부를 통과하는 작업 대상물의 이동속도를 감지하는 속도감지센서; 및
   상기 가이드부에 작업 대상물의 투입여부를 감지하는 대상물감지센서; 및
   상기 대상물감지센서로부터 송신되는 신호에 따라 상기 변형감지센서와 상기 속도감지센서의 구동여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 변형감지센서는,
   상기 가이드부 일측 단부로부터 작업 대상물의 일측 단부까지의 거리를 감지하는 제1거리감지센서; 및
   상기 가이드부 타측 단부로부터 작업 대상물의 타측 단부까지의 거리를 감지하는 제2거리감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 속도감지센서는 상기 이송롤러의 회전속도를 감지하는 회전속도감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치.
   
4. (a) 이송롤러가 설치되는 가이드부에 작업 대상물이 투입되는지 판단하는 단계;
   (b) 작업 대상물이 투입되면 작업 대상물의 휘어진 방향 및 정도와 이송속도를 측정하는 단계;
   (c) 작업 대상물의 투입 완료여부를 판단하는 단계;
   (d) 작업 대상물의 투입이 완료되면 측정을 종료하는 단계; 및
   (e) 작업 대상물의 투입이 완료되면 작업 대상물의 변형량을 계산하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치 제어방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 (b) 단계는 상기 가이드부의 양측 단부에 설치되는 거리감지센서로부터 작업 대상물의 양측 단부까지의 거리를 측정하고, 상기 이송롤러의 회전속도를 감지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치 제어방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 거리감지센서는 설정시간 마다 구동되는 것을 특징으로 하는 압연소재 변형량 측정장치 제어방법.
   

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