KR20130002405A - 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법 - Google Patents

열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이송 중인 슬라브를 검출하는 슬라브 검출부, 슬라브 측면의 복수 개의 측정 포인트에서 위치좌표를 검출하는 위치 검출부 및 슬라브 검출부가 슬라브를 검출하면, 위치 검출부에서 검출된 위치좌표를 이용하여 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 형상 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법{APPARATUS FOR DETECTING SHAPE OF SLAB IN HOT ROLLING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폭 압하 공정후 이송되는 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 열간압연에서는 용강을 슬라브(SLAB) 등의 반제품으로 생성한다.
이때, 슬라브는 가열로에서 가열된 후 폭 압연기에서 후행 압연에 요구되는 폭으로 조정되도록 폭 압연 공정이 수행된다.
최근에는 열연압연 공정에서 슬라브를 폭압연하는 폭 압연기는 슬라브 사이징 프레스(SLAB SIZING PRESS;SSP)에서 주로 실시된다.
또한, 열연 압연의 효율을 높이기 위해서 기 제조된 슬라브를 이용하여 폭 압연을 실시한 후, 후행 압연으로 제공하도록 하고 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 롤러 테이블의 이송 방향을 중심으로 롤러 테이블 상에 배치된 슬라브에 대하여 복수 개의 위치좌표를 검출하고, 검출된 복수의 위치좌표를 이용하여 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치는 이송 중인 슬라브를 검출하는 슬라브 검출부; 슬라브 측면의 복수 개의 측정 포인트에서 위치좌표를 검출하는 위치 검출부; 및 상기 슬라브 검출부가 슬라브를 검출하면, 상기 위치 검출부에서 검출된 위치좌표를 이용하여 상기 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 형상 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 위치 검출부는, 상기 슬라브의 일측 전단부의 위치좌표를 검출하는 제1위치 검출부; 상기 제1위치 검출부에서 검출된 위치좌표에 대응되는 타측 전단부의 위치좌표를 검출하는 제4위치 검출부; 상기 슬라브의 일측 후단부의 위치좌표를 검출하는 제2위치 검출부; 상기 제2위치 검출부에서 검출된 위치좌표와 대응되는 타측 후단부의 위치좌표를 검출하는 제5위치 검출부; 상기 슬라브의 일측 중심부의 위치좌표를 검출하는 제3위치 검출부; 및 상기 제3위치 검출부에서 검출된 위치좌표와 대응되는 타측 중심부의 위치좌표를 검출하는 제6위치 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 형상 측정부는, 상기 캠버 크기를 상기 제1위치 검출부와 상기 제2위치 검출부에서 검출된 위치좌표의 중심좌표와 상기 제3위치 검출부에서 검출된 위치좌표의 거리를 계산하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 형상 측정부는, 상기 폭 길이를 상기 제1위치 검출부와 제4위치 검출부에서 검출된 위치좌표간의 거리와, 상기 제2위치 검출부와 상기 제5위치 검출부에서 검출된 위치좌표간의 거리, 및 상기 제3위치 검출부와 상기 제6위치 검출부에서 검출된 위치좌표간의 거리를 합산하여 평균하여 산출하는 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 방법은 슬라브 검출부가 이송 중인 슬라브를 검출하는 단계; 상기 슬라브가 검출되면, 위치 검출부가 상기 슬라브 측면의 복수 개의 측정 포인트에서 위치좌표를 검출하는 단계; 및 형상 측정부가 상기 위치 검출부로부터 상기 위치좌표를 제공받아 상기 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 형상 측정부가 측정된 상기 캠버 크기와 폭 길이를 압연설비 제어부에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 위치 검출부는, 상기 슬라브의 일측 전단부의 제1위치좌표와, 상기 제1위치좌표에 대응되는 상기 슬라브의 타측 전단부의 제4위치좌표, 상기 슬라브의 일측 후단부의 제2위치좌표, 상기 제2위치좌표에 대응되는 상기 슬라브의 타측 후단부의 제5위치좌표, 상기 슬라브의 일측 중심부의 제5위치좌표, 및 상기 제5위치좌표와 대응되는 타측 중심부의 제6위치좌표를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 캠버 크기는, 상기 제1위치좌표와 상기 제2위치좌표의 중점 좌표와, 상기 제3위치좌표 간의 거리를 계산하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 폭 길이는, 상기 제1위치좌표와 상기 제4위치좌표 간의 거리와, 상기 제2위치좌표와 상기 제5위치좌표 간의 거리, 및 상기 제3위치좌표와 상기 제6위치좌표 간의 거리를 합산하여 평균하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 폭 압하 공정 후 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 정확하게 측정하여 조압연 공정에서의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있고, 차후 압연설비의 각 공정변수의 설정시 슬라브의 캠버를 저감시키도록 상기 측정결과를 이용할 수 있다.
게다가, 본 발명은 캠버 크기와 폭 길이의 측정 정확도를 향상시켜 열연 제품의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 위치 검출부와 측정 위치를 도시한 도면이다.
도 3 은 도 1 의 슬라브의 측정 포인트를 나타낸 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이 측정 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치의 측정방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 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 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 도 1 의 위치 검출부와 측정 위치를 도시한 도면이며, 도 3 은 도 1 의 슬라브의 측정 포인트를 나타낸 예시도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이 측정 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 슬라브 검출부(10), 위치 검출부(20), 및 형상 측정부(30)를 포함한다.
위치 검출부(20)는 슬라브(S) 측면의 다수 개의 측정 포인트에서 제1 내지 제6위치 검출부(21~26)로부터 슬라브(S)까지의 거리에 따라 위치좌표를 검출하는 것으로서, 제1 내지 제6위치 검출부(21~26)로는 레이저 거리 측정센서 등이 채용될 수 있다.
즉, 위치 검출부(20)는 제1 내지 제6위치 검출부(26)를 포함하며, 이들은 슬라브(S)의 양측에서 슬라브(S)의 이송 방향으로 나란하게 설치되며, 각 측정 위치에서 슬라브(S)의 위치 좌표를 검출한다.
즉, 위치 검출부(20)는 슬라브(S)의 이송 방향과 나란하게 설치되는 바, 도 2 에 도시된 바와 같이, 제1위치 검출부(21)와 제2위치 검출부(22) 및 제3위치 검출부(23)는 롤러 테이블(RT)의 작업측에 설치되고, 제4위치 검출부(24)와 제5위치 검출부(25) 및 제6위치 검출부(26)는 롤러 테이블(RT)의 구동측에 설치된다.
제1위치 검출부(21)는 슬라브(S)의 작업측에 설치되어 슬라브(S)의 전단부의 위치좌표(A(x1,y1))를 검출한다.
제4위치 검출부(24)는 슬라브(S)의 구동측에 설치되어 제1위치 검출부(21)에서 검출된 위치좌표(A(x1,y1))에 대응되는 타측 전단부의 위치좌표(A'(x4,y4))를 검출한다.
제2위치 검출부(22)는 슬라브(S)의 작업측에 설치되어 슬라브(S)의 후단부의 위치좌표(B(x2,y2))를 검출한다.
제5위치 검출부(25)는 제2위치 검출부(22)에서 검출된 위치좌표(B(x2,y2))에 대응되는 타측 후단부의 위치좌표(B'(x5,y5))를 검출한다.
제3위치 검출부(23)는 슬라브(S)의 작업측에 설치되어 슬라브(S)의 중심부의 위치 좌표(C(x3,y3))를 검출한다.
제6위치 검출부(26)는 제3위치 검출부(23)에서 검출된 위치좌표(C(x3,y3))에 대응되는 타측 중심부의 위치좌표(C'(x6,y6))를 검출한다.
여기서, 제3위치 검출부(23)에서 검출된 위치좌표(C(x3,y3))로부터 제1위치 검출부(21)에서 검출된 위치좌표(A(x1,y1))와 제2위치 검출부(22)에서 검출된 제2위치좌표(B(x2,y2))의 거리는 동일하다.
또한, 제6위치 검출부(26)에서 검출된 위치좌표(C'(x6,y6))로부터 제4위치 검출부(24)에서 검출된 위치좌표(A'(x4,y4))와 제2위치 검출부(22)에서 검출된 제5위치좌표(B'(x5,y5))의 거리는 동일하다.
참고로, 본 실시예에서는 전체 6개의 위치좌표를 검출하는 것을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않으며, 슬라브 형상 측정의 정밀도를 향상시키기 위해 다양한 개수의 위치좌표를 검출하는 것도 포함한다할 것이다.
슬라브 검출부(10)는 롤러 테이블(RT)에서 이송되는 슬라브(S)를 검출한다.
슬라브 검출부(10)가 슬라브(S)를 검출하면, 형상 측정부(30)는 위치 검출부(20)로 하여금 슬라브(S)의 각 부위의 위치를 검출하도록 한다.
형상 측정부(30)는 위치 검출부(20)가 측정 위치에서 위치좌표를 검출하면, 이 위치좌표를 이용하여 슬라브(S)의 캠버 크기와 폭 길이를 측정한다.
먼저, 캠버 크기는 도 4 에 도시된 바와 같이, 제1위치 검출부(21)에서 검출된 위치좌표(A(x1,y1))와 제2위치 검출부(22)에서 검출된 위치좌표(B(x3,y3))의 중점좌표(D(x1+x2)/2,(y1+y2)/2))와 제3위치 검출부(23)에서 검출된 위치좌표(C(x3,y3))간의 거리를 계산하여 획득한다.
이와 같이, 캠버 크기는 하기의 수학식 1을 통해 측정될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, CV(CAMBER VALUE)는 캠버 크기로서, 도 4 에 도시된 바와 같이 C 와 D 간의 거리와 같으며, 슬라브(S)가 얼마나 휘어져 있는가의 정도를 나타낸다.
다음으로, 폭 길이는 제1위치 검출부(21)에서 검출된 위치좌표(A(x1,y1))와 제4위치 검출부(24)에서 검출된 위치좌표(A'(x4,y4))간의 거리와, 제2위치 검출부(22)에서 검출된 위치좌표(B(x2,y12))와 제5위치 검출부(25)에서 검출된 위치좌표(B'(x5,y5))간의 거리, 및 제3위치 검출부(23)에서 검출된 위치좌표(C(x3,y3))와 제6위치 검출부(26)에서 검출된 위치좌표(C'(x6,y6))간의 거리를 합산한 후, 평균하여 획득한다.
이와 같이, 폭 길이는 하기의 수학식 2를 통해 측정될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, Wl(Width length)는 폭 길이이다.
이와 같이, 압연설비 제어부(50)는 형상 측정부(30)에 의해 측정된 캠버 크기와 폭 길이를 압연설비내의 각 기기의 공정조건 산정에 필요한 폭학습계수 또는 공정 변수의 계산에 이용함으로써, 조압연기(미도시)와 사상압연기(미도시)와 같은 압연 설비(미도시) 등의 공정 조건을 개선할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치의 동작 과정을 상세하게 설명한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
먼저, 슬라브(S)가 슬라브 사이징 프레스 공정후 롤러 테이블(RT)에 의해 이송되는 과정에서, 슬라브 검출부(10)는 슬라브(S)를 검출하고 그 검출 결과를 받은 형상 측정부(30)는 슬라브(S)의 검출 여부를 판단한다(S10).
판단 결과, 슬라브 검출부(10)에 의해 슬라브(S)가 검출되면, 형상 측정부(30)는 위치 검출부(20)를 제어하여 슬라브(S)의 위치좌표를 검출하도록 한다.
이에 따라, 위치 검출부(20)의 제1 내지 제6위치 검출부(21~26)는 각 측정 포인트에서의 위치좌표를 검출한다(S20).
이때, 실시예에 따라서는, 슬라브 검출부(10)가 슬라브(S)를 검출하는 경우, 롤러 테이블(RT)의 구동을 정지시킴으로써 위치 검출부(20)로 하여금 슬라브(S)의 각 측정 포인트에서의 위치좌표를 보다 정확하게 검출하도록 할 수도 있다.
형상 측정부(30)는 위치 검출부(20)에서 전체 6개의 위치좌표가 검출되면, 이 위치좌표를 이용하여 상기한 바와 같이, 캠버 크기와 폭 길이를 측정한다(S30)
이 경우, 형상 측정부(30)는 제1위치 검출부(21)에서 검출된 위치좌표(A(x1,y1))와 제2위치 검출부(22)에서 검출된 위치좌표(B(x3,y3))의 중점좌표(D(x1+x2)/2,(y1+y2)/2))와 제3위치 검출부(23)에서 검출된 위치좌표(C(x3,y3)) 간의 거리를 계산하여 산출한다.
아울러, 폭 길이는 제1위치 검출부(21)에서 검출된 위치좌표(A(x1,y1))와 제4위치 검출부(24)에서 검출된 위치좌표(A'(x4,y4))간의 거리와, 제2위치 검출부(22)에서 검출된 위치좌표(B(x2,y12))와 제5위치 검출부(25)에서 검출된 위치좌표(B'(x5,y5))간의 거리, 및 제3위치 검출부(23)에서 검출된 위치좌표(C(x3,y3))와 제6위치 검출부(26)에서 검출된 위치좌표(C'(x6,y6))간의 거리를 합산한 후, 평균하여 산출한다.
마지막으로, 형상 측정부(30)는 산출된 캠버 크기 및 폭 길이를 압연설비의 동작을 제어하는 압연설비 제어부(50)에 제공한다(S40).
그러면, 압연설비 제어부(50)는 제공받은 캠버 크기 및 폭 길이를 이용하여 압연설비 내의 각 기기에 대한 공정 조건 산정에 사용되는 폭학습계수 또는 공정변수를 보정한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 슬라브 검출부 20: 위치 검출부
21: 제1위치 검출부 22: 제2위치 검출부
23: 제3위치 검출부 24: 제4위치 검출부
25: 제5위치 검출부 26: 제6위치 검출부
30: 형상 측정부 RT: 롤러 테이블
S: 슬라브

Claims (9)

  1. 이송 중인 슬라브를 검출하는 슬라브 검출부;
    슬라브 측면의 복수 개의 측정 포인트에서 위치좌표를 검출하는 위치 검출부; 및
    상기 슬라브 검출부가 슬라브를 검출하면, 상기 위치 검출부에서 검출된 위치좌표를 이용하여 상기 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 형상 측정부를 포함하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 슬라브의 일측 전단부의 위치좌표를 검출하는 제1위치 검출부;
    상기 제1위치 검출부에서 검출된 위치좌표에 대응되는 타측 전단부의 위치좌표를 검출하는 제4위치 검출부;
    상기 슬라브의 일측 후단부의 위치좌표를 검출하는 제2위치 검출부;
    상기 제2위치 검출부에서 검출된 위치좌표와 대응되는 타측 후단부의 위치좌표를 검출하는 제5위치 검출부;
    상기 슬라브의 일측 중심부의 위치좌표를 검출하는 제3위치 검출부; 및
    상기 제3위치 검출부에서 검출된 위치좌표와 대응되는 타측 중심부의 위치좌표를 검출하는 제6위치 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 형상 측정부는,
    상기 캠버 크기를 상기 제1위치 검출부와 상기 제2위치 검출부에서 검출된 위치좌표의 중심좌표와 상기 제3위치 검출부에서 검출된 위치좌표의 거리를 계산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 형상 측정부는,
    상기 폭 길이를 상기 제1위치 검출부와 제4위치 검출부에서 검출된 위치좌표간의 거리와, 상기 제2위치 검출부와 상기 제5위치 검출부에서 검출된 위치좌표간의 거리, 및 상기 제3위치 검출부와 상기 제6위치 검출부에서 검출된 위치좌표간의 거리를 합산하여 평균하여 산출하는 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치.
  5. 슬라브 검출부가 이송 중인 슬라브를 검출하는 단계;
    상기 슬라브가 검출되면, 위치 검출부가 상기 슬라브 측면의 복수 개의 측정 포인트에서 위치좌표를 검출하는 단계; 및
    형상 측정부가 상기 위치 검출부로부터 상기 위치좌표를 제공받아 상기 슬라브의 캠버 크기와 폭 길이를 측정하는 단계를 포함하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 형상 측정부가 측정된 상기 캠버 크기와 폭 길이를 압연설비 제어부에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치 검출부는,
    상기 슬라브의 일측 전단부의 제1위치좌표와,
    상기 제1위치좌표에 대응되는 상기 슬라브의 타측 전단부의 제4위치좌표,
    상기 슬라브의 일측 후단부의 제2위치좌표,
    상기 제2위치좌표에 대응되는 상기 슬라브의 타측 후단부의 제5위치좌표,
    상기 슬라브의 일측 중심부의 제5위치좌표; 및
    상기 제5위치좌표와 대응되는 타측 중심부의 제6위치좌표를 검출하는 것을 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캠버 크기는, 상기 제1위치좌표와 상기 제2위치좌표의 중점 좌표와, 상기 제3위치좌표 간의 거리를 계산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 폭 길이는, 상기 제1위치좌표와 상기 제4위치좌표 간의 거리와, 상기 제2위치좌표와 상기 제5위치좌표 간의 거리, 및 상기 제3위치좌표와 상기 제6위치좌표 간의 거리를 합산하여 평균하여 산출되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 방법.

KR1020110063358A 2011-06-29 2011-06-29 열간압연설비의 슬라브 형상 측정 장치 및 방법 KR20130002405A (ko)

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