KR20130023702A - 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치 - Google Patents

가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압연공정에서 압연기의 출측에 설치된 가속냉각기내 열연소재의 선단부와 미단부의 위치를 위치측정롤러의 회전방향을 통해 검출함으로써 수증기가 많고 냉각 잔류수가 존재하는 환경에서도 정확하게 검출할 수 있으며, 냉각시 열연소재의 위치를 정확하게 검출함으로써 효율적인 냉각제어를 통해 과냉 및 온도편차를 줄여 권취형상 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING POSITION OF HOT ROLLED STEEL SHEET IN ACCELERATING COOLER}
본 발명은 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연공정에서 압연기의 출측에 설치된 가속냉각기내 열연소재의 선단부와 미단부의 위치를 위치측정롤러의 회전방향을 통해 검출하는 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도로 재가열(1200 ~ 1300 ℃)하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭압연 및 두께 압연을 실시하고, 사상압연기에서 수요자가 원하는 두께를 갖는 제품으로 최종압연을 실시하여 생산된 스트립을 권취기로 감아 두루마리 형태의 코일로 권취하는 일련의 공정으로 이루어진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2009-0056190호(2009.06.03.)에 개시되어 있다.
본 발명은 압연공정에서 압연기의 출측에 설치된 가속냉각기 내 열연소재의 선단부와 미단부의 위치를 위치측정롤러의 회전방향을 통해 검출하는 가속냉각기내 열연소재의 위치 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치는 가속냉각기로 열연소재를 이송시키는 이송롤러들 사이에 설치된 위치측정롤러; 위치측정롤러를 이송롤러와 반대방향으로 회전시키는 구동모터; 위치측정롤러의 회전방향을 측정하는 엔코더; 및 엔코더로부터 회전방향을 입력받아 회전방향이 변경되는 시점을 판단하여 열연소재의 위치를 검출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 구동모터의 구동토크는 위치측정롤러를 회전시키되 열연소재를 이송시키지 못하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 열연소재의 위치는 열연소재의 선단부의 진입시점 및 미단부의 진출시점인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 회전방향이 이송롤러와 반대방향에서 동일방향으로 변경될 경우 위치측정롤러로 열연소재의 선단부가 진입한 것으로 판단하고, 동일방향에서 반대방향으로 변경될 경우 위치측정롤러에서 열연소재의 미단부가 진출한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 압연공정에서 압연기의 출측에 설치된 가속냉각기 내 열연소재의 선단부와 미단부의 위치를 위치측정롤러의 회전방향을 통해 검출함으로써 수증기가 많고 냉각 잔류수가 존재하는 환경에서도 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각시 열연소재의 위치를 정확하게 검출함으로써 효율적인 냉각제어를 통해 과냉 및 온도편차를 줄여 권취형상 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연과정을 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 따른 위치 검출상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 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 압연과정을 간략하게 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치를 나타낸 블록구성도이며, 도 3은 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 따른 위치 검출상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 따른 위치 검출상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 따른 토크변화를 나타낸 그래프이다.
압연과정을 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 압연기(10)를 통해 압연을 마친 열연소재(15)는 냉각 종료온도 및 냉각속도를 맞추기 위해 이송롤러(25)를 통해 압연기(10)의 출측에 설치된 가속냉각기(20)로 이송되어 냉각이 이루어진 후 권취기(30)로 이송되어 권취된다.
이때 열연소재(15)는 열연코일 및 후판을 포함한다.
가속냉각기(20) 내에서는 이송롤러(25)에 의해 이송되는 열연소재(15)에 대해 냉각헤더(22)에서 냉각수를 분사하면서 가속냉각을 진행한다.
이때 열연소재(15)의 선단부와 미단부 및 사이드 에지부분에는 열연소재(15)의 표면을 흐르는 체류수로 인해 계획되지 않은 열손실이 발생하여 과냉되는 현상을 방지하기 위해 선단부 및 미단부의 위치를 정확하게 측정하여 냉각주수량을 달리하는 마스킹 기술이 적용된다.
따라서 냉각제어장치(70)는 열연소재(15)의 위치 검출장치로부터 입력되는 열연소재(15)의 위치를 기반으로 마스킹 기술을 통해 냉각주수량을 조절하여 과냉을 방지한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기 내 열연소재의 위치검출장치는 위치측정롤러(27), 구동모터(42), 엔코더(50) 및 제어부(60)를 포함한다.
위치측정롤러(27)는 열연소재(15)의 이동위치를 파악하기 위한 위치에 설치되며, 압연기(10)를 통해 압연을 마친 열연소재(15)를 가속냉각기(20)로 이송하기 위한 이송롤러(25)들 사이에 설치된다.
구동모터(42)는 위치측정롤러(27)를 이송롤러(25)의 회전방향과 반대방향으로 구동시킨다. 즉, 열연소재(15)의 이송방향과 반대방향으로 회전시킨다.
이때 구동토크는 위치측정롤러(27)를 회전시킬 수는 있으나 열연소재(15)를 이송시킬 수는 없는 것이 바람직하다.
따라서 위치측정롤러(27)는 열연소재(15)와 접촉되지 않았을 때는 이송롤러(25)의 회전방향과 반대방향으로 회전하지만, 열연소재(15)와 접촉될 경우에는 구동토크가 열연소재를 이송시킬 수는 없기 때문에 열연소재(15)에 의해 강제적으로 회전방향이 변경되어 열연소재(15)의 이동방향과 동일한 방향으로 회전된다.
이를 구체적으로 다시 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이 위치측정롤러(27)가 이송롤러(25)들 사이에 설치된 상태에서 열연소재(15)에 위치측정롤러(27)로 진입하지 않은 상태일 경우 위치측정롤러(27)는 구동모터(42)의 구동토크에 의해 이송롤러(25)의 회전방향과는 반대방향으로 회전한다.
그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 열연소재(15)가 위치측정롤러(27)로 진입하여 열연소재(15)와 위치측정롤러(27)가 접촉될 경우에는 열연소재(15)에 의해 강제적으로 위치측정롤러(27)를 회전시킴으로써 이송롤러(25)와 동일방향으로 회전하게 된다.
엔코더(50)는 위치측정을 위한 위치측정롤러(27)의 회전방향을 측정한다.
본 실시예에서는 위치측정롤러(27)를 이송롤러(25)의 회전방향과 반대방향으로 회전시킨 상태에서 열연소재(15)가 위치측정롤러(27)로 진입할 경우 열연소재(15)와 접촉되면서 위치측정롤러(27)는 강제적으로 열연소재(15)의 이동방향과 동일하게 회전하게 된다.
따라서, 엔코더(50)를 통해 위치측정롤러(27)의 회전방향 변화를 측정한다.
이때 위치측정롤러(27)는 열연소재(15)의 통과상태를 검출하기 위한 임의의 위치에 다수개 설치하여 다수개의 엔코더(50)를 통해 위치측정롤러(27)의 회전방향을 검출함으로써 열연소재(15)가 해당위치를 통과하는지 세분화해서 판단할 수 있다.
제어부(60)는 엔코더(50)로부터 입력된 위치측정롤러(27)의 회전방향을 비교하여 회전방향이 변경되는 시점으로 열연소재(15)의 위치를 검출하여 냉각제어장치(70)로 출력한다.
그러면, 냉각제어장치(70)는 열연소재(15)의 위치 검출장치로부터 입력되는 열연소재(15)의 위치를 기반으로 마스킹 기술을 통해 냉각주수량을 조절하여 과냉을 방지할 수 있다
열연소재(15)의 위치는 회전방향이 이송롤러(25)의 회전방향과 반대방향에서 동일방향으로 변경될 경우 위치측정롤러(27)로 열연소재(15)의 선단부가 진입한 것으로 판단하고, 동일방향에서 반대방향으로 변경될 경우 위치측정롤러(27)에서 열연소재(15)의 미단부가 진출한 것으로 판단하는 것으로 열연소재(15)의 선단부의 진입시점 및 미단부의 진출시점이 열연소재(15)의 위치가 된다.
이와 같이 위치측정롤러(27)의 회전방향의 변화하는 시점을 통해 열연소재(15)가 지나가고 있는 위치를 검출함으로써 열연소재(15)의 냉각시 발생되는 수증기나 냉각 잔류수의 영향을 최소화하면서 열연소재(15)의 위치를 검출할 수 있다.
이렇게 검출된 열연소재(15)의 위치는 냉각제어장치(70)로 출력되고, 냉각제어장치(70)는 열연소재(15)의 선단부와 미단부에 대해 마스킹 기술을 적용하여 선단부와 미단부의 과냉각을 방지하여 균일하게 냉각시켜 제품의 변형을 방지한다.
이와 같이 본 발명에 의한 가속냉각기 내 열연소재의 위치 검출장치에 따르면, 위치측정롤러(27)의 회전방향을 통해 열연소재(15)의 선단부와 미단부를 검출함으로써 수증기 및 냉각 잔류수가 존재하는 환경에서도 정확하게 열연소재(15)의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 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. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 압연기 15 : 열연소재
20 : 가속냉각기 22 : 냉각헤더
25 : 이송롤러 27 : 위치측정롤러
30 : 권취기 40 : 롤러구동모터
42 : 구동모터 50 : 엔코더
60 : 제어부 70 : 냉각제어장치

Claims (4)

  1. 가속냉각기로 열연소재를 이송시키는 이송롤러들 사이에 설치된 위치측정롤러;
    상기 위치측정롤러를 상기 이송롤러와 반대방향으로 회전시키는 구동모터;
    상기 위치측정롤러의 회전방향을 측정하는 엔코더; 및
    상기 엔코더로부터 상기 회전방향을 입력받아 상기 회전방향이 변경되는 시점을 판단하여 상기 열연소재의 위치를 검출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기내 열연소재의 위치 검출장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구동모터의 구동토크는 상기 위치측정롤러를 회전시키되 상기 열연소재를 이송시키지 못하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기내 열연소재의 위치 검출장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열연소재의 위치는 상기 열연소재의 선단부의 진입시점 및 미단부의 진출시점인 것을 특징으로 하는 가속냉각기내 열연소재의 위치 검출장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 회전방향이 상기 이송롤러와 반대방향에서 동일방향으로 변경될 경우 상기 위치측정롤러로 상기 열연소재의 선단부가 진입한 것으로 판단하고, 동일방향에서 반대방향으로 변경될 경우 상기 위치측정롤러에서 상기 열연소재의 미단부가 진출한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기내 열연소재의 위치 검출장치.
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