KR20130036864A - 연주 슬라브의 길이측정장치 - Google Patents

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Abstract

티씨엠(T.C.M)에서 절단이 이루어지는 슬라브의 절단 길이를 측정하기 위한 연주 슬라브의 길이측정장치가 소개된다.
연주 슬라브의 길이측정장치는 슬라브의 진행이 이루어지는 롤러 테이블의 전방 일측에 설치되는 고정프레임과, 고정프레임에 상하방향으로 회동가능하게 힌지 연결되는 회동아암과, 슬라브의 선단면 사이의 선단면 거리값을 측정하기 위해 상기 회동아암의 선단부에 마련되는 거리측정센서와, 회동아암을 상하방향으로 회동시키기 위한 구동실린더와, 거리측정센서에서 측정된 선단면 거리값을 인가받은 후 기 입력된 슬라브의 절단길이값에 따라 티씨엠에 절단신호를 인가하는 컨트롤러부를 포함하여 구성된다.

Description

연주 슬라브의 길이측정장치{APPARATUS FOR CUTTING LENGTH OF SLAB IN CONTINUOUS CASTING}
본 발명은 연주 슬라브의 길이측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비 접촉방식으로 슬라브의 길이를 정확하게 측정한 후, 측정된 길이값에 따라 티씨엠을 통해 슬라브를 절단할 수 있는 연주 슬라브의 길이측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 연주기에서 주어진 일정한 속도로 생산되는 슬라브는, 연주공정을 통해 슬라브 주편길이가 편성되고, 슬라브 절단설비인 티씨엠(T.C.M:Torch Cutting Machine)에 슬라브를 절단하라는 지시를 보내게 된다. 이렇게 지시된 슬라브 절단길이는 후공정과 수요가의 요구에 알맞은 길이로 정확하게 절단을 행하여야 한다.
이러한 연주공정의 슬라브 길이 측정 및 절단 구성은 "연주공정의 슬라브 절단장치 및 방법(특허공개공보 : 10-2005-0063928)"에서 공지되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 정련과정을 거쳐 성분과 온도가 제어된 용강을 수강용기인 래들(11)에 담아 이동하고, 터릿(12)의 아암(18)상에 안착된 래들(11)을 직하부로 하강시키고, 래들(11)의 하부로부터 직하부로 연장된 쉬라우드노즐(19)을 통하여 래들(11)의 용강을 턴디쉬(13)내로 공급하여 일시 저장한다. 그리고 턴디쉬(13)내에 저장된 용강은 몰드(14)에 하부단이 일부 침지되는 침지노즐을 통하여 몰드(14)로 공급된 다음, 몰드의 내부공간을 통과하면서 몰드(Mould)의 단면과 동일한 단면상을 갖는 슬라브를 연속하여 주조한다. 이렇게 주조된 슬라브는 다단으로 설치된 복수개의 안내롤, 핀치롤과 같은 이송롤러(15)를 통과하면서 출측으로 인출되고, 출측에 배치된 티씨엠(T)에 의해서 수요가가 원하는 소정의 길이로 절단된다.
특히, 용강이 세그먼트를 통과하면서 슬라브형태로 굳어지면, 도 2a 내지도 2b에 도시된 바와 같이, 측정 롤(21)을 통과하면서 슬라브(S) 절단에 필요한 길이를 측정하게 되는데, 이때, 측정 롤(21)에서 측정된 슬라브길이는 티씨엠(T)의 슬라브 절단에 필요한 값으로 전달되어 절단하게 되고, 절단된 슬라브는 롤러 테이블(R)을 통해 운반된다. 여기서, 측정 롤(21)은 티씨엠(T)의 전단에 설치되어 연속 주조된 슬라브의 길이를 측정하되, 측정 롤의 회전휠(22) 회전은 연속 주조되는 슬라브와의 면 접촉으로 회전되므로, 측정 롤의 PG(23)가 회전휠(22) 회전수를 검출하여 연산장치로 보내고 그 값을 연산해 슬라브의 길이측정값으로 도출할 수 있게 된다.
그러나, 이 측정 롤의 회전휠(22)이 고열의 슬라브와 연속적으로 접촉되어 회전하는 과정에서 회전휠의 마모가 발생되게 되면, 이 회전휠의 마모는 슬라브길이 측정오차에 직접적인 원인으로 작용한다. 즉, 회전휠이 마모가 되면 휠의 원주가 작아져 슬라브의 길이측정값이 슬라브의 실제길이보다 크게 측정되어 후공정에서 품질결함을 야기할 수 있는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 회전휠의 교체주기를 짧게 할 수 있지만, 회전휠의 설치위치와 연속주조로 인한 교체작업이 어려워 공장 수리일 만 점검 및 교체작업이 가능한 실정이다. 아울러, 측정오차를 방지하기 위해 회전휠을 새 제품으로 교체하여도, 교체한 시점부터 마모가 시작되어 절단길이 오차는 점차 증가하므로, 근본적인 슬라브 측정오차를 막을 수 없다는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 슬라브의 길이를 정확하게 측정하여 정확한 길이로 슬라브를 절단할 수 있는 연주 슬라브의 길이측정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치는, 티씨엠(T.C.M)에서 절단이 이루어지는 슬라브의 절단 길이를 측정하기 위한 연주 슬라브의 길이측정장치로서, 고정프레임, 회동아암, 거리측정센서, 구동실린더 및 컨트롤러부를 포함하고, 고정프레임은 슬라브의 진행이 이루어지는 롤러 테이블의 전방 일측에 설치되고, 회동아암은 상기 고정프레임에 상하방향으로 회동가능하게 힌지 연결되고, 거리측정센서는 상기 슬라브의 선단면 사이의 선단면 거리값을 측정하기 위해 상기 회동아암의 선단부에 마련되고, 구동실린더는 상기 회동아암을 상하방향으로 회동시키고, 컨트롤러부는 상기 거리측정센서에서 측정된 선단면 거리값을 인가받은 후 기 입력된 슬라브의 절단길이값에 따라 티씨엠에 절단신호를 인가한다.
바람직하게, 상기 거리측정센서는 상기 선단면 거리값 측정시 상기 슬라브의 선단면 중앙 위치에 대향되게 배치된다.
바람직하게, 상기 회동아암은 베어링브라켓을 매개로 상기 고정프레임에 회동가능하게 힌지 연결되되, 상기 베어링브라켓은 상기 회동아암의 회동을 안정적으로 가이드하도록 상기 회동아암을 사이에 두고 면접촉되는 제1 베어링브라켓 및 제2 베어링브라켓으로 구성된다.
바람직하게, 상기 회동아암의 선단부에는 상기 거리측정센서의 측부를 슬라브 열로부터 보호하기 위한 방열커버가 마련된다.
바람직하게, 본 발명은 슬라브의 하면에 접촉되는 측정휠을 구비하여 티씨엠의 대기 위치에 설치되는 측정롤 유닛을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 컨트롤러부는 상기 거리측정센서와 티씨엠 대기위치 사이의 티씨엠 거리값을 구하고, 상기 거리측정센서 및 상기 슬라브의 선단면 사이의 선단면 거리값을 구한 후, 상기 티씨엠 거리값과 선단면 거리값 사이의 차이를 슬라브의 측정길이값으로 계산한 후, 상기 측정길이값이 기 입력된 슬라브의 절단길이값과 동일하면 티씨엠에 절단신호를 인가한다.
바람직하게, 상기 컨트롤러부는 상기 티씨엠에 절단신호를 인가한 후 상기 구동실린더에 상방향 이동신호를 인가하여 상기 회동아암의 선단부를 상방향으로 회동시키고, 상기 슬라브가 절단된 후 티씨엠이 대기 위치로 이동되면, 상기 구동실린더에 하방향 이동신호를 인가하여 상기 회동아암의 선단부를 하방향으로 회동시킨다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 연속주조되는 슬라브의 길이를 비 접촉방식으로 정확하게 측정함으로써, 종래 회전휠의 마모로 인해 발생하는 측정오차 문제를 해결할 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 티씨엠에서 슬라브가 정확한 길이로 절단되도록 함으로써, 생산량의 0.03%의 절단 손실을 방지하고, 수요자의 요구에 맞는 향상된 슬라브품질 제공할 수 있으며, 슬라브 절단에 있어서 작업표준이 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 연속주조공정에서 슬라브를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2a는 종래 기술에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 도시한 구성도.
도 2b는 종래 기술에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치의 측정 롤을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 확대하여 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 도시한 구성도.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치는, 비 접촉방식으로 슬라브(S)의 길이를 정확하게 측정하기 위해, 고정플레임(110), 회동아암(120), 거리측정센서(130), 구동실린더(140) 및 컨트롤러부(200)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 고정플레임(110)은 상술한 회동아암(120), 거리측정센서(130) 및 구동실린더(140)를 구조적으로 지지하기 위한 프레임으로, 슬라브(S)의 진행이 이루어지는 롤러 테이블(R)의 전방 일측에 설치된다.
본 실시예에서 고정플레임(110)은 구조적으로 안정적인 사각 기둥 형태로 구성되지만, 이 고정플레임(110)의 형태, 크기 및 높이 등과 같은 설계 인자들은 해당 고정플레임(110)이 설치되는 작업 환경에 따라 변경될 수 있을 것이다.
이러한 고정플레임(110)의 상측에는 회동아암(120)이 회동 가능하게 장착된다. 회동아암(120)은 고정플레임(110)에 시소 형태로 힌지 연결되어 해당 일단이 상하방향으로 회동가능하도록 구성된다.
예컨대, 회동아암(120)은 해당 일단부에 거리측정센서(130)가 마련되고, 해당 타단부에 구동실린더(140)가 구동 연결되며, 해당 타측부에 고정플레임(110)과 힌지 연결되는데, 이는 거리측정센서(130)를 통한 슬라브(S)의 선단면 거리값 측정시, 거리측정센서(130)가 슬라브(S)의 선단면에 대향되게 배치되도록 회동아암(120)을 하방향으로 회동시키고, 슬라브(S)의 이동시 슬라브(S)와 거리측정센서(130) 간의 간섭이 방지되도록 회동아암(120)을 상방향으로 회동시키기 위함이다.
이 회동아암(120)의 선단부에는 슬라브(S)의 열로부터 거리측정센서(130)를 보호하기 위한 방열커버(121)가 마련된다. 방열커버(121)는 거리측정센서(130)의 측방향에 배치됨으로써, 회동아암(120)이 상방향으로 회동된 경우, 롤러 테이블(R)을 이동하는 슬라브(S)의 열에 의해 거리측정센서(130)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회동아암(120)은 베어링브라켓(111)을 매개로 고정플레임(110)에 회동가능하게 힌지 연결된다. 이때, 베어링브라켓(111)은 회동아암(120)을 사이에 두고 밀착되는 제1 베어링브라켓(111a) 및 제2 베어링브라켓(111b)으로 구성되는데, 이들 제1 베어링브라켓(111a) 및 제2 베어링브라켓(111b)은 보다 넓은 면적으로 회동아암(120)의 측면과 접촉되므로, 회동아암(120)의 회동시 해당 작동을 보다 안정적으로 가이드하면서 회동아암(120)의 진동을 미연에 방지할 수 있다.
거리측정센서(130)는 회동아암(120)의 선단부에 마련되어 거리측정센서(130) 위치(C)로부터 이격된 슬라브(S)의 선단면 위치(B)를 감지하여, 거리측정센서(130)로부터 슬라브(S)의 선단면 까지의 선단면 거리값(B-C)을 측정한다.
여기서, 거리측정센서(130)는 보다 정확한 거리 측정을 위해 선단면 거리값 측정시 슬라브(S)의 선단면 중앙 위치에 대향되게 배치된다. 본 실시예에서, 거리측정센서(130)는 슬라브(S)의 선단면과의 거리를 비접촉식으로 측정할 수 있는 레이저 센서가 사용되었다.
구동실린더(140)는 회동아암(120)을 상하방향으로 회동시키기 위한 작동원으로, 회동아암(120)을 하방향으로 회동시켜 거리측정센서(130)를 슬라브(S)의 선단면과 대향되게 위치시키거나, 회동아암(120)을 상방향으로 회동시켜 슬라브(S)가 이동될 수 있도록 할 수도 있다.
컨트롤러부(200)는 상술한 거리측정센서(130), 구동실린더(140) 및 티씨엠(T)을 전체적으로 제어하기 위한 구성으로, 거리측정센서(130)에서 선단면 거리값을 인가받은 후, 계산된 슬라브(S)의 측정길이값(A-B)이 기 입력된 슬라브(S)의 절단길이값과 동일한 경우 티씨엠(T)에 절단신호를 인가한다.
예컨대, 컨트롤러부(200)는 거리측정센서(130)의 위치(C)와 티씨엠(T) 대기위치(A) 사이의 티씨엠 거리값(A-C)을 미리 구하고, 거리측정센서(130) 위치(C)와 슬라브(S)의 선단면 위치(B) 사이의 선단면 거리값(B-C)을 구한 후, 티씨엠 거리값(A-C)과 선단면 거리값(B-C) 사이의 차이를 슬라브(S)의 측정길이값(A-B)으로 계산하고, 측정길이값(A-B)이 기 입력된 슬라브(S)의 절단길이값과 동일하면 티씨엠(T)에 절단신호를 인가하는 것이다.
아울러, 컨트롤러부(200)는 티씨엠(T)에 절단신호를 인가한 후 회동아암(120)의 선단부가 상방향으로 회동되도록 구동실린더(140)에 상방향 이동신호를 인가하고, 슬라브(S)가 절단된 후 티씨엠(T)이 대기 위치(A)로 이동되면, 회동아암(120)의 선단부가 하방향으로 회동되도록 구동실린더(140)에 하방향 이동신호를 인가한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치를 나타낸 도면이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주 슬라브의 길이측정장치는, 비 접촉방식으로 슬라브(S)의 길이를 정확하게 측정하기 위해, 고정플레임(110), 회동아암(120), 거리측정센서(130), 구동실린더(140), 컨트롤러부(200) 및 측정롤 유닛(150)을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 고정플레임(110), 회동아암(120), 거리측정센서(130), 구동실린더(140) 및 컨트롤러부(200) 구성은 일 실시예에서 상술한 고정플레임(110), 회동아암(120), 거리측정센서(130), 구동실린더(140) 및 컨트롤러부(200) 구성과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 측정롤 유닛(150)은 슬라브(S)의 측정길이값을 보조적으로 감지하기 위한 것으로, 종래의 측정 롤과 동일한 구조로 이루어진다. 다만, 이 측정롤 유닛(150)은 종래 기술에서 설명했듯이, 회전휠이 마모되면 휠의 원주가 작아져 슬라브(S)의 길이측정값이 슬라브(S)의 실제길이보다 크게 측정될 수 있으므로, 거리측정센서(130)에서 이상이 발생한 경우, 보조적인 측정 수단으로 사용될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
연속 주조되는 슬라브(S) 절단을 위해 티씨엠(T)이 대기위치(A)에 위치하면, 회동아암(120)을 하방향으로 회동시켜 거리측정센서(130)가 슬라브(S)의 선단면에 대향되는 위치로 이동되고, 이 거리측정센서(130)를 통해 거리측정센서(130)로부터 슬라브(S)의 선단면 까지의 선단면 거리값(B-C)이 측정되면, 티씨엠 거리값(A-C)과 선단면 거리값(B-C) 사이의 차이가 슬라브(S)의 측정길이값(A-B)으로 계산된다. 이때, 측정길이값(A-B)이 기 입력된 슬라브(S)의 절단길이값과 일치하면 티씨엠(T)에 절단신호가 인가되어 슬라브(S) 절단이 이루어진다.
예를 들어, 티씨엠(T)의 대기위치 값을 "0"의 길이 값으로 보고, 거리측정센서(130)의 위치(C)와 티씨엠(T) 대기위치(A) 사이의 티씨엠 거리값(A-C)을 "15000"으로 가정할 때, 슬라브(S)의 절단길이값을 "8000"으로 설정하였다면 거리측정센서(130)를 통해 계산된 슬라브(S)의 측정길이값(A-B)이 가변하여 "8000"이 되면, 티씨엠(T)을 통한 슬라브(S)의 절단 작용이 이루어지는 것이다.
한편, 거리측정센서(130)가 슬라브(S)의 선단면에 대한 정확한 길이값을 측정하여 티씨엠(T)에서 슬라브(S)의 절단 작업이 이루어지면, 구동실린더(140)의 작동에 의해 회동아암(120)이 상방향으로 회동하게 된다. 이후 티씨엠(T)의 슬라브(S) 절단 작업이 완료되면, 슬라브(S)는 롤러 테이블(R)을 통해 후공정으로 이동을 하고, 티씨엠(T)은 대기위치로 이동하게 되는데, 이때, 구동실린더(140)의 작동에 의해 회동아암(120)이 하방향으로 회동하게 된다. 이후에는, 상술한 슬라브(S) 절단을 위한 길이측정과정이 반복된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 연속주조되는 슬라브의 길이를 비 접촉방식으로 정확하게 측정하여, 종래 회전휠의 마모로 인한 측정오차 발생을 미연에 방지할 수 있고, 티씨엠에서 슬라브가 정확한 길이로 절단되도록 하므로 손실을 방지하고 수요자의 요구에 맞는 향상된 슬라브품질 제공할 수 있는 등의 우수한 효과를 구현할 수 있는 것이다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
110 :고정프레임 111a :제1 베어링브라켓
111b :제2 베어링 브라켓 120 :회동아암
121 :방열커버 130 :거리측정센서
140 :구동실린더 150 :측정롤 유닛
200 :컨트롤러부

Claims (7)

  1. 티씨엠(T.C.M)에서 절단이 이루어지는 슬라브의 절단 길이를 측정하기 위한 연주 슬라브의 길이측정장치로서,
    슬라브의 진행이 이루어지는 롤러 테이블의 전방 일측에 설치되는 고정프레임;
    상기 고정프레임에 상하방향으로 회동가능하게 힌지 연결되는 회동아암;
    상기 슬라브의 선단면 사이의 선단면 거리값을 측정하기 위해 상기 회동아암의 선단부에 마련되는 거리측정센서;
    상기 회동아암을 상하방향으로 회동시키기 위한 구동실린더; 및
    상기 거리측정센서에서 측정된 선단면 거리값을 인가받은 후 기 입력된 슬라브의 절단길이값에 따라 티씨엠에 절단신호를 인가하는 컨트롤러부를 포함하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 거리측정센서는 상기 선단면 거리값 측정시 상기 슬라브의 선단면 중앙 위치에 대향되게 배치되는 것을 특징으로 하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회동아암은 베어링브라켓을 매개로 상기 고정프레임에 회동가능하게 힌지 연결되되, 상기 베어링브라켓은 상기 회동아암의 회동을 안정적으로 가이드하도록 상기 회동아암을 사이에 두고 면접촉되는 제1 베어링브라켓 및 제2 베어링브라켓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 회동아암의 선단부에는 상기 거리측정센서의 측부를 슬라브 열로부터 보호하기 위한 방열커버가 마련되는 것을 특징으로 하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    슬라브의 하면에 접촉되는 측정휠을 구비하여 티씨엠의 대기 위치에 설치되는 측정롤 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러부는 상기 거리측정센서와 티씨엠(T.C.M) 대기위치 사이의 티씨엠 거리값을 구하고, 상기 거리측정센서 및 상기 슬라브의 선단면 사이의 선단면 거리값을 구한 후, 상기 티씨엠 거리값과 선단면 거리값 사이의 차이를 슬라브의 측정길이값으로 계산한 후, 상기 측정길이값이 기 입력된 슬라브의 절단길이값과 동일하면 티씨엠(T.C.M)에 절단신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러부는 상기 티씨엠(T.C.M)에 절단신호를 인가한 후 상기 구동실린더에 상방향 이동신호를 인가하여 상기 회동아암의 선단부를 상방향으로 회동시키고, 상기 슬라브가 절단된 후 티씨엠이 대기 위치로 이동되면, 상기 구동실린더에 하방향 이동신호를 인가하여 상기 회동아암의 선단부를 하방향으로 회동시키는 것을 특징으로 하는 연주 슬라브의 길이측정장치.
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