KR20140016576A - 압연소재의 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압연소재의 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 롤러테이블의 측면에 압연소재의 이동방향과 나란하게 설치된 적어도 하나 이상의 저항, 저항에 흐르는 전류를 측정하는 전류측정부 및 전류측정부로부터 입력되는 전류의 변화량을 기준치와 비교하여 저항의 위치로부터 압연소재의 위치를 검출하는 제어부를 포함하며, 본 발명에 따르면 압연소재의 상부에 수증기나 체류수가 존재하여 정확한 온도 측정이 어려운 경우에도 온도 변화에 따른 전기적 특성 변화를 이용하여 압연소재의 위치를 검출할 수 있기 때문에 압연소재의 위치 검출에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

압연소재의 검출 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING ROLLING MATERIAL AND METHOD THEREOF}
본 발명은 압연소재의 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 변화에 따른 전기적 특성 변화를 이용하여 압연소재의 위치와 이동속도를 검출하는 압연소재의 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 열연공장에서는 슬라브(Slab) 등의 압연소재를 가열로에서 일정 온도로 가열한 후 회전하는 롤 사이를 연속적으로 통과시켜 얇게 압연한 다음, 코일형태로 권취하여 수요자가 원하는 제품 또는 후공정인 냉연공정의 소재가 되는 열연코일을 생산한다.
이러한 열연공장의 주요설비는 가열로, 조압연기, 사상압연기, 권취기 등이 있으며, 특히 사상압연공정은 조압연기에서 압연된 스트립을 다수 개의 텐덤(Tandem) 사상압연기로 압연하여 수요자가 요구하는 두께의 제품을 생산하는 핵심 공정이다.
이러한 일련의 공정을 정확하게 제어하고 제품의 품질을 향상시키기 위해서는 각각의 설비를 통과하는 압연소재의 위치에 대한 정보를 수집하여 관리할 필요가 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0074446호(2006.07.03 공개, 발명의 명칭 : 스트립 에지부 검출장치)가 있다.
본 발명의 목적은 압연소재의 상부에 수증기나 체류수가 존재하여 정확한 온도 측정이 어려운 경우 온도 변화에 따른 전기적 특성 변화를 이용하여 압연소재의 위치 검출에 대한 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 압연소재의 검출 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 압연소재의 검출 장치는 롤러테이블의 측면에 압연소재의 이동방향과 나란하게 설치된 적어도 하나 이상의 저항; 상기 저항에 흐르는 전류를 측정하는 전류측정부; 및 상기 전류측정부로부터 입력되는 상기 전류의 변화량을 기준치와 비교하여 상기 저항의 위치로부터 상기 압연소재의 위치를 검출하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 미리 설정된 지점에 고정 설치되어 상기 압연소재의 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하고, 상기 제어부가 상기 온도측정부로부터 입력되는 상기 온도에 기초하여 상기 압연소재의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부가 상기 전류의 변화율을 산출하고, 상기 변화율의 최대값 간의 시간차를 이용하여 상기 압연소재의 이동속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 압연소재의 검출 방법은 제어부가 롤러테이블의 측면에 압연소재의 이동방향과 나란하게 설치된 적어도 하나 이상의 저항에 흐르는 전류를 입력받는 단계; 및 상기 제어부가 상기 전류의 변화량을 기준치와 비교하여 상기 저항의 위치로부터 상기 압연소재의 위치를 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 상기 압연소재의 위치를 검출하는 단계는 상기 제어부가 미리 설정된 지점에서 측정된 상기 압연소재의 온도를 입력받아 상기 압연소재의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제어부가 상기 전류의 변화율을 산출하고, 상기 변화율의 최대값 간의 시간차를 이용하여 상기 압연소재의 이동속도를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압연소재의 상부에 수증기나 체류수가 존재하여 정확한 온도 측정이 어려운 경우에도 온도 변화에 따른 전기적 특성 변화를 이용하여 압연소재의 위치를 검출할 수 있기 때문에 압연소재의 위치 검출에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 장치에서 저항이 설치된 모습을 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 장치에서 압연소재의 접근에 따른 저항의 온도변화 및 전류의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 방법의 동작을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 방법에서 저항의 온도변화에 따른 전류의 변화율을 도시한 그래프이다.
이하에서는 본 발명에 따른 압연소재의 검출 장치 및 그 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 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 압연소재의 검출 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 장치에서 저항이 설치된 모습을 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 장치에서 압연소재의 접근에 따른 저항의 온도변화 및 전류의 변화를 도시한 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 장치는 저항부(10), 전류측정부(20), 온도측정부(30), 제어부(40), 메모리부(50) 및 출력부(60)를 포함한다.
저항부(10)는 적어도 하나 이상의 저항을 구비하며, 롤러테이블(70)을 타고 이동하는 압연소재(A)의 이동방향과 나란하게 설치되는 복수 개의 저항을 구비할 수 있다.
예를 들어, 저항부(10)가 3개의 저항을 구비하는 경우, 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)은 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 롤러테이블(70)의 사이드 가이드 측면에 일정 간격으로 나란하게 설치될 수 있다.
이때, 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)은 같은 크기의 저항인 것이 바람직하지만, 서로 다른 크기의 저항으로 구성될 수도 있으며, 통상적으로 사용되는 저항 또는 온도 변화에 따라 저항이 민감하게 변화하는 써미스터(Thermister)일 수 있다.
제1,2,3 저항(R1,R2,R3)에는 각각 동일한 전원이 독립적으로 공급됨에 따라, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 각각 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)가 흐른다.
한편, 고온의 압연소재(A)가 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)에 접근하는 경우, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 압연소재(A)에 의해 제1,2,3 저항(R1,R2,R3) 온도가 순차적으로 상승한다.
제1,2,3 저항(R1,R2,R3)이 통상적으로 사용되는 저항이나 양의 온도계수를 가지는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 써미스터인 경우 온도가 상승할수록 저항이 커지기 때문에, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)는 순차적으로 감소하게 된다.
반대로, 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)이 음의 온도계수를 가지는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 써미스터인 경우 온도가 상승할수록 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)는 순차적으로 증가하게 된다.
전류측정부(20)는 저항부(10)에 구비된 저항에 흐르는 전류를 측정하여 제어부(40)에 전달하며, 자기장의 세기를 검출하여 전류를 측정하는 홀 센서(Hall Sensor, 미도시)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전류측정부(20)는 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)에 흐르는 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)를 각각 측정하는 제1,2,3 홀 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 저항부(10) 및 전류측정부(20)는 케이스(미도시)에 담겨져 모듈형태로 설치될 수 있을 것이다.
온도측정부(30)는 미리 설정된 지점에 고정 설치되어 롤러테이블(70)을 타고 이동하는 압연소재(A)의 온도를 측정하여 제어부(40)에 전달한다. 고온의 압연소재(A)가 온도측정부(30)에 접근하면 온도측정부(30)에서 측정되는 온도가 상승하므로 이를 이용하여 후술할 제어부(40)가 압연소재(A)의 위치를 검출할 수 있게 된다.
제어부(40)는 전류측정부(20)로부터 입력되는 전류의 변화에 기초하여 압연소재(A)의 위치를 검출하고, 온도측정부(30)로부터 입력되는 온도에 기초하여 압연소재(A)의 위치를 보정한다.
먼저, 제어부(40)는 전류측정부(20)로부터 입력되는 전류의 변화량을 기준치와 비교하여 압연소재(A)의 위치를 검출한다.
이때, 저항부(10)가 통상적으로 사용되는 저항이나 양의 온도계수를 가지는 PTC 써미스터를 포함하는 경우, 전류의 변화량은 전류의 감소량에 해당한다.
반면, 저항부(10)가 음의 온도계수를 가지는 NTC 써미스터를 포함하는 경우, 전류의 변화량은 전류의 증가량에 해당한다.
전류의 변화량이 크다는 것은 저항의 변화량이 크다는 것을 의미하며, 이는 압연소재(A)가 해당 저항을 통과하고 있다는 것을 나타내므로, 제어부(40)는 이러한 전류의 변화량이 기준치 이상인 경우에 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)이 설치된 위치로부터 압연소재(A)의 위치를 검출할 수 있다.
여기서, 기준치는 고온의 압연소재(A)로 인하여 저항에 흐르는 전류가 감소한 것으로 판단할 수 있는 기준변화량을 의미하며, 저항부(10) 및 전류측정부(20)에 구비되는 소자의 사양 및 설계자의 의도에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
또한, 제어부(40)는 전류측정부(20)로부터 입력되는 전류를 미분하여 전류의 변화율을 산출하고, 변화율의 최대값 간의 시간차를 이용하여 압연소재(A)의 이동속도를 산출할 수 있다.
전류의 변화율이 최대값인 경우, 압연소재(A)가 해당 저항에 가장 가까운 곳에 위치한다는 것을 나타낸다.
따라서, 제어부(40)는 저항부(10)에 구비된 복수 개의 저항 중 어느 2개의 저항 간의 이격거리를 상기 2개의 저항에 대한 변화율의 최대값 간의 시간차로 나누어 압연소재(A)의 이동속도를 산출할 수 있다.
이와 같이, 제어부(40)가 압연소재(A)의 위치를 검출하고, 압연소재(A)의 이동속도를 산출하는 구체적인 과정에 대해서는 도 4와 도 5를 참조하여 후술한다.
한편, 제어부(40)는 압연소재(A)의 위치 및 이동속도에 대한 정보를 메모리부(50)에 저장하고, 이러한 정보를 압연공정의 전체적인 흐름을 제어하는 상위제어부(미도시)에 제공할 수도 있다.
출력부(60)는 압연소재(A)의 위치 및 이동속도에 대한 정보를 출력한다.
출력부(60)는 HMI(Human Machine Interface, 미도시) 화면을 통해 압연소재(A)의 위치 및 이동속도에 대한 정보를 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 방법의 동작을 도시한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연소재의 검출 방법에서 저항의 온도변화에 따른 전류의 변화율을 도시한 그래프이다.
이하, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(40)는 전류측정부(20)로부터 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)에 흐르는 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)를 입력받는다(S100). 이때, 전류측정부(20)는 제1,2,3 홀 센서를 포함할 수 있다.
이어서, 제어부(40)는 입력되는 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)에 대해 필터링 등의 신호처리를 수행한 후(S102), 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)의 변화량이 기준치 이상인지 확인한다(S104).
만약, 전류의 변화량이 기준치 이상인 경우, 압연소재(A)가 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)을 통과하는 것이므로, 제어부(40)는 제1,2,3 저항(R1,R2,R3)이 설치된 위치로부터 압연소재(A)의 위치를 검출한다(S106),
이때, 제어부(40)는 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)의 변화량 중 적어도 2개 이상의 변화량이 기준치 이상인 경우에만 압연소재(A)의 위치를 검출하여, 검출의 신뢰성을 높일 수 있다.
이후, 제어부(40)는 온도측정부(30)로부터 입력되는 온도에 기초하여 압연소재(A)의 위치를 보정한다(S108).
전류의 변화량을 이용하여 압연소재(A)의 위치를 검출하는 경우, 압연소재(A)가 특정한 범위 내에 존재하는지 여부에 대해서는 정확하게 판단할 수 있지만, 압연소재(A)의 정확한 위치를 검출하지는 못할 수 있다. 따라서, 제어부(40)는 온도측정부(30)에서 측정되는 온도에 기초하여 압연소재(A)의 위치를 보정한다.
또한, 제어부(40)는 제1,2,3 전류(I1,I2,I3)를 미분하여 제1,2,3 전류의 변화율(
Figure pat00001
)을 산출하고(S110), 제1,2,3 전류의 변화율(
Figure pat00002
)이 기준변화율(L) 이상인지 확인한다(S112). 도 5에 제1,2,3 전류의 변화율(
Figure pat00003
)이 도시되어 있다.
제1,2,3 전류의 변화율(
Figure pat00004
)이 기준변화율(L) 이상인 경우, 제어부(40)는 산출값이 정상인지 여부를 확인한다(S114).
구체적으로, 제어부(40)는 제1,2,3 전류의 변화율(
Figure pat00005
)의 최대값 간의 시간차(Δt1,Δt2)를 구하고, Δt2-Δt1이 오차범위 내에 속하는지 여부를 판단하여 산출값이 정상인지 여부를 판단할 수 있다.
산출값이 정상인 것으로 판단되는 경우, 제어부(40)는 제1,2,3 전류의 변화율(
Figure pat00006
)의 최대값 간의 시간차(Δt1,Δt2)를 이용하여 압연소재(A)의 이동속도를 산출한다(S116).
구체적으로, 제어부(40)는 제1,2 저항(R1,R2) 간의 이격거리를 제1,2 전류의 변화율(
Figure pat00007
)의 최대값 간의 시간차(Δt1)으로 나누거나, 제2,3 저항(R2,R3) 간의 이격거리를 제2,3 전류의 변화율(
Figure pat00008
)의 최대값 간의 시간차(Δt2)로 나누어 압연소재(A)의 이동속도를 산출할 수 있다.
이어서, 제어부(40)는 압연소재(A)의 위치 및 이동속도에 대한 정보를 메모리부(50)에 저장하고(S118), 압연소재(A)의 위치 및 이동속도에 대한 정보를 출력부(60)를 통해 표시한다(S120).
이와 같이, 본 발명에 따른 압연소재의 검출 장치 및 그 방법에 의하면, 압연소재(A)의 상부에 수증기나 체류수가 존재하여 정확한 온도 측정이 어려운 경우에도 온도 변화에 따른 전기적 특성 변화를 이용하여 압연소재(A)의 위치를 검출할 수 있기 때문에 압연소재(A)의 위치 검출에 대한 신뢰성을 높일 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 : 저항부
20 : 전류측정부
30 : 온도측정부
40 : 제어부
50 : 메모리부
60 : 출력부
70 : 롤러테이블
A : 압연소재

Claims (6)

  1. 롤러테이블의 측면에 압연소재의 이동방향과 나란하게 설치된 적어도 하나 이상의 저항;
    상기 저항에 흐르는 전류를 측정하는 전류측정부; 및
    상기 전류측정부로부터 입력되는 상기 전류의 변화량을 기준치와 비교하여 상기 저항의 위치로부터 상기 압연소재의 위치를 검출하는 제어부를 포함하는 압연소재의 검출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    미리 설정된 지점에 고정 설치되어 상기 압연소재의 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부가 상기 온도측정부로부터 입력되는 상기 온도에 기초하여 상기 압연소재의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 압연소재의 검출 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 전류의 변화율을 산출하고, 상기 변화율의 최대값 간의 시간차를 이용하여 상기 압연소재의 이동속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 압연소재의 검출 장치.
  4. 제어부가 롤러테이블의 측면에 압연소재의 이동방향과 나란하게 설치된 적어도 하나 이상의 저항에 흐르는 전류를 입력받는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 전류의 변화량을 기준치와 비교하여 상기 저항의 위치로부터 상기 압연소재의 위치를 검출하는 단계를 포함하는 압연소재의 검출 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 압연소재의 위치를 검출하는 단계는
    상기 제어부가 미리 설정된 지점에서 측정된 상기 압연소재의 온도를 입력받아 상기 압연소재의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재의 검출 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 전류의 변화율을 산출하고, 상기 변화율의 최대값 간의 시간차를 이용하여 상기 압연소재의 이동속도를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연소재의 검출 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107377636A (zh) * 2017-08-11 2017-11-24 张家港联峰钢铁研究所有限公司 一种轧线生产异常的电流跟踪方法

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