KR20140121128A - 압연기의 롤 압력 제어장치 - Google Patents

압연기의 롤 압력 제어장치 Download PDF

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KR20140121128A KR1020130037414A KR20130037414A KR20140121128A KR 20140121128 A KR20140121128 A KR 20140121128A KR 1020130037414 A KR1020130037414 A KR 1020130037414A KR 20130037414 A KR20130037414 A KR 20130037414A KR 20140121128 A KR20140121128 A KR 20140121128A
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Abstract

본 발명은 압연기의 롤 압력 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연기의 상하부 롤에 인가되는 압력을 정밀하게 제어하여 압연재의 좌우 연신율 차이에 의한 캠버(Camber) 불량을 사전에 방지할 수 있는 압연기의 롤 압력 제어장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 압연기의 롤 압력 제어장치는 압연재를 가압하는 상부 롤 및 하부 롤; 상기 상부 롤의 좌측 부위를 지지하는 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제1, 제2 압력검출장치와, 상기 하부 롤의 좌측 부위를 지지하는 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제3, 4 압력검출장치; 상기 상부 롤의 우측 부위를 지지하는 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제5, 6 압력제어장치와, 상기 하부 롤의 우측 부위를 지지하는 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제7, 8 압력검출장치; 그리고, 상기 제1 내지 제8 압력검출장치에 의해 측정 결과를 토대로 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압연 하중의 차이를 연산하고, 상기 차이에 기초하여 상하부 롤을 각각 가압하는 제1, 2 유압장치를 제어하여 상하부 롤에 인가되는 압연 하중이 조절되도록 하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.

Description

압연기의 롤 압력 제어장치{ROLL PRESSURE CONTROLLING APPRATUS FOR ROLLING MILL}
본 발명은 압연기의 롤 압력 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연기의 상하부 롤에 인가되는 압력을 정밀하게 제어하여 압연재의 좌우 연신율 차이에 의한 캠버(Camber) 불량을 사전에 방지할 수 있는 압연기의 롤 압력 제어장치에 관한 것이다.
압연기는 한쌍의 롤(roll) 사이로 통과하는 압연재를 가압하여 얇은 두께의 박막을 생산하는 장치이다.
이러한 압연기에서 생산되는 압연재의 연신율이 좌우 불균일할 경우 압연재의 좌우가 구부러지는 현상 즉, 캠버(Camber)나 판 두께 웨지(Wedge)와 같은 압연재(S)의 평면 형상 불량이나 치수 정밀도 불량을 일으킬 뿐만 아니라 사행이나 주름과 같은 다양한 문제를 일으키므로 압연공정이 진행되는 동안 압연재의 좌우에 균일한 압력이 인가되도록 압연기를 제어하여 압연재의 좌우 연신율을 동일하게 유지시키는 것이 중요하다.
이를 위해 종래에는 압연기의 입구측 및 출구측에 압연재의 폭 방향 위치를 측정하는 장치를 설치하고, 측정된 수치에 근거하여 압연기를 제어하는 방법이나 압연기가 압연재에 인가하는 좌우 하중의 차이를 직접 측정하여 차이가 있을 경우 압연기를 제어하는 방법이 이용되고 있다.
하지만, 상기 압연재의 폭 방향 위치를 측정하는 방식은 압연재의 좌우 연신율 차이에 의해 압연재에 불량이 발생한 후에 사후적으로 압연기를 제어하는 기술이므로 압연재의 불량을 사전에 방지하지 못한다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 압연기가 인가하는 좌우 하중의 차이를 측정하여 이를 보상하는 방식은 측정된 좌우 하중 차를 기초로 압연재에 발생하는 캠버와 같은 불량을 추정하므로 압연재의 판 두께나 온도 분포가 폭 방향으로 불균일할 경우와 같이 오히려 압연재의 좌우에 서로 다른 하중이 인가되도록 압연기를 제어하여야 하는 경우에는 적용이 곤란한 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 압연재를 가압하는 상부 롤 및 하부 롤; 상기 상부 롤의 좌측 부위를 지지하는 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제1, 제2 압력검출장치와, 상기 하부 롤의 좌측 부위를 지지하는 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제3, 4 압력검출장치; 상기 상부 롤의 우측 부위를 지지하는 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제5, 6 압력제어장치와, 상기 하부 롤의 우측 부위를 지지하는 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제7, 8 압력검출장치; 그리고, 상기 제1 내지 제8 압력검출장치에 의해 측정 결과를 토대로 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압연 하중의 차이를 연산하고, 상기 차이에 기초하여 상하부 롤을 각각 가압하는 제1, 2 유압장치를 제어하여 상하부 롤에 인가되는 압연 하중이 조절되도록 하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 압연기의 롤 압력 제어장치를 제공한다.
여기서, 상기 제1 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 상부 초크에 설치되어 제1 유압장치에 의해 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하고, 상기 제2 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 상부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제3 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제4 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정한다.
여기서, 상기 제5 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 상부 초크에 설치되어 제2 유압장치에 의해 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하고, 상기 제6 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제7 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제8 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정한다.
여기서, 상기 컨트롤러는 상기 제1, 2 압력검출장치 및 제3, 4 압력검출장치에 의한 측정 결과를 전달받아 상부 롤의 좌측 부위를 지지하는 상부 초크 및 하부 롤의 좌측 부위을 지지하는 하부 초크에 인가되는 압연 하중을 각각 계산하는 제1 연산부; 상기 제5, 6 압력검출장치 및 제7, 8 압력검출장치에 의한 측정 결과를 전달받아 상부 롤의 우측 부위를 지지하는 상부 초크 및 하부 롤의 우측 부위를 지지하는 하부 초크에 인가되는 압연 하중을 각각 계산하는 제2 연산부; 상기 제1 연산부의 계산 결과를 합산하여 상하부 롤의 좌측 부위에 인가되는 압연 하중의 합력을 계산함과 동시에 상기 제2 연산부의 계산 결과를 합산하여 상하부 롤의 우측 부위에 작용하는 압연 하중의 합력을 계산하고, 상기 계산 결과를 토대로 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압연 하중의 차이를 계산하는 제3 연산부; 그리고, 상기 제3 연산부의 계산 결과에 따라 제1, 2 유압장치의 동작을 제어하여 상부 초크에 인가되는 압연 하중을 조절하는 압력조절부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 압연기의 롤 압력제어장치는 다수개의 압력감지장치를 이용해 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압력을 정확하게 측정하고, 측정 결과를 토대로 유압장치를 제어하여 상하부 롤의 좌우측에 동일한 압연 하중이 인가되도록 하므로 압연재의 좌우 연신율 차이에 의한 캠버(Camber) 불량을 사전에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압연기의 롤 압력제어장치는 압연공정이 진행되는 동안 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압력 하중을 지속적으로 측정하여 차이가 있을 경우 압력 하중을 자동으로 조절하므로 품질이 우수한 압연재가 안정적으로 생산될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 롤 압력 제어장치를 구비하는 압연기의 전체적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 상하부 롤의 좌측을 지지하는 상하부 초크에 인가되는 압연 하중이 측정되는 모습을 나타내는 구성도이다.
도 3은 상하부 롤의 우측을 지지하는 상하부 초크에 인가되는 압연 하중이 측정되는 모습을 나타내는 구성도이다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 롤 압력 제어장치를 구비하는 압연기의 전체적인 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 상하부 롤의 좌측을 지지하는 상하부 초크에 인가되는 압연 하중이 측정되는 모습을 나타내는 구성도이며, 도 3은 상하부 롤의 우측을 지지하는 상하부 초크에 인가되는 압연 하중이 측정되는 모습을 나타내는 구성도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압연기의 롤 압력 제어장치는 도 1을 기준으로 상부 롤(10)의 좌측 부위(11)를 지지하는 상부 초크(30)에 설치되는 제1, 제2 압력검출장치(100,110)와, 하부 롤(20)의 좌측 부위(21)를 지지하는 하부 초크(50)에 설치되는 제3, 4 압력검출장치(200,210)와, 상부 롤(10)의 우측 부위(12)를 지지하는 상부 초크(50)에 설치되는 제5, 6 압력제어장치(300,310)와, 하부 롤(20)의 우측 부위(22)를 지지하는 하부 초크(60)에 설치되는 제7, 8 압력검출장치(400,410)와, 상기 제1 내지 제8 압력제어장치에서 측정된 값에 따라 제1, 2유압장치(70,80)를 제어하여 상하부 롤(10,20)에 인가되는 압력이 조절되도록 하는 컨트롤러(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 압력검출장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 압연재(S)가 배출되는 출구측 상부 초크(30)에 설치되어 제1 유압장치(70)에 의해 상부 초크(30)에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제2 압력 검출장치(110)는 압연재(S)가 유입되는 입구측 상부 초크(30)에 설치되어 상부 초크(30)에 인가되는 압력을 측정한다.
또한, 상기 제3 압력검출장치(200)는 압연재(S)가 배출되는 출구측 하부 초크(50)에 설치되어 하부 초크(50)에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제4 압력 검출장치(310)는 압연재(S)가 유입되는 입구측 하부 초크(30)에 설치되어 하부 초크(50)에 인가되는 압력을 측정한다.
상부 롤(10)의 좌측 부위(11)에 작용하는 압력은 기본적으로 상부 롤(10)의 좌측을 지지하는 상부 초크(30)에 인가되므로 상기 제1, 2 압력검출장치(100,110)를 이용해 상부 초크(30)의 출구측 및 입구측에 인가되는 압력을 측정하면 상부 롤의 좌측 부위(11)에 가해지는 압력을 정확히 측정할 수 있으며, 또한 하부 롤(20)의 좌측 부위(21)에 작용하는 압력은 기본적으로 하부 롤(20)의 좌측을 지지하는 하부 초크(50)에 인가되므로 상기 제3, 4 압력검출장치(200,210)를 이용해 하부 초크(50)의 출구측 및 입구측에 인가되는 압력을 측정하면 하부 롤(20)의 좌측 부위(21)에 가해지는 압력을 정확히 측정할 수 있다.
상기 제5 압력검출장치(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 압연재(S)가 배출되는 출구측 상부 초크(40)에 설치되어 제2 유압장치(80)에 의해 상부 초크(40)에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제6 압력 검출장치(310)는 압연재(S)가 유입되는 입구측 상부 초크(40)에 설치되어 상부 초크(40)에 인가되는 압력을 측정한다.
또한, 상기 제7 압력검출장치(400)는 압연재(S)가 배출되는 출구측 하부 초크(60)에 설치되어 하부 초크(60)에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제8 압력 검출장치(410)는 압연재(S)가 유입되는 입구측 하부 초크(60)에 설치되어 하부 초크(60)에 인가되는 압력을 측정한다.
상기와 같은 제5 내지 제8 압력검출장치(300,310,400,410)는 상술한 제1 내지 제4 압력검출장치(100,110,200,210)와 설치위치만이 다를 뿐 동일한 장치로서, 상하부 롤(10,20)의 우측 부위(12,22)에 작용하는 압력은 기본적으로 상부 롤(10)의 우측을 지지하는 상하부 초크(40,60)에 인가되므로 상기 제5 내지 8 압력검출장치(300,310,400,410)를 이용해 상하부 초크(40,60)의 출구측 및 입구측에 인가되는 압력을 측정하면 상하부 롤(10,20)의 우측 부위(12,22)에 가해지는 압력을 정확히 측정할 수 있다.
상기 컨트롤러(500)는 상술한 다수개의 압력검출장치의 측정치에 따라 상하부 롤(10,20)의 좌우측 부위에 인가되는 압연 하중의 차이를 연산하고, 상기 차이에 기초하여 상부 초크(30,40)를 각각 가압하는 제1, 2 유압장치(70,80)를 제어하여 상하부 롤(10,20)에 인가되는 압연 하중이 조절되도록 한다.
이러한 컨트롤러(500)는 제1 연산부(510)와, 제2 연산부(520)와, 제3 연산부(530)와, 압력조절부(540)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 연산부(510)는 제1, 2 압력검출장치(100,110)에 의한 측정 결과 및 제3, 4 압력검출장치(200,210)에 의한 측정 결과를 전달받아 상부 롤(10)의 좌측 부위(11)를 지지하는 상부 초크(30) 및 하부 롤(20)의 좌측 부위(21)을 지지하는 하부 초크(50)에 인가되는 압연 하중을 각각 계산한다
상기 제2 연산부(520)는 제5, 6 압력검출장치(300,310)에 의한 측정 결과 및 제7, 8 압력검출장치(400,410)에 의한 측정 결과를 전달받아 상부 롤(10)의 우측 부위(12)를 지지하는 상부 초크(40) 및 하부 롤(20)의 우측 부위(22)를 지지하는 하부 초크(60)에 인가되는 압연 하중을 각각 계산한다.
상기 제3 연산부(530)는 상기 제1 연산부(510)의 계산 결과를 합산하여 상하부 롤(10,20)의 좌측 부위(11,21)에 인가되는 압연 하중의 합력을 계산함과 동시에 상기 제2 연산부(520)의 계산 결과를 합산하여 상하부 롤(10,20)의 우측 부위(12,22)에 작용하는 압연 하중의 합력을 계산하고, 상기 계산 결과를 토대로 상하부 롤(10,20)의 좌측 부위(11,21) 및 우측 부위(12,22)에 인가되는 압연 하중의 차이를 계산한다.
상기 압력조절부(540)는 상기 제3 연산부(530)의 계산 결과에 따라 제1, 2 유압장치(70,80)의 동작을 제어하여 상부 초크(30,40)에 인가되는 압연 하중이 조절되도록 함으로써 상하부 롤(10,20)의 좌우측 부위에 동일한 압연 하중이 인가되도록 한다.
구체적으로, 상기 압력조절부(540)는 상하부 롤(10,20)의 좌측 부위(11,21)에 인가되는 압연 하중의 합력이 우측 부위(12,22)에 인가되는 압연 하중의 합력보다 클 경우 제1 유압장치(70)를 제어하여 상부 롤의 좌측 부위(11)를 지지하는 상부 초크(30)에 가해지는 압력을 감소시키거나 또는 제2 유압장치(80)를 제어하여 상부 롤의 우측 부위(12)를 지지하는 상부 초크(40)에 가해지는 압력을 증가시켜 상하부 롤(10,20)의 좌우측 부위에 동일한 압력 하중이 인가되도록 한다.
물론, 상하부 롤(10,20)의 우측 부위(12,22)에 인가되는 압연 하중의 합력이 좌측 부위(11,21)에 인가되는 압연 하중의 합력보다 클 경우에는 제1, 2 유압장치(70,80)를 반대로 제어하여 상하부 롤(10,20)의 좌우측 부위에 동일한 압력 하중이 인가되도록 한다.
이와 같이 상술한 제1 내지 제8 압력감지장치에 의해 상하부 롤(10,20)의 좌측 부위(11,21)를 각각 지지하는 상하부 초크(30,50) 및 우측 부위(12,22)을 지지하는 상하부 초크(40,60)에 인가되는 압연 하중의 합력이 각각 계산되고, 상기 합력의 차이만큼 압력조절부(540)에 의해 제1, 2 유압장치(70,80)가 제어되면, 상하부 롤(10,20)의 좌우측에 동일한 압연 하중이 인가되어 압연재(S)의 좌우 연신율 차이에 의한 캠버(Camber) 불량을 사전에 방지할 수 있다.
또한 압연공정이 진행되는 동안에도 압력감지장치에 의해 상하부 롤(10,20)의 좌우측 부위에 인가되는 압력 하중이 지속적으로 측정되고, 이에 따른 제1, 2 유압장치(70,80)의 제어가 자동으로 이루어지므로 품질이 우수한 압연재(S)를 안정적으로 생산할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명된 본 발명은 그 범위가 전술된 바에 한하지 않고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있는 것이 본 발명의 범위에 해당함은 물론이고, 그 균등물 또한 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 상부 롤 20: 하부 롤
30,40: 상부 초크 50,60: 하부 초크
70: 제1 유압장치 80: 제2 유압장치
100: 제1 압력감지장치 110: 제2 압력감지장치
200: 제3 압력감지장치 210: 제4 압력감지장치
300: 제5 압력감지장치 310: 제6 압력감지장치
400: 제7 압력감지장치 410: 제8 압력감지장치
500: 컨트롤러 510: 제1 연산부
520: 제2 연산부 530: 제3 연산부
540: 압력조절부 S: 압연재

Claims (4)

  1. 압연재를 가압하는 상부 롤 및 하부 롤;
    상기 상부 롤의 좌측 부위를 지지하는 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제1, 제2 압력검출장치와, 상기 하부 롤의 좌측 부위를 지지하는 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제3, 4 압력검출장치;
    상기 상부 롤의 우측 부위를 지지하는 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제5, 6 압력제어장치와, 상기 하부 롤의 우측 부위를 지지하는 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 제7, 8 압력검출장치; 그리고,
    상기 제1 내지 제8 압력검출장치에 의해 측정 결과를 토대로 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압연 하중의 차이를 연산하고, 상기 차이에 기초하여 상하부 롤을 각각 가압하는 제1, 2 유압장치를 제어하여 상하부 롤에 인가되는 압연 하중이 조절되도록 하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 압연기의 롤 압력 제어장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 상부 초크에 설치되어 제1 유압장치에 의해 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하고, 상기 제2 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 상부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하며,
    상기 제3 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제4 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 압력 제어장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제5 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 상부 초크에 설치되어 제2 유압장치에 의해 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하고, 상기 제6 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 상부 초크에 설치되어 상부 초크에 인가되는 압력을 측정하며,
    상기 제7 압력검출장치는 압연재가 배출되는 출구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하며, 상기 제8 압력 검출장치는 압연재가 유입되는 입구측 하부 초크에 설치되어 하부 초크에 인가되는 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 압력 제어장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1, 2 압력검출장치 및 제3, 4 압력검출장치에 의한 측정 결과를 전달받아 상부 롤의 좌측 부위를 지지하는 상부 초크 및 하부 롤의 좌측 부위을 지지하는 하부 초크에 인가되는 압연 하중을 각각 계산하는 제1 연산부;
    상기 제5, 6 압력검출장치 및 제7, 8 압력검출장치에 의한 측정 결과를 전달받아 상부 롤의 우측 부위를 지지하는 상부 초크 및 하부 롤의 우측 부위를 지지하는 하부 초크에 인가되는 압연 하중을 각각 계산하는 제2 연산부;
    상기 제1 연산부의 계산 결과를 합산하여 상하부 롤의 좌측 부위에 인가되는 압연 하중의 합력을 계산함과 동시에 상기 제2 연산부의 계산 결과를 합산하여 상하부 롤의 우측 부위에 작용하는 압연 하중의 합력을 계산하고, 상기 계산 결과를 토대로 상하부 롤의 좌우측 부위에 인가되는 압연 하중의 차이를 계산하는 제3 연산부; 그리고,
    상기 제3 연산부의 계산 결과에 따라 제1, 2 유압장치의 동작을 제어하여 상부 초크에 인가되는 압연 하중을 조절하는 압력조절부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 압력 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113399475A (zh) * 2021-05-31 2021-09-17 武汉钢铁有限公司 轧机轧制压力测量方法
KR102448470B1 (ko) * 2022-07-12 2022-09-27 김영학 열간압연을 이용한 트윈 형강 제조시스템
KR102452277B1 (ko) * 2022-07-12 2022-10-06 김영학 유압원을 이용한 열간압연 스탠드부의 압연 갭 자동 조절시스템

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