KR20160020527A - 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법 및 제거 장치 - Google Patents

Abstract

각상 금속재의 단부에 잔존하는 부착물을 비교적 단시간에, 또한 금속재의 수율의 저하를 억제하면서 확실하게 제거한다. 거리 측정 수단 (예를 들어 레이저 거리계 (3)) 에 의해 각상 금속재 (예를 들어 슬래브 (10)) 의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를, 슬래브 (10) 의 길이 방향 단부를 포함하여 슬래브 (10) 의 길이 방향으로 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 슬래브 (10) 의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물 (13) 의 잔존 상황을 파악하고, 부착물 (13) 의 잔존 상황에 기초하여, 절삭 공구 (2) 에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하고, 결정된 절삭량 및 절삭 위치에 적합하도록 절삭 공구 (2) 를 사용하여 슬래브 (10) 의 길이 방향 단부의 상하면을 모서리 제거 절삭한다.

Description

각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법 및 제거 장치{METHOD FOR CUTTING AND REMOVING DEPOSIT ON EDGE OF CUBOID METAL MATERIAL AND REMOVAL DEVICE}

본 발명은 연속 주조 (continuous casting) 에 의해 제조된 슬래브 (slab) 나 스퀘어 빌렛 (square billet) 등의 각 (角) 상 금속재 (cuboid metal material) 의 단부에 잔존하는 스카핑 슬래그 등의 부착물을 절삭 제거하는 기술에 관한 것이다.

연속 주조에 의해 제조된 주편 (cast slab) 은, 가스 절단 (oxygen cutting) 에 의해 소정의 길이로 절단되어 슬래브가 된다. 이 때, 슬래브의 길이 방향 단부의 상하 단부에는, 가스 절단에 의해 슬래브의 일부 (a part of slab) 가 녹음으로써 스카핑 슬래그 (scarfing slag) 라 불리는 부착물이 부착되는 경우가 많다. 또, 슬래브의 표면 결함 제거를 위해 스카프 처리 (scarfing processing) 가 실시되는 경우가 있다. 스카프 처리에 의해 슬래브에는, 핀 (fin) 이라 불리는, 스카프 처리에 의해 용융된 강의 빙주 (氷柱) (고드름) 상 부착물이 발생한다. 이들 스카핑 슬래그나 핀 등의 부착물을 슬래브의 길이 방향 단부 (이하, 간단히 단부라고 하는 경우도 있다) 에 부착시킨 채 열간 압연 (hot rolling) 을 실시하면, 작은 부착물이어도, 압연 중에 이들 부착물이 원인이 되어 강판 표면에 작은 흠집이 발생한다. 그래서 열간 압연 전에 상기 부착물을 제거하는 기술이 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 슬래브 절단면 하측 가장자리에 부착되는 스카핑 슬래그를 지석에 의해 연삭 제거하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 슬래브 단면 하부에 부착되는 스카핑 슬래그를 요동날에 의해 기계 제거하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3 에는, 가공을 실시하는 부위가 슬래브의 길이 방향 단면은 아니지만, 슬래브의 형상을 계측하여 얻어진 슬래브의 에지부의 위치 좌표 데이터를 이용하여, 슬래브의 폭 방향의 코너부를 연삭 제거하는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평04-283064호 일본 공개특허공보 평08-141714호 일본 공개특허공보 2009-45636호

특허문헌 1 에 기재된 지석 (whetstonea grindstone) 에 의한 연삭 제거에 있어서는, 연삭 (grinding) 을 실시하는 글라인더의 처리 능력이 비교적 작다. 그 때문에, 처리 대상으로서 큰 면적을 갖는 슬래브 단면을 연삭하는 경우에는 상당한 연삭 시간이 필요해진다. 게다가, 연삭에 의해 새로운 연삭 버 (burr) 등이 발생하는 경우도 있어, 그 새로운 버 등을 제거하기 위해 별도로 복수 회의 연삭 작업을 실시할 필요가 생긴다. 그 때문에 슬래브 단면의 연삭 작업 전체적으로 생각하면 긴 처리 시간을 필요로 하게 된다. 따라서 연삭 작업의 페이스를 일반적인 연속 주조 설비 (Continuous casting equipment) 에 있어서의 슬래브의 생산 페이스에 맞추기 위해서는, 연속 주조 슬래브의 반송 라인 (transfer line) 상에, 복수의 연삭기 (grinder) 를 배치할 필요가 생긴다. 그 때문에 특허문헌 1 에 개시된 발명을 적용하는 경우, 반송 라인의 구성이 복잡해짐과 함께, 연삭기의 도입 비용이나 유지 비용도 커지게 된다.

한편, 특허문헌 2 의 기술로는, 슬래브 하면에 잔착된 버는 제거할 수 있다. 그러나, 하면 이외의 부위 즉 슬래브 절단면의 판두께 방향 중앙부나 상측 모서리부에 잔착된 버나 핀에 대해서는 제거할 수 없다. 또, 모서리부의 절삭 제거에 의한 수율 (yield rate) 의 저하를 고려하면, 버가 작은 경우와 큰 경우에, 절삭 제거하는 모서리부의 크기를 바꾸는 것이 바람직하다. 그러나, 특허문헌 2 에서는, 그러한 점은 고려되어 있지 않다.

특허문헌 3 의 기술은, 레이저 거리계 (laser distance meter) 를 사용하여 슬래브의 형상을 검출하고, 광학적 검사 장치 (optical inspection equipment) 를 이용하여 거리 데이터의 이상값을 검출·보정하는 것이다. 그러나, 특허문헌 3의 도 6 에 나타내는 바와 같이, 대략 사각형인 슬래브의 에지부의 위치를 검출하기 위한 방법이 나타나 있는 것에 지나지 않는다. 특허문헌 3 에는, 부착물이 있는 슬래브의 지철부의 단부 위치나 그 부착물의 크기를 판별하는 방법에 대해서는 나타나 있지 않아, 슬래브 단면의 부착물의 제거에 적용할 수 있는 기술은 아니다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 슬래브나 스퀘어 빌렛 등의 각상 금속재의 단부에 잔존하는 스카핑 슬래그 등의 부착물을 비교적 단시간에, 또한 금속재의 수율의 저하를 억제하면서 확실하게 제거할 수 있는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법 및 제거 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관련된 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법은, 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물을 모서리 제거 절삭에 의해 제거하는 부착물 절삭 제거 방법으로서, 거리 측정 수단에 의해 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를, 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부를 포함하여 상기 각상 금속재의 길이 방향으로 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 상기 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하고, 결정된 절삭량 및 절삭 위치에 적합하도록 상기 절삭 공구를 사용하여 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면을 모서리 제거 절삭하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법에 있어서, 상기 부착물의 잔존 상황의 파악은, 상기 각상 금속재의 길이 방향으로 소정의 길이 이상 계측 한 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리의 분포에 기초하여, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준선을 결정하고, 이어서, 이 기준선과 상기 거리의 분포로부터 각상 금속재의 코너 위치를 결정하고, 상기 기준선보다 소정값 이상 거리가 가까워지는 위치를 부착물 잔존 지점으로 판정함으로써 실시되고, 상기 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치는, 부착물 잔존 지점의 상기 각상 금속재의 단부로부터의 거리와 상기 코너 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어느 것의 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법에 있어서, 상기 각상 금속재를 폭 방향으로 복수의 구간으로 나누고, 복수의 구간마다, 그 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를 거리 측정 수단에 의해 그 단부를 포함하여 그 길이 방향으로 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 복수의 구간마다, 상기 각상 금속재 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 복수의 구간마다의 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 복수의 구간마다의 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 장치는, 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물을 모서리 제거 절삭에 의해 제거하는 부착물 절삭 제거 장치로서, 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 대해 모서리 제거 절삭을 실시하는 절삭 공구와, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를 계측하는 거리 측정 수단과, 상기 거리 측정 수단에, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를, 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부를 포함하여 상기 각상 금속재의 길이 방향으로 계측시키고, 그 계측 결과에 기초하여 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 상기 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하고, 결정된 절삭량 및 절삭 위치에 적합하도록 상기 절삭 공구에 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면을 모서리 제거 절삭시키는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 장치에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 각상 금속재의 길이 방향에 소정의 길이 이상 계측한 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리의 분포에 기초하여, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준선을 결정하고, 이어서, 이 기준선과 상기 거리의 분포로부터 각상 금속재의 코너 위치를 결정하고, 상기 기준선보다 소정값 이상 거리가 가까워지는 위치를 부착물 잔존 지점으로 판정함으로써 상기 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 부착물 잔존 지점의 상기 각상 금속재의 단부로부터의 거리와 상기 코너 위치에 기초하여 상기 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어느 것의 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 장치에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 각상 금속재를 폭 방향으로 복수의 구간으로 나누고, 복수의 구간마다, 그 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를 거리 측정 수단에, 그 단부를 포함하여 그 길이 방향으로 계측시키고, 그 계측 결과에 기초하여, 복수의 구간마다, 상기 각상 금속재 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 복수의 구간마다의 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 복수의 구간마다의 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 부착 상황을 파악하고, 그 부착물의 잔존 상황에 기초하여 절삭량 및 절삭 위치를 결정하고, 결정된 절삭량 및 절삭 위치에 적합하도록 절삭 공구를 사용하여 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면을 모서리 제거 절삭한다. 이 때문에, 과도한 절삭에 의한 수율의 저하나, 절삭 부족에 의한 부착물의 잔존을 회피할 수 있다. 또, 절삭량의 적정화에 의해 공구 수명이 연장된다. 또한, 처리 능력이 큰 모서리 제거 절삭에 의해 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면을 제거하기 때문에, 비교적 단시간에 각상 금속재의 단부에 잔존하는 부착물을 제거할 수 있다. 또, 절삭 부하의 증대를 회피할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 슬래브 단부 부착물 절삭 제거 방법을 실시하기 위한 슬래브 단부 절삭 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 슬래브 단부 부착물 절삭 제거 방법을 실시하기 위한 슬래브 단부 절삭 장치를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3 은, 원추 사다리꼴형의 공구를 사용하여 슬래브의 상면 단부의 모서리 제거 절삭을 실시하는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 부착물인 스카핑 슬래그가 부착된 슬래브 상면까지의 거리를 레이저 거리계로 측정하는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 레이저 거리계로 측정한 거리 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 슬래브 상면을 절삭할 때의 공구와 슬래브의 위치 관계를 나타내는 모식도이다.
도 7 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 슬래브 단부 부착물 절삭 제거 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

＜제 1 실시형태＞

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 슬래브 단부 부착물 절삭 제거 방법을 실시하기 위한 슬래브 단부 부착물 절삭 제거 장치 (이하, 슬래브 단부 절삭 장치라고도 한다) 를 모식적으로 나타내는 평면도, 도 2 는 그 측면도이다.

슬래브 단부 절삭 장치 (cutting apparatus for slab edge) (100) 는, 연속 주조에 의해 제조되고, 가스 절단에 의해 절단된 슬래브 (10) 의 단부에 잔존하는 부착물 (13) 을 제거하는 것이다. 슬래브 단부 절삭 장치 (100) 는, 레일 (12) 위를 주행하는 본체 (1) 와, 본체 (1) 에 회전 가능하게 형성된 공구 (2) 와, 본체 (1) 에 진퇴 가능하게 형성된 레이저 거리계 (3) 와, 본체 (1) 를 주행시키는 주행 구동부 (4) 와, 공구 (2) 의 상하 위치 및 전후 위치를 변경함과 함께 공구 (2) 를 회전시키는 공구 구동부 (5) 와, 레이저 거리계 (3) 를 진퇴시키는 진퇴 구동부 (6) 와, 제어부 (7) 를 구비하고 있다. 부호 11 은, 슬래브 (10) 를 반송하기 위한 테이블 롤러이다. 공구 (2) 는 절삭 공구를 구성하고, 레이저 거리계 (3) 는 거리 측정 수단을 구성하고, 제어부 (7) 는 제어 수단을 구성한다.

본체 (1) 는 차륜 (1a) 을 가져, 주행 구동부 (4) 에 의해 차륜 (1a) 을 회전시킴으로써, 본체 (1) 가 레일 (12) 위를 도 1 의 화살표 방향으로 주행하게 되어 있다.

공구 (2) 는, 공구 구동부 (5) 에 의해 회전됨으로써, 슬래브 (10) 의 단부 상하면의 모서리 제거 절삭 (모따기 절삭이라고도 한다) 을 실시하여 슬래브 (10) 의 단부 상하면에 부착된 부착물 (13) 을 제거하는 것이다. 공구 (2) 는 프라이스 등, 절삭할 수 있는 것이면 되고, 본 실시형태에서는, 공구 (2) 로서, 원추 사다리꼴 형상의 공구 본체 (2a) 와, 공구 본체 (2a) 의 원추면에 형성된 복수의 절삭 칩 (2b) 을 갖는 것을 예시하고 있다. 또, 부착물 (13) 로는, 주편을 가스 절단하여 슬래브로 했을 때 슬래브의 단부 상하면에 부착되는 스카핑 슬래그가 예시된다. 공구 구동부 (5) 는, 공구 (2) 를 회전시킬 뿐만 아니라, 공구 (2) 의 상하 위치, 전후 위치의 조정도 가능하다. 그라인더 등을 사용한 연삭 가공은, 연삭 1 패스 당의 연삭량이 작기 때문에 연삭에 시간이 걸리고, 연삭에 수반되는 지석의 마모 속도가 커, 지석의 수명이 짧다는 과제가 있다. 한편, 프라이스 등의 절삭에 의한 가공은, 절삭 1 패스 당의 절삭량을 크게 할 수 있기 때문에, 연삭 가공에 비해 처리 능력이 커질 뿐만 아니라, 절삭 칩의 수명도 길다는 이점이 있다.

공구 (2) 에 의해 슬래브 (10) 의 단부 상하면의 모서리 제거 절삭을 실시하여 부착물 (13) 을 절삭 제거할 때에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 공구 (2) 의 절삭 칩 (2b) 을 슬래브 (10) 의 단부 (모서리부) 에 접촉시킨 상태에서 공구 (2) 를 회전시키면서, 본체 (1) 를 슬래브 (10) 의 폭 방향으로 이동시킨다. 이로써, 대패 절삭상, 즉 절삭 부스러기가 연속된 상태에서 슬래브 (10) 의 단부 (모서리부) 가 절삭된다. 이 때의 공구 (2) 에 의해 절삭 제거되는 부분의 형상은, 공구 구동부 (5) 에 의해 공구 (2) 의 상하 위치, 전후 위치를 각각 개별적으로, 또는 동시에 조정함으로써, 조정할 수 있다. 공구 (2) 의 원추 부분의 각도를 변경하는 것, 또는 공구 구동부 (5) 에 의해 공구 (2) 의 각도를 변경 가능하게 함으로써, 절삭 제거되는 부분의 각도를 조정할 수도 있다. 또, 슬래브 (10) 의 단부 상면을 절삭할 때의 공구 (2) 의 위치와, 단부 하면을 절삭할 때의 공구 (2) 의 위치란, 공구 구동부 (5) 의 상하 구동에 의해 전환할 수 있다.

레이저 거리계 (3) 는, 이차원의 레이저 거리계이며, 도 4 에 나타내는 바와 같이 슬래브 (10) 를 향하여 레이저광을 조사함으로써 슬래브 (10) 의 상면까지의 거리를 측정한다. 상면에 부착물 (13) 이 존재하는 경우에는, 부착물 (13) 의 상면까지의 거리가 측정된다. 또한, 거리 측정의 기준 위치는 레이저 거리계 (3) 의 레이저 사출 위치로 해도 되고, 장치 (100) 의 소정의 위치를 기준 위치로 해도 된다. 레이저 거리계 (3) 는 진퇴 구동부 (6) 에 의해 진퇴동이 가능하고, 슬래브 (10) 의 길이 방향을 따라 슬래브 (10) 의 상면까지의 거리를 측정할 수 있다. 본 예에서는, 이 레이저 거리계 (3) 는, 절삭을 실시하는 공구 (2) 의 공구 이동 방향의 전방측에 배치되어 있고, 본체 (1) 의 이동에 따라 공구 (2) 와 함께 슬래브 (10) 의 폭 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또 도시하지 않지만, 슬래브 (10) 의 하면측에도 동일한 이차원의 레이저 거리계가 설치되어 있다. 또한, 레이저 거리계 (3) 는, 본체 (1) 와는 별개로 이동하도록 되어 있어도 된다. 단, 본 예와 같이 본체 (1) 와 함께 슬래브 (10) 의 폭 방향으로 이동 가능한 편이 간편하여 바람직하다.

제어부 (7) 는, 레이저 거리계 (3) 의 이동을 제어함과 함께, 공구 (2) 에 의한 절삭 동작을 제어한다. 요컨대, 제어부 (7) 는 레이저 거리계 (3) 로부터 레이저를 조사하면서, 진퇴 구동부 (6) 에 의해 레이저 거리계 (3) 를 슬래브 길이 방향으로 이동시켜, 슬래브 상면 또는 하면까지의 거리를 측정함으로써, 부착물 (13) 을 검출한다. 그리고, 주행 구동부 (4) 에 의해 레이저 거리계 (3) 를 소정 피치로 슬래브 폭 방향으로 이동시키고, 각 폭 방향 위치에 있어서 동일하게 레이저 거리계 (3) 를 슬래브 길이 방향에 이동시켜 슬래브 (10) 의 상면까지의 거리를 측정한다. 이로써, 슬래브 (10) 의 단부 상하면에 있어서의 부착물 (13) 의 부착 상황을 파악할 수 있다. 이 때, 레이저 거리계 (3) 의 슬래브 폭 방향의 측정 피치는, 부착물 (13) 을 확실하게 검출할 수 있도록 수 ㎝ 이하인 것이 바람직하다. 그리고, 제어부 (7) 는, 이와 같이 하여 구한 슬래브 (10) 의 단부 상하면에 있어서의 부착물 (13) 의 부착 상황에 기초하여, 공구 (2) 가 부착물 (13) 을 완전히 제거 가능하고 또한 수율을 최대한 저하시키지 않는 형상으로, 슬래브 (10) 의 단부를 절삭할수 있도록, 공구 구동부 (5) 에 지령하고, 공구 구동부 (5) 는 공구 (2) 의 상하 위치, 전후 위치, 경우에 따라서는 각도를 조정한다.

다음으로, 이와 같이 구성된 슬래브 단부 절삭 장치 (100) 에 의한 부착물 절삭 제거 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 방법은 제어부 (7) 의 제어하에 실시된다.

최초로, 슬래브 (10) 의 단부 상하면에 있어서의 부착물 (13) 의 잔존 상황을 파악한다. 구체적으로는, 슬래브 (10) 의 소정의 폭 방향 위치에 있어서, 진퇴 구동부 (6) 에 의해 레이저 거리계 (3) 를 슬래브 길이 방향으로 이동시켜 슬래브 (10) 의 상면까지의 거리를 측정함으로써, 부착물 (13) 의 잔존 상황을 구한다. 도 5 는 그 때의 슬래브 상면의 거리 데이터를 나타낸다. 또한, 슬래브 하면의 거리 데이터도 도 5 에 준한 것이 된다.

부착물 (13) 의 부착 상황의 파악에 있어서는, 먼저, 슬래브 상면 또는 하면의 기준선을 결정한다. 부착물 (13) 이 부착되어 있지 않은 슬래브의 바탕쇠부는, 기복이 거의 없기 때문에, 이 부분에 대해서는 직선으로 근사할 수 있다. 본 실시형태에서는 이 직선으로 근사한 선을 슬래브 상면의 기준선으로 한다. 부착물 (13) 이 부착된 부분은 이 기준선보다 가까운 거리가 되어, 돌기 형상으로 나타난다. 또한, 슬래브 단부는 길이 방향으로 휘어져 있는 경우도 많아, 이 기준선은 반드시 수평한 선이 되지는 않는다.

본 발명자들이 실제의 슬래브의 스카핑 슬래그의 부착 상황을 상세하게 조사한 바, 대부분의 스카핑 슬래그는 슬래브 길이 방향 단부로부터 슬래브 길이 방향으로 50 ㎜ 까지의 범위에 부착되어 있는 것이 판명되었다. 또, 슬래브의 폭 방향 위치에 따라, 스카핑 슬래그가 부착되어 있지 않은 부분과 부착되어 있는 부분이 혼재되어 있는 경우도 알 수 있었다. 따라서 슬래브 상면의 기준선은, 예를 들어 슬래브 단부로부터 슬래브 길이 방향으로 50 ㎜ 이상 떨어진 스카핑 슬래그의 부착이 거의 없는 부분의 거리의 데이터군에, 최소 제곱법과 같은 계산 처리를 실시하여 결정하면 된다. 이 기준선을 결정하기 위한 데이터군은, 슬래브의 길이 방향으로 대략 50 ㎜ 이상의 범위를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 슬래브 길이 방향 단부로부터 슬래브 길이 방향으로 대략 100 ㎜ 이상의 범위에 대해, 레이저 거리계로 거리를 측정하는 것이 바람직하다. 또한, 기준선을 결정함에 있어서, 거리 측정의 개시점이 되는 슬래브의 단부 위치 (C') 는, 레이저 거리계로 측정한 거리가 소정값이 되는 길이 방향 위치, 예를 들어 슬래브의 두께에 상당하는 거리가 되는 점으로 하면 된다.

이와 같이 하여 결정된 기준선보다 소정의 값만큼 거리가 가까워져 있는 곳이, 부착물인 스카핑 슬래그가 잔존하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 소정의 값으로는, 스카핑 슬래그의 크기나 거리계의 측정 정밀도를 고려하면 2 ㎜ 정도가 적절하다.

다음으로, 절삭의 기준 위치로 하기 위한 슬래브의 코너 위치를 결정한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 슬래브의 코너 위치 (C) 는, 슬래브의 기준선과 거리 분포 데이터 (거리 측정치) 곡선이 교차하는 점으로 할 수 있다. 또한, 상기 서술한 기준선을 결정하기 위한 슬래브의 단부 위치 (C') 와 절삭의 기준 위치로 하기 위한 슬래브의 길이 방향 단부 위치 (C) 의 길이 방향 위치는 대략 일치한다.

다음으로, 상기 측정 데이터에 기초하여, 스카핑 슬래그 잔존 지점의 슬래브 단부로부터의 거리 (F) 를 구한다.

이상과 같은 기준선의 결정, 및 길이 방향의 스카핑 슬래그 잔존 지점의 슬래브 단부로부터의 거리 (F) 와 슬래브의 코너 위치 (C) 를 구하는 동작을, 슬래브 폭 방향으로 소정 피치로 이동시키면서 실시하여, 슬래브 폭 방향에 걸쳐 스카핑 슬래그 잔존 상황을 파악한다.

그리고, 이와 같이 하여 구한, 스카핑 슬래그 잔존 지점의 슬래브 단부로부터의 거리 (F) 와 슬래브의 코너 위치 (C) 에 기초하여, 절삭량과 절삭 위치를 결정한다. 그 방법을 도 6 을 참조하여 설명한다. 도 6 은 슬래브 상면을 절삭할 때의 공구와 슬래브의 위치 관계를 나타내는 모식도이다. 슬래브 하면을 절삭할 때의 공구와 슬래브의 위치 관계도 도 6 에 준한 것이 된다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 슬래브의 코너 위치 (C) 를 기준으로 하여, 슬래브 길이 방향의 절삭 길이 (L) 가 스카핑 슬래그의 부착 길이 (거리 (F)) 와 동등하거나 커지도록 절삭량과 절삭 위치를 결정하고, 그에 따라 공구의 절삭 칩 위치를 설정한다. 실제로는, 슬래브의 폭 방향으로 이동하면서 구한 최대의 부착 길이와 동등하거나 커지도록 절삭 길이 (L) 를 구하고, 이에 대응하도록 공구의 절삭 칩 위치를 결정한다.

이상과 같이 절삭 길이 (L) 가 되도록 공구의 절삭 칩 위치를 결정한 후, 슬래브 단부 절삭 장치 (100) 의 공구 (2) 를 슬래브 단부의 소정 위치에 세트한다. 다음으로, 공구 구동부 (5) 에 의해 공구 (2) 를 회전시키면서, 주행 구동부 (4) 에 의해 본체 (1) 를 슬래브의 폭 방향으로 이동시키면서 슬래브 (10) 의 상면 및 하면 단부의 절삭을 실시한다. 이 때, 공구의 절삭 칩의 각도 (θ) (도 6 참조) 는, 30˚ ∼ 80˚의 범위에서 설정할 수 있다. 각도 (θ) 를 크게 하는 편이 상하면에 부착된 스카핑 슬래그를 제거하기 위한 절삭량을 줄일 수 있다. θ 가 지나치게 작으면, 부착물 이외의 영역을 절삭하는 양이 증가하게 되어, 수율이 나빠진다. 한편으로 θ 가 큰 경우, 절삭 길이 (L) 는, 절삭 제거 장치 (100) 로부터 슬래브 단부까지의 거리의 측정 오차 (특히 높이 방향) 나 공구 위치의 설정 오차 (특히 높이 위치) 의 영향을 받기 쉽고, 결과적으로 목표로 해야 하는 절삭 길이에 대해 실제의 절삭 길이에 차이가 발생기기 쉬워, 제어성이 저하된다. 따라서, θ 는 45˚ ∼ 75˚로 하는 것이 보다 바람하다.

본 실시형태에서는, 이상과 같이 하여, 레이저 거리계 (3) 를 사용하여 슬래브 단부의 상면 및 하면까지의 거리 데이터를 구하고, 그에 기초하여 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 부착물의 잔존 상황에 기초하여 슬래브 단부의 절삭량 및 절삭 위치를 결정하므로, 슬래브의 상하면에 부착된 부착물을, 슬래브의 수율의 저하를 방지하면서 확실하게 제거할 수 있다. 또, 절삭에 의해 제거하기 때문에, 비교적 단시간에 부착물을 제거할 수 있다.

＜제 2 실시형태＞

다음으로, 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.

스카핑 슬래그 등의 부착물의 부착 길이나 높이는, 실제로는 슬래브의 폭 방향 위치에 따라 제각각이다. 그래서, 본 실시형태에서는, 슬래브 (10) 를 폭 방향을 따라 복수의 구간으로 분할하고, 그 구간에서 계측한 부착물의 최대 부착 길이에 기초하여, 구간마다의 절삭 길이를 결정한다. 구체적으로는, 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같이, 슬래브 (10) 를 폭 방향을 따라 구간 a, 구간 b, 구간 c 로 나누고, 이들 구간의 최대 부착 길이 F1, F2, F3 을 구하고, 구간 a 에서는 F1 에 대응한 절삭 길이 L1, 구간 b 에서는 F2 에 대응한 절삭 길이 L2, 구간 c 에서는 F3 에 대응한 절삭 길이 L3 으로 한다. 이와 같은 수법에 의해, 절삭량을 필요 최저한으로 하여, 슬래브의 수율의 저하를 보다 적게 할 수 있음과 함께, 절삭 공구의 손상을 억제하여 런닝 코스트도 낮게 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 2 개의 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 슬래브 단부의 부착물을 검출하기 위해 이차원의 레이저 거리계를 사용하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고 슬래브 단부 근방에 대하여, 슬래브 상면 또는 하면까지의 거리의 슬래브 길이 방향의 분포를 파악할 수 있으면, 어떠한 계측 수단을 사용해도 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 부착물의 제거 대상으로서 슬래브를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 각상의 것이면 스퀘어 빌렛 등의 다른 강재를 대상으로 할 수도 있어, 강재에 한정되지 않고, 각상 금속재이면 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 공구로서 원추 사다리꼴 형상의 공구 본체와, 공구 본체의 원추면에 형성된 복수의 절삭 칩을 갖는 것을 사용하였다. 그러나, 슬래브 등의 단부를 절삭할 수 있으면, 이것에 한정되지 않는다. 슬래브 단부 절삭 장치 본체의 이동 방향도 일 방향에 한정되지 않고, 레이저 거리계의 장착 위치를 바꾸거나, 혹은 레이저 거리계를 복수 갖는 등의 처치를 실시함으로써, 슬래브 폭 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 해도 된다.

실시예

도 1, 2 에 나타낸 슬래브 단부 절삭 장치를 사용하여, 두께 250 ㎜, 폭 1200 ㎜ 이고 탄소 함유량이 0.14 질량％ 인 복수 장의 보통 강 슬래브에 대하여, 슬래브 상하면에 잔존하는 부착물 (스카핑 슬래그) 의 모서리 제거 절삭을 실시하였다. 여기서는, 미리 절삭 대상인 슬래브의 스카핑 슬래그의 부착 상황을 육안 검사에 의해 조사하고 있으며, 그 결과, 슬래브 상하면에 부착되어 있는 스카핑 슬래그의 슬래브 단부로부터의 길이는 최대 40 ㎜ 였다. 절삭에 사용한 공구는, 기준 직경 (공구에 장착된 복수의 절삭 칩에 내접하는 원추대의 작은 측의 바닥면의 직경. 도 3 참조.) 이 400 ㎜ 이고 도 6 에 나타내는 각도 (θ) 는 70˚인 것이다. 또 도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 원주 방향으로 복수 열의 절삭 칩을 배치한 절삭 공구이며, 그 열수는 30 열이다. 또, 절삭에서의 공구 회전 속도는 150 rpm 이며, 슬래브 폭 방향에 대한 전송 속도는 4 m/분으로 하였다.

실시예 1 에서는, 상기 서술한 제 1 실시형태의 수법에 의해, 당해 슬래브의 폭 방향의 스카핑 슬래그의 최대 부착 길이를 모서리 제거 절삭 길이로 하여, 슬래브 폭 방향으로 일률적으로 모서리 제거 절삭을 실시하여 스카핑 슬래그의 제거를 실시하였다. 여기서, 스카핑 슬래그의 최대 부착 길이를 구하기 위한, 슬래브 상면 (하면) 까지의 거리 측정에 대해서는, 슬래브 코너로부터 슬래브 길이 방향 120 ㎜ 위치까지의 범위를 목표 측정 범위로 하여 측정하였다.

실시예 2 에서는, 상기 서술한 제 2 실시형태에 따라, 슬래브 폭 방향으로 200 ㎜ 피치로 6 개의 구간으로 분할하고, 그 구간에서 계측한 스카핑 슬래그의 최대 부착 길이를 그 구간에서의 모서리 제거 절삭 길이로 하고, 슬래브의 폭 방향으로 구간마다 절삭량을 순차 변경해 나가는 수법에 의해 스카핑 슬래그의 제거를 실시하였다. 실시예 2 에서도 슬래브 상면 (하면) 까지의 거리 측정에 대해서는, 슬래브 코너로부터 슬래브 길이 방향 120 ㎜ 위치까지의 범위를 목표 측정 범위로 하여 측정하였다.

또 비교를 위해, 비교예 1 에서는, 슬래브가 놓여진 테이블 롤러로부터 슬래브 두께인 250 ㎜ 를 더한 높이를 슬래브 상면의 기준 높이, 테이블 롤러의 높이를 슬래브 하면의 기준 높이로 하여, 모서리 제거량 40 ㎜ 를 목표로 한 절삭을 실시하여, 스카핑 슬래그의 제거를 실시하였다. 절삭에 있어서는, 슬래브를 소정 위치까지 반송하여 정지시키고, 절삭 장치측의 슬래브 길이 방향 단면의 위치를 모서리 제거 절삭의 기준 위치로 하였다.

이들 3 개의 조건으로, 각각 10 장의 슬래브에 대하여 모서리 제거 절삭을 실시하여, 스카핑 슬래그의 제거 상황을 조사함과 함께, 절삭 후의 공구의 손상 상황도 확인하였다. 이 결과, 실시예 1, 2 모두 스카핑 슬래그의 제거가 확실하게 이루어져 있으며, 절삭 후에 스카핑 슬래그가 잔존하고 있는 슬래브는 모두 0 장이었다. 이에 반해, 비교예 1 에서는, 슬래브 단부 코너부의 정확한 위치 및 높이와 스카핑 슬래그의 잔존 상황을 알 수 없었기 때문에, 10 장 중, 4 장의 슬래브에서 스카핑 슬래그가 잔존하는 결과가 되었다. 또, 절삭 공구에 대해서는, 실시예 1 에서는 절삭 칩에 약간의 마모가 보였을 뿐으로, 실시예 2 에서는 마모 등의 손상은 전혀 볼 수 없었다. 이에 반해, 비교예 1 에서는, 절삭 칩의 마모가 크고, 일부의 칩에는 결손도 볼 수 있었다.

1 : 본체
2 : 공구
2a : 공구 본체
2b : 절삭 칩
3 : 레이저 거리계
4 : 주행 구동부
5 : 공구 구동부
6 : 진퇴 구동부
7 : 제어부
10 : 슬래브
11 : 테이블 롤러
12 : 레일
13 : 부착물
100 : 슬래브 단부 절삭 장치

Claims (6)

1. 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물을 모서리 제거 절삭에 의해 제거하는 부착물 절삭 제거 방법으로서,
   거리 측정 수단에 의해 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를, 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부를 포함하여 상기 각상 금속재의 길이 방향으로 계측하고,
   그 계측 결과에 기초하여 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고,
   상기 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하고,
   결정된 절삭량 및 절삭 위치에 적합하도록 상기 절삭 공구를 사용하여 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면을 모서리 제거 절삭하는 것을 특징으로 하는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부착물의 잔존 상황의 파악은,
   상기 각상 금속재의 길이 방향으로 소정의 길이 이상 계측한 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리의 분포에 기초하여, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준선을 결정하고,
   이어서, 이 기준선과 상기 거리의 분포로부터 각상 금속재의 코너 위치를 결정하고,
   상기 기준선보다 소정값 이상 거리가 가까워지는 위치를 부착물 잔존 지점으로 판정함으로써 실시되고,
   상기 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치는,
   부착물 잔존 지점의 상기 각상 금속재의 단부로부터의 거리와 상기 코너 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 각상 금속재를 폭 방향으로 복수의 구간으로 나누고,
   복수의 구간마다, 그 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를 거리 측정 수단에 의해 그 단부를 포함하여 그 길이 방향으로 계측하고,
   그 계측 결과에 기초하여, 복수의 구간마다, 상기 각상 금속재 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고,
   복수의 구간마다의 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 복수의 구간마다의 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 방법.
4. 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물을 모서리 제거 절삭에 의해 제거하는 부착물 절삭 제거 장치로서,
   상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 대해 모서리 제거 절삭을 실시하는 절삭 공구와,
   상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를 계측하는 거리 측정 수단과,
   상기 거리 측정 수단에, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를, 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부를 포함하여 상기 각상 금속재의 길이 방향으로 계측시키고, 그 계측 결과에 기초하여 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고, 상기 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하고, 결정된 절삭량 및 절삭 위치에 적합하도록 상기 절삭 공구에 상기 각상 금속재의 길이 방향 단부의 상하면을 모서리 제거 절삭시키는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어 수단은,
   상기 각상 금속재의 길이 방향으로 소정의 길이 이상 계측한 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리의 분포에 기초하여, 상기 각상 금속재의 상면 및 하면의 기준선을 결정하고, 이어서, 이 기준선과 상기 거리의 분포로부터 각상 금속재의 코너 위치를 결정하고, 상기 기준선보다 소정값 이상 거리가 가까워지는 위치를 부착물 잔존 지점으로 판정함으로써 상기 부착물의 잔존 상황을 파악하고,
   부착물 잔존 지점의 상기 각상 금속재의 단부로부터의 거리와 상기 코너 위치에 기초하여 상기 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 제어 수단은,
   상기 각상 금속재를 폭 방향으로 복수의 구간으로 나누고,
   복수의 구간마다, 그 상면 및 하면의 기준 위치로부터의 거리를 거리 측정 수단에, 그 단부를 포함하여 그 길이 방향으로 계측시키고,
   그 계측 결과에 기초하여, 복수의 구간마다, 상기 각상 금속재 길이 방향 단부의 상하면에 잔존하는 부착물의 잔존 상황을 파악하고,
   복수의 구간마다의 부착물의 잔존 상황에 기초하여, 복수의 구간마다의 절삭 공구에 의한 절삭량 및 절삭 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 각상 금속재 단부의 부착물 절삭 제거 장치.

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