KR20160078005A

KR20160078005A - 패스라인롤 속도측정장치 및 패스라인롤 슬립감시장치

Info

Publication number: KR20160078005A
Application number: KR1020140188604A
Authority: KR
Inventors: 손붕호; 최용환; 박동명
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-04

Abstract

본 발명은 패스라인롤의 베어링 커버부에 결합되며, 상기 패스라인롤의 회전축에 형성된 센싱돌기의 회전궤도 상에 인접하여 배치되는 센서부;및 상기 센서부에서 측정된 신호에 기초하여 상기 패스라인롤의 회전속도를 산출하는 회전속도산출부를 포함하는 패스라인롤 속도측정장치를 제공하여, 패스라인롤의 구조나 형태를 변경하지 않고 패스라인롤의 속도를 측정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

패스라인롤 속도측정장치 및 패스라인롤 슬립감시장치{APPARATUS FOR SENSING VELOCITY OF PASS LINE ROLL AND APPARATUS FOR DETECTING SLIP OF PASS LINE ROLL HAVING THE SAME}

본 발명은 패스라인롤 슬립 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 냉간 압연 공정에서 압연스탠드의 입구 측 및 출구 측에 배치된 패스라인롤의 속도에 기초하여 슬립을 감시하는 패스라인롤 슬립 감시 장치 및 방법에 관한 기술이다.

일반적으로 패스라인롤은 압연스탠드 전후 측에 설치되어 압연스탠드를 통과하는 강판과의 마찰에 의해 고속 회전하는 아이들롤(Idle roll)이다. 이러한 패스라인롤은 강판을 기준으로 상부롤과 하부롤의 하나의 세트로 조합되어 설치된다.

박판 제품을 고속 생산 하는 연속 냉간 압연 공정에서 압연 스탠드 사이의 매스(mass) 밸런스는 통판 작업의 안정성을 결정하는 중요 인자이다. 이때, 이러한 패스라인롤은 통판 작업에서 핵심적인 기능을 담당한다. 패스라인롤은 각각의 압연스탠드 입구 측 및, 출구 측에 각각 설치되어 압연스탠드간 장력에 의해 강판과의 마찰력으로 구동하기 때문이다.

설비나 제어상의 어떤 문제로 인해 압연스탠드간 장력이 통판 속도와 밸런스가 맞지 않는 경우, 또는 패스라인롤의 표면 상태가 변해 소재와의 마찰력이 정상 상태보다 저하하는 경우 패스라인롤에 슬립이 발생할 수 있다. 패스라인롤의 회전 상태를 알지 못하고 작업을 진행하는 경우, 패스라인롤에 슬립이 발생하면 바로 제품의 표면에 스크래치라는 마찰흠을 발생시킬 수 있는 문제점이 있다.

이런 요인에 의해 흠이 발생하면 연속 공정의 특성상 후공정에서 흠 발생을 인지할 때까지 대량의 불량 제품을 생산하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0097545호(2004.11.18.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 패스라인롤의 속도를 측정하고, 측정된 패스라인롤의 속도에 기초하여 패스라인롤에서의 슬립을 감시하는 패스라인롤 슬립 감시 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 패스라인롤의 베어링 커버부에 결합되며, 상기 패스라인롤의 회전축에 형성된 센싱돌기의 회전궤도 상에 인접하여 배치되는 센서부 및 상기 센서부에서 측정된 신호에 기초하여 상기 패스라인롤의 회전속도를 산출하는 회전속도산출부를 포함하는 패스라인롤 속도측정장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 센싱돌기는 상기 회전축의 볼트머리일 수 있다.

바람직하게는, 상기 센서부는 상호 떨어져 배치되는 제1 센서와 제2 센서를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 센서부를 내부에 포함하도록 상기 베어링 커버부에 결합되어 상기 센서부의 설치공간을 밀폐하는 하우징을 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 압연스탠드의 출측과 입측에 각각 배치되는 패스라인롤을 포함하는 냉간압연장치에서 패스라인롤의 슬립감지장치로서, 압연 스탠드의 입측 패스라인롤의 속도를 측정하는 패스라인롤 속도측정장치와, 인접하는 압연스탠드 중 어느 하나의 출측 패스라인롤과 다른 하나의 입측 패스라인롤 사이에 위치한 강판의 속도를 측정하는 강판속도측정부와, 상기 압연스탠드의 구동롤의 속도를 측정하는 압연롤속도측정부와, 패스라인롤의 속도와 구동롤의 속도 차이 또는 강판의 속도와 패스라인롤의 속도 차이가 기준값을 넘으면 경고하는 슬립판단부를 포함하는 패스라인롤 슬립감시장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 패스라인롤은 상기 강판을 기준으로 위쪽에 배치되는 상부 패스라인롤과 상기 강판을 기준으로 아래에 배치되는 하부 패스라인롤을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 패스라인롤 속도측정장치는, 상기 패스라인롤의 베어링 커버부에 결합되며, 상기 패스라인롤의 회전축에 형성된 센싱돌기의 회전궤도 상에 인접하여 배치되는 센서부와, 상기 센서부에서 측정된 신호에 기초하여 상기 패스라인롤의 회전속도를 산출하는 회전속도산출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압연스탠드에 인접하여 배치되고 타 설비로 인하여 설치 공간이 협소하여 속도 측정을 위한 별도의 장비를 설치할 수 없는 환경에서, 패스라인롤에 패스라인롤의 볼트를 센싱돌기로 하여 패스라인롤의 속도를 측정하도록 구성됨으로써, 패스라인롤의 구조나 형태를 변경하지 않고 패스라인롤의 속도를 측정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 패스라인롤의 볼트머리를 감지하는 센서부가 베어링 커버에 설치되기 때문에 패스라인롤의 정비 작업이나 교환 작업에 방해가 되지 않는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 패스라인롤의 볼트머리를 감지하는 2개의 센서를 구비하고, 거의 동시간 대에 2개의 센서에서 측정된 신호에 기초하여 보다 정확한 패스라인롤의 회전 속도를 측정할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 패스라인롤의 속도를 실시간으로 감시할 수 있기 때문에 압연스탠드의 속도와 강판의 속도와 비교하여 압연스탠드의 장력 값을 변경할 수 있기 때문에 패스라인롤에서 발생하는 슬립에 따른 강판 표면의 스크래치 흠을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 패스라인롤의 속도를 지속적으로 감시할 수 있기 때문에 압연스탠드 별로 위한 패스라인롤의 사용주기를 설정하는데 있어서 중요한 정보로 활용할 수 있는 유리한 효과를 제공한다. 또한, 슬립을 방자할 수 있는 패스라인롤의 재질 및 표면 개질을 구현하는데 있어서 중요한 정보로 활용할 수 있게 된다.

도 1은 냉간 압연 공정의 압연스탠드를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패스라인롤 슬립감시장치를 도시한 도면,
도 3은 패스라인롤의 볼트머리와 센서부를 도시한 도면,
도 4는 패스라인롤에 결합하는 하우징을 도시한 도면,
도 5는 상부패스라인롤과 하부패스라인롤을 도시한 도면,
도 6은 제1 센서와 제2 센서에서 각각 출력된 신호를 도시한 도면,
도 7은 제1 센서와 제2 센서에서 각각 출력된 신호의 구형파 신호를 도시한 도면,
도 8은 슬립감시화면을 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

도 1은 냉간 압연 공정의 압연스탠드를 도시한 도면이다,

도 1을 참조하면, 냉간 압연 공정은 강판(S)을 압연하는 텐덤 방식의 롤러들로 이루어지는 압연스탠드(10)들이 일정 간격마다 배치될 수 있다. 압연스탠드(10)의 출측과 입측에는 패스라인롤(20)이 배치될 수 있다. 패스라인롤(20)은 강판(S)을 기준으로 위쪽과 아래쪽에 각각 배치되는 한 쌍의 롤로 이루어질 수 있다. 패스라인롤(20)은 강판(S)과 마찰력으로 회전하는 무동력롤이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패스라인롤 슬립감시장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 패스라인롤 슬립감시장치는 패스라인롤 속도측정장치(100)와, 강판속도측정부(200)와, 압연롤속도측정부(300)와, 슬립판단부(400)를 포함할 수 있다.

패스라인롤 속도측정장치(100)는 패스라인롤(20)의 회전속도를 측정한다.

도 3은 패스라인롤의 볼트머리와 센서부를 도시한 도면이고, 도 4는 패스라인롤에 결합하는 하우징을 도시한 도면이고, 도 5는 상부패스라인롤과 하부패스라인롤을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 패스라인롤 속도측정장치(100)는 센서부(110)와 회전속도산출부(120)를 포함할 수 있다.

센서부(110)는 패스라인롤(20)의 회전축의 측면에 형성된 센싱돌기에 궤도에 인접하여 배치될 수 있다. 여기서, 센싱돌기는 패스라인롤(20)의 회전축(20a)에 결합된 볼트머리(20b)일 수 있다. 즉, 패스라인롤(20)이 회전함에 따라 볼트머리(20b)는 일정한 회전궤도(O)를 갖게 되는데. 센서부(110)는 볼트머리(20b)의 회전궤도(O)를 마주보도록 배치될 수 있다.

센서부(110)는 자성체인 볼트머리(20b)가 통과할 때, 소정의 펄스 신호를 출력할 수 있다. 이러한 센서부(110)는 상호 떨어져 인접하게 배치되는 제1 센서(111)와 제2 센서(112)로 이루어질 수 있다. 이는 거의 동시간 대에 2개의 센서에서 측정된 신호에 기초하여 보다 정확한 패스라인롤의 회전 속도를 측정하기 위함이다.

한편, 센서부(110)는 패스라인롤(20)의 베어링 커버(미도시)안에 설치될 수 있다. 때문에, 패스라인롤(20)의 기존 형상을 변경하거나 설비를 추가하지 않고, 패스라인롤(20)의 속도를 측정하는 구성을 구현할 수 있다.

도 4를 참조하면, 베어링 커버에 결합하는 하우징(113)이 마련될 수 있으며, 제1 센서(111)와 제2 센서(112)는 이 하우징(113) 내부에 포함될 수 있다. 하우징(113)은 밀폐되어 제1 센서(111)와 제2 센서(112)의 설치 공간은 외부 환경이나 이물질부터 보호될 수 있다.

제1 센서(111)와 제2 센서(112)는 하우징(113)에 연결되는 신호연결부(114)와 연결되어 측정된 신호를 회전속도산출부(120)로 전달할 수 있다.

도 5를 참조하면, 강판(S)을 기준으로 위쪽에는 상부패스라인롤(21)이 배치될 수 있으며, 아래쪽에는 하부패스라인롤(22)이 배치될 수 있다.

상부패스라인롤(21) 및 하부패스라인롤(22)에 각각 제1 센서(111)와 제2 센서(112)가 구비되어 각각의 회전속도를 측정하게 된다.

회전속도산출부(120)는 센서부(110)에 전송된 상하 대칭의 (+),(-) 정현파 신호를 차동증폭의 로패스(Low Pass)필터(10KHz)와 하이패스(High Pass)필터(10Hz)를 거치게 한 후, 시간데이타로 환산이 용이한 구형파로 출력한다. 이렇게 발생한 구형파를 이용하여 회전속도산출부(120)는 나노(nano) 주기의 시간 간격으로 분석되어 패스라인롤(20)이 일정 거리를 진행하는데 걸리는 시간 또는 단위 시간당 패스라인롤(20)의 회전수로 변환되고 이로부터 패스라인롤(20)의 실시간 회전속도를 산출한다.

도 6은 제1 센서와 제2 센서에서 각각 출력된 신호를 도시한 도면이다.

도 6의 (a)는 볼트머리(20b)가 제1 센서(111)를 지나갈 때, 제1 센서(111)에서 출력된 신호이다. 도 6의 (b)는 볼트머리(20b)가 제1 센서(111)에서 조금 떨어진 제2 센서(112)를 지나갈 때, 제2 센서(112)에서 출력된 신호이다.

제1 센서(111)와 제2 센서(112)에서 각각 출력된 신호들은 시간차에 의해 신호출력이 조금 상이하게 나타난다. 이렇게 짧은 시간 간격을 두고 상이한 2개의 신호출력을 이용하면 패스라인롤(20)의 속도를 보다 정밀하게 측정하는 것이 가능하다.

도 7은 제1 센서와 제2 센서에서 각각 출력된 신호의 구형파 신호를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 도 7의 A1,A2,A3는 제1 센서에서 측정된 신호에 의한 파형으로, 도 7의 A1은 패스라인롤(20)의 첫번째 볼트머리(20b)에 의해 형성된 파형이며, 도 7의 A2는 패스라인롤(20)의 두번째 볼트머리(20b)에 의해 형성된 파형이고, 도 7의 A3는 패스라인롤(20)의 세번째 볼트머리(20b)에 의해 형성된 파형이다.

그리고, 도 7의 B1,B2,B3는 제2 센서에서 측정된 신호에 의한 파형으로, 도 7의 B1은 패스라인롤(20)의 첫번째 볼트머리(20b)에 의해 형성된 파형이며, 도 7의 B2는 패스라인롤(20)의 두번째 볼트머리(20b)에 의해 형성된 파형이고, 도 7의 B3는 패스라인롤(20)의 세번째 볼트머리(20b)에 의해 형성된 파형이다.

도 7의 t1은 볼트머리(20b)가 제1 센서(111)와 제2 센서(112) 사이를 지나간 시간을 의미한다.

도 7의 t2는 패스라인롤(20)의 첫번째 볼트머리(20b)가 제1 센서(111) 다시 지나가는 것을 시간을 의미한 것으로, 제1 센서(111)를 기준으로 패스라인롤(20)의 1회전에 걸리는 시간을 의미한다.

도 7의 t3는 패스라인롤(20)의 첫번째 볼트머리(20b)가 제2 센서(112) 다시 지나가는 것을 시간을 의미한 것으로, 제2 센서(112)를 기준으로 패스라인롤(20)의 1회전에 걸리는 시간을 의미한다.

이렇게 짧은 t1을 기준으로 t2와 t3를 비교하여 패스라인롤(20)의 보다 정확한 속도를 측정하는 것이 가능하다.

도 1에서 도시한 바와 같이. 강판속도측정부(200)는 인접하는 어느 일방의 압연스탠드(10A)의 입측 패스라인롤(21)과 타방의 압연스탠드(10B)의 출측 패스라인롤(22) 사이에 배치되어, 입측 패스라인롤(21)과 출측 패스라인롤(22) 사이의 강판속도를 측정할 수 있다. 이러한 강판속도측정부(200)는 레이저 속도계일 수 있다.

압연롤속도측정부(300)는 각각의 압연스탠드(10)의 구동모터에 연결되어 압연스탠드(10)의 구동롤의 회전속도를 측정할 수 있다.

도 8은 슬립감시화면을 도시한 도면이다.

도 8의 P1 영역은 패스라인롤의 속도와 강판의 속도와 압연스탠드의 구동롤의 속도를 비교하여 나타낸 그래프 영역이고, 도 8의 P2 영역은 실제 패스라인롤과 강판과 압연스탠드의 배치를 디스플레이 한 화면이다.

도 8의 S1은 강판속도측정부(200)에서 측정한 강판의 속도를 디스플레이하는 부분이다. 도 8의 S2는 패스라인롤 속도측정장치(100)에서 측정된 상부패스라인롤(21)의 속도를 디스플레이하는 부분이다. 도 8의 S3는 패스라인롤 속도측정장치(100)에서 측정된 하부패스라인롤(22)의 속도를 디스플레이하는 부분이다. 도 8의 S4는 압연롤속도측정부(300)에서 측정한 압연스탠드의 구동롤의 속도를 디스플레이하는 부분이다.

슬립판단부(400)는 패스라인롤의 속도와 구동롤의 속도 차이 또는 강판의 속도와 패스라인롤의 속도 차이가 기준값을 넘으면 도 8과 같은 화면을 통해 경고할 수 있다. 그리고, 작업자는 패스라인롤의 속도와 구동롤의 속도와 강판의 속도를 실시간으로 화면을 통해 판단할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 일 실시예에 따른 패스라인롤 속도측정장치 및 패스라인롤 슬립감시장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이러한, 도 1 및 도 2는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 패스라인롤 속도측정장치 및 패스라인롤 슬립감시장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 압연스탠드
20: 패스라인롤
21: 상부패스라인롤
22: 하부패스라인롤
20a: 회전축
20b: 볼트머리
100: 패스라인롤 속도측정장치
110: 센서부
111: 제1 센서
112: 제2 센서
113: 하우징
200: 강판속도측정부
300: 압연속도측정부
400: 슬립판단부

Claims

패스라인롤의 베어링 커버부에 결합되며, 상기 패스라인롤의 회전축에 형성된 센싱돌기의 회전궤도 상에 인접하여 배치되는 센서부;및
상기 센서부에서 측정된 신호에 기초하여 상기 패스라인롤의 회전속도를 산출하는 회전속도산출부
를 포함하는 패스라인롤 속도측정장치.
제1 항에 있어서,
상기 센싱돌기는 상기 회전축의 볼트머리인 패스라인롤 속도측정장치.
제2 항에 있어서,
상기 센서부는 상호 떨어져 배치되는 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 패스라인롤 속도측정장치.
제3 항에 있어서,
상기 센서부를 내부에 포함하도록 상기 베어링 커버부에 결합되어 상기 센서부의 설치공간을 밀폐하는 하우징을 더 포함하는 패스라인롤 속도측정장치.
압연스탠드의 출측과 입측에 각각 배치되는 패스라인롤을 포함하는 냉간압연장치에서 패스라인롤의 슬립감지장치로서,
압연 스탠드의 입측 패스라인롤의 속도를 측정하는 패스라인롤 속도측정장치;
인접하는 압연스탠드 중 어느 하나의 출측 패스라인롤과 다른 하나의 입측 패스라인롤 사이에 위치한 강판의 속도를 측정하는 강판속도측정부;
상기 압연스탠드의 구동롤의 속도를 측정하는 압연롤속도측정부;
패스라인롤의 속도와 구동롤의 속도 차이 또는 강판의 속도와 패스라인롤의 속도 차이가 기준값을 넘으면 경고하는 슬립판단부
를 포함하는 패스라인롤 슬립감시장치.
제5 항에 있어서,
상기 패스라인롤은 상기 강판을 기준으로 위쪽에 배치되는 상부 패스라인롤과 상기 강판을 기준으로 아래에 배치되는 하부 패스라인롤을 포함하는 패스라인롤 슬립감시장치.
제6 항에 있어서,
상기 패스라인롤 속도측정장치는, 상기 패스라인롤의 베어링 커버부에 결합되며, 상기 패스라인롤의 회전축에 형성된 센싱돌기의 회전궤도 상에 인접하여 배치되는 센서부와, 상기 센서부에서 측정된 신호에 기초하여 상기 패스라인롤의 회전속도를 산출하는 회전속도산출부를 포함하는 패스라인롤 슬립감시장치.
제7 항에 있어서,
상기 센싱돌기는 상기 회전축의 볼트머리인 패스라인롤 슬립감시장치.
제8 항에 있어서,
상기 센서부는 상호 떨어져 배치되는 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 패스라인롤 슬립감시장치.
제9 항에 있어서,
상기 센서부를 내부에 포함하도록 상기 베어링 커버부에 결합되어 상기 센서부의 설치공간을 밀폐하는 하우징을 더 포함하는 패스라인롤 슬립감시장치.