KR20190133874A - 후판의 도그본 압연 장치 및 방법 - Google Patents

후판의 도그본 압연 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 후판의 도그본 압연 장치에 관한 것으로, 압연 중인 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이를 모니터링하고, 상기 모니터링을 통해 후판의 남은 길이가 기 지정된 길이의 후단부인지 검출하는 후단 검출부; 후판 소재, 압연 시 적용된 압하력, 압연 시 적용된 롤갭, 압연된 후판 전후단부의 도그본 대칭률, 및 롤갭 제어 프로파일 중 적어도 하나 이상의 정보를 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 정보를 바탕으로, 이후에 동일한 조건의 후판을 압연할 경우 도그본 대칭률을 향상시키기 위하여 롤갭을 조정하며, 압연 조건별 후판의 도그본 대칭률을 향상시키기 위한 롤갭 제어 프로파일 정보를 생성하여 상기 저장부에 저장하고, 또한 상기 롤갭 제어 프로파일에 기초하여 압연 진행 중인 후판의 남은 길이에 대응하여 단계별 롤갭을 제어하는 메인 제어부; 및 상기 메인 제어부의 제어에 따라, 지정된 시점에 압연기 롤러의 롤갭을 조정하는 롤갭 제어부;를 포함한다.

Description

후판의 도그본 압연 장치 및 방법{PLATE ROLLING APPARATUS AND METHOD FOR DOG-BONE}
본 발명은 후판의 도그본 압연 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후판의 압연 시 생성되는 날판의 전단과 후단의 도그본 형상을 대칭 형상으로 만들 수 있도록 함으로써, 날판의 사각화 정도를 높이고, 크롬 길이 저감을 통한 후판의 회수율을 향상시킬 수 있도록 하는, 후판의 도그본 압연 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 후판 압연 제어에서 제품의 정확한 치수와 폭을 확보하기 위하여 날판 형상제어를 수행한다.
아울러 이러한 후판 압연 공정에서 판의 크롭 형상 개선과 그 발생 길이를 제어하기 위하여, 롤갭 제어를 통해 제어패스 시 선/후단부와 중단부간 두께 변화를 주어 압연하는 후판 압연방법, 즉 도그본 압연법(dog bone rolling)이 적용되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-1595032호(2016.02.11. 등록, 후판의 도그본 제어방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은 후판의 압연 시 생성되는 날판의 전단과 후단의 도그본 형상을 대칭 형상으로 만들 수 있도록 함으로써, 날판의 사각화 정도를 높이고, 크롬 길이 저감을 통한 후판의 회수율을 향상시킬 수 있도록 하는, 후판의 도그본 압연 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 후판의 도그본 압연 장치는, 압연 중인 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이를 모니터링하고, 상기 모니터링을 통해 후판의 남은 길이가 기 지정된 길이의 후단부인지 검출하는 후단 검출부; 후판 소재, 압연 시 적용된 압하력, 압연 시 적용된 롤갭, 압연된 후판 전후단부의 도그본 대칭률, 및 롤갭 제어 프로파일 중 적어도 하나 이상의 정보를 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 정보를 바탕으로, 이후에 동일한 조건의 후판을 압연할 경우 도그본 대칭률을 향상시키기 위하여 롤갭을 조정하며, 압연 조건별 후판의 도그본 대칭률을 향상시키기 위한 롤갭 제어 프로파일 정보를 생성하여 상기 저장부에 저장하고, 또한 상기 롤갭 제어 프로파일에 기초하여 압연 진행 중인 후판의 남은 길이에 대응하여 단계별 롤갭을 제어하는 메인 제어부; 및 상기 메인 제어부의 제어에 따라, 지정된 시점에 압연기 롤러의 롤갭을 조정하는 롤갭 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 후단부는, 상기 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이에 따라, 전단부, 중단부, 및 후단부로 구분하며, 상기 후단부는 남은 길이를 더 세분화하여 제1 후단부와 제2 후단부로 구분하고, 상기 제2 후단부의 남은 길이가 상기 제1 후단부의 남은 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 후단 검출부는, 상기 후단부를 세분화 한 제1 후단부와 제2 후단부를 검출하기 위해서, 후판이 입력되는 방향인 압연기 롤러의 전방에 상기 제1 후단부와 제2 후단부의 길이에 대응하는 위치에 구비되는 제1,2 후단 검출 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 메인 제어부는, 상기 후단 검출부의 제1 후단 검출 센서를 통해서 후판이 감지되지 않고 제2 후단 검출 센서를 통해서만 후판이 감지되면 제1 후단부가 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1 후단부가 검출된 후 상기 후단 검출부의 제2 검출 센서를 통해서 후판이 감지되지 않으면 제2 후단부가 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 메인 제어부는, 후판의 도그본 압연이 반복 진행됨에 따라, 그 도그본 압연 결과를 바탕으로 상기 롤갭 제어 프로파일을 보완하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 후판의 도그본 압연 방법은, 후판의 도그본 압연 장치의 메인 제어부가 후판의 압연 시 후판의 남은 길이를 이용하여 후단부가 시작되는지 검출하는 단계; 상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제1 후단부 길이보다 더 길면, 전단부 또는 중단부에 해당하는 롤갭 제어 프로파일에 따라 전단부 또는 중단부의 롤갭 제어를 수행하는 단계; 상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제1 후단부 길이에 도달하면, 상기 메인 제어부가 제1 후단부 롤갭 제어 프로파일에 따라 제1 후단부의 롤갭 제어를 수행하는 단계; 및 상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제2 후단부 길이에 도달하면, 상기 메인 제어부가 제2 후단부 롤갭 제어 프로파일에 따라 제2 후단부의 롤갭 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 후단부는, 상기 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이에 따라, 전단부, 중단부, 및 후단부로 구분하며, 상기 후단부는 남은 길이를 더 세분화하여 제1 후단부와 제2 후단부로 구분하고, 상기 제2 후단부의 남은 길이가 상기 제1 후단부의 남은 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 롤갭 제어 프로파일은, 상기 후판의 후단부를 제1,제2 후단부로 구분하여 각기 다른 크기나 비율로 롤갭 제어를 수행하되, 상기 제2 후단부의 롤갭 제어 시, 상기 제1 후단부의 롤갭보다 기 지정된 비율 이상 더 큰 기울기로 서서히 증가시키는 제어를 수행하도록 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은 후판의 압연 시 생성되는 날판의 전단과 후단의 도그본 형상을 대칭 형상으로 만들 수 있도록 함으로써, 날판의 사각화 정도를 높이고, 크롬 길이 저감을 통한 후판의 회수율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후판의 도그본 압연 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후판의 도그본 압연 방법을 설명하기 위하여 보인 흐름도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 후판의 압연이 진행되는 과정을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 종래의 롤갭 제어 방식과 본 발명에 따른 롤갭 제어 방식에 의해 각기 압연된 도그본 형상을 비교하기 위하여 보인 예시도.
도 5는 종래의 롤갭 제어 프로파일과 본 발명에 따른 롤갭 제어 프로파일을 비교하기 위하여 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 후판의 도그본 압연 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 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 후판의 도그본 압연 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 후판의 도그본 압연 장치는, 후단 검출부(110), 저장부(120), 메인 제어부(130), 및 롤갭 제어부(140)를 포함한다.
상기 후단 검출부(110)는 압연 중인 후판(또는 날판)의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러(도 3 참조)로부터의 남은 길이를 모니터링하고, 상기 모니터링을 통해 후판의 남은 길이가 지정된 후단부(즉, 지정된 후단 길이)인지 검출한다.
본 실시예에서 상기 후판(또는 날판)은, 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러(도 3 참조)로부터의 남은 길이에 따라, 전단부, 중단부, 및 후단부로 구분하며, 특히 상기 후단부는 남은 길이를 더 세분화하여 제1 후단부와 제2 후단부로 구분한다. 즉, 상기 제2 후단부의 남은 길이가 상기 제1 후단부의 남은 길이보다 짧다.
따라서 상기 후단 검출부(110)는 상기 제1 후단부와 제2 후단부를 검출하기 위해서, 압연기의 전방(즉, 후판이 입력되는 방향)에 상기 제1 후단부와 제2 후단부의 길이에 대응하는 위치에, 제1,2 후단 검출 센서(예 : 적외선 센서, 레이저 센서, 초음파 센서)(미도시)를 구비할 수 있다.
예컨대 상기 메인 제어부(130)는 제1 후단 검출 센서(미도시)를 통해 후판이 감지되지 않으면(제2 후단 검출 센서를 통해서는 후판이 감지됨) 제1 후단부가 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1 후단부가 검출된 후 상기 제2 검출 센서(미도시)를 통해 후판이 감지되지 않으면(제1 후단 검출 센서를 통해서는 이미 후판이 감지되지 않음) 제2 후단부가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 후판의 압연이 진행되는 과정을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
도 3을 참조하면, 후판의 전단부가 압연기에 진입되는 과정(도 3의 (a)), 후판의 전단부가 압연기에 진입 후 중단부의 압연이 진행되는 과정(도 3의 (b)), 후판의 압연이 진행됨에 따라 후단부의 압연이 진행되는 과정(도 3의 (c)), 및 후판 후단부의 압연이 완료되어 압연기에서 배출되는 과정(도 3의 (d))이 단계적으로 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 후판의 압연이 (a)에서 (d)로 진행됨에 따라, 후판과 압연기의 롤러가 접촉되는 길이는, 후판의 전단부에서 서서히 증가되고, 후판의 중단부에서 일정하게 유지되다가, 후판의 후단부에서 서서히 감소하게 된다.
이에 따라 기존에는 도그본 압연을 위하여, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 후판의 전단부에서 롤갭을 지정된 비율로 서서히 감소시키고, 후판의 중단부에서 롤갭을 일정하게 유지하다가, 후판의 후단부에서 롤갭을 지정된 비율로 서서히 증가시키는 방식으로 도그본 압연을 수행하였다.
그러나 상기 도 5의 (a)와 같은 롤갭 제어를 수행하였음에도 불구하고, 후판과 압연기 롤러 간의 접촉 길이가 감소됨에 따라, 후단부의 끝부분(예 : 100 ~ 150(mm))에서 후판의 모서리가 뭉개지는 현상이 발생하는 문제점이 있다(도 4의 (a) 참조).
도 4는 종래의 롤갭 제어 방식과 본 발명에 따른 롤갭 제어 방식에 의해 각기 압연된 도그본 형상을 비교하기 위하여 보인 예시도로서, 도 4의 (a)는 종래의 롤갭 제어 방식으로 압연된 도그본 형상을 보인 예시도이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 롤갭 제어 방식에 의해 압연된 도그본 형상을 보인 예시도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 전단부와 후단부의 도그본 형상이 비대칭이지만, 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 롤갭 제어 방식에 의해 후판의 압연을 수행할 경우, 전단부와 후단부의 도그본 형상이 대칭적으로 개선된 것을 알 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 저장부(120)는 후판 소재, 압연 시 적용된 압하력, 압연 시 적용된 롤갭, 및 압연된 후판 전후단부의 도그본 대칭률 등에 대한 정보를 저장한다. 다만 상기 저장부(120)에 저장되는 정보는 이해를 돕기 위해서 기재된 것이며 이를 한정하기 위한 것은 아니다. 따라서 실시예에 따라 상기 저장부(120)에 저장되는 정보는 더 추가되거나 감소될 수 있다.
상기 메인 제어부(130)는 상기 저장부(120)에 저장된 정보를 바탕으로, 이후에 동일한 조건의 후판을 압연할 경우, 도그본 대칭률을 향상시키기 위하여 롤갭을 조정할 수 있다. 즉, 상기 메인 제어부(130)는 조건별 후판의 도그본 대칭률을 향상시키기 위한 롤갭 제어 프로파일 정보를 생성하여 상기 저장부(120)에 저장할 수 있다.
또한 상기 롤갭 제어 프로파일은 후판의 도그본 압연이 반복 진행됨에 따라, 그 도그본 압연 결과를 바탕으로 계속해서 보완될 수 있다.
상기 메인 제어부(130)는 상기 롤갭 제어 프로파일에 기초하여 단계별로(즉, 압연 진행 중인 후판의 남은 길이에 대응하여) 롤갭을 제어한다.
상기 롤갭 제어부(140)는, 상기 메인 제어부(130)의 제어에 따라, 지정된 시점에 압연기 롤러의 롤갭을 조정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후판의 도그본 압연 방법을 설명하기 위하여 보인 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 메인 제어부(130)는 후판의 압연 시 지정된 롤갭 제어 프로파일에 따라 전단부(즉, 전단에서 지정된 길이(예 : 500 ~ 1000(mm))에 해당하는 부분) 및 중단부(즉, 상기 전단부가 종료되는 부분의 이후부터 후단부가 시작되기 전에 해당하는 부분)의 롤갭을 제어하다가 상기 후단 검출부(110)를 통해 후단부가 시작되는지 검출한다(S101).
상기 메인 제어부(130)는 후판의 남은 길이(즉, 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이)가 기 지정된 제1 후단부 길이에 해당(또는 도달)하면(S102의 예), 제1 후단부 롤갭 제어 프로파일에 따라 제1 후단부의 롤갭 제어를 수행한다(S103)(도 5의 (b) 참조).
또한 상기 메인 제어부(130)는 후판의 남은 길이가 기 지정된 제2 후단부 길이에 해당(또는 도달)하면(S104의 예), 제2 후단부 롤갭 제어 프로파일에 따라 제2 후단부의 롤갭 제어를 수행한다(S105)(도 5의 (b) 참조).
또한 상기 메인 제어부(130)는 상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제1,2 후단부 길이에 해당(또는 도달)하지 않으면(즉, 후판의 남은 길이가 제1 후단부 길이보다 더 길면)(S104의 아니오), 중단부(또는 전단부)를 압연하고 있는 것이므로, 중단부(또는 전단부) 롤갭 제어 프로파일에 따라 중단부(또는 전단부)의 롤갭 제어를 수행한다(S106)(도 5의 (b) 참조).
도 5는 종래의 롤갭 제어 프로파일과 본 발명에 따른 롤갭 제어 프로파일을 비교하기 위하여 보인 예시도로서, 도 5의 (a)는 종래의 롤갭 제어 프로파일을 보인 예시도이고, 도 5의 (b)는 본 발명에 따른 롤갭 제어 프로파일을 보인 예시도이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 종래의 롤갭 제어 프로파일은 전단부와 후단부를 대칭적으로 롤갭 제어를 수행하지만, 도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 롤갭 제어 프로파일은 후단부를 제1,제2 후단부로 구분하여 각기 다른 크기(또는 비율)로 롤갭 제어를 수행하는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 롤갭 제어 프로파일은 상기 제2 후단부의 롤갭 제어 시, 상기 제1 후단부의 롤갭보다 기 지정된 비율 이상 더 크게(즉, 더 큰 기울기로) 서서히 증가시키는 제어를 수행하도록 구현된다.
상기와 같이 본 실시예는 후판의 압연 시 생성되는 날판의 전단과 후단의 도그본 형상을 대칭 형상으로 만들 수 있도록 함으로써, 후판(또는 날판)의 사각화 정도를 높이고, 크롬 길이 저감을 통한 후판의 회수율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 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.
110 : 후단 검출부
120 : 저장부
130 : 메인 제어부
140 : 롤갭 제어부

Claims (8)

  1. 압연 중인 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 후판의 남은 길이를 모니터링하고, 상기 모니터링을 통해 후판의 남은 길이가 기 지정된 길이의 후단부인지 검출하는 후단 검출부;
    후판 소재, 압연 시 적용된 압하력, 압연 시 적용된 롤갭, 압연된 후판 전후단부의 도그본 대칭률, 및 롤갭 제어 프로파일 중 적어도 하나 이상의 정보를 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 정보를 바탕으로, 이후에 동일한 조건의 후판을 압연할 경우 도그본 대칭률을 향상시키기 위하여 롤갭을 조정하며, 압연 조건별 후판의 도그본 대칭률을 향상시키기 위한 롤갭 제어 프로파일 정보를 생성하여 상기 저장부에 저장하고, 또한 상기 롤갭 제어 프로파일에 기초하여 압연 진행 중인 후판의 남은 길이에 대응하여 단계별 롤갭을 제어하는 메인 제어부; 및
    상기 메인 제어부의 제어에 따라, 지정된 시점에 압연기 롤러의 롤갭을 조정하는 롤갭 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 후단부는,
    상기 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이에 따라,
    전단부, 중단부, 및 후단부로 구분하며,
    상기 후단부는 남은 길이를 더 세분화하여 제1 후단부와 제2 후단부로 구분하고, 상기 제2 후단부의 남은 길이가 상기 제1 후단부의 남은 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 후단 검출부는,
    상기 후단부를 세분화 한 제1 후단부와 제2 후단부를 검출하기 위해서,
    후판이 입력되는 방향인 압연기 롤러의 전방에 상기 제1 후단부와 제2 후단부의 길이에 대응하는 위치에 구비되는 제1,2 후단 검출 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 메인 제어부는,
    상기 후단 검출부의 제1 후단 검출 센서를 통해서 후판이 감지되지 않고 제2 후단 검출 센서를 통해서만 후판이 감지되면 제1 후단부가 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1 후단부가 검출된 후 상기 후단 검출부의 제2 검출 센서를 통해서 후판이 감지되지 않으면 제2 후단부가 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 메인 제어부는,
    후판의 도그본 압연이 반복 진행됨에 따라, 그 도그본 압연 결과를 바탕으로 상기 롤갭 제어 프로파일을 보완하는 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 장치.
  6. 후판의 도그본 압연 장치의 메인 제어부가 후판의 압연 시 후판의 남은 길이를 이용하여 후단부가 시작되는지 검출하는 단계;
    상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제1 후단부 길이보다 더 길면, 전단부 또는 중단부에 해당하는 롤갭 제어 프로파일에 따라 전단부 또는 중단부의 롤갭 제어를 수행하는 단계;
    상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제1 후단부 길이에 도달하면, 상기 메인 제어부가 제1 후단부 롤갭 제어 프로파일에 따라 제1 후단부의 롤갭 제어를 수행하는 단계; 및
    상기 후판의 남은 길이가 기 지정된 제2 후단부 길이에 도달하면, 상기 메인 제어부가 제2 후단부 롤갭 제어 프로파일에 따라 제2 후단부의 롤갭 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 후단부는,
    상기 후판의 진행 방향 전방에 있는 압연기 롤러로부터의 남은 길이에 따라,
    전단부, 중단부, 및 후단부로 구분하며,
    상기 후단부는 남은 길이를 더 세분화하여 제1 후단부와 제2 후단부로 구분하고, 상기 제2 후단부의 남은 길이가 상기 제1 후단부의 남은 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 롤갭 제어 프로파일은,
    상기 후판의 후단부를 제1,제2 후단부로 구분하여 각기 다른 크기나 비율로 롤갭 제어를 수행하되,
    상기 제2 후단부의 롤갭 제어 시, 상기 제1 후단부의 롤갭보다 기 지정된 비율 이상 더 큰 기울기로 서서히 증가시키는 제어를 수행하도록 구현된 것을 특징으로 하는 후판의 도그본 압연 방법.
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