KR20230125829A

KR20230125829A - 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법 및 리프팅 마그넷 그리고 리프팅 마그넷을 사용한 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20230125829A
Application number: KR1020237026090A
Authority: KR
Inventors: 유키 다카키; 유사쿠 다케무라; 아츠시 구리모토; 아야카 가와이
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2023-08-29
Also published as: EP4257532A1; CN116888062A; WO2022180993A1; US20240101396A1; EP4257532A4; JPWO2022180993A1; JP7306574B2

Abstract

리프팅 마그넷에 의해 강판을 매달아 올릴 때에, 강판의 판두께나 매달아 올림 매수에 따라서 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어하고, 강판의 판두께에 상관없이 소망 매수의 강판을 확실하게 또한 안정적으로 매달아 올린다. 각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일(2)과, 이 전자석 코일(2)로의 전압의 인가에 의해 여자되는 자극(3)을 구비한 리프팅 마그넷(1)을 이용하고, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합에 기초하여 강판의 매달아 올림에 사용하는 전자석 코일(2)을 결정하고, 이 전자석 코일(2)을 사용했을 때에 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출하고, 이 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 전자석 코일(2)로의 인가 전압을 결정하고, 그 인가 전압을 전자석 코일(2)에 인가한다.

Description

리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법 및 리프팅 마그넷 그리고 리프팅 마그넷을 사용한 강판의 제조 방법

본 발명은, 예를 들면 제철소나 강재 가공 공장 등에 있어서, 리프팅 마그넷에 의해 강판을 매달아 내림 반송(suspending and transporting)할 때의 강판의 매달아 올림(lifting) 방법과, 그의 실시에 적합한 리프팅 마그넷과, 리프팅 마그넷을 사용한 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

제철소의 후판 공장은, 크게 나누어, 괴상의 강재(massive steel material)를 소망하는 두께까지 압연하는 압연 설비(압연 공정)와, 출하 사이즈로의 절출(cutting), 단부의 버어 제거(deburring), 표면 하자의 손질, 내부 하자의 검사 등을 행하는 정밀 정돈 설비(정밀 정돈 공정)와, 출하 대기의 강판(후판)을 보관하는 제품 창고를 구비하고 있다.

정밀 정돈 공정에서의 작업 대상품이나 제품 창고에서의 출하 대기의 강판은, 놓을 장소의 제약상, 수매∼수십매 중첩한 상태로 보관되어 있다. 강판의 배치 변경이나 출하 시에는, 거기서부터 크레인에 부착한 전자석식의 리프팅 마그넷을 사용하여, 대상의 강판(1∼수매)을 매달아 올려 이동시키는 작업을 행한다.

일반적인 전자석식 리프팅 마그넷의 내부 구조를 도 16(종단면도)에 나타낸다. 리프팅 마그넷은, 내부에 직경 백∼수백㎜의 코일(100)을 갖고 있다. 이 코일(100)의 내측에 내극(101)(내극 철심)이, 코일(100)의 외측에 외극(102)(외극 철심)이 각각 배치되어 있다. 내극(101)의 상단과 외극(102)의 상단에 접하여 요크(103)가 고정되어 있다. 이 리프팅 마그넷에서는, 코일(100)에 통전한 상태에서 내극(101)과 외극(102)이 강판에 접촉함으로써, 자장 회로가 형성되어 강판이 흡착한다. 제철소에서 사용하는 리프팅 마그넷은, 충분한 매달아 올림력을 확보하기 위해, 1개의 큰 코일(100)로 자속을 발생시키고 있다. 통상, 내극(101)을 통과하는 자속 밀도가 1T(＝10000G) 이상이 되도록 설계되어 있다.

리프팅 마그넷으로의 강판의 흡착 매수를 제어하기 위해서는, 강판의 판두께와, 매달아 올리고 싶은 강판 매수에 따라서 자속이 도달하는 침투 깊이(자속 침투 깊이)를 제어할 필요가 있다. 그러나, 종래 사용되고 있는 리프팅 마그넷은 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어하는 것이 어렵다. 그 때문에, 소정 매수의 강판을 매달아 올리는 경우, 맨 처음부터 그 매수만을 흡착시키는 것은 조작상 어렵다. 이 때문에, 일단 좀 많은 매수의 강판을 흡착시키고 나서, 여분으로 흡착한 분량을 리프팅 마그넷의 전류 조정이나 온 오프 작업에 의해 떨어뜨리는 수순으로 흡착 매수의 조정을 행하고 있다. 그러나, 이러한 방법에서는, 크레인을 조작하는 오퍼레이터의 기량에 따라서는 몇번이나 재시도가 발생하여, 대폭적인 작업 효율의 저하로 이어진다. 또한, 이러한 흡착 매수의 조정 작업이 크레인 자동화의 큰 장애로도 되고 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 강판의 매달아 올림 매수를 자동 제어할 수 있도록 한 기술로서, 리프팅 마그넷의 코일에 인가하는 전류를 제어하여 매달아 올림력(lifting force)을 제어하는 방법(특허문헌 1)이 제안되어 있다.

일본공개특허공보 평2-295889호

특허문헌 1의 방법은, 코일의 전류를 제어함으로써 출력 자속량을 제어하여, 자속의 침투 깊이를 변화시키는 것이다. 그러나, 제철소의 후판 공장에서 일반적으로 이용되고 있는 리프팅 마그넷은, 판두께 100㎜ 이상의 큰 판두께의 강판을 매달아 올릴 필요가 있는 점에서, 큰 자극으로부터 대량의 자속을 강판에 인가할 수 있는 설계로 되어 있어, 최대의 자속 침투 깊이가 크다. 그 때문에, 근소한 전류 변화로 자속 침투 깊이가 크게 변화하여, 얇은 강판의 매달음 매수 제어를 하는 경우의 제어성이 나쁘다는 문제가 있다. 이에 대하여, 매달음 제어성을 높이기 위해 코일 자체를 작게 하여, 전류 최대 시의 자속 침투 깊이를 작게 하는 방법이 생각된다. 그러나, 제철소에 있어서는 판두께가 큰 강판도 매달아 올릴 필요가 있어, 판두께가 큰 강판을 매달아 올리는 데에 필요한 흡착력이 얻어지지 않거나, 강판의 휨 등에 의한 갭이 원인으로 강판이 낙하하거나 하는 등의 리스크가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래 기술의 과제를 해결하여, 리프팅 마그넷으로 강판을 매달아 올릴 때에, 강판의 판두께나 매달아 올림 매수에 따라서 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어하여, 강판의 판두께에 상관없이 소망 매수의 강판을 확실하게 또한 안정적으로 매달아 올릴 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 그러한 매달아 올림 방법의 실시에 적합한 리프팅 마그넷을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 리프팅 마그넷을 이용하여, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 적어도 1매의 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올리는 방법으로서, 각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일과, 당해 전자석 코일로의 전압의 인가에 의해 여자되는 자극을 구비한 리프팅 마그넷을 이용하고, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 전자석 코일을 결정하고, 상기 전자석 코일을 사용했을 때에 자극으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출하고, 상기 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 상기 전자석 코일로의 인가 전압을 결정하고, 상기 인가 전압을 상기 전자석 코일에 인가하고, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올리는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법이다.

[2] 상기 [1]의 강판의 매달아 올림 방법에 있어서, 상기 리프팅 마그넷은, 추가로, 자극 내의 통과 자속량을 측정하는 자속 센서를 구비하고, 상기 전자 코일에 상기 인가 전압을 인가할 때에, 산출된 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)과 자속 센서에 의해 측정되는 자극 내의 통과 자속량(Φ_a)의 차분이 문턱값 이하가 되도록, 상기 전자석 코일의 상기 인가 전압을 조정하는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법이다.

[3] 상기 [1] 또는 [2]의 강판의 매달아 올림 방법에 있어서, 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)은, 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께 및 포화 자속 밀도와, 상기 전자석 코일로의 상기 인가 전압의 인가에 의해 여자되는 자극의 치수에 기초하여 산출되는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법이다.

[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나의 강판의 매달아 올림 방법에 있어서, 상기 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림을 개시한 후, 강판을 매달아 올린 상태의 상기 리프팅 마그넷을 이동시키기 전에, 하기 (Ⅰ) 또는/및 (Ⅱ)를 행하는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법이다.

(Ⅰ) 강판의 매달아 올림에 사용하고 있는 상기 전자석 코일로의 상기 인가 전압을 증가시킨다.

(Ⅱ) 강판의 매달아 올림에 사용하고 있는 상기 전자석 코일에 더하여, 다른 1개 이상의 전자석 코일에 전압을 인가한다.

[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나의 강판의 매달아 올림 방법에 있어서, 상기 리프팅 마그넷은, 동심상(concentrically) 또는/및 상하 방향에서 층상(vertically in layers)으로 배치되는 복수의 전자석 코일을 구비하는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법이다.

[6] 각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일과, 당해 전자석 코일로의 전압의 인가에 의해 여자(excite)되는 자극(magnetic pole)과, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 적어도 1매의 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올릴 때에, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 전자석 코일을 결정하고, 상기 전자석 코일을 사용했을 때에 자극으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출하고, 당해 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 상기 전자석 코일로의 인가 전압을 결정하고, 상기 인가 전압을 상기 전자석 코일에 인가하도록 구성된 제어 장치를 구비하는 리프팅 마그넷이다.

[7] 상기 [6]의 리프팅 마그넷에 있어서, 추가로, 자극 내의 통과 자속량을 측정하는 자속 센서를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 전자석 코일에 상기 인가 전압을 인가할 때에, 산출된 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)과 자속 센서에 의해 측정되는 자극 내의 통과 자속량(Φ_a)의 차분이 문턱값 이하가 되도록, 상기 전자석 코일의 상기 인가 전압을 조정하도록 구성된 리프팅 마그넷이다.

[8] 상기 [6] 또는 [7]의 리프팅 마그넷에 있어서, 상기 제어 장치는, 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)을, 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께 및 포화 자속 밀도와, 사용되는 상기 전자석 코일로의 상기 인가 전압의 인가에 의해 여자되는 자극의 치수에 기초하여 산출하도록 구성된 리프팅 마그넷이다.

[9] 상기 [6] 내지 [8] 중 어느 하나의 리프팅 마그넷에 있어서, 동심상 또는/및 상하 방향에서 층상으로 배치되는 복수의 전자석 코일을 구비하는 리프팅 마그넷이다.

[10] 상기 [6] 내지 [9] 중 어느 하나의 리프팅 마그넷을 이용하는 강판의 제조 방법이다.

본 발명에 의하면, 리프팅 마그넷으로 강판을 매달아 올릴 때에, 각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일을 구비한 리프팅 마그넷을 이용한다. 당해 리프팅 마그넷의 전자석 코일의 일부 또는 전부를, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합에 따라서 선택적으로 사용한다. 또한, 선택된 전자석 코일에 대하여, 자극 내의 통과 자속량이 매달아 올림 대상의 강판의 매달아 올림에 최적인 값이 되도록 전압을 인가한다. 그 때문에, 강판의 판두께나 매달아 올림 매수에 따라서 자속 침투 깊이를 수㎜ 오더의 작은 값에서 100㎜ 이상의 큰 값까지 고정밀도로 제어할 수 있어, 강판의 판두께에 상관없이 소망 매수의 강판을 확실하게 또한 안정적으로 매달아 올릴 수 있다. 이 때문에, 특히 얇은 강판을 매달아 올려 반송하는 경우에 있어서, 종래의 리프팅 마그넷에서는 어려웠던 매달음 매수 제어를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이 점에 따라 강판의 반송 작업을 보다 효율화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태에서는, 사용하는 리프팅 마그넷이, 추가로, 자극 내의 통과 자속량을 측정하는 자속 센서를 구비하고 있다. 이 자속 센서의 측정값에 기초하여 전자석 코일의 인가 전압의 조정(바람직하게는 피드백 제어)을 행함으로써, 자속 침투 깊이를 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서 사용하는 리프팅 마그넷으로서, 복수의 전자석 코일이 동심상으로 배치된 리프팅 마그넷의 일 실시 형태를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 리프팅 마그넷의 수평 단면도이다.
도 3은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명에서 전자석 코일의 일부를 여자했을 때에, 중첩된 강판 내에서의 자속의 흐름을 나타내는 설명도이다.
도 6은 도 1 및 도 2의 리프팅 마그넷을 이용한 본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 내층측의 전자석 코일을 여자했을 때에, 자극으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 상태를 나타내는 도면(리프팅 마그넷의 종단면도)이다.
도 7은 도 6의 상태로부터 강판을 매달아 올린 후, 내층측의 전자석 코일로의 인가 전압을 증가시킴으로써 자속량(자속 침투 깊이)이 증대한 상태를 나타내는 도면(리프팅 마그넷의 종단면도)이다.
도 8은 도 6의 상태로부터 강판을 매달아 올린 후, 사용하고 있는 내층측의 전자석 코일에 더하여, 외층측의 전자석 코일도 여자함으로써 자속량(자속 침투 깊이)이 증대한 상태를 나타내는 도면(리프팅 마그넷의 종단면도)이다.
도 9는 본 발명에 의한 강판 매달아 올림 제어 플로우차트의 일 예이다.
도 10은 도 1 및 도 2의 리프팅 마그넷에 있어서, 강판의 매달아 올림 작업을 자동 제어하기 위한 제어 장치의 일 실시 형태를 나타내는 설명도(장치 구성도)이다.
도 11은 도 10에 나타내는 바와 같은 제어 기구에 의해 실행되는 강판의 매달아 올림 제어의 수순의 일 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 12는 본 발명에 있어서 사용하는 리프팅 마그넷으로서, 복수의 전자석 코일이 상하 방향에서 층상으로 배치된 리프팅 마그넷의 일 실시 형태를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 13은 본 발명에 있어서 사용하는 리프팅 마그넷으로서, 복수의 전자석 코일이 동심상 및 상하 방향에서 층상으로 배치된 리프팅 마그넷의 일 실시 형태를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 14는 실시예에 있어서의 본 발명예의 구성도이다.
도 15는 실시예에 있어서의 본 발명예의 강판 매달아 올림 제어 플로우차트이다.
도 16은 종래의 일반적인 리프팅 마그넷을 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명은, 리프팅 마그넷을 이용하여, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 적어도 1매의 매달아 올림 대상의 강판(단, 복수매의 강판의 경우를 포함함. 이하 동일)만을 매달아 올리는 방법이다. 본 발명은 특별한 구성을 갖는 신규의 리프팅 마그넷을 이용하는 것을 기본으로 한다. 즉, 본 발명의 리프팅 마그넷은, 각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일(2)과, 이들 전자석 코일(2)로의 전압의 인가에 의해 여자되는 자극(3)(즉, 전압의 인가에 의해 발생하는 자속이 통과하는 자극)을 구비하고 있다. 후술하는 바와 같이, 이러한 리프팅 마그넷(1)에 의하면, 큰 자속 침투 깊이(보존유지(保持)력)가 필요시 되는 경우에는, 그 필요한 자속 침투 깊이는 복수의 전자석 코일(2)을 동시에 사용함으로써 확보할 수 있다. 또한, 코일 감기수가 상대적으로 적은 개별의 전자석 코일(2)의 일부를 선택적으로 사용함으로써, 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어할 수 있다.

본 발명에서 이용하는 리프팅 마그넷(1)은, 복수의 전자석 코일(2)을 구비하는 것이면 좋고, 전자석 코일(2)의 배치 형태 등에 특별한 제한은 없다. 단, 후술하는 바와 같은, 동심상 또는/및 상하 방향에서 층상으로 배치된 복수의 전자석 코일(2)을 구비하는 것이 특히 바람직하다.

이하, 본 발명에 있어서, 복수의 전자석 코일이 동심상으로 배치된 리프팅 마그넷을 이용하는 경우의 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 1 및 도 2는, 본 발명에서 사용하는 복수의 전자석 코일(2)이 동심상으로 배치된 리프팅 마그넷(1)의 일 실시 형태를 개략적으로 나타내는 것으로서, 도 1은 종단면도, 도 2는 수평 단면도이다. 일반적으로, 리프팅 마그넷은 크레인(도시하지 않음)에 의해 매달아 내림 보존유지되어, 승강·이동을 행한다.

본 실시 형태의 리프팅 마그넷(1)은, 동심상으로 배치되는 2개의 전자석 코일(2), 즉 내층측의 제1 전자석 코일(2a)과 외층측의 제2 전자석 코일(2b)을 구비하고 있다(이하, 설명의 편의상, 「전자석 코일」을 간단히 「코일」이라고 함).

제1 코일(2a) 및 제2 코일(2b)은, 종래의 리프팅 마그넷이 구비하는 코일과 마찬가지로, 예를 들면 에나멜 동선(copper wire)을 다수회 감기하여 절연 처리한 링 형상의 여자용 코일이다. 2개의 코일(2a, 2b)은 외극(외극 철심)을 사이에 두고 동심상(네스트 구조 형상)으로 배치되기 때문에, 2개의 코일(2a, 2b)은 상이한 링 지름을 갖는다.

또한, 본 발명에 있어서, 복수의 코일(2)이 동심상으로 배치된다는 것은, 복수의 코일(2)이 네스트 구조 형상으로 배치되는 것을 의미하고, 엄밀한 의미로 「동심」일 필요는 없다.

내층측의 제1 코일(2a)의 내측에는, 내극(3x)(내극 철심)이 배치되어 있다. 또한, 제1 코일(2a)의 외측 즉, 제1 코일(2a)과 제2 코일(2b)의 사이에는, 제1 외극(3a)(링 형상의 외극 철심)이 배치되어 있다. 제2 코일(2b)의 외측에는, 제2 외극(3b)(링 형상의 외극 철심)이 배치되어 있다. 또한, 내극(3x)과 제1 및 제2 외극(3a, 3b)의 각 상단에 접하여 요크(6)가 배치되고, 내극(3x)과 제1 및 제2 외극(3a, 3b)의 각 상단에 요크(6)가 고정되어 있다.

또한, 도시하고 있지 않지만, 코일(2)과 자극(3)·요크(6)의 사이에는, 통상, 코일(2)을 고정하기 위해 비자성 재료(예를 들면 수지 등)가 충전된다. 또한, 내극(3x), 제1 외극(3a), 제2 외극(3b) 및 요크(6)는, 일반적으로 연강 등의 연자성 재료로 구성된다. 그 때문에, 이들의 일부 또는 전부를 일체적인 구조(일체의 부재로서 구성함)로 해도 좋다.

본 발명에서 사용하는 복수의 전자석 코일(2)이 동심상으로 배치된 리프팅 마그넷(1)은, 동심상으로 배치되는 3개 이상의 코일을 구비해도 좋다. 이 경우에도, 최내층측의 코일의 내측에 내극(3x)이 배치됨과 함께, 각 코일의 외측에 외극(3a, 3b…)이 순차 배치된다. 이와 같이 동심상으로 배치되는 3개 이상의 코일을 구비함으로써, 예를 들면, 강판의 매달음 매수를 1매 매달음, 2 내지 3매 매달음, 4 내지 5매 매달음, 6 내지 7매 매달음…과 같이 세분화하고 싶은 경우에, 각각에 있어서 전압 제어 레인지를 넓게 취할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에서 사용하는 리프팅 마그넷(1)은, 동심상으로 배치되는 복수의 코일을 구비하고 있다. 예를 들면, 도 1 및 도 2의 실시 형태의 경우에는, 리프팅 마그넷(1)은 제1 코일(2a)과 제2 코일(2b)을 구비하고 있다. 그 때문에, 큰 자속 침투 깊이(보존유지력)가 필요시 되는 경우에는, 이들 복수의 코일을 동시에 사용(여자)함으로써 그 필요한 자속 침투 깊이를 확보할 수 있다. 또한, 코일 감기수가 상대적으로 적은 개별의 코일의 일부를 단독으로 사용(여자)함으로써, 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어할 수 있다. 예를 들면, 도 1 및 도 2의 실시 형태의 경우에는, 제1 코일(2a)이나 제2 코일(2b)을 단독으로 사용(여자)함으로써, 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어할 수 있다. 이하, 그의 원리에 대해서 설명한다.

도 16에 나타내는 바와 같은 리프팅 마그넷으로 강판을 매달아 올리는 경우를 생각한다. 그 경우, 내극의 직경을 R_I(㎜), 매달아 올림 대상의 강판의 판두께를 t(㎜), 강판의 포화 자속 밀도를 B_s(T)로 하면, 강판 내를 통과할 수 있는 자속량은 π×R_I×t×B_s로 나타난다. 이 점에서, 중첩된 동일한 재질로서 또한 동일한 판두께의 n매의 강판을 리프팅 마그넷으로 흡착하여 매달아 올릴 때에는, 이하의 것이 생각된다. 즉, 코일에 전압을 인가한 경우의 자속량을 M으로 하면, M이 하기식 (ⅰ)을 충족하면, 이론상은, 위에서 n매째의 강판의 하면까지, 즉, Σ_k＝1∼n(t_k)의 거리까지 자속이 침투하여, 충분한 매달아 올림력이 얻어진다고 생각된다.

M＝π×R_I×Σ_k＝1∼n(t_k)×B_s …(ⅰ)

내극의 단면적을 S(㎟), 내극의 평균 자속 밀도를 B(T)로 하면, 자속량(M)은 단면적(S)과 평균 자속 밀도(B)를 곱하여 나타나는 (S×B)로부터, 상기식 (ⅰ)은 하기식 (ⅱ)로 나타난다.

S×B＝π×R_I×Σ_k＝1∼n(t_k)×B_s …(ⅱ)

또한, 평균 자속 밀도(B)는 코일의 감기수(N)와 코일 내의 전류(I)의 곱에 비례하기 때문에, 상기식 (ⅱ)는 하기식 (ⅲ)(α: 비례 정수)으로 나타난다.

N×I×α×S＝π×R_I×Σ_k＝1∼n(t_k)×B_s …(ⅲ)

여기에서, 코일의 감기수(N)를 작게 해 두면, 전류(I)의 오차에 대한 좌변의 값의 변화량이 작아진다. 그 때문에, 높은 정밀도로 식 (ⅲ)을 성립시키기 위한 제어, 즉, 자속 침투 깊이의 제어를 행할 수 있어, 얇은 강판의 매달음 매수 제어를 행할 수 있게 된다.

도 3은, 본 발명의 원리를 설명하기 위한 설명도(발명 구성도)이고, 도 4는 본 발명의 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.

본 발명에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같은 m개의 코일(2)(코일(2₁∼2_m))을 구비하는 리프팅 마그넷(1)을 이용하여, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올림 대상의 n매의 강판만을 매달아 올리는 경우를 예로서 설명한다. 우선, 매달아 올림 대상의 n매의 강판(코일(2)에 가까운 측으로부터 n매의 강판)의 판두께의 총 합(t), 즉 하기식 (1)에 나타내는 판두께의 총 합(t)(㎜)에 기초하여, 복수의 코일(2) 중 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정(선정)한다. 이 경우, 복수의 코일(2)의 전부를 강판의 매달아 올림에 사용하는 것, 즉 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일로서 선정하는 경우도 있다.

예를 들면, 도 1 및 도 2의 리프팅 마그넷(1)을 사용하는 실시 형태에 있어서, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)에 따라서 결정(선정)한다. 구체적으로는, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)에 대해서 문턱값을 설정하고, 판두께의 총 합(t)이 문턱값 이하인 경우에는, 제1 코일(2a)만을 사용한다. 한편, 판두께의 총 합(t)이 문턱값을 초과하는 경우에는, 제1 코일(2a)과 제2 코일(2b)을 사용한다.

이어서, 그 선정된 코일(2)을 사용(여자)했을 때에, 자극(3)으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 n매의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출한다. 여기에서, 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)은, 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께와, 매달아 올림 대상의 각 강판의 포화 자속 밀도와, 사용(여자)되는 코일 중 최외층에 위치하는 코일(2)에 내접하는 자극(3)의 치수(외경)에 기초하여 산출된다. 즉, 상기와 같이 선정된 코일(2) 중 최외층에 위치하는 코일(2_i)(1≤i≤m)에 내접하는 자극(3_i)의 외경을 R_i(㎜), 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께를 t_k(㎜), 동일하게 각 강판의 포화 자속 밀도를 Bs_k(T)로 한 경우, 통과 자속량(Φ_r)(T·㎟)은 하기식 (2)에 의해 산출된다. 하기식 (2)의 R_i는, 예를 들면, 도 3에 있어서 코일(2₁∼2_m) 중 코일(2₁) 및 코일(2₂)(도시하지 않음)이 사용되는 경우에는, 그들 중 최외층에 위치하는 코일(2₂)에 내접하는 자극(3₂)의 외경(R₂)(㎜)이다.

이 통과 자속량(Φ_r)의 이론적인 근거를, 중첩된 강판 내에서의 자속의 흐름을 나타내는 도 5에 기초하여 설명한다. 도 5에 나타내는 예에서는, 사용(여자)되는 코일(2) 중, 최외층에 위치하는 코일(2_i)에 자극(3_i)이 내접한다. 당해 자극(3_i)으로 둘러싸이는 영역의 바로 아래에서는, 강판 상면으로부터 자속이 유입되고, 강판 측면으로부터 자속이 유출된다. 이 자속의 유출량의 상한(Φ_k)은, 코일에 가까운 측으로부터 k번째의 강판에서는, 측면적(πR_it_k)과 포화 자속 밀도(Bs_k)로부터 Φ_k＝πR_iBs_kt_k가 된다. 이로부터, 매달아 올림 대상인 n매의 강판에 자속을 통과시키기 위해서는, 상기식 (2)에 나타내는 통과 자속량(Φ_r)을 자극(3)으로부터 강판에 유출시키면 좋은 것을 알 수 있다.

이어서, 산출된 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)로의 인가 전압을 결정하고, 그 전압을 당해 코일(2)에 인가한다. 여기에서, 인가 전압과 통과 자속량(Φ_r)의 관계는 미리 결정되어 있기 때문에, 그에 기초하여 전압을 인가한다. 이에 따라, 자극(3)으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상인 n매의 강판만을 통과하는 상태가 되어, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올림 대상의 n매의 강판만을 매달아 올리는 것이 가능해진다. 도 6은, 그 상태의 일 예를 나타내고 있고, 중첩된 강판(x1∼x4)에 대하여, 자극(3)(내극(3x))으로부터 유출되는 자속(f)이 매달아 올림 대상인 2매의 강판(x1, x2)만을 통과하는 상태로 되어 있다. 따라서, 이 상태에서 크레인에 의해 리프팅 마그넷(1)을 상승시키고, 매달아 올림 대상의 강판(x1, x2)의 매달아 올림을 행한다.

또한, 본 발명에서는, 리프팅 마그넷(1)에 의한 강판의 매달아 올림을 개시한 후, 강판을 매달아 올린 상태의 리프팅 마그넷(1)을 이동시키기 전에, 매달아 올린 강판의 낙하를 방지하기 위해, 하기 (ⅳ) 또는/및 (ⅴ)를 행하는 것이 바람직하다.

(ⅳ) 강판의 매달아 올림에 사용하고 있는 코일(2)로의 인가 전압을 증가시킨다.

(ⅴ) 강판의 매달아 올림에 사용하고 있는 코일(2)에 더하여, 다른 1개 이상의 코일(2)에 전압을 인가한다.

또한, 상기의 (ⅳ)에 기재되어 있는 사항이, 본원발명에 있어서의 (Ⅰ)에 기재되어 있는 사항에 상당하고, (ⅴ)에 기재되어 있는 사항이, 본원발명에 있어서의 (Ⅱ)에 기재되어 있는 사항에 상당하고 있다.

도 7은, 상기 (ⅳ)의 예를 나타내고 있고, 사용하고 있는 제1 코일(2a)로의 인가 전압을 증가시킴으로써, 자속량(자속 침투 깊이)이 도 6의 상태로부터 증대하여, 강판(x1, x2)을 보다 확실히 매달아 올려 보존유지(흡착)할 수 있다. 또한, 도 8은, 상기 (ⅴ)의 예를 나타내고 있고, 사용하고 있는 제1 코일(2a)에 더하여, 제2 코일(2b)에도 전압을 인가하여 여자함으로써, 자속량(자속 침투 깊이)이 도 6의 상태로부터 증대하여, 강판(x1, x2)을 보다 확실히 매달아 올려 보존유지(흡착)할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 리프팅 마그넷(1)에 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)을 측정하는 자속 센서(4)가 설치되어 있어도 좋다. 그리고, 코일(2)에 전압을 인가할 때에, 이 자속 센서(4)로 측정된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)과 상기 산출된 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 차분이 문턱값 이하가 되도록 인가 전압을 조정(제어)한다. 이 인가 전압의 조정(제어)은, 바람직하게는 피드백 제어로 행한다.

이를 위해, 도 1 및 도 2의 실시 형태의 리프팅 마그넷은, 자극(3) 내의 자속 통과량(Φ_a)을 측정하기 위한 자속 센서(4)(4a, 4b)를 구비하고 있다. 이 자속 센서(4)로 측정되는 자극(3) 내의 자속 통과량(Φ_a)으로부터, 자속이 통과함으로써 흡착 상태에 있는 강판 두께(강판 매수)를 알 수 있다. 그 때문에, 이 자속 센서(4)로 측정된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)과 상기 산출된 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 차분이 문턱값 이하가 되도록 인가 전압을 조정(제어)한다. 이렇게 함으로써, 강판의 매달아 올림(매달아 올림 대상의 강판만의 매달아 올림)을 보다 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다.

여기에서, 문턱값의 레벨은 특별히 제한은 없지만, 통상, 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 10％ 이하의 값으로 하는 것이 바람직하다.

자속 센서(4)로서는, 예를 들면, 서치 코일, 홀 소자 등을 이용할 수 있고, 본 실시 형태의 자속 센서(4)는 서치 코일로 구성되어 있다.

자속 센서(4)의 부착 위치는, 자극 내의 자속 통과량을 측정할 수 있는 위치이면 특별히 제한은 없다. 도 1 및 도 2의 실시 형태에서는, 내극(3x)과 제1 외극(3a)을 통과하는 자속 통과량을 측정하기 위해, 내극(3x)의 외주 하단에 자속 센서(4a)가 부착되고, 제1 외극(3a)의 외주 하단에 자속 센서(4b)가 부착되어 있다. 또한, 자속 센서(4)는 자극(내극, 외극)이 상이한 위치에 복수 설치해도 좋다.

도 1 및 도 2의 실시 형태와 같이, 리프팅 마그넷(1)이 동심상으로 배치되는 복수의 코일(2)을 구비하는 경우에는, 복수의 코일(2)의 일부 또는 전부가 선택적으로 사용된다. 그 때문에, 자속 센서(4)는, 최외층의 외극 이외의 자극(3)(내극(3x)을 포함함)에 각각 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 자속 센서(4)가 홀 소자로 구성되는 경우에는, 통상, 자속 센서(4)는 자극의 하단에 매입되도록 하여 부착된다.

도 9는, 본 발명에 의해 강판을 매달아 올리는 경우의 제어 플로우의 일 예를 나타내고 있다.

우선, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올리는 강판의 매수(n)(매달음 매수(n))와, 그들 강판의 판두께(t₁, t₂, t₃, … t_n)로부터 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)을 구한다. 이 판두께의 총 합(t)에 따라서, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정한다. 이 때문에, 판두께의 총 합(t)의 범위에 따라서 사용하는 코일(2)을 미리 결정해 둔다. 예를 들면, 코일수가 m개인 경우에, 서로 상이한 복수의 문턱값(1) 내지 문턱값(m－1)(예를 들면, 문턱값(1): 10㎜, 문턱값(2): 20㎜ … 문턱값(m－1): 50㎜)을 단계적으로 설정해 둔다. 그리고, 판두께의 총 합(t)이 문턱값(1)보다도 작은(판두께의 총 합(t)＜문턱값(1)) 경우에는, 제1 코일(2₁)만을 사용한다. 판두께의 총 합(t)이 문턱값(1) 이상으로서 문턱값(2)보다도 작은(문턱값(1)≤판두께의 총 합(t)＜문턱값(2)) 경우에는, 제1 코일(2₁) 및 제2 코일(2₂)을 사용한다. 이들과 마찬가지로, 판두께의 총 합(t)이 문턱값(m－1)보다도 큰(문턱값(m－1)＜판두께의 총 합(t)) 경우에는, 제1 코일(2₁)∼제m 코일(2_m)을 사용한다. 이와 같이 하여 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정한다. 따라서, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 코일수가 2개인 경우에는, 1개의 문턱값(예를 들면, 10㎜)만을 설정한다. 그리고, 판두께의 총 합(t)이 문턱값보다도 작은(판두께의 총 합(t)＜문턱값) 경우에는, 제1 코일(1a)만을 사용한다. 또한, 판두께의 총 합(t)이 문턱값 이상(판두께의 총 합(t)≥문턱값)인 경우에는, 제1 코일(1a) 및 제2 코일(1b)을 사용한다. 이와 같이 하여 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정한다.

또한, 도 9에서는, 판두께의 총 합(t)에 따라서 코일(2₁∼2_i)(1≤i≤m)을 여자하도록 나타내고 있지만, 이는 일 예로서, 예를 들면, 코일(2_i)만을 여자하도록 해도 좋다.

이어서, 그 코일(2)을 사용했을 때에 자극(3)으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 n매의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)을 상기식 (2)에 의해 산출한다. 소정의 통과 자속량(Φ_r)을 얻기 위한 인가 전압값은 미리 알고 있기 때문에, 산출된 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여 코일(2)로의 인가 전압을 결정하고, 그 전압을 코일(2)에 인가한다.

이 코일(2)로의 전압 인가(여자)에 의해 자속이 발생하기 때문에, 자속 센서(4)에 의해 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)이 측정된다. 이 자속 센서(4)로 측정된 통과 자속량(Φ_a)(실측값)과 상기 산출된 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 차분이 문턱값과 비교된다. 상기의 차분이 문턱값 이하(차분≤문턱값)이면, 자속이 매달아 올림 대상의 n매의 강판만을 통과하고 있다고 판단된다. 그 때문에, 크레인에 보존유지된 리프팅 마그넷(1)을 상승시킴으로써 강판의 매달아 올림을 개시한다. 한편, 차분이 문턱값보다도 큰(차분＞문턱값) 경우이면, 차분이 문턱값 이하(차분≤문턱값)가 될 때까지 인가 전압을 조정한다. 그리고, 차분이 문턱값 이하(차분≤문턱값)가 되면, 강판의 매달아 올림을 개시한다. 이러한 코일(2)의 인가 전압의 조정(제어)은, 후술하는 바와 같은 제어 장치(5)에 의한 피드백 제어에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

크레인에 보존유지된 리프팅 마그넷(1)을 상승시키고, 리프팅 마그넷(1)에 의해 매달아 올림 대상의 강판을 매달아 올린다. 그 상태에서, 바람직하게는 추가로, 자속 센서(4)에 의한 통과 자속량 측정, 로드 셀에 의한 중량 측정 등에 의해 매달아 올림 매수를 재체크한다. 이에 더하여, 강판의 낙하 방지를 위해 인가 전압을 증가시키거나, 혹은, 다른 코일(2)을 추가적으로 여자한다. 이에 따라 강판을 통과하는 자속량(자속 침투 깊이)을 증가시킨다. 그 후, 크레인을 횡행시킴으로써, 매달아 올린 강판을 반송한다.

도 10은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 2개의 코일(2a, 2b)을 구비한 리프팅 마그넷(1)에 있어서, 강판의 매달아 올림 작업을 자동 제어하기 위한 제어 장치(5)의 일 실시 형태를 나타내는 설명도(장치 구성도)이다. 이 제어 장치(5)는, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올릴 때에, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정(선정)한다. 그리고, 제어 장치(5)는, 이 코일(2)을 사용했을 때에 자극(3)으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출한다. 제어 장치(5)는, 이 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)로의 인가 전압을 결정하고, 그 전압을 당해 코일(2)에 인가하도록 구성된다.

또한, 리프팅 마그넷(1)이 자극(3) 내의 통과 자속량을 측정하는 자속 센서(4)를 구비하고 있어도 좋다. 리프팅 마그넷(1)이 자속 센서(4)를 구비하고 있는 경우에는, 제어 장치(5)는, 추가로, 코일(2)에 전압을 인가할 때에, 산출된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)과 자속 센서(4)에 의해 측정되는 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)의 차분이 문턱값 이하가 되도록, 코일(2)의 인가 전압을 조정(제어)한다. 제어 장치(5)는, 바람직하게는 후드백 제어에 의해 인가 전압을 조정하도록 구성된다.

이 때문에, 도 10의 제어 장치(5)는, 설정부(50), 코일 결정부(51), 인가 전압 산출부(52), 인가 전압 제어부(53) 등을 구비하고 있다. 설정부(50)에는, 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께, 동일하게 포화 자속 밀도, 강판의 매달음 매수, 각 자극 치수(외경) 등이 입력되어 설정된다. 코일 결정부(51)는, 설정부(50)에 설정된 매달아 올림 대상의 강판의 판두께와 강판의 매달음 매수로부터 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)을 구한다. 코일 결정부(51)는, 이 판두께의 총 합(t)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정한다. 인가 전압 산출부(52)는, 설정부(50)에 설정된 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께, 동일하게 포화 자속 밀도, 자극 치수(외경)에 기초하여 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)을 산출한다. 인가 전압 산출부(52)는, 이 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)로의 인가 전압을 산출하고, 인가 전압 제어부(53)에 출력한다. 또한, 인가 전압 산출부(52)는, 산출된 통과 자속량(Φ_r)(목표값)과 자속 센서(4)로 측정된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)의 차분을 구하고, 그 차분이 문턱값 이하가 되도록 피드백 제어를 행함으로써 인가 전압을 조정한다. 인가 전압 제어부(53)는, 제1 코일(2a)과 제2 코일(2b)을, 각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어하는 것이 가능하다. 인가 전압 제어부(53)는, 인가 전압 산출부(52)에 있어서 산출·조정된 전압을 코일(2)(제1 코일(2a) 또는/및 제2 코일(2b))에 인가한다.

이상과 같은 강판의 매달아 올림을 자동 제어하는 제어 장치(5)를 구비함으로써, 매달아 올림 제어를 특히 고정밀도로 행할 수 있음과 함께, 강판의 매달아 올림·반송 작업을 보다 효율화할 수 있다.

도 11은, 도 10에 나타내는 바와 같은 제어 기구에 의해 실행되는 강판의 매달아 올림 제어(매달음 매수 제어)의 수순의 일 예를 나타내는 플로우차트이다. 이에 따르면, 매달아 올림 대상(반송 대상)의 강판의 판두께 및 매달음 매수가 지정되면(S0), 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)에 기초하여 사용하는 코일(2)이 결정된다(S1). 이 도 11에 나타내는 예에서는, 제1 코일(2a)을 사용하는 것이 결정된다. 매달아 올림 대상의 강판의 상방 위치에 리프팅 마그넷(1)을 크레인 이동시키고(S2), 강판 상면에 접지시킨다(S3). 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께, 포화 자속 밀도, 자극 치수에 기초하여 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)이 구해지고, 이 통과 자속량(Φ_r)에 따라서 제1 코일(2a)에 대한 인가 전압이 지정된다(S4). 이어서, 제1 코일(2a)에만 전압이 인가되고, 또한, 전압 제어가 이루어진다(S5). 이에 따라 인가 전압에 따른 매수의 강판이 리프팅 마그넷(1)에 흡착된다. 자속 센서(4)에서 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)이 측정되고(S6), 이 통과 자속량(Φ_a)(실측값)과 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 차분이 문턱값 이하인지 아닌지에 따라 흡착하고 있는 강판 매수가 판정된다(S7). 상기의 차분이 문턱값을 초과하는 경우, 즉 강판 매수가 불합격인 경우(강판 매수가 지정된 강판 매수와 일치하지 않는 경우)에는, 전술한 S5로 되돌아와, 제1 코일(2a)에 대한 인가 전압을 증감하는 전압 제어(피드백 제어)가 이루어진다. 한편, 상기 차분이 문턱값 이하인 경우, 즉 강판 매수가 합격인 경우(강판 매수가 지정된 강판 매수와 일치하는 경우)에는, 강판의 매달아 올림(감아 올림)이 이루어진다(S8).

이와 같이 강판을 매달아 올린 상태, 즉, 강판을 매달아 올린 채로, 이동시키기 전의 상태에서 매달음 매수를 재확인하기 때문에, 재차 자속 센서(4)에서 통과 자속량(Φ_a)(실측값)이 측정된다(S9). 이 통과 자속량(Φ_a)(실측값)과 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 차분이 문턱값 이하인지 아닌지에 따라 흡착하고 있는 강판 매수가 판정된다(S10). 차분이 문턱값을 초과하는 경우, 즉 강판 매수가 불합격인 경우(강판 매수가 지정된 강판 매수와 일치하지 않는 경우)에는, 전술한 S3으로 되돌아와, 강판을 원래의 위치에 매달아 내려 접지시킨다. 한편, S10에서 차분이 문턱값 이하인 경우, 즉 강판 매수가 합격인 경우(강판 매수가 지정된 강판 매수와 일치하는 경우)에는, 추가로, 리프팅 마그넷(1)의 매달아 내림 수단에 부설된 중량 측정 수단 등에 의한 매달음 중량 측정이 행해진다(S11). 이 매달음 중량 측정에 기초하여 흡착하고 있는 강판 매수가 판정되고(S12), 강판 매수가 불합격인 경우(강판 매수가 지정된 강판 매수와 일치하지 않는 경우)에는, 전술한 S3으로 되돌아와, 강판을 원래의 위치에 매달아 내려 접지시킨다. 한편, S12에서 강판 매수가 합격인 경우(강판 매수가 지정된 강판 매수와 일치하는 경우)에는, 매달아 올린 강판의 낙하 방지를 위해, 제1 코일(2a)에 대한 인가 전압을 증가한다. 혹은, 제1 코일(2a)에 더하여, 제2 코일(2b)에도 전압을 인가한다(S13). 그 후, 크레인 이동(매달아 올린 강판의 반송)을 개시한다(S14).

이상 서술한 실시 형태는, 동심상으로 배치된 복수의 코일(2)을 구비하는 리프팅 마그넷(1)을 사용한 것이다. 이를 대신하여, 본 발명의 실시 형태에서는, 예를 들면, (ⅵ) 상하 방향에서 층상으로 배치된 복수의 코일(2)을 구비하는 리프팅 마그넷(1), 또는, (ⅶ) 동심상 및 상하 방향에서 층상으로 배치된 복수의 코일(2)을 구비하는 리프팅 마그넷(1)을 사용해도 좋다.

도 12는, 상하 방향에서 층상으로 배치된 복수의 코일(2)을 구비하는 리프팅 마그넷(상기 (ⅵ)의 리프팅 마그넷)을 나타내고 있다. 이 예에서는, 내극(3x)(내극 철심)과 외극(3a)(링 형상의 외극 철심)의 사이에, 상하 2층의 링 형상의 제1 및 제2 코일(2a, 2b)이 배치되어 있다. 또한, 내극(3x)과 외극(3a)의 각 상단에 접하여 요크(6)가 배치되고, 요크(6)는 내극(3x)의 상단과 외극(3a)의 상단에 각각 고정되어 있다. 그 외의 구성에 대해서는, 도 1 및 도 2의 실시 형태에 대해서 설명한 바와 같다. 또한, 코일(2)은 상하 방향에서 3층 이상 설치해도 좋다.

도 13은, 동심상 및 상하 방향에서 층상으로 배치된 복수의 코일(2)을 구비하는 리프팅 마그넷(상기 (ⅶ)의 리프팅 마그넷)을 나타내고 있다. 이 예에서는, 동심상으로 배치되는 2조의 코일(2)을 구비하고, 내층측의 코일(2)이 상하 2층의 링 형상의 제1 및 제2 코일(2a, 2b)로 구성되고, 외층측의 코일이 링 형상의 제3 코일(2c)로 구성되어 있다. 그리고, 내층측의 제1 및 제2 코일(2a, 2b)의 내측에는, 내극(3x)(내극 철심)이 배치되어 있다. 또한, 제1 및 제2 코일(2a, 2b)의 외측, 즉, 제1 및 제2 코일(2a, 2b)과 제3 코일(2c)의 사이에는, 제1 외극(3a)(링 형상의 외극 철심)이, 배치되어 있다. 제3 코일(2c)의 외측에는, 제2 외극(3b)(링 형상의 외극 철심)이 배치되어 있다. 또한, 내극(3x)과 제1 및 제2 외극(3a, 3b)의 각 상단에 접하여 요크(6)가 배치되어 있다. 요크(6)는 내극(3x)과 제1 및 제2 외극(3a, 3b)의 각 상단에 고정되어 있다. 그 외의 구성에 대해서는, 도 1 및 도 2의 실시 형태에 대해서 설명한 바와 같다. 또한, 코일(2)은 동심상으로 3조 이상 설치해도 좋고, 상하 방향에서 3층 이상 설치해도 좋다.

본 발명에 있어서, 도 12나 도 13에 나타내는 바와 같은 리프팅 마그넷(1)을 이용하는 경우도, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 리프팅 마그넷(1)을 이용하는 경우와 마찬가지로, 큰 자속 침투 깊이(보존유지력)가 필요시 될 때에는, 그 필요한 자속 침투 깊이는 복수의 코일(2)을 동시에 사용(여자)함으로써 확보할 수 있다. 또한, 코일 감기수가 상대적으로 적은 개별의 코일(2)의 일부를 단독으로 사용(여자)함으로써, 자속 침투 깊이를 고정밀도로 제어할 수 있다. 그리고, 이러한 리프팅 마그넷(1)을 이용하는 경우도, 앞서 도 3∼도 11에 기초하여 설명한 내용에 준하여, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합(t)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)을 결정한다. 그리고, 이 코일(2)을 사용했을 때에 자극(3)으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출한다. 이 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 코일(2)로의 인가 전압을 결정한다. 그리고, 그 전압을 당해 코일(2)에 인가하고, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올린다. 또한, 바람직하게는, 코일(2)에 전압을 인가할 때에, 산출된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)과 자속 센서(4)에 의해 측정되는 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)의 차분이 문턱값 이하가 되도록, 코일(2)의 인가 전압을 조정(바람직하게는 피드백 제어)한다.

(실시예)

(발명예)

본 발명에서의 강판 매달아 올림 매수의 제어성을 평가하기 위해, 이하의 시험을 행했다. 도 14에 나타내는 바와 같은 동심상의 제1 및 제2 코일(2a, 2b)과, 외경 100㎜의 내극(3x)과, 외경 180㎜, 두께 20㎜의 제1 외극(3a)과, 외경 350㎜, 두께 20㎜의 제2 외극(3b)을 구비하는 높이 160㎜의 리프팅 마그넷(도 1 및 도 2의 실시 형태와 마찬가지의 자속 센서(4)(4a, 4b)를 구비함)을 사용했다. 그리고, 도 15에서 나타내는 제어 플로우로 매달음 매수 제어를 실시했다. 매달아 올림 대상의 강판은 모두 SS400(포화 자속 밀도 1.5T), 판두께 4.5㎜이고, 강판 매달음 매수는 1∼6매로 했다.

이 발명예에서는, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합이 20㎜ 미만인 경우에는, 제1 코일(2a)만을 사용(여자)하고, 판두께의 총 합이 20㎜ 이상인 경우에는, 제1 코일(2a) 및 제2 코일(2b)을 사용(여자)했다. 산출된 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)의 10％를 문턱값으로 했다. 산출된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)과 자속 센서로 측정된 통과 자속량(Φ_a)(실측값)의 차분이 문턱값 이하가 되도록 피드백 제어를 행하여, 코일(2)에 대한 인가 전압을 조정했다.

이 발명예의 결과를 표 1에 나타낸다. 이에 따르면, 강판 매달음 매수가 1내지 4매인 경우에는, 제1 코일(2a)가 여자되었다. 강판 매달음 매수가 5 또는 6매인 경우에는, 제1 및 제2 코일(2a, 2b)이 여자되었다. 이와 같이, 내극(3x) 및 제1 외극(3a)의 외경 치수에 따라서 산출된 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)에 대하여, 자속 센서(4)로 측정된 자극(3) 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)을 기초로 인가 전압을 제어한다. 이에 따라, 강판 매달음 매수 1 내지 6매의 어느 조건에서도 매달음 매수 제어를 행하는 것이 가능했다.

(비교예)

도 16에 나타내는 바와 같은 제철소에서 일반적으로 사용되고 있는, 직경 150㎜의 내극(101)과, 외경 350㎜, 두께 20㎜의 외극(102)을 구비하는 높이 150㎜의 리프팅 마그넷(단층 구조)을 이용하여 마찬가지의 시험을 실시했다.

이 비교예에서는, 코일(100)을 여자했을 때에 자극(내극(101))으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)(목표값)을 산출하고, 이에 기초하여 코일(100)에 전압을 인가했다. 그 때, 코일(100)의 외주 하단에 부착된 자속 센서에 의해, 자극 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)을 측정했다.

이 비교예의 결과를 표 2에 나타낸다. 이 비교예에서 사용하는 리프팅 마그넷은 자극의 치수가, 발명예의 내극(3x)보다도 크다. 그 때문에, 매달음 매수 1매의 조건에서는, 10V 이하의 인가 전압에서도, 자속 센서에 의해 측정되는 자극 내의 통과 자속량(Φ_a)(실측값)이 통과 자속량(Φ_r)(목표값)을 대폭으로 상회하여, 매달음 매수 제어를 행할 수 없었다.

1 : 리프팅 마그넷
2 : 전자석 코일
2a : 제1 전자석 코일
2b : 제2 전자석 코일
3 : 자극
3x : 내극
3a : 제1 외극
3b : 제2 외극
4, 4a, 4b : 자속 센서
5 : 제어 장치
6 : 요크
50 : 설정부
51 : 코일 결정부
52 : 인가 전압 산출부
53 : 인가 전압 제어부

Claims

리프팅 마그넷을 이용하여, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 적어도 1매의 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올리는 방법으로서,
각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일과, 당해 전자석 코일로의 전압의 인가에 의해 여자(excite)되는 자극(magnetic pole)을 구비한 리프팅 마그넷을 이용하고,
매달아 올림(lift) 대상의 강판의 판두께의 총 합에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 전자석 코일을 결정하고,
상기 전자석 코일을 사용했을 때에 자극으로부터 유출되는 자속(magnetic flux)이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출하고,
상기 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 상기 전자석 코일로의 인가 전압을 결정하고,
상기 인가 전압을 상기 전자석 코일에 인가하고, 중첩된 복수매의 강판 중으로부터 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올리는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법.
제1항에 있어서,
상기 리프팅 마그넷은, 추가로, 자극 내의 통과 자속량을 측정하는 자속 센서를 구비하고,
상기 전자 코일에 상기 인가 전압을 인가할 때에, 산출된 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)과 자속 센서에 의해 측정되는 자극 내의 통과 자속량(Φ_a)의 차분이 문턱값 이하가 되도록, 상기 전자석 코일의 상기 인가 전압을 조정하는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
자극 내의 통과 자속량(Φ_r)은, 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께 및 포화 자속 밀도와, 상기 전자석 코일로의 상기 인가 전압의 인가에 의해 여자되는 자극의 치수(size)에 기초하여 산출되는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림을 개시한 후, 강판을 매달아 올린 상태의 상기 리프팅 마그넷을 이동시키기 전에, 하기 (Ⅰ) 또는/및 (Ⅱ)를 행하는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법.
(Ⅰ) 강판의 매달아 올림에 사용하고 있는 상기 전자석 코일로의 상기 인가 전압을 증가시킨다.
(Ⅱ) 강판의 매달아 올림에 사용하고 있는 상기 전자석 코일에 더하여, 다른 1개 이상의 전자석 코일에 전압을 인가한다.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리프팅 마그넷은, 동심상(concentrically) 또는/및 상하 방향에서 층상(vertically in layers)으로 배치되는 복수의 전자석 코일을 구비하는 리프팅 마그넷에 의한 강판의 매달아 올림 방법.
각각 독립적으로 ON-OFF 제어 및 전압 제어가 가능한 복수의 전자석 코일과,
당해 전자석 코일로의 전압의 인가에 의해 여자되는 자극과,
중첩된 복수매의 강판 중으로부터 적어도 1매의 매달아 올림 대상의 강판만을 매달아 올릴 때에, 매달아 올림 대상의 강판의 판두께의 총 합에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 전자석 코일을 결정하고, 상기 전자석 코일을 사용했을 때에 자극으로부터 유출되는 자속이 매달아 올림 대상의 강판만을 통과하는 경우에 있어서의 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)을 산출하고, 당해 통과 자속량(Φ_r)에 기초하여, 강판의 매달아 올림에 사용하는 상기 전자석 코일로의 인가 전압을 결정하고, 상기 인가 전압을 상기 전자석 코일에 인가하도록 구성된 제어 장치를 구비하는 리프팅 마그넷.
제6항에 있어서,
추가로, 자극 내의 통과 자속량을 측정하는 자속 센서를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 전자석 코일에 상기 인가 전압을 인가할 때에, 산출된 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)과 자속 센서에 의해 측정되는 자극 내의 통과 자속량(Φ_a)의 차분이 문턱값 이하가 되도록, 상기 전자석 코일의 상기 인가 전압을 조정하도록 구성된 리프팅 마그넷.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제어 장치는, 자극 내의 통과 자속량(Φ_r)을, 매달아 올림 대상의 각 강판의 판두께 및 포화 자속 밀도와, 사용되는 상기 전자석 코일로의 상기 인가 전압의 인가에 의해 여자되는 자극의 치수에 기초하여 산출하도록 구성된 리프팅 마그넷.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
동심상 또는/및 상하 방향에서 층상으로 배치되는 복수의 전자석 코일을 구비하는 리프팅 마그넷.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 리프팅 마그넷을 이용하는 강판의 제조 방법.