KR850000508B1 - 압연기의 비대칭 수정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압연기의 비대칭 수정장치

제1도는 본 발명이 적용되는 축방향으로 이동 가능한 로울을 가진 압연기의 1예를 나타내는 도면,

제2도는 종래의 비대칭 수정 장치를 나타내는 도면,

제3도는 로울 이동에 따라 압연기에 모멘트가 작용하는 것을 설명하는 도면,

제4도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 도면,

제5도는 로울 이동력의 다른 측정법을 나타내는 도면,

제6도, 제7도 및 제9도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면,

제8도는 모멘트의 발생에 의해 하중의 차가 발생하는 것을 나타낸 모식도(模式圖)이다.

본 발명은 축방향으로 이동 가능한 로울을 가진 압연기에 있어서는 압연재의 사행(蛇行), 편신(片伸)등의 비대칭성을 수정하는 장치에 관한 것으로 압연중에 로울을 압연재의 판폭이나 형상등에 따라서 로울을 축방향으로 이동하는 형식의 압연기로서 로울을 축방향 이동시에 발생하는 모멘트에 의한 압연하중 변화분을 제거한 조작측과 구동측의 순수한 압연하중차를 사용하여 압연재의 비대칭성을 수정하는 장치에 관한 것이다.

요즈음 압연판재의 두께 정밀도에 대한 요구는 더욱 심각하다. 압연재의 길이 방향의 두께 정밀도에 관해서는 자동판두께 제어의 발달에 의해 상당한 상태에 까지 진보되어 있으나 판폭(板幅)방향의 두께 정밀도에 관해서는 유효한 제어수단이 없는 상태이다.

물론 압연재의 두께 형상(편평형 : 扁平形)을 제어하는 수단으로서, 4단 압연기에 있어서는 작업로울 벤딩법이 개발되어 상당한 효과를 발휘하고 있으나 이제까지의 로울벤딩 법에서는 압연재의 형상을 제어하는 소위 수정능력에 한계가 있으며 특히 압연재의 판폭이 크게 변화하는 경우에는 능력부족으로 충분한 효과를 발휘할 수 없는 실정이었다.

그래서 본 출원인은 최근 제1도에 나타낸 바와 같은 작업로울(1),(2)과 보강로울(5),(6)의 사이에 중간 로울(3),(4)을 배치하고, 이 중간로울을 압연재(7)의 판폭이나 형상에 따라서 로울축방향으로 이동 조절함으로써 로울 벤더의 수정 범위를 확대시키도록한 신형 압연기를 개발하여 특허출원 하였다(일본국 특허공보소 제 50-19510호, 미합중국 특허 제 3818743호, 영국특허 제 1,351,074호, 서독 : 공고 제 2206912호).

한편 압연의 비대칭성을 수정하는 장치로서는 제2도에 나타낸 바와 같은 방식이 이미 공지되어 있다. 즉 조작측 및 구동측의 로드셀(8),(9)의 신호 P_w,P_D로써 연산기(12)에 의해 그들의 차 ΔP를 계산하고 계산기(13)에 의해 ΔP를 O으로 하도록 좌우 압하량(壓下量)의 차 ΔS를 계산하여 이것을 받아서 압하 지령장치(14)에 의해 좌우의 압하 스크류(10),(11)에 접속한 압하 모우터(15),(16)를 제어하는 것이다(미합중국 특허 제 3,578,263호 참조). 이 방식은 압연의 비대칭성은 요컨대 압연재 폭방향의 하중 분포가 비대칭이기 때문이며, 따라서 좌우의 로드셀에 의해 그 차를 검출하는 것으로서 비대칭성도 검출할 수 있다는 사실에 근거한 것이다. 따라서 이 차(差)를 좌우 압하량 조절로서 0으로 하면 비대칭성은 수정되게 된다.

그러나 이러한 방식을 제2도와 같이 제1도와 같은 압연기에 그대로 적용하면 이하 설명하는 것과 같은 중대한 결점이 존재한다는 것을 알았다.

즉, 중간 로울(3),(4)을 이동 시킬때에는 압연의 대칭성을 유지하기 위해 제3도에 나타낸 바와 같이 이동장치(17),(18)에 의해 좌우 반대방향으로 같은 힘(F)으로서 움직인다. 그러나 이러한 힘(F)은 제3도로서 이해할 수 있듯이 압연기 중심에 대하여 짝힘 관계에 있고 모멘트(M)가 발생한다. 이 모멘트(M)는 중간로울 축심간 거리를 l로 하면

M=F·l ……(1)

이 된다. 한편 로드셀(8),(9)의 위치에서는 이 모멘트에 의한 힘(F_M)을 받고 따라서 이 힘이 좌우의 하중차(ΔP_M)가 되어 검출된다. 로드셀간의 거리를 L로 하면, 모멘트(M)에 의한 하중차(ΔP_M)는,

ΔP_M=2F_M=2M/L ……(2)

이 된다. 그러나 이때도 압연자체의 대칭성은 유지되고 있으므로 압연이 대칭임에도 불구하고 좌우의 하중차(ΔP_M)가 발생하므로 제2도의 방식에서는 계산기(13)에 의해 압연이 비대칭이라고 잘못 판단되어 버린다. 그리고 이 잘못된 신호에 의해 제2도의 계산기(13)에서 압하량차(ΔS)가 계산되어 좌우의 압하가 오조작 된다.

이 때문에 원래 비대칭이었던 압연이 중간 로울을 이동한 때문에 잘못하여 대칭성을 문란하게 하고 그리고 하중차가 증대하게 되는 악순환을 반복하고 있던 압연제품의 성질이나 상태에 있어서 대단히 중대한 좋지 못한 상태가 되었다. 이 때문에 종래는 비대칭 제어의 루우프를 작동시키고 있는 동안에 중간 로울의 이동을 금지하고 있고 형상과 제어 능력의 부족을 초래하고 있었다. 그리고 형상이 악화하여 중간 로울의 이동이 필요하게 된 경우는 반대로 비대칭 제어의 루우프를 단절하지 않으면 안되며 이 사

본 발명은 이러한 종래 방식의 결점을 제거하고 로울이 축방향으로 이동하여도 안정된 압연을 할 수 있는 비대칭성 수정을 달성하는 것을 목적으로 하는 것을 특징으로 하며, 이러한 특징은 로울축방향 이동시에 발생하는 모멘트에 의한 압연하중 변화분을 조작측과 구동측의 압연하중차에서 제거함으로써 순수한 압연하중차를 구하고 이 순수한 압연하중차에 근거하여 비대칭성의 수정을 행함에 있다. 이하 실시예를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다.

제4도에 본 발명의 일 실시예를 나타낸다. 제4도에 있어서 압연재(7)가 작업로울(1),(2)에 의해 압연되어 있다. 5,6은 보강로울이며, 3,4는 압연재(7)의 형상을 수정하기 위해 축방향 이동이 가능한 중간 로울이다. 이들 중간로울은 유압실린더(17),(18)에 의해 축방향 이동이 행해진다. 19, 20, 21, 22는 이들 실린더 내의 유압을 검출하는 압력검출기로서, 이들 검출값으로부터 중간로울(3),(4)이 이동할때의 이동력을 계산할 수 있다.

제3도의 이동력(F)에 상당하는 힘으로, 상(上)로울의 이동력을 F_u, 하(下)로울의 이동력을 F_d로 하면, 19와 20의 차신호(差信號)에 유압실린더(17)의 피스톤 면적을 곱한 것이 상(上)로울의 이동력(F_u)이 된다. 마찬가지로 압력검출기(21,22)에 의해 하(下)로울의 이동력(F_d)이 구해진다. 이러한 연산은 연산기(23),(24)에서 행해진다. 연산기(25)에서는 이러한 F_u, F_d로서 다음식에 의해 모멘트(M)가 계산된다.

여기서, l은 중간 로울의 축심거리이다. 그리고 이 출력을 받아 연산기(26)에서는, (2)식에 의해 모멘트에 의한 하중차(ΔP_M)를 계산한다. 한편 로드셀(8),(9)에 의해 조작측 및 구동측의 하중 P_w,P_D가 검출되어 연산기(12)에 의해 이러한 차(ΔP)가 계산되어 있다. 즉,

ΔP=P_w-P_D……(4)

이 가운데 앞의 모멘트에 의한 하중차(ΔP_M)는 압연의 비대칭 성분에 대해 아무런 의미가 없는 량이므로 ΔP로부터 공제하지 않으면 안된다. 그래서 연산기(27)에 의해 ΔP와 ΔP_M의 차로서 바로 압연의 비대칭성이 원인이 되어 발생하는 하중차(ΔP_R)를 계산한다. 즉,

ΔP_R=ΔP-ΔP_M……(5)

이 된다. 따라서 이 ΔP_R을 사용하여 계산기(13)에 의해 비대칭성을 수정하기 위한 압하량차(ΔS)를 구하면, 중간로울 이동의 변화에 영향을 받지 않고 비대칭성을 수정할 수 있다.

또 비대칭성 수정방법으로서도 각종의 다른 공지예가 있고, 예를들면 좌우의 하중차에 의해 좌우의 벤딩력을 조작하는 형식등 하중차를 신호로써 사용하는 제어방법 모두에 적용할 수가 있다. 그리고 본 발명의 특징으로 되는 모멘트의 검출법으로서도 제5도와 같이 콘넥터(CONNECTOR) (28)와 유압실린더(17)의 사이에 직접 취부한 로드셀(30)을 이용하여 이동력(F_u)을 직접 검출하고, 이 검출값을 제4도의 연산기(25)에 입력한다. 하측의 중간로울에도 동일한 로드셀을 설치하여 이동력(F_d)을

F=μ·P_F……(6)

으로서 구해진다. 여기서 P_F는 압연하중(P)으로 밖에 되지 않으므로 로드셀(8),(9)에 의해 당연히 측정이 가능하고 마찰계수(μ)도 큰폭으로 변화하는 량이 아니기 때문에 한번 제5와 같이 로드셀을 설치하는 등으로서 구해두면 그 후는 정수로 간주하여도 좋다. 제6도에 이 방식에 의한 실시예를 가타낸다.

로드셀(8),(9)로 부터의 신호(P_w),(P_D)로서 연산기(12)에서는 이들의 합과 차를 구하여 압연하중(P)과 하중차(ΔP)를 계산한다. 모멘트(M)를 구하는 계산기(25)에서는 이들의 합과 차를 구하여 압연하중(P)과 하중차(ΔP))를 계산한다. 모멘트(M)를 구하는 계산기(25)에서는 이 압연하중(P)이 정수로서 설정되어 있는 마찰계수(μ)에서, (6)식에 따른 모멘트(M)를 계산한다. 계산기(26)에서는 상술한 바와 같이 모멘트에 의한 하중차(ΔP_M)를 계산하지만 이때 조작반(31)에서 중간 로울이 이동중이라는 신호를 받은 때만 ΔP_M을 연산기(27)에 출력한다. 연산기(27)에서 순수한 하중차가 구해지고 이것을 근거로 이하 마찬가지로 비대칭 제어가 행해진다. 이 방법에 의하면 로울 이동력을 측정하는 장치를 일부러 설치할 필요가 없는 이점이 있다. 또 그외의 실시예로서 다음과 같은 장치도 고려할 수 있다. 즉 모멘트를 검출하는데는 임의의 2점에 하중검출기를 설치하는 것이 바람직하고 제7도와 같이 압하스크류 밑에도 로드셀(8),(9)과 같은 로드셀(32),(33)을 설치한다. 모멘트는 압연기 중심을 중심으로 하여 발생하므로, 로드셀(8, 9)가에 빌생하는 하중차는 로드셀(32, 33)간에 발생하는 하중차는 대칭이 된다. 이것을 모식적(模式的)으로 쓰면 제8도와 같이 모멘트(M)에 의한 하중차(ΔP_M)는 로드셀(8),(9) 및 (32),(33)의 거리가 같다면 로드셀(32)에서는 +F_M,로드셀(33)에서는 -F_M, 로드셀(8)에서는 -F_M로드셀(9)에서는 +F_M이 된다. 그래서 같은측에 있는 로드셀(8, 32) 및 로드셀(9, 33)의 출력을 평균하면 F_M은 제거된다. 따라서 제 7도에 있어서 로드셀(8, 32)의 출력(P_w), (P32)을 연산기(34)에 의해, 로드셀(9, 33)의 출력(P_D), (P₃₃)을 마찬가지로 연산기(35)에 의해.

과 같이 평균하면 모멘트가 발생하여도 그 영향은 받지 않는다. 다음은 상술한 바와 같이, (7),(8)식의 P_w', P_D'를 사용하여 비대칭 제어를 행한다.

그리고 이것을 발전시켜 다음과 같은 변형도 가능하다. 제8도의 로드셀(8),(32)의 신호(P_w), (P₃₂)는 모멘트(M)가 발생하면 한쪽의 출력은 +F_M만큼 변화하고 다른 한쪽의 출력은 -F_M만큼 변화한다. 그리고,

P₃₂-P_w=2F_M=ΔP_M……(9)

로 되고 모멘트(M)에 의한 하중차(ΔP_M)는

ΔP_M=P₃₂-P_w……(10)

으로서 구할 수가 있다. ΔP_M이 분리되면 다음의 조작은 상술한 바와 마찬가지이다. 이 방식에 의한 실시예를 제9도에 나타낸다.

같은측의 상하에 설치된 로드셀(8), (32)의 신호로서, (10)식에 의해 ΔP_M을 구하는 계산을 연산기(36)에서 행한다. 한편 로드셀(8), (9)로부터의 하중차(ΔP)와 P_M에서 연산기(27)에 의해 순수한 하중차(ΔP_M)를 구하여 압연의 비대칭 제어에 사용한다. 본 방식에 의하면 종래 설비에 추가하는 장치는 로드셀 1개로 좋다.

이와 같이 본 발명의 근본을 위배하지 않고 각종의 변형예가 가능한 것은 명백하다. 또 이상의 실시예에서는 상하 한쌍의 중간 로울을 로울축 방향으로 이동시키는 형식의 6단 압연기에 관하여 설명하였으나 본 발명은 이 실싱예에 한정되는 것이 아니고, 예를들면 작업로울이나 보강로울을 이동시키는 압연기중 요컨대 압연중에 로울을 축방향으로 이동시키는 압연기라면 모두 포함되는 것이다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명에 의하면 종래 결점이던 비대칭 제어 장치의 로울이 동시에 발생하는 오동작을 방지할 수 있고 안정한 압연과 압연재 성질이나 상태의 악화 방지가 가능함과 동시에 로울이 동시에 제어루우프를 일일이 단절하던 번잡한 조작도 필요없게 되는 등 커다란 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 축방향으로 이동하는 로울을 상하에 한쌍을 갖고, 압연기의 조작측과 구동측과의 쌍방에서의 로울의 수직방향의 위치를 각각 조절하는 압하장치를 가진 압연기에 구비하여, 압연기의 조작측과 구동측의 압연하중을 검출하는 압연하중 검출기와, 그 압연하중 검출기로부터 검출한 압연하중에 의거하여 상기 압하장치의 압하량을 조절하는 제어장치를 구비한 압연기의 비대칭 수정 제어 장치에 있어서, 상기 압연하중 검출기로부터 검출한 압연하중에 의거하여 조작측과 구동측과의 압연하중차를 연산하는 하중차 연산기(12)와, 상기 로울을 축방향으로 이동시키는 힘에 의해 발생하는 모멘트에 의거하여 변화하는 압연하중 변화분을 연산하는 하중변화 연산장치(23 내지 26)와, 상기 하중차 연산기로 연산한 압연하중차에서 하중변화 연산 장치로 연산한 로울 축방향 이동의 모멘트에 의한 압연하중 변화분을 제거하여 조작측과 구동측과의 사이의 순수한 압연하중차를 연산하여, 이 순수한 압연하중차에 의거하여 상기 압하장치의 압하량을 제어하는 순수한 하중차 연산장치(27)를 구비한 것을 특징으로 하는 압연기의 비대칭 수정제어장치.

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