WO2010098535A2 - 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치 - Google Patents

압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for measuring strip speed of a rolling stand, and more particularly, to an apparatus for measuring strip speed transmitted between rolling stands of a finishing mill during hot rolling.
  • General steel production consists of a steelmaking process for producing molten iron, a steelmaking process for removing impurities from molten iron, a regeneration process in which iron in a liquid state becomes a solid, and a rolling process in which iron is made of steel or wire.
  • the process of making pig iron, the first step in making steel from iron ore, is called steelmaking, and the process of making steel from pig iron is called steelmaking.
  • the casting process is a process in which a molten iron is injected into a mold, and then passed through a continuous casting machine, cooled, and solidified to continuously form an intermediate material such as slab or bloom.
  • the rolling process refers to a process in which slabs, blooms, billets, etc. produced in a continuous casting process are passed between several rotating rollers to increase or thin a continuous force, and are divided into hot rolling and cold rolling.
  • the finishing rolling process during hot rolling is a finishing rolling process for producing a material of a desired thickness.
  • the material passes through several rolling stands, with the quantity of material delivered between adjacent rolling stands being identical. If the amount of delivery of the strips does not match, material overlap or material breakage may occur. That is, when the tension applied to the material becomes too low compared to the set value, the angle of the looper for guiding the material rises excessively and is rolled in a state where the materials overlap. On the contrary, if the tension is too great, the angle of the looper becomes excessively low, resulting in breakage of the material. This causes a problem that the dimensional quality is lowered and the error rate is lowered.
  • the present invention has been made in order to improve the above problems, by measuring the speed of the strip between the rolling stand to control the roll speed of each rolling stand in real time by the strip speed measuring apparatus of the rolling stand to match the amount of material Its purpose is to provide.
  • An induction current generating unit in which a hollow part is formed on an inner side and a secondary coil is wound on an outer circumferential surface thereof;
  • a magnetic flux generator having a space portion formed therein, the induction current generator disposed in the space portion, and a primary coil wound around an outer circumferential surface thereof;
  • a reference current applying unit applying a reference current to the primary coil;
  • an induction current measuring unit measuring an induction current induced in the secondary coil as the strip moves through the hollow part of the induction current generating unit.
  • the apparatus further includes a stand controller configured to receive an induced current from the inductive current measuring unit and calculate a speed of the strip.
  • the stand control unit controls the rolling roll speed between the rolling stand according to the speed of the strip so that the tension of the strip between the rolling stand is maintained at a set value.
  • the induction current generating unit is disposed at the exit side of the rolling stand.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand it is possible to match the discharge amount of the strip by measuring the speed of the strip between the rolling stand to control the roll speed for each rolling stand in real time.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand since the speed of the strip between the rolling stand is measured using a non-contact speed sensor, it is possible to improve the durability and life of the speed sensor.
  • 1 is a view for explaining the principle of the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram of the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a graph showing a proportional relationship between induced current and strip speed.
  • 4 and 5 are a side view and a front view of the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a view for explaining the principle of the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand is the magnetic flux generating unit 1 and the secondary coil 21 is wound around the primary coil 11 is wound to generate magnetic flux And an induction current generating unit 2 mounted inside the unit 1.
  • the magnetic flux generator 1 generates a magnetic flux of a constant magnitude when a reference current is applied to the primary coil 11.
  • Induction current is a phenomenon in which a current is generated in a conductive wire due to a change of magnetic flux.
  • the induced current is obtained by Equation 1 below.
  • Induction current is proportional to the number of turns of the coil and the amount of change in magnetic flux per unit time.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand measures the magnitude of the induced current generated in proportion to the change in the magnetic flux per unit time, thereby calculating the speed of the metal body inversely. Measure the speed.
  • FIG. 2 is a block diagram of a strip speed measuring apparatus of a rolling stand according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a graph showing a proportional relationship between the induced current and the strip speed.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention, the magnetic flux generating unit 1, the induction current generating unit 2, the reference current applying unit 3, the induction current It includes the measuring unit 4 and the stand control unit (6).
  • the magnetic flux generator 1 is wound around the primary coil 11, and the magnetic flux generator 1 generates a magnetic flux having a constant magnitude when a reference current is applied to the primary coil 11.
  • the induction current generator 2 is wound around the secondary coil 21, is mounted on the inner space of the magnetic flux generator 1, and forms a hollow portion to surround the strip 5 at a predetermined interval.
  • an induced current is generated in the secondary coil 21 by the change of the magnetic flux generated by the magnetic flux generator 1.
  • the reference current applying unit 3 applies a reference current to the primary coil 11, and the induction current measuring unit 4 moves the secondary coil as the strip 5 moves to the hollow portion of the induction current generating unit 2. Measure the induced current induced in (21).
  • the stand controller 6 controls the reference current applying unit 3 so that the reference current is supplied to the primary coil 11 of the magnetic flux generating unit 1, and receives the induced current from the inductive current measuring unit 4 and strips it. Calculate the speed of (5).
  • the speed of the strip 5 can be calculated inversely through the magnitude of the induced current as shown in FIG. 3.
  • the stand controller 6 controls the rolling roll 7 speed between the rolling stands in accordance with the speed of the strip 5 to match the feeding amount of the strip 5 between the rolling stands so that the tension of the strip 5 between the rolling stands is increased. Keep it at the set value.
  • 4 and 5 are a side view and a front view of the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand according to an embodiment of the present invention, the upper and lower left and right slopes of the strip 5 in the inside of the stripper 8 on the exit side of the rolling stand of the finishing mill It is mounted in the form of wrapping.
  • the strip 5 is configured to pass through the hollow portion formed in the induced current generator 2, and when the strip 5 passes through the hollow portion of the induced current generator 2, the magnetic flux generator 1 generates the strip 5.
  • the induced current is generated in the secondary coil 21 by the change of the magnetic flux.
  • the reference current applying unit 3 supplies a constant reference current to the primary coil 11 having the number of turns n, and the magnetic flux generator 1 has a constant magnitude when the reference current is supplied to the primary coil 11. Causes magnetic flux.
  • the stand controller 6 calculates the speed of the strip 5 inversely based on the magnitude of the induced current generated from the induced current generator 2, and rolls between the rolling stands 7 according to the speed of the strip 5.
  • the speed of the strips 5 is controlled to match the feeding amount of the strips 5 between the rolling stands to maintain the tension of the strips 5 at a set value.
  • the strip speed measuring apparatus of the rolling stand measures the speed of the strip between the rolling stands in real time in a non-contact manner, and controls the rolling speed between the rolling stands based on the measured strip speed, and thus, between the rolling stands. Match the delivery amount of the material.
  • the senor proposed in the present invention operates completely in contact with the strip, there is little influence from friction and vibration with the strip, thereby increasing the durability of the sensor significantly, thereby reducing time and material cost in terms of maintenance. You can expect the effect.

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Abstract

본 발명은 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치에 관한 것으로, 특히 내측에 중공부가 형성되고, 외주면에 2차 코일이 권선되는 유도전류 발생부와, 내측에 공간부가 형성되고, 공간부에 유도전류 발생부가 배치되며, 외주면에 1차 코일이 권선되는 자속 발생부와, 1차 코일에 기준전류를 인가하는 기준전류 인가부 및 유도전류 발생부의 중공부를 통해 스트립이 이동함에 따라 2차 코일에 유도되는 유도전류를 측정하는 유도전류 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치
본 발명은 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열간 압연 중 사상 압연기의 압연 스탠드간 송출되는 스트립 속도 측정 장치에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선 공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강 공정, 액체상태의 철이 고체가 되는 연주 공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연 공정으로 이루어진다.
철광석으로 강철을 만드는 공정 중 앞 단계인 선철을 만드는 공정을 제선이라 하고, 선철로 강철을 만드는 공정을 제강이라 한다. 연주 공정은 액체 상태인 용선을 주형(mold)에 주입한 후 연속주조기를 통과시키며 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만드는 공정이다. 압연 공정은 연속주조 공정에서 생산된 슬래브, 블룸, 빌릿 등을 회전하는 여러 개의 롤러 사이를 통과시켜 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말하여 크게 열간 압연과 냉간 압연으로 나뉜다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
열간 압연 중 사상 압연 공정은 소재를 원하는 두께로 생산하는 마무리 압연 공정이다. 이 공정에서 소재는 여러 개의 압연 스탠드를 통과하게 되는데, 인접한 압연 스탠드간 소재의 송출량은 일치해야 한다. 스트립의 송출량이 일치하지 않게 되면 소재 겹침 또는 소재 파단 현상이 발생될 수 있다. 즉, 소재에 걸리는 장력이 설정값에 비해 너무 낮게 되는 경우에는 소재를 안내하는 루퍼의 각도가 과도하게 올라가 소재가 겹쳐진 상태로 압연된다. 반대로, 반대로 장력이 너무 크게 걸리는 경우에는 루퍼의 각도가 과도하게 낮게 되어 소재의 파단이 일어난다. 이로 인해 치수 품질이 저하되고 실수율이 낮아지게 되는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 압연 스탠드간 스트립의 속도를 측정하여 압연 스탠드별 롤 속도를 실시간으로 제어함으로써 소재의 송출량을 일치시킬 수 있는 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치는:
내측에 중공부가 형성되고, 외주면에 2차 코일이 권선되는 유도전류 발생부; 내측에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 상기 유도전류 발생부가 배치되며, 외주면에 1차 코일이 권선되는 자속 발생부; 상기 1차 코일에 기준전류를 인가하는 기준전류 인가부; 및 상기 유도전류 발생부의 상기 중공부를 통해 스트립이 이동함에 따라 상기 2차 코일에 유도되는 유도전류를 측정하는 유도전류 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 유도전류 측정부로부터 유도전류를 입력받아 상기 스트립의 속도를 연산하는 스탠드 제어부를 더 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 스탠드 제어부는 압연 스탠드간 스트립의 장력이 설정값으로 유지되도록 상기 스트립의 속도에 따라 상기 압연 스탠드간 압연 롤 속도를 제어한다.
더 바람직하게는, 상기 유도전류 발생부는 상기 압연 스탠드의 출구측에 배치된다.
본 발명에 따른 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치에 의하면, 압연 스탠드간 스트립의 속도를 측정하여 압연 스탠드별 롤 속도를 실시간으로 제어함으로써 스트립의 송출량을 일치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치에 의하면, 스트립의 송출량을 일치시킬 수 있으므로, 장치 오작동이나 소재 품질 불량 등의 문제를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치에 의하면, 비접촉식 속도 센서를 이용하여 압연 스탠드간 스트립의 속도를 측정하므로, 속도 센서의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 블럭도.
도 3은 유도전류와 스트립 속도간의 비례관계를 보인 그래프.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 측면도와 정면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 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 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치는 1차 코일(11)이 권선되는 자속 발생부(1)와, 2차 코일(21)이 권선되어 자속 발생부(1)의 내측에 장착되는 유도전류 발생부(2)를 포함한다.
자속 발생부(1)는 1차 코일(11)에 기준전류가 인가되면 일정한 크기의 자속을 발생한다.
이때, 유도전류 발생부(2)의 중공부에 금속체가 움직이게 되면 자속 발생부(1)에 의해 발생되는 자속의 변화에 의해 2차 코일(21)에 유도전류가 발생된다. 자속의 변화량은 금속체의 이동 속도에 비례한다.
자속의 변화에 의해서 도선에 전류가 생기는 현상을 유도전류라 하는데, 이러한 유도전류는 아래의 [수학식 1]에 의해 얻어진다.
수학식 1
Figure PCTKR2009007835-appb-M000001
유도전류는 코일의 권선수와 단위 시간당 자속의 변화량에 비례한다.
본 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치는 단위 시간당 자속의 변화량에 비례하여 발생하는 유도전류의 크기를 측정함으로써 금속체의 속도를 역으로 산출하는 원리를 통해 압연 스탠드의 스트립(5)의 속도를 측정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 블럭도이고, 도 3은 유도전류와 스트립 속도간의 비례관계를 보인 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치는 자속 발생부(1), 유도전류 발생부(2), 기준전류 인가부(3), 유도전류 측정부(4) 및 스탠드 제어부((6)를 포함한다.
자속 발생부(1)는 1차 코일(11)이 권선되고, 이러한 자속 발생부(1)는 1차 코일(11)에 기준전류가 인가되면 일정한 크기의 자속을 발생한다.
유도전류 발생부(2)는 2차 코일(21)이 권선되고, 자속 발생부(1)의 내측 공간부에 장착되며, 스트립(5)을 일정간격을 두고 감싸도록 중공부를 형성한다. 이러한 유도전류 발생부(2) 내측의 중공부를 통해 스트립(5)이 통과하면 자속 발생부(1)에 의해 발생되는 자속의 변화에 의해 2차 코일(21)에 유도전류가 발생된다.
기준전류 인가부(3)는 1차 코일(11)에 기준전류를 인가하고, 유도전류 측정부(4)는 유도전류 발생부(2)의 중공부로 스트립(5)이 이동함에 따라 2차 코일(21)에 유도되는 유도전류를 측정한다.
스탠드 제어부(6)는 자속 발생부(1)의 1차 코일(11)에 기준전류가 공급되도록 기준전류 인가부(3)를 제어하고, 유도전류 측정부(4)로부터 유도전류를 입력받아 스트립(5)의 속도를 연산한다.
여기서, 유도전류는 시간에 따른 자속의 변화량에 비례하므로 도 3과 같이 유도전류의 크기를 통해 스트립(5)의 속도를 역으로 산출할 수 있다.
또한, 스탠드 제어부(6)는 스트립(5)의 속도에 따라 압연 스탠드간 압연 롤(7) 속도를 제어하여 압연 스탠드간 스트립(5)의 송출량을 일치시켜 압연 스탠드간 스트립(5)의 장력이 설정값으로 유지되도록 한다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 측면도와 정면도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치는 사상 압연기의 압연 스탠드의 출구측에 있는 스트리퍼(8)의 안쪽에서 스트립(5)을 상하 좌우 사면으로 감싸는 형태로 장착된다.
즉, 유도전류 발생부(2)에 형성된 중공부를 통해 스트립(5)이 통과되도록 구성하여, 스트립(5)이 유도전류 발생부(2)의 중공부를 통과하면 자속 발생부(1)에 의해 발생되는 자속의 변화에 의해 2차 코일(21)에 유도전류를 발생시킨다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기준전류 인가부(3)는 권선수 n을 갖는 1차 코일(11)에 일정한 기준전류를 공급하고, 자속 발생부(1)는 1차 코일(11)에 기준전류가 공급되면 일정한 크기의 자속을 발생한다.
이때, 스트립(5)이 움직이면 1차 코일(11)로부터 발생되는 자속에 변화가 생긴다. 즉, 시간에 따른 자속의 변화로 이에 비례한 유도전류가 유도전류 발생부(2)의 2차 코일(21)에 발생한다.
그러면, 스탠드 제어부(6)는 유도전류 발생부(2)로부터 발생되는 유도전류의 크기를 통해 스트립(5)의 속도를 역으로 산출하고, 스트립(5)의 속도에 따라 압연 스탠드간 롤(7) 속도를 제어하여 압연 스탠드간 스트립(5)의 송출량을 일치시켜 스트립(5)의 장력을 설정값으로 유지시킨다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치는 압연 스탠드간의 스트립의 속도를 비접촉식으로 실시간 측정하고, 측정된 스트립의 속도를 바탕으로 압연 스탠드간 롤 속도를 제어하여 압연 스탠드간 재료의 송출량을 일치시킨다.
이로 인해, 기존에 스트립의 송출량이 맞지 않아 발생했던 루퍼의 불안정성, 스트립 파단 및 스트립 겹침 등의 현상을 근본적으로 해결하게 됨으로써 조업의 생산성 향상과 제품의 품질 향상을 동시에 충족시킨다.
또한, 본 발명에서 제안된 센서는 스트립과 완전히 비접촉식으로 동작이 되기 때문에 스트립과의 마찰과 진동으로부터 영향이 거의 없으므로 센서의 내구성을 획기적으로 올릴 수가 있게 됨으로써 유지 보수의 측면에서도 시간적, 물질적 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 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. 또한, 열간 압연 중 사상 압연기를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 사상 압연기가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 스트립 속도 측정 장치가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 내측에 중공부가 형성되고, 외주면에 2차 코일이 권선되는 유도전류 발생부;
    내측에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 상기 유도전류 발생부가 배치되며, 외주면에 1차 코일이 권선되는 자속 발생부;
    상기 1차 코일에 기준전류를 인가하는 기준전류 인가부; 및
    상기 유도전류 발생부의 상기 중공부를 통해 스트립이 이동함에 따라 상기 2차 코일에 유도되는 유도전류를 측정하는 유도전류 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도전류 측정부로부터 유도전류를 입력받아 상기 스트립의 속도를 연산하는 스탠드 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스탠드 제어부는 압연 스탠드간 스트립의 장력이 설정값으로 유지되도록 상기 스트립의 속도에 따라 상기 압연 스탠드간 압연 롤 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유도전류 발생부는 상기 압연 스탠드의 출구측에 배치되는 것을 특징으로 하는 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치.
PCT/KR2009/007835 2009-02-25 2009-12-28 압연 스탠드의 스트립 속도 측정 장치 Ceased WO2010098535A2 (ko)

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