WO2019035694A1 - 코일링 장치 - Google Patents

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최용준
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    • B21C47/02—Winding-up or coiling

Definitions

  • the present invention relates to a coiling apparatus.
  • the coiling process in the hot rolling line will be described. As the wire passes through the pair of pinch rolls, the leading end of the strip bends downward. The tip of the bend strip then wraps around the mandrel between the mandrel and the wrapper roll surrounding it. After a certain period of time has elapsed, the mandrel expands outwardly in the circumference and coil tension is applied between the pinch roll and the mandrel.
  • a coiling apparatus that allows a steel sheet entering a coil in a hot rolling line to be wound well in a coiler mandrel.
  • a coiling apparatus comprising: a pinch roll unit having an upper pinch roll for bending a steel plate; A coil ring model calculator for calculating a moving distance and moving the position of the upper pinch roll along the moving direction of the steel plate, a position controller for moving the upper and lower positions of the upper pinch roll according to the calculated value of the coil ring model calculator, And a coil portion for coiling the steel sheet bent by the pinch roll portion.
  • a desirable bending shape can be obtained, and the coiling quality is stabilized.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coiling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart schematically showing the operation of the coiling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coiling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a coiling apparatus 100 includes a coil ring model calculator 110, a position controller 120, a pinch roll unit 130, and a coiler unit 140 .
  • the coil ring model calculator 110 can control the bending of the steel sheet s by calculating the load and the moving distance of the upper pinch roll 132 of the pinch roll part 130 according to the material information of the steel sheet s.
  • the material information of the steel sheet s may be at least one of the thickness, the steel grade, and the initial shape of the steel sheet s.
  • the position controller 120 can control the position of the upper pinch roll of the pinch roll part 130 according to the calculation value of the coil ring model calculator 110.
  • the pinch roll part 130 may include an upper pinch roll 132 and a lower pinch roll 133 inside the housing 131.
  • the upper pinch roll 132 and the lower pinch roll 133 may be included in separate housings.
  • the steel sheet s introduced between the upper pinch rolls 132 and the lower pinch rolls 133 can be bent due to the rotation operation of the upper pinch rolls 132 and the lower pinch rolls 133.
  • the pinch roll portion 130 may include a position-moving cylinder 134, a vertically-moving cylinder 135, and a hinged block 136.
  • the upper and lower moving cylinders 135 can move the upper pinch rolls 132 in a direction perpendicular to the moving direction of the steel sheet s It can be moved in one vertical direction.
  • the coil unit 140 may include a mandrel 141 and a unit roll 142 to coil the bent steel sheet s.
  • FIG. 2 is a flow chart schematically showing the operation of the coiling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the coil ring model calculator 110 acquires material information, such as thickness, steel grade, and initial shape, of the steel sheet when the steel sheet s enters the pinch roll portion 130,
  • material information such as thickness, steel grade, and initial shape
  • the pressure of the upper pinch roll 132 forming the bending of the material and the amount of movement of the upper pinch roll in the advancing direction of the steel sheet can be calculated (S10).
  • the coil ring model calculator 110 adjusts the bending of the steel plate by the following model formula.
  • T is the thickness of the steel sheet
  • w is the width of the steel sheet
  • sigma strip is the yield strength of the steel sheet
  • D is the yield strength of the steel sheet
  • D is the tensile strength of the mandrel of the coil section
  • Diameter is the thickness of the steel sheet
  • the load and the moving distance of the upper pinch roll for each material of the steel sheet are calculated by using the calculated values. Based on this value, the position-moving cylinder 134 performs movement control in the advancing direction of the steel sheet s, (132) is moved in the advancing direction of the steel sheet (s).
  • the position shifting cylinder 134 is installed in the housing 131 and fixes the upper pinch roll 132, it is possible to absorb the impact at the time of entering the steel plate.
  • the position shifting cylinder 134 is mounted on the inlet side and the outlet side of the upper pinch roll 132, respectively, to fix the housing of the upper pinch roll 132.
  • the hinge type block 136 is provided so that the up-and-down moving cylinder 135 that applies pressure to the upper pinch roll has a rotatable shape.
  • the position controller 120 controls the up-and-down cylinder 135 to move the upper pinch roll 132 in the up-and-down direction with respect to the calculated travel distance in the position-moving cylinder 134 (S20).
  • r denotes an adjustment coefficient
  • S denotes a moving distance of the upper pinch roll
  • G denotes a roll gap of the up-down moving cylinder.
  • the position shifting cylinder 134 and the up-and-down moving cylinder 135 are provided to move the upper pinch roll 132 in two axes so as to control the bending of the steel sheet s to a desired position (S30).
  • a desired bending shape can be obtained by moving the upper pinch roll in the coiling direction from the material information such as the thickness and rigidity of the steel sheet material entering the hot-rolled coiler to adjust the bending,
  • the ring quality can be stabilized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Abstract

본 발명은, 열간 압연 라인에서 코일러로 진입하는 강판을 코일러 맨드렐에서 잘 감기도록 하는 코일링 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치는 상부 핀치롤을 구비하여 강판을 벤딩시키는 핀치롤부, 상기 강판의 소재 정보에 따라 상기 상부 핀치롤의 하중 및 이동 거리를 계산하여 상기 상부 핀치롤의 위치를 상기 강판의 진행 방향을 따라 이동시키는 코일링 모델 계산기, 상기 코일링 모델 계산기의 계산값에 따라 상기 상부 핀치롤의 상하 위치를 이동시키는 위치 제어기, 상기 핀치롤부에 의해 벤딩된 강판을 코일링하는 코일러부를 포함할 수 있다.

Description

코일링 장치
본 발명은 코일링 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 열간 압연 라인에서 코일링 과정을 설명하면, 한 쌍의 핀치롤을 통과하면서 스트립의 선단부는 하부로 벤딩된다. 이후 벤딩된 스트립의 선단부는 멘드렐과 이를 둘러싸고 있는 래퍼롤 사이에서 멘드렐 주위를 감싸며 돈다. 이후 일정 시간이 경과한 후에는 멘드렐이 원주 바깥 방향으로 확장되면서 핀치롤과 멘드렐 사이에 장력이 걸리면서 코일링이 이루어지게 된다.
상술한 한 쌍의 핀치롤은 스트립의 두께나 강종, 초기 형상 등에 무관하게 고정된 상태이기 때문에, 극박재이나 극후물재의 경우 스트립 선단부에 대하여 원하는 벤딩 형상을 얻기 힘들다. 따라서, 극후물재의 경우 킹크(Kink), 극박재의 경우 미장력 현상을 발생시키는 등 코일링 품질을 저하시키는 문제점이 있다
이러한 종래 기술에 대해서는, 대한민국 공개특허공보 제10-2000-0043440호를 참조하여 쉽게 이해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열간 압연 라인에서 코일러로 진입하는 강판을 코일러 맨드렐에서 잘 감기도록 하는 코일링 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치는 상부 핀치롤을 구비하여 강판을 벤딩시키는 핀치롤부, 상기 강판의 소재 정보에 따라 상기 상부 핀치롤의 하중 및 이동 거리를 계산하여 상기 상부 핀치롤의 위치를 상기 강판의 진행 방향을 따라 이동시키는 코일링 모델 계산기, 상기 코일링 모델 계산기의 계산값에 따라 상기 상부 핀치롤의 상하 위치를 이동시키는 위치 제어기, 상기 핀치롤부에 의해 벤딩된 강판을 코일링하는 코일러부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 원하는 벤딩 형상을 얻을 수 있어 코일링 품질이 안정되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치(100)는 코일링 모델 계산기(110), 위치 제어기(120), 핀치롤부(130) 및 코일러부(140)를 포함할 수 있다.
코일링 모델 계산기(110)는 강판(s)의 소재 정보에 따라 핀치롤부(130)의 상부 핀치롤(132)의 하중 및 이동 거리를 계산하여 강판(s)의 벤딩을 조절할 수 있다.
강판(s)의 소재 정보는 강판(s)의 두께, 강종, 초기 형상 중 적어도 하나일 수 있다.
위치 제어기(120)는 코일링 모델 계산기(110)의 계산값에 따라 핀치롤부(130)의 상부 핀치롤의 위치를 제어할 수 있다.
핀치롤부(130)는 하우징(131) 내부에 상부 핀치롤(132)와 하부 핀치롤(133)을 구비할 수 있다. 상부 핀치롤(132)와 하부 핀치롤(133)은 각각 별도의 하우징에 포함될 수 있다. 상부 핀치롤(132)와 하부 핀치롤(133)의 회전 동작으로 인해 상부 핀치롤(132)와 하부 핀치롤(133)의 사이에 인입되는 강판(s)이 벤딩될 수 있다. 핀치롤부(130)는 위치 이동 실린더(134) 및 상하 이동 실린더(135)와, 힌지형 블록(136)을 포함할 수 있다.
위치 이동 실린더(134)는 상부 핀치롤(132)을 강판(s)의 진행 방향으로 이동시킬 수 있고, 상하 이동 실린더(135)는 상부 핀치롤(132)을 강판(s)의 진행 방향에 수직한 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
코일러부(140)는 멘드렐(141)과 유니트 롤(142)를 구비하여 벤딩된 강판(s)을 코일링할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일링 장치의 동작을 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 코일링 모델 계산기(110)은 강판(s)이 핀치롤부(130)로 진입할 때 강판의 소재 정보 즉 두께, 강종, 초기 형상을 획득하고 이를 이용하여 소재의 벤딩을 만드는 상부 핀치롤(132)의 압력과 상부 핀치롤의 강판의 진행방향 이동량을 계산할 수 있다(S10). 코일링 모델 계산기(110)에서는 다음과 같은 모델식으로 강판의 벤딩을 조절한다.
상부 핀치롤 하중:
Figure PCTKR2018009478-appb-I000001
Figure PCTKR2018009478-appb-I000002
상부 핀치롤 이동거리:
Figure PCTKR2018009478-appb-I000003
Figure PCTKR2018009478-appb-I000004
여기서, α는 비례계수, β는 강판의 형상 계수, δ는 강판의 벤딩 계수, t는 강판의 두께, w는 강판의 폭, σstrip 는 강판의 항복 강도, D는 상기 코일러부의 맨드렐의 직경을 의미한다.
상기 계산값을 이용하여 강판의 소재별 상부 핀치롤의 하중과 이동거리가 계산이 되며, 이 값을 토대로 위치 이동 실린더(134)가 강판(s)의 진행방향으로 이동제어를 수행하여 상부 핀치롤(132)을 강판(s)의 진행방향으로 이동시킨다.
또한, 위치 이동 실린더(134)는 하우징(131)에 장착되어서 상부 핀치롤(132)을 고정하는 역할도 하므로 강판 진입시의 충격을 흡수할 수 있게 된다. 더하여, 위치 이동 실린더(134)는 상부 핀치롤(132)의 입측과 출측에 각각 장착되어서 상부 핀치롤(132)의 하우징을 고정시키는 역할도 한다.
상부 핀치롤(132)이 강판 진행방향으로 이동함에 따라 상부 핀치롤에 압력을 가하는 상하 이동 실린더(135)는 회전가능한 형태를 가지도록 힌지형 블록(136)이 구비된다.
위치 제어기(120)은 위치 이동 실린더(134)에서 계산된 이동 거리에 대해 다음과 같은 식에 의해서 상하 이동 실린더(135)를 제어하여 상부 핀치롤(132)을 상하 방향으로 이동시킨다(S20).
높이 방향 실린더 이동 거리:
Figure PCTKR2018009478-appb-I000005
여기서, ｒ는 조정 계수, S는 상기 상부 핀치롤의 이동 거리, G는 상기 상하 이동 실린더의 롤갭을 의미한다.
즉, 위치 이동 실린더(134) 및 상하 이동 실린더(135)가 구비됨으로써 2축으로 상부 핀치롤(132)를 이동시켜, 원하는 위치로 강판(s)의 벤딩을 조절할 수 있다(S30).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 열연 코일러에 진입하는 강판 소재의 두께, 강성 등의 소재 정보로부터 상부 핀치롤을 코일링 방향으로 이동시켜 벤딩을 조절하게 함으로써 원하는 벤딩 형상을 얻을 수 있어 코일링 품질이 안정될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 상부 핀치롤을 구비하여 강판을 벤딩시키는 핀치롤부;
    상기 강판의 소재 정보에 따라 상기 상부 핀치롤의 하중 및 이동 거리를 계산하여 상기 상부 핀치롤의 위치를 상기 강판의 진행 방향을 따라 이동시키는 코일링 모델 계산기;
    상기 코일링 모델 계산기의 계산값에 따라 상기 상부 핀치롤의 상하 위치를 이동시키는 위치 제어기; 및
    상기 핀치롤부에 의해 벤딩된 강판을 코일링하는 코일러부
    를 포함하는 코일링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 소재 정보는 상기 강판의 두께, 강종, 초기 형상 중 적어도 하나인 코일링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코일링 모델 계산기는 하기의 수식에 따라 상부 핀치롤의 하중 및 이동 거리를 계산하는 코일링 장치.
    상부 핀치롤 하중:
    Figure PCTKR2018009478-appb-I000006
    Figure PCTKR2018009478-appb-I000007
    상부 핀치롤 이동거리:
    Figure PCTKR2018009478-appb-I000008
    Figure PCTKR2018009478-appb-I000009
    여기서, α는 비례계수, β는 강판의 형상 계수, δ는 강판의 벤딩 계수, t는 강판의 두께, w는 강판의 폭, σstrip 는 강판의 항복 강도, D는 상기 코일러부의 맨드렐의 직경을 의미한다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핀치롤부는
    상기 상부 핀치롤을 상기 강판의 진행 방향으로 이동시키는 위치 이동 실린더; 및
    상기 상부 핀치롤을 상기 강판의 진행 방향에 수직한 높이 방향으로 이동시키는 상하 이동 실린더
    를 더 포함하는 코일링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 위치 제어기는 하기의 수식에 따라 상기 상하 이동 실린더가 움직이는 이동 거리를 제어하는 코일링 장치.
    높이 방향 실린더 이동 거리:
    Figure PCTKR2018009478-appb-I000010
    여기서, ｒ는 조정 계수, S는 상기 상부 핀치롤의 이동 거리, G는 상기 상하 이동 실린더의 롤갭을 의미한다.
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