KR101310853B1 - 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 프레임과, 상기 프레임에 일 단부가 회전 가능하게 설치되는 틸팅 암과, 상기 틸팅 암에 연결되어, 상기 틸팅 암의 일단부가 대상체를 뒤집는 구간 내에서 원호를 그리도록 구동하는 모터와, 상기 대상체를 뒤집는 구간 중 일 시점 이후에는 상기 일 시점 이전 보다 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키는 제어 유닛을 포함하는 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법에 관한 것이다.

Description

분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법{TILTING MACHINE FOR BLOOMING MILL AND METHOD FOR CONTROLLING MOTOR OF TILTING MACHINE}

본 발명은 분괴 압연기에서 압연재를 틸팅하는 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제철공장에서 압연재를 생산하기 위해서는 압연공정을 거치게 되는데, 상기 압연공정은 연속주조공정에서 제작된 슬래브, 블룸, 빌릿 등을 2개의 회전하는 롤(ROLL) 사이에 끼워 가늘고 길게 성형하는 것이다.

압연은 압연할 때의 소재의 온도에 따라 열간압연과 냉간압연으로 크게 나뉜다. 철강공장에서 주괴(ingot)를 반제품인 강편으로 압연하는 분괴압연(分塊壓延)은 열간압연의 대표적인 예이다. 열간압연에서는 금속이 가공에 의한 경화를 일으키지 않는 재결정온도 이상의 온도에서 압연이 행해지기 때문에 비교적 작은 롤 압력으로 큰 변형가공이 가능하다. 분괴압연은 주괴 속에 있는 기포와 조대한 결정조직을 제거하여 균질한 조직을 가진 강편을 만들 수 있도록 하는 공정이다.

본 발명의 목적은 분괴 압연기에서 틸팅 장치를 구동하는 모터가 열에 의해 소손되는 것을 감소시켜 수명을 연장시킬 수 있는 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법은, 프레임과, 상기 프레임에 일 단부가 회전 가능하게 설치되는 틸팅 암과, 상기 틸팅 암에 연결되어, 상기 틸팅 암의 일단부가 대상체를 뒤집는 구간 내에서 원호를 그리도록 구동하는 모터와, 상기 대상체를 뒤집는 구간 중 일 시점 이후에는 상기 일 시점 이전 보다 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은 상기 모터와 연결되어, 상기 모터로 인가되는 전류에 저항을 걸어줌으로써, 상기 모터에 발생되는 열을 감소시키면서 상기 모터를 정지시키는 것이 가능한 저항기를 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은 상기 모터로 인가되는 전류의 방향은 바꾸지 않고, 전류량만을 감소시킬 수 있는 인버터회로를 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은 상기 모터 및 상기 인버터회로와 연결되어 상기 모터의 회전수를 검출하여 상기 인버터회로에 제공하는 타코제너레이터를 포함할 수 있다.

틸팅 장치의 모터가 제1 속도로 회전되도록 전류를 인가하는 단계와, 상기 모터가 상기 제1 속도로 회전하고 있을때, 상기 제 1속도 보다 작은 제2 속도로 회전시키기 위해 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키는 단계와, 상기 압연재가 뒤집힌 상태가 되면, 상기 모터의 회전을 정지시키기 위해 전류 인가를 멈추는 단계를 포함할 수 있다.

상기 모터가 상기 제1 속도로 회전하고 있을때, 상기 제 1속도 보다 작은 제2 속도로 회전시키기 위해 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키는 단계는, 상기 모터에 인버터회로를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 모터가 상기 제1 속도로 회전하고 있을때, 상기 제 1속도 보다 작은 제2 속도로 회전시키기 위해 모터에 인가하는 전류량을 서서히 감소시키는 단계는, 상기 모터의 회전수를 타코제너레이터로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 압연재가 뒤집힌 상태가 되면, 상기 모터의 회전을 정지시키기 위해 전류 인가를 멈추는 단계는, 상기 저항기를 통하여 전류를 인가함으로써, 상기 모터에서 발생할 수 있는 열을 감소시켜주고, 이를 상기 저항시를 통하여 발산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법에 의하면, 압연재를 틸팅하는 장치의 모터가 열에 의해 소손되는 것을 감소시켜 모터의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 분괴 압연기를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 분괴 압연기의 틸팅 장치의 개략적인 개념도이다.
도 3은 본 발명에 의한 분괴 압연기의 틸팅 장치에 형성된 드라이브 판넬의 개략적인 개념도이다.
도 4는 본 발명에 의한 분괴 압연기에서 틸팅 장치의 모터 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 장치의 모터 제어 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음설명으로 갈음한다.

도 1은 일반적인 분괴 압연기를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 압연 공장에서는 압연재(R)를 균열로(100)에서 장시간 가열하여 그 내부와 외부의 온도를 균일하게 한 후에 분괴압연기로 강편(200)을 만든다. 큰 압연재(R)로 부터 직접 강재를 만들려고 해도 도중에 온도가 내려가기 때문에 일단은 중간 크기로 강편(200)을 만들어야 한다. 분괴압연은 대형의 롤(Roll, 300)과 큰 동력의 모터를 사용하여 강한 힘으로 압연하기 때문에 강질을 보다 좋게 하는 효과도 있다.

압연 공정을 위하여 압연재(R)를 컨베이어밸트(400)를 이용하여 이동시킬 때, 압연재(R)를 좌우로 뒤집을 필요가 있다. 이 때 틸팅 장치(500)를 사용하는데, 누워있는 압연재(R)의 일측 단부를 쳐서 세워주거나 눕혀주어 롤(300)로 들어가기전에 원하는 방향을 잡아주는 것이다. 강편(200)의 형태는 최종제품을 만드는데 편리하도록 결정되며, 대략 다음과 같은 세가지 즉, 슬래브, 블룸, 빌릿 등이 있다.

슬래브(Slab, P1)는 연속주조에 의해 직접 주조하거나 편평강괴 또는 블룸을 조압한 것으로서 단면은 장방형이고 모서리는 약간 둥글다. 치수는 여러가지이며, 보통 강판 및 강대의 압연재로 사용한다.

블룸(Bloom, P2)은 장방형의 대강편으로써 절단면은 거의 정방향이고 모서리는 약간 둥글다. 용도는 대부분 압연공장에서 대형, 중형조강류로 압연되지만 일부는 다시 분괴, 조압연하여, 빌릿, 시트바, 스켈프, 틴바 등 소형의 반제품으로 만들어지는 경우도 있다.

빌릿(Billet, P3)은 단면이 정방형으로 소강편이라고 한다. 각형강괴 또는 블룸을 분괴압연하여 만들거나 연속주조에 의해 만든다. 용도는 소형조강류, 선재 등의 재료로 사용 된다. 또 일부는 차량피스톤 , 크랭크샤프트 등의 단조용 강편으로 사용한다.

도 2는 본 발명에 의한 분괴 압연기의 틸팅 장치의 개략적인 개념도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 분괴 압연기의 틸팅 장치(500)는 프레임(510), 틸팅 암(520)과, 모터(530)와, 크랭크 축(540)과 제어 유닛(550)을 포함할 수 있다.

프레임(510)은, 틸팅 암(520)과 모터(530), 크랭크 축(540)을 지지하는 것일 수 있다.

틸팅 암(520)은, 틸팅 장치(500)가 압연재(R)를 원하는 방향으로 뒤집거나 바로 세우기 위해, 틸팅 장치(500)의 일측에 배치되는 것으로서, 모터(530)에 의하여 제어되는 것일 수 있다. 틸팅 암(520)은 압연재(R)를 들어올릴 수 있도록 회전하거나 상하로 움직이는 것이 가능하다. 틸팅 암(520)은 유압이나 공압에 의한 공기의 이동으로 압연재(R)를 뒤집을 수 있도록, 압축기나 에어건 형태인 것일 수 있다. 틸팅 암(520)이 모터(530)에 의해 구동되어 회전하거나 상하로 움직이면서 그 단부가 압연재(R)의 일측을 쳐서 눕히거나 세우는 것이 가능하다. 이렇게 눕히거나 세워져 자리를 잡은 압연재(R)는 컨베이어밸트(400)에 의해 다음 공정으로 이동된다.

모터(530)는 틸팅 암(520)을 구동하기 위해 구비되는 것으로, 모터(530)의 회전수에 따라 틸팅 암(520)의 구동 속도를 제어하는 것일 수 있다.

크랭크 축(540)은 틸팅 암(520)과 모터(530)를 연결하며, 모터(530)의 회전에 의해 움직이면서 틸팅 암(520)을 구동하는 것일 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 분괴 압연기의 틸팅 장치(500)에 형성된 제어 유닛(550)의 개략적인 개념도이다.

제어 유닛(550)은 인버터회로(551)와, 타코제너레이터(552)와, 저항기(553)를 포함하는 것일 수 있다.

인버터회로(551)는 모터(530)에 인가되는 전류량을 조절하여 모터(530)의 회전수 및 회전방향을 제어할 수 있도록 하는 것이다. 인버터회로(551)는 직류전원을 입력받아 교류전원으로 바꾸어 스위칭을 해줌으로써, 인버터회로(551)를 거쳐 나가는 출력 전압 및 주파주를 바꿔줄 수 있다. 이와같이 출력 전압 및 주파수를 제어하게 되므로 모터(530)의 속도 제어가 가능하다. 인버터회로(551)는 모터(530)의 회전수가 최고가 되어 속도를 줄여줄 필요가 있을 때, 모터(530)에 인가하는 전류의 방향은 그대로 두고, 전류량만을 줄여주어 모터(530)의 회전수가 서서히 감소할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

타코제너레이터(552)는 모터(530)의 회전수를 검출하는 것으로서, 모터(530)와 인버터회로(551) 사이에 배치될 수 있다. 타코제너레이터(552)는 모터(530)의 회전수를 줄이거나 늘려줄 수 있도록, 인버터회로(551)와 신호를 주고 받을 수 있다.

저항기(553)는 모터(530)와 인버터회로(551)에 연결되는 것일 수 있다. 저항기(553)는 모터(530)가 회전하면서 발생되는 에너지를 열로 바꾸어서 발산시키는 역할을 하는 것이다. 구체적으로, 저항기(553)는 금속 또는 비금속의 저항체에 단자를 붙여 고정저항 또는 가변저항을 얻는 것이다. 저항기(553)은 모터(530)로 들어가는 전류에 저항을 걸어 전류량을 낮춰줌으로써, 모터(530)의 제동이 서서히 이루어지게 한다. 그러므로, 모터(530)에서 발생되는 열을 최소화시켜 주는 역할을 한다. 이를 통하여 열에 의한 모터(530)의 소손을 감소시키는 역할을 할 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 분괴 압연기에서 틸팅 장치의 모터 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

압연재(R)가 컨베이어밸트(400)를 타고 이동하면서 틸팅 장치(500)를 지나게 된다. 압연재(R)를 뒤집기 위해 틸팅 암(520)을 구동한다. 틸팅 암(520)을 구동하기 위하여, 모터(530)가 제 1속도로 회전하여야 한다. 모터(530)를 제 1속도로 회전시키기 위하여 모터(530)에 일정량의 전류를 인가하게 된다.(S10) 이와 같이 인가된 전류를 받아 모터(530)가 구동하게 된다. 모터(530)의 구동에 의해 틸팅 암(520)이 회전하고, 틸팅 암(520)이 압연재(R)의 일측 단부에 닿아 이를 들어올리게 된다.

제 1속도에 의해 압연재(R)의 단부가 틸팅 암(520)으로 계속하여 들어올려지다가, 일정 각도이상으로 압연재(R)가 회전하게 된다. 압연재(R)의 회전각도가 일정 이상이되면 압연재(R) 자체의 무게와 중력에 의하여, 압연재(R)가 틸팅 암(520)이 미는 방향으로 뒤집어지게 된다.

압연재(R)가 일정 각도 이상으로 회전하여 넘어간 상태에서는, 모터(530)가 제 1속도로 미는 힘보다 작은 힘으로 압연재(R)를 밀어도 압연재(R)를 뒤집을 수 있다. 그러므로, 일정각도 이상으로 압연재(R)가 회전되면, 제 1속도보다 작은 제 2속도로 모터(530)를 구동하는 것이 가능하다. 제 1속도로 돌아가는 모터(530)를 제 2속도로 줄여주기 위하여 모터(530)로 인가되는 전류량을 줄여주게 된다.(S20) 이와 같이, 모터(530)로 인가되는 전류량을 줄이기 위하여 타코제너레이터(552)가 모터(530)의 회전수를 검출하여 인버터회로(551)에 제공할 수 있다. 인버터회로(551)는 모터(530)의 회전수 정보를 받아 회로 내에서 스위칭하여, 제 2속도로 감속하기 위한 적절한 양의 전류를 모터(530)에 인가할 수 있다.

압연재(R)가 완전히 뒤집어지지 않았다면, 제 2속도로 계속하여 모터(530)를 구동하게 된다. 압연재(R)가 제 2속도로 구동되는 틸팅 암(520)에 의하여 완전히 뒤집어 지게 되면, 모터(530)를 정지시키기 위하여 모터(530)로 전류를 인가하는 것을 중지하게 된다.(S30) 이 단계에서 모터(530)로 인가 되는 전류는 저항기(553)를 통과하게 된다. 저항기(553)를 통과하는 전류는 저항기(553) 내에서 발생된 저항에 의하여 그 전류량이 감소하게 된다. 이 과정에서 저항기(553)에서 열이 발산되면서 모터(530)는 서서히 멈추기 때문에 모터(530)에서 발생하는 열을 줄여주는 것이 가능하다.

상기와 같은 분괴 압연기의 틸팅 장치 및 틸팅 모터 제어 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 균열로 200: 강편
300: 롤 400: 컨베이어밸트
500: 틸팅 장치 510: 프레임
520: 틸팅 암 530: 모터
540: 크랭크 축 550: 제어 유닛
551: 인버터회로 552: 타코제너레이터
553: 저항기 R: 압연재
P1: 슬래브 P2: 블룸
P3: 빌릿

Claims (8)

1. 프레임;
   상기 프레임에 일 단부가 회전 가능하게 설치되는 틸팅 암;
   상기 틸팅 암에 연결되어, 상기 틸팅 암의 일단부가 대상체를 뒤집는 구간 내에서 원호를 그리도록 구동하는 모터;
   상기 대상체를 뒤집는 구간 중 일 시점 이후에는 상기 일 시점 이전 보다 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키기 위하여 상기 모터와 연결되어, 상기 모터의 회전에 대한 저항이 열로 발산되게 하는 저항기가 형성된 제어 유닛을 포함하는, 분괴 압연기의 틸팅 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 모터로 인가되는 동일상의 전류량만을 감소시키도록 구성되는 인버터회로를 포함하는, 분괴 압연기의 틸팅 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 모터 및 상기 인버터회로와 연결되어, 상기 모터의 회전수를 검출하여 상기 제어 유닛에 제공하는 타코제너레이터를 포함하는, 분괴 압연기의 틸팅 장치.
   
5. 틸팅 장치의 모터가 제1 속도로 회전되도록 전류를 인가하는 단계;
   상기 모터가 상기 제1 속도로 회전하고 있을때, 상기 제 1속도 보다 작은 제2 속도로 회전시키기 위해 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키는 단계; 및
   상기 모터에 의해 구동되는 상기 틸팅 장치의 틸팅 암에 의해 압연재가 뒤집힌 상태가 되면, 상기 모터의 회전을 정지시키기 위해 전류 인가를 멈추는 단계를 포함하며,
   상기 전류 인가를 멈추는 단계는,
   저항기를 통하여 전류를 인가함으로써, 상기 모터에서 발생할 수 있는 열을 감소시켜 주고, 이를 상기 저항기를 통하여 발산하는 단계를 포함하는, 분괴 압연기의 틸팅 모터 제어 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 모터가 상기 제1 속도로 회전하고 있을때, 상기 제 1속도 보다 작은 제2 속도로 회전시키기 위해 상기 모터에 인가하는 동일상의 전류량을 감소시키는 단계는,
   상기 모터에 인버터회로를 연결하는 단계를 포함하는, 분괴 압연기의 틸팅 모터 제어 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 모터가 상기 제1 속도로 회전하고 있을때, 상기 제 1속도 보다 작은 제2 속도로 회전시키기 위해 모터에 인가하는 전류량을 감소시키는 단계는,
   상기 모터의 회전수를 타코제너레이터로 검출하는 단계를 포함하는, 분괴 압연기의 틸팅 모터 제어 방법.
   
8. 삭제

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