KR101334617B1 - 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립의 측면 가이드 장치 및 그 방법 - Google Patents

롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립의 측면 가이드 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립을, 바람직하게는 권취 장치(3)의 전방에서 열간 압연 스트립을 측면에서 안내하기 위한 측면 가이드 장치로서, 압연 스트립의 양측에 각각 제공되어, 상호 간에 독립적으로 조정할 수 있는 조정 수단에 의해 상호 간에 접근되거나, 또는 이격되는 방식으로 변위 될 수 있는 평행한 제1 및 제2 측면 가이드를 포함하는 상기 측면 가이드 장치에 있어서, 압연 스트립의 주기적인 편위를 감소시킬 수 있도록 제어 장치(14, 15, 16)가 제공되고, 이 제어 장치에는, 압연 스트립의 안내 시에 출력 변수로서 측면 가이드들 및/또는 압연 스트립의 작용 힘 및/또는 위치가 공급될 수 있으며, 그리고 제어 장치(14, 15, 16)는 측정된 출력 변수들을 바탕으로 측면 가이드들의 위치 및/또는 측면 가이드들이 압연 스트립에 가하는 힘을 제어하는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치에 관한 것이다.

Description

롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립의 측면 가이드 장치 및 그 방법{DEVICE AND METHOD FOR LATERAL GUIDANCE OF A ROLLED STRIP TRANSPORTED ON A ROLLER BED}
본 발명은, 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립을, 바람직하게는 권취 장치의 전방에서 열간 압연 스트립을 측면에서 안내하기 위한 측면 가이드 장치로서, 압연 스트립의 양측에 각각 제공되어, 상호 간에 독립적으로 조정할 수 있는 조정 수단에 의해 상호 간에 접근되거나, 또는 이격되는 방식으로 변위될 수 있는 평행한 제1 및 제2 측면 가이드를 포함하는 상기 측면 가이드 장치에 관한 것이다.
열간 압연 스트립 권취기들은 열간 압연 스트립 압연기의 말단에 배치되고, 압연 후 열간 압연 스트립을 권취하는 기능을 갖는다. 이와 관련하여 스트립은, 충분히 견고하게 권취되고 직선의 테두리를 갖는 스트립을 제조하고 권취 완료 후 코일의 튀어오르는 현상을 방지할 수 있도록 장력 응력의 조건에서 권취된다.
권취 중에는 특정한 상황에 따라 열간 압연 스트립이 주기적으로 측면으로 편위될 수 있다. 이때 진폭은 감쇠되거나, 전체 권취 과정 동안 일정하게 유지되거나, 또는 증가할 수 있다. 특히 고강도 품질의 제품을 제조하거나, 권취 온도가 저온일 때 주기적인 편위가 관찰된다. 진동 개시에 대한 유발 요인은, 특히 비평탄성, 스트립 선단의 이른바 "휘어진 칼 형상(saber)", 권취 중에 발생하는 장력 손실, 또는 그 외 권취 과정이 진행되는 동안 발생하는 결함들이다.
주기적인 편위를 통해, 권취 품질은 악화된다. 예컨대 스트립은 테두리가 비직선 상태로 권취되고, 권선은 느슨해지며, 극단적인 경우 권취 공정의 불안정성 및 중단이 초래된다. 주기적인 편위 동안 압연 스트립은 코일 상에서 미끄러지고, 구동 장치 내에서, 그리고 측면 가이드들 사이에서는 사인파 형태로 앞뒤로 이동한다. 이때 코일 상에서는 50mm 이상의 진폭이 발생할 수 있다. 그리고 측면 가이드들 내에서는 높은 힘이 발생하며, 이는 테두리 손상과 스트립 테두리의 접힘을 초래할 수 있다.
DE 40 03 717 A1로부터는 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립을 위한, 바람직하게는 권취기 전방의 열간 압연 스트립을 위한 측면 가이드가 공지되었다. 이 경우 압연 스트립의 양측에는, 상호 간에 접근되거나 또는 이격되는 방식으로 변위될 수 있고, 제1 단계에서 대략적으로 사전 위치 결정될 수 있으며, 제2 단계에서는 압연 스트립에 적합하게 조정될 수 있는 가이드 플레이트들 또는 측면 가이드들이 제공된다. 이를 위해 제2 단계에서 요구되는 압착력을 공급할 수 있는 유압 실린더들이 이용된다. 유압 실린더들은 제1 단계뿐 아니라 제2 단계 동안 가이드 플레이트들을 변위시킨다. 유압 실린더들의 제어를 위해서는 제어 장치가 제공되며, 이 제어 장치는 액추에이터로서 후방에 배치되는 자체 유압 실린더들을 통해 제1 단계 동안 가이드 플레이트들을 후퇴된 출발 위치로부터 사전 설정 가능한 위치로 전방 이송시킨다. 제2 단계 동안에는 유압 실린더들 중 적어도 하나의 유압 실린더의 위치 및 힘이 제어된다. WO 2002 030587로부터는 권취기로 금속 스트립을 안내하기 위한 가이드 장치가 공지되었다. 이 경우 측면 가이드 플레이트들이 이용된다. 금속 스트립의 이송 방향으로 양쪽 측면에 각각 제1 및 제2 가이드 플레이트가 제공된다. 금속 스트립과 관련하여 제2 가이드 플레이트의 위치는 제1 가이드 플레이트의 위치와 무관하게 위치 컨트롤러(position controller)에 의해 제어된다.
본 발명의 목적은, 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립의 측면 가이드 장치에 있어서, 개량된 상기 측면 가이드 장치를 가용하게 하는 것에 있다.
상기 목적은, 최초에 언급한 형식의 장치에 있어서 본 발명에 따라, 압연 스트립의 주기적인 편위를 감소시키기 위해 제어 장치가 제공되고, 이 제어 장치에는, 압연 스트립을 안내할 시에 입력 변수로서 측면 가이드들 및/또는 압연 스트립의 작용 힘 및/또는 위치가 공급될 수 있으며, 그리고 상기 제어 장치는 측정된 입력 변수들을 바탕으로 측면 가이드들의 위치 및/또는 측면 가이드들이 압연 스트립에 가하는 힘을 제어함으로써 달성된다.
본 발명의 핵심은, 금속 스트립의 측면 편위를 감소 및 방지하기 위한 장치가 제공되는 점에 있다. 그에 따라 권취 공정이 안정화된다. 작동 시스템으로서는 공지된 방식으로 측면 가이드들 또는 가이드 플레이트들이 권취 릴의 전방 영역에서 이용된다. 측면 가이드들은, 자체 위치가 각각 권취할 스트립의 폭에 적합하게 조정될 수 있도록, 권취 스트립과 관련하여 수직 방향으로 조정된다.
본 발명의 바람직한 개선 실시예들은 종속항들로부터 교시된다.
바람직하게는 두 측면 가이드 상에 각각 작용하는 힘들의 힘 차이가 획득되고, 그런 다음 제어 장치에 공급된다.
장치의 바람직한 구현예에 따라, 제어 장치에는, 압연 스트립에 가해지는 구동 조정 장치의 힘 및/또는 압연 스트립에 위치하는 구동 조정 장치의 위치가 입력 변수로서 공급된다.
추가로 바람직하게는, 제어 장치에는, 특히 권취기의 영역에서 압연 스트립의 측정된 장력 차이 및/또는 압연 스트립의 측정된 스트립 중심 위치가 입력 변수로서 공급된다.
또한, 바람직하게는, 제어 장치는, 두 측면 가이드가 압연 스트립 상에 가하는 힘이 공급될 수 있고 이 힘으로부터 두 측면 가이드에 대한 각각의 거리 신호(distance signal)를 생성하는 컨트롤러를 포함한다.
추가로 바람직하게는, 컨트롤러의 후방에 압연 스트립의 양쪽 측면에 대해 각각 제1 및 제2 위치 컨트롤러가 배치되되, 제1 위치 컨트롤러에는 컨트롤러에 의해 생성된 거리 신호와, 제1 측면 가이드의 위치 설정값과 위치 실제값 간 차이로부터 구해진 합이 공급될 수 있고, 제2 위치 컨트롤러에는, 컨트롤러에 의해 생성된 거리 신호와, 제2 측면 가이드의 위치 설정값과 위치 실제값 간 차이로부터 구해진 차이가 공급될 수 있다.
바람직하게는, 두 위치 컨트롤러는 가이드 플레이트들 또는 측면 가이드들을 작동시키기 위한 유압 실린더들을 위해 각각 밸브 설정값을 생성한다.
또한, 본 발명은, 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립을, 바람직하게는 권취 장치 전방에서 열간 압연 스트립을 측면에서 안내하기 위한 측면 가이드 방법으로서, 압연 스트립의 양측에 각각 제공되어, 상호 간에 독립적으로 조정할 수 있는 조정 수단에 의해 상호 간에 접근되거나, 또는 이격되는 방식으로 변위되는 평행한 제1 및 제2 측면 가이드를 이용하는 상기 측면 가이드 방법에 관한 것이다.
상기 방법은, 본 발명에 따라, 제어 장치가 압연 스트립의 주기적인 편위를 감소시키되, 그 제어 장치에는 압연 스트립의 안내 시에 입력 변수로서 측면 가이드들 및/또는 압연 스트립의 작용 힘 및/또는 위치가 공급되며, 그리고 제어 장치는 측정된 입력 변수들을 바탕으로 측면 가이드들의 위치 및/또는 측면 가이드들이 압연 스트립에 가하는 힘을 제어하는 것을 특징으로 한다.
다음에서 본 발명은 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 금속 스트립을 권취 장치로 공급하기 위해 측면 가이드 영역을 구비한 장치를 포함하는 금속 스트립 권취기의 전방부를 도시한 평면도이다.
도 2는 금속 스트립으로 권취되는 권취 장치를 도 1의 절단선 A-A를 따라 절단하여 개략적으로 도시하고 있되, 금속 스트립의 측면 편위가 권취 과정 동안 주기적으로 감소되는 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 금속 스트립으로 권취되는 권취 장치를 도 1의 절단선 A-A를 따라 절단하여 개략적으로 도시하고 있되, 금속 스트립의 측면 편위가 권취 과정 동안 주기적으로 계속되는 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 4는 금속 스트립으로 권취되는 권취 장치를 도 1의 절단선 A-A를 따라 절단하여 개략적으로 도시하고 있되, 금속 스트립의 측면 편위가 권취 과정 동안 주기적으로 증가하는 상태를 나타낸 횡단면도이다.
도 5는 유압 방식으로 조정 가능한 측면 가이드 부재들을 포함하는, 도 1에 따른 측면 가이드 영역의 상면을 도시한 평면도이다.
도 6은 주기적인 편위를 감소시키기 위한 제어에 대한 실시예를 도시한 회로도이다.
금속 스트립 권취기(1)(도 1)는 권취 장치(3)를 이용하여 금속 스트립(2), 특히 열간 압연 스트립을 권취하는 기능을 하되, 권취 장치 상에서는 금속 스트립(2)이 코일(4)의 형태로 맨드릴(5) 상에 권취되어야 한다. 금속 스트립(2)은 측면 가이드 영역(6)을 통해 안내되고, 구동 하부 롤러(7) 및 구동 상부 롤러(8)를 포함하는 구동 장치에 의해 견인되며, 마지막으로 권취 장치(3) 상에 권취된다.
그러나 권취 공정 동안 특정한 상황에 따라 압연 스트립(2)은 주기적으로 측면 편위될 수 있는데, 다시 말하면 금속 스트립(2)이 권취 장치(3)의 권취 맨드릴(5) 상에 테두리가 직선이 되게끔 한가운데 권취되는 것이 아니라, 중심 위치로부터 측면으로 일탈된다. 예컨대 권취 맨드릴(5) 상에서 중심 위치로부터 주기적인 일탈이 발생한다. 이때 목표하는 중심 위치에 대향하여 발생하는 금속 스트립(2)의 측면 오프셋의 진폭은 권취 과정 동안 감소할 수 있거나(도 2), 전체 권취 과정 동안 일정하게 유지되거나(도 3), 또는 권취 과정 동안 증가할 수 있다(도 4).
금속 스트립 권취기(1)는 본 발명에 따라 측면 가이드 영역(6)(도 5)에서 양쪽 측면에, 다시 말하면 작동 측(operating side) 및 구동 측(driving side)에 금속 스트립(2)의 목표하는 위치에 상응하게 측면 가이드들(11, 12)을 조정할 수 있도록 유압 방식으로 작동되는 조정 실린더들(9, 10)을 포함하되, 조정 실린더(9)는 작동 측에 배치되고, 조정 실린더(10)는 구동 측에 배치된다. 금속 스트립(2)은 상기 영역에서 롤러들(13)을 통해 이송된다.
본 발명에 따라 다음 변수들이 제어 과정에 포함된다.
FSBS - 작동 측에서 금속 스트립(2)의 측면 테두리에 가해지는 측면 가이드(11)의 힘,
FSAS - 구동 측에서 금속 스트립(2)의 측면 테두리에 가해지는 측면 가이드(12)의 힘,
△sD - 추가 설정값으로서 위치 차이
SBSREF - 작동 측에서 측면 가이드(11)의 위치 설정값,
SBSACT - 작동 측에서 측면 가이드(11)의 위치 실제값,
SASREF - 구동 측에서 측면 가이드(12)의 위치 설정값,
SASACT - 구동 측에서 측면 가이드(12)의 위치 실제값,
yVAS - 작동 측에서 조정 실린더(9)의 밸브의 밸브 설정값, 및
yVBS - 구동 측에서 조정 실린더(10)의 밸브의 밸브 설정값.
컨트롤러(14)(도 6)에는, 두 힘 값, 즉 작동 측의 측면 가이드(11)의 힘(FSBS)과 구동 측의 측면 가이드(12)의 힘(FSAS)이 입력 값으로서 공급된다. 컨트롤러(14)는 차이로부터 위치 값, 즉 위치 차이(△sD)를 획득한다. 다른 한편으로 측면 가이드(12)의 위치 설정값(SASREF)과 측면 가이드(12)의 위치 실제값(SASACT)으로부터 구해진 차이로부터 제1 위치 값이 획득되고 값 △sD에 합산되어, 구동 측을 위한 위치 컨트롤러(15)에 공급된다. 그에 따라 위치 컨트롤러(15)는 조정 실린더(9)를 작동시킬 수 있도록 밸브 설정값(yVAS)을 생성한다.
다른 한편으로 컨트롤러(14)에 의해 획득된 값 △sD은, 측면 가이드(11)의 위치 설정값(SBSREF)과 측면 가이드(11)의 위치 실제값(SBSACT)로부터 구해진 차이로 생성되는 제2 위치 값으로부터 감산된다. 값 △sD의 감산을 통해 생성된 값은 작동 측을 위한 위치 컨트롤러(16)에 공급되며, 그에 따라 위치 컨트롤러(16)는 조정 실린더(10)를 작동시킬 수 있도록 밸브 설정값(yBAS)을 생성한다. 이와 같은 방식으로 두 조정 실린더(9, 10)의 위치에 대한 개별 제어가 가능해진다.
1: 금속 스트립 권취기
2: 금속 스트립
3: 권취 장치
4: 코일
5: 권취 맨드릴
6: 측면 가이드 영역
7: 구동 하부 롤러
8: 구동 상부 롤러
9: 조정 실린더
10: 조정 실린더
11: 측면 가이드
12: 측면 가이드
13: 롤러
14: 컨트롤러
15: 위치 컨트롤러
16: 위치 컨트롤러

Claims (8)

  1. 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립(2)을, 측면에서 안내하기 위한 측면 가이드 장치(1)로서, 압연 스트립의 양측에 각각 제공되어, 상호 간에 독립적으로 조정할 수 있는 조정 수단들(9, 10)에 의해 상호 간에 접근되거나, 또는 이격되는 방식으로 변위될 수 있는 평행한 제1 및 제2 측면 가이드(11, 12)를 포함하는 상기 측면 가이드 장치(1)에 있어서,
    상기 압연 스트립(2)의 주기적인 편위를 감소시키기 위해 제어 장치(14, 15, 16)가 제공되고, 이 제어 장치에는, 입력 변수로서 상기 측면 가이드들(11, 12)과 상기 압연 스트립(2) 중 적어도 하나의 위치와 상기 측면 가이드들(11, 12)이 상기 압연 스트립(2)에 가하는 작용 힘이 공급되며, 상기 제어 장치(14, 15, 16)는 측정된 입력 변수들을 바탕으로 상기 측면 가이드들(11, 12)의 위치와 상기 측면 가이드들(11, 12)이 상기 압연 스트립(2)에 가하는 힘 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 제어 장치(14, 15, 16)는, 두 측면 가이드가 상기 압연 스트립(2)에 가하는 힘이 공급되고, 이 힘으로부터 상기 두 측면 가이드(11, 12)를 위한 각각의 거리 신호를 생성하도록 작용하는 컨트롤러(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치(14, 15, 16)에는, 상기 두 측면 가이드(11, 12)에 작용하는 힘들로부터 획득된 힘 차이(FSAS - FSBS)가 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치(14, 15, 16)에는, 상기 압연 스트립(2)에 가해지는 구동 장치(7, 8)의 조정의 힘과 상기 압연 스트립(2)에 대한 상기 구동 장치(7, 8)의 조정의 위치 중 적어도 하나가 입력 변수로서 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치(1).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치(14, 15, 16)에는, 상기 압연 스트립(2)의 측정된 장력 차이와 상기 압연 스트립(2)의 측정된 스트립 중심 위치 중 적어도 하나가 입력 변수로서 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치(1).
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러(14)의 후방에는 압연 스트립의 양쪽 측면을 위해 제1 및 제2 위치 컨트롤러(15, 16)가 배치되되, 상기 제1 위치 컨트롤러(15)에는, 상기 컨트롤러(14)에 의해 생성된 거리 신호와, 상기 제1 측면 가이드(12)의 위치 설정값과 위치 실제값 간 차이로부터 구해진 합이 공급될 수 있고, 상기 제2 위치 컨트롤러(16)에는, 상기 컨트롤러(14)에 의해 생성된 거리 신호와, 상기 제2 측면 가이드(11)의 위치 설정값과 위치 실제값 간의 차이로부터 구해진 차이가 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치(1).
  6. 제5항에 있어서, 상기 두 위치 컨트롤러(15, 16)는 상기 측면 가이드들(11, 12)을 작동시키기 위한 유압 실린더들(9, 10)을 위한 각각의 밸브 설정값을 생성하는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 장치(1).
  7. 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립(2)을, 측면에서 안내하기 위한 측면 가이드 방법으로서, 상기 압연 스트립(2)의 양측에 제공되어, 상호 간에 독립적으로 조정할 수 있는 조정 수단들(9, 10)에 의해 상호 간에 접근되거나, 또는 이격되는 방식으로 변위되는 평행한 제1 및 제2 측면 가이드(11, 12)를 이용하는 상기 측면 가이드 방법에 있어서,
    제어 장치(14, 15, 16)는 상기 압연 스트립의 주기적 편위를 감소시키되, 상기 제어 장치에는 입력 변수로서 상기 측면 가이드들(11, 12)과 상기 압연 스트립(2) 중 적어도 하나의 위치와 상기 측면 가이드들(11, 12)이 상기 압연 스트립(2)에 가하는 작용 힘이 공급되며, 상기 제어 장치(14, 15, 16)는 측정된 입력 변수들을 바탕으로 상기 측면 가이드들(11, 12)의 위치와 상기 측면 가이드들(11, 12)이 상기 압연 스트립(2)에 가하는 힘 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 제어 장치(14, 15, 16)는, 두 측면 가이드가 상기 압연 스트립(2)에 가하는 힘이 공급되고, 이 힘으로부터 상기 두 측면 가이드(11, 12)를 위한 각각의 거리 신호를 생성하도록 작용하는 컨트롤러(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 가이드 방법.
  8. 삭제
KR1020117007209A 2008-10-28 2009-10-27 롤러 테이블 상에서 이송되는 압연 스트립의 측면 가이드 장치 및 그 방법 KR101334617B1 (ko)

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