KR101530514B1

KR101530514B1 - 롤 스트리퍼 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101530514B1
Application number: KR1020137030007A
Authority: KR
Inventors: 필립 라운드; 마이클 트레버 클라크
Original assignee: 지멘스 피엘씨
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2015-06-22
Also published as: RU2013145691A; RU2582512C2; CN103517773B; US20140090437A1; EP2697000B1; BR112013026244A2; WO2012140091A1; PL2697000T3; KR20130141696A; CN103517773A; EP2697000A1

Abstract

롤 스트리퍼 장치는 스트리퍼 지지부(4) 상에 장착되는 스트리퍼(26, 27), 센서(47, 47a) 및 제어 시스템(48) 내의 프로세서를 포함한다. 이 센서는 작업 롤(21)에 대한 거리의 측정을 제공하도록 구성되며, 상기 프로세서는 센서(47, 47a)에 의해 제공된 거리를 사용하여 작업 롤에 대한 스트리퍼(26, 27)의 팁(42)의 위치를 판정하도록 구성된다.

Description

롤 스트리퍼 장치 및 방법 {ROLL STRIPPER DEVICE AND METHOD}

본 발명은 롤 스트리퍼 장치 및 방법, 특히 알루미늄 압연기(rolling mill)들용 롤 스트리퍼 장치 및 방법에 관한 것이다.

금속 압연 분야에서, 압연되는 금속이 롤의 표면에 들러붙을(stick) 수 있어, 이에 따라 스트리퍼로서 공지된 장치가 롤의 표면으로부터 멀리 금속을 박리(peel) 또는 스트리핑(strip)하고 이를 압연기 밖으로 안내하기 위해서 사용되는 것은 잘 알려져 있다. 압연기들의 일부 유형들에 있어서, 스트리퍼와 작업 롤 사이에서, 접촉이 허용가능하지만, 예컨대 알루미늄 압연에서, 롤 표면과 스트리퍼가 접촉하지 않는 것이 중요하며, 그렇지 않다면 롤의 표면층이 손상될 것이다. 따라서, 스트리퍼는 스트리퍼와 롤 표면 사이에서 작은 갭을 가지고 설정되어야 한다. 갭은 압연된 가장 얇은 재료가 스트리퍼와 롤 사이에서 그의 경로를 강제하지 않는 것을 보장하기에 충분히 작을 필요가 있으며, 이에 따라, 스트리퍼의 정교한 정렬 및 위치 설정이 요구된다. 대형 판 압연기 상에서조차, 스트리퍼와 롤 사이의 갭은 단지 약 2 mm 인 것이 보편적이다.

다수의 압연기들에서, 스트리퍼들은 롤 초크들 사이에 고정된다. 일례가 US 3258953호에 도시되어 있다. 스트리퍼들과 작업 롤 표면 사이의 갭은 롤들과 초크들이 조립될 때 미리 설정된다. 심들, 볼트들 및 편심기들을 포함하는 작업 롤에 대하여 스트리퍼들의 위치를 설정하도록 다양한 수단이 사용되지만, 스트리퍼 위치들을 조정하기 위해 사용된 수단들이 무엇이든지, 이들은 롤 초크들에 대해 고정되고 이에 따라서 롤 조립체가 압연기 내를 이동할 때 갭이 일정하게 유지된다. 따라서, 이러한 유형의 설계에서, 간극들로 인한 하우징에 대한 초크들의 이동은 스트리퍼 대 롤 갭에 영향을 미치지 않는다.

그러나, 스트리퍼가 롤 초크들에 부착되지 않고 따라서 압연기 하우징에 부착되는 장비(통상, 피드 롤러 조립체)에 부착되는 스트리퍼들을 위한 일부 설계들이 존재한다. 예시들은 DE 102007048747호 및 공동 계류중인 특허 출원 GB 1106138.9호이다. 이러한 설계들은 초크(chock) 장착식 스트리퍼들에 걸쳐 소정의 이점들을 갖지만, 수직 또는 수평으로 하우징 간극들 내에서 초크들의 임의의 이동, 또는 롤의 계산된 위치의 임의의 부정확함이 스트리퍼 대 롤 갭의 부정확한 설정을 유발하는 점이 상당한 문제점이다. 간극들이 요망하는 갭과 유사한 크기이기 때문에, 어느 쪽에서도 갭이 전혀 발생하지 않게 될 것이며, 이는 롤의 표면 층에 손상을 유발할 것이고, 또는 갭이 요망하는 것보다 훨씬 더 커서 스트리퍼와 롤 사이에 얇은 재료를 그 자체로 강제하는 것을 허용하게 될 것이다.

DE 102007048747 호는 스트리퍼들이 피드 롤 조립체 상에 장착되고, 전체 스트리퍼 및 피드 롤 조립체가 수평하게 움직일 수 있는 설계를 개시한다. 피드 롤러와 스트리퍼 조립체의 수평 이동을 저부 작업 롤의 수직 이동과 연결함으로써, 작업 롤에 대한 스트리퍼의 위치를 설정하는 것이 가능하며, 이에 따라 스트리퍼와 롤 사이에 갭을 설정하는 것이 가능하다.

공동 계류중인 특허 출원 GB 1106138.9호는 스트리퍼들이 피드 롤 조립체 상에 장착되고, 전체 스트리퍼 및 피드 롤 조립체가 수직으로 움직일 수 있거나 작업 롤의 상부에 대해 상이한 높이들로 입구 및 출구 측 스트리퍼들을 설정할 수 있도록 그의 지지부 상에서 선회될 수 있는 설계에 관련된다. 이러한 설계는 도 1 및 도 2에 예시된다.

그러나, 언급된 바와 같이, 종래 기술 설계의 이러한 유형들에서, 특히 스트리퍼가 피드 롤 조립체에 부착되는 경우, 스트리퍼 대 롤 갭 셋팅시 부정확성들이 발생할 수 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 롤 스트리퍼 장치는, 스트리퍼 지지부 상에 장착되는 스트리퍼, 센서 및 프로세서를 포함하며, 상기 센서는 작업 롤에 대한 거리의 측정을 제공하도록 구성되며, 상기 프로세서는 센서에 의해 제공된 거리를 사용하여 작업 롤에 대한 스트리퍼의 팁의 위치를 판정하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 센서는 스트리퍼의 팁으로부터 미리 정해진 거리에서 장착된다.

바람직하게는, 상기 센서는 스트리퍼, 스트리퍼 지지부, 피드 롤 조립체, 피드 롤러 지지부, 압연기 하우징 또는 롤 초크(roll chock) 중 하나에 장착된다.

바람직하게는, 하나 이상의 센서가 상기 장치의 중심에 장착된다.

이는, 판정 및 보상을 위한 작업 롤의 벤딩을 허용한다.

바람직하게는, 센서는 작업 롤의 하나 또는 그 초과의 롤 연삭 지지 영역들에 마주하게 장착된다.

바람직하게는, 상기 장치는 상기 장치의 길이를 따라 이격된 2 개 또는 그 초과의 센서들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 센서는 상기 장치의 각각의 단부에 장착된다.

바람직하게는, 상기 장치는 작업 롤의 원주를 따라 이격된 2 개 또는 그 초과의 센서들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 또는 각각의 센서는 한 쌍의 작업 롤들 중 하부 작업 롤로부터의 거리를 판정하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 센서는 접촉 또는 비접촉 유도성(inductive) 또는 용량성(capacitative) 센서, 기계적 거리 센서, 트랜스듀서, 또는 광학 범위 파인더(finder) 중 하나를 포함한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 작업 롤로부터 스트리퍼의 거리를 판정하는 방법은, 상기 작업 롤 상의 일 지점으로부터 센서의 거리를 판정하기 위해서 센서를 이용하는 단계, 상기 센서 및 스트리퍼의 상대 위치에 관해 저장된 데이터를 추출하는 단계, 및 센서의 판정된 거리 및 저장된 위치로부터 작업 롤에 대한 스트리퍼의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법은, 제 2 양태의 방법에 따라 작업 롤로부터 스트리퍼의 거리를 나타내는 갭을 판정하는 단계, 상기 갭과 요구되는 갭을 비교하는 단계, 비교의 결과가 허용 오차의 수용가능한 범위 밖에 있는지를 판정하는 단계 및, 범위 밖에 있다면, 비교의 결과에 따라 스트리퍼의 위치를 적응시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 스트리퍼의 위치가 판정되고, 미리 정해진 허용 오차들에 순응하여 체크되며, 요구되는 경우 있을 수 있는 모든 비순응의 유발을 정정하는 것이 가능하여, 외부측 영향들이 셋업 후에 스트리퍼 위치를 변화시킨다면, 셋업시 그리고 작동 중 양자가 유용하다.

바람직하게는, 상기 방법은, 상기 작업 롤의 각각의 단부에 센서를 배치하는 단계, 및 이에 대응하여 각 단부에서 스트리퍼의 위치를 적응시키는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 센서들 각각을 위한 거리를 판정하는 단계, 상기 판정된 거리들의 각각을 이용하여 평균, 최소 또는 최대 거리를 계산하는 단계, 및 요구되는 거리와 평균, 최소 또는 최대 거리 사이의 비교의 결과에 기초하여 스트리퍼의 위치를 적응하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 거리 판정 단계, 비교 단계 및 스트리퍼의 위치 적응 단계를 자동으로 반복하는 단계를 포함한다.

이는 로드가 압연 프로세스 중 변할지라도 정확성을 유지한다.

바람직하게는, 상기 방법은 상기 비교의 결과가 허용 오차의 수용가능한 범위 내에 있을 때 반복들 사이에 지연을 적용하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은, 압연되는 물품의 헤드 단부가 출구 측 상의 피드 롤 조립체 상으로 스트리퍼를 통과할 때를 판정하는 단계 및, 이후 액츄에이터가, 요구되는 갭의 허용 오차의 최대 범위보다 작업 롤로부터 더 멀리 스트리퍼를 이동시키는 것을 유발하는 단계를 포함한다.

허용 오차의 최대 범위는 스트리퍼와 롤 사이에서 스트립을 자체로 강제하는 것을 방지하도록 스트립 스레딩 중 허용가능하지만, 헤드 단부가 스트리퍼를 통과한다면, 즉 스트립 스레딩이 완료된다면, 이후 스트리퍼와 작업 롤 사이에 물품이 있게 되는 우려 없이 이러한 한계를 넘어 갭이 증가하는 것을 허용가능하게 하는 최대 갭이다. 이는, 예상치 못한 힘에 기인하여 스트리퍼가 작업 롤과 접촉하게 될 우려가 감소되는 것을 의미한다.

바람직하게는, 스트리퍼의 편차(deflection)는 부하 측정들로부터 계산되며, 스트리퍼의 위치는 판정된 거리와 부하 측정에 응답하여 조절된다.

바람직하게는, 상기 방법은, 센서 측정으로부터 판정된 거리와 함께 롤 부하 실린더 위치를 측정하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은, 상기 스트리퍼의 위치를 조절하기 위해 하나 또는 그 초과의 액츄에이터들을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 장치는 상기 스트리퍼의 편차를 계산하기 위해서 부하 센서들을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 부하 센서들은 액츄에이터들 내의 압력 트랜스듀서들 또는 로드셀들 중 하나를 포함한다.

본 발명에 따른 롤 스트리퍼 장치 및 관련된 방법의 예는, 이제 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 밀스탠드(millstand)의 전체 배열을 예시한다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 피드 롤(feed roll) 조립체의 유형을 보다 상세히 예시한다.
도 3은 도 1의 조립체에서 본 발명의 일 구현예의 상세도이다.
도 4는 본 발명의 장치의 작동 방법의 예시적인 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 대안의 실시예를 예시한다.
도 6은 도 5의 실시예의 대안의 도면을 예시한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 밀스탠드(millstand) 및 피드 롤 조립체를 예시한다. 밀스탠드는 상부 빔(33a) 및 저부 빔(33b)과 사이드 포스트(38a, 38b)들을 갖는 하우징을 포함한다. 롤 초크(roll chock)들(41, 42)이 백업 롤들을 위해 밀스탠드 내에 끼움 장착된다. 압연기(rolling mill) 내의 롤 조립체들은 상이한 롤 직경들, 롤 갭 설정, 두께 제어 및 패스 라인 높이 설정 등을 수용하는 용도로 압연기 하우징들 내에서 수직하게 이동할 수 있어야 한다. 상부 및 하부 백업 롤(39, 40)들은 롤 초크들(41, 42)에 장착되고, 마모 판(wear plate)들(31a, 31b)이 롤 초크들의 외부면들 상에 제공된다. 압연기 하우징의 내부 페이싱들 상에, 대응하는 마모 판(35a, 35b)들이 제공되며, 롤 초크들은 이러한 마모 판들 상에서 미끄러지는 것이 허용된다. 유사하게, 작업 롤(21, 22)들(도 2)을 갖는 작업 롤 조립체들에 대해, 작업 롤 초크(43, 44)들은 이들의 외부 표면 상에서 마모 판(36a, 36b)들을 그리고 이들의 내부 페이싱 표면들 상에서 마모 판(37)들을 갖는 밀스탠드 하우징에 고정된 대응하는 지지부(45, 46)(본 실시예에서, 롤 벤드/밸런스 블록들)들을 갖는다. 실제로는, 초크들의 치수들과 압연기 하우징들 또는 초크 지지부들 사이에는 소정 량의 간극(clearance)(32a, 32b, 32c, 32d)이 존재해야 한다. 이러한 간극은 하우징 닙(nip), 열팽창에 대한 허용 및 롤 조립체들이 규칙적으로 변화되어야 할 필요가 있다는 사실들을 포함하는 수개의 이유들을 위해서 필수이다. 하우징 닙은 언로드 상태와 로드 상태 사이에서 하우징 윈도의 형상이 약간 변화하는 현상이다. 대부분의 압연기들을 위해서, 하우징들의 내부면들은, 롤링 부하가 인가될 때, 하우징들의 내부면들이 내방으로 이동하며, 즉 상부 및 저부 빔(33a, 33b)들이 구부러지며, 따라서 사이드 포스트(38a, 38b)들 역시 구부러지는 것이 유발되며, 그리고, 초크들과 하우징 사이에 불충분한 간극이 존재한다면, 이후 하우징은 초크를 닙(nip)할 것이며, 자유 이동을 방지할 것이다. 초크들과 압연기 하우징들 사이의 설계 간극은, 전형적으로는 1 내지 2 mm이지만, 마모판들이 과도하게 마모되는 것이 허용된다면, 간극은 용이하게 2 mm를 초과하게 될 것이다. 전형적으로, 마모판들은 이들 사이에서 수 밀리미터 간극을 갖는다.

도 2에 도시된 예시에서, 스트리퍼(27)가 저부 작업 롤(21)의 출구 측 상에 제공된다. 정상적으로, 스트리퍼와 작업 롤 사이에 얇은 재료들이 있는 것을 방지하는 것 그리고 표면에 손상을 유발할 수 있는 작업 롤과 스트리퍼의 접촉을 회피하는 것의 이중(twin) 요구조건들을 만족시키기 위해서 스트리퍼 대 롤 갭은 단지 2 mm이다. 작업 롤이 2 mm 또는 그 초과만큼 이동된다면, 이후 이동 방향에 따라서, 이는 간극이 없게 되거나 4 mm 간극을 유발할 수 있으며, 이들 양자는 문제들을 유발할 수 있음을 알 수 있다.

다른 양상은, 롤 변화가 발생할 때, 변화 후 마모판들은 이전의 설정보다 다소 마모될 수 있어, 스트리퍼의 정확한 간극이 유지되는 것을 보장하는 것이 불가능하다는 것이다.

도 2는 도 1의 예를 보다 상세히 예시한다. 이 실시예에서, 스트리퍼(26, 27)들은 피드 롤러(25, 28)들을 지지하는 피드 롤러 조립체(3, 4)들에 고정된다. 피드 롤러 조립체(3, 4)들은, 조립체들이 피드 롤러 지지부(7, 8)들에 대해 이동할 수 있도록 슬라이드(5, 6)들 상에 장착된다. 이 예에서, 다른 유형의 액츄에이터들이 사용될 수 있지만, 이러한 이동은 유압 실린더(9, 10)들에 의해 성취되며, 본 발명은 이러한 특정 예로 제한되지는 않는다. 유압 실린더(9, 10)들은 또한, (내부 또는 외부 트랜스듀서들이 사용될 수 있지만) 외부 위치 트랜스듀서들을 포함하고, 이들 실린더들의 각각의 스트로크는 유압 서보 밸브들 및 제어기들(도시 생략)에 의해 독립적으로 위치제어될 수 있다. 피드 롤러 지지부(7, 8)들은 압연기 하우징에 고정된 피벗(11, 12)들을 중심으로 선회된다. 피드 롤러 지지부(7, 8)들은 유압 실린더(13, 14)들에 의해 피벗(11, 12)들을 중심으로 이동될 수 있다. 유압 실린더(13, 14)들의 클레비스(clevise)들(15, 16)은 압연기 하우징 상에 장착되는 피벗들에 연결된다. 또한, 유압 실린더(13, 14)들은 위치 트랜스듀서들을 포함하고, 이들 실린더들의 스트로크들은 도시 생략된 유압 서보 밸브들 및 제어기들에 의해 독립적으로 제어된다.

DE 102007048747호 및 GB 1106138.9호에서의 설계와 같은 스트리퍼 설계들에 의해, 스트리퍼가 롤 갭을 정확하게 설정하기 위해서, 작업 롤의 위치는 정확하게 공지되어야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 작업 롤로부터 스트리퍼 팁의 거리를 판정할 필요가 있다. 작업 롤의 수직 위치는 롤 부하 실린더(30)의 스트로크, 롤 직경들 및 임의의 패커(packer)(34)들의 치수들 등으로부터 상당히 양호한 정확성으로 공지되어 있지만, 스트리퍼 대 롤 갭이 예컨대, 장비가 먼저 설치될 때의 수동 측정(manual measurement)에 의해 조정(calibrated)될지라도, 롤의 수직 위치가 롤 교체들, 롤 마모 등 이후에 완전 정확하게 공지된다는 것을 확신하기는 어렵다. 이것이, 롤 교체 후 압연기들이 여전히 압연기 영점 조정(mill zeroing calibration) 되어야 하는 이유이다. 이론상, 새로운 영점 위치를 정확하게 계산한 것은 가능할 수 있겠지만, 실제로는 조정이 요구된다.

하우징 간극들 내에서의 롤 조립체의 수평 위치는, 정확하게 공지되지 않으며, 이에 따라 이 위치는 가정되어야 한다. 일반적으로, 압연기의 일측을 가로질러 롤들에 힘을 가하기 위해서, 압연기들은 백업 롤들과 작업 롤들의 수직 중심선들 사이에서 오프셋을 갖는다. 일부 압연기들은 심지어 하우징의 일 측 상을 가로질러 롤 초크들을 푸시하기 위해서 작은 유압 실린더들을 갖는다. 그러나, 롤 초크들이 하우징의 일측에 대항하여 위에 있는 것으로 가정될지라도, 초크 및 압연기 마모판들이 정확하게 얼마나 많이 마모되는지, 치수들이 상이한 세트들의 롤들 사이에서 작업 롤들 및 초크들 양자의 열성장이 정확하게 동일한지의 여부 등과 같은 것은 아직 미공지되어 있어, 롤 초크의 수평 위치에 관하여 일부 불확실성이 아직 존재한다. 간극들 또는 마모 판들의 마모, 또는 상이한 세트들의 초크들 사이의 차이들 및 작업 롤의 가정된 수직 위치에서의 임의의 부정확성에 기인한 작업 롤(21)의 임의의 수평 이동이 스트리퍼 대 롤 갭에서의 에러들을 유발할 수 있다.

현재, DE 102007048747호 및 GB 1106138.9호와 유사한 스트리퍼 설계들을 위해서, 스트리퍼들의 위치를 제어하는 제어 시스템은 소정의 가정들을 만들어야 한다. 수직 위치에 대해서, 제어 시스템은, 이것이 측정된 롤 부하 실린더 위치, 롤 직경들 및 임의의 패커들의 공칭 치수(nominal dimension)들 등으로부터 정확하게 판정될 수 있는 것으로 가정한다. 롤의 수평 위치에 대해서, 제어 시스템은, 이것이 일정한 것으로 가정한다. 일반적으로, 이러한 시스템들은, 초크가 항상 압연기의 일 측에 대항하여 상방에 있는 것으로 가정한다. 스트리퍼 대 롤 갭 상의 수동 체크는 초기 설치 중 또는 유지 보수중 실행되고, 오프셋은 제어 시스템 내에 병합되지만, 후속하여, 제어 시스템은 수평 위치가 변화하지 않은 것으로 가정해야 한다. 일반적으로, 롤 교체 후 스트리퍼 대 롤 갭의 수동 체크를 실시하는 데에는 아주 많은 시간을 소모하여, 또한 시스템이 새로운 롤 조립체가 올드 롤 조립체와 롤 센터와 초크 마모판들 사이에서 동일한 치수들을 정확하게 가지며 또는 수동 측정이 롤 샵에서 이루어졌으며 제어 시스템으로 진입된 것으로 가정해야 한다.

스트리퍼 대 롤 갭 설정을 위해 고려되고 있는 다른 해법은, 스트리퍼가 롤에 닿으며, 이후 정확한 거리만큼 스트리퍼가 이동하여 갭을 설정할 때까지 스트리퍼를 이동시키는 것이다. 스트리퍼와 롤 사이의 접촉은 스트리퍼 조립체를 이동시키는 실린더들에서 힘 측정에 의해 검출될 수 있는데, 예컨대 스트리퍼에서 힘 센서 또는 접촉 센서에 의해 검출될 수 있다. 이러한 방법은, 스트리퍼가 롤 표면을 손상시킬 수 있다는 문제점을 갖는다.

도 3에 예시된 바와 같이 본 발명에서, 작업 롤로부터 스트리퍼 팁의 거리는 스트리퍼 팁(42) 및 조립체의 기하학적 형상에 대해 공지된 위치에서의 센서(47)로부터의 데이터로부터 압연기의 제어 시스템(49)에서 프로세서(도시 생략)에 의해 도출될 수 있다. 이는, 제어 시스템이 스트리퍼 대 롤 갭(48)을 현재 가능한 것보다 훨씬 더 정확하게 계산하는 것을 허용한다. 센서는 거리가 도출되거나 직접 얻어질 수 있는 임의의 편리한 유형의 센서, 예컨대 기계적 거리 센서, 트랜스듀서, 접촉 또는 비접촉 구성의 직선형 가변 차동 트랜스듀서(LVDT: linear variable differential transducer), 초음파 거리계(ultrasonic range meter), 또는 광학 또는 레이저 거리 센서일 수도 있다. 예컨대, 트랜스듀서는 예컨대 일 단부 상에 롤러 또는 광학 장치를 갖는 기계적 장치일 수도 있지만, 견고함(robustness) 및 환경적인 이유들이 아니라면, 유도성 또는 용량성 형식의 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 다른 가능한 트랜스듀서들의 예시들은 와전류(eddy-current), 자기 유도(magneto-inductive) 또는 레이저 센서들을 포함한다.

센서 데이터로부터, 스트리퍼의 팁에 대한 공지된 지점으로부터, 롤에 대한 거리 또는 롤의 표면에 상대적인 공지된 지점이 판정된다. 나타내는 바와 같이, 센서로부터의 거리 측정은 롤 자체로 이루어져야 하는게 아니라, 연삭면들과 같은 롤에 대한 공지된 관계를 갖는 롤 조립체의 일부 다른 부분에서 만들어질 수 있다.

실제 갭이 스트리퍼의 팁과 작업 롤 사이에 있을지라도, 팁에 놓여진 센서는 통과하는 판에 의해 닦여질 수 있어(wiped off), 롤 갭을 직접 측정하기 위해서 스트리퍼의 팁에 센서를 바로 놓는 것 보다 오히려 더 안전한 위치에서 팁으로부터 멀리 공지된 거리에서 센서가 놓여진다. 센서를 팁에 놓는 것의 또다른 실제적인 문제점은, 이 구역에서 많은 공간이 존재하지 않으며, 센서는 쉽게 손상될 수 있어, 센서가 팁으로부터 멀리 장착되는 것이 바람직하다는 것이다. 조립체 및 센서의 공지된 기하학적 형상과 작업 롤의 수직 위치를 센서 측정에 조합함으로써, 이후, 팁에서 롤 갭에 대한 실제 스트리퍼를 양호한 정확성으로 판정하는 것이 가능하다. 스트리퍼의 기하학적 형상이 잘 공지되어 있는 경우들에서, 센서는 스트리퍼 조립체(27) 대신에, 피드 롤러 조립체(4)에 장착될 수 있어, 스트리퍼가 센서를 방해하지 않으면서 교체될 수 있다.

스트리퍼 대 롤 갭의 초기 수동 체킹 및 설정이 아직 행해질 수 있지만, 원한다면, 후속적으로 롤이 간극들 내에서 움직이거나 마모 판들이 마모되거나 또는 새로운 롤 조립체가 상이한 치수들로 설치될지라도, 센서는 시스템이 정확한 스트리퍼 대 롤 갭 거리를 자동으로 유지하게 한다.

롤의 전체 폭을 가로질러 차이점을 고려하기 위해서 각각의 스트리퍼, 스트리퍼 지지부 조립체 또는 피드 롤 조립체 상에서 적어도 2 개의 센서들을 갖는 것(예컨대, 센서가 장착되는 어떠한 장치의 각 단부에서 하나의 센서)이 바람직한데, 이는 롤들의 수평 움직임들이 롤의 각 단부에서 상이할 수 있기 때문이다. 센서(47)들이 스트리퍼(27)의 각 단부에서 상이한 갭(48)들을 측정한다면, 제어 시스템(49)은 각 단부를 독립적으로 조정하거나, 평균 또는 최소 갭을 설정하도록 셋업될 수 있다. 또한, 제어 시스템은 과도한 스트리퍼 대 롤 갭 또는 스트리퍼의 양 단부들 사이에 과도한 차이 또는 너무 작은 스트리퍼 대 롤 거리가 존재하는 경우, 경고(alarm)를 부여하도록 셋업될 수 있다.

일반적으로, 롤의 이 부분이 금속 적층물들 등에 의해 영향을 적게 받기 때문에 금속이 정상적으로 압연되는 영역의 롤 외부측의 에지들에서 스트리퍼와 롤 사이 거리를 측정하기 위한 센서가 바람직할 것이다. 그러나, 롤의 표면 상에 쌓여진 금속에 대해 또는 롤 마모에 대해 갭을 수정하기 위해서, 소정 유형들의 압연기에 대해, 중심에서, 롤 폭을 가로질러 다른 곳에서 스트리퍼 대 롤 갭을 측정하는 것이 요망될 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 다른 옵션은, 센서들이 롤 연삭 지지 영역들에 대한 거리를 측정하는 것이다. 많은 작업 롤들이 롤 연삭중 지지 영역들로서의 사용을 위해서 정확하게 연마(ground)되는 롤 배럴의 외부측(즉, 작업 영역의 외부측) 영역들에 의해 제조된다. 이러한 연삭 지지 영역들에 대한 갭이 센서에 의해 측정된다면, 기하학적 형상으로부터 스트리퍼 대 롤 갭을 계산하는 것은 단순하다.

에지들 대신에, 또는 에지들 뿐만 아니라, 롤의 중심에 센서를 제공하는 것은, 유용할 수 있지만, 이 위치에서의 센서는 유지하기 어려워질 수 있다. 따라서, 본 발명의 추가의 개선은, 부하 하에서 스트리퍼 및 스트리퍼 지지 조립체의 편차를 보상하기 위해서 실린더(9, 13, 10, 14)들의 일부 또는 전부에서 측정되는 부하들을 사용하는 것이다. 스트리퍼 대 롤 갭은 에지들에서와 같이 스트리퍼의 중심에서 동일하지 않은 것이 가능한데, 이는 입구 측 또는 출구 측 상에서 압연되는 재료로부터의 부하가 스트리퍼(26, 27) 및 스트리퍼 지지 조립체의 편차를 유발하기 때문이다. 재료의 부여된 부하 및 폭에 대한 편차의 계산은, 유한 요소(finite element) 계산들 또는 부하 분배에 대한 일부 가정들이 만들어지는 것을 제공하는 유사한 방법들을 사용하여 제어 시스템(49)에 의해 실행될 수 있다. 실린더들에서 측정된 부하들을 사용함으로써, 이에 따라 시스템은 센서들이 위치되는 곳에서의 편차에 비해서 중심에서 스트리퍼가 얼마나 많이 편차가 이루어졌는지를 추정할 수 있고 이에 의해 중심에서 정확한 갭을 얻도록 조절이 이루어질 수 있다. 이렇게 함으로써, 시스템은 에지들에서 단지 센서들만을 갖지만, 롤의 중심에서의 스트리퍼 대 롤 갭을 추정할 수 있다. 실린더를 사용함으로써, 부하들은 단순해지는데, 이는 압력들이 쉽게 측정될 수 있지만, 로드셀들 또는 다른 부하 측정 장치들을 사용하는 것이 또한 가능할 것이기 때문이다.

본 출원의 목적에 대해, 바람직한 실시예 및 상세한 설명들은 저부 롤 및 스트리퍼에 대해 참조하고 있지만, 본 발명은 상부 롤에 대한 스트리퍼 상의 유사한 센서 배열체를 사용하는 실시예들에도 동일하게 적용가능하다.

센서는 롤의 위치에 대한 정보를 제공하기 위해서 스트리퍼 조립체 또는 피드 롤러 조립체 자체에 반드시 장착될 필요는 없다. 원칙적으로, 센서와 롤러 사이 그리고 센서와 스트리퍼 사이의 기하학적 형상이 공지되어 있는 한, 센서는 하우징 또는 일부 다른 지점 상에 장착될 수 있다. 게다가, 센서는 롤 조립체 상에, 예컨대 초크 상에 장착될 수 있으며, 스트리퍼 또는 스트리퍼 지지부에 대한 거리를 검출할 수 있지만, 이러한 해법은 이상적이지 못한데, 왜냐하면 롤 조립체는 이후 센서로부터 제어기까지 신호를 얻는 일부 다른 방법 또는 케이블들을 가져야 하기 때문이다.

도 4는 스트리퍼 갭을 판정하고 유지하기 위해서 장치가 사용되는 방법의 예를 예시한다. 초기 셋업 또는 작업 롤 교체(50) 후 중 어느 하나에서, 제어 시스템(49)은, 스트리퍼 갭이 롤의 표면 또는 압연되는 물품의 헤드 단부에 대한 손상이 출구 측 상에서 작업 롤과 스트리퍼 사이에서 얻어지는 것을 방지하기 위해서 작업 롤로부터 멀리 허용가능한 거리로 설정되는 것을 체크할 필요가 있다. 제어 시스템(49)은 센서(47)로부터 신호를 수신하고(51), 센서가 장착되는 곳의 장치의 기하학적 형상을 알고, 이 정보가 작업 롤(21)로부터 센서의 거리를 판정하도록 사용된다. 제어 시스템은, 이후 작업 롤(21)과 스트리퍼의 팁(42) 사이에서 갭(48)을 판정하기 위해서 센서(47)에 대하여 그의 위치에 대한 공지된 데이터로부터 스트리퍼(27)의 팁(42)의 위치를 도출한다. 이는, 이후 스트리퍼 팁 갭(48)에 대한 현재 작업 롤이 계산되는 것을 허용한다(52). 이 갭은 갭의 공지된 최대 및 최소 허용값과 비교되며(53), 비교의 결과가 미리 설정된 범위 밖에 있다면(54), 제어기는 액츄에이터에 신호를 전송하여 스트리퍼 팁(42)의 위치가 수정되는 것을 유발한다(55). 전형적으로, 이러한 예를 위해서, 이는 실린더(10) 및/또는 실린더(14)가 요구량만큼 팁을 작업 롤에 더 근접하게 또는 더 멀게 이동시키도록 작동하는 것을 포함한다.

필수의 조정을 실행함으로써, 새로운 위치가 허용될 수 있는지를 체크하도록 단계(51 내지 54)들이 반복된다. 이 방법이 단지 셋업 중 사용된다면, 이러한 체크는 이 시점에서 종료된다. 그러나, 일반 롤 또는 압연기 이동의 일부로서 역 부하(adverse load)가 감지되는 것과 같은 특정 이슈에 대응하거나 또는 정규적인 체크의 일부로서의 체크들이 존재해야 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 소망하는 분리에 비해, 작업 롤에 대한 팁의 도출된 거리의 변화가 존재할 때, 예컨대 부하가 먼저 올 때, 이후 이들의 상대 위치들의 적절한 조정이 변화에 대해 보상되도록 적용될 수 있다. 갭이 단계(53)에서 시험된 허용 오차의 범위 밖에 있지 않은 경우에, 이후 사이클이 반복될 수 있다. 이러한 반복은 적용된 지연을 가질 수 있고(56), 또는 역전식 압연기(reversing mill) 내의 물품의 역전 패스(reverse pass)를 위한 준비 상태에서 스트리퍼들의 이동과 같은 특정 이벤트들과 관련될 수 있다.

추가의 향상은 도 5에 예시된 바와 같이 롤의 각 단부에서 2 개 또는 그 초과의 센서들을 사용하는 것이다. 2 개의 센서(47, 47a)들이 롤 원주 둘레에서 상이한 지점들을 검출하도록 배열된다면, 이후 제어 시스템(49)은 롤의 수평 및 수직 위치 양자를 정확하게 판정할 수 있다. 도 6은 도 5의 대안의 도면을 도시하며, 이로부터 센서(47, 47a)들의 상대 위치들 및 다른 컴포넌트들을 보다 명확하게 볼 수 있다.

허용 오차들이 정확하지 않을 때 롤에 대한 손상에 관한 고려사항들 및 스트리퍼 영역에서의 공간 상의 제약들의 관점에서, 압연기의 작동은 재료의 헤드 단부가 작업 롤 갭을 통해 통과하기에 단지 충분히 긴 최소 갭으로 스트리퍼를 위치시킴으로써 더 향상될 수 있다. 스트리퍼는 스레디드식(threaded)이고, 헤드 단부가 롤 갭을 통해 안전하게 통과된다면, 이후 스트리퍼는 진로 밖으로 치워진다(backed off out of the way). 본 발명의 센서는, 이러한 향상을 가능하게 하는데, 이는 왜냐하면 스트리퍼는 각각의 연속 패스에 필요한 갭을 가지고 작업 롤 근처로 정확하게 되돌릴 수 있지만, 헤드 단부의 통과중 이외에 작업 롤의 진로 밖으로 이동시킬 수 있기 때문이다. 이는, 압연되는 물품의 헤드 단부가 안전하게 스레디드식으로 된 이후에 발생하는 반대의 부하에 대하여 작업 롤을 보호한다. 스트리퍼를 치우는 정확한 시간의 판정은, 물품의 트래킹, 밀스탠드 또는 스트리퍼 상의 부하의 검출, 헤드 단부가 통과할 때를 결정하는 트래킹 속도 및 시간 또는 이 파라미터들의 일부 조합에 기초할 수도 있다. 이후, 헤드 단부가 스트리핑 포인트를 통과하여 반대의 부하의 경우에 롤 접촉에 대항하여 부가적인 보호를 부여한다면, 갭은 충분히 능동적으로 개방된다.

보다 안전한 상태로의 공급대(feedtable) 후퇴를 위한 상태를 판정하도록 사용될 수 있는 다양한 방법들 중, 가장 간단한 것은, 스트리퍼가 후퇴된 후에 밀스탠드 상에서 부하 검출 후 시간 지연을 적용하는 것이다. 밀스탠드 상의 부하 검출 후, 압연기 속도 및 부하로부터의 시간에 기초한 슬래브 노우즈 단부 위치가 계산되는 대안예들은, 슬래브 노우즈가 스트리퍼 노우즈를 지난 것으로 판정하도록 검출되고, 이후 스트리퍼가 후퇴되거나; 또는 롤 바이트로부터 안전 거리에서 슬래브 노우즈를 검출하기 위해서 레이저, 포토셀(photo-cell) 또는 고온 금속 검출기와 같은 센서를 사용하는 옵션이 필수는 아니지만 유용할 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 스트리퍼가 후퇴되고 있다면, 출구 스트리퍼는 다음 패스를 위한 정확한 수직 위치로 재설정될 수 있지만, 이는 선택적이다. 통상적으로, 다음 패스를 위해 준비된, 특히 패스의 출구 측 상의 스트리퍼를 위해 준비된 최종 위치설정은, 롤 부하 실린더가 "갭 셋트(gap set)" 상태에 있는 다음에 발생한다. 그러나, 만약 작업 롤의 매우 명확한 패스의 입구 측 상에 스트리퍼를 위치설정한다면, 최종 위치 설정은 롤 바이트로부터 슬래브 배출 직후에 발생할 수 있다(부하 검출 손실)

입구 측 또는 출구 측 상의 이러한 치움(backoff)은 작업 롤 표면으로부터 멀리 스트리퍼를 이동시키도록 각각의 실린더(13, 14)들의 수직 이동에 의해 단독으로 실현될 수 있다. 대안으로, 실린더(9, 10)들의 이동이 가능하다. 실린더(9, 13; 10, 14)들의 쌍들에 의해 유발되는 이동의 조합이 또한 실용적이다. 입구 측 및 출구 측 양쪽에 이러한 특징이 제공되는 것은 본질적인 것은 아니며, 통상적으로, 입구 측은 출구 측 상에서보다 더 큰 안전 갭을 갖도록 셋업될 수 있어, 이러한 치움이 단지 출구 측 상에서만 구현된다. 그러나, 어느 한쪽 또는 양쪽들에서 치움을 실현하는 실시예가 배제되는 것은 아니다.

스트리퍼는, 압연기가 다음 패스로 역전할 때 또는 압연기가 다음이지만 이러한 스트리퍼가 다시 출구 측 상에 있을 때의 하나의 패스로 역전할 때 작은 갭 위치로 복귀된다. 입구 측에서, 갭은 덜 중요해서, 이는 심지어 스트립 스레드들 이전에 더 큰 갭으로 설정될 수 있다. 출구 측에서, 갭은 초기에 통과하는 스트립 출구 두께보다 상당히 더 작지만, 헤드 단부가 스트리퍼를 지나간다면, 이후 갭은 증가될 수 있다는 것이 중요하다.

요약하면, 본 발명은 스트리퍼에 또는, 스트리퍼 지지 조립체 또는 스트리퍼에 대한 위치가 공지된 다른 위치에 장착되는 하나 또는 그 초과의 센서들을 제공하며, 이 센서들은 스트리퍼, 또는 스트리퍼 지지 조립체 또는 공지된 위치와 롤 표면, 또는 롤 연삭 영역, 또는 작업 롤 표면에 대한 그의 기하학적 형상이 공지된 롤 조립체의 임의의 다른 부분 사이 거리를 측정한다. 배열체의 기하학적 형상과 함께 센서에 의한 측정은, 이후 최적의 스트리퍼 대 롤 갭을 설정하기 위해서 스트리퍼의 위치를 조정하기 위해서 사용될 수 있다. 롤의 각각의 단부에서 센서가 사용될 수 있고, 시스템이 최적의 갭을 설정하기 위해서 각각의 단부에서 별도로 상기 갭을 설정하거나, 2 개의 조치들의 조합을 사용할 수 있다. 센서들은 이들이 롤 등 상에서 금속 형성(build up)에 의해 영향을 받지 않도록 정상적인 압연 폭의 외부측에서 롤의 에지들에 장착될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 센서들이 정상적인 압연 폭 내에서 장착되면, 롤 마모 또는 금속 축적의 검출을 가능하게 한다. 스트리퍼 조립체 상에서의 이러한 부하들은 실린더들 내의 압력들에 의해 또는 로드셀들에 의해 측정될 수 있고, 이러한 부하들로 인한 스트리퍼 조립체의 편차가 계산되며, 스트리퍼 위치는 이러한 편차를 보상하기 위해서 조절된다.

Claims

롤 스트리퍼 장치로서,
상기 장치는, 스트리퍼 지지부 상에 장착되는 스트리퍼, 센서 및 프로세서를 포함하며,
상기 센서는 작업 롤에 대한 거리의 측정을 제공하도록 구성되며,
상기 프로세서는 센서에 의해 제공된 거리를 사용하여 작업 롤에 대한 스트리퍼의 팁의 위치를 판정하도록 구성되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센서는 스트리퍼의 팁으로부터 미리 정해진 거리에서 장착되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서는 스트리퍼, 스트리퍼 지지부, 피드 롤 조립체, 피드 롤러 지지부, 압연기 하우징 또는 롤 초크(roll chock) 중 하나에 장착되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서가 상기 장치의 중심에 장착되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
작업 롤의 하나 또는 그 초과의 롤 연삭(grinding) 지지부 영역들에 마주하여 센서가 장착되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치는 상기 장치의 길이를 따라 이격된 2 개 또는 그 초과의 센서들을 포함하는,
롤 스트리퍼 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 장치의 각각의 단부에 센서가 장착되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 장치는 작업 롤의 원주를 따라 이격된 2 개 또는 그 초과의 센서들을 포함하는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서는 한 쌍의 작업 롤들 중 하부 작업 롤로부터의 거리를 판정하도록 구성되는,
롤 스트리퍼 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서는 접촉 또는 비접촉 유도성(inductive) 또는 용량성(capacitative) 센서, 기계적 거리 센서, 트랜스듀서, 또는 광학 범위 파인더(finder) 중 하나를 포함하는,
롤 스트리퍼 장치.
작업 롤로부터 스트리퍼의 거리를 판정하는 방법으로서,
상기 작업 롤 상의 일 지점으로부터 센서의 거리를 판정하기 위해서 센서를 이용하는 단계,
상기 센서 및 스트리퍼의 상대 위치에 관해 저장된 데이터를 추출하는 단계, 및
센서의 판정된 거리 및 저장된 위치로부터 작업 롤에 대한 스트리퍼의 위치를 계산하는 단계를 포함하는,
작업 롤로부터 스트리퍼의 거리를 판정하는 방법.
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법으로서,
제 11 항의 방법에 따라 작업 롤로부터 스트리퍼의 거리를 나타내는 갭을 판정하는 단계,
상기 갭과 요구되는 갭을 비교하는 단계;
비교의 결과가 허용 오차의 수용가능한 범위 밖에 있는지를 판정하는 단계 및, 범위 밖에 있다면, 비교의 결과에 따라 스트리퍼의 위치를 적응시키는 단계를 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 작업 롤의 각각의 단부에 센서를 배치하는 단계, 및
이에 대응하여 각 단부에서 스트리퍼의 위치를 적응시키는 단계를 더 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
센서들 각각에 대한 거리를 판정하는 단계,
상기 판정된 거리들의 각각을 이용하여 평균, 최소 또는 최대 거리를 계산하는 단계, 및
요구되는 거리와 평균, 최소 또는 최대 거리 사이의 비교의 결과에 기초하여 스트리퍼의 위치를 적응하는 단계를 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
거리 판정 단계, 비교 단계 및 스트리퍼의 위치 적응 단계를 자동으로 반복하는 단계를 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 비교의 결과가 허용 오차의 수용가능한 범위 내에 있을 때 반복들 사이에 지연을 적용하는 단계를 더 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
압연중인 물품의 헤드 단부가 출구 측 상의 피드 롤 조립체 상으로 스트리퍼를 통과할 때를 판정하는 단계 및, 이후
액츄에이터가, 요구되는 갭의 허용 오차의 최대 범위보다 작업 롤로부터 더 멀리 스트리퍼를 이동시키는 것을 유발하는 단계를 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
스트리퍼의 편차(deflection)는 부하 측정들로부터 계산되며, 스트리퍼의 위치는 판정된 거리와 부하 측정에 응답하여 조절되는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
센서 측정으로부터 거리를 판정하는 것과 조합하여 롤 부하 실린더 위치를 측정하는 단계를 더 포함하는,
스트리퍼 및 작업 롤의 상대 위치를 제어하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스트리퍼의 위치를 조절하기 위해 하나 또는 그 초과의 액츄에이터들을 더 포함하는,
롤 스트리퍼 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 스트리퍼의 편차를 계산하기 위해서 부하 센서들을 더 포함하는,
롤 스트리퍼 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 부하 센서들은 액츄에이터들 내의 압력 트랜스듀서들 또는 로드셀들 중 하나를 포함하는,
롤 스트리퍼 장치.