KR101800317B1

KR101800317B1 - 압연코일의 형상교정장치

Info

Publication number: KR101800317B1
Application number: KR1020160155030A
Authority: KR
Inventors: 유문철; 김태은
Original assignee: 태창기계공업(주)
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2017-11-22

Abstract

본 발명은 압열코일의 형상교정장치로서, 스킨패스밀(SPM;2)의 후단에 배치되며 복수개의 교정롤(5)을 구비한 텐션롤러레벨러(4)와, 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 회전구동하는 구동모터(9)와, 상기 스킨패스밀(SPM;2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이에 배치되어 통과되는 코일(s)의 장력을 검출하는 장력검출수단(3)과, 상기 장력검출수단(3)으로부터의 검출신호에 따라 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)의 회전속도를 가감하여 상기 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이의 코일의 장력을 설정치로 유지하도록 제어하는 제어수단(10)을 포함한다.

Description

압연코일의 형상교정장치 {Correction apparatus for rolled coil}

본 발명은 압연코일의 형상교정장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 압연라인에서 생산되는 고장력 박판 핫코일의 두께나 평탄도 등의 형상을 고품질로 정밀하게 교정하되, 설비의 증설이나 추가적인 공간확보 없이도 기존의 형성교정라인을 개량하여 고장력 박판 코일을 효과적으로 형상교정할 수 있고, 아울러 코일의 생산로스를 줄일 수 있는 새로운 구조의 압연코일의 형상교정장치에 관한 것이다.

압연라인에서 생산된 핫코일은 정정라인에서 주문규격에 맞도록 소정 두께와 폭의 코일로 가공하게 되는데, 이러한 정정라인에는 코일의 평탄도를 개선하거나, 표면조도 조절, 경도부여 또는 연신응력방지 등의 목적으로 대체로 스킨패스밀(SPM)을 배치하게 된다. 이러한 스킨패스밀(SPM)은 압연코일의 기계적 성질을 개선하고 표면사상을 행하거나 원하는 치수규격을 달성하기 위해 스트립 두께의 0.3~3.0%정도의 가벼운 냉간압연을 행하는 것으로서, 조질(調質)압연이라고 칭하는데, 한 쌍의 작업롤을 포함하는 4 내지 6개의 롤로 구성되어, 소재에 따라 소정의 압하력으로 스트립을 가압하고, 전후단에서의 장력제어 및 롤벤딩 등의 수단을 통하여 스트립의 두께나 형상 및 평탄도를 제어하게 된다.

그러나 이러한 스킨패스밀(SPM)은 두께감소율이 상대적으로 작고 표면의 개질에 주안점을 가진 것으로서, 코일의 휨이나 비틀림, 에지웨이브, 센터버클 등 다양한 형상불량에 대하여 만족스러운 교정효과나 평탄도를 얻기 어렵기 때문에 스킨패스밀(SPM)과 별도로 다수의 교정롤을 구비한 텐션롤러레벨러(Tension Roller Leveller)를 추가적으로 통과시켜서 코일의 치수나 형상불량을 교정하고 평탄도를 높이도록 하는 것이 일반적이다. 이러한 텐션롤러레벨러는 스킨패스라인의 후단에 배치되고, 직렬 배치되는 다수의 교정롤이 서로 약간 옵셋되도록 배치된 복수개의 무구동 아이들롤로 구성되며, 이러한 무구동방식의 텐션레벨러의 전후단에서 코일을 당기는 장력에 의해 형상교정작용을 수행한다.

그런데, 근래에 핫코일에 대한 고장력화 및 박판화 추세하에서 코일의 평탄도, 두께 등의 코일규격이나 정밀한 형상에 대한 품질기준도 더욱 엄격해지고 있는데, 종래의 스킨패스밀(SPM) 또는 이에 직렬배치되는 기존의 무구동방식의 텐션롤러레벨러만으로는 효과적인 형상교정을 달성하기 어려우며, 특히 기존의 장치로는 고장력 박판 코일의 형상교정에 필요한 충분한 장력을 코일에 가할 수 없었다.
일반적으로 고장력 박판 코일에 대한 휨, 비틀림, 에지웨이브, 센터버클 등의 형상교정을 효과적으로 수행하기 위해서는 텐션롤러레벨러의 교정롤(워크롤)직경을 줄이거나 코일에 작용하는 장력을 증대시키는 방안을 고려할 수 있다. 이 중에서 교정롤의 직경을 줄이는 방안은, 교정롤 조인트 소형화의 한계로 인해 교정롤의 직경을 원하는 만큼 충분히 줄이는 데는 한계가 있다.
한편, 고장력 박판 코일의 생산을 위해 코일에 작용하는 장력을 증대시키는 하나의 방법으로 형상교정라인의 최종단에 설치되어 스킨패스밀과 텐션롤러레벨러를 통과한 코일을 권취하면서 코일에 장력을 부여하는 텐션릴의 권취력을 높이는 방안을 고려할 수 있으나, 이 방법은 코일의 장력을 어느 정도 높일 수 있으나, 텐션릴을 일정한 장력으로 권취하지 않고 텐션릴의 장력을 변동시키거나 증대시키면, 코일의 떨림현상이나 채터링이 발생하여 코일이 진원상태로 원활하게 권취되지 못하게 되는 권취분량이 초래될 수 있어서 텐션릴의 장력조절만으로는 고장력 박판 코일의 형상교정에 만족스러운 장력을 부여하기 곤란하다.
고장력 박판 코일의 생산을 위해 코일에 작용하는 장력을 증대시키는 다른 방법으로, 압연라인에 설치된 텐션조절롤(TBR; Tension Bridle Roller)의 롤을 증설하는 방법도 있으나, 이것은 비교적 부피가 큰 텐션조절롤의 추가적인 설치를 위한 설치공간의 추가적인 확보와 추가적인 설비증설이 요구되므로, 기존의 압연라인을 고장력 박판코일의 교정에 적합하게 개선하는데 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

또한, 기존의 장치는 페이오프릴에서 인출되어 스킨패스밀과 텐션롤러레벨러를 통과한 코일의 선단이 정정라인의 최종단에 배치된 텐션릴에 도달하여 권취되어야만 비로소 코일에 장력이 작용하여 텐션롤러레벨러에서 형상교정작용이 수행되므로, 코일공급 초기의 텐션롤러레벨러와 텐션릴 사이에 걸쳐지는 코일의 선단부는 텐션롤러레벨러에 의한 형상교정압력을 받지 못하여 코일형상교정이 이루어지지 못하여, 이러한 코일선단부는 코일의 형상에 대한 품질기준에 미달되어 상품화되지 못하므로 코일의 로스가 발생되어 이로 인해 수율이나 생산성이 만족스럽지 못하는 문제점이 있었다.

일본특허공개 2007-330996호(2007.12.27)

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 압연코일의 형상교정장치의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 설비의 증설이나 설치공간의 추가적인 확보없이도 고장력 박판 코일을 두께나 평탄도 등을 정밀하고 고품질로 효과적으로 형상교정할 수 있고, 아울러 코일의 생산로스를 줄일 수 있는 새로운 구조의 압연코일의 형상교정장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 페이오프릴(1)에서 인출되는 코일(s)이 스킨패스밀(SPM;2)을 거쳐서 텐션릴(8)로 권취되는 압연코일의 형상교정라인에 있어서, 스킨패스밀(SPM;2)의 후단에 배치되며 복수개의 교정롤(5)을 구비한 텐션롤러레벨러(4)와, 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 회전구동하는 구동모터(9)와, 상기 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이에 배치되어 통과되는 코일(s)의 장력을 검출하는 장력검출수단(3)과, 상기 장력검출수단(3)으로부터의 검출신호에 따라 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)의 회전속도를 가감하여 상기 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이의 코일의 장력을 설정치로 유지하도록 제어하는 제어수단(10)을 포함하며, 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)이 구동모터(9)에 의해 구동되면서 교정롤(5)과 마찰접촉되는 코일(s)에 상기 제어수단(10)에 의해 설정된 일정한 장력을 부여하도록 된 것을 특징으로 하는 압연코일의 형상교정장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 압연코일의 형상교정라인에서 스킨패스밀(2)의 후단에 배치되는 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 구동모터(9)에 의해 구동하여 코일에 장력을 부여하되, 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이에 배치된 장력검출수단(3)으로 통과되는 코일의 장력을 검출하여 이 부분의 장력을 일정하게 제어함으로써, 코일의 장력부여를 텐션릴(8)에 과도하게 의존하거나 장력조절롤(TBR)과 같은 별도의 장력부여수단을 추가로 증설하지 않으면서도, 텐션롤러레벨러(4)를 통해 코일에 가해지는 장력을 증대시키면서, 그 장력을 일정하게 유지할 수 있어서 고장력 박판 코일에 대한 형상교정능력을 증대시킬 수 있다.

또한, 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)이 구동되면서 코일에 형상교정작용을 수행하므로, 코일의 선단이 정정라인의 최종단인 텐션릴(8)에 도달하여 감기면서 장력이 부여되지 않더라도 코일에 대한 형상교작용이 이루어지므로, 그만큼 초기에 공급되는 코일 선단부의 형상교정이 이루어지지 않음으로 인한 코일의 생산로스를 방지할 수 있어서, 생산성과 수율이 향상된다.

본 발명에 따르면, 기존의 형상교정라인의 텐션롤러레벨러(4)에 구동모터(9)를 설치하여 구동방식으로 변환하여 달성되므로, 고장력 박판의 형상교정에 적합한 수준의 장력증대를 위한 장력부여설비의 증설을 위한 설치공간의 증대나 장력부여설비의 증설 없이도, 이미 기설치되어 용량이나 사양이 정해져 있는 스킨패스밀(SPM)이나 텐션롤러레벨러(4)를 포함하는 기존의 정정라인 또는 형상교정라인을 그대로 활용하면서, 라인 전체를 고장력 박판 코일의 형상교정에 적합하게 성능개선할 수 있어서, 고장력 박판 코일 형상교정라인의 코스트절감에 특히 유리하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 구성도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 압연코일의 정정라인으로서 압연코일 형상교정장치의 구성을 보여주는 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 페이오프릴(1)에서 인출되는 코일(s)을 스킨패스밀(SPM;2)을 거치면서 일차로 조질압연하여, 평탄도개선, 표면조도 조절 등의 일차적 형상교정을 행한다. 이어서 코일(s)은 텐션롤러레벨러(4)를 지나는데, 이 텐션롤러레벨러(4)의 다수의 교정롤(5)을 거치면서 휨이나 비틀림, 에지웨지브나 센터버클 등의 교정과 같은 본격적인 코일 형상교정이 이루어진다. 이후에 형상교정된 코일(s)은 텐션조절롤(TBR;6)을 지나고 최종적으로 텐션릴(8)에 의해 당겨지면서 코일형태로 감겨서 회수된다. 상기 텐션조절롤(6)은 정정라인의 설계여건에 따라 스킨패스밀(2)의 전단이나 기타 적절한 개소에 단독으로 또는 복수개 배치된다.

그런데, 본 발명에 따르면, 상기 텐션롤러레벨러(4)의 복수개의 교정롤(5)에는 구동모터(9)가 직접 또는 간접적으로 구동연결된다. 이와 같이, 구동모터(9)에 의해 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 적극적으로 회전구동시킴으로써, 텐션릴(8)에 의해 당겨져서 장력이 인가되는 코일(s)에 텐션롤러레벨러(4)의 회전구동되는 교정롤(5)과의 마찰 접촉에 의해 추가적으로 장력이 부여된다. 이러한 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)에 의해 코일(s)에 가해지는 장력의 크기나 텐션릴(8) 등의 다른 장력부여수단과의 장력인가비율은 정정라인의 요구성능이나 설계조건, 생산되는 코일(c)의 종류나 규격, 코일의 형상불량의 종류나 품질요구 조건 등에 따라 적절하게 선택되거나 조절된다. 그리고 이와같이 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)에 의해 가해지는 장력은 고강도 박판 코일의 소요의 형상품질 규격에 부합하도록 일정하게 제어되어야 한다.

이를 위해, 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이의 코일(c)의 이송경로상에는 통과되는 코일의 장력을 검출하는 장력검출수단(3)이 배치된다. 이 장력검출수단(3)은 바람직하게는 로드셀이 구비된 텐션미터롤(TMR)로 이루어져서 통과되는 코일에 의해 인가되는 하중이나 부하를 검출함으로써 코일의 장력값을 산출한다. 그리고 이 장력검출수단(3)에 의해 검출된 장력검출값은 본 발명의 제어수단(10)으로 보내진다. 이 제어수단(10)은 본 발명에 따른 정정라인을 전체적으로 제어하는 것으로서, 장력검출수단(3)의 검출신호에 따라 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 구동하는 구동모터(9)를 제어하여 교정롤(5)의 회전속도를 실시간으로 가감함으로써, 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이의 코일의 장력을 설정된 목표치 범위 내로 유지하도록 제어한다. 이에 따라 고품질의 고장력 박판 코일의 형상교정이 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 종래의 아이들롤로 제작하는 비구동방식이 아니라, 구동모터(9)에 의해 적극적으로 구동되는 구동방식으로 전환함으로써, 기존의 형상교정라인에서 별도의 장력부여설비의 증설없이, 코일(c)에 가해지는 장력의 수준을 고장력 박판 코일의 형상교정에 적합한 수준으로 증대시켜서 운용할 수 있다. 또한, 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이의 지점에 대한 장력제어를 통해 텐션롤러레벨러(4)에 의해 가해지는 장력을 일정한 수준으로 정밀하게 실시간으로 제어하여 코일에 대한 위치별 장력편차나 코일의 늘어짐 등을 방지하여 고장력 박판 코일에 대한 정밀하고 효과적인 형상제어를 행할 수 있다.

또한 텐션롤러레벨러(4)에서 코일에 직접 장력을 가하기 때문에 페이오프릴(1)에서 풀려나온 코일의 선단부가 텐션롤러레벨러(4)에 도달한 직후부터 형상교정작용이 수행되므로, 종래의 비구동방식의 텐션롤러레벨러와 같이 코일의 선단이 라인의 최종단에 배치되는 텐션릴(8)에 도달하지 않더라도 형상교정이 이루어져서 품질미달의 코일의 발생을 최소화시킬 수 있으므로, 코일의 생산로스를 줄이고 생산성을 개선할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 기존의 형상교정라인의 텐션롤러레벨러(4)에 구동모터(9)를 설치하여 구동방식으로 변환하여 달성되므로, 이미 기설치되어 용량이나 사양이 정해진 스킨패스밀(SPM)이나 텐션롤러레벨러(4)를 포함하는 기존의 정정라인 또는 형상교정라인을 그대로 활용하면서 라인전체를 고장력 박판 코일의 형상교정에 적합하게 성능개선하기에 특히 적합하게 적용될 수 있다.

도시된 실시예는 본 발명의 기본적인 구성을 보여주는 것으로서, 실제 장치에서는 여러 가지 장치가 부가될 수 있다. 예를 들면, 페이오프릴(1)의 후단에는 코일을 용접하는 웰더가 구비될 수 있고, 스킨패스밀(2)의 전단에는 엔트리 텐션조절롤이 배치될 수 있으며, 적절한 위치에 코일의 형상이나 두께를 측정하는 게이지장치가 배치될 수 있고, 텐션롤(8)의 전단에는 코일에 오일을 도포하는 오일러가 배치될 수 있다.

Claims

페이오프릴(1)에서 인출되는 코일(s)이 스킨패스밀(SPM;2)을 거쳐서 텐션릴(8)로 권취되는 압연코일의 형상교정라인에 있어서, 스킨패스밀(SPM;2)의 후단에 배치되며 복수개의 교정롤(5)을 구비한 텐션롤러레벨러(4)와, 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)을 회전구동하는 구동모터(9)와, 상기 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이에 배치되어 통과되는 코일(s)의 장력을 검출하는 장력검출수단(3)과, 상기 장력검출수단(3)으로부터의 검출신호에 따라 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)의 회전속도를 가감하여 상기 스킨패스밀(2)과 텐션롤러레벨러(4) 사이의 코일의 장력을 설정치로 유지하도록 제어하는 제어수단(10)을 포함하며, 상기 텐션롤러레벨러(4)의 교정롤(5)이 구동모터(9)에 의해 구동되면서 교정롤(5)과 마찰접촉되는 코일(s)에 상기 제어수단(10)에 의해 설정된 일정한 장력을 부여하도록 된 것을 특징으로 하는 압연코일의 형상교정장치.