KR102435215B1

KR102435215B1 - 리프팅 마그넷용 부착 자극, 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷, 강재의 반송 방법, 그리고 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102435215B1
Application number: KR1020207015568A
Authority: KR
Inventors: 유키 다카키; 마사키 고바야시; 준이치 요츠지
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2022-08-22
Also published as: KR20200074211A; EP3718946A1; US20200385240A1; CN111417591A; JP6787484B2; WO2019107504A1; CN111417591B; EP3718946A4; JPWO2019107504A1; US11875940B2

Abstract

강재를 1매만 혹은 목적의 매수만, 취할 수 있는, 리프팅 마그넷용 부착 자극, 리프팅 마그넷, 강재의 반송 방법, 그리고 강판의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 리프팅 마그넷의 리프팅 마그넷용 부착 자극으로서, 리프팅 마그넷의 철심과 접하고, 분기 구조를 갖는 제1 분할 자극과, 리프팅 마그넷의 요크와 접하고, 분기 구조를 갖는 제2 분할 자극을 갖고, 제1 및 제2 분할 자극이 번갈아 배치되는 것이다.

Description

리프팅 마그넷용 부착 자극, 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷, 강재의 반송 방법, 그리고 강판의 제조 방법

본 발명은, 제철소, 강판 가공 공장 등에 있어서의 강재의 매달아 올림 및 반송에 이용하는 리프팅 마그넷용 부착 자극(磁極), 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷, 강재의 반송 방법, 그리고 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

제철소의 후판 공장에 있어서는, 강재의 매달아 올림 및 반송을 행하고 있다. 후판 공장에서의 공정은, 크게 나누어, 덩어리 형상의 강재를 소망하는 두께까지 연신하여 강판으로 하는 압연 공정과, 출하 사이즈로의 잘라냄, 단부의 버어 제거, 표면 하자의 손질, 내부 하자의 검사 등을 행하는 정정(精整) 공정의 2개로 나누어진다. 정정 공정 대기 및, 정정 공정 후의 출하 대기의 강판은, 유치 장소의 제약상, 수매∼수십매를 적층한 상태로 보관하고 있다. 또한, 이후의 설명에서는, 강판을 포함하여 간단히 강재라고 칭하는 경우도 있다.

통상, 정정 공정 및, 출하나 배치 전환을 행할 때에는, 크레인에 부착한 전자석식의 리프팅 마그넷(이하, 리프마그라고 칭하는 경우도 있음)을 사용하고, 보관 장소로부터 대상의 1매만을 매달아 올려 이동시키는 작업이나, 대상의 수매만(예를 들면, 2∼3매)을 매달아 올려 이동시키는 작업이 발생한다. 그러나, 제철소에 있는 통상 사용되고 있는 리프팅 마그넷으로 판두께가 얇은(대체로 20㎜ 이하) 강재를 매달아 올리고자 하면, 매달아 올리는 대상이 되는 강재의 아래에 겹쳐져 있는 강재까지도 흡착해 버린다. 여분으로 흡착한 강재에 대해서는, 리프팅 마그넷의 전류량의 조정이나 전원의 온 오프 작업을 행함으로써 떨어뜨려, 흡착하는 매수를 조정할 필요가 있다. 그 때문에, 크레인을 조작하는 오퍼레이터의 기량에 따라서는, 몇번이나 재시도가 발생하고, 그 결과 대폭적인 작업 효율의 저하로 연결된다. 또한, 상기한 흡착하는 매수를 조정하는 작업이, 크레인 자동화의 큰 장해로 되어 있다.

종래부터, 리프팅 마그넷을 이용한 장치에서 강재의 매달아 올리는 매수를 제어하는 방법으로서는, 예를 들면 특허문헌 1이나 특허문헌 4에, 리프팅 마그넷의 코일로 인가하는 전류를 제어하여 매달아 올림력을 제어하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 리프팅 마그넷의 흡착력을 증가시키는 방법으로서는, 예를 들면 특허문헌 2에, 소형의 영구 자석을 복수 갖는 리프팅 마그넷을 이용하는 기술이 기재되어 있다. 또한, 작업의 자동화에 관한 방법으로서는, 예를 들면 특허문헌 3에, 독립적으로 여자하는 소형 전자석을 복수 갖는 리프팅 마그넷을 이용하는 기술이 기재되어 있다.

일본공개특허공보 평02-295889호 일본공개특허공보 평07-277664호 일본공개특허공보 2000-226179호 일본공개특허공보 1998-194656호

여기에서, 일반적인 전자석식 리프팅 마그넷의 내부 구조를 설명하는 단면도를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타내는 일반적인 전자석식 리프팅 마그넷(이하, 일반적인 리프팅 마그넷을 간단히 리프팅 마그넷이라고 칭함)은, 내부에 직경 백∼수백㎜의 코일(103)을 갖는다. 코일(103)의 내측에는 철심(내극)(101), 코일(103)의 외측에는 자장을 통과시키기 위한 계철(요크: 외극) (102)이 부착되어 있다. 코일(103)에 통전한 상태로 내극(101)과 외극(102)이 강재와 접촉함으로써 자장 회로가 형성되어, 리프팅 마그넷에 강재가 흡착한다.

통상, 후판 공장에서 사용하는 리프팅 마그넷은, 충분한 매달아 올림력을 확보하기 위해, 1개의 큰 코일에서 자속을 발생시켜 강재에 큰 자속을 입력(인가)시키고 있고, 내극을 통과하는 자속 밀도는 1T(＝10000G) 정도가 되도록 설계되어 있다. 그러나, 이와 같이 1개소로부터 큰 자속을 인가하는 방법의 경우, 판두께 20㎜ 이하의 비교적 얇은 강재에서는 최상층의 강재 내에서 자속 포화를 일으키는 문제가 있다. 그 때문에, 전술한 바와 같이 복수매가 한 번에 흡착하여, 강재의 운반 작업의 효율의 저하로 이어지거나, 크레인 자동화의 큰 장해가 되고 있다.

또한, 리프팅 마그넷에 흡착하는 매수를 제어하기 위해서는, 강재의 판두께 및 매달아 올리고자 하는 강재의 매수에 따라서, 겹친 상태의 강재 내에서 자속이 도달하는 침투 깊이를 제어할 필요가 있다는 문제가 있다.

상기한 최상층의 강재 내에서 자속이 포화한다는 문제에 대해서는, 특허문헌 1에 기재된 인가하는 전류를 제어하는 기술도 유효하기는 하다. 그러나, 후판 공장에서는 자기 특성, 판두께가 상이한 여러 가지 강재를 취급하고 있는 점에서, 매달아 올리는 강재마다 세밀하게 전류값을 제어할 필요가 있어, 전류를 고정밀도로 일정하게 유지하기 위한 제어 기구가 필요하다. 또한, 매달 때에는 강재의 판두께 등을 센싱할 필요가 있어, 그를 위한 센서류가 필요하여 초기 도입 비용이 비싸다.

특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 이용하는 자석이 영구 자석이고, 일반적으로, 전자석식의 리프팅 마그넷과 비교하여 큰 흡착력을 확보하는 것이 어렵다. 그 때문에, 제철소의 후판 공장에서 수t∼수십t의 강재를 수송하는 리프팅 마그넷에 적용하는 것은 어렵다.

특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 세분화한 각 자극에 부착되도록, 코일을 소형화할 필요가 있다. 그러나, 수t∼수십t의 강재를 수송하기 때문에, 소형화한 코일의 흡착력은 대형의 코일과 동등하게 되도록 설계할 필요가 있다. 코일의 흡착력은, 대체로, (흡착 면적)×(코일 감기수의 2승)×(전류의 2승)으로 구해진다. 코일을 소형화할 때에 코일 구리선의 선 지름을 유지한 채로 감기수를 줄여 소형화하면, 흡착 면적 혹은 전류값을 올릴 필요가 있다. 그 때문에, 흡착 면적을 올리는 경우에는, 리프팅 마그넷 중량의 증가에 의한 크레인으로의 부하 증대라는 과제가 발생한다. 전류값을 올리는 경우에는, 코일의 발열량의 증가에 의한 코일 소손(燒損) 리스크라는 과제가 발생한다. 그러나, 흡착 면적과 전류를 유지한 채로 코일 구리선의 선 지름을 가늘게 하여 감기수를 확보하는 경우에서도, 코일의 전기 저항의 증가에 의해 소비 전력, 발열량이 증가하여, 코일 소손 리스크가 발생한다.

또한, 상기한 겹친 상태의 강재 내에서 자속이 도달하는 침투 깊이를 제어한다는 문제에 대해서는, 특허문헌 4에 기재된 기술도 유효하다. 특허문헌 4는, 코일의 전류를 제어함으로써 출력하는 자속량을 제어하여, 자속의 침투 깊이를 변화시키는 방법이다. 그러나, 제철소의 후판 공장에서 일반적으로 사용되고 있는 리프팅 마그넷은, 큰 자극으로부터 대량의 자속을 강재에 인가할 수 있는 설계로 되어 있기 때문에, 후술하는 바와 같이, 최대의 자속의 침투 깊이가 크다. 그 때문에, 약간의 전류의 변화에 의해 자속의 침투 깊이가 크게 변화한다. 판두께가 얇은 강재의 매달음 매수를 제어하는 경우에는, 왜곡에 의한 공극이나, 자속 센서의 오차에 의한 영향이 커져, 제어성이 나쁘다. 따라서, 특허문헌 4의 기술을, 제철소의 후판 공장에서 수t∼수십t의 무게의 강재를 수송하는 리프팅 마그넷에 적용하는 것은 어렵다.

특허문헌 3에 기재된 기술은, 전자석의 사이즈를 변경함으로써, 자속의 침투 깊이를 변화시키는 방법이다. 그러나, 리프팅 마그넷에 대형의 자극이 1개 붙어 있는 경우와 동등의 흡착력을 발휘시키기 위해서는, 자극의 총면적과 출력 자속 밀도를, 대형 코일을 갖는 전자석과 동등하게 할 필요가 있다. 자극의 총면적을 유지하기 위해서는, 소형의 전자석을 다수 리프팅 마그넷에 부착할 필요가 있지만, 출력하는 자속 밀도를 유지하기 위해 코일의 크기를 작게 하는 것은 어렵고, 리프팅 마그넷 전체의 중량이 커진다는 새로운 문제가 생긴다. 이는, 출력하는 자속 밀도가, 대체로 (코일 감기수)×(전류)에 비례하기 때문이다. 코일을 작게 하려면, 코일의 선 지름을 가늘게 하거나, 코일의 감기수를 줄여 전류를 늘릴 필요가 있다. 전자의 경우에는 코일의 전기 저항이 증가하고, 후자의 경우에는 전류 증가에 의한 발열량 증가로 코일 소손 리스크가 있기 때문에, 현실적이지 않다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여, 강재를 1매만 혹은 목적의 매수만, 취할 수 있는, 리프팅 마그넷용 부착 자극, 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷, 강재의 반송 방법, 그리고 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 「리프팅 마그넷용 부착 자극」이란, 리프팅 마그넷에 부착하여, 리프팅 마그넷의 자장 회로의 일부를 구성하는 것을 말한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 적층된 강재(예를 들면 강판)에서 목적의 1매만을 매달아 올릴 수 있는 방법에 대해서 예의 검토를 행했다. 그 결과, 리프팅 마그넷의 내극으로부터 강재로 인가하는 자속을, 자속량은 줄이지 않고, 분산시켜 인가함으로써, 최상층의 강재 내부의 자속 밀도를 저감하여 자속 포화가 생기지 않게 되는 것을 인식했다. 또한, 강재로의 인가 자속량은 변화시키고 있지 않기 때문에 매달아 올림력도 저감하지 않고, 최상층의 강재를 강력하게 흡착할 수 있는 것도 알 수 있었다.

또한, 본 발명자들은, 적층된 강재(예를 들면 강판)에서 목적의 수매(예를 들면, 2∼3매)만을 매달아 올릴 수 있는 방법에 대해서 예의 검토를 행했다. 그 결과, 자장 회로를 변화시킴으로써, 자속의 침투 깊이의 최대값을 변화시켜, 판두께가 얇은 강재라도 매달아 올리는 매수의 제어를 할 수 있는 것을 인식했다.

본 발명은, 상기 인식에 기초한 것으로서, 이하의 요지를 갖는다.

[1] 자력(磁力)에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 리프팅 마그넷의 리프팅 마그넷용 부착 자극으로서,

상기 리프팅 마그넷의 철심과 접하고, 분기 구조를 갖는 제1 분할 자극과,

상기 리프팅 마그넷의 요크와 접하고, 분기 구조를 갖는 제2 분할 자극을 갖고,

상기 제1 및 제2 분할 자극이 번갈아 배치된, 리프팅 마그넷용 부착 자극.

[2] 상기 제1 분할 자극의 치수는, (1) 식을 충족하는, 상기 [1]에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극.

S×B＜L×t×B_S　…(1) 식

여기에서, S, B, L, t, B_S는,

S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],

B: 리프팅 마그넷의 내극 내부에 있어서의 평균 자속 밀도 [T],

L: 제1 분할 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 제1 분할 자극의 총 둘레 길이 [㎜],

t: 매달아 올려진 강재의 판두께 [㎜],

B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],

를 각각 나타낸다.

[3] 상기 제1 분할 자극은, 추가로, 적어도 1개의 가동 자극과,

당해 가동 자극에 인접하는 영역에서, 또한 강재에 접하는 면에, 고정 자극을 갖는, 상기 [1] 또는 상기 [2]에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극.

[4] 상기 가동 자극은 가동식인, 상기 [3]에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극.

[5] 상기 고정 자극의 치수는, (2) 식을 충족하는, 상기 [3] 또는 상기 [4]에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극.

S×B＜L₁×t₁×B_S　…(2) 식

여기에서, S, B, L₁, t₁, B_S는,

S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],

L₁: 고정 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 고정 자극의 총 둘레 길이 [㎜],

t₁: 고정 자극에서 매달아 올려진 강재의 판두께의 총합의 최대값[㎜],

B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],

를 각각 나타낸다.

[6] 번갈아 배치된 상기 제1 및 제2 분할 자극의 간격이, 30㎜ 이하인, 상기 [1] 내지 상기 [5] 중 어느 하나에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극.

[7] 상기 제1 및 제2 분할 자극의 판두께가, 각각 20㎜ 이하인, 상기 [1] 내지 상기 [6] 중 어느 하나에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극.

[8] 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷으로서,

당해 자극으로서, 상기 [1] 내지 상기 [7] 중 어느 하나에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용한, 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷.

[9] 상기 [1] 내지 상기 [7] 중 어느 하나에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용하여, 당해 리프팅 마그넷용 부착 자극을 리프팅 마그넷에 부착하고, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 것을 특징으로 하는 강재의 반송 방법.

[10] 상기 [8]에 기재된 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하여, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 것을 특징으로 하는 강재의 반송 방법.

[11] 상기 [9] 또는 상기 [10]에 기재된 강재의 반송 방법을 이용하여, 압연 후, 강판을 반송하여, 정정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 강재를 1매만 매달아 올리는 경우에, 적층된 최상층의 강재 내에서 자속 포화가 일어나지 않는다. 그 때문에, 판두께 20㎜ 이하의 강재라도, 복수매 겹친 상태에서 자극 부착 리프팅 마그넷에 의해 최상층의 1매만을 용이하게 매달아 올릴 수 있다. 또한, 코일에서 발생시킨 자속을 모두 최상층의 강재의 매달아 올림에 사용할 수 있기 때문에, 통상의 리프팅 마그넷과 동일한 전력 소비량으로 보다 큰 매달아 올림력을 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 강재를 목적의 매수(수매)만 매달아 올리는 경우에, 자장 회로를 변화시킴으로써, 최대의 자속 침투 깊이를 소망하는 값으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 매달아 올리는 대상이 판두께가 작은 강재(얇은 강재)라도 높은 정밀도로 매달아 올리는 매수의 제어를 행할 수 있다.

도 1은, 1개의 리프팅 마그넷에 의해 매달아 올려져 있는 강재 내부의 자속의 흐름을 설명하는 도면이고, 도 1(A)는 강재를 상방에서 본 평면도이고, 도 1(B)는 강재를 측면에서 본 단면도(도 1(A)의 X-X’선 단면도)이다.
도 2는, 분할하여 소형화한 리프팅 마그넷에 의해 매달아 올려져 있는 강재 내부의 자속의 흐름을 설명하는 도면이고, 도 2(A)는 강재를 상방에서 본 평면도이고, 도 2(B)는 강재를 측면에서 본 단면도(도 2(A)의 Y-Y’선 단면도)이다.
도 3은, 복수의 소형의 리프팅 마그넷에 의한 강재 내부의 자속의 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의, 일 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의, 다른 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 단면 형상을 설명하는 개략도이다.
도 6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의, 일 실시 형태의 자극 부착 리프팅 마그넷의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 7은, 실시예 1에서 이용한 제1 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 나타내는 도면이다.
도 8은, 실시예 2에서 이용한 제1 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 나타내는 도면이다.
도 9(A) 내지 도 9(C)는, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의, 일 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 10(A) 내지 도 10(C)는, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의, 다른 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 11(A) 내지 도 11(C)는, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의, 일 실시 형태의 자극 부착 리프팅 마그넷의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 12는, 종래의 일반적인 리프팅 마그넷의 구조를 설명하는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이 본 발명은 이 실시 형태에 한정되지 않는다.

<제1 실시 형태>

제1 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 리프팅 마그넷의 리프팅 마그넷용 부착 자극으로서, 상기 리프팅 마그넷의 철심과 접하고, 분기 구조를 갖는 제1 분할 자극과, 상기 리프팅 마그넷의 요크와 접하고, 분기 구조를 갖는 제2 분할 자극을 갖고, 상기 제1 및 제2 분할 자극이 번갈아 배치된 것이다. 또한, 상기 제1 분할 자극의 치수는, 후술하는 (1) 식을 충족할 수 있다. 또한, 번갈아 배치된 상기 제1 및 제2 분할 자극의 간격이, 30㎜ 이하로 할 수 있다. 추가로, 상기 제1 및 제2 분할 자극의 판두께가, 각각 20㎜ 이하로 할 수 있다.

제1 실시 형태의 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷은, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 자극 부착 리프팅 마그넷으로서, 코일을 통하여 대향하여 배치되는 철심 및 요크와, 상기 철심과 접하고, 분기 구조를 갖는 제1 분할 자극과, 상기 요크와 접하고, 분기 구조를 갖는 제2 분할 자극을 갖고, 상기 제1 및 제2 분할 자극이 번갈아 배치된 것이다. 또한, 상기 제1 분할 자극의 치수는, 후술하는 (1) 식을 충족할 수 있다. 또한, 번갈아 배치된 상기 제1 및 제2 분할 자극의 간격이, 30㎜ 이하로 할 수 있다. 추가로, 상기 제1 및 제2 분할 자극의 판두께가, 각각 20㎜ 이하로 할 수 있다.

우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은, 일반적인 리프팅 마그넷(여기에서는, 전자석식 리프팅 마그넷을 이용함)으로 매달아 올린 상태의 강재 내부의 자속의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 1(A)는, 1개의 리프팅 마그넷을 이용하여 강재를 매달아 올린 경우의 강재 상방에서 본 평면도이고, 도 1(B)는, 강재 측면에서 본 단면도(도 1(A)의 X-X’선 단면도)이다. 도 2는, 상기 리프팅 마그넷을 분할하여 소형화하여 매달아 올린 상태의 강재 내부의 자속의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 2(A)는, 4개로 분할하여 소형화한 리프팅 마그넷을 이용하여 강재를 매달아 올린 경우의 강재 상방에서 본 평면도이고, 도 2(B)는, 강재 측면에서 본 단면도(도 2(A)의 Y-Y’선 단면도)이다. 도 3은, 강재를 매달아 올린 상태의 강재와 리프팅 마그넷을 측면에서 본 단면도이다. 또한, 도면 중의 화살표는 자속의 흐름을 나타낸다. 도 2, 3의 리프팅 마그넷(전자석식 리프팅 마그넷)은, 도 1과 동일한 구조의 것을 이용한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 최상층의 1매의 강재만을 용이하게 매달아 올리기 위해, 최상층의 강재 내에서 자속이 포화한다는 과제를 해결하여, 완성된 것이다. 도 1, 2를 참조하여, 최상층의 강재 내에서 자속이 포화하는 이유에 대해서 설명한다.

일반적인 전자석식 리프팅 마그넷은, 내부에 직경 백∼수백㎜의 코일을 갖고, 코일의 내측에 철심(내극), 코일의 외측에 자장을 통과시키기 위한 계철(요크: 외극)이 부착되어 있다. 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 리프팅 마그넷으로 매달아 올려진 상태의 강재(133)의 내부에서는, 철심(111)(내극)에서 인가된 자속이, 내극(111)의 하부로부터 확산하고, 요크(112)(외극)의 하부로 향한다. 이때, 내극(111)의 외주부의 바로 아래의 영역이 가장 강재 내의 자속 밀도가 높아지는 부분으로서, 자속 확산의 넥부(113)가 된다. 도 1(A)의 경우, (세로×가로)가 (2a×2a)의 크기의 내극(111)을 이용하고 있고, 이 넥부(113)의 단면적은, ((내극(111)의 둘레 길이)×(강재 판두께)), 즉(8a×(강재 판두께))가 된다. 넥부(113)에서는, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 내극(111)으로부터 확산되어 외극(112)으로 향하는 자속(134)은 자속량이 많고, 최상층의 강재(133a)에 더하여 추가로, 2매 하층의 강재(133b, 133c)에도 자속(134)이 확산하고 있다. 본 발명자들은, 넥부(113)의 크기와 자속 밀도의 크기의 사이에 상관관계가 있는 것에 주목하고, 더 한층의 검토를 행했다. 그 결과, 내극을 소형화하는 것이 자속 밀도의 저감에 유효한 것을 발견했다. 내극을 소형으로 한 것을 도 2에 나타낸다.

도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 내극을 4개로 분할하여 소형으로 한 리프팅 마그넷으로 매달아 올려진 상태의 강재 내부에서는, 각 철심(121)(내극)에서 인가된 자속이, 각각 내극(121)의 하부로부터 확산하고, 외주측에 위치하는 요크(122)(외극)의 하부로 향한다. 이때, 각 내극(121)의 외주부의 바로 아래의 영역이 가장 강재 내의 자속 밀도가 높아지는 부분으로서, 각각이 자속 확산의 넥부(123)가 된다. 도 2(A)의 경우, 도 1(A)에 나타낸 내극(111)을, 내극의 세로 가로의 폭을 각각 절반의 크기(세로×가로가 a×a의 크기)로 분할하고, 소형화한 4개의 내극(121)을 이용한다. 이 경우, 4개의 넥부(123)의 단면적의 합계는, ((내극(121)의 총 둘레 길이)×(강재 판두께)), 즉 ((4a×4)×(강재 판두께))＝(16a×(강재 판두께))가 된다. 각 넥부(123)에서는, 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 내극(121)으로부터 확산되어 주변의 외극(122)으로 향하는 자속(144)은 자속량이 적고, 최상층의 강재(143a)에 더하여 추가로, 1매 하층의 강재(143b)에 자속(144)이 확산하는 정도로 저감하고 있다. 이러한 점에서, 내극을 소형화하고, 복수의 자극(내극(121))을 이용하여 매달아 올림을 행하면, 강재 내의 자속 밀도가 높아지는 부분(넥부)(123)이 복수 개소로 분할되어, 넥부(123)의 총단면적이 커진다. 그 결과, 넥부(123)의 자속 밀도가 저하하고, 최상층의 강재 내부에서 자속 포화가 발생하기 어려워지는 것을 알 수 있었다.

그러나, 단순하게 내극을 소형으로 하고, 그들을 복수 이용하여, 대형의 리프팅 마그넷과 동등의 매달아 올림력을 발휘하고자 하면, 리프팅 마그넷의 중량이나 코일의 발열량이 증대한다는 새로운 문제가 발생한다.

그래서, 본 발명자들은, 내극의 소형화에 의해 생긴 상기 새로운 문제를 해결하기 위해, 추가로 예의 검토를 행했다. 전술의 도 1(B)에 나타낸 바와 같이, 큰 내극(111)을 이용하여, 적층된 강재(133a∼133d)의 최상층의 1매를 매달아 올리고자 한 경우, 내극(111)으로부터 확산되어 외극(112)으로 향하는 자속(134)은 크고, 최상층의 강재(133a) 내에서 자속 포화한다. 그 때문에, 하층의 강재(133b, 133c)에도 자속(134)이 확산하고 있다. 한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, 소형으로 분할한 복수의 내극(141) 및 외극(142)을 이용하여, 적층된 강재(143a∼143d)의 최상층의 1매를 매달아 올리고자 한 경우, 각 내극(141)으로부터 확산되어 인접하는 각 외극(142)으로 향하는 자속(144)은 작고, 최상층의 강재(143a) 내에서 자속 포화를 일으키지 않는다. 그 때문에, 하층의 강재(143b∼143d)에 자속(144)이 확산하고 있지 않다. 이상의 점에서, 본 발명자들은, 자속의 발생은 1개의 큰 코일에서 행하고, 강재로의 자속의 입력은 분지한 내극 및 외극에 의해 행함으로써, 자속 분산 효과가 얻어져, 상기한 문제를 해결할 수 있는 것을 새롭게 발견했다. 이에 따라, 리프팅 마그넷 중량이나 코일 발열량의 증대를 회피하면서, 강재 내의 자속 포화를 회피할 수 있다. 특히, 판두께 20㎜ 이하의 얇은 강재라도 1매씩 매달아 올림이 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극에 대해서 설명한다. 도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 이용하는 리프팅 마그넷용 부착 자극의 일 예를 설명하는 개략도이다. 도 5는, 리프팅 마그넷용 부착 자극의 다른 단면 형상을 설명하는 개략도이다. 또한, 도 4(A) 및 도 5(A)∼도 5(E)는 리프팅 마그넷용 부착 자극을 하측에서 본 도면이고, 도 4(B)는 도 4(A)에 있어서의 C-C’선 단면도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 도면 중의 동일 부분에는 동일한 부호를 부여한다. 도면 중, 양 화살표로 나타낸 D1, D2 방향은 강재 표면과 평행한 방향을, D3 방향은 강재 표면과 수직인 방향을 각각 나타낸다.

도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 강재를 반송하는 장치에 이용하는 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 적어도, 제1 분할 자극(5)과, 제2 분극 자극(6)을 갖는다. 제1 분할 자극(5)은, 일반적인 리프팅 마그넷의 철심(내극)과 접하는 제1 축부(5a)와, 제1 축부(5a)로부터 분기 구조를 갖고, 복수개로 분지한 제1 지부(枝部)(5b)를 구비한다. 제2 분할 자극(6)은, 일반적인 리프팅 마그넷의 요크(외극)와 접하는 제2 축부(6a)와, 제2 축부(6a)로부터 분기 구조를 갖고, 복수개로 분지한 제2 지부(6b)를 구비한다. 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)은, 각 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)를 번갈아 배치한다. 예를 들면, 매달아 올리는 대상이 되는 강재와 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)이 접하는 부분 내지 근방에, 비자성체를 사이에 두면서 번갈아 배치하거나, 혹은 공간부를 형성하여 번갈아 배치한다. 도 4(A), 도 4(B)에는, 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)의 사이에, 공간부를 형성하여 번갈아 배치하는 경우를 나타내고 있다.

도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 공간부를 형성하여 번갈아 배치하는 경우, 번갈아 배치된 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)의 간격(X₁)은, 30㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 간격이 30㎜를 초과하면, 설치할 수 있는 제1 및 제2 지부의 수(개수)가 감소하여, 충분한 자속 분산 효과가 얻을 수 없게 된다. 이에 따라, 최상층의 강재에서 자속 포화가 발생할 우려가 있다. 바람직하게는, 간격(X₁)은 20㎜ 이하로 한다. 또한, 본 발명에서는 특별히 간격(X₁)의 하한은 한정하지 않지만, 자장 회로가 단락되는 것을 방지하는 관점에서, 간격(X₁)은 5㎜ 이상으로 한다. 바람직하게는, 간격(X₁)은 10㎜ 이상으로 한다. 또한, 공간부에 대신하여 비자성체를 사이에 두는 경우에도, 동일하게, 비자성체의 폭을 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 판두께(T₁)는, 각각 20㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 판두께(T₁)가 20㎜를 초과하면, 1개의 지부(제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)에 있어서의 분지한 각각의 지부를 가리킴)의 자극으로부터 인가되는 자속량이 크고, 자속 분산 효과가 얻기 어려워진다. 이에 따라, 최상층의 강재에서 자속 포화가 발생할 우려가 있다. 바람직하게는, 판두께(T₁)는 15㎜ 이하로 한다. 또한, 본 발명에서는 특별히 T₁의 하한은 한정하지 않지만, 판두께가 두꺼운 강재를 매달아 올릴 때의 지부의 자극의 강도의 관점에서, 판두께(T₁)는 5㎜ 이상으로 한다.

또한, 제1 분할 자극(5)의 치수는, 이하에 나타내는 (1) 식을 충족하는 것이 바람직하다. 상기의 도 1, 2에서 설명한 바와 같이, 리프팅 마그넷의 코일 내부에서의 내극 단면적을 S[㎟], 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도를 B[T], 내극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역에 있어서의 내극의 총 둘레 길이를 L[㎜], 강재의 판두께를 t[㎜], 강재의 포화 자속 밀도를 B_S[T]로 하면, 강재 내의 넥부(113, 123)의 단면적은 (L×t)이다. 이러한 점에서, 넥부를 통과 가능한 자속은, ((넥부의 단면적)×(강재의 포화 자속 밀도)), 즉 (L×t×B_S)로 나타난다. 이에 대하여, 코일로부터 인가되는 자속은, ((내극 단면적)×(내극 평균 자속 밀도)), 즉 (S×B)로 나타난다. 따라서, 넥부를 통과 가능한 자속(즉 (L×t×B_S))이, 코일로부터 인가되는 자속(즉 (S×B))보다 커지는 관계, 즉 하기의 관계식의 (1) 식을 충족하면, 이론상은, 최상층의 강재 내에서는 자속 포화가 일어나지 않는다고 생각된다.

따라서, 전술의 제1 분할 자극(5)의 치수가, 다음의 (1) 식을 충족하도록 조정하는 것이 바람직하다.

S×B＜L×t×B_S　…(1) 식

여기에서, S, B, L, t, B_S는

S: 리프팅 마그넷 내극의 단면적 [㎟],

B: 리프팅 마그넷 내극 내부에서의 평균 자속 밀도 [T],

t: 매달아 올려진 강재의 판두께 [㎜],

B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],

를 각각 나타낸다.

또한, 제1 분할 자극(5)의 치수가 (1) 식을 만족하지 않는 경우에는, 이론상, 최상층의 강재 내에서 자속 포화가 일어날 가능성이 있다. 단, 이 경우라도, 종래와 같이 자극을 분기시키고 있지 않은 상태와 비교해도 최상층의 강재 내에서의 자속 포화의 정도가 가벼워진다. 그 때문에, 분기 형상에 의해 자속 포화가 완화되어 하층의 강재가 접촉하기 어려워지는 효과는 얻어진다. 즉, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이 자극을 분할시킴으로써, 자속 포화가 완화되어 하층의 강재가 접촉하기 어려워진다. 또한, 제1 분할 자극(5)이 (1) 식을 만족하는 경우에는, 자속 포화가 0이 되어 하층의 강재의 흡착력을 거의 0으로 할 수 있어, 하층에 적층되는 강재를 완전하게 흡착하지 않도록 제어할 수 있다.

이상에서 설명한, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 제1 축부(5a)가 일반적인 전자석식의 리프팅 마그넷의 철심에 접속하고, 또한 제2 축부(6a)가 당해 리프팅 마그넷의 요크에 접속함으로써, 일반적인 리프팅 마그넷에 분기 구조를 갖는 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)을 형성할 수 있다. 그리고, 코일(4)에 통전한 상태로 강재에 접촉함으로써, 철심(2)(내극)으로부터 제1 축부(5a), 제1 지부(5b), 강재, 제2 지부(6b), 제2 축부(6a), 요크(3)(외극)로, 이 차례로 인가(입력)하는 자속에 의해 자장 회로가 형성된다. 이에 따라, 매달아 올리는 대상이 되는 강재가 리프팅 마그넷에 흡착된다. 그 결과, 리프팅 마그넷 중량이나 코일 발열량의 증대를 회피함과 함께, 전술한 자속 포화의 문제를 일으키는 일 없이, 강재를 1매씩 매달아 올려 이동할 수 있다.

추가로, 본 발명의 제1 분할 자극(5)은, 상기한 (1) 식을 충족하는 치수로 형성함으로써, 리프팅 마그넷에 의해 강재를 매달아 올릴 때에, 1개의 코일로부터 출력된 자속을, 보다 효과적으로 각 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)로 분기시켜 강재에 입력시킬 수 있다. 그 때문에, 강재 내에서 자속 포화가 일어나지 않도록, 추가로 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 그 결과, 특히, 판두께 20㎜ 이하의 비교적 얇은 강재라도, 강재를 복수매 겹친 상태에서 최상층의 1매만을 용이하게 매달아 올릴 수 있게 된다. 특히, 판두께 20㎜를 초과하는 강재의 경우라도, 동일하게 1매씩 매달아 올리는 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명이라도, 분할 자극의 조정에 의해 복수매의 강재를 동시에 매달아 올리는 것은 당연히 가능하다.

또한, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 상기한 일반적인 리프팅 마그넷의 내극 및 외극에, 후에 부착하는 것이 가능한 어태치먼트 타입으로 해도 좋다. 혹은, 후술하는 본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷과 같이, 리프팅 마그넷의 자극(내극 및 외극) 그 자체를 분기시켜, 분지한 자극(제1 지부(5b), 제2 지부(6b))으로 해도 좋다. 어느 경우에도, 본 발명과 동일한 효과가 얻어진다.

이어서, 도 5를 이용하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 발명의 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 형상은, 리프팅 마그넷의 내극으로부터 외극으로 향하여 출력된 자속을 분기할 수 있는 형상이면 좋다. 예를 들면, 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 크기가 상이한 원형을 겹친 바와 같은 형상이거나, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이 크기가 상이한 정방형을 겹친 바와 같은 형상이거나, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이 장방형 중에, 번갈아 배치한 제1 지부(5b), 제2 지부(6b)를 2열 나열하여 배치한 형상이거나 도 5(D)에 나타내는 바와 같이 원 안에, 원주 방향으로 제1 지부(5b), 제2 지부(6b)를 번갈아 나열하여 배치한 형상이거나, 도 5(E)에 나타내는 바와 같이 사각형 중, 둘레 방향으로 제1 지부(5b), 제2 지부(6b)를 번갈아 나열하여 배치한 형상이라도 좋다.

다음으로, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 자극 부착 리프팅 마그넷에 대해서 설명한다. 도 6은, 본 발명의 일 실시 형태인 자극 부착 리프팅 마그넷(이하, 자극 부착 리프마그라고 칭함)을 설명하는 개략도이다. 도 6(A)는, 자극 부착 리프팅 마그넷을 하측에서 본 도면이고, 도 6(B)는, 도 6(A)에 있어서의 A-A’선 단면도, 도 6(C)는, 도 6(A)에 있어서의 B-B’선 단면도, 도 6(D)은, 도 6(A)에 있어서의 C-C’선 단면도이다.

도 6(A)에 나타내는 바와 같이, 강재를 반송하는 장치에 이용하는 자극 부착 리프팅 마그넷(7)은, 코일(4)을 통하여 대향하여 배치되는 철심(2) 및 요크(3)와, 제1 분할 자극(5)과, 제2 분극 자극(6)을 구비한다. 제1 분할 자극(5)과, 제2 분극 자극(6)은, 각 자극을 분지시킨 분기 구조를 갖는다. 또한, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 구성에 대해서는, 전술의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 설명과 동일하기 때문에 생략한다. 또한 이 경우, 상기 (1) 식의 「리프팅 마그넷」은 본 발명의 「자극 부착 리프팅 마그넷」을 나타낸다.

본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷(7)은, 코일(4)에 통전한 상태로 강재에 접촉함으로써, 철심(2)(내극)으로부터 제1 축부(5a), 제1 지부(5b), 강재, 제2 지부(6b), 제2 축부(6a), 요크(3)(외극)로, 이 차례로 인가(입력)하는 자속에 의해 자장 회로가 형성된다. 이에 따라, 강재가 자극 부착 리프팅 마그넷에 흡착된다. 또한, 본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷에 의하면, 전술의 리프팅 마그넷용 부착 자극과 동일한 효과가 얻어진다.

<제2 실시 형태>

제2 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극 및 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷은, 상기한 제1 실시 형태의 기본 구성에 더하여, 상기 제1 분할 자극이, 추가로, 적어도 1개의 가동 자극과, 당해 가동 자극에 인접하는 영역에서, 또한 강재에 접하는 면에, 고정 자극을 갖는 것이다. 또한, 상기 가동 자극은 가동식으로 할 수 있다. 추가로, 상기 고정 자극의 치수는, 후술하는 (2) 식을 충족할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 1개의 자극 부착 리프팅 마그넷에 의해 강재의 매달아 올리는 매수를, 예를 들면 강재를 1매만 매달아 올리거나 혹은 목적의 매수(예를 들면 2∼3매)만 매달아 올려서, 제어할 수 있다. 본 발명자들은, 매달아 올리는 매수의 제어에는 강재 내에서의 자속의 침투 깊이의 제어가 유효한 것을 인식하여, 본 발명을 완성시켰다. 또한, 매달아 올리는 매수의 제어에 관한 것 이외에는, 기본적으로는 상기의 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 여기에서는 중복하는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

우선, 본 발명의 제2 실시 형태의 기술 사상에 대해서 설명한다.

본 발명은, 매달아 올리는 강판 내에서의 자속의 침투 깊이를 제어하기 위해, 후술하는 도 11에 나타나는 바와 같이, 1개의 코일로부터 출력된 자속을 분기시키는 구조의 분할 자극과, 코일로부터 출력된 자속을 소망하는 깊이까지 침투시키는 고정 자극을 구비한 리프팅 마그넷이다.

상기한 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 강재 내의 자속(134)의 흐름은, 내극(111)에서 인가된 자속(134)이, 내극(111)의 하부로부터 확산하고, 외극(112)의 하부로 향하도록 흐른다. 이때, 내극(111)의 외주부의 바로 아래의 영역이 가장 강재 내의 자속 밀도가 높아지는 부분(넥부)이고, 이 부분의 단면적에 의해 자속(134)의 침투 깊이가 정해진다. 예를 들면, 도 1(B)에 나타내는 예에서는, 자속의 침투 깊이는, 최상층의 강재(133a)에서 3매째의 강재(133c)까지로 된다.

내극(111)과 매달아 올림 강재(133)가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이를 L[㎜], 강재의 판두께를 t[㎜], 강재의 포화 자속 밀도를 B_S[T]로 하면, 강재 내를 통과할 수 있는 자속량은 (L×t×B_S)로 나타난다. 이러한 점에서, 최상층에서 n매째까지의 강재(133)를 매달아 올리기 위해서는, 코일로부터 인가되는 자속량을 M[㎜·T], 최상층에서 k번째의 강재의 판두께를 t_k[㎜]로 하면, 자속량(M)이 다음의 관계식 A(A식)를 충족하면, 이론상은 최상층에서 n매째의 강재까지를 한 번에 매달아 올리는 데에 필요 충분한 자속이 통과한다고 생각된다.

또한, 자속량(M)은, 코일 내부에서의 내극 단면적을 S[㎟], 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도를 B[T]로 하면, M＝(S×B)로 나타난다. 이러한 점에서, 관계식 A는, 다음의 관계식 A’(A’식)와 같이 나타낼 수 있다.

여기에서, 상기한 특허문헌 4의 기술은, 코일의 전류값을 제어함으로써 내극 평균 자속 밀도(B)를 제어하여, 관계식 A를 성립시키는 방법이다. 상기한 특허문헌 3의 기술은, 상기한 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이(L)를 제어함으로써 관계식 A를 성립시키는 방법이다.

통상, 제철소의 후판 공장에 있는 바와 같은, 대자극 리프팅 마그넷은, 전술한 바와 같이 최대의 자속 침투 깊이가 크다. 매달아 올리는 매수를 조정할 때, 상기한 특허문헌 4와 같이, 코일의 전류값을 제어함으로써 내극 평균 자속 밀도(B)를 제어하는 경우에는, 약간의 전류 변화로 자속의 침투 깊이가 변화한다. 그 때문에, 강재의 판두께가 작으면(얇으면) 왜곡에 의한 공극이나 자속 센서의 오차에 의한 영향이 커져, 고정밀도의 매달음 매수의 제어가 어렵다는 문제가 있다.

또한, 상기한 특허문헌 3과 같이, 상기한 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이(L)에 의해 자속량을 제어하는 경우에는, 단순하게 코일을 소형으로 하여, 그들을 복수 이용하는 방법이 생각된다. 그러나 이 방법으로, 예를 들면 판두께가 5㎜ 정도의 얇은 강재에 대하여 제어를 행하고자 하면, 리프팅 마그넷의 중량이나 코일의 발열량이 증대하기 때문에, 실용적이지 않다.

그래서, 본 발명자들은, 이들 문제 등을 해결하기 위해, 자속의 침투 깊이를 조정하는 기술에 대해서 예의 검토를 행한 결과, 다음의 인식을 얻었다.

관계식 A’의 좌변에서는 내극 단면적(S)이 자극 사이즈의 2승에 비례하고, 우변에서는 상기한 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이(L)가 자극 사이즈에 비례한다. 이에 따라, 자극 사이즈가 커지면 관계식 A’가 성립하는 n의 값도 커져, 자속의 침투 깊이가 커지는 것을 발견했다. 즉, 자속의 발생은 1개의 큰 코일에서 행하고, 강재(강판)로의 자속의 입력은 복수의 자극에서 행하는 것을 발견했다. 예를 들면, 복수의 자극으로서, 후술하는 도 9, 도 10에 나타낸 바와 같은, 분지한 자극(5b, 6b)(내극 및 외극을 부분적으로 분지시킨 분할 자극) 및 소정의 크기로 형성한 자극(9)(내극과 접하고, 또한 강판과 접하는 영역에 형성한 고정 자극)를 형성한다. 이들 자극의 적어도 1개를 이용하여, 강재로 자속의 입력을 행한다. 이에 따라, 상기한 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이(L)를 제어하는 것이 가능해져, 자속의 침투 깊이를 조정할 수 있는 것을 발견했다. 추가로, 필요에 따라서, 전류 제어에 의해 내극 평균 자속 밀도(B)도 제어할 수 있는 것을 발견했다.

본 발명에 의하면, 리프팅 마그넷의 중량이나 코일의 발열량의 증대를 회피하면서, 매달아 올리는 대상의 강재의 판두께에 따라서, 적절한 최대의 자속 침투 깊이로 조정할 수 있다. 또한, 자극에 의해 최대의 자속 침투 깊이를 제한하고 있기 때문에, 전류에 의한 자속 침투 깊이의 제어를 추가로 조합하는 경우에는, 전류만으로 제어하는 경우와 비교하여 자속 침투 깊이를, 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 예를 들면, 제철소의 후판 공장에서는, 판두께가 수㎜∼수십㎜의 강재를 주된 매달아 올리는 대상으로 한다. 이론상은 자극의 사이즈의 설계값을 변화시킴으로써, 추가로 판두께가 작은 0.1㎜ 오더의 강재라도 매달아 올리는 매수의 제어를 행할 수 있다.

또한, 상기한 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이(L)가 상이한 자극(분할 자극 혹은 고정 자극)을 1개의 리프팅 마그넷용 부착 자극 내에 복수 갖고, 그때마다, 이들 자극의 자장 회로를 전환함으로써, 최대의 자속의 침투 깊이를 조절할 수 있다. 이에 따라, 1개의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용하여, 여러 가지 판두께의 강재에 대하여 고정밀도의 매달아 올리는 매수의 제어를 행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극에 대해서 설명한다. 도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태에서 이용하는 리프팅 마그넷용 부착 자극의 일 예를 설명하는 개략도이다. 도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태에서 이용하는 리프팅 마그넷용 부착 자극의 다른 예를 설명하는 개략도이다. 또한, 도 9(A) 및 도 10(A)는 리프팅 마그넷용 부착 자극을 리프팅 마그넷(리프마그)측에서 본 평면도이고, 도 9(B), 도 9(C) 및 도 10(B), 도 10(C)는 리프팅 마그넷용 부착 자극을 강재측에서 본 평면도이다. 이하의 설명에 있어서, 각 도면 중의 동일 부분에는 동일한 부호를 부여한다. 도면 중, 양 화살표로 나타낸 D1, D2 방향은 강재 표면과 평행한 방향을 나타낸다.

도 9(A)∼도 9(C)에 나타내는 예에서는, 강재를 반송하는 장치에 이용하는 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 제1 실시 형태와 동일하게, 적어도, 제1 분할 자극(5)과 제2 분할 자극(6)을 갖는다. 제1 분할 자극(5)은, 리프팅 마그넷의 철심(내극)과 접하는 제1 축부(5a)와, 제1 축부(5a)로부터 분기하여 복수개로 분지한 제1 지부(5b)를 구비한다. 제2 분할 자극(6)은, 리프팅 마그넷의 요크(외극)와 접하는 제2 축부(6a)와, 제2 축부(6a)로부터 분기하여 복수개로 분지한 제2 지부(6b)를 구비한다. 각 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)는, 예를 들면 공간부나 비자성체를 형성하여 번갈아 배치한다.

제2 실시 형태에서는, 제1 축부(5a)가, 추가로, 적어도 1개의 가동 자극(8)과, 고정 자극(9)을 갖는다. 제1 축부(5a)는 가동 자극(8)에 의해 복수로 분할된다. 이 가동 자극(8)에 인접하는 분할된 제1 축부(5a)의 영역에서, 또한 강재에 접하는 면에는, 고정 자극(9)이 형성된다. 가동 자극(8)은 가동식이고, 도 9(C)에 나타내는 예에서는, 제1 지부(5b)(혹은 제2 지부(6b))와 평행한 방향으로 이동할 수 있다. 가동 자극(8)의 이동은, 예를 들면 리니어 슬라이더를 이용하여, 이동시킨다. 고정 자극(9)은, 매달아 올리는 강재의 매수에 따라서 적절히 형상(예를 들면, 원형, 구형 등)을 결정하면 좋다.

도 9(A)∼도 9(C)에는, 2개의 가동 자극(8)에 의해, 제1 축부(5a)를 3개의 영역으로 분할한 일 예를 나타낸다. 이 3개로 분할된 영역 중, 외측의 2개의 영역에는, 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)를 소정 간격으로 번갈아 배치한다. 중앙의 영역(2개의 가동 자극(8)에 끼워진 영역)에는, 강재에 접하는 면에 원형의 고정 자극(9)을 형성한다. 도 9에 나타내는 예에서는, 1개의 리프팅 마그넷 부착 자극 내에, 분할 자극과 고정 자극의 2개의 자극(즉, 2개의 자장 회로)을 갖는다. 1매의 강재를 매달아 올리는 경우에는, 도 9(B)에 나타내는 바와 같이 제1 지부(5b), 제2 지부(6b) 및 고정 자극(9)을 이용하여, 2매 이상의 강재를 매달아 올리는 경우에는, 도 9(C)에 나타내는 바와 같이 고정 자극(9)만을 이용한다.

또한, 도 9에는 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)의 사이에 공간부를 형성한 예를 나타낸다. 이 경우, 제1 실시 형태와 동일한 이유에 의해, 제1 지부(5b) 및 제2 지부(6b)의 간격(X₁)은 30㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 간격(X₁)은 20㎜ 이하로 한다. 특별히 간격(X₁)의 하한은 한정하지 않지만, 자장 회로가 단락되는 것을 방지하는 관점에서, 간격(X₁)은 5㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 간격(X₁)은 10㎜ 이상으로 한다. 공간부에 대신하여 비자성체를 사이에 두는 경우에는, 비자성체의 폭을 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 바와 동일하게, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 판두께(T₁)는, 각각 20㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 판두께(T₁)는 15㎜ 이하로 한다. 본 발명에서는 특별히 판두께(T₁)의 하한은 한정하지 않지만, 상기와 동일하게, 판두께(T₁)는 5㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 고정 자극(9)의 판두께(T₂)는, 매달아 올리고자 하는 강재의 최대 총 판두께(T₁)에 따라서 적절히 설정하면 좋다. 매달아 올리고자 하는 강재의 최대 총 판두께(t₁)에 대하여 (2) 식을 충족하는 L₁이 되도록, 고정 자극(9)의 판두께(T₂)나 분기수를 설정한다.

이어서, 도 10을 이용하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 외의 실시 형태에서는, 고정 자극(9)의 형상이 사각형이 되는 것 이외에는, 전술의 도 9와 동일한 구조이기 때문에, 중복하는 부분의 설명은 생략한다.

도 10(A) 내지 도 10(C)에 나타내는 바와 같이, 고정 자극(9)은 분기하는 구조로 할 수 있다. 예를 들면, 제1 지부(5b)와 평행이 되도록, 장방형의 고정 자극(9)을 2개 나열하여 형성한다. 여기에서는, 2개의 고정 자극(9)에 인접하여 제2 지부(6c)를 형성한 예를 나타내지만, 제2 지부(6c)에 대신하여 공간부나 비자성체를 형성해도 좋다.

고정 자극을 분기 구조로 하는 목적은, 매달아 올리고자 하는 강재의 최대 총 판두께에 따른 자속 침투 깊이로 제어하는 것에 있다. 고정 자극의 자속의 침투 깊이를 작게 하는 경우에는, 한정된 스페이스에서, 목적으로 하는 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 둘레 길이를 길게 하기 위해, 고정 자극(9)을 2개로 분기시켜도 좋다. 또한, 1개로 목적으로 하는 내극과 강재가 접하고 있는 부분의 둘레 길이를 확보할 수 있다면, 고정 자극(9)은 분할하지 않고 1개로 해도 좋다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에서 중요한 역할을 다하는, 가동 자극(8)과 고정 자극(9)에 대해서 상세하게 설명한다.

전술한 바와 같이, 제2 실시 형태에서는, 코일에서 발생한 자속의 통로를, 자속이 강재의 판두께 방향으로 깊게까지 들어가지 않는 분할 자극 및 고정 자극과, 자속이 강재의 판두께 방향으로 깊게까지 들어가는 고정 자극만으로 전환함으로써, 자속의 침투 깊이를 제어한다. 이에 따라, 매달음 매수의 제어가 가능해진다. 이 전환은, 가동 자극(8)의 위치를 바꿈으로써 행한다.

도 9(B) 및 도 10(B)에는, 가동 자극(8)이 제1 축부(5a)와 접하는 위치에 있는 경우, 즉 가동 자극(8)이 분할된 제1부 축부(5a)의 사이에 배치되는 경우를 나타낸다. 이 경우에는, 코일(4)에 통전한 상태로 강재에 접촉함으로써, 철심(2)(내극)으로부터 고정 자극(9), 제1 축부(5a), 제1 지부(5b), 강재, 제2 지부(6b), 제2 축부(6a), 요크(3)(외극)로, 이 차례로 인가(입력)하는 자속에 의해 자장 회로가 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 실시 형태와 같이, 제1 분할 자극(5), 제2 분할 자극(6) 및 고정 자극(9)을 이용하여, 1매의 강재만을 매달아 올릴 수 있다.

또한, 상기와 같이 고정 자극(9)에 자속은 인가되지만, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 쪽이 강재에 접촉하고 있는 둘레 길이(L)가 크기 때문에, 대부분의 자속이 분할 자극측으로부터 강판에 입력되어, 자속 침투 깊이가 얕아진다. 이에 따라, 복수매를 겹친 강재 중 1매째의 강재에 밖에 자속이 닿지 않는다.

이에 대하여, 도 9(C) 및 도 10(C)에는, 가동 자극(8)이 제1 축부(5a)로부터 떨어진 위치에 있는 경우, 즉 가동 자극(8)이 분할된 제1 축부(5a)의 사이에 배치되지 않는 경우를 나타낸다. 이 경우에는, 코일로부터 출력된 자속이 고정 자극(9)에 밖에 자속이 인가되지 않기 때문에, 자속의 침투 깊이가 커져, 복수매를 겹친 강재 중 2매째 이후의 강재에도 자속이 입력된다. 이에 따라, 고정 자극(9)을 이용하여, 최상층에서 수매째까지의 강재를 매달아 올릴 수 있다. 또한, 고정 자극(9)의 침투 깊이는, 고정 자극(9)의 사이즈를 적절히 조정함으로써 매달음 매수를 제어할 수 있다.

그래서, 본 발명에 있어서의 고정 자극(9)의 바람직한 사이즈(치수)에 대해서, 이하에 설명한다.

본 발명의 제2 실시 형태에서는, 고정 자극(9)의 치수는, 이하에 나타내는 (2) 식을 충족하는 것이 바람직하다. 상기의 도 1, 2에서 설명한 바와 같이, 리프팅 마그넷의 코일 내부에서의 내극 단면적을 S[㎟], 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도를 B[T], 고정 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역에 있어서의 고정 자극의 총 둘레 길이를 L₁[㎜], 고정 자극에서 매달아 올려진 강재의 판두께의 총합의 최대값을 t₁[㎜], 강재의 포화 자속 밀도를 B_S[T]로 한다. 강재 내의 넥부(113, 123)를 통과 가능한 자속은, ((넥부의 단면적)×(강재의 포화 자속 밀도)), 즉 (L₁×t₁×B_S)로 나타난다. 이에 대하여, 코일로부터 인가되는 자속은, ((내극 단면적)×(내극 평균 자속 밀도)), 즉 (S×B)로 나타난다. 따라서, 넥부를 통과 가능한 자속(L₁×t₁×B_S)이, 코일로부터 인가되는 자속(S×B)보다 커지는 관계, 즉 하기의 관계식의 (2) 식을 충족하면, 이론상은, 최상층의 강재 내에서는 자속 포화가 일어나지 않는다고 생각된다. L₁의 값을 변화시킴으로써, 자속의 침투 깊이를 매달아 올리고자 하는 강재의 최대 총 판두께(t₁)에 따른 값으로 설정할 수 있다.

따라서, 전술의 고정 자극(9)의 치수가, 다음의 (2) 식을 충족하도록 조정하는 것이 바람직하다.

S×B＜L₁×t₁×B_S　…(2) 식

여기에서, S, B, L₁, t₁, B_S는,

S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],

B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],

를 각각 나타낸다.

고정 자극(9)의 치수가 (2) 식을 충족함으로써, 자속 침투 깊이를 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 이에 따라, 고정밀도의 매달아 올리는 매수의 제어가 가능해진다. 그 결과, 특히, 판두께 20㎜ 이하의 비교적 얇은 강재라도, 강재를 복수매 겹친 상태에서 목적의 매수만을 정밀도 좋게 매달아 올릴 수 있게 된다. 특히, 판두께 20㎜를 초과하는 강재의 경우라도, 동일한 효과가 얻어진다.

이상에서 설명한, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 제1 축부(5a)가 일반적인 전자석식의 리프팅 마그넷의 철심(내극)에 접속하고, 또한 제2 축부(6a)가 당해 리프팅 마그넷의 요크(외극)에 접속함으로써, 일반적인 리프팅 마그넷에 분기 구조를 갖는 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)과 고정 자극(9)을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극은, 상기한 일반적인 리프팅 마그넷의 내극 및 외극에, 후에 부착하는 것이 가능한 어태치먼트 타입으로 해도 좋다. 혹은, 후술하는 본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷과 같이, 리프팅 마그넷의 자극(내극 및 외극) 그 자체를 분기시켜, 분지한 자극(제1 지부(5b), 제2 지부(6b))으로 하고, 추가로 제1 축부(5a)를 가동 자극으로 분할하고, 소정 영역에 고정 자극을 형성해도 좋다. 어느 경우에도, 본 발명과 동일한 효과가 얻어진다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 자극 부착 리프팅 마그넷에 대해서 설명한다. 도 11은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 자극 부착 리프팅 마그넷(이하, 자극 부착 리프마그라고 칭함)의 일 예를 설명하는 개략도이다. 도 11(A)는, 자극 부착 리프팅 마그넷을 하측에서 본 평면도이고, 도 11(B)는, 도 11(A)에 있어서의 H-H’선 단면도, 도 11(C)는, 도 11(A)에 있어서의 I-I’선 단면도이다.

도 11(A)에 나타내는 바와 같이, 강재를 반송하는 장치에 이용하는 자극 부착 리프팅 마그넷(7)은, 코일(4)을 통하여 대향하여 배치되는 철심(2)(내극) 및 요크(3)(외극)와, 제1 분할 자극(5)과, 제2 분극 자극(6)을 구비한다. 제1 분할 자극(5)과, 제2 분극 자극(6)은, 각 자극을 분지시킨 분기 구조를 갖는다. 추가로, 제1 분할 자극(5)은, 적어도 1개의 가동 자극(8)에 의해 제1 축부(5a)가 분할되고, 이 가동 자극(8)으로 사이에 끼워진 영역에 고정 자극(9)을 갖는다. 도 11(A)에 나타내는 예에서는, 2개의 가동 자극(8)에 의해 제1 축부(5a)가 3개로 분할된 것을 나타낸다. 또한, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6), 가동 자극(8), 고정 자극(9)의 구성에 대해서는, 전술의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 설명과 동일하기 때문에 생략한다. 또한 이 경우, 상기 (2) 식의 「리프팅 마그넷」은 본 발명의 「자극 부착 리프팅 마그넷」을 나타낸다.

본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷(7)은, 코일(4)에 통전한 상태로 강재에 접촉함으로써, 철심(2)(내극)으로부터 고정 자극(9), 제1 축부(5a), 제1 지부(5b), 강재, 제2 지부(6b), 제2 축부(6a), 요크(3)(외극)로, 이 차례로 인가(입력)하는 자속에 의해 자장 회로가 형성된다. 그리고, 예를 들면, 도 11(A)에 나타내는 바와 같이, 가동 자극(8)이 제1 축부(5a)에 접하는 위치에 있는 경우에는, 제1 지부(5b), 제2 지부(6b) 및 고정 자극(9)을 통하여 내극으로부터 외극으로 향하여 자속을 출력하여, 분기시킨다. 이에 따라, 적층한 최상층의 1매의 강재만이 자극 부착 리프팅 마그넷의 제1 지부(5b), 제2 지부(6b) 및 고정 자극(9)에 흡착된다. 이에 대하여, 예를 들면 도 9(C)에 나타내는 바와 같이, 가동 자극(8)이 제1 축부(5a)에 접하는 위치에 없는 경우에는, 내극으로부터 고정 자극(9)으로 출력된 자속은, 그대로 강재로 인가한다. 이에 따라, 적층한 최상층에서 n매째까지(즉 2매 이상)의 강재가 자극 부착 리프팅 마그넷의 고정 자극(9)에 흡착된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 가동 자극(8)을 이동시킴으로써, 자장 회로를 제1 지부(5b)와 제2 지부(6b)측과 고정 자극(9)에 형성할지, 혹은 고정 자극(9)에만 형성할지를 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷에 의하면, 전술의 리프팅 마그넷용 부착 자극과 동일한 효과가 얻어진다.

이상 설명한 바와 같이, 전자석을 이용한 리프팅 마그넷에 의해 강재를 매달아 올릴 때에, 1개의 코일로부터 출력된 자속이 분할 자극 혹은 고정 자극을 통하여 강재에 인가함으로써, 강재 내로의 최대의 자속 침투 깊이를 제어할 수 있게 되었다. 즉, 본 발명에서는, 자장 회로를 전술한 바와 같이 변화시킴으로써, 최대의 자속 침투 깊이를 목적으로 하는 값으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 매달아 올리는 대상이 판두께가 작은 강재(얇은 강재)라도 높은 정밀도로 매달음 매수의 제어를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 자극을 이용함으로써 리프팅 마그넷 코일의 크기를 바꾸지 않고 제어할 수 있기 때문에, 리프팅 마그넷의 중량이나 코일 발열량의 증대를 회피할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 복수의 자장 회로를 자극 내부에 갖고, 그때마다 전환함으로써 이들 자장 회로를 변화할 수 있기 때문에, 하나의 자극으로 여러 가지 판두께의 강재의 매달아 올림에 대응할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 강재의 반송 방법에 대해서 설명한다.

본 발명은, 제철소 등에 있어서, 강재를 반송하는 방법으로 적용할 수 있다. 여기에서는, 전술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극, 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷의 모두 이용할 수 있다. 예를 들면, 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용하는 경우에는, 당해 리프팅 마그넷용 부착 자극을 일반적인 리프팅 마그넷에 부착하고, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반한다. 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하는 경우에는, 당해 리프팅 마그넷의 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반한다. 구체적으로는, 강재의 반송 장치에 의해, 후판 공장의 정정 공정 대기 및 정정 공정 후의 출하 대기의 상태에 있는 강판을, 보관 장소로부터 대상의 1매만 혹은 대상의 수매(예를 들면 2∼3매)만을, 매달아 올려 이동시킬 수 있다. 강재(예를 들면, 강판)의 반송 장치는, 제1 실시 형태의 경우에는, 강재를 매달아 올리는 흡착 부분에, 전술한 도 4의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 부착한 리프팅 마그넷 혹은 도 6의 자극 부착 리프팅 마그넷을 구비하고 있으면 좋다. 제2 실시 형태의 경우에는, 반송 장치는, 강재를 매달아 올리는 흡착 부분에, 전술한 도 9 및 도 10의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 부착한 리프팅 마그넷, 혹은 도 11의 자극 부착 리프팅 마그넷을 구비하고 있으면 좋다.

다음으로, 본 발명의 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 발명은, 전술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 리프팅 마그넷용 부착 자극 혹은 자극 부착 리프팅 마그넷에 의한 강재의 반송 방법을 이용하여, 압연 후, 강판 유치 장소(보관 장소)에 보관된 강판을 자력에 의해 1매씩 혹은 대상의 수매(예를 들면 2∼3매)만을 매달아 올려 반송하여, 정정 공정을 행하는 강판의 제조 방법이다.

예를 들면, 강판은, 소정의 성분 조성을 갖는 강 소재를 가열 후, 열간 압연을 실시한 후, 냉각하고, 소망하는 사이즈로 전단함으로써 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 강판의 제조 방법으로 적용할 수 있는 강 성분 조성은, 특별히 한정되지 않고, 공지의 성분 조성의 강을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 강판의 제조 방법에 있어서, 가열 및 냉각의 온도 조건이나 압연의 압하율 등은, 특별히 한정되지 않고, 공지의 조건을 채용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예 1∼4에 기초하여 본 발명을 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

<실시예 1>

도 7은, 실시예 1에서 이용하는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 개략 구성을 설명하는 개략도이다. 도 7(A)에는, 리프팅 마그넷용 부착 자극을 하면에서 본 평면도를 나타내고, 도 7(B)에는, 도 7(A)에 있어서의 D-D’선 단면도를 나타내고, 도 7(C)에는, 도 7(A)에 있어서의 E-E’선 단면도를 나타낸다.

실시예 1에서는, 본 발명예로서, 직경 150㎜의 내극, 두께 60㎜, 크기 500㎜×500㎜의 외극을 갖는 리프팅 마그넷(도시하지 않음)에, 도 7에 나타내는 본 발명의 리프팅 마그넷용 부착 자극(SS400제)을 부착한 도 6에 나타내는 바와 같은 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하여, 강판의 매달음 시험을 실시했다. 자극의 두께는 10㎜로 하고, 내극과 외극의 사이에는 20㎜의 공극을 형성했다. 제1 및 제2 분할 자극의 치수는 특별히 한정하지 않는다. 매달아 올리는 강판은, 판두께가 5㎜, 길이 3m×폭 1.5m의 사이즈, 중량이 180㎏ 정도의 SS400을 사용하고, 10매 겹친 상태에서 최상층의 강판(1매째)을 리프팅 마그넷에 의해 흡인하고, 각 강판에 작용하는 흡인량(흡착력)을 측정했다. 그 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터, 최상층의 1매째에서는 770kgf으로 큰 흡인력이 작용한 것에 대하여, 하층의 2매째에서는 110kgf, 또한 하층의 3매째에서는 4kgf, 추가로 하층의 4매째 이후에서는 측정 한계값 이하(0kgf)로 되었다. 따라서, 강판의 중량은 180㎏ 정도이기 때문에, 2매째 이후의 강판은 흡착되지 않는 것을 알 수 있다.

이어서, 상기 자극의 제1 분할 자극(5) 및 제2 분할 자극(6)의 형상을 소정의 치수로 했다. 이 자극을 상기 리프팅 마그넷에 부착하고, 동일하게 강판의 매달음 시험을 실시했다.

여기에서는, 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도가 추정 1T, SS400의 포화 자속 밀도가 약 2T였다. 그 때문에, 코일 내부에서의 내극 단면적 S[㎟], 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도 B[T], 내극과 매달아 올림 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이 L[㎜], 강판의 판두께 t[㎜], 강판의 포화 자속 밀도 B_S[T]는, 각각 S＝17700㎟, B＝1.0, L＝4440㎜, t＝5, B_S＝2.0T였다. 따라서, 전술한 (1) 식의 좌변 및 우변에 각각 대입하면, (1) 식의 좌변은 S×B＝17700, (1) 식의 우변은 L×t×B_S＝44400이고, 상기 (1) 식을 만족했다.

상기 (1) 식을 만족하는 자극 부착 리프팅 마그넷에 의해 흡인하고, 각 강판에 작용하는 흡인량(흡착력)을 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터, 최상층의 1매째에서는 1800kgf으로 큰 흡인력이 작용했다. 한편, 하층의 2매째에서는 1kgf, 또한 하층의 3매째 이후에서는 측정 한계값 이하로 되었다. 따라서, 강판의 중량은 180㎏ 정도이기 때문에, 2매째 이후의 강판은 흡착되지 않는 것을 알 수 있다.

이에 대하여, 종래법(비교예)으로서, 상기 본 발명예와 동일한 리프팅 마그넷만을 이용하여, 그대로 매달아 올림 시험을 실시했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1로부터, 최상층의 1매째에서는 670kgf의 흡인력이었다. 한편, 하층의 2매째에서는 300kgf, 또한 하층의 3매째에서는 190kgf의 흡인량(흡착력)이 작용하고 있었다. 또한, 7매째 이후에서 측정 한계값 이하로 되었다. 예를 들면, 길이 3m×폭 1.5m의 사이즈의 강판인 경우에는 중량이 180㎏ 정도이기 때문에, 상기한 종래법으로 이보다 작은 사이즈의 강판을 매달아 올리는 경우에는 3매째까지 흡착되는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 본 발명예에 의하면, 코일에서 발생시킨 자속의 거의 모두가 1매째에 집중되기 때문에, 강판을 10매 적층한 상태에서, 최상층의 1매만이 매달아 올려지는 것을 알 수 있었다. 또한, 리프팅 마그넷용 부착 자극에 대신하여, 동일한 치수 형상의 본 발명의 자극 부착 리프팅 마그넷으로 해도 동일한 결과가 된다.

<실시예 2>

도 8은, 실시예 2에서 이용하는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극의 개략 구성을 설명하는 개략도이다. 도 8(A)에는, 리프팅 마그넷용 부착 자극을 하면에서 본 평면도를 나타내고, 도 8(B)에는, 도 8(A)에 있어서의 F-F’선 단면도를 나타내고, 도 8(C)에는, 도 8(A)에 있어서의 G-G’선 단면도를 나타낸다.

실시예 2에서는, 본 발명예로서, 크기 1000㎜×100㎜의 내극, 두께 60㎜, 크기 1500㎜×500㎜의 외극을 갖는 리프팅 마그넷(도시하지 않음)에, 도 8에 나타내는 본 발명의 리프팅 마그넷용 부착 자극(SS400제)을 부착한 도 6에 나타내는 바와 같은 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하여 강판 매달음 시험을 실시했다. 자극의 두께는 20㎜로 하고, 내극과 외극의 사이에는 30㎜의 공극을 형성했다. 제1 및 제2 분할 자극의 치수는 특별히 한정하지 않는다. 매달아 올리는 강판은, 판두께가 10㎜, 길이 3m×폭 3m의 사이즈, 중량이 720㎏ 정도의 SS400을 사용하고, 10매 겹친 상태에서 최상층 강판(1매째)을 리프팅 마그넷에 의해 흡인하고, 각 강판에 작용하는 흡인량(흡착력)을 측정했다. 그 측정 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터, 최상층의 1매째에서는 3800kgf으로 큰 흡인력이 작용했다. 한편, 하층의 2매째에서는 540kgf, 또한 하층의 3매째에서는 5kgf, 추가로 하층의 4매째 이후에서는 측정 한계값 이하(0kgf)로 되었다. 따라서, 강판의 중량은 720㎏ 정도이기 때문에, 2매째 이후의 강판은 흡착되지 않는 것을 알 수 있다.

여기에서는, 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도가 추정 1T, SS400의 포화 자속 밀도가 약 2T였다. 그 때문에, 코일 내부에서의 내극 단면적 S[㎟], 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도 B[T], 내극과 매달아 올림 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이 L[㎜], 강판의 판두께 t[㎜], 강판의 포화 자속 밀도 B_S[T]는 각각 S＝100000㎟, B＝1.0, L＝10900㎜, t＝10, B_S＝2.0T였다. 따라서, 전술한 (1) 식의 좌변 및 우변에 각각 대입하면, (1) 식의 좌변은 S×B＝100000, (1) 식의 우변은 L×t×B_S＝218000이고, 상기 (1) 식을 만족했다.

상기 (1) 식을 만족하는 리프팅 마그넷에 의해 흡인하고, 각 강판에 작용하는 흡인량(흡착력)을 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터, 최상층의 1매째에서는 8500kgf으로 큰 흡인력이 작용했다. 한편, 하층의 2매째에서는 5kgf, 또한 하층의 3매째 이후에서는 측정 한계값 이하로 되었다. 따라서, 강판의 중량은 720㎏ 정도이기 때문에, 2매째 이후의 강판은 흡착되지 않는 것을 알 수 있다.

이에 대하여, 종래법(비교예)으로서, 상기 본 발명예와 동일한 리프팅 마그넷만을 이용하여 그대로 매달아 올림 시험을 실시했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2로부터, 최상층의 1매째에 3300kgf의 흡인력이었다. 한편, 하층의 2매째에서는 1500kgf, 또한 하층의 3매째에서는 900kgf의 흡인량(흡착력)이 작용하고 있었다. 또한, 8매째 이후에서 측정 한계값 이하로 되었다. 이러한 점에서, 종래법의 경우에는, 예를 들면 길이 3m×폭 3m의 사이즈의 강판인 경우에는 강판의 중량이 720㎏ 정도이기 때문에, 상기한 종래법에서는 이보다 작은 사이즈의 강판을 매달아 올리는 경우에는, 3매째까지 흡착되는 것을 알 수 있다.

<실시예 3>

실시예 3에서는, 도 9에 나타낸, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용했다.

실시예 3에서는, 본 발명예로서, 직경 100㎜의 내극, 두께 25㎜, 크기 350㎜×350㎜의 외극을 갖는 리프팅 마그넷(도시하지 않음)에, 도 9에 나타내는 리프팅 마그넷용 부착 자극(SS400제)을 부착한 도 11(A)에 나타내는 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하여, 강판 매달음 시험을 실시했다.

또한, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 두께는 10㎜로 하고, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 사이에는 10㎜의 공극을 형성했다. 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)은, 최상층의 1매를 매다는 설계로 했다. 또한, 고정 자극(9)은 원형으로 하고, 그 직경은 100㎜로 했다. 고정 자극(9)은, 여기에서는 최상층에서 3매 분의 강재를 매다는 설계로 했다. 자장 회로의 전환은, 가동 자극(8)을 리니어 슬라이더로 이동시킴으로써 행했다.

또한, 고정 자극(9)은, 상기한 (2) 식을 충족하는 치수로 했다. 여기에서는, 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도가 추정 1T, SS400의 포화 자속 밀도가 약 2T였다. 그 때문에, 코일 내부에서의 내극 단면적 S[㎟], 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도 B[T], 고정 자극(9)과 매달아 올림 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이 L₁[㎜], 고정 자극(9)에서 매달아 올린 강판의 판두께 총합의 최대값 t₁[㎜], 강판의 포화 자속 밀도 B_S[T]는, 각각 S＝7850㎟, B＝1.0, L₁＝2950㎜, t₁＝15㎜, B_S＝2.0T였다. 따라서, 상기한 (2) 식의 좌변 및 우변에 각각 대입하면, (2) 식의 좌변은 S×B＝78500, (2) 식의 우변은 L₁×t₁×B_S＝88500이고, 상기 (2) 식을 만족했다.

또한, 매달아 올리는 강재는, 판두께가 5㎜, 세로 가로 3m, 중량 340㎏의 SS400을 사용했다. 시험에서는 5매 겹친 상태에서 강재를 리프팅 마그넷에 의해 흡인하고, 각 강판에 작용하는 흡인량(흡착력)을 측정했다. 그 측정 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3의 왼쪽란에는, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)과 고정 자극(9)에서 매달아 올렸을 때의 측정 결과를 나타내고, 표 3의 오른쪽란에는, 고정 자극(9)만으로 매달아 올렸을 때의 측정 결과를 나타낸다. 표 3으로부터, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)과 고정 자극(9)에서 매달아 올린 경우에는, 최상층의 1매째에서는 3800kgf으로 큰 흡인력이 작용했다. 한편, 하층의 2매째에서는 1kgf, 또한 하층의 3매째 이후에서는 측정 한계 이하(0kgf)로 되었다. 이에 대하여, 고정 자극(9)만으로 매달아 올린 경우에는, 최상층의 1매째에서는 1370kgf, 하층의 2매째에서는 600kgf, 또한 하층의 3매째에서는 490kgf, 추가로 하층의 4매째에서는 2kgf, 5매째에 측정 한계 이하(0kgf)의 흡인력(흡착력)이 작용하고 있었다. 즉, 1매째에 자속 포화를 일으키고, 3매째까지 자속이 투과함으로써, 3매의 강재를 흡착하는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 가동 자극(8)에서 자장 회로를 전환함으로써, 1개의 자극 부착 리프팅 마그넷만으로, 매달아 올려지는 강판의 매수를 1매와 3매로 제어할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 측정 결과는 나타내고 있지 않지만, 고정 자극(9)만으로 매달아 올릴 때에, 추가로 코일로 인가하는 전류의 제어를 조합함으로써, 2매 매달음을 행할 수도 있다.

<실시예 4>

실시예 4에서는, 도 10에 나타낸, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용했다.

실시예 4에서는, 본 발명예로서, 직경 100㎜의 내극, 두께 25㎜, 크기 350㎜×350㎜의 외극을 갖는 리프팅 마그넷(도시하지 않음)에, 도 10에 나타내는 리프팅 마그넷용 부착 자극(SS400제)을 부착한, 도 11(A)에 나타내는 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하여, 강판 매달음 시험을 실시했다.

또한, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 두께는 10㎜로 하고, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)의 사이에는 10㎜의 공극을 형성했다. 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)은, 최상층의 1매를 매다는 설계로 했다. 또한, 고정 자극(9)은 2개의 장방형으로 분할한 구조로 하고, 분할 부분(장방형)의 두께는 20㎜로 했다. 고정 자극(9)의 분할 부분과 제2 분할 자극(6c)의 사이에는 10㎜의 공극을 형성했다. 고정 자극(9)은, 최상층에서 2매 분의 강재를 매다는 설계로 했다. 자장 회로의 전환은, 가동 자극(8)을 리니어 슬라이더로 이동시킴으로써 행했다.

또한, 고정 자극(9)은, 상기한 (2) 식을 충족하는 치수로 했다. 여기에서는, 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도가 추정 1T, SS400의 포화 자속 밀도가 약 2T였다. 그 때문에, 코일 내부에서의 내극 단면적 S[㎟]＝7850㎟, 코일 내부에서의 내극 평균 자속 밀도 B[T]＝1.0, 고정 자극(9)과 매달아 올림 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이 L₁[㎜]로 했을 때, 제1 분할 자극(5)과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이는 3180㎜, 고정 자극(9)과 강재가 접하고 있는 부분의 총 둘레 길이는 540㎜, 고정 자극에서 매달아 올린 강판의 판두께 총합의 최대값 t₁[㎜]＝10㎜였다. 따라서, 상기한 (2) 식의 좌변 및 우변에 각각 대입하면, (2) 식의 좌변은 S×B＝7850, (2) 식의 우변은 L₁×t₁×B_S＝10800이고, 상기 (2) 식을 만족했다.

또한, 매달아 올리는 강재는, 판두께가 5㎜, 세로와 가로의 폭이 각각 3m, 중량 340㎏의 SS400을 사용하고, 시험에서는 5매 겹친 상태에서 강재를 리프팅 마그넷에 의해 흡인하고, 각 강판에 작용하는 흡인량(흡착력)을 측정했다. 그 측정 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4의 왼쪽란에는, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)과 고정 자극(9)에서 매달아 올렸을 때의 측정 결과를 나타내고, 표 4의 오른쪽란에는, 고정 자극(9)만으로 매달아 올렸을 때의 측정 결과를 나타낸다. 표 4로부터, 제1 및 제2 분할 자극(5, 6)과 고정 자극(9)에서 매달아 올린 경우에는, 최상층의 1매째에서는 3800kgf으로 큰 흡인력이 작용한 것에 대하여, 하층의 2매째에서는 1kgf, 또한 하층의 3매째 이후에서는 측정 한계 이하(0kgf)로 되었다. 이에 대하여, 고정 자극(9)만으로 매달아 올린 경우에는, 최상층의 1매째에서는 1530kgf, 하층의 2매째에서는 700kgf, 또한 하층의 3매째에서는 3kgf, 추가로 하층의 4매째 이후에서는 측정 한계 이하(0kgf)의 흡인력(흡착력)이 작용하고 있었다. 즉, 1매째에 자속 포화를 일으키고, 2매째까지 자속이 투과함으로써, 2매의 강재를 흡착하는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 가동 자극(8)에서 자장 회로를 전환함으로써, 1개의 자극 부착 리프팅 마그넷만으로, 매달아 올려지는 강판의 매수를 1매와 2매로 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.

2 : 내극
3 : 외극
4 : 코일
5 : 제1 분할 자극
5a : 제1 축부
5b : 제1 지부
6 : 제2 분할 자극
6a : 제2 축부
6b : 제2 지부
6c : 제2 지부
7 : 자극 부착 리프팅 마그넷(리프마그)
8 : 가동 자극
9 : 고정 자극
101 : 리프팅 마그넷 내극
102 : 리프팅 마그넷 외극
103 : 코일
111 : 리프팅 마그넷 내극
112 : 리프팅 마그넷 외극
113 : 넥부
121 : 리프팅 마그넷 내극
122 : 리프팅 마그넷 외극
123 : 넥부
131 : 리프팅 마그넷 내극
132 : 리프팅 마그넷 외극
133a∼133d : 강재
134 : 자속
141 : 리프팅 마그넷 내극
142 : 리프팅 마그넷 외극
143a∼143d : 강재
144 : 자속

Claims

자력(磁力)에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 리프팅 마그넷의 리프팅 마그넷용 부착 자극(磁極)으로서,
상기 리프팅 마그넷의 철심과 접하는 제1 분할 자극과,
상기 리프팅 마그넷의 요크와 접하는 제2 분할 자극을 갖고,
상기 제1 분할 자극은, 상기 철심과 접하는 제1 축부와, 상기 제1 축부로부터 분기 구조를 갖고 복수개로 분지한 제1 지부를 구비하고,
상기 제2 분할 자극은, 상기 요크와 접하는 제2 축부와, 상기 제2 축부로부터 분기 구조를 갖고 복수개로 분지한 제2 지부를 구비하고,
상기 제1 및 제2 분할 자극이 번갈아 배치된, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
제1항에 있어서,
상기 제1 분할 자극의 치수는, (1) 식을 충족하는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
S×B＜L×t×B_S　…(1) 식
여기에서, S, B, L, t, B_S는,
S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],
B: 리프팅 마그넷의 내극 내부에 있어서의 평균 자속 밀도 [T],
L: 제1 분할 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 제1 분할 자극의 총 둘레 길이 [㎜],
t: 매달아 올려진 강재의 판두께 [㎜],
B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],
를 각각 나타낸다.
제1항에 있어서,
상기 제1 분할 자극은, 추가로, 적어도 1개의 가동 자극과,
당해 가동 자극에 인접하는 영역에서, 또한 강재에 접하는 면에, 고정 자극을 갖는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
제2항에 있어서,
상기 제1 분할 자극은, 추가로, 적어도 1개의 가동 자극과,
당해 가동 자극에 인접하는 영역에서, 또한 강재에 접하는 면에, 고정 자극을 갖는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
제3항에 있어서,
상기 가동 자극은 가동식인, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
제4항에 있어서,
상기 가동 자극은 가동식인, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
제3항에 있어서,
상기 고정 자극의 치수는, (2) 식을 충족하는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
S×B＜L₁×t₁×B_S　…(2) 식
여기에서, S, B, L₁, t₁, B_S는,
S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],
B: 리프팅 마그넷의 내극 내부에 있어서의 평균 자속 밀도 [T],
L₁: 고정 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 고정 자극의 총 둘레 길이 [㎜],
t₁: 고정 자극에서 매달아 올려진 강재의 판두께의 총합의 최대값[㎜],
B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],
를 각각 나타낸다.
제4항에 있어서,
상기 고정 자극의 치수는, (2) 식을 충족하는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
S×B＜L₁×t₁×B_S　…(2) 식
여기에서, S, B, L₁, t₁, B_S는,
S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],
B: 리프팅 마그넷의 내극 내부에 있어서의 평균 자속 밀도 [T],
L₁: 고정 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 고정 자극의 총 둘레 길이 [㎜],
t₁: 고정 자극에서 매달아 올려진 강재의 판두께의 총합의 최대값[㎜],
B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],
를 각각 나타낸다.
제5항에 있어서,
상기 고정 자극의 치수는, (2) 식을 충족하는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
S×B＜L₁×t₁×B_S　…(2) 식
여기에서, S, B, L₁, t₁, B_S는,
S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],
B: 리프팅 마그넷의 내극 내부에 있어서의 평균 자속 밀도 [T],
L₁: 고정 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 고정 자극의 총 둘레 길이 [㎜],
t₁: 고정 자극에서 매달아 올려진 강재의 판두께의 총합의 최대값[㎜],
B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],
를 각각 나타낸다.
제6항에 있어서,
상기 고정 자극의 치수는, (2) 식을 충족하는, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
S×B＜L₁×t₁×B_S　…(2) 식
여기에서, S, B, L₁, t₁, B_S는,
S: 리프팅 마그넷의 내극의 단면적 [㎟],
B: 리프팅 마그넷의 내극 내부에 있어서의 평균 자속 밀도 [T],
L₁: 고정 자극과 매달아 올려진 강재가 접하고 있는 영역의 고정 자극의 총 둘레 길이 [㎜],
t₁: 고정 자극에서 매달아 올려진 강재의 판두께의 총합의 최대값[㎜],
B_S: 매달아 올려진 강재의 포화 자속 밀도 [T],
를 각각 나타낸다.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
번갈아 배치된 상기 제1 및 제2 분할 자극의 간격이, 30㎜ 이하인, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 분할 자극의 판두께가, 각각 20㎜ 이하인, 리프팅 마그넷용 부착 자극.
자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷으로서,
당해 자극으로서, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용한, 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 리프팅 마그넷용 부착 자극을 이용하여, 당해 리프팅 마그넷용 부착 자극을 리프팅 마그넷에 부착하고, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 것을 특징으로 하는 강재의 반송 방법.
제13항에 기재된 강재 매달아 올림용 자극 부착 리프팅 마그넷을 이용하여, 자력에 의해 강재를 매달아 올려 운반하는 것을 특징으로 하는 강재의 반송 방법.
제14항에 기재된 강재의 반송 방법을 이용하여, 압연 후, 강판을 반송하여, 정정(精整) 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.
제15항에 기재된 강재의 반송 방법을 이용하여, 압연 후, 강판을 반송하여, 정정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.