KR20010088858A - 금속 스트립 제조 및 이러한 스트립의 파손 위험을감소시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트립이 이송 방향으로 응력을 받으며 운반되는 경로에서 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위하여, 금속 스트립의 종래 공급 경로에서 스트립의 가장자리에서 존재하는 결점을 검출하고 스트립의 파손을 막기 위해 이러한 결점의 감소 결과를 측정하는 방법에 관한 것으로,

제한된 길이내에서 결점이 검출되어진 가장자리의 단면은 스트립의 가장자리와 떨어져서 스트립을 향해, 정상 스트립 속도로, 이동하는 구동 전단 시스템에 의해 잘라지고, 전단 시스템의 방향은 전단 컷의 경로을 따르고, 전단점 위치에서 구동 전단 부분은 이송 방향으로 스트립 속도와 대응하는 속도 성분을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속 스트립 제조 및 이러한 스트립의 파손 위험을 감소시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL STRIP AND REDUCING THE RISK OF SUCH A STRIP BREAKING}

상기에서 개시된 타입의 방법은 연속 풀림 라인에서 냉간 압연강 스트립을 처리하도록 이용되어지지만, 본 발명은 여기에 한정되지는 않는다.

일반적으로, 얇은 강 스트립 제조동안에, 강은 몇 십 밀리미터의 원하는 두께를 얻기 위하여 열간 압연 및 냉간 압연처리를 하게 된다. 그러나, 이러한 작용은 강에서 또 다른 처리를 부적절하게 하는 조직의 변화가 발생한다.

처리 특성을 향상시키기 위한 종래의 방법으로는 약간의 인장응력 하에서 연속 풀림로를 통해 스트립을 안내하는 방법이 있다.

이것과 관련하여, 종래에는 스트립이 노안에 응력상태에서 놓여지면 스트립을 파손시킬 수 있는 결점이 스트립의 가장자리에서 형성되는 문제가 있었다. 연속 풀림로는 스레드되어지는 스트립에 대한 현저하게 긴 길이가 필요하기 때문에 설치가 복잡해진다. 만일 스트립이 파손되면, 큰 제조손실을 당하게 된다. 그래서 최소한으로 스트립의 파손을 제한하는 것이 필요하다.

이러한 목적을 얻기 위해 종래의 방법에서는 풀림 경로전에 금속 스트립의 공급 경로에서 스트립의 가장자리의 결점을 검출한다. 많은 경우에서, 이러한 목적을 위해 광-전자 시스템이 사용되고, 카메라에 의해 검출되는 결점은 전자신호로 변환된다.

결점은 스트립의 가장자리에서 머리카락같은 클랙을 포함할 수 있고, 또한 가장자리에서 플랩을 포함할 수 있다. 스트립 폭의 변화는 때때로 결점으로서 간주 되어진다. 결점은 스트립이 응력하에 놓여질때 스트립에서 응력을 증가시킨다. 이러한 응력의 증가는 초기 클랙이 스트랩을 파손시키도록 한다.

결점 검출의 간단한 측정은 스트립의 이동을 정지시키고 결점 위치에서 스트립의 가장자리를 제거한다. 이러한 측정은 스트립의 파손을 방지하지만, 제조 손실이 일어나고 또한 스트립의 단면이 또 다른 열처리를 받아야 한다. 이것은 풀림된 스트립과 질적인 면에서 차이가 난다.

본 발명은 스트립이 이송 방향으로 응력을 받으며 운반되는 경로에서 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위하여, 금속 스트립의 종래 공급 경로에서 스트립의 가장자리에서 존재하는 결점을 검출하고 스트립의 파손을 막기 위해 이러한 결점의 감소 결과를 측정하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 새로운 방법의 실행을 이용할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 강 스트립용 연속 풀림 라인에서 본 발명의 적용을 개략적으로 설명하는 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 풀림 라인을 개략적으로 도시하는 도면;

도 2는 스트립 가장자리의 단면을 오려내는 방법을 개략적으로 도시하는 도면;

도 3은 이동 스트립에 대한 새로운 장치의 위치를 도시하는 평면도;

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ라인 방향으로 본 도면; 및

도 5는 새로운 장치의 구성요소를 도시하는 도면이다.

본 발명의 목적은 연속되는 측정이 스트립 속도의 변화없이 스트립 가장자리의 결점을 측정하는 것이다. 이러한 측정 목적은 전체 길이가 동일하게 열처리되는 풀림된 스트립을 얻기 위한 것이고, 이것으로 질적인 차이가 존재하지 않게 된다.

본 발명은 도입부분에 기술된 방법에서, 제한된 길이내에서 결점이 검출되어진 가장자리의 단면은 스트립의 가장자리와 떨어져서 스트립을 향해, 정상 스트립 속도로, 이동하는 구동 전단 시스템에 의해 잘라지고, 전단 시스템의 방향은 전단 컷의 경로을 따르고, 전단점 위치에서 구동 전단 부분은 이송 방향으로 스트립 속도와 대응하는 속도 성분을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 새로운 방법은 스트립이 속도차이나 전단 컷이 만들어지는 영역외에 부가적인 힘의 작용에 의해 영향을 받지 않는 한 스트립 파손의 근원을 제거할 수 있다. 가장자리 결점의 완전한 제거는 가장자리에서 스트립의 나머지 부분으로 클랙이 길어지는 것을 방지한다.

특히, 본 발명은 구동 전단 시스템이 스트립의 어느 한 측면상에 위치되어지고, 전단 동안에, 스트립의 가로방향 축 주위에서 회전되어지고 전단점을 통해 이동하는 한 쌍의 커팅 롤러를 포함하며, 상기 커팅 롤러의 축은 전단점의 위치에서 전단 컷의 경로와 수직적으로 되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 제조방법에 관한 것이다. 전단 시스템의 일부분으로서 커팅 롤러를 사용하면 전단 컷과 가로방향인 전단 시스템에 의해 스트립의 나머지 부분에서 작용하는 힘을 방지할 수 있다. 전단 컷에 의해 단면이 제한된 길이로 잘려지면, 전단동안에, 커팅 롤러는 각각 다른 위치로 적용된다. 전단 시스템을 인장 또는 스트립상에 감속 영향으로부터 보호하기 위해, 커팅 롤러의 속도 성분은 이송 방향으로 전단점의 위치에서 스트립 속도와 대응된다. 이것은 커팅 롤러의 속도가 전단 컷의 각 포인트로 적용됐음을 의미한다. 또한 전단 시스템의 방향은 전단 컷의 각 연속 위치에서 연속적으로 적용되어진다. 전단 시스템의 이러한 회전은 전단 컷의 형상에 따른다.

또한, 본 발명은 금속 스트립용 공급 시스템 및 처리 시스템을 포함하고 상기 공급 시스템에서 스트립이 응력을 받고 스트립의 가장자리에서 존재하는 결점을 검출하기 위한 검출기를 포함하는 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위한 장치에서, 상기 장치가 가장자리 단면에서 검출되어진 결점을 정상 스트립 속도로 전단에 의해 제거하기 위하여 아래와 같은 구성요소:

- 가장자리의 한 측면의 경로상에 위치되어지고 전단 시스템을 형성하는 한 쌍의 커팅 롤러;

- 대향된 방향으로 커팅 롤러를 구동시키기 위해 전송 시스템을 가지는 제어가능한 제 1 모터;

- 스트립의 평면과 수직이고 전단 시스템의 전단점을 통해 이동하는 축을 가지고, 전단 방향을 변화시키기 위해 전단 시스템에 구동 연결되어진 제어가능한 제 2 모터;

- 자유단부에서 제어가능한 제 2 모터를 지지하고 스트립의 표면과 평행인 평면에서 피봇가능하고 이송 방향과 가로적으로 되는 피봇 암;

- 피봇 암을 구동시키기 위한 제어가능한 제 3 모터; 및

- 세 모터를 동시적으로 작동시킬 수 있고, 가장자리에서 결점을 검출하고, 결점을 포함하고 길이가 제한된 가장자리의 단면을 전단 시스템에 의해 잘르는 제어 시스템을 포함하는 시스템을 포함하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 제어 시스템은 커팅 롤러의 축이 전단점의 위치에서 전단 컷의 경로와 수직적으로 정렬되는 방법으로 제어가능한 제 2 모터를 가동시킬 수 있고, 전단점 위치에서 커팅 롤러가 이송 방향에서 스트립 속도와 대응되는 속도 성분을 구비하도록 제 1 모터를 가동시킬 수 있다.

본 발명과 같은 새로운 방법은 냉간 압연되고 풀림로를 통과한 강 스트립에 제한되지 않는다. 이러한 방법은 다른 조성의 금속 스트립 또는 코팅 스트립과 같은 다른 처리장치를 통과하는 금속 스트립에서도 적용될 수 있다. 그럼에도 불구하고 본 발명은 연속 풀림로에서 냉간 압연된 강 스트립의 처리를 할 때 양호한 결과를 얻을 수 있다.

도 1에서, 도면부호 "1"은 코일러(2)에서 풀려지고, 처리후에 코일러(3)에 감겨지는 냉간 압연강 스트립을 나타낸다. 도면부호 "4"는 연속 풀림로를 개략적으로 나타낸다. 풀림로(4)에 들어가기전에, 스트립(1)은 입구 버퍼(5)를 통해 통과하고 노에서 처리된후 출구 버퍼(6)를 통과한다. 화살표는 입구 버퍼(5) 및 출구 버퍼에서 스트립의 체적이 변화되는 것을 개략적으로 나타낸다. 이것은 풀림로 내부에서 스트립의 이동이 불규칙적으로 되는것 없이 스트립 통과의 단절을 방지할 수 있다. 스트립의 이동이 단절되어 만일 새로운 스트립이 코일러(2)상에 위치되면, 용접 장치(7)로 이전 스트립과 용접시킨다. 유사하게, 풀 코일러(3)는 스트립립(1)을 자를 수 있고, 스트립을 새로운 코일러상에 안내한다.

검출기(8)는 입구 버퍼(5)의 정면에서 위치되어진다. 검출기(8)는 스트립의 가장자리 위에서 위치되어지고 스트립 아래에서 방출되는 할로겐 조명으로 보기 위하여 스트립 위에서 위치되는 카메라를 이용하는 유형의 검출기이다. 카메라에 의해 수신된 광은 클랙 또는 또 다른 형태의 결점을 검출한다. 이송 방향에 검출기 하류에서는, 검출기(8)에 의해 검출된 결점을 제한된 길이로 단면을 전단하기 위한 장치(9)가 존재한다. 장치(9)는 검출기(9)에서 방출되는 신호에 의해 제어되어진다. 이러한 제어장치의 상세한 설명은 하기에서 기술하지 않는다.

결점이 스트립의 양 가장자리에서 형성되면, 검출기(8) 및 장치(9)는 일반적으로 두 가장자리에 근접하여 스트립의 측면중 하나에 배치되고 서로 독립적인 기능을 가진다.

도 2는 화살표에 표시되는 방향으로 이동하는 강 스트립(1)의 평면도이다. 도면부호 "10"은 가장자리에서 결점을 도시하고, 결점은 뾰족한 테이퍼링 노치로 나타내어진다. 응력이 풀림로(4)의 내부에서 스트립에 적용되면, 이러한 노치는 스트립 파손을 일으키는 연속적인 클랙을 발생시키는 위험이 있다. 라인 "11"은 스트립(1)에 대한 전단 시스템의 전단점의 통과를 나타낸다. 이러한 경로는 스트립(1)의 일부분을 통과하며, 전단 컷(12)을 형성한다. 설명의 목적을 위해, 12m/s의 스트립 속도로 100mm의 가장자리 클랙(10)의 깊이와 2500mm의 길이를 가지는 단면이 잘라지는 것을 도시한다. 이러한 도면은 특정 가장자리 클랙을 단지 설명하기 위한 것이고, 스트립의 크기는 관찰되어지는 가장자리 결점에 따라 변화될 수 있다.

도 3 및 도 4는 스트립(1)에 대한 전단 시스템의 위치 및 이동을 상세하게 도시한다. U-형상의 프레임(16)은 전단 기구를 형성하는 한 쌍의 커팅 롤러(17)를 지지한다. 프레임(16)이 스트립(1)의 가장자리를 향하여 이동하는 것에 의해, 커팅 롤러(17)는 스트립에서 전단 컷(12)을 형성한다(예를들면, 도 2). U-형상 프레임(16)의 형상은 U의 림이 최대 크기의 가장자리 결점을 자를 수 있도록 가장자리 주위에서 맞물릴 수 있도록 한다. 도 5에서, 프레임(16)은 장치의 일부분으로서 상세히 기술된다. 커팅 롤러(17)를 구동시키기 위한 구동 모터(18)는 프레임(16)에 부착되어진다.

도 3 및 도 4에 도시되는 바와같이, 프레임(16)은 구동 모터(15)에 연결되어지고, 커팅 롤러(17)의 축은 커팅 롤러의 전단점을 통해 수직적으로 이동한다. 모터(15)는 프레임(16)과 전단 컷이 정렬되도록 하고, 이러한 방법으로 커팅 롤러(17)의 축은 전단 컷에 언제나 수직적으로 된다. 이것은 전단 컷을 깨끗하게 하고 가장자리 결점의 형성을 일으키지 않는다. 모터(15)는 피봇 암(14)의 자유 단부에서 위치되고, 모터의 피봇점은 모터(13)의 축에 의해 형성되어진다.

모터(13, 15)는 매우 정확하고 작은 회전을 발생시키는 서보모터이다. 이러한 모터는 일반적으로 로봇 분야에서 사용되어진다. 또한, 모터(18)는 한쌍의 롤러 속도와 이송 방향에 대한 전단 컷의 기울기가 적합하도록 정확하게 제어되어져야 한다. 이것은 이송 방향에서 커팅 롤러의 속도 성분이 전단점 위치에서 벨트를 따라 커팅 롤러의 슬립핑을 방지하기 위해 대응되는 스트립 속도를 구비하기 때문이다.

검출된 가장자리 결점의 기능을 작용하는 모터(18, 13 및 15)를 동시적으로 작동시키는 제어 시스템은 장치에서 도시되지 않는다. 이것은 피봇 암이 가장자리 결점을 단면에서 완전하게 전단시키기 위하여 피봇되어지고, 모터(15)가 전단 컷이 형성되는 동안에 전단 기울기에 대하여 프레임(16)을 정렬시키고, 모터(18)가 특정 위치에서 전단 컷의 기울기와 스트립 속도에 커팅 롤러의 속도를 적용시키는 것이 필요하기 때문이다.

사인 함수의 형태를 가지는 전단 컷(12)를 제공하는 것에 의해 모터(15)의회전 속도는 전단 동안에 일정하게 유지된다.

도 5는 전단 시스템을 상세하게 도시한다. 프레임(16)은 모터(15)의 고정 케이싱에 대하여 회전할 수 있다. 구동 모터(18)는 톱니모양의 벨트(20)를 구동시키는 축(19)을 구동시킨다. 이 톱니모양의 벨트(20)는 번갈아 구동축(21, 22)을 동일한 속도로 구동시키지만 반대방향이고, 축(21, 22)은 커팅 롤러(17)을 구동시킨다(도시되지 않음). 톱니모양의 벨트(20)의 경로는 상세하게 도시되지 않지만, 경로는 종래 통상의 지식을 가진자라면 쉽게 알 수 있는 간단한 구동 시스템이다.

커팅 롤러에 작은 지름을 허용하고, 프레임(16)이 고강도를 가지도록 하기 위해서는, 프레임(16)의 두 U림이 축(21, 22)을 통해 짧은 거리로 이동시키는 것이 중요하다. 만일 스트립(1)이 진동하고, 또는 스트립의 가장자리가 주름진다면, 커팅 롤러가 스트립의 가장자리를 깨끗히 커팅할 수 없다. 이것때문에, 시스템은 전단 시스템이 스트립의 가장자리를 향해 피봇되어질때 스트립의 가장자리를 적절하게 죌 수 있는 클램핑 조우(23, 24)를 제공한다.

Claims (5)

1. 스트립이 이송 방향으로 응력을 받으며 운반되는 경로에서 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위하여, 금속 스트립의 종래 공급 경로에서 스트립의 가장자리에서 존재하는 결점을 검출하고 스트립의 파손을 막기 위해 이러한 결점의 감소 결과를 측정하는 방법에 있어서,

   제한된 길이내에서 결점이 검출되어진 가장자리의 단면은 스트립의 가장자리와 떨어져서 스트립을 향해, 정상 스트립 속도로, 이동하는 구동 전단 시스템에 의해 잘라지고, 전단 시스템의 방향은 전단 컷의 경로을 따르고, 전단점 위치에서 구동 전단 부분은 이송 방향으로 스트립 속도와 대응하는 속도 성분을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동 전단 시스템은 스트립의 어느 한 측면상에 위치되어지고, 전단 동안에, 스트립의 가로방향 축 주위에서 회전되어지고 전단점을 통해 이동하는 한 쌍의 커팅 롤러를 포함하고, 상기 커팅 롤러의 축은 전단점의 위치에서 전단 컷의 경로와 수직적으로 되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 제조방법.
3. 금속 스트립(1)용 공급 시스템 및 처리 시스템(4)을 포함하고 상기 공급 시스템에서 스트립이 응력을 받고 스트립의 가장자리에서 존재하는 결점을 검출하기 위한 검출기(8)를 포함하는 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위한 장치에 있어서,

   상기 장치는 가장자리 단면에서 검출되어진 결점을 정상 스트립 속도로 전단에 의해 제거하기 위하여 아래와 같은 구성요소:

   - 가장자리의 한 측면의 경로상에 위치되어지고 전단 시스템을 형성하는 한 쌍의 커팅 롤러;

   - 대향된 방향으로 커팅 롤러를 구동시키기 위해 전송 시스템을 가지는 제어가능한 제 1 모터;

   - 스트립의 평면과 수직이고 전단 시스템의 전단점을 통해 이동하는 축을 가지고, 전단 방향을 변화시키기 위해 전단 시스템에 구동 연결되어진 제어가능한 제 2 모터;

   - 자유단부에서 제어가능한 제 2 모터를 지지하고 스트립의 표면과 평행인 평면에서 피봇가능하고 이송 방향과 가로적으로 되는 피봇 암;

   - 피봇 암을 구동시키기 위한 제어가능한 제 3 모터; 및

   - 세 모터를 동시적으로 작동시킬 수 있고, 가장자리에서 결점을 검출하고, 결점을 포함하고 길이가 제한된 가장자리의 단면을 전단 시스템에 의해 잘르는 제어 시스템을 포함하는 시스템(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위한 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어 시스템은 커팅 롤러의 축이 전단점의 위치에서 전단 컷의 경로와 수직적으로 정렬되는 방법으로 제어가능한 제 2 모터를 가동시킬 수 있고, 전단점 위치에서 커팅 롤러가 이송 방향에서 스트립 속도와 대응되는 속도 성분을 구비하도록 제 1 모터를 가동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위한 장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 전단 시스템은 스트립의 가장자리를 향해 피봇되어질 때 스트립 가장자리를 확실하게 죄도록 클램핑 조우를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 파손의 위험을 감소시키기 위한 장치.