JP2019503870A

JP2019503870A - 圧延素材の平坦維持装置及び方法

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Publication number: JP2019503870A
Application number: JP2018532687A
Authority: JP
Inventors: イル−ファンノ、; ヨン−ジュンチェ、
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2019-02-14
Also published as: CN108367323A; KR20170076858A; WO2017111222A1; KR101767783B1; CN108367323B

Abstract

本発明の一実施形態による平坦維持装置は、圧延素材の先端部の反りを測定する反り測定部と、上記圧延素材の屈曲を測定する屈曲測定部と、上記反り測定部及び上記屈曲測定部から伝達される反り及び屈曲の情報に基づいてトータルロールギャップレベルを算出する演算部と、上記トータルロールギャップレベルに応じて上記圧延素材を圧延する複数の仕上げ圧延スタンドのうち少なくとも一つのトータルロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、を含むことができる。

Description

本発明は、圧延素材の平坦維持装置及び方法に関するものである。

熱間圧延工程は、製鋼工程の連続鋳造機から供給されたスラブを加熱炉で熱間圧延温度、例えば、１１００〜１２００℃に加熱して粗圧延区間で幅圧延及び厚さ圧延を行ってバー（ｂａｒ）の状態に作り、仕上げ圧延区間で所望の厚さのストリップに圧延した後、巻取区間でコイル状の製品となるように巻き出すようになる。

熱間圧延工程で不均一な圧延及び冷却を経る間に、圧延素材の表面には反り（Ｂｅｎｄｉｎｇ）や屈曲（Ｗａｖｅ）が発生するようになる。反りや屈曲が発生すると、ロールとぶつかってロール及び圧延素材が損傷するという問題が生じることがある（韓国公開特許第２０１０−００１１１５０号公報を参照）。

本発明の課題は、上述した問題点を解決するためのものであって、圧延素材の反り及び屈曲に応じてロールギャップレベルを調整することで圧延素材を平坦に維持することができる平坦維持装置及び方法を提供することである。

本発明の一実施形態による平坦維持装置は、圧延素材の先端部の反りを測定する反り測定部と、上記圧延素材の屈曲を測定する屈曲測定部と、上記反り測定部及び上記屈曲測定部から伝達される反り及び屈曲の情報に基づいてトータルロールギャップレベルを算出する演算部と、上記トータルロールギャップレベルに基づいて上記圧延素材を圧延する複数の仕上げ圧延スタンドのうち少なくとも一つのトータルロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、を含むことができる。

本発明の他の実施形態による平坦維持装置は、仕上げ圧延機から移送される上記圧延素材の先端部の反りを測定する反り測定部と、上記仕上げ圧延機から移送される上記圧延素材の屈曲を測定する屈曲測定部と、上記反り測定部及び上記屈曲測定部から伝達される反り及び屈曲の情報に基づいてトータルロールギャップレベルを算出する演算部と、上記トータルロールギャップレベルに応じて上記圧延素材を圧延する複数の仕上げ圧延スタンドの最後段に配置される仕上げ圧延スタンドのロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、を含むことができる。

本発明のさらに他の実施形態による平坦維持方法は、仕上げ圧延機から移送される上記圧延素材の先端部の反りを測定する段階と、上記仕上げ圧延機から移送される上記圧延素材の屈曲を測定する段階と、上記圧延素材の反り及び屈曲に応じてトータルロールギャップレベルを算出する段階と、上記トータルロールギャップレベルに応じて上記仕上げ圧延機の最後段に配置される仕上げ圧延スタンドのロールギャップレベルを調整する段階と、を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、圧延素材の反り及び屈曲に応じてロールギャップレベルを調整して圧延素材を平坦に維持することができるようになる。

熱間圧延装置の一例を示す図である。（ａ）は、反りが上部方向に発生した圧延素材の先端部の一例を示す図であり、（ｂ）は、反りが下部方向に発生した圧延素材の先端部の一例を示す図である。屈曲が発生した圧延素材の一例を示す図である。本発明の一実施形態による平坦維持装置を示す図である。本発明の一実施形態による平坦維持方法を示すフローチャートである。

後述する本発明に関する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示するものであって、添付の図面を参照して説明する。これら実施形態は、当業者が本発明を十分に実施できるように詳細に説明する。本発明の多様な実施形態は互いに異なっているが、互いに排他的である必要はないことを理解しなければならない。例えば、ここに記載している特定の形状、構造及び特性は、一実施形態と関連して本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で他の実施形態において実現されてもよい。また、それぞれの開示された実施形態内の個別的な構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で変更可能であることを理解しなければならない。したがって、後述する詳細な説明は限定的なものでなく、本発明の範囲は、適宜説明される場合、これら各請求項が主張することと均等な全ての範囲と共に添付の請求項のみによって限定される。また、図面における類似する参照符号は、多様な側面にわたって同一又は類似する機能を示す。

以下では、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるようにするために、本発明の実施形態について添付された図面を参照して詳細に説明する。

図１は、熱間圧延装置の一例を示す図である。
図１を参照すると、熱間圧延装置１０は、スラブ（ｓｌａｂ）のような圧延素材１１を加熱する加熱炉１２、加熱炉１２で加熱された圧延素材１１を粗圧延する粗圧延機１３、バー（ｂａｒ）のような形で粗圧延された圧延素材１１を仕上げ圧延する仕上げ圧延機１４、ストリップ（ｓｔｒｉｐ）のような形で仕上げ圧延された圧延素材１１を移送させるランアウトテーブル（ＲＯＴ：ｒｕｎｏｕｔｔａｂｌｅ）１５、及び移送された圧延素材１１をコイルに巻き取る巻取機１６で構成される。

圧延素材１１は、加熱炉１２、粗圧延機１３、仕上げ圧延機１４、ランアウトテーブル１５、及び巻取機１６を順に通過して、コイルに巻き取られる。

図２（ａ）は、反りが上部方向に発生した圧延素材の先端部の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、反りが下部方向に発生した圧延素材の先端部の一例を示す図である。また、図３は、屈曲が発生した圧延素材の一例を示す図である。

圧延素材の圧延時に、圧延素材の厚さ方向に上下部間の非対称圧延因子（ａｓｙｍｍｅｔｒｙｒｏｌｌｉｎｇｆａｃｔｏｒ）により、図２（ａ）に示すように圧延素材の先端部が上部方向、もしくは図２（ｂ）に示すように圧延素材の先端部が下部方向に曲がる現象である反り（ｂｅｎｄｉｎｇ）が発生したり、又は図３に示すように、中央或いは端の部分が他の部分よりも多く圧延されてうねる現象である屈曲（ｗａｖｅ）が発生したりすることがある。ここで、上記非対称圧延因子としては、圧延素材の圧延中の上下間の温度差や、上下部ロールの鋳造速度差、ピックアップ（ｐｉｃｋ−ｕｐ）量の差、摩擦力の差、ロール径の差、圧延素材の断面状の非対称などを挙げることができる。

図２及び図３に示すように圧延素材で反り又は屈曲が発生するようになると、後続工程を行う前に反りが発生した圧延素材の先端部を広げるための追加の工程を直接行う必要があるため生産量が低下するという問題がある。

これに対し、本発明の一実施形態による平坦維持装置及び方法では、圧延素材の反り又は屈曲に応じてロールギャップレベルを調整することにより、圧延素材を平坦に維持することができる。

図４は、本発明の一実施形態による平坦維持装置２００を示す図である。
平坦維持装置２００は、反り測定部２１０、屈曲測定部２２０、演算部２３０、制御部２４０、及びロールギャップレベル調整部２５０を含むことができる。

反り測定部２１０は、複数の仕上げ圧延スタンド１１０、１２０、１３０を含む仕上げ圧延機１００の出側で圧延素材１０の先端部の反りを測定する。

反り測定部２１０は、少なくとも一つの映像計測器を含むことで、仕上げ圧延機１００の出側から移送される圧延素材１０の幅方向の動きを測定することができる。反り測定部２１０は、圧延素材１０の先端部の動きを撮影及び計測することで、先端部の反りの方向及び大きさを測定することができる。反り測定部２１０で測定された反りの方向及び大きさが含まれる反り情報は、演算部２３０に伝達されることができる。

屈曲測定部２２０は、仕上げ圧延機１００の出側から移送される圧延素材１０の屈曲を測定することができる。屈曲測定部２２０は、レーザーモジュール２２１、及び少なくとも一つの映像計測器２２２を含むことができる。レーザーモジュール２２１は、圧延素材１０に対して複数の平行なレーザーラインを投射し、少なくとも一つの映像計測器２２２は、圧延素材１０に対して投射されたレーザーラインの映像を得ることができる。映像計測器２２２は、得られた映像のレーザーラインの歪曲状態から圧延素材１０の屈曲レベルを区間毎に測定することができる。

屈曲測定部２２０で測定された圧延素材１０の区間毎の屈曲の情報は、演算部２３０に伝達されることができる。

演算部２３０は、反り測定部２１０及び屈曲測定部２２０のそれぞれから伝達される反り及び屈曲の情報に基づいて、仕上げ圧延スタンドの上部ロール及び下部ロールのロールギャップレベルを演算することができる。

演算部２３０は、反り測定部２１０から伝達される反り情報に基づいて上記圧延素材１０の反りを除去することができる第１ロールギャップレベルを演算することができる。演算部２３０は、反り測定部２１０から伝達される反り情報の反りレベルに比例するように、第１ロールギャップレベルを演算する。

また、演算部２３０は、屈曲測定部２２０から伝達される屈曲の情報に基づいて上記圧延素材１０の屈曲を除去することができる第２ロールギャップレベルを演算することができる。このとき、第２ロールギャップレベルは、圧延素材１０の幅、圧延素材１０の入側及び出側の厚さ、圧延素材１０の幅の区間毎の屈曲値の関数モデルによって決定されることができる。

演算部２３０は、第１ロールギャップレベル及び第２ロールギャップレベルのそれぞれに所定の加重値を付与してトータルロールギャップレベルを算出する。

具体的には、演算部２３０は、下記数式１に基づいてトータルロールギャップレベルを算出する。数式１において、「Ｔｏｔａｌｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ」はトータルロールギャップレベル、「ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ１」は第１ロールギャップレベル、「ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ２」は第２ロールギャップレベル、「α」及び「β」は加重値を示す。

Total roll gap level=α×roll gap level１＋β×roll gap level２
数式（１）
このとき、「α」及び「β」は加重値であって、下記数式２のように「α」と「β」の合計は１と一定であればよい。

α＋β＝１数式（２）
加重値α及びβは圧延素材１０の厚さ（Ｔ）に応じて可変にすることができ、加重値「α」及び「β」を厚さ（Ｔ）に関する関数（ｆ（Ｔ））で表す場合、下記数式３のように示すことができる。

α＝ｆ（Ｔ），β＝１―ｆ（Ｔ）数式（３）
このとき、厚さ（Ｔ）に関する関数（ｆ（Ｔ））は、下記数式４のような条件を満たすことができる。

０≦ｆ（Ｔ）≦１、ｄｆ／ｄＴ≧０数式（４）

制御部２４０は、演算部２３０で算出されたトータルロールギャップレベルに応じてロールギャップレベル調整部２５０を制御することにより、仕上げ圧延機１００の複数の仕上げ圧延スタンド１１０、１２０、１３０のうち少なくとも一つの仕上げ圧延スタンドのロールギャップレベルを調整することができる。このとき、少なくとも一つの仕上げ圧延スタンドは、複数の仕上げ圧延スタンドの最後段に配置される仕上げ圧延スタンドであればよい。

制御部２４０は、反り又は屈曲が発生した側のロールギャップを減らし、反り又は屈曲が発生していない側のロールギャップを拡大するよう、ロールギャップレベル調整部２５０を制御することができる。

図５は、本発明の一実施形態による平坦維持方法を示すフローチャートである。図５を参照すると、本発明の一実施形態による平坦維持方法は、反り測定部２１０が、複数の仕上げ圧延スタンド１１０、１２０、１３０を含む仕上げ圧延機１００の出側で圧延素材１０の先端部の反りを測定することで開始する（Ｓ４１０）。反り測定部２１０は、圧延素材１０の先端部の動きを撮影及び計測することで、先端部の反りの方向及び大きさを測定することができる。反り測定部２１０で測定された反りの方向及び大きさが含まれる反り情報は、演算部２３０に伝達されることができる。

その後、屈曲測定部２２０は、仕上げ圧延機の出側から移送される圧延素材１０の屈曲を測定することができる（Ｓ４２０）。屈曲測定部２２０は、圧延素材１０に対して複数の平行なレーザーラインを投射し、圧延素材１０に対して投射されたレーザーラインの映像を得た後、得られた映像のレーザーラインの歪曲状態から圧延素材１０の屈曲を区間毎に測定することができる。反り測定部２１０が圧延素材１０の先端部の反りの大きさ及び方向を測定するのに対し、屈曲測定部２２０は、先端部だけでなく、その他の区間の屈曲も測定するため、屈曲測定段階は、反り測定段階が行われた後で行われることができる。

演算部２３０は、反り測定部２１０及び屈曲測定部２２０のそれぞれから伝達される反り及び屈曲の情報に基づいてトータルロールギャップレベルを演算することができる（Ｓ４３０）。演算部２３０は、反り測定部２１０から伝達される反り情報に基づいて第１ロールギャップレベルを演算し、屈曲測定部２２０から伝達される屈曲情報に基づいて第２ロールギャップレベルを演算することができる。演算部２３０は、第１ロールギャップレベル及び第２ロールギャップレベルのそれぞれに所定の加重値を付与してトータルロールギャップレベルを算出することができる。

その後、制御部２４０は、演算部２３０で算出されたトータルロールギャップレベルに応じてロールギャップレベル調整部２５０を制御することで、仕上げ圧延機１００の複数の仕上げ圧延スタンドのうち少なくとも一つの仕上げ圧延スタンドのロールギャップレベルを調整することができる（Ｓ４４０）。

本発明の一実施形態による平坦維持装置及び方法では、仕上げ圧延機の出側で圧延素材の幅方向への不均一な圧延条件をロールギャップレベルによって補正することで、圧延素材の直進性を維持することができる。

以上、本発明が具体的な構成要素などのような特定事項と限定された実施形態及び図面により説明されたが、これは、本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものであって、本発明が上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正及び変形を図ることができる。したがって、本発明の思想は、上記説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等に又は等価的に変形された全てのものは、本発明の思想の範疇に属すると言える。

Claims

圧延素材の先端部の反りを測定する反り測定部と、
前記圧延素材の屈曲を測定する屈曲測定部と、
前記反り測定部及び前記屈曲測定部から伝達される反り及び屈曲の情報に基づいてトータルロールギャップレベルを算出する演算部と、
前記トータルロールギャップレベルに応じて前記圧延素材を圧延する複数の仕上げ圧延スタンドのうち少なくとも一つのトータルロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、を含む、平坦維持装置。
前記反り測定部は、
前記圧延素材の先端部の動きを撮影及び計測して前記圧延素材の反りを測定する、請求項１に記載の平坦維持装置。
前記屈曲測定部は、
前記圧延素材に対して複数の平行なレーザーラインを投射し、前記圧延素材に対して投射されたレーザーラインの映像を得た後、得られた映像のレーザーラインの歪曲状態から前記圧延素材の屈曲を測定する、請求項１に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記反り情報に基づいて前記圧延素材の反りを除去することができる第１ロールギャップレベルを演算する、請求項１に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記屈曲の情報に基づいて前記圧延素材の屈曲を除去することができる第２ロールギャップレベルを演算する、請求項４に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記第１ロールギャップレベル及び前記第２ロールギャップレベルに所定の加重値を付与して前記トータルロールギャップレベルを算出する、請求項５に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記トータルロールギャップレベルを下記数式１に基づいて演算する、請求項６に記載の平坦維持装置。
Total roll gap level=α×roll gap level１＋β×roll gap level２
数式（１）
（Ｔｏｔａｌｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ：トータルロールギャップレベル、ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ１：第１ロールギャップレベル、ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ２：第２ロールギャップレベル、α及びβ：加重値）
前記加重値α及びβは前記圧延素材の厚さに応じて可変する、請求項６に記載の平坦維持装置。
複数の仕上げ圧延スタンドを含む仕上げ圧延機から移送される圧延素材を平坦に維持する平坦維持装置であって、
前記仕上げ圧延機から移送される前記圧延素材の先端部の反りを測定する反り測定部と、
前記仕上げ圧延機から移送される前記圧延素材の屈曲を測定する屈曲測定部と、
前記反り測定部及び前記屈曲測定部から伝達される反り及び屈曲の情報に基づいてトータルロールギャップレベルを算出する演算部と、
前記トータルロールギャップレベルに応じて前記圧延素材を圧延する複数の仕上げ圧延スタンドのうち最後段に配置される仕上げ圧延スタンドのロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、を含む、平坦維持装置。
前記反り測定部は、
前記圧延素材の先端部の動きを撮影及び計測して前記圧延素材の反りを測定する、請求項９に記載の平坦維持装置。
前記屈曲測定部は、
前記圧延素材に対して複数の平行なレーザーラインを投射し、前記圧延素材に対して投射されたレーザーラインの映像を得た後、得られた映像のレーザーラインの歪曲状態から前記圧延素材の屈曲を測定する、請求項９に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記反り情報に基づいて前記圧延素材の反りを除去することができる第１ロールギャップレベルを演算する、請求項９に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記屈曲の情報に基づいて前記圧延素材の屈曲を除去することができる第２ロールギャップレベルを演算する、請求項１２に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記第１ロールギャップレベル及び前記第２ロールギャップレベルに所定の加重値を付与して前記トータルロールギャップレベルを算出する、請求項１３に記載の平坦維持装置。
前記演算部は、
前記トータルロールギャップレベルを下記数式１に基づいて演算する、請求項１４に記載の平坦維持装置。
Total roll gap level=α×roll gap level１＋β×roll gap level２
数式（１）
（Ｔｏｔａｌｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ：トータルロールギャップレベル、ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ１：第１ロールギャップレベル、ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ２：第２ロールギャップレベル、α及びβ：加重）
前記加重値α及びβは前記圧延素材の厚さに応じて可変する、請求項１５に記載の平坦維持装置。
仕上げ圧延機から移送される圧延素材の先端部の反りを測定する段階と、
前記仕上げ圧延機から移送される前記圧延素材の屈曲を測定する段階と、
前記圧延素材の反り及び屈曲に応じてトータルロールギャップレベルを算出する段階と、
前記トータルロールギャップレベルに応じて前記仕上げ圧延機の最後段に配置される仕上げ圧延スタンドのロールギャップレベルを調整する段階と、を含む、平坦維持方法。
前記反りを測定する段階は、
前記圧延素材の先端部の動きを撮影及び計測して前記圧延素材の反りを測定する、請求項１７に記載の平坦維持方法。
前記屈曲を測定する段階は、
前記圧延素材に対して複数の平行なレーザーラインを投射し、前記圧延素材に対して投射されたレーザーラインの映像を得た後、得られた映像のレーザーラインの歪曲状態から前記圧延素材の屈曲を測定する、請求項１７に記載の平坦維持方法。
前記トータルロールギャップレベルを算出する段階は、
前記圧延素材の反りを除去することができる第１ロールギャップレベルを演算し、前記圧延素材の屈曲を除去することができる第２ロールギャップレベルを演算する、請求項１７に記載の平坦維持方法。
前記トータルロールギャップレベルを算出する段階は、
前記第１ロールギャップレベル及び前記第２ロールギャップレベルに所定の加重値を付与して前記トータルロールギャップレベルを算出する、請求項２０に記載の平坦維持方法。
前記トータルロールギャップレベルを算出する段階は、
前記トータルロールギャップレベルを下記数式１に基づいて演算する、請求項２１に記載の平坦維持方法。
Total roll gap level=α×roll gap level１＋β×roll gap level２
数式（１）
（Ｔｏｔａｌｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ：トータルロールギャップレベル、ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ１：第１ロールギャップレベル、ｒｏｌｌｇａｐｌｅｖｅｌ２：第２ロールギャップレベル、α及びβ：加重）
前記加重値α及びβは前記圧延素材の厚さに応じて可変する、請求項２２に記載の平坦維持方法。