KR0143325B1 - Cold rolling method for less thickness deviation of rolled plate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉간압연에서의 제어량과 압연판의 두께 편차를 줄이고자 발명한 압연판의 두께 편차를 줄일수 있는 냉간압연 방법에 관한 것으로, 언코일러(1)에서 인출되는 압연판(6)을 상세탱크(2)에서 상세공정을 거친후 냉간압연직전의 압연판(6)두께를 두께 측정기(5)에서 측정하여 이 측정값을 A/D변환기(3)를 통해 주 전산기(4)에 입력하고, 이와같이 입력받은 주 전산기(4)는 상기 측정값을 연속냉가압연기(8)에 전달하여 최종제품의 압연판 두께 편차를 줄일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a cold rolling method that can reduce the thickness variation of the rolled plate invented to reduce the control amount in the cold rolling and the thickness variation of the rolled plate, and details the rolled plate (6) withdrawn from the uncoiler (1). After the detailed process in the tank (2), the thickness of the rolling plate (6) just before cold rolling is measured by the thickness measuring instrument (5), and the measured value is inputted to the main computer (4) through the A / D converter (3). In this way, the main computer (4) received as described above is to transmit the measured value to the continuous cold rolling mill (8) to reduce the variation in the thickness of the rolled plate of the final product.
Description
본 발명은 냉간압연에서의 제어량과 압연판의 두께 편차를 줄이고자 발명한 압연판의 두께 편차를 줄일 수 있는 냉간압연 방법에 관한 것으로, 특히 종래에는 열연후의 산세공정전 압연판 두께 데이터를 압연판 두께로 간주하고 셋업모델에 이 압연판 두께를 입력함으로 인하여 냉간압연기에 과도한 부하를 주던 것을, 본 발명에서는 산세가 종료된 후의 압연판 두께를 셋업계산기에 입력함으로 인해 압연기의 부하를 최소한으로 줄일수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a cold rolling method that can reduce the thickness variation of the rolled plate invented to reduce the control amount in the cold rolling and the thickness variation of the rolled plate, and in particular, conventionally the rolled plate thickness data before the pickling process after hot rolling Considering the thickness, the excessive load was applied to the cold rolling mill by inputting the thickness of the rolling plate into the setup model. It would be.
일반적으로 자동화 된 냉간압연공장에서의 압연작업은 모든 공정이 전산기에 의해 제어되고 있으며, 이들 공정제어 전산기를 실제로 구동시키기 위해서는 제어 모델이라고 하는 소프트웨어가 필요하다.In general, in an automated cold rolling mill, all processes are controlled by a computer, and in order to actually drive these process control computers, software called a control model is required.
상기 제어모델은 원하는 제품이 생산될 수 있도록 압연기의 구동조건을 결정해주고, 압연작업중 상황의 변화에 따라 설비의 운용조건을 적절히 변경시켜 주는 기능을 갖고 있다.The control model has a function of determining the driving conditions of the rolling mill so that a desired product can be produced, and appropriately changing the operating conditions of the equipment according to the change of the situation during the rolling operation.
냉간압연 제어모델의 하나로써 셋업모델이 있는데, 이 셋업모델은 생산자가 원하는 두께의 압연판을 얻기 위한 압연기의 구동조건을 결정해 주는 초기치 결정 소프트웨어이다.One of the cold rolling control models is the setup model, which is an initial value determination software that determines the operating conditions of the mill to obtain a rolled plate with the desired thickness.
상기 셋업모델을 구성하고 있는 여러 가지 수식들 중 가장 중요한 것은 압연하중을 구하는 식이다.The most important of the various equations constituting the setup model is the equation for rolling load.
압연하중은 셋업모델의 궁극적인 목표인 롤갭 및 롤속도 설정치 계산, 그리고 자동두께제어장치(Automatic Gauge Controller; 이하 AGC로 표기함)의 구동에 필요한 계수를 구하는데 사용된다.The rolling load is used to calculate the roll gap and roll speed setpoints, the ultimate goal of the setup model, and to obtain the coefficients needed to drive the Automatic Gauge Controller (hereinafter referred to as AGC).
한편, 압연기의 롤갭 설정치와 AGC 계수등은 셋업모델에서 계산된 압연하중에 근거하여 구해지므로, 계산된 압연하중이 실제의 압연하중과 차이가 클 경우에는 압연판 두께 편차가 커져 실수율감소는 물론 치수불량으로 인해 큰 경제적 손실을 초래하게 된다.On the other hand, the roll gap set value and AGC coefficient of the rolling mill are obtained based on the rolling load calculated in the setup model. Defects result in large economic losses.
따라서 압연하중의 정확한 예측은 압연판 두께의 정밀도를 좌우하는 가장 중요한 요소가 된다.Therefore, accurate prediction of the rolling load is the most important factor in determining the precision of the rolled plate thickness.
통상의 냉간압연 셋업모델에서 사용되고 있는 압연하중식을 변수만의 관계로 나타내어 보면 다음과 같다.The rolling load equation used in the typical cold rolling set-up model is shown as a relation of variables only as follows.
여기서, i:압연 스탠드 번호Where i: rolling stand number
b:재료폭b: material width
k:소재의 압연중 변형저항k: strain resistance during rolling of the material
K:장력 보정항K: Tension correction term
R':작업롤의 반경R ': Radius of work roll
H,h:압연기의 입, 출측 압연판 두께H, h: Inlet and exit rolled sheet thickness of rolling mill
상기 압연하중 계산식(1)중 목표 압연판 두께인 h를 얻기 위해 적절한 압연속도와 전후방 장력등은 정해진 기준에 따라 결정하고, 변형저항 k 및 마찰계수는 이론식에 의해 계산하여 사용한다.In order to obtain the target rolling plate thickness h in the rolling load calculation formula (1), an appropriate rolling speed, front and rear tension, etc. are determined according to a predetermined standard, and the deformation resistance k and the friction coefficient are calculated and used according to the theoretical formula.
그런데 통상의 방법에서는 압연하게 될 소재의 두께인 H는 열가압연공정에서 얻어진 압연실적 데이터가 냉연공장으로 전달되어 사용되고 있다.However, in a conventional method, H, which is a thickness of a material to be rolled, is used by transferring rolling record data obtained in a hot rolling process to a cold rolling mill.
그러나 열간압연판의 두께측정기는 냉간압연판의 두께측정기에 비해 정확도가 낮고, 850℃이상의 고온과 고압의 냉각수가 분사되는 상태에서 측정하므로 열간압연에서 측정된 압연판 두께 H는 두께정도에 신뢰성이 떨어지는 경우가 많다.However, the thickness gauge of the hot rolled sheet is less accurate than the thickness gauge of the cold rolled plate, and it is measured in the state of cooling water of high temperature and high pressure of more than 850 ℃. Often fall.
또한 열간압연된 압연판은 냉간압연전에 압연판의 표피에 형성된 산화층을 제거하기 위해 염산욕조를 통과시키는 소위, 상세과정을 거치게 되므로 제거된 산화층 만큼의 두께감소가 따르게 된다.In addition, the hot rolled rolled plate is subjected to a so-called hydrochloric acid bath to remove the oxide layer formed on the skin of the rolled plate before cold rolling, so that the thickness decreases as much as the removed oxide layer.
따라서 열간압연 직후 측정된 압연판의 두께는 산세과정을 거친 냉간압연 직전의 판두께와 상당한 오차가 예상되며, 실제로 20∼30㎛정도의 오차를 갖게 된다.Therefore, the thickness of the rolled plate measured immediately after hot rolling is expected to have a considerable error with the thickness of the plate just before cold rolling, which has been pickled, and actually has an error of about 20 to 30 μm.
상기와같은 초기치 계산의 오류로 인하여 판두께 편차가 생기는 것을 줄이기 위해 본 발명에서는 산세공정 출측에 있는 두께 측정기를 적극적으로 이용한다.In order to reduce the variation in plate thickness due to the error of the initial value calculation as described above, the present invention actively uses a thickness gauge at the pickling process exit.
현재 이 측정기는 단순히 산세공정후의 두께를 측정만 할 뿐, 셋업 계산기에는 전혀 사용하고 있지 않다. 따라서, 산세후에 측정된 두께 측정치를 셋업 계산에 이용하면 더욱 정확하게 초기치 계산을 할 수 있다.At present the instrument simply measures the thickness after the pickling process and is not used at all in the setup calculator. Therefore, by using the thickness measurement measured after pickling in the setup calculation, the initial value can be calculated more accurately.
이와같이 정확하게 계산된 초기치는 제1번스탠드에 집중적으로 설치되어 있는 제어기들의 제어량을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 최종제품의 판두께 편차도 줄일 수 있도록 하였다.The initial value accurately calculated in this way not only reduces the control amount of the controllers intensively installed in the first stand, but also reduces the plate thickness variation of the final product.
도 1은 본 발명의 냉각압연방법을 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a cold rolling method of the present invention.
도 2는 본 발명의 1번스텐드 제어량과 종래의 1번스탠드 제어량을 비교한 그래프.Figure 2 is a graph comparing the first stand control amount and the conventional stand control amount of the present invention.
도 3은 본 발명의 최종제품 두께편차와 종래의 최종제품 두께편차를 비교한 그래프.Figure 3 is a graph comparing the thickness deviation of the final product of the present invention and the conventional final product thickness.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1:언코일러 2:산세탱크1: Uncoiler 2: Pickling tank
3:A/D 변환기 4:주 전산기3: A / D Converter 4: Main Computer
5:두께 측정기 6:압연판5: thickness meter 6: rolling plate
7:루퍼 8:연속냉간압연기7: Looper 8: Continuous cold rolling mill
9:권취기9: winder
이와같은 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.This invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도1은 본 발명에서 제시한 시스템을 간략히 도시한 것이다.1 is a simplified illustration of the system presented in the present invention.
종래의 냉간압연 방법은 열간압연에서 측정된 압연판(6)두께가 냉연공장으로 전달되어 냉간압연 공정의 초기치인 롤 갭과 롤 속도를 구하게 되어 있다.In the conventional cold rolling method, the thickness of the rolled plate 6 measured in hot rolling is transferred to a cold rolling mill to obtain a roll gap and a roll speed, which are initial values of the cold rolling process.
즉 도 1에서 보면 산세탱크(2) 전의 압연판(6)두께가 냉간압연의 초기치 계산에 사용되는 것이다.1, the thickness of the rolled plate 6 before the pickling tank 2 is used for calculation of the initial value of cold rolling.
그러나 종래의 이 압연방법은 냉간압연 전에 압연판(6)의 표면에 형성된 산화막을 제거하기 위해 실시하는 산세과정에서 압연판(6)의 두께 감소가 생긴다.However, this conventional rolling method causes a reduction in the thickness of the rolled plate 6 in the pickling process performed to remove the oxide film formed on the surface of the rolled plate 6 before cold rolling.
따라서 본 발명에서는 압연판(6)이 두께제어 불량을 줄이기 위해 언코일러(1)에서 인출되는 압연판(6)을 산세탱크(2)에서 산세공정을 거친후 냉간압연직전의 압연판(6)두께를 두께 측정기(5)에서 측정하여 이 측정값을 A/D변환기(3)를 통해 주 전산기(4)에 입력하고, 이와같이 입력받은 주 전산기(4)는 상기 측정값을 연속냉간 압연기(8)에 전달하여 최종제품의 압연판두께 편차를 줄일 수 있도록 구성 하였다.Therefore, in the present invention, the rolled plate 6 immediately after cold rolling after the pickled process in the pickling tank 2 with the rolled plate 6 withdrawn from the uncoiler 1 to reduce the thickness control failure. The thickness is measured by the thickness measuring device 5, and the measured value is inputted to the main computer 4 through the A / D converter 3, and the inputted main computer 4 receives the measured value in the continuous cold rolling mill 8 ) To reduce the variation of the thickness of the finished product.
단 압연판(6)이 냉간압연되기 전에는 루퍼(7)에 의한 시간 지연이 있으므로 주 전산기(4)가 셋업 계산을 수행한 후 그 결과를 연속냉간압연기(8)에 전달하기까지는 충분한 시간적인 여유가 있다.However, there is a time delay by the looper 7 before the rolled plate 6 is cold rolled, so that sufficient time is allowed for the main computer 4 to perform the setup calculation and then transfer the result to the continuous cold rolling machine 8. There is.
[실시예]EXAMPLE
다음은 본 발명이 제시한 장치를 이용하여 압연 실적 데이터를 얻은 후, 시뮬레이션을 통해 본 발명이 효과를 분석해 볼 것이다.Next, after obtaining the rolling performance data using the apparatus proposed by the present invention, the effect of the present invention will be analyzed through simulation.
검증을 위해 사용된 컴퓨터 프로그램은 현장의 압연기 모델을 가장 효과적으로 표현된 것으로 이미 인정을 받은 것이다.The computer program used for verification has already been recognized as the most effective representation of the rolling mill model in the field.
본 발명은 냉간압연에서 제어량과 압연판 두께 편차를 줄일 수 있는 방법을 제시한 것으로, 압연중의 마찰계수 변화, 상,하부 작업롤의 표면조도차 등은 없는 것으로 하고, 제어기가 집중적으로 설치된 1번 스탠드의 제어량과 최종제품 두께인 5번 스탠드의 두께 편차를 비교해 보았다.The present invention proposes a method for reducing the control amount and the variation of the thickness of the rolling plate in cold rolling, there is no change in the friction coefficient during rolling, surface roughness difference of the upper and lower working rolls, and the controller is installed intensively 1 The variation of the thickness of stand No. 5 and the final product thickness of stand No. 5 were compared.
하기표 1은 시뮬레이션에 사용된 대표적인 압연 스케줄이고, 표 2는 압연기에 미치는 대표적인 외란의 형태를 수식모델로서 표현한 것이다.Table 1 is a representative rolling schedule used in the simulation, Table 2 is a representative model of the disturbance on the rolling mill represented as a mathematical model.
여기서 CH:모재두께 외란의 고주파 성분 진폭(10㎛)Where C H : High-frequency component amplitude (10㎛) of substrate thickness disturbance
fH:모재두께 외란의 고주파 성분 진동수(1㎐)f H : High frequency component frequency of substrate thickness disturbance (1 Hz)
CM:모재두께 외란의 일반주파수 성분 진폭(20㎛)C M : Amplitude of common frequency component of substrate thickness disturbance (20㎛)
fM:모재두께 외란의 일반 주파수 성분 진동수(0.5㎐)f M : General frequency component frequency of substrate thickness disturbance (0.5Hz)
CL:모재두께 외란의 저주파 성분 진폭(35㎛)C L : Low-frequency component amplitude (35㎛) of substrate thickness disturbance
fL:모재두께 외란의 저주파 성분 진동수(0.1㎐)f L : Low frequency component frequency of substrate thickness disturbance (0.1 Hz)
CR:롤 편심 외란의 진폭(5㎛)C R : amplitude of roll eccentric disturbance (5㎛)
fR:롤 편심 외란의 진동수(V/R)f R : Frequency of roll eccentric disturbance (V / R)
V:각 스탠드의 롤 속도V: Roll speed of each stand
R:각 스탠드의 백업율 반경R: Backup radius of each stand
CK:경도 외란의 진폭(0.72㎛)C K : Hardness amplitude of disturbance (0.72㎛)
fK:경도 외란의 진동수(1/60㎐)f K : Hardness frequency of disturbance (1/60 Hz)
시물레이션에 사용된 외란은 열연판의 두께 편차 외란, 롤 편심 외란, 롤 편심 외란과 경도 편차 외란등이 있다. 외란중 소재의 경도 편차는 열간압연시 압연길이 방향으로의 열이력 편차에 의해 발생될 수 있다.The disturbances used in the simulation include thickness deviation disturbance, roll eccentric disturbance, roll eccentric disturbance and hardness deviation disturbance of the hot rolled sheet. Variation in hardness of the raw material during disturbance may be caused by variation in heat history in the rolling length direction during hot rolling.
대부부의 외란은 일정한 크기와 주기를 갖고 반복해서 나타나는 특성을 갖고 있다. 따라서 외란항을 시물레이션에서 사용하기 위해서는 외란의 크기와 주기 등을 일정한 형태로 수식화 시켜야 하며 일반적으로 외란의 형태를 정현파(sine wave)로 근사화 한다.Most disturbances have the characteristic of appearing repeatedly with a certain size and period. Therefore, in order to use the disturbance term in the simulation, the size and period of the disturbance must be formulated into a certain form, and in general, the shape of the disturbance is approximated by a sine wave.
이와 같이 각 외란항을 정현파로 근사화 시켜 수식으로 표현한 것이 상기 표2에 나타나 있고, 본 시물레이션에 사용된 값들이 표 2아래에 주어져 있다,As shown in Table 2 above, each disturbance term is approximated by a sine wave, and the values used in this simulation are given below Table 2.
본 발명은 최종 열연제품의 두께 데이터를 냉연 초기치 계산에 이용하는 경우와 산세공정을 거친후의 두께를 냉연 초기치의 계산에 이용하는 두 가지 경우에 관하여 비교한다.The present invention compares the case where the thickness data of the final hot rolled product is used for the cold rolling initial value calculation and the two cases where the thickness after the pickling process is used for the calculation of the cold rolling initial value.
그런데, 전자의 경우는 산세공정을 거치는 동안 제거될 약 20-30㎛ 정도의 두께까지 초기치 계산에 이용되어 압연하중에 크게 계산되고 압연하중으로부터 설정되는 롤갭 역시 크게 설정되고 롤갭 설정오류로 인하여 정확한 두께 제어가 어렵게 되어 결국 판두께 편차가 커지게 된다.However, the former is used to calculate the initial value to the thickness of about 20-30㎛ to be removed during the pickling process, it is calculated largely in the rolling load, the roll gap set from the rolling load is also set large and the correct thickness due to the roll gap setting error The control becomes difficult, resulting in a large plate thickness variation.
따라서 본 시물레이션에서는 산세 공정에서 제거될 약 30㎛를 모재두께 외란으로 서 계단 입력(Step input)으로 인가하여, 전자의 경우는 모재두께 외란이 있는 경우이고 후자의 경우는 모재두께 외란이 없는 경우에 대하여 시물레이션을 수행하였다.Therefore, in this simulation, about 30 μm to be removed in the pickling process is applied to the step input as the base material thickness disturbance. In the former case, there is a base thickness disturbance, and the latter case there is no base thickness disturbance. Simulations were performed.
위의 시물레이션 조건과 방법에 따라 시물레이션을 수행한 결과는 도 2와 도 3에 도시되어 있다.The simulation results according to the above simulation conditions and methods are shown in FIGS. 2 and 3.
도 2는 냉간압연 1번 스탠드의 제어량을 비교한 시물레이션 결과이다. 현재 냉간압연기는 대부분의 제어기들이 1번 스탠드에 집중되어 있으므로 모재두께 외란의 존재 여부에 따라 1번 스탠드의 제어량이 얼마나 차이가 있는지 비교한 것이다.2 is a simulation result comparing the control amount of the cold rolling No. 1 stand. In the current cold rolling mill, since most of the controllers are concentrated on the first stand, it compares how much the control amount of the first stand depends on the presence of the base material disturbance.
그림에서 전선은 모재두께 외란이 존재하는 경우, 즉 열간압연 제품의 압연실적 데이터를 냉간압연 초기치 계산으로 입력한 것이고, 실선은 모재두께 외란이 존재하지 않는 경우, 즉 산세공정이 끝난 다음의 두께를 측정하여 냉간압연 초기치 계산에 이용하는 경우를 나타낸다.In the figure, the electric wire is inputted when the thickness of the base material is disturbed, that is, the rolling performance data of the hot-rolled product is input to the cold rolling initial value calculation, and the solid wire is the thickness after the pickling process is completed. It shows the case where it is measured and used for a cold rolling initial value calculation.
그림에서 점선은 0에서 많이 벗어나서 제어입력이 (-)부의 방향으로 많이 들어가는 반면 실선을 주로 0 근방에서 작은 양으로 인가되므로, 점선의 경우에는 과도한 제어입력이 필요함을 알 수 있다.In the figure, the dashed line is far from 0, so the control input goes in the direction of (-) part, whereas the solid line is mainly applied in a small amount near 0, so that the dotted line requires excessive control input.
이와 같이 과도한 제어압력은 실린더에 무리한 힘을 가하게 되는 요인이 되며, 결국 압연기 자체의 수명에도 밀접한 영향을 끼친다.As such, excessive control pressure is a factor that exerts an excessive force on the cylinder, and eventually affects the life of the rolling mill itself.
도 3은 냉간압연 5번 출측두께 편차를 나타내는 시물레이션 결과이다. 여기서 점선과 실선에 대한 설명은 도 2와 같다. 점선인 경우, 주 전산기에 인가되는 두께는 실제 냉간압연기에 들어오는 두께보다 두꺼운 데이터가 입력되며 여기에 따라 초기치 계산이 이루어져 압연하중과 롤갭이 설정되어 정확한 제어를 하기 어려우므로 그림에 나타난 것과 같이 실선보다 최고 3㎛만큼의 오차를 보인다.Figure 3 is a simulation result showing the deviation of the thickness of the cold rolling No. 5. Here, the description of the dotted line and the solid line is as shown in FIG. 2. In case of dotted line, the data applied to the main computer is thicker than the thickness that actually enters the cold rolling mill.In this case, the initial value is calculated and the rolling load and the roll gap are set. Error of up to 3㎛ is shown.
이상과 같은 본 발명은 산세가 종료된 후의 압연판 두께를 셋업계산기에 입력함으로 인해 압연기의 부하를 최소한으로 줄임으로서 설비사고를 에방하고, 압연판의 두께 편차를 최소한으로 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of preventing equipment accidents by minimizing the load of the rolling mill by minimizing the load of the rolling mill by inputting the rolled sheet thickness after the pickling is completed to the setup calculator, thereby reducing the thickness variation of the rolled plate to the minimum.
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Cited By (1)
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KR101363858B1 (en) * | 2011-08-16 | 2014-02-19 | 주식회사 포스코 | Apparatus for manufacturing cold rolled steel sheet |
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1995
- 1995-04-07 KR KR1019950008076A patent/KR0143325B1/en not_active IP Right Cessation
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KR101363858B1 (en) * | 2011-08-16 | 2014-02-19 | 주식회사 포스코 | Apparatus for manufacturing cold rolled steel sheet |
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