KR100226913B1

KR100226913B1 - 압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유유량 제어방법

Info

Publication number: KR100226913B1
Application number: KR1019950041051A
Authority: KR
Inventors: 유재희
Original assignee: 이구택; 포항종합제철주식회사
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR970025751A

Abstract

본 발명은 열간 또는 냉간압연작업시의 압연유 유량제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압연공정에서 압연부하 및 압연속도등과 같은 압연실적에 근거하여 압연유량을 설정함으로서 피드백(feed back)제어를 통한 압연유량을 가변적으로 제어하여 유압연 효과를 증대시킬 수 있도록 개선되 압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법에 관한 것이다.

본 발명은, 열간 또는 냉간압연공정의 유압연작업용 압연유 유량제어방법에 있어서, 상위공정컴퓨터에서 압연스케쥴을 지시하는 단계; 상기 상위공정 컴퓨터에 연결된 사상압연설정 컴퓨터에서 상기 압연스케쥴에 의거하여 압연재의 두께 및 폭에 따라서 압연유의 초기유량을 설정하는 단계; 상기 사상압연설정 컴퓨터에 연결된 PLC에서 상기 초기유량신호에 기초하여 급유펌프의 회전수를 설정하고 입력된 압연 실적에 기초하여 상기 초기유량신호를 보정하는 단계; 상기 단계에서 얻어진 회전수에 기초하여 급유펌프를 작동시킴으로서 혼합기측으로 초기유량에 해당하는 압연유를 공급하는 단계; 를 포함하는 압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법을 제공한다.

Description

열간압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법

제1도는 종래 기술에 따른 압연유 유량제어방법을 구현하는 구성도

제2도는 종래 기술에 따른 압연유 유량제어방법을 나타낸 블록도

제3도는 본 발명에 따른 압연유 유량제어방법을 구현하는 구성도

제4도는 본 발명에 따른 압연유 유량제어방법을 나타낸 블록도

제5도는 본 발명에 따른 압연유 유량제어방법을 보다 상세하게 나타낸 플로우 챠트

제6도는 본 발명에 따른 압연유 유량제어방법과, 종래기술에 따른 압연유 유량제어방법 및, 유압연 미사용시의 압연하중관계를 도시한 그래프도

제7도는 일반적인 유압연작업과 유압연 미작업사의 압연하중 관계를 도시한 그래프도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 상위공정 컴퓨터 20 : 사상압연설정 컴퓨터

30 : PLC 35 : 급유펌프

40 : 혼합기 45 : 로드셀 및 센서

50 : 노즐 60 : 사상압연기

70 : 압연스트립

본 발명은 열간압연작업시의 압연유 유량제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간압연공정에서 압연부하 및 압연속도응과 같은 압연실적에 근거하여 압연유량을 설정함으로서 피드백(feed back)제어를 통한 압연유량을 가변적으로 제어하여 유압연 효과를 증대시킬 수 있도록 개선된 열간압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 열간압연공정에서 유압연작업은 사상압연(finishing mill)에서의 작어롤표면에 유막을 형성시킴으로서 압연스트립과 작업롤간의 마찰계수를 감소시키게 되고, 따라서 작어롤의 속도와 압연스트립의 속도가 같은 중립점이 출구쪽으로 이동하게 되어 압연하중을 감소시키게 된다. 즉 압연하중의 작용점인 증립점이 출구쪽으로 이동된다.

이러한 유압연작업은 제7도의 그래프도에 도시된 바와 같이, 압연유를 사용하지 않는 유압연 미작업에 비하여 압연하중을 현저히 낮출 수 있음으로서 효과적인 사상압연작업을 이룰 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 기술에 따른 유압연작업은 압연재의 두께 및, 폭별로 유량이 설정 및 지시되어 있음으로서 압연시작부터 종료시까지 압연유를 일정량으로 계속하여 분사시키는 것이다.

이와 관련된 종래기술에 따른 압연유 유량제어방법이 제1도 및 제2도에 도시되어 있다. 상기 종래의 압연유 유량제어방법은 상위공정 컴퓨터(10)와 사상압연설정 컴퓨터(2) 및, PLC(Programmable Logic Controller)(30)등이 서로 연결되고, 상기 PLC(30)는 급유펌프(35)의 회전수를 제어하도록 구성되며, 혼합기(Mixer)(40)측으로 물과 압연유가 공급되어 서로 혼합되고, 노즐(50)을 통해 사상압연기(60)측의 압연스트립(70)으로 분사되어 유압연작업을 이루는 것이다. 이러한 과정에서 제2도에 도시된 바와같이, 상위공정 컴퓨터(10)에서 압연스케쥴을 지시하는 단계(100)가 실행되면 사상압연설정 컴퓨터(2)에서 압연재의 두께 및 폭에 따라서 압연유의 초기유량을 설정하는 단계(120)가 실행되며, 이러한 초기유량신호는 PLC(30)에서 급유펌프(35)의 회전수를 설정하는 단계(140)를 초래하여 혼합기(40)측으로 초기유량에 해당하는 압연유를 공급하는 단계(160)를 거치게 되는 것이다.

따라서, 종래의 압연유 유량제어방법은 사상압연기(60)에서 압연시작부터 압연종료시까지 일정한 압연유량을 공급함으로서 압연실적, 예를 들면 압연하중과 압연속도 및 마찰계수 등과 같은 압연변수등에는 무관한 유압연작업을 이루는 것이다. 이는 압연실적의 변도에 따른 적절한 압연유량이 선정되지 못한 것이기 때문에 압연작업에 소비되는 과다한 전력비용과 압연롤의 과도한 마모 및, 압연량축소와 같은 유압연의 효과가 감소되는 문제점을 갖는 것이다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되 것으로서, 그 목적은, 열간압연공정중에서 유압연작업시 압연실적의 변화에 따라서 압연유 유량을 가변적으로 제어함으로서 압연소비전력을 감소시키고, 압연롤의 마모를 감소시키며, 압연량 확대와 같은 최적의 유압연작업을 이룰수 있는 열간압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적이 수단으로써, 본 발명은, 상위공정 컴퓨터에서 압연스케쥴을 지시하는 단계; 상기 상위공정 컴퓨터에 연결된 사상압연설정 컴퓨터에서 상기 압연스케쥴에 의거하여 압연재의 두께 및 폭에 따라서 압연유의 초기유량을 설정하는 단계; 상기 사상압연설정 컴퓨터에 연결된 PLC에서 상기 초기유량신호에 기초하여 급유펌프의 회전수를 설정하고 입력된 압연 실적에 기초하여 상기 초기유량신호를 조정하는 단계; 상기 단계에서 얻어진 회전수에 기초하여 급유펌프를 작동시킴으로서 혼합기측으로 초기유량에 해당하는 압연유를 공급하는 단계; 를 포함하여 열간압연공정의 유압연작업용 압연유 유량 제어방법에 있어서, 상기 조정단계는, 시작단계; 유압연을 실행하는지를 판별하는 단계; 압연작업이 진행중인가를 판별하는 단계; 압연실적데이터가 입력되었는지를 판별하는 단계; 입력된 압연실적에 따라서 압연하중 변동량을 계산하는 단계; 입력된 압연실적에 따라서 압연속도 변동량을 계산하는 단계; 입력된 압연실적에 따라서 마찰계수 변도량을 계산하는 단계;

압연유량(Q) = a1*RF + a2*v + μ+ I

(Q) = f (rf, V, μ, I)

여기서, RF 는 압연하중 : 400 내지 4000 TON

V 는 압연속도 : 300 내지 1500 MPM

μ는 마찰계수 : 0.1 내지 0.6

I 는 초기유량값 : 0.1 내지 0.6 L/Min

a1, a2는 상수인 수식을 사용하여 필요한 압연유량을 계산하는 단계; 계산된 압연유량에 근거하여 급유펌프의 회전수를 수정지시하는 단계; 상기 단계가 종료된 다음, 사상압연기에서 압연실적을 연속적으로 100m 초의 간격으로 수집하여 상기 압연실적을 초기의 단계로 피드백 (Feed Back)시키는 단계; 및, 종료단계; 를 추가 포함함을 특징으로 하는 열간압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법을 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 압연유 유량제어방법을 구현하기 위한 장치의 구성도가 도시되어 있다. 상기 장치는 상위공정 컴퓨터(10)와 사상압연설정 컴퓨터(20) 및, PLC(Programmable Logic Controller)(30)등이 서로 연결되고, 상기 PLC(30) 급유펌프(35)의 회전수를 제어하도록 구성되며, 또한 상기 PLC(30)사상압연기(60)에 장착된 로드셀과 압연속도검출센서(45)에 전기적으로 연결되어 압연실적이 연속적으로 상기 PLC(30)측으로 입력되도록 구성된다. 그리고, 상기 급유펌프(35)는 혼합기(Mixer)(40)측으로 연결되며, 상기 혼합기(40)측에서는 물과 압연유가 서로 혼합되고, 노즐(50)을 통해 사상압연기(60)측의 압연스트립(70)으로 분사되어 유압연작업을 이루도록 구성되는 것이다

이러한 장치에는 상위공정 컴퓨터(10)에서는 압연스케쥴을 지시하는 단계(200)가 이루어지고, 상기 상위공정 컴퓨터(10)에 연결된 사상압연설정 컴퓨터(20)에서는 상기 압연스케쥴에 의거하여 압연재의 두께 및 폭에 따라서 압연유의 초기유량을 설정하는 단계(220)가 이루어진다. 그리고, 상기 사상압연설정 컴퓨터(20)에 연결된 PLC(30)에서는 상기 초기유량신호에 기초하여 급유펌프(35)의 회전수를 설정하고 압연실적에 따라서 상기 초기유량신호를 조정하는 단계(240)가 이루어 지고, 상기 조정된 유량신호에 따른 회전수에 기초하여 급유펌프(35)를 작동시키으로서 혼합기(40)측으로 조절된 유량에 해당하는 압연유를 공급하는 단계(280)가 이루어지게 되며, 상기 PLC(30)에는 이후에 상세히 설명되는 바와 같이, 연산장치(미도시)와 제어부(미도시)내에 압연하중고, 압연속도 및, 마찰계수에 따라서 압연유량을 계산하는 수시과, 상기 계산된 압연유량에 따라서 급유펌프(35)의 회전수(RPM)를 산출하는 도표(TABLE)등이 저장되어 있다.

한편, 상기 단계(280)다음에는 압연기(60)의 로드셀(45)에서 압연실적을 수집하는 단계(262)가 이루어지고, 상기 단계(262)에서 얻어진 데이터는 PLC(30)로 전송되어 수집된 압연실적에 따라서 PLC(30)에서 압연유량을 재계산하는 단계(240)가 수행된다. 상기 단계(240)는 제5도에 상세히 도시된 바와 같이, 시작 단계(241)의 다음에 유압연을 실행하는지의 판별단계(242)가 실행되고, 만일 응답이 아니오이면 종료단계(264)로 진행하고, 만일 응답이 예이면 현재 압연작업이 진행중인가를 판별하는 단계(244)로 진행한다. 그리고, 상기 단계(244)에서는 응답이 아니오이면 종료단계(264)로 진행하고, 만일 응답이 예이면 압연실적데이터가 입력되었는지에 대한 판별단계(246)가 이루어지며, 만일 상기 단계(246)에서의 응답이 아니오이면 초기유량설정치를 보관유지하는 단계(248)가 이루어지고, 상기 단계(248)를 거쳐서 상기 초기유량설정치에 근거한 펌프회전수지시단계(250)가 이루어지며, 상기 단계(250)이후에는 0.1초(100m 초) 간격의 연속적인 압연실적데이터를 수집하는 단계(262)가 이루어진다. 또한 상기 단계(246)에서의 응답이 예이면, 입력된 압연실적에 따라서 압연하중 변동량을 계산하는 단계(252)가 이루어지고, 압연하중 변동량은 초기 압연하중 설정값 - 실측값 으로 계산되며, 상기 단계(256)의 다음에는 필요한 압연유량의 계산단계(258)가 수행된다. 이러한 압연유량 계산단계(258)에서는 아래의 수식이 사용되며,

압연유량(Q) = a1*RF + a2*v + μ+ I

(Q) = f (RF, V, μ, I)

여기서, RF 는 압연하중 : 400 내지 4000 TON

V 는 압연속도 : 300 내지 1500 MPM

μ는 마찰계수 : 0.1 내지 0.6

I 는 초기유량값 : 0.1 내지 0.6 L/Min

a1는 압연하중(RF) 영향계수, a2 는 속도(V)영향계수이다.

상기 압연유량 계산단계(258)에서 알 수 있는 바와 같이, 압연실적 데이터로서는 압연하중, 압연속도 및, 마찰계수등이 사용되며, 상기 단계(258)가 이루어지면 계산된 압연유량에 근거하여 급유펌프의 회전수를 수정지시하는 단계(260)가 이루어진다. 상기 단계(260)에서는 사전에 설정된 급유펌프(35)의 회전수 도표가 사용되며 이는 아래의 표 1과 같다.

그리고, 상기 단계(260)가 종료된 다음에는 사상압연기(60)에서 압연실적을 연속적으로 100m 초의 간격으로 수집하는 단계(262)가 이루어지며, 이러한 단계(262)다음에는 수집된 압연실적이 상기 초기의 단계(244)로 피드백(Feed Back)되는 과정이 이루어지고, 상기 단계(262)의 다음에는 종료단계(264)가 실행되는 것이다.

한편, 상기와 같은 여러단계들을 거쳐서 압연유량을 재계산하는 단계(240)가 실행되면, 상기 재계산된 압연유량에 따라서 PLC(30)에서 급유펌프(35)의 회전수를 재설정하여 이러한 회전수에 기초하여 급유펌프(35)를 작동시킴으로서 혼합기(40)측으로 재설정된 회전수에 해당하는 압연유를 연속적으로 공급하는 단계(28)가 이루어지는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 열간압연공정에서 압연재로 공급되는 압연유량이 압연 실적에 따라서 연속적으로 조정되어 사상압연기와 압연스트립으로 공급될 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 작용효과를 보다 구체적으로 실증하기 위하여 46개의 압연코일을 본 발명에 따라 유압연작업하고, 이를 종래의 유압연방식과, 유압연 미작업방식과 함께 표 2와 제6도에 각각 도시하였다.

Claims

상위공정 컴퓨터(10)에서 압연스케쥴을 지시하는 단계(200); 상기 상위공정 컴퓨터(10)에 연결된 사상압연설정 컴퓨터(20)에서 상기 압연스케쥴에 의거하여 압연재의 두께 및 폭에 따라서 압연유의 초기유량을 설정하는 단계(200); 상기 사상압연설정 컴퓨터(20)에 연결된 PLC(30)에서 상기 초기유량신호에 기초하여 급유펌프(35)의 회전수를 설정하고 입력된 압연실적에 기초하여 상기 초기유량신호를 조정하는 단계(240); 상기 단계(240)에서 얻어진 회전수에 기초하여 급유펌프(35)를 작동시킴으로서 혼합기(40)측으로 초기유량에 해당하는 압연유를 공급하는 단계(280); 를 포함하여 열간압연공정의 유압연작업용 압연유 유량제어방법에 있어서, 상기 조정단계(240)는, 시작단계(241); 유압연을 실행하는지를 판별하는 단계(242); 압연작업이 진행중인가를 판별하는 단계(244); 압연실적데이터가 입력되었는지를 판별하는 단계(246); 입력된 압연실적에 따라서 압연하중 변동량을 계산하는 단계(252); 입력된 압연실적에 따라서 압연속도 변동량을 계산하는 단계(254); 입력된 압연실적에 따라서 마찰계수 변도량을 계산하는 단계(256);

상기 표 2에서와 같이 종래의 유압연방식인 일정유량방식에 비교하여 본 발명의 가변유량을 실시하고, 각 압연기에서의 압연시(압연크기 : 두께 X 폭, 2.3% 1215, 일반강) 압연하중 감소효과를 분석한 결과, 종래의 평균압연하중이 1541 tone에서 본 발명에 의하면 1462 tone으로 평균적으로 79 tone의 압연하중의 감소하고 압연하중감소율은 5.1%로 나타났다.

따라서, 압연하중이 감소하므로 압연 전력의 절감효과 및 압연롤의 마모가 감소되어 롤의 원단위가 감소되고, 압연롤의 표면이 양호하게 유지되어 압연롤과 맞물리는 압연제품의 표면이 양호하게 유지되며 압연량의 확대가 가능하고 경제적인 유량사용으로 유압연의 효과를 최대로 할 수 있는 것이다.

압연유량(Q) = a1*RF + a2*v + μ+ I

(Q) = f (RF, V, μ, I)

여기서, RF 는 압연하중 : 400 내지 4000 TON

V 는 압연속도 : 300 내지 1500 MPM

μ는 마찰계수 : 0.1 내지 0.6

I 는 초기유량값 : 0.1 내지 0.6 L/Min

a1, a2는 상수인 수식을 사용하여 필요한 압연유량을 계산하는 단계(258); 계산된 압연유량에 근거하여 급유펌프(35)의 회전수를 수정지시하는 단계(260); 상기 단계(260)가 종료된 다음, 사상압연기(60)에서 압연실적을 연속적으로 100m초의 간격으로 수집하여 상기압연실적을 초기의 단계(244)로 피드백(Feed Back)시키는 단계(262); 및 종료단계(264); 를 추가 포함함을 특징으로 하는 열간압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법.
제1항에 있어서, 상기 단계(246)에서의 응답이 아니오이면, 초기유량설정치를 보관유지하는 단계(248); 상기 초기유량설정치에 근거한 펌프회전수의 지시단계(250); 및 연속적인 압연실적데이터를 수집하는 단계(262); 가 이루어짐을 특징으로 하는 열간압연시 압연부하 및 속도에 따른 압연유 유량제어방법.