KR100227088B1 - 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께를 고속으로 정밀 제어하는 방법에 관한 것으로, 열간 압연 공정에서 열연판 선단부의 두께를 제어하는 방법에 있어서, 목표 두께와 롤 갭 및 밀 정수의 초기치를 설정하는 단계와, 하중이 소정의 값 이상인지를 확인하여 그 이상이면 두께 검출기에 의한 두께 검출을 한 적이 있는지를 확인하여 없으면 BISRA 방식의 두께 제어를 수행하는 단계와, 두께 검출을 한적이 있으면 선단 고속 두께 제어가 실시되었는지를 확인하여 실시되지 않았으면 피드백 방식 두께 제어를 실행하는 단계와, 선단 고속 두께 제어가 실시되었으면 두께 실적을 고속으로 샘플링하고 그 데이터를 평균치 처리한 후 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만인지를 확인하여 3회 이상이면 피드백 두께 제어를 실행하는 단계와, 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만이면 고속 두께 제어량을 계산하고 롤 갭을 조정한 다음 두께 실적을 고속으로 샘플링한 다음 그 데이터를 평균치 처리하는 단계로 이루어진다.

Description

열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법.

본 발명은 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법에 관한 것으로, 특히 열간 압연에서 압연기에 의해 제어되는 열연판의 선단부의 판 두께를 고정도로 제어하는 장치로서 열간 압연의 두께 검출기에서 실측한 열연판의 선단부 두께와 목표로 하는 두께와의 편차를 비교하여 그 편차량을 고속 두께 제어기를 이용하여 신속하게 두께 편차를 감소시켜 제어 성능을 고도화한 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법에 관한 것이다.

종래의 열간 압연 자동 판 두께 제어 장치는 제1도에 도시한 바와 같이 열간 압연기(1)는 압연의 대상이 되는 압연재(14)를 열간에서 압연하는 압연 롤(2)과, 상·하 압연 롤(2)의 간격을 측정하는 롤 갭 측정기(6)와, 압연시 압연재의 하중을 측정하는 하중 검출기(5)와, 압연기 출 측에서 압연재의 두께를 측정하는 두께 검출기(4) 및 이들을 통하여 열연판의 두께를 자동으로 제어하는 자동 두께 제어 장치(3)로 구성되어 있다.

한편, 사상 압연 공정에서 목표로 하는 판 두께를 얻기 위해 하중 검출기(5)에 의한 검출 신호와 상·하 압연 롤(2)의 간격을 측정하는 롤 갭 측정기(6) 신호로부터 롤(2)의 간격을 자동으로 조절하여 소정의 두께를 얻도록 하는 BISRA 방식의 두께 제어 방식이 초기에 도입되었다.

이 BISRA 방식은 압연재(14)가 상·하 롤 사이를 통과할 때 하중 검출기(5)에서 검출된 압연 하중(P)과 상·하 롤의 갭을 측정 검출하는 롤 갭 검출기(6)로부터 맨 처음 들어온 정보를 가지고 다음의 식(1);

과 같은 게이지 미터(gauge meter)식을 사용하여 출 측 두께를 계산하여 그 값을 메모리 장치(8)에 기억시키고 이 값을 제어 기준치(lock on치)로 하여 2번째 부터 샘플링되어 들어온 값부터는 상기 식(1)을 사용하여 2회 째 출 측 두께를 계산하고 맨 처음 기억시킨 제어 기준치와 현재 계산한 값과의 편차량을 구하여 이를 최소화시키기 위한 롤 갭 수정량을 BISRA 제어기(9)에서 산출하여 유압 액튜에이터(7)에 보내 상하 롤 갭이 조정되도록 한다.

그런데, 상기 BISRA 방식은 맨 처음 산출한 두께를 제어 기준치로 하여 제어 하므로 상기 식(1)에서 기준 두께 산출의 기초가 되는 하중 검출기(5)의 측정결과와 상하 롤 갭의 측정 값이 매우 정확해야 하나 실제 압연에서는 압연 중 발생하는 수증기 발생에 의한 측정 정도 하락 및 주변 측정 기기 간의 전자파 간섭발생등으로 외란이 발생하여 계산시 오차가 발생되고, 설정 연산기(15)로부터 입력된 밀 정수(M)값이 오차를 가지고 있어 제어 기준 두께가 당초 목표로 했던 목표 두께와 편차가 발생한다.

한편, 상기 언급했던 바와 같이 BISRA 방식의 두께 제어는 초기에 산출한 두께를 제어 기준 두께로 하므로 목표 두께와의 편차는 전혀 해소되지 않고 항상 어느 정도의 편차가 남아 있게 된다.

이에 따라, BISRA 방식 두께 제어의 결점을 보완하기 위해 피드백 방식의 두께 제어가 추가되었다.

상기 두께 제어의 목표 두께를 달성하기 위하여 설치된 피드백 방식의 두께 제어는 압연기 출 측에 설치된 두께 검출기(4)에서 검출한 두께 편차량을 다음의 식(2) 즉,

에 의해 두께 수정량을 구해 피드백 제어기(10)를 통하여 롤 갭 이동량을 산출하고 이 값을 유압 액튜에이터(7)에서 롤 갭을 조정하여 두께를 제어하도록 하여 압연기 출 측에서 두께 검출기(4)에 검출된 두께 편차가 최소가 되도록 한다. 상기 식(2)에서 T₀는 압연기(1)와 두께 검출기(4)가 압연재(14)의 주행시간, Td는 압연기(1)와 두께 검출기(4)간 거리를 각각 나타낸다.

그러나, 상기 피드백 방식은 실제로 압연이 이루어지는 상하 압연 롤(2)과 두께 편차를 검출하는 두께 검출기(4)가 일정 거리를 두고 설치되어 있어 압연기를 피드백 방식에 의해 제어하려고 하면 두께 검출기(4)에서 검출한 두께 편차 신호가 현재 상하 압연 롤(2) 사이에서 압연되어지는 부분과 일치하지 않으므로 두께 검출기(4)의 신호를 받아 롤 갭을 제어함에 따라 제어 시간 지연이 발생하고, 피드백 제어기(10)에서는 소정의 시간만큼 적분을 해야 하므로 여기서 또한 제어시간 지연이 생기게 되기 때문에 제어 시간 지연이 없이 고정도로 두께 제어를 행하기는 곤란하다.

특히, 열연판의 선단부는 판 온도 변화가 심하고 두께 검출기(4)에 압연재가 도달하기까지 피드백 제어가 행해지지 않고, 두께 검출기(4) 검출 후 제어 시간지연이 발생하여 목표 두께까지 도달하기까지는 상당한 시간이 소요되어 열연판의 선단부 제어에는 부정확한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 열간 압연에서 압연기에 의해 제어되는 열연판의 선단부 판 두께를 고정도로 제어하는 장치로서 열간 압연의 두께 검출기에서 실측한 열연판의 선단부 두께와 목표로 하는 두께와의 편차를 비교하여 그 편차량을 고속 두께 제어기를 이용하여 신속하게 두께 편차를 감소시켜 제어 성능을 고도화한 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제 1 도는 본 발명에 따른 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 장치의 블록도,

제 2 도는 본 발명에 따른 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법에 대한 순서도.

제 3 도는 상기 제 1 도의 고속 두께 제어 개시 신호 발생기의 처리 과정을 나타낸 순서도.

제 4 도는 열연판 선단부의 두께 편차에 대한 그래프로서 종래(a)와 본 발명(b)에 대한 결과이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압연기 2 : 압연 롤

3 : 자동 두께 제어 장치 4 : 두께 검출기

5 : 하중 검출기 6 : 롤 캡 측정기

7 : 액튜에이터 8 : 메모리 장치

9 : BISRA 제어기 10 : 피드백 제어기

12 : 샘플링 데이터 처리기 13 : 고속 두께 제어 개시 신호 발생기

14 : 압연재 15 : 설정 연산기

111 : 선단부 고속 두께 제어기 112, 113 : 선단부 두께 제어 게인 처리기

131 : 고속 두께 제어 스위치 132 : 저속 두께 제어 스위치

161,162,163 : 1,2,3회 처리 스위치

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 목표 두께와 롤 갭 및 밀 정수의 초기치를 설정하는 단계와, 하중이 소정의 값 이상인지를 확인하여 그 이상이면 두께 검출기에 의한 두께 검출을 한 적이 있는지를 확인하여 없으면 BISRA 방식의 두께 제어를 수행하는 단계와, 두께 검출을 한 적이 있으면 선단 고속 두께 제어가 실시되었는지를 확인하여 실시되지 않았으면 피드백 방식 두께 제어를 실행하는 단계와, 선단 고속 두께 제어가 실시되었으면 두께 실적을 고속으로 샘플링하고 그 데이터를 평균치 처리한 후 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만인지를 확인하여 3회 이상이면 피드백 두께 제어를 실행하는 단계와, 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만이면 고속 두께 제어량을 계산하고 롤 갭을 조정한 다음 두께 실적을 고속으로 샘플링한 다음 그 데이터를 평균치 처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법을 제공한다.

그리고, 상기 고속 두께 제어를 위한 고속 두께 제어 개시 신호 발생기에 의한 처리 과정은 두께 제어 회수의 카운트를 초기화시키고 압연 하중이 소정의 압하량인지를 확인하고 두께를 검출했는지를 확인하여 고속 두께 제어를 실시한 다음 두께 제어 회수 카운트를 '1'증가시키고 데이터를 샘플링하는 단계와, 상기 데이터 샘플링이 완료되면 그 제어 회수 카운트에 해당하는 제어가 이루어지도록 카운트에 해당하는 회수 실시 스위치를 연결하는 단계와, 상기 단계에서 연결된 해당 회수 제어가 끝나면 제어 회수의 카운트를 '1'증가시켜서 카운트의 값이 '4'보다 작으면 신호를 오프시키고 피드백 제어, 즉 저속 두께 제어 신호를 온시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법을 제공한다.

이하에 본 발명에 따른 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법에 대하여 제1실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 목표 두께와 롤 캡 및 밀 정수의 초기치를 설정하는 단계(S 21)와, 하중이 소정의 값 즉 400[t]이상인지를 확인하여(S 22), 그 이상이면 두께 검출기에 의한 두께 검출을 한 적이 있는지를 확인하여(S 23), 없으면 BISRA 방식의 두께 제어를 수행하는 단계(S 231)와, 두께 검출을 한 적이 있으면 선단 고속 두께 제어가 실시되었는지를 확인하여(S 24), 실시되지 않았으면 피드백 방식 두께 제어를 실행하는 단계(S 24)와, 선단 고속 두께 제어가 실시되었으면 두께 실적을 고속으로 샘플링하고(S 25), 그 데이터를 평균치 처리한 후(S 26), 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만인지를 확인하여(S 27), 3회 이상이면 피드팩 두께 제어를 실행하는 단계(S 271)와, 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만이면 고속 두께 제어량을 계산하고(S 28), 롤 갭을 조정한 다음(S 29), 두께 실적을 고속으로 샘플링한 다음(S 30), 그 데이터를 평균치 처리하는 단계(S 31)로 이루어진다.

그리고, 상기 고속 두께 제어를 위한 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에 의한 처리 과정은 두께 제어 회수의 카운트를 초기화시키고(S 1), 압연 하중이 소정의 압하량 즉, 400(t)인지를 확인하고(S 2), 두께를 검출했는지를 확인하여(S 3), 고속 두께 제어를 실시한 다음(S 4), 두께 제어 회수 카운트를 '1'증가시키고(S 5), 데이터를 샘플링하는 단계(S 6)와, 상기 데이터 샘플링이 완료되면(S 7), 그 제어 회수 카운트에 해당하는 제어가 이루어지도록 카운트에 해당하는 회수 실시시 스위치를 연결하는 단계(S 8, S 9)와, 상기 단계(S 9)에서 연결된 해당 회수 제어가 끝나면(S 10), 제어 회수의 카운트를 '1'증가시켜서(S 11), 카운트의 값이 '4'보다 작으면(S 12)상기 데이터의 샘플링 단계(S 6)로 진행하고, 카운트의 값이 '4'이상이면(S 12)고속 두께 제어 신호를 오프시키고(S 13), 피드백 제어 즉, 저속 두께 제어 신호를 온시키는 단계(S 14)로 이루어진다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 종래 선단부의 두께 제어 방법이 선단부에서의 제어가 늦고, 제어정도가 떨어지는 문제가 있어 열연판에서 선단부의 두께 불량 발생 길이가 상당히 길어져(약 10m), 선단부의 제어 정도를 향상시키기 위하여 열연판의 선단부 제어를 보다 빠르게 고속화하고, 제어 시간 지연이 최소화하도록 하여 열연판의 선단부에서 불량을 최소화하기 위한 제어 방법을 제공하는 것이다.

다시 말하면, 열간 압연기(1)의 후단에서 두께 검출기(4)에 의해 압연재(14)의 선단부 두께 편차량을 검출하여 이 두께 편차량을 최소화시키기 위한 롤 갭을 자동 제어함에 있어서, 두께 검출기(4)에서 검출한 두께 편차량을 샘플링 데이터처리기(12)에서 고속으로 수집하여 평균 값 처리를 행한 후 선단부 고속 두께 제어기(111)에서 롤 갭 수정량을 구한 후 유압 액튜에이터(7)에서 상하 롤 갭을 조절하여 두께 편차가 최소화되도록 하는 방법이다.

한편, 선단 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에서는 압연기(1)에 압연재(14)가 진입하면 하중 검출기(5)에서 검출되는 압연 하중이 변화하므로 압연 하중 변화신호를 읽고 두께 검출기(4)에서의 두께 검출 중 신호를 읽어 하중 검출기(5)와 두께 검출기(4) 신호가 모두 들어오면 고속 두께 제어 개시 신호를 발생시켜 고속 두께 제어가 이루어지는 회수를 카운트하여 실시 회수 카운트 값이 소정의 회수(3회)를 실시 완료하면 저속 제어가 이루어지도록 고속 두께 제어 스위치(131)를 오프시키고, 저속 두께 제어 스위치(132)를 연결시켜 준다. 이에 따라, 압연재(14)의 선단부에서는 고속 두께 제어를 실시하여 두께 편차를 조기에 안정화시킨 후 저속의 피드백 적분 두께 제어를 실시하여 정상부에서의 제어가 안정화되도록 한다.

다시 말하면, 압연기(1)에 압연재(14)가 진입하면 하중 검출기(5)에서는 압연하중을 검출하고 롤 갭을 측정하여 BISRA 제어기(9)로 측정 값을 보내서 BISRA제어가 실행되도록 하고, 압연재가 두께 검출기(4)에 도달하여 두께가 검출되면 하중 검출기(5) 신호와 두께 검출기(4)의 신호를 받아 선단 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에서 고속 두께 제어 개시 신호를 발생시켜 고속 두께 제어 스위치(131)를 연결시키면 샘플링 데이터 처리기(12)에서는 소정의 시간(0.1sec)동안 고속으로 평균 처리를 하여 그 값을 출력하게 된다.

한편, 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에서는 실시 회수를 카운트하여 1회 째에는 1회 처리 스위치(161)를 연결하여 선단부 고속 두께 제어기(111)에서 롤갭 수정량을 산출하여 그 롤 갭 수정량을 유압 액튜에이터(7)에 보내 상하 압연 롤(2)을 움직여 두께 편차 발생량을 제어한다.

또한, 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에서는 1회 째 제어 실시가 완료되면 고속 두께 제어 스위치(131)를 다시 한번 연결시켜 샘플링 데이터 처리기(12)에서 2회 째 고속 평균 처리를 하고, 실시 회수를 2회로 카운트하여 2회 처리 스위치(162)를 연결하여 선단부 두께 제어 게인 처리기(112)에서 2회째 롤 갭 수정량을 산출하여 유압 액튜에이터(7)에서 롤 갭을 수정하여 두께 편차를 감소시키고 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에서는 2회 째 제어 실시가 완료된 후 고속 두께 제어 스위치(131)를 다시 연결하여 샘플링 데이터 처리기(12)와 선단부 두께 제어 게인 처리기(113)를 다시 연결하여 샘플링 데이터 처리기(12)와 선단부 두께 제어 게인 처리기(113)에서 3회 째 롤 갭 수정량을 산출하여 롤 갭을 수정하여 두께 편차를 감소시키고 3회 제어가 완료되면 고속 두께 제어 개시 신호 발생기(13)에서는 고속 두께 제어 스위치(131)의 연결을 끊고 저속 두께 제어 스위치(132)에 연결시켜 저속의 피드백 적분 두께 제어를 실시하도록 하여 정상부의 두께 제어를 실행한다.

이에 따라, 열연판의 선단부에서 일정 시간(0.5∼0.7sec)동안 고속 두께 제어를 실시하여 제 4도에 도시한 바와 같이 (a)의 종래 방법에 의한 선단부 두께편차(13b)보다 본 발명의 방법에 의한 선단부 두께편차(13a)가 현저히 빨리 정상부에 도달하게 되고, 따라서 본 발명은 종래의 방법보다 월등하게 두께 편차를 줄여줌으로써 두께 편차 발생에 의한 열연판의 불량 길이를 최소화하여 빠른 시간 내에 정상부에 도달하도록 한 후 정상부부터는 안정적인 제어를 실시할 수 있는 것이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법은 열간 압연에서 열연판의 선단부의 두께를 고정도 제어 방식을 이용하여 제어함으로써 열연판의 두께 편차 발생이 최소화함에 따라 열연판의 수율이 향상되고, 후 공정에서의 작업성이 용이해져 작업 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 열간 압연 공정에서 열연판 선단부의 두께를 제어하는 방법에 있어서,

   목표 두께와 롤 갭 및 밀 정수의 초기치를 설정하는 단계와,

   하중이 소정의 값 이상인지를 확인하여 그 이상이면 두께 검출기에 의한 두께 검출을 한 적이 있는지를 확인하여 없으면 BISRA 방식의 두께 제어를 수행하는 단계와,

   두께 검출을 한 적이 있으면 선단 고속 두께 제어가 실시되었는지를 확인하여 실시되지 않았으면 피드백 방식 두께 제어를 실행하는 단계와,

   선단 고속 두께 제어가 실시되었으면 두께 실적을 고속으로 샘플링하고 그 데이터를 평균치 처리한 후 고속 두께 제어의 회수가 3회 미만인지를 확인하여 3회 이상이면 피드백 두께 제어를 실행하는 단계와,

   고속 두께 제어의 회수가 3회 미만이면 고속 두께 제어량을 계산하고 롤 갭을 조정한 다음 두께 실적을 고속으로 샘플링한 다음 그 데이터를 평균치 처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고속 두께 제어를 위한 고속 두께 제어 개시 신호 발생기에 의한 처리 과정은 두께 제어 회수의 카운트를 초기화시키고 압연 하중이 소정의 압하량인지를 확인하고 두께를 검출했는지를 확인하여 고속 두께 제어를 실시한 다음 두께 제어 회수 카운트를 '1'증가시키고 데이터를 샘플링하는 단계와,

   상기 데이터 샘플링이 완료되면 그 제어 회수 카운트에 해당하는 제어가 이루어지도록 카운트에 해당하는 회수 실시 스위치를 연결하는 단계와,

   상기 단계에서 연결된 해당 회수 제어가 끝나면 제어 회수이 카운트를 '1'증가시켜서 카운트의 값이 '4'보다 작으면 상기 데이터의 샘플링 단계로 진행하고 카운트의 값이 '4'이상이면 고속 두께 제어 신호를 오프시키고 피드백 제어 신호를 온시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연에서의 열연판의 선단부 두께 제어 방법.