KR100236159B1 - 강판의 평탄도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강의 열간압연 공정에서 압연롤 벤더의 힘을 주기적으로 가감하여 강판의 평탄도를 제어하는 방법에 관한 것으로써, 강의 열간압연 공정에서 평탄도계 실적에 의거한 피드백 제어를 하는 제어시스템에서 과도한 평탄도 불량이 발생한 경우 신속한 개선을 도모하고 벤더이외의 다른 압연조건의 영향에 의해 평탄도가 악화되는 경우 벤더수정량을 증대하여 평탄도 악화를 미리 방지할수 있는 강판의 평탄도의 제어방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 강의 열간압연에서 평탄도계의 측정실적에 의해 주기적으로 압연롤 벤더력 가감을 행하는 평탄도 제어방법에 있어서 평탄도 제어를 위한 개인값을 다이나믹적으로 채용하고 채용된 다이나믹 게인을 사용하여 벤더력을 보상하므로써 신속하고 효과적으로 강판의 평탄도를 제어할수 있는 방법을 그 요지로 한다.

Description

강판의 평탄도 제어방법

제 1도는 목표로 하는 강판의 평탄도를 설명하기 위한 참고도

제 2도는 양파가 발생한 강판의 평탄도를 설명하기 위한 참고도

제 3도는 중파가 발생한 강판의 평탄도를 설명하기 위한 참고도

제 4도는 종래의 평탄도 제어 방법을 설명하기 위한 모식도

제 5도는 압연력과 벤더력과의 작용방향을 설명하기 위한 참고도

제 6도는 본 발명에 따라 강판의 평탄도를 제어하는 과정을 나타내는 제어순서도

제 7도는 벤더제어량과 평탄도 발생경향을 설명하기 위한 참고도

제 8도는 평탄도가 매우 불량한 경우 종래방법 및 본발명에 따르는 평탄도제어에 소요되는 시간과 평탄도 발생량 및 벤더 수정량과의 관계를 나타내는 그래프

제 9도는 압연조건변화시 종래방법 및 본 발명에 따르는 평탄도 제어에 소요되는 시간과 평탄도 발생량 및 벤더수정량과의 관계를 나타내는 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압연롤 2 : 강판

5 : 권취기 10 : 압연스탠드

13 : 평탄도계

본 발명은 강의 열간압연 공정에서 압연롤 벤더(bender)의 힘을 주기적으로 가감하여 강판의 평탄도를 제어하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 강의 열간압연공정에서 다듬질 압연기 후면에 있는 평탄도계의 측정실적에 의해 압연롤 벤더력을 주기적으로 가감하여 강판의 평탄도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

제철소의 열간압연공정에서 강을 열간압연할시 제 1도에서와 같이 평탄한 강판 형상을 얻기 위하여 압연스탠드(stand)간의 압연하중 배분, 페어크로스(pair cross) 각도, 초기벤더력등의 압연조건들을, 압연기의 폭방향 상하 롤갭과 압연되는 판두께의 편차가 발생되지 않도록 예측 설정하고 있다. 제 1도의 (a)는 압연롤 형태를, (b)는 판형상을, 그리고 (c)는 평탄도별 연신율 분포를 나타내며, 제 1도의 (a)에서, 부호 "1"은 압연롤을, 그리고 부호 "2"는 강판을 나타낸다. 그러나 대부분의 경우 상기한 각 압연조건에 대한 각 예측치에 오차가 수반되므로 강판의 평탄도가 불량하게 된다.

상기한 평탄도 불량의 예로는 제 2도에서와같이 양단부의 연신량이 큰 양파가 발생되는 경우와 제 3도에서와 같이 판중앙부의 연신량이 큰 중파가 발생되는 경우등을 들 수 있다.

제 2도의 (a) 및 제 3도의 (a)는 압연롤 형태를, (b)는 판형상을, 그리고 (c)는 평탄도별 연신율을 나타낸다.

상기한 평탄도 불량을 개선시키기 위한 종래방법으로는 제 4도에 나타난 바와같이, 강을 압연하는 압연기 스탠드(10)의 다듬질 압연기(10a)후방에 설치되어 강판의 평탄도를 측정하는 평탄도계(13)와 평탄도계(13)실적을 받아 압연기의 벤더력을 제어하는 자동형상제어부(14)를 포함하여 강판의 평탄도를 제어하는 방법등이 알려져 있다. 제 4도에서, 부호 2는 "강판"을, 그리고 5는 "권취기"를 나타낸다.

상기한 종래방법에 따라 평탄도를 제어하기 위해서는 자동형상제어부(14)에서 평탄도계(13)로부터 판 폭방향별 연신을 실적치를 받아 이를 서로 비교하여 중파 인지 양파인지를 판정하고, 이를 해소할수 있는 방향으로 제 5도에서와 같이, 압연롤의 휨을 방지하기 위하여 압연력과 반대방향에서 즉 압연기의 내측에서 작용하는 힘인 벤더력을 수정하게 된다. 즉, 평탄도계에서 측정된 연신율을 이용하여 하기식(1)에 의해 연신율 편차(△λ)를 구하고, 이 연신율 편차(△λ)가 0보다 크면 양파 0보다 작으면 중파로 판정한다.

그리고 평탄도 불량이 발생한 경우 하기식(2)를 사용하여 벤더력 보상량을 구하고, 이 벤더력 보상량에 기초하여 압연기의 벤더력 실정치를 수정하므로써, 평탄도를 개선시키게 된다.

이 방법의 경우에는 게인의 판의 종류별(목표두께, 목표폭, 강종)로 층별화되어 있으며, 층별내에서는 평탄도의 크기에 관계없이 일정한 값을 적용하고 있다. 따라서, 상기한 종래방법의 경우에는 평탄도가 극히 불량한 경우에도 일정한 게인을 적용하므로 평탄도가 양호해지기 까지는 어느정도시간이 소요되는 문제점이 있을 뿐만아니라 평탄도가 영향을 주는 압연하중, 온도, 강판두께등의 다른조건들이 평탄도를 악화시키는 방향으로 작용하는 경우 이에 적절히 대응할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명자들은 상기한 종래방법의 문제점을 개선시키기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 평탄도 피드백(Feeback)제어방법중에서 평탄도 불량이 심하게 발생했을 경우 벤더력 수정량을 증가시켜 평탄도를 신속하게 개선시킬 뿐만 아니라 압연하중변동등 벤더력 이외의 압연조건들이 평탄도가 악화되는 방향으로 작용할 때 별도의 벤더수정량을 적용하여 평탄도 불량을 방지할수 있는 강판의 평탄도 제어방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 강의 열간압연에서 평탄도계의 측정실적에 의해 주기적으로 압연롤 벤더력을 가감하여 강판의 평탄도를 제어하는 방법에 있어서, 강판의 폭방향 중앙부와 양 에지부 사이의 연신율편차에 대한 다이나믹 제어기준치(△λg)를 선정하는 단계; 평탄도계에 의해 강판의 폭방향 중앙부와 양에지부의 연신율을 측정하는 단계; 상기한 평탄도계에 의해 측정된 연신율을 이용하여 하기식(1)에 의해 강판폭방향 중앙부와 에지부 사이의 연신율편차(△λi)를 구하는 단계;

상기와같이 구한 연신율 편차(△λi)와 다이나믹 제어기준치(△λg)를 비교하여 연신율편차(△λi)가 다이나믹제어기준치(△λg)보다 큰 경우에는 하기식(3)에 의해 다이나믹 게인(Dynamic Gain)(G_Di)값을 구하는 단계;

상기 연신율 편차(△λi)가 다이나믹 제어기준치 (△λg)값와 같거나 또는 작은 경우에는 {(△Pi)-(△Pi_-1)}×{(△λ_i-1)-(△λi)}값이 0(Zero)보다 큰지 여부를 판단하여 0보다 크거나 같은 경우에는 G_Di값을 1.0으로 하고, 만약, 0보다 작은 경우에는 하기식(4)에 의해 G_Di값을 구하는 단계;

상기와같이 구한 G_Di값을 하기식(5)에 대입하여 벤더 수정량(△Pi)을 구하는 단계; 및

상기와 가이 구한 벤더수정량(△Pi)만큼 압연롤 벤더력을 가감시켜 압연하는 단계를 포함하여 구성되는 강판의 평탄도 제어방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 강판의 평탄도 제어방법에 대한 플로우챠트를 나타나는 제 6도를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명에 따라 강판의 평탄도를 제어하기 위해서는 우선, 강판의 폭방향 중앙부와 양 에지부 사이의 연신을 편차에 대한 다이나믹 제어기준치(△λg)를 설정해야 한다. 다음에, 평탄도계에 의해 강판의 폭방향 중앙부와 양에지부의 연신율을 측정한다.

상기 평탄도계에 의한 연신율 측정은 적어도 강판의 폭방향 중앙부, 및 양에지부에 대하여 행해져야 하며, 측정부위가 많을수록 평탄도를 정확하게 제어할수 있다.

측정부위가 많을 경우에는 양에지부에 대한 연신율값은 폭방향으로 최외곽부에 해당되는 부위의 연신율값을 기준으로하는 것이 바람직하다. 그리고, 바람직한 연신율 측정부위는 중앙부를 포함하는 다섯 개부위 정도가 바람직하다.

다음에, 상기한 평탄도계에 의해 측정된 연신율을 이용하여 하기식(1)에 의해 강판폭방향 중앙부와 에지부사이의 연신율 편차(△λi)를 구한다.

다음에, 상기와 같이 구한 연신을 편차(△λi)와 다이나믹 제어 기준치(△λg)를 비교하여 연신율 편차(△λi)가 다이나믹 기준치(△λg)보다 큰 경우에는 하기식 (3)에 의해 G_Di값을 구한다.

상기 G_Di값은 2.0이상이 되지 않도록 제한하는 것이 바람직하다.

다음에, 상기 연신율편차 (△λi)가 다이나믹 제어기준치(△λg)와 같거나 또는 작은 경우에는 (△Pi-△Pi_-1)×(△λi_-1-△λi)값이 0(Zero) 보다 큰지 여부를 판단하여 0보다 크거나 같은 경우에는 G_Di값을 1.0으로 하고, 만약, 0보다 작은 경우에는 하기식(4)에 의해 G_Di를 구한다.

상기한(△Pi-△Pi_-1)×(△λi_-1-△λi)값이 0보다 작은 경우에는 i-1(전회)주기 벤더 수정량 (△Pi_-1)과 i(금회)주기 연신율 편차 (△λi)방향이 서로 일치하지 않는 경우를 의미하는 것이다. 그리고, 상기 G_Di값은 2.0이상이 되지 않도록 제한하는 것이 바람직하다.

다음에, 상기와 같이 구한 G_Di값을 하기식(5)에 대입하여 벤더 수정량(△Pi)을 구한다.

다음에, 상기와 같이 구한 벤더 수정량(△Pi)만큼 압연롤 벤더력을 가감시켜 압연하므로써 강판의 평탄도가 제어된다.

제 6도에서, 점선으로 표시된 부분이 본 발명에 부합되는 다이나믹 게인에 의한 벤더력 제어과정을 나타낸다. 상기한 본 발명에 의한 강판의 평탄도 제어는 강판의 선단부가 권취기에 도달하기 전까지 즉, 장력이 걸리지 않은 판을 대상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명에 의한 강판의 평탄도제어는 0.1∼0.2초 제어주기로 계속적으로 처리되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 평탄도를 제어하므로써 본 발명은 종래방법에 비하여 평탄도가 양호해질때 까지 의 시간이 단축되어 평탄도 불량부위를 감소시킬수 있는데, 이하에서는 이에 대하여 설명한다.

제 7도에는 벤더력에 의한 평탄도 제어 유형이 나타나 있는데,

제 7도 (b)에서와 같이 벤더력 수정량이 과다하여 중파에서 양파, 또는 양파에서 중파로 바뀌는 파역전형상을 방지하기 위해 종래방법의 경우에는 제 7도(a)에서와 같이 적정제어보다는 제 7도(c)에서와 같이 제어량이 다소 부족하더라도 점진적으로 평탄도를 개선하는 한계내에서 게인을 결정하여 제어의 안정성을 도모하고 있다. 따라서, 종래방법의 경우에는 제 8도(a) 및 제 9도(a)에서와 같이 평탄도가 양호질때까지의 시간이 길어지는 문제점이 있다. 즉, 종래의 제어방법의 경우에는 제 8도(a)에서와 같이 시간 to에서 평탄도 발생량이 λo이고 벤더수정량이 △Pc라 할 때 평탄도가 양호해지기 위해서는 t₁의 시간이 소요됨에 반하여, 본 발명의 경우에는, 제 8도(b)에서와 같이, 벤더수정량이 △P_D가 되므로 t₁보다 짧은 t_D의 시간에 평탄도가 양호해짐을 알 수 있다.

즉, 본 발명의경우에는 평탄도 불량이 발생한 경우 평탄도가 양호해질때까지의 시간을 단축하여 평탄도 불량부위를 감소시킬수 있다.

제 8도(b)에서, to∼t' 구간은 다이나믹 제어 구간이며, t'이후부터는 고정게인 제어구간이고, △λg는 아이나믹 제어기준치를 나타낸다.

한편, 제 9도(a)에서와 같이, 종래방법에 의해 t₁에서 발생한 평탄도를 감소시키기 위해 △P의 벤더력을 보상하였지만 t₂에서 평탄도량이 더 커진 경우가 있게 된다. 이러한 현상은 벤더력이외에 압연하중, 온도등 다른 압연조건들이 평탄도를 악화시키는 방향으로 작용하여 벤더력 수정에 의한 롤갭 변화효과를 상쇄시키기 때문에 발생한다.

본 발명의 경우에는 제 9도(b)에 나타난 바와같이, 종래방법에서는 해결할수 없는 벤더력 이외의 조건들에 의한 평탄도 악화를 방지할수 있다. 즉 본 발명의 경우에는 제 9도에서 to, t₁에서 발생된 평탄도를 각각λ_0,λ₁이라고 하고, to, t₁에서의 벤더수정량을 △P₁이라 할 때 (△P₁)×(λo-λ₁)의 계산결과 "-"인 경우에는 벤더력 보상량을 증대하여 평탄도 악화를 미리 방지할수 있게 된다.

제 9도(b)에서, to,∼t₁구간은 고점게인 제어구간이며, to,∼t₂구간은 다이나믹제어구간이고, 그리고 t₂이후 구간은 고정게인 제어구간이다.

상술한 바와같이, 본 발명은 평탄도 발생량 및 평탄도 발생경향에 따라서 제어게인을 구분적용하므로써 평탄도가 관리범위를 벗어나거나 다른 압연조건에 의해 평탄도가 악화되는 경우 벤더수정량을 증대하므로써 신속하고 효과적으로 강판의 평탄도를 제어할수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. (정정)강의 열간압연에서 평탄도계의 측정실적에 의해 주기적으로 압연롤 벤더력을 가감하여 강판의 평탄도를 제어하는 방법에 있어서, 강판의 폭방향 중앙부와 양 에지부 사이의 연신율편차에 대한 다이나믹 제어기준치(△λg)를 선정하는 단계; 평탄도계에 의해 강판의 폭방향 중앙부와 양에지부의 연신율을 측정하는 단계; 상기한 평탄도계에 의해 측정된 연신율을 이용하여 하기식(1)에 의해 강판폭방향 중앙부와 에지부 사이의 연신율편차(△λi)를 구하는 단계;

   상기와같이 구한 연신율 편차(△λi)와 다이나믹 제어기준치(△λg)를 비교하여 연신율편차(△λi)가 다이나믹제어기준치(△λg)보다 큰 경우에는 하기식 (3)에 의해 다이나믹 게인(Dynamic Gain)(G_Di)값을 구하는 단계;

   상기 연신율 편차(△λi)가 다이나믹 제어기준치(△λg)와 같거나 또는 작은 경우에는 {(△Pi-△Pi_-1)}×{(△λi_-1-△λi)}값이 0(Zero)보다 큰지 여부를 판단하여 0보다 크거나 같은 경우에는 G_Di값을 1.0으로 하고, 만약, 0보다 작은 경우에는 하기식(4)에 의해 G_Di값을 구하는 단계;

   상기와같이 구한 G_Di값을 하기식(5)에 대입하여 벤더 수정량(△Pi)을 구하는 단계; 및

   상기와 같이 구한 벤더수정량(△Pi)만큼 압연롤 벤더력을 가감시켜 압연하는 단계를 포함하여 구성되는 강판의 평탄도 제어방법
2. 제 1항에 있어서, G_Di값이 2.0이하인 것을 특징으로 하는 강판의 평탄도 제어방법
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 평탄도 제어가 판선단부가 권취기에 도달하기까지 행해지는 것을 특징으로 하는 강판의 평탄도 제어방법