KR100246055B1 - Control system for centering slab material in hot press process - Google Patents

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Abstract

제철소의 열간압연시 슬라브소재가 진행하면서 사행 또는 캠버발생으로 압연기에 정확히 진입하지 못하게 되어 제품의 품질에 문제를 발생시켜주게 된다.As the slab material progresses during hot rolling of the steel mill, it does not enter the rolling mill precisely due to meandering or camber generation, which causes problems in product quality.

본 발명은 압연기에 슬라브소재의 폭계측기(11)를 설치하고 사이드가이드부에 광센서를 설치하여 이들로부터 공급된 데이터신호를 마이크로프로세서(50)에서 연산하여 슬라브소재가 정확히 배열하도록 사이드가이드를 유압서보시스템으로 강제조정하게 하였다. 그리고 안정조업을 위하여 기존의 전동기와 감속기에 의한 시스템을 클러치를 매개로 동력전달이 임의로 차단 가능토록 하여 유압서보시스템의 이상이 있다하여도 조업중단이 없이 작업이 계속 가능하도록 이원화시스템을 구성하였다. 따라서 압연시 발생되는 각종 문제를 연속자동제어하여 압연제품의 고품질화를 가능하게 하였다.The present invention installs the slab width measuring instrument 11 in the rolling mill and the optical sensor is installed in the side guide portion to calculate the data signal supplied from them by the microprocessor 50 to guide the side guides so that the slab material is correctly aligned Forced adjustment by servo system. The dual system was designed to allow the power transmission to be cut off arbitrarily by the clutch and drive system for the stable operation, even if there is a problem in the hydraulic servo system. Therefore, it is possible to improve the quality of the rolled products by continuously controlling various problems generated during rolling.

Description

열간 압연장치용 사이드가이드제어장치Side guide control device for hot rolling equipment

본 발명은 제철소의 열간압연장치에 있어서 이송되는 슬라브소재의 사행과 캠버(camber)발생을 없앤 사이드가이드제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a side guide control apparatus which eliminates meandering and camber generation of slab material conveyed in a hot rolling apparatus of a steel mill.

제철소에서 각종 철광석원료를 용융시켜 목적한 철강제품을 제조함에 있어 열간압연은 고온의 슬라브소재를 몇 차례의 압연공정을 거치면서 필요한 두께와 폭을 갖는 판상철강재가 얻어지는 것이다.In manufacturing steel products by melting various iron ore raw materials in steel mills, hot rolling is a plate steel having the required thickness and width through several rolling processes of hot slab materials.

이같은 가열로에서 추출한 슬라브소재가 압연라인을 따라 진행하면서 규칙적이고 일정한 진행이 되지 못하고 사행(斜行)과 캠버(camber)가 자주 발생하며 그결과 최종제품의 각종 불량발생의 원인이 되고 있다.As the slab material extracted from such a furnace proceeds along the rolling line, the slab material does not progress regularly and regularly, and meander and camber frequently occur, resulting in various defects in the final product.

현재까지 이같은 사행과 캠버를 억제키위하여 사용되는 방법은 폭계측기가 슬라브소재의 방향을 측정후 그방향을 연산하여 사행이 있는 경우 사이드가이드가 소재측면을 수동으로 혹은 전동모터를 이용하여 밀어주어 방향을 조정하고 있다. 이 경우 소재를 얼마만큼 밀어주어야 하는지 정확한 이동거리의 제어가 거의 수동으로 진행되고 있어 정밀한 센터링이 되지 못한 채 압연기에 진입하므로 슬라브소재의 좌우, 혹은 상하면에 대한 압력이 불균일하게 가해지게 된다. 즉, 슬라브소재가 좌우에 속도의 차이를 갖고 진행하다가 에저압연기에 진입하는 경우 빠르게 진입하는 쪽은 접힘현상(꾸겨지는 현상)이 발생하고 반대쪽은 잭현상(찢어지는 현상)이 발생하여 심각한 품질불량의 문제가 발생하게 되는 것입니다. 더욱 심한 경우 압연롤에 제밍(Jamming)되어 버리는 경우도 발생한다. 따라서 이같은 상태를 해소하기 위하여 적어도 5 내지 10시간 정도 라인을 중단시켜버린 다음 압연기의 압력상태를 해지후 발출하고 있어 장시간 작업이 중단되어 버리는 것이다. 라인이 일단 중단이 되면 현재 광양제철소의 경우 30분당 약 6내지 7천만원의 손해가 발생하여 엄청난 피해를 주고 있으나 현재는 불가피하게 인정하고 있는 실정이다.Until now, the method used to suppress the meandering and camber is that the width gauge measures the direction of the slab material and calculates the direction, and if there is a meandering, the side guide pushes the side of the material manually or by using an electric motor. Is adjusting. In this case, the exact moving distance is controlled by manual control of how much the material should be pushed into the rolling mill without precise centering, so the pressure on the left and right or top and bottom of the slab material is applied unevenly. In other words, if the slab material proceeds with a difference in speed on the left and right, and enters the edge mill, the fast-entering side is folded and the jack-side phenomenon is torn. The problem of badness will occur. In more severe cases, the rolled roll may be jammed. Therefore, in order to solve such a state, the line is stopped for at least 5 to 10 hours, and then the pressure state of the rolling mill is released and then discharged, and the work is stopped for a long time. Once the line is discontinued, Gwangyang Works currently incurs damages of about 6 to 70 million won per 30 minutes, causing tremendous damage, but it is currently recognized as inevitable.

본 발명은 열연공정을 거쳐 생산된 슬라브소재의 캠버로 인하여 후송 압연공정의 통판트러블 발생에 의한 생산성 저하 요인과 슬라브소재의 캠버발생에 따른 사행진입으로 권취형상불량(Telescope)에 의한 품질저하를 개선하고자 유압서보시스템과 동시에 전동기를 이용한 사이드가이드장치를 채용하되 정확한 슬라브의 폭을 계측하였고, 측정된 슬라브소재의 폭에 대한 입측 및 출측실린더를 이용하여 정확히 계산된 연산결과치를 제어기에서 서보앰프와 서보밸브에 송신하여 유압실린더의 가동로드의 변위치를 설정토록 하였다. 따라서 이송중인 슬라브소재가 에저압연기와 수평압연기에 정확히 인입되므로 압연이 정밀하게 될 수 있도록 하였다. 또한 유압실린더의 장치가 예상치 못한 고장이 발생한 경우에는 중간에 설치된 클러치를 이용하여 전동기를 이용하여 사이드가이드를 조정가능하도록 하여 공정의 중단이 없이 연속하여 진행할 수 있도록 하였다.The present invention improves the quality deterioration due to the winding shape defect due to the slab entry due to the camber of the slab material and the reduction of productivity due to the plate trouble of the post rolling process due to the camber of the slab material produced through the hot rolling process. In order to adopt the hydraulic servo system and the side guide device using an electric motor simultaneously, the width of the slab is measured accurately, and the calculated results of the calculation using the entry and exit cylinders of the measured width of the slab material are precisely calculated by the servo amplifier and the servo. Transmission to the valve was made to set the displacement value of the movable rod of the hydraulic cylinder. Therefore, the slab material being transferred is precisely inserted into the edge mill and the horizontal mill so that the rolling can be precise. In addition, in the event of an unexpected failure of the hydraulic cylinder device, the side guide can be adjusted using an electric motor by using a clutch installed in the middle so that the process can be continued continuously without interruption of the process.

제1도는 본 발명의 사이드가이드 평면구성도.1 is a plan view of a side guide of the present invention.

제2도는 본 발명의 제어용 블록도.2 is a control block diagram of the present invention.

제3도는 본 발명의 실린더부의 부분 확대구성도.3 is a partially enlarged configuration diagram of a cylinder portion of the present invention.

제4도는 본 발명의 클러치부의 부분 확대 구성도임.4 is a partially enlarged configuration diagram of the clutch unit of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 유압실린더 2 : 렉크바1: hydraulic cylinder 2: rack bar

3 : 입측사이드가이드부 4 : 출측사이드가이드부3: entrance side guide part 4: exit side guide part

5 : 슬라브소재 6 : 압연라인5: slab material 6: rolling line

7 : 광센서 8 : 이송롤7: light sensor 8: feed roll

9 : 에저압연기 10 : 수평압연기9: edge mill 10: horizontal mill

11 : 폭계측기 12 : 슬라브소재 연산자11: width measuring instrument 12: slab material operator

13 : 제어기 14 : 실측슬라브소재폭연산자13 controller 14 actual slab width operator

15 : 입측 및 출측서보앰프 16 : 입측 및 출측 서보밸브15: Entry and exit servo amplifier 16: Entry and exit servo valve

19 : 클러치 50 : 마이크로프로세서19 clutch 50 microprocessor

본 발명의 전체적인 구성은 제1도에 도시되며, 제2도는 이것의 작동을 위한 내부 구성이 도시된 연산제어부에 대한 구성도이며, 제3도와 제4도는 실린더와 클러치의 부분확대구성도이다.The overall configuration of the present invention is shown in FIG. 1, and FIG. 2 is a configuration diagram for the arithmetic and control unit in which an internal configuration for its operation is shown, and FIG. 3 and 4 are partially enlarged configurations of the cylinder and the clutch.

본 발명은 슬라브소재를 압연라인을 통하여 일정두께와 폭을 갖는 철강재로 압연성형할 수 있도록 하는 압연라인부(6), 입측사이드가이드부(3), 에어압연기(9) 및 수평압연기(10), 출측사이드가이드부(4)가 연속 수평배설되어 있는 압연성형장치에 있어서, 광센서(7)를 압연라인부(6), 입측사이드가이드부(3), 출측사이드가이드부(4)의 입력측과 출력측에 각각 배치하여 놓고, 상기한 압연라인부에는 횡으로 폭계측기(11)가 설치되어져 진행하는 슬라브소재의 폭측정데이터가 신호선(7a)을 통하여 마이크로프로세서(50)의 연산자(12)에 입력되도록하며, 상기한 광센서로부터 입력된 데이터신호를 기초로 실측된 슬라브소재(5)의 측정값과 기준값에 의하여 마이크로 프로세서(50)의 연산자(12)로부터 결정된 연산결과치를 기초로 제어기(13)에서 제어신호를 송신하여 서보앰프(15)를 거쳐 서보밸브(16)에 대한 작동변위값을 송신하여 유압실린더(1)의 가동로드의 변위치를 설정토록하였으며, 상기한 입측사이드가이드부(3)와 출측사이드가이드부(4)와 말단이 연결되어 있는 렉크바(2)는 클러치(19)를 매개로 전동기(17)부터 발생된 동력이 임의로 전달가능토록 구성되어져 있다.According to the present invention, the rolling line part 6, the side side guide part 3, the air rolling mill 9, and the horizontal rolling mill 10 can be rolled into a steel material having a predetermined thickness and width through the rolling line. In the rolling molding apparatus in which the exit side guide part 4 is continuously arranged horizontally, the optical sensor 7 is placed on the input side of the rolling line part 6, the entrance side guide part 3, and the exit side guide part 4. The width measuring data of the slab material, which is disposed on the and output side, and the width measuring instrument 11 is provided laterally on the rolling line portion, is transmitted to the operator 12 of the microprocessor 50 through the signal line 7a. The controller 13 based on the calculation result determined from the operator 12 of the microprocessor 50 by the measured value and the reference value of the slab material 5 measured based on the data signal inputted from the optical sensor. Send a control signal The operating displacement value for the servovalve 16 was transmitted via the servo amplifier 15 to set the displacement value of the movable rod of the hydraulic cylinder 1, and the above-described side side guide part 3 and the exit side guide part were set. (4) and the end of the rack bar 2 is configured so that the power generated from the electric motor 17 can be arbitrarily transmitted via the clutch 19.

본 발명에서 클러치(19)는 조정레버를 유압운전레버위치(22)와 전동운전레버위치(23)로 조작함에 따라서 유압력 혹은 전동력이 사이드가이드부에 전달되게 된다. 즉, 유압운전레버위치에서 전동운전레버위치로 전환하는 경우 렉크바(2)와의 연결핀(20)을 분리하므로서 유압이 전달되지않게 된다. 본 발명에서 서보밸브(16)는 서보앰프로부터 나온 조작신호에 의하여 밸브의 개방도와 방향을 변화시켜 실린더에 대한 유압의 흐름을 변화시키므로서 실린더의 가동로드에 대한 변위치를 콘트롤하게 되는 것이다.In the present invention, as the clutch 19 operates the adjustment lever at the hydraulic driving lever position 22 and the electric driving lever position 23, the hydraulic force or the electric force is transmitted to the side guide part. In other words, when switching from the hydraulic driving lever position to the electric driving lever position, the hydraulic pressure is not transmitted by separating the connecting pin 20 with the rack bar 2. In the present invention, the servo valve 16 controls the displacement value of the cylinder's movable rod by varying the flow of hydraulic pressure to the cylinder by changing the opening and the direction of the valve in response to an operation signal from the servo amplifier.

이상의 구조적 특징에 따른 본 발명의 작동관계를 설명한다.The operating relationship of the present invention according to the above structural features will be described.

본 발명에서 슬라브소재(5)가 압연라인(6)을 통하여 에어압연기(9)와 수평압연기(10)에 진입전 광센서(7)로부터 슬라브소재(5)의 위치를 파악하고 폭계측기(11)로 부터는 슬라브소재에 대한 폭측정데이터를 받아 연산자(12)를 통하여 연산된다.In the present invention, the slab material 5 grasps the position of the slab material 5 from the optical sensor 7 before entering the air rolling mill 9 and the horizontal rolling mill 10 through the rolling line 6, and the width measuring instrument 11 ) Is calculated through the operator (12) from the width measurement data for the slab material.

또한 슬라브소재(5)의 폭에 대한 입측 및 출측유압실린더(1)의 초기 위치 및 제어위치를 계산하고 현재 슬라브소재(5)의 위치를 광센서(7)로부터 전달받아 적절한 타이밍에 맞추어 입측 및 출측 서보앰프(15)를 거쳐 입측 출측서브밸브(16)를 통하여 밸브의 개방정도를 제어하므로서 유압을 실린더(1)에 가하고 유압실린더(1)와 핀(20)으로 평행되게 연결된 렉크바(2)는 입측사이드가이드부(3)와 출측사이드가이드부(4)를 초기위치까지 각각의 동조제어로 압연라인(6)과 직각으로 지속클로스 동작시켜 입측 및 출측사이드가이드부(3)(4)를 각각의 원하는 위치에 정확히 멈추도록 하며(실측슬라브소재의 폭연산자(14)로부터의 유압실린더(1) 실측측정에 의하여 피드백제어된다.), 광센서(7)로 부터의 제어위치동작신호를 기다린다.In addition, the initial position and control position of the entrance and exit hydraulic cylinder (1) with respect to the width of the slab material (5) is calculated and the current position of the slab material (5) is received from the optical sensor (7) to enter and The hydraulic pressure is applied to the cylinder 1 by controlling the opening degree of the valve through the exit servo amplifier 15 through the exit servo amplifier 15, and the rack bar 2 connected in parallel with the hydraulic cylinder 1 and the pin 20. ) The continuous side-closing operation of the entry side guide part 3 and the exit side guide part 4 to the initial position at right angles to the rolling line 6 by respective tuning control to the entrance and exit side guide parts 3 and 4. To stop exactly at each desired position (feedback control is carried out by measuring the hydraulic cylinder 1 from the width operator 14 of the actual slab material), and the control position operation signal from the optical sensor 7 waiting.

슬라브소재가 입측사이드가이드부(3)에 진입할 때에 광센서(7)로 부터의 제어위치동작신호를 받아 제어기는 초기위치동작의 순서대로 제어하고자 하는 위치까지 입측사이드가이드부를 클로스 동작제어한다.When the slab material enters the entrance side guide part 3, the controller receives the control position operation signal from the optical sensor 7 and controls the entrance side guide part to the position to be controlled in the order of the initial position operation.

슬라브소재가 에저압연기(9)와 수평압연기(10)에 의하여 압연된 후 출측사이드가이드부(4)에 진입즈음에 제어기(13)는 동작신호를 받아 기존초기위치에 있던 출측사이드가이드부(4)를 제어위치까지 클로스 제어동작한다.After the slab material is rolled by the edge mill 9 and the horizontal mill 10, the controller 13 receives the operation signal and the exit side guide part ( 4) Close control operation to the control position.

이상의 동작에 의하여 슬라브소재(5)가 가열로로부터 추출되어 압연라인(6)을 통하여 에저압연기(9) 및 수평압연기(10)에 진입시 이송롤(8)의 중심선과 일치하지않고 한쪽으로 치우쳐서 진입시 입측사이드가이드부(3)를 압연라인(6)과 직각방향으로 클로스 동작시켜 입측사이드가이드부(3)와 슬라브소재(5)사이의 간격(1/2ΔW)을 최소화상태로 유지토록 하여 슬라브소재의 방향이나 진입각도를 강제로 변경시켜준다.By the above operation, when the slab material 5 is extracted from the heating furnace and enters the edge mill 9 and the horizontal mill 10 through the rolling line 6, the slab material 5 does not coincide with the center line of the feed roll 8 and is biased to one side. When entering, the side side guide part 3 is closed in a direction perpendicular to the rolling line 6 to keep the spacing (1 / 2ΔW) between the side side guide part 3 and the slab material 5 to a minimum state. Force the material's direction or entry angle to change.

본 발명의 또다른 특징은 유압에 의한 서보제어시스템에 고장이 발생하는 경우 클러치(19)를 전동기(17)와 감속기(18)사이에 연결하여 주는 것이다.Another feature of the present invention is to connect the clutch 19 between the electric motor 17 and the reducer 18 when a failure occurs in the servo control system by hydraulic pressure.

즉, 레버를 유압운전레버위치(22)에서 전동운전레버위치(23)로 이동시켜놓고, 렉크바(2)와 유압실린더(1)의 연결핀(20)을 제거하여 연결상태를 해제후 유압실린더(1)를 상방향회전각(21)으로 회전시켜 유압력의 전달을 차단하여 주고 그 대신에 전동기(12)의 동력이 전달토록 하여 계속적인 제어가 가능하도록 하는 것이다.That is, the lever is moved from the hydraulic operation lever position 22 to the electric operation lever position 23, the connecting pin 20 of the rack bar 2 and the hydraulic cylinder 1 is removed to release the connection state, and then the hydraulic cylinder (1) to rotate the upward rotation angle (21) to block the transmission of the hydraulic force and instead to allow the power of the electric motor 12 to transmit to enable continuous control.

본 발명에서 입측 및 출측사이드가이드부(3)(4)와 슬라브소재사이의 제어간격은 실제 현장에서 10mm이하로 제어가능하게 하였다.In the present invention, the control interval between the entry and exit side guide portion (3) (4) and the slab material was made to be controlled to less than 10mm in the actual site.

이상의 본 발명은 슬라브소재의 진행시 폭계측기(11)에서 얻어진 데이터와 광센서(7)에 의한 데이터를 통합연산하여 입측 및 출측사이드가이드(3)(4)를 유압이나 전동에 의하여 제어하므로 에저압연기(9)나 수평압연기(10)에 진입이 정확하여 진입시 센터링이 정확하므로 압연의 정밀도가 극히 높아져 슬라브소재의 휨이나 권취형상불량(Telescope)의 문제가 거의 없어지는 것이다.In the present invention, the input and exit side guides (3) and (4) are controlled by hydraulic pressure or electric power by integrating the data obtained from the width measuring device 11 and the data by the optical sensor 7 during the progress of the slab material. Since the entry into the low rolling mill 9 or the horizontal rolling mill 10 is accurate and the centering is correct at the time of entry, the accuracy of rolling is extremely high, so that problems of warpage and winding shape of the slab material are almost eliminated.

또한 유압서보 시스템에 문제가 발생시 클러치의 조작으로 공정을 중단하지않고 연속하여 전동제어가 가능하므로 클러치를 매개로 한 이중반전 장치로 타측고장시라도 연속적인 공정흐름에는 지장받지 않고 고장수리 및 여러 가지 보완이 가능한 것이다.In addition, if a problem occurs in the hydraulic servo system, it is possible to continuously control the motor without interrupting the process by operating the clutch, so the double reverse device based on the clutch does not interfere with the continuous process flow even when the other side fails. It can be supplemented.

Claims (2)

슬라브소재를 압연라인을 통하여 일정두께와 폭을 갖는 철강재로 압연성형할 수 있도록 하는 압연라인부(6), 입측사이드가이드부(3), 에저압연기(9) 및 수평압연기(10), 출측사이드가이드부(4)가 연속수평배열되어있는 압연장치에 있어서, 광센서(7)를 압연라인부(6), 입측사이드가이드부(3), 출측사이드가이드부(4)의 입력측과 출력측에 각각 배치하여 놓고, 상기한 압연라인부에는 횡으로 폭계측기(11)가 설치되어있어 진행하는 슬라브소재의 폭측정데이터가 신호선(7a)을 통하여 마이크로프로세서(50)의 연산자(12)에 신호입력토록 연결하며, 상기한 광센서로부터 입력된 데이터신호를 기초로 실측된 슬라브소재(5)의 측정값과 기준값에 의하여 마이크로프로세서(50)의 연산자(12)로부터 결정된 연산결과치를 제어기(13)에서 서보앰프(15)를 거쳐 서보밸브(16)에 작동변위값을 송신하여 유압실린더(1)의 변위값을 설정토록하며, 상기한 입측사이드가이드부(3)와 출측사이드가이드부(4)의 말단이 연결된 렉크바(2)는 클러치(19)를 매개로 감속기 부착된 전동기(17)와 동력전달가능토록 구성되어져 있는 것을 특징으로 하는 열간압연장치용 사이드 가이드제어장치.Rolling line part 6, side side guide part 3, edge rolling mill 9 and horizontal rolling mill 10, and exiting side which allow the slab material to be roll-molded into steel having a certain thickness and width through the rolling line. In a rolling apparatus in which the side guide portions 4 are continuously arranged horizontally, the optical sensor 7 is placed on the input side and the output side of the rolling line portion 6, the side side guide portion 3 and the exit side guide portion 4, respectively. The width measuring data of the slab material, which is arranged in the rolling line section, is provided horizontally in the rolling line section, and inputs a signal to the operator 12 of the microprocessor 50 through the signal line 7a. And the calculation result determined from the operator 12 of the microprocessor 50 by the measured value and the reference value of the slab material 5 measured based on the data signal inputted from the optical sensor. Via the servo amplifier 15 to the servo valve 16 The operating displacement value is transmitted to set the displacement value of the hydraulic cylinder 1, and the rack bar 2 to which the end side of the entrance side guide part 3 and the exit side guide part 4 are connected is clutch 19. Side guide control device for a hot rolling device, characterized in that it is configured to allow power transmission with the motor (17) attached to the reducer. 제1항에 있어서, 클러치(19)의 조작레버를 유압운전레버(22)와 전동운전레버(23)가 분리설정되어져 유압실린더(1)와 동력연결이 연결핀(20)의 착탈에 의하여 정하여 지는 것을 특징으로 하는 열간압연장치용 사이드가이드제어장치.The hydraulic lever (22) and the electric driving lever (23) are set separately from the operating lever of the clutch (19), and the hydraulic cylinder (1) and the power connection are determined by attaching or detaching the connecting pin (20). Side guide control device for hot rolling device, characterized in that the loss.
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