KR100264510B1 - 수직형 연속 용융도금 설비에서의 프로세스 장력제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로세스 장력제어방법에 관한 것으로서, 텐션메타(5)로 부터의 장력궤환값(TF)과 설정치(SV1)를 비교하여 그 차를 장력보정값으로 하고, 이 신호(장력보정값)로 싸이리스터(THY)를 작동시켜 직류전동기(13)를 구동 장력제어용롤(6)의 속도를 가·감 보상하여 백텐션을 가함으로써 장력을 궤환제어함과 더불어 각 싱크롤과 헬퍼롤의 속도를 보상하여 장력을 제어하며, 동시에 상기 댄서롤(11)과 조질압연기(3) 사이에 설치한 장력균일화장치(12)의 위치를 PLG(Pulse Generator)의 장력설정치(SV2)로 제어하여 스트립의 장력을 제어함과 더불어 상기 장력균일화장치(12)의 위치변동에 따라 발생하는 PLG의 펄스신호와 설정치를 비교하여 그 차를 위치보정값을 하고, 이 신호(위치보정값)와 상기 장력보정값의 합으로 스트립의 장력을 제어하여 아연도금욕조에서부터 조질압연기 전단에 이르는 전구간의 스트립장력을 설정장력으로 균일하게 제어할 수 있으므로 각 롤 및 액저항에 의한 스트립장력 변동으로 발생되는 핀치트리(Pinch Tree) 및 도금 부착량 편차발생 등의 품질불량을 현격히 감소시킬 수 있으며, 스트립 장력 다운으로 발생되는 통판성불량에 따른 판파단 발생 등의 장애요인을 제거할 수 있는 장점이 있는 수직형 연속 용융도금설비에서의 프로세서 장력제어 방법이다.
Description
제1도는 종래 스트립 장력제어 방법을 설명하기 위한 도면.
제2도는 본 발명의 방법에 의한 스트립 장력 제어방법을 설명하기 위한 도면.
제3도는 본 발명에 따른 장력균일화장치에 의해 스트립의 장력이 제어되는 것을 설명하기 위한 도면.
제4도는 종래의 장력제어 방법과 본 발명의 장력제어 방법에 의해 제어된 장력변동을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 도금욕조 2 : 쿨링타워(Cooling Tower)
3 : 조질압연기 4 : 턴어라운드롤(Turn Arround Roll)
5 : 텐션메타 6 : 장력제어용 롤
7 : 수냉설비 8 : 에어나이프
9 : 소둔로 10 : 스트립
11 : 댄서롤 12 : 장력균일화장치
13 : 직류전동기 14 : 무게추
THY : 싸이리스터
본 발명은 프로세스 장력제어방법에 관한 것으로서, 특히 수직형 연속 용융도금설비의 도금욕조(Zinc Pot)로부터 쿨링타워(Cooling Tower)를 거쳐 수냉설비 및 조질압연기 전단에 이르는 구간 사이에 설치하여 스트립 장력검출기와 장력제어용롤(Tension Bridle Roll)의 속도제어를 연계시켜 스트립의 장력을 균일하게 제어하는 수직형 연속 용융도금설비에서의 프로세스 장력제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래 수직형 연속 용융도금 설비의 장력제어 방법은 제1도에 도시한 바와같이 도금욕조(1)에서 쿨링타워(Cooling Tower ; 2)를 거쳐 조질압연기(3) 전단에 이르는 구간에서 첫 번째 패스의 상단에 있는 턴어라운드롤(TurnArround Roll;4)에 부착된 텐션메타(5)로 부터의 장력궤환값을 설정치와 비교하여 그 차를 도금욕조(1) 전단에 위치한 장력제어용롤(Tension Bridle Roll;6)의 속도 설정치에 가·감 보상하여 백텐션을 가함으로써 장력을 궤환제어하며, 구간내 각 싱크롤(Sink Roll)과 헬퍼롤(Helper Roll)의 속도도 보상하여 구간내 장력을 제어하게 된다. 제1도에 있어서, ATR은 장력보정이고, ASR은 속도보정이며, S는 장력제어용롤의 속도 실측값, TM은 스트립장력 실측값이다.
통상적으로 수직형 연속 용융도금 설비는 소둔 열처리된 스트립(10)을 아연 도금욕조(1)에 통과시켜 강판표면에 용융된 아연을 부착시킨 후 쿨링타워(2)및 수냉설비(7)를 거치게하여 용융아연을 냉각,응고시켜 스트립표면에 아연도금층을 형성시킴으로써 내식성을 향상시키고, 또한 조질압연기(3)에서 조질압연하여 스트립(10)의 기계적 성질을 향상 시키도록 하는 일련의 과정을 연속적으로 처리한다. 이 구간 즉, 아연도금욕조(1)에서 조질압연기(3) 전단까지를 통과하는 스트립(10)의 총길이는 약 150여 미터 이며, 아연도금욕조(1) 출구에서부터 쿨링타워(2)출구까지는 부착된 용융아연의 도금층이 완전히 형성되지 못한 상태로 불완전하므로 아연도금 피막이 손상받지 않도록 스트립(10)의 진행방향을 바꾸어 주는 디펙터롤(Defector Roll)만을 설치하게 된다. 특히 도금욕조(1)로부터 첫 번째 스트립 패스구간은 용융도금층이 가장 불안정한 구간으로 이 구간에는 스트립(10)이 아무런 간섭도 받지 않도록 약 40여미터를 수직으로 진행하도록 되어 있으며, 2,3번째 패스구간도 같은 구조로 이루어져 있다.
그러나 스트립(10)의 자중을 포함하여 에어나이프(Air Knife; 8) 및 쿨링타워(2)의 공기압력 등 외란으로 인한 장력의 불균일이 발생하게 되고, 또한 점도가 높은 아연도금욕조(1) 및 수냉설비(7)를 스트립(10)이 통과할 때 액저항으로 인해 통과후 스트립(10)의 장력이 저하되는 문제가 발생한다. 특히 조질압연기(3)의 전단에서는 상기한 바와 같은 장력손실이 누적되어 제4(a)도에서 보는 바와 같이 장력이 현저히 떨어지게 되므로 조질압연기(3) 전단 장력제어용롤(6)의 전·후단 장력비가 스트립(10)의 한계장력비(T1/T2= exp μ θ)를 상회하므로 슬립(Slip)이 발생하게 되고, 슬립 발생으로 인하여 조질압연기(3) 전단의 장력이 더더욱 저하하여 도금박리 및 핀치트리(Pinch Tree) 결함을 유발시키고 스트립(10)의 통판성을 저해하여 판파단 등의 장애도 발생하게 되는 문제가 있다. 그리고 이러한 장력저하를 최소화 하기 위해 구간 장력을 상향시키면 아연도금욕조(1) 부분에서 스트립(10)에서 폭방향으로 반곡이 생겨 폭방향 도금부착량 편차를 유발시키는 문제점을 동반하게 된다.
하지만 상기한 종래의 장력제어 방법으로는 도금욕조(1)에서부터 조질압연기(3) 전단에 이르는 전구간의 스트립 장력 보상이 속도보정(ARS)에 의한 롤의 속도제어만으로 이루어지게 되므로 기계적인 장력손실이 크게 발생하게 되는 조질압연기(3)의 전단에서는 장력제어의 응답성이 떨어져 장력저하에 민감하게 반영하지 못함으로써 상기한 장력저하의 문제점들을 해결할 수 없었다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 장력제어 방법이 해결하지 못하는 장력저하의 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 수냉설비와 조질압연기 사이에 장력균일화장치를 설치하여 스트립의 자중 및 각 롤의 기계적 손실로 인한 스트립의 장력변동을 최소화 하는 수직형 연속 용융도금설비에서의 프로세스 장력제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장력제어방법은 도금욕조(1)와 쿨링타워(2), 조질압연기(3), 턴어라운드롤(4), 텐션메타(5), 장력제어용롤(6), 수냉설비(7), 에어나이프(8) 및 소둔로(9)를 구비한 수직형 연속 용융도금설비에 있어서, 텐션메타(5)로 부터의 장력궤환값(TF)과 설정치(SV1)를 비교하여 그 차를 장력보정값으로 하고, 이 신호(장력보정값)로 싸이리스터(THY)를 작동시켜 직류전동기(13)를 구동 장력제어용롤(6)의 속도를 가·감 보상하여 백텐션을 가함으로써 장력을 궤환제어함과 더불어 각 싱크롤과 헬퍼롤의 속도를 보상하여 장력을 제어하며, 동시에 상기 댄서롤(11)과 조질압연기(3) 사이에 설치한 장력균일화장치(12)의 무게추(14) 위치를 PLG(Pulse Generator)의 장력설정치(SV2)로 제어하여 스트립(10)의 장력을 제어함과 더불어 상기 장력균일화장치(12)의 무게추(14)위치 변동에 따라 발생하는 PLG의 펄스신호와 설정치를 비교하여 그 차를 위치보정값으로 하고, 이 신호(위치보정값)와 상기 장력보정값의 합으로 스트립의 장력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 장력제어방법을 상세하게 설명한다.
제2도는 본 발명 수직형 연속 용융도금설비에서의 프로세스 장력제어방법을 설명하기 위한 도면 제3도는 본 발명에 따른 장력균일화장치에 의해 스트립의 장력이 제어되는 것을 설명하기 위한 도면, 제4도는 종래의 장력제어 방법과 본 발명 장력제어방법에 의해 제어된 장력변동을 나타낸 그래프로서, 제4(a)도는 종래 방법에 의한 장력변동그래프이고, 제4(b)도는 본 발명에 의한 장력변동그래프이다.
제2도에 도시한 바와 같이 액저항과 스트립(10)의 자중 및 각 롤(Roll)의 기계적인 장력손실로 인한 스트립(10)의 장력변동을 최소화 하기 위해 수냉설비(7)와 조질압연기(3) 사이에 장력균일화장치(12)를 설치한다.
장력균일화장치(12)의 무게추(14)는 제3도에 나타낸 바와 같이 스트립(10)의 장력변동에 따라 상하, 혹은 좌우로 움직여 장력변동분을 운동에너지로 상쇄시킴으로써 일정한 스트립 장력을 유지하게 된다. 즉, 제3도에 도시한 바와 같이 쿨링타워(2) 구간의 스트립(10)에 장력이 설정되면, 동시에 장력균일화장치(12)의 무게추(Counter Weight; 14)는 아래의 계산식에 의해 스트립(10)에 설정된 장력만큼 이동하여 중심축을 중심으로 힘의 모멘트(Moment)가 같도록 평형을 유지시킨다.
L×W = L1× 2T → L = K1× T(K1= 2 × L1/ W )
여기서 W : 무게추의 자중
T : 스트립(10)의 설정장력
L : 축으로부터 무게추 까지의 거리
L1: 축으로부터 댄서롤(11) 중심까지의 거리이다.
만약 설정한 장력보다 실제장력이 낮으면 순간적으로 무게추(14)가 우측(제2도에서 화살표 P방향)으로 이동하여 댄서롤(11)이 자연 상향되게 되어 장력 저하량을 보상하게 되고, 반대로 실제 장력이 증가할 경우에는 순간적으로 무게추(14)가 좌측으로 이동하여 댄서롤(11)이 자연 하향되어 장력증가량을 보상하게 된다.
이때 댄서롤(11)의 위치가 변동하여 계속 하향 또는 상향되는 경우는 장력제어 범위를 벗어나게 되므로 원활한 제어를 위해 댄서롤(11)의 위치(각도)를 검출하고 검출에 따른 PLG의 펄스출력신호를 도금욕조(1) 전단의 장력제어용롤(6)에 궤환시켜 스트립(10)의 속도를 가감함으로써 댄서롤(11) 및 무게추(14)가 항상 중앙에 위치하여 제어영역을 확보할 수 있도록 제어하며, 동시에 속도 변화에 따른 장력변동 영향을 최소화 하기 위해 텐션메타(5)로 부터의 실제 장력을 궤환시켜 속도제어와 장력제어를 동시 병행 제어하게 된다.
이와 같이 아연도금욕조(1)에서 조질압연기(3) 전단에 이르는 전구간의 스트립장력을 균일화 하는데 있어서 장력제어 수단으로서 장력균일화장치(12)를 장력 손실이 크게 발생되는 구간에 보조설치하여 장력변동분에 대한 보상을 신속히 처리하게 하며 스트립 속도제어 및 주장력 제어수단인 장력제어용롤(6)과 연계시켜 전구간의 스트립 장력을 균일하게 보상 유지시키게 된다.
상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 수직형 연속 용융도금설비에서의 프로세스 장력제어방법은 아연도금욕조에서부터 조질압연기 전단에 이르는 전구간의 스트립장력을 설정장력으로 균일하게 제어할 수 있으므로 각 롤 및 액저항에 의한 스트립장력 변동으로 발생되는 핀치트리(Pinch Tree) 및 도금 부착량 편차발생 등의 품질불량을 현격히 감소시킬 수 있으며, 스트립 장력 다운으로 발생되는 통판성불량에 따른 판파단 발생 등의 장애요인을 제거할 수 있는 장점이 있다.
Claims (1)
- 도금욕조(1)와 쿨링타워(2), 조질압연기(3), 턴어라운드롤(4), 텐션메타(5), 장력제어용롤(6), 수냉설비(7), 에어나이프(8) 및 댄서롤(11)을 구비한 수직형 연속 용융도금설비에 있어서, 텐션메타(5)로 부터의 장력궤환값(TF)과 설정치(SV1)를 비교하여 그 차를 장력보정값으로 하고, 이 신호(장력보정값)로 싸이리스터(THY)를 작동시켜 직류전동기(13)를 구동 장력제어용롤(6)의 속도를 가·감 보상하여 백텐션을 가함으로써 장력을 궤환제어함과 더불어 각 싱크롤과 헬퍼롤의 속도를 보상하여 장력을 제어하며, 동시에 상기 댄서롤(11)과 조질압연기(3) 사이에 설치한 장력균일화장치(12)의 위치를 PLG(Pulse Generator)의 장력설정치(SV2)로 제어하여 스트립의 장력을 제어함과 더불어 상기 장력균일화장치(12)의 위치변동에 따라 발생하는 PLG의 펄스신호와 설정치를 비교하여 그 차를 위치보정값을 하고, 이 신호(위치보정값)와 상기 장력보정값의 합으로 스트립의 장력을 제어하는 것을 특징으로 하는 수직형 연속 용융도금설비에서의 프로세스 장력제어방법.
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