KR100376475B1

KR100376475B1 - 후강판압연후냉각중발생하는두께방향수축량예측방법

Info

Publication number: KR100376475B1
Application number: KR10-1998-0060229A
Authority: KR
Inventors: 심무경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2003-07-16
Also published as: KR20000043808A

Abstract

본 발명은 가역식 압연기를 이용하는 후강판 압연에서 압연후 발생하는 냉각에 따른 두께방향 수축량을 정확히 예측하므로써 최종 제품에서의 두께적층율을 높이는 방법에 관한 것으로, 가역식 압연기를 이용하는 후강판 압연에서 두께방향 수축을 예측하기 위한 방법에 있어서, 압연후 냉각중의 두께방향 수축정도를 직선의 형태로 근사화하여 근사값을 구하는 단계와; 상기 근사값을 이용하여 냉각중 발생하는 변태에 의한 변태팽창량을 고려하는 수축보상계수를 구하는 단계와; 수축보상계수를 구하기 위해 필요로 하는 데이터들을 강종별로 연속냉각시험을 통하여 구하는 단계와; 강종별로 연속냉각시험을 통하여 얻은 데이터들을 이용해 가장 영향이 큰 요소들로 회귀분석하여 변태개시, 종료온도, 변태팽창량을 구하는 단계와; 상기의 회귀식과 변태전, 후의 수축계수를 이용하여 수축보상계수(TF) 값을 구하고 이를 이용하여 냉각후 수축된 두께를 예측하는 단계와;로 이루어진 후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법을 제공하는 것을 요지로 한다.

본 발명에 의하면, 종전의 예측방법에 비해 신뢰도가 높고, 정확한 두께 예측이 가능하게 하므로, 그 효과가 크다고 볼 수 있다.

Description

후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법

본 발명은 후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법에 관한 것으로, 특히 가역식 압연기를 이용하는 후강판 압연에서 압연후 냉각에 따른 두께방향 수축량을 정확히 예측하므로써 최종 제품에서의 두께적층율을 높이는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 방법은 냉각중 발생하는 변태에 의한 변태팽창량을 고려하여 신뢰도가 높은 두께방향 수축량 예측방법을 제공한다.

일반적인 후강판 압연에서 각 패스(pass)별 출측두께는 냉각종료후 상온에서의 두께로 환산하여 제어하므로, 압연종료후 냉각된 상태에서의 두께를 제품두께에 맞추고자 한다. 이를 위해 출측두께를 제어하는 롤갭(Roll Gap)에 수축보상 계수를 곱하여 출측두께를 도출하는데, 이는 하기 식(1)과 같이 표현된다.

Hi = RGi × TF ..............(1),

여기서, Hi : 패스별 출측두께,

RGi : 패스별 롤갭,

TF : 수축 보상계수.

상기 식(1)에서 알 수 있듯이, 실제 제어하는 롤갭에 수축보상 계수인 TF를 곱해주어 출측두께를 산출하므로, TF의 정밀도 확보가 냉각후의 정확한 두께를 보장하게 된다.

기존에 사용하고 있는 수축보상 계수(TF)는 평균 열수축 계수를 이용하고 있으며, 이는 하기 식(2)와 같이 표현된다.

TF = I - α×T ...................(2),

여기서, α : 강의 평균 열수축 계수,

T : 강판의 대표온도.

상기 식(2)에서 보면, 수축보상 계수는 강의 평균 열수축 계수와 매 패스에서의 강판의 대표온도로 구성되어 있다. 강의 평균 열수축 계수는 단순히 두 온도사이에서의 수축된 량으로 구해진 값이므로, 냉각중에 변태가 발생할 경우 변태에 의한 변태팽창량을 고려하여 주지 못하기 때문에, 수축량을 예측하는데에 오차를 포함하게 되는 문제를 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상술된 바와 같은 냉각중 발생하는 두께방향 수축량의 예측에 있어서의 문제점을 보완, 개선하기 위해서 도출된 것으로써, 그 목적은 강의 압연후 냉각중에 발생하는 변태에 의한 변태팽창량까지 고려하는 두께방향 수축량을 예측하므로써 최종 제품두께의 적층율을 높이는 후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 압연후 냉각중에 발생하는 두께방향 수축정도를 직선의 형태로 근사한 도면.

도 2는 기존의 수축량 예측방법과 본 발명에 의한 수축량 예측방법을 비교한 그래프로서, (a)는 기존의 수축량 예측방법에 의해 구한 두께와 냉각중의 두께를 측정한 값의 차이를 온도에 따라 강종별로 나타낸 그래프이고, (b)는 본 발명에 의한 수축량 예측방법으로 구한 두께와 냉각중의 두께를 측정한 값의 차이를 온도에 따라 강종별로 나타낸 그래프.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위하여, 가역식 압연기를 이용하는 후강판 압연에서 두께방향 수축을 예측하기 위한 방법은 압연후 냉각중 두께방향 수축정도를 직선의 형태로 근사화하여 근사값을 구하는 단계와; 상기 근사값을 이용하여 냉각중 발생하는 변태에 의한 변태팽창량을 고려하는 수축보상 계수를 구하는 단계와; 상기 수축보상계수를 구하기 위해 필요로 하는 데이터들을 강종별로 연속냉각시험을 통하여 구하는 단계와; 강종별로 연속냉각시험을 통하여 얻은 데이터들을 이용해 가장 영향이 큰 요소들로 회귀분석하여 변태개시, 종료온도, 변태팽창량을 구하는 단계와; 상기의 회귀식과 변태전, 후의 수축계수를 이용하여 수축보상 계수(TF) 값을 구하고 이를 이용하여 냉각후 수축된 두께를 예측하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따르면, 후강판의 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법은 냉각중 발생하는 변태에 의한 변태팽창을 고려하는 수축보상 계수를 도출하고, 강종별 연속 냉각 시험을 통한 온도 구간별 수축계수와, 변태 개시 및 종료 온도를 구하고, 구하여진 각종 데이터를 이용하여 회귀식을 구하고, 회귀식을 이용하여 수축보상 계수를 도출한다. 그리고, 이와 같은 일련의 작업을 통하여 변태를 고려하는 수축보상 계수를 도출하고, 강종별로 수축보상계수 값을 구하기 위한 항목들을 회귀식을 통하여 계산하여, 강종별로 냉각중에 발생하는 두께방향 수축량을 예측한다.

본 발명에 따르면, 후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축을 예측하기 위하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 냉각에 따른 강의 수축경향을 직선의 형태로 근사하여 냉각중 발생하는 변태에 의한 변태팽창량을 고려하는 수축보상 계수를 하기 식(3)과 같이 구한다.

TF(수축보상계수) = A₁- T ×A₂- (T - T_ref) ×A₃..............(3),

여기서, A₁, A₂, A₃, T_ref: 상수

그리고, 수축보상 계수를 구하기 위해 필요로 하는 데이터들을 강종별로 연속 냉각시험을 통하여 구하고, 그 예는 하기 [표 1]에 나타낸다.

[표 1]

여기서, a : 변태후 수축계수,

b : 변태전 수축계수,

△S : 변태 팽창량,

T_s: 변태 개시온도,

T_f: 변태 종료온도.

상기 [표 1]에 나타난 데이터들을 이용해 가장 영향이 큰 요소들로 회귀분석하여 변태개시, 종료온도, 변태팽창량을 하기식(4)와 같이 구한다.

R₀+R₁×C+R₂×Si+R₃×Mn+R₄×Ni+R₅×Nb+R₆×Ln(C.R.)........(4),

여기서, C, Si, Mn, Ni, Nb : 강의 화학성분,

C.R. : 냉각속도,

R₀∼R₆: 회귀분석으로 구한 계수.

상기의 회귀식과 변태전후의 수축계수를 이용하여 식(3)을 이용하여 수축보상 계수(TF) 값을 구하고 이를 이용하여 냉각후 수축된 두께를 예측한다. 이와 같은 일련의 작업으로 냉각후 수축된 두께를 예측한다.

본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

<실시예>

성분이 서로 다른 30개의 강종에 대해 연속냉각시험을 통하여 데이터를 수집하고, 성분 및 냉각속도를 이용하여 회귀식을 구하였다. 변태 개시, 종료온도 및 변태팽창량을 회귀분석에 의하여 하기식(5),(6),(7)과 같이 구할 수 있었다.

T_a(변태개시온도) = 858.41 - 431.01C + 40.18Si - 62.22Mn - 21.02Ni - 1942.34Nb + 15.91Ln(C.R.).............(5),

T_f(변태 종료온도) = 757.91 - 387.40C + 175.54Si - 134.93Mn - 42.40Ni - 2035.84Nb + 17.54Ln(C.R.)...............(6),

△S(변태 팽창량) = -3.32 + 1.28C + 9.71Si + 1.74Mn + 1.36Ni + 0.27Ln(C.R.)..................(7).

또한, 수축보상계수를 구하기 위해 필요한 변태전후의 수축계수는 성분원소 변화에 거의 차이없이 일정한 수준을 유지하는 경향을 보였으므로, 평균값을 취하였다. 변태전후의 수축계수는 아래와 같다.

a(변태후 수축계수) = 1.55×10^-05(1/℃)

b(변태전 수축계수) = 2.15×10^-05(1/℃)

위의 값을 상기 식(5), (6), (7)을 이용하여 강종별로 [표 1]의 값을 구하고, 식(3)을 이용하여 수축보상 계수(TF)값을 구하여 냉각중 발생하는 수축량을 예측하고, 그리고, 연속냉각시험에서 얻은 실제 수축량과의 차이를 비교하면 도 2와 같이 나타낸다.

도 2(a) 및 (b)는 냉간상태에서의 두께가 동일한 경우, 기존의 수축량 예측모델과 본 발명에 의한 예측을 적용하여 열간상태로 두께를 환산한 값을 구하고, 실험으로 구한 측정값과의 차이를 나타낸 그래프이다. 도 2(a)는 냉각중에 발생하는 변태를 고려하지 못하는 예측모델이므로, 변태온도구간에서의 차이는 변태팽창량 만큼의 오차를 내포하고 있다. 반면, 도 2(b)는 변태를 고려하는 예측모델이어서 변태온도구간에서도 변태팽창량 만큼을 반영해주어 오차범위를 줄여주고 있음을 확인할 수 있다.

두개의 그래프에서 알 수 있듯이, 상온에서 850℃의 온도까지 두께차이를 비교해 본 결과, 기존 모델의 경우 한 강종에 대한 오차범위가 최대 30㎛정도인 것에 반해, 본 발명의 적용되는 예측모델에서는 오차범위가 최대 10㎛정도로 감소하였음을 확인할 수 있어, 본 발명에 의한 수축량 예측정도가 더 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 종전의 예측방법에 비해 신뢰도가 높고, 특히 저온압연, 즉 변태구간내에서 압연을 행하는 압연법후에도 정확한 두께 예측이 가능하게 하므로, 그 효과가 크다고 볼 수 있다.

Claims

가역식 압연기를 이용하는 후강판 압연에서 두께방향 수축을 예측하기 위한 방법에 있어서,

압연후 냉각중 두께방향 수축정도를 직선의 형태로 근사화하여 근사값을 구하는 단계와;

상기 근사값을 이용하여 냉각중 발생하는 변태에 의한 변태팽창량을 고려하는 수축보상 계수를 하기식 (3)에 의하여 구하는 단계와;

TF(수축보상계수) = A₁- T × A₂- (T - T_ref) × A₃..............(3)

여기서, A₁, A₂, A₃, T_ref: 상수,

수축보상 계수를 구하기 위해 필요로 하는 데이터들을 강종별로 연속냉각시험을 통하여 구하는 단계와;

강종별로 연속냉각시험을 통하여 얻은 데이터들을 이용해 가장 영향이 큰 요소들로 회귀분석하여 변태개시, 종료온도, 변태팽창량을 하기식(4)에 의하여 구하는 단계와;

R₀+ R₁x C + R₂x Si + R₃x Mn + R₄x Ni + R₅x Nb + R₆x Ln(C.R.) . (4),

여기서, C, Si, Mn, Ni, Nb : 강의 화학성분,

C.R. : 냉각속도,

R₀~ R₆: 회귀분석으로 구한 계수,

상기의 회귀식과 변태전후의 수축계수를 이용하고 상기 식(3)을 이용하여 수축보상 계수(TF) 값을 구하고 이를 이용하여 냉각후 수축된 두께를 예측하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법.
제1항에 있어서,

변태개시온도, 변태종료온도 및 변태팽창량을 회귀분석에 의하여 하기 식(5), (6), (7)과 같이 구하는 것을 특징으로 하는 후강판 압연후 냉각중 발생하는 두께방향 수축량 예측방법.

Ta(변태개시온도) = 858.41 - 431.01C + 40.18Si - 62.22Mn - 21.02Ni - 1942.34Nb + 15.91Ln(C.R.).........(5),

Tf(변태종료온도) = 757.91 - 387.40C + 175.54Si - 134.93Mn - 42.40Ni - 2035.84Nb + 17.54Ln(C.R.)......(6),

△S(변태 팽창량) = -3.32 + 1.28C + 9.71Si + 1.74Mn + 1.36Ni + 0.27Ln(C.R.) ..............(7).