KR100417511B1

KR100417511B1 - 슬래브 폭 제어방법

Info

Publication number: KR100417511B1
Application number: KR10-1999-0064154A
Authority: KR
Inventors: 김신일; 최정욱; 백계주
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2004-02-05
Also published as: KR20010061656A

Abstract

본 발명은 압연공정에서 슬래브의 폭 제어방법에 있어서, 온도편차 및 압연에 영향을 주는 인자를 고려한 슬래브 폭 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 다수 개의 압연기(2)에 의해 압연되는 슬래브의 폭을 제어하는 방법에 있어서, 상위 컴퓨터로부터 상기 슬래브(1)의 목표하는 폭이 PLC(30)로 입력되는 단계와, 상기 압연기(2)의 후방에 설치된 폭측정계(3)로부터 실측된 슬래브(1)의 폭이 PLC(30)로 입력되는 단계와, 상기 압연기들(2) 사이에 위치한 루퍼(4)를 통해 슬래브(1)에 가해지는 장력이 측정되어 PLC(30)로 입력되는 단계와, 상기 PLC(30)에서는 목표하는 슬래브(1)의 폭과, 측정된 슬래브(1)의 폭 및, 장력을 제어로직에 의해 압연기(2)의 롤을 회전시키는 모터(5)의 회전을 제어하는 단계를 포함하는 슬래브 폭 제어방법이 제공된다.

Description

슬래브 폭 제어방법{Width control method of slab}

본 발명은 압연공정에서 슬래브의 폭을 제어하는 방법에 관한 것이며, 특히, 압연공정에서 온도편차 및 다른 압연인자를 고려하여 슬래브의 폭을 제어할 수 있는 방법에 관한 것이다.

용강은 연주공정 및 압연공정을 거치면서 슬래브로 제작되고, 계속적으로 압연되면서 열연강판으로 제조된다. 미니밀에서 마무리 압연기의 압연 전에 슬래브의 폭은 일정 한정치 내에 유지하여야 하며, 그러기 위해 압연기에 의해 압연되면서 슬래브의 폭은 목표하는 폭으로 제어한다.

그러나, 슬래브의 폭은 연주공정에서 여러 요인에 의해 폭편차가 발생하고, 연주공정에서 폭 편차를 가진 슬래브는 또 다시 압연공정에서 온도편차 및 다른 압연인자의 영향으로 더 큰 편차로 발생하게 된다.

이렇게 압연공정을 거친 슬래브의 폭편차는 마무리 압연기에서 제어할 수 있는 폭 편차량의 범위를 벗어나기 때문에 마무리 압연기를 통한 압연 전에 슬래브의 폭 편차의 제어는 필수적이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 압연기의 폭 제어를 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 압연공정의 시스템 작동의 흐름은 먼저, PCS(Process Control System)내의 셋업(Set up)장치(8)에서 해당 슬래브(1)의 목표하는 폭으로 압연할 수 있도록 목표 장력을 설정하고, 설정된 목표 장력을 PLC(Programmable Logic Controller)의 MFC(Mass Flow Control)(7)에 전송하면, 이 목표 장력과 루퍼(4)에서 피드백(feedback)되어 측정된 장력을 비교하여 편차가 발생하면, 속도제어계(ASR; Automatic Speed Regulator)(6)가 모터(5)의 회전속도를 제어한다. 따라서, 모터(5)에 의해 회전하는 압연기(2)의 롤 회전속도 또한 제어되므로써, 압연기(2)들 간의 장력을 일정하게 유지한다.

이런 시스템을 이용한 종래의 슬래브 폭 제어방법은 폭측정계(3)에서슬래브(1)의 실측폭을 계측한다. 그리고, PCS(20)내의 폭 제어시스템 로직에서 계산된 목표폭과 실측폭과의 편차가 발생시에, MFC(7)을 슬래브 폭 제어방법의 엑추에이터(actuator)로 이용하여, 엑추에이터에 폭 제어를 위한 목표장력을 변경하여 전송한다.

이에 따라, MFC(7)는 장력을 목표장력 기준으로 일정하게 유지하고, 이런 목표장력은 슬래브(1)에 부과된다. 따라서, 슬래브(1)는 목표장력에 의해 연신되며 슬래브(1)의 폭이 변경된다. 이런 과정으로 실측폭과 목표폭의 편차가 줄어들 때까지 폭제어를 수행한다.

그러나, 종래의 슬래브 폭 제어시스템은 동일한 슬래브에 대해서 다수의 압연기에 부과되는 장력이 모두 일정하다. 이는 일정한 슬래브에 일정한 장력을 부과하면 해당 슬래브의 폭은 모두 일정하게 된다는 원리를 이용한 것인데, 미니밀의 압연공정에서는 온도편차가 심하고, 각종 인자가 폭변동에 영향을 많이 주고, 폭을 가변적으로 조정하기 위해서는 적합하지 않은 시스템이다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 목표폭과 실측폭의 편차에 따른 압연기들 간의 슬래브의 장력을 조정하여 폭 편차를 제어하는 슬래브 폭 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 압연기의 폭 제어를 나타낸 개념도이고,

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래브 폭 제어방법의 개념도이며,

도 3은 도 2에 도시된 슬래브 폭 제어방법에 따른 흐름도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 슬래브 2 : 압연기

3 : 폭측정계 4 : 루퍼

5 : 모터 6 : 속도제어계

7 : MFC(Mass Flow Control) 19 : 폭제어기

20 : PCS(Process Control System) 25 : 필터

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 다수 개의 압연기에 의해 압연되는 슬래브의 폭을 제어하는 방법에 있어서, 상위 컴퓨터로부터 상기 슬래브의 목표하는 폭이 PLC로 입력되는 단계와, 상기 압연기의 후방에 설치된 폭측정계로부터 실측된 슬래브의 폭이 PLC로 입력되는 단계와, 상기 압연기들 사이에 위치한 루퍼를 통해 슬래브에 가해지는 장력이 측정되어 PLC로 입력되는 단계와, 상기 PLC에서는 목표하는 슬래브의 폭과, 측정된 슬래브의 폭 및, 장력을 제어로직에 의해 압연기의 롤을 회전시키는 모터의 회전을 제어하는 단계를 포함하는 슬래브 폭 제어방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 폭측정계로부터 측정된 슬래브의 폭은 필터를 통해 노이즈가 제거되어 입력된다.

아래에서, 본 발명에 따른 슬래브 폭 제어방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래브 폭 제어방법의 개념도이며, 도 3은 도 2에 도시된 슬래브 폭 제어방법에 따른 흐름도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬래브 폭 제어방법은 비례 적분(PI)제어로 압연기(2)들 간의 장력을 일정하게 목표장력으로 유지시킨다는 것이다. 이런 목표장력은 해당 슬래브(1)의 압연 전에 PCS(20)에서 PLC(30)로 전송되고, PLC(30)내에서의 장력일정제어 로직에서 25m/sec의 제어주기로 장력을 일정하게 유지한다. PLC(30)에서 계산된 최종값은 압연기(2)의 롤의 회전속도를 결정한다. 따라서, 목표 장력에 따른 목표 롤 회전속도에 따라 ASR(Automatic Speed Regulator)(6)이 압연기(2)의 롤의 회전속도를 제어하여 장력을 변화시키고, 변화된 장력은 압연기(2)들 사이에 설치된 루퍼(4)에 의해 수직하중이 계측된다.

또한, PLC(30)내에서는 루퍼(4)에 있는 로드셀에서 측정된 힘을 장력량으로 환산하여 목표장력과 비교한다. 이렇게 목표장력이 도달할 때까지 제어 루퍼(4)가 작동된다.

한편, 상위컴퓨터의 폭제어기(19)에는 폭 제어 시스템의 제어 로직을 이용하며, 폭 제어 시스템의 제어 로직의 PLC(30)의 MFC(7)는 이 제어시스템의 엑추에이터로 이용된다. 도 3에서 처럼 폭 제어 시스템의 제어 로직에서는 폭측정계(3)에서 계측한 폭 데이터를 피드백 받고, 사상압연의 폭 한계치까지 고려한 목표폭과의 편차를 비례적분(PI)제어를 통해 제어량을 계산하고, 장력연산기능에서 이 편차를 정확하게 제어하기 위해서 폭과 장력과의 수학식 1을 이용하여 제어 장력량을 계산하여 PLC(30)에 새로운 목표장력을 전송하면, PLC(30)의 MFC(7)은 그에 따라 압연기(2)들 사이의 장력을 변동하면 슬래브(1)는 연신에 의해 변형하여 목표폭으로 제어된다.

t=R1과 R2의 거리×(1-R1압하율)/Vc

dVw=dW/(W×t)

deL=2.28×dVw

여기에서, R1은 전방 압연기이고, R2는 후방 압연기이고, t는 연산시간이고, dW는 폭편차이고, W는 폭이고, Vc는 주속이고, dVw는 폭변형속도제어량이고, deL은 연신변형속도제어량이다.

한편, 장력제어량(dTT)은 수학식 2로 계산된다.

dTT = - deL/S

여기에서, T는 온도이다.

또한, PCS(20)내의 제어 로직에서 폭측정계(3)에서 계측된 데이터는 현장에 따른 노이즈를 많이 가지고 있어서, 필터를 통한 필터링된 실측 폭 데이터의 신뢰성을 높이고, 상기 수학식 1을 이용한 장력변환기는 압연현상의 비선형성을 고려하여 정도 높은 폭제어가 가능하게 하기 위해서 폭제어량의 장력변환 수식을 이용한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 슬래브 폭 제어방법은 실측되는 슬래브의 폭과 목표하는 슬래브의 폭을 비례적분 제어하여 온도편차 및 다른 압연인자의 영향에 따라 변화된 슬래브의 폭 편차를 일정 한계치의 범위 내에 유지하도록 할 수 있어 제품의 품질을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 슬래브 폭 제어방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

다수개의 압연기에 의해 압연되는 슬래브의 폭을 제어하는 방법으로서,

상기 슬래브의 목표폭이 상위 컴퓨터에서 PLC(Programmable Logic Controller)로 입력되는 단계;

상기 다수개의 압연기 후방에 설치된 폭측정계로부터 실측된 슬래브의 실측폭이 PLC로 입력되는 단계;

상기 압연기들 사이에 위치한 루퍼를 통해 상기 슬래브에 가해지는 장력을 측정하여 PLC로 입력되는 단계;

PLC에 입력된 슬래브의 목표폭과 실측폭의 차이를 장력으로 환산하는 단계;

상기 단계에서 환산된 장력과 측정된 장력을 비교합산하여 목표장력을 설정하는 단계; 및

상기 목표장력을 압연롤의 회전속도로 변환하고 이를 통해 압연롤의 속도를 제어하는 단계를 포함하는 슬래브폭 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 슬래브의 실측폭을 PLC로 입력되는 단계에서 슬래브의 실측폭은 필터를 통해 노이즈가 제거된 상태로 입력되는 것을 특징으로 하는 슬래브 폭 제어방법.