KR100431607B1 - 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 향후에 작업될 강판의 두께, 폭, 목표판온, 허용공차 등의 작업정보를 수신하는 제1 단계와; 상기 수신된 목표판온을 조정하는 제2 단계와; 상기 목표판온 조정단계 후 판온제어 수식모델에 따라 노온설정값을 계산하고 노온변경시점을 계산하여 노온을 변경하고, 통판속도를 계산하고 속도변경시점을 계산하여 통판속도를 변경하는 제3 단계를 수행함으로써, 연속소둔로에서 연속되는 강판의 두께 및 소둔온도가 변경되는 경우에 강판의 온도를 제어할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 의한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법은 연속되는 강판의 주어진 목표판온을 허용공차 범위내에서 조정하는 단계를 도입함으로써 이러한 노온의 변동폭을 감소시키고 노온을 빠르게 안정시킬 수 있는 효과가 있게 된다. 따라서 노온에 의해 가열되는 강판의 온도 역시 종래에 비해 변동폭이 줄어들고 안정적으로 제어되는 효과를 얻을 수 있으며, 또한 노온의 변동량이 줄어들면 통판속도의 변경범위도 줄어들게 되어 안정적인 설비의 운영이 가능해지는 효과가 있게 된다.

Description

연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법{Method for controlling strip temperature by adjusting a strip target temperature in a continuous annealing furnace}

본 발명은 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법에 관한 것으로, 특히 연속소둔로에서 연속되는 강판의 두께 및 소둔온도가 변경되는 경우에 강판의 온도를 제어하기에 적당하도록 한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속소둔이란 냉연제품 열연 코일(Coil)을 냉간 압연하여(저탄소강) 열처리후 가공도를 높이고 판의 윤택성과 조도를 부여하여 일반 철판용도에 적합한 재질을 결정해 주기 위한 연속소둔 라인으로써 4개의 분리공정을 연속화하여 1개의 공정으로 단축시켜 연속가동하는 설비이다.

도1은 일반적인 연속소둔로의 개략구성도이다.

연속소둔로는 강판별로 주어진 열처리 곡선에 따라 연속되는 강판을 가열 냉각함으로써 원하는 기계적 특성을 갖는 제품을 생산하게 된다. 그래서 현재 작업코일 4로부터 풀려진 강판 5는 상하에 설치된 롤 8에 의해 진행되면서 예열대 1 및 가열대 2, 냉각대 3 등을 거치며 열처리되고, 여기서 9는 냉각장치를 나타낸다.

연속소둔로에서는 다음에 작업될 코일 6에서 풀린 강판이 현재 작업중인 강판 5의 끝부분과 용접장치 7을 통해 용접되어 연속적으로 강판이 공급되는데, 가열대 및 냉각대의 출구에서는 강종에 따라 관리하는 목표온도가 정해져 있다. 연속소둔로 중에서 특히 가열대의 목표온도는 강판의 기계적 특성을 결정하는 가장 중요한 요소이며, 따라서 현재 작업되는 강판과 다음에 작업될 강판의 두께나 목표판온이 변경되는 경우에 가열대 노온이나 통판속도 등을 적절한 값으로 미리 변경하여 다음 강판의 온도가 목표온도에 최적으로 도달할 수 있도록 하는 많은 방법들이 제안되어 있다.

일본특허번호 6025756은 강판의 두께나 목표판온이 변경되는 경우에 통판속도의 변경을 통해 강판온도를 제어하는 방법에 관한 것이고, 일본특허번호 3193826은 가열대의 래디언트 튜브(radiant tube)에 공급되는 연료유량을 설정하여 강판온도의 변화를 최적화시키는 방법에 관한 것이다. 또한 일본특허번호 5263147은 수식모델에 의해 노온과 통판속도의 변경값을 계산하고 이들의 변경시점을 결정하여 강판온도를 제어하는 방법을 설명하고 있다.

도2는 도1에서 가열대의 온도변화 특성을 보인 그래프이다.

연속소둔로에서 강판온도를 제어하기 위하여 통판속도를 급격히 변경하는 경우, 강판의 사행 및 버클(buckle) 현상등을 발생시킬 수 있고 설비의 안정적인 운영측면에서도 바람직하지 못하다. 또한 가열대는 열관성이 큰 설비이기 때문에 노온의 설정값을 변경하여도 지연시간이 크고 변경된 설정온도를 맞추는데 오랜 시간을 필요로 한다.

그래서 도2에서 노온의 설정값을 A에서 B로 변경하면 실제노온 C는 지연시간 D가 지난 후부터 변경되기 시작하고 오버 슈트(overshoot) E1, E2 등을 거치면서 시간 F 후에 설정값 B로 안정되게 된다. 강판의 온도는 주위의 노온에 따라 변하므로 가열대 출측에서 강판온도를 관찰하면 노온의 이러한 변화특성과 같은 형태로 변화하게 된다.

따라서 이러한 종래의 기술은 E1, E2등의 오버 슈트 크기와 노온이 안정되는데 걸리는 시간 F는 노온설정값 A와 B의 차이에 비례하여 커지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 연속소둔로에서 연속되는 강판의 두께 및 소둔온도가 변경되는 경우에 강판의 온도를 제어할 수 있는 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법은,

향후에 작업될 강판의 두께, 폭, 목표판온, 허용공차 등의 작업정보를 수신하는 제1 단계와; 상기 수신된 목표판온을 조정하는 제2 단계와; 상기 목표판온 조정단계 후 판온제어 수식모델에 따라 노온설정값을 계산하고 노온변경시점을 계산하여 노온을 변경하고, 통판속도를 계산하고 속도변경시점을 계산하여 통판속도를 변경하는 제3 단계를 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

도1은 일반적인 연속소둔로의 개략구성도이고,

도2는 도1에서 가열대의 온도변화 특성을 보인 그래프이며,

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법을 보인 흐름도이고,

도4는 도3에 의한 실시예를 보인 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 예열대 2 : 가열대 3 : 냉각대

4, 6 : 작업코일 5 : 강판 7 : 용접장치

8 : 롤 9 : 냉각장치

이하, 상기와 같은 본 발명 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 향후에 작업될 강판의 두께, 폭, 목표판온, 허용공차 등의 작업정보를 수신하는 제1 단계(ST11)와; 상기 수신된 목표판온을 조정하는제2 단계(ST12)와; 상기 목표판온 조정단계 후 판온제어 수식모델에 따라 노온설정값을 계산하고 노온변경시점을 계산하여 노온을 변경하고, 통판속도를 계산하고 속도변경시점을 계산하여 통판속도를 변경하는 제3 단계(ST13 ~ ST19)를 수행한다.

상기 제2 단계는, 강판에 따라 주어진 목표판온을 허용공차 범위내에서 조정한다.

상기 제2 단계에서, 조정된 목표판온은, 노온 및 통판속도를 결정하는 수식모델 등에 이용되어 설정되는 노온과 현재의 노온과의 변화량이 최소가 되도록 조정한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 도2에 대해 설명한 바와 같이, E1, E2등의 오버 슈트(overshoot) 크기와 노온이 안정되는데 걸리는 시간 F는 노온설정값 A와 B의 차이에 비례하여 커지는데, 연속되는 강판의 두께 및 목표판온이 변하는 경우에 노온설정값의 변경량을 최소화함으로써 판온을 제어할 수 있는 방법을 제시한다.

그래서 강판은 그 종류에 따라 출측의 목표판온 및 허용공차가 결정되어 있는데, 허용공차란 강판의 재질시험 등을 통해서 목표판온이 이 범위내에 있는 경우에는 제품의 기계적 특성이 동일하다고 여겨지는 값이다. 따라서 향후에 작업되는 강판의 주어진 목표판온을 허용공차 내에서 조정하는 과정을 도입한다.

본 발명에 의한 판온제어 흐름도를 도3에 나타내었다. 강판정보의 수신단계에서는 향후에 작업될 강판의 두께, 폭, 목표판온, 허용공차 등의 작업정보를 수신하는데, 종래의 방법들은 수신된 정보를 바탕으로 하여 향후에 작업되는 강판의 가열대 출측 목표판온을 최적으로 확보할 수 있는 노온 및 통판속도를 다양한 모델들을 통하여 계산하고 변경하고 있다. 본 발명에서는 수신된 목표판온 자체를 조정하는 단계를 도입하고, 이 단계에서 목표판온을 허용공차 내에서 조정함으로써 이후에 작업될 강판의 목표판온이 현재의 목표판온과 비교하여 차이가 최소가 되도록 하였다. 따라서 종래의 목표판온을 기존으로 설정되는 노온에 비하여 노온설정의 변경 폭이 줄어들게 된다.

그래서 가열대의 목표판온이 변경될 때 선행 및 후행 강판의 목표판온을 조정하는 실례를 도4의 (a)에 나타내었다. 여기서 A는 현재 작업중인 강판, B는 향후 작업되는 강판이며, 주어진 목표판온은 각각 TA(760℃), TB(820℃)인 경우이다. 강판 A의 목표판온 대비 허용공차 범위는 L1과 U1 사이이며 강판 B는 L2와 U2 사이일 때, 후행 강판 B의 목표판온을 허용공차 범위내에서 TR(810℃)로 낮추면 목표판온 변경량이 10℃만큼 줄어들게 되어 노온 설정값의 변경량이 작아지게 된다.

도4의 (b)는 목표판온 조정이 향후 강판 B 및 그 다음 강판 C까지를 고려하는 경우의 실예이다. 현재의 강판 A와 향후 강판 B의 목표판온 TA, TB는 각각 760℃로 동일하고 그 다음 강판 C의 경우는 목표판온(TC)이 820℃인 경우에, 후행 강판 B의 조정된 목표판온 TR1은 강판 C를 고려하여 770℃로 높이고, 그 다음 강판 C의 목표판온은 810℃(TR2)로 낮춘다. 따라서 강판 B와 C의 목표판온 차이는 원래의 60℃에서 40℃로 줄어들게 되고 TR1 및 TR2의 조정은 강판이 A에서 B, B에서 C로변경되는 중에 판온이 허용공차 범위내를 유지하는 조건을 만족하는 경우로 제한하도록 한다.

이처럼 본 발명은 연속소둔로에서 연속되는 강판의 두께 및 소둔온도가 변경되는 경우에 강판의 온도를 제어하게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법은, 종래의 기술이 도2의 노온변화 특성곡선에서 오버 슈트되는 E1, E2의 크기 및 노온이 안정되는 시간 F는 설정값 A와 B의 차이가 클수록 증가하는데 반해, 연속되는 강판의 주어진 목표판온을 허용공차 범위내에서 조정하는 간단한 단계를 도입함으로써 이러한 노온의 변동폭을 감소시키고 노온을 빠르게 안정시킬 수 있는 효과가 있게 된다. 따라서 노온에 의해 가열되는 강판의 온도 역시 종래에 비해 변동폭이 줄어들고 안정적으로 제어되는 효과를 얻을 수 있으며, 또한 노온의 변동량이 줄어들면 통판속도의 변경범위도 줄어들게 되어 안정적인 설비의 운영이 가능해지는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 향후에 작업될 강판의 두께, 폭, 목표판온, 허용공차 등의 작업정보를 수신하는 제1 단계와; 상기 수신된 목표판온을 조정하는 제2 단계와; 상기 목표판온 조정단계 후 판온제어 수식모델에 따라 노온설정값을 계산하고 노온변경시점을 계산하여 노온을 변경하고, 통판속도를 계산하고 속도변경시점을 계산하여 통판속도를 변경하는 제3 단계포함하는 단계들을 수행하고,

   상기 제2 단계는 강판에 따라 주어진 목표판온을 허용공차 범위내에서 조정하는 것으로 이루어지며,

   상기 제2 단계에서 조정된 목표판온은 노온 및 통판속도를 결정하는 수식모델 등에 이용되어 설정되는 노온과 현재의 노온과의 변화량이 최소가 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 연속소둔로의 목표판온 조정에 의한 판온제어 방법.
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