KR100434193B1 - 냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법 - Google Patents

냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법 Download PDF

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Abstract

냉간 탠덤압연기에서의 주행판두께 변경방법에 관한 것으로서, 후행재의 선단이 제 i 스탠드를 통과했을 때의 압연실적과, 제 i 스탠드 출측 판두께계에 의해 검출된 후행재 선단부의 판두께 실적을 이용하여, 제 (i+1) 스탠드 이후의 주행판두께 변경량 설정값을 수정함과 동시에, 후행재 선단으로부터의 제 i 스탠드 출측판두께 실적을 제 (i+1) 스탠드까지 트래킹하고, 제 (i+1) 스탠드 입측에서의 후행재 선단으로부터의 매스 플로우가 일정하도록, 제 i 스탠드의 롤속도(Vi)를 제어하며, 이에 의해 전단 스탠드의 AGC가 온이 됨으로서 후단 스탠드에서 발생하는 역오프게이지를 방지하여 코일 최선단으로부터 판두께를 목표값으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법{TRAVELING SHEET THICKNESS CHANGING METHOD FOR COLD TANDEM ROLLER}
냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경시에는 일반적으로 선행재 압연중에 선행재 및 후행재의 패스 스케줄, 스탠드간 장력설정값, 변형저항예측값, 마찰계수 예측값 등으로부터 구하는 압연하중예측값, 선진율 예측값을 사용하여, 사전에 각 스탠드의 주행 판두께 변경량(압하 변경량 및 롤속도변경량)을 계산한다.
이 때, 압연실적을 측정할 수 있는 검출기가 있는 경우에는, 이것으로부터 얻어지는 압연실적을 이용하여 주행 판두께 변경량을 수정하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 압연기 입측에 판두께계가 있는 경우에는 이 입측 판두께계에서 측정된 모판두께실적을 이용하여, 제 1 스탠드의 압하 변경량을 수정하는 방법이 알려져 있다. 또한, 전단 스탠드에, 압연하중이나 스탠드간 장력, 압연속도, 스탠드 출측 판두께를 측정할 수 있는 검출기가 존재하는 경우에는 이것에 의해 검출되는 전단 스탠드의 압연실적을 이용하여 후단 스탠드의 주행 판두께 변경량을 수정하는 방법이 알려져 있다.
이것은 압연재에 대한 여러종류의 예측오차에 의한 주행 판두께 변경량 설정오차를, 압연실적을 이용하여 수정하고자 하는 것이다.
그러나, 전자와 같이 모판두께 실적을 이용하여 주행 판두께 변경량을 수정하는 것만으로는 변형 저항 오차와 같이 압연재의 재질적인 오차에 기인하는 설정오차를 수정할 수는 없다.
또한, 후자의 전단 스탠드의 압연실적을 이용하여 후단 스탠드의 주행 판두께변경량을 수정하는 방법에서는 압연재의 재질적인 오차를 압연실적을 이용하여 몇가지 방법으로 산출하고, 이것을 후단 스탠드의 주행 판두께변경량수정에 적용하면, 후행재 최선단부의 판두께 편차를 억제할 수 있지만, 다음과 같은 문제가 발생한다.
예를 들어, 제 i 스탠드와 다음의 제 (i+1) 스탠드 사이에서 후행재 선단부의 제 i 스탠드 실적을 사용하여 제 (i+1) 스탠드의 주행 판두께변경량을 수정하는 경우, 제 (i+1) 스탠드에서의 후행재 최선단의 판두께는 도 7에 화살표 A로 나타낸 바와 같이 목표값에 접근한다. 그러나, 주행판두께 변경점 B가 제 i 스탠드 통과후, 제 i 스탠드 AGC(자동 판두께 제어)가 온이 되어, 제 i 스탠드 주행판두께 변경시의 설정 불량이 원인이 되는 판두께 편차가 화살표 C로 나타낸 바와 같이 목표값과 근접하고, 제 i 스탠드 압연실적에 의한 화살표 A로 나타낸 수정을 실시하고 있지 않으면, 화살표 D로 나타낸 바와 같이 목표값에 근접하는 제 (i+1) 스탠드 출측 판두께가, 화살표 A로 나타낸 수정에 의해 화살표 E에 나타낸 바와 같이 선단으로부터 반대로 멀어져 가게 되고, 제 (i+1)스탠드 AGC가 온이 되어 화살표 F와 같이 목표판두께로 되돌아 갈 때까지 판두께 편차가 반대로 증대하여 오프게이지를 발생시키게 된다.
본 발명은 냉간 탠덤압연기에서 압연재를 연속적으로 압연할 때, 선행재로부터 후행재로 설정을 변경하는 주행 판두께 변경방법에 관한 것으로, 특히 주행 판두께 변경점 통과직후부터 고정밀도의 판두께 정밀도를 실현하는 것이 가능한, 냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법에 관한 것이다.
도 1은 출원인이 일본 특원평8-143066에서 제안한, 압연실적을 이용하여 주행 판두께 변경량을 수정하는 방법을 도시한 블럭선도,
도 2는 본 발명에 의해 선단부 매스 플로우 일정 제어를 실시하고 있는 상태를 도시한 블럭선도,
도 3은 본 발명을 실시하기 위한 제어장치의 실시형태의 구성을 도시한 블럭선도,
도 4는 종래법에 의해 변경을 실시한 경우의 주행 판두께 변경시의 출측 판두께 편차의 변화상태를 도시한 선도,
도 5는 일본 특원평8-143066에서 제안한 주행 판두께 변경량 수정연산을 실시한 경우의 주행 판두께 변경시의 출측 판두께 편차의 변화상태의 예를 도시한 선도,
도 6은 본 발명을 실시한 경우의 주행 판두께 변경시의 출측 판두께 편차의 변화상태의 예를 도시한 선도 및
도 7은 종래의 주행 판두께 변경방법에서의 문제점을 설명하기 위한 선도이다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 주행판두께 변경점 통과직후부터 고정밀한 판두께를 얻는 것을 과제로 한다.
본 발명은 냉간 탠덤압연기에서 압연재를 연속적으로 압연할 때에 선행재로부터 후행재로 설정을 변경하는 주행 판두께 변경에 있어서, 후행재 선단이 제 i 스탠드를 통과했을 때의 압연실적(압연하중, 스탠드 입출측 장력, 압연속도 등)과, 제 i 스탠드 출측 판두께계에 의해 검출된 후행재 선단부의 판두께 실적을 사용하여, 다음의 제 (i+1) 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량 설정값(압하 변경량 및 롤속도 변경량)을 수정함과 동시에, 후행재 선단으로부터의 제 i 스탠드 출측 판두께 실적을 제 (i+1) 스탠드까지 트래킹하여, 제 (i+1) 스탠드 입측에서의 후행재 선단으로부터의 매스 플로우를 일정하게 하도록, 제 i 스탠드의 롤속도를 제어함으로써 코일 선단으로부터 판두께를 목표값으로 제어하도록 하여, 상기 과제를 해결한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.
본 출원인이 출원한 일본특원평 8-143066에 따르면, 도 1에 도시한 바와 같이 후행재(12)의 선단이 제 i 스탠드에 들어갔을 때, 상기 제 i 스탠드의 하중계(20i), 장력계(22i) 등의 검출기에 의해 압연하중실적, 스탠드 입출측 장력실적, 압연속도실적 등을 수집하고, 또한 이 실적수집점이 제 i 스탠드 출측의 판두께계(24i)에 도달한 시점에서의 판두께 실적을 수집하고, 다음 수학식 1에 의해 후행재 선단부의 하중비 (Zpk)를 학습계수로서 학습한다.
여기에서 Pact는 제 i 스탠드 압연하중실적값, Pcal은 장력, 속도, 판두께 등의 실적을 이용하여 압연하중식으로 압연하중을 구한 계산값이다.
코일선단부에서의 마찰계수변화가 압연하중에 주는 영향은 작은 것으로 하고 수학식 1에서 구한 학습계수 Zpk는 재료의 변형저항 예측오차를 나타낸 지수로서, 제 i 스탠드에서 구한 상기 학습계수 Zpk를, 제 (i+1) 스탠드 이후의 후행재의 하중예측식에 곱하여, 제 (i+1) 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량 설정값(예를 들어, 압하변경량 △Si+1, △Si+2및 롤속도변경량 △Vi+1, △Vi+2)를 수정 계산하여 제어장치로 출력한다.
도 1에서, 10은 선행재, 24i-1은 제 i 스탠드 입측의 판두께계, 22i-1은 제 i 스탠드 입측의 장력계, 20i+1, 20i+2은 각각 제 (i+1) 스탠드, 제 (i+2) 스탠드의 하중계, 22i+1은 제 (i+1) 스탠드 출측의 장력계이다.
이 주행 판두께 변경량 수정연산은 스트립의 경도도 반영한 것이 되므로 하류측의 모든 스탠드에서 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 이 방법에 의하면 도 7을 사용하여 설명한 바와 같이 실적을 사용한 주행 판두께 변경량 재계산에 의해 제 (i+1) 스탠드에서의 후행재 최선단부의 판두께는 목표값이 되지만, 제 i 스탠드 AGC가 온이 되면, 제 (i+1) 스탠드의 AGC가 온이 될 때까지 전술한 바와 같이 제 (i+1) 스탠드 출측에서 반대로 오프게이지가 발생하는 문제가 발생한다.
그래서 이 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 스탠드 출측 판두께계(24i)에서 검출한, 후행재 최선단부의 제 i 스탠드 출측판두께 실적을 주행 판두께 변경량 재계산을 위해 실적수집한 점에서 로크온하고, 상기 실적수집점 이후의 판두께 실적을 제 (i+1) 스탠드까지 트래킹한다. 그리고, 트래킹점이 제 (i+1) 스탠드에 도달했을 때, 다음 식에 나타낸 바와 같이 제 (i+1) 스탠드 입측에서의 코일 최선단부(로크온점)로부터의 매스 플로우가 일정하도록, 제 i 스탠드의 롤속도(Vi)를 제어한다.
여기에서 △Vi/Vi는 제 i 스탠드의 롤속도 변경량, hi, L은 코일선단부 제 i 스탠드 출측판두께 실적 로크온값, Hi+1은 제 i 스탠드 출측 판두께계(24i)의 출력을 제 (i+1) 스탠드까지 트래킹한, 제 (i+1) 스탠드 입측판두께 실적값이다.
도 2에서, M은 제 i 스탠드의 밀모터이다.
도 2의 제어(선단부 매스 플로우 일정제어라고 부름)는 주행 판두께 변경이 종료하고, 각 AGC가 제어를 개시할 때까지 온한다. 이 선단부 매스 플로우 일정 제어는 판두께 편차를 해소하기 위한 것이므로, 바로 아래의 1스탠드에서 실시하면충분하다.
이와 같이 하여 주행 판두께 변경시의 주행 판두께 변경량 설정불량을 주행 판두께 변경량 수정연산에 의해 압연실적을 이용하여 수정할 수 있고, 전단 스탠드에서 AGC가 온함으로써 발생하는 역오프게이지를, 본 발명의 특징인 선단부 매스 플로우 일정제어에 의해 다음 스탠드에서 회피할 수 있으므로, 코일 최선단으로부터 판두께를 목표값으로 제어할 수 있다.
본 발명을 실시하기 위한 제어장치의 실시형태를 도 3에 도시한다. 이 실시형태에서는 스탠드마다 상태계측부(30i,30i+1,30i+2…)와, 제어장치(32i, 32i+1, 32i+2…)가 설치되어 있다.
상기 상태계측부(30i)에서 얻어진 입측판두께(Hi), 출측판두께(hi), 압연하중(Pi), 후방장력(Tbi), 전방장력(Tfi), 롤속도(Vi) 등의 상태신호는 하중모델(34)에 입력되고, 압연하중식으로 압연하중(Pi,cal)이 계산된다.
또한, 상기 상태계측부(30i)에서 얻어진 주행 판두께 변경점 제 i 스탠드 통과신호에 의해 그 시점에서의 출측판두께(hi)가 선단부 판두께 기억부(36)에 기억됨과 동시에, 판두께 데이터 트래킹부(38)에서 트래킹된다.
상기 하중모델(34)에서 얻어진 하중계산값(Pi,cal), 상기 상태계측부(30i)에서 얻어진 하중 실적값(Pi, act)은 주행 판두께 변경량 수정연산부(40)에 입력되고, 여기에서 상기 수학식 1에 의해 선단부 하중비(Zpk)를 계산함과 동시에, 주행 판두께 변경 설정값 수정량(△S,△V)을 계산한다.
또한, 본 발명의 특징인 선단부 매스 플로우 일정제어를 실시하는 선단부 매스 플로우 일정제어부(42)는 주행 판두께 변경점이 제 (i+1) 스탠드를 통과한 시점에서 온이 되고, 상기 선단부 판두께 기억부(36)로부터 입력되는 선단부 제 i 스탠드 출측 판두께 실적 로크온값(hi,L), 및 상기 판두께 데이터 트래킹부(38)로부터 입력되는 제 i 스탠드 출측 판두께 실적값(hi)을 트래킹한 제 (i+1) 스탠드 입측 판두께 실적값(Hi+1)을 사용하여, 상기 수학식 2에 의해 제 i 스탠드 롤속도수정량(△Vi)을 계산하여 제 i 스탠드의 밀모터 등의 제어장치(32i)에 출력한다.
이 선단부 매스플로우 일정제어부(42)에 의한 제어는 예를 들어 상태 계측부(30i+2)로부터의 신호에 의해 제 (i+1) 스탠드의 AGC 제어가 온이 된 타이밍(가변으로 할 수 있다)에 의해 오프된다.
본 실시예에서는 5스탠드 연속압연기에서, 본 발명 방법을 제 1 스탠드에 적용하여 제 2 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량을 보정했다.
종래의 압연실적에 의한 주행 판두께 변경량 수정연산이 없는 주행 판두께 변경방법(종래법이라고 부름)으로 변경한 경우의 제 1 스탠드 및 제 3 스탠드의 출측 판두께 편차(제 2 스탠드 출측에 판두께계가 없으므로, 제 3 스탠드 출측 판두께 편차로 대용)의 변화상태를 도 4에, 압연실적을 이용하여 다음 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량을 수정하지만, 수학식 2의 롤 속도보정은 실시하지 않은 경우(비교법이라고 부름)를 도 5에, 본 발명법에 의해 주행 판두께 변경을 실시한 경우를 도 6에 비교하여 나타낸다.
도 4로부터 밝혀진 바와 같이 종래법에서는 제 1 스탠드에서 발생한 판두께 편차가 후단의 제 3 스탠드까지 남아 있다. 또한, 비교법에서는 주행 판두께 변경량 설정 불량에 의해 제 1 스탠드에서 발생한 코일 최선단부의 판두께 편차가 제 2 스탠드에서 수정되지만, 제 1 스탠드의 AGC가 온이 되고, 제 1 스탠드 출측의 판두께가 목표값에 접근함에 따라, 제 3 스탠드에서는 반대로 판두께 편차가 증대된다. 이에 대하여, 본 발명법에서는 도 6에서 밝혀진 바와 같이 제 2 스탠드에서 코일 최선단의 판두께가 목표값이 되고 또한 수학식 2에 의해 제 2 스탠드 출측 판두께를 제어하고 있으므로, 코일 최선단으로부터 판두께를 목표값으로 제어할 수 있다.
전단 스탠드의 AGC가 온이 됨으로써 후단 스탠드에서 발생하는 역오프 게이지를 방지할 수 있고, 코일 최선단으로부터 판두께를 목표값으로 제어하는 것이 가능해진다.

Claims (20)

  1. 냉간 탠덤압연기에서 압연재를 연속적으로 압연할 때, 선행재로부터 후행재로 설정을 변경하는 주행 판두께 변경방법에 있어서,
    후행재 선단이 제 i 스탠드를 통과했을 때의 압연실적과, 제 i 스탠드 출측 판두께계에 의해 검출된 후행재 선단부의 판두께 실적을 이용하여, 다음의 제 (i+1) 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량 설정값을 수정함과 동시에,
    후행재 선단으로부터의 제 i 스탠드 출측 판두께 실적을 제 (i+1) 스탠드까지 트래킹하고, 제 (i+1) 스탠드 입측에서의 후행재 선단으로부터의 매스 플로우를 일정하게 하도록, 제 i 스탠드의 롤속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 i 스탠드를 통과했을 때의 압연실적이 압연하중, 스탠드 입출측 장력, 압연속도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 탠덤압연기에서의 주행판두께 변경방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 (i+1) 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량 설정값이, 압하변경량 및 롤속도 변경량 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주행 판두께 변경량 설정값이, 선행재 및 후행재의 패스스케줄, 스탠드간 장력 설정값, 변형저항예측값, 마찰계수예측값으로부터 구해지는 압연하중예측값, 선진율 예측값을 이용하여, 선행재 압연중에 계산된 것임을 특징으로 하는 냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 (i+1) 스탠드 이후의 주행 판두께 변경량 설정값의 수정을,
    제 i 스탠드의 압연실적과 판두께 실적에 의해 후행재 선단부의 하중비(압연하중 실적값/계산값)을 학습계수로서 학습하고,
    제 i 스탠드에서 구한 상기 학습계수를 재료의 변형저항예측오차를 나타내는 지수로 하고, 제 (i+1) 스탠드 이후의 후행재의 하중예측식에 곱함으로써 실시하는 것을 특징으로 하는 냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 후행재 선단으로부터의 매스 플로우를 일정하게 하는 제어를, 주행 판두께 변경이 종료되고 제 (i+1) 스탠드에서 자동 판두께 제어가 개시될 때까지 실시하는 것을 특징으로 하는 냉간 탠덤압연기에서의 주행 판두께 변경방법.
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