KR100491003B1 - 압연 공정용 박판두께 제어방법 - Google Patents

압연 공정용 박판두께 제어방법 Download PDF

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KR100491003B1 KR10-2000-0081058A KR20000081058A KR100491003B1 KR 100491003 B1 KR100491003 B1 KR 100491003B1 KR 20000081058 A KR20000081058 A KR 20000081058A KR 100491003 B1 KR100491003 B1 KR 100491003B1
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Abstract

본 발명은 박판의 두께를 제어하는 방법에 관한 것으로써, 값비싼 X-Ray 게이지와같은 추가 센서를 사용하지 않고서도 보다 정밀하게 박판두께를 제어할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다
본 발명은 기존에 존재하는 압연 하중 측정 센서, 전단 압연기의 압연롤 선속도와 현재 압연기의 압연롤 선속도를 사용하며, 그 측정된 압연 하중과 선속도 데이터들로부터 입력되는 박판두께 편차와 현재 압연기의 압연롤 편심을 예측하여, 그 예측된 양들만큼 압연 하중에 나타나는 영향을 고려하여 현재 압연기의 압연롤 척갭을 보상하여 압연 공정용 박판두께를 제어하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

압연 공정용 박판두께 제어방법{Method For Controlling The Thickness Of Hot Rolled Strip For Rolling Process}
본 발명은 박판의 두께를 제어하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 값비싼 X-Ray 게이지와 같은 추가 센서를 사용하지 않고서도 보다 정밀하게 박판두께를 제어할 수 있는 박판두께제어방법에 관한 것이다.
수요가의 판 두께정도에 대한 요구가 점점 엄격해지고 있는 상황에서, 압연기를 통해 제조되는 박판의 두께를 컴퓨터 프로세스를 통해 정밀 제어하고자 하는 박판 두께 정밀 제어의 필요성은 매우 높아 가고 있다.
그래서 기존 열연 및 냉연 공정에서는 고유의 박판 두께 정밀 제어 기법을 사용하고 있다.
그런데 압연기를 통해 제조되는 박판 두께는 박판과 접촉하는 압연 롤갭에 직접적인 영향을 받는다.
따라서 압연기를 통해 제조되는 박판의 두께를 정밀 제어하는 방안은 압연기의 압연 롤갭을 일정하게 유지하는 방안으로 구성되어야 한다.
그러나 압연기의 압연 롤갭은 센서를 통해 측정하는 것이 구조상 불가능하다.
그래서 일반적으로 압연기의 롤갭 일정 유지 방안은 회전체로 구성되는 압연롤을 베어링을 통해 지지하는 압연롤 척갭을 일정하게 유지하도록 구성된다.
그런데 압연기의 롤갭과 압연롤 척갭은 롤의 설계결점, 연마 결점, 조립 결점, 롤과 베어링의 비틀림과 입력되는 박판두께 편차때문에 차이를 나타낸다.
이와 같은 차이로 인해 압연기를 통해 제조되는 박판두께가 불규칙하게 나타난다. 그런데 그 차이는 압연기의 압연롤이 회전체로 구성되어 있어 주기적으로 발생하는 특징을 지니고 있다.
한편 기존 압연 공정에서는 이와 같이 제조되는 박판두께의 불규칙성을 제거하기 위해 압연기 전/후단에 박판두께를 온라인으로 측정하는 X-ray 게이지를 설치하여, 그 게이지와 압연기의 압연롤까지의 거리만큼 그 측정된 데이터를 시간 지연시켜 피드백 제어하고 있다.
그러나, 이러한 제어 방안은 그 게이지의 가격이 매우 고가라는 문제점을 지니고 있다.
또한, 압연기에 압연 하중 측정 센서를 장착하여, 압연 하중과 제조되는 박판두께는 비례관계에 있다는 가정 하에서 압연 하중을 일정하게 제어하는 방안도 사용되고 있다.
그러나, 이러한 제어 방안은 압연 하중의 불규칙에 대한 원인을 제대로 파악하지 않고 실시되므로 그 실효성이 매우 낮다는 문제점이 있다.
즉, 압연 하중의 불규칙성에 대한 원인에 따라 그 불규칙성을 상쇄시키는 제어 방안도 달라져야 되기 때문이다.
그 예로써 압연롤의 설계결점, 연마 결점, 조립 결점, 롤과 베어링의 비틀림은 압연롤의 편심으로써 제조되는 박판두께에 영향을 미치게 된다.
이와 같은 압연롤 편심이 압연하중에 주는 영향은 반비례관계에 있지만, 입력되는 박판두께 편차가 압연 하중에 주는 영향은 비례관계에 있다.
따라서 압연롤 편심에 의해 압연 하중이 증가하면, 그 영향을 제거하기 위해 압연롤 척갭을 증가시켜야 된다.
그러나, 입력되는 박판두께 편차에 의해 압연 하중이 증가하면, 그 영향을 제거하기 위해 압연롤 척갭을 감소시켜야 된다
본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구를 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 기존의 측정 센서에 의한 전단 압연기의 압연롤 선속도와 현재 압연기의 압연롤 선속도를 사용하여 그 측정된 압연 하중과 선속도 데이터들로부터 입력되는 박판두께 편차와 현재 압연기의 압연롤 편심을 예측하고, 그 예측된 양들만큼 압연 하중에 나타나는 영향을 고려하여 현재 압연기의 압연롤 척갭을 보상해 줌으로써 값비싼 X-Ray 게이지와 같은 추가 센서를 사용하지 않고서도 보다 정밀하게 박판두께를 제어할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 압연하중측정센서 및 유압실린더를 구비한 다수개의 스탠드로 이루어진 압연기를 이용하여 박판을 제조하는 방법에 있어서,
각 스탠드의 압연하중을 연속적으로 측정하는 단계:
연속적으로 측정된 압연하중 값을 퓨리에 변환하여 하기 수학식(1)과 같은 압연하중 값의 주기당 웨이트 값을 구하는 단계;
삭제
[ Γ(,): 순방향 빠른 퓨리에 변환에 의한 압연하중 값의 주기당 웨이트 값
M: 현재 압연기의 백업롤 인코더 분해능
R: 현재 압연기의 백업롤 회전 수 설정 값]
하기 수학식(2)에 의해 현재 각 스탠드의 워킹롤 주기, 백업롤 주기를 구하고 이를 이용하여 하기 수학식(3)에 의하여 전단 스탠드와 현재 스탠드의 평균주기를 구하고, 이 평균주기 이상인 경우에는 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값으로, 그 이하인 경우에는 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값으로 하는 기준을 설정하는 단계;
[L: 프로세서 내부카운터 당 순시 선속도로부터 계산된 박판진행길이V: 압연기의 회전속도
E: 현재압연기의 백업롤 회전 수 설정 값 * 인코더 분해능
f,W : 압연기의 워킹롤 주기, f,B: 압연롤의 백업롤 주기,
D,W : 압연기의 워킹롤 반경, D,B: 압연기의 백업롤 반경 ]
[W: 전단 및 현재 압연기의 워킹롤 주기의 평균값
B: 전단 및 현재압연기의 백업롤 주기의 평균값]
상기 수학식(1)에서 구한 압연하중 값의 주기당 웨이트 값으로부터 상기에서 구한 기준에 의하여 하기 수학식(4) 및 (5)에 의해 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값 및 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값를 각각 구하는 단계;
(Γ,E(.): 압연기의 백업롤/워킹롤 편심이 압연 하중에 미친 영향의 고조파 성분)
[Γ,I(.): 입력되는 박판두께 편차에 기인한 압연 하중 데이터의 고조파 성분]
상기에서 구한 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값과 압연롤 편심 및 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값를 이용하여 역방향 빠른 퓨리에 변환에 의해 현재 압연기의 압연 하중 데이터 중 현재 압연기의 백업롤/워킹롤 편심이 미친 영향치[PBR,E(i)] 및 현재 압연기의 압연 하중 데이터 중 입력되는 박판두께 편차가 미친 영향치[PBR,I(i)]를 구하는 단계;
하기 수학식(7)에 의해 롤척갭 레퍼런스(k)를 구하는 단계; 및
삭제
삭제
삭제
[Q: 밀 강성계수(Ton/mm)]
상기에서 구한 롤척갭 레퍼런스(k)값으로 롤척갭을 조정하여 박판두께를 제어하는 단계를 포함하여 구성되는 박판두께제어방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 박판의 두께 제어방법은 압연하중측정센서 및 유압실린더를 구비한 다수개의 스탠드로 이루어진 압연기에 적용된다.
도 1에는 통상적적인 압연기의 구조에 본 발명의 입력 두께 편차 예측기 및 백업/워킹롤 편심 예측기와 정밀 두께 보상기를 추가한 압연기의 구조가 나타나 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 일반적인 압연기의 구조는 입력되는 박판에 수백 톤의 압연 하중을 가하기 위해 직경이 큰 백업롤(2)에 의해 지지 되는 압연용 워킹롤(1)을 두고 있다. 이때 압연기가 받게 되는 수백 톤의 하중을 적절히 분산하기 위해 밀프레임(4)을 두고 있고, 밀프레임(4)과 압연롤은 매우 큰 스크루(5)에 의해 서로 밀착된다.
그리고 요구되는 박판의 두께를 제어하기 위해 사용하는 피드백은 백업롤척(3)에 장착된 백업롤 척갭 측정센서(8)를 사용하고, 유압실린더(11)에서 공급되는 오일을 유압라인(10)을 통해 백업롤 밸런스 실린더(7)로 공급하여 원하는 백업롤 척갭을 유지토록 일반적인 유압제어기가 구성된다.
이처럼 요구되는 박판두께를 제어하기 위해 도 2에 나타난 롤갭(15)이 아닌 백업롤 척갭을 사용하는 이유는 실제 롤갭(15)을 측정할 수 없기 때문이다.
그리고 압연 공정 중 압연기에서 받는 압연 하중을 측정하기 위해 압연 하중 측정센서(6)를 두고 있고, 제조되는 박판의 속도는 백업/워킹롤에 장착된 모터 드라이브에 의해 일정 속도로 유지되며, 이때 백업/워킹롤 모터 드라이브는 속도 제어를 위해 백업/워킹롤 인코더(9)를 두고 있다.
이때 본 발명의 입력 두께 편차 예측기와 백업롤 편심 예측기는 압연 하중 측정 센서(6), 백업롤 인코더(9) 및 이전 압연기의 백업롤 속도를 피드백으로 받아 압연 공정용 박판두께 제어 공정을 거치도록 구성된다.
이때 도 2에 나타난 바와 같이, 워킹롤(1)과 워킹롤척(12)을 연결하기 위하여 워킹롤 축(14)과 워킹롤척(12) 사이에 베어링을 사용하고 있고, 그리고 백업롤(2)과 백업롤척(3)을 연결하기 위하여 백업롤 축(13)과 백업롤척(3) 사이에 또 다른 베어링을 사용하고 있다.
한편, 도 3에는 압연 공정 중 발생하는 박판의 압하 과정이 나타나 있다.
도 3에 나타난 바와 같이, 입력박판(17)은 특정 입력박판 두께(19)로 구성되어 입력 속도(21)로 워킹롤(1) 사이를 통과하게 된다.
.이때, 워킹롤갭은 입력박판 두께(19)보다 작아서 워킹롤 사이에서 박판이 압하되어, 출력박판 두께(20) 및 출력박판 속도(22)의 특성으로 출력박판(18)이 압연기를 통해 제조된다.
도 3에서 부호 16은 워킹롤 회전방향을 나타낸다
본 발명에 따라 박판 두께 제어하기 위해서는 다음과 같은 정보가 필요하다.
1). 압연기에서 입력/출력되는 박판 두께를 온라인으로 측정하는 센서가 없으므로, 그 두께는 알 수 없다. 이와 같은 상황에서 압연기의 백업롤 척갭 측정센서 피드백과 요구된 백업롤 척갭 레퍼런스(=요구되는 출력박판 두께 레퍼런스)를 가지고 유압 제어기가 수행되면, 출력박판 두께(=오프라인에서 측정된 출력박판 두께)와 요구하는 출력박판 두께 레퍼런스 사이에 편차가 존재한다. 이와 같은 현상은 다음과 같이 설명된다.
압연 온도, 박판 강종 및 박판 폭에 따라 압연 하중과 압하량 관계에 대한 정확한 모델은 밀 강성계수, 소성변형계수 등으로 이미 알려져 있다.
또한, 일반적인 압연 공정에서 박판 강종에 따라 압연 온도는 고정되어 있고, 1회 압연 공정 중에는 박판의 폭을 변동하지 않는다. 따라서 압연 하중에 영향을 미치는 요인은 압하량뿐이다.
상기 압하량은 입력박판 두께와 출력박판 두께의 비로써 결정된다. 따라서 편차가 없는 일정한 두께의 출력박판을 제조하기 위해 입력박판 두께와 압연 하중이 일정하게 유지되어야 한다. 이때 입력박판 두께가 일정한데 출력박판 두께가 변동하는 원인은 압하량이 변해서 발생하는 현상이다. 그러면 입력박판 두께가 일정하고 유압 제어기를 통해 백업롤 척갭을 일정하게 유지함에도 불구하고, 압하량이 변동하는 원인은 백업/워킹롤 등의 편심에 의해 발생되는 현상이다. 이때 압연기에 부과는 힘의 양이 수백 톤 단위이므로 각 롤과 롤척 사이의 베어링 클리어런스는 무시할 수 있다
상기한 내용은 하기 수학식(9)로 표현된다.
(여기서, Δ(.): 변화량 함수, T0 : 출력박판 두께, D: 백업롤 척갭 측정장치에 의해 측정된 백업롤 척갭, P: 압연 하중 측정센서에 의해 측정된 압연 하중)
그리고, 압연 하중은 하기 수학식(9)과 같이 분리된다.
(여기서, Δ(PI): 입력박판 두께편차에 의해 발생되는 압연 하중 변화량,
Δ(PE): 백업/워킹롤 편심에 의해 발생되는 압연 하중 변화량)
상기 수학식(9)에서 Δ(PI)와 Δ(PE)의 부호가 반대인 이유는 다음과 같이 설명된다.
유압제어기에 의해 백업롤 척갭이 일정하게 유지될 때, 입력박판 두께가 증가하면 압연 하중과 출력박판 두께는 증가한다.
또한, 입력박판 두께가 일정하고 백업롤 척갭이 일정할 때, 압연 하중의 증가는 백업/워킹롤 편심에 원인이 있으며 이 때 출력박판 두께는 감소한다.
도 3에서 입력, 출력, 워킹롤에 의해 워킹롤 회전방향(16)으로 지나간 부피는 하기 수학식(10)을 만족한다.
(여기서. AI: 현재 압연기에 입력된 박판량, VI: 현재 압연기의 박판 입력속도,
TI: 현재 압연기의 입력박판 두께, AR : 현재 압연기의 워킹롤에 의해 지나간 박판량,
VR: 현재 압연기의 워킹롤 선속도, TR: 현재 압연기의 워킹롤에 부과되는 워킹롤 원주방향 압연 하중의 최고점에서의 박판 두께, A0: 현재 압연기에서 출력된 박판량, V0: 현재 압연기의 박판 출력속도)
그리고 압연 공정에서 각 인자들은 하기 수학식(11)와 같은 부등식을 만족한다.
따라서 압연 공정용 박판두께 제어 공정은 입력되는 박판두께 편차와 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심을 현재 압연기의 압연 하중 데이터의 진동으로부터 예측하고, 그 예측된 두 요소를 상쇄하기 위해 백업롤 척갭을 제어하도록 구성하면 된다.
먼저 현재 압연기에서 측정되는 압연 하중 데이터로부터 그 두 요소를 예측하기 위해서, 예측 기준이 존재해야 한다. 그 예측 기준은 하기 수학식(12)으로부터 알 수 있다.
(여기서, VI-1 : 전단 압연기에 입력되는 박판속도, VR-1: 전단 압연기의 워킹롤 라인속도, V0-1 : 전단 압연기에서 출력되는 박판속도, V I+1: 후단 압연기에 입력되는 박판속도, VR+1 : 후단 압연기의 워킹롤 선속도, V0+1: 후단 압연기에서 출력되는 박판속도)
이와 같은 수학식(12)은 압하되어야 할 박판이 박판 진행방향으로 움직인다면 만족되는 관계식이다. 즉 전단 압연기에서 출력되는 박판속도는 현재 압연기에 입력되는 박판속도와 같고, 압연 공정이 진행된다면 현재 압연기의 워킹롤 선속도는 현재 압연기에 입력되는 박판속도보다 크다.
이때 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심과 현재 압연기에 입력되는 박판두께 편차는 압연 하중에 영향을 주게 되고, 그 영향들은 회전하는 매체에 의해 발생되므로 주기를 갖고 있다. 즉 백업/워킹롤 편심을 백업롤 회전단위로 판단하면, 알고자 하는 백업/워킹롤 편심에 의한 압연 하중 영향은 반경이 적은 워킹롤 편심에 의한 압연 하중 영향이 반경이 큰 백업롤 편심에 의한 압연 하중 영향에 고조파 성분으로써 섞이게 된다.
따라서 수학식(12)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전단 압연기에서 출력되는 박판속도(=현재 압연기에 입력되는 박판속도)는 현재 압연기의 백업/워킹롤 선속도와 차이를 나타낸다. 그래서 그 속도차이가 주파수 영역에서 분석하면 고조파 선택을 위한 중요한 역할을 담당하게 된다.
현재 압연기의 백업롤 R 회전을 주기로 설정하여 압연 하중 측정 데이터를 순방향 빠른 퓨리에 변환하면, 하기 수학식(1)와 같은 압연하중 값의 주기당 웨이트 값를 구할 수 있다.
즉, 압연 하중 측정 데이터의 주파수 성분들(하모닉 성분)이 구해진다. 그러면 R Hz 고주파는 현재 백업롤의 편심이 압연 하중에 미치는 영향이 되고, R*(백업롤 반경) / (워킹롤 반경) Hz고조파는 현재 워킹롤의 편심이 압연 하중에 미치는 영향이 된다. 이는 박판과 워킹롤, 워킹롤과 백업롤 사이에 슬립 현상이 발생하지 않을 때 구해지는 고조파 성분이다.
(수학식 1)
[ Γ(.): 순방향 빠른 퓨리에 변환에 의한 압연하중값의 주기당 웨이트 값 M: 현재 압연기의 백업롤 인코더 분해능
삭제
R: 현재 압연기의 백업롤 회전 수 설정 값]
한편, 슬립현상에 의한 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심 예측의 오차를 줄이기 위해, 전단 압연기의 백업롤 선속도와 현재 압연기의 백업롤 선속도로부터 얻어지는 각 압연기의 백업/워킹롤의 평균주기를 주파수 영역에서 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심과 현재 압연기에 입력되는 박판두께 편차가 압연 하중에 미치는 영향을 분리하는 기준으로 사용한다.
즉, 하기 수학식(2)에 의해 현재 각 스탠드의 워킹롤 주기, 백업롤 주기를 구하고 이를 이용하여 하기 수학식(3)에 의하여 전단 스탠드와 현재 스탠드의 평균주기를 구하고, 이 평균주기 이상인 경우에는 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값으로, 그 이하인 경우에는 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값로 하는 기준을 설정한다.
(수학식 2)
(수학식 3)
다음에, 상기 수학식(1)에서 구한 압연하중 값의 주기당 웨이트 값으로부터 상기에서 구한 기준에 의하여 하기 수학식(4)에 의해 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값를 구한다.
(수학식 4)
(Γ,E(.): 압연기의 백업/워킹롤 편심이 압연 하중에 미친 영향의 고조파 성분)
다음에, 주파수 영역에서 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심이 현재 압연기의 압연 하중 데이터에 미치는 고조파를 분리하였으므로, 나머지 압연 하중 데이터의 주파수 영역의 고조파들은 현재 압연기에 입력되는 박판두께 편차에 기인한 압연 하중 데이터의 진동이 된다.
즉, 상기 수학식(1)에서 구한 압연하중 값의 주기당 웨이트 값으로부터 상기에서 구한 기준에 의하여 하기 수학식(5)에 의해 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값를 구한다.
(수학식 5)
Γ(PB)- ΓR,E (PB) = ΓR,I(PB)
[Γ,I(.): 입력되는 박판두께 편차에 기인한 압연 하중 데이터의 고조파 성분]
그러면 시간영역에서 현재 압연기의 백업롤/워킹롤 편심이 현재 압연기의 압연 하중에 미치는 영향치[PBR,E(i)]와 현재 압연기에 입력되는 박판두께 편차가 현재 압연기의 압연 하중에 미치는 영향치[PBR,I(i)]를 역방향 빠른 퓨리에 변환에 의해 구한다.
상기와 같이 함으로써 현재 압연기에서 입력되는 박판두께 편차와 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심에 의한 현재 압연기에서 출력되는 박판두께 오차를 알 수 있다. 그래서 입력되는 박판두께 편차에 해당하는 양 만큼 현재 압연기의 압하량을 키우고, 현재 압연기의 백업/워킹롤 편심에 해당하는 양 만큼 현재 압연기의 압하량을 줄이기 위해, 각 해당 요소 양 만큼의 보상기를 현재 압연기의 백업롤 척갭 제어기에 추가한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
즉, 하기 수학식(7)에 의해 롤척갭 레퍼런스(K)를 구한 다음, 롤척갭을 조정하여 박판두께를 제어한다.
(수학식 7)
[Q: 밀 강성계수(Ton/mm)]
그러면 백업롤 척갭을 일정하게 유지하는 유압 제어기에 의해 백업롤 척갭 레퍼런스가 유지되어, 현재 압연기에서 출력되는 박판두께 편차는 줄어든다.
도 4에는 본 발명의 압연 공정용 박판두께 제어공정의 순서도가 제시되어 있다.
먼저 백업롤 인코더신호를 입력으로 받아서 그 신호가 1번 발생할 때마다, 입력되는 압연 하중 데이터를 압연하중 데이터 버퍼에 저장한다. 그리고 현재 스탠드의 압연롤 선속도를 컴퓨더 내부에서 등시각 간격으로 발생하는 신호에 따라 입력받아 더하면 진행중인 박판이 지나간 입력 길이가 된다. 이때 백업롤 인코더 신호로부터 백업롤의 회전수를 확인하여, R회전이 되면 압연하중 데이터 버퍼를 이용해 수학식(1)에 나타난 순방향 퓨리에 변환을 한다. 그리고 동시에 계산된 입력 길이로부터 수학식(2)과 수학식(3)의 절차를 거쳐, 입력 두께 편차와 압연롤 편심 주파수를 분해하는 주파수를 결정한다. 그래서 압연 하중 데이터의 주기당 웨이트 값에서 입력 두께 편차 영향분과 압연롤 편심 영향분의 주기당 웨이트 값을 구한다. 구해진 두 주기당 웨이트 값을 역방향 퓨리에 변환하여 시간 영역에서 나타나는 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중 부분과 입력두께 편차가 영향을 미치는 압연하중 부분을 구해 각각의 버퍼에 저장한다. 그리고 백업롤 인코더신호 발생에 따라 저장된 두 버퍼에서 추출하여, 그 추출된 두 데이터에 밀 수학식(7)과 같이 밀 강성 계수로 나누고 각각 압연하중에 대한 입력 박판두께 편차와 압연롤 편심의 영향을 고려하여, 백업롤 척갭 레퍼런스를 생성한다. 그 생성된 백업롤 척갭 레퍼런스는 유압 제어기에 입력되어, 그 레퍼런스로 백업롤 척갭이 유지된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 값비싼 X-Ray 게이지와 같은 추가 센서를 사용하지 않고 압연기를 통해 제조되는 박판 두께를 일정하게 유지함으로써 보다 경제적으로 그리고 보다 정밀하게 박판두께를 제어할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 부합되는 압연기의 개략도
도 2는 통상적인 압연기의 전면도
도 3은 통상적인 압연기의 박판 압연 공정의 개략도
도 4는 본 발명에 따라 박판의 두께를 제어하는 공정을 나타내는 블록도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 :워킹롤 2 : 백업롤
3 : 백업롤척 4 : 밀프레임
5 : 스크루 6 : 압연 하중 측정센서
7 : 백업롤 밸런스 실린더 8 : 백업롤 척갭 측정센서
9 : 백업롤 인코더 10 : 유압라인
11 : 유압실린더 12 : 워킹롤척
13 : 백업롤 축 14 : 워킹롤 축
15 : 롤갭 16 : 워킹롤 회전방향
17 : 입력박판 18 : 출력박판
19 : 입력박판 두께 20 : 출력박판 두께
21 : 박판 입력속도 22 : 박판 출력속도

Claims (1)

  1. 압연하중측정센서 및 유압실린더를 구비한 다수개의 스탠드로 이루어진 압연기를 이용하여 박판을 제조하는 방법에 있어서,
    각 스탠드의 압연하중, 압연롤 선속도, 워킹롤 회전수, 백업롤 회전수, 및 롤척갭을 연속적으로 측정하는 단계:
    연속적으로 측정된 압연하중 값을 퓨리에 변환하여 하기 수학식(1)과 같은 압연하중 값의 주기당 웨이트 값을 구하는 단계;
    (수학식 1)
    [ Γ(.): 순방향 빠른 퓨리에 변환에 의한 압연하중 값의 주기당 웨이트 값
    M: 현재 압연기의 백업롤 인코더 분해능
    R: 현재 압연기의 백업롤 회전 수 설정 값]
    하기 수학식(2)에 의해 현재 각 스탠드의 워킹롤 주기, 백업롤 주기를 구하고 이를 이용하여 하기 수학식(3)에 의하여 전단 스탠드와 현재 스탠드의 평균주기를 구하고, 이 평균주기 이상인 경우에는 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값으로, 그 이하인 경우에는 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값으로 하는 기준을 설정하는 단계;
    (수학식 2)
    [L: 프로세서 내부카운터 당 순시 선속도로부터 계산된 박판진행길이
    V: 압연기의 회전속도
    E: 현재압연기의 백업롤 회전 수 설정 값 * 인코더 분해능
    f,W : 압연기의 워킹롤 주기, f,B: 압연롤의 백업롤 주기,
    D,W : 압연기의 워킹롤 반경, D,B: 압연기의 백업롤 반경 ]
    (수학식 3)
    [W: 전단 및 현재 압연기의 워킹롤 주기의 평균값
    B: 전단 및 현재압연기의 백업롤 주기의 평균값]
    상기 수학식(1)에서 구한 압연하중 값의 주기당 웨이트 값으로부터 상기에서 구한 기준에 의하여 하기 수학식(4) 및 (5)에 의해 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값 및 입력 박판두께 편차가 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값을 각각 구하는 단계;
    (수학식 4)
    (Γ,E(.): 압연기의 백업롤/워킹롤 편심이 압연 하중에 미친 영향의 고조파 성분)
    (수학식 5)
    Γ(PB)- ΓR,E = ΓR,I(PB)
    [Γ,I(.): 입력되는 박판두께 편차에 기인한 압연 하중 데이터의 고조파 성분]
    상기에서 구한 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값 및 압연롤 편심이 영향을 미치는 압연하중에 대한 주기당 웨이트 값를 이용하여 역방향 빠른 퓨리에 변환에 의해 현재 압연기의 압연 하중 데이터 중 현재 압연기의 백업롤/워킹롤 편심이 미친 영향치[PBR,E(i)] 및 현재 압연기의 압연 하중 데이터 중 입력되는 박판두께 편차가 미친 영향치[PBR,I(i)]를 구하는 단계;
    하기 수학식(7)에 의해 롤척갭 레퍼런스(k)를 구하는 단계; 및
    (수학식 7)
    [Q: 밀 강성계수(Ton/mm)]
    상기에서 구한 롤척갭 레퍼런스(k)값으로 롤척갭을 조정하여 박판두께를 제어하는 단계를 포함하여 구성되는 박판두께제어방법
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