KR100518334B1 - 열연 강판 냉각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마무리 압연기를 통해 냉각설비로 진입된 강판을 휨없이 냉각시키는 열연 강판 냉각방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은 마무리 압연기를 통해 냉각설비로 진입된 강판을 상, 하 뱅크당 헤더로부터 주수되는 냉각수로 냉각시키는 열연 강판 냉각방법에 있어서, 상기 강판이 냉각설비로 진입하면, 강판을 권취 온도로 냉각시키는데 필요한 냉각수 주수량을 연산하는 단계와, 상기 연산된 냉각수 주수량에 따른 상기 상, 하 뱅크당 총 헤더 운용수를 연산하는 단계와, 상기 총 헤더 운용수에서 상기 하 뱅크당 헤더 운용수가 상 뱅크당 헤더 운용수보다 하나 작게 운용되어 상기 연산된 냉각수 주수량을 주수하는 단계로 이루어진다.

이러한 본 발명의 방법에 의하면, 본 발명은 강판의 선단부의 휨이 방지되고 강판의 주행성이 확보되며, 냉각설비 후단에 설치된 정정설비가 생략되어 공정 비용이 감소되고 강판의 실질 생산량이 증가하는 효과가 있다.

Description

열연 강판 냉각방법{THE METHOD FOR COOLING A HOT STRIP}

본 발명은 열연 강판의 냉각방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마무리 압연기를 통해 냉각설비로 진입된 강판을 휨없이 냉각시키는 열연 강판 냉각방법에 관한 것이다.

도1은 일반적인 열연 강판 냉각설비 구성도로서, 일반적으로 열연 강판(1)은 압연기(2)에서 압연된 뒤, 냉각설비의 런 아웃 테이블(3)을 따라 진행된다. 상기 냉각설비는 런 아웃 테이블(3)을 기준으로 상부와 하부에 각각 상, 하 뱅크부(10,30)를 구비하는데, 상기 모든 뱅크(11,12,..31,32..47)는 6개의 헤더(11-1,11-2..11-6,12-1,12-2...47-5,47-6)로 구성된다.

상기 열연 강판(1)이 런 아웃 테이블(3)로 진입하면, 상기 압연기(2) 후단에 설치된 온도검출기(5)는 강판(1)의 온도를 검출하고, 제어부(50)는 상기 온도검출기(5)의 온도가 권취기(4)의 권취 온도(CT:Coiling Temperature)와 같아지도록 상기 강판(1)으로 공급될 냉각수량을 연산한다. 또한, 상기 제어부(50)가 상기 각 뱅크(11,12..47)의 헤더(11-1,11-2,..47-5,47-6)마다 구비된 밸브(도시생략)를 오픈시킴으로서, 상기 연산된 냉각수는 다수의 헤더를 통해 강판(1)으로 배출된다. 상기와 같이, 냉각설비에서 원하는 권취 온도(CT)로 냉각된 강판(1)은 냉각설비 후단에 설치된 권취기(4)에서 권취된다.

그러나, 압연된 강판(1)의 두께가 3.0[mm]보다 얇거나 런 아웃 테이블을 이동하는 강판의 주행 속도가 빠른 경우, 상기 강판(1)은 상, 하 뱅크부(10,30)로부터 공급되는 냉각수와의 충돌압으로 인해 주행성이 불안정해지고, 상기 하 뱅크부(30)의 헤더들로부터 배출되는 냉각수가 상 뱅크부(10)의 헤더들로부터 배출되는 냉각수보다 충돌압이 커서 상기 강판(1)의 선단부가 휘는 현상이 발생되는데, 이는 도2a 내지 도2c에 도시된 종래 냉각설비에서 강판의 진행 과정도를 통해 알 수 있다.

도2c에 도시된 바와 같이, 휘어진 강판(1)의 선단부는 일반적으로 수십 미터에 달하며 정정 공정을 거쳐 절단되고 폐기된다. 즉, 냉각설비에서 강판이 휘어짐으로서, 종래에는 수십 미터 가량의 강판이 낭비되고, 정정 공정을 추가함으로서 공정 비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 냉각설비에서 강판이 휘어짐으로서 발생되는 강판의 낭비 및 공정 비용의 증가를 방지하기 위해서, 강판의 권취 온도와 주행 속도를 고려하여 냉각수를 주수하는 열연 강판 냉각방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 방법은 마무리 압연기를 통해 냉각설비로 진입된 강판을 상, 하 뱅크당 헤더로부터 주수되는 냉각수로 냉각시키는 열연 강판 냉각방법에 있어서,

상기 강판이 냉각설비로 진입하면, 강판을 권취 온도로 냉각시키는데 필요한 냉각수 주수량을 연산하는 단계;

상기 연산된 냉각수 주수량에 따른 상기 상, 하 뱅크당 총 헤더 운용수를 연산하는 단계; 및

상기 총 헤더 운용수에서 상기 하 뱅크당 헤더 운용수가 상 뱅크당 헤더 운용수보다 하나 작게 운용되어 상기 연산된 냉각수 주수량을 주수하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 열연 강판 냉각방법은 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

본 발명은 도1과 같은 일반적인 열연 강판의 냉각설비(100)를 이용해 강판을 냉각시키는 방법에 관한 것으로서, 도1을 참조하면, 압연기(2)와 권취기(4) 사이에 구비된 상기 냉각설비(100)는 상기 압연기(2)와 권취기(4)를 연결하여 강판을 이동시키는 런 아웃 테이블(3)과, 상기 압연기(2) 출구 측에 설치되어 강판의 온도를 검출하는 온도검출기(5)와, 상기 런 아웃 테이블(3)의 상, 하부에 각각 설치되어 강판에 대한 냉각수의 주수가 온/오프 되고 주수량도 개별적으로 조절되는 상, 하 뱅크부(10,30)와, 상기 강판(1)의 온도가 권취 온도(CT:Coiling Temperature)로 냉각되는데 필요한 냉각수의 주수량을 연산하고 상기 상, 하 뱅크부(10,30)의 주수 온/오프를 제어하는 제어부(50)를 포함한다. 또한, 상기 상, 하 뱅크부(10,30)는 각각 다수의 뱅크(11,12,..46,47)로 구성되고, 상기 다수의 뱅크(11,12...46,47)는 각각 다수의 헤더(11-1,11-2...47-5,47-6)로 구성된다.

이하, 본 발명의 열연 강판 냉각방법을 설명한다.

본 발명의 냉각수 주수방법은 크게 두 가지로 구분될 수 있는데, 그 첫 번째는 강판의 선단부(1a)가 휘는 것을 방지하기 위해 상기 상, 하 뱅크 당 헤더 운용수를 조절하는 제1주수방법이고, 두 번째는 런 아웃 테이블을 따라 이동하는 강판의 주행 속도가 가속될 경우 추가되는 냉각수를 제한하는 제2주수방법이다.

본 발명에서 강판의 선단부(1a)가 휘는 것을 방지하기 위해 상기 상, 하 뱅크 당 헤더 운용수를 조절하는 제1주수방법은 상기 강판의 선단부(1a)가 상기 냉각설비(100)를 초기 통과하는 동안에만 한시적으로 적용되며, 상기 강판의 선단부(1a)가 주행성을 확보한 후에는 기존의 통상적인 주수방법으로 강판을 냉각한다.

본 발명에 따른 열연 강판 냉각방법을 살펴보면, 상기 압연기(2)로부터 강판(1)이 냉각설비(100)로 진입되면, 상기 온도검출기(5)는 강판(1)의 온도를 검출하고, 상기 제어부(50)는 상기 온도검출기(5)에서 검출된 강판 온도가 권취기(4)에 적합한 권취 온도(CT)로 냉각되도록 냉각수 주수량을 연산한다. 종래와 본 발명의 조업 환경이 동일하다면, 상기 강판(1)을 권취 온도(CT)로 냉각시키는데 필요한 냉각수 주수량은 종래와 본 발명에서 동일하다.

상기 연산된 냉각수 주수량은 상, 하 뱅크 각각에 구성된 다수의 헤더들을 통해 강판으로 주수되는데, 도3a는 본 발명에 따른 상, 하 뱅크당 헤더의 운용을 나타낸 것이고, 도3b는 종래의 상, 하 뱅크당 헤더의 운용을 나타낸 것이다.

도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 강판을 권취 온도(CT)로 냉각시키는데 필요한 냉각수 주수량은 종래와 본 발명에 있어서 동일하므로, 종래와 본 발명에서 사용되는 헤더의 총 수는 동일하다. 다만, 종래에는 도3b에 도시된 바와 같이 상, 하 뱅크당 헤더의 운용수가 동일한데 반하여, 본 발명에서는 도3a에 도시된 바와 같이 강판의 선단부(1a)가 휘어지는 것을 방지하기 위해서 하 뱅크당 헤더의 운용수가 상 뱅크당 헤더의 운용수보다 1개가 적다. 본 발명에 의한 하 뱅크당 헤더의 운용수는 하기 수학식1에 의해 계산될 수 있다.

BB : 하 뱅크당 헤더 운용수

TB = 상 뱅크당 헤더 운용수

수학식1에서 보듯이, 본 발명에서 하 뱅크당 헤더의 운용수는 상 뱅크당 헤더의 운용수보다 1개 적음으로서, 본 발명은 하 뱅크로부터 주수되는 냉각수에 의해 강판의 선단부(1a)에 가해지는 충돌압이 감소하게 되고, 이로 인해 강판의 선단부(1a)가 휘어지는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 상기 상, 하 뱅크당 헤더의 운용수를 조절하는 제1주수방법은 종래와 같은 냉각수량을 주수함으로서, 상기 강판이 권취 온도(CT)로 냉각되는 온도변화가 유사하다. 이는, 종래 상, 하 뱅크당 헤더의 운용수가 동일한 냉각방법의 권취 온도를 나타낸 도4a와, 본 발명에 의한 상, 하 뱅크당 헤더의 운용수가 다른 냉각방법의 권취 온도를 나타낸 도4b를 통해 알 수 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 의한 제1주수방법은 상기 강판(1)이 권취 온도(CT)로 냉각되는 동안에 적용되며, 이후, 강판(1)의 주행속도가 가속되는 동안에는 후술하는 제2주수방법이 적용된다.

상기 냉각설비(100)로 진입된 강판(1)은 런 아웃 테이블을 따라 이동하면서 상기 서술한 주수방법에 따라 냉각되는데, 일반적으로 런 아웃 테이블을 따라 이동하는 강판(1)의 주행 속도는 가속화되게 된다. 이러한 경우, 강판(1)을 권취 온도(CT)로 냉각시키기 위해서, 상기 강판(1)의 주행 속도가 가속화되는 정도에 따라 냉각수의 주수량도 증가되어야 한다. 그러나, 종래에 추가로 주수되는 냉각수의 주수상태를 살펴보면, 주수 초기 1~2초간은 주수상태가 불안정하다. 특히, 상기 하 뱅크부(30)의 경우에는 주수 초기 1~2초간에 냉각수 주수 높이가 정상적인 경우보다 높아서 상기 강판의 선단부(1a)가 휘어질 가능성이 있다. 특히, 상판의 두께가 얇을 수록 하 뱅크부(30)의 냉각수에 의해 휘어질 확률이 높다.

따라서, 본 발명에서는 상기 상, 하 뱅크 당 헤더 운용수를 조절하는 제1주수방법에 이어, 강판의 주행 속도를 고려할 경우 추가되는 냉각수에 의해 강판의 선단부(1a)가 휘는 것을 방지하기 위해서, 추가로 주수되는 냉각수를 일시적으로 제한하는 제2주수방법을 실시한다.

보다 구체적으로, 상기 추가되는 냉각수 주수량을 일시적으로 제한하는 제2주수방법은 상기 상, 하 뱅크 당 헤더 운용수를 조절하는 제1주수방법이 끝나는 초기 주수 완료시점(P1)을 계산하고, 상기 강판의 선단부(1a)가 상기 초기주수 완료시점(P1)을 완전히 통과한 뒤에, 상기 강판(1)의 가속도에 따른 주수량 가감을 적용하는 것이다. 여기서, 상기 강판의 가속도에 따른 주수량 가감이 적용되는 시점을 주수량 가변시점(P2)이라 한다. 본 발명에 의한 상기 주수량 가변시점(P2)은 하기 수학식2에 의해 계산될 수 있다.

P2: 주수량 가변시점[pulse]

P1: 초기주수 완료시점[meter]

UP(Unit Pulse): 펄스당 단위 길이[meter/pulse]

Gain: 보정값[pulse]

여기서, 일정 단위로 생성되는 펄스(Pulse)신호가 상승일 경우 상기 헤더에 구비된 밸브가 오픈되고, 상기 펄스 신호가 하강일 경우 상기 헤더에 구비된 밸브가 클로즈되므로, 상기 주수량 가변시점(P2)의 단위는 밸브의 온/오프를 좌우하는 펄스[pulse]로 나타낸다. 또한, 상기 게인(Gain)값은 제1주수방법에서 강판의 주행 안정성 및 상기 헤더의 주수 응답성에 따라 결정되는 값으로, 상기 강판의 선단부(1a)가 상기 초기주수 완료시점(P1)을 통과한 후에 상기 주수량 가변이 이루어지도록 한다.

보다 구체적으로, 상기 강판(1)이 냉각설비(100)에 진입하면, 상기 강판(1)의 두께를 검출하여 설정된 강판 두께 이하인 경우 제2주수방법을 실시하고, 강판(1)의 두께가 설정된 두께 이상이면 제2주수방법은 생략되고 상기 강판(1)은 권취된다.

따라서, 상기 강판(1)의 두께가 설정된 강판 두께(대략 2.0mm) 이하이면, 상기 강판(1)의 주행속도에 비례하게 추가되는 냉각수 주수량을 연산하고, 상기 초기주수 완료시점(P1)을 계산하여, 상기 수학식2에 따라 주수량 가변시점(P2)을 계산함으로서, 상기 주수량 가변시점(P2)부터 상기 강판의 주행속도를 고려하여 연산된 냉각수를 강판(1)으로 주수한다.

제5도는 본 발명에 의한 열연 강판 냉각방법을 나타낸 플로우차트로서, 도5를 참조하여 본 발명의 열연 강판 냉각방법을 설명한다.

상기 냉각설비(100)로 강판(1)이 진입되면(101), 상기 제어부(50)는 상기 온도검출기(5)의 온도 검출값이 권취기(4)의 권취 온도(CT)만큼 냉각되는데 필요한 냉각수 주수량을 연산한다(102). 상기 연산된 냉각수 주수량만큼 냉각수를 주수하는데 필요한 상, 하 뱅크당 총 헤더 운용수를 연산하고(103), 본 발명의 수학식1에 따라 하 뱅크당 헤더 운용수를 상 뱅크당 헤더 운용수보다 1개 작게 헤더 운용 패턴을 산출하고(103), 상기 산출된 헤더의 패턴에 따라 냉각수를 주수한다(105). 상기 강판(1)의 온도가 권취 온도(CT)를 비교하여(106), 강판(1)이 권취 온도(CT)에 도달하면 제2주수방법이 실행된다.

상기 제2주수방법은 강판의 두께를 설정된 강판 두께와 비교하여(110), 상기 강판 두께가 설정된 강판 두께(대략 2.0mm) 이하인 경우에만 진행된다. 상기 강판 두께가 설정된 강판 두께 이하이면, 상기 강판(1)의 주행속도에 비례하게 추가되는 냉각수 주수량을 연산한다(111). 또한, 상기 제1주수방법이 완료되는 시점인 초기주수 완료시점(P1)을 계산하고(112), 상기 수학식2에 따라 상기 주수량 가변시점(P2)을 계산한다(113). 즉, 제2주수방법은 상기 주수랑 가변시점(P2)에서 상기 추가 냉각수 주수량만큼 냉각수를 주수하고(114), 냉각수의 주수가 완료되면 상기 강판(1)은 권취기(4)에 권취된다(115).

전술한 바와 같이, 본 발명은 1차적으로 상기 상, 하 뱅크당 헤더 운용수를 달리하여 상기 강판(1)을 권취 온도(CT)로 냉각시키는 제1주수방법을 실행함으로서, 상기 강판(1)이 냉각설비(100)로 진입시 강판의 선단부(1a)가 휘는 것을 방지할 수 있다. 또한, 2차적으로 상기 제1주수방법을 거친 강판(1)의 주행속도가 가속화되는 것을 고려하여 추가로 주수되는 냉각수를 연산하고, 상기 연산된 냉각수가 주수되는 주수량 가변시점(P2)을 연산하여 냉각수를 주수하는 제2주수방법을 실행함으로서, 상기 강판(1)의 주행속도에 적합한 냉각수를 공급하여 강판의 주행성을 안정화할 수 있다.

본 발명은 상, 하 뱅크당 헤더 운용수를 달리하여 상기 강판을 냉각시킴으로서, 강판의 선단부가 휘는 것을 방지할 수 있고, 강판의 주행속도가 가속화되는 것을 고려하여 냉각수를 추가 주수함으로서, 상기 강판의 주행속도에 적합한 냉각수를 공급하여 강판의 주행성을 안정화할 수 있는 효과가 있으며, 강판의 선단부가 휠 경우 추가 설치되었던 정정설비가 생략됨으로서, 공정 비용이 감소되고, 강판의 실질 생산량이 증가함으로서 실수율이 높아지는 효과가 있다.

도1은 일반적인 열연 강판 냉각설비의 구성도이다.

도2는 종래 냉각설비에서 강판의 진행 과정도이다.

도3a는 본 발명에 따른 상,하 뱅크당 헤더의 운용 구성도이고, 도3b는 종래의 상,하 뱅크당 헤더의 운용 구성도이다.

도4a는 종래 강판의 권취 온도 변화를 나타낸 그래프이고, 도4b는 본 발명에 의한 강판의 권취 온도 변화를 나타낸 그래프이다.

도5는 본 발명에 의한 열연 강판 냉각방법을 나타낸 플로우차트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 강판 1a: 강판의 선단부

3: 런 아웃 테이블 4: 권취기

10,30: 상, 하 뱅크부 11,12..46,47: 뱅크

11-1,11-2...47-5,47-6: 헤더 50: 제어부

100: 냉각설비

Claims (3)

1. 마무리 압연기를 통해 냉각설비로 진입된 강판을 상, 하 뱅크당 헤더로부터 주수되는 냉각수로 냉각시키는 열연 강판 냉각방법에 있어서,

   상기 강판이 냉각설비로 진입하면, 강판을 권취 온도로 냉각시키는데 필요한 냉각수 주수량을 연산하는 단계;

   상기 연산된 냉각수 주수량에 따른 상기 상, 하 뱅크당 총 헤더 운용수를 연산하는 단계; 및

   상기 총 헤더 운용수에서 상기 하 뱅크당 헤더 운용수가 상 뱅크당 헤더 운용수보다 하나 작게 운용되어 상기 연산된 냉각수 주수량을 주수하는 단계

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 열연 강판 냉각방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 강판의 두께가 설정된 강판 두께 이하이면, 냉각수를 추가로 공급하는 단계를 더 포함하는 열연 강판 냉각방법.
3. 제2항에 있어서, 냉각수를 추가로 공급하는 단계는

   상기 강판의 두께를 설정된 강판 두께와 비교하는 단계;

   상기 강판의 두께가 설정된 강판 두께 이하이면, 강판의 주행속도에 비례하게 추가되는 냉각수 주수량을 연산하는 단계;

   상기 강판이 권취 온도와 같아지는 시점인 초기주수 완료시점(P1)을 계산하는 단계;

   수학식 P2 = P1 / UP + Gain(P2: 주수량 가변시점[pulse], P1: 초기주수 완료시점[meter], UP(Unit Pulse): 펄스당 단위 길이[meter/pulse], Gain: 보정값[pulse]) 을 통해 상기 주수량 가변시점(P2)을 계산하는 단계; 및

   상기 주수랑 가변시점(P2)에서 상기 추가 냉각수 주수량만큼 냉각수를 주수하는 단계

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 열연 강판 냉각방법.