KR100649936B1 - 금속 스트립용 압연공정 및 그 압연장치 - Google Patents

금속 스트립용 압연공정 및 그 압연장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폭(b)을 가진 금속 스트립(1)용 압연공정에 관한 것으로, 금속 스트립(1)은 적어도 하나의 압연 스탠드(2)내에서 압연되고, 일정량의 윤활제가 금속 스트립(1)의 폭(b)에 걸쳐 분배되어 공급되며, 금속 스트립의 폭(b)에 걸친 윤활경로가 압연 스탠드(2)에서 검출되어 윤활제(5)의 양 및/또는 분배 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터(v)를 조절하는 데 사용된다.
Figure 112001027535300-pct00001
압연공정, 금속 스트립, 롤 스탠드, 윤활제, 온도경로, 윤활경로, 압연장치, 윤활장치, 윤활경로 검출장치

Description

금속 스트립용 압연공정 및 그 압연장치{ROLLING PROCESS FOR A METAL STRIP AND CORRESPONDING ROLLING DEVICE}
본 발명은 일정 금속 스트립 폭을 가진 금속 스트립용 압연공정으로서, 금속 스트립이 적어도 하나의 롤 스탠드 내에서 압연되며, 금속 스트립 폭에 걸쳐 금속 스트립 상에 일정량의 윤활제가 분배되어 공급되는 압연공정 및 그에 상응하는 압연장치에 관한 것이다.
이러한 압연공정 및 압연장치는 예컨대 DE 2 927 769 A1에 개시되어 있다.
압연공정은 그동안 많이 발전되어 왔다. 편평한 압연 스트립을 생산하기 위해서, 예컨대 지지롤러가 설치되고, 가공롤은 반대로 휘어 있으며, 중간 롤은 변위되며, 구획별로 냉각되는 방법들이 이용된다. 상기의 모든 조치에도 불구하고 생산된 스트립은 완전히 편평하지 않다. 그 외에도 압연하는 동안에 종종 스트립 활주시 안전성 문제가 발생하며, 롤 간격에 있어서 안전성 문제가 발생하고 및/또는 미끄럼 현상이 발생한다. 심지어 극단적인 경우에는 스트립 파열이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 압연공정 및 그에 상응하는 압연장치를 사용하여 더 확실하게 보다 더 편평한 스트립을 생산 가능하도록 하는 것에 있다.
상기의 목적은 압연공정의 경우, 금속 스트립 폭에 걸쳐서 롤 스탠드의 후방에서 윤활경로(금속 스트립 폭을 따라 나타나는 윤활추이)가 검출되며, 그리고 이 윤활경로가 윤활제의 양 및/또는 분배의 조절을 위해 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터의 조절을 위해 사용됨으로써 해결된다.
이와 상응하여 압연장치의 경우, 롤 스탠드 후방에 위치한 금속 스트립 폭에 걸쳐서 윤활경로를 검출하기 위한 하나의 윤활경로 검출장치가 배치되어 있다. 윤활경로의 검출은 직접적으로 또는 간접적으로 이루어질 수 있다.
예를 들어 롤 스탠드 후방에 위치하는 금속 스트립은 금속 스트립 폭에 걸쳐서 온도경로(금속 스트립 폭을 따라 나타나는 온도추이)를 나타낸다. 상기 온도경로는 예컨대 적외선 카메라 또는 CCD 카메라 수단을 이용하여 검출될 수 있으며, 그런 다음 온도경로로부터 (간접적으로) 윤활경로가 검출된다.
윤활경로는 예컨대 롤 스탠드 후방에 위치하는 금속 스트립의 표면 특성에 근거하여 직접적으로 검출될 수 있다. 금속 스트립의 표면 특성은, 예를 들어 스트립의 한 측면 또는 양 측면 상에서 광학적으로 검출될 수 있다.
롤 스탠드에 대한 작동자는 윤활경로에 관한 정보를 얻을 수 있으며, 해당 작동자는 윤활제의 양 및/또는 분배의 조절 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터의 조절을 실행할 수 있다.
그러나 윤활경로에 대한 정보가 제어장치에서 얻어지고, 상기 제어장치가 윤활제의 양 및/또는 분배의 조절 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터의 조절을 실행한다면, 상기의 압연공정은 더 안정되게 이루어질 것이다.
검출된 윤활경로를 기초로 하여 윤활이 단지 국부적으로 부족한 것이 확인되 면, 바람직하게는 윤활 비율 상에서 단지 국부적으로만 영향을 받게된다. 이는 대개 윤활제의 부족 및/또는 분배가 변경됨으로써 발생한다. 그에 반해 시스템상으로 윤활 부족이 표시된다면, 예를 들어 금속 스트립 폭에 걸쳐 가로 방향으로 양쪽 스트립 단부에서의 윤활제 부족현상은 예컨대 가공 롤의 압연 반전 굽힘에 영향을 미칠 수 있다. 그리고 더욱이 확실하게 또 다른 압연 파라미터가 영향을 줄 수 있다.
윤활제의 양 및 분배의 변화는, 예를 들어, 윤활장치는 하나의 기본 윤활장치 및 하나의 추가 윤활장치로 이루어지며, 기본 윤활장치로부터 공급되어지는 윤활제의 양 및 분배는 일정하고, 추가 윤활장치로부터 공급되어지는 윤활제의 양과 분배는 조절가능한 방식으로 이루어질 수 있다.
그리고 단지 기본 윤활장치만을 제공하여, 기본 윤활장치로부터 공급되어지는 윤활제의 양과 분배를 조절할 수도 있다.
윤활제의 양 및/또는 분배의 조절 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터의 조절 사항은 제어장치의 상부에 배치되어 있는 압연 프로그래밍 컴퓨터로 전송되며, 그리고 압연 프로그래밍 컴퓨터 내에 하나의 적응형 압연 모델이 구현되면, 압연 프로그래밍 컴퓨터는 지정된 금속 스트립 내지 작업계획을 위해 어느 정도의 윤활제의 양과 분배가 필요한지를 점차로 습득한다.
상기의 금속 스트립은 다양한 금속, 예를 들어 강철, 동, 알루미늄 또는 황동으로 이루어 질 수 있다.
추가의 장점 및 본 발명의 상세는 다음의 실시예의 설명으로부터 기술된다.
도 1은 압연장치의 평면도;
도 2는 온도경로를 도시한 도면; 및
도 3은 압연장치의 측면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1: 금속 스트립 2: 롤 스탠드
3: 가공 롤 4, 4', 4": 윤활장치
5: 윤활제 6: 온도경로 검출장치
7: 제어장치 8: 압연 프로그래밍 컴퓨터
9: 출력장치/모니터 10: 작동자
A, B, C: 온도경로 b: 금속 스트립 폭
v: 압연속도
도 1에 따라서 금속 스트립(1)이 롤 스탠드(2)내에서 압연속도(v)로 가공 롤(3)을 이용하여 압연된다. 도 1에 따라서 롤 스탠드(2)는 2개 롤-롤 스탠드로 형성되어 있는데, 단지 가공 롤(3)만을 나타내고 있다. 마찬가지로 롤 스탠드(2)는 하나 또는 다수개의 롤링 플레인 내에 있어서 또한 지지롤러를, 경우에 따라서는 또한 중간 롤, 슬라이딩 시스템을 포함 할 수 있거나, 또는 예컨대 이른바 20개 롤-롤 스탠드로 형성될 수도 있다. 금속 스트립(1)은 금속 스트립 폭(b)을 가진다. 실시예에 따라서 금속 스트립(1)은 강철로 이루어진다. 그것은 또한 다른 금 속, 예컨대 동, 알루미늄 또는 황동으로 이루어질 수도 있다.
롤 스탠드(2)에는 하나의 윤활장치(4)가 설치되어 있다. 도 1에 따라서 상기 윤활장치는 롤 스탠드(2) 전방에 배치된다. 윤활장치(4)를 사용하여 일정량의 윤활제(예컨대 오일-물 혼합액)가 금속 스트립 폭에 걸쳐서 분배되는 방식으로 상부 및 하부로부터 금속 스트립(1)상에 공급된다. 윤활장치(4)는 기본 윤활장치(4') 및 추가 윤활장치(4")로 이루어진다. 기본 윤활장치(4')로부터 공급되어지는 윤활제(5)의 양 및 분배는 적어도 작업하는 동안에는 일정하다. 이에 반하여 추가 윤활장치로부터 공급되어지는 윤활제(5)의 양 및/또는 분배는 조절가능하다.
각각의 스트립 측면에 대해서 단지 하나의 윤활 바아(4')만을 제공할 수 있으며, 상기 윤활 바아의 경우, 공급되어지는 윤활제(5)의 양 및/또는 분배의 조절이 가능하다.
롤 스탠드(2) 후방에 위치하는 금속 스트립(1)은 금속 스트립 폭(b)에 걸쳐서 온도경로를 나타낸다. 온도경로 검출장치(6)는 롤 스탠드(2) 후방에 배치된다. 상기 온도경로 검출장치(6)는 예를 들어 적외선 카메라로써 형성되어 있다. 온도경로 검출장치(6)를 사용하여 롤 스탠드(2) 후방에 위치하는 금속 스트립(1)의 온도경로는 금속 스트립 폭(b)에 걸쳐서 주기적으로 검출된다. 그런 다음 온도경로로부터 윤활경로가 검출되며, 롤 간격에서의 가능한 안전성 문제가 추론된다. 온도경로 검출장치(6)는 또한 윤활경로 검출장치(6)로서 역할을 한다.
온도경로 검출장치(6)는 상이한 유형으로 형성될 수 있다. 적외선 카메라 대신에 예를 들어 하나의 CCD 카메라 또는 센서 어레이를 사용해도 무방하다. 그러나 각각의 경우에 있어서 온도경로 검출장치(6)는 가급적 롤 스탠드(2) 가까이에 배치되어 있어야 한다. 간격은 최대 5m에서 10m이다.
도 1에 따라서 윤활경로 검출장치(6)는 제어장치(7)와 연결되어 있다. 상기 제어장치(7)는 다시 윤활장치(4) 및/또는 롤 스탠드(2)와 제어의 기술 방식으로 연결되어 있다. 그러므로 검출된 온도경로 및 윤활경로에 근거하여 제어장치(7)는 윤활제(5)의 양 및/또는 분배의 조절 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터, 예를 들어 압연속도(v)의 조절을 실행할 수 있다.
상기 윤활경로 검출장치(6)는 또한 제어장치(7)를 통해서 상부의 하나의 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)와 연결된다. 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)는 제어장치(7) 상부에 배치된다. 압연 프로그래밍 컴퓨터(8) 내부에는 하나의 적응형 압연 모델이 구현되어 있다. 그러므로 윤활제(5)의 양 및/또는 분배의 조절 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터, 예를 들어 압연속도(v)의 조절은 또한 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)로 전송된다. 상기 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)는 그로 인해 자신의 내부에 구현된 압연 모델을 적응시킬 수 있으며, 그럼으로써 금속 스트립(1)이 새로이 압연되어질 경우, 사전 조절이 보다 개선되어 실행될 수 있다.
도 1에 따라서 윤활경로 검출장치(6)는 또한 출력장치(9)와 연결되어 있다. 출력장치(9)는 예를 들어 모니터이다. 상기 모니터를 통해서 윤활경로에 대한 정보는 롤 스탠드(2) 작동자(10)에게 출력된다.
도 2에서는 금속 스트립 폭(b)에 걸쳐서 횡 방향으로 최소 온도로 규격화된 세 가지의 상이한 온도경로 (A, B, C)가 도시되어 있다. 또한 사전에 지정된 퍼센티지 정도의 최소 온도를 초과하는 온도에 해당되는 하나의 선이 파선으로 표시되어 있다. 퍼센티지는 통상 5%와 10% 사이이다.
온도경로(A)의 경우, 상기 온도경로는 금속 스트립 폭(b)에 걸쳐서 어떠한 위치에서도 파선된 선을 초과하지 않는다. 그러므로 금속 스트립(1)은 금속 스트립 폭(b)에 걸쳐서 각각의 위치에서 충분히 윤활된다. 제어기술상의 조치는 요구되지 않는다.
온도경로(B)의 경우, 어떠한 위치에서는 파선된 선을 초과한다. 상기의 위치에서 윤활 부족이 존재한다. 이러한 윤활 부족을 제거하기 위해서, 특히 상기 영역에서 공급되어지는 윤활제(5)의 양을 상승시키기 위해서 국부적으로 추가 윤활장치(4")가 제어된다.
온도경로(C)의 경우, 시스템적으로 압연결함이 존재한다. 왜냐하면 금속 스트립(1)이 자신의 두 외부 에지에 있어서 불충분하게 윤활 되었기 때문이다. 상기의 경우에는 물론 스트립 평면성을 고려하면서 하나의 압연 파라미터가 변화될 수 있다. 예컨대 복수 롤-롤 스탠드의 경우, 압연 반전 굽힘을 예로 들 수 있다. 마찬가지로 추가 윤활장치(4")의 제어 역시 가능하다.
도 3은 대체로 도 1과 상응한다. 특히 도 3으로부터는 윤활제(5)가 상부로부터 뿐 아니라 하부로부터도 금속 스트립(1)에 공급되는 것을 분명히 알 수 있다. 그러나 도 1에 따르는 실시예에 대한 차이로서는 어떠한 제어장치(7)도 제공되어 있지 않다. 그러므로 윤활제의 양 및/또는 분배의 조절 및/또는 적어도 하나의 압연 파라미터의 조절은 도 3에 따라서 작동자(10)에 의해 실행된다.
본 발명에 따르는 압연공정 내지 그에 상응하는 압연장치를 이용하여 처음으로 롤 간격내 제어되는 윤활이 달성될 수 있다. 그 결과 안정성은 상승되며, 윤활제의 양과 분배는 최적화되며, 금속 스트립(1)은 더욱 편평해지며, 그리고 미끄럼 현상은 감소하게 된다. 본 발명에 따른 압연공정은 모든 압연과정에 있어서 적용될 수 있다. 특히 바람직하게는, 금속 스트립(1)이 냉간 압연될 때, 즉, 압연장치가 냉간 압연장치로서 형성되어 있을 때, 상기 압연공정이 적용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 금속 스트립(1)용 압연공정으로서, 상기 금속 스트립(1)은 적어도 하나의 롤 스탠드(2) 내에서 압연되며, 상기 금속 스트립(1) 상에 일정량의 윤활제(5)가 금속 스트립의 전체 폭(b)에 걸쳐서 분배되어 공급되는 압연공정에 있어서,
    롤 스탠드(2) 후방에서 금속 스트립의 전체 폭(b)에 걸쳐서 금속 스트립(1)의 온도경로가 검출되고, 온도는 적외선 카메라 또는 CCD 카메라(6)에 의해 측정되고, 측정된 온도는 사전 지정된 온도와 비교되고, 측정된 온도가 상기 사전 지정된 온도보다 높은 금속 스트립(1)의 위치가 검출되어 윤활제(5)의 양 및 윤활제(5)의 분배중의 하나 이상을 조절하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 압연공정.
  2. 제 1 항에 있어서, 온도경로에 대한 정보가 상기 롤 스탠드(2) 작동자(10)에게 제공되고, 작동자(10)는 상기 윤활제(5)의 양, 윤활제(5)의 분배 및 적어도 하나의 압연 파라미터(v) 중의 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는 압연공정.
  3. 제 1 항에 있어서, 온도경로에 대한 정보가 제어장치(7)에 제공되고, 제어장치(7)는 상기 윤활제(5)의 양, 윤활제(5)의 분배 및 적어도 하나의 압연 파라미터(v) 중의 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는 압연공정.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 윤활제(5)의 양, 윤활제(5)의 분배 및 적어도 하나의 압연 파라미터(v) 중의 하나 이상의 조절 사항은 상기 제어장치(7) 상부에 배치되어 있는 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)로 전송되고, 상기 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)내에는 하나의 적응형 압연 모델이 구현되어 있는 것을 특징으로 하는 압연공정.
  5. 금속 스트립(1)을 압연하기 위한 적어도 하나의 롤 스탠드(2)를 구비하고, 상기 롤 스탠드(2)에 설치되어 상기 금속 스트립(1)상에 일정량의 윤활제(5)를 금속 스트립(1)의 전체 폭(b)에 걸쳐 분배하여 공급하기 위한 하나의 윤활장치(4)를 구비하여, 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 압연공정을 실시하기 위한 압연장치에 있어서,
    상기 롤 스탠드(2) 후방에 금속 스트립(1)의 전체 폭(b)에 걸쳐 온도경로를 검출하기 위한 하나의 적외선 카메라 또는 CCD 카메라(6)가 배치되어 윤활제(5)의 양 및 윤활제(5)의 분배 중의 하나 이상을 제어하는 제어장치(7)를 통해 윤활장치(4)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 윤활장치(4)는 하나의 기본 윤활장치(4')와 하나의 추가 윤활장치(4")로 이루어지고, 기본 윤활장치(4')로부터 공급되는 윤활제(5)의 양 및 윤활제(5)의 분배는 작업 동안에 일정하며, 그리고 추가 윤활장치(4")로부터 공급되는 윤활제(5)의 양 및 윤활제(5)의 분배 중의 하나 이상은 조절가능한 것을 특징으로 하는 압연장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 적외선 카메라 또는 CCD 카메라(6)는 상기 롤 스탠드(2) 작동자(10)에게 검출된 온도경로에 대한 정보를 제공하기 위한 하나의 출력장치(9)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 적외선 카메라 또는 CCD 카메라(6)는 상기 제어장치(7) 상부에 배치되어 있는 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)와 연결되어 있으며, 그리고 상기 압연 프로그래밍 컴퓨터(8)내에는 하나의 적응형 모델이 구현되어 있는 것을 특징으로 하는 압연장치.
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