KR100758237B1 - 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법 - Google Patents

Abstract

고강도 초극박재를 압엽하는 연속압연기의 폭 방향 두께편차를 제어하는 방법에 있어서, 압연롤을 압연할 강판의 양측 끝부분에 위치시키기 위한 단계; 엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 연속압연기에서 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어방법은 압연할 강판의 양측 끝 부분에 위치시키기 위한 제어수식과 롤의 휨과 폭 방향의 두께를 제어한 방법을 제공함으로써, 초극박재의 압연과정에서 발생하던 두께편차를 현저히 감소시키는 효과가 있다.

연속 압연, 엣지 드롭, 벤더, 초극박재, 원뿔

Description

연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법{Control method of edge drop of tendem mill}

제 1 도는 냉연작업시 엣지 드롭 발생 메커니즘.

제 2 도는 테이터 가공을 한 작업롤의 개요도.

제 3 도는 원뿔형 작업롤의 개요도.

제 4 도는 강판 폭 변화에 대응한 작업롤 이동 개요도.

제 5 도는 작업 롤 시프트량 계산 플로우 챠트.

제 6 도는 탄선변형을 고려한 폭방향 두께제어 전용 압연 프로그램 플로우 챠트.

제 7 도는 종래의 방법에 의한 폭 방향 두께 분포.

제 8 도는 본 발명의 의한 폭 방향 두께 분포.

※ 도면의 주요 부호에 대한 설명 ※

1...작업 롤(Work Roll) 2...중간 롤(Intermediate Roll)

3...보강 롤(Bak Up Roll) 4...압연하중(Roll Force)

5...Strip(강판) 6...엣지 드롭(Edge Drop0

7...작업롤 시프트 8...테이퍼(Taper) 시작부

9...테이퍼 시작부 라운드 가공 10...프로파일메타(Profile Meter)

11...중간롤 시프트 12...작업 롤 벤더

본 발명은 강판의 폭 방향의 두께 편차를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고가동 초극박재 냉간 압연식 강판의 폭 방향의 두께 편차를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉각압연 작업시 작용한느 압연 하중에의한 롤 휨과 압연소재의 반력에 의해서 강판의 중앙부와 엣지부의 탄성변형차에 의해서 강판의 엣지의 두께가 중앙부의 두께보다 얇게되는 엣지 드롭이 발생된다.

이러한 엣지 드롭을 감소하기 위해서 보편적으로 사용하는 방법이 작업롤의 엣지부에 테이퍼 가공을 하여 특정 스탠드, 주로 전단 스탠드에 투입하여 강판의 폭방향의 두께를 제어하고 있다.

그러한 상기의 방법은 테이퍼 시작부에 있는 단차부에서 응력집중이 발생하여 고강도 초극박재(두께 0.23mm 미만)의 냉간 압연작업시에는 단차부에서 국부 연신 과다에 의해 형상불량이 발생하여 후단 스탠드 진입시 판 꼬임에 의한 강판의 파단 및 작업성 저해등 여러 가지 문제점이 나타난다.

또한 단지 롤에 테이퍼 가공을 하여 폭 방향의 두께 제어를 하기때문에 압연 하중에 의한 롤 힘 및 압연 소재의 반력에 의한 작업 롤의 탄성변형에 의한 엣지 드롭 제어방법은 포함되어 있지 않기 때문에 폭 방향의 두께 편차를 개선하는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로써 고강도 초극박재의 냉간압연시 강판의 폭 방향 두께 편차를 감소하기 위한 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 고강도 초극박재를 압엽하는 연속압연기의 폭 방향 두께편차를 제어하는 방법은 압연롤을 압연할 강판의 양측 끝부분에 위치시키기 위한 단계; 엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 연속압연기의 압연롤은 양단이 원뿔형으로 형성된 압연롤을 사용하는 것을 특징으로한다.

또한, 상기 압연롤을 압연할 강판의 양측 끝부분에 위치시키기 위한 단계는 하기의 식1을 만족하는 것을 특징으로 한다.

식1 : WRδ= (BL - W)/2 + EL -TL

(단, WRδ: 작업 롤의 좌우이동거리, BL : 작업 롤의 배럴의 길이, W : 작업 롤의 폭, EL : 테이퍼부의 길이, TL : 테이퍼부의 길이)

또한, 엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계는 식2를 만족하는 것을 특징으로하는 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법.

식 2 : ED = - a ×Draft + b ×Tension + c ×Bender - d ×Shift

(단, ED : 폭 방향 두께 편차, Draft : 압하율, Tension : 장력, Bender : 작업롤 벤더, shift : 중간 롤 시프트, a,b,c,d : 계수)

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어방법은 원뿔형의 압연롤을 압연할 강판의 양측 끝부분에 위치시키기 위한 단계와, 압연하중에 의한 롤의 휨과 압연소재의 반력에 의한 작업 롤의 탄성변형에 의한 엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계로 구성된다.

원뿔형의 압연롤(1)을 압연할 강판(5)의 양측 끝부분에 위치시키는 단계는 제어부가 작업 롤(1)의 상태를 측정하는 단계와, 상하 작업 롤(1)의 이동 거리를 계산하는 단계와, 상기 계산된 작업 롤(1)의 이동 거리가 설정값을 초과하는지 판 단하는 단계와, 작업롤(5)을 작동시키는 단계로 구성된다.

제어부는 센서로부터 작업 롤(1)의 배럴의 길이(BL), 작업 롤의 폭(W), 테이퍼부의 길이(TL), 강판과 접촉하는 테이퍼부의 길이(EL)을 측정한다. 측정된 작업 롤(1)의 제원(BL, W, EL)을 이용하여 제어부는 상하 작업 롤(1)의 좌우이동거리(WRδ)를 계산한다.

상하 작업 롤(1)의 좌우이동거리(WRδ)는 도4에를 기초로 도출하면 다음의 식1과 같다.

[식 1]

(단, WRδ: 작업 롤의 좌우이동거리, BL : 작업 롤의 배럴의 길이, W : 작업 롤의 폭, EL : 테이퍼부의 길이, TL : 테이퍼부의 길이)

만약 계산결과가 설비사양을 초과하는 경우에는, 예를 들어 설비사양이 ±65mm를 초과하면 상하 작업 롤(1)의 좌우이동거리(WRδ)를 ±65mm로 출력하고 계산을 종료한다.

상기 수학식1에 의하여 상하 작업 롤(1)의 좌우이동거리(WRδ)를 제어부에서 계산하여 계산결과를 작업시작전에 연속압연기에 설정하여 작업한다.

압연하중에 의한 롤의 휨과 압연소재의 반력에 의한 작업 롤(1)의 탄성변형에 의한 엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계는 원뿔형 작업 롤 인지를 판단하는 단계와, 압연재(5)의 주문용도를 판단하는 단계 와, 작업 조건을 설정하는 단계로 구성된다.

원뿔형 작업 롤 인지를 판단하는 단계는 냉간압연기에 투입된 작업 롤(1)의 종류를 검색하여 냉간압연기의 전단스탠드, 특히 1번, 2번 스탠드에 적용된 작업롤의 원뿔형 여부를 판단한다. 적용된 작업 롤이 원뿔형이 아니면 종래의 압연방식으로 압연하고, 원뿔형일 경우에는 다음 과정을 수행한다.

압연재의 주문용도를 판단하는 단계는 압연재의 주문용도와 출강목표를 검색하여 폭 방향의 두께가 엄격하게 적용되야 하는 압연재인지를 판단한다. 압연재의 용도가 두께를 엄격하게 적용하지 않아도 되는 경우에는 종래의 압연방식으로 작업을 수행하고, 압연재의 두께가 엄격하게 적용되어야 하는 경우에는 다음 과정을 수행한다.

압연재의 주문용도가 판단되어 두께 엄격재로 결정되면, 작업 조건을 설정하는 과정을 수행한다.

작업 조건을 설정하는 단계는 압연재에 적용되는 압연부하를 줄여 작업롤의 탄성변형을 최소화하기 위하여 형상영향 계수가 적고 또한 소재의 변형저항이 작아 압연 작업이 잘 될 수 있는 전단 스탠드에 압하율, 장력, 작업 롤 벤더, 중간 롤 시프트를 변경하여 폭 방향 두께 편차(ED)를 제어한다.

강판 중앙부 두께에서 강판 엣지부의 두께를 밴 폭 방향 두께 편차가 설정값을 초과할 경우 두께 편차가 설정값 이내로 수렴하도록 식2를 바탕으로 제어한다.

[식 2]

(단, ED : 폭 방향 두께 편차, Draft : 압하율, Tension : 장력, Bender : 작업롤 벤더, shift : 중간 롤 시프트, a,b,c,d : 계수)

예를 들어 폭 방향 두께편차를 1%로 설정하면, 폭 방향의 두께편차(ED)가 1%이내로 수렴할 때까지 각 조건을 바꿔가면서 계속 제어한다.

상기의 연속압연기에서 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어방법은 압연할 강판의 양측 끝 부분에 위치시키기 위한 제어수식과 롤의 휨과 폭 방향의 두께를 제어한 방법을 제공함으로써, 초극박재의 압연과정에서 발생하던 두께편차를 현저히 감소시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 고강도 초극박재를 압엽하는 연속압연기의 폭 방향 두께편차를 제어하는 방법에 있어서,

   압연롤을 압연할 강판의 양측 끝부분에 위치시키기 위한 단계;

   엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계;

   을 포함하는 것을 특징으로하는 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 연속압연기의 압연롤은 양단이 원뿔형으로 형성된 압연롤을 사용하는 것을 특징으로하는 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 압연롤을 압연할 강판의 양측 끝부분에 위치시키기 위한 단계는 하기의 식1을 만족하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로하는 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법.

   식1 : WRδ= (BL - W)/2 + EL -TL

   (단, WRδ: 작업 롤의 좌우이동거리, BL : 작업 롤의 배럴의 길이, W : 작업 롤의 폭, EL : 테이퍼부의 길이, TL : 테이퍼부의 길이)
4. 제 1 항에 있어서, 엣지 드롭 양을 줄이기 위한 작업 롤의 휨과 탄성변형을 저감하는 단계는 식2를 만족하는 것을 특징으로하는 연속압연기에서의 고강도 초극박재 엣지 드롭 제어 방법.

   식 2 : ED = - a ×Draft + b ×Tension + c ×Bender - d ×Shift

   (단, ED : 폭 방향 두께 편차, Draft : 압하율, Tension : 장력, Bender : 작업롤 벤더, shift : 중간 롤 시프트, a,b,c,d : 계수)

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