KR100815690B1 - 열간압연하중 예측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간압연시 수식모델에 의해 열간압연하중을 예측하는 방법에 관한 것으로서, 동일구분내의 학습뿐만 아니라 근접한 레코드의 압연하중 학습계수를 점진적으로 적응시켜 나가는 방법을 도입하므로써 열간압연하중의 예측정도를 보다 향상시킬 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 강의 열간압연시 열간압연하중을 예측하는 방법에 있어서,

인접 레코드들을 구하고, 구한 인접레코들에 대하여 근접레코드간 G_RF상관계수를 구하고, G_RF,N,ijk 실적발생시 G_{RF,N,i+αj+βk+γ}에 적용할 상관계수 C_ijk 보정값(K_αβτ)을 구하고, G_RF상관계수 및 K_αβτ를 이용하여 G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 구한 후, 이 G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 이용하여 하기 식(9)에 의해

(수학식 9)

F_N+1 = G_{RF,N,i+αj+βk+τ} ×F_Model,N+1

압연하중을 예측하는 열간압연하중예측방법을 그 요지로 한다.

열간압연, 하중, 학습, 예측, 수식모델

Description

열간압연하중예측방법{Method for Predicting Roll Force in Hot Rolling}

도 1은 열간압연 학습파일(file)의 일례 구성도

도 2는 압연재의 성분, 두께, 폭 구분(레코드)별 압연하중학습계수의 상관관계도로서, 도 2의(a)는 성분별 학습계수 상관성을 나타내고, (b)는 두께구분별 학습계수 상관성을 나타내고, (c)는 폭구분별 학습계수 상관성을 나타냄.

도 3은 본 발명법 및 종래방법에 의해 열간압연하중을 학습하는 경우에 대한 레코드별 압연하중학습계수의 변화를 나타내는 그래프로서,

도 3의(a)는 종래방법에 의한 경우이고, 도 3의 (b)는 본 발명에 의한 경우를 나타냄

본 발명은 열간압연시 수식모델에 의해 열간압연하중을 예측하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동일구분내 뿐만 아니라 근접한 레코드의 강을 열간압연시에도 적절히 적용될 수 있는 열간압연하중예측방법에 관한 것이다.

일반적으로 열간압연 조업시에는 열간압연전에 수식모델에 의해 예측하여 설정한 압연하중과 실제조업결과 측정된 압연하중사이에는 오차가 발생하게 되며, 이러한 오차는 강판의 두께정도를 떨어뜨리고 통판성을 악화시키는 요인으로 작용하게 된다.

열간압연에서 통상적으로 사용되고 있는 압연하중식은 하기 식(1)과 같이 구성되어 있다.

F=f{K,Ld,B,T,H,U,r,e . . . }

(여기서, K: 압연재의 변형저항, Ld: 투영접촉길이, B: 압연재의 판폭, T: 압연재의 예측온도, H: 압연재의 출측판두께, U: 마찰계수, r: 압하율, e: 변형속도)

실제조업에서는 강판온도의 불균일성, 압연조건별 마찰계수의 변화등의 요인으로 발생되는 오차(실측 압연하중-상기 수식(1)에 의해 구한 압연하중)를 줄이기 위하여 압연하중 학습을 실시하게 된다.

종래의 방법으로 실시되고 있는 압연하중 학습방법은 성분, 두께, 폭을 기준(레코드)으로 도 1과 같은 테이블을 구성하여 하기 식 (2) 및 식(3)과 같은 방식으로 압연하중 학습계수를 결정하게 된다.

(여기서, G_RF : 당해재 압연하중 학습계수, F_Actual : 압연하중 실측값, F_Model : 수식(1)에 의해 구한 압연하중)

{여기서, G_RF,N: 차재 압연하중에 보정할 압연하중 학습계수, G_RF,N-1 : 당해재 보정한 압연하중 학습계수, Gain: 학습효율과 학습안정성을 적절히 유지할 수 있는 학습 Gain(0.4-0.9)}

상기 식 (3)에서 결정된 압연하중 계수 G_RF,N는 도 1에 해당 레코드에 저장되고 차후 동일한 성분, 두께, 폭구분(이하, "동일구분"이라 칭함)의 압연재가 작업될 경우 하기 식(4)에서와 같이 압연하중 보정값으로 사용된다.

(여기서, F_N+1: 차재에 설정할 압연하중 예측치, F_Model,N+1: 식(1)에 의해 구한 압연하중)

압연하중을 예측하는 종래의 방법에서는 동일구분내의 압연재가 많은 경우 압연조건변화에 따라 학습이 순차적으로 이루어져 압연하중을 비교적 정확하게 예측하는 것이 가능하지만, 동일구분내의 압연재가 적은 경우에는 압연조건변화를 적절히 학습하지 못하여 두께불량이 발생하게 된다.

또한, 신강종압연시와 생산 사이즈 확대시와 같이 동일구분 압연실적이 없는 경우에는 가장 근접해 있는 레코드를 참조하기 때문에 두께정도가 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 동일구분내의 학습뿐만 아니라 근접한 레코드의 압연하중 학습계수를 점진적으로 적응시켜 나가는 방법을 도입하므로써 열간압연하중의 예측정도를 보다 향상시킬 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

아히, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 강의 열간압연시 강의 성분, 두께 및 폭을 요소로 하는 동일 압연재 레코드 또는 이들 요소들에 의해 서로 구분되는 다수개의 압연재 레코드에 대하여 열간압연하중을 예측하는 방법에 있어서,

하기 수식(5)에 의하여 인접 레코드들을 구하는 단계:

성분구분: i - P/4 ∼ i + P/4

두께구분: j-Q/8 ∼ j + Q/B

폭구분 : k - R/4 ∼ k + R/4

(여기서, P,Q,R: 압연하중 학습파일중 성분, 두께, 폭 전체구분 개수)

상기와 같이 구한 인접레코들에 대하여 하기 식 (6)에 의해 근접레코드간 G_RF상관계수를 구하는 단계;

(여기서, G_RF: 압연하중 학습계수, C_i: 근접 레코드간 성분구분에 따른 G_RF 증가율, C_j: 근접 레코드간 두께구분에 따른 G_RF 증가율, C_k: 근접 레코드간 폭구분에 따른 G_RF 증가율, C_ijk: 근접구분간 G_RF 상관계수)

하기 식(7)에 의해 K_αβτ를 구하는 단계;

(여기서, K_αβτ: G_RF,N,ijk 실적발생시 G_{RF,N,i+αj+βk+γ}에 적용할 상관계수 C_ijk보정값, α,β, 및 γ: 정수, α: 성분구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이, β: 두께구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이, γ: 폭구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이)

상기와 같이 구한 G_RF상관계수 및 K_αβτ를 이용하여 하기 식(8)에 의해 G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 구하는 단계;

상기와 같이 구한 G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 이용하여 하기 식(9)에 의해

압연하중을 예측하는 단계를 포함하여 구성되는 열간압연하중예측방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 열간압연시 수식모델에 의해 예측하여 설정한 압연하중과 실제 조업결과 측정된 압연하중 사이의 오차를 줄이기 위해 적용되는 학습계수를 결정하는 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 강판의 두께, 폭, 성분 구분별 학습계수의 상관관계로부터 학습할 레코드(Record)와 적용 게인(Gain)을 결정하여 학습예측식에 사용되는 학습계수를 점진적으로 적응시켜 가므로써 열간압연시 수식모델에 의해 예측하여 설정한 압연하중과 실제 조업결과 측정된 압연하중 사이의 오차를 최소화하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 강의 열간압연시 강의 성분, 두께 및 폭을 요소로 하는 동일 압연재 레코드 또는 이들 요소들에 의해 서로 구분되는 다수개의 압연재 레코드에 대하여 열간압연하중을 예측하는 방법에 적용된다.

통상, 압연하중 학습파일 구성은 해당 압연라인에서 생산되는 강종 및 규격 에 따라 달라진다.

예를 들면, 성분별 구분은 탄소량과 망간함유량을 기준으로 8구분, 두께별 구분은 1.2mm-22.0mm구간에서 40구분, 폭구분은 700mm-1880mm 구간에서 8구분하여 압연하중 학습파일을 구성하고 있다.

도 2에 나타난 바와 같이, 성분, 두께, 폭구분별 압연하중 학습계수는 그 특성상 연속성을 지니게 되어 근접한 레코드간에는 일차의 상관관계가 형성되게 된다.

따라서, 각 구분간 상관관계는 하기 식(6)과 같이 나타내어 질 수 있다.

(수학식 6)

(여기서, G_RF: 압연하중 학습계수, C_i: 근접 레코드간 성분구분에 따른 G_RF 증가율, C_j: 근접 레코드간 두께구분에 따른 G_RF 증가율, C_k: 근접 레코드간 폭구분에 따른 G_RF 증가율, C_ijk: 근접구분간 G_RF 상관계수)

상기 성분 i, 두께 j, 폭 k 구분에 속하는 압연실적이 발생한 경우 점진적으로 적응시켜야 할 근접 레코드는 하기 식(5)와 같은 범위에서 한정되어 적용된다.

(수학식 5)

성분구분: i - P/4 ∼ i + P/4

두께구분: j-Q/8 ∼ j + Q/B

폭구분 : k - R/4 ∼ k + R/4

(여기서, P,Q,R: 압연하중 학습파일중 성분, 두께, 폭 전체구분 개수)

압연하중 보정계수는 압연하중 예측치에 직접 곱해지므로 학습효과 뿐만 아니라 안정성을 동시에 고려하여야 한다.

따라서, 상기 수식(6)에 의해 구해진 상관계수를 상기 식(5)의 범위의 모든 레코드에 동일하게 적용하는 것은 학습이 불안정해질 수 있으므로 하기 식(7)에서와 같은 상관계수 게인을 적용한다.

(수학식 7)

K_αβτ=2^{-｜α×0.5β×τ｜}

(여기서, K_αβτ: G_RF,N,ijk 실적발생시 G_{RF,N,i+αj+βk+γ}에 적용할 상관계수 C_ijk보정값, α,β, 및 γ: 정수, α: 성분구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이, β: 두께구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이, γ: 폭구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이)

따라서, G_RF,N,ijk 실적발생시 점진적으로 적응되는 근접구간 레코드의 압연하중 학습계수(G_{RF,N,i+αj+βk+γ})는 하기 식(8)에 의해 결정되어 진다.

(수학식 8)

G_{RF,N,i+αj+βk+τ}= G_RF,N,ijk ×C_ijk ×K_αβτ + G_{RF,N-1,i+αj+βk+τ} ×(1 - K_αβτ)

상기와 같이 구한 학습계수 즉, G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 상기 식(4)에 적용하여 하기 식(9)와 같은 압연하중예측식을 구하여 성분 i+α, 두께 j+β, 폭 k+γ구분의 강판압연시 압연하중예측에 적용하므로써 열간압연시 압연하중예측정도를 보다 향상시킬 수 있다.

(수학식 9)

F_N+1 = G_{RF,N,i+αj+βk+τ} ×F_Model,N+1

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예

본 발명법과 종래방법에 따라 압연하중 학습계수를 결정하고, 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3의 (a)는 종래방법에 의해 결정된 압연하중 학습계수를 나타내고, (b)는 본 발명에 따라 결정된 압연하중 학습계수를 나타낸다.

종래의 방법에 따라 열간압연하중 학습계수를 결정하는 경우에는 도 3의(a)에 나타난 바와 같이, 동일구분의 학습실적에만 그 영향을 미치기 때문에 다른구분 압연시에는 압연하중예측치와 실적치의 오차가 발생한 후에야 조업환경 변화에 적 응하게 된다.

그러나, 본 발명에 따라 열간압연하중 학습계수를 결정하는 경우에는 도 3의 (b)와 같이 조업환경변화가 압연하중학습계수에 포함되어 근접항 레코드의 학습계수값을 최적화해 준다.

도 3에서의 레코드 3에 해당하는 코일 압연시 압연하중과 두께편차를 조사하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	종래방법에 의한 학습	본 발명에 의한 학습
학습계수	-28.2%	-22.4%
압연하중에측값	1580ton	1710ton
압연하중실측값	1740ton	1740ton
두께편차 발생량	+320㎛	+60㎛

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 학습하는 경우가 종래방법에 의해 학습하는 경우에 비하여 압연하중 예측오차 및 두께편차가 적게 발생됨을 알 수 알 수 있다

즉, 종래방법에 의해 학습하는 경우에는 압연하중 예측치와 실측치의 오차가 발생한 후에야 그 값이 학습됨에 반하여, 본 발명에 의해 학습하는 경우에는 도 3(b)에서의 레코드 4에 해당하는 실적발생시 레코드 3의 압연하중 학습계수가 최적화되기 때문에, 압연하중 예측오차 및 두께편차가 크게 줄어들게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 압연하중계수의 구분별상관계수를 도출하고 점진적인 학습을 적용할 근접 레코드와 상관계수 게인을 결정하여 압연하중예측정도 를 높이므로써, 동일구분의 압연매수가 작거나, 초도압연시 정확한 하중을 예측할 수 있어 강판의 두께정도를 향상시키고 통판성을 안정시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 강의 열간압연시 강의 성분, 두께 및 폭을 요소로 하는 동일 압연재 레코드 또는 이들 요소들에 의해 서로 구분되는 다수개의 압연재 레코드에 대하여 열간압연하중을 예측하는 방법에 있어서,

   하기 수식(5)에 의하여 인접 레코드들을 구하는 단계:

   (수학식 5)

   성분구분: i - P/4 ∼ i + P/4

   두께구분: j-Q/8 ∼ j + Q/B

   폭구분 : k - R/4 ∼ k + R/4

   (여기서, P,Q,R: 압연하중 학습파일중 성분, 두께, 폭 전체구분 개수)

   상기와 같이 구한 인접레코들에 대하여 하기 식 (6)에 의해 근접레코드간 G_RF상관계수를 구하는 단계;

   (수학식 6)

   

   

   

   

   (여기서, G_RF: 압연하중 학습계수, C_i: 근접 레코드간 성분구분에 따른 G_RF 증가율, C_j: 근접 레코드간 두께구분에 따른 G_RF 증가율, C_k: 근접 레코드간 폭구분에 따른 G_RF 증가율, C_ijk: 근접구분간 G_RF 상관계수)

   하기 식(7)에 의해 K_αβτ를 구하는 단계;

   (수학식 7)

   K_αβτ=2^{-｜α×0.5β×τ｜}

   (여기서, K_αβτ: G_RF,N,ijk 실적발생시 G_{RF,N,i+αj+βk+γ}에 적용할 상관계수 C_ijk보정값, α,β, 및 γ: 정수, α: 성분구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이, β: 두께구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이, γ: 폭구분에 있어서 기작업된 코일 레코드와 적용될 학습구분레코드와의 차이)

   상기와 같이 구한 G_RF상관계수 및 K_αβτ를 이용하여 하기 식(8)에 의해 G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 구하는 단계;

   (수학식 8)

   G_{RF,N,i+αj+βk+τ}= G_RF,N,ijk ×C_ijk ×K_αβτ + G_{RF,N-1,i+αj+βk+τ}×(1 - K_αβτ)

   상기와 같이 구한 G_{RF,N,i+αj+βk+τ}를 이용하여 하기 식(9)에 의해

   (수학식 9)

   F_N+1 = G_{RF,N,i+αj+βk+τ} ×F_Model,N+1

   압연하중을 예측하는 단계를 포함하여 구성되는 열간압연하중예측방법

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