KR100925599B1 - 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭제어장치 및 방법 - Google Patents

연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속 압연공정에서의 압연롤 갭 제어방법에 관한 것으로,
본 발명은 압연작업중의 스트립의 사행 및 파단을 검출하여 방지하기 위한 제어 장치에 있어서, 스트립 진행 경로의 양측에 설치하여, 스트립의 폭위치 및 사행을 검출하고, 제어신호에 따라 스트립 사행을 방지하여 롤표면의 소손을 방지하는 스트립 사행 방지장치(50); 압연기의 스탠드간에 설치된 텐션롤과, 이 텐션롤에 가해지는 하중을 검출하는 로드셀을 포함하는 스탠드 장력 감지부(150); 상기 스탠드 장력 감지부(150)에 의해 검출된 장력을 입력받고, 이 검출장력과 사전에 설정된 기준 장력을 비교하여 스트립 파단을 인식하는 판파단 판정부(200); 모터 회전에 해당하는 펄스를 회전수로 변환하여 회전수를 검출하는 모터 회전수 검출부(250); 상기 판파단 판정부에 의해 판파단 판정시, 상기 모터 회전수 검출부(250)에 의한 검출 회전수와 사전에 설정된 기준 회전수를 비교하여 저속인지 고속인지 판별하고, 저속인 경우에는 운전자 확인후 제어하는 과정으로 진행하고, 고속인 경우에는 텐션릴의 텐션 오프(tension off) 및 압연기의 전 스텐드(21~25)에 대한 포스 모터 분리를 제어하며, 또한 상기 스트립 사행 방지장치(50)의 폭위치 및 사행을 판정하여 상기 스트립 사행 방지장치(50)로 사행 방지를 위한 제어를 수행하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 롤의 갭을 조정하는 롤갭 조정기; 를 구비함을 요지로 한다.
Figure R1020020062004
워크롤, 중간롤, 백업롤, 스트립 사행, 측정장치, 롤 포스 실린더, 마스터(master), 피엘시(plc), 즉시(quick) 오픈(quick open), 롤 갭(roll gap)

Description

연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ROLL GAP IN CONTINUOUS MILL PROCESS}
도 1은 일반적인 냉간압연 작업 상태도이다.
도 2는 종래의 냉간압연기의 판 사행에 의한 운전시 롤 표면 소손 상태도이다.
도 3은 종래의 압연중 파단부위의 스트립이 롤에 휘감김 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 압연롤 갭 제어장치의 전체 구성도이다.
도 5는 도 4의 스트립 사행 방지장치의 구성도이다.
도 6은 도 5의 스트립 사행 방지장치의 구체도이다.
도 7은 도 4의 판파단 검출 및 제어 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 연속 압연 설비의 전체 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 연속 압연공정의 압연롤 갭 제어 방법을 보이는 플로우챠트이다.
도 10은 본 발명 및 종래의 롤 표면 소손의 비교 상태도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 냉간압연 소재 2 : 브라이들 롤
3 : 스트립 센터링 롤 4-1,4-4 : 워크롤
4-2,4-5 : 중간롤 4-3,4-6 : 백업롤
6 : 유압 압하 실린더 6-1~5 : 포스 모터 밸브
7 : 압력 검출장치 8 : 판파단 기준 설정값
10 : 롤 갭(roll gap) 11 : 패스 라인
21~25 : #1 스텐드 ~ #5 스텐드
50 : 스트립 사행 방지장치 50-1 : 기어박스
삭제
50-2 : 폭 위치 조정기 53,55 : 감지기 이동대
100 : 피엘씨 150 : 스탠드 장력 감지부
200 : 판파단 판정부 205 : 파단된 스트립
210 : 파단된 스트립 감김상태 250 : 모터 회전수 검출부
300 : 제어부 310 : 마스터 피엘씨(PLC)
320 : AGC PLC 350 : 롤갭 조정기
본 발명은 연속 압연공정에서의 압연롤 갭 제어방법에 관한 것으로, 특히, 냉간 압연 연속 운전시, 스트립 사행으로 또는 스트립의 결함 및 다른 요인 등으로 인한 파단 등의 트러블 발생시, 고속 운전 등으로 인한 스트립 사행정도 또는 파단 부위를 냉간 압연롤 전방에서 검출(사행가지 장치)한 후, 이 검출에 따라 포스 모터 분리기(FMV)의 동작으로 유압 압하 실린더가 롤 갭을 신속하게 즉시(quick) 오픈(80MM) 하도록 제어함으로서, 후방의 워크롤, 중간롤. 백업롤 등의 롤 표면의 파손(롤 소손)량을 최소화할 수 있고, 이에 따라 원가절감 및 판파단 처리시간 단축으로 생산성 향상 및 안전사고 예방 등을 달성할 수 있는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손 방지를 위한 압연롤 갭 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 냉간압연 작업 상태도로서, 도 1을 참조하면, 일반적으로, 냉연공정에서 매우 중요한 연속적인 압연기를 이용한 산세된 스트립을 소재로 냉간 압연을 실시할 때 압연기 입측에 스트립 센터링을 조정하는 장치를 포함한 롤이 설치되어 있고 소재 두께 및 판폭, 강종에 따라서 지시되는 설정 데이타에 의해서 냉간 압연 작업이 이루어진다.
종래에는 연속 압연 고속 운전중 스트립 사행 및 다른 기타요인으로 판파단 등의 트러블이 발생할 경우, 압연중인 롤(roll)에 하중을 가한 상태(roll gap close)에서 라인(line)이 스톱되고 판파단 후방 스텐드(stand)에는 스피드(speed)가 제로(zero)에 도달할 때까지 롤(roll)이 회전하므로 스트립(strip)이 롤 사이에 휘감기어 꼬임 상태나 롤 표면의 파손 등의 문제점이 발생된다. 이로 인하여, 롤 폐기 또는 롤 연마 대기시간이 길게 소요되고, 연삭 량도 평소에 비해서 많은 량을 연마 하므로 원가상승 및 조치시간 지연으로 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.
도 2는 종래의 냉간압연기의 판 사행에 의한 운전시 롤 표면 소손 상태도로서, 도 2를 참조하면, 일반적으로 연속압연을 하기 위한 입측에서 용접완료 하여 스트립(1) 저장설비를 거쳐서 각 압연 스텐드(6,6-1~5) 에 압연시 필요한 워크 롤(4-1,4-4)과 중간 롤(4-2,4-5) 상,하 롤을 받쳐서 제어하는 백업 롤(4-3,4-6)로 구성되어진 압연기로서 스트립 사행시 교정하는 스트링 롤(3)을 설치하고 작업중에 스트립이 사행시 또는 롤 교체 후 레벨이 비정상인데도 계속 운전되어 판 파단 및 파단으로 인한 롤 표면의 소손의 양을 많게 발생하던 상태로서 연속압연 되어 트러블을 발생시킨다.
도 3은 종래의 압연중 파단부위의 스트립이 롤에 휘감김 상태도로서, 도 3을 참조하면, 압연기 고속 운전중 판 파단이 발생할 경우, 압연중인 롤(roll)에 하중을 가한 상태에서 라인이 스톱되고 트러블 발생 후방 스텐드(21~25)에는 스피드가 제로(zero)로 될 때까지 압연중인 롤(roll,4-1~6)이 회전하므로 스트립이 롤 사이에 휘감기어(210) 꼬임 및 롤 파손(도 10 참조) 되어진 도면이다.
다음은 제철소의 연속 압연공정에서의 판파단 피해 내용은 하기 표1에 보이 는 바와 같다.
NO 발생일 발생장소 속도 조치시간 롤 교체수량 롤 연마량
1 99.03.07 #1-2STD간 1200mpm 84분 20EA 61mm
2 99.03.30 #1-2STD간 1000mpm 314분 20EA 141mm
3 99.04.08 #1-2STD간 1900mpm 89분 20EA 85mm
4 99.04.30 #1-2STD간 1900mpm 162분 20EA 103mm
5 99.05.04 #1-2STD간 1900mpm 157분 20EA 75mm
6 99.05.05 #1-2STD간 1900mpm 399분 20EA 83mm
7 99.05.05 #1-2STD간 1530mpm 326분 20EA 44mm
8 99.05.14 #1-2STD간 1500mpm 79분 18EA 43mm
9 99.05.24 #1-2STD간 1900mpm 250분 20EA 70mm
10 99.06.05 #1-2STD간 1900mpm 161분 20EA 80mm
11 99.06.17 #1-2STD간 1500mpm 155분 20EA 110mm
상기 표1에서, "#1-2STD"는 제1,제2 스탠드를 의미하고, "EA"는 개수를 의미한다.
종래 스킨패스밀의 스텐드라인 자동 조정장치에 있어서, 기존의 스킨 패스 밀 스트립 패스라인 위치와 스텐드 라인 거리를 산출하여 프로그램화 하는 것에 의해서 스킨 패스 밀 스텐드 라인과 스트립 패스 라인 거리에 상부 백업롤과 상부 워크 룰의 지름을 뺀 나머지는 스탠드 라인이 자동 보상토록 하는 방식으로 스트립 패스 라인의 프로그램에 가공된 롤 지름을 스위치를 누르면 펄스 제너레이터의 계산으로 자동으로 스트립 패스 라인을 조정한다.
또한, 종래의 다른 압연중 스트립 사행으로 인한 판파단 방지장치에 있어서, 이는 스트립이 순식간에 사행되더라고 센서와 스트립이 닿거나 거리가 가까워지면 감지센서가 이를 감지하여 그 즉시 퀵 스톱(Quick Stop)과 연결되어 판파단이 발생하기 전에 압연작업은 정지되고 더 이상은 스트립사행이 되지 않기 때문에 판파단과 연결되지 않게 됩니다.
그리고, 종래의 다른 압연롤 파손 방지를 위한 표면결함 검출장치에 있어서, 이는 압연롤에 발생하는 각종 결함여부를 완전히 검사하여 결함없는 압연롤을 공급하기 위한 압연롤 표면 파손방지를 위한 표면 결함 검출장치이다.
그러나, 이러한 종래의 장치에서는, 냉간 압연 연속 운전시, 스트립 사행으로 또는 스트립의 결함 및 다른 요인 등으로 인한 파단 등의 트러블이 발생되는 문제점이 있으며, 이에 따라 후방의 워크롤, 중간롤. 백업롤 등의 롤 표면의 파손(롤 소손)량을 피할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 냉간 압연 연속 운전시, 스트립 사행으로 또는 스트립의 결함 및 다른 요인 등으로 인한 파단 등의 트러블 발생시, 고속 운전 등으로 인한 스트립 사행정도 또는 파단 부위를 냉간 압연롤 전방에서 검출(사행가지 장치)한 후, 이 검출에 따라 포스 모터 분리기(FMV)의 동작으로 유압 압하 실린더가 롤 갭을 신속하게 즉시(quick) 오픈(80MM) 하도록 제어함으로서, 후방의 워크롤, 중간롤. 백업롤 등의 롤 표면의 파 손(롤 소손)량을 최소화할 수 있고, 이에 따라 원가절감 및 판파단 처리시간 단축으로 생산성 향상 및 안전사고 예방 등을 달성할 수 있는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어방법을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서, 본 발명의 제1특징은 압연작업중의 스트립의 사행 및 파단을 검출하여 방지하기 위한 제어 장치에 있어서, 스트립 진행 경로의 양측에 설치하여, 스트립의 폭위치 및 사행을 검출하고, 제어신호에 따라 스트립 사행을 방지하여 롤표면의 소손을 방지하는 스트립 사행 방지장치; 압연기의 스탠드간에 설치된 텐션롤과, 이 텐션롤에 가해지는 하중을 검출하는 로드셀을 포함하는 스탠드 장력 감지부; 상기 스탠드 장력 감지부에 의해 검출된 장력을 입력받고, 이 검출장력과 사전에 설정된 기준 장력을 비교하여 스트립 파단을 인식하는 판파단 판정부; 모터 회전에 해당하는 펄스를 회전수로 변환하여 회전수를 검출하는 모터 회전수 검출부; 상기 판파단 판정부에 의해 판파단 판정시, 상기 모터 회전수 검출부에 의한 검출 회전수와 사전에 설정된 기준 회전수를 비교하여 저속인지 고속인지 판별하고, 저속인 경우에는 운전자 확인후 제어하는 과정으로 진행하고, 고속인 경우에는 텐션릴의 텐션 오프 및 압연기의 전 스텐드에 대한 포스 모터 분리를 제어하며, 또한 상기 스트립 사행 방지장치의 폭위치 및 사행을 판정하여 상기 스트립 사행 방지장치로 사행 방지를 위한 제어를 수행하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 롤의 갭을 조정하는 롤갭 조정기; 를 구비함을 특징으로 하는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 기술적인 수단으로서, 본 발명의 제2 특징은 압연작업중의 스트립의 사행 및 파단을 검출하여 방지하기 위한 제어 방법에 있어서, 스트립이 진입되면 스트립의 폭방향 양측에서 폭을 검출하는 제1 단계; 상기 폭 검출에 기초해서 사행으로 판정시, 압연롤의 해당 유압 압하장치를 제어하여 해당 롤갭을 조정하는 제2 단계; 냉간압연 도중, 압연기 스텐드내에서 스트립의 파단(판파단)을 검출하는 제3 단계; 판파단 판정시, 저속운전(200mpm이하)중에는 압연롤 상태 정보를 운전자에게 화면으로 제공하는 단계로 진행하고, 고속 운전(200mpm이상)중에는 롤갭 즉시(quick) 오픈 제어, 전 스탠드 HYROP 마스터 오프, 텐션릴 오프를 제어하는 제4 단계; 상기 제어에 따라 압연롤의 유압 압하 실린더를 압연롤과 오픈시키는 제5 단계; 및 상기 제어상태를 포함하는 압연롤 상태 정보를 운전자에게 화면으로 제공하는 제6 단계; 를 구비함을 특징으로 하는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 압연롤 갭 제어장치의 전체 구성도이며, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어장치는 스트립 진행 경로의 양측에 설치하여, 스트립의 폭위치 및 사행을 검출하고, 제어신호에 따라 스트립 사행을 방지하여 롤표면의 소손을 방지하는 스트립 사행 방지장치(50)와, 압연기의 스탠드간에 설치된 텐션롤과, 이 텐션롤에 가해지는 하중을 검출하는 로드셀을 포함하는 스탠드 장력 감지부(150)와, 상기 스탠드 장력 감지부(150)에 의해 검출된 장력을 입력받고, 이 검출장력과 사전에 설정된 기준 장력을 비교하여 스트립 파단을 인식하는 판파단 판정부(200)와, 모터 회전에 해당하는 펄스를 회전수로 변환하여 회전수를 검출하는 모터 회전수 검출부(250)와, 상기 판파단 판정부에 의해 판파단 판정시, 상기 모터 회전수 검출부(250)에 의한 검출 회전수와 사전에 설정된 기준 회전수를 비교하여 저속인지 고속인지 판별하고, 저속인 경우에는 운자자 확인후 제어하는 과정으로 진행하고, 고속인 경우에는 텐션릴의 텐션 오프(tension off) 및 압연기의 전 스텐드(21~25)에 대한 포스 모터 분리를 제어하며, 또한 상기 스트립 사행 방지장치(50)의 폭위치 및 사행을 판정하여 상기 스트립 사행 방지장치(50)로 사행 방지를 위한 제어를 수행하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 롤의 갭을 조정하는 롤갭 조정기를 포함한다.
도 5는 도 4의 스트립 사행 방지장치의 구성도이고, 도 6은 도 5의 스트립 사행 방지장치의 구체도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 스트립 사행 방지장치(50)는 상기 스트립의 진행경로의 양측에 상방향으로 설치된 회전롤러 가이드(53-2,55-2)와, 상기 회전롤러 가이드(53-2,55-2) 각각에, 스트립의 각 단부에 해당되는 높이에 형성하여 상기 스트립의 양단 마모를 방지하기 위한 스트립 보호대(53-1,55-1)와, 상기 회전롤러 가이드(53-2,55-2)에 의해 지지되고, 나사산이 형성되어 좌우로 이동 가능한 감지기 이동대(53,55)와, 상기 이동대(53,55)의 나사산과 결합되어 상기 이동대(53,55)를 좌우로 이동시키는 기어박스(50-1)와, 상기 이동대(53,55)의 양단부중 사행 판정 위치에 각각 설치하여, 스트립의 폭을 검출하여 상기 제어부로 제공하는 스트립 사행 검출기(54,56)와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 기어박스(50-1)를 제어하는 폭 위치 조정기(50-2)를 포함한다.
또한, 냉간 압연기 압연롤 전방에 위치하여 스트립 폭 게이지(8)에서 검출된 스트립 폭을 수신하는 피엘시(plc,100)와 수신된 스트립 폭을 제어하는 폭 위치 조정기(50-2)가 전송받아 스트립 사행 검출기(54,56)가 부착된 감지기 이동대(53,55)가 좌,우로 이동되는 것으로 이루어지고, 스트립 사행을 측정 감지하는 스트립 사행 방지장치(50)는 나사산(screw type)으로 이루어진 감지기 이동대(53,55) 끝부분에 폭 위치를 상부와 하부의 센서동작을 통해 스트립을 감지하는 스트립 사행 검출기(54,56)가 상,하로 각각 이루어져 있으며, 또한 스트립 사행 검출기(54,56)의 상부와 하부 센서 사이에 하부 센서를 지지하는 스트립 보호대(53-1,55-1)로 이루어진다. 그리고, 스트립 사행 및 판파단 발생을 검출하는 검출부는 회전롤러 가이드(53-2,55-2) 접촉에 따른 스트립(1)의 폭 양측 끝 부분의 마모를 방지하기 위하여 스트립 보호대(53-1,55-1)가 부착되어 있으며 감지기 이동대(53,55)를 이동시키는 기어박스(50-1)와 기어의 회전을 통해 이동거리를 제어하는 폭 위치 조정기로 이루어져 있다.
상기 스탠드 장력 감지부(TENSION METER ROLL LOAD CELL)(150)는 압연기 스탠드간에는 텐션 메터 롤이 설치되어 스트립(철판)이 롤 상부를 지나가면서 텐션 메터 롤에 가해지는 하중의 힘에 따라 롤 하부에 위치한 로드 셀에서 전압이 발생된다. 이 전압을 가지고 전압 변화에 따라 장력(TENSION, 단위:TON)으로 환산한다.
상기 판파단 판정부(200)는 위의 장력을 가지고 압연기 각 스탠드간의 장력으로 수신하여 스트립 두께 제어에 응용되며 어느 순간 기준치(MIN 30%이하)이하로 떨어지면 판파단(STRIP BREAKAGE, 판 끓어짐)으로 인식한다.
상기 모터 회전수 검출부(250)는 모터 회전수 데이타 수신부(FROM PULSE GENERATOR)와 모터 회전수 변환부를 포함하는데, 상기 모터 회전수 데이타 수신부(FROM PULSE GENERATOR)는 모터 회전수를 감지하기 위하여 회전축에 펄스 발생부가 연결되어 있고, 모터가 회전하면 펄스 발생부도 동시에 회전하여 1회전 할 때 마다 2400 펄스를 발생시켜 데이타 수신부로 수신한다. 상기 모터 회전수 검출부(250)는 이때 발생되는 펄스신호를 수신하여 회전수(rpm: 분당 회전수)로 환산하는데, 2400 펄스 발생시 1회전의 회전수(rpm)를 "mpm"단위로 변환하여 압연 모터의 회전속도를 나타낸다. 여기서, Rpm은 "revolution per minute"이고, Mpm은 "meter per minute"이다.
도 7은 도 4의 판파단 검출 및 제어 장치의 구성도이고, 도 8은 본 발명이 적용되는 연속 압연 설비의 전체 구성도이다.
본 발명에서 사용하는 롤 갭(roll gap)이란 롤 교체 및 패스 라인 조정후 압연롤(mill roll) 영점조정시 푸쉬업(push-up) "hyd" 실린더가 상승하여 롤 포스가 1000톤이 걸리는 위치(영점 조정시 위치A)에서 압연시 실린더가 상승한 위치(B)를 뺀값이 롤 갭(ROLL GAP)이다.
상기 롤갭 조정기는 상기 제어부의 제어에 따라 동작하고, 압연롤의 갭을 즉시(quick) 오픈을 위한 포스 모터 밸브(6-1~5)와, 상기 포스 모터 밸브(6-1~5)의 동작에 따라, 상기 모터와 구동력을 분리하는 포스 모터 분리기와, 상기 제어부의 제어에 따라, 롤갭의 하중제어로서 롤갭을 제한하는 웨즈(wedge)/락커(locker) 플레이트(7)와, 운전자의 조작에 의한 스톱기능을 수행하는 즉시(quick)스톱 및 비상스톱 스위치를 포함한다.
또한, 도 9를 참조하면, 연속 압연시 판파단의 감지할 수 있도록 텐션메타 (tension meter roll)롤이 각 압연 스텐드(21~25) 마다 설치되어 있으며, 또한, 측정값을 미리 설정해 놓은 설정 값에 비교하여 판파단을 감지하는 판파단 검출부(8)가 설치되어 있다. 스트립 사행시 및 판파단 감지후 hyrop 출력과 동시에 압연기의 롤갭을 제어할 수 있는 포스 모터 밸브(6-1~5)와 롤 갭 제어시 하중제어로서 롤 갭을 제한하게 할 때 필요한 웨즈/락커 플레이트(7)로 구성되며, 판파단시 스트립 파편이 텐션에 의해서 비산되어 전장품 소손 및 운전자 안전사고 위험을 판파단 검출시 텐션릴(tension reel)의 텐션 오프기능을 제어하는 마스터 피엘씨(PLC)(310)와, 압연 전 스텐드(21~25)의 hyrop 마스터 오프 AGC 피엘씨(320)로 구성되어 제어되어진다. 그리고, 압연중 저속운전중엔 설비보호 측면에서 운전자가 판단 스톱기능인 즉시(quick)스톱 및 비상스톱 스위치로 연결되어 연속 압연시 스트립 사행 및 판파단시 장치 및 롤 갭 제어로 구성되어 있다.
도 9는 본 발명에 따른 연속 압연공정의 압연롤 갭 제어 방법을 보이는 플로우챠트이고, 도 10은 본 발명 및 종래의 롤 표면 소손의 비교 상태도이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 대한 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
본 발명은 냉간 압연 연속 운전시, 스트립 사행으로 또는 스트립의 결함 및 다른 요인 등으로 인한 파단 등의 트러블 발생시, 고속 운전 등으로 인한 스트립 사행정도 또는 파단 부위를 냉간 압연롤 전방에서 검출(사행가지 장치)한 후, 이 검출에 따라 포스 모터 분리기(FMV)의 동작으로 유압 압하 실린더가 롤 갭을 신속하게 즉시(quick) 오픈(80MM) 하도록 제어함으로서, 후방의 워크롤, 중간롤. 백업롤 등의 롤 표면의 파손(롤 소손)량을 최소화할 수 있는데, 이에 대한 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 단계(S51,S52)는 스트립(1)이 진입되면 스트립의 폭방향 양측에서 폭을 검출하는데, 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 스트립(1)이 진입되면 스트립 사행방지장치(50) 전방에 설치된 스트립 폭 측정 게이지(8)가 스트립(1) 폭을 측정하여 피엘씨(100)에 전송하며 다시 피엘씨(100)에서 폭 위치조정기(50-2)로 전송시킨다. 상기 폭위치 조정기(50-2)로 전송된 데이터를 기어의 회전에 의해서 감지기 이동대(53,55)가 좌,우로 이동하게 되며, 감지기 이동대에 부착된 스트립 사행 검출기(54,56)는 스트립(1)의 폭 끝부분에 위치하게 된다. 여기서 도 8의 S52단계에서는 스트립의 폭을 측정하여 스트립의 사행 여부를 판정하는 과정을 포함한다.
그 다음, 제2 단계(S52-S54)는 상기 폭 검출에 기초해서 사행으로 판정시, 압연롤의 해당 유압 압하 실린더(6)를 제어하여 해당 롤갭을 조정하는데, 이러한 방법으로 스트립(1) 사행시, 즉, 냉간 압연 작업할 때 작업롤(4-1,4-4)의 좌,우 레벨 불량에 의해 스트립이 한쪽 방향으로 횡류시, 감지기 이동대(53,55)의 어느 한쪽 센서가 스트립(1) 감지에 의해서 동작이 되면 작업롤, 구동롤의 유압 압하 실린더(6)중 감지기 이동대(53,55)에 감지된 센서의 반대측 유압 압하 실린더(6)가 일정량 만큼 내려가 작업 롤(4-1,4-4)의 롤갭을 조정하기 때문에 스트립(1)이 사행되지 않고 냉간 작업을 할수 있도록 되어 있다.
그 다음, 제3 단계(S61-S66)는 냉간압연 도중, 압연기 스텐드(21~25)내에서 스트립의 파단(판파단)을 검출한다.
그 다음, 제4 단계(S71,S72,S81-S84,S86,S87)에서는 판파단 판정시, 저속운전(200mpm이하)중에는 압연롤 상태 정보를 운전자에게 화면으로 제공하는 단계로 진행하고, 고속 운전(200mpm이상)중에는 롤갭 즉시(quick) 오픈 제어, 전 스탠드 "HYROP" 마스터 오프, 텐션릴 오프를 제어한다. 여기서, 모터의 회전에 해당하는 펄스를 회전수로 변환하는 변환식은 하기 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
( rpm(회전수) X ROLL DIRMETER X ) / GEAR비 = mpm (회전속도)
따라서, 상기 수학식 1에서, 모터 회전속도가 200mpm이상 상태에서 텐션(TENSION)이 기준치 이하로 떨어져 판파단이 판정되면, 관련된 본 발명의 각부가 동작한다.
다음, 도8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 정상적으로 냉간압연을 하는 도중 스트립(1)사행 또는 스트립의 결함 및 다른 요인으로 압연기 스텐드(21~25) 내에서 판파단 등 트러블 발생시 설비 보호 측면에서 압연 스피드 설정 값에 의한 저속 운전시(200mpm이하)에서 운전자 확인후 즉시(quick)정지 및 비상정지 버튼으로 라인 스피드를 정지 제어하도록 되어 있으며, 상기 판파단 검출방법에 의한 검출이 판파단 판정부(200)에서 이루어지면, 냉간 압연 스피드(speed)가 저속운전(200mpm이하)시는 운전자의 판넬상의 정지 스위치를 이용하여 정지 현장 스텐드의 파단부위, 다시 말하면 롤 파손 및 손상 상태를 확인하고 스트립 꼬임 및 압착 상태, 세어 핀(shear pin) 절손상태 등을 확인하도록 되어 있으며 상기 본 발명의 스트립 사행 및 판파단시 롤 소손을 방지하기 위한 제어 동작 상태를 비교한 플로우 챠트는 도 9와 같다.
고속 운전시 판파단 등의 트러블 발생시, 먼저, 표2와 같이 압연 스텐드 간의 미니 텐션값을 미리 설정해 놓고 전기실 피엘씨에 입력하여 스텐드(21~25)간의 텐션값이 30%(8)이하시 판파단 판정부(200)에 의해 판파단이 검출되도록 되어있다.
냉간 압연 고속 운전(200mpm 이상) 중 파단시는 롤 표면 소손 량이 많이 발생하므로 롤표면 소손방지를 최소화하기 위한 본 발명의 적용한 롤 갭 제어를 위한 마스터 피엘씨(PLC)(310)의 제어와 냉간 압연 스텐드(21~25) "hyrop" 마스터 오프 AGC PLC(320)의 제어 및 출력(300A,300B)되어 텐션릴(tension reel)의 #1,2 텐션 오프되게 되며 전 스탠드 마스터 오프가 된다.
또한 상기 제어에 의한 판파단 시그널이 냉간 압연기 #1~2간 스탠드 온되었을 때 롤갭 즉시(quick) 오픈 제어상태를 예를들어 설명하면 다음과 같다.
예를들어, #1~2간 스탠드 온되면 롤 갭 즉시(quick) 오픈(roll gap quick open)과 "hyrop" 출력이 동시에 제어되어 판파단 검출 스텐드 후방 스텐드 부터 동작되도록 #2,3,4,5 스탠드 작업롤, 구동롤의 포스 모터 밸브(6-1~5)가 오픈 및 클로스 되고 유압 압하 실린더(roll force cylinder,6)가 동작되어 #2,3,4,5 스탠드 작업롤, 구동롤의 롤갭 즉시(quick) 오픈(roll gap quick open, 80MM)되게 제어되므로서 스트립 사행으로 또는 스트립 결함 등으로 고속냉간 압연시 판파단 발생시, 롤 표면 소손 상태를 최소화하고 판파단 처리시간 단축 등의 문제점을 개선하면서 연속 압연이 운전되어지는데, 이때, 텐션 설정치, 판파단 검출치, 판파단 발생 스탠드(STD) 및 롤갭 즉시(QUICK) 오픈 스탠드를 보이면 하기 표2와 같다.
STD 텐션 설정치 판파단 검출치 판파단발생 STD 롤갭 즉시 오픈 STD
#7BR - 1STD 5-25톤 1.5톤
#1STD - 2STD 5-25톤 1.5톤 #1STD - 2STD 2,3,4,5 STD
#2STD - 3STD 5-25톤 1.5톤 #2STD - 3STD 3,4,5 STD
#3STD - 4STD 5-25톤 1.5톤 #3STD - 4STD 4,5 STD
#4STD - 5STD 5-25톤 1.5톤 #4STD - 5STD 5 STD
#5STD - T/R 5-25톤 1.5톤

그 다음, 제5 단계(S85)는 상기 제어에 따라 압연롤의 유압 압하 실린더를 압연롤과 오픈시키고, 마지막으로, 제6 단계(S91-S94)에서는 상기 제어상태를 포함하는 압연롤 상태 정보를 운전자에게 화면으로 제공한다.
전술한 바와 같은 본 발명에서는, 스트립 사행 측정장치를 설치 측정한 후 사행량을 피엘씨로 전송하며 롤 레벨을 제어되도록 하였으며 판파단 및 기타 트러블이 발생시 미리 설정해 놓은 상기 표2와 같은 텐션값에 의한 마스터 피엘씨(PLC)(320)기동되어 판파단 등을 감지하고 설비보호 측면에서 발생직전의 속도(200mpm이상)에 따라서 텐션릴의 텐션이 오프되고 전 스텐드 "hyrop" 마스터가 오프되고 AGC 피엘씨(320)에 신호가 전송되면 포스 모터 분리기(FMV:force moter calve,6-1~5)가 오픈 및 클로스 되고, 압연 스텐드를 중심으로 작업롤 및 구동롤에 설치된 유압 압하 실린더(roll force cylinder,6)가 동작되어 판파단(200)발생 후방 스텐드(21~25)가 롤갭(10)이 미세조정 및 빠르게 즉시(quick) 오픈(roll gap quick open,80MM)되게 제어됨으로서 스트립 사행으로 한 판파단 발생 및 스트립 결함 등으로 하는 트러블 발생시 롤 표면의 소손및 트러블 조치시간을 최소화하여 원가절감 및 생산성 향상을 달성할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 냉간 압연 연속 운전시, 스트립 사행으로 또는 스트립의 결함 및 다른 요인 등으로 인한 파단 등의 트러블 발생시, 고속 운전 등으로 인한 스트립 사행정도 또는 파단 부위를 냉간 압연롤 전방에서 검출(사행가지 장치)한 후, 이 검출에 따라 포스 모터 분리기(FMV)의 동작으로 유압 압하 실린더가 롤 갭을 신속하게 즉시(quick) 오픈(80MM) 하도록 제어함으로서, 후방의 워크롤, 중간롤. 백업롤 등의 롤 표면의 파손(롤 소손)량을 최소화할 수 있고, 이에 따라 원가절감 및 판파단 처리시간 단축으로 생산성 향상 및 안전사고 예방 등을 달성할 수 있는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 의하면, 냉간압연 연속 운전시 스트립 사행으로 또는 스트립의 결함 및 다른 요인 등으로 인한 파단 등의 트러블 발생시 고속운전 등으로 인한 압연롤의 소손상태를 최소화하기 위한 스트립 사행정도를 측정 롤 레벨을 교정하고 파단부위를 검출하여 피엘씨 제어에 의한 포스 모터 분리기(FMV) 가 오픈, 클로스 되고 유압 압하 실린더가 롤 갭을 즉시(quick) 오픈(80MM) 되게 하므로서 롤 표면의 파손량을 최소화하여 원가절감 및 판파단 처리시간 단축으로 생산성 향상, 안전사고 예방 등의 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발 명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 압연작업중의 스트립의 사행 및 파단을 검출하여 방지하기 위한 제어 장치에 있어서,
    스트립 진행 경로의 양측에 설치하여, 스트립의 폭위치 및 사행을 검출하고, 제어신호에 따라 스트립 사행을 방지하여 롤표면의 소손을 방지하는 스트립 사행 방지장치(50);
    압연기의 스탠드간에 설치된 텐션롤과, 이 텐션롤에 가해지는 하중을 검출하는 로드셀을 포함하는 스탠드 장력 감지부(150);
    상기 스탠드 장력 감지부(150)에 의해 검출된 장력을 입력받고, 이 검출장력과 사전에 설정된 기준 장력을 비교하여 스트립 파단을 인식하는 판파단 판정부(200);
    모터 회전에 해당하는 펄스를 회전수로 변환하여 회전수를 검출하는 모터 회전수 검출부(250);
    상기 판파단 판정부(200)에 의해 판파단 판정시, 상기 모터 회전수 검출부(250)에 의한 검출 회전수와 사전에 설정된 기준 회전수를 비교하여 저속인지 고속인지 판별하고, 저속인 경우에는 운자자 확인후 제어하는 과정으로 진행하고, 고속인 경우에는 텐션릴의 텐션 오프(tension off) 및 압연기의 전 스텐드(21~25)에 대한 포스 모터 분리를 제어하며, 또한 상기 스트립 사행 방지장치(50)의 폭위치 및 사행을 판정하여 상기 스트립 사행 방지장치(50)로 사행 방지를 위한 제어를 수행하는 제어부(300);
    상기 제어부(300)의 제어에 따라 롤의 갭을 조정하는 롤갭 조정기(350);
    를 구비함을 특징으로 하는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스트립 사행 방지장치(50)는
    상기 스트립의 진행경로의 양측에 상방향으로 설치된 회전롤러 가이드(53-2,55-2);
    상기 회전롤러 가이드(53-2,55-2) 각각에, 스트립의 각 단부에 해당되는 높이에 형성하여 상기 스트립의 양단 마모를 방지하기 위한 스트립 보호대(53-1,55-1);
    상기 회전롤러 가이드(53-2,55-2)에 의해 지지되고, 나사산이 형성되어 좌우로 이동 가능한 감지기 이동대(53,55);
    상기 이동대(53,55)의 나사산과 결합되어 상기 이동대(53,55)를 좌우로 이동시키는 기어박스(50-1);
    상기 이동대(53,55)의 양단부중 사행 판정 위치에 각각 설치하여, 스트립의 폭을 검출하여 상기 제어부로 제공하는 스트립 사행 검출기(54,56);
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 기어박스(50-1)를 제어하는 폭 위치 조정기(50-2);
    를 구비함을 특징으로 하는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤갭 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 롤갭 조정기(350)는
    상기 제어부의 제어에 따라 동작하고, 압연롤의 갭을 즉시(quick) 오픈을 위한 포스 모터 밸브(6-1~5);
    상기 포스 모터 밸브(6-1~5)의 동작에 따라, 상기 모터와 구동력을 분리하는 포스 모터 분리기;
    상기 제어부의 제어에 따라, 롤갭의 하중제어로서 롤갭을 제한하는 웨즈(wedge)/락커(locker) 플레이트(7); 및
    운전자의 조작에 의한 스톱기능을 수행하는 즉시(quick)스톱 및 비상스톱 스위치;
    를 포함함을 특징으로 하는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어 장치.
  4. 압연작업중의 스트립의 사행 및 파단을 검출하여 방지하기 위한 제어 방법에 있어서,
    스트립(1)이 진입되면 스트립의 폭방향 양측에서 폭을 검출하는 제1 단계;
    상기 폭 검출에 기초해서 사행으로 판정시, 압연롤의 해당 유압 압하장치를 제어하여 해당 롤갭을 조정하는 제2 단계;
    냉간압연 도중, 압연기 스텐드(21~25)내에서 스트립의 파단(판파단)을 검출하는 제3 단계;
    판파단 판정시, 저속운전(200mpm이하)중에는 압연롤 상태 정보를 운전자에게 화면으로 제공하는 단계로 진행하고, 고속 운전(200mpm이상)중에는 롤갭 즉시(quick) 오픈 제어, 전 스탠드 HYROP 마스터 오프, 텐션릴 오프를 제어하는 제4 단계;
    상기 제어에 따라 압련롤의 유압 압하 실린더를 압연롤과 오픈시키는 제5 단계; 및
    상기 제어상태를 포함하는 압연롤 상태 정보를 운전자에게 화면으로 제공하는 제6 단계;
    를 구비함을 특징으로 하는 연속 압연공정에서의 롤표면 소손방지를 위한 압연롤 갭 제어방법.
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