KR100957707B1 - 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭제어방법 - Google Patents

미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭 제어방법에 관한 것으로서, 사상압연 폭 마진 편차가 큰 경우 몰드 폭 제어하고, 사상압연 폭 마진 편차가 작은 조압연밀 속도를 제어하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 스트립 폭계에서 측정한 폭과 수요가 요구 폭을 만족하기 위한 목표 폭을 이용하여 목표 폭 마진 편차를 수신하여 평균값을 계산하는 단계와; 작업진행 중인 슬래브와 후행재 슬래브의 작업지시에서 수요가 요구 폭 변경 여부 또는 사상압연 폭마진 편차 평균이 큰 경우인지를 판정하는 단계와; 슬래브별 작업지시 폭 변경이 존재하거나 또는 사상압연 폭마진 편차 평균값이 7mm 이상 큰 경우 사상압연 목표 폭 마진 평균을 반영하여 몰드 폭 설정값 계산하여 목표 몰드 폭 설정값으로 몰드 폭을 제어하는 단계와; 사상압연 폭 마진편차 평균이 6∼3mm이내로 작거나 경우 슬래브별 사상압연 목표 폭 마진 평균과 슬래브 폭계에서 측정된 폭 평균을 반영하여 조압연 목표 폭을 계산하여 목표 폭 설정값으로 조압연밀의 속도를 제어하고 목표폭과 슬래브 폭계에서 측정한 폭 편차를 최소화하기 위해 다이나믹 폭 제어를 실시하는 단계로 구성되는 폭 제어방법을 제공한다.
연주, 연속압연, 몰드압연, 사상압연, 폭마진, 편차

Description

미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭제어방법{Method for controlling width of slab in continuous rolling mill}
도 1은 종래 고로밀 열간압연설비의 개략적 구성도
도 2는 종래 고로밀 열간압연 공정에서의 조압연 폭제어 흐름도
도 3은 종래 고로밀 열간압연 공정에서의 조압연 폭제어 동작순서도
도 4는 종래 미니밀 연주 및 연속압연설비의 구성도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭제어를 위한 시스템 구성도
도 6은 본 발명을 구현하기 위한 조압연 폭제어 동작순서도
도 7은 상기 도 6의 각 단계에서 실행되는 상세한 계산 동작을 도시하는 참고도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 연주/연속압연 피시에스 120 : 모니터
130 : 연주/연속압연 피엘시 140 : 열연 피엘시
154 : 연주기 161 : 미니밀 조압연밀
171 : 코일링 스테이션 170 : 홀딩 퍼니스
181 : 언코일링 스테이션 182 : 사상상연밀
본 발명은 인라인 스트립 설비(Inline Strip Plant) 타입 미니밀 연주 및 연속압연설비에서 슬래브 폭 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연설비에서 사상압연 후 스트립 폭계에서 측정된 스트립 폭을 이용하여 열연 피엘시에서 사상압연 목표폭 마진 편차를 구하여 연주/연속압연 피엘시로 송신하고 연주/연속압연 피엘시에서 연주/연속압연 피시에스로 송신하여 연주/연속압연 설비에서 슬래브 폭 제어시 사상압연 목표 폭 마진 편차를 활용할 수 있도록 함으로써 최종 제품 폭 적중율을 향상시킬 수 있도록 한 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 고로밀 열간압연 설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 가열로 추출온도에 의한 조압연전 슬래브 폭계에서 측정된 슬래브 입측 폭과 조압연밀의 출측 폭을 예측하여 조압연 폭을 제어하는 방법으로 국내 출원번호 10-2001-8363호의 "가열로 입, 출측 폭변화를 고려한 폭제어기술"이 공개되어 있다.
도 2는 상기 도 1의 고로밀 열간압연 공정에서의 조압연 폭제어 흐름도로서, 가열로 장입측 슬래브 온도(310)와 폭계의 실측 데이터(320)를 이용하여 제 1프로세스 제어시스템(330)에서 가열로 로온설정을 제어하고 제 2프로세스 제어시스템(335)에서 조압연 폭 제어 설정하여 고로밀 열연 조압연밀(350,370) 폭제어를 실시하고 있다.
도 3은 종래 고로밀 열간압연 공정에서의 조압연 폭제어 동작순서도로서, 상기 조압연밀에서의 폭제어 결과는 사상압연밀에서 최종 결정되는데 그 순서를 보면 압연전 분위기 온도와 입측폭을 고려하여 조압연 입측 폭을 계산하는 단계(410)와 제어조건과 수요가의 두께 및 폭 조건에 의해 조압연 및 사상압연의 출축 목표폭 값을 예측하는 단계(420)와, 입측 슬라브 폭과 조압연 출측목표폭을 고려하여 폭 퍼짐량을 계산하는 단계(430)와, 폭퍼짐량과 열보정 계수를 고려한 폭 압연량을 계산하는 단계(440)와, 각 압연기에서의 패스폭 압연량을 계산하는 단계(450)와, 각 압연기별로 패스별 폭 압연 송신 및 폭 압연 제어를 실시하는 단계(460)로 이루어져 조압연 폭 제어를 하였으나, 미니밀 설비의 경우 고로밀과 설비조건이 틀려 조압연 이후에 발생하는 온도 강하 및 강종에 따른 사상압연밀에서의 폭 퍼짐량이 상이하여 사상압연후 폭 불량이 다량 발생하였다.
도 4는 종래 미니밀 연주 및 연속압연설비의 구성도로서, 기존 고로밀 조압연의 경우 조압연 밀에서 여러 번 가역 패스를 실시하여 폭을 조정한 후 즉시 사상압연밀에서 최종 폭이 결정되는데 반해, 도 4에 도시된 미니밀 조압연밀(161)은 설비특성상 연주된 슬래브가 즉시 조압연됨으로 인하여 1회만 압연된다.
특히 고로밀 열연과 달리 미니밀 조압연의 설비특성상 차이는 연주기(154) 내에서의 주조속도와 냉각량에 따라 폭변화요인이 많고, 조압연후 코일링 스테이션(171)에서 권취하여 홀딩 퍼니스(170)를 거쳐 열연설비의 언코일링 스테이션(181)으로 이송되면서 온도강하가 발생하고, 열연설비의 언코일링 스테이션(181)에서 권취된 코일을 풀어서 사상상연밀(182)에서 사상압연을 함으로써 온도강하가 커서 폭 변화요인이 많이 발생하는 문제점이 있었다.
상기 종래의 폭 제어방식으로는 미니밀의 경우 폭 불량이 다량으로 발생하는 문제점이 있어 폭 관련 수요가 클레임이 빈발하였고, 폭 불량을 방지하기 위하여 폭마진을 크게 관리함으로써 실수율도 크게 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 사상압연 폭 마진 편차가 큰 7mm이상인 경우 슬래브폭을 50mm까지 변경할 수 있는 몰드 폭 제어로 큰 편차를 제어하고, 사상압연 폭 마진 편차가 6mm 이하인 경우 연주/연속압연 피시에스에 의한 목표폭 설정제어와 연주/연속압연 피엘시에 의한 조압연밀 속도를 제어하는 다이나믹 폭 제어를 통하여 최종 제품 폭의 폭 불량을 최소화시키고, 폭 마진을 최소화하여 실수율을 향상시킬 수 있도록 한 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 (A) 사상압연 이후 스트립 폭계에서 측정한 폭과 수요자가 요구한 폭인 목표 폭을 이용하여 산출된 사상압연 목표 폭 마진 편차를 열연 피엘시로부터 수신하고, 그 평균값을 계산하는 단계와; (B) 작업진행 중인 슬래브와 후행재 슬래브 간에 수요자가 요구한 폭의 변경이 있는지 여부 또는 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 7mm이상인지 여부를 판정하는 단계와; (C) 상기 수요자가 요구한 폭의 변경이 존재하거나 또는 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 7mm 이상인 경우, 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 반영하여 몰드 폭 설정값 계산하고 연주/연속압연 피엘시로 송신하는 단계와; (D) 연주/연속압연 피엘시에서 상기 몰드 폭 설정값으로 몰드 폭을 제어하는 단계와; (E) 상기 수요자가 요구한 폭의 변경이 존재하지 않거나 또는 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 3-6mm로 작은 경우, 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 슬래브 폭계에서 측정된 폭 평균을 반영하여 조압연 목표 폭 설정값을 계산하는 단계와; (F) 상기 (E)단계에서 계산된 조압연 목표 폭 설정값을 연주/연속압연 피엘시로 송신하는 단계와; (G) 상기 연주/연속압연 피엘시에서 상기 조압연 목표 폭 설정값으로 조압연밀의 속도를 제어하는 단계와; (H) 피엘시에서 상기 조압연 목표 폭 설정값과 슬래브 폭계에서 측정한 폭 간의 편차를 최소화하기 위해 다이나믹 폭 제어를 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 폭 제어방법을 제공한다.
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 슬래브 폭제어를 위한 시스템 구성도로서, 연주/조압연 운전실에 구비되어 사상압연 목표 폭 마진 편차 및 평균값을 표시하는 모니터(120)와, 열연 설비에 설치되며 수요자가 요구한 폭인 목표 폭을 고려한 마진폭 대비 실측 폭편차를 계산하여 연주/연속압연 피엘시로 송신하며 사상압연기 두께를 제어하는 열연 피엘시(140)와, 연주/연속압연 설비에 설치되며 몰드폭을 제어하고 조압연기 목표폭 설정 및 속도를 제어하고 조압연기를 다이나믹 제어하여 상기 열연 피엘시로부터 피엘시 네트워크를 통해 데이터를 수집하고 상기 수집된 데이터를 연주/연속압연 피시에스로 전송하는 연주/연속압연 피엘시(130)와, 연주/연속압연설비에 설치되며 몰드 폭 설정을 제어하고 조압연 두께 및 폭설정을 제어하며 사상압연 목표 폭 마진 편차 및 평균값을 화면으로 표시하기 위하여 연주/조압연 운전실의 모니터로 전송하는 연주/연속압연 피시에스(110)를 포함하여 구성한다.
도 6은 본 발명을 구현하기 위한 폭제어 동작 순서도로서, 본 발명에 의한 미니밀 연주 및 연속 압연설비에서의 슬래브 폭 제어방법은 열연 피엘시(140)로부터 사상압연밀(182)에서 압연후 스트립 폭계(183)에서 측정한 폭과 수요자가 요구한 폭을 만족하기 위한 목표 폭을 이용하여 사상압연 목표 폭 마진 편차를 수신하여 그 평균값을 계산하는 제 1단계(510)와; 작업진행 중인 슬래브와 후행재 슬래브에 대한 작업지시에 의해 수요자가 요구한 폭이 변경되었는지 여부, 혹은 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 7mm 이상인지 여부를 판정하는 제 2단계(520)와; 작업지시에 의해 수요자가 요구한 폭이 변경된 경우 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 반영하여 몰드 폭 설정값을 계산하고 피엘시(130)로 송신하는 제 3단계(530)와; 피엘시(130)에서 몰드 폭 설정값으로 몰드(153) 폭을 제어하는 제 4단계(540)와; 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 3∼6mm이내로 작은 경우를 판단하는 제 5단계(550)와; 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 슬래브 폭계(163)에서 측정된 슬래브 폭 평균을 반영하여 조압연 목표 폭 설정값을 계산하는 제 6단계(560)와; 상기 제 6단계에서 계산된 조압연 목표 폭 설정값을 피시에스(110)에서 피엘시(130)로 송신하는 제 7단계(570)와; 상기 제 7단계에서 피엘시(130)가 수신한 조압연 목표 폭 설정값으로 후행재 슬래브 처음부문을 제어하기 위하여 두번째 조압연밀 속도를 제어하는 제 8단계(580)와; 상기 제 6단계에서 수신한 조압연 목표 폭 설정값과 상기 제 7단계에서 조압연 밀 속도제어로 발생되는 슬래브 폭을 슬래브 폭계(163)에서 측정한 폭과 목표 폭 설정값과 편차를 최소화하기 위해 다이나믹 폭 제어를 실시하는 제 9단계(590)로 구성된다.
도 7은 상기 도 6의 각 단계에서 실행되는 상세한 계산 동작을 도시하는 참고도로서, 제 1단계에서 실행되는 사상압연 목표 폭 마진 편차 계산단계(610)와, 제 3단계에서 실행되는 몰드 폭 설정값 계산단계(620)와, 제 6단계에서 실행되는 조압연 목표 폭 계산단계(630)와, 제 9단계에서 실행되는 피엘시 조압연 다이나믹 폭제어 값 계산단계(640)에서의 연산 프로세스를 도시하고 있다.
상기 사상압연 목표 폭 마진 편차 계산단계(610)에서의 연산 프로세스는 수요자가 요구한 폭인 사상압연 출축 목표폭과 마진 폭을 더한 값으로부터 실제 측정한 폭값(사상압연 출측 폭계)을 감산해내는 프로세스이다.
상기 몰드폭 설정값 계산단계(620)에서의 연산 프로세스는 이전 강판의 실제 몰드폭과 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 더한 값으로부터 다음 슬래브 지시 목표 폭과 이전 슬래브 지시 목표 폭과의 차이값을 감산해내는 프로세스이다.
상기 조압연 목표폭 계산단계(630)에서의 연산 프로세스는 이전 슬래브 조압연 목표 폭에 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 폭편차(이전 슬래브 조압연 목표 폭과 이전 슬래브 실측 폭 평균값과의 차이값)를 가산해내는 프로세스이다.
상기 피엘시 조압연 다이나믹 폭제어 값 계산단계(640)에서의 연산 프로세스는 조압연 출측 속도를 조압연 입측 속도로 나누어 얻은 결과(조압연 출측 속도/조압연 입측 속도)에 당해 슬래브 목표 폭과 슬래브 실측 폭과의 차이값(당해 슬래브 목표 폭-슬래브 실측 폭)에 폭편차에 따른 속도 변화율을 곱한 후 1을 더한 값을 곱하는 프로세스이다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 작용 및 그 효과를 설명하면 다음과 같다.
열연설비에서 사상압연밀(182)로 압연을 하면, 열연 피엘시(140)가 수요자가 요구한 폭인 사상압연 출측 목표 폭에 마진 폭을 더한 후 사상압연 후 스트립 폭계(183)에서 측정한 폭을 빼서(610) 사상압연 목표 폭 마진 편차를 계산하여 연주/연속압연 피엘시로(130)로 송신하면 연주/연속압연 피시에스(110)로 최종 수신한다.
연주/연속압연 피시에스(110)는 수신된 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 계산한다(510). 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 순시치 데이터는 연주/연속압연 운전실 화면(120)에 표시된다.
슬래브 전단부가 펜들럼 쉬어에서 전단되면 슬래브별 작업지시 데이터 베이스에서 폭변경 여부가 있는지 판단한다(520).
작업지시에 폭 변경이 존재하면 열연 피엘시(140)로부터 수신한 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 사용하여 몰드(153) 폭 설정값을 계산하여 피엘시(130)에 송신한다.(530)
몰드 폭 설정값은 이전 강번의 실제 몰드 폭에 전후 슬래브의 작업지시 폭 편차를 더하고 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 더하여 구한다.(620) 작업지시 폭 편차는 다음 슬래브 지시목표 폭에서 이전 슬래브 지시목표 폭을 빼서 구한다.
피엘시(130)에서 피시에스(110)로부터 수신한 목표 몰드 폭 설정값으로 몰드 폭을 제어한다.(540)
작업지시에 폭 변경이 없는 경우, 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 슬래브 폭계(163)에서 측정된 폭 평균을 반영하여 조압연 목표 폭을 계산(550)하는데, 조압연 목표 폭은 이전 슬래브 조압연 목표 폭에 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 더하고 폭 편차를 더하여 계산한다.(630) 폭 편차는 이전 슬래브 조압연 목표 폭에서 이전 슬래브 실측 폭 평균값을 빼서 계산한다.
상기에서 계산한 조압연 목표 폭을 피엘시로 송신(560)하면 피엘시는 조압연 목표 폭과 슬래브 폭계(163)에서 측정한 실측 폭의 편차를 최소화하기 위하여 다이나믹 폭제어를 실시한다.(570) 피엘시 조압연 다이나믹 폭 제어값은 조압연(161) 출측 속도를 조압연 입측 속도로 나누고 당해재 슬래브 목표 폭에서 슬래브 실측 폭을 뺀 값에 폭편차에 따른 속도변화율을 곱한 값에 1을 더하여 곱하여 구한다.(640)
이상과 같이 본 발명은 열연공정의 사상압연밀에서 사상압연후 계측기로 측정한 폭의 목표 폭마진 편차를 연주 몰드폭(153) 제어 및 조압연밀(161)에서 두께압연시 반영하도록 하여, 슬래브별로 작업지시된 폭이 상이한 경우 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 반영하여 몰드 폭을 조정하고, 작업지시된 폭이 동일한 슬래브 내에서는 피엘시(130)에서 목표 폭대비 슬래브 폭계(163)에서 실제 측정한 폭의 편차를 최소화하도록 다이나믹 제어를 하고 조압연후 온도 강하 및 강종에 따라 변하는 출측 폭 변화값을 피드백하여 폭을 제어함으로써 폭 불량 발생 저하 및 폭마진을 작게 관리할 수 있게 한다.
이상의 본 발명에 의하면, 사상압연 출측의 실측된 목표폭 마진편차를 조압연에 반영하고, 작업지시에 슬래브간 폭 변경이 있을 경우 몰드 폭변경으로 큰 폭 편차를 줄일 수 있으며, 슬래브 온도 및 연주 속도등에 의한 슬래브내에서 작은 폭 편차인 목표 폭 대비 실측 폭 편차는 피시에스(110)의 조압연 목표 폭 설정값을 활용하여 피엘시(130)에서 다이나믹 폭 제어를 함으로써 폭 적중율을 향상시킬 수 있고 정교하게 제어가 가능함으로써 폭 불량 방지를 위한 폭 마진을 15mm 이상 관리하였던 것을 10mm 이하로 관리함으로써 조업실수율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. (A) 사상압연 이후 스트립 폭계에서 측정한 폭과 수요자가 요구한 폭인 목표 폭을 이용하여 산출된 사상압연 목표 폭 마진 편차를 열연 피엘시로부터 수신하고, 그 평균값을 계산하는 단계와;
    (B) 작업진행 중인 슬래브와 후행재 슬래브 간에 수요자가 요구한 폭의 변경이 있는지 여부 또는 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 7mm이상인지 여부를 판정하는 단계와;
    (C) 상기 수요자가 요구한 폭의 변경이 존재하거나 또는 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 7mm 이상인 경우, 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 반영하여 몰드 폭 설정값 계산하고 연주/연속압연 피엘시로 송신하는 단계와;
    (D) 연주/연속압연 피엘시에서 상기 몰드 폭 설정값으로 몰드 폭을 제어하는 단계와;
    (E) 상기 수요자가 요구한 폭의 변경이 존재하지 않거나 또는 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값이 3-6mm로 작은 경우, 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 슬래브 폭계에서 측정된 폭 평균을 반영하여 조압연 목표 폭 설정값을 계산하는 단계와;
    (F) 상기 (E)단계에서 계산된 조압연 목표 폭 설정값을 연주/연속압연 피엘시로 송신하는 단계와;
    (G) 상기 연주/연속압연 피엘시에서 상기 조압연 목표 폭 설정값으로 조압연밀의 속도를 제어하는 단계와;
    (H) 피엘시에서 상기 조압연 목표 폭 설정값과 슬래브 폭계에서 측정한 폭 간의 편차를 최소화하기 위해 다이나믹 폭 제어를 실시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 폭 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (A)단계는,
    상기 수요자가 요구한 폭인 사상압연 출축 목표폭에 마진 폭을 더한 값으로부터 실제 측정한 폭값(사상압연 출측 폭계)을 감산하여 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차를 계산하는 것을 특징으로 하는 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 폭 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (C)단계는,
    이전 강판의 실제 몰드폭에 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값을 더한 값으로부터 상기 수요자가 요구한 폭의 변경량을 감산하여 상기 몰드 폭 설정값을 계산하는 것을 특징으로 하는 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 폭 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (E)단계는,
    이전 슬래브 조압연 목표 폭에 상기 사상압연 목표 폭 마진 편차의 평균값과 폭편차(이전 슬래브 조압연 목표 폭과 이전 슬래브 실측 폭 평균값과의 차이값)를 가산하여 상기 조압연 목표 폭 설정값을 계산하는 것을 특징으로 하는 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 폭 제어방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 (H)단계는,
    조압연 출측 속도를 조압연 입측 속도로 나누어 얻은 결과(조압연 출측 속도/조압연 입측 속도)에 당해 슬래브 목표 폭과 슬래브 실측 폭과의 차이값(당해 슬래브 목표 폭-슬래브 실측 폭)에 폭편차에 따른 속도 변화율을 곱한 후 1을 더한 값을 곱하여 다이나믹 폭제어 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 미니밀 연주 및 연속압연설비에서의 폭 제어방법.
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