KR100997337B1 - 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법에 관한 것이다. 본 발명은조압연기 출측을 통과하여 사상압연으로 취입되는 바(Bar) 선단부의 온도 데이터를 조압연기 출측에 설치된 파이로미터를 이용하여 획득하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 획득된 전체 온도 데이터의 평균을 계산하는 제2단계와; 상기 제1단계에서 획득된 전체 온도 데이터에서 상기 제2단계에서 계산된 전체 평균온도 미만 데이터와 최대 온도값의 데이터를 제외한 나머지 데이터의 평균을 계산하는 제3단계;를 포함한다. 본 발명은 정확한 조압연 출측 실적 온도를 산출하므로 판 제품의 두께 정확도 및 재질의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
조압연기 출측 온도, 사상압연기, 압하율
Description
본 발명은 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사상압연의 압하율을 정확하게 설정하기 위한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 열간압연공정은 연속주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab)를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 다음 조압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 압연한 후 냉각설비를 이용하여 최종 강재로 생산하는 것이다.
조압연은 압연되어 생산되는 강재의 폭을 조정하고, 사상압연에서는 강재의 두께를 조정한다. 강재의 두께는 사상압연의 압하율을 설정하여 조정한다.
그런데, 최종 강재의 두께는 압하율 뿐만 아니라 압연롤에 대한 소재의 변형저항에도 영향을 받는다. 그리고, 압연롤에 대한 소재의 변형저항은 조압연을 통과한 강재의 온도에 영향을 받는다. 따라서 사상압연의 압하율을 설정하기 위해서는 조압연기 출측 온도를 산출하는 것이 필요하다.
도 1은 조압연기의 출측 온도를 이용하여 사상압연롤의 압하율을 설정하는 방법을 보인 구성도이고, 도 2는 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 보인 블럭도이며, 도 3은 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 나타낸 그래프이고, 도 4는 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법에 의한 문제점을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 열간압연에서 조압연기(RM)(1)의 출측 온도(RDT, Roughing mill Delivery Temperature)의 실적 값은 조압연기 출측에 설치된 온도센서인 파이로미터(Pyrometer)(3)로부터 얻어진다.
그리고, 파이로미터(3)로부터 얻어진 조압연기의 출측 온도 실적값은 사상압연기 입측온도(FET, Finishing mill Entry Temperature)(6)의 예측 값을 계산하는 데이터로 사용되고, 이 온도 값을 이용하여 사상압연에서 압연롤에 대한 소재의 변형저항을 계산하게 된다.
그리고 소재의 변형저항 값과 사상압연시 소재와 압연롤과의 접촉면적 값을 이용하여 압연하중을 계산하게 되고, 이 하중을 사상압연의 각 스탠드별(5)로 배분하게 된다. 이를 통해 사상압연기(5) 출측에서의 강재의 최종 두께가 결정된다.
따라서 조압연기(1) 출측 온도의 실적값은 제품의 최종 두께를 결정하는데 중요한 요인 중 하나로써 정확한 조압연 출측 온도 실적값은 정확한 소재의 두께의 확보에 필수적이다. 참고로, 도면부호 7번은 사상압연 출측온도(FDT)을 측정하는 온도센서이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바에 의하면, 종래의 조압연 출측 온도의 실적값은 조압연기 출측을 통과하여 사상압연으로 취입되는 바(Bar)(S) 선단부의 10개 포인 트의 실적을 획득하고, 획득한 포인트의 최대값과 최소값을 제외한 나머지 8포인트의 평균을 계산하여 조압연 출측 온도의 실적값으로 산출한다. 여기서 획득안 포인트의 최대값과 최소값은 바 내부의 이물질 또는 외부 수증기의 영향으로 인해 조압연 출측 온도의 실적값이 강하된 값으로 보아 제외한다. 여기서, 바(Bar)는 조압연기를 통과하고 스트립(Strip) 형태로 가공되기 전의 강재를 지칭한다.
그러나 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
도 4에 도시된 바에 의하면, 조압연기 출측의 파이로미터를 통과하는 대부분의 바는 디스케일러(Descaler)를 통과하면서 분사된 물이 바 표면상에 고여있거나, 스케일이 바의 표면상에 있는 경우가 많다. 이러한 이유로 바 표면상에는 국부적으로 또는 전체적으로 온도가 강하되는 경우가 많다(예컨데, 도 4의 A와 B의 경우).
따라서 종래의 방법처럼 획득된 온도의 최대, 최소값만 제외하고 나머지를 평균 내어 조압연기의 출측 실적온도를 산출하는 방법은 산출된 실적 온도가 바 표면의 이물질로 인해 온도가 강하되는 부분만을 반영한 것이므로 정확한 조압연기 출측 실적 온도라고 보는 것은 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 정확한 조압연기 출측 실적 온도를 산출할 수 있도록 조압연기를 통과한 바(Bar) 표면의 이물질뿐만 아니라 바 상에 고여있는 물과 스케일 등에 의한 온도 강하요인까지 고려한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 조압연기 출측을 통과하여 사상압연으로 취입되는 바(Bar) 선단부의 온도 데이터를 조압연기 출측에 설치된 파이로미터를 이용하여 획득하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 획득된 전체 온도 데이터의 평균을 계산하는 제2단계와; 상기 제1단계에서 획득된 전체 온도 데이터에서 상기 제2단계에서 계산된 전체 평균온도 미만 데이터와 최대 온도값의 데이터를 제외한 나머지 데이터의 평균을 계산하는 제3단계;를 포함한다.
상기 바 선단부의 온도 데이터는 15~18개 범위로 획득하여 조압연기의 출측 실적 온도 산출에 사용한다.
본 발명은 조압연기를 통과한 바(Bar) 표면의 이물질뿐만 아니라 바 상에 고여있는 물과 스케일 등에 의한 온도 강하요인까지 고려한 방법으로 조압연기의 출측 실적 온도를 산출한다.
이는 보다 정확한 조압연 출측 온도를 획득함으로써 사상압연 입측온도의 예측값에 대한 정확도를 높여 압연롤에 대한 소재의 변형저항 및 압연 하중 예측에 대한 정확도를 높이게 된다. 따라서 사상압연에서 정확한 압연하중을 설정하게 되어 압연 출측에서의 소재의 두께의 정확도를 높이게 된다.
또한, 본 발명은 정확한 사상압연 입측온도 및 사상압연 출측 온도의 확보를 가져오므로 소재의 재질 특성을 결정하는 권취온도 적중율을 높일 수 있게 된다. 따라서 제품의 두께 정확도 및 최종 제품의 재질을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 보인 블럭도이고, 도 6은 본 발명에 의한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 나타낸 그래프이며, 도 7은 조압연기 출측 실적 온도 편차에 따른 최종 강재의 두께편차를 나타낸 실적 데이터이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 조압연기 출측 실적 온도 산출 방법은 조압연기 출측을 통과하여 사상압연으로 취입되는 바(Bar) 선단부의 온도 데이터를 획득하는 제1단계와(S1), 제1단계에서 획득한 전체 온도의 평균을 계산하는 제2단계와(S2), 제2단계에서 계산한 전체온도 평균값 미만 데이터와 최대 온도값을 제외하고 나머지 데이터 값의 평균을 계산하여 조압연 출측 온도의 실적값으로 산출하는 제3단계(S3)를 구비한다.
제1단계에서는 바 선단부의 15개 온도를 읽는다. 여기서 15개의 온도값을 대상으로 한 이유는 제3단계에서 전체 평균 미만의 값은 모두 버리므로 전체 평균 이상의 값에 대한 신뢰성을 높이기 위해 종래의 10개에서 15개로 샘플링 데이터 개수를 증가시킨 것이다.
이때, 바 선단부의 온도는 조압연기 출측에 설치된 온도센서인 파이로미터(Pyrometer)로부터 얻어진다. 파이로미터가 바 선단부의 온도를 읽는 시간은 0.05sec 정도이다. 바 선단부의 온도는 많은 데이터를 획득할수록 조압연 출측 실적 온도의 신뢰성을 높인다. 그러나 바의 이송속도를 고려한 샘플링 시간을 고려하면 15~18개 정도가 적당하다.
제2단계에서는 실제의 바(Bar)만의 온도 실적을 선별적으로 획득하기 위하여 바 선단부의 15개 온도값 중에서 전체 평균 온도를 계산한다. 이는, 바 표면상에 있는 스케일이나 물과 같은 이물질로 인하여 바의 온도가 강하하는 영향을 고려한 것이다.
제3단계에서는 15개 온도값 중에서 전체온도 평균값 미만 데이터와 최대 온도값을 제외한 나머지 값의 평균을 계산한다. 이 평균값이 조압연 출측 실적 온도값이다. 여기서, 전체 평균 미만의 값은 바 표면의 이물질(예컨데, 스케일)로 인해 온도가 강하된 부분이고, 평균 이상의 값 중에서 가장 온도가 높은 값은 바 내부의 이물질(노이즈) 등의 영향으로 인해 온도가 강하된 값이므로 제외한다.
정리하면, 본 발명은 파이로미터로 바 선단부의 15개의 온도를 읽은 후, 읽은 데이터 전체의 평균값을 계산하고 평균값 미만의 데이터와 최대 온도 데이터를 제외한 나머지 데이터의 평균값을 조압연 출측 실적 온도값으로 산출하는 것이다.
이하, 상술한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 실시예를 통해 설명하기로 한다.
실시예: 비교예는 조압연 출측에 설치된 파이로미터로부터 실적 온도 획득시 사상압연으로 취입되는 바 선단부의 10포인트의 온도 값 중 최대 및 최소값을 제외한 나머지 온도의 평균값을 조압연 출측 온도의 실적값으로 산출한 것이다.
그리고 실시예는 조압연 출측에 설치된 파이로미터로부터 실적 온도 획득시 사상압연으로 취입되는 바 선단부의 15포인트의 온도 값 중 최대 값 및 전체 데이터 평균값 미만의 온도를 제외한 나머지 온도의 평균값을 조압연 출측 온도의 실적값으로 산출한 것이다.
표 1은 본 발명과 종래의 평균 조압연 출측 온도(RDT) 편차를 비교하여 나타낸 실적 데이터이다. .
| 구분 | 비교예(종래) | 실시예(본 발명) |
| 평균 RDT 편차(℃) | 34 | 20 |
| 평균 두께 편차율(%) | 1.8 | 1.6 |
표 1의 실험결과에 의하면, 본 발명의 방법을 적용한 실시예의 경우 조압연 출측 온도 편차와 두께 편차 모두 종래에 비해 낮음을 확인할 수 있다.
두께 편차율을 구하는 식은 [목표두께-실적두께]/목표두께×100로 두께 편차가 낮을수록 목표두께가 실적두께에 근접함을 알 수 있다.
도 7을 살펴보면, 전체적으로 조압연기 출측 온도 편차가 클수록 두께 편차가 증가하고 있다. 비교예(S1)의 경우 평균 조압연기 출측 온도 편차가 34℃로 두께 편차율이 1.8%이며, 본 발명을 적용한 실시예(S2)의 경우 평균 조압연기 출측 온도가 15℃로 줄어 두께 편차가 1.6%로 11%정도 감소하였다. 따라서 조압연 출측 온도 편차를 줄임으로써 제품의 두께 편차율을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 조압연기의 출측 온도를 이용하여 사상압연롤의 압하율을 설정하는 방법을 보인 구성도.
도 2는 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 보인 블럭도.
도 3은 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 나타낸 그래프.
도 4는 종래의 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법에 의한 문제점을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 의한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 보인 블럭도.
도 6은 본 발명에 의한 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법을 나타낸 그래프.
도 7은 조압연기 출측 실적 온도 편차에 따른 최종 강재의 두께편차를 나타낸 실적 데이터.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1:조압연기 3:온도센서(파이로미터)
5:사상압연기 6:사상압연 입측온도 측정 온도센서
7:사상압연 출측온도 측정 온도센서
Claims (2)
- 조압연기 출측을 통과하여 사상압연으로 취입되는 바(Bar) 선단부의 온도 데이터를 조압연기 출측에 설치된 파이로미터를 이용하여 획득하는 제1단계와;상기 제1단계에서 획득된 전체 온도 데이터의 평균을 계산하는 제2단계와;상기 제1단계에서 획득된 전체 온도 데이터에서 상기 제2단계에서 계산된 전체 평균온도 미만 데이터와 최대 온도값의 데이터를 제외한 나머지 데이터의 평균을 계산하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 바 선단부의 온도 데이터는 15~18개 범위로 획득하여 조압연기의 출측 실적 온도 산출에 사용하는 것을 특징으로 하는 조압연기의 출측 실적 온도 산출 방법.
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