KR101227965B1

KR101227965B1 - 스트립 정지 위치 제어방법

Info

Publication number: KR101227965B1
Application number: KR1020100136676A
Authority: KR
Inventors: 이선종; 양용호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2013-01-30
Also published as: KR20120074740A

Abstract

본 발명은 페이 오프 릴(pay off reel, 이하 POR)에 감겨진 스트립의 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키기 위한 스트립 정지 위치 제어방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이동하는 스트립의 말단부를 용접 위치에 위치시켜 후속 POR의 스트립 전단부와 정확히 용접시키기 위한 스트립 정지 위치 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법은, 압연 설비에서 POR의 스트립 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키는 스트립 정지 위치 제어방법에 있어서, (a) 스트립 이동 속도의 감속 시작 길이(DL)가 설정되는 단계; (b) POR에 감겨있는 스트립 길이(PL)를 예측하고, POR로부터 용접 위치까지의 길이(S)와 PL을 더하여 스트립 예측 잔여 길이(EL)를 계산하는 단계; (c) 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)가 상기 감속 시작 길이(DL)와 일치하면, 상기 스트립의 이동 속도가 감속구간 및 기설정된 시간만큼의 등속구간에 대응하여 변화되는 단계; 및 (d) 스트립의 실제 잔여 길이(RL)가 센서에 의해 측정되면, 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)와 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)의 오차만큼 상기 등속구간 시간이 변화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스트립 정지 위치 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING A LOCATION OF STRIP END}

본 발명은 페이 오프 릴(pay off reel, 이하 POR)에 감겨진 스트립의 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키기 위한 스트립 정지 위치 제어방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이동하는 스트립의 말단부를 용접 위치에 위치시켜 후속 POR의 스트립 전단부와 정확히 용접시키기 위한 스트립 정지 위치 제어방법에 관한 것이다.

철강 공정은 세부적으로 수많은 공정들로 이루어져 있다. 수많은 철강 공정 중 어느 하나의 공정의 처리 시간이 약 1분만 단축되더라도, 연간 약 수십 억원을 절감할 수 있기 때문에, 철강업체들은 공정 처리 시간 단축을 위해 많은 노력을 기울이고 있다.

철강 공정은 크게 제선-제강-연주-압연 공정으로 이루어진다. "압연 공정"은 연주 공정에 의해 생산된 중간 소재를 회전하는 여러 개의 스탠드 사이를 통과시켜 연속적인 힘을 가함으로써 늘리거나 얇게 하여 강판이나 선재를 만드는 공정이다.

열간 압연을 마친 스트립은 POR에 권취되고, 냉간 압연 공정이 진행되는 경우, 스트립이 POR에서 풀리면서 스탠드 사이로 이동한다.

POR에서 모든 스트립이 풀리면, 스트립의 말단부는 용접 위치에서 정지되고, 후속 POR 스트립의 전단부와 용접이 되어 냉간 압연 공정이 계속 진행된다.

이 경우, 스트립의 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키기 위한 제어가 냉간 압연 공정에서 매우 중요하다. 스트립의 말단부가 용접 위치를 지나쳐서 정지하는 경우에는 스트립이 루퍼(looper)에 빠질 수 있기 때문에 이를 복구하기 위해 몇 시간이 소요될 수도 있다. 이러한 공정 시간의 추가는 막대한 처리 비용을 증가시킨다.

스트립의 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키기 위해 오랜 시간에 걸쳐 천천히 정지시킨다면 이는 역시 공정 시간의 추가를 야기하며, 역으로, 공정 시간의 단축을 위해 스트립 말단부를 빠르게 정지시킨다면, 정지 위치의 정확성이 떨어지게 될 것이다.

결국, 스트립 말단부를 정확한 용접 위치에 최단 시간 내에 정지시키기 위한 기술적 해결방안이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 최단 시간 내에 스트립의 말단부를 용접 위치에 정지시킴으로써, 압연 공정 시간을 단축시키고, 스트립의 말단부가 용접 위치를 벗어나는 상황을 방지하여 불필요한 복구 작업이 발생되지 않도록 하기 위한 스트립 정지 위치 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법은, 압연 설비에서 POR의 스트립 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키는 스트립 정지 위치 제어방법에 있어서, (a) 스트립 이동 속도의 감속 시작 길이(DL)가 설정되는 단계; (b) POR에 감겨있는 스트립 길이(PL)를 예측하고, POR로부터 용접 위치까지의 길이(S)와 PL을 더하여 스트립 예측 잔여 길이(EL)를 계산하는 단계; (c) 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)가 상기 감속 시작 길이(DL)와 일치하면, 상기 스트립의 이동 속도가 감속구간 및 기설정된 시간만큼의 등속구간에 대응하여 변화되는 단계; 및 (d) 스트립의 실제 잔여 길이(RL)가 센서에 의해 측정되면, 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)와 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)의 오차만큼 상기 등속구간 시간이 변화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d)단계는, (d-1) 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)가 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)보다 길다면, 상기 등속구간 시간을 증가시키고, 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)가 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)보다 짧다면, 상기 등속구간 시간을 감소시키는 단계일 수 있다.

상기 POR에 감겨있는 스트립 길이(PL)의 예측은, (b-1) 상기 POR과 이에 감겨진 스트립의 전체 반지름(RO) 및 상기 POR의 반지름(RI)을 측정하는 단계; 및 (b-2) [(πRO²-πRI²)/T](상기 T는 스트립의 두께이다)에 의해 상기 스트립 길이(PL)를 예측하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.

상기 스트립의 두께(T)는, 상기 감속 시작 길이(DL)에 대응하는 스트립 후단부의 평균 두께일 수 있다.

상기 스트립의 두께(T)는, 상기 POR에 구비된 두께 측정부로부터 측정된 스트립의 두께일 수 있다.

또한, 상기 (c)단계는, (c-1) 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)가 상기 감속 시작 길이(DL)와 일치하면, 상기 스트립의 이동 속도가 감속구간, 기설정된 시간만큼의 제1등속구간, 기설정된 시간만큼의 제2등속구간에 대응하여 변화되는 단계이되, 상기 (d)단계는, (d-2) 상기 스트립의 제1실제 잔여 길이(RL1)가 제1센서에 의해 측정되면, 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)와 상기 스트립 제1실제 잔여 길이(RL1)의 제1오차만큼 제1등속구간 시간이 변화되는 단계; 및 (d-3) 상기 스트립의 제2실제 잔여 길이(RL2)가 제2센서에 의해 측정되면, 상기 스트립 제1실제 잔여 길이(RL1)와 상기 스트립 제2실제 잔여 길이(RL2)의 제2오차만큼 제2등속구간 시간이 변화되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 등속구간 시간은, 상기 스트립의 두께(T)가 얇을수록 길게 설정될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 인해, 스트립의 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시킬 수 있고, 스트립의 말단부가 용접 위치를 벗어남으로써 발생할 수 있는 복구 작업을 수행하지 않아도 된다.

또한, 스트립의 말단부를 최단 시간 내에 제어하여, 압연 공정 시간을 단축시키고, 이는 연간 약 수십 억원의 처리비용 절감효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법의 흐름을 도시하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법에 따라 센서를 하나로 한 경우의 스트립 속도의 감소를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법에 따라 센서를 두 개로 한 경우의 스트립 속도의 감소를 도시하는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 예시적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지의 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법의 흐름을 도시하는 순서도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 스트립(120)의 말단부를 용접 위치에 정확히 위치시키기 위해, 스트립(120) 이동 속도가 감속되기 시작하는 스트립의 길이인 감속 시작 길이(DL)가 설정된다(S10). 스트립(120) 이동 속도의 감속도, POR(110)로부터 용접 위치까지의 거리(S)를 고려하여 설정될 수 있다.

POR(110)에 감겨있는 스트립(120)의 길이(PL)를 예측하고(S20), POR(110)로부터 용접 위치까지의 길이(S)와 PL을 더하여 스트립(120)의 예측 잔여 길이(EL)를 계산한다(S30). 스트립(120)의 예측 잔여 길이(EL)란, 용접 위치에 도착하지 못하고 남아있는 스트립(120)의 길이를 의미한다.

스트립(120)의 두께(T), POR(110)과 이에 감겨진 스트립(120)의 전체 반지름(RO), POR(110)의 반지름(RI)을 이용하여 스트립(120) 길이(PL)의 예측이 가능하다.

즉, PL·T = [πRO²-πRI²]이므로,

PL = [πRO²-πRI²]/T가 된다.

POR(110)과 이에 감겨진 스트립(120)의 전체 반지름(RO)과 POR(110)의 반지름(RI)은 실시간으로 측정된다.

스트립(120)의 두께(T)를 이전 공정인 열간 압연 공정의 평균 스트립 두께로 사용한다면, POR(110)에 감겨있는 스트립(120)의 두께 편차를 고려하지 않게 되어 정확한 위치제어가 어렵게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법은, 스트립(120)의 이동 속도의 감속 시작 길이(DL)에 대응하는 스트립(120) 후단부의 평균 두께를 이용한다. 스트립(120) 전단부와 스트립(120) 후단부는 두께가 상이하며, 스트립(120) 후단부의 평균 두께가 스트립(120) 길이(PL) 예측에 더 정확한 정보를 제공하기 때문이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법은, POR(110)에 두께 측정부(160)를 구비하여, 실시간으로 스트립(120)의 두께를 측정할 수도 있다.

스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)가 미리 설정된 감속 시작 길이(DL)와 일치하는지 판단하고(S40), 일치하지 않으면 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)를 계속하여 계산한다.

스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)가 미리 설정된 감속 시작 길이(DL)와 일치하면, 스트립(120) 이동 속도의 감속이 시작된다. 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)가 스트립(120)의 실제 잔여 길이(RL)는 오차가 존재하여 완전하게 일치하지는 않기 때문에, 스트립(120) 이동 속도를 계속하여 감속시킨다면, 스트립(120) 말단부를 용접 위치에 정확히 위치시킬 수 없을 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법은, 감속구간 외에 기설정된 시간만큼의 등속구간을 두어 스트립(120) 이동속도가 이와 대응하여 변하도록 한다(S50). 스트립(120) 이동 속도의 감속도를 변화시킬 수 있다면, 스트립(120) 말단부를 용접 위치에 짧은 시간 안에 정확히 정지시킬 수 있지만, 스트립(120) 이동 속도의 감속도는 일정하기 때문에 등속구간을 두어 오차 제어를 하는 것이다.

스트립(120) 이동 속도가 줄어듦에 따라 스트립(120) 실제 잔여 길이(RL)도 점점 줄어든다. 압연 설비에는 센서가 구비될 수 있으며, 센서는 스트립(120)의 실제 잔여 길이(RL)를 측정한다(S60).

센서가 측정한 스트립(120) 실제 잔여 길이(RL)와 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)가 일치하는지 판단하여, 일치한다면 기설정된 시간만큼 등속구간을 지나도록 하고, 실제 잔여 길이(RL)가 더 길다면, 등속구간 시간을 증가시킨다. 역으로, 실제 잔여 길이(RL)가 더 짧다면, 등속구간 시간을 감소시킨다(S70).

상기에서 설명한 단계들에 의해 스트립(120)의 말단부는 용접 위치에 정확히 정지하게 된다(S80).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법에 따라 센서를 하나로 한 경우의 스트립(120) 속도의 감소를 도시하는 그래프이다.

도 3(a)는 스트립(120) 실제 잔여 길이(RL)와 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)가 일치할 때의 스트립(120) 이동 속도의 감속을 도시하는 그래프이고, 도 3(b)는 스트립(120) 실제 잔여 길이(RL)가 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)보다 길 때의 그래프이며, 도 3(c)는 스트립(120) 실제 잔여 길이(RL)가 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)보다 짧을 때의 그래프이다.

도 3(b)의 등속구간 시간이 도 3(a)의 등속구간 시간보다 길게 변화된 것을 확인할 수 있다. 이와 마찬가지로, 도 3(c)의 등속구간 시간은 도 3(a)의 등속구간 시간보다 짧게 변화된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법에 있어서, 스트립(120)의 두께(T)에 따라 등속구간의 시간이 다르게 설정될 수도 있다. 스트립(120)의 두께(T)가 두꺼운 경우에는, 스트립(120) 두께의 오차는 스트립(120) 길이(PL) 예측에 큰 영향을 주지 않지만, 스트립(120) 두께가 상대적으로 얇은 경우에는 스트립(120) 두께의 작은 오차라도 스트립(120) 길이(PL) 예측에 큰 영향을 줄 수 있기 때문이다. 스트립(120) 이동속도의 감속도 변화가 이루어지지 않으므로, 상대적으로 두께가 얇은 스트립(120)은 길이 오차를 교정할 충분한 시간이 주어지도록 등속구간 시간이 길게 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법은 두 개의 센서를 구비할 수도 있다. 두 개의 센서를 구비함으로써, 더욱 정확한 위치 제어가 이루어질 수 있다.

스트립(120)이 POR(110)에서 풀려나가고, POR(110) 중앙부 맨드릴(130)을 감싸는 스트립(120)이 한 층밖에 남지 않았을 때, 맨드릴(130)이 팽창하여 전기적 신호를 발생시킬 수 있으므로, 이를 감지하여 스트립(120)의 실제 잔여 길이(RL1)를 측정하는 제1센서(140)가 구비될 수 있다. 또한, 센서를 스트립(120)이 이동하는 구간 중 어느 한 곳에 설치하고, 스트립(120)의 말단이 센서를 지나갈 때 이를 감지하여 스트립(120)의 실제 잔여 길이(RL2)를 측정하는 제2센서(150)를 구비할 수 있다. 즉, 제1센서(140)가 측정하는 스트립(120)의 길이(RL1)는 제2센서(150)가 측정하는 스트립(120)의 길이(RL2)보다 길게 된다.

센서가 2개 구비되는 경우에는, 스트립(120) 이동 속도를 감소시키는 구간에 2개의 등속구간이 설정된다.

먼저 스트립(120)의 제1실제 잔여 길이(RL1)가 제1센서(140)에 의해 측정되면, 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)와 스트립(120) 제1실제 잔여 길이(RL1)의 제1오차만큼 제1등속구간 시간이 변하고, 스트립(120)의 제2실제 잔여 길이(RL2)가 제2센서(150)에 의해 측정되면, 스트립(120) 제1실제 잔여 길이(RL1)와 스트립(120) 제2실제 잔여 길이(RL2)의 제2오차만큼 제2등속구간 시간이 변화될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트립 정지 위치 제어방법에 따라 센서를 두 개로 한 경우의 스트립(120) 속도의 감소를 도시하는 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스트립(120) 예측 잔여 길이(EL)와 제1센서(140)에 의해 측정된 스트립(120) 제1실제 잔여 길이(RL1)를 비교하는 제1등속구간 및 스트립(120) 제1실제 잔여 길이(RL1)와 제2센서(150)에 의해 측정된 스트립(120) 제2실제 잔여 길이(RL2)를 비교하는 제2등속구간이 설정된다. 당업자에게 자명한 범위 내에서 센서의 개수가 더 추가될 수도 있다.

이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

110: POR
120: 스트립
130: 맨드릴
140: 제1센서
150: 제2센서
160: 두께 측정부
170: 스탠드

Claims

압연 설비에서 POR(Pay Off Reel; 110)의 스트립 말단부를 용접 위치에 정확히 정지시키는 스트립 정지 위치 제어방법에 있어서,
(a) 스트립 이동 속도의 감속 시작 길이(DL)가 설정되는 단계;
(b) POR에 감겨있는 스트립 길이(PL)를 예측하고, POR로부터 용접 위치까지의 길이(S)와 PL을 더하여 스트립 예측 잔여 길이(EL)를 계산하는 단계;
(c) 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)가 상기 감속 시작 길이(DL)와 일치하면, 상기 스트립의 이동 속도가 감속구간 및 기설정된 시간만큼의 등속구간 동안 변화되는 단계; 및
(d) 스트립의 실제 잔여 길이(RL)가 센서에 의해 측정되면, 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)와 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)의 오차만큼 상기 등속구간 시간이 변화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 (d)단계는,
(d-1) 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)가 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)보다 길다면, 상기 등속구간 시간을 증가시키고, 상기 스트립 실제 잔여 길이(RL)가 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)보다 짧다면, 상기 등속구간 시간을 감소시키는 단계인 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 POR에 감겨있는 스트립 길이(PL)의 예측은,
(b-1) 상기 POR과 이에 감겨진 스트립의 전체 반지름(RO) 및 상기 POR의 반지름(RI)을 측정하는 단계; 및
(b-2) [(πRO²-πRI²)/T](상기 T는 스트립의 두께이다)에 의해 상기 스트립 길이(PL)를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.
제3항에 있어서, 상기 스트립의 두께(T)는,
상기 감속 시작 길이(DL) 구간에서 상기 스트립 후단부의 평균 두께인 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.
제3항에 있어서, 상기 스트립의 두께(T)는,
상기 POR에 구비된 두께 측정부로부터 측정된 스트립의 두께인 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 (c)단계는,
(c-1) 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)가 상기 감속 시작 길이(DL)와 일치하면, 상기 스트립의 이동 속도가 감속구간, 기설정된 시간만큼의 제1등속구간, 기설정된 시간만큼의 제2등속구간 동안 변화되는 단계이되,
상기 (d)단계는,
(d-2) 제1센서에 의해 상기 스트립의 실제 잔여 길이가 측정되면(상기 제1센서에 의해 측정된 실제 잔여 길이를 제1실제 잔여 길이(RL1)라 한다), 상기 스트립 예측 잔여 길이(EL)와 상기 스트립 제1실제 잔여 길이(RL1)의 제1오차만큼 제1등속구간 시간이 변화되는 단계; 및
(d-3) 제2센서에 의해 상기 스트립의 실제 잔여 길이가 측정되면(상기 제2센서에 의해 측정된 실제 잔여 길이를 제2실제 잔여 길이(RL2)라 한다), 상기 스트립 제1실제 잔여 길이(RL1)와 상기 스트립 제2실제 잔여 길이(RL2)의 제2오차만큼 제2등속구간 시간이 변화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 등속구간 시간은,
상기 스트립의 두께(T)가 얇을수록 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 스트립 정지 위치 제어방법.