KR101320351B1 - Device for predicting edge defect of hot-rolled steel sheet coil and method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열연코일과 같은 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하기 위한 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 주조 중인 용강의 성분함량을 분석하는 단계와, 상기에서 분석된 용강의 성분 중 Cu, Sn 및 S의 함량을 각각 곱하여 성분분석지수를 계산하는 단계, 및 상기 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하고 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 단계를 제공한다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting edge defects of hot rolled coils for predicting the extent of occurrence of edge defects such as saw mark defects in final rolled products such as hot rolled coils. Analyzing the component content, multiplying the content of Cu, Sn and S of the components of the molten steel analyzed above to calculate the component analysis index, and substituting the component analysis index ( CAI ) in the following relation to the edge defect It provides the step of predicting the degree of edge defects of the hot rolled coil by using the index (SDI) of an edge defect index (SDI) output, and calculates a.
Description
본 발명은 에지결함 발생 예측에 관한 것으로, 특히 열연코일과 같은 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하기 위한 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to edge defect prediction, and more particularly, to an apparatus and method for predicting edge defects of hot rolled coils for predicting the extent of edge defects such as saw mark defects of a final rolled product such as hot rolled coils. It is about.
제강을 위한 로(furnace)에는 고로와 전기로 등이 있다. 고로는 용광로라고도 하는 데, 철석으로부터 선철(銑鐵)을 만드는데 사용되는 노이다. 전기로는 로체 내부에 철스크랩 및 소성탄 등을 장입한 후 고순도의 산소를 일측에서 취입하여 용융된 용강에 함유된 탄소, 망간, 규소, 인, 황 등을 산화 연소시킨다. 이때, 상기 산화물은 석회에 의해 슬래그화하여 제거되고, 탈인과 탈산이 병행되므로 인과 산소의 함유량이 낮은 강이 제조된다.Furnaces for steelmaking include blast furnaces and electric furnaces. A blast furnace is a furnace that is used to make pig iron from stones. In the electric furnace, steel scrap and coal are charged into the furnace, and oxygen of high purity is blown from one side to oxidize and burn carbon, manganese, silicon, phosphorus and sulfur contained in the molten steel. At this time, the oxide is slagged and removed by lime, and deoxidation and deoxidation are performed in parallel, so that a steel having a low content of phosphorus and oxygen is produced.
전기로는 전극봉에 고전류를 통전시켜 고열의 아크열을 발생시키고, 이를 통해 장입된 철스크랩 등을 용해시키게 된다. 이와 같이 용해된 용강은 정련 공정을 거쳐 연속주조기로 공급된다.The electric arc furnishes a high current to the electrode rod to generate high-temperature arc heat, thereby dissolving the charged scrap. The molten steel thus dissolved is fed to a continuous casting machine through a refining process.
연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.The continuous casting machine is a machine that is produced in the steel making furnace, receives the molten steel transferred to the ladle by the tundish, and supplies it to the mold for the continuous casting machine to produce the cast steel of a certain size.
연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 연주주편으로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 연주주편을 이동시키는 다수의 핀치롤 등을 포함한다. 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 연주주편으로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 연주주편은 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다. 슬라브와 같은 주편은 압연 공정을 거쳐 최종 제품인 열연코일로 제조된다.The continuous casting machine includes a ladle for storing molten steel, a casting mold for forming a tundish and a molten steel that is guided in the tundish first to form a cast slab having a predetermined shape, and a casting member connected to the mold, A plurality of pinch rolls and the like. The molten steel introduced from the ladle and the tundish is formed into a cast slab having a predetermined width, thickness and shape in the mold and is transported through the pinch roll. The slab transported through the pinch roll is cut by a cutter to have a predetermined shape Slabs, blooms, billets, and the like. The slabs, such as slabs, are rolled and then produced as hot rolled coils.
관련된 선행기술로는 한국특허공개 제2011-414호(공개일; 2011. 01. 03)가 있다.
Related prior arts are Korean Patent Publication No. 2011-414 (published date; Jan. 03, 2011).
본 발명은 전기로와 LF 2차정련, 연주 및 압연 공정을 통해 생산되는 열연코일과 같은 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하기 위한 열연코일의 에지결함 예측 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an edge defect of a hot rolled coil for predicting the occurrence of edge defects such as saw mark defects of a final rolled product such as a hot rolled coil produced through an electric furnace and an LF secondary refining, playing and rolling process. It is to provide a prediction device and a method thereof.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 에지결함 예측 장치는, 주조 중인 용강의 성분함량이 저장되는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 Cu, Sn 및 S의 성분함량을 각각 곱하여 성분분석지수를 계산하고, 계산된 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출한 후 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 중앙처리부;를 포함할 수 있다.Edge defect prediction apparatus of the present invention for achieving the above object, the storage unit for storing the component content of the molten steel during casting; And calculating the component analysis index by multiplying the component contents of Cu, Sn and S stored in the storage unit, and substituting the calculated component analysis index ( CAI ) into the following relation to calculate the edge defect index ( SDI ). And a central processing unit predicting an edge defect occurrence degree of the hot rolled coil using an edge defect index ( SDI ).
관계식Relation
여기서, 는 0.02 내지 0.04 사이의 값을 갖는 계수이고, 는 0.7 내지 0.8 사이의 값을 갖는 계수임.here, Is a coefficient having a value between 0.02 and 0.04, Is a coefficient having a value between 0.7 and 0.8.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 에지결함 예측 방법은, 주조 중인 용강의 성분함량을 분석하는 단계; 상기에서 분석된 용강의 성분 중 Cu, Sn 및 S의 함량을 각각 곱하여 성분분석지수를 계산하는 단계; 및 상기 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하고, 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 단계;를 포함할 수 있다.Edge defect prediction method of the present invention for realizing the above object comprises the steps of analyzing the component content of the molten steel during casting; Calculating a component analysis index by multiplying the contents of Cu, Sn, and S in the components of the molten steel analyzed above; Comprise; and calculating an edge defect index (SDI) by substituting the analyzed index (CAI) to the following relation the component and predict the degree of edge defects of the hot-rolled coil using the calculated edge defect index (SDI) Can be.
구체적으로, 상기 용강은 C가 0.06wt% 미만이고 Mn이 0.30wt% 미만인 저탄소 및 저망간이 함유된 강이며, 상기 용강의 성분 중 Cu는 0초과~0.30wt% 미만이고, Sn은 0초과~0.05wt%미만이며, S는 0초과~0.02wt%미만일 수 있다.Specifically, the molten steel is a steel containing low carbon and low manganese having less than 0.06wt% of C and less than 0.30wt% of Mn. Among the components of the molten steel, Cu is greater than 0 and less than 0.30wt%, and Sn is greater than 0. It may be less than 0.05 wt% and S may be greater than 0 and less than 0.02 wt%.
상기 성분분석지수(CAI)를 계산할 때, 상기 에지결함지수와 유사한 범위의 지수값을 얻기 위해 Sn과 S의 함량에 각각 제1 상수를 곱한 후 제2 상수를 곱하게 되며, 제2 상수는 제1 상수보다 큰 수일 수 있다. When calculating the component analysis index ( CAI ), in order to obtain an index value in the range similar to the edge defect index, the content of Sn and S is multiplied by a first constant, and then the second constant is multiplied by the second constant. It may be a number greater than one constant.
상기 열연코일은 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 것일 수 있다.
The hot rolled coil may be manufactured by a compact strip production (CSP) process in which steelmaking, ladle (LF) secondary refining, thin slab continuous casting, and rolling processes are continuously performed in a batch.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 최종 압연제품의 톱귀결함(Saw Mark Defect)과 같은 에지결함 발생 정도를 사전에 예측하여 전기로에서의 스크랩 배합비의 조정 등으로 에지결함을 저감시킬 수 있는 기반을 조성하였다.As described above, according to the present invention, the degree of edge defects such as saw mark defect of the final rolled product is predicted in advance, thereby establishing a basis for reducing edge defects by adjusting the scrap mixing ratio in an electric furnace. .
또한, 코일 에지부의 톱귀결함 발생에 미치는 용강 내 성분 영향도를 통해 품질 향상을 위한 성분관리 범위를 도출하는 것이 가능한 이점이 있다.
In addition, there is an advantage that it is possible to derive a component management range for quality improvement through the component influence in the molten steel on the occurrence of saw defects in the coil edge portion.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일의 에지결함 예측 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 열연코일의 에지결함(톱귀결함)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 에지결함 예측 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명에 의한 성분분석지수와 에지결함지수 간의 상관관계를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
2 is a view showing an edge defect prediction device of a hot rolled coil according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a view showing an edge defect (defect of the sawtooth) of the hot-rolled coil. Fig.
4 is a flowchart illustrating an edge defect prediction process according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the correlation between the component analysis index and the edge defect index according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
연속주조(continuous casting)는 용융금속을 바닥이 없는 몰드(Mold)에서 응고시키면서 연속적으로 주편 또는 강괴(steel ingot)를 뽑아내는 주조법이다. 연속주조는 정사각형, 직사각형 또는 원형 등 단순한 단면형의 긴 제품과 주로 압연용 소재인 슬라브, 블룸 또는 빌릿을 제조하는 데 이용된다.Continuous casting is a casting process in which a molten metal is continuously cast into a bottomless mold while continuously drawing a steel ingot or steel ingot. Continuous casting is used to make long products of simple cross-section, such as square, rectangular or round, and mainly slabs, blooms or billets, which are materials for rolling.
연속주조기는 도시된 바와 같이, 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 핀치롤(70), 그리고 절단기(90)를 포함할 수 있다.The continuous casting machine may include a
래들(Ladle, 10)은 정련공정을 통해 강 성분함량이 조성된 용강이 수용되어 있다.The ladle (10) contains molten steel whose content of the steel component is improved through the refining process.
턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 턴디쉬(20)에 공급하게 된다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다. The tundish 20 is a container for receiving molten metal from the
몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다. The
몰드(30)는 몰드에서 뽑아낸 연주주편이 일정 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidified Shell, 81)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 방식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다. The
몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이션(oscillation, 왕복운동)되며, 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 파우더(Powder)와 같은 윤활제가 이용된다. 파우더는 몰드 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘의 윤활뿐만 아니라 몰드 내 용융금속의 산화/질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다. The
2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 연주주편의 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다. The
인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다. The drawing device adopts a multidrive method using a pair of pinch rolls 70 and the like so as to pull out the cast pieces without slipping. The pinch roll 70 pulls the solidified tip of the molten steel in the casting direction, thereby allowing the molten steel passing through the
연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.Continuously produced cast pieces are cut to a certain size by a predetermined cutter (not shown).
즉, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화/질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.That is, the molten steel M flows to the
턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. The molten steel M in the
몰드 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.The molten steel M in the mold starts to solidify from the part in contact with the wall surface of the
핀치롤(70)이 완전히 응고된 연주주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주주편(80)이 일 지점(85)에 이르면, 연주주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.As the pinch roll 70 pulls the
이와 같이 연속주조기를 통해 만들어진 박슬라브는 압연공정을 거쳐 최종 제품인 열연 코일이나 후판 등으로 제조된다. 연주공정을 통해 생산되는 박슬라브의 두께는 40 내지 100mm 정도가 될 수 있고, 압연공정을 거쳐 생산되는 열연코일의 두께는 1 내지 20mm 정도가 될 수 있다.The thin slabs produced through the continuous casting machine are rolled and then produced as hot rolled coils or plates. The thickness of the thin slabs produced through the casting process may be about 40 to 100 mm, and the thickness of the hot-rolled coil produced through the rolling process may be about 1 to 20 mm.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일의 에지결함 예측 장치를 나타낸 도면으로서, 예측 장치(100)는 샘플러(110), 성분분석기(120), 저장부(130), 입력부(140), 중앙처리부(150) 및 표시부(160)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 에지결함은 톱귀 결함(Saw Mark Defect)을 의미한다.2 is a diagram illustrating an edge defect prediction device of a hot rolled coil according to an exemplary embodiment of the present invention. The
샘플러(110)는 정련공정이나 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)의 용강에 침적되어 용강의 일부를 채취한다.The
성분분석기(120)는 샘플러(110)를 통해 채취된 용강의 성분함량을 분석한다. 용강 내 성분함량은 조업시 정련공정에서 이미 정해지는 값이다. 만일, 정련공정에서 용강 내 성분함량을 분석하지 않았을 경우 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에 수용된 용강에서 샘플을 채취하여 분석하면 용강 중 성분함량을 쉽게 알 수 있다. 이와 같이 분석된 성분함량은 열연코일의 에지결함을 예측하기 위한 중앙처리부(150)로 전달될 수 있다.The
저장부(130)는 연속주조기를 통해 주조 중인 용강의 성분함량이 중앙처리부(150)의 제어에 따라 저장된다. 이와 같은 성분함량은 성분분석기(120)를 통해 네트워크를 통해 전달될 수도 있지만, 소정의 입력부(140)를 통해 사용자에 의해 입력될 수도 있다.The
중앙처리부(150)는 저장부(130)에 저장된 Cu, Sn 및 S의 성분함량을 이용하여 성분분석지수를 계산하고, 계산된 성분분석지수(CAI; Component Analysis Index)를 하기의 관계식 1에 대입하여 에지결함지수(SDI; Saw mark Defect Index)를 산출한 후 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측할 수 있다.The
관계식 1Relationship 1
여기서, 는 0.02 내지 0.04 사이의 값을 갖는 관계상수이고, 는 0.7 내지 0.8 사이의 값을 갖는 관계상수이다.here, Is a relational constant with a value between 0.02 and 0.04, Is a relational constant with a value between 0.7 and 0.8.
중앙처리부(150)는 성분분석지수를 계산할 때 Cu, Sn 및 S의 성분함량을 각각 곱하게 되는 데, 이때 성분분석지수의 에지결함지수와 유사한 대표 지수값을 얻기 위하여 Sn과 S의 함량에 각각 제1 상수를 곱한 후 제2 상수를 곱하게 된다. 여기서, 제2 상수는 제1 상수보다 큰 수이다.The
표시부(160)는 계산된 에지결함지수 및 이를 통해 예측된 에지결함 발생 정도를 중앙처리부(150)의 제어에 따라 문자 또는 그래프로 디스플레이할 수 있다. The
일반적으로 전기로에 투입되는 스크랩에는 유해원소(Tramp element)가 함유되어 있는 데, 유해원소는 철강제품의 품질에 악영향을 미치는 미량원소를 총칭하며, 래들로(LF) 2차정련 공정에서도 제거하기가 쉽지 않다. 유해원소의 종류는 대부분 비철 원소로서, 합금원소(alloying element; Cr, Ni, Mo, Nb, Ti, V), 불순물(impurity element; P, S, O, N), 잔여원소(residual element; Cr, Ni, Mo, Co, Pb, Sn, Sb, As, Cu, P) 등으로 구분하기도 한다. 유해원소 중 특히 구리(Cu), 주석(Sn)이 다량 함유된 스크랩을 사용할 때와 탈황 부족으로 인한 용강 중 황(S) 함량이 많을 때, 도 3과 같이 열연코일의 에지부의 표면에 톱날 모양의 결함(Saw Mark Defect)이 발생된다. 이러한 형태의 결함 발생시 정상제품으로 판매가 불가능할 수 있다. In general, the scrap that is input to the electric furnace contains a trace element. The trace element is a trace element that adversely affects the quality of the steel product. It is also removed in the ladle furnace (LF) secondary refining process Uneasy. The most common types of harmful elements are alloying elements (Cr, Ni, Mo, Nb, Ti, V), impurity elements (P, S, O, N) , Ni, Mo, Co, Pb, Sn, Sb, As, Cu, P). When using a scrap containing a large amount of harmful elements, particularly copper (Cu), tin (Sn) and when the sulfur (S) content in the molten steel due to lack of desulfurization is large, saw blade shape on the surface of the edge of the hot rolled coil as shown in FIG. Saw Mark Defect occurs. If this type of defect occurs, it may not be available for sale as a normal product.
따라서, 연속주조기를 통해 제조되는 열연코일은 에지결함지수가 기준값 이하로 관리되어야만 하며, 예측된 에지결함지수가 기준값을 초과할 경우 Cu, Sn 및 S의 성분 제어가 필요한 것이다.Therefore, the hot rolled coil manufactured by the continuous casting machine must be managed to the edge defect index below the reference value, and if the predicted edge defect index exceeds the reference value, it is necessary to control the components of Cu, Sn and S.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 열연코일의 에지결함 예측 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보고자 한다.4 is a flowchart illustrating an edge defect prediction process of a hot rolled coil according to an exemplary embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawings.
먼저, 전기로와 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정을 통해 제조된 용강은 연속주조기로 공급되고, 도 1과 같은 연속주조기에서는 공급된 용강을 박슬라브로 제조하게 된다(S11, S12).First, molten steel produced through a secondary refining process of an electric furnace and a ladle furnace is supplied to a continuous casting machine. In the continuous casting machine as shown in FIG. 1, the supplied molten steel is produced as a thin slab (S11, S12).
한편, 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정이나 연주공정의 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에서 샘플러(110)를 통해 용강의 일부가 채취되고, 채취된 용강은 성분분석기(120)를 통해 성분함량이 분석된다(S13). 이와 같이 분석된 주조 중인 용강의 성분함량은 성분분석기(120)나 입력부(140)를 통해 전달 또는 입력받아 저장부(130)에 저장된다(S14). On the other hand, a part of molten steel is sampled through the
여기서, 용강은 기본적으로 전기로에서 철스크랩을 통해 제조되어 래들로 2차정련을 통해 연주공정으로 공급된 강이다. 그리고, 용강은 연주공정에서 40 내지 100mm 정도의 두께를 갖는 박슬라브(Thin Slab)로 제조되고 압연공정을 통해 1 내지 20mm 두께의 열연코일로 제조된다. 또한, 용강은 C가 0.06wt% 미만이고 Mn이 0.30wt% 미만인 저탄소 및 저망간이 함유된 강이다. 즉, 본 발명에 의한 에지결함 예측은 기본적으로 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 열연코일 또는 후판을 대상으로 할 수 있다.Here, molten steel is basically a steel which is produced through steel scrap in an electric furnace and supplied to the casting process through secondary refining with ladle. The molten steel is made of a thin slab having a thickness of about 40 to 100 mm in the casting process, and is produced as a hot-rolled coil having a thickness of 1 to 20 mm through a rolling process. In addition, molten steel is a steel containing low carbon and low manganese having C of less than 0.06 wt% and Mn of less than 0.30 wt%. That is, the edge defect prediction according to the present invention is basically performed by a hot strip coil (CSP) manufactured by a CSP (Compact Strip Production) process in which electric furnace steelmaking, ladle furnace (LF) secondary refining, thin slab continuous casting, Or heavy plates.
이어, 중앙처리부(150)는 저장부(130)에 저장된 용강의 성분 중 Cu, Sn 및 S의 함량을 각각 곱하여 성분분석지수를 계산하게 된다(S16). 이때, 성분분석지수는 에지결함지수와 유사한 범위의 지수값을 얻기 위하여 Sn과 S의 함량에 각각 제1 상수를 곱한 후 제2 상수를 곱하게 된다. 여기서, 제2 상수는 제1 상수보다 큰 수이다. 즉, 상기 성분분석지수(CAI)는 하기 관계식 2에 의해 산출될 수 있으며, 예컨대 제1 상수(a)는 '10'이 될 수 있고, 제2 상수(b)는 '1000'이 될 수 있다. 여기서, 제1 상수 및 제2 상수는 에지결함지수의 지수값의 범위와 연동되어 변경될 수도 있다.Subsequently, the
관계식 2Relation 2
여기서, a는 제1 상수이고, b는 제2 상수이다.Where a is a first constant and b is a second constant.
한편, 중앙처리부(150)는 상기의 성분분석지수를 계산(S16)하기 전에, 저장부(130)에 저장된 성분함량 중 C가 0.06wt% 미만이고 Mn이 0.30wt% 미만인 저탄소 및 저망간이 함유된 강인지를 판단할 수도 있다. 그리고, 중앙처리부(150)는 Cu가 0초과~0.30wt% 미만이고, Sn이 0초과~0.05wt%미만이며, S가 0초과~0.02wt%미만인지를 판단할 수 있다(S15). 이는 기본적으로 본 발명의 예측 시스템은 상기의 성분함량을 만족하는 저탄소 및 저망간 함유강에 적용되기 때문이다.Meanwhile, the
중앙처리부(150)는 상기 관계식 2에 의해 성분분석지수를 구한 후(S16), 구해진 성분분석지수(CAI)를 상기 관계식 1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하게 된다(S17). 도 5에서와 같이 성분분석지수(CAI)와 에지결함지수(SDI)는 다른 조업조건이 동일한 상태에서 대략 지수함수적인 관계를 가진다. 성분분석지수(CAI)와 에지결함지수(SDI)의 상관식은 ""이다. The
도 5에서 도트는 실제의 에지결함 발생 지수이고, 실선은 본 발명에 의한 예측된 에지결함 발생 지수로서, 실제와 예측모델이 상당히 일치하는 것으로 나타났다. 여기서, CAI와 SDI의 상관관계에 따른 제1 계수()는 0.02 내지 0.04 사이의 값이 될 수 있고, 제2 계수()는 0.7 내지 0.8 사이의 값이 될 수 있다. 예컨대, 제1 계수()는 '0.032'이고, 제2 계수()는 '0.7559'이다. 결론적으로 예측모델 정확도(R2)가 대략 99.5% 정도로 상당히 우수하게 나타났다. 즉, 성분분석지수(CAI)를 알면, 최종의 에지결함지수(SDI)를 계산할 수 있고, 에지결함지수(SDI)를 통해 에지결함 발생 정도를 예측할 수 있게 된다(S18).In FIG. 5, the dot is the actual edge defect occurrence index and the solid line is the predicted edge defect occurrence index according to the present invention. Here, the first coefficient according to the correlation between CAI and SDI ( ) Can be a value between 0.02 and 0.04, and the second coefficient ( ) May be a value between 0.7 and 0.8. For example, the first coefficient ( ) Is '0.032', and the second coefficient ( ) Is 0.7559. In conclusion, the predictive model accuracy (R 2 ) was about 99.5%. That is, by knowing the component analysis index ( CAI ), it is possible to calculate the final edge defect index ( SDI ), it is possible to predict the degree of edge defect generation through the edge defect index (SDI) (S18).
본 발명에서 에지결함지수(SDI)는 1Heat 생산시에 실제로 발생된 열연코일 전체의 에지결함 평점 평균값을 지수화 처리하여 나타낸 값이다. 여기서, 1Heat는 1개의 래들(10)에 담긴 용강의 주조를 의미한다. 즉, 에지결함 평점은 실제 에지결함 정도를 임의의 등급으로 분류하여 평가된 점수를 의미한다. 실제 제품의 품질을 1등급(고품질)부터 5등급(저품질)으로 분류할 경우, 표면 엄격재의 경우 에지결함 발생 정도(에지결함지수)가 낮은 1등급(에지결함지수가 1미만)으로 주조되어야 한다. 물론, 일반재의 경우 에지결함지수가 2미만(2등급 이하)이면 된다.In the present invention, the edge defect index ( SDI ) is a value expressed by exponentially processing the average value of the edge defect ratings of the whole hot rolled coil actually generated at the time of 1Heat production. Here, 1Heat means casting of molten steel contained in one
즉, 에지결함지수의 경우 대략 2.0 미만에서는 문제가 없지만, 2.0 이상일 경우는 제품 판매가 문제가 될 수 있다. 이와 같이 중앙처리부(150)는 에지결함지수를 통해 에지결함 발생 가능성을 실시간으로 예측하고, 예측된 결과를 도 5과 같은 그래프로 표시부(160)를 통해 디스플레이하거나 예측된 에지결함이 설정된 기준값(예를 들면, '0.2')을 초과할 경우 소정의 경보수단을 통해 경보음을 출력할 수도 있다.That is, in the case of the edge defect index, there is no problem at less than about 2.0, but when 2.0 or more, product sales may be a problem. As such, the
이와 같이 본 발명에서는 에지결함지수를 예측하고 예측된 에지결함지수가 원하는 지수보다 높을 경우, 에지결함 정도를 저감시키기 위하여 Cu, Sn 및 S의 성분함량을 조절하기 위하여 전기로에 장입되는 스크랩의 배합비를 조정하거나 래들로 2차 정련시에 용강의 성분함량을 조정할 수 있다.As described above, in the present invention, when the edge defect index is predicted and the predicted edge defect index is higher than the desired index, the mixing ratio of the scraps charged into the electric furnace to adjust the component content of Cu, Sn, and S to reduce the degree of edge defects is determined. The composition of the molten steel can be adjusted during the secondary refining of the ladle.
상기와 같은 에지결함 예측 방식은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
The edge defect prediction method as described above is not limited to the configuration and operation method of the above-described embodiments. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.
10: 래들 20: 턴디쉬
30: 몰드 51: 파우더층
60: 지지롤 65: 스프레이
70: 핀치롤 80: 연주주편
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
90: 절단기 91: 절단 지점
100: 예측 장치 110: 샘플러
120: 성분분석기 130: 저장부
140: 입력부 150: 중앙처리부
160: 표시부10: Ladle 20: Tundish
30: mold 51: powder layer
60: support roll 65: spray
70: pinch roll 80: performance cast
81: Solidification shell 82: Non-solidified molten steel
90: Cutter 91: Cutting point
100: prediction device 110: sampler
120: component analyzer 130: storage unit
140: input unit 150: central processing unit
160: display unit
Claims (9)
상기 저장부에 저장된 Cu, Sn 및 S의 성분함량을 각각 곱하여 성분분석지수를 계산하고, 계산된 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출한 후 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 중앙처리부;를 포함하고,
상기 성분분석지수(CAI)는 하기 관계식2에 의해 산출되며, 제2 상수는 제1 상수보다 큰 값인 열연코일의 에지결함 예측 장치.
관계식1
여기서, 는 0.02 내지 0.04 사이의 값을 갖는 계수이고, 는 0.7 내지 0.8 사이의 값을 갖는 계수임.
관계식2
여기서, a는 제1 상수이고, b는 제2 상수이며, 제1 상수 및 제2 상수는 에지결함지수의 지수값의 범위와 연동되어 변경됨.
A storage unit for storing a component content of the molten steel being cast; And
The component analysis index is calculated by multiplying the component contents of Cu, Sn, and S stored in the storage unit, and the edge defect index ( SDI ) is calculated by substituting the calculated component analysis index ( CAI ) into Equation 1 below. And a central processing unit which predicts an edge defect occurrence degree of the hot rolled coil by using an edge defect index ( SDI ).
The component analysis index ( CAI ) is calculated by the following Equation 2, the second constant is the edge defect prediction device of the hot rolled coil is greater than the first constant.
Relationship 1
here, Is a coefficient having a value between 0.02 and 0.04, Is a coefficient having a value between 0.7 and 0.8.
Relation 2
Here, a is a first constant, b is a second constant, and the first and second constants change in conjunction with a range of exponent values of the edge defect index.
상기에서 분석된 용강의 성분 중 Cu, Sn 및 S의 함량을 각각 곱하여 성분분석지수를 계산하는 단계; 및
상기 성분분석지수(CAI)를 하기 관계식1에 대입하여 에지결함지수(SDI)를 산출하고, 산출된 에지결함지수(SDI)를 이용하여 열연코일의 에지결함 발생 정도를 예측하는 단계;를 포함하고,
상기 성분분석지수(CAI)는 하기 관계식2에 의해 산출되며, 제2 상수는 제1 상수보다 큰 값인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
관계식1
여기서, 는 0.02 내지 0.04 사이의 값을 갖는 계수이고, 는 0.7 내지 0.8 사이의 값을 갖는 계수임.
관계식2
여기서, a는 제1 상수이고, b는 제2 상수이며, 제1 상수 및 제2 상수는 에지결함지수의 지수값의 범위와 연동되어 변경됨.
Analyzing the component content of the molten steel being cast;
Calculating a component analysis index by multiplying the contents of Cu, Sn, and S in the components of the molten steel analyzed above; And
Includes; the method comprising to the composition analysis index (CAI) is substituted in equation 1 to calculate the edge defect index (SDI), predict the degree of edge defects of the hot rolled coil by using the edge defect index (SDI) output ,
The component analysis index ( CAI ) is calculated by Equation 2 below, and the second constant is an edge defect prediction method of the hot rolled coil having a value larger than the first constant.
Relationship 1
here, Is a coefficient having a value between 0.02 and 0.04, Is a coefficient having a value between 0.7 and 0.8.
Relation 2
Here, a is a first constant, b is a second constant, and the first and second constants change in conjunction with the range of the exponent value of the edge defect index.
상기 용강의 성분 중 Cu는 0초과~0.30wt% 미만이고, Sn은 0초과~0.05wt%미만이며, S는 0초과~0.02wt%미만인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
The method according to claim 3,
Among the components of the molten steel, Cu is more than 0 to less than 0.30wt%, Sn is more than 0 to less than 0.05wt%, S is more than 0 to less than 0.02wt% edge defect prediction method of the hot rolled coil.
상기 용강은 전기로를 통해 제강된 것인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
The method according to claim 3,
The molten steel is an edge defect prediction method of the hot rolled coil is steelmaking through an electric furnace.
상기 용강은 C가 0초과~0.06wt% 미만이고 Mn이 0초과~0.30wt% 미만인 저탄소 및 저망간이 함유된 강인 열연코일의 에지결함 예측 방법.
The method according to claim 3,
The molten steel is a method of predicting the edge defects of hot rolled coils, which are steels containing low carbon and low manganese having a C value of more than 0 and less than 0.06 wt% and a Mn of more than 0 and less than 0.30 wt%.
상기 열연코일은 전기로 제강, 래들로(LF) 2차 정련, 박슬라브 연속주조 및 압연 공정이 연속적으로 일괄 진행되는 CSP(Compact Strip Production) 공정으로 제조된 것인 열연코일의 에지결함 예측 방법.The method according to claim 3,
The hot rolled coil is an edge defect prediction method of a hot rolled coil manufactured by a CSP (Compact Strip Production) process in which steelmaking, ladle (LF) secondary refining, thin slab continuous casting and rolling processes are continuously performed in a batch.
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- 2011-09-28 KR KR1020110098193A patent/KR101320351B1/en not_active IP Right Cessation
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