KR101320663B1 - 가열로의 보상 운전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열로의 보상 운전 방법에 관한 것으로서, 압연라인의 사고발생시 슬라브의 위치에 따른 체류시간에 따라 버너가 없는 경계구간에서의 온도저하를 보상하기 위해 균열대의 목표온도와 승온시간 및 재로시간을 재설정하여 가열로를 제어함으로써 슬라브의 온도를 균일하게 하여 압연라인에서의 치입오작 발생률을 저감시킬 수 있다.

Description

가열로의 보상 운전 방법{METHOD FOR COMPENSATION DRIVING OF HEATING FURNACE}

본 발명은 가열로의 보상 운전 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연라인의 사고발생으로 인해 가열로 내부에서 체류된 슬라브의 온도저하를 보상하여 추출온도를 확보할 수 있도록 한 가열로의 보상 운전 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가열로는 예열대, 가열대 및 균열대로 이루어져 제철공장 등에서 슬라브, 빌레트 등과 같이 열간 압연되는 가열소재를 가스, 기름 등의 연료를 사용하여 대략 섭씨 1200~1300도의 적정온도로 가열하기 위한 설비이다.

이러한 가열로는 열간 압연공정에서 판재, 선재 등의 제품으로 가공하기 위한 열간 압연공정의 전공정에 위치하며 가열소재에 따른 추출목표온도와 가열로내의 체류시간을 고려하여 분위기 온도를 설정하고 있다.

이와 관련된 관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 10-2010-0119300호(2010.11.09.) "열연가열로의 온도제어장치 및 그 제어방법"에 개시되어 있다.

본 발명은 압연라인의 사고발생시 슬라브의 위치에 따른 체류시간에 따라 버너가 없는 경계구간에서의 온도저하를 보상하기 위해 균열대의 목표온도와 승온시간 및 재로시간을 재설정하여 가열로를 제어하는 가열로의 보상 운전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 가열로의 보상 운전 방법은 제어부가 상위제어장치로부터 사고신호가 입력된 시점부터 복구신호가 입력된 시점까지 슬라브의 위치별 체류시간을 카운트하는 단계; 슬라브의 위치 및 체류시간에 따라 보상값을 설정하는 단계; 및 보상값을 로온 제어값에 반영하여 가열로를 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 로온 제어값을 보상하는 단계는 슬라브가 가열대와 균열대의 경계구간에서 체류한 체류시간에 따라 보상하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 보상값을 설정하는 단계는 체류시간에 따라 경계구간에 체류한 슬라브의 현재온도를 기반으로 균열대에서의 목표온도, 승온시간 및 재로시간에 대한 보상값을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 균열대에서의 보상값에 따라 예열대와 가열대의 목표온도를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 경계구간에서 체류한 슬라브가 추출될 경우 로온 제어값을 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 압연라인의 사고발생시 슬라브의 위치에 따른 체류시간에 따라 버너가 없는 경계구간에서의 온도저하를 보상하기 위해 균열대의 목표온도와 승온시간 및 재로시간을 재설정하여 가열로를 제어함으로써 슬라브의 온도를 균일하게 하여 압연라인에서의 치입오작 발생률을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 측단면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 위치별 실적온도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 보상 운전 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 보상 운전 방법에 의한 체류시간에 따른 보상값을 나타낸 테이블이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가열로의 보상 운전 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 측단면을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로(100)는 가열로(100) 내부에서 슬라브(10)를 받치면서 이동시키기 위한 스키드 장치(30)와 열원을 제공하는 다수의 버너(20)를 구비하고 있다.

스키드 장치(30)는 슬라브(10)를 이동시키기 위한 장치로써 고정빔(32)과 이동빔(34)을 통해 고정빔(32)이 슬라브(10)를 지지하는 상태에서 이동빔(34)이 상승, 전진, 하강, 후퇴 등의 이송 싸이클로 동작하여 슬라브(10)를 가열로(100) 내부에서 예열대(40) → 가열대(50) → 균열대(60)로 이동시켜 배출시킨다.

버너(20)는 연소제어에 의해 예열대(40), 가열대(50) 및 균열대(60) 별 설정된 로온에 따라 작동하여 슬라브(10)를 가열한다.

이렇게 가열로(100)에서 슬라브(10)에 대해 압연이 가능한 온도로 가열하여 후공정에서의 제어가 용이하도록 하고, 야금학적인 조건을 만족시킬 수 있도록 연소제어를 수행하여 슬라브(10)의 가열품질 및 표면품질을 확보할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 위치별 실적온도를 나타낸 그래프이다.

도 2에 도시된 바와 같이 가열로의 제어장치는 열전대(70) 및 제어부(90)를 비롯하여 상위제어장치(80)를 포함한다.

열전대(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 가열로(100)의 예열대(40), 가열대(50), 균열대(60)의 상부와 하부에 각각 설치되어 대별 로온을 검출한다.

제어부(90)는 상위제어장치(80)로부터 슬라브(10)의 정보를 입력받아 슬라브(10)의 추출 목표온도를 설정한다. 그리고, 열전대(70)로부터 입력된 대별 로온에 따라 슬라브(10)의 온도를 계산하여 로온 제어값을 설정하고 이를 기반으로 가열로(100)의 버너(20)를 작동시켜 제어를 수행한다.

도 3에 도시된 바와 같이 가열로의 위치별 실적온도를 살펴보면 예열대(40)와 가열대(50)의 경계구간(110) 및 가열대(50)와 균열대(60)의 경계구간(110)에는 버너(20)가 없는 구간으로 슬라브(10)의 실적온도가 낮게 측정된다.

이때 상위제어장치(80)로부터 압연라인의 사고신호가 입력될 경우 제어부(90)는 슬라브(10)의 이동을 중지시키고 온도를 일정하게 유지시킨 상태에서 복구신호가 입력될 경우 이동을 개시하여 슬라브(10)를 추출한다.

그러나, 경계구간(110)에서 이동이 중지될 경우에는 버너가 없는 구간으로 슬라브(10)의 온도가 일정하게 유지되지 않고 낮아져 정상적인 속도로 이동되어 추출될 경우에는 슬라브(10)의 온도가 추출 목표온도에 도달하지 못하고 불균일한 상태에서 추출된다.

따라서, 제어부(90)는 경계구간(110)에서 체류된 슬라브(10)의 현재온도를 기반으로 균열대(60)에서의 목표온도, 승온시간 및 재로시간에 대한 보상값을 설정하고 로온 제어값에 반영하여 가열로(100)를 제어함으로써 슬라브(10)의 실적온도가 추출 목표온도에 도달하여 추출될 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 보상 운전 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 보상 운전 방법에 의한 체류시간에 따른 보상값을 나타낸 테이블이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로의 보상 운전 방법은 먼저, 제어부(90)가 상위제어장치(80)로부터 사고신호가 입력되는가 판단한다(S10).

사고신호가 입력될 경우 제어부(90)는 슬라브(10)의 이동을 중지시키고 슬라브(10)의 위치별 체류시간을 카운트한다(S20).

슬라브(10)의 위치는 슬라브(10)의 이동 속도 및 구동시간을 기반을 계산한다.

이후 상위제어장치(80)로부터 복구신호가 입력되는가 판단하여 복구신호가 입력될 경우 제어부(90)는 슬라브(10)의 이동을 개시시켜 슬라브(10)를 추출한다(S30).

이때 슬라브(10)가 경계구간(110)에서 체류한 체류시간이 기준시간을 초과한 경우 보상값을 설정한다(S40)(S50).

이와 같이 경계구간(110)에서 체류된 슬라브(10)의 경우 가열로(100)의 온도가 일정하게 유지되더라도 버너(20)가 없는 구간으로 슬라브(10)의 실적온도가 낮아진다.

이렇게 낮아진 슬라브의 온도를 보상하기 위해 가열로의 온도가 슬라브 내부까지 침투하는데 소요되는 시간을 고려하여 도 5에 도시된 바와 같이 체류시간에 따른 균열대(60)의 로온과 균열대(60)의 재로시간을 상승시켜 보상값을 설정한다.

또한, 경계구간에서 체류된 슬라브(10)의 현재온도를 계산한 후 예상 추출온도와 예상온도 확보를 위한 승온시간을 계산하여 설정한다.

이와 같이 균열대(60)의 로온을 상승시켜 가열시간을 단축시킬 뿐만 아니라 온도가 슬라브(10)에 충분히 침투할 수 있도록 재로시간을 증가시킨다.

예를 들어, 체류시간이 30분인 경우에는 재로시간은 변동없이 균열대(60)의 온도를 10도 상승시켜 보상한다. 그리고, 체류시간이 40분인 경우에는 균열대의 로온을 20도 상승시키고 재로시간도 5분 증가시켜 보상한다.

이렇게 버너가 없는 경계구간(110)에서 이동이 중지되어 체류된 슬라브(10)의 경우에도 로온과 재로시간을 보상하여 모든 슬라브(10)에서 균일한 온도가 유지될 수 있도록 한다.

아울러 균열대(60)에서의 재로시간을 확보하기 위해 가열로(100)의 이동 피치가 조정됨에 따라 예열대(40)와 가열대(50)에서의 재로시간이 증가될 경우 균열대(40)와 가열대(50)의 목표온도도 보상하여 로온을 조정한다.

제어부(90)는 이렇게 설정된 보상값을 로온 제어값에 반영하여 가열로(100)를 보상 운전한다(S60)(S70).

이러한 보상 운전은 경계구간(110)에서 체류한 슬라브(10)가 추출될 때까지 수행한 후 정상의 로온 제어값으로 복귀시켜 가열로(100)를 제어한다(S80)(S90).

이와 같이 본 발명에 의한 가열로의 보상 운전 방법에 따르면, 압연라인의 사고 등으로 슬라브(10)의 이동이 중지되어 버너(20)가 없는 경계구간(110)에서 슬라브(10)가 체류될 경우 체류시간에 따라 균열대(60)의 로온과 재로시간을 보상하여 운전조건을 다르게 운전함으로써 슬라브(10)의 온도저하로 인한 압연라인에서의 치입오작 발생률을 저감시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 슬라브 20 : 버너
30 : 스키드 장치 32 : 고정빔
34 : 이동빔 40 : 예열대
50 : 가열대 60 : 균열대
70 : 열전대 80 : 상위제어장치
90 : 제어부 100 : 가열로
110 : 경계구간

Claims (5)

1. 제어부가 상위제어장치로부터 사고신호가 입력된 시점부터 복구신호가 입력된 시점까지 슬라브의 위치별 체류시간을 카운트하는 단계;
   상기 슬라브의 위치 및 상기 체류시간에 따라 보상값을 설정하는 단계; 및
   상기 보상값을 로온 제어값에 반영하여 가열로를 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로의 보상 운전 방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 로온 제어값을 보상하는 단계는 상기 슬라브가 가열대와 균열대의 경계구간에서 체류한 상기 체류시간에 따라 보상하는 것을 특징으로 하는 가열로의 보상 운전 방법.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 보상값을 설정하는 단계는 상기 체류시간에 따라 상기 경계구간에 체류한 상기 슬라브의 현재온도를 기반으로 상기 균열대에서의 목표온도, 승온시간 및 재로시간에 대한 상기 보상값을 설정하는 것을 특징으로 하는 가열로의 보상 운전 방법.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 균열대에서의 상기 보상값에 따라 예열대와 가열대의 목표온도를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로의 보상 운전 방법.
   
5. 제 2항에 있어서, 상기 경계구간에서 체류한 상기 슬라브가 추출될 경우 로온 제어값을 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열로의 보상 운전 방법.

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