KR101322988B1 - Rolling mill having controller for shape of rolling plate and controlling method thereof - Google Patents

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KR101322988B1
KR101322988B1 KR1020110098322A KR20110098322A KR101322988B1 KR 101322988 B1 KR101322988 B1 KR 101322988B1 KR 1020110098322 A KR1020110098322 A KR 1020110098322A KR 20110098322 A KR20110098322 A KR 20110098322A KR 101322988 B1 KR101322988 B1 KR 101322988B1
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bender force
bender
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홍완기
강현석
박재석
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주식회사 포스코
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    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/38Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending
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    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips
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    • B21B2263/00Shape of product
    • B21B2263/04Flatness

Abstract

본 발명은 형상제어 장치를 구비한 압연기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 형상제어 장치를 구비한 압연기는 복수의 스탠드, 형상계측부, 벤더력 보정수단 및 벤더력 제어수단을 포함한다. 스탠드는 각각 기설정된 벤더력에 따라 비가역식 연속 압연 프로세스를 수행하며, 복수로 구비된다. 형상계측부는 상기 복수의 스탠드 중 적어도 어느 하나의 출측에 구비되어 평탄도를 측정한다. 벤더력 보정수단은 상기 형상계측부에 의하여 측정된 평탄도로부터 상기 형상계측부가 구비된 스탠드의 벤더력 변동분을 산출하고, 하기 식 1에 따라 후행하는 스탠드 별 벤더력 변동분을 산출한다. 벤더력 제어수단은 상기 기설정된 벤더력에 상기 산출된 벤더력 변동분을 반영하여 각 스탠드를 제어한다.
<식 1>
Figure 112011075793771-pat00051
(단,
Figure 112011075793771-pat00052
: 후단 스탠드의 벤더력 변동분,
Figure 112011075793771-pat00053
: 전단 스탠드의 벤더력 변동,
Figure 112011075793771-pat00054
: 후단 스탠드에서의 출측두께,
Figure 112011075793771-pat00055
: 전단 스탠드에서의 출측두께)
본 발명에 따르면 압연기를 구성하는 각 스탠드 각각에 형상 측정장치를 구비하지 않고도, 각 스탠드 별 벤더력 변동분을 고려한 제어가 가능하다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling mill with a shape control device and a control method thereof, wherein the rolling mill with a shape control device according to the present invention includes a plurality of stands, shape measuring units, bender force correction means, and bender force control means. The stand performs the irreversible continuous rolling process according to the predetermined bender force, respectively, and is provided in plurality. The shape measuring unit is provided on at least one exit side of the plurality of stands to measure flatness. The bender force correction means calculates the change in the bender force of the stand provided with the shape measurement part from the flatness measured by the shape measurement part, and calculates the change in the bender force for each stand which follows the following formula (1). The vendor force control means controls each stand by reflecting the calculated variation of the vendor force on the predetermined vendor force.
<Formula 1>
Figure 112011075793771-pat00051
(only,
Figure 112011075793771-pat00052
: Bender power change of rear stage stands,
Figure 112011075793771-pat00053
: Bender force fluctuation of shear stand,
Figure 112011075793771-pat00054
: Exit thickness at rear end stand,
Figure 112011075793771-pat00055
: Exit thickness at shear stand)
According to the present invention, it is possible to control in consideration of the change in the bender force for each stand without providing a shape measuring device in each stand constituting the rolling mill.

Description

형상제어 장치를 구비한 압연기 및 그 제어 방법{Rolling mill having controller for shape of rolling plate and controlling method thereof}Rolling mill having controller for shape of rolling plate and controlling method
본 발명은 형상제어 장치를 구비한 압연기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 비가역식 압연기에 있어서 소재의 온도 편차로 인하여 발생하는 평탄도 오차를 최소화 하는 압연소재의 형상제어 방법과 그 장치를 구비한 압연기에 관한 것이다.The present invention relates to a rolling mill having a shape control device and a control method thereof, and more particularly, to a shape control method of a rolled material and a device for minimizing flatness error caused by temperature variation of a material in an irreversible rolling mill. It relates to a rolling mill provided.
롤 벤딩이란 압연되는 시트의 평활함, 또는 단면의 모양을 제어하기 위하여, 그리고 롤 전폭에 걸쳐서 균일한 두께의 시트를 압연해 내기 위하여 압연 롤 양단에 외부로부터 힘을 가하여 롤을 굽히는 것을 말한다. 단일 제품의 압연에는 고정 크라운(crown)으로도 무방하지만 재료에 단단하고 연한 부분이 있으면 단일 크라운으로는 원하는 단면을 얻을 수 없으므로 롤 벤딩이나 롤 쿠션법이 채용되고 있다.Roll bending refers to bending a roll by applying a force from the outside to both ends of the roll in order to control the smoothness or the shape of the cross section of the rolled sheet and to roll out a sheet having a uniform thickness over the roll width. Rolling of a single product may be a fixed crown, but if the material has a hard and soft part, the desired cross section cannot be obtained with a single crown, and thus a roll bending or roll cushioning method is employed.
기존의 판형상 제어기술은 벤더력제어를 기본으로 하며 추가적인 롤 축이동, 롤냉각 장치를 이용하는 것을 기본으로 하나 롤냉각은 응답성이 느리기 때문에 실제로 적용이 용이하지 않은 것으로 판단되며, 롤의 축이동 또한 압연 안정성 측면에서 실시간으로 롤의 축이동이 용이 하지 않은 것으로 판단된다. 형상을 제어하는 여러 기구가 특허로 알려져 있지만 실제로 운용되는 기술은 적으며, 그 실효성도 크지 않은 것으로 알려져 있다.Conventional plate control technology is based on bender force control and additional roll axis movement and roll cooling system are used, but roll cooling is not easy to apply because of slow response. In addition, axial movement of the roll is not easy in real time in terms of rolling stability. Although various mechanisms for controlling the shape are known as patents, it is known that there are few technologies that are actually used and their effectiveness is not great.
연속압연기를 이용하여 스테인리스강을 냉간 압연할 때 소재는 미리 열간압연공정을 거치게 된다. 이 때 열간압연에 의한 온도 편차에 따라 소재의 선단과 미단부분에는 크라운 편차가 존재한다. 이러한 이유로 냉간압연시에 벤더력 설정치가 최적이라고 하더라도 선단과 미단부의 크라운 편차에 의한 평탄도 오차가 발생한다. 따라서 입측 소재의 길이방향 크라운 변동을 고려한 고정도 평탄도 제어방법의 필요성이 대두된다. 그러나 이러한 평탄도 오차를 줄이기 위한 여러 기술이 있으나 주로 리버스 압연기(가역식)용 형상제어가 주를 이루고 있으며 연속압연기에서의 형상제어는 크라운 변동을 반영하지 못하고 있다. 연속압연기에서 평탄도를 제어하기 위해서는 각각의 압연 스탠드에 압연재의평탄도를 측정하는 형상측정기를 이용하는 방법이 있을 수 있다. 그러나 형상 측정기는 상대적으로 고가이기 때문에 모든 스탠드에 구비하기에는 어려움이 따른다. 따라서 형상 측정기가 없는 스탠드는 압연초기에 설정되는 벤더력 설정치에 의해서 벤더력이 결정되고, 압연 작업도중 소재의 길이방향 크라운 편차에 따라 보정이 이루어지지 않는다. 연속 압연기(비가역식)에 있어서 이러한 보정이 실시간으로 또는 주기적으로 이루어지기 위해서는 앞서 설명한 고가의 형상 측정기를 구비하여야 한다.When cold rolling stainless steel using a continuous rolling mill, the material undergoes a hot rolling process in advance. At this time, there is a crown deviation in the tip and tail end of the material according to the temperature deviation caused by hot rolling. For this reason, even in the cold rolling, even if the bender force setting is optimal, flatness error due to the crown deviation of the tip and tail ends occurs. Therefore, there is a need for a high precision flatness control method considering the longitudinal crown variation of the entrance material. However, there are various techniques to reduce the flatness error, but mainly the shape control for the reverse rolling mill (reversible), the shape control in the continuous rolling mill does not reflect the fluctuation of the crown. In order to control the flatness in the continuous rolling mill, there may be a method using a shape measuring device for measuring the flatness of the rolling material in each rolling stand. However, since the shape measuring instrument is relatively expensive, it is difficult to equip all the stands. Therefore, in the stand without a shape measuring machine, the bender force is determined by the bender force set value set at the beginning of rolling, and the correction is not performed according to the longitudinal crown deviation of the material during the rolling operation. In a continuous rolling mill (non-reversible), such a correction must be provided with an expensive shape measuring device as described above in order to be made in real time or periodically.
본 발명의 과제는 스테인리스강을 연속압연기로 압연하는 경우 적은 수의 형상 측정장치를 통하여 압연재의 크라운 변동을 고려한 각 스탠드별 벤더력 변동분에 따라 형상 제어가 가능한 방법 및 수단을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method and means capable of controlling the shape according to the change in the bender force for each stand in consideration of the crown variation of the rolled material through a small number of shape measuring apparatus when rolling stainless steel in a continuous rolling mill.
또한 본 발명의 과제는 이러한 형상 제어 방법을 통하여 압연재의 길이 방향에 대한 평탄도 적중률을 향상시키는 방법 및 수단을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method and means for improving the flatness hit ratio in the longitudinal direction of a rolled material through such a shape control method.
본 발명에 따른 형상제어 장치를 구비한 압연기는 복수의 스탠드, 형상계측부, 벤더력 보정수단 및 벤더력 제어수단을 포함한다.The rolling mill provided with the shape control apparatus which concerns on this invention contains a some stand, a shape measuring part, a bender force correction means, and a bender force control means.
스탠드는 각각 기설정된 벤더력에 따라 비가역식 연속 압연 프로세스를 수행하며, 복수로 구비된다.The stand performs the irreversible continuous rolling process according to the predetermined bender force, respectively, and is provided in plurality.
형상계측부는 상기 복수의 스탠드 중 적어도 어느 하나의 출측에 구비되어 평탄도를 측정한다.The shape measuring unit is provided on at least one exit side of the plurality of stands to measure flatness.
벤더력 보정수단은 상기 형상계측부에 의하여 측정된 평탄도로부터 상기 형상계측부가 구비된 스탠드의 벤더력 변동분을 산출하고, 하기 식 1에 따라 후행하는 스탠드 별 벤더력 변동분을 산출한다.The bender force correction means calculates the change in the bender force of the stand provided with the shape measurement part from the flatness measured by the shape measurement part, and calculates the change in the bender force for each stand which follows the following formula (1).
<식 1>
Figure 112011075793771-pat00001
<Formula 1>
Figure 112011075793771-pat00001
(단,
Figure 112011075793771-pat00002
: 후단 스탠드의 벤더력 변동분,
Figure 112011075793771-pat00003
: 전단 스탠드의 벤더력 변동,
Figure 112011075793771-pat00004
: 후단 스탠드에서의 출측두께,
Figure 112011075793771-pat00005
: 전단 스탠드에서의 출측두께)
(only,
Figure 112011075793771-pat00002
: Bender power change of rear stage stands,
Figure 112011075793771-pat00003
: Bender force fluctuation of shear stand,
Figure 112011075793771-pat00004
: Exit thickness at rear end stand,
Figure 112011075793771-pat00005
: Exit thickness at shear stand)
벤더력 제어수단은 상기 기설정된 벤더력에 상기 산출된 벤더력 변동분을 반영하여 각 스탠드를 제어한다.The vendor force control means controls each stand by reflecting the calculated variation of the vendor force on the predetermined vendor force.
또한 상기 복수의 스탠드는 냉간 압연 프로세스를 수행할 수 있다.In addition, the plurality of stands may perform a cold rolling process.
또한 상기 형상계측부에 의한 평탄도 측정, 상기 벤더력 보정수단에 의한 벤더력 변동분 산출 및 상기 벤더력 제어수단에 의한 벤더력 변동분을 반영한 스탠드 제어는 주기적으로 수행될 수 있다.In addition, the flatness measurement by the shape measurement unit, the calculation of the change in the bender force by the bender force correction means and the stand control reflecting the change in the bender force by the bender force control means may be periodically performed.
또한 상기 형상계측부는 상기 복수의 스탠드 중 최전단의 스탠드 출측에 구비될 수 있다.In addition, the shape measurement unit may be provided at the stand exit side of the foremost of the plurality of stands.
또한 상기 스탠드는 최소 4개 이상 구비될 수 있다.In addition, at least four stands may be provided.
한편, 비가역식 연속 압연 프로세스를 수행하는 복수의 스탠드를 벤더력 변동에 따라 제어하는 방법에 있어서, 본 발명에 따른 형상제어 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.On the other hand, in the method for controlling the plurality of stands for performing the irreversible continuous rolling process according to the change in the bender force, the shape control method according to the present invention includes the following steps.
제1 단계에서는 상기 복수의 스탠드 중 어느 한 스탠드 출측에서 평탄도를 측정한다.In the first step, the flatness is measured at one stand exit side of the plurality of stands.
제2 단계에서는 상기 측정된 평탄도로부터 상기 평탄도 측정대상 스탠드의 벤더력 변동분을 산출한다.In the second step, the change in the bender force of the stand for measuring the flatness is calculated from the measured flatness.
제3 단계에서는 하기 식 1에 의하여 상기 평탄도 측정대상 스탠드 후단의 각 스탠드별 벤더력 변동분을 순차적으로 산출한다.In the third step, the change in the bender force for each stand at the rear end of the stand for flatness measurement is sequentially calculated by the following Equation 1.
<식 1>
Figure 112011075793771-pat00006
<Formula 1>
Figure 112011075793771-pat00006
(단,
Figure 112011075793771-pat00007
: 후단 스탠드의 벤더력 변동분,
Figure 112011075793771-pat00008
: 전단 스탠드의 벤더력 변동,
Figure 112011075793771-pat00009
: 후단 스탠드에서의 출측두께,
Figure 112011075793771-pat00010
: 전단 스탠드에서의 출측두께)
(only,
Figure 112011075793771-pat00007
: Bender power change of rear stage stands,
Figure 112011075793771-pat00008
: Bender force fluctuation of shear stand,
Figure 112011075793771-pat00009
: Exit thickness at rear end stand,
Figure 112011075793771-pat00010
: Exit thickness at shear stand)
제4 단계에서는 상기 산출된 각 스탠드별 벤더력 변동분을 고려하여 각 스탠드의 벤더력을 재조정한다.In the fourth step, the vendor force of each stand is readjusted in consideration of the calculated variation in the vendor force for each stand.
또한 상기 제1 단계에서는 상기 복수의 스탠드 중 최전단의 스탠드의 출측 평탄도를 측정할 수 있다.In addition, in the first step, the exit flatness of the stands at the foremost stage among the plurality of stands may be measured.
또한 상기 제1 단계 내지 제4 단계를 주기적으로 수행하는 제5 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method may further include a fifth step of periodically performing the first to fourth steps.
본 발명에 따르면 압연기를 구성하는 각 스탠드 각각에 형상 측정장치를 구비하지 않고도, 각 스탠드 별 벤더력 변동분을 고려한 제어가 가능하다.According to the present invention, it is possible to control in consideration of the change in the bender force for each stand without providing a shape measuring device in each stand constituting the rolling mill.
또한 본 발명에 따르면, 형상제어 방법을 도입하지 않은 압연기에 비하여 평탄도에 대한 적중율이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to obtain an effect that the hit ratio to the flatness is significantly improved compared to the rolling mill without the shape control method.
도 1은 일 실시예에 따른 압연기의 모습을 나타내는 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 압연기의 모습을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 형상제어 프로세스를 나타내는 순서도이다.
1 is a schematic view showing a state of a rolling mill according to an embodiment.
2 is a block diagram showing a state of a rolling mill according to an embodiment.
3 is a flowchart illustrating a shape control process according to an exemplary embodiment.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the absence of special definitions or references, the terms used in this description are based on the conditions indicated in the drawings. The same reference numerals denote the same members throughout the embodiments. For the sake of convenience, the thicknesses and dimensions of the structures shown in the drawings may be exaggerated, and they do not mean that the dimensions and the proportions of the structures should be actually set.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 형상제어 장치를 구비한 압연기를 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 압연기의 모습을 나타내는 개략도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 압연기의 모습을 나타내는 블록도이다.1 and 2 will be described a rolling mill having a shape control apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 is a schematic diagram showing a state of a rolling mill according to an embodiment, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a state of a rolling mill according to an embodiment.
압연기(100)는 제1 내지 제4 스탠드(101, 102, 103, 104), 제1 및 제2 형상계측부(201, 202), 벤더력 보정수단 및 벤더력 제어수단을 포함한다.The rolling mill 100 includes first to fourth stands 101, 102, 103, 104, first and second shape measuring parts 201 and 202, bender force correction means and bender force control means.
본 실시예에 따른 압연기는 비가역식 연속 압연기(연연속 압연기)로서, 제1 내지 제4 스탠드(101, 102, 103, 104)를 포함한다. 압연 공정시 스트립(10)은 제1 스탠드(101)를 먼저 통과하고, 이어서 제2, 제3 및 제4 스탠드(102, 103, 104)를 연속적으로 통과함으로써 압연 공정을 수행한다. 이 때 각 스탠드에서는 각각 설정된 압하율에 따라 압연을 진행하게 된다. 스트립(10)은 제1 내지 제4 스탠드(101, 102, 103, 104)를 거쳐 압연 공정이 끝난 후에 압연기 후단에서 코일(400)로 권취된다. 한편, 본 실시예에서는 총 4개의 스탠드를 구비하는 것으로 하였으나 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 4개 이상의 스탠드를 구비한 압연기에 대하여도 동일하게 적용될 수 있다.
The rolling mill according to this embodiment is an irreversible continuous rolling mill (continuous rolling mill) and includes first to fourth stands 101, 102, 103, 104. In the rolling process, the strip 10 first passes through the first stand 101 and then continuously passes through the second, third and fourth stands 102, 103, 104 to perform the rolling process. At this time, rolling is performed in each stand according to the set reduction ratio. The strip 10 is wound into the coil 400 at the rear end of the rolling mill after the rolling process is finished via the first to fourth stands 101, 102, 103, 104. On the other hand, in the present embodiment, but having a total of four stands is not limited to this, the present invention can be equally applied to a rolling mill having four or more stands.
제1 형상계측부(201)는 제1 스탠드(101)의 출측에 구비된다. 제1 형상계측부(201)는 제1 스탠드(101)의 출측에 구비되어 진행하는 스트립(10)의 평탄도를 측정한다. 즉, 제1 형상계측부(201)는 스트립(10)의 폭 방향으로 복수의 측정 포인트를 갖는 일종의 계측기로서, 판 폭 방향의 판 두께 분포를 검출한 후에 크라운량을 산출한다. 본 실시예에 의한 제1 형상계측부(201)는 스트립(10)이 압연공정에 따라 이동할 때 초당 10회 이상 바람직하게는 20회 이상 주기적으로 스트립 폭 방향의 평탄도를 측정한다. 측정된 평탄도 데이터는 후술할 벤더력 보정수단(220)에 전달된다.The first shape measuring part 201 is provided at the exit side of the first stand 101. The first shape measuring unit 201 measures the flatness of the strip 10 that is provided on the exit side of the first stand 101. That is, the first shape measuring unit 201 is a kind of measuring instrument having a plurality of measuring points in the width direction of the strip 10, and calculates the crown amount after detecting the plate thickness distribution in the plate width direction. The first shape measuring unit 201 according to the present embodiment measures the flatness in the strip width direction periodically 10 times or more, preferably 20 times or more, as the strip 10 moves along the rolling process. The measured flatness data is transmitted to the bender force correction means 220 which will be described later.
한편, 본 실시예에서의 제1 형상계측부(201)에 의하여 측정된 평탄도는 후술하는 바와 같이 후행하는 각 스탠드의 벤더력 변동분을 산출하기 위하여 이용된다. 따라서 제1 형상계측부(201)는 제1 스탠드(101), 즉 압연기(100)에 구비된 스탠드 중 최전단의 스탠드 출측에 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the flatness measured by the 1st shape measuring part 201 in this embodiment is used in order to calculate the change of the bender force of each following stand as mentioned later. Therefore, it is preferable that the first shape measuring part 201 is provided at the stand exit side of the foremost stage among the stands provided in the first stand 101, that is, the rolling mill 100.
한편, 이외에도 별도의 제2 형상계측부(202)를 구비할 수 있다. 제2 형상계측부(202)는 제4 스탠드(104) 출측에 구비된다. 다만 제2 형상계측부(202)는 보다 정밀한 벤더력 변동분의 산출이 필요하거나 후술할 본 발명에 따라 산출된 벤더력 변동분과의 비교를 위하여 구비될 수 있다. 따라서 제2 형상계측부(202)는 제2 내지 제4 스탠드(102, 103, 104) 중 어느 하나 또는 둘 이상에 구비될 수도 있다. 다만, 형상계측부는 비교적 고가의 장치에 해당하므로 그 구비 개수를 최소화 하는 것이 유리하다.
On the other hand, in addition to the second shape measuring unit 202 may be provided. The second shape measuring unit 202 is provided at the fourth stand 104 exit side. However, the second shape measurement unit 202 may be provided for comparison with the change in the bender force required in accordance with the present invention to be described later or more accurate calculation of the change in the bender force. Accordingly, the second shape measuring unit 202 may be provided on any one or two or more of the second to fourth stands 102, 103, 104. However, since the shape measuring unit corresponds to a relatively expensive device, it is advantageous to minimize the number of the provided.
벤더력 보정수단(220)은 제1 형상계측부(201)로부터 평탄도 데이터를 전달받아 벤더력 변동분을 산출하여 각 스탠드(101, 102, 103, 104)를 제어하는 제1 내지 제4 벤더력 제어수단(301, 302, 303, 304)에 전달하는 기능을 한다.The bender force correction means 220 receives the flatness data from the first shape measuring unit 201 and calculates the change in the bender force to control the first to fourth bender force controls to control the respective stands 101, 102, 103, and 104. Function to convey to the means 301, 302, 303, 304.
다만, 벤더력 보정수단(220)이 산출하는 벤더력 변동분은 제1 스탠드(101)에 대한 변동된 벤더력과 제2 내지 제3 스탠드(102, 103, 104)에 대한 벤더력 변동분 두 가지로 구분된다.However, the change in the bender force calculated by the bender force correction means 220 includes two variations in the bender force for the first stand 101 and a change in the bender force for the second to third stands 102, 103, and 104. Are distinguished.
먼저 제1 스탠드(101)에 대한 벤더력 변동분은 종래의 형상제어를 위한 벤더력 설정치 계산 모듈을 이용하여 제1 형상계측부(201)로부터 전달된 평탄도 데이터를 이용하여 직접적으로 산출이 가능하다. 즉, 제1 형상계측부(201)로부터 스트립(10)의 평탄도가 측정되면, 해당 평탄도에 따라 목표 크라운과 평탄 형상을 얻기 위하여 필요한 벤더력을 직접적으로 산출하게 된다. 판 폭 방향의 두께 분포는 주로 각 스탠드의 워크롤에 부여되는 강판 폭 방향의 벤딩력(굽힘력)으로 제어되는 경우와, 상하의 롤을 크로스시켜 크로스각으로 제어하는 경우 등이 있다.First, the change in the bender force for the first stand 101 may be directly calculated using the flatness data transmitted from the first shape measurement unit 201 using a conventional bender force setting value calculation module for shape control. That is, when the flatness of the strip 10 is measured from the first shape measurement part 201, the bender force required to obtain the target crown and the flat shape is calculated directly according to the flatness. Thickness distribution of the plate width direction is mainly controlled by the bending force (bending force) of the steel plate width direction applied to the work roll of each stand, and the case of controlling the cross angle by crossing the upper and lower rolls.
다음으로 제2 내지 제4 스탠드(102, 103, 104)를 제어하기 위하여 제2 내지 제4 벤더력 제어수단(302, 303, 304)에 각각 전달되는 벤더력 변동분은 각 스탠드 별 평탄도를 직접 측정하지 않고, 앞서 설명한 제1 스탠드(101)에 대한 벤더력 변동분으로부터 산출된다. 이하에서 제2 내지 제4 스탠드(102, 103, 104) 별 벤더력 변동분을 산출하기 위한 식을 도출하는 과정을 설명한다.Next, the change in the bender force transmitted to each of the second to fourth bender force control means 302, 303, 304 to control the second to fourth stand 102, 103, 104 directly affects the flatness of each stand. It calculates from the change of the bender force with respect to the 1st stand 101 mentioned above without measuring. Hereinafter, a process of deriving an equation for calculating a change in vendor force for each of the second to fourth stands 102, 103, and 104 will be described.
먼저 평탄도와 판 크라운의 관계는 다음의 식 1과 같은 수식으로 표현될 수 있다.First, the relationship between the flatness and the plate crown can be expressed by the following formula (1).
(식 1)
Figure 112011075793771-pat00011
(Equation 1)
Figure 112011075793771-pat00011
(단,
Figure 112011075793771-pat00012
: 평탄도(판형상),
Figure 112011075793771-pat00013
: 입측크라운,
Figure 112011075793771-pat00014
: 출측크라운,
Figure 112011075793771-pat00015
: 입측 소재두께,
Figure 112011075793771-pat00016
: 출측 소재두께,
Figure 112011075793771-pat00017
: 상수)
(only,
Figure 112011075793771-pat00012
: Flatness (plate shape),
Figure 112011075793771-pat00013
: Crown crown,
Figure 112011075793771-pat00014
: Crown,
Figure 112011075793771-pat00015
: Side material thickness,
Figure 112011075793771-pat00016
: Material thickness of exiting
Figure 112011075793771-pat00017
: a constant)
이어서 소재 길이방향으로의 변동, 즉 스탠드의 입측 및 출측의 크라운 변동과 평탄도의 변동을 함께 고려하기 위하여 섭동법(perturbation method)을 적용하여 식 1을 정리하면 아래의 식2와 같다.Subsequently, Equation 1 is summarized by applying the perturbation method in order to consider the fluctuation in the longitudinal direction of the material, that is, the fluctuation of the crown and the flatness of the stand and exit of the stand together.
(식 2)
Figure 112011075793771-pat00018
(Equation 2)
Figure 112011075793771-pat00018
(단,
Figure 112011075793771-pat00019
: 판형상 변동,
Figure 112011075793771-pat00020
: 입측크라운 변동,
Figure 112011075793771-pat00021
: 출측크라운 변동)
(only,
Figure 112011075793771-pat00019
: Plate shape variation,
Figure 112011075793771-pat00020
: Change in crown crown,
Figure 112011075793771-pat00021
: Change in crown
다음으로 입측 소재의 길이방향 크라운 변동에 대해 제1 스탠드(101)의 출측에 구비된 제1 형상계측부(201)로부터 측정된 평탄도를 이용한 피드백 제어와 자동 판두께 제어(AGC, automatic gauge control)에 의한 두께제어 성능이 목표성능을 이룰 수 있다고 가정하면 식 2는 식 3으로 정리될 수 있다.Next, the feedback control and the automatic plate thickness control (AGC) using the flatness measured from the first shape measuring unit 201 provided at the exit side of the first stand 101 with respect to the longitudinal crown fluctuation of the entry material. Equation 2 can be summarized as Equation 3 assuming that the thickness control performance can be achieved.
(식 3)
Figure 112011075793771-pat00022
(Equation 3)
Figure 112011075793771-pat00022
한편, 식 3으로부터 입측 크라운 변동에 대한 평탄도 제어에 따른 출측 크라운 변동을 나타내는 식으로 유도할 수 있다.On the other hand, it can be derived from Equation 3 to the equation representing the exit crown variation in accordance with the flatness control for the entry crown variation.
(식 4)
Figure 112011075793771-pat00023
(Equation 4)
Figure 112011075793771-pat00023
(단,
Figure 112011075793771-pat00024
: 벤더력,
Figure 112011075793771-pat00025
: 벤더력 변동치,
Figure 112011075793771-pat00026
: 벤더력 초기치)
(only,
Figure 112011075793771-pat00024
Bender power,
Figure 112011075793771-pat00025
: Change in vendor power,
Figure 112011075793771-pat00026
: Bender initial value)
상기 식 4로부터 입측 크라운 변동에 대한 출측의 크라운 변동과 그에 대한 평탄도 제어를 위한 벤더력 변동을 고려하여 제1 스탠드(101) 이후의 다음 스탠드에서의 벤더력 변동분을 식 5와 같이 예측할 수 있다.From the above Equation 4, the change in the bender force at the next stand after the first stand 101 can be predicted as shown in Equation 5 in consideration of the outward crown fluctuation with respect to the entrance crown fluctuation and the bender force fluctuation for the flatness control thereof. .
(식 5)
Figure 112011075793771-pat00027
(Equation 5)
Figure 112011075793771-pat00027
(단,
Figure 112011075793771-pat00028
: 후단 스탠드의 벤더력 변동,
Figure 112011075793771-pat00029
: 전단 스탠드의 벤더력 변동,
Figure 112011075793771-pat00030
: 후단 스탠드 출측두께,
Figure 112011075793771-pat00031
: 전단 스탠드 출측두께)
(only,
Figure 112011075793771-pat00028
: Bender power fluctuation of rear stand,
Figure 112011075793771-pat00029
: Bender force fluctuation of shear stand,
Figure 112011075793771-pat00030
: Rear stand exit thickness,
Figure 112011075793771-pat00031
: Shear stand exit thickness)
즉, 어느 한 스탠드의 벤더력 변동분이 알려진 경우에는 위 식 5로부터 해당 스탠드에 인접하는 후행 스탠드의 벤더력 변동분을 산출할 수 있게 된다. 또한 동일한 방법으로 후행하는 다수의 스탠드에 대한 벤더력 변동분을 연속적으로 산출할 수 있게 된다. 본 실시예에 있어서 형상 제어를 위한 각 스탠드 별 제어량은 다음과 같은 관계를 갖는다.That is, when the change in the bender force of any one stand is known, the change in the bender force of the trailing stand adjacent to the stand can be calculated from Equation 5 above. In addition, it is possible to continuously calculate the change in the bender force for the following multiple stands in the same way. In this embodiment, the control amount for each stand for shape control has the following relationship.
Figure 112011075793771-pat00032
Figure 112011075793771-pat00032
(단,
Figure 112011075793771-pat00033
: i번째 스탠드 벤더력 변동분(i=1~4),
Figure 112011075793771-pat00034
: i번째 스탠드 벤더력 설정치(i=1~4),
Figure 112011075793771-pat00035
: i번째 스탠드 출측두께(i=1~4))
(only,
Figure 112011075793771-pat00033
: i-th stand bender change (i = 1-4),
Figure 112011075793771-pat00034
i th stand bender setting value (i = 1 ~ 4),
Figure 112011075793771-pat00035
: i-th stand exit thickness (i = 1 ~ 4)
위와 같이 제1 형상계측부(201)를 통하여 제1 스탠드(101)의 평탄도를 측정하고 제1 스탠드(101)의 변동된 벤더력이나 벤더력 변동분을 산출하는 경우, 상기의 식 5로부터 후행하는 각 스탠드의 제어에 필요한 벤더력 변동분을 연속적으로 산출할 수 있게 된다. 또한 벤더력 보정수단(220)은 제1 형상계측부(201)가 평탄도를 측정하는 주기에 따라 제1 스탠드(101)의 변동된 벤더력과, 제2 내지 제4 스탠드(102, 103, 104)의 벤더력 변동분을 산출하게 된다.
When the flatness of the first stand 101 is measured through the first shape measuring unit 201 as described above, and the fluctuated bender force or the change in the bender force of the first stand 101 is calculated, It is possible to continuously calculate the change in the bender force required for the control of each stand. In addition, the bender force correction means 220 is a variable bender force of the first stand 101 and the second to fourth stands 102, 103, 104 according to the period in which the first shape measurement unit 201 measures the flatness. ) Will calculate the change in the bender power.
한편, 제1 내지 제4 벤더력 제어수단(301, 302, 303, 304)은 초기 설정된 벤더력 설정치와 상술한 벤더력 보정수단(220)에 의하여 산출된 벤더력 보정분을 고려하여 제1 내지 제4 스탠드(101, 102, 103, 104)를 제어하게 된다. 제1 내지 제4 벤더력 제어수단(301, 302, 303, 304)은 제1 형상계측부(201) 및 벤더력 보정수단(220)에 의하여 각 스탠드 별 변동된 벤더력이 산출되는 주기에 따라 각 스탠드의 벤더력을 제어하게 된다.On the other hand, the first to fourth bender force control means (301, 302, 303, 304) is the first to fourth bender force setting value in consideration of the bender force correction value calculated by the above-described bender force correction means 220 The fourth stand 101, 102, 103, 104 is controlled. The first to fourth bender force control means (301, 302, 303, 304) are each in accordance with a cycle in which the fluctuating bender force for each stand is calculated by the first shape measuring unit 201 and the bender force correcting means 220. It will control the bender power of the stand.
도 2 및 3을 참조하여 본 발명에 따른 냉간 압연 시의 형상제어 프로세스를 설명한다. 도 3은 일 실시예에 따른 형상제어 프로세스를 나타내는 순서도이다.2 and 3, a shape control process during cold rolling according to the present invention will be described. 3 is a flowchart illustrating a shape control process according to an exemplary embodiment.
열간압연공정을 거친 스테인리스 소재, 즉 스트립(10)은 열간압연 공정에서 발생하는 소재온도 편차로 인해서 스트립(10)의 선단과 미단부분에는 크라운이 존재하고, 이러한 크라운에 의해서 스트립(10)의 선단과 미단부분에는 평탄도 오차가 발생한다. 이러한 평탄도 오차를 보정하기 위하여 먼저, 제1 단계에서는 제1 스탠드(101) 출측에서 제1 형상계측부(201)를 통하여 평탄도를 측정한다.(S10) The stainless steel material that has undergone the hot rolling process, that is, the strip 10 has a crown at the leading end and the trailing end of the strip 10 due to the material temperature variation occurring in the hot rolling process, and the tip of the strip 10 is formed by the crown. Flatness errors occur at the ends. In order to correct the flatness error, first, in the first step, the flatness is measured through the first shape measuring unit 201 at the exit side of the first stand 101 (S10).
또한 제2 단계에서는 상기 측정된 평탄도로부터 상기 제1 스탠드(101)의 벤더력 변동분을 산출한다.(S20) 이어서 제3 단계에서는 앞서 설명한 식 5, 즉
Figure 112011075793771-pat00036
에 의하여 후단의 각 스탠드별 벤더력 변동분을 순차적으로 산출한다.(S30)
In addition, in the second step, the change in the bender force of the first stand 101 is calculated from the measured flatness. (S20) Subsequently, in the third step, Equation 5, namely,
Figure 112011075793771-pat00036
By this, the change in the bender force for each stand in the rear stage is sequentially calculated. (S30)
(단,
Figure 112011075793771-pat00037
: 후단 스탠드의 벤더력 변동분,
Figure 112011075793771-pat00038
: 전단 스탠드의 벤더력 변동,
Figure 112011075793771-pat00039
: 후단 스탠드에서의 출측두께,
Figure 112011075793771-pat00040
: 전단 스탠드에서의 출측두께)
(only,
Figure 112011075793771-pat00037
: Bender power change of rear stage stands,
Figure 112011075793771-pat00038
: Bender force fluctuation of shear stand,
Figure 112011075793771-pat00039
: Exit thickness at rear end stand,
Figure 112011075793771-pat00040
: Exit thickness at shear stand)
이어서 제4 단계에서는 상기 산출된 각 스탠드별 벤더력 변동분을 고려하여 각 스탠드의 벤더력을 재조정한다.(S40) 위와 같은 제1 단계(S10) 내지 제4 단계(S40)의 형상제어 프로세스를 초당 10회 이상 바람직하게는 20회 이상 수행한다.Subsequently, in the fourth step, the bender force of each stand is readjusted in consideration of the calculated variation in the bender force for each stand. (S40) The shape control process of the first step S10 to the fourth step S40 is performed per second. 10 or more times, preferably 20 or more times.
이와 같이 제1 스탠드(101)의 평탄도 측정에 의한 벤더력 보정과, 제1 스탠드(101)의 벤더력 변동분으로부터 상기 식 5에 의하여 제2 스탠드(102) 내지 제4 스탠드(104)의 벤더력 변동분의 산출을 주기적으로 실시함으로써 실시간으로 스트립의 길이방향으로 발생한 평탄도 오차를 보정할 수 있게 된다.
Thus, the bender force correction by the flatness measurement of the 1st stand 101, and the bender of the 2nd stand 102 thru | or the 4th stand 104 by said formula 5 from the change of the bender force of the 1st stand 101 By periodically calculating the force variation, it is possible to correct the flatness error occurring in the longitudinal direction of the strip in real time.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 형상제어 장치를 구비한 압연기 및 그 제어 방법 으로 구현될 수 있다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the above-described preferred embodiments, and various shape control apparatuses are provided within the scope not departing from the technical idea of the present invention specified in the claims. It can be implemented with a rolling mill and its control method.
100: 압연기(비가역식 연속 압연기)
101, 102, 103, 104: 제1 내지 제4 스탠드
201, 202: 제1 및 제2 형상계측부
210: 벤더력 설정수단 220: 벤더력 보정수단
301, 302, 303, 304: 제1 내지 제4 벤더력 제어수단
100: rolling mill (irreversible continuous rolling mill)
101, 102, 103, 104: first to fourth stands
201 and 202: first and second shape measuring sections
210: bender force setting means 220: bender force correction means
301, 302, 303, 304: first to fourth bender force control means

Claims (8)

  1. 각각 기설정된 벤더력에 따라 비가역식 연속 압연 프로세스를 수행하는 복수의 스탠드;
    상기 복수의 스탠드 중 적어도 어느 하나의 출측에 구비되어 스트립의 평탄도를 측정하는 형상계측부;
    상기 형상계측부에 의하여 측정된 평탄도와 상기 형상계측부가 구비된 스탠드의 입측 및 출측의 크라운 변동과의 상관관계를 이용하여 상기 스트립이 평탄 형상을 얻기 위한 상기 형상계측부가 구비된 스탠드의 벤더력 변동분을 산출하고, 하기 식 1에 따라 후행하는 스탠드 별 벤더력 변동분을 산출하는 벤더력 보정수단; 및
    상기 기설정된 벤더력에 상기 산출된 벤더력 변동분을 반영하여 각 스탠드를 제어하는 벤더력 제어수단;을 포함하는 형상제어 장치를 구비한 압연기.
    <식 1>
    Figure 112013046546104-pat00041

    (단,
    Figure 112013046546104-pat00042
    : 후단 스탠드의 벤더력 변동분,
    Figure 112013046546104-pat00043
    : 전단 스탠드의 벤더력 변동,
    Figure 112013046546104-pat00044
    : 후단 스탠드에서의 출측두께,
    Figure 112013046546104-pat00045
    : 전단 스탠드에서의 출측두께)
    A plurality of stands each performing an irreversible continuous rolling process in accordance with a predetermined bender force;
    A shape measuring unit provided on at least one exit side of the plurality of stands to measure flatness of the strip;
    By using the correlation between the flatness measured by the shape measuring part and the crown fluctuations at the entrance and exit sides of the stand provided with the shape measuring part, the change in the bender force of the stand with the shape measuring part is obtained. Bender force correction means for calculating and calculating a change in the bender force for each stand which is followed by Equation 1 below; And
    And a bender force control means for controlling each stand by reflecting the calculated bender force variation to the predetermined bender force.
    <Formula 1>
    Figure 112013046546104-pat00041

    (only,
    Figure 112013046546104-pat00042
    : Bender power change of rear stage stands,
    Figure 112013046546104-pat00043
    : Bender force fluctuation of shear stand,
    Figure 112013046546104-pat00044
    : Exit thickness at rear end stand,
    Figure 112013046546104-pat00045
    : Exit thickness at shear stand)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스탠드는 냉간 압연 프로세스를 수행하는 형상제어 장치를 구비한 압연기.
    The method of claim 1,
    The plurality of stands are provided with a shape control device for performing a cold rolling process.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형상계측부에 의한 평탄도 측정, 상기 벤더력 보정수단에 의한 벤더력 변동분 산출 및 상기 벤더력 제어수단에 의한 벤더력 변동분을 반영한 스탠드 제어는 주기적으로 수행되는 형상제어 장치를 구비한 압연기.
    The method of claim 1,
    And a shape control device for periodically measuring the flatness by the shape measuring unit, calculating the change in the bender force by the bender force correction means, and the stand control reflecting the change in the bender force by the bender force control means.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형상계측부는 상기 복수의 스탠드 중 최전단의 스탠드 출측에 구비되는 형상제어 장치를 구비한 압연기.
    The method of claim 1,
    And the shape measuring part is provided with a shape control device which is provided at the stand exit side of the foremost end of the plurality of stands.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스탠드는 최소 4개 이상 구비되는 형상제어 장치를 구비한 압연기.
    The method of claim 1,
    Rolling mill having a shape control device provided with at least four stands.
  6. 비가역식 연속 압연 프로세스를 수행하는 복수의 스탠드를 벤더력 변동에 따라 제어하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 스탠드 중 어느 한 스탠드 출측에서 스트립의 평탄도를 측정하는 제1 단계;
    상기 측정된 평탄도와 상기 평탄도 측정대상 스탠드의 입측 및 출측의 크라운 변동과의 상관관계를 이용하여 상기 스트립이 평탄 형상을 얻기 위한 상기 평탄도 측정대상 스탠드의 벤더력 변동분을 산출하는 제2 단계;
    하기 식 1에 의하여 상기 평탄도 측정대상 스탠드 후단의 각 스탠드별 벤더력 변동분을 순차적으로 산출하는 제3 단계; 및
    상기 산출된 각 스탠드별 벤더력 변동분을 고려하여 각 스탠드의 벤더력을 재조정하는 제4 단계;를 포함하는 형상제어 방법.
    <식 1>
    Figure 112013046546104-pat00046

    (단,
    Figure 112013046546104-pat00047
    : 후단 스탠드의 벤더력 변동분,
    Figure 112013046546104-pat00048
    : 전단 스탠드의 벤더력 변동,
    Figure 112013046546104-pat00049
    : 후단 스탠드에서의 출측두께,
    Figure 112013046546104-pat00050
    : 전단 스탠드에서의 출측두께)
    A method of controlling a plurality of stands for performing an irreversible continuous rolling process according to a change in bender force,
    A first step of measuring flatness of the strip at one of the stand exits of the plurality of stands;
    Calculating a change in the bender force of the flatness measurement target stand for obtaining the flatness of the strip by using the correlation between the measured flatness and the crown variation of the entrance and exit sides of the flatness measurement target stand;
    A third step of sequentially calculating a change in bender force for each stand at the rear end of the stand for flatness measurement according to Equation 1 below; And
    And a fourth step of readjusting the bender force of each stand in consideration of the calculated change in the bender force for each stand.
    <Formula 1>
    Figure 112013046546104-pat00046

    (only,
    Figure 112013046546104-pat00047
    : Bender power change of rear stage stands,
    Figure 112013046546104-pat00048
    : Bender force fluctuation of shear stand,
    Figure 112013046546104-pat00049
    : Exit thickness at rear end stand,
    Figure 112013046546104-pat00050
    : Exit thickness at shear stand)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 단계에서는 상기 복수의 스탠드 중 최전단의 스탠드의 출측 평탄도를 측정하는 형상제어 방법.
    The method according to claim 6,
    In the first step, the shape control method for measuring the exit flatness of the stand at the foremost of the plurality of stands.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 단계 내지 제4 단계를 주기적으로 수행하는 제5 단계를 더 포함하는 형상제어 방법.
    The method according to claim 6,
    And a fifth step of periodically performing the first to fourth steps.
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KR100363415B1 (en) 1998-12-09 2003-02-19 주식회사 포스코 Shape Control Method of Steel Sheet in Cold Rolling_
KR100983734B1 (en) 2007-09-14 2010-09-24 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Crown shape controlling device and method for hot tandem rolled mill
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