KR101359208B1

KR101359208B1 - 로온 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101359208B1
Application number: KR1020110130950A
Authority: KR
Inventors: 정홍규; 박정순; 김병주
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2014-02-06
Also published as: KR20130064369A

Abstract

로온 제어 장치 및 방법이 제공된다. 로온 제어 장치는, 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대의 순으로 이송되는 압연 소재의 온도를 제어하는 가열로의 로온 제어 장치에 있어서, 제1 압연 소재가 놓인 후행대의 로온과 제1 압연 소재에 이어 후행대로 이송될 제2 압연 소재가 놓인 선행대의 로온을 측정하는 모듈로, 압연 소재의 이송 방향을 따라 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된 온도 측정 모듈과, 선행대의 로온을 고려하여 후행대의 로온을 설정하며, 설정된 로온에 따라 후행대의 로온을 제어하는 온도 제어 모듈을 포함하며, 온도 제어 모듈은, 측정된 선행대의 로온과 측정된 후행대의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 후행대의 로온을 설정할 수 있다. 이를 통해 슬라브 생산성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

Description

로온 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING FURNACE TEMPERATURE}

본 발명은 열간 압연 장치의 가열로 온도를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연속 주조기는 제강로에서 생산되어 레들(ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(turndish)에서 받았다가 연속 주조기용 몰드로 공급하여 일정한 형상의 주편, 즉, 압연용 반제품을 생산하는 설비이다. 이러한 반제품들은 가열로를 통해 재가열된 후 압연 공정을 통해 거쳐 H형강, 철근, 앵글, 강판 등의 다양한 철강 제품으로 제조되는 것이다.

한편, 가열로는 로입구, 장입대(charging zone), 예열대(preheating zone), 가열대(heating zone), 균열대(soaking zone)으로 구분되어 상기한 슬라브, 블룸, 빌렛 등을 워킹 빔 장치를 통해 입구 측에서 출구 측으로 이동시키면서 버너로 가열한 후 배출하도록 되어 있다.

그리고, 상술한 가열로에서의 로온 제어는 제어 대상 구간내에 체류하는 슬라브를 대상으로 하기 때문에 다양한 소재 온도 조건에서는 목표로 하는 가열 품질과 생산성을 확보하기가 용이하지 않다. 이는 가열로의 구조와 로온 측정용 온도계의 위치가 갖는 특성(즉, 각 대의 입구로부터 슬라브의 이송 방향으로 일정 거리 떨어진 지점에 로온 측정용 온도계가 설치)상 가열 대상인 슬라브가 로온 측정용 온도계의 위치까지 접근되어야 로온의 변화가 생기며, 그제서야 필요한 연료유량이 버너로 공급되기 때문이다.

특히, 고온의 슬라브인 HCR(Hot Charge Rolling)재 이후에 저온의 슬라브인 CCR(Cold Charge Rolling)재가 노내로 진입되는 경우에는 낮은 온도의 CCR재로 인해 로온이 급격하게 하락하며 이를 다시 목표 온도로 올리기까지는 장시간이 소요되어 생산성 향상을 저해시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 슬라브 생산성을 향상시킬 수 있는 로온 제어 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 제1 실시 형태에 의하면,장입대, 예열대, 가열대 및 균열대의 순으로 이송되는 압연 소재의 온도를 제어하는 가열로의 로온 제어 장치에 있어서, 제1 압연 소재가 놓인 후행대의 로온과 상기 제1 압연 소재에 이어 상기 후행대로 이송될 제2 압연 소재가 놓인 선행대의 로온을 측정하는 모듈로, 상기 압연 소재의 이송 방향을 따라 상기 장입대, 상기 예열대, 상기 가열대 및 상기 균열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된 온도 측정 모듈; 및 상기 선행대의 로온을 고려하여 상기 후행대의 로온을 설정하며, 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 온도 제어 모듈을 포함하며, 상기 온도 제어 모듈은, 상기 측정된 선행대의 로온과 상기 측정된 후행대의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 상기 후행대의 로온을 설정하는 로온 제어 장치를 제공한다.

삭제

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 압연 소재는, HCR재이며,

상기 제2 압연 소재는, CCR재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 온도 제어 모듈은,

상기 제2 압연 소재가 상기 후행대로 진입하는 시점부터 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어할 수 있다.

삭제

본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대의 순으로 이송되는 압연 소재의 온도를 제어하는 가열로의 로온 제어 방법에 있어서, 상기 압연 소재의 이송 방향을 따라 상기 장입대, 상기 예열대, 상기 가열대 및 상기 균열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된 온도 측정 모듈에서, 제1 압연 소재가 놓인 후행대의 로온과 상기 제1 압연 소재에 이어 상기 후행대로 이송될 제2 압연 소재가 놓인 선행대의 로온을 측정하는 단계; 및 온도 제어 모듈에서, 상기 선행대의 로온을 고려하여 상기 후행대의 로온을 설정하며, 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 단계를 포함하며, 상기 후행대의 로온을 제어하는 단계는, 상기 온도 제어 모듈에서, 상기 측정된 선행대의 로온과 상기 측정된 후행대의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 상기 후행대의 로온을 설정하는 단계를 포함하는 로온 제어 방법이 제공된다.

삭제

상기 제2 압연 소재는, CCR재를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 후행대의 로온을 제어하는 단계는,

상기 온도 제어 모듈에서, 상기 제2 압연 소재가 상기 후행대로 진입하는 시점부터 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대 중 후행대의 로온 제어시에 선행대의 로온을 반영하여 제어함으로써, 슬라브 생산성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 로온 제어 장치를 포함한 가열로의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 로온 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 로온 제어 장치를 포함한 가열로의 전체 구성도이다. 본 발명의 일 실시 형태에 따른 로온 제어 장치는, 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대의 순으로 이송되는 압연 소재의 온도를 제어하는 가열로의 로온 제어 장치에 있어서, 제1 압연 소재가 놓인 후행대의 로온과 제1 압연 소재에 이어 후행대로 이송될 제2 압연 소재(이하, 압연 소재는 '슬라브'라 함)가 놓인 선행대의 로온을 측정하는 온도 측정 모듈과, 선행대의 로온을 고려하여 후행대의 로온을 설정하며, 설정된 로온에 따라 후행대의 로온을 제어하는 온도 제어 모듈을 포함할 수 있다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 로온 제어 장치를 포함한 가열로의 구성을 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 가열로(1)는 노체의 내부에 장입측에서 추출측까지 연속적으로 배열되고 그 위에 가열하고자 하는 슬라브(S)가 안착되어 이송되는 스키드 빔(3)이 설치된다. 이 스키드 빔(3)은 크게 슬라브(S)를 지지하기 위한 고정빔과 장입 슬라브를 전진시키기 위한 워킹빔으로 이루어진다.

가열로(1) 내에서 슬라브(S)가 가열되는 동안 워킹빔은 슬라브(S)를 상승, 전진, 하강 및 후진시킴으로써 가열로(1) 입구로부터 출구방향으로 점진적으로 이동시킨다.

가열로(1)의 내부공간은 스키트 빔(3)이 지나가는 방향을 따라 크게 로입구, 장입대(charging zone), 예열대(preheating zone), 가열대(heating zone), 균열대(soaking zone)로 구분되며, 슬라브(S)의 초기 온도, 추출시에 요구되는 최종 온도에 따라 장입대, 예열대, 가열대 내에서의 승온 속도 및 체류 시간과 균열대 내에서의 체류 시간 등이 각각 제어된다.

한편, 장입대, 예열대, 가열대, 균열대의 노내에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 온도 측정 모듈(111 내지 114)이 각각 설치되며, 그 위치는 슬라브(S)의 이송 방향을 따라 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된다. 온도 측정 모듈(111 내지 114)에서 측정된 각 대의 로온은 온도 제어 모듈(120)로 전달된다.

그리고, 주기적으로 개폐되는 도어(미도시)를 통해 슬라브(S)가 장입되는 로입구와 슬라브(S)를 승온시키는 장입대 및 예열대는 노체의 내벽에 설치된 사절벽(2)에 의해 구획된다. 이 사절벽(2)은 각 영역 내에서의 보열 및 균일한 노온을 확보할 수 있도록 해준다.

또한, 장입대, 예열대, 가열대, 균열대 내에는 예열대의 로온에 따라 슬라브(S)의 가열온도를 조절하는 연소 버너(F1 내지 F4)가 설치되는데, 이 버너(F1 내지 F4)는 온도 제어 모듈(120)의 제어에 따라 슬라브(S)의 가열 온도를 높여 목표온도까지 가열될 수 있도록 해준다. 통상적으로 장입대에 설치된 연소 버너(F1)는 축열식 버너가, 기타 연소 버너(F2 내지 F4)는 축류식 버너가 사용될 수 있다.

한편, 예열대와 가열대 및 가열대와 균열대 사이는 노체의 내부 단면적이 작아지도록 형성된 노즈부(4,5)에 의해 각각의 영역이 구획된다.

이와 같이, 노즈부(4,5)가 형성된 것은 각 영역을 가열하는 연소 버너(F2, F3, F4)가 노즈부(4,5)의 경사면 상에 설치됨으로써 그 분사 방향이 예열대, 가열대, 균열대의 내부 중앙을 향하도록 해주기 위함이다.

마지막으로, 온도 제어 모듈(120)은 선행대의 로온을 고려하여 후행대의 로온을 설정하며, 설정된 로온에 따라 후행대의 로온을 제어할 수 있다. 여기서, 선행대와 후행대는 슬라브(S)가 진입하는 순서에 따라 상대적으로 붙여진 것으로, 슬라브(S)는 선행대에서 후행대로 진행한다.

구체적으로, 온도 제어 모듈(120)은 다음의 수학식 1에 의해 후행대의 로온을 제어할 수 있다 (이하, 발명의 이해를 돕기 위해 후행대는 예열대, 선행대는 장입대라고 가정한다)

[수학식 1]

Tgp_con=(Tgp_act×Tgp_wgt) + (Tgr_act×Tgr_wgt)

여기서, Tgp_con는 예열대의 제어용 로온, Tgp_act는 예열대의 측정 로온, Tgr_act는 장입대의 측정 로온, Tgp_wgt는 예열대의 로온 가중치, Tgr_wgt는 장입대의 로온 가중치를 의미한다.

즉, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 온도 제어 모듈(120)은 측정된 후행대(예열대)의 로온과 측정된 선행대(장입대)의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 후행대(예열대)의 로온을 설정하고, 설정된 로온에 따라 연소 버너(F2)를 가열시킴으로써, 후행대(예열대)의 로온을 제어할 수 있다. 또한, 실시 형태에 의하면, 온도 제어 모듈(120)은 장입대에 놓인 슬라브가 후행대(예열대)로 진입하는 시점부터 설정된 로온에 따라 후행대(예열대)의 로온을 제어할 수 있다.

여기서, 선행대(장입대)에 놓인 제2 압연 소재(슬라브)는 고온의 HCR재이며, 후행대(예열대)에 놓인 제1 압연 소재(슬라브)는 저온의 CCR재를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 장입대, 예열대, 가열대 및 균열대 중 후행대의 로온 제어시에 선행대의 로온을 반영하여 제어함으로써, 슬라브 생산성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

마지막으로, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 로온 제어 방법을 설명하는 흐름도로, 발명의 이해를 돕기 위해 후행대는 예열대, 선행대는 장입대라고 가정한다. 한편, 발명의 간명화를 위해 도 1에서 설명된 사항과 중복된 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 우선 슬라브(S)의 이송 방향을 따라 장입대, 예열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된 온도 측정 모듈(111 및 112)에서 장입대와 예열대의 로온을 측정한다(S200). 측정된 로온은 온도 제어 모듈(120)로 전달된다.

다음, 온도 제어 모듈(120)은 상술한 수학식 1에 따라 후행대(예열대)의 로온과 선행대(장입대)의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 후행대(예열대)의 로온을 설정하고, 설정된 로온에 따라 연소 버너(F2)를 가열시킴으로써, 후행대(예열대)의 로온을 제어할 수 있다(S201).

실시 형태에 의하면, 온도 제어 모듈(120)은 선행대(장입대)에 놓인 슬라브가 후행대(예열대)로 진입하는 시점부터 설정된 로온에 따라 후행대(예열대)의 로온을 제어할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100: 로온 제어 장치
1: 가열로
2: 사절벽
3: 스키드 빔
4, 5: 노즈부
111 내지 114: 온도 측정 모듈
120: 온도 제어 모듈
F1 내지 F4: 연소 버너

Claims

장입대, 예열대, 가열대 및 균열대의 순으로 이송되는 압연 소재의 온도를 제어하는 가열로의 로온 제어 장치에 있어서,
제1 압연 소재가 놓인 후행대의 로온과 상기 제1 압연 소재에 이어 상기 후행대로 이송될 제2 압연 소재가 놓인 선행대의 로온을 측정하는 모듈로, 상기 압연 소재의 이송 방향을 따라 상기 장입대, 상기 예열대, 상기 가열대 및 상기 균열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된 온도 측정 모듈; 및
상기 선행대의 로온을 고려하여 상기 후행대의 로온을 설정하며, 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 온도 제어 모듈을 포함하며,
상기 온도 제어 모듈은,
상기 측정된 선행대의 로온과 상기 측정된 후행대의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 상기 후행대의 로온을 설정하는 로온 제어 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 압연 소재는, HCR재이며,
상기 제2 압연 소재는, CCR재를 포함하는 로온 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 온도 제어 모듈은,
상기 제2 압연 소재가 상기 후행대로 진입하는 시점부터 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 로온 제어 장치.
삭제
장입대, 예열대, 가열대 및 균열대의 순으로 이송되는 압연 소재의 온도를 제어하는 가열로의 로온 제어 방법에 있어서,
상기 압연 소재의 이송 방향을 따라 상기 장입대, 상기 예열대, 상기 가열대 및 상기 균열대 각각의 입구로부터 일정 거리 이격되어 설치된 온도 측정 모듈에서, 제1 압연 소재가 놓인 후행대의 로온과 상기 제1 압연 소재에 이어 상기 후행대로 이송될 제2 압연 소재가 놓인 선행대의 로온을 측정하는 단계; 및
온도 제어 모듈에서, 상기 선행대의 로온을 고려하여 상기 후행대의 로온을 설정하며, 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 단계를 포함하며,
상기 후행대의 로온을 제어하는 단계는,
상기 온도 제어 모듈에서, 상기 측정된 선행대의 로온과 상기 측정된 후행대의 로온 각각에 가중치를 부여하여 합산함으로써, 상기 후행대의 로온을 설정하는 단계를 포함하는 로온 제어 방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 제1 압연 소재는, HCR재이며,
상기 제2 압연 소재는, CCR재를 포함하는 로온 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 후행대의 로온을 제어하는 단계는,
상기 온도 제어 모듈에서, 상기 제2 압연 소재가 상기 후행대로 진입하는 시점부터 상기 설정된 로온에 따라 상기 후행대의 로온을 제어하는 단계를 더 포함하는 로온 제어 방법.
삭제