KR101498897B1 - 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압연 소재의 온도편차 진단 방법에 관한 것으로, 제어부가 가속 냉각 장치로 진입하는 압연 소재의 정보를 입력받는 단계, 온도 측정부가 압연 소재의 온도를 측정하는 단계 및 제어부가 압연 소재의 정보 및 측정된 압연 소재의 온도에 기초하여 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계를 포함하되, 압연 소재의 온도를 측정하는 단계에서 온도 측정부는 압연 소재의 폭방향 온도를 측정하고, 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계는, 제어부가 압연 소재의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는지 판단하는 단계, 압연 소재의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는지 판단하는 단계 및 압연 소재의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는지 판단하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가속냉각 공정을 통과한 압연 소재의 온도를 측정하고 압연 소재의 온도 편차를 분석하는 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 철강제조공정은 제선공정을 통해 코크스를 연소시켜 철광석을 용해하여 선철을 만들고, 제강공정을 통해 선철에 포함된 탄소와 같은 불순물을 감소시켜 순도가 높은 반제품을 생산하며, 압연공정을 통해 반제품을 선재, 코일, 박판 등의 최종 제품으로 완성시킨다.
이러한 압연공정의 기본이 되는 열간압연공정은 연속 주조에 의하여 제조된 슬라브(Slab), 블룸(Bloom) 또는 빌렛(Billet) 등의 소재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 후 조압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 최종 압연 제품을 생산하는 것이다.
그리고 열간압연공정에서 압연 소재를 압연한 후에는 압연 소재의 온도를 권취가 가능한 온도로 낮추기 위해서 가속 냉각을 수행한다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0067329호(2007.06.28 공개, 발명의 명칭 : 강판 가속냉각중 폭방향 온도편차 제어장치)가 있다.
본 발명의 목적은 가속냉각 공정을 통과한 압연 소재의 온도를 측정하고 압연 소재의 온도 편차를 분석함으로써 잔류응력이 존재하는지 진단하는 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법은 제어부가 가속 냉각 장치로 진입하는 압연 소재의 정보를 입력받는 단계; 온도 측정부가 압연 소재의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 압연 소재의 정보 및 측정된 압연 소재의 온도에 기초하여 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계를 포함하되, 상기 압연 소재의 온도를 측정하는 단계에서 상기 온도 측정부는 상기 압연 소재의 폭방향 온도를 측정하고, 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계는, 상기 제어부가 상기 압연 소재의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는지 판단하는 단계, 상기 압연 소재의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는지 판단하는 단계 및 상기 압연 소재의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는지 판단하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 상기 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계에서 냉간 교정이 필요한 것으로 판단되면, 출력부를 통해서 경고를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 장치는 가속 냉각 장치로 진입하는 압연 소재의 정보를 입력받는 입력부; 상기 압연 소재의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및 상기 압연 소재의 정보 및 측정된 압연 소재의 온도에 기초하여 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 제어부를 포함하되, 상기 온도 측정부는 상기 압연 소재의 폭방향 온도를 측정하고, 상기 제어부는 상기 압연 소재의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는 경우, 상기 압연 소재의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는 경우, 또는 상기 압연 소재의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는 경우 중 적어도 하나에 해당하면 상기 냉간 교정이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 온도 측정부는 상기 압연 소재의 상부와 하부, 전단과 후단 각각의 폭방향 온도를 측정하되, 상기 제어부는 상기 압연 소재의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는 경우, 상기 압연 소재의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는 경우, 또는 상기 압연 소재의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는 경우 중 적어도 하나에 해당하면 상기 냉간 교정이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 냉간 교정이 필요한 것으로 판단되면 경고를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 그 장치는, 가속 냉각 후 압연 소재의 균일 냉각 여부를 진단함으로써 추후에 압연 소재 절단시에 발생하는 소재의 휨 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 냉간 교정 필요성을 진단하여 사용자에게 경고함으로써, 사용자가 압연 소재의 권취까지 소요되는 시간을 예상할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법의 구현을 위해 장착된 온도 측정부의 위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법의 구현을 위해 장착된 온도 측정부의 위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 그 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 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 압연 소재의 온도편차 진단 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법의 구현을 위해 장착된 온도 측정부의 위치를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 장치는 입력부(10), 온도 측정부(20), 제어부(30) 및 출력부(40)를 포함한다.
입력부(10)는 압연기(1)를 통과하여 가속 냉각 장치(3)로 진입하는 압연 소재(100)의 정보를 입력받는 구성으로, 구체적으로 압연 소재(100)의 두께, 길이, 성분 정보 등을 입력받는다.
온도 측정부(20)는 압연 소재(100)의 온도를 측정하는 장치로서, 특히 본 실시예에서 온도 측정부(20)는 압연 소재(100)의 폭방향 온도를 측정한다. 그리고 온도 측정부(20)는 주기적으로 압연 소재(100)의 폭방향 온도를 측정함으로써, 온도 측정 범위를 통과하는 압연 소재(100) 전체의 온도 분포를 획득한다.
도 2를 참고하여 본 실시예에서의 온도 측정부(20)의 위치를 살펴보면, 온도 측정부(22, 24)는 복수인 것을 특징으로 하고 가속 냉각 장치(3)에서 진출하는 경로 상의 상단과 하단에 각각 위치한다.
따라서 온도 측정부(22)는 가속 냉각 장치(3)에서 진출하는 압연 소재(100)의 상부 온도를 측정하고, 온도 측정부(24)는 가속 냉각 장치(3)에서 진출하는 압연 소재(100)의 하부 온도를 측정한다.
이와 같이 본 실시예에서 온도 측정부(20)는 가속 냉각 장치(3)에서 냉각된 압연 소재(100)의 상부와 하부의 온도 분포를 각각 측정한다.
제어부(30)는 온도 측정부(22, 24)를 통해서 측정된 온도에 기초하여 압연 소재(100)의 냉간 교정 필요성을 판단한다.
구체적으로 제어부(30)는 입력부(10)를 통해서 입력받은 압연 소재(100)의 정보에 기초하여 해당 압연 소재(100)에서 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 온도 편차인 기준치를 예측하고, 온도 측정부(22, 24)를 통해서 측정된 온도에 기초하여 냉간 교정 필요성을 판단한다.
즉, 압연 소재(100)의 두께, 길이, 성분 등에 따라서 잔류 응력을 견딜 수 있는 온도 편차가 다르기 때문에 제어부(30)는 가속 냉각 장치(3)로 진입하는 압연 소재(100)의 정보에 기초하여 온도 편차의 기준치를 예측한다.
그리고 본 실시예에서는 입력부(10)를 통해서 입력받은 압연 소재(100)의 정보에 기초하여 제어부(30)가 압연 소재(100)의 기준치를 예측하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 입력부(10)를 통해서 사용자로부터 해당 압연 소재(100)에 대한 기준치를 직접 입력받고 이에 기초하여 압연 소재(100)의 냉간 교정 필요성을 판단하는 것도 가능하다.
그리고 제어부(30)는 온도 측정부(22, 24)를 통해서 측정된 압연 소재(100)의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는지 판단하고, 압연 소재(100)의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는지 판단하며, 압연 소재(100)의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는지 판단한다.
이 때, 제1기준치는 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 압연 소재(100) 상, 하부의 온도차이고, 제2기준치는 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 압연 소재(100) 전, 후단의 온도차이며, 제3기준치는 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 압연 소재(100) 폭방향의 온도차를 의미한다.
이와 같이 제어부(30)는 압연 소재(100)의 상, 하부 온도차, 전, 후단 온도차 또는 폭방향 온도차 중 적어도 하나에 기초하여 압연 소재(100)의 냉간 교정 필요성을 판단하고 냉간 교정을 추가로 수행함으로써, 압연 소재(100)가 권취되어 출하된 후 절단했을 때 변형되는 문제를 해결할 수 있다.
압연 소재(100)의 상, 하부 온도차로 인한 잔류응력이 존재하면 추후에 압연 소재(100)를 절단했을 때 길이 방향으로 휘는 만곡과 같은 현상이 발생하고, 압연 소재(100)의 전, 후단 온도차로 인한 잔류응력이 존재하면 추후에 압연 소재(100)를 절단했을 때 전, 후단이 휘는 현상이 발생하고, 압연 소재(100)의 폭방향 온도차로 인한 잔류응력이 존재하면 추후에 압연 소재(100)를 절단했을 때 웨이브 형태로 휘는 현상이 발생할 수 있다.
따라서 본 실시예에서 제어부(30)는 가속 냉각 후에 압연 소재(100)의 온도 분포가 균일한지 여부를 감지하고, 압연 소재(100)의 온도 편차가 균일하지 않은 경우에는 냉간 교정을 수행하도록 하여 잔류응력을 제거한다.
또한 본 실시예에서 온도 측정부(20)는 가속 냉각 장치(3)에서 진출하는 경로 상에 위치하는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 가속 냉각 장치(3)로 진입하는 경로 상에 위치하여 가속 냉각 전의 압연 소재(100) 온도를 측정할 수도 있다.
이 경우에 제어부(30)는 가속 냉각 장치(3) 진입 전후의 온도 편차를 누적해서 저장하고, 온도 편차가 가장 큰 구간이 일정하게 나타나면 가속 냉각 장치(3)의 주수량을 개별적으로 조절하도록 제어하는 것도 가능하다.
출력부(40)는 제어부(30)의 제어로 압연 소재(100)의 온도 편차가 전술한 제1 내지 제3기준치를 초과하는 경우에 경고를 출력하는 장치로서, 시각적인 알람을 출력하는 디스플레이부나 청각적인 알람을 출력하는 알람 등을 포함할 수 있다.
더불어 출력부(40)는 전술한 제1 내지 제3기준치를 초과한 압연 소재(100)의 구간 또는 온도 편차를 출력함으로써 사용자가 이를 인지하게 할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법이 구현되는 과정을 살펴보면, 먼저 제어부(30)는 입력부(10)를 통해서 가속 냉각 장치(3)로 진입하는 압연 소재(100)의 두께, 길이, 성분 등에 관한 정보를 입력받는다(S10).
즉, 압연 소재(100)의 두께, 길이, 성분 등에 따라서 변형이 발생할 염려가 있는 압연 소재(100)의 편차가 서로 다르기 때문에, 본 실시예에서는 가속 냉각 장치(3)로 진입하는 압연 소재(100)의 정보를 우선 입력받는다.
이 때 압연 소재(100)의 정보는 압연기(1)를 통과하여 압연된 결과가 되므로 입력부(10)는 압연기(1)의 제어부(미도시)로부터 압연 소재(100)를 어떠한 사양으로 압연했는지에 대한 정보를 수신하거나, 사용자로부터 직접 압연 소재(100)의 정보를 수신하는 것도 가능하다.
그리고 온도 측정부(20)는 압연 소재(100)의 온도를 측정한다(S20). 구체적으로 온도 측정부(20)는 압연 소재(100)의 폭방향 온도를 측정한다.
더불어 본 실시예에서 온도 측정부(22, 24)는 가속 냉각 장치(3)에서 진출하는 경로 상의 상단과 하단에 각각 위치하고, 해당 위치에서 압연 소재(100)의 폭방향 온도를 측정함으로써, 압연 소재(100)의 상부와 하부, 전단과 후단 각각의 폭방향 온도를 측정한다.
다음으로 제어부(30)는 측정된 압연 소재(100)의 온도에 기초하여 압연 소재(100)의 냉간 교정 필요성을 판단한다(S30).
구체적으로 제어부(30)는 온도 측정부(22, 24)를 통해서 측정된 압연 소재(100)의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는지 판단하고, 압연 소재(100)의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는지 판단하며, 압연 소재(100)의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는지 판단한다.
이 때, 제1기준치는 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 압연 소재(100) 상, 하부의 온도차이고, 제2기준치는 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 압연 소재(100) 전, 후단의 온도차이며, 제3기준치는 잔류응력으로 인한 휨 현상이 발생하지 않을 정도의 압연 소재(100) 폭방향의 온도차를 의미한다.
전술한 단계(S30)에서 연산된 압연 소재(100)의 온도차 중 어느 하나라도 기준치를 초과하는 경우에, 제어부(30)는 냉간 교정이 필요한 것으로 판단하고 출력부(40)를 통해서 경고를 출력한다(S40).
반면 전술한 단계(S30)에서 측정된 압연 소재(100)의 온도차가 모두 기준치 이하이면, 냉간 교정을 거칠 필요없이 압연 소재(100)를 권취 공정으로 이송한다.
본 실시예에 따른 압연 소재의 온도편차 진단 방법 및 장치는, 가속 냉각 후 압연 소재의 균일 냉각 여부를 진단함으로써 추후에 압연 소재 절단시에 발생하는 소재의 휨 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면 냉간 교정 필요성을 진단하여 사용자에게 경고함으로써, 사용자가 압연 소재의 권취까지 소요되는 시간을 예상할 수 있도록 한다.
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.
1: 압연기 3: 가속 냉각 장치
10: 입력부 20: 온도 측정부
30: 제어부 40: 출력부
100: 압연 소재
10: 입력부 20: 온도 측정부
30: 제어부 40: 출력부
100: 압연 소재
Claims (7)
- 제어부가 가속 냉각 장치로 진입하는 압연 소재의 정보를 입력받는 단계;
온도 측정부가 압연 소재의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 압연 소재의 정보 및 측정된 압연 소재의 온도에 기초하여 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계를 포함하되, 상기 압연 소재의 온도를 측정하는 단계에서 상기 온도 측정부는 상기 압연 소재의 폭방향 온도를 측정하고, 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계는, 상기 제어부가 상기 압연 소재의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는지 판단하는 단계, 상기 압연 소재의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는지 판단하는 단계 및 상기 압연 소재의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는지 판단하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 온도편차 진단 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 단계에서 냉간 교정이 필요한 것으로 판단되면, 출력부를 통해서 경고를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 온도편차 진단 방법.
- 가속 냉각 장치로 진입하는 압연 소재의 정보를 입력받는 입력부;
상기 압연 소재의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
상기 압연 소재의 정보 및 측정된 압연 소재의 온도에 기초하여 상기 압연 소재의 냉간 교정 필요성을 판단하는 제어부를 포함하되, 상기 온도 측정부는 상기 압연 소재의 폭방향 온도를 측정하고, 상기 제어부는 상기 압연 소재의 상부와 하부 온도차가 제1기준치를 초과하는 경우, 상기 압연 소재의 전단과 후단 온도차가 제2기준치를 초과하는 경우, 또는 상기 압연 소재의 폭방향 온도차가 제3기준치를 초과하는 경우 중 적어도 하나에 해당하면 상기 냉간 교정이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 온도편차 진단 장치.
- 삭제
- 제 5항에 있어서,
상기 냉간 교정이 필요한 것으로 판단되면 경고를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 소재의 온도편차 진단 장치.
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