KR101510570B1 - 열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법 - Google Patents

열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법 Download PDF

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KR101510570B1 KR20130163323A KR20130163323A KR101510570B1 KR 101510570 B1 KR101510570 B1 KR 101510570B1 KR 20130163323 A KR20130163323 A KR 20130163323A KR 20130163323 A KR20130163323 A KR 20130163323A KR 101510570 B1 KR101510570 B1 KR 101510570B1
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정희태
이상현
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치; 상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및, 상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 압연재 및 상기 유도가열장치의 규격 정보에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하며, 상기 유도가열장치는 종자속방식의 유도가열장치로 구비되고, 상기 제어부는 아래의 식(1)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치를 제공한다.
Figure 112015023776319-pat00024
식(1)
여기서,
Wb: 압연재의 폭
Wc: 유도가열장치의 폭
Lc: 유도가열장치의 길이
A: 유도가열장치의 폭방향 마진
θ: 유도가열장치의 회전각도
본 발명은 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치의 구성을 포함함으로써, 압연재의 폭과 상관없이 압연재의 유도가열장치의 가열효율을 유지할 수 있어 에너지절감에 유리한 효과가 있다.

Description

열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법{HEATING APPARATUS AND METHOD FOR HOT ROLLING LINE}
본 발명은 열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연재의 폭과 무관하게 가열장치의 가열효율이 유지될 수 있는 열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법에 관한 것이다.
본 기술은 열간압연 공정에서 압연재를 가열하는 공정에 적용되는 기술이며, 화석연료를 이용하여 가열하는 가열로, 유도가열 장치를 이용하는 유도가열기 등이 사용되고 있다.
유도가열기는 압연재 전폭을 가열하는 장치와 압연재의 가장자리를 가열하는 장치가 있다.
압연재 전폭을 가열하는 장치는 도 1a에 도시된 바와 같이, 종자속(Longitudinal Flux) 방식의 가열코일을 이용하는 방법과, 도 2a에 도시된 바와 같이, 횡자속(Transverse Flux) 방식의 가열코일을 이용하는 방법이 있다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 종자속(Longitudinal Flux) 방식의 가열코일을 이용하는 방법의 기술이 도시되어 있다. 종자속(Longitudinal Flux) 방식의 가열코일을 이용하는 방법에 의해 발생하는 자기장은 금속판에 횡방향으로 작용하므로 금속판의 수직 단면에 와전류(Eddy current)를 발생시킨다.
도 2a에는 횡자속(Transverse Flux) 방식의 가열코일을 이용하는 방법의 기술이 도시되어 있다.
횡자속방식은 횡방향으로 이동하는 금속판에 수직으로 자기장을 발생시켜 넓은 횡방향 단면에 와전류를 유도시키기 때문에 와전류의 상쇄를 방지할 수 있고, 또한 금속판의 두께가 얇을수록 금속판 상부 및 하부를 흐르는 같은 방향의 와전류가 서로 중첩되어 전류 밀도를 상승시키므로 가열 효과를 더욱 높일 수 있는 방식이다.
그리고, 통상의 열간압연라인에서 생산하는 압연재는 폭이 다양하며, 협폭 대비 2배 정도의 광폭까지 생산하는 열간압연 공정이 있고, 통상적으로 압연재의 주생산품은 광폭 압연재와 협폭 압연재의 중간 정도의 폭을 가지는 압연재가 활용되는 경우가 대부분이다.
따라서, 광폭에 맞춰진 유도가열장치를 활용하여 협폭 압연재와 중간폭 압연재를 가열시 광폭 압연재 가열시보다 효율이 많이 떨어지는 문제점이 있다.
종래기술로 일본특허공개공보 제2004-034069호에는 폭방향으로 다수의 가열코일을 두어 가열코일을 횡방향으로 이동하는 방법과 가열코일을 상하로 회전하여 상하 코일간의 간격을 조정하는 방법이 있으나, 이들은 압연재의 폭방향 온도를 균일화하기 위해 사용되었으나, 다수의 가열코일의 배치 및 이동장치가 복잡한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 압연재 가열장치에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명은 일 측면으로서, 압연재의 유도가열장치를 회전시켜 압연재의 폭과 상관없이 압연재의 유도가열장치의 가열효율이 유지될 수 있는 열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 다양한 형상과 폭을 가지는 압연재를 가열할 수 있고, 이러한 압연재의 형상과 폭이 다양하게 변화하는 경우에도 균일하게 가열효율을 유지하면서 압연재를 균일하게 가열할 수 있는 열간압연라인의 압연재 가열장치 및 가열방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치; 상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및, 상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 압연재 및 상기 유도가열장치의 규격 정보에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하며, 상기 유도가열장치는 종자속방식의 유도가열장치로 구비되고, 상기 제어부는 아래의 식(1)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치를 제공한다.
Figure 112015023776319-pat00020
식(1)
여기서,
Wb: 압연재의 폭
Wc: 유도가열장치의 폭
Lc: 유도가열장치의 길이
A: 유도가열장치의 폭방향 마진
θ: 유도가열장치의 회전각도
삭제
삭제
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삭제
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삭제
삭제
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삭제
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치; 상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및, 상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 압연재 및 상기 유도가열장치의 규격 정보에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하며, 상기 유도가열장치는 횡자속방식의 유도가열장치로 구비되고, 상기 제어부는 아래의 식(2)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치를 제공한다.
Figure 112015023776319-pat00021
식(2)
Wb: 압연재의 폭
Wc: 유도가열장치의 폭
θ: 유도가열장치의 회전각도
삭제
삭제
삭제
삭제
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 일 측면으로서, 본 발명은 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치; 상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및, 상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 유도가열장치의 저항에 대한 특성임피던스비(Q)에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하거나, 상기 유도가열장치의 공진주파수(ω)에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치를 제공한다.
바람직하게, 유도가열장치는 압연재를 생산하는 연주기와, 상기 연주기에서 가열되어 배출된 압연재를 1차 압연하는 조압연기의 사이에 배치되거나, 상기 조압연기와, 상기 조압연기를 거쳐 압연된 압연재를 2차 압연하는 사상압연기의 사이에 배치될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 측면으로서, 본 발명은 종자속방식의 유도가열장치를 활용하는 열간압연라인의 압연재 가열방법에 있어서, 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 양단부의 폭의 마진을 입력하는 정보입력단계와, 압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 폭방향 마진을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계 및, 산출된 회전각도를 근거로 상기 유도가열장치를 회전시키는 단계를 포함하는 열간압연라인의 압연재 가열방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면으로서, 본 발명은 횡자속방식의 유도가열장치를 활용하는 열간압연라인의 압연재 가열방법에 있어서, 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 입력하는 정보입력단계와, 압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계 및, 산출된 회전각도를 근거로 상기 유도가열장치를 회전시키는 단계를 포함하는 열간압연라인의 압연재 가열방법을 제공한다.
이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치의 구성을 포함함으로써, 압연재의 폭과 상관없이 압연재의 유도가열장치의 가열효율을 유지할 수 있어 에너지절감에 유리한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되며, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치를 회전량을 제어하도록 상기 유도장치의 회전각도를 제어하는 제어부에 의해 압연재의 정보를 통해 최적의 유도가열장치의 회전각도를 산출하여 유도장치의 가열효율을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 유도가열장치를 압연재의 폭방향으로 회전 가능하게 구성함으로써, 열간압연라인에서의 압연재의 주류를 이루는 광폭 압연재와 협폭 압연재의 중간 정도의 폭을 가지는 중폭 압연재에서의 유도가열장치의 가열효율이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종자속 방식의 유도가열장치에 의한 가열방법을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 횡자속 방식의 유도가열장치에 의한 가열방법을 도시한 도면이다.
도 3은 광폭과 협폭의 압연재에 따른 유도가열장치의 유효가열영역을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 유도가열장치의 횡방향의 회전에 따른 유효가열영역을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 압연재의 회전각도의 산출을 위한 압연재와 유도가열코일의 상세를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 연간압연라인의 개략도를 도시한 도면이다.
도 7은 종래와 본 발명의 열간압연라이늬 압연재 가열장치를 활용하여 압연재를 유도가열하였을 때의 전원장치와, 유도가열장치 및, 압연재에서 발생하는 발열비율의 차이를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)는 유도가열장치(100), 회전장치(200) 및, 제어부(300)를 포함할 수 있다.
열간압연라인의 압연재 가열장치(10)는 열간압연라인의 압연재(S)의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재(S)에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재(S)의 상측과 하측에 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치(100)와, 상기 유도가열장치(100)에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치(100)의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치(100)를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치(200) 및, 상기 유도가열장치(100) 및 상기 회전장치(200)에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있다.
여기서 압연재(S)는 열간압연라인을 거치는 주편, 슬래브, 바아, 스트립을 포함하는 개념으로 사용될 수 있는 의미이다.
유도가열장치(100)는 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)는 열간압연라인의 압연재(S)의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재(S)에 자기장을 발생시켜 가열하는 장치이다.
유도가열장치(100)는 압연재(S)의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치될 수 있다.
또한, 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)에 사용되는 유도가열장치(100)는 종자속방식의 유도가열장치(110)와 횡자속방식의 유도가열장치(130)가 모두 적용될 수 있다.
도 1a에는 종자속방식의 유도가열장치(110)가 도시되어 있다. 종자속방식의 가열코일을 이용하는 방법에 의해 발생하는 자기장은 금속판에 횡방향으로 작용하므로 금속판의 수직 단면에 와전류를 발생시킨다.
종자속방식의 유도가열장치(110)의 경우에는 유도가열장치(100)의 중심부 회전축을 가지거나, 유도가열장치(100)의 전극의 인입부근에서 회전하는 방식으로 구성될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 종자속방식 유도가열장치(100)의 경우에는 유도가열장치(100)가 압연재(S)를 둘러싸는 형태의 단면을 가지기 때문에 기계적으로 회전할 수 있는 회전각도가 정해질 수 있다.
도 2a에는 횡자속방식의 유도가열장치(130)가 도시되어 있다. 종자속방식의 경우에는 횡방향으로 이동하는 금속판에 수직으로 자기장을 발생시켜 넓은 횡방향 단면에 와전류를 유도시키기 때문에 와전류의 상쇄를 방지할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 횡자속방식의 유도가열장치(130)의 경우에는 가열대상인 압연재(S)의 양측면이 개방되어, 압연재의 폭방향으로 기계적으로 구속되는 부분이 없기 때문에 종자속방식의 유도가열장치(110)에 비해여 회전이 용이할 수 있다.
따라서, 횡자속방식의 유도가열장치(130)의 경우에는 상측의 유도가열장치(100)가 회전하도록 구성할 수 있고, 하측의 유도가열장치(100)가 회전하도록 구성할 수 있다.
또한, 상측과 하측의 유도가열장치(100)가 동시에 회전하도록 구성할 수 있고, 이때, 상측과 하측의 유도가열장치(100)는 동일한 방향으로 회전하도록 구성할 수 있으나, 상호 반대방향으로 회전하도록 구성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유도가열장치(100)는 압연재(S)를 생산하는 연주기(2)와, 상기 연주기(2)에서 가열되어 배출된 압연재(S)를 1차 압연하는 조압연기(4)의 사이에 배치되거나, 상기 조압연기(4)와, 상기 조압연기(4)를 거쳐 압연된 압연재(S)를 2차 압연하는 사상압연기(5)의 사이에 배치될 수 있다.
유도가열장치(100)는 압연재(S)의 상측과 하측을 가열하고, 이렇게 가열된 압연재(S)는 조압연기(4) 또는 사상압연기(5)로 인입되어 조압연 또는 마무리압연될 수 있다.
도 6은 열간압연라인을 나타낸 개략 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 열간압연라인은 연속 배열된 연주기(2)와, 유도가열장치(100)와, 조압연기(4), 사상압연기(5), 냉각장치(7), 권취기(9)를 구비할 수 있다.
열간압연라인에서는 연주기(2)에서 생산된 주편을 유도가열장치(100)에서 가열하고, 조압연기(4)를 거쳐 중간압연재(S)로 압연되고, 사상압연기(5)를 거쳐 최종두께로 압연되고, 냉각장치(7)를 거쳐 권취기(9)에 권취될 수 있다.
도 7에는 유도가열장치(100)가 횡방향으로 회전되지 않는 종래의 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)와, 유도가열장치(100)가 횡방향으로 회전하는 본 발명의 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)를 활용하여 압연재(S)를 유도가열하였을 때의 전원장치와, 유도가열장치(100) 및, 압연재(S)에서 발생하는 발열비율(%)을 나타낸 도시하였다.
여기에 사용된 광폭 압연재(S)의 경우에는 폭이 1350mm 이고, 협폭 압연재(S)의 경우에는 폭이 900mm 인 압연재(S)를 사용하여 실험을 하였다.
도 7을 살펴보면, 유도가열장치의 폭에 맞는 광폭 압연재(S)를 사용한 경우에는 종래기술과 본 발명의 발열비율에 차이가 없었으나, 협폭 압연재(S)의 경우에는 본 발명의 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)가 종래기술에 비하여 압연재(S)의 발열비율이 크게 증가하는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 협폭 압연재(S)에 유도가열시, 유도가열장치(100)를 압연재의 폭방향으로 회전시켜 압연재(S)의 유효가열영역(H)을 확대함으로써, 유도가열장치(100)의 압연재의 폭과 상관없이 압연재(S)의 유도가열장치(100)의 가열효율을 유지할 수 있어 에너지절감에 유리할 수 있다.
특히, 통상적으로 압연재(S)의 주생산품은 광폭 압연재(S)와 협폭 압연재(S)의 중간 정도의 폭을 가지는 압연재(S)가 활용되는 경우가 대부분이기 때문에 광폭 압연재(S)에 맞춰진 유도가열장치(100)의 가열효율이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
회전장치(200)는 압연재의 폭에 따라 유도가열장치(100)의 가열부분의 폭을 조절가능하도록, 유도가열장치(100)를 압연재의 폭방향으로 회전시키는 장치이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회전장치(200)는 유도가열장치(100)와 제어부(300)에 연결될 수 있다.
회전장치(200)는 제어부(300)에서 산출된 유도가열장치의 회전각도에 따라 유도가열장치(100)를 회전시킬 수 있다.
제어부(300)는 상기 압연재(S) 및 상기 유도가열장치(100)의 규격 정보에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 압연재(S) 및 상기 유도가열장치(100)의 규격 정보는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 폭방향 마진을 포함할 수 있다.
유도가열장치(100)는 종자속방식의 유도가열장치(110)로 구비되고, 상기 제어부(300)는 아래의 식(1)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어할 수 있다.
Figure 112013118665948-pat00003
식(1)
여기서, Wb: 압연재의 폭, Wc: 유도가열장치의 폭, Lc: 유도가열장치의 길이, A: 유도가열장치의 폭방향 마진, θ: 유도가열장치의 회전각도를 의미한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 종자속방식 유도가열장치(100)의 경우에는 유도가열장치(100)가 압연재(S)를 둘러싸는 형태의 단면을 가지기 때문에 기계적으로 회전할 수 있는 회전각도가 정해질 수 있다.
유도가열장치(100)는 횡자속방식의 유도가열장치(130)로 구비되고, 상기 제어부(300)는 아래의 식(2)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어할 수 있다.
Figure 112013118665948-pat00004
식(2)
여기서, Wb: 압연재의 폭, Wc: 유도가열장치의 폭, θ: 유도가열장치의 회전각도를 의미한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 횡자속방식의 유도가열장치(130)의 경우에는 압연재의 폭방향으로 기계적으로 구속되는 부분이 없기 때문에 회전각도의 범위가 자유로워져서, 위와 같은 방식에 의해서 유도가열장치의 회전각도가 제어될 수 있다.
제어부(300)는 상기 유도가열장치(100)의 저항에 대한 특성임피던스비(Q)에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하거나, 상기 유도가열장치(100)의 공진주파수(ω)에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어할 수 있다.
Figure 112013118665948-pat00005
Figure 112013118665948-pat00006
여기서, Q = 유도가열장치(100)의 저항에 대한 특성임피던스비, ω = 공진주파수이고, L = 부하인덕턴스, R = 부하저항을 의미한다.
유도가열장치(100)는 부하저항(R)과 부하인덕턴스(L) 값에 의해 공진주파수(ω) 및 특성임피던스비(Q)가 변하게 된다.
유도가열장치(100)에 의해 광폭 압연재(S) 대비 협폭 압연재(S)를 가열할 경우에는, 부하인덕턴스(L)가 증가하고, 공진주파수(ω)는 작아지며, 특성임피던스비(Q)는 증가하게 된다.
제어부(300)는 상기 특성임피던스비(Q)값을 일정하게 유지하도록 유도가열장치의 회전각도를 제어하도록 구성될 수 있는데, 제어부(300)는 특성임피던스비(Q)값을 일정하게 설정한 상태에서 광폭 압연재(S) 대비 협폭 압연재(S)를 가열할 경우에 증가하게 되는 특성임피던스비(Q)의 값을 보상하도록 연산하여 유도가열장치의 회전각도를 조절할 수 있다.
제어부(300)는 공진주파수(ω)의 값을 일정하게 유지하도록 유도가열장치의 회전각도를 제어하도록 구성될 수 있는데, 제어부(300)는 공진주파수(ω)의 값을 일정하게 설정한 상태에서 광폭 압연재(S) 대비 협폭 압연재(S)를 가열할 경우에 감소하게 되는 공진주파수(ω)의 값을 보상하도록 연산하여 유도가열장치의 회전각도를 조절할 수 있다.
다음으로, 도 1a 내지 도 7을 참조하여 열간압연라인의 압연재 가열방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열간압연라인의 압연재 가열방법은 정보입력단계, 회전각도 산출단계 및, 유도가열장치(100)를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
열간압연라인의 압연재 가열방법은 종자속방식의 유도가열장치(110)를 활용하는 열간압연라인의 열간압연라인의 압연재 가열방법에 있어서, 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치(100)의 양단부의 폭의 마진을 입력하는 정보입력단계와, 압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 폭방향 마진을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계 및, 산출된 회전각도를 근거로 상기 유도가열장치(100)를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
아래의 식(1)에 의해서, 압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 폭방향 마진을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
Figure 112013118665948-pat00007
식(1)
여기서, Wb: 압연재의 폭, Wc: 유도가열장치의 폭, Lc: 유도가열장치의 길이, A: 유도가열장치의 폭방향 마진, θ: 유도가열장치의 회전각도를 의미한다.
열간압연라인의 압연재 가열방법은 횡자속방식의 유도가열장치(130)를 활용하는 열간압연라인의 열간압연라인의 압연재 가열방법에 있어서, 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 입력하는 정보입력단계와, 압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계 및, 산출된 회전각도를 근거로 상기 유도가열장치(100)를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 열간압연라인의 압연재 가열방법은 아래의 식(2)에 의해서, 압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
Figure 112013118665948-pat00008
식(2)
여기서, Wb: 압연재의 폭, Wc: 유도가열장치의 폭, θ: 유도가열장치의 회전각도를 의미한다.
또한, 본 발명의 열간압연라인의 압연재 가열방법에는 앞서 설명한바 있는 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)의 상기한 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 열간압연라인의 압연재 가열방법에서 활용되는 유도가열장치(100), 회전장치(200) 및, 제어부(300)의 구성은 이미 설명한 바와 같이 열간압연라인의 압연재 가열장치(10)의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
2: 연주기 4: 조압연기
5: 사상압연기 7: 냉각장치
9: 권취기
10: 열간압연라인의 압연재 가열장치
100: 유도가열장치 110: 종자속방식의 유도가열장치
130: 횡자속방식의 유도가열장치 200: 회전장치
300: 제어부
H: 유효가열영역 S: 압연재
Wb: 압연재의 폭 Wc: 유도가열장치의 폭
Lc: 유도가열장치의 길이 A: 유도가열장치의 폭방향 마진
θ: 유도가열장치의 회전각도

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치;
    상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및,
    상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 압연재 및 상기 유도가열장치의 규격 정보에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하며,
    상기 유도가열장치는 종자속방식의 유도가열장치로 구비되고,
    상기 제어부는 아래의 식(1)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치.
    Figure 112015023776319-pat00022
    식(1)
    여기서,
    Wb: 압연재의 폭
    Wc: 유도가열장치의 폭
    Lc: 유도가열장치의 길이
    A: 유도가열장치의 폭방향 마진
    θ: 유도가열장치의 회전각도
  4. 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치;
    상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및,
    상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 압연재 및 상기 유도가열장치의 규격 정보에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하며,
    상기 유도가열장치는 횡자속방식의 유도가열장치로 구비되고,
    상기 제어부는 아래의 식(2)에 의해 상기 유도가열장치의 회전각도(θ)를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치.
    Figure 112015023776319-pat00023
    식(2)
    Wb: 압연재의 폭
    Wc: 유도가열장치의 폭
    θ: 유도가열장치의 회전각도
  5. 열간압연라인의 압연재의 이동경로 상에 배치되어, 상기 압연재에 자기장을 발생시켜 가열하도록, 상기 압연재의 상면과 하면에서 일정간격 이격하여 설치되는 유도가열장치;
    상기 유도가열장치에 연결되어, 상기 압연재의 폭에 따라 상기 유도가열장치의 가열부분의 폭 조절이 가능하도록, 상기 유도가열장치를 상기 압연재의 폭방향으로 회전시키는 회전장치; 및,
    상기 유도가열장치 및 상기 회전장치에 연결되어, 상기 유도가열장치의 폭방향 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 유도가열장치의 저항에 대한 특성임피던스비(Q)에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하거나, 상기 유도가열장치의 공진주파수(ω)에 따라 상기 유도가열장치의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치.
  6. 제3항, 제4항 및, 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유도가열장치는
    압연재를 생산하는 연주기와, 상기 연주기에서 가열되어 배출된 압연재를 1차 압연하는 조압연기의 사이에 배치되거나,
    상기 조압연기와, 상기 조압연기를 거쳐 압연된 압연재를 2차 압연하는 사상압연기의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 열간압연라인의 압연재 가열장치.
  7. 종자속방식의 유도가열장치를 활용하는 열간압연라인의 압연재 가열방법에 있어서,
    압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 양단부의 폭의 마진을 입력하는 정보입력단계;
    압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭, 유도가열장치의 폭방향 마진을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계; 및,
    산출된 회전각도를 근거로 상기 유도가열장치를 회전시키는 단계;를 포함하는 열간압연라인의 압연재 가열방법.
  8. 횡자속방식의 유도가열장치를 활용하는 열간압연라인의 압연재 가열방법에 있어서,
    압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 입력하는 정보입력단계;
    압연기로 인입되는 상기 압연재의 폭, 유도가열장치의 폭을 연산하여 상기 유도가열장치의 회전각도를 산출하는 단계; 및,
    산출된 회전각도를 근거로 상기 유도가열장치를 회전시키는 단계;를 포함하는 열간압연라인의 압연재 가열방법.
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