KR101511804B1 - 금속스트립의 측방향 위치를 조정하면서 금속스트립을 압연하기 위한 방법 및 그에 적합한 압연기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스트립 (B) 이 동시에 파지되는 적어도 2 개의 스탠드를 포함하는 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 스트립이 파지되어 있는 각각의 압연기의 하류에서, 이동 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립의 측방향 위치를 대표하는 값을 결정하는 동시에 측방향 위치와 기준 위치 (6) 사이의 대수 차 (Δxp) 를 계산함으로써 상기 스트립 (B) 의 측방향 위치를 조정하는 단계, 상기 대수 차 (Δxp) 를 소정의 임계치 미만으로 감소시키기 위해서, 상기 대수 차 (Δxp) 에 기초하여, 상기 스트립 (B) 이 파지되어 있는 압연기 스탠드의 각각에 적용될 추가적인 틸팅의 값 (Sp) 을 계산하고, 상기 추가적인 틸팅 값의 계산은 상기 대수 차 (Δxp) 에, 압연기의 지지 롤의 상기 틸팅 (Sp) 과 스트립의 상기 대수 차 (Δxp) 를 연관시키는 관계를 모델링함으로써 결정된 K 게인 매트릭스를 곱함으로써 실행되는 단계, 압연기 스탠드의 각각에 추가적인 틸팅 (Sp) 의 각각의 설정치를 전송하는 단계, 및 스트립 (B) 이 압연기의 마지막 스탠드에서 더 이상 파지되지 않을 때까지 소정의 시간 간격으로 상기 단계를 반복시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 이런 방법을 실행하기 위한 장치, 및 적어도 하나의 이러한 장치가 제공된 압연기에 관한 것이다.

Description

금속스트립의 측방향 위치를 조정하면서 금속스트립을 압연하기 위한 방법 및 그에 적합한 압연기{METHOD FOR ROLLING A METAL STRIP WITH ADJUSTMENT OF THE SIDE POSITION OF THE STRIP AND ADAPTED ROLLING MILL}

본 발명은 야금 생산물의 압연에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 압연기에서 금속스트립, 특히 강스트립의 측방향 위치를 조정하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열연 강스트립은 이하의 개요에 따라 제조된다.

- 200 ㎜ ~ 240 ㎜ 두께의 슬래브를 연속 주조,

- 상기 슬래브를 약 1100 ℃ ~ 1200 ℃ 의 온도로 재가열,

- 약 30 ㎜ ~ 50 ㎜ 의 두께를 갖는 스트립을 얻도록, 단일 역전가능 스탠드 또는 차례대로 놓이는 복수의 독립적인 스탠드 (예컨대, 5 개) 를 구비하는 조압연기 (roughing mill) 를 통해 상기 슬래브를 이동시킴.

- 스트립의 두께가 약 1.5 ㎜ ~ 10 ㎜ 가 되도록, 스트립이 동시에 존재하는 복수의 스탠드 (예컨대, 6 개 또는 7 개) 를 구비하는 사상압연기 (finishing mill) 통해 스트립을 이동시키고, 이 후 스트립을 코일로 권취함.

이에 따라 얻어진 열연스트립은 그 후 열연스트립에 그 결정적인 특성을 부 여하는 열기계적 처리를 받거나, 최종 열기계적 처리가 실행되기 전에 열연스트립의 두께를 더 감소시키는 냉간압연을 겪을 수도 있다.

열연스트립이 압연되는 동안, 사상압연기 내에서는 스트립 정렬불량이 관찰되는데, 즉 스트립은 2 개의 스탠드 사이의 그 공칭 경로로부터 벗어난다. 이런 벗어남은 이런 벗어남을 보상하기 위해 아무것도 실행되지 않는다면 이 공칭 경로의 한쪽에서 약 30 ㎜ 까지 될 수도 있다. 스트립 정렬불량은, 압연 동안의 스트립의 주름 및 균열, 사상압연기 스탠드의 롤의 닙에 끼워질 스트립의 거부, 스트립과의 충돌 후 사상압연기 롤의 흠집발생과 같은 사고에 의한 것일 수도 있다. 이런 결점은, 스트립의 상태 자체, 또는 예외적인 조건하에서의 스트립의 처리가 압연기의 작동 동안 포함하는 기계적인 혼란 때문일 수도 있다. 또한, 정렬불량은 사상압연기를 떠나는 스트립의 두께 균일성을 악화시킨다. 마지막으로, 이는 스트립의 정확한 코일링을 저해할 수도 있다.

이런 스트립 정렬불량은 또한 "랩 (wrap)" 이라고 불리는 형상 결함의 원인 이기도 하다. 이런 결함을 가지는 스트립은 곧지 않고 수평면에 굴곡이 있다. 이런 결함은 웨지 (wedge) 의 존재, 즉 압연된 스트립의 두 가장자리 사이에서의 두께 차로 인한 것이며, 이 두께 차의 이유는 재가열 또는 압연이 생산물의 전체 폭에 걸쳐 매우 균일하게 실행되지 않는 경우에는 열 또는 기계적 원인일 수도 있다.

스트립 정렬불량은 압연기 스탠드 사이에 있는 측방 가이드를 사용하여 보정될 수도 있으며, 스트립이 그 공칭 경로로부터 벗어날 때 스트립은 이 가이드에 닿 고, 상기 가이드는 스트립을 상기 공칭 경로로 재안내한다. 그러나, 정렬불량이 너무 클 경우 (특히, 압연의 말기에, 당해 스탠드의 바로 상류에 있는 스탠드가 스트립의 후부를 해방시키고 따라서 스트립이 자유로워져 롤의 닙이 가장 큰 스탠드의 측부 쪽으로 스트립이 선회하게 될 경우), 가이드가 스트립에 가해야만 하는 힘은 스트립의 가장자리를 손상시키는 닿음을 야기하고, 때로는 스트립의 가장자리가 접히게 하거나 마모되게 하기도 한다. 또한, 가이드는 마모되며 주기적으로 교체되어야 한다.

스트립 정렬불량의 영향을 조정하기 위해 댜양한 유형의 방법이 발명되었다. 이런 방법 중 한 방법 (문헌 JP-A-4266414 참조) 에 따르면, 롤의 두 단부에 가해진 힘 사이의 차가 측정되고, 이 차는 정렬불량 정도의 척도로 고려된다. 결과적으로, 정렬불량이 나타나는 스트립의 측부에서 롤에 의해 스트립에 가해진 클램핑력은 증가되고, 클램핑력의 이런 국부적인 증가가 스트립을 그 기준 위치로 (즉, 일반적으로 압연기의 축선을 따르는) 되돌려 놓을 것이라는 사실을 믿는다. 그러나, 특히 클램핑력의 절대값에 대한 이런 힘 차 측정은 스트립의 정렬불량보다는 다른 요소에 더 민감하고, 클램핑력의 절대값은 정렬불량의 양에 엄밀하게 관계될 수 없다. 일단 클램핑력이 스탠드의 일측에서 증가되고 나서, 롤의 두 단부에 가해진 힘 사이의 측정된 차의 변동에 있어서 정렬불량의 실제 감소와 클램핑 모드의 변화의 각각의 기여가 어떤지를 추정하는 것은 어렵다. 조정의 이러한 방법이 수반하는 보정 작용은 의도한 목적에 적합하지 않고, 때로는 보정하려고 했던 스트립 정렬불량을 악화시키기까지 하기 때문에, 이 방법은 실행하기가 까다롭 다.

스트립 정렬불량을 조정하는 제 2 방법은 DE-3837101 에 기재된 바와 같이 스트립의 중심이탈 (off-centering) 을 직접 측정하는 것에 있다. 이를 위해, 기준 프레임이 제공된 다이오드 카메라와 같은 장치가 압연기의 2 개의 스탠드 사이에 있고, 상기 카메라는 압연기의 축선 또는 어떤 다른 기준 위치에 대한 스트립의 절대 위치를 결정한다. 이런 정보에 기초하여, 이런 스탠드의 롤에 의해 스트립의 두 가장자리에 가해진 클램핑력 사이의 차가 필요한 경우에 변화된다. 이전의 방법에서와 같이, 정렬불량이 발생하는 측에서의 클램핑력의 증가는 스트립이 그 공칭 위치로 되돌아오게 하는 경향이 있다. 따라서, 스트립이 좌측 쪽으로 벗어나는 것이 관찰되는 경우에는, 클램핑력은 상기 스트립을 우측으로 편향시키도록 변화된다. 단일 스트립 중심이탈 측정 장치, 또는 각각 상이한 스탠드사이 공간에 놓이는 복수의 이러한 장치를 사용하는 것이 가능하다. 이런 장치에 있어서, 압연기 스탠드에의 소정의 추가적인 클램핑 차의 적용은 이 스탠드의 하류에 있는 스탠드사이 공간과 연관된 카메라에 의해 검출된 정성적 정렬불량에만 의존한다. 그러나, 이러한 방법에 의하면, 정렬불량이 그 발생에 비해 뒤늦게 검출되기 때문에, 압연기를 떠나는 최종 스트립 정렬불량은 매우 악화되기 쉽다. 적어도, 이는 보정의 효과를 제한하며, 가능하게는 당해 스탠드의 상류의 정렬불량에 갑작스러운 변동이 있는 경우에는 보정이 역효과를 일으키게 한다. 또한, 이런 방법은 정렬불량의 양의 실질적인 제어를 허용하지 않고, 단지 대략적인 보정만이 적용된다.

본 발명의 목적은 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립을 압연하는 방법에 관한 것이며, 이는 스트립이 압연되는 동안 스트립 측방향 위치가 효과적으로 제어될 수 있게 하고, 그렇게 함으로써 기존의 방법 보다 더 정확하고 신속하게 하여, 압연 사고를 회피하게 한다. 추가적인 이점은, 웨지 결함이 없으며 결과적으로 랩 (wrap) 이 없는 스트립이 획득된다는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 한가지 주제는 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립을 압연하는 방법이고, 이 압연기는 상기 스트립이 동시에 파지되는 닙이 있는 적어도 2 개의 스탠드를 구비하며, 따라서 상기 스트립의 측방향 위치가 조정되고, 상기 조정은 이하의 작동을 포함한다.

- 상기 스트립이 파지되는 닙이 있는 압연기의 각각의 스탠드의 하류에서, 스트립의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립의 측방향 위치를 대표하는 값이 동시에 결정되고, 상기 측방향 위치와 기준 위치 사이의 대수 차 (Δxp) 가 계산되고,

- 대수 차 (Δxp) 가 소정의 임계치 미만이 되도록, 상기 대수 차 (Δxp) 로부터, 상기 스트립 (B) 이 파지되는 닙이 있는 압연기의 상기 스탠드의 각각에 부여될 추가적인 틸트 (tilt) 의 값 (Sp) 이 계산되고, 상기 추가적인 틸트 값 (Sp) 의 계산은 상기 대수 차 (Δxp) 에, 압연기의 지지 롤의 상기 틸트 (Sp) 와 스트립의 상기 대수 차 (Δxp) 를 연관시키는 관계를 모델링함으로써 결정된 게인 매트릭스 (gain matrix) (K) 를 곱함으로써 실행되고,

- 각각의 상기 틸트 설정치 (Sp) 는 상기 압연기 스탠드의 각각에 전송되며, 그리고

- 상기 작동은 상기 스트립이 상기 압연기의 마지막 스탠드의 닙에서 더 이상 파지되지 않을 때까지 소정의 시간 간격으로 반복됨.

본 발명에 따른 방법은 개별적으로 또는 조합되어 취해지는 이하의 선택적인 특징을 더 포함할 수도 있다.

- 기준 위치는 스트립의 웨지가 0 이 되도록 선택되고,

- 게인 매트릭스 (K) 는 압연 공정의 적어도 하나의 초기 조정 변수 및 압연될 스트립 (B) 의 적어도 하나의 특징을 고려함으로써 결정되고,

- 게인 매트릭스 (K) 는 압연기의 제 1 스탠드의 닙에서를 제외하고 스트립이 더 이상 파지되지 않을 때까지 일정하고,

- 스트립의 측방향 위치의 계산된 값은 게인 매트릭스 (K) 의 변수를 사용함으로써 획득되고,

- 스트립의 측방향 위치를 대표하는 값 중 적어도 2 개의 값은 대응하는 압연기 스탠드의 하류에 있는 상기 센서에 의해 전달된 값이고,

- 스트립의 측방향 위치를 대표하는 값 중 적어도 1 개의 값은 다른 압연기 스탠드의 하류에 있는 상기 센서에 의해 전달된 값으로부터 계산된 값이고, 다른 대표값은 상기 센서에 의해 전달된 값이고,

- 스트립의 측방향 위치를 대표하는 모든 값은 상기 센서에 의해 측정된 값이고, 센서의 수는 압연기의 각각의 스탠드의 하류에서 1 이고,

- 상기 센서에 의해 전달된 값은 원획득신호 (raw acquisition signal) 를 여과시킴으로서 얻어지고, 여과는 스트립의 측방향 위치와 기준 위치 사이의 계산된 대수 차 (Δxp) 를 고려하고,

- 부여될 추가적인 틸트 (Sp) 가 소정의 임계치 미만인 경우, 추가적인 틸트 설정치는 당해 스탠드에 전송되지 않고,

- 스트립이 압연기의 제 1 스탠드의 닙에 더 이상 파지되지 않을 때, 압연기의 적어도 2 개의 스탠드의 닙에 여전히 파지된 스트립 부분의 측방향 위치 및 스트립의 후부의 압연 축선에 대한 선회각은, 추가적인 틸트 값을 계산하여 스트립이 여전히 존재하고 있는 각각의 스탠드에 전송함으로써 모두 조정되고,

- 각각의 스탠드에 대하여, 적용될 추가적인 틸트 값은 스탠드에 들어갈 때의 스트립의 후부의 선회 각을 대표하는 값을 사용하여 결정되며, 그리고

- 상기 선회 각을 대표하는 값은, 스트립이 파지되는 닙이 있는 상기 스탠드에서, 스트립의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립의 측방향 위치를 대표하는 값에 의해 계산되고, 상기 대표값은 본 발명에 따라 얻어짐.

본 발명의 다른 주제는 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립의 측방향 위치를 조정하기 위한 장치이고, 이 압연기는 적어도 2 개의 스탠드를 구비하고, 이 스탠드의 닙에서 스트립이 동시에 파지되며, 상기 장치는,

- 압연기의 적어도 2 개의 스탠드의 하류에서 스트립의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립의 측방향 위치를 대표하는 값을 결정하기 위해 원획득신호를 전달하는 적어도 2 개의 센서,

- 대표값과 기준 위치 사이의 대수 차 (Δxp) 를 결정하기 위한 수단,

- 대수 차 (Δxp) 가 소정의 임계치 미만이 되도록, 대수 차 (Δxp) 로부터, 압연기의 스탠드의 각각에 부여될 추가적인 틸트의 값 (Sp) 을 계산하기 위한 수단,

- 대수 차 (Δxp) 에 게인 매트릭스 (K) 를 곱함으로써 추가적인 틸트 값 (Sp) 이 획득될 수 있게 하는 게인 매트릭스 (K) 를 계산하기 위한 수단, 및

- 각각의 추가적인 틸트 설정치 (Sp) 를 소정의 시간 간격으로 압연기 스탠드의 각각에 전송하기 위한 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 장치는 센서로부터의 원획득신호를 여과시키기 위한 수단을 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 주제는 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립의 후부의 위치를 조정하기 위한 장치이며, 이 압연기는 적어도 2 개의 스탠드를 구비하고, 상기 장치는,

- 압연 축선에 대한 스트립의 후부의 선회각을 계산하기 위한 수단,

- 선회각의 값이 소정의 임계치 미만이 되도록, 압연기의 스탠드의 각각에 부여될 추가적인 틸트의 값을 계산하기 위한 수단,

- 각각의 추가적인 틸트 설정치 (Sp) 를 소정의 시간 간격으로 압연기 스탠드의 각각에 전송하기 위한 수단을 포함한다.

마지막으로, 본 발명은 적어도 2 개의 스탠드, 및 본 발명에 따른 유형의 스트립의 측방향 위치를 조정하기 위한 적어도 하나의 장치를 구비하는 유형의, 금속 생산물을 스트립 형태로 압연하기 위한 압연기에 관한 것이다. 이런 압연기는 본 발명에 따른 스트립의 후부의 위치를 조정하기 위한 적어도 하나의 장치를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 압연기는 또한, 개별적으로 또는 조합되어 취해지는 이하의 선택적인 특징을 포함할 수도 있다.

- 압연기는 강스트립의 열간 압연을 위한 사상압연기 (finishing mill) 일 수도 있고,

- 압연기는 2 개, 5 개, 6 개 또는 7 개의 압연 스탠드를 포함할 수도 있으며, 그리고

- 압연기는 강스트립의 조질압연 (skin-pass rolling) 또는 냉간 압연을 위한 압연기일 수도 있음.

본 발명은 스트립이 사이에 텐션되어 있는 압연기의 각각의 스탠드에 추가적인 틸트를 부여함으로써 스트립의 정렬불량을 제어하는 것에 있으며, 각각의 틸트는 모든 스탠드사이 영역의 스트립의 정렬불량을 대표하는 값으로부터 계산된다. 이런 방법은 스트립 또는 압연기에 어떤 위험도 없이 제어의 효과와 제어의 속도를 조합시킬 수 있게 한다. "틸트" 라는 용어는 여기서 "조작기" 측과 "구동" 측 사이의 클램핑 부재의 위치의 차를 의미한다. 이런 틸트 값은 백업 롤 (backup roll) 의 단부를 다소 클램핑함으로써 조정될 수도 있다.

본 발명은 첨부의 도면을 참조하여 이하의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 조정 장치가 설치된 2 스탠드 압연기의 도면이다.

도 2 는 본 발명에 따른 조정 장치가 설치된 5 스탠드 압연기의 도면이다.

도 3 은 본 발명에 따라 압연된 제 1 스트립 및 종래기술에 따라 압연된 제 2 스트립에 대하여 시간의 함수로 그려진 도 2 의 압연기의 각각의 스탠드의 출구에서의 정렬불량을 모의실험하는 5 개의 곡선, 및 이런 양자의 스트립에 대한 압연기의 출구에서의 잔류 웨지를 나타내는 1 개의 곡선의 도면이다.

도 4 는 시간의 함수로 그려진 도 2 의 압연기의 각각의 스탠드의 출구에서의 정렬불량의 변동을 모의실험하는 제 1 곡선, 및 제 1 곡선에 도시된 차를 얻은 후 각각의 스탠드에 적용된 추가적인 틸트를 나타내는 제 2 곡선의 도면이다.

도 5 는 방법이 본 발명 ("제어된" 곡선) 에 따라 실행될 때와 종래기술 ("제어되지 않은" 곡선) 에 따라 실행될 때의 각각의 스탠드사이 공간에서의 정렬불량의 변동을 나타내는 곡선이다.

도 1 은, 2 개의 스탠드 (1, 2) 를 구비하며, 이 2 개의 스탠드 (1, 2) 의 닙에서 금속스트립 (B) 이 동시에 파지되는, 압연기, 예컨대 강스트립의 열간 압연을 위한 사상압연기에서 압연 처리 중에 있는 금속스트립 (B) 을 도시한다. 이러한 유형의 압연기는 일반적으로 5 개, 6 개 또는 7 개의 스탠드를 구비한다. 각각의 스탠드 (1, 2) 는 통상적으로 2 개의 작업 롤 (1a, 1a', 2a, 2a') 및 2 개의 백업 롤 (backup roll) (1b, 1b', 2b, 2b') 을 포함한다.

본 발명에 따르면, 제 1 센서 (4) (다이오드 카메라, 또는 동등한 기능의 어떤 다른 장치) 가, 스탠드 (1) 와 스탠드 (2) 사이에서 금속스트립 (B) 의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 금속스트립 (B) 의 위치를 대표하는 값이 결국 결정될 수 있게 하는 원신호를 획득하고, 제 1 센서 (4) 와 유사한 제 2 센서 (5) 가 스탠드 (2) 의 하류에서 동일한 작동을 수행한다.

점선 (6) 은, 정렬불량이 없을 때 금속스트립 (B) 이 통상적으로 점유해야 하는 기준 위치를 나타낸다. 이런 기준 위치는 일반적으로 압연기의 이론적인 기하학적 축선에 중심을 둔다. 그러나, 압연기를 벗어날 때 스트립 (B) 의 잔류 웨지를 최소화시키기 위해서 상이한 기준 위치를 선택하는 것이 바람직할 수도 있다. 이는, 특히 압연기의 기하학적인 축선이 압연이 실제로 일어날 때 따르는 축선과 일치하지 않는 경우일 수도 있다. 어떤 경우이건, 이런 기준 위치의 결정은 스트립의 정렬불량에 영향을 주지 않고 단지 잔류 웨지에만 영향을 준다는 것이 입증되었다.

이런 기준 위치 (6) 는 센서 (4, 5) 에 의해 포착된 원신호가 송신되는 제 1 처리 유닛 (7) 의 메모리에 저장되고, 이런 제 1 처리 유닛 (7) 은 센서 (4, 5) 에 의해 기록된 금속스트립 (B) 의 위치와 기준 위치 (6) 사이의 각각의 대수 차 (Δx1, Δx2) 를 결정한다.

사용된 센서 (4, 5) 의 유형에 따라, 처리 유닛 (7) 은 금속스트립 (B) 의 위치를 대표하는 값을 얻도록 센서로부터의 원신호를 처리해야만 할 수도 있다. 따라서, 센서 (4, 5) 가 CCD-유형 매트릭스 카메라인 경우, 획득 신호는 카메라에 의해 커버되는 영역의 이미지로 구성된다. 금속스트립 (B) 을 위치시키기 위해서, 그 후 신호는, 활동 픽셀을 여과시키고, 금속스트립 (B) 의 프로파일을 검출한 후 금속스트립 (B) 의 측방향 위치를 결정하도록, 적절한 소프트웨어를 사용하여 처리될 수도 있다.

센서 (4, 5) 는 그 각각의 측정 영역에 직교하게 위치되는 것이 바람직하고, 압연기에 독립적이며 최소 잠재 진동을 받는 지지부에 고정되어야 한다. 바람직하게는, 센서 (5) 는 금속스트립 (B) 의 정렬불량의 제어뿐만 아니라 압연기를 벗어나는 금속스트립 (B) 의 폭의 측정의 양자를 위해 사용될 수도 있다

계산된 차 (Δx1, Δx2) 는 그 후 제 2 처리 유닛 (8) 에 송신되고, 이 제 2 처리 유닛 (8) 은 스탠드 (1, 2) 에 부여되어야 하는 추가적인 틸트 (S1, S2) 를 계산한다.

S1 및 S2 의 계산은 차 (Δx1, Δx2) 에 게인 매트릭스 (K) 를 곱함으로써 실행된다. 제 3 처리 유닛 (9) 은 계산 유닛 (8) 에 송신될 이 게인 매트릭스 (K) 를 결정하는 기능을 갖는다.

게인 매트릭스 (K) 는 압연기의 백업 롤의 틸트에 금속 스트립의 정렬불량을 연관시키는 관계를 모델링함으로써 획득된다.

이런 매트릭스는 특히 실제 생산 작업 전에 실행된 시험에 의해 결정될 수도 있다.

이 모델링은 롤의 폭, 압연력, 작업 롤의 회전 속도 등과 같은 압연 공정의 하나 이상의 양적 특징을 고려할 수도 있다.

이런 모델링은 또한 압연기로 들어가는 금속스트립의 두께, 금속스트립의 경도, 금속스트립의 온도 등과 같은 압연될 금속스트립의 하나 이상의 변수를 고려할 수도 있다.

생산 범위를 대표하는 상이한 생산물을 압연함으로써 결정되는 평균 매트릭스, 또는 일 특정 생산물에 특화된 그 밖의 매트릭스를 사용하는 것이 가능하고, 이로써 정확도가 증가된다.

게인 매트릭스 (K) 는, 적어도 금속스트립이 제 1 압연기 스탠드의 닙에 유지될 때까지는 금속스트립 (B) 의 압연 공정 동안 일정하게 유지되고, 금속스트립 정렬불량을 대표하는 값만이 센서 (4, 5) 에 의해 각각의 새로운 데이터 획득 주기에서 변화된다. 금속스트립이 제 1 압연기 스탠드의 닙을 떠날 때, 금속스트립이 현재 N-1 개의 스탠트의 닙에서만 파지되어 있다는 사실을 고려한 변화된 게인 매트릭스가 사용될 수도 있으며, 여기서 N 은 스탠드의 총 수이다. 마찬가지로, 정렬불량을 더 우수하게 제어하기 위해, 금속스트립이 압연기 스탠드의 연속하는 닙을 떠남에 따라, 게인 매트릭스를 점진적으로 변화시킬 수 있다.

그 후, 클램핑력 설정치 (S1, S2) 가, 스탠드 (1, 2) 의 틸트를 제어하는 엑츄에이터 (이 엑츄에이터는 본질적으로 공지의 유형이지만 도 1 에는 도시되어 있지 않다) 에 부여될 이 설정치를 전송하기 위한 수단 (10) 에 전송될 수도 있다.

본 발명에 따른 방법은 금속스트립의 공칭 위치에 대한 금속스트립의 측방향 정렬불량이 제어될 수 있게 하고 10 ㎜ 의 임계치 미만으로 떨어지게 할 수 있는 반면, 종래기술의 방법에서는 상기 정렬불량이 20 ㎜ 의 임계치 미만으로 떨어질 수 없다.

압연기 스탠드에 부여될 틸트 (S1, S2) 의 계산이 소정의 임계치 미만의 값을 얻을 때, 설정치는 수단 (10) 에 전송되지 않을 수도 있다. 이는 특히 추가적인 틸트 (S1, S2) 를 실행한 후의 예상 정렬불량이 예컨대 2 ㎜ 를 초과하지 않을 때 적용된다.

조정 주기는 예컨대 50 ㎳ 또는 100 ㎳ 마다 반복될 수도 있으며, 빈도수는 바람직하게는 우수한 조정 안정성을 보정하도록 선택된다.

당해 금속스트립이 2 개의 스탠드 사이에서 텐션 (tension) 하에 있는 한 압연기 스탠드에 부여될 추가적인 틸트에 정렬불량을 관계시키기 위해 사용된 수학적 모델은 유효하기 때문에, 마지막 스탠드의 닙에서를 제외하고 금속스트립이 더 이상 파지되지 않을 때까지 금속스트립의 측방향 위치를 지속적으로 제어하는 것이 가능하다. 이 경우, 물론 금속스트립이 여전히 존재하고 있는 스탠드에만 작용시킴으로써, 압연기의 적어도 2 개의 스탠드의 닙에 여전히 있는 금속스트립의 부분 ("스트립 본체" 라고도 함) 의 측방향 위치만이 제어된다.

금속스트립 본체의 상류에 있는 금속스트립의 부분 ("스트립 후부" 라고도 함) 이 동시에 제어될 수도 있는 것이 바람직하다. 이는, 금속스트립의 그 부분이 압연 축선에 대하여 선회할 수도 있고, 압연기의 작업 롤을 손상시키는 주름을 형성시킬 수도 있기 때문이다.

그것을 조정하기 위해서, 바람직하게는 미리 계산 또는 획득된 스트립 본체의 정렬불량을 대표하는 값을 사용하여, 각각의 스탠드의 상류의 선회각의 값이 우 선적으로 계산될 수도 있다. 그러므로, 추가의 장비 없이 신규한 "모조-센서 (pseudo-sensor)" 가 만들어 진다.

각각의 스탠드사이 공간의 금속스트립 본체의 정렬불량을 대표하는 값 및 각각의 스탠드의 상류의 금속스트립 후부의 선회각으로부터, 금속스트립 후부의 선회각 및 각각의 스탠드사이 공간의 금속스트립 본체의 측방향 위치 모두를 제어하도록, 금속스트립이 여전히 존재하는 스탠드에 부여될 추가의 전체적인 틸트를 결정하는 것이 가능하다.

이제, 본 발명에 따른 조정 장치가 제공된 5 스탠드 압연기를 개략적으로 도시하는 도 2 를 고려하면, 금속스트립 정렬불량을 대표하는 5 개의 값, 즉 스탠드사이 공간 당 1 개의 값과 압연기의 마지막 스탠드의 하류의 1 개의 값이 또한 결정된다는 것이 설명되어야 한다.

금속스트립이 2 개의 스탠드 사이에서 텐션하에 있는 영역에서 금속스트립 정렬불량이 효과적으로 제어되도록 하기 위해서, 대응하는 스탠드사이 공간의 금속스트립의 위치를 대표하는 신호를 줄 수 있는 적어도 2 개의 실제 센서를 구비할 필요가 있다는 것을 본 발명자는 발견하였다.

그러나, 본 발명자는 또한, 모조-센서의 방식으로, 다른 스트랜드사이 공간의 금속스트립 정렬불량을 대표하는 값을 획득하기 위해서, 존재하는 적어도 2 개의 실제 센서에 의해 전달된 이런 데이터를 사용하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.

모조-센서의 수 및 압연 선을 따른 모조-센서의 위치에 따라, 금속스트립 정 렬불량 제어와 관련된 결과는 스탠드사이 공간 당 하나의 실제 센서로 제어할 때의 결과에 비해 동등하거나 매우 약간 불량하다.

이런 모조-센서의 사용은, 라인에 설치된 하나 이상의 센서가 생산 작업 동안 고장나거나, 전송된 신호가 실제 공정 조건으로 인해 사용될 수 없을 때 실패하는 상기 센서의 효과를 경감시키는데 도움이 될 수도 있다. 이는, 예컨대 CCD 카메라의 작동을 방해하는 짙은 증기를 발생시키는, 디스케일링 (descaling) 이 실행된 영역에서 일어날 수도 있다.

이런 모조-센서의 사용은, 또한 라인에 설치된 실제 센서의 수가 한정되게 할 수도 있고, 따라서 장치의 투자 비용 및 유지보수 비용을 감소시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 압연 방법이 5 개 이상의 스탠드를 갖는 압연기에서 실행될 때는, 예컨대 장비로 인한 예외적인 경우에는 압연기를 떠나는 금속스트립의 그 부분의 정렬불량을 보정하는 것이 더 이상 가능하지 않기 때문에, 안전을 위해서 압연기의 마지막 스탠드에 추가적인 틸트를 부여하지 않는 것이 바람직하다.

이제, 본 발명 (위 곡선) 에 따라 압연된 제 1 금속스트립 및 종래기술 (아래 곡선) 에 따라 압연된 제 2 금속스트립에 대한, 시간의 함수로 그려진, 도 2 의 압연기의 각각의 스탠드의 출구에서의 정렬불량의 모의시험을 나타내는 5 개의 일련의 곡선 (SOC 1 ~ SOC5) , 및 본 발명 (위 곡선) 에 따라 압연된 금속스트립 및 종래기술 (아래 곡선) 에 따라 압연된 금속스트립에 대한 압연기의 출구에서의 잔류 웨지를 나타내는 일련의 2 개의 곡선을 도시하는 도 3 을 고려한다.

본 발명의 방법에 의하면, 금속스트립의 정렬불량은 10 ㎜ 의 임계치 미만의 안정적인 수준을 달성하도록 점진적으로 제어되는 반면, 종래기술에 따라 처리된 금속스트립의 정렬불량은 안정되지 않으며 계통적으로 50 ㎜ 를 초과한다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따라 처리된 금속스트립의 경우에는 0 웨지가 획득되는 반면, 종래기술에 따라 처리된 금속스트립의 경우에는 웨지가 많고 불규칙적이기 때문에, 웨지 모의시험을 나타내는 곡선 또한 나타난다.

도 4 는 동일한 모의시험에 대응하고, 상부에서, 시간의 함수로서 그려진 본 발명에 따른 금속스트립의 5 개의 정렬불량 곡선을 반복한다. 도 4 는 또한, 하부에서, 시간에 따른 압연기의 5 개의 스탠드의 각각에 부여된 추가적인 틸트 곡선 (delta S1 ~ delta S5) 을 나타내며, 본 발명에 따라 처리된 금속스트립의 경우에서 정렬불량 및 마지막 웨지를 제어하는 것이 가능하다는 것을 보여준다. 이 도면은 또한, 각각의 스탠드사이 공간에서의 정렬불량의 양에 따라 이런 추가적인 틸트를 변화시킴으로써, 마지막에는 공정으로 인한 불균일성 때문에 존재하는 큰 초기의 정렬불량을 충분히 보정할 수 있다는 것을 보여준다. 이렇게 함으로써, 국부적인 정렬불량의 원인일 수도 있는 잔류 웨지 또한 보정된다.

5 스탠드 사상압연기에서 본 발명에 따른 압연 방법의 실제 조건하에서 시험을 실행하였으며, 그 결과를 도 5 에 도시하였다.

도 5 에 나타낸 곡선은 본 발명 ("제어된" 곡선) 에 따른 방법이 실행될 때 및 종래기술 ("제어되지 않은" 곡선) 에 따른 방법이 실행될 때의 각각의 스탠드사이 공간에서의 정렬불량의 변동을 보여준다. 여기서, 다시 본 발명에 따른 방 법에 의해 정렬불량이 제어될 수 있으며, 이 정렬불량은 피니싱 열 (finishing train) 의 출구로부터 10 m 지점에서 측정할 때 마지막에는 37 ㎜ 로부터 10 ㎜ 로 낮아진다는 것을 확인할 수 있다. 종래기술에 따른 방법에 관해서는, 정렬불량이 제어될 수 없어 계통적으로 증가한다. 본 발명에 따라 처리된 금속스트립과 종래기술에 따라 처리된 금속스트립 사이에서, 제 1 스탠드의 출구에서의 정렬불량의 초기 양은 매우 유사했지만, 마지막에는 정렬불량이 63 % 감소한 것이 관찰되었다.

본 발명은 우선 강스트립의 열간 압연을 위한 사상압연기에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 적어도 2 개의 스탠드를 구비하며, 이 스탠드의 닙에서 금속스트립이 동시에 파지되는 금속스트립을 위한 다른 유형의 압연기에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 강, 철 또는 비철 합금 또는 알루미늄스트립과 같은 금속스트립의 조질 압연 (skin-pass rolling) 또는 냉간 압연을 위해 실행될 수도 있다.

Claims (22)

1. 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법으로서, 이 압연기는 상기 스트립 (B) 이 동시에 파지되는 닙이 있는 적어도 2 개의 스탠드를 구비하며, 상기 스트립의 측방향 위치가 조정되고, 상기 조정은 이하의 작동을 포함하는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법:

   - 상기 스트립 (B) 이 파지되는 닙이 있는 압연기의 각각의 스탠드의 하류에서, 스트립의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립 (B) 의 측방향 위치를 대표하는 값이 동시에 결정되고, 상기 측방향 위치와 기준 위치 (6) 사이의 대수 차 (Δxp) 가 계산되고,

   - 대수 차 (Δxp) 가 소정의 임계치 미만이 되도록, 상기 대수 차 (Δxp) 로부터, 상기 스트립 (B) 이 파지되는 닙이 있는 압연기의 상기 스탠드의 각각에 부여될 추가적인 틸트의 값 (Sp) 이 계산되고, 상기 추가적인 틸트 값 (Sp) 의 계산은 상기 대수 차 (Δxp) 에, 압연기의 지지 롤의 상기 틸트 (Sp) 와 스트립의 상기 대수 차 (Δxp) 를 연관시키는 관계를 모델링함으로써 결정된 게인 매트릭스 (gain matrix; K) 를 곱함으로써 실행되고,

   - 각각의 추가적인 틸트 설정치 (Sp) 는 상기 압연기 스탠드의 각각에 전송되며, 그리고

   - 상기 작동은 상기 스트립 (B) 이 상기 압연기의 마지막 스탠드의 닙에서 더 이상 파지되지 않을 때까지 소정의 시간 간격으로 반복됨.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 위치 (6) 는 스트립 (B) 의 웨지가 0 이 되도록 선택되는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 게인 매트릭스 (K) 는 상기 압연기의 제 1 스탠드의 닙에서를 제외하고 상기 스트립 (B) 이 더 이상 파지되지 않을 때까지 일정한, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 스트립 (B) 의 측방향 위치를 대표하는 상기 값 중 적어도 2 개의 값은 대응하는 압연기 스탠드의 하류에 있는 센서에 의해 전달된 값인, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 스트립 (B) 의 측방향 위치를 대표하는 상기 값 중 적어도 1 개의 값은 다른 압연기 스탠드의 하류에 있는 상기 센서에 의해 전달된 값으로부터 계산된 값이고, 다른 대표값은 상기 센서에 의해 전달된 값인, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 스트립 (B) 의 측방향 위치의 상기 계산된 값은 상기 게인 매트릭스 (K) 의 변수를 사용하여 얻어지는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
7. 제 4 항에 있어서, 스트립 (B) 의 측방향 위치를 대표하는 모든 값은 상기 센서에 의해 측정된 값이고, 센서의 수는 상기 압연기의 각각의 스탠드의 하류에서 1 인, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서에 의해 전달된 상기 값은 원획득신호를 여과시킴으로서 얻어지고, 상기 여과는 스트립 (B) 의 상기 측방향 위치와 기준 위치 (6) 사이의 계산된 대수 차 (Δxp) 를 고려하는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 부여될 추가적인 틸트 (Sp) 가 소정의 임계치 미만인 경우, 추가적인 틸트 설정치는 당해 스탠드에 전송되지 않는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립 (B) 이 상기 압연기의 제 1 스탠드의 닙에서 더 이상 파지되지 않을 때, 압연기의 적어도 2 개의 스탠드의 닙에서 여전히 파지된 스트립 (B) 부분의 측방향 위치 및 스트립 (B) 의 후부의 압연 축선에 대한 선회각은, 추가적인 틸트 값을 계산하여 스트립 (B) 이 여전히 존재하고 있는 각각의 스탠드에 전송함으로써 모두 조정되는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 각각의 스탠드에 대하여, 적용될 추가적인 틸트 값은 스탠드에 들어갈 때의 스트립 (B) 의 후부의 상기 선회각을 대표하는 값을 사용하여 결정되는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 선회각을 대표하는 상기 값은, 스트립 (B) 이 파지되는 닙이 있는 상기 스탠드에서, 스트립의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립 (B) 의 측방향 위치를 대표하는 값에 의해 계산되고, 상기 대표값은 제 6 항 또는 제 7 항에 따라 얻어지는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 을 압연하는 방법.
13. 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 의 측방향 위치를 조정하기 위한 장치로서, 이 압연기는 적어도 2 개의 스탠드 (1, 2) 를 구비하고, 이 스탠드의 닙에서 상기 스트립 (B) 이 동시에 파지되며, 상기 장치는,

    - 상기 압연기의 적어도 2 개의 스탠드 (1, 2) 의 하류에서 스트립의 진행 방향에 대해 횡방향의 선을 따른 스트립 (B) 의 측방향 위치를 대표하는 값을 결정하기 위해 원획득신호를 전달하는 적어도 2 개의 센서 (4, 5),

    - 상기 대표값과 기준 위치 (6) 사이의 대수 차 (Δxp) 를 결정하기 위한 수단 (7),

    - 상기 대수 차 (Δxp) 가 소정의 임계치 미만이 되도록, 상기 대수 차 (Δxp) 로부터 압연기의 상기 스탠드의 각각에 부여될 추가적인 틸트의 값 (Sp) 을 계산하기 위한 수단 (8),

    - 상기 대수 차 (Δxp) 에 게인 매트릭스 (K) 를 곱함으로써 상기 추가적인 틸트 값 (Sp) 이 획득될 수 있게 하는 상기 게인 매트릭스 (K) 를 계산하기 위한 수단 (9), 및

    - 각각의 추가적인 틸트 설정치 (Sp) 를 소정의 시간 간격으로 상기 압연기 스탠드의 각각에 전송하기 위한 수단 (10) 을 포함하는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 의 측방향 위치를 조정하기 위한 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 센서로부터의 원획득신호를 여과시키기 위한 수단을 더 포함하는, 금속 생산물을 위한 압연기에서 스트립 (B) 의 측방향 위치를 조정하기 위한 장치.
15. 적어도 2 개의 스탠드 (1, 2), 및 제 13 항의 유형의 스트립 (B) 의 측방향 위치를 조정하기 위한 적어도 하나의 장치를 구비하는 유형의, 금속 생산물을 스트립 형태로 압연하기 위한 압연기.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 압연기는 강스트립의 열간 압연을 위한 사상압연기인, 금속 생산물을 스트립 형태로 압연하기 위한 압연기.
17. 제 16 항에 있어서, 2 개, 5 개, 6 개 또는 7 개의 압연 스탠드를 포함하는, 금속 생산물을 스트립 형태로 압연하기 위한 압연기.
18. 제 15 항에 있어서, 상기 압연기는 강스트립의 조질압연 또는 냉간 압연을 위한 압연기인 것을 특징으로 하는, 금속 생산물을 스트립 형태로 압연하기 위한 압연기.
19. 제 18 항에 있어서, 2 개, 3 개, 4 개 또는 5 개의 압연 스탠드를 포함하는, 금속 생산물을 스트립 형태로 압연하기 위한 압연기.
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