KR101523024B1 - 압연모듈 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판의 두께를 균일하게 압연할 수 있는 압연모듈 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈은 워크롤을 포함하여 강판을 압연하는 압연모듈에 있어서, 상기 워크롤의 외측에 적어도 하나가 배치되어 상기 워크롤을 압하하는 형상제어롤을 포함하고, 상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 외측 외주면 중 일부를 감싸는 원호 형태의 프레임, 및 상기 워크롤의 외측 외주면을 따라 상기 프레임 내에 복수개가 설치되며, 상기 워크롤의 외측 외주면에 접촉되어 상기 워크롤의 회전에 대응하여 회전하는 회전롤을 포함할 수 있다.

Description

압연모듈 및 그 제어방법{ROLLING MODULE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 압연모듈 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강판의 두께를 균일하게 압하할 수 있는 압연모듈 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 압연공정에서는 압연모듈을 이용하여 고온의 강판에 하중을 가함으로써 강판의 두께를 얇게 만든다. 압연모듈은 강판을 눌러주는 한 쌍의 워크롤(Work Roll)을 포함하여 구성되며, 워크롤의 양단에 하중이 가해짐으로써 강판을 압연하게 된다.

그러나 이때, 워크롤의 양단부에서 압연하중이 가해져 강판을 압연하게 되므로, 강판이 폭방향으로 불균일하게 압연되는 문제가 발생한다. 또한, 지속적인 압연으로 인해 롤의 온도가 상승함에 따라, 롤의 폭방향으로 불균일한 열팽창이 발생한다. 이처럼 롤에 열팽창이 발생하면 결국 롤의 형상이 변형됨으로써 강판이 폭방향으로 더욱 불균일하게 압연되는 문제를 초래할 수 있다.

다시 말해, 강판의 폭방향으로 중앙과 양단의 두께에 차이가 발생하는 크라운 현상이 발생하게 된다. 또한, 강판의 폭방향에 따라 압하의 정도가 크게 차이날 경우에는 강판의 길이방향으로 웨이브 현상이 발생하고, 심할 경우에는 압연 자체가 진행되지 못하는 문제점이 있다.

종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 벤더(Bender), 페어 크로스(Pair Cross), 냉각장치 등과 같은 장치들이 일반적으로 사용되어 왔다. 여기서, 벤더는 주로 굽힘 변형된 워크롤을 펴기 위한 장치로서, 워크롤을 펴는 방향으로 워크롤의 양단에 하중을 가하여 강판의 형상을 제어한다. 그리고 페어 크로스는 상하의 워크롤들이 'X'자로 틀어지게 배치되는 설비로서, 틀어진 각도가 클수록 롤의 중앙에 비해 양단의 롤갭이 벌어지기 때문에, 강판의 양단부를 압하하는 하중이 중앙부에 비해 상대적으로 약해지는 특징이 있다.

이러한 벤더의 하중과 페어 크로스의 각도는 강판의 압연하중을 고려하는 롤변형 예측모델에 의해 예측된 워크롤의 굽힙 변형량과 이전에 작업된 강판의 형상을 반영하여 설정된다.

따라서, 벤더와 페어 크로스를 이용하여 정밀하게 형상을 제어하기 위해서는 고정도의 롤변형 예측모델이 필요하다. 하지만, 매우 다양한 강종과 치수의 강판을 생산해야되는 상황 하에서 고정도의 롤변형 예측모델을 구축하기가 현실적으로 어려운 문제점이 있다.

또한, 페어 크로스는 워크롤의 각도를 틀어서 작업이 진행되기 때문에, 강판의 압연 진행 방향과 워크롤의 회전 방향이 일치하지 않아, 워크롤이 강판의 폭방향으로 하중을 가하는 형태가 됨으로써 압연의 안정성이 낮아지는 문제가 있다.

한편, 냉각장치는 롤의 온도가 폭방향으로 균일하게 유지되도록 롤을 냉각하는 장치로서, 롤의 온도가 높은 부분에는 냉각수를 많이 분사하고 온도가 낮은 부분에는 냉각수를 적게 분사하는 방식을 사용한다.

이러한 냉각장치의 냉각수량은 이전에 작업된 강판의 형상과 롤의 열팽창량을 고려하여 설정된다. 그러나, 냉각장치를 이용하여 폭방향 열팽창량을 실질적으로 조절하기 위해서는 상당한 냉각수량이 필요하다는 단점이 있다.

이와 같이 종래에는 벤더, 페어 크로스, 냉각장치 등을 이용하여 강판의 형상제어를 실시하고 있지만, 그 효율이 높지 않음에 따라 강판의 압연에 있어서 여전히 형상 악화로 인하여 생산성 및 품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강판의 두께를 균일하게 압연할 수 있는 압연모듈 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 워크롤을 포함하여 강판을 압연하는 압연모듈에 있어서, 상기 워크롤의 외측에 적어도 하나가 배치되어 상기 워크롤을 압하하는 형상제어롤을 포함하고, 상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 외측 외주면 중 일부를 감싸는 원호 형태의 프레임, 및 상기 워크롤의 외측 외주면을 따라 상기 프레임 내에 복수개가 설치되며, 상기 워크롤의 외측 외주면에 접촉되어 상기 워크롤의 회전에 대응하여 회전하는 회전롤을 포함하는 압연모듈을 제공할 수 있다.

상기 프레임은 상기 워크롤의 외측 방향으로 노출되는 내부 공간을 포함하고, 상기 회전롤은 상기 내부 공간에 장착될 수 있다.

상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 길이방향 중앙부에 배치되어 상기 워크롤의 길이방향 중앙부에 하중을 가할 수 있다.

상기 압연모듈은 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤 중 적어도 어느 하나의 압하 위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 강판을 압연하기 위한 필요 압연하중을 산출하고, 산출된 상기 필요 압연하중과 상기 강판의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출하고, 산출된 상기 롤갭에 따라 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어할 수 있다.

상기 압연모듈은 상기 강판에 가해지는 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤의 압연하중정보를 검출하는 하중검출부; 및 검출된 상기 압연하중정보에 따라 압연하중 기준치를 산출하는 압연하중설정제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압연하중 기준치에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어할 수 있다.

상기 압연하중 기준치는 하기 식을 만족할 수 있다.

(여기서, RFc는 압연하중 기준치이고, Kg는 조정 가능한 게인이며, TRFa는 워크롤 및 형상제어롤의 총 압연하중 실측치를 각각 의미함)

상기 압연모듈은 압연된 상기 강판의 형상정보를 검출하는 형상검출부; 및 검출된 상기 강판의 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출하는 형상제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 하중 보정량에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어할 수 있다.

상기 강판의 형상정보는 상기 강판의 전면, 후면, 측면, 상면, 및 하면 중 적어도 어느 한 면의 형상정보일 수 있다.

상기 압연모듈은 압연된 상기 강판의 두께정보를 검출하는 두께검출부; 및 검출된 상기 강판의 두께정보에 따라 롤갭 보정량을 산출하는 두께제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 롤갭 보정량에 따라 상기 워크롤의 압하 위치를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 워크롤, 상기 워크롤의 외측에 적어도 하나가 배치되어 상기 워크롤을 압하하는 형상제어롤을 포함하되, 상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 외측 외주면 중 일부를 감싸는 원호 형태의 프레임, 및 상기 워크롤의 외측 외주면을 따라 상기 프레임 내에 복수개가 설치되며, 상기 워크롤의 외측 외주면에 접촉되어 상기 워크롤의 회전에 대응하여 회전하는 회전롤을 포함하여 강판을 압연하는 압연모듈의 제어방법에 있어서, 상기 압연모듈에 상기 강판이 인입되기 전에 상기 강판을 압연하기 위한 필요 압연하중을 산출하는 제1 단계; 산출된 상기 압연하중과 상기 강판의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출하고, 상기 워크롤과 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 제2 단계; 상기 압연모듈에 상기 강판이 인입되는 제3 단계; 상기 강판에 가해지는 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤의 압연하중정보를 검출하는 제4 단계; 검출된 상기 압연하중정보에 따라 압연하중 기준치를 산출하는 제5 단계; 및 산출된 상기 압연하중 기준치에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하여 상기 강판을 압연하는 제6 단계를 포함할 수 있다.

상기 압연모듈의 제어방법은 압연된 상기 강판의 형상정보를 검출하는 제7 단계; 검출된 상기 강판의 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출하는 제8 단계; 및 산출된 상기 하중 보정량에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 제9 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 압연모듈의 제어방법은 압연된 상기 강판의 두께정보를 검출하는 제10 단계; 검출된 상기 강판의 두께정보에 따라 롤갭 보정량을 산출하는 제11 단계; 및 산출된 상기 롤갭 보정량에 따라 상기 워크롤의 압하 위치를 제어하는 제12 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 압연조건에 영향을 받지 않고 강판의 형상제어가 가능하므로, 크라운 및 웨이브 현상을 방지할 수 있어, 강판의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 압연모듈에 간단한 구조의 형상제어롤을 부가함으로써 종래의 복잡한 형상제어 설비를 대체할 수 있으므로, 설비투자비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 형상제어롤의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

마찬가지로 층, 막, 영역, 판, 부 등의 구성요소가 다른 구성요소의 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소의 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 구성요소가 없는 것을 뜻한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정 일 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈은 워크롤(10), 형상제어롤(100), 및 제어부(200)를 포함할 수 있다.

구체적으로 압연모듈은 한 쌍의 워크롤(10)을 구비할 수 있다.

워크롤(10)은 강판(S)에 직접 접촉되어, 워크롤(10)의 양단부에 가해지는 하중을 통해 강판(S)을 압연하게 된다.

형상제어롤(100)은 워크롤(10)의 외측에 적어도 하나 이상이 배치되어 워크롤(10)을 압하함으로써, 워크롤(10)의 열변형에 의해 강판(S)이 불균일하게 압연되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 워크롤(10)의 외측은 워크롤(10)을 기준으로 강판(S)이 인입되는 측의 반대측을 의미할 수 있다.

구체적으로, 형상제어롤(100)은 워크롤(10)의 중앙부에 하중을 가함으로써, 워크롤(10) 자체가 양단부에서 하중이 가해짐에 따라 강판(S)의 폭방향 중앙부가 양단부에 비해 상대적으로 약한 하중으로 압연되는 것을 보상할 수 있다. 여기서, 워크롤(10)의 중앙부는 워크롤(10)의 길이방향 중앙부를 의미할 수 있다.

한편, 형상제어롤(100)은 인입되는 강판(S)을 기준으로 상부 또는 하부에 배치된 워크롤(10) 중 적어도 어느 하나의 외측에 배치될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 형상제어롤(100)의 측면도이다.

도 3을 참조하면, 형상제어롤(100)은 프레임(110) 및 회전롤(120)로 구성될 수 있다. 프레임(110)은 워크롤(10)의 외측 외주면 중 일부를 감싸는 원호 형태로 형성된다. 그리고, 회전롤(120)은 워크롤(10)의 외측 외주면을 따라 프레임(110) 내에 복수개가 설치되며, 워크롤(10)의 외측 외주면에 접촉됨으로써 워크롤(10)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 여기서, 워크롤(10)의 외주면은 워크롤(10)이 회전하는 방향, 즉 워크롤(10)의 폭방향 외주면을 의미할 수 있다.

회전롤(120)의 배치를 위하여, 프레임(110)은 워크롤(10)의 외측 방향으로 노출되는 내부 공간을 포함할 수 있으며, 회전롤(120)들은 이러한 프레임(110)의 내부 공간에 장착될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 워크롤(10)의 외주면을 감싸는 형태의 형상제어롤(100)을 이용하여 워크롤(10)을 압하하기 때문에, 워크롤(10)로 안정적인 하중이 가해질 수 있다. 아울러, 외주면을 따라 배치되는 다수의 회전롤(120)로 인해 워크롤(10)의 외측 외주면에 위치에 관계없이 균일한 하중이 가해져 하중력이 더욱 상승하는 효과가 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 형상제어롤(100)은 워크롤(10)의 길이방향을 따라 2개가 구비되어 워크롤(10)의 중앙부에 하중을 가할 수 있다. 그러나, 형상제어롤(100)은 이러한 실시 예에 한정되지 않고, 필요에 따라 한 개 내지 복수 개가 배치되어 워크롤(10)에 하중을 가할 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 회전롤(120)은 워크롤(10)의 외측 외주면을 따라 하나씩이 배치되는 것이 아니라, 필요에 따라 프레임(110) 내부에 워크롤(10)의 길이방향으로 복수 개가 병렬 설치될 수도 있다.

이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈은 형상제어롤(100)이 워크롤(10)의 외측에 구비되어 워크롤(10)의 중앙부에 하중을 가할 수 있다. 다시 말해, 형상제어롤(100)은 워크롤(10)의 중앙부에 하중을 가함으로써, 워크롤(10) 자체가 양단부에만 하중이 가해짐에 따라 강판(S)이 폭방향으로 불균일하게 압연되는 문제를 해소할 수 있다.

제어부(200)는 강판(S)의 압연 전에 필요한 압연하중을 산출하고, 산출된 압연하중과 강판(S)의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출하여 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압하 위치를 함께 제어할 수 있다. 여기서, 롤갭은 강판(S)이 통과하는 공간의 높이, 즉 한 쌍의 워크롤(10) 간 간격을 의미할 수 있다. 즉, 이러한 롤갭을 설정하기 위하여 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압하 위치가 결정되는 것이다. 따라서, 압하 위치를 제어하는 것은 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 하중 정도를 제어하는 것을 의미한다.

워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈은 워크롤(10)과 형상제어롤(100)을 상하로 이동시키는 유압실린더(미도시), 유압실린더의 유압을 조절하는 서보밸브(미도시), 및 유압원(미도시)을 포함할 수 있고, 제어부(200)는 이러한 서보밸브의 유압을 제어함으로써 워크롤(10) 및 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압하 위치를 각각 제어할 수도 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈은 두께검출부(20), 두께제어부(30), 하중검출부(210), 압연하중설정제어부(220), 형상검출부(230), 및 형상제어부(240)를 더 포함할 수 있다.

두께검출부(20)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 출측, 즉 압연된 강판(S)이 인출되는 측에 배치되어 압연된 강판(S)의 두께정보를 검출할 수 있다. 일 실시 예에서, 두께검출부(20)는 강판(S)의 폭방향 중심부의 두께 또는 강판(S)의 폭방향 두께 프로파일을 검출하여 두께제어부(30)로 공급할 수 있다.

이러한 두께검출부(20)는 방사선을 강판(S)에 투과시키는 방사선 투과방식, 또는 와전류를 강판(S)에 공급한 후 와전류의 밀도를 감지하는 와전류 감지방식 등 다양한 방식의 검출 장치로 구현될 수 있다.

두께제어부(30)는 두께검출부(20)에 의해 검출된 강판(S)의 두께정보를 이용하여 롤갭 보정량을 산출할 수 있다. 또한, 두께제어부(30)는 산출된 롤갭 보정량을 제어부(200)로 공급할 수 있다.

하중검출부(210)는 워크롤(10) 및 형상제어롤(100)에 구비되어, 강판(S)에 가해지는 워크롤(10) 및 형상제어롤(100)의 압연하중정보를 검출할 수 있다. 또한, 하중검출부(210)는 검출된 압연하중정보를 전기신호로 변환하여 압연하중설정제어부(220)로 출력할 수 있다.

이러한 하중검출부(210)는 전기적 인덕턴스(Pressureductor, ABB) 변동이나 변형저항(Strain guage) 변동을 이용한 로드 셀(Load cell) 등으로 구현될 수 있다. 그러나 하중검출부(210)는 이에 한정되지 않고, 강판(S)에 가해지는 압연하중정보를 검출할 수 있는 다양한 장치로 구현 가능하다.

압연하중설정제어부(220)는 하중검출부(210)에 의해 검출된 압연하중정보를 이용하여, 압연하중 기준치를 산출한다. 이러한 압연하중 기준치(RFc)는 하기의 수학식 1에서와 같이, 하중검출부(210)에 의해 검출된 총 압연하중(TRFa)과 사용자에 의해 조정 가능한 게인(Kg)을 이용하여 산출될 수 있다.

여기서, RFc는 압연하중 기준치이고, Kg는 조정 가능한 게인이며, TRFa는 워크롤(10) 및 형상제어롤(100)의 총 압연하중 실측치를 각각 의미한다.

압연하중설정제어부(220)는 이와 같이 압연하중 기준치를 산출하여 제어부(200)로 공급할 수 있다.

형상검출부(230)는 두께검출부(20)와 마찬가지로 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 출측에 배치되어, 강판(S)의 형상정보를 검출할 수 있다. 이때, 형상검출부(230)는 강판(S)의 정면뿐만 아니라, 측면, 상면, 후면, 및 하면 중 적어도 어느 하나의 형상정보를 검출하여 검출된 형상정보를 형상제어부(240)로 공급할 수 있다.

이러한 형상검출부(230)는 카메라 및 조명으로 구성된 형상측정장치 또는 센서와 수식모델을 적용한 형상검출수단 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

형상제어부(240)는 형상검출부(230)에 의해 검출된 강판(S)의 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출할 수 있다. 또한, 형상제어부(240)는 산출된 하중 보정량을 제어부(200)로 공급할 수 있다.

이와 같이, 제어부(200)는 두께제어부(30)로부터 두께정보에 따른 롤갭 보정량, 압연하중설정제어부(220)로부터 압연하중정보에 따른 압연하중 기준치, 형상제어부(240)로부터 형상정보에 따른 하중 보정량을 각각 수신할 수 있다. 그리고, 제어부(200)는 롤갭 보정량에 따라 워크롤(10)의 압하 위치를 제어하고, 압연하중 기준치 및 하중 보정량에 따라 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어할 수 있다.

이하에서는 압연 진행 과정에 따른 제어부(200)의 워크롤(10) 및 형상제어롤(100)에 대한 압하 위치 제어의 실시 예를 각각 설명하도록 한다.

먼저, 제어부(200)는 상기에서도 설명한 바와 같이 압연이 시작되기 전에는 압연하중과 강판(S)의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출함으로써 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압하 위치를 함께 제어할 수 있다.

그리고, 강판(S)이 압연모듈로 인입되어 압연이 진행되면 두께제어부(30)는 두께검출부(20)에서 검출된 두께정보를 이용하여 롤갭 보정량을 산출한 후, 이를 제어부(200)로 공급하고, 제어부(200)는 롤갭 보정량에 따라 워크롤(10)의 압하 위치를 제어할 수 있다.

한편, 일 실시 예에서 형상제어롤(100)은 압연이 시작되는 초기와 압연이 진행 중인 경우로 구분되어 압하 위치가 제어될 수 있다.

먼저, 제어부(200)는 압연이 시작된 이후, 즉 압연모듈로 강판(S)이 인입되는 초기에는 압연하중설정제어부(220)에 의해 산출된 압연하중 기준치에 따라 형상제어롤(100)의 압연하중을 산출하고, 이를 기반으로 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어할 수 있다.

즉, 압연 초기에 형상제어롤(100)의 압하 위치를 빠르게 제어함으로써, 강판(S)의 선단부(Head)가 불균일하게 압연되는 것을 방지할 수 있다. 강판(S) 선단부의 경우에는 두께정보와 형상정보를 검출하기 전에 압연이 진행되므로, 두께정보와 형상정보에 기반하여 강판(S)의 형상을 제어하기가 어렵다. 하지만, 본 발명의 실시 예에서는 압연 초기에 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압연하중정보에 따라 압연하중 기준치를 산출하고, 이를 기반으로 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어할 수 있기 때문에 강판(S) 선단부의 폭방향 두께가 불균일하게 압연되는 것을 빠르게 보정할 수 있다.

일 실시 예에서, 압연하중정보에 따른 형상제어롤(100)의 압하 위치 제어는 강판(S)의 불균일 불량을 최소화할 수 있도록 강판(S)이 압연모듈로 인입된 후 약 5초 이내에 이루어지는 것이 바람직하다. 하지만 이에 한정되지는 않으며, 필요에 따라 압연하중 기준치에 따라 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어할 수 있다.

압연이 진행 중인 경우, 제어부(200)는 형상정보를 기반으로 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어할 수 있다.

상세히 하면, 압연 진행 중에 형상검출부(230)에 의해 강판(S)의 형상정보가 검출되면, 형상제어부(240)는 검출된 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출한 후, 이를 제어부(200)로 공급한다. 제어부(200)는 하중 보정량에 따라 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어함으로써, 형상제어롤(100)을 통해 워크롤(10)의 중앙부에 가해지는 하중을 제어할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 강판(S)의 형상에 따라 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어하여 워크롤(10)에 하중을 가함으로써, 강판(S) 전체가 영역에 관계없이 균일한 두께로 압연될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압연모듈의 제어방법을 나타내는 흐름도로서, 도 1 및 도 2에 도시된 압연모듈을 기반으로 설명하도록 한다.

먼저, 제어부(200)는 압연 시작 전에 필요한 초기 압연하중을 산출하고(S10), 산출된 압연하중과 강판(S)의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출한다(S20). 그리고, 제어부(200)는 산출된 롤갭에 따라 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어한다(S30).

압연모듈에 강판(S)이 인입되면(S40), 하중검출부(210)는 워크롤(10)과 형상제어롤(100)의 압연하중정보를 검출하여 압연하중설정제어부(220)로 공급한다(S50).

압연하중설정제어부(220)는 워크롤(10) 및 형상제어롤(100)의 총 압연하중에 따라 압연하중 기준치를 산출하여 제어부(200)로 공급한다(S60).

제어부(200)는 산출된 압연하중 기준치에 따라 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어한다(S70). 이때, 압연하중 기준치는 상술한 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.

일 실시 예에서, 압연모듈에 강판(S)이 인입된 이후 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어하는 과정(S40~S70)은 5초 이내에 진행될 수 있다. 이에 따라, 형상정보나 두께정보를 검출할 수 없는 초기에 압연되는 강판(S)의 선단부를 균일하게 압연할 수 있다.

이후, 압연이 진행되면 형상검출부(230)는 압연모듈의 출측으로 인출되는 강판(S)의 형상정보를 검출하여 형상제어부(240)로 공급한다(S80).

형상제어부(240)는 검출된 강판(S)의 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출하여 제어부(200)로 공급하고(S90), 제어부(200)는 산출된 하중 보정량에 따라 형상제어롤(100)의 압하 위치를 제어함으로써 강판(S)이 균일한 두께로 압연될 수 있도록 한다(S100).

한편, 압연이 진행되는 과정에서 두께검출부(20)는 압연모듈의 출측으로 인출되는 강판(S)의 두께정보를 검출하여 두께제어부(30)로 공급한다(S110).

두께제어부(30)는 검출된 강판(S)의 두께정보에 따라 롤갭 보정량을 산출하여 제어부(200)로 공급하고(S120), 제어부(200)는 산출된 롤갭 보정량에 따라 워크롤(10)의 압하 위치를 제어한다(S130).

도 4의 실시 예에서는 형상정보를 이용한 형상제어롤(100)의 압하 위치 제어 과정(S80~S100)과, 두께정보를 이용한 워크롤(10)의 압하 위치 제어 과정(S110~S130)이 동시에 진행되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 필요에 따라 두 과정 중 어느 한 과정이 먼저 진행되어도 무방하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

S: 강판 10: 워크롤
20: 두께검출부 30: 두께제어부
100: 형상제어롤 110 : 프레임
120 : 회전롤 200: 제어부
210: 하중검출부 220: 압연하중설정제어부
230: 형상검출부 240: 형상제어부

Claims (15)

1. 워크롤을 포함하여 강판을 압연하는 압연모듈에 있어서,
   상기 워크롤의 외측에 적어도 하나가 배치되어 상기 워크롤을 압하하는 형상제어롤;
   상기 워크롤 및 상기 형상제어롤 중 적어도 어느 하나의 압하 위치를 제어하는 제어부;
   상기 강판에 가해지는 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤의 압연하중정보를 검출하는 하중검출부; 및
   검출된 상기 압연하중정보에 따라 압연하중 기준치를 산출하는 압연하중설정제어부
   를 포함하고,
   상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 외측 외주면 중 일부를 감싸는 원호 형태의 프레임, 및 상기 워크롤의 외측 외주면을 따라 상기 프레임 내에 복수개가 설치되며, 상기 워크롤의 외측 외주면에 접촉되어 상기 워크롤의 회전에 대응하여 회전하는 회전롤을 포함하고,
   상기 제어부는 상기 압연하중 기준치에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 압연모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 워크롤의 외측 방향으로 노출되는 내부 공간을 포함하고,
   상기 회전롤은 상기 내부 공간에 장착되는 압연모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 길이방향 중앙부에 배치되어 상기 워크롤의 길이방향 중앙부에 하중을 가하는 압연모듈.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 강판을 압연하기 위한 필요 압연하중을 산출하고, 산출된 상기 필요 압연하중과 상기 강판의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출하고, 산출된 상기 롤갭에 따라 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 압연모듈.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 압연하중 기준치는 하기 식을 만족하는 압연모듈.
   

   

   
   (여기서, RFc는 압연하중 기준치이고, Kg는 조정 가능한 게인이며, TRFa는 워크롤 및 형상제어롤의 총 압연하중 실측치를 각각 의미함)
   
8. 제1항에 있어서,
   압연된 상기 강판의 형상정보를 검출하는 형상검출부; 및
   검출된 상기 강판의 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출하는 형상제어부
   를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 하중 보정량에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 압연모듈.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 강판의 형상정보는 상기 강판의 전면, 후면, 측면, 상면, 및 하면 중 적어도 어느 한 면의 형상정보인 압연모듈.
   
10. 제1항에 있어서,
    압연된 상기 강판의 두께정보를 검출하는 두께검출부; 및
    검출된 상기 강판의 두께정보에 따라 롤갭 보정량을 산출하는 두께제어부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 롤갭 보정량에 따라 상기 워크롤의 압하 위치를 제어하는 압연모듈.
    
11. 워크롤, 상기 워크롤의 외측에 적어도 하나가 배치되어 상기 워크롤을 압하하는 형상제어롤을 포함하되, 상기 형상제어롤은 상기 워크롤의 외측 외주면 중 일부를 감싸는 원호 형태의 프레임, 및 상기 워크롤의 외측 외주면을 따라 상기 프레임 내에 복수개가 설치되며, 상기 워크롤의 외측 외주면에 접촉되어 상기 워크롤의 회전에 대응하여 회전하는 회전롤을 포함하여 강판을 압연하는 압연모듈의 제어방법에 있어서,
    상기 압연모듈에 상기 강판이 인입되기 전에 상기 강판을 압연하기 위한 필요 압연하중을 산출하는 제1 단계;
    산출된 상기 압연하중과 상기 강판의 목표두께를 이용하여 롤갭을 산출하고, 상기 워크롤과 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 제2 단계;
    상기 압연모듈에 상기 강판이 인입되는 제3 단계;
    상기 강판에 가해지는 상기 워크롤 및 상기 형상제어롤의 압연하중정보를 검출하는 제4 단계;
    검출된 상기 압연하중정보에 따라 압연하중 기준치를 산출하는 제5 단계; 및
    산출된 상기 압연하중 기준치에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하여 상기 강판을 압연하는 제6 단계
    를 포함하는 압연모듈의 제어방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 압연하중 기준치는 하기 식을 만족하는 압연모듈의 제어방법.
    

    

    
    (여기서, RFc는 압연하중 기준치이고, Kg는 조정 가능한 게인이며, TRFa는 워크롤 및 형상제어롤의 총 압연하중 실측치를 각각 의미함)
    
13. 제11항에 있어서,
    압연된 상기 강판의 형상정보를 검출하는 제7 단계;
    검출된 상기 강판의 형상정보에 따라 하중 보정량을 산출하는 제8 단계; 및
    산출된 상기 하중 보정량에 따라 상기 형상제어롤의 압하 위치를 제어하는 제9 단계
    를 더 포함하는 압연모듈의 제어방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 강판의 형상정보는 상기 강판의 전면, 후면, 측면, 상면, 및 하면 중 적어도 어느 한 면의 형상정보인 압연모듈의 제어방법.
    
15. 제11항에 있어서,
    압연된 상기 강판의 두께정보를 검출하는 제10 단계;
    검출된 상기 강판의 두께정보에 따라 롤갭 보정량을 산출하는 제11 단계; 및
    산출된 상기 롤갭 보정량에 따라 상기 워크롤의 압하 위치를 제어하는 제12 단계
    를 더 포함하는 압연모듈의 제어방법.

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