KR101525536B1 - 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템 - Google Patents

연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템 Download PDF

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이규택
황원호
박정훈
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주식회사 포스코
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    • C21METALLURGY OF IRON
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    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
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Abstract

연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템에 관한 것이다.
연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치는, 상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고 상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함한다.

Description

연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템{apparatus for controlling moving speed of strip and system for correcting meandering including the same in ontinuous annealing furnace}
본 발명은 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템에 관한 것이다.
연속 소둔(continuous annealing) 공정은 냉간 압연 후 경화된 강판(strip)의 응력제거 및 연화를 목적으로 수행되며, 노(furnace, 爐) 내로 공급되는 강판을 가열 및 냉각하여 진행된다.
연속 소둔 공정이 진행되는 동안 강판은 내부 온도가 대략 900°C인 노 내를 상하 수십 개의 롤(roll)을 거치면서 통과하게 된다. 이 과정에서, 강판이 좌우로 움직이지 않고 일직선으로 진행되도록 제어하는 것은 중요한 문제이다.
한편, 소량의 다품종을 주문 생산하는 생산 설비의 경우 연속 소둔 라인에서의 사이즈 변경이 하루에도 수차례 발생하고, 이로 인해 강판이 옆으로 치우치는판 사행이 발생한다. 노 내에서 강판의 사행이 발생하는 주 원인으로는, 강판의 소재 평탄도 불량, 캠버(Camber)된 소재, 노 내 가열구역(Heating Section, HS)에서의 노상(Hearth) 롤의 콘케이브 크라운(Concave Crown) 형상, 용접 불량, 노상 롤의 정렬 불량 등이 있다.
종래에는 노 내 관측창에 설치된 카메라를 통해 노 내에서의 강판의 움직임을 촬영하고, 모니터 화면을 통해 이를 확인한 작업자가 사행이 심한 경우 수동으로 운전 속도를 낮추어 강판의 사행 진행 속도를 늦추는 방법으로 운전을 진행한다. 이 경우, 작업자가 숙련된 작업자가 아니거나, 작업자가 자리를 비운 사이에 강판의 사행이 발생하는 경우 제 때 운전 속도를 늦추지 못하여 강판이 노 벽에 충돌함으로써 강판의 파단(破斷, rupture) 으로 이어지는 심각한 상황을 초래하기도 한다. 강판의 파단이 발생하면, 노 내 온도를 낮추고 강판을 노에서 제거한 뒤 다시 정상화하기까지 상당한 휴지 시간이 소요된다. 이에 따라, 생산성이 감소하고 강판을 노에서 제거하는 과정에서 안전 문제가 발생할 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소둔로 내에서 강판의 사행으로 강판이 노 벽에 충돌하는 것을 방지하기 위한 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치는, 상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고 상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 연속 소둔로 내에서의 강판의 사행보정시스템은, 상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고 상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함한다.
본 문서에 개시된 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템은 용접부가 소둔로로 진입하기 이전에, 강판의 프로파일 정보, 평탄도, ELT 내에서의 위치정보 등을 토대로 사행발생여부를 예측한다. 그리고, 사행발생이 예측되면 용접부가 소둔로 내부로 진입하기 이전에 강판의 이동속도를 감소시킴으로써, 소둔로 내 CPC에서 충분한 사행보정이 이루어져 강판의 사행으로 강판이 노벽에 충돌하는 문제를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 사행보정시스템이 적용되는 냉연강판 제조 설비의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판의 사행보정시스템을 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심위치제어기(Center Position Controller, CPC)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CPC의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 속도제어장치를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평탄도계가 설치되는 일 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사행측정계의 적외선 카메라가 설치되는 일 예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판 속도제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판 속도제어 알고리즘을 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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.
제2, 제1 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.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 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 강판 사행보정시스템이 적용되는 냉연강판 제조 설비의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 냉연강판 제조 공정에서 냉간압연기(Reverse Cold Mill, RCM)(11)에 의해 냉간압연된 강판(strip)은 되풀림장치(Pay Off Reel)(12)에 의해 되풀림된 후 용접기(welder)(13)에 의해 용접된다.
다음으로, 강판은 전해청정설비(Electrolytic Cleaning Line, ECL)(14)를 거쳐 오염물질이 제거된 후, 연속 소둔설비(Continuous Annealing Line, CAL)(16)의 입측 ELT(Entry Looping Tower, 15)에서 용접 시간 확보를 위해 잠시 대기한다. 즉, 강판은 연속 소둔설비(16) 입측에서 강판을 용접하는 동안 ELT(15) 내에 일정 기간 머무른다. ELT(15) 내 상부 캐리지(carrage)는 상하로 이동하면서 ELT(15) 내 강판 저장량을 조정하여 연속 소둔서리(16) 입측으로 강판을 공급한다.
강판은 연속 소둔설비(16)를 통과하면서 연속 소둔공정을 거치게 된다.
연속 소둔설비(16)의 소둔로는 예열대(Pre Heating Section, PHS)(21), 가열대(Heating Section, HS)(22), 균열대(Soaking Section, SS)(23) 등을 포함하는 가열 구역과, 서냉대(Slow Cooling Section, SCS)(24), 급냉대(Rapid Cooling Section, RCS)(25), 과시효대(Over Aging Section, OAS)(26), 최종 냉각대(Final Cooling Section, FCS)(27) 등을 포함하는 냉각 구역으로 구분될 수 있다.
예열대(21)는 소둔로의 입측으로 입력되는 강판을 가열대(22)에서 연료 연소로 발생하는 배가스를 이용하여 예열하고, 가열대(22)는 예열대(21)를 통과한 강판을 연료 연소를 통해 직접 가열하여 승온시킨다.
가열대(22)를 통과한 강판은 이후 균열대(23)에서 일정한 온도로 균열 처리되고, 서냉대(24)를 통과하면서 분위기 가스의 순환 냉각을 통해 서냉된다.
또한, 서냉대(24)를 통과한 강판은 급냉대(25)에서 주 가스젯, 쿨링롤, 보조가스젯 등에 의해 급냉되고, 과시효대(26)에서 과시효 처리되어 최종 냉각대(27)에서 최종 냉각된다.
한편, 연속 소둔설비(16)를 통과한 후의 강판은 권취기(Tension Reel, TR)(20)에서의 권취시간 확보를 위해 DLT(Delivery Looping Tower, 17)에 소정 시간 머무른다.
다음으로, 강판은 조질압연기(skin pass mill, SPM)(18)를 통해 조질압연되고, 절단기(19)를 통해 용접부위가 다시 절단된 후 권취기(20)에서 제품 별로 권취된다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판의 사행보정시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 한편, 도 2 내지 도 7에 도시된 강판의 사행보정시스템의 구성요소들은 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 실시 예에 따른 강판의 사행보정시스템은 그보다 더 많거나 더 적은 구성요소를 포함하도록 마련될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판의 사행보정시스템을 개략적으로 도시한 구조도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중심위치제어기(Center Position Controller, CPC)를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CPC의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 속도제어장치를 개략적으로 도시한 구조도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평탄도계가 설치되는 일 예를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사행측정계의 적외선 카메라가 설치되는 일 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판의 사행보정시스템은 소둔로 내부에 설치되는 CPC(100) 및 소둔로 내부에서의 강판의 속도를 제어하는 강판 속도제어장치(200)를 포함할 수 있다.
CPC(100)는 소둔로 내에서의 강판이동을 제어하는 스티어링롤의 위치를 강판의 사행을 상쇄하는 방향으로 이동시켜 강판의 사행을 보정하는 기능을 수행한다.
도 3을 참조하면, CPC(100)는 위치센서(110), 피봇(pivot, 120), 스티어링롤(steering roll, 130), 실린더(cylinder, 140), 제어기(150) 등을 포함할 수 있다.
위치센서(110)는 강판이 이동경로 상에 배치되며, 강판이 중심으로부터 어느 위치에 위치하는지를 측정한다. 즉, 위치센서(110)는 강판의 사행정보를 측정한다.
피봇(120)은 강판의 이동경로 상의 중심(폭방향의 중심)을 가리키도록 배치되어 중심위치를 판단하는 기준이 된다.
스티어링롤(130)은 강판의 이동경로 상에 배치되며, 회전운동을 통해 강판을 소둔로 내부에서 이동시키는 기능을 수행한다.
실린더(140)는 스티어링롤(130)에 연결되며, 스티어링롤(130)의 위치를 조절하는 기능을 수행한다.
제어기(155)는 위치센서(110)를 통해 획득한 강판의 사행정보를 토대로, 강판의 사행정보를 상쇄하는 방향으로 스트어링롤(130)이 이동하도록 실린더(140)의 위치를 조절하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 강판의 관성으로 인해 강판의 사행을 보정하기 위해서는 복수의 CPC(100)가 연속 소둔설비(16) 내에 설치될 수 있다. 예를 들어, 가열대(22)에서 강판의 이동을 제어하는 적어도 하나의 롤(예를 들어, 4번 롤, 브리지롤(bridge roll)), 균열대(23)와 서냉대(24)를 연결하는 브리지롤 등에 CPC가 설치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어기(150)는 위치센서(110)를 통해 강판의 사행정보를 지속적으로 획득하고, 강판의 사행이 발생한 경우 이를 토대로 강판의 사행정보를 상쇄시키는 보정량을 산출한다.
또한, 산출한 보정량을 토대로 스티어링롤(130)을 이동시키도록 실린더(140)를 조절하여 강판의 위치를 보정한다. 이때, 제어기(150)는 강판의 이동경로 상에서 중심을 가리키는 피봇(120)을 기준으로 스트어링롤(130)을 이동시킨다.
다시, 도 2를 보면, 강판 속도제어장치(200)는 소둔로 입측으로 투입되는 강판의 사행정도를 예측하고, 예측한 사행정도를 토대로 소둔로 내부에서의 강판의 이동속도를 제어하는 기능을 수행한다.
도 5를 참조하면, 강판 속도제어장치(200)는 데이터베이스(210), 평탄도계(220), 사행측정계(230), 용접부 검출기(240), ELT_CPC(250), 속도제어기(260) 등을 포함할 수 있다.
데이터베이스(210)는 연속 소둔설비(16)의 입측으로 투입되는 강판의 프로파일 정보를 저장하고 관리한다. 강판의 프로파일 정보는 강판의 용접부 전후의 강판 사이즈(폭, 두께), 폭방향 두께정보, 형상정보, 강판 웨지(wedge), 압연 작업 완료 일시 등을 포함할 수 있다.
평탄도계(220)는 연속 소둔설비(16)의 소둔로 입측 외부에 설치되며, 소둔로 입측으로 투입되는 강판의 평탄도를 측정한다.
평탄도계(230)는 이에 한정되는 것은 아니나, 도 6에 도시된 바와 같이, 비접촉식 레이저 평탄도계로 마련될 수 있다. 도 6을 참조하면, 평탄도계(220)는 소둔로 입측에 강판의 이동경로 상에 배치되는 레이저(laser) 센서(221)를 포함할 수 있다. 레이저 센서(221)는 강판에 레이저를 조사하여 강판의 표면까지의 거리를 지속적으로 측정하며, 평탄도계(220)는 레이저 센서(221)를 통해 획득한 강판 표면까지의 거리 변화를 토대로 강판이 평탄도를 획득한다.
사행측정계(230)는 소둔로 내부의 특정 위치를 통과하는 강판의 이미지를 촬영하는 적외선 카메라를 포함하며, 적외선 카메라를 통해 획득한 강판 이미지로부터 강판의 사행정보를 획득한다.
적외선 카메라는 소둔로 외벽에 설치되며, 관측창을통해 소둔로 내부의 특정 위치에서의 강판 이미지를 획득할 수 있다. 도 7을 예를 들면, 적외선 카메라(231)는 소둔로의 가열대(22) 외벽에 설치되며, 관측창을 통해 가열대(22)의 1번 롤(232)을 통과하는 강판의 이미지를 획득할 수 있다.
사행측정계(230)는 적외선 카메라(231)를 통해 강판의 이미지를 획득하면, 이를 신호처리하여 강판의 외곽에 대응하는 에지 정보를 획득하며, 이를 토대로 강판의 사행정보를 획득할 수 있다.
용접부 검출기(240)는 연속 소둔설비(16)의 소둔로 입측 외부에 설치되며, 소둔로 입측으로 투입되는 강판의 용접위치를 검출하고, 용접위치 검출에 따른 이벤트를 발생시킨다.
ELT_CPC(250)는 ELT(15) 내에 설치되는 CPC로서, ELT(15) 내부를 진행하는 강판의 사행 방지를 위한 위치제어 기능을 수행한다. 여기서, ELT_CPC(250)는 전술한 CPC(100)와 설치 위치만 다를뿐 동작 원리는 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
강판은 연속 소둔설비(16) 소둔로 입측에서 강판을 용접하는 동안 ELT(15) 내에 일정 기간 머무른다. ELT(15) 내 상부 캐리지(carrage)는 상하로 이동하면서 ELT(15) 내 강판 저장량을 조정하여 연속 소둔설비(16)의 소둔로 입측으로 강판을 공급한다. 이 과정에서 ELT(15) 내부를 진행하는 강판의 사행을 방지하기 위해, 복수의 CPC가 설치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 ELT_CPC(150)가 ELT(15) 내 4개의 하부 롤에 설치될 수 있다.
다시, 도 5를 보면, 속도제어기(260)는 입력부(261), 사행판단부(262), 속도제어부(263) 등을 포함할 수 있다.
입력부(261)는 데이터베이스(210), 평탄도계(220), 사행측정계(230), 용접부 검출기(240), ELT_CPC(250) 등으로부터 데이터를 입력 받는다.
예를 들어, 입력부(261)는 데이터베이스(210)로부터 현재 소둔로 내부로 투입 중인 강판의 프로파일 정보를 입력 받을 수 있다. 한편, 도 5에서는 데이터베이스(210)로부터 강판의 프로파일 정보를 입력 받는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 강판의 프로파일 정보는 작업자에 의해 입력부(261)로 입력될 수도 있다.
또한, 예를 들어, 입력부(261)는 ELT(250)의 출구측에 설치된 ELT_CPC(250)로부터 강판의 위치정보를 입력받을 수 있다. 여기서, ELT_CPC(250)로부터 입력받는 강판의 위치정보는, 스티어링롤(253)을 이동시켜 강판 위치를 보정하는 실린더(252)의 위치정보를 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 입력부(261)는 평탄도계(220)로부터 소둔로 입측으로 투입되는 강판의 평탄도를 입력받을 수 있다.
또한, 예를 들어, 입력부(261)는 사행측정계(230)로부터 소둔로 내부의 특정 위치 예를 들어, 가열대(22)의 1번 롤에서의 강판의 사행정보를 입력받을 수 있다.
또한, 예를 들어, 입력부(261)는 용접부 검출기(240)로부터 용접위치가 용접부 검출기(240)를 통과하는 이벤트 발생정보를 입력받을 수 있다.
사행판단부(262)는 입력부(261)를 통해 획득한 강판의 프로파일 정보, ELT(15)에서의 강판의 위치정보, 소둔로 입측의 강판의 평탄도 등을 토대로 사행발생을 예측할 수 있다.
또한, 사행판단부(262)는 입력부(261)를 통해 획득한 가열대(22)에서의 사행정보를 토대로 사행증감율과 사행증감시간을 획득하고, 사행증감율과 사행증감시간이 사행조건을 만족하는지 판단할 수 있다.
속도제어부(263)는 사행판단부(262)의 사행발생 예측결과에 따라서 소둔로 내에서 강판의 이동속도를 제어하는 브리지롤의 회전속도 즉, 브리지롤을 회전시키는 모터의 속도를 조절할 수 있다.
또한, 속도제어부(263)는 사행판단부(262)에서 강판의 사행증감율 및 사행증감시간이 사행조건을 만족하는지에 따라서 소둔로 내 브리지롤을 회전시키는 모터의 속도를 조절할 수 있다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서 강판의 사행을 방지하기 위한 강판의 속도제어 방법에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판 속도제어방법을 도시한 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연속 소둔로 내에서의 강판 속도제어 알고리즘을 도시한 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 속도제어기(260)는 입력부(261)를 통해 선/후행 강판의 프로파일 정보를 수신한다(S101). 여기서, 선행강판과 후행강판은 용접위치를 기준으로 선/후에 위치하는 강판을 각각 나타낸다.
상기 S101 단계에서, 강판의 프로파일 정보는 데이터베이스(210)로부터 읽어올 수도 있고, 키보드, 마우스 등의 입력수단을 통해 작업자로부터 입력받을 수도 있다.
다음으로, 속도제어기(260)는 사행판단부(262)를 통해 강판의 프로파일 정보를 토대로 사행을 예측하는 1st 사행판단과정을 수행한다(S102).
상기 S102 단계에서, 1st 사행판단과정은 선행강판과 후행강판의 용접부가 소둔로 내로 투입되기 전에 수행될 수 있다.
상기 S102 단계에서, 사행판단부(262)는 선행강판과 후행강판의 프로파일 정보가 1st 사행발생조건을 만족하는 경우, 강판의 사행이 발생할 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 사행판단부(262)는 선행강판과 후행강판의 폭 차이가 임계치(α1)보다 크거나, 선행강판과 후행강판의 두께 차이가 임계치(α2)보다 크거나, 선행강판과 후행강판의 웨지 차이가 임계치(α3)보다 크거나, 선행강판과 후행강판의 형상 차이가 임계치(α4)보다 크면, 1st 사행발생조건을 만족하는 것으로 판단한다.
상기 S102 단계에서, 속도제어기(260)는 선행강판과 후행강판의 프로파일 정보가 1st 사행발생조건을 불만족하는 경우, 입력부(261)를 통해 ELT_CPC(250)로부터 ELT(15) 내에서의 강판의 위치정보를 입력받는다(S103). 여기서, ELT(15) 내에서의 강판의 위치정보는 ELT_CPC(250)의 실린더의 위치정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 속도제어기(260)는 사행판단부(262)를 통해 ELT(15) 내에서의 강판의 위치정보 및 소둔로 입측에서의 강판의 평탄도를 토대로 사행을 예측하는 2nd 사행판단과정을 수행한다(S104).
상기 S104 단계에서, 2nd 사행판단과정은 선행강판과 후행강판의 용접부가 소둔로 내로 투입되기 전에 수행될 수 있다.
상기 S104 단계에서, 사행판단부(262)는 강판의 위치정보 및 소둔로 입측에서의 강판의 평탄도가 2nd 사행발생조건을 만족하는 경우, 강판의 사행이 발생할 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 사행판단부(262)는 선행강판과 후행강판의 ELT_CPC 실린더의 위치 차이가 임계치(β1)보다 크거나, 선행강판과 후행강판의 평탄도 차이가 임계치(β 2)보다 크면 2nd 사행발생조건을 만족하는 것으로 판단한다.
한편, 상기 S102 단계에서 1st 사행발생조건을 만족하거나, 상기 S104 단계에서 2nd 사행발생조건을 만족하는 경우, 속도제어기(260)는 제1감속운전모드로 동작하도록 소둔로 내 브리지롤을 제어한다(S105).
상기 S105 단계에서, 속도제어기(260)는 강판의 용접위치가 용접부 검출기(240)에 의해 검출되면, 제1감속운전모드로 진입하여 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 기 설정된 값으로 감소시킨다. 용접부 검출기(240)는 소둔로 입측의 외부 특정 위치에서 용접부를 지속적으로 검출하고, 해당 위치에서 용접부가 검출되면 용접부 검출 이벤트를 발생시킨다. 속도제어기(260)는 용접부 검출기(240)에 의해 용접부 검출 이벤트가 발생하면, 이를 수신하여 용접부가 용접부 검출기(240)를 통과 중임을 인지할 수 있다.
상기 S105 단계에서, 제1감속운전모드는 제1감속운전모드가 시작된 이후에 강판의 이동 거리가 소정값 이상이거나, 제1감속운전모드에 의해 감소된 강판의 이동속도가 소정값 이하이면 제1감속운전모드를 종료할 수 있다. 제1감속운전모드가 종료되면, 속도제어기(260)는 정상운전모드에 진입하여 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 기 설정된 정상값으로 복귀시킨다.
상기 S105 단계에서, 속도제어기(260)는 소둔로 내에서 강판의 이동을 제어하는 적어도 하나의 브리지롤을 제어하여 강판의 이동속도를 조절할 수 있다. 즉, 속도제어기(260)는 속도제어부(261)를 통해 브리지롤의 회전속도를 결정하는 모터에 제어신호를 인가하여 강판의 이동속도를 조절할 수 있다.
한편, 상기 S104 단계에서 강판의 위치정보 및 소둔로 입측에서의 강판의 평탄도가 2nd 사행발생조건을 불만족하는 경우, 속도제어기(260)는 사행측정부(230)로부터 소둔로 내 특정위치에서의 강판의 사행정보를 입력받는다(S106).
상기 S106 단계에서, 속도제어기(260)는 이로 한정되는 것은 아니나 가열대(22)의 1번 롤에서의 강판의 사행정보를 입력받을 수 있다.
다음으로, 속도제어기(260)는 사행판단부(262)를 통해 소둔로 내에서의 강판의 사행정보를 토대로 사행정도를 판단하는 3rd 사행판단과정을 수행한다(S107).
상기 S107 단계에서, 사행판단부(262)는 지속적으로 입력되는 사행정보를 토대로 소둔로 내에서의 강판의 사행증감율과 사행증감시간을 산출한다. 여기서, 사행증감율은 단위시간당 사행량의 증감율을 나타내고, 사행증감시간은 사행이 발생하여 지속되는 시간을 나타낸다.
상기 S107 단계에서, 사행판단부(262)는 사행증감율 및 사행증감시간이 기 설정된 사행조건을 만족하는 경우, 소둔로 내에서 강판의 사행정도가 기 설정된 수준 이상인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 사행판단부(262)는 사행증감율이 기 설정된 임계치(1)보다 크고, 사행발생시간이 기 설정된 시간(2)보다 큰 경우 강판의 사행정도가 사행조건을 만족하는 것으로 판단한다.
상기 S107 단계에서, 강판의 사행정도가 사행조건을 만족하는 경우, 속도제어기(260)는 제2감속운전모드로 동작하도록 소둔로 내 브리지롤을 제어한다(S108).
상기 S108 단계에서, 속도제어기(260)는 강판의 사행정도가 사행조건을 만족하는 경우 사행이 이미 진행된 상태이므로, 제2감속운전모드에서의 강판의 이동속도가 제1감속운전모드에서의 이동속도 비해 낮도록 제어한다.
상기 S108 단계에서, 속도제어기(260)는 소둔로 내에서 강판의 이동을 제어하는 적어도 하나의 브리지롤을 제어하여 강판의 이동속도를 조절할 수 있다. 즉, 속도제어기(260)는 속도제어부(261)를 통해 브리지롤의 회전속도를 결정하는 모터에 제어신호를 인가하여 강판의 이동속도를 조절할 수 있다.
한편, 상기 1st 내지 3rd 사행판단과정을 통해 사행발생이 예측되지 않거나, 사행정도가 심하지 않다고 판단되는 경우, 속도제어기(260)는 소둔로 내에서 현재 이동속도로 작업이 이루어지는 정상운전모드로 동작하도록 브리지롤의 상태를 유지한다(S109).
전술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 강판 속도제어장치는 용접부가 소둔로로 진입하기 이전에, 강판의 프로파일 정보, 평탄도, ELT 내에서의 위치정보 등을 토대로 사행발생여부를 예측한다. 그리고, 사행발생이 예측되면 용접부가 소둔로 내부로 진입하기 이전에 강판의 이동속도를 감소시킴으로써, 소둔로 내 CPC에서 충분한 사행보정이 이루어져 강판의 사행으로 강판이 노벽에 충돌하는 문제를 방지하는 효과가 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 기록 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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.

Claims (13)

  1. 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치에 있어서,
    상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고
    상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함하고,
    상기 강판의 프로파일 정보는, 용접부를 기준으로 구분되는 선행강판과 후행강판의 폭, 두께, 형상정보 및 웨지(wedge)정보 중 적어도 하나를 포함하는 속도제어장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로파일 정보를 저장하고 관리하는 데이터베이스를 더 포함하는 속도제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 속도제어기는 상기 선행강판 및 상기 후행강판의 폭 차이, 두께 차이, 웨지 차이 및 형상 차이 중 적어도 하나가 사행발생조건을 만족하면, 상기 강판의 사행이 발생할 것으로 예측하는 속도제어장치.
  5. 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치에 있어서,
    상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고
    상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함하고,
    상기 ELT 내에 설치되되, 상기 ELT 내에서 상기 강판의 위치를 조절하는 스티어링롤(steering roll) 및 상기 스티어링롤의 위치를 조절하는 실린더를 포함하는 ELT_CPC(Center Position Controller)를 더 포함하고,
    상기 ELT 내에서의 상기 강판의 위치정보는 상기 실린더의 위치정보를 포함하는 속도제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 속도제어기는, 선행강판 및 후행강판의 상기 실린더의 위치 차이가 사행발생조건을 만족하면, 상기 강판의 사행이 발생할 것으로 예측하는 속도제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 속도제어기는, 선행강판과 후행강판의 상기 평탄도의 차이가 사행발생조건을 만족하면, 상기 강판의 사행이 발생할 것으로 예측하는 속도제어장치.
  8. 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치에 있어서,
    상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고
    상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함하고,
    상기 속도제어기는, 상기 사행발생 예측결과 사행 발생이 예측되면, 상기 연속 소둔로 내에서의 상기 강판의 이동속도가 감소하도록 상기 연속 소둔로 내에 설치된 적어도 하나의 브리지롤(bridge roll)을 제어하는 속도제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강판의 용접부를 검출하는 용접부 검출기를 더 포함하며,
    상기 속도제어기는, 상기 사행발생 예측결과 사행 발생이 예측된 상태에서 상기 용접부 검출기에 의해 상기 용접부가 검출되면, 상기 강판의 이동속도를 감소시키는 속도제어장치.
  10. 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치에 있어서,
    상기 연속 소둔로 입측에 배치되며, 상기 연속 소둔로로 투입되는 강판의 평탄도를 획득하는 평탄도계, 그리고
    상기 강판의 프로파일 정보, 상기 평탄도 및 ELT(Entry Looping Tower) 내에서의 상기 강판의 위치정보를 토대로 사행발생을 예측하고, 사행발생 예측결과를 토대로 상기 연속 소둔로 내에서의 강판의 이동속도를 제어하는 속도제어기를 포함하고,
    상기 연속 소둔로 내에서의 상기 강판의 사행정보를 획득하는 사행측정계를 더 포함하며,
    상기 속도제어기는 상기 사행정보가 기 설정된 사행조건을 만족하면, 상기 강판의 이동속도가 감소하도록 상기 연속 소둔로 내에 설치된 적어도 하나의 브리지롤(bridge roll)을 제어하는 속도제어장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 속도제어기는 상기 사행정보를 토대로 상기 강판의 사행증감율 및 사행증감시간을 산출하고, 상기 사행증감율 및 상기 사행증감시간 중 적어도 하나가 기 설정된 값보다 크면, 상기 사행조건을 만족하는 것으로 판단하는 속도제어장치.
  12. 제1항, 제3항 내지 제11항의 어느 한 항에 따른 속도제어장치를 포함하는 연속 소둔로 내에서의 강판의 사행보정시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연속 소둔로 내 서로 다른 위치에 설치되며, 상기 연속 소둔로 내에서의 상기 강판의 사행정보를 획득하고, 상기 사행정보를 토대로 상기 강판의 위치를 제어하는 적어도 하나의 CPC(Center Position Controller)를 더 포함하는 사행보정시스템.
KR1020130127713A 2013-10-25 2013-10-25 연속 소둔로 내에서의 강판의 속도제어장치 및 이를 포함하는 사행보정시스템 KR101525536B1 (ko)

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