KR101546266B1 - 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

가속냉각기의 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 가속냉각기의 제어장치는, 가속냉각기 내에서 열연강판을 이송시키는 테이블 구동부; 가속냉각기의 냉각헤더별 냉각수의 주수량을 조절하는 주수밸브; 냉각수의 냉각수온을 측정하는 수온측정부; 및 상위제어장치로부터 강판정보와 냉각정보를 입력받아 상부 주수량과 판속도를 결정하고, 상부 주수량, 강판정보와 냉각수온에 근거하여 보상 상하수량비를 결정하여 하부 주수량을 산출한 후 상부 주수량과 하부 주수량 및 판속도에 따라 주수밸브와 테이블 구동부를 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가속냉각기의 제어장치 및 그 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD OF ACCELERATED COOLING APPARATUS}
본 발명은 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연강판의 가속냉각시 냉각수온에 따라 상하수량비를 보상하여 하부 주수량을 조절함으로써 계절의 변화에 상관없이 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화할 수 있도록 한 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.
이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 제조된 후 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.
또한, 슬래브는 열간압연공정을 통해 압연된 후 가속냉각공정을 거쳐 후판으로 제조된다.
가속냉각공정이란 후판의 강도 및 인성 등과 같은 물성치를 향상시키기 위해 냉각장치를 통해 후판의 상, 하부면에 냉각수를 분사하는 공정을 말한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0097520호(2011. 08. 31. 공개, 발명의 명칭 : 열간압연 후 후판의 균일 냉각 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 열연강판의 가속냉각시 냉각수온에 따라 상하수량비를 보상하여 하부 주수량을 조절함으로써 계절의 변화에 상관없이 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화할 수 있도록 한 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화하여 판변형을 예방하고 품질을 향상시키기 위한 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가속냉각기의 제어장치는, 가속냉각기 내에서 열연강판을 이송시키는 테이블 구동부; 가속냉각기의 냉각헤더별 냉각수의 주수량을 조절하는 주수밸브; 냉각수의 냉각수온을 측정하는 수온측정부; 및 상위제어장치로부터 강판정보와 냉각정보를 입력받아 상부 주수량과 판속도를 결정하고, 상부 주수량, 강판정보와 냉각수온에 근거하여 보상 상하수량비를 결정하여 하부 주수량을 산출한 후 상부 주수량과 하부 주수량 및 판속도에 따라 주수밸브와 테이블 구동부를 작동시키는 제어부;를 포함하되, 제어부는, 상부주수량과 강판 두께의 관계에 근거하여 초기 상하수량비를 산출하고, 상부 주수량과 강판 폭의 관계에 근거하여 얻어진 폭 보상값을 초기 상하수량비에 적용하여 상하수량비를 산출하며, 냉각수온에 따른 냉각수온 보상값을 상하수량비에 적용하여 보상 상하수량비를 산출할 때 냉각수온이 설정온도 이하일 경우 보상 상하수량비를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 강판정보는, 열연강판의 강종, 강판 두께 및 강판 폭을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 냉각정보는, 압연종료온도, 목표 냉각종료온도 및 목표 냉각속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 다른 측면에 따른 가속냉각기의 제어방법은, 제어부가 상위제어장치로부터 강판정보와 냉각정보를 입력받는 단계; 제어부가 강판정보와 냉각정보를 통해 상부 주수량과 판속도를 결정하는 단계; 제어부가 상부 주수량과 강판정보를 기반으로 상하수량비를 결정하는 단계; 제어부가 냉각수의 냉각수온을 입력받아 냉각수온 보상값을 상하수량비에 적용하여 보상 상하수량비를 결정하는 단계; 제어부가 보상 상하수량비를 통해 하부 주수량을 결정하는 단계; 및 제어부가 상부 주수량과 하부 주수량 및 판속도에 기초하여 주수밸브와 테이블 구동부를 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 냉각정보는, 압연종료온도, 목표 냉각종료온도 및 목표 냉각속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보상 상하수량비를 결정하는 단계는, 제어부가 냉각수온이 설정온도 이하일 경우 냉각수온 보상값을 상하수량비에 적용하여 보상 상하수량비를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법은 열연강판의 가속냉각시 냉각수온에 따라 상하수량비를 보상하여 하부 주수량을 조절함으로써 계절의 변화에도 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화하여 판변형을 예방하고 열연강판의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기의 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 주수량의 관계 테이블로써, (가)는 상부 주수량과 강판 두께의 관계 테이블이고, (나)는 상부 주수량과 강판 폭의 관계 테이블이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법을 설명한다. 이 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 가속냉각기의 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기를 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 주수량의 관계 테이블로써, (가)는 상부 주수량과 강판 두께의 관계 테이블이고, (나)는 상부 주수량과 강판 폭의 관계 테이블이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기의 제어장치는, 테이블 구동부(50), 주수밸브(40), 수온측정부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
테이블 구동부(50)는 가속냉각기(100) 내에서 열연강판(60)을 설정된 판속도로 이송시킨다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 테이블구동부(50)는 압연기(70)에서 압연된 열연강판(60)이 설정된 판속도를 유지하면서 이송되도록 구동롤러(55)를 작동시켜 열연강판(60)을 이송한다.
주수밸브(40)는 상부 냉각헤더(43)를 통해 주수되는 냉각수의 주수량을 조절하기 위한 상부 주수밸브(42)와, 하부 냉각헤더(45)를 통해 주수되는 냉각수의 주수량을 조절하기 위한 하부 주수밸브(44)를 포함한다.
즉, 주수밸브(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 열연강판(60)의 진행방향을 따라 상부와 하부에 설치된 다수개의 상부 냉각헤더(43)와 하부 냉각헤더(45)를 통해 분사되는 냉각수의 주수량을 조절할 수 있도록 설치되어, 제어부(30)로부터의 주수신호에 따라 상부 주수밸브(42)와 하부 주수밸브(44)를 각각 제어하여 상부 주수량과 하부 주수량을 조절함으로써, 열연강판(60)의 상면과 하면에서 냉각수를 분사하여 열연강판(60)을 냉각시킨다.
수온측정부(20)는 가속냉각기(100)를 통해 분사되는 냉각수의 냉각수온을 측정하여 제어부(30)에 제공한다.
제어부(30)는 상위제어장치(10)로부터 열연강판(60)의 강판정보와 냉각정보를 입력받아 상부 주수량과 판속도를 결정한다.
이때, 강판정보는 열연강판(60)의 강종, 강판 두께 및 강판 폭을 포함하고, 냉각정보는 압연종료온도, 목표 냉각종료온도 및 목표 냉각속도를 포함한다.
이와 같이 제어부(30)는 열연강판(60)의 강판정보와 냉각정보를 기반으로 상부 주수량과 판속도를 결정한 후 상부 주수량과 강판정보를 기반으로 상하수량비를 산출한다.
즉, 도 3의 (가)에 나타낸 상부 주수량과 강판 두께의 관계 테이블을 통해 두께에 의한 초기 상하수량비를 결정한 후, (나)에 나타낸 상부 주수량과 강판 폭의 관계 테이블을 통한 폭 보상값을 초기 상하수량비에 곱하여 상하수량비를 산출한다.
이후 제어부(30)는 수온측정부(20)로부터 입력된 냉각수온에 따른 냉각수온 보상값을 상하수량비에 적용하여 보상 상하수량비를 결정한다. 여기서, 냉각수온 보상값은 냉각수온에 따라 대응되는 냉각수온 보상값을 설정할 수도 있고, 설정된 냉각수온 이하일 경우에만 냉각수온 보상값을 설정할 수도 있다.
즉, 보상 상하수량비는 상부 주수량을 기반으로 두께에 따른 초기 상하수량비에 폭 보상값과 냉각수온 보상값을 곱하여 결정할 수 있다.
이때 제어부(30)는 냉각수온이 설정온도 이하인 경우에만 냉각수온 보상값을 적용하여 보상 상하수량비를 결정할 수도 있다.
예를 들어, 결정된 상부 주수량이 450[L/㎡min]이고, 열연강판(60)의 두께가 70mm이며, 폭이 2000mm 일 경우, 보상 상하수량비는 두께에 따른 초기 상하수량비 2.0에 폭 보상값 0.9와, 냉각수온이 5℃ 이하일 때 냉각수온 보상값 0.7을 곱하여 결정할 수 있다.
따라서, 상부 주수량 450[L/㎡min]에 보상 상하수량비 1.26을 곱할 경우 하부 주수량은 567[L/㎡min]이 된다.
이와 같이 제어부(30)는 상부 주수량과 하부 주수량 및 판속도를 결정한 후 상부 주수밸브(42)와 하부 주수밸브(44) 및 테이블 구동부(50)를 작동시켜 가속냉각을 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가속냉각기의 제어장치에 따르면, 열연강판의 가속냉각시 냉각수온에 따라 상하수량비를 보상하여 하부 주수량을 조절함으로써 계절의 변화에 상관없이 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화함으로써 판변형을 예방하고 열연강판의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가속냉각기의 제어방법에서는 먼저, 제어부(30)가 상위제어장치(10)로부터 강판정보와 냉각정보를 입력받는다(S10).
이때, 강판정보는 열연강판(60)의 강종, 강판 두께 및 강판 폭을 포함하고, 냉각정보는 압연종료온도, 목표 냉각종료온도 및 목표 냉각속도를 포함한다.
이후 제어부(30)는 열연강판(60)의 강판정보와 냉각정보를 기반으로 상부 주수량과 판속도를 결정한다(S20).
상부 주수량을 결정한 후 제어부(30)는 상부 주수량과 강판정보를 기반으로 상하수량비를 산출한다(S30).
즉, 도 3의 (가)에 나타낸 상부 주수량과 강판 두께의 관계 테이블을 통해 두께에 의한 초기 상하수량비를 결정한 후, (나)에 나타낸 상부 주수량과 강판 폭의 관계 테이블을 통한 폭 보상값을 초기 상하수량비에 곱하여 상하수량비를 산출한다(S30).
예를 들어, 결정된 상부 주수량이 450[L/㎡min]이고, 열연강판(60)의 두께가 70mm이며, 폭이 2000mm 일 경우, 상하수량비는 두께에 따른 초기 상하수량비 2.0에 폭 보상값 0.9를 곱하여 산출한다.
이렇게 상하수량비를 산출한 후 제어부(30)는 수온측정부(20)로부터 입력된 냉각수의 냉각수온을 입력받는다(S40).
그런 다음, 제어부(30)는 입력된 냉각수온을 기반으로 냉각수온 보상값을 상하수량비에 적용하여 냉각수온에 따른 보상 상하수량비를 결정한다(S50).
이때 제어부(30)는 냉각수온이 설정온도 이하일 경우 냉각수온 보상값을 상하수량비에 적용하여 결정할 수도 있다.
예를 들어, 냉각수온이 5℃ 이하일 때 냉각수온 보상값 0.7을 상하수량비에 곱하여 결정할 수 있다.
이와 같이 보상 상하수량비가 결정되면, 제어부(30)는 상부 주수량에 보상 상하수량비를 곱하여 하부 주수량을 결정한다(S60).
따라서, 상부 주수량이 450[L/㎡min]이고, 열연강판(60)의 두께가 70mm이며, 폭이 2000mm 일 경우, 냉각수온이 5℃ 이하이면 보상 상하주수비가 1.26이 되기 때문에 상부 주수량 450[L/㎡min]에 보상 상하수량비 1.26을 곱하면 하부 주수량은 567[L/㎡min]이 된다.
이렇게 제어부(30)는 상부 주수량과 하부 주수량 및 판속도를 결정한 후 상부 주수밸브(42)와 하부 주수밸브(44) 및 테이블 구동부(50)를 작동시켜 가속냉각을 수행한다(S70).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 가속냉각기의 제어방법에 따르면, 열연강판의 가속냉각시 냉각수온에 따라 상하수량비를 보상하여 하부 주수량을 조절함으로써 계절의 변화에 상관없이 열연강판의 상하부 온도편차를 최소화함으로써 판변형을 예방하고 열연강판의 품질을 향상시킬 수 있다.
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.
10 : 상위제어장치 20 : 수온측정부
30 : 제어부 40 : 주수밸브
42 : 상부 주수밸브 43 : 상부 냉각헤더
44 : 하부 주수밸브 45 : 하부 냉각헤더
50 : 테이블 구동부 55 : 구동롤러
60 : 열연강판 70 : 압연기
100 : 가속냉각기

Claims (8)

  1. 가속냉각기 내에서 열연강판을 이송시키는 테이블 구동부;
    상기 가속냉각기의 냉각헤더별 냉각수의 주수량을 조절하는 주수밸브;
    상기 냉각수의 냉각수온을 측정하는 수온측정부; 및
    상위제어장치로부터 강판정보와 냉각정보를 입력받아 상부 주수량과 판속도를 결정하고, 상기 상부 주수량, 강판정보와 상기 냉각수온에 근거하여 보상 상하수량비를 결정하여 하부 주수량을 산출한 후 상기 상부 주수량과 상기 하부 주수량 및 상기 판속도에 따라 상기 주수밸브와 상기 테이블 구동부를 작동시키는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 상부주수량과 강판 두께의 관계에 근거하여 초기 상하수량비를 산출하고, 상기 상부 주수량과 강판 폭의 관계에 근거하여 얻어진 폭 보상값을 상기 초기 상하수량비에 적용하여 상하수량비를 산출하며, 상기 냉각수온에 따른 냉각수온 보상값을 상기 상하수량비에 적용하여 상기 보상 상하수량비를 산출할 때 상기 냉각수온이 설정온도 이하일 경우 상기 보상 상하수량비를 결정하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기의 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 강판정보는, 상기 열연강판의 강종, 강판 두께 및 강판 폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기의 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 냉각정보는, 압연종료온도, 목표 냉각종료온도 및 목표 냉각속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기의 제어장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제어부가 상위제어장치로부터 강판정보와 냉각정보를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 강판정보와 상기 냉각정보를 통해 상부 주수량과 판속도를 결정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 상부 주수량과 상기 강판정보를 기반으로 상하수량비를 결정하는 단계;
    상기 제어부가 냉각수의 냉각수온을 입력받아 냉각수온 보상값을 상기 상하수량비에 적용하여 보상 상하수량비를 결정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 보상 상하수량비를 통해 하부 주수량을 결정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 상부 주수량과 상기 하부 주수량 및 상기 판속도에 기초하여 주수밸브와 테이블 구동부를 작동시키는 단계;를 포함하되,
    상기 보상 상하수량비를 결정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 냉각수온이 설정온도 이하일 경우 상기 냉각수온 보상값을 상기 상하수량비에 적용하여 상기 보상 상하수량비를 결정하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기의 제어방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 냉각정보는, 압연종료온도, 목표 냉각종료온도 및 목표 냉각속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 가속냉각기의 제어방법.
  8. 삭제
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