KR101560938B1 - 쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤을 보호하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤을 보호하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤을 보호하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 주조롤 보호 장치는, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 동안 주조롤의 롤 압하력의 크기를 측정하는 롤 압하력 측정부와, 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 주조롤에 이물질이 혼입되었는지를 판단하는 이물질 혼입 판단부와, 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성하는 주조롤 보호부와, 생성된 롤갭 명령값에 기초하여 주조롤의 롤갭을 제어하는 롤갭 제어부를 포함하며, 롤갭 제어부는, 미리 설정된 시간이 경과되면 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어를 수행으로써, 이물질을 제거하기 위해 소요되는 시간을 감소시켜 실수율을 증가시킬 수 있다.

Description

쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤을 보호하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF PROTECTING CASTING ROLL IN TWIN ROLL STRIP CASTING MACHINE}
본 출원은, 쌍롤식 박판 제조 장치에서 이물질의 혼입으로부터 주조롤을 보호하기 위한 것이다.
쌍롤식 박판 주조(strip casting) 공정은 용강으로부터 직접 박판의 스트립을 생산하는 공정으로서, 열간 압연공정을 생략하여 제조원가, 설비투자비용, 에너지 사용량 및 공해가스 배출량 등을 획기적으로 저감할 수 있는 새로운 철강 공정 프로세스이다.
상술한 쌍롤식 박판 주조 공정에서 주조롤 상부로 주입된 용강이 담겨진 공간을 탕면이라고 하며, 이러한 탕면에서 성장되는 스컴성 이물질, 에지댐 등에서 발생한 분말 내화물 이물질, 주조롤 측면에서 성장하는 스컬 등에 의해서 주조롤의 표면이 손상되는 경우가 빈번히 발생한다.
이와 같은 주조롤 표면의 손상은 박판의 품질에 직접적인 영향을 미치므로, 이물질로부터 주조롤의 표면을 보호하는 것은 매우 중요하다. 상술한 이물질로부터 주조롤의 표면을 보호하기 위한 기술은, 예를 들면, 한국공개특허 제2005-0065061호("쌍롤형 박판 제조 장치에서 이물질 혼입으로부터의 주조롤 보호 방법", 공개일: 2005년 6월 29일)에 개시되어 있다.
하지만, 상술한 종래 문헌의 경우 롤갭 제어를 수행하는 위치 제어 모드 중 주조롤에 이물질이 혼입된 경우 주조롤의 압하력을 수행하는 압하력 제어 모드로의 전환하고, 이물질이 빠져나간 이후에는 압하력 제어 모드에서 다시 위치 제어 모드로 환원하게 된다. 따라서, 2가지 제어 모드의 상호 전환과 환원으로 인한 지연 시간 때문에 이물질을 제거하기 위해 소요되는 시간이 매우 길며, 실수율이 저하되는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2005-0065061호("쌍롤형 박판 제조 장치에서 이물질 혼입으로부터의 주조롤 보호 방법", 공개일: 2005년 6월 29일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 롤 압하력의 제어 없이 롤갭 제어만으로 이물질을 제거할 수 있으며, 이물질을 제거하기 위해 소요되는 시간을 감소시켜 실수율을 증가시킬 수 있는 주조롤 보호 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 쌍롤식 박판 주조 공정에서 주조롤을 보호하는 장치에 있어서, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 동안 상기 주조롤의 롤 압하력의 크기를 측정하는 롤 압하력 측정부; 두께계에서 측정한 박판 두께를 목표 두께로 유지하기 위한 롤갭 보상값을 생성하는 두께 보상기; 상기 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 상기 주조롤에 이물질이 혼입되었는지를 판단하는 이물질 혼입 판단부; 상기 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성한 후, 생성된 롤갭 명령값에 상기 롤갭 보상값을 가산한 새로운 롤갭 명령값을 생성하는 주조롤 보호부; 상기 새로운 롤갭 명령값과 주조롤갭 측정부에서 측정한 롤갭 측정값의 롤갭 오차를 생성하는 감산기; 및 상기 롤갭 오차에 기초하여 상기 주조롤의 롤갭이 상기 새로운 롤갭 명령값을 추종하도록 상기 주조롤 사이의 롤갭을 제어하는 롤갭 제어부를 포함하며, 상기 롤갭 제어부는, 미리 설정된 시간이 경과되면 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어를 수행한다.
삭제
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 미리 설정된 양의 롤갭은, 상기 측정된 롤 압하력에 비례하는 값일 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 쌍롤식 박판 주조 공정에서 주조롤을 보호하는 방법에 있어서, 롤 압하력 측정부에서, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 동안 상기 주조롤의 롤 압하력의 크기를 측정하는 제1 단계; 이물질 혼입 판단부에서, 상기 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 상기 주조롤에 이물질이 혼입되었는지를 판단하는 제2 단계; 주조롤 보호부에서, 상기 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성한 후, 생성된 롤갭 명령값에 두께 보상기에서 생성한 롤갭 보상값을 가산한 새로운 롤갭 명령값을 생성하는 제3 단계; 및 감산기에서 상기 새로운 롤갭 명령값에서 주조롤갭 측정부에서 측정한 롤갭 측정값을 감산한 롤갭 오차에 기초하여 상기 주조롤의 롤갭이 상기 새로운 롤갭 명령값을 추종하도록 상기 롤갭 제어부가 상기 주조롤 사이의 롤갭을 제어하는 제4 단계를 포함하며, 상기 제4 단계는, 미리 설정된 시간이 경과되면 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어를 수행하는 단계를 더 포함한다.
삭제
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 미리 설정된 양의 롤갭은, 상기 측정된 롤 압하력에 비례하는 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 도중 이물질이 혼입된 경우에 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 주조롤의 롤갭을 제어함으로써, 롤 압하력의 제어 없이 롤갭 제어만으로 이물질을 제거함으로써, 이물질을 제거하기 위해 소요되는 시간을 감소시켜 실수율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤 보호 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 주조롤에 혼입된 이물질을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조롤 보호 장치에서 롤갭, 압하력, 주조롤의 속도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤 보호 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 쌍롤식 박판 제조 장치에서 주조롤을 보호하기 위한 장치의 전체 구성도로, 롤 압하력 측정부(111), 롤갭 측정부(112), 이물질 혼입 판단부(110), 주조롤 보호부(120), 감산기(SUB), 롤갭 제어부(130) 및 두께 보상기(140)를 포함할 수 있다.
한편, 도 2는 주조롤에 혼입된 이물질을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조롤 보호 장치에서 롤갭, 압하력, 주조롤의 속도를 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조롤 보호 장치를 상세하게 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여 쌍롤식 박판 제조 장치(100)를 간략히 설명하면, 용해로에서 제련된 용강(2)을 래들(1)에 받아오면 용강을 임시 저장소에 해당하는 턴디쉬(3)에서 수강한다. 턴디쉬(3)에 수강된 용강(2)은 용강량 제어장치(4)와 노즐(5)을 통하여 주조롤(구동롤)(13)과 주조롤(고정롤)(14)에 존재하는 공간인 섬프로 주입된다.
이러한 한쌍의 주조롤(구동롤과 고정롤)(13, 14)은 구동롤 실린더(7)와 고정롤 실린더(8)에 의해 주조롤이 병진운동할 수 있도록 구동롤 척(11)과 고정롤 척(12)이 설치되어 있다. 그리고, 주조롤이 구동롤 모터(9)와 고정롤 모터(10)에서 전달된 회전운동을 하기 위해서 주조롤은 구동롤 척(11) 및 고정롤 척(12)과 베어링으로 연결되어 있다. 또한, 제조된 박판(15)이 목표 두께에 맞게 제조될 수 있도록 하기 위해서 두께계(16)가 설치되어 있다.
한편, 롤 압하력 측정부(111)는, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤(13, 14)의 롤갭 제어가 수행되는 동안 주조롤(13, 14)의 롤 압하력의 크기를 측정할 수 있다. 측정된 롤 압하력은 이물질 혼입 판단부(110)로 전달될 수 있다.
이물질 혼입 판단부(110)는, 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 주조롤(13, 14)에 이물질이 혼입되었는지를 판단할 수 있다. 즉, 이물질(도 2의 211 참조)이 주조롤 사이에 혼입되면, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 롤 압하력(310)이 순간적으로 상승하게 되므로, 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 주조롤(13, 14)에 이물질이 혼입되었는지를 판단할 수 있다. 판단 결과는 측정된 롤 압하력과 함께 주조롤 보호부(120)로 전달될 수 있다.
한편, 주조롤 보호부(120)는, 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 새로운 롤갭 명령값을 생성할 수 있다.
즉, 주조롤 보호부(120) 중 롤갭 보상부(121)는, 측정된 롤 압하력의 크기에 비례하도록 미리 설정된 양의 롤갭을 가산부(ADD)로 전달할 수 있으며, 가산부(ADD)는 기 설정된 롤갭 명령값에 롤갭 보상부(121)로부터 전달된 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성할 수 있다. 생성된 롤갭 명령값은 감산기(SUB)로 전달될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 양의 롤갭은 측정된 롤 압하력에 비례하는 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 두께계(16)에서 측정된 박판 두께는 두께 보상기(140)로 전달될 수 있으며, 두께 보상기(140)는 측정된 박판 두께에 기초하여 목표 두께로 유지하기 위한 롤갭 보상값을 생성할 수 있다. 이후 생성된 롤갭 보상값은 가산기(ADD)에 의해 위에서 생성된 롤갭 명령값에 더해져 새로운 롤갭 명령값을 생성하도록 구성될 수도 있다.
한편, 감산기(SUB)는 주조롤 보호부(120)로부터 전달된 롤갭 명령값과 주조롤갭 측정부(112)에서 측정한 롤갭 측정값의 롤갭 오차를 생성하며, 생성된 롤갭 오차를 롤갭 제어부(130)로 전달할 수 있다.
마지막으로, 롤갭 제어부(130)는, 감산기(SUB)로부터 전달된 롤갭 오차에 기초하여 주조롤(13, 14)의 롤갭이 주조롤 보호부(120)로부터 전달된 롤갭 명령값을 추종하도록(롤갭 오차가 0이 되도록) 주조롤(13, 14) 사이의 롤갭을 제어할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조롤 보호 장치에서 롤갭, 압하력, 주조롤의 속도가 도시되어 있다. 도 3의 (a)는 시간에 따른 구동측 주조롤의 롤갭을, (b)는 시간에 따른 고정측 주조롤의 롤갭을, (c)는 시간에 따른 구동측 주조롤의 롤 압하력을, (d)는 시간에 따른 구동측 주조롤의 롤 압하력을, (e)는 시간에 따른 주조롤의 회전 속도를 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 동안 고정측 주조롤에 이물질이 혼입되면 고정측의 롤 압하력의 크기가 순간적으로 커진다((d)의 310 참조). 이에 따라 이물질을 제거하기 위한 새로운 롤갭 명령값(301)을 추종하도록, 구동측 주조롤의 롤갭((a)의 302 참조)과 고정측 주조롤의 롤갭((b)의 302 참조)이 잘 제어되고 있음을 알 수 있다.
여기서, 롤갭 제어부는, 미리 설정된 시간(T), 예를 들면 1초 이내 동안만 이물질 제거를 위한 롤갭 제어가 수행되며, 미리 설정된 시간(T)이 경과되면 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 도중 이물질이 혼입된 경우에 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 주조롤의 롤갭을 제어함으로써, 롤 압하력의 제어 없이 롤갭 제어만으로 이물질을 제거함으로써, 이물질을 제거하기 위해 소요되는 시간을 감소시켜 실수율을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주조롤 보호 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 주조롤 보호 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 3에서 설명된 사항과 중복된 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 우선 롤 압하력 측정부(111)는, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤(13, 14)의 롤갭 제어가 수행되는 동안 주조롤(13, 14)의 롤 압하력의 크기를 측정할 수 있다(S401). 측정된 롤 압하력은 이물질 혼입 판단부(110)로 전달될 수 있다.
다음, 이물질 혼입 판단부(110)는, 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 주조롤(13, 14)에 이물질이 혼입되었는지를 판단할 수 있다(S402). 즉, 이물질(도 2의 211 참조)이 주조롤 사이에 혼입되면, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 롤 압하력(310)이 순간적으로 상승하게 되므로, 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 주조롤(13, 14)에 이물질이 혼입되었는지를 판단할 수 있다. 판단 결과는 측정된 롤 압하력과 함께 주조롤 보호부(120)로 전달될 수 있다.
다음, 주조롤 보호부(120)는, 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 새로운 롤갭 명령값을 생성할 수 있다(S403).
즉, 주조롤 보호부(120) 중 롤갭 보상부(121)는, 측정된 롤 압하력의 크기에 비례하도록 미리 설정된 양의 롤갭을 가산부(ADD)로 전달할 수 있으며, 가산부(ADD)는 기 설정된 롤갭 명령값에 롤갭 보상부(121)로부터 전달된 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성할 수 있다. 생성된 롤갭 명령값은 감산기(SUB)로 전달될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 양의 롤갭은 측정된 롤 압하력에 비례하는 값일 수 있다.
마지막으로, 롤갭 제어부(130)는, 생성된 롤갭 명령값에 기초하여 주조롤(13, 14)의 롤갭을 제어할 수 있다(S404).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 도중 이물질이 혼입된 경우에 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 주조롤의 롤갭을 제어함으로써, 롤 압하력의 제어 없이 롤갭 제어만으로 이물질을 제거함으로써, 이물질을 제거하기 위해 소요되는 시간을 감소시켜 실수율을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
13, 14: 주조롤 16: 두께계
100: 쌍롤식 박판 제조 장치 110: 이물질 혼입 판단부
111: 롤 압하력 측정부 112: 롤갭 측정부
120: 주조롤 보호부 121: 롤갭 보상부
130: 롤갭 제어부 140: 두께 보상기
211: 이물질 ADD: 가산기
SUB: 감산기

Claims (6)

  1. 쌍롤식 박판 주조 공정에서 주조롤을 보호하는 장치에 있어서,
    기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 동안 상기 주조롤의 롤 압하력의 크기를 측정하는 롤 압하력 측정부;
    두께계에서 측정한 박판 두께를 목표 두께로 유지하기 위한 롤갭 보상값을 생성하는 두께 보상기;
    상기 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 상기 주조롤에 이물질이 혼입되었는지를 판단하는 이물질 혼입 판단부;
    상기 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성한 후, 생성된 롤갭 명령값에 상기 롤갭 보상값을 가산한 새로운 롤갭 명령값을 생성하는 주조롤 보호부;
    상기 새로운 롤갭 명령값과 주조롤갭 측정부에서 측정한 롤갭 측정값의 롤갭 오차를 생성하는 감산기; 및
    상기 롤갭 오차에 기초하여 상기 주조롤의 롤갭이 상기 새로운 롤갭 명령값을 추종하도록 상기 주조롤 사이의 롤갭을 제어하는 롤갭 제어부를 포함하며,
    상기 롤갭 제어부는, 미리 설정된 시간이 경과되면 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어를 수행하는 주조롤 보호 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 양의 롤갭은,
    상기 측정된 롤 압하력에 비례하는 값인 주조롤 보호 장치.
  4. 쌍롤식 박판 주조 공정에서 주조롤을 보호하는 방법에 있어서,
    롤 압하력 측정부에서, 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어가 수행되는 동안 상기 주조롤의 롤 압하력의 크기를 측정하는 제1 단계;
    이물질 혼입 판단부에서, 상기 측정된 롤 압하력의 크기에 기초하여, 상기 주조롤에 이물질이 혼입되었는지를 판단하는 제2 단계;
    주조롤 보호부에서, 상기 판단 결과, 이물질이 혼입된 경우 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 미리 설정된 양의 롤갭을 가산하여 롤갭 명령값을 생성한 후, 생성된 롤갭 명령값에 두께 보상기에서 생성한 롤갭 보상값을 가산한 새로운 롤갭 명령값을 생성하는 제3 단계; 및
    감산기에서 상기 새로운 롤갭 명령값에서 주조롤갭 측정부에서 측정한 롤갭 측정값을 감산한 롤갭 오차에 기초하여 상기 주조롤의 롤갭이 상기 새로운 롤갭 명령값을 추종하도록 롤갭 제어부가 상기 주조롤 사이의 롤갭을 제어하는 제4 단계를 포함하며,
    상기 제4 단계는, 미리 설정된 시간이 경과되면 상기 기 설정된 롤갭 명령값에 따라 주조롤의 롤갭 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 주조롤 보호 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 미리 설정된 양의 롤갭은,
    상기 측정된 롤 압하력에 비례하는 값인 주조롤 보호 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100779571B1 (ko) * 2006-08-02 2007-11-29 주식회사 포스코 쌍롤식 박판주조장치의 주조롤 갭 제어방법

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KR100779571B1 (ko) * 2006-08-02 2007-11-29 주식회사 포스코 쌍롤식 박판주조장치의 주조롤 갭 제어방법

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