KR101594714B1 - 압연 장치 및 압연공정 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 압연 장치 및 압연공정 제어 방법에 관한 것으로서, 압연 소재를 압연하는 압연기(rolling mill); 압연기에서 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부; 및 감지되는 진동값에 기초하여 압연기의 롤갭(roll gap)을 제어하는 제어부; 를 포함함으로써, 압연공정에서 발생되는 진동을 줄일 수 있다.

Description

압연 장치 및 압연공정 제어 방법{APPARATUS FOR ROLLING PROCESS AND METHOD FOR CONTROLING ROLLING PROCESS}
본 발명은 압연 장치 및 압연공정 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 압연공정(rolling process)에서 높은 압연부하로 인하여 진동이 발생될 수 있다. 압연공정에서의 진동은 압연소재의 표면에 일정 주기의 찍힘 형태의 결함을 유발할 수 있다.
예를 들어, 압연공정에서의 진동은 물체들의 고유주파수에 따른 공진에 의해 발생될 수 있다. 그러나, 압연공정은 수많은 부품 설비 및 다양한 제어 조건을 포함할 수 있으므로, 물체들의 고유주파수는 불규칙적일 수 있다. 따라서, 압연공정에서 발생되는 진동을 줄일 수 있는 기술이 요구된다.
일본공개특허공보 특개2013-193116호
본 발명의 일 실시예는, 압연 장치 및 압연공정 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연 장치는, 압연 소재를 압연하는 압연기(rolling mill); 압연기에서 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부; 및 감지되는 진동값에 기초하여 압연기의 롤갭(roll gap)을 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 1g을 초과할 경우 상기 압연기의 롤갭을 0.3mm씩 순차적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연 장치는, 압연 소재를 압연하는 복수의 압연기(rolling mill); 복수의 압연기 중 하나의 압연기에서 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부; 및 감지되는 진동값에 기초하여 복수의 압연기에 부가되는 부하를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 1g을 초과할 경우 3%씩 순차적으로 부하를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연공정 제어 방법은, 압연 소재를 압연하는 압연기(rolling mill)에서 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지단계; 감지되는 진동값에 기초하여 압연기의 롤갭(roll gap)을 제어하는 롤갭 제어단계; 및 감지되는 진동값에 기초하여 압연기에 부가되는 부하의 이동을 제어하는 부하 제어단계; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 롤갭 제어단계는 상기 진동 감지단계에서 감지되는 진동값이 제1 진동값을 초과할 경우 상기 압연기의 롤갭을 기 설정된 값만큼 순차적으로 증가시키고, 상기 부하 제어단계는 상기 진동 감지단계에서 감지되는 진동값이 제2 진동값을 초과할 경우 기 설정된 비율씩 순차적으로 부하를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 압연 장치는, 압연공정에서 발생되는 진동을 줄일 수 있다. 이에 따라, 압연 소재의 표면에 발생되는 결함이 줄어들 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 진동 감지부(120)를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 6은 도 2의 진동 감지부(220)의 진동 감지를 나타낸 그래프이다.
도 7 내지 도 9는 도 1의 진동 감지부(120)의 진동 감지를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연공정 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
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 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 압연 장치(100)는, 압연기(110), 진동 감지부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
압연기(rolling mill)(110)는, 압연 소재(1)를 압연할 수 있다. 여기서, 압연 소재(1)는 연주공정에서 공급받은 슬라브일 수 있다. 상기 슬라브는 압연공정에 의해 (스트립) 코일로 변형될 수 있다.
예를 들어, 압연 소재(1)는 고강도 박물재일 수 있다. 고강도 박물재의 압연을 위해, 상기 압연기(110)는 높은 압연부하가 가중될 수 있다.
또한, 상기 압연기(110)에는 압연에 따른 진동이 발생될 수 있다. 예를 들어, 상기 압연기(110)에는 기계적 진동에 의해 매우 짧은 시간 안에 접점이 붙었다 떨어지는 현상인 밀 채터(mill chatter)가 발생될 수 있다.
상기 밀 채터는, 압연기(110)가 고유주파수를 가지고 진동할 때 압연상태의 변동으로 인해 생긴 외부 주파수가 근접하면 공진이 발생하는 현상이다. 공진은 물체가 가지고 있는 고유주파수(Natural frequency)와 이 물체에 가해진 하중의 주파수(Forced frequency)가 유사하거나 같을 경우 진폭이 커지며 진동하는 현상을 의미한다.
진동 감지부(120)는, 압연기(110)에서 발생되는 진동을 감지할 수 있다. 상기 진동 감지부(120)의 진동 감지에 대한 구체적인 내용은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술된다. 진동 감지와 공진의 관계에 대한 구체적인 내용은 도 5 및 도 6을 참조하여 후술된다.
제어부(130)는, 진동 감지부(120)에서 감지되는 진동값에 기초하여 압연기(110)의 롤갭(roll gap)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(130)는 진동 감지부(120)에서 감지되는 진동값이 기 설정된 값을 초과할 경우 압연기(110)의 롤갭을 기 설정된 값만큼 증가시킬 수 있다. 압연기(110)의 롤갭이 증가될 경우, 압연기(110)에서 발생되는 진동은 줄어들 수 있다.
여기서, 상기 제어부(130)에서 상기 압연기의 롤갭을 기 설정된 값만큼 증가시킨 경우, 진동 감지부(120)는 압연기(110)에서 발생되는 진동을 재감지할 수 있다. 이때, 진동 감지부(120)에서 재감지되는 진동값이 제2진동값을 초과할 경우, 상기 제어부(130)는 압연기(110)의 롤갭을 기 설정된 값만큼 더 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부(130)는 진동값을 단계적으로 감지하여 압연기(110)의 롤갭을 순차적으로 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(130)는 진동 감지부(120)에서 감지되는 진동값이 1g을 초과할 경우 상기 압연기의 롤갭을 0.3mm씩 순차적으로 증가시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 압연 장치(100)는 복수의 압연기(210), 진동 감지부(220) 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.
여기서, 진동 감지부(220)는 복수의 압연기(110) 중 하나의 압연기에서 발생되는 진동을 감지할 수 있다.
예를 들어, 복수의 압연기(210)는 나란히 배열된 적어도 3개의 압연기를 포함할 경우, 상기 진동 감지부(220)는 나란히 배열된 복수의 압연기 중 가장 끝에 위치하는 압연기의 진동을 감지할 수 있다.
제어부(230)는, 진동 감지부(220)에서 감지되는 진동값에 기초하여 복수의 압연기(210)에 부가되는 부하를 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(230)는 진동 감지부(220)에서 감지되는 진동값이 기 설정된 값을 초과할 경우 복수의 압연기(210) 중 진동 감지부(220)에 의해 진동이 감지되는 압연기에 부가되는 부하를 다른 압연기로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부(230)에서 상기 압연기에 부가되는 부하를 기 설정된 값만큼 이동시킨 경우, 진동 감지부(220)는 복수의 압연기(210)에서 발생되는 진동을 재감지할 수 있다. 이때, 진동 감지부(220)에서 재감지되는 진동값이 제2진동값을 초과할 경우, 상기 제어부(230)는 복수의 압연기(210)에 부가되는 부하를 기 설정된 값만큼 더 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부(230)는 진동값을 단계적으로 감지하여 복수의 압연기(210)에 부가되는 부하를 순차적으로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(230)는 진동 감지부(220)에서 감지되는 진동값이 1g을 초과할 경우 3%씩 순차적으로 부하를 이동시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1의 진동 감지부(120)를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 진동 감지부(120)는 상부 압연기(110)의 후단 프레임(frame)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 압연기(110)에서 발생되는 진동이 진동 감지부(120)에 전해질 수 있다. 이에 따라, 진동 감지부(120)는 자체적으로 진동하여 진동의 크기를 감지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 진동 감지부(120)는, 진동 센서(121), 베이스 플레이트(122), 커버(123), 커버 플레이트(124) 및 전선관(125)를 포함할 수 있다.
진동 센서(121) 및 베이스 플레이트(122)에 의해 자체적인 진동이 감지될 수 있다. 커버(123) 및 커버 플레이트(124)에 의해 진동 감지부(120) 전체가 보호될 수 있다. 여기서, 커버(123)는 진동 센서(121)의 유지보수 시 분리될 수 있다. 전선관(125)은 감지된 진동을 신호로 전달할 수 있다.
전술한 진동 감지부(120)의 위치 및 세부 구성들은 압연공정의 구체적인 부품 설비 또는 제어 조건에 따라 달라질 수 있다.
도 5 내지 도 6은 도 2의 진동 감지부(220)의 진동 감지를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 왼쪽의 그래프(F3)는 복수의 압연기(210)중 전단의 압연기에서 시간에 따라 발생되는 진동을 측정한 그래프이다. 가운데 그래프(F2)는 중단의 압연기의 진동을 측정한 그래프이고, 오른쪽 그래프(F1)는 후단의 압연기의 진동을 측정한 그래프이다.
도 5의 그래프를 통해, 후단의 압연기애서 발생되는 진동의 진동값보다 전단 및 중단의 압연기에서 발생되는 진동의 진동값이 더 크다는 것이 확인될 수 있다. 또한, 전단 및 중단의 압연기에서 각각 발생되는 진동의 경향은 일치하지 않는다는 점이 확인될 수 있다.
따라서, 진동 감지부(220)는 복수의 압연기 중에서 전단의 압연기에서 발생되는 진동을 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 전단의 압연기에서 발생되는 진동의 진동값이 기 설정된 값을 초과할 경우, 전단의 압연기에 부가된 부하를 중단의 압연기로 이동시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 위의 그래프는 압연방향(도 1을 기준으로 가로방향)으로 감지된 진동값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다. 아래의 그래프는 수직방향(도 1을 기준으로 세로방향)으로 감지된 진동값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다. 여기서, 밀 채터(Mill Chatter)는 3번 발생되었다.
도 6의 그래프를 통해, 밀 채터가 발생될 때 진동값이 커지는 것이 확인될 수 있다. 즉, 진동값의 증가와 밀 채터의 발생이 서로 유의 관계가 있을 수 있다.
도 6의 그래프를 통해, 압연방향과 수직방향의 진동 경향은 일치한다는 것이 확인될 수 있다. 이에 따라, 진동 감지부(220)는 압연기가 압연하는 방향의 진동 또는 압연기가 압연하는 방향의 수직 방향의 진동을 감지할 수 있다. 즉, 둘중 하나의 값이 제어부(230)의 제어에 활용될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 도 1의 진동 감지부(120)의 진동 감지를 나타낸 그래프이다.
도 7은 압연기(110)에 진동이 발생하지 않는 경우에 시간에 따른 진동값을 나타낸 그래프이다. 여기서, 진동값은 1g미만일 수 있다.
도 8은 압연기(110)에 진동이 발생한 경우에 시간에 따른 진동값을 나타낸 그래프이다. 여기서, 진동값은 1g이상일 수 있다.
도 9는 압연기(110)에 진동이 발생된 이후에 제어부(130)에 의해 롤갭이 제어된 이후를 나타낸 그래프이다. 여기서, 진동값은 1g이상에서 1g미만으로 줄어들 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연공정 제어 방법을 설명한다. 상기 압연공정 제어 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 압연 장치(100)에서 수행될 수 있으므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연공정 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10을 참조하면, 상기 압연공정 제어 방법은, 진동 감지단계(S10), 롤갭 제어단계(S20) 및 부하 제어단계(S30)를 포함할 수 있다.
진동 감지단계(S10)에서의 압연 장치는, 압연 소재를 압연하는 압연기(rolling mill)에서 발생되는 진동을 감지할 수 있다.
롤갭 제어단계(S20)에서의 압연 장치는, 상기 진동 감지단계(S10)에서 감지되는 진동값에 기초하여 상기 압연기의 롤갭(roll gap)을 제어할 수 있다.
또한 상기 롤갭 제어단계(S20)에서의 압연 장치는, 상기 진동 감지단계(S10)에서 감지되는 진동값이 제1 진동값을 초과할 경우 상기 압연기의 롤갭을 기 설정된 값만큼 순차적으로 증가시킬 수 있다.
부하 제어단계(S30)에서의 압연 장치는, 상기 진동 감지단계(S10)에서 감지되는 진동값에 기초하여 상기 압연기에 부가되는 부하의 이동을 제어할 수 있다.
또한 상기 부하 제어단계(S30)에서의 압연 장치는, 상기 진동 감지단계(S10)에서 감지되는 진동값이 제2 진동값을 초과할 경우 기 설정된 비율씩 순차적으로 부하를 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 제1진동값과 상기 제2진동값은 서로 다른 값일 수 있다. 예를 들어, 롤갭 제어단계(S20) 및 부하 제어단계(S30)는 압연공정의 수많은 부품 설비 및 다양한 제어 조건에 따라 우선 순위가 달라질 수 있다. 따라서, 제1진동값은 제2진동값보다 클 수 있고 작을 수도 있다.
상기 압연공정 제어 방법은, 압연공정에서 발생되는 진동을 줄일 수 있다. 이에 따라, 압연 소재의 표면에 발생되는 결함이 줄어들 수 있다.
또한 상기 압연공정 제어 방법은, 가열로, 조압연의 목표온도를 올려 소재의 온도를 높이는 방법에서 발생되는 산화층 형성에 따른 추가 결함 문제를 줄일 수 있다.
또한 상기 압연공정 제어 방법은, 압연속도를 낮추는 방법에서 발생되는 온도 하락 및 통판 불량의 발생 문제를 줄일 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.
1: 압연 소재 100: 압연기 제어 장치
110: 압연기 120: 진동 감지부
130: 제어부
S10: 진동 감지단계 S20: 롤갭 제어단계
S30: 부하 제어단계

Claims (12)

  1. 압연 소재를 압연하는 복수의 압연기(rolling mill);
    상기 복수의 압연기 중 적어도 하나에서 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지부; 및
    상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값에 기초하여 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나의 롤갭(roll gap)을 제어하고, 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나에 부가되는 부하를 이동시키는 제어부; 를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 제1 진동값을 초과할 경우 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나의 롤갭을 기 설정된 값만큼 순차적으로 증가시키고, 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 제2 진동값을 초과할 경우 기 설정된 비율씩 순차적으로 부하를 이동시키며, 상기 제1 진동값과 상기 제2 진동값은 서로 다른 압연 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동 감지부는 상기 복수의 압연기가 압연하는 방향의 진동 또는 상기 복수의 압연기가 압연하는 방향의 수직 방향의 진동을 감지하는 압연 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 기 설정된 값을 초과할 경우 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나의 롤갭을 기 설정된 값만큼 증가시키는 압연 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나의 롤갭을 기 설정된 값만큼 증가시킨 경우, 상기 진동 감지부는 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나에서 발생되는 진동을 재감지하고,
    상기 진동 감지부에서 재감지되는 진동값이 제2진동값을 초과할 경우, 상기 제어부는 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나의 롤갭을 기 설정된 값만큼 더 증가시키는 압연 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 1g을 초과할 경우 상기 복수의 압연기 중 적어도 하나의 롤갭을 0.3mm씩 순차적으로 증가시키는 압연 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 압연기는 나란히 배열된 적어도 3개의 압연기를 포함하고,
    상기 진동 감지부는 나란히 배열된 복수의 압연기 중 가장 끝에 위치하는 압연기의 진동을 감지하는 압연 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 기 설정된 값을 초과할 경우, 상기 제어부는 상기 복수의 압연기 중 상기 진동 감지부에 의해 진동이 감지되는 압연기에 부가되는 부하를 다른 압연기로 이동시키는 압연 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 진동 감지부에서 감지되는 진동값이 1g을 초과할 경우 3%씩 순차적으로 부하를 이동시키는 압연 장치.
  10. 삭제
  11. 압연 소재를 압연하는 압연기(rolling mill)에서 발생되는 진동을 감지하는 진동 감지단계;
    상기 진동 감지단계에서 감지되는 진동값에 기초하여 상기 압연기의 롤갭(roll gap)을 제어하는 롤갭 제어단계; 및
    상기 진동 감지단계에서 감지되는 진동값에 기초하여 상기 압연기에 부가되는 부하의 이동을 제어하는 부하 제어단계; 를 포함하고,
    상기 롤갭 제어단계는 상기 진동 감지단계에서 감지되는 진동값이 제1 진동값을 초과할 경우 상기 압연기의 롤갭을 기 설정된 값만큼 순차적으로 증가시키고,
    상기 부하 제어단계는 상기 진동 감지단계에서 감지되는 진동값이 제2 진동값을 초과할 경우 기 설정된 비율씩 순차적으로 부하를 이동시키고,
    상기 제1 진동값과 상기 제2 진동값은 서로 다른 압연공정 제어 방법.
  12. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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