KR101597468B1 - 연속 냉각 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 냉각 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치이 개시된다. 본 발명의 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법은, AGC 제어부가 속도계와 상위제어장치로부터 연속 냉간 압연에 의한 스트립의 이송속도와 용접된 코일의 구간길이를 각각 입력받는 단계; AGC 제어부가 이송속도와 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간을 판단하는 단계; 및 AGC 제어부가 용접구간을 판단하여 용접구간과 비용접구간에 대해 상위제어장치로부터 입력된 압연정보를 기반으로 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속 냉각 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치{METHOD FOR CONTROLLING THICKNESS IN TANDEM COLD ROLLING MILL AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 냉간 압연시 용접부와 비용접부의 특성에 따라 서로 다른 제어기를 통해 두께 제어를 수행하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 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 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.
또한, 슬래브는 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연장치를 통과하면서 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어진다.
이후 연속 냉간압연 공정에서는 작업의 연속화를 위해 코일 간 서로 용접하여 연속적으로 AGC(Automatic Gauge Control) 두께 제어를 수행하여 설정된 두께의 냉연을 연속 생산한다.
본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0010571호(공개일 : 1999.02.18.)인 "연속 냉간압연에서의 판두께 제어방법"이 있다.
본 발명의 목적은 연속 냉간 압연시 용접부와 비용접부의 특성에 따라 서로 다른 제어기를 통해 AGC(Automatic Gauge Control) 두께 제어를 수행하여 두께 제어의 응답성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 두께 제어 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법은, AGC 제어부가 속도계와 상위제어장치로부터 연속 냉간 압연에 의한 스트립의 이송속도와 용접된 코일의 구간길이를 각각 입력받는 단계; AGC 제어부가 이송속도와 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간을 판단하는 단계; 및 AGC 제어부가 용접구간을 판단하여 용접구간과 비용접구간에 대해 상위제어장치로부터 입력된 압연정보를 기반으로 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계를 포함하되, 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계는, AGC 제어부가 용접구간인 경우 용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계를 포함하며, 용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계는, AGC 제어부가 비례게인과 지시두께를 곱한 값과, 지시두께와 압연두께의 두께차와 적분게인을 곱한 값을 롤갭으로 나눈 값을 합산하여 롤갭보상값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계는, 비용접구간인 경우 비용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계는, AGC 제어부가 압연기의 제 1스탠드에 대해 적용하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에서 비용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계는, AGC 제어부가 비례게인에 적분게인을 롤갭으로 나눈 값을 합산하고, 이를 지시두께와 압연두께의 두께차와 곱하여 롤갭보상값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 용접구간을 판단하는 단계는, AGC 제어부가 상위제어장치로부터 용접 기준점의 위치를 입력받아 위치를 보정하여 용접구간을 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치는, 스트립의 이송속도를 측정하는 속도계; 압연기의 롤갭을 조절하기 위한 롤갭구동부; 및 속도계로부터 입력된 스트립의 이송속도와 상위제어장치로부터 입력된 용접된 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간과 비용접구간을 판단하고, 용접구간과 비용접구간에 대해 상위제어장치로부터 입력된 압연정보를 기반으로 서로 다른 제어기를 적용하여 롤갭구동부를 제어하여 AGC 구동을 수행하는 AGC 제어부;를 포함하되, AGC 제어부는, 용접구간에서 AGC 구동을 수행하기 위한 용접부 제어기; 및 비용접구간인 경우 AGC 구동을 수행하기 위한 비용접부 제어기를 포함하고, AGC 제어부의 용접부 제어기는, 비례게인과 지시두께를 곱한 값과, 지시두께와 압연두께의 두께차와 적분게인을 곱한 값을 롤갭으로 나눈 값을 합산하여 롤갭보상값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법은 연속 냉간 압연시 용접부와 비용접부의 특성에 따라 서로 다른 제어기를 통해 AGC(Automatic Gauge Control) 두께 제어를 수행하여 두께 제어의 응답성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 두께 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치의 적용예를 나타난 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법 및 장치를 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 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치의 적용예를 나타난 도면이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치는, 속도계(10), 롤갭구동부(50) 및 AGC 제어부(40)를 포함한다.
속도계(10)는 스트립(60)의 이송속도를 측정하여 AGC 제어부(40)에 제공함으로써, 스트립(60)의 이송속도를 기반으로 스트립(60)의 이송거리를 산출할 수 있도록 한다.
롤갭구동부(50)는 압연기(70)의 롤갭을 조절하여 스트립(60)의 두께를 조절한다.
이때 롤갭구동부(50)는 다단 스탠드로 구성된 압연기(70)에서 제 1스탠드(71)에 설치되어 AGC 구동을 수행할 수 있도록 한다.
AGC 제어부(40)는 속도계(10)로부터 입력된 스트립(60)의 이송속도와 상위제어장치(30)로부터 입력된 용접된 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간과 비용접구간을 판단하고, 용접구간과 비용접구간에 대해 상위제어장치(30)로부터 입력된 압연정보를 기반으로 서로 다른 제어기를 적용하여 롤갭구동부(50)를 제어하여 AGC 구동을 수행한다.
이때 AGC 제어부(40)는 용접구간에서 AGC 구동을 수행하기 위한 용접부 제어기(42)와, 비용접구간인 경우 AGC 구동을 수행하기 위한 비용접부 제어기(44)를 포함할 수 있다.
여기서 용접부 제어기(42)는 수학식 1에 정의된 바와 같이, 용접구간에서 롤갭보상값을 산출하여 AGC 구동을 수행할 수 있도록 한다.
Figure 112014125646643-pat00001
이때, Δs : 롤갭보상값, KP : 비례게인, KI : 적분게인, s : 롤갭, href : 지시두께, hact : 압연두께를 나타낸다.
또한, 비용접부 제어기(44)는 수학식 2에 정의된 바와 같이, 비용접구간에서 롤갭보상값을 산출하여 AGC 구동을 수행할 수 있도록 한다.
Figure 112014125646643-pat00002
이때, Δs : 롤갭보상값, KP : 비례게인, KI : 적분게인, s : 롤갭, href : 지시두께, hact : 압연두께를 나타낸다.
여기서 비례게인, 적분게인, 롤갭 및 지시두께는 상위제어장치(30)로부터 입력받을 수 있고, 압연두께는 상위제어장치(30)로부터 입력된 롤갭과 압하력을 기반으로 예측할 수 있으며, 두께계(20)를 통해 측정된 실측두계를 통해 압연두께에 오차가 발생할 경우 보정하여 적용할 수 있다.
연속 냉간 압연을 수행할 경우, 용접구간에서는 지시두께의 변동이 발생하기 때문에 두께 제어의 응답성을 향상시키기 위한 상승시간이 중요하게 되고, 비용접구간에서는 지시두께의 변동이 없는 대신 두께 제어의 편차를 최소화하여야 하기 때문에 안정시간이 중요하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 용접구간과 비용접구간에서의 제어성능을 향상시키기 위해, AGC 제어부(40)가 용접구간에서는 수학식 1에 의해 정의된 용접부 제어기(42)를 기반으로 AGC 구동을 수행하고, 비용접구간에서는 수학식 2에 의해 정의된 비용접부 제어기(44)를 기반으로 AGC 구동을 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치에 따르면, 연속 냉간 압연시 용접부와 비용접부의 특성에 따라 서로 다른 제어기를 통해 AGC(Automatic Gauge Control) 두께 제어를 수행하여 두께 제어의 응답성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 두께 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법에서는 먼저, AGC 제어부(40)가 속도계(10)와 상위제어장치(30)로부터 연속 냉간 압연에 의한 스트립(60)의 이송속도와 용접된 코일의 구간길이를 각각 입력받는다(S10).
여기서 스트립(60)의 이송속도는 속도계(10)로부터 입력받을 수 있고, 용접된 코일의 구간길이는 상위제어장치(30)로부터 입력받을 수 있다.
상위제어장치(30)로부터 연속 냉간 압연 공정에서 작업의 연속화를 위해 코일 간 서로 용접한 각 코일의 구간길이를 입력받을 수 있다.
이후 AGC 제어부(40)는 이송속도와 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간을 판단한다(S12).
이때 AGC 제어부(40)는 이송속도와 코일의 구간길이를 기반으로 스트립(60)의 이송상태를 판단하여 용접구간을 판단할 수 있으나, 지속적으로 운전할 경우 스트립(60)의 슬립이 발생하거나 이송속도의 오차가 발생할 경우 용접구간의 오차가 발생할 수 있다. 이와 같이 오차가 발생한 경우에는 상위제어장치(30)로부터 용접 기준점의 위치를 입력받아 위치를 보정하여 용접구간을 정확하게 판단할 수 있다.
이와 같이 AGC 제어부(40)가 S12 단계에서 용접구간을 판단하여 용접구간으로 판단된 경우에는 상위제어장치(30)로부터 입력된 압연정보를 기반으로 용접부 제어기(42)에 의한 AGC 구동을 수행한다(S14).
여기서 용접부 제어기(42)는 수학식 3에 정의된 바와 같이, 용접구간에서 롤갭보상값을 산출하여 AGC 구동을 수행할 수 있도록 한다.
Figure 112014125646643-pat00003
이때, Δs : 롤갭보상값, KP : 비례게인, KI : 적분게인, s : 롤갭, href : 지시두께, hact : 압연두께를 나타낸다.
이와 같이 용접부 제어기(42)는 AGC 제어부(40)가 비례게인과 지시두께를 곱한 값과, 지시두께와 압연두께의 두께차와 적분게인을 곱한 값을 롤갭으로 나눈 값을 합산하여 롤갭보상값을 산출한다.
반면에, S12 단계에서 AGC 제어부(40)가 용접구간을 판단하여 비용접구간으로 판단된 경우에는 상위제어장치(30)로부터 입력된 압연정보를 기반으로 비용접부 제어기(44)에 의한 AGC 구동을 수행한다(S16).
여기서, 비용접부 제어기(44)는 수학식 4에 정의된 바와 같이, 비용접구간에서 롤갭보상값을 산출하여 AGC 구동을 수행할 수 있도록 한다.
Figure 112014125646643-pat00004
이때, Δs : 롤갭보상값, KP : 비례게인, KI : 적분게인, s : 롤갭, href : 지시두께, hact : 압연두께를 나타낸다.
이와 같이 비용접부 제어기(44)는 AGC 제어부(40)가 비례게인에 적분게인을 롤갭으로 나눈 값을 합산하고, 이를 지시두께와 압연두께의 두께차와 곱하여 롤갭보상값을 산출한다.
위에서 비례게인, 적분게인, 롤갭 및 지시두께는 상위제어장치(30)로부터 입력받을 수 있고, 압연두께는 상위제어장치(30)로부터 입력된 롤갭과 압하력을 기반으로 예측할 수 있으며, 두께계(20)를 통해 측정된 실측두계를 통해 압연두께에 오차가 발생할 경우 보정하여 적용할 수 있다.
연속 냉간 압연의 경우 다수의 코일을 용접하여 연결함으로써 용접구간에서는 지시두께의 변동이 발생하기 때문에 두께 제어의 응답성을 향상시키기 위한 상승시간이 중요하게 되고, 비용접구간에서는 지시두께의 변동이 없는 대신 두께 제어의 편차를 최소화하여야 하기 때문에 안정시간이 중요하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 용접구간과 비용접구간에서의 제어성능을 향상시키기 위해 이송속도와 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간과 비용접구간을 판단한 후 AGC 제어부(40)가 용접구간에서는 수학식 3에 의해 정의된 용접부 제어기(42)를 기반으로 AGC 구동을 수행하고, 비용접구간에서는 수학식 4에 의해 정의된 비용접부 제어기(44)를 기반으로 AGC 구동을 수행한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 두께 제어는 다단 스탠드로 구성된 압연기(70)에서 두께 제어의 가장 핵심적인 역할을 수행하는 제 1스탠드(71)의 롤갭구동부(50)를 통해 AGC 구동을 수행하여 두께 제어를 수행할 수 있다.
미설명부호 72는, 압연기(70) 중 제 2스탠드이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법에 따르면, 연속 냉간 압연시 용접부와 비용접부의 특성에 따라 서로 다른 제어기를 통해 AGC(Automatic Gauge Control) 두께 제어를 수행하여 두께 제어의 응답성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 두께 제어 성능을 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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 속도계 20 : 두께계
30 : 상위제어장치 40 : AGC 제어부
42 : 용접부 제어기 44 : 비용접부 제어기
50 : 롤갭구동부 60 : 스트립
70 : 압연기 71 : 제 1스탠드
72 : 제 2스탠드

Claims (8)

  1. AGC 제어부가 속도계와 상위제어장치로부터 연속 냉간 압연에 의한 스트립의 이송속도와 용접된 코일의 구간길이를 각각 입력받는 단계;
    상기 AGC 제어부가 상기 이송속도와 상기 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간을 판단하는 단계; 및
    상기 AGC 제어부가 상기 용접구간을 판단하여 용접구간과 비용접구간에 대해 상기 상위제어장치로부터 입력된 압연정보를 기반으로 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계;를 포함하되,
    상기 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계는, 상기 AGC 제어부가 상기 용접구간인 경우 용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계는, 상기 AGC 제어부가 비례게인과 지시두께를 곱한 값과, 상기 지시두께와 압연두께의 두께차와 적분게인을 곱한 값을 롤갭으로 나눈 값을 합산하여 롤갭보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계는, 상기 비용접구간인 경우 비용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 서로 다른 제어기를 적용하여 AGC 구동을 수행하는 단계는, 상기 AGC 제어부가 압연기의 제 1스탠드에 대해 적용하는 것을 특징으로 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서, 상기 비용접부 제어기에 의한 AGC 구동을 수행하는 단계는, 상기 AGC 제어부가 비례게인에 적분게인을 롤갭으로 나눈 값을 합산하고, 이를 지시두께와 압연두께의 두께차와 곱하여 롤갭보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 용접구간을 판단하는 단계는, 상기 AGC 제어부가 상기 상위제어장치로부터 용접 기준점의 위치를 입력받아 위치를 보정하여 상기 용접구간을 판단하는 것을 특징으로 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 방법.
  7. 스트립의 이송속도를 측정하는 속도계;
    압연기의 롤갭을 조절하기 위한 롤갭구동부; 및
    상기 속도계로부터 입력된 상기 스트립의 이송속도와 상위제어장치로부터 입력된 용접된 코일의 구간길이를 기반으로 용접구간과 비용접구간을 판단하고, 상기 용접구간과 상기 비용접구간에 대해 상기 상위제어장치로부터 입력된 압연정보를 기반으로 서로 다른 제어기를 적용하여 상기 롤갭구동부를 제어하여 AGC 구동을 수행하는 AGC 제어부;를 포함하되,
    상기 AGC 제어부는, 상기 용접구간에서 AGC 구동을 수행하기 위한 용접부 제어기; 및 상기 비용접구간인 경우 AGC 구동을 수행하기 위한 비용접부 제어기를 포함하고,
    상기 AGC 제어부의 상기 용접부 제어기는, 비례게인과 지시두께를 곱한 값과, 상기 지시두께와 압연두께의 두께차와 적분게인을 곱한 값을 롤갭으로 나눈 값을 합산하여 롤갭보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 연속 냉간 압연에서의 두께 제어 장치.
  8. 삭제
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114054512A (zh) * 2020-08-03 2022-02-18 上海梅山钢铁股份有限公司 一种酸洗板厚度数据归户方法

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