KR101763506B1 - 압연된 스트립의 평탄도의 개선 - Google Patents

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Abstract

차등 냉각의 적용에 의해 압연된 시트 또는 스트립(102)의 평탄도를 개선하기 위한 시스템 및 방법. 냉각제는 스트립의 폭(202)에 따라 선택적으로 도포될 수 있다. 보다 많은 냉각이, 인장력(tension)이 최고인 스트립의 에지에 적용되어 에지에서의 인장력을 증가시킬 수 있다. 스트립은 이들 에지에서 신장하도록 허용될 수 있으며, 이것은 평탄도를 개선할 수 있다. 일부 실시형태에서, 폐쇄된 루프 평탄도 제어 시스템은 스트립의 평탄도를 측정하고 그 측정에 기초하여 차등 냉각을 자동 조절하기 위해 사용된다.

Description

압연된 스트립의 평탄도의 개선{IMPROVING THE FLATNESS OF A ROLLED STRIP}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은, 그 전체가 참조로써 본원에 통합되는, 2013년 3월 11일에 출원된 미국 특허 가출원 일련번호 제 61/776,241호의 혜택을 주장한다.
기술 분야
본 개시물은 금속 스트립의 평탄도를 개선하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
열간 및 냉간 압연은, 스톡 시트 또는 스트립을 한쌍의 롤에 통과시켜 스톡 시트 또는 스트립의 두께를 감소시키는 금속 형성 공정이다. 일부의 경우, 압연된 스트립은 압연 이후 프로세싱되거나 아니면 처리된다. 예를 들어, 압연된 스트립을 코팅 라인에 통과시켜, 중합성 재료의 코팅 또는 다른 적합한 코팅을 압연된 스트립에 도포할 수도 있다. 코팅이 도포된 이후, 코팅된 스트립은 오븐에서 경화(cure)될 수도 있다. 많은 경우, 압연된 스트립은, 스트립의 전체 평탄도를 감소시키는, 스트립에 따른 센터 웨이브(center waves) 또는 다른 뒤틀림을 가지고 오븐으로부터 빠져나온다. 즉, 금속 스트립의 평탄도를 개선하는 것이 바람직하다.
실시형태라는 용어 및 유사 용어는 본 개시물 및 아래의 청구항의 모든 주제를 광범위하게 지칭하는 것으로 의도된다. 이들 용어를 포함하는 서술은 본원에 기재된 주제를 제한하지 않거나 또는 아래의 청구항의 의미 또는 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본원에 포함된 본 개시물의 실시형태는 본 요약이 아닌 아래의 청구항에 의해 정의된다. 본 요약은 개시물의 여러 양태들의 상위 레벨의 개관이고 아래의 상세한 설명의 섹션에 추가로 기재되는 컨셉 중 일부를 도입한다. 본 요약은 청구된 주제의 핵심적이거나 필수적인 특징들을 식별하는 것으로 의도되지도 않으며, 청구된 주제의 범위를 결정하기 위해 별도로 사용되도록 의도되지도 않는다. 그 주제는 본 개시물의 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면 및 각각의 청구항의 적절한 부분을 참조하여 이해되어야 한다.
본 개시물은, 뜨거운 스트립의 폭을 가로질러 차등 냉각을 적용하여 스트립의 평탄도를 개선하는 것을 포함하는, 금속 스트립의 평탄도를 개선하기 위한 방법 및 시스템을 언급한다. 일부 실시형태에서, 평탄도 측정 디바이스, 및 차등 냉각을 제어하는 제어 시스템을 포함하는 피드백 제어 루프가 구현될 수 있다. 제어 시스템은, 사용되는 경우, 차등 냉각된 스트립의 평탄도 측정에 기초하여 자동 동적 조절을 수행할 수 있다.
명세서는 하기의 첨부된 도면을 참조하며, 상이한 도면에서의 동일한 참조 번호의 사용은 동일 또는 유사 구성요소를 도시하는 것으로 의도된다.
도 1은 압연된 스트립의 평탄도를 개선하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 냉각 유닛의 일부분의 개략도이다.
도 3 은 연속 슬롯을 갖는 노즐의 개략도이다.
도 4 는 슬리브의 등축도(isometric view)이다.
도 5 는 슬리브를 갖는 연속 슬롯 노즐의 등축도이다.
도 6 은 차등 냉각을 산출 및 적용하기 위한 피드백 제어 루프를 포함하는 금속 가공 공정의 일부분의 흐름도이다.
본원에는, 이하 "압연된 스트립" 또는 "스트립"으로 지칭되는 압연된 금속의 조각의 평탄도를 개선하기 위한 시스템 및 공정이 개시되어 있다. 일부 실시형태에서, 평탄도 측정 디바이스는 압연된 스트립의 평탄도를 측정하기 위해 사용된다. 제어 시스템은 평탄도 측정값을 받을 수 있고, 금속 스트립의 폭을 가로질러 소망하는 비균질의 온도 구배를 생성하기 위해서 금속 스트립을 차등 냉각시키는 냉각 유닛을 제어할 수 있다. 온도 구배는 스트립에서의 차등 인장력(differential tension)을 생성하며, 이것은 금속 스트립이 충분히 뜨거운 상태에 있는 동안 부여되어 금속 스트립의 평탄도를 개선할 수 있다.
도 1은 하나의 실시형태에 따른 압연된 스트립의 평탄도를 개선하기 위한 시스템(100)의 개략도이다. 금속은 스트립(102)으로 압연될 수 있다. 스트립(102)은 선택적으로 코팅될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 방향(104)으로 이동하는 스트립(102)은 오븐(106)을 통과한다. 오븐(106)을 통과한 이후, 스트립(102)은 뜨거워질 것이다. 이후 스트립(102)은 냉각 유닛(108)을 통과한다. 도 1에 나타낸 실시형태에서, 냉각 유닛(108)은, 임의의 적합한 냉각제(112)(냉각 매체라고도 지칭됨)를 스트립(102)상에 분배하는 복수의 노즐(110)을 포함한다. 냉각 유닛(108)을 통과한 이후, 스트립(102)은 평탄도 측정 디바이스(114)를 통과한다. 평탄도 측정 디바이스(114)는 스트립(102)의 평탄도를 결정하고 평탄도 신호(116)를 제어 시스템(118)에 제공한다. 이후 제어 시스템(118)은 소망의 냉각 프로파일을 결정하고 냉각 유닛(108)에 냉각 신호(120)를 제공한다. 냉각 신호(120)에 기초하여, 냉각 유닛(108)은, 필요한 경우 냉각제(112)의 제공(apply)을 제어하고, 조절할 수 있으며, 이는 아래에서 더욱 상세히 기재된다.
도 2는 냉각 유닛(108)의 일부분의 개략도이다. 냉각 유닛(108)은 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 차등 냉각을 제공하여 스트립(102)의 센터 웨이브 또는 다른 뒤틀림을 감소시키도록 구성된다. 냉각 유닛(108)은 연속 공정 라인의 냉각 섹션의 일부일 수 있지만, 차등 냉각이 압연된 금속을 위한 금속 가공 공정 동안 임의의 다른 적합한 지점에서 적용될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 냉각 유닛(108)은 스트립(102)이 코팅 라인의 오븐(106)을 빠져나갈때 차등 냉각이 적용되도록 공정 라인의 일 지점에 배치되지만, 냉각 유닛(108)은 달리 배치되어 차등 냉각이 공정 라인의 다른 지점에서 스트립(102)에 적용되도록 할 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 냉각 유닛(108)은 스트립(102)에 냉각제(112)를 분배할 수 있다. 냉각제(112)는 위, 아래로부터 또는 스트립(102)의 측부로 또는 이들의 임의의 조합으로 분배될 수 있다. 일부 실시형태에서, 냉각제(112)는 공기, 가스, 물, 오일, 또는 스트립(102)으로부터 열을 충분히 제거하여 소망의 차등 냉각을 발생시킬 수 있는 임의의 다른 냉각제이다. 스트립(102)의 폭에 따른 특정 위치에 대한 냉각의 양 및 적용은 소망의 평탄도에 기초하여 조절될 수 있다.
차등 냉각은 스트립(102)의 폭(202)에 따른 스트립(102)의 선택 부분(204)을 냉각함으로써 달성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 선택 부분(204)은 스트립 인장력이 최고인 부분이다. 스트립 인장력은 스트립(102)의 에지(208)에서 최고일 수 있다. 응력이 보다 많이 국소화될수록, 보다 적은 차등 냉각이 소망의 개선된 평탄도를 달성하기 위해 요구될 수도 있다. 일부의 경우, 비교적 적은 양의 냉각(예를 들어, 한정되지 않지만, 250℃ 에서의 또는 그 정도에서의 냉각)이 스트립(102)의 에지(208)에 적용될 수 있으며, 이것은 스트립(102)으로부터 상당량의 센터 버클(center buckle) 및/또는 뒤틀림을 제거 또는 감소시킬 수 있다. 선택 부분(204)보다 냉각을 덜 받는 스트립(102)의 폭(202)에 따른 부분은 비선택 부분(206)으로 지칭된다. 비선택 부분(206)은 스트립 인장력이 최저인 부분일 수 있다. 차등 냉각은 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 적용되는 임의의 온도 차이를 포함한다. 일부 실시형태에서, 스트립(102)의 폭(202)에 따른 선택 부분(204)(예를 들어, 에지(208))은 냉각 처리될 수 있는 한편, 스트립(102)의 폭(202)에 따른 비선택 부분(206)(예를 들어, 스트립(102)의 중간)은 어떠한 냉각으로도 처리되지 않는다. 다른 실시형태에서, 스트립(102)의 폭(202)에 따른 선택 부분(204)(예를 들어, 에지(208))은, 스트립(102)의 폭(202)에 따른 비선택 부분(206)(예를 들어, 스트립(102)의 중간)에 제공되는 냉각보다 더 많이 냉각 처리될 수 있다.
스트립(102)의 폭(202)의 선택 부분(204)에 대한 차등(또한 비균일, 우선적 또는 선택적으로도 지칭됨) 냉각의 적용은 선택 부분(204)이 열적으로 수축되게 하여, 선택 부분(204)에 따른 인장력을 증가시킬 수 있다. 차등 냉각은, 스트립(102)의 폭(202)의 선택 부분(204)(예를 들어, 에지(208))이 비선택 부분(들)(206)(예를 들어, 중간)보다 더 차가운, 스트립(102)에 따른 일시적인 온도 구배를 야기시킬 수 있다.
냉각이 스트립(102)의 에지(208)에 적용되어 온도 구배를 발생시키는 실시형태에서, 스트립(102)의 에지(208)에서의 인장력은 더 온도가 높은 스트립(102)의 비선택 부분(206)(예를 들어, 중간)과 비교하여 일시적으로 증가될 수 있다. 스트립(102)의 폭(202)에 따른 온도가 균일하지 않기 때문에, 차등 인장력이 스트립(102)의 폭(202)에 따라 존재한다. 이러한 도입된 인장력 분배가(예를 들어, 개재된 서포트 롤, 또는 그 외에 의해)적용된 이후 바로 균등화되지 않고, 그리고 스트립(102)이 충분히 뜨거워 차등 인장력하에서 약간 항복(yield)한다면, 차등 냉각에 의해 부여된 차등 온도는 스트립(102)으로 하여금 스트립(102)의 폭(202)의 더 차가운 부분(예를 들어, 선택 부분(204))을 따라 약간 신장하게 할 수 있다. 본원에서 사용되는 항복은 스트립(102)의 영구 변형 또는 신장으로 여겨질 수 있고, 이것은(예를 들어, 도입된 인장력 분배로부터)적용된 응력을 부분적으로 경감한다. 영구 변형을 야기시키는데 필요한 응력은 스트립(102)온도가 증가함에 따라 감소한다. 스트립(102)을 참조하여 본원에서 사용되는 바와 같이, 항복은, 예컨대 급속한 크리프(creep)로부터 발생할 수 있는 영구 변형과 같이 종래 허용된 항복 응력 레벨 아래의 응력 레벨에서는 물론, 종래 허용된 항복 응력 레벨에서의 영구 변형을 포함한다. 따라서, 스트립(102)이 항복하는 것에 대해서, 그 용어가 본원에 사용될 때, 이는 스트립(102)의 종래 허용된 항복 응력 이상에서의 응력 레벨을 제공하는 차등 인장력을 유도하는 것을 반드시 필요로 하는 거은 아니다.
스트립(102)에 부과된 실제 온도 구배가 알려져 있는지의 여부와 상관없이, 온도 구배는 차등 냉각에 기초하며, 차등 냉각은 본원에 개시된 바와 같이 다양한 인자들, 예컨대, 모델, 평탄도 측정, 또는 기타에 기초할 수 있다.
스트립(102)의 에지(208)의 차등 냉각은 스트립(102)을 항복시키고 에지(208)를 연신하기에 충분한 인장 응력을 국소적으로 집중시켜, 스트립(102)에 존재하는 임의의 센터 웨이브 또는 뒤틀림을 교정한다. 이 방식으로, 스트립(102)의 평탄도가 차등 냉각을 이용하여 조절 및/또는 개선될 수 있다. 스트립(102)의 능동적 차등 냉각이 중단되는 경우, 스트립(102)의 그 폭(202)을 가로지르는 온도 프로파일은 마침내 균등화될 것이지만, 항복으로 인한 임의의 변화는 유지될 것이므로, 개선된 평탄도가 유지될 것이다.
냉각제(112)는 임의의 적합한 방식으로 냉각 유닛(108)에 의해 전달될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 도 1-2에 도시된 바와 같이, 냉각제(112)는 냉각 유닛(108)의 노즐(110)을 통해 전달된다. 하나의 실시형태에서, 이와 같은 노즐(110)은 별개의 노즐(110)의 어레이(212)로 배열된다. 도 2를 참조하면, 냉각제(112)는 공급 라인(214)을 통해서 노즐(110)로 전달될 수 있다. 각각의 노즐(110)과 연관되는 밸브(210)는, 냉각제(112)가 차단되는 닫힘 위치와 냉각제(112)가 지나가는 것이 허용되는 열림 위치 사이에서 움직인다. 이와 같은 실시형태에서, 밸브(210)는 어느 노즐(110)이 냉각제(112)를 분배하고 어느 노즐(110)이 분배하지 않는지를 결정하도록 제어될 수 있다. 부가하여, 일부 밸브(210)의 부분 닫힘은, 일부 노즐(110)이 완전히 열린 밸브(210)를 갖는 근처의 다른 노즐(110)보다 적은 냉각제(112)를 분배할 수 있게 할 수 있다. 밸브(210)는 수동으로 조절가능하거나 또는 자동으로 조절가능할 수 있다. 일부 실시형태에서, 밸브(210)는 제어 시스템(118)에 의해 동적으로 제어된다.
도 3 은, 연속 슬롯(304)을 갖는 연속 슬롯 노즐(302)인, 노즐(110)의 개략도이다. 도 1-2에 도시된 별개의 노즐(110)의 어레이(212)대신에, 도 3 의 연속 슬롯 노즐(302)은 적어도 하나의 연속 슬롯(304)을 포함한다. 다른 실시형태에서는, 냉각제(112)를 분배하기 위한 다른 적합한 구조체가 적어도 하나의 연속 슬롯(304)대신에 이용된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 연속 슬롯 노즐(302)은, 냉각제(112)가 스트립(102)에 도포되는 것을 부분적으로 차단하는 슬리브(306)를 포함한다. 이 방식으로, 냉각제(112)가 스트립(102)의 선택 부분(204)(예를 들어, 에지(208))으로 향하게 하여, 선택 부분(204)(예를 들어, 그러한 에지(208))에서 스트립(102)을 냉각할 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 냉각제(112)의 도포는 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 제어되어, 냉각이 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 횡으로 비균일하도록 할 수 있다. 냉각제(112)의 도포는 스트립의 비선택 부분(206)을 가로질러 전체적으로 또는 부분적으로 억제될 수 있다.
도 4 는 하나의 실시형태에 따른 슬리브(306)(커버로 지칭되는 경우도 있음)의 등축도이다. 슬리브(306)는, 냉각제(112)가 관통하여 흐르도록 허용될 수 있는, 하나 이상의 개구(402)를 포함한다. 개구(402)는 다양한 형상 및 사이즈의 것일 수 있다. 슬리브(306)의 개구들(402)사이의 부분은 냉각제(112)가 스트립(102)에 제공되는 것을 차단하는 폐색 부분(404)이다.
도 5 는 또 다른 실시형태에 따른 슬리브(306)를 갖는 연속 슬롯 노즐(302)의 등축도이다. 슬리브(306)는 적어도 하나의 폐색 부분(404)을 포함한다. 상술된 바와 같이, 연속 슬롯(304)은 스트립(102)에 냉각제(112)를 도포하도록 구성된다. 도 5 에 도시된 슬리브(306)는 하나의 폐색 부분(404)을 포함하며, 폐색 부분(404)은 연속 슬롯(304)의 폭의 적어도 일부를 폐색하고, 이로써 슬리브(306)가 연속 슬롯(304)을 폐색하는 곳에서 냉각제(112)가 스트립(102)에 도포되는 것을 차단한다. 슬리브의 폐색 부분(404)은 대략 스트립(102)의 비선택 부분(206)에 대응한다. 일부 실시형태에서, 폐색 부분(들)(404)은 스트립(102)의 비선택 부분(206)으로 전달되는 냉각제(112)의 양을 완전히 차단하는 것과 대조적으로 부분 제한하도록 설계될 수 있다. 폐색 부분(들)(404)은, 예를 들어 구멍을 갖거나 또는 매시 소재로 제조되는 것을 포함하여 다양한 방식으로 냉각제(112)의 전달을 적어도 부분 제한하도록 설계될 수 있다.
일부 실시형태에서, 슬리브(306)는 연속 슬롯(304)과 관련하여 폐색 부분(404)의 사이즈 및/또는 위치를 조절하도록 이동가능하고 그리고/또는 조절가능할 수 있다. 슬리브(306)는 서로에 대해 슬라이딩 가능하게 움직이는 2개의 중첩되는 슬리브(306)를 포함할 수 있으며, 그 폐색 부분(404)의 각각은 연속 슬롯(304)과 관련하여 실제 폐색 부분(404)의 사이즈를 조절하기 위해서 다양한 정도로 중첩될 수 있다. 슬리브(306)는 수동으로 조절가능하거나 또는 자동으로 조절가능할 수 있다. 일부 실시형태에서, 슬리브(306)는 제어 시스템(118)에 의해 동적으로 제어될 수도 있다. 슬리브(306)는 냉각제(112)의 소망의 분배 경로 및 스트립(102)의 소망의 평탄도에 의존하여 조절될 수 있다. 일부 실시형태에서, 각각의 슬리브(306)는 스트립(102)을 따라서(예를 들어, 스트립(102)의 각각의 에지(208) 위에서) 상이하게 조절되어, 스트립(102)이 스트립(102)의 폭(202)의 중간 지점에 대해 비대칭으로 냉각될 수 있도록 독립적인 제어를 제공할 수도 있다.
일부 실시형태에서, 상술된 차등 냉각은 피드백 제어 루프로부터 얻은 정보를 이용하여 적용 및 조절될 수 있다. 도 6 은 차등 냉각을 산출 및 적용하기 위한 예시적인 피드백 제어 루프를 포함하는 금속 가공 공정(600)의 일부분의 흐름도이다. 도 6 을 참조하면, 블록 602에서 금속 스트립(102)이 압연된다. 블록 604 에서 스트립(102)이 선택적으로 코팅된다. 블록 606 에서 스트립(102)이 선택적으로 가열된다. 블록 608 에서 차등 냉각이 냉각 유닛(108)에 의해 스트립(102)에 적용되며, 이는 블록 610 에서의 냉각 파라미터에 따른다. 냉각 파라미터는 제어 시스템(118)에 저장될 수 있다. 블록 608 에서 스트립(102)이 차등 냉각된 이후, 블록 612에서 스트립(102)이 항복하도록 허용된다. 블록 612에서, 스트립(102)은, 스트립(102)이 항복하도록 허용되기 이전에 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 온도 구배를 균등화할 수 있거나 또는(예를 들어, 스트립(102)이 개재된 롤러 둘레에 권취됨으로써) 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 도입된 인장력 분배를 기계적으로 균등화할 수 있는, 금속 가공 공정의 부분들(예를 들어, 개재된 서포트 롤, 또는 그 외)로부터 멀리 떨어져 있을 수 있다. 블록 614 에서 스트립(102)의 평탄도가 측정된다. 블록 616 에서, 블록 614 의 평탄도 측정으로부터의 결과가 사용되어 소망의 평탄도를 위해 필요한 차등 냉각을 산출한다. 블록 616 으로부터 산출된 차등 냉각에 기초하여 블록 610 에서 냉각 파라미터가 조절된다. 일부 실시형태에서, 업데이트된 냉각 파라미터는 냉각 유닛(108)에 전송되어 냉각제(112)의 분배를 조절한다. 대안의 실시형태에서, 냉각 파라미터는 저장 디바이스에 저장되며 필요에 따라 업데이트된다. 이들 실시형태에서, 냉각 유닛(108)은 저장 다바이스에 액세스하여(예를 들어, 루틴하게 액세스하거나, 그렇지 않으면 액세스하도록 프롬프트(prompt)되어)냉각제(112)를 분배하는 방법을 결정한다.
상술한 바와 같이, 도 1에 도시된 시스템(100)은 선택적으로, 스트립(102)의 평탄도의 측정에 기초한 차등 냉각의 자동 제어 및/또는 조절을 가능하게 하는, 폐쇄된 피드백 루프 제어 시스템(118)을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 피드백 루프 제어 시스템(118)은 도 6 에 예시된 바와 같이 진행한다. 스트립(102)의 평탄도의 측정은 냉각 유닛(108)의 업스트림 또는 다운스트림에서 취해질 수 있다. 도 6 의 블록 순서는 이에 따라 조절될 수 있다.
도 1의 평탄도 측정 디바이스(114)는 분할된 응력 롤(예를 들어, ABB Ltd 에 의해 제조된 응력계 롤(stressometer roll)), 광학 다바이스(예를 들어, Volmer America, Inc. 에 의해 제조된 VIP 광학 평탄도 측정 디바이스 또는 스웨덴, 린셰핑에 소재한 Shapeline 에 의해 제조된 것과 같은 비접촉식 레이저 시스템), 또는 평탄도 신호(116)를 제어 시스템(118)에 제공하기 위해 시트의 평탄도를 측정할 수 있는 다른 적합한 측정 기법일 수도 있다.
일부 실시형태에서, 평탄도 측정 디바이스(114)는 스트립(102)보다 높이 있도록 배치된다. 다른 실시형태에서, 평탄도 측정 디바이스(114)는 임의의 적합한 높이에 그리고 임의의 적합한 위치에 배치된다. 일부 실시형태에서, 스트립(102)의 실제 평탄도는, 평탄도의 정확한 판독치(reading)를 얻기 위해서 냉각 유닛(108)의 다운스트림에서 측정되거나 또는 스트립(102)온도가 대략 균일한(예를 들어, 스트립의 온도 프로파일이 실질적으로 균등화되어 온도 구배가 실질적으로 더 이상 존재하지 않는) 또 다른 위치에서 측정된다.
제어 시스템(118)은 평탄도 신호(116)를 사용하여, 소망의 평탄도를 달성하기 위해서 냉각 유닛(108)에 대해 이루어져야 하는 임의의 필요한 조절을 결정할 수 있다. 제어 시스템(118)은 평탄도 측정 디바이스(114)로부터 측정된 평탄도를, 이전에 제어 시스템(118)의 메모리에 선택 및/또는 저장되었던 소망의 평탄도와 비교할 수 있다. 이후 제어 시스템(118)은 냉각 신호(120)를 냉각 유닛(108)에 전송할 수 있다. 냉각 신호(120)는 본원에 기재된 바와 같이 냉각제(112)의 분산을 조절하도록 냉각 유닛(108)을 지령할 수 있다. 냉각제(112)의 체적 및/또는 온도 및/또는 냉각제(112)가 스트립(102)에 대해 제공될 위치(예를 들어, 선택 부분(204)의 사이즈 및 배치)에 대해 조절이 이루어질 수 있다.
하나의 실시형태에서, 냉각제(112)의 전달은 본원에 기재된 바와 같이 하나 이상의 이동가능한 슬리브(306)를 조절함으로써 조절된다. 다른 실시형태에서, 냉각제(112)의 전달은 별개의 냉각 노즐(110)에 대한 공급 라인(214)중의 밸브(210)를 조절함으로써 조절될 수 있다. 이 방식으로, 스트립(102)의 평탄도 측정이 이용되어 차등 냉각을 자동으로 및 동적으로 조절 및 제어하여 스트립(102)의 평탄도를 개선할 수 있다. 피드백 제어 시스템은 스트립(102)의 차등 냉각이 조절가능한 액추에이터로서 기능하여 스트립(102)의 임의의 버클링 및/또는 굽음을 조절 및 교정할 수 있게 하고, 그래서 그 평탄도가 소망의 레벨에 이를 수 있게 한다. 이후 평탄도는 실제 평탄도 측정에 의존하여, 자동 피드포워드 또는 피드백 제어에 의해 최적화될 수 있다.
일부 실시형태에서, 제어 시스템(118)은 평탄도 측정 대신에 모델 기반의 접근법(예를 들어, 코일 응력 모델)으로부터의 정보를 사용하여, 스트립(102)에 적용될 필요한 차등 냉각을 결정할 수 있다. 평탄도 측정 디바이스(114)는 일부 실시형태에서는 생략될 수 있다. 일부 실시형태에서, 모델 기반의 접근법 이용은 스트립(102)의 평탄도의 실제 측정을 위한 필요성을 제거 또는 감소시켜, 어떤 차등 냉각이 적용될 것인지의 결정이 모델에 기반하여 이루어질 수 있게 한다.
적어도 압연 이후 스트립(102)에서 뒤틀림이 나타날 수 있기 때문에, 본원에 기재된 바와 같이, 압연 이후 스트립(102)을 차등 냉각시키는 것이 바람직할 수 있지만, 본원에 기재된 차등 냉각이 그렇게 한정되지는 않는다. 적어도 코팅 및 가열 스테이지가 스트립(102)에 뒤트림을 유도할 수 있기 때문에, 본원에 기재된 바와 같이, 스트립(102)이 코팅되고 오븐(106)을 통과된 이후 스트립(102)을 차등 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 하지만, 차등 냉각은, 스트립(102)이 코팅 라인을 통과한 이후의 냉각 섹션에서 이용되는 것에 한정되지 않는다. 대신에, 차등 냉각은 임의의 다른 적합한 공정 라인에서 또는 공정 중의 임의의 다른 스테이지에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 차등 냉각은 연속 어닐링 라인의 냉각 섹션에서, 또는 공정의 임의의 다른 적합한 라인 또는 스테이지에서 적용될 수 있다. 부가하여, 상술된 차등 냉각은 또한, 비대칭적인 온도 구배를 초래하는 차등 냉각을 적용함으로써 스트립의 캠버(측면 보우(lateral bow)로 지칭되는 경우도 있음)를 제어하기 위해서 이용될 수 있다. 다양한 실시형태가 냉간 압연기를 포함하는 임의의 적합한 써멀 라인에 따른 다양한 소망의 방식으로, 상술된 바와 같이, 차등 냉각을 적용할 수 있다.
적어도 다른 평탄화 디바이스는 어느 정도의 비평탄도를 더하고, 스트립(102)의 코팅 및/또는 마무리에 손상을 줄 수 있고, 그리고/또는 스트립(102)의 소정의 기계적 특성에 대한 부작용(예를 들어, 레벨링에 의한 스트립(102)의 감소된 성형성)을 가질 수 있기 때문에, 스트립(102)의 평탄도를 개선하려는 노력으로서는 다른 평탄화 디바이스를 사용하는 것보다, 본원에 기재된 바와 같이, 스트립(102)을 차등 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 적어도 본원에 기재된 차등 냉각은 스트립(102)의 폭(202)을 가로질러 증가된 균일성을 갖는 스트립(102)을 제조할 수 있기 때문에, 다른 방법을 이용하는 것보다, 본원에 기재된 바와 같이, 스트립(102)을 차등 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 다운스트림에서 필요할 수도 있는 레벨링의 양을 감소시킬 수 있기 때문에, 다른 방법에 비해, 본원에 기재된 바와 같이, 스트립(102)을 차등 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다.
상기에 언급된 모든 특허, 공개문헌 및 요약서는 그 전체가 참조로써 본원에 통합된다. 다양한 실시형태들이 기재되었다. 이들 실시형태는 본 개시물의 원리를 단지 예시하는 것으로 인지되어야 한다. 이들의 다수의 변경 및 조정은, 하기의 청구항에 정의된 본 개시물의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 냉각제를 스트립에 분배하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함하는 냉각 유닛을 포함하며,
    상기 냉각 유닛은 상기 스트립의 폭을 가로질러 비균등의 온도 구배를 유도하도록, 상기 스트립의 폭의 선택 부분을 상기 스트립의 상기 폭의 비선택 부분보다 더 냉각시키도록 동작가능하고,
    상기 냉각 유닛은 스트립의 폭을 가로질러 비균등의 온도 구배를 균등화할 수 있는 추가 장비의 업스트림에서, 상기 추가 장비와 접촉하기 전에 상기 비균등의 온도 구배 하에서 상기 스트립이 항복하도록 허용하는 거리에 위치하고,
    상기 선택 부분은 상기 스트립의 에지이고, 상기 비선택 부분은 상기 스트립의 중간인, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐은 상기 냉각제를 분배하기 위한 연속 슬롯, 및 상기 스트립의 상기 비선택 부분 상으로의 상기 냉각제의 분배를 차단하기 위해 배치된 폐색 부분을 포함하는 슬리브를 포함하는, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐은 상기 스트립에 상기 냉각제를 제공(apply)하기 위한 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 복수의 노즐 중 각각의 노즐을 상기 냉각제의 공급부에 유체 연통시키는(fluidly connecting) 하나 이상의 밸브로서, 상기 하나 이상의 밸브의 각각은 상기 노즐 중 상기 각각의 노즐로부터 상기 냉각제의 흐름을 제한하도록 작동가능하며, 그리고
    상기 냉각 유닛은 상기 스트립의 상기 폭의 상기 비선택 부분 상에의 상기 냉각제의 분배를 차단하게끔 상기 복수의 노즐의 상기 하나 이상의 밸브를 작동시키도록 동작가능한, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각 유닛은 또한 상기 복수의 노즐의 제 1세트를 통해 분배가능한 상기 냉각제의 제 1부분을, 상기 복수의 노즐의 제 2세트를 통해 분배가능한 상기 냉각제의 제 2부분 미만의 온도로 냉각시키도록 동작가능하고,
    상기 복수의 노즐의 상기 제 1세트는 상기 냉각제의 상기 제 1부분을 상기 스트립의 상기 폭의 상기 선택 부분에 분배하도록 배치되며; 그리고
    상기 복수의 노즐의 상기 제 2세트는 상기 냉각제의 상기 제 2부분을 상기 스트립의 상기 폭의 상기 비선택 부분에 분배하도록 배치되는, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각제는 상기 적어도 하나의 노즐을 통해 송풍되는 공기인, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템은 평탄도 측정 디바이스를 더 포함하고,
    상기 평탄도 측정 디바이스는 상기 스트립의 상기 폭에 따른 상기 스트립의 평탄도를 나타내는 평탄도 신호를 출력하며; 그리고
    상기 냉각 유닛은, 상기 평탄도 신호에 기초하여, 상기 스트립의 상기 폭의 상기 선택 부분을, 상기 스트립의 상기 폭의 상기 비선택 부분보다 더 냉각시키도록 동작가능한, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템은 제어 시스템을 더 포함하고,
    상기 제어 시스템은 상기 평탄도 신호를 소망의 평탄도와 비교하고, 상기 냉각 유닛에 냉각 신호를 출력하도록 동작가능하며; 그리고
    상기 냉각 유닛은 상기 제어 시스템에 연결되어, 상기 냉각 신호에 기초하여, 상기 스트립의 상기 폭의 상기 선택 부분을, 상기 스트립의 상기 폭의 상기 비선택 부분보다 더 냉각시키는, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 스트립은 코팅되어 있는, 압연된 금속의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  10. 스트립을 가열하는 단계;
    상기 스트립의 폭을 가로질러 상기 스트립에서의 비균등의 온도 구배를 유도하도록 상기 스트립을 선택적으로 냉각시키는 단계; 및
    상기 비균등의 온도 구배 하에서 상기 스트립이 항복하도록 허용하는 소망의 시간 동안 상기 스트립에서의 상기 비균등의 온도 구배를 유지하는 단계를 포함하고,
    상기 비균등의 온도 구배를 유지하는 단계는 스트립이 상기 소망의 시간 동안 스트립의 폭을 가로질러 비균등의 온도 구배 또는 인장력 분배를 균등화할 수 있는 추가 장비와 접촉하지 않도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 선택적으로 냉각시키는 단계에 의해 상기 스트립의 상기 폭의 각각의 에지가 상기 스트립의 중간의 제 2 온도보다 더 낮은 제 1 온도를 갖게 되는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 선택적으로 냉각시키는 단계는, 상기 스트립의 상기 폭의 선택 부분에 냉각제를 제공하는 단계를 포함하는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 냉각제를 제공하는 단계는, 노즐의 어레이 상의 밸브의 어레이 중 적어도 하나의 밸브를 작동시켜, 상기 스트립의 상기 폭의 비선택 부분에 인접하여 배치된 상기 노즐의 어레이의 각각으로부터 상기 냉각제의 분배를 선택적으로 차단하는 단계를 포함하는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 냉각제를 제공하는 단계는,
    노즐의 연속 슬롯으로부터 상기 냉각제를 제공하는 단계; 및
    상기 연속 슬롯으로부터 상기 스트립의 상기 폭의 비선택 부분으로의 상기 냉각제의 분배를 차단하도록 상기 연속 슬롯 상부에 슬리브의 폐색 부분을 배치하는 단계를 포함하는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 스트립의 평탄도를 측정하는 단계를 더 포함하되, 상기 비균등의 온도 구배는 상기 스트립의 평탄도 측정에 기초하는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 스트립의 상기 평탄도의 측정값을 소망의 평탄도와 비교하여 냉각 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하되, 상기 비균등의 온도 구배는 상기 냉각 신호에 기초하는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 비균등의 온도 구배는, 상기 스트립의 상기 폭의 제 1 부분이 상기 스트립의 상기 폭의 제 2부분 미만의 온도로 냉각되도록 유도되며; 그리고
    상기 스트립의 상기 폭의 상기 제 1 부분이 갖는 인장 응력(tensile stress)의 제 1크기는 상기 스트립의 상기 폭의 상기 제 2 부분의 인장 응력의 제 2 크기보다 더 큰, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 스트립을 선택적으로 냉각시키기 전에 상기 스트립에 코팅을 도포하는 단계를 더 포함하는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 방법.
  19. 코팅 및 가열된 스트립을 수용하기 위한 냉각 유닛;
    냉각제의 공급부에 유체 연통되고 상기 냉각 유닛에 배치된 복수의 노즐;
    상기 코팅 및 가열된 스트립의 선택 부분들에 냉각제를 분배하여 상기 코팅 및 가열된 스트립의 폭에 따른 비균등의 온도 구배를 유도하도록 상기 복수의 노즐을 제어하기 위해서 상기 냉각 유닛에 연결된 제어 시스템; 및
    상기 코팅 및 가열된 스트립의 평탄도를 측정하기 위해서 배치되고, 상기 제어 시스템에 평탄도 신호를 송신하기 위해 상기 제어 시스템에 연결된, 평탄도 측정 디바이스를 포함하고;
    상기 비균등의 온도 구배는 상기 코팅 및 가열된 스트립의 소망의 평탄도와 상기 평탄도 신호의 비교에 기초하고,
    상기 냉각 유닛은 상기 코팅 및 가열된 스트립의 폭을 가로질러 비균등의 온도 구배 또는 인장력 분배를 균등화할 수 있는 추가 장비의 업스트림에서, 상기 추가 장비와 접촉하기 전에 상기 비균등의 온도 구배 하에서 상기 코팅 및 가열된 스트립이 항복하도록 허용하는 거리에 위치하고,
    상기 코팅 및 가열된 스트립의 상기 선택 부분들은 상기 코팅 및 가열된 스트립의 에지인, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 냉각제는 공기이며,
    상기 비균등의 온도 구배는, 상기 코팅 및 가열된 스트립의 항복 온도 이상의 제 1 온도를 갖는 상기 코팅 및 가열된 스트립의 중간부를 포함하며; 그리고
    상기 비균등의 온도 구배는, 상기 코팅 및 가열된 스트립의 상기 선택 부분들 각각이 상기 제 1 온도 미만의 제 2 온도를 갖는, 압연된 금속에서의 평탄도를 개선하기 위한 시스템.
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