KR101945914B1 - 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법 - Google Patents

다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에 관한 것으로 슬래브의 길이방향 폭의 측정값을 이용하여 중앙 부위를 기준으로 선단부와 후단부의 폭출비를 상이하게 적용하여 날판 내 폭편차를 최소화하며, 날판 내 목표 대상의 큰폭과 목표 대상의 작은 폭을 각각의 폭 기준으로 폭출비를 상이하게 적용하여 절단 로스를 최소화한다.

Description

다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법{ROLLING APPARATUS OF MULTIPOINT SHAPE CONTROL AND ROLLING METHOD OF MULTIPOINT SHAPE CONTROL}
본 발명은 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에 관한 것으로 날판 내 폭편차를 최소화하고, 절단 로스를 최소화는 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에 관한 것이다.
일반적으로 압연은 금속의 소성(塑性)을 이용해서 고온 또는 상온의 금속재료를, 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜서 여러 가지 형태의 재료, 즉 판(板)·봉(棒)·관(管)·형재(形材) 등으로 가공하는 것이다.
그 중 후판은 일정 이상의 두께를 갖는 두꺼운 플레이트로, 연속 주조 공정에 의해 제조된 고온의 슬래브를 압연과정을 통해 제조하게 된다. 대개, 후판 압연은 고르기 압연(sizing phase), 폭출 압연(broadsizing phase) 및 길이 내기 압연(finishing phase) 과정을 거쳐 후판의 폭과 길이 및 두께를 조절하게 된다.
구체적으로, 가열로로부터 배출된 슬래브는 압연장치로 공급되어, 최종적으로 제조되는 후판의 폭과 길이 및 두께에 맞도록 압연이 이루어진다.
먼저, 가열로로부터 압연장치로 공급된 슬래브는 고르기 압연(sizing phase)을 거쳐 후판의 평탄을 조절하게 된다.
다음으로, 고르기 압연이 이루어진 후판은 90˚로 회전된 상태에서 폭출 압연(broadsizing phase)이 이루어진다. 이러한 폭출 압연은 목표로 하는 후판의 폭을 조절하게 된다.
마지막으로, 폭출 압연 과정을 거친 후판은 90˚로 회전된 후 길이 내기 압연(finishing phase)이 이루어진다.
이러한 길이 내기 압연은 목표로 하는 후판의 두께를 조절하게 된다.
그러나 종래 후판에서는 원재료의 폭을 키울수는 있었으나 원재료의 폭이 비대칭일 경우 압연후에도 비대칭 부분은 그대로 폭출비대로 커지는 문제점이 있었다.
또한, 한 날판내에 두개 이상의 다른 폭을 가지는 이폭 제품의 경우 제품의 폭을 설계시 큰폭 위주로 설계하여 절단 로스가 큰 문제점이 있었다.
한국특허등록 제1322014호 '턴-프리를 가능하게 하는 단일의 폭계를 구비한 가역식 후판 압연 설비 및 턴-프리 방법'(2013.10.18. 등록)
본 발명의 목적은 슬래브의 길이방향 폭의 측정값을 이용하여 중앙 부위를 기준으로 선단부와 후단부의 폭출비를 상이하게 적용하여 날판 내 폭편차를 최소화하는 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 날판 내 목표 대상의 큰폭과 목표 대상의 작은 폭을 각각의 폭 기준으로 폭출비를 상이하게 적용하여 절단 로스를 최소화는 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 슬래브를 가열하는 가열로, 가열된 슬래브를 고르기 압연하는 고르기 압연부, 고르기 압연된 슬래브를 폭출 압연하는 폭출 압연부, 폭출 압연된 슬래브를 길이 내기 압연하는 길이내기 압연부, 고르기 압연부, 폭출 압연부, 길이내기 압연부의 작동을 제어하는 제어부, 가열로에 장입 전 슬래브의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브의 폭을 측정하는 슬래브 측정부, 슬래브의 길이 방향에서 선단부, 중앙부, 후단부에서 복수의 기준점을 설정하는 기준점 설정부, 각 기준점에서 고르기 압연 종료 두께를 연산하는 고르기 압연두께 연산부를 포함하고, 상기 제어부는 고르기 압연두께 연산부로 전달받은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께로 슬래브가 압연되도록 고르기 압연부를 제어하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치를 제공한다.
본 발명에서 상기 고르기 압연두께 연산부는 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 1로 계산할 수 있다.
[수학식 1]
각 기준점의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/기준점의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
본 발명에서 상기 기준점 설정부는 슬래브의 중앙에 하나의 기준점, 슬래브의 선단부에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 이격된 세개의 기준점, 슬래브의 후단부에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 이격된 세개의 기준점을 설정할 수 있다.
본 발명에서 고르기 압연 종료 후 슬래브는 제1기준점, 제2기준점, 제3기준점을 포함하는 선단부, 제4기준점, 제5기준점, 제6기준점을 포함하는 후단부, 제3기준점과 제6기준점 사이에서 제7기준점을 포함하는 중앙부로 구분되고, 상기 고르기 압연두께 연산부는 상기 선단부, 상기 중앙부, 상기 후단부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 2로 계산할 수 있다.
[수학식 2]
선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
본 발명에서 상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 슬래브는 상기 중앙부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 중앙부는 제7기준점을 중심으로 선단부와 후단부 측으로 점차 두께가 작아지고, 상기 선단부는 상기 중앙부의 일단부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 중앙부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되며, 상기 후단부는 중앙부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 상기 중앙부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 기준점 설정부는 제조되는 날판이 두께가 서로 다른 광폭부와 소폭부를 가지는 이폭 날판인 경우 슬래브를 광폭부, 소폭부, 광폭부와 소폭부의 경계인 경계부로 구분하되 상기 소폭부가 선단부 측에 위치되고, 상기 광폭부가 후단부 측에 위치되도록 구분하고, 상기 소폭부, 상기 경계부, 상기 광폭부에 각각 기준점을 설정할 수 있다.
본 발명에서 상기 기준점 설정부는 소폭부의 선단부에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점, 상기 광폭부의 후단부에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정하고, 상기 경계부의 중앙에 하나의 기준점을 포함하고 소폭부와의 경계점에서 하나의 기준점과 광폭부와의 경계점에서 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정하며, 상기 소폭부의 선단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 선단부의 선단 끝에 제1기준점, 상기 제1기준점에서 후단측으로 이격된 제2기준점, 상기 제2기준점에서 후단측으로 이격된 제3기준점을 포함하며, 상기 광폭부의 후단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 후단부의 후단 끝에 제4기준점, 상기 제4기준점에서 선단측으로 이격된 제5기준점, 상기 제5기준점에서 후단측으로 이격된 제6기준점을 포함하며, 상기 경계부의 기준점은 중앙에 제7기준점, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계점에서 상기 제8기준점, 상기 경계부와 상기 광폭부의 경계점에서 제9기준점을 포함하며, 상기 고르기 압연두께 연산부는 상기 소폭부, 상기 광폭부, 상기 경계부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 3으로 계산할 수 있다.
[수학식 3]
소폭부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 소폭(mm)/ 슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
광폭부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 광폭(mm)/슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
경계부(제7기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 소폭부 고르기 압연 종료 두께 + α(0.5~1.0)
본 발명에서 상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 이폭용 슬래브는 상기 경계부가 중앙에서 삼각형으로 돌출되게 형성되고 상기 경계부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계에 제8기준점, 경계부와 광폭부의 경계에 제9기준점이 위치되며, 상기 소폭부의 선단부는 소폭부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 소폭부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되며, 상기 광폭부의 후단부는 상기 광폭부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 상기 광폭부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 슬래브의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브의 폭을 측정하는 슬래브 폭 측정단계, 가열된 슬래브를 고르기 압연하는 고르기 압연단계, 고르기 압연된 슬래브를 폭출 압연하는 폭출 압연단계, 폭출 압연된 슬래브를 길이 내기 압연하는 길이 내기 압연단계를 포함하며, 상기 고르기 압연단계는 슬래브의 길이 방향에서 선단부, 중앙부, 후단부에서 복수의 기준점을 설정하는 과정, 슬래브의 길이 방향에서 선단부, 중앙부, 후단부에서 복수의 기준점에 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정, 슬래브의 각 기준점에 대응되는 압연 종료 두께를 가지도록 고르기 압연하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 5로 계산할 수 있다.
[수학식 5]
각 기준점의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/기준점의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
본 발명에서 상기 복수의 기준점을 설정하는 과정은 상기 슬래브의 선단부에 복수의 기준점을 형성하고, 상기 슬래브의 중앙부에 기준점을 형성하고, 상기 슬래브의 후단부에 복수의 기준점을 형성하며, 고르기 압연 종료 후 슬래브는 제1기준점, 제2기준점, 제3기준점을 포함하는 선단부, 제4기준점, 제5기준점, 제6기준점을 포함하는 후단부, 제3기준점과 제6기준점 사이에서 제7기준점을 포함하는 중앙부로 구분되며, 상기 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 상기 선단부, 상기 중앙부, 상기 후단부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 6으로 계산할 수 있다.
[수학식 6]
선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
본 발명에서 상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 슬래브는 상기 중앙부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 중앙부는 제7기준점을 중심으로 상기 선단부와 상기 후단부 측으로 점차 두께가 작아지고, 상기 선단부는 상기 중앙부의 일단부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 중앙부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되며, 상기 후단부는 상기 중앙부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 상기 중앙부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 고르기 압연 단계는 복수의 기준점을 설정하는 과정 전에 제조되는 날판이 두께가 서로 다른 광폭부와 소폭부를 가지는 이폭 날판인지 확인하는 과정과, 제조되는 날판이 이폭 날판인 것이 확인되면 슬래브를 광폭부, 소폭부, 광폭부와 소폭부의 경계인 경계부로 구분하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 구분하는 과정은 슬래브를 광폭부, 소폭부, 광폭부와 소폭부의 경계인 경계부로 구분하되 소폭부가 선단부 측에 위치되고, 광폭부가 후단부 측에 위치되도록 구분할 수 있다.
본 발명에서 상기 소폭부의 선단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 선단부의 선단 끝에 제1기준점, 상기 제1기준점에서 후단측으로 이격된 제2기준점, 상기 제2기준점에서 후단측으로 이격된 제3기준점을 포함하고, 상기 광폭부의 후단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 후단부의 후단 끝에 제4기준점, 상기 제4기준점에서 선단측으로 이격된 제5기준점, 제5기준점에서 후단측으로 이격된 상기 제6기준점을 포함하며, 상기 경계부의 기준점은 중앙에 제7기준점, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계점에서 제8기준점, 상기 경계부와 상기 광폭부의 경계점에서 제9기준점을 포함하며, 상기 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 상기 소폭부, 상기 광폭부, 상기 경계부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 7로 계산할 수 있다.
[수학식 7]
소폭부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 소폭(mm)/ 슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
광폭부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 광폭(mm)/슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
경계부(제7기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 소폭부 고르기 압연 종료 두께 + α(0.5~1.0)
본 발명에서 상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 이폭용 슬래브는 상기 경계부가 중앙에서 삼각형으로 돌출되게 형성되고 상기 경계부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계에 제8기준점, 상기 경계부와 상기 광폭부의 경계에 제9기준점이 위치되며, 상기 소폭부의 선단부는 소폭부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 소폭부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되고, 상기 광폭부의 후단부는 상기 광폭부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 광폭부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치될 수 있다.
본 발명에서 날판이 이폭 날판이고 슬래브가 비대칭인 경우 복수의 기준점을 설정하는 과정과 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정을 반복하되, 첫번째 복수의 기준점을 설정하는 과정은 비대칭 슬래브를 기준으로 하여 비대칭 슬래브 기준점을 복수로 설정하고, 첫번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 각 비대칭 슬래브 기준점에 대한 고르기 압연두께와 선단부와 후단부의 중앙부 대비 고르기 압연 종료 두께 편차를 계산하며, 두번째 복수의 기준점을 설정하는 과정은 이폭 날판을 기준으로 이폭용 슬래브 기준점을 복수로 설정하고, 두번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 이폭용 슬래브의 각 기준점에 대해 고르기 압연 종료 두께를 계산하고, 계산된 고르기 압연 종료 두께 중 선단부의 고르기 압연 종료 두께에 비대칭 슬래브의 선단부의 중앙부 대비 두께 편차를 더하고, 계산된 고르기 압연 종료 두께 중 후단부의 고르기 압연 종료 두께에 비대칭 슬래브의 후단부의 중앙부 대비 두께 편차를 더하여 계산하되,
상기 비대칭 선단부의 선단부, 중앙부, 후단부의 고르기 압연 종료 두께는 하기의 수학식 6으로 계산될 수 있다.
[수학식 6]
선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
본 발명은 슬래브의 길이방향 폭의 측정값을 이용하여 중앙 부위를 기준으로 선단부와 후단부의 폭출비를 상이하게 적용하여 날판 내 폭편차를 최소화하여 날판의 품질을 향상시키고, 불량률을 최소화하며, 비대칭 슬래브를 활용할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명은 날판 내 목표 대상의 큰폭과 목표 대상의 작은 폭을 각각의 폭 기준으로 폭출비를 상이하게 적용하여 절단 로스를 최소화하여 기준 회수율을 향상시킴으로써 제조원가를 크게 절감할 수 있고, 수익을 극대화하는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치의 일 실시 예를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른다점 형상제어 압연 방법의 일 실시예를 도시한 전체 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에서 고르기 압연된 슬래브의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에서 고르기 압연된 슬래브의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치의 일 실시 예를 도시한 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에서 비대칭 제9기준점(19)를 고르기 압연한 슬래브, 최종 날판(2) 제품의 일 예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에서 이폭용 슬래브(3)를 고르기 압연한 슬래브, 최종 이폭 날판(21) 제품의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명에서 선단부는 압연 라인에서 이동되는 슬래브의 이동방향을 기준으로 이동방향의 앞측을 선단부, 이동방향의 뒷측을 후단부로 하여 설명하는 것임을 밝혀둔다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치의 일 실시 예를 하기에서 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치는 슬래브(1)를 가열하는 가열로(100)를 포함한다.
슬래브(1)는 연속 주조 공정을 통해 제조되고, 가열로(100)는 압연 전 슬래브(1)를 가열하여 압연을 가능하게 한다.
가열로(100)는 1100~1200℃의 온도로 슬래브(1)를 가열하게 되며, 가열온도가 1100℃ 미만이면, 강도 확보에 어려움이 있고, 1200℃를 초과하면 초기 오스테나이트의 결정립 크기가 조대해져 저온인성을 확보할 수 없게 된다. 따라서, 가열로(100)는 1100~1200℃의 온도로 슬래브(1)를 가열하게 된다. 여기서 가열로(100)의 온도는 1100~1200℃의 온도로 반듯이 한정된 것은 아니며, 제조되는 날판에 따라 제조자가 선택적으로 가열로(100)의 온도 범위를 조절할 수 있음은 물론이다.
가열로(100)에서 가열된 슬래브(1)는 고르기 압연부(200)로 제9기준점(19) 후 폭출 압연부(300)로 폭출 압연된 후 길이내기 압연부(400)를 통해 길이내기 압연이 이루어지면서 압연이 종료되고 날판으로 제조된다.
고르기 압연부(200)는 1 ~ 2패스로 슬래브(1)를 압연하여 제조되는 날판의 평탄을 조절하게 된다.
폭출 압연부(300)는 고르기 압연된 슬래브(1a)를 90도로 회전시켜 세운 상태로 2 ~ 6패스로 슬래브(1)를 압연하여 날판의 폭을 조절하게 된다. 즉, 슬래브(1)의 이동방향에 대해 90도로 회전되어 세워진 슬래브(1)를 수평 압연기로 가압하여 날판의 폭을 조절하는 것이다.
길이내기 압연부(400)는 폭출 압연된 슬래브(1)를 반대방향으로 90도로 회전시켜 원래의 위치 즉, 고르기 압연 시 위치로 복귀한 후 6 ~ 16패스로 슬래브(1)를 압연하고, 날판의 기설정된 길이 및 두께로 저절한다. 길이내기 압연부(400)는 복수의 수직 압연기로 날판의 이폭을 선택적으로 조절할 수도 있어 이폭의 날판을 제조할 수도 있다.
고르기 압연부(200), 폭출 압연부(300), 길이내기 압연부(400)는 제어부(500)를 통해 작동이 제어되어 형상 제어 압연되고, 형상 제어 압연은 공지의 기술로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치의 일실시예는 가열로(100)에 장입 전 슬래브(1)의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브(1)의 폭을 측정하는 슬래브 측정부(600), 슬래브(1)의 길이 방향에서 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)에서 복수의 기준점을 설정하는 기준점 설정부(700), 각 기준점에서 고르기 압연 종료 두께를 연산하는 고르기 압연두께 연산부(800)를 더 포함할 수 있다.
슬래브 측정부(600)는 슬래브(1)의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브(1)의 폭을 측정하고, 측정된 슬래브(1)의 길이와 폭을 제어부(500)로 전달한다.
슬래브 측정부(600)는 슬래브(1)의 길이 방향에서 복수의 지점에 대한 폭을 측정하여 제어부(500)로 전달하고, 제어부(500)는 슬래브 측정부(600)로부터 전달받은 슬래브(1)의 길이와 폭에 대한 정보로 슬래브(1)가 비대칭 형상인지 확인한다.
그리고, 기준점 설정부(700)는 슬래브(1)의 선단부(2a)에 복수의 기준점을 형성하고, 슬래브(1)의 중앙부(2c)에 기준점을 형성하고, 슬래브(1)의 후단부(2b)에 복수의 기준점을 형성한다.
기준점 설정부(700)는 슬래브(1)의 중앙에 하나의 기준점, 슬래브(1)의 선단부(2a)에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점, 슬래브(1)의 후단부(2b)에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정한다.
슬래브(1)의 선단부(2a) 측에 설정되는 세개의 기준점은 선단부(2a)의 선단 끝에 제1기준점(11), 제1기준점(11)에서 후단측으로 이격된 제2기준점(12), 제2기준점(12)에서 후단측으로 이격된 제3기준점(13)을 포함한다.
또한, 슬래브(1)의 후단부(2b) 측에 설정되는 세개의 기준점은 후단부(2b)의 후단 끝에 제4기준점(14), 제4기준점(14)에서 선단측으로 이격된 제5기준점(15), 제5기준점(15)에서 후단측으로 이격된 제6기준점(16)을 포함한다.
또한, 슬래브(1)의 중앙부(2c)의 기준점은 제3기준점(13)과 제6기준점(16) 사이에 임의로 설정되는 제7기준점(17)을 포함한다.
즉, 기준점 설정부(700)는 슬래브(1)의 길이 방향으로 7개의 기준점을 설정하는 것을 일 예로 하고, 제1기준점(11) 내지 제7기준점(17)은 슬래브(1)의 길이, 폭, 두께 및 제조되는 날판의 길이, 폭, 두께에 따라 기설정된다.
한편, 고르기 압연두께 연산부(800)는 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 1로 계산한다. 목표 날판폭은 제조대상의 날판에서 기설정된 폭 즉, 압연 후 최종 제조된 날판의 폭임을 밝혀둔다.
[수학식 1]
각 기준점의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/기준점의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
고르기 압연 종료 후 슬래브(1)는 제1기준점(11), 제2기준점(12), 제3기준점(13)을 포함하는 선단부(2a), 제4기준점(14), 제5기준점(15), 제6기준점(16)을 포함하는 후단부(2b), 제3기준점(13)과 제6기준점(16) 사이에서 제7기준점(17)을 포함하는 중앙부(2c)로 구분된다.
이에 고르기 압연두께 연산부(800)는 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 2로 계산한다.
[수학식 2]
선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
도 3을 참고하면 수학식 2로 계산된 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 슬래브(1a)는 중앙부(2c)에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점(17)이 위치되고, 중앙부(2c)는 제7기준점(17)을 중심으로 선단부(2a)와 후단부(2b) 측으로 점차 두께가 작아지고, 선단부(2a)는 중앙부(2c)의 일단부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 중앙부(2c)와의 경계에 제3기준점(13)이 위치되고, 끝단의 제1기준점(11)과 제3기준점(13) 사이에 제2기준점(12)이 위치된다.
또한, 후단부(2b)는 중앙부(2c)의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 중앙부(2c)와의 경계에 제6기준점(16)이 위치되고, 끝단의 제4기준점(14)과 제6기준점(16) 사이에 제5기준점(15)이 위치된다.
폭출 압연부(300)로 압연 시 목표 날판폭(mm)/슬래브폭(mm) = 고르기 압연 종료 두께(mm)/폭출종료 두께(mm)가 된다.
이에 목표 날판폭(mm)과 폭출종료 두께(mm)는 길이방향으로 모두 일정하고 비대칭 형상을 가지는 슬래브(1)는 슬래브폭(mm)이 슬래브(1)의 길이방향으로 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)가 각각 다르기 때문에 고르기 압연 종료 두께가 길이방향으로 달라져야 한다.
이에 기준점 설정부(700)는 슬래브(1)의 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)에 복수의 기준점을 설정하고, 고르기 압연두께 연산부(800)는 복수의 기준점에서의 고르기 압연 종료 두께를 상이하게 계산한다.
그리고, 제어부(500)는 고르기 압연두께 연산부(800)로 전달받은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께로 슬래브(1)가 압연되도록 고르기 압연부(200)를 제어한다.
한편, 기준점 설정부(700)는 제조되는 날판이 두께가 서로 다른 광폭부(5)와 소폭부(4)를 가지는 이폭 날판(21)인 경우 슬래브(1)를 광폭부(5), 소폭부(4), 광폭부(5)와 소폭부(4)의 경계인 경계부(6)로 구분하되 소폭부(4)가 선단부(4a) 측에 위치되고, 광폭부(5)가 후단부(5a) 측에 위치되도록 구분하고, 소폭부(4), 경계부(6), 광폭부(5)에 각각 기준점을 설정한다.
기준점 설정부(700)는 소폭부(4)의 선단부(4a)에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점, 광폭부(5)의 후단부(5a)에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정하고, 경계부(6)의 중앙에 하나의 기준점을 포함하고 소폭부(4)와의 경계점에서 하나의 기준점과 광폭부(5)와의 경계점에서 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정한다.
소폭부(4)의 선단부(4a) 측에 설정되는 세개의 기준점은 선단부(4a)의 선단 끝에 제1기준점(11'), 제1기준점(11')에서 후단측으로 이격된 제2기준점(12'), 제2기준점(12')에서 후단측으로 이격된 제3기준점(13')을 포함한다.
또한, 광폭부(5)의 후단부(5a) 측에 설정되는 세개의 기준점은 후단부(5a)의 후단 끝에 제4기준점(14'), 제4기준점(14')에서 선단측으로 이격된 제5기준점(15), 제5기준점(15')에서 후단측으로 이격된 제6기준점(16')을 포함한다.
또한, 경계부(6)의 기준점은 중앙에 제7기준점(17'), 경계부(6)와 소폭부(4)의 경계점에서 제8기준점(18'), 경계부(6)와 광폭부(5)의 경계점에서 제9기준점(19')을 포함한다.
즉, 기준점 설정부(700)는 이폭의 날판을 제조하는 경우 9개의 기준점을 설정하는 것을 일 예로 하고, 제1기준점(11') 내지 제9기준점(19')은 소폭부(4)의 길이와 광폭부(5)의 길이비에 의해께에 따라 기설정될 수 있다.
고르기 압연두께 연산부(800)는 소폭부(4), 광폭부(5), 경계부(6)의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 3으로 계산한다.
[수학식 3]
소폭부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 소폭(mm)/ 슬래브(1)의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
광폭부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 광폭(mm)/슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
경계부(제7기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 소폭부 고르기 압연 종료 두께 + α(0.5~1.0)
또한, 고르기 압연두께 연산부(800)는 경계부(6)의 길이를 하기의 수학식 4로 계산하고 제어부(500)로 전달하여 경계부(6)의 길이가 하기의 수학식 4로 계산된 길이를 가지도록 제어압연될 수 있게 한다.
[수학식 4]
경계부 길이 = (날판에서 최종 소폭부의 길이/날판의 전체 길이)×고르기 압연 종료 시 슬래브의 길이
도 4를 참고하면 수학식 3로 계산된 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 이폭용 슬래브(3a)는 경계부(6)가 중앙에서 삼각형으로 돌출되게 형성되고 경계부(6)에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점(17')이 위치되고, 경계부(6)와 소폭부(4)의 경계에 제8기준점(18'), 경계부(6)와 광폭부(5)의 경계에 제9기준점(19')이 위치된다.
또한, 소폭부(4)의 선단부(4a)는 소폭부(4)보다 두께가 큰 형상을 가지고, 소폭부(4)와의 경계에 제3기준점(13')이 위치되고, 끝단의 제1기준점(11')과 제3기준점(13') 사이에 제2기준점(12')이 위치된다.
또한, 광폭부의 후단부(5a)는 광폭부(5)의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 광폭부(5)와의 경계에 제6기준점(16')이 위치되고, 끝단의 제4기준점(14')과 제6기준점(16') 사이에 제5기준점(15')이 위치된다.
도 2는 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치의 일 실시 예를 도시한 전체 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에서 비대칭 슬래브(1)를 고르기 압연한 슬래브, 최종 날판 제품의 일 예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 장치 및 다점 형상제어 압연 방법에서 비대칭 슬래브(1)를 고르기 압연한 슬래브, 최종 날판 제품의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 방법의 일 실시 예를 하기에서 상세히 설명한다.
한편, 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 방법은, 슬래브(1)의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브(1)의 폭을 측정하는 슬래브 폭 측정단계(S100), 가열된 슬래브(1)를 고르기 압연하는 고르기 압연단계(S200), 고르기 압연된 슬래브(1a)를 폭출 압연하는 폭출 압연단계(S300), 폭출 압연된 슬래브를 길이 내기 압연하는 길이 내기 압연단계(S400)를 포함한다.
슬래브 폭 측정단계(S100)는 슬래브 측정부(600)로 슬래브(1)의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브(1)의 폭을 측정하고, 슬래브(1)의 형상이 비대칭인지 확인한다.
슬래브(1)는 1100~1200℃의 온도로 가열된 후 고르기 압연단계(S200)로 압연되고, 고르기 압연단계(S200)로 고르기 압연된 후 폭출 압연단계(S300), 길이 내기 압연 단계를 통해 최종 기설계된 날판으로 제조된다.
고르기 압연 단계는 1 ~ 2패스로 슬래브(1)를 압연하여 제조되는 날판의 평탄을 조절하게 된다.
폭출 압연단계(S300)는 고르기 압연된 슬래브(1a)를 90도로 회전시켜 세운 상태로 2 ~ 6패스로 슬래브(1)를 압연하여 날판의 폭을 조절하게 된다. 즉, 슬래브(1)의 이동방향에 대해 90도로 회전되어 세워진 슬래브(1)를 수평 압연기로 가압하여 날판의 폭을 조절하는 것이다.
길이 내기 압연단계(S400)는 폭출 압연된 슬래브(1)를 반대방향으로 90도로 회전시켜 원래의 위치 즉, 고르기 압연 시 위치로 복귀한 후 6 ~ 16패스로 슬래브(1)를 압연하고, 날판의 기설정된 길이 및 두께로 저절한다. 길이내기 압연부(400)는 복수의 수직 압연기로 날판의 이폭을 선택적으로 조절할 수도 있어 이폭의 날판을 제조할 수도 있다.
고르기 압연단계(S200), 폭출 압연단계(S300), 길이 내기 압연단계(S400)는 공지의 형상 제어 압연이고, 형상 제어 압연은 공지의 기술로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
한편, 고르기 압연단계(S200)는 슬래브(1)의 길이 방향에서 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)에서 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230), 슬래브(1)의 길이 방향에서 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)에서 복수의 기준점에 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240), 슬래브(1)의 각 기준점에 대응되는 고르기 압연 종료 두께를 가지도록 고르기 압연하는 과정(S250)을 포함할 수 있다.
복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 슬래브(1)의 선단부(2a)에 복수의 기준점을 형성하고, 슬래브(1)의 중앙부(2c)에 기준점을 형성하고, 슬래브(1)의 후단부(2b)에 복수의 기준점을 형성한다.
복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 슬래브(1)의 중앙에 하나의 기준점, 슬래브(1)의 선단부(2a)에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점, 슬래브(1)의 후단부(2b)에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정한다.
슬래브(1)의 선단부(2a) 측에 설정되는 세개의 기준점은 선단부(2a)의 선단 끝에 제1기준점(11), 제1기준점(11)에서 후단측으로 이격된 제2기준점(12), 제2기준점(12)에서 후단측으로 이격된 제3기준점(13)을 포함한다.
또한, 슬래브(1)의 후단부(2b) 측에 설정되는 세개의 기준점은 후단부(2b)의 후단 끝에 제4기준점(14), 제4기준점(14)에서 선단측으로 이격된 제5기준점(15), 제5기준점(15)에서 후단측으로 이격된 제6기준점(16)을 포함한다.
또한, 슬래브(1)의 중앙부(2c)의 기준점은 제3기준점(13)과 제6기준점(16) 사이에 임의로 설정되는 제7기준점(17)을 포함한다.
즉, 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 슬래브(1)의 길이 방향으로 7개의 기준점을 설정하는 것을 일 예로 하고, 제1기준점(11) 내지 제7기준점(17)은 슬래브(1)의 길이, 폭, 두께 및 제조되는 날판의 길이, 폭, 두께에 따라 기설정된다.
한편, 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 5로 계산한다.
[수학식 5]
각 기준점의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/기준점의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
고르기 압연 종료 후 슬래브(1)는 제1기준점(11), 제2기준점(12), 제3기준점(13)을 포함하는 선단부(2a), 제4기준점(14), 제5기준점(15), 제6기준점(16)을 포함하는 후단부(2b), 제3기준점(13)과 제6기준점(16) 사이에서 제7기준점(17)을 포함하는 중앙부(2c)로 구분된다.
이에 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 6으로 계산한다.
[수학식 6]
선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
후단부제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부(5a)의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
폭출 압연단계(S300)로 압연 시 목표 날판폭(mm)/슬래브폭(mm) = 고르기 압연 종료 두께(mm)/폭출종료 두께(mm)가 된다.
이에 목표 날판폭(mm)과 폭출종료 두께(mm)는 길이방향으로 모두 일정하고 비대칭 형상을 가지는 슬래브(1)는 슬래브폭(mm)이 슬래브(1)의 길이방향으로 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)가 각각 다르기 때문에 고르기 압연 종료 두께가 길이방향으로 달라져야 한다.
이에 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 슬래브(1)의 선단부(2a), 중앙부(2c), 후단부(2b)에 복수의 기준점을 설정하고, 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 복수의 기준점에서의 고르기 압연 종료 두께를 상이하게 계산한다.
그리고, 고르기 압연하는 과정(S250)은 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)에서 전달받은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께로 슬래브(1)를 고르기 압연한다.
도 3을 참고하면 수학식 6으로 계산된 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 슬래브(1a)는 중앙부(2c)에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점(17)이 위치되고, 중앙부(2c)는 제7기준점(17)을 중심으로 선단부(2a)와 후단부(2b) 측으로 점차 두께가 작아지고, 선단부(2a)는 중앙부(2c)의 일단부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 중앙부(2c)와의 경계에 제3기준점(13)이 위치되고, 끝단의 제1기준점(11)과 제3기준점(13) 사이에 제2기준점(12)이 위치된다.
또한, 후단부(2b)는 중앙부(2c)의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 중앙부(2c)와의 경계에 제6기준점(16)이 위치되고, 끝단의 제4기준점(14)과 제6기준점(16) 사이에 제5기준점(15)이 위치된다.
한편, 고르기 압연 단계는 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230) 전에 제조되는 날판이 두께가 서로 다른 광폭부(5)와 소폭부(4)를 가지는 이폭 날판(21)인지 확인하는 과정(S210)과, 제조되는 날판이 이폭 날판(21)인 것이 확인되면 슬래브(1)를 광폭부(5), 소폭부(4), 광폭부(5)와 소폭부(4)의 경계인 경계부(6)로 구분하는 과정(S220)을 더 포함할 수 있다.
구분하는 과정(S220)은 슬래브(1)를 광폭부(5), 소폭부(4), 광폭부(5)와 소폭부(4)의 경계인 경계부(6)로 구분하되 소폭부(4)가 선단부(4a) 측에 위치되고, 광폭부(5)가 후단부(5a) 측에 위치되도록 구분한다. 이는 제조대상의 이폭 날편에 대해 기설정된 광폭부(5)의 폭과 길이, 소폭부(4)의 폭과 길이로 구분될 수 있다.
복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 제조되는 날판이 이폭 날판(21)인 경우 소폭부(4), 경계부(6), 광폭부(5)에 각각 기준점을 설정한다.
복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 소폭부(4)의 선단부(4a)에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점, 광폭부(5)의 후단부(5a)에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정하고, 경계부(6)의 중앙에 하나의 기준점을 포함하고 소폭부(4)와의 경계점에서 하나의 기준점과 광폭부(5)와의 경계점에서 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정한다.
소폭부(4)의 선단부(4a) 측에 설정되는 세개의 기준점은 선단부(4a)의 선단 끝에 제1기준점(11'), 제1기준점(11')에서 후단측으로 이격된 제2기준점(12'), 제2기준점(12')에서 후단측으로 이격된 제3기준점(13')을 포함한다.
또한, 광폭부(5)의 후단부(5a) 측에 설정되는 세개의 기준점은 후단부(5a)의 후단 끝에 제4기준점(14'), 제4기준점(14')에서 선단측으로 이격된 제5기준점(15'), 제5기준점(15')에서 후단측으로 이격된 제6기준점(16')을 포함한다.
또한, 경계부(6)의 기준점은 중앙에 제7기준점(17'), 경계부(6)와 소폭부(4)의 경계점에서 제8기준점(18'), 경계부(6)와 광폭부(5)의 경계점에서 제9기준점(19')을 포함한다.
즉, 기준점 설정부(700)는 이폭의 날판을 제조하는 경우 9개의 기준점을 설정하는 것을 일 예로 하고, 제1기준점(11') 내지 제9기준점(19')은 소폭부(4)의 길이와 광폭부(5)의 길이비에 의해께에 따라 기설정될 수 있다.
고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 소폭부(4), 광폭부(5), 경계부(6)의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 7로 계산한다.
[수학식 7]
소폭부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 소폭(mm)/ 슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
광폭부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 광폭(mm)/슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
경계부(제7기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 소폭부 고르기 압연 종료 두께 + α(0.5~1.0)
도 4를 참고하면 수학식 7로 계산된 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 이폭용 슬래브(3a)는 경계부(6)가 중앙에서 삼각형으로 돌출되게 형성되고 경계부(6)에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점(17)이 위치되고, 경계부(6)와 소폭부(4)의 경계에 제8기준점(18), 경계부(6)와 광폭부(5)의 경계에 제9기준점(19)이 위치된다.
또한, 소폭부(4)의 선단부(4a)는 소폭부(4)보다 두께가 큰 형상을 가지고, 소폭부(4)와의 경계에 제3기준점(13)이 위치되고, 끝단의 제1기준점(11)과 제3기준점(13) 사이에 제2기준점(12)이 위치된다.
또한, 광폭부의 후단부(5a)는 광폭부(5)의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 광폭부(5)와의 경계에 제6기준점(16)이 위치되고, 끝단의 제4기준점(14)과 제6기준점(16) 사이에 제5기준점(15)이 위치된다.
또한, 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 경계부(6)의 길이를 하기의 수학식 8로 계산하고 고르기 압연하는 과정(S250)에서 경계부(6)의 길이가 하기의 수학식 8로 계산된 길이를 가지도록 제어압연될 수 있게 한다.
[수학식 8]
경계부 길이 = (날판에서 최종 소폭부의 길이/날판의 전체 길이)×고르기 압연 종료 시 슬래브의 길이
또한, 이폭 날판(21) 제조 시 회수율 Save량 = (광폭부 - 소폭부)×(소폭부의 길이) × 안전율 임을 밝혀둔다.
안전율은 소폭과 광폭 부분의 경계지점에 대한 안전율로 경계부분이 폭출 및 길이 압연간 밀려 광폭길이가 짧아질 경우 길이부족 발생현상을 방지하기 위해 광폭부분에 길이 여유치와 경계부분 두께를 조금더 두껍게 하여 밀림현상에 의한 길이 부족을 방지 하기 위한 설정값임을 밝혀둔다.
또한, AGC의 속도를 고려하여 (광폭 - 소폭)/광폭 비율 2.5%이내 이고, 광폭부와 소폭부의 길이비는 0.2 ~ 0.8임을 밝혀둔다.
한편, 본 발명에 따른 다점 형상제어 압연 방법은 제조되는 날판이 이폭 날판(21)이고 슬래브(1)가 비대칭인 경우 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)과 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)을 반복하되, 첫번째 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 비대칭 슬래브(1)를 기준으로 하여 비대칭 슬래브 기준점을 복수로 설정하고, 첫번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 각 비대칭 슬래브 기준점에 대한 고르기 압연두께와 선단부(2a)와 후단부(2b)의 중앙부(2c) 대비 고르기 압연 종료 두께 편차를 계산하며, 두번째 복수의 기준점을 설정하는 과정(S230)은 이폭 날판(21)을 기준으로 이폭용 슬래브(3)의 기준점을 복수로 설정하고, 두번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 이폭용 슬래브(3)의 각 기준점에 대해 고르기 압연 종료 두께를 계산하고, 계산된 고르기 압연 종료 두께 중 소폭부(4)의 선단부(4a)의 고르기 압연 종료 두께에 비대칭 슬래브(1)의 선단부(2a)의 중앙부(2c) 대비 두께 편차를 더하고, 계산된 고르기 압연 종료 두께 중 광폭부(5)의 후단부(5a)의 고르기 압연 종료 두께에 비대칭 슬래브(1)의 후단부(2b)의 중앙부(2c) 대비 두께 편차를 더하여 계산하는 것을 일 예로 한다.
더 상세하게 설명하면 비대칭 슬래브(1)의 기준점은 선단부(2a)에 설정되는 제1기준점(11), 제2기준점(12), 제3기준점(13), 후단부(2b)에 설정되는 제4기준점(14), 제5기준점(15), 제6기준점(16), 중앙부(2c)에 설정되는 제7기준점(17)을 포함한다.
또한, 이폭용 슬래브(3)의 기준점은 소폭부(4)의 선단부(4a) 측에 설정되는 제1기준점(11'), 제2기준점(12'), 제3기준점(13'), 광폭부(5)의 후단부(5a) 측에 설정되는 제4기준점(14'), 제5기준점(15'), 제6기준점(16'), 경계부(6)에 설정되는 제7기준점(17'), 제8기준점(18'), 제9기준점(19')을 포함한다.
첫번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 비대칭 슬래브(1)의 선단부(2a)와 후단부(2b)의 중앙부(2c) 대비 고르기 압연종료 두께 편차를 각각 계산하고, 두번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정(S240)은 제1기준점(11) 내지 제9기준점(19)의 고르기 압연종료두께를 계산하되, 소폭부(4)의 선단부(4a)의 고르기 압연 두께에 선단부(2a)의 중앙부(2c) 대비 고르기 압연종료 두께 편차를 더하고, 광폭부(5)의 후단부(5a)의 고르기 압연 두께에 후단부(2b)의 중앙부(2c) 대비 고르기 압연종료 두께 편차를 더하여 계산한다.
각 기준점에서의 고르기 압연 종료 두께는 상기의 수학식 6 내지 수학식 8을 이용하는 것으로 중복 기재로 생략함을 밝혀둔다.
본 발명은 슬래브(1)의 길이방향 폭의 측정값을 이용하여 중앙 부위를 기준으로 선단부와 후단부의 폭출비를 상이하게 적용하여 날판 내 폭편차를 최소화하여 날판의 품질을 향상시키고, 불량률을 최소화하며, 비대칭 슬래브를 활용할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명은 날판 내 목표 대상의 큰폭과 목표 대상의 작은 폭을 각각의 폭 기준으로 폭출비를 상이하게 적용하여 절단 로스를 최소화하여 기준 회수율을 향상시킴으로써 제조원가를 크게 절감할 수 있고, 수익을 극대화한다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
1 : 슬래브 2 : 날판
2a : 선단부 2b : 후단부
2c : 중앙부 4 : 소폭부
4a : 선단부 5 : 광폭부
6 : 경계부
100 : 가열로 200 : 고르기 압연부
300 : 폭출 압연부 400 : 길이내기 압연부
500 : 제어부 600 : 슬래브 측정부
700 : 기준점 설정부 800 : 고르기 압연두께 연산부
S100 : 슬래브 폭 측정단계
S200 : 고르기 압연단계
S300 : 폭출 압연단계
S400 : 길이 내기 압연단계

Claims (17)

  1. 슬래브를 가열하는 가열로;
    가열된 슬래브를 고르기 압연하는 고르기 압연부;
    고르기 압연된 슬래브를 폭출 압연하는 폭출 압연부;
    폭출 압연된 슬래브를 길이 내기 압연하는 길이내기 압연부;
    고르기 압연부, 폭출 압연부, 길이내기 압연부의 작동을 제어하는 제어부;
    가열로에 장입 전 슬래브의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브의 폭을 측정하는 슬래브 측정부;
    슬래브의 길이 방향에서 선단부, 중앙부, 후단부에서 복수의 기준점을 설정하는 기준점 설정부; 및
    각 기준점에서 고르기 압연 종료 두께를 연산하는 고르기 압연두께 연산부를 포함하고,
    상기 제어부는 고르기 압연두께 연산부로 전달받은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께로 슬래브가 압연되도록 고르기 압연부를 제어하며,
    상기 기준점 설정부는 제조되는 날판이 두께가 서로 다른 광폭부와 소폭부를 가지는 이폭 날판인 경우 슬래브를 광폭부, 소폭부, 광폭부와 소폭부의 경계인 경계부로 구분하되 상기 소폭부가 선단부 측에 위치되고, 상기 광폭부가 후단부 측에 위치되도록 구분하고, 상기 소폭부, 상기 경계부, 상기 광폭부에 각각 기준점을 설정하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고르기 압연두께 연산부는 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 1로 계산하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
    [수학식 1]
    각 기준점의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/기준점의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준점 설정부는 슬래브의 중앙에 하나의 기준점, 슬래브의 선단부에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 이격된 세개의 기준점, 슬래브의 후단부에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 이격된 세개의 기준점을 설정하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    고르기 압연 종료 후 슬래브는 제1기준점, 제2기준점, 제3기준점을 포함하는 선단부, 제4기준점, 제5기준점, 제6기준점을 포함하는 후단부, 제3기준점과 제6기준점 사이에서 제7기준점을 포함하는 중앙부로 구분되고,
    상기 고르기 압연두께 연산부는 상기 선단부, 상기 중앙부, 상기 후단부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 2로 계산하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
    [수학식 2]
    선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 슬래브는 상기 중앙부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 중앙부는 제7기준점을 중심으로 선단부와 후단부 측으로 점차 두께가 작아지고, 상기 선단부는 상기 중앙부의 일단부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 중앙부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되며, 상기 후단부는 중앙부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 상기 중앙부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치되는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준점 설정부는 소폭부의 선단부에 선단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점, 상기 광폭부의 후단부에 후단 끝에 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정하고, 상기 경계부의 중앙에 하나의 기준점을 포함하고 소폭부와의 경계점에서 하나의 기준점과 광폭부와의 경계점에서 하나의 기준점을 포함한 세개의 기준점을 설정하며,
    상기 소폭부의 선단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 선단부의 선단 끝에 제1기준점, 상기 제1기준점에서 후단측으로 이격된 제2기준점, 상기 제2기준점에서 후단측으로 이격된 제3기준점을 포함하며,
    상기 광폭부의 후단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 후단부의 후단 끝에 제4기준점, 상기 제4기준점에서 선단측으로 이격된 제5기준점, 상기 제5기준점에서 후단측으로 이격된 제6기준점을 포함하며,
    상기 경계부의 기준점은 중앙에 제7기준점, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계점에서 제8기준점, 상기 경계부와 상기 광폭부의 경계점에서 제9기준점을 포함하며,
    상기 고르기 압연두께 연산부는 상기 소폭부, 상기 광폭부, 상기 경계부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 3으로 계산하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
    [수학식 3]
    소폭부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 소폭(mm)/ 슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    광폭부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 광폭(mm)/슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    경계부(제7기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 소폭부 고르기 압연 종료 두께 + α(0.5~1.0)
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 이폭용 슬래브는 상기 경계부가 중앙에서 삼각형으로 돌출되게 형성되고 상기 경계부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계에 제8기준점, 경계부와 광폭부의 경계에 제9기준점이 위치되며, 상기 소폭부의 선단부는 소폭부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 소폭부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되며,
    상기 광폭부의 후단부는 상기 광폭부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 상기 광폭부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치되는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 장치.
  9. 슬래브의 길이와 길이 방향에 대한 슬래브의 폭을 측정하는 슬래브 폭 측정단계;
    가열된 슬래브를 고르기 압연하는 고르기 압연단계;
    고르기 압연된 슬래브를 폭출 압연하는 폭출 압연단계; 및
    폭출 압연된 슬래브를 길이 내기 압연하는 길이 내기 압연단계를 포함하며,
    상기 고르기 압연단계는,
    복수의 기준점을 설정하는 과정 전에 제조되는 날판이 두께가 서로 다른 광폭부와 소폭부를 가지는 이폭 날판인지 확인하는 과정;
    제조되는 날판이 이폭 날판인 것이 확인되면 슬래브를 광폭부, 소폭부, 광폭부와 소폭부의 경계인 경계부로 구분하되 소폭부가 선단부 측에 위치되고, 광폭부가 후단부 측에 위치되도록 구분하는 과정;
    상기 소폭부, 상기 경계부, 상기 광폭부에 각각 기준점을 설정하여 슬래브의 길이 방향에서 선단부, 중앙부, 후단부에서 복수의 기준점을 설정하는 과정;
    상기 슬래브의 길이 방향에서 선단부, 중앙부, 후단부에서 복수의 기준점에 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정; 및
    상기 슬래브의 각 기준점에 대응되는 압연 종료 두께를 가지도록 고르기 압연하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 각 기준점의 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 5로 계산하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
    [수학식 5]
    각 기준점의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/기준점의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 기준점을 설정하는 과정은 상기 슬래브의 선단부에 복수의 기준점을 형성하고, 상기 슬래브의 중앙부에 기준점을 형성하고, 상기 슬래브의 후단부에 복수의 기준점을 형성하며,
    고르기 압연 종료 후 슬래브는 제1기준점, 제2기준점, 제3기준점을 포함하는 선단부, 제4기준점, 제5기준점, 제6기준점을 포함하는 후단부, 제3기준점과 제6기준점 사이에서 제7기준점을 포함하는 중앙부로 구분되며,
    상기 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 상기 선단부, 상기 중앙부, 상기 후단부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 6으로 계산하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
    [수학식 6]
    선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 슬래브는 상기 중앙부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 중앙부는 제7기준점을 중심으로 상기 선단부와 상기 후단부 측으로 점차 두께가 작아지고, 상기 선단부는 상기 중앙부의 일단부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 중앙부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되며, 상기 후단부는 상기 중앙부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 상기 중앙부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치되는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 소폭부의 선단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 선단부의 선단 끝에 제1기준점, 상기 제1기준점에서 후단측으로 이격된 제2기준점, 상기 제2기준점에서 후단측으로 이격된 제3기준점을 포함하고,
    상기 광폭부의 후단부 측에 설정되는 세개의 기준점은 상기 후단부의 후단 끝에 제4기준점, 상기 제4기준점에서 선단측으로 이격된 제5기준점, 제5기준점에서 후단측으로 이격된 제6기준점을 포함하며,
    상기 경계부의 기준점은 중앙에 제7기준점, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계점에서 제8기준점, 상기 경계부와 상기 광폭부의 경계점에서 제9기준점을 포함하며,
    상기 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 상기 소폭부, 상기 광폭부, 상기 경계부의 각 고르기 압연 종료 두께를 하기의 수학식 7로 계산하는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
    [수학식 7]
    소폭부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 소폭(mm)/ 슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    광폭부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판의 광폭(mm)/슬래브의 중앙부분 폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    경계부(제7기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 소폭부 고르기 압연 종료 두께 + α(0.5~1.0)
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 고르기 압연 종료 두께로 고르기 압연된 이폭용 슬래브는 상기 경계부가 중앙에서 삼각형으로 돌출되게 형성되고 상기 경계부에서 제일 두께가 두꺼운 위치에 제7기준점이 위치되고, 상기 경계부와 상기 소폭부의 경계에 제8기준점, 상기 경계부와 상기 광폭부의 경계에 제9기준점이 위치되며,
    상기 소폭부의 선단부는 소폭부보다 두께가 큰 형상을 가지고, 상기 소폭부와의 경계에 제3기준점이 위치되고, 끝단의 제1기준점과 제3기준점 사이에 제2기준점이 위치되고,
    상기 광폭부의 후단부는 상기 광폭부의 타단부보다 두께가 큰 형상을 가지고 광폭부와의 경계에 제6기준점이 위치되고, 끝단의 제4기준점과 제6기준점 사이에 제5기준점이 위치되는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    날판이 이폭 날판이고 슬래브가 비대칭인 경우 복수의 기준점을 설정하는 과정과 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정을 반복하되, 첫번째 복수의 기준점을 설정하는 과정은 비대칭 슬래브를 기준으로 하여 비대칭 슬래브 기준점을 복수로 설정하고, 첫번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 각 비대칭 슬래브 기준점에 대한 고르기 압연두께와 선단부와 후단부의 중앙부 대비 고르기 압연 종료 두께 편차를 계산하며, 두번째 복수의 기준점을 설정하는 과정은 이폭 날판을 기준으로 이폭용 슬래브 기준점을 복수로 설정하고, 두번째 고르기 압연 종료 두께를 계산하는 과정은 이폭용 슬래브의 각 기준점에 대해 고르기 압연 종료 두께를 계산하고, 계산된 고르기 압연 종료 두께 중 선단부의 고르기 압연 종료 두께에 비대칭 슬래브의 선단부의 중앙부 대비 두께 편차를 더하고, 계산된 고르기 압연 종료 두께 중 후단부의 고르기 압연 종료 두께에 비대칭 슬래브의 후단부의 중앙부 대비 두께 편차를 더하여 계산하되,
    상기 비대칭 슬래브의 선단부, 중앙부, 후단부의 고르기 압연 종료 두께는 하기의 수학식 6으로 계산되는 것을 특징으로 하는 다점 형상제어 압연 방법.
    [수학식 6]
    선단부(제1기준점, 제2기준점, 제3기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/선단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    중앙부(제4기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/중앙부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
    후단부(제4기준점, 제5기준점, 제6기준점)의 고르기 압연 종료 두께(mm) = 목표 날판폭(mm)/후단부의 슬래브폭(mm) × 폭출압연종료 두께(mm)
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