KR101989229B1 - 강판의 압연 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판의 압연 제어장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 강판의 압연 제어장치는, 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 진입하는 강판의 측면변위를 측정하는 변위센서; 변위센서에서 측면변위를 측정하는 강판의 에지부에 송풍하여 압연유를 제거하는 제트팬; 스탠드의 롤갭을 조절하는 롤갭 구동부; 및 제트팬을 가동시킨 후 강판의 에지부에서 측정된 측면변위를 변위센서로부터 입력받아 에지크랙의 발생 상태를 검출하여 에지크랙의 위치를 측정하고, 에지크랙의 위치를 트래킹하여 에지크랙의 위치에 따라 전방 스탠드의 롤갭 구동부를 구동시켜 갭 점핑을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강판의 압연 제어장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ROLLING OF STRIP AND METHOD THEREOF}

본 발명은 강판의 압연 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 레이저 변위센서를 통해 에지크랙을 검출한 후 에지크랙의 위치정보를 기반으로 전방 스탠드에서 갭 점핑으로 에지크랙이 발생된 부위를 회피함으로써 에지크랙으로 인한 판 파단을 방지할 수 있도록 하는 강판의 압연 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉간압연은 두꺼운 슬라브나 판재를 그 보다 얇은 판재(또는 선재)로 가공하는 공정을 말한다.

냉간 압연 공정에서는 두꺼운 소재를 상하로 형성된 한 쌍 또는 그 이상의 압연 롤 사이로 통과시키면서 압연 롤이 소재에 대해 상부와 하부로 작용하는 변형력을 가함으로써 소재의 두께가 감소되도록 한다.

이와 같이 판재 중 압연 롤과 직접 접촉하는 면의 중앙부에는 압연 롤의 압하력에 의해 상하 압축 응력이 집중적으로 작용하게 됨에 따라 중앙부에 있던 소재가 에지 쪽으로 밀려나가는 변형이 개시된다.

그런데, 에지는 상하 롤에 의해 압축 응력만 받는 것이 아니라 변형에 의해 에지쪽으로 밀려난 소재끼리의 간섭에 의해 복잡한 응력 상태가 존재하게 되고, 그에 따라 압연 중 크랙이 매우 용이하게 발생하기 쉬운 조건하에 놓이게 된다.

특히, 이러한 현상은 전기강판이나 고장력강과 같은 취성이 강한 원소에서 더욱 잘 일어나게 되는데, 한번 크랙이 발생하면 크랙이 응력 집중부로 작용하여 초기의 크랙 발생 부위를 시초로 하여 크랙이 소재 내측으로 계속 전파되어 나가는 소위 크랙 전파 현상이 일어나게 되고, 종국에는 판재가 파단되는 판 파단이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1417044호(2014.08.06. 공고, 코일의 엣지 크랙 측정 장치 및 방법)에 개시되어 있다.

일 측면에 따른 본 발명의 목적은 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 레이저 변위센서를 통해 에지크랙을 검출한 후 에지크랙의 위치정보를 기반으로 전방 스탠드에서 갭 점핑으로 에지크랙이 발생된 부위를 회피함으로써 에지크랙으로 인한 판 파단을 방지할 수 있도록 하는 강판의 압연 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 강판의 압연 제어장치는, 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 진입하는 강판의 측면변위를 측정하는 변위센서; 변위센서에서 측면변위를 측정하는 강판의 에지부에 송풍하여 압연유를 제거하는 제트팬; 스탠드의 롤갭을 조절하는 롤갭 구동부; 및 제트팬을 가동시킨 후 강판의 에지부에서 측정된 측면변위를 변위센서로부터 입력받아 에지크랙의 발생 상태를 검출하여 에지크랙 위치를 측정하고, 에지크랙의 위치를 트래킹하여 에지크랙의 위치에 따라 전방 스탠드의 롤갭 구동부를 구동시켜 갭 점핑을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강판의 폭에 따라 폭방향으로 변위센서의 위치를 이동시키는 변위센서 구동부와, 강판의 폭에 따라 폭방향으로 제트팬의 위치를 이동시키는 제트팬 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 변위센서와 제트팬은, 스탠드의 워크 사이드와 드라이브 사이드에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는. 측정된 에지크랙의 위치를 상위제어장치에 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 강판의 압연 제어방법은, 제어부가 변위센서와 제트팬을 가동시켜 연속 냉간압연기의 각 스탠드의 전방에서 측정한 강판의 측면변위를 입력받는 단계; 제어부가 측면변위의 변화에 기초하여 에지크랙의 발생 상태를 검출하는 단계; 제어부가 에지크랙의 발생 상태를 검출하여 에지크랙이 발생되면 에지크랙의 위치를 트래킹 계산하는 단계; 및 제어부가 트래킹된 에지크랙의 위치에 따라 후방 스탠드의 롤갭 구동부를 구동시켜 갭 점핑을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어부가 강판의 폭에 따라 변위센서 구동부와 제트팬 구동부를 작동시켜 폭방향으로 변위센서와 제트팬의 위치를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 변위센서와 제트팬은, 스탠드의 워크 사이드와 드라이브 사이드에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어부가 에지크랙의 위치를 상위제어장치에 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 강판의 압연 제어장치 및 그 방법은 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 레이저 변위센서를 통해 에지크랙을 검출한 후 에지크랙의 위치정보를 기반으로 전방 스탠드에서 갭 점핑으로 에지크랙이 발생된 부위를 회피함으로써 에지크랙으로 인한 판 파단을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치를 설치상태를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치에서 에지크랙의 검출상태를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치에서 측정되는 강판의 측면변위를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치가 적용되는 연속 냉간압연기를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치에서 롤갭 구동부의 구동상태를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 강판의 압연 제어장치 및 그 방법을 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 강판의 압연 제어장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치를 설치상태를 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치에서 에지크랙의 검출상태를 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치에서 측정되는 강판의 측면변위를 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치가 적용되는 연속 냉간압연기를 나타낸 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치에서 롤갭 구동부의 구동상태를 나타낸 구성도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 강판의 압연 제어장치는, 변위센서(10), 제트팬(20), 롤갭 구동부(60) 및 제어부(30)를 비롯하여 변위센서 구동부(40) 및 제트팬 구동부(50)를 포함할 수 있다.

변위센서(10)는 연속 냉간압연기(미도시)의 각 스탠드(80) 후방에서 각 스탠드(80)의 워크 사이드와 드라이브 사이드에 각각 제1 변위센서(12)와 제2 변위센서(14)가 설치되어 진입하는 강판(100)의 측면변위를 측정하여 제어부(30)에 제공한다.

제트팬(20)은 변위센서(10)에서 측면변위를 측정하는 강판(100)의 에지부에 송풍하여 압연유(90)를 제거하기 위해 각 스탠드(80) 후방에서 각 스탠드(80)의 워크 사이드(W/S)와 드라이브 사이드(D/S)에 각각 제1 제트팬(22)과 제2 제트팬(24)이 설치되어 진입하는 강판(100)의 에지부의 압연유(90)를 제거한다.

도 3에 도시된 바와 같이 강판(100)의 측면에서 변위센서(10)를 통해 측면변위를 측정하고, 이때 제트팬(20)을 구동시켜 강판(100)의 에지부에 도포된 압연유(90)를 제거하여 에지크랙(110)의 상태를 검출할 수 있다.

롤갭 구동부(60)는 연속 냉간압연기의 각 스탠드(80)의 롤갭을 조절하여 압연 두께를 제어한다.

변위센서 구동부(40)는 강판(100)의 폭에 따라 폭방향으로 제1 변위센서(12)와 제2 변위센서(14)의 위치를 이동시켜 강판(100)의 에지부와 설정된 거리에서 측면변위를 측정할 수 있도록 한다.

제트팬 구동부(50)는 강판(100)의 폭에 따라 폭방향으로 제1 제트팬(22)과 제2 제트팬(24)의 위치를 이동시켜 에지크랙(110)을 검출하기 위한 강판(100)의 에지부의 압연유(90)를 제거할 수 있도록 한다.

제어부(30)는 제트팬(20)을 가동시킨 후 강판(100)의 에지부에서 측정된 측면변위를 변위센서(10)로부터 입력받아 에지크랙(110)의 발생 상태를 검출하여 에지크랙(110)의 위치를 측정하고, 에지크랙(110)의 위치를 트래킹하여 에지크랙(110)의 위치에 따라 전방 스탠드(80)의 롤갭 구동부(60)를 구동시켜 갭 점핑을 수행한다.

도 4에 도시된 바와 같이 워크사이드의 제1 변위센서(12)와 드라이브 사이드의 제2 변위센서(14)로부터 입력되는 측면변위를 살펴보면 측면과 일정한 거리를 유지하다 에지크랙(110)이 발생된 위치에서는 피크가 발생되는 것을 알 수 있다.

따라서 측면변위의 변화에 기초하여 피크가 발생되는 지점을 에지크랙(110)이 발생된 위치로 검출하고 에지크랙(110)의 위치를 측정할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 연속 냉간압연기에서 각 스탠드(80)의 후방에서 변위센서(10)를 통해 에지크랙(110)이 발생 상태를 검출하여 에지크랙(110)이 검출될 경우, 제어부(30)는 에지크랙(110)의 위치를 트래킹하여 에지크랙(110)의 위치가 전방 스탠드(80)에 진입하는 시점에 맞추어 전방 스탠드(80)의 롤갭 구동부(60)를 구동시켜 갭 점핑을 수행함으로써 에지크랙(110)이 발생된 부분에서는 압연이 이루어지지 않도록 회피하여 압연 중 판 파단의 발생을 억제할 수 있다.

즉, 갭 점핑은 도 6에 도시된 바와 같이 강판(100)이 압연방향에 따라 진행할 때 에지크랙(110)이 발생된 위치를 트래킹 계산하여 갭을 오픈한 후 클로즈 함으로써 에지크랙(110)이 발생된 부분에서는 압연을 회피하여 크랙 전파를 최소화하여 판 파단의 발생을 억제한다.

또한 제어부(30)는 측정된 에지크랙(110)의 위치를 상위제어장치(70)에 출력하여 차공정에서 에지크랙(110)의 부위를 절사하여 판 파단을 회피하도록 할 수 있다.

예를 들어, 도 5에 도시된 연속 냉간압연기의 마지막 스탠드(80)의 전방에 위치한 변위센서(10)에서 검출된 에지크랙(110)의 위치를 상위제어장치(70)로 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 강판의 압연 제어장치에 따르면, 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 레이저 변위센서를 통해 에지크랙을 검출한 후 에지크랙의 위치정보를 기반으로 전방 스탠드에서 갭 점핑으로 에지크랙이 발생된 부위를 회피함으로써 에지크랙으로 인한 판 파단을 방지할 수 있어 비가동 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 압연 제어방법에서는 먼저, 제어부(30)가 연속 냉간압연기에서 압연되는 강판(100)의 폭에 따라 변위센서 구동부(40)와 제트팬 구동부(50)를 작동시켜 폭방향으로 변위센서(10)와 제트팬(20)의 위치를 이동시킬 수 있다.

이후 제어부(30)가 변위센서(10)와 제트팬(20)을 가동시켜 강판(100)의 에지부에 도포된 압연유(90)를 제거하고, 강판(100)의 측면에서 변위센서(10)를 통해 측면변위를 측정한다(S10).

제어부(30)는 연속 냉간압연기의 각 스탠드(80) 후방에서 변위센서(10)를 통해 측정되는 측면변위를 입력받는다(S20).

S20 단계에서 입력된 측면변위의 변화에 기초하여 제어부(300는 에지크랙(110)의 발생 상태를 검출한다(S30).

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 측면변위가 갑작스럽게 변하는 피크가 발생할 경우 에지크랙(110)이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

S30 단계에서 에지크랙(110)의 발생 상태를 검출하여 에지크랙(110)이 발생되지 않은 경우, 제어부(30)는 정상적인 압연을 진행하고 수행하고 종료한다.

반면 S30 단계에서 에지크랙(110)의 발생 상태를 검출하여 에지크랙(110)이 발생된 경우, 제어부(30)는 에지크랙(110)의 발생 상태를 검출하여 에지크랙(110)이 발생되면 에지크랙(110)의 위치를 트래킹 계산한다(S40).

S40 단계에서 에지크랙(110)의 위치를 트래킹 계산한 후, 제어부(30)는 에지크랙(110)이 검출된 위치에 따라 후방 스탠드(80)의 롤갭 구동부(60)를 구동시켜 갭 점핑을 수행한다(S50).

도 5에 도시된 바와 같이 연속 냉간압연기에서 각 스탠드(80)의 후방에서 변위센서(10)를 통해 에지크랙(110)의 발생 상태를 검출하여 에지크랙(110)이 검출될 경우, 제어부(30)는 에지크랙(110)의 위치를 트래킹하여 에지크랙(110)의 위치가 전방 스탠드(80) 진입하는 시점에 맞추어 전방 스탠드(80)의 롤갭 구동부(60)를 구동시켜 갭 점핑을 수행함으로써 에지크랙(110)이 발생된 부분에서는 압연이 이루어지지 않도록 회피하여 압연 중 판 파단의 발생을 억제할 수 있다.

또한 제어부(30)는 측정된 에지크랙(110)의 위치를 상위제어장치(70)에 출력하여 차공정에서 에지크랙(110)의 부위를 절사하여 판 파단을 회피하도록 할 수 있다.

예를 들어, 도 5에 도시된 연속 냉간압연기의 마지막 스탠드(80)의 전방에 위치한 변위센서(10)에서 검출된 에지크랙(110)의 위치를 상위제어장치(70)로 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 강판의 압연 제어방법에 따르면, 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 레이저 변위센서를 통해 에지크랙을 검출한 후 에지크랙의 위치정보를 기반으로 전방 스탠드에서 갭 점핑으로 에지크랙이 발생된 부위를 회피함으로써 에지크랙으로 인한 판 파단을 방지할 수 있어 비가동 시간을 줄여 생산성을 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 : 변위센서 12 : 제1 변위센서
14 : 제2 변위센서 20 : 제트팬
22 : 제1 제트팬 24 : 제2 제트팬
30 : 제어부 40 : 변위센서 구동부
50 : 제트팬 구동부 60 : 롤갭 구동부
70 : 상위제어장치

Claims (8)

1. 연속 냉간압연기의 각 스탠드 후방에서 진입하는 강판의 측면변위를 측정하는 변위센서;
   상기 변위센서에서 상기 측면변위를 측정하는 상기 강판의 에지부에 송풍하여 압연유를 제거하는 제트팬;
   상기 스탠드의 롤갭을 조절하는 롤갭 구동부; 및
   상기 제트팬을 가동시킨 후 상기 강판의 상기 에지부에서 측정된 상기 측면변위를 상기 변위센서로부터 입력받아 에지크랙의 발생 상태를 검출하여 상기 에지크랙의 위치를 측정하고, 상기 에지크랙의 위치를 트래킹하여 상기 에지크랙의 위치에 따라 전방 상기 스탠드의 상기 롤갭 구동부를 구동시켜 갭 점핑을 수행하는 제어부;를 포함하되,
   상기 강판의 폭에 따라 폭방향으로 상기 변위센서의 위치를 이동시키는 변위센서 구동부와,
   상기 강판의 폭에 따라 폭방향으로 상기 제트팬의 위치를 이동시키는 제트팬 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 압연 제어장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 변위센서와 상기 제트팬은, 상기 스탠드의 워크 사이드와 드라이브 사이드에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 강판의 압연 제어장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는. 측정된 상기 에지크랙의 위치를 상위제어장치에 출력하는 것을 특징으로 하는 강판의 압연 제어장치.
   
5. 제어부가 변위센서와 제트팬을 가동시켜 연속 냉간압연기의 각 스탠드의 전방에서 측정한 강판의 측면변위를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 상기 측면변위의 변화에 기초하여 에지크랙의 발생 상태를 검출하는 단계;
   상기 제어부가 상기 에지크랙의 발생 상태를 검출하여 상기 에지크랙이 발생되면 에지크랙의 위치를 트래킹 계산하는 단계; 및
   상기 제어부가 트래킹된 상기 에지크랙의 위치에 따라 후방 스탠드의 롤갭 구동부를 구동시켜 갭 점핑을 수행하는 단계;를 포함하되,
   상기 제어부가 상기 강판의 폭에 따라 변위센서 구동부와 제트팬 구동부를 작동시켜 폭방향으로 상기 변위센서와 상기 제트팬의 위치를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 압연 제어방법.
   
6. 삭제
7. 제 5항에 있어서, 상기 변위센서와 상기 제트팬은, 스탠드의 워크 사이드와 드라이브 사이드에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 강판의 압연 제어방법.
   
8. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가 상기 에지크랙의 위치를 상위제어장치에 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판의 압연 제어방법.

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