KR102002237B1 - 압연재의 판 폭 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

압연재의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있는 판 폭 제어 장치를 제공한다. 압연재의 판 폭 제어 장치는, 수직 압연기에 의해 압연재의 폭 방향으로 압연재를 압연하고 수평 압연기에 의해 압연재의 두께 방향으로 압연재를 압연하는 압연 시스템에 있어서, 상기 수직 압연기에 의한 압연재에 대한 압연 하중의 편차량에 기초하여 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값을 연산하고, 상기 수직 압연기의 토크에 기초하여 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때의 압연재의 폭 확대량의 추정값을 연산하는 연산부와, 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값에 기초하여 압연재의 폭 편차량이 없어지도록 상기 수직 압연기의 갭양을 제어하고, 상기 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때, 압연재의 폭 확대량의 추정값에 기초하여 상기 수직 압연기의 갭양을 보상하는 제어부를 구비하였다.

Description

압연재의 판 폭 제어 장치
본 발명은 압연재의 판 폭 제어 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은 압연재의 판 폭 제어 장치를 개시한다. 당해 판 폭 제어 장치는, 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값에 기초하여 압연재의 폭 편차량이 없어지도록 수직 압연기의 갭양을 제어한다.
일본 특허 공개 평8-300024호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 것은, 압연재의 선단이 수평 압연기에 물려 들어갈 때 발생하는 압연재의 폭 확대에 대응하고 있지 않다. 이 때문에, 압연재의 선단이 수평 압연기에 물려 들어갈 때, 압연재는, 수직 압연기와 수평 압연기의 사이에서 압축된다. 그 결과, 압연재의 폭이 넓어진다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 압연재의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있는 판 폭 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 압연재의 판 폭 제어 장치는, 수직 압연기에 의해 압연재의 폭 방향으로 압연재를 압연하고 수평 압연기에 의해 압연재의 두께 방향으로 압연재를 압연하는 압연 시스템에 있어서, 상기 수직 압연기에 의한 압연재에 대한 압연 하중의 편차량에 기초하여 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값을 연산하고, 상기 수직 압연기의 토크에 기초하여 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때의 압연재의 폭 확대량의 추정값을 연산하는 연산부와, 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값에 기초하여 압연재의 폭 편차량이 없어지도록 상기 수직 압연기의 갭양을 제어하고, 상기 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때, 압연재의 폭 확대량의 추정값에 기초하여 상기 수직 압연기의 갭양을 보상하는 제어부를 구비하였다.
본 발명에 관한 압연재의 판 폭 제어 장치는, 수직 압연기에 의해 압연재의 폭 방향으로 압연재를 압연하고 수평 압연기에 의해 압연재의 두께 방향으로 압연재를 압연하는 압연 시스템에 있어서, 상기 수직 압연기에 의한 압연재에 대한 압연 하중의 편차량에 기초하여 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값을 연산하고, 상기 수직 압연기와 상기 수평 압연기에 대응한 계산 모델에 기초하여 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때의 압연재의 폭 확대량의 추정값을 연산하는 연산부와, 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값에 기초하여 압연재의 폭 편차량이 없어지도록 상기 수직 압연기의 갭양을 제어하고, 상기 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때, 압연재의 폭 확대량의 추정값에 기초하여 상기 수직 압연기의 갭양을 보상하는 제어부를 구비하였다.
이들 발명에 의하면, 압연재의 선단이 수평 압연기에 물려 들어갈 때, 수직 압연기의 갭양은, 압연재의 폭 확대량의 추정값에 기초하여 보상된다. 이 때문에, 압연재의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 압연재의 판 폭 제어 장치가 적용된 압연 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 압연재의 판 폭 제어 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 압연재의 판 폭 제어 장치에 압연재의 판 폭의 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 첨부한 도면에 따라 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일하거나 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호가 부여된다. 당해 부분의 중복 설명은 적절하게 간략화 내지 생략한다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 압연재의 판 폭 제어 장치가 적용된 압연 시스템의 구성도이다.
도 1의 열간 압연 시스템에 있어서, 조압연기(1)는 수직 압연기(2)와 수평 압연기(3)를 구비한다. 수직 압연기(2)는 조압연기(1)의 상류측에 설치된다. 수평 압연기(3)는 조압연기(1)의 하류측에 설치된다.
온도계(4)는 조압연기(1)보다도 상류측에 설치된다. 폭계(5)는 조압연기(1)보다도 하류측에 설치된다. 드라이브 장치(6)는 수직 압연기(2)에 설치된다. 로드셀(7)은 수직 압연기(2)에 설치된다.
판 폭 제어 장치(8)는 연산부(8a)와 제어부(8b)를 구비한다. 연산부(8a)의 입력부는, 온도계(4)의 출력부와 폭계(5)의 출력부와 드라이브 장치(6)의 출력부와 로드셀(7)의 출력부에 접속된다. 제어부(8b)의 입력부는, 연산부(8a)의 출력부에 접속된다. 제어부(8b)의 출력부는, 수직 압연기(2)의 액추에이터(도시하지 않음)의 입력부에 접속된다.
압연 시스템에 있어서, 압연재(9)는 상류측으로부터 하류측을 향해 반송된다. 온도계(4)는 압연재(9)의 온도를 계측한다. 수직 압연기(2)는 압연재(9)의 폭 방향으로 압연재(9)를 압연한다. 로드셀(7)은 압연재에 대한 압연 하중을 계측한다.
연산 장치에 있어서, 연산부(8a)는 온도계(4)의 계측값에 기초하여 압연재(9)의 온도 변화량을 연산한다. 연산부(8a)는 로드셀(7)의 계측값에 기초하여 압연재(9)에 대한 압연 하중의 편차량을 연산한다. 연산부(8a)는 압연재(9)의 온도 변화량과 압연재(9)에 대한 압연 하중의 편차량에 기초하여 압연재(9)의 폭 편차량의 추정값을 연산한다. 제어부(8b)는 연산부(8a)에 의해 연산된 압연재(9)의 폭 편차량의 추정값에 기초하여 수직 압연기(2)의 갭양을 제어한다.
압연재(9)의 선단이 수평 압연기(3)에 물려 들어갈 때, 압연재(9)의 속도는, 수평 압연기(3)의 속도보다도 빨라진다. 그 결과, 수평 압연기(3)에서의 압연재(9)의 물림 불량이 억제된다. 예를 들어, 압연재(9)의 슬립이 억제된다.
이때, 연산 장치에 있어서, 연산부(8a)는 드라이브 장치(6)로부터의 피드백에 의해 얻어진 값에 기초하여 수직 압연기(2)의 토크 값을 연산한다. 예를 들어, 연산부(8a)는 드라이브 장치(6)에 흐르는 전류에 기초하여 수직 압연기(2)의 토크 값을 연산한다. 연산부(8a)는 수직 압연기(2)의 토크 값에 기초하여 압연재(9)의 선단이 수평 압연기(3)에 물려 들어갈 때의 압연재(9)의 판 폭의 확대량의 추정값 A(㎜)를 연산한다. 예를 들어, 추정값 A는, 다음 (1) 식으로 연산된다.
A=ET/EG/ER/(t·w)/E·ν·{(M+Q)/M}·w·G (1)
단, ET는, 수직 압연기(2)의 토크(N·m)이다. EG는, 수직 압연기(2)의 기어비이다. ER은, 수직 압연기(2)의 롤 반경(m)이다. t는, 압연재(9)의 두께(㎜)이다. w는, 압연재(9)의 폭(㎜)이다. E는, 압연재(9)의 영률(N/㎟)이다. ν는, 압연재(9)의 포와송비이다. M은, 수직 압연기(2)의 밀 상수이다. Q는, 압연재(9)의 소성 계수이다. G는, 게인이다.
제어부(8b)는 추정값 A에 기초하여 수직 압연기(2)의 갭양을 보상한다. 그 결과, 압연재의 폭 확대가 억제된다.
그 후, 수평 압연기(3)는 압연재(9)의 두께 방향으로 압연재(9)를 압연한다. 폭계(5)는 압연재(9)의 폭을 계측한다. 연산부(8a)는 폭계(5)의 계측값에 기초하여 압연재(9)의 폭 편차량의 보정값을 연산한다. 제어부(8b)는 연산부(8a)에 의해 연산된 압연재(9)의 폭 편차량의 추정값과 보정값에 기초하여 수직 압연기(2)의 갭양을 제어한다.
이어서, 도 2를 사용하여, 판 폭 제어 장치(8)의 일례를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 압연재의 판 폭 제어 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 판 폭 제어 장치(8)는 입력 회로(10)와 출력 회로(11)와 처리 회로(12)를 구비한다.
입력 회로(10)는 온도계(4)(도 2에 있어서는 도시하지 않음)의 출력부와 폭계(5)(도 2에 있어서는 도시하지 않음)의 출력부와 드라이브 장치(6)(도 2에 있어서는 도시하지 않음)의 출력부와 로드셀(7)(도 2에 있어서는 도시하지 않음)의 출력부에 접속된다. 출력 회로(11)는 수직 압연기(2)(도 2에 있어서는 도시하지 않음)의 액추에이터의 입력부에 접속된다.
처리 회로(12)는 프로세서(12a)와 메모리(12b)를 구비한다. 도 1에 있어서의 연산부(8a)에 의한 연산과 제어부(8b)에 의한 제어는, 적어도 하나의 프로세서(12a)가 적어도 하나의 메모리(12b)에 기억된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
이어서, 도 3을 사용하여, 판 폭 제어 장치(8)의 제어 타이밍을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 압연재의 판 폭 제어 장치에 압연재의 판 폭의 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 3의 최상단은, 수직 압연기(2)에 의해 압연재(9)의 압연을 개시하는 타이밍을 설명하기 위한 차트이다. 도 3의 위에서 2단째는, 수평 압연기(3)에 의해 압연재(9)의 압연을 개시하는 타이밍을 설명하기 위한 차트이다. 도 3의 위에서 3단째는, 판 폭 제어 장치(8)에 의해 압연재(9)의 폭 보상을 행하는 타이밍을 설명하기 위한 차트이다. 도 3의 위에서 4단째는, 폭계(5)에 의해 압연재(9)의 폭 계측을 개시하는 타이밍을 설명하기 위한 차트이다. 도 3의 최하단은, 폭계(5)에 의해 계측된 압연재(9)의 폭 편차가 변화하는 타이밍을 설명하기 위한 차트이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 시각 T1에 있어서, 수직 압연기(2)는 압연재(9)의 압연을 개시한다. 그 후, 시간 t1만큼 경과하여 시각 T2가 된다. 이때, 수평 압연기(3)는 압연재(9)의 압연을 개시한다. 그 결과, 압연재(9)의 선단은, 수평 압연기(3)에 물려 들어간다.
판 폭 제어 장치(8)는 수직 압연기(2)의 갭양의 응답이 지연되지 않도록, 압연재(9)의 선단에 대한 트래킹을 실시한다. 판 폭 제어 장치(8)는 트래킹의 결과에 기초하여 시각 T2가 되었을 때, 압연재(9)의 판 폭의 확대량의 추정값 A에 상당하는 수직 압연기(2)의 갭양 만큼 수직 압연기(2)의 액추에이터의 조임을 행한다. 그 후, 판 폭 제어 장치(8)는 수직 압연기(2)의 갭양이 서서히 원래의 양으로 복귀되도록 제어 지령을 수직 압연기(2)의 액추에이터에 출력한다.
그 후, 시각 T3에 있어서, 폭계(5)는 압연재(9)의 폭 계측을 개시한다. 이때, 압연재(9)의 폭 편차는 비교적 커진다. 그 후, 압연재(9)의 폭 편차는 급격하게 안정된다.
이상에서 설명한 실시 형태 1에 의하면, 압연재(9)의 선단이 수평 압연기(3)에 물려 들어갈 때, 수직 압연기(2)의 갭양은, 압연재(9)의 폭 확대량의 추정값에 기초하여 보상된다. 이 때문에, 압연재(9)의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 압연재(9)의 폭 확대량의 추정값 A는, 수직 압연기(2)의 드라이브 장치(6)로부터의 피드백에 의해 얻어진 수직 압연기(2)의 토크 값에 기초하여 연산된다. 이 때문에, 특별한 장치를 추가하는 일 없이, 압연재(9)의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 압연재(9)의 온도 변화량에 기초하지 않고 압연재(9)의 폭 편차량의 추정값을 연산해도 된다. 이 경우에도, 압연재(9)의 폭 정밀도를 어느 정도 향상시킬 수 있다.
또한, 수직 압연기(2)와 수평 압연기(3)에 대응한 계산 모델에 기초하여 압연재(9)의 선단이 수평 압연기(3)에 물려 들어갈 때의 압연재(9)의 폭 확대량의 추정값을 연산해도 된다. 예를 들어, 압연재(9)가 되는 재료의 종류와 압연재(9)의 두께와 압연재(9)의 폭과 수평 압연기(3)에 물려 들어갈 때의 압연재(9)의 폭 확대량 사이의 관계를 실제의 열간 압연 시스템을 사용한 실험에 의해 구해도 된다. 이 경우, 대상이 되는 압연재(9)의 재료와 두께와 폭의 설정에 기초한 계산 모델에 의해 압연재(9)의 선단이 수평 압연기(3)에 물려 들어갈 때의 압연재(9)의 폭 확대량의 추정값을 연산하면 된다. 이 경우에도, 압연재(9)의 폭 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 압연재의 판 폭 제어 장치는, 압연재의 폭 정밀도를 향상시키는 시스템에 이용할 수 있다.
1: 조압연기
2: 수직 압연기
3: 수평 압연기
4: 온도계
5: 폭계
6: 드라이브 장치
7: 로드셀
8: 판 폭 제어 장치
8a: 연산부
8b: 제어부
9: 압연재
10: 입력 회로
11: 출력 회로
11: 처리 회로
12a: 프로세서
12b: 메모리

Claims (3)

  1. 수직 압연기에 의해 압연재의 폭 방향으로 압연재를 압연하고 수평 압연기에 의해 압연재의 두께 방향으로 압연재를 압연하는 압연 시스템에 있어서, 상기 수직 압연기에 의한 압연재에 대한 압연 하중의 편차량에 기초하여 상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값을 연산하고, 상기 수직 압연기의 토크에 기초하여 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때의 압연재의 폭 확대량의 추정값을 연산하는 연산부와,
    상기 수직 압연기에 있어서의 압연재의 폭 편차량의 추정값에 기초하여 압연재의 폭 편차량이 없어지도록 상기 수직 압연기의 갭양을 제어하고, 상기 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때, 압연재의 폭 확대량의 추정값에 기초하여 상기 수직 압연기의 갭양을 보상하는 제어부
    를 구비한, 압연재의 판 폭 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 수직 압연기의 드라이브 장치로부터의 피드백에 의해 얻어진 상기 수직 압연기의 토크 값에 기초하여 압연재의 선단이 상기 수평 압연기에 물려 들어갈 때의 압연재의 폭 확대량의 추정값을 연산하는, 압연재의 판 폭 제어 장치.
  3. 삭제
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