KR102042039B1 - 압연 스톡의 매개변수 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

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랄프 자이델
요하네스 알켄
토르스텐 뮐러
마그너스 트로이데
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에스엠에스 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 스트립형 압연 스톡(200)의 매개변수, 예컨대 프로파일 또는 평탄도를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이런 목적을 위한 캐스케이드 제어는 종래 기술에서 원칙상 공지되어 있다. 요컨대 조작 변수로서, 전형적으로, 스트립형 압연 스톡(200)의 제조 동안 롤 스탠드 내의 압연롤(300)로 공급되는 냉각 매체의 체적 유량 또는 압력이 가변된다. 그러나 압연롤(300)의 냉각을 더 적은 에너지 소모로, 그리고 그에 따라 더 낮은 비용으로 실현할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따라서, 최종 제어 부재로서, 자신의 유효 길이(b)와 관련하여 압연롤(300)의 원주방향으로 가변될 수 있게 형성되어 압연롤(300) 쪽으로 이동배치될 수 있는 냉각 재킷(160)이 이용된다.

Description

압연 스톡의 매개변수 제어 방법 및 그 장치
본 발명은 롤 스탠드에 의해 압연되는 스트립형 압연 스톡(rolled stock), 특히 금속 스트립의 매개변수, 예컨대 프로파일 또는 평탄도(flatness)를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래 기술에서, 상기 유형의 방법들 및 장치들은 원칙상 공지되어 있다. 상기 제어의 기본 원리는 하기에서 도 13을 참조하여 더 상세하게 기재된다.
도 13에는, 열적 롤 배럴 윤곽의 조정을 통해 예컨대 금속 스트립의 프로파일 또는 평탄도를 제어하기 위한 공지된 캐스케이드 제어 장치가 도시되어 있다. 편의상, 하기에서는, 프로파일과 평탄도를 구분하는 것 대신, 오직 매개변수로만 설명된다.
매개변수 제어를 위해, 도 13에 따라서, 맨 먼저 실제 값, 다시 말하면 압연 스톡의 실제 매개변수가 제어 구간의 유출부에서, 다시 말하면 특히 압연 후 롤 스탠드의 유출부에서 측정된다. 매개변수 측정 장치(110)를 이용한 측정 후에, 압연 스톡의 실제 매개변수(PIst)는 매개변수 비교 장치(120)로 공급되어 이 매개변수 비교 장치에서 사전 설정된 설정 매개변수(PSoll)와 비교된다. 설정 값과 실제 값 간의 차는 매개변수 제어 편차(eP)로서 지칭된다. 상기 매개변수 제어 편차(eP)는 설정 유량 산출 장치(130)에서 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 설정 값(
Figure 112019049969911-pct00001
)을 산출하기 위해 이용된다. 설정 유량 산출 장치(130)는, 매개변수 제어 편차(eP)에 추가로, 전형적으로 설정 값(
Figure 112019049969911-pct00002
) 또는 등가 값의 산출을 위해 압연 공정에서의 압연롤들에 대한 또 다른 사전 설정된 요건들 역시도 고려한다. 열 유량 비교 장치(140)(heat-flow comparing device)에서, 압연롤로부터 소산된 열의 유량에 대해 앞서 산출된 상기 설정 값(
Figure 112019049969911-pct00003
)은, 결과적으로 이른바 열 유량 제어 편차(
Figure 112019049969911-pct00004
)의 형태로 차를 계산하기 위해, 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 실제 값(
Figure 112019049969911-pct00005
)과 비교된다. 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 실제 값(
Figure 112019049969911-pct00006
)은 상응하는 실제 유량 측정 장치(170)에 의해 직접 또는 간접적으로 산출된다. 압연 스톡(200)을 압연하기 위한 압연롤(300)들을 포함한 롤 스탠드는 도 13에서 제어 구간(180)을 나타낸다. 또한, 도 13에는, 수신된 열 유량 제어 편차(
Figure 112019049969911-pct00007
)에 따라서 제어 신호(s)를 생성하도록 형성된 제어기(150)도 도시되어 있다. 제어 신호는, 열 유량 제어 편차가 최대한 영(0)이 되도록 최종 제어 부재(160)를 제어하기 위해 이용된다. 종래 기술에서, 조작 변수로서, 전형적으로 냉각 매체의 체적 유량 또는 압력이 롤 스탠드 내에서의 압연롤 냉각을 위해 이용되며, 특히 냉각 매체의 체적 유량 또는 압력은 제어 신호(s)에 따라서 적합한 최종 제어 부재(160)들에 의해 설정된다.
종래 기술에서 이용되고 제어 장치와 연결된 냉각 장치는 일반적으로 분무 냉각 장치이다. 이런 분무 냉각 장치의 단점은 압연롤과 냉각제 간의 낮은 열 전달에 있다. 최적의 냉각 결과를 위해, 다량의 냉각제가 순환 상태로 유지되어야 한다.
롤 스탠드의 압연롤로부터 열량(heat quantity)을 소산시키기 위한 종래 기술에서 공지된 가능성은 이른바 냉각 재킷들(cooling jacket)의 이용에 있다. 이 냉각 재킷들은 횡단면에서 원형으로 만곡되어 있으며 자신들의 곡률은 냉각 대상 압연롤의 곡률 또는 지름에 매칭되어 있는 재킷들이다.
압연롤 냉각을 위한 냉각 재킷들의 이용은 예컨대 독일 특허 출원 DE 10 2012 216 570 A1호, DE 10 2012 202 340호, DE 10 2009 053 073호 또는 유럽 특허 출원 EP 2 114 584 A1호로부터 공지되어 있다.
소산된 열량의 변동을 위해, 종래 기술로부터는 냉각 재킷과 압연롤 간의 간극 높이(h)의 변경(기술적으로 간극 내에서 냉각제의 압력 또는 체적 유량이 변경됨), 냉각제의 압력 또는 체적 유량의 직접적인 변경, 및 냉각제 온도의 변경이 공지되어 있다.
간극 높이(h)의 변경은 구조적으로 매우 복잡하다. 제어 장치 내 능동적인 연결을 위한 간극 높이의 정확한 측정은 쉽게 실현되지 않으며, 그로 인해 종래에는 실제로 구현되지 못했다.
압력/체적 유량의 변경은 실제 작동 중에 사전 설정을 위해 이상적인 것으로서 증명되었지만, 그러나 대응하는 변경 장치는, 제어 장치의 유연한 최종 제어 부재로서, 효율이 추가로 증가되어야 한다.
냉각제 온도의 변경 장치는 제어 장치의 최종 제어 부재로서 기술적으로 생각해볼 수 있지만, 그러나 너무 작동이 느리고, 이를 위해 상기 변경 장치는 매우 비용 집약적이다.
본 발명의 과제는, 상기 종래 기술을 기반으로, 롤 스탠드에 의해 압연되는 스트립형 압연 스톡의 매개변수를 제어하기 위한 대안의 방법 및 대안의 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 방법 기술 측면에서, 특허 청구항 제1항에서 청구되는 방법을 통해 해결된다. 상기 방법은, 최종 제어 부재가 롤 스탠드의 압연롤에 할당된 냉각 재킷이고, 냉각 재킷은 자신의 유효 길이(effective length)와 관련하여 압연롤의 원주방향으로 가변될 수 있게 형성되며, 제어 신호에 의해 압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이는 매개변수 제어 편차에 따라서 적합하게 설정되는 것을 특징으로 한다. 여기서 '적합하게'란 용어는, 매개변수 제어 편차가 가능한 한 영(0)이 된다는 점을 의미한다.
열 유량(heat flow)은 직접적으로 측정될 수 없다. 그러므로 본원의 문맥 또는 도면들에서 열 유량의 측정 또는 열 유량을 위한 측정 장치에 대해 다루어지는 점에 한해, 이는, 여기서는 냉각제의 공급부와 배출부 사이에서 측정되는 온도차의 평가를 통한 열 유량의 계산 산출을 의미한다.
압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이의 청구되는 변동은, 압연롤로부터의 소산 대상 열량의 변동을 위한 간단하고 신속하면서도, 에너지를 절약하므로 비용이 적게 드는 가능성을 제공한다.
냉각 재킷은 전형적으로 압연롤의 표면 영역을 덮기 위한 원호의 한 섹션의 형태인 횡단면을 보유한다.
제1 실시예에 따라서, 제어 신호의 산출 단계는 하기 부분 단계들을 포함한다. - 앞서 산출된 매개변수 제어 편차에서, 그리고 선택적으로 압연롤의 냉각에 대한 압연 공정에서의 추가 요건들을 고려하면서, 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 설정 값을 산출하는 산출 단계; - 실제로 압연롤로부터 소산된 열의 실제 유량을 산출하는 산출 단계; - 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 설정 값과 실제 값 간의 차로서 열 유량 제어 편차를 산출하는 산출 단계; 및 - 자체적으로 매개변수 제어 편차에 따라 결정되는 열 유량 제어 편차에 따라서 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이를 설정하기 위한 제어 신호를 산출하는 산출 단계. 본 발명에 따른 캐스케이드 제어의 목적은 매개변수 제어 편차에 추가로 열 유량 제어 편차 역시도 영(0)이 되게 하는 것에 있다.
원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이는, 소산 대상 열 유량의 설정 값이 실제 값보다 더 크다면, 확대되며, 그리고 그 반대라면, 축소된다. 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이는, 열 유량의 설정 값이 실제 값과 같다면, 변함없이 유지될 수 있다.
압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이의 변경의 구체적인 실현을 위해, 본 발명은 실질적으로 3가지 실시형태를 제안한다.
제1 실시형태에 따라서, 냉각 재킷은 적어도 하나의 제1 냉각 재킷 세그먼트와 하나의 제2 냉각 재킷 세그먼트로 분할되며, 이 냉각 재킷 세그먼트들은 압연롤의 표면 영역을 덮기 위한 원호의 한 섹션의 형태인 횡단면을 각각 보유한다. 압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이를 설정하기 위해, 제1 및 제2 냉각 재킷 세그먼트는 제어 신호에 따라서 원주방향으로 서로 상대적으로 변위된다. 이 경우, 특히 제1 및 제2 냉각 재킷 세그먼트의 적어도 부분적인 중첩이 이루어진다.
제2 실시형태에 따라서, 냉각 재킷은 가요성 재료로 형성되며, 이 가요성 재료는, 압연롤로부터 이격 방향으로, 또는 압연롤 쪽으로 냉각 재킷의 적어도 부분들을 굽히는 것을 통해, 또는 제어 신호에 따라서 가요성 재료를 권취하거나 권출하는 것을 통해 압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이를 설정할 수 있게 한다.
제3 실시형태에 따라서, 냉각 재킷은 적어도 하나의 회전 가능한 플랩(flap)을 포함하며, 이 플랩은 자신이 제어 신호에 따라서 개방되거나 폐쇄되는 것을 통해 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이를 설정할 수 있게 한다.
본 발명의 범위에서 고려되는 매개변수들은 전형적으로 압연 스톡의 폭 방향으로 고려되는 물리적 변수들이다. 구체적으로 말하면, 매개변수는 압연 스톡의 폭 방향 프로파일이거나, 또는 압연 스톡의 평탄도의 폭 방향 분포일 수 있다.
본원의 방법의 실행은 롤 스탠드의 작동이 진행되는 동안 수행되며, 바람직하게는/선택적으로 압연 휴지 시간(rolling pause)에서도 수행된다. 두 사례에서 본원의 방법은 바람직하게는 압연롤에서 소정의 열 유량을 소산시킬 수 있다.
앞에서 언급한 과제는 장치 기술 측면에서 특허 청구항 제8항의 대상을 통해 해결된다. 상기 해결책의 장점들은 앞서 청구되는 방법과 관련하여 언급한 장점들에 상응한다.
또한, 축 방향으로 압연롤로부터의 소산 대상 열량의 원하는 분포에 따라서, 압연롤의 축 방향 길이에 걸쳐서, 다시 말하면 압연 스톡의 폭 방향에 걸쳐서 압연롤로부터의 소산 대상 열량의 최적의 설정을 달성할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따라서, 복수의 냉각 재킷이 압연롤의 축 방향으로 서로 나란히 배치되고 상기 개별 냉각 재킷들은 개별적으로 자신들의 유효 길이와 관련하여 압연롤의 원주방향으로 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명에 의하면, 종래 기술의 문제점이 개선된 압연 스톡의 매개변수 제어 방법 및 그 장치가 제공된다.
본원의 명세서에는 총 13개의 도면이 첨부되어 있다.
도 1은 압연 스톡의 매개변수를 제어하기 위한 본 발명에 따르는 제어 개요도이다.
도 2는 자신의 유효 길이가 짧게 설정되어 있으면서 액추에이터에 대한 제1 변형예를 포함하는 본 발명에 따른 냉각 재킷에 대한 제1 실시형태를 도시한 도면이다.
도 3은 자신의 유효 길이가 길게 설정되어 있는 도 2에 따른 냉각 재킷의 제1 실시형태를 도시한 도면이다.
도 4는 자신의 유효 길이가 짧게 설정되어 있으면서 액추에이터에 대한 제2 변형예를 포함하는 본 발명에 따른 냉각 재킷에 대한 제1 실시형태를 도시한 도면이다.
도 5는 자신의 유효 길이가 길게 설정되어 있는 도 4에 따른 제1 실시형태를 도시한 도면이다.
도 6은 자신의 유효 길이가 짧게 설정되어 있는 본 발명에 따른 냉각 재킷에 대한 제2 실시형태를 도시한 도면이다.
도 7은 자신의 유효 길이가 길게 설정되어 있는 도 6에 따른 제2 실시형태를 도시한 도면이다.
도 8은 제1 설정 변형예를 갖는 본 발명에 따른 냉각 재킷에 대한 제3 실시형태를 도시한 도면이다.
도 9는 제2 설정 변형예에서 냉각 재킷에 대한 제3 실시형태를 도시한 도면이다.
도 10은 제3 설정 변형예에서 냉각 재킷에 대한 제3 실시형태를 도시한 도면이다.
도 11은 제5 설정 변형예를 갖는 냉각 재킷의 제3 실시형태를 도시한 도면이다.
도 12는 압연롤의 축 방향으로 서로 나란히 배치되는 복수의 개별 냉각 재킷을 포함하는 압연롤을 도시한 상면도이다.
도 13은 종래 기술에 따르는 압연 스톡의 매개변수를 제어하기 위한 제어 개요도이다.
본 발명은 하기에서 언급한 도 1 내지 도 12를 참조하여 실시예들의 형태로 상세하게 기재된다. 모든 도면에서, 동일한 기술 요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 1에는, 금속 스트립의 매개변수를 제어하기 위한, 예컨대 금속 스트립의 프로파일 또는 평탄도를 제어하기 위한 캐스케이드 제어 장치가 도시되어 있다. 캐스케이드 제어 장치의 원칙적인 작동 원리와 관련하여서는, 본 명세서의 도입부에서 기재한 도 13의 기재내용이 참조된다.
도 13에 따르는 공지된 캐스케이드 제어 장치와 달리, 도 1에 따르는 본 발명에 따른 캐스케이드 제어 장치는 특별한 최종 제어 부재(160)를 제공한다. 최종 제어 부재(160)는 횡단면에서 원형으로 형성되는 냉각 재킷이다. 냉각 재킷은 이격 되어 있으면서 롤 스탠드 내의 냉각 대상 압연롤의 표면 쪽으로 이동배치되며, 그럼으로써 냉각 재킷과 압연롤 표면 사이에 관류 대상 냉각제를 위한 냉각 간극이 설정된다. 냉각 재킷은 자신의 횡단면과 관련하여 압연롤의 외부 윤곽 또는 횡단면에 대해 바람직하게는 상보적으로 형성된다.
본 발명에 따른 냉각 재킷은 액추에이터(165)에 의해 자신의 유효 길이와 관련하여 압연롤의 원주방향으로 가변될 수 있게 형성되어 조정될 수 있다. 제어기(150)에 의해 생성되는 제어 신호(s)에 의해서는, 압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷(160)의 유효 길이는 열 유량 제어 편차(
Figure 112017130547833-pct00008
)에 따라서 적합하게 설정된다. 이와 관련하여, '적합하게'란 용어는, 열 유량 제어 편차(
Figure 112017130547833-pct00009
)가 최대한 영(0)이 되게 하는 것을 의미한다. 열 유량 제어 편차(
Figure 112017130547833-pct00010
)는 자체적으로 다시금 도입부에 도 13을 참조하여 기재한 것처럼 매개변수 제어 편차(eP)에 따라서도 결정된다. 본 발명에 따른 제어 장치를 통해, 열 유량 제어 편차에 추가로, 매개변수 제어 편차 역시도 최대한 영(0)이 되어야 한다.
이를 목적으로, 압연롤로부터의 방출 대상 열 유량의 설정 값(
Figure 112017130547833-pct00011
)이 열 유량의 측정되는 실제 값(
Figure 112017130547833-pct00012
)보다 더 크다면, 압연롤의 원주방향으로 냉각 재킷(160)의 유효 길이는 확대되며, 그리고 그 반대라면 축소된다. 이와 반대로, 원주방향으로 냉각 재킷의 유효 길이는, 압연롤로부터의 방출 대상 열 유량의 설정 값(
Figure 112017130547833-pct00013
)이 방출된 열 유량의 실제 값(
Figure 112017130547833-pct00014
)과 같다면, 변함없이 유지될 수 있다.
도 2에는, 본 발명에 따른 냉각 재킷에 대한 제1 실시예가 도시되어 있다. 이에 따라, 냉각 재킷(160)은 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 냉각 재킷 세그먼트(161 및 162)를 포함하며, 이 냉각 재킷 세크먼트들은 압연롤의 표면 영역을 덮기 위한 원호의 한 섹션의 형태인 횡단면을 각각 보유한다. 도 2에 도시된 제1 변형예에서 유압 실린더로서 형성되는 액추에이터(165)에 의해, 두 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)는, 결과적으로 제어 신호(s)에 따라서 냉각 재킷(160)의 전체 유효 길이(b)를 적합하게 설정하기 위해, 압연롤(300)의 원주방향으로 제어 신호(s)에 따라서 서로 상대적으로 변위될 수 있다. 유효 길이(b)는 본원의 명세서에서 항상 도 2 및 후속 도면들에서 명시되는 각도 또는 상응하는 호 길이를 통해 나타내진다. 도면부호 A는 압연롤(300)의 회전축을 나타내며, 그리고 도면부호 D는 압연 방향(WR)으로 이동되는 압연 스톡(200)을 압연할 때 압연롤의 회전 방향을 나타낸다.
또한, 도 2에서는, 두 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)가 압연롤(300)의 외부 표면에 대해 각각 이격 되어 배치되어 있음으로써, 냉각 재킷 세그먼트들과 압연롤(300)의 표면 사이에 냉각 간극이 형성되어 있는 점을 확인할 수 있다. 냉각 간극(180)은, 화살표 방향으로, 또는 그 반대 방향으로 냉각 간극을 관류하는 냉각 매체(400)를 공급받는다. 냉각 작용은, 실질적으로 냉각 재킷(160) 또는 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)들의 유효 길이(b)에 따라서 결정된다. 유효 길이(b)가 더욱 길어질수록, 냉각 용량도 더욱더 커지며, 다시 말해 더욱 많은 열이 압연롤(300)로부터 소산될 수 있다. 도 2에는, 두 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)가 도 2에 도시된 위치에서 대폭 또는 강하게 서로 중첩되기 때문에, 상대적으로 짧은 유효 길이(b)를 갖는 냉각 재킷(160)에 대한 제1 실시예가 도시되어 있다.
그와 반대로, 도 3에는, 두 냉각 재킷 세그먼트(161 및 162)가 도 2에 도시된 작동 위치에 비해 좀 더 적게 서로 중첩되고 그로 인해 유효 길이(b)가 확대되어 있는 작동 위치에서, 액추에이터(165)에 대한 제1 변형예를 포함한 제1 실시예가 도시되어 있다.
도 4에는, 액추에이터(165)에 대한 제2 변형예를 포함한 냉각 재킷에 대한 제1 실시예가 도시되어 있다. 제1 변형예와 달리, 도 4에 따르는 액추에이터 또는 변위 장치(165)는 상대적으로 더 복잡하게 구성된다. 변위 장치는 회전 가능하게 장착된 휠(165-1)과, 휠을 회전 구동하기 위한 할당된 구동 장치(165-2)를 포함한다. 휠(165-1)은 한편으로 이 휠(165-1)의 회전 운동이 압연롤(300)의 원주방향으로, 그리고 제1 냉각 재킷 세그먼트(161)에 상대적으로 제2 냉각 재킷 세그먼트(162)의 변위를 실현하도록, 예컨대 커플링 부재(165-3)를 통해, 마찰 결합부를 통해, 또는 형태 결합부를 통해 제2 냉각 재킷 세그먼트(162)와 연결되어 있다. 도 4에는, 유효 길이(b)가 상대적으로 짧은 작동 위치에서, 두 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)를 포함한 냉각 재킷(160)이 도시되어 있다.
그와 반대로, 도 5에는, 유효 길이(b)가 확대되어 있는 작동 위치에서, 변위 장치(165)의 제2 변형예를 포함하는 냉각 재킷에 대한 제1 실시예가 도시되어 있다.
제1 실시예에 관련하는 도 2 내지 5 모두에서, 제1 냉각 재킷 세그먼트(161)는 압연롤(300)에 상대적으로 위치 고정되어 배치될 수 있다.
도 6에는, 본 발명에 따른 냉각 재킷(160)에 대한 제2 실시예가 도시되어 있으며, 상기 냉각 재킷은 가요성 재료로 형성된다. 이런 경우에, 액추에이터(165)는 압연롤(300)의 원주방향으로 냉각 재킷(160)의 유효 길이(b)를 설정하기 위한 굽힘 장치로서, 또는 권취 및 권출 장치로서 형성된다. 구체적으로 말하면, 액추에이터(165)는, 결과적으로 냉각 간극(180)의 유효 길이(b)를 상대적으로 작게 조정하기 위해, 예컨대 가요성 냉각 재킷(160)을 롤러 블라인드 유형으로 권취하기 위해 이용된다.
도 7에는, 도 6에 비해 유효 길이(b)가 큰 냉각 재킷(160)이 도시되어 있는데, 이는, 액추에이터(165)가 냉각 재킷의 가요성 재료를 권출하였고 그에 따라 냉각 재킷을 확대한 것을 통해 달성된 상태이다.
도 8에는, 본 발명에 따른 냉각 재킷(160)에 대한 제3 실시예가 도시되어 있으며, 상기 냉각 재킷은 적어도 하나의 회전 가능한 플랩(163)을 포함하지만, 그러나 전형적으로 복수의 회전 가능한 플랩을 포함할 수 있다. 이런 경우, 여기에는 도시되지 않은 액추에이터(165)는 제어 신호(s)에 따라서 플랩(163)들 중 적어도 소수의 플랩을 개방하거나 폐쇄하는 것을 통해 압연롤(300)의 원주방향으로 냉각 재킷(160)의 유효 길이를 설정하도록 형성된다.
도 8 내지 도 11에는, 개별 플랩(163)들을 개별적으로 개방하는 것을 통해 냉각 재킷(160)의 유효 길이(b)를 조절하기 위한 다양한 변형예들이 각각 도시되어 있다. 플랩들은 냉각 재킷(160)의 표면의 일부분을 형성하고 그로 인해 적어도 폐쇄된 상태에서 냉각 간극(180)을 범위 한정한다.
도 12에는, 자체 쪽으로 이동배치된 냉각 재킷(160)과 함께 압연롤(300)이 상면도로 도시되어 있다. 도면에서는, 냉각 재킷(160)이, 냉각 대상 압연롤(300)의 축 방향으로 서로 나란히 배치되는 복수 개(N; 여기서 N = 7)의 부분 냉각 재킷(160-n)(n = 1 내지 n = N)으로 구성되어 있는 점을 확인할 수 있다. 여기 도 12에는 도시되지 않은 액추에이터(165)는 제어 신호(s)를 통해 나타내어지는 제어 편차(
Figure 112017130547833-pct00015
)에 따라서 압연롤(300)의 원주방향으로 n개의 냉각 재킷 중 각각의 소수의 냉각 재킷(160-n)의 유효 길이를 적합하게 개별적으로 설정하도록 형성된다. 열 유량 제어 편차(
Figure 112017130547833-pct00016
)는 일반적으로 (그리고 도 12에 도시된 실시예에서도) 압연롤의 축 방향으로, 또는 압연 스톡(200)의 폭 방향(B)으로 압연롤(300)로부터 방출되는 열 유량의 분포를 나타낸다. 축 방향으로 소수의 부분 냉각 재킷(160-n)의 폭들은 개별적으로 서로 상이할 수 있으며, 요컨대 상기 폭들은 도 12에 도면부호 a, b, c, 및 d로 표시되어 있다. 또한, 부분 냉각 재킷(160-n)들은 일체형인 하나의 공통 제1 냉각 재킷 세그먼트(161)를 포함할 수도 있으며, 그럼으로써 오직 제2 냉각 재킷 세그먼트(162-n)들만이, 도 12에서 수직의 양방향 화살표들을 통해 예시된 것처럼, 자신들의 유효 길이와 관련하여 압연롤(300)의 원주방향으로 가변될 수 있게 설정될 수 있게 된다.
그러나 도 12는, 제1 실시예에 따르는 냉각 재킷(160)의 설명으로만 제한되지 않아야 한다. 오히려, 압연롤의 축 방향 폭에 걸쳐서 유효 길이(b)의 개별 설정 가능성에 대해 도 12에 도시된 기본 원리는 냉각 재킷(160)에 대해 본 명세서에 기재한 3가지 실시예 모두에 의해 실현될 수 있다.
140: 열 유량 비교 장치
150: 제어기
160: 최종 제어 부재
160-n: 냉각 재킷
161: 냉각 재킷 세그먼트
162-n: 냉각 재킷 세그먼트
163: 회전 가능한 플랩
165: 액추에이터
165-1: 회전 가능하게 장착된 휠
165-2: 구동 장치
165-3: 커플링 부재
170: 실제 유량 측정 장치
180: 냉각 간극
200: 압연 스톡
300: 압연롤
b: 냉각 간극의 유효 길이
eP: 매개변수 제어 편차
s: 제어 신호
P: 매개변수
PIst: 실제 매개변수
PSoll: 설정 매개변수
(
Figure 112017130547833-pct00017
): 실제 유량
(
Figure 112017130547833-pct00018
): 설정 유량
(
Figure 112017130547833-pct00019
): 열 유량 제어 편차
Figure 112017130547833-pct00020
: 열 유량
WR: 압연 스톡의 압연 방향
A: 압연롤의 회전축
D: 압연롤의 회전 방향
B: 압연 스톡의 폭

Claims (17)

  1. 롤 스탠드에 의해 압연되는 스트립형 압연 스톡(200)의 매개변수(P), 예컨대 프로파일 또는 평탄도를 제어하기 위한 방법으로서,
    압연 공정 후에 상기 압연 스톡(200)의 실제 매개변수(PIst)를 측정하는 단계와;
    상기 압연 스톡에 대한 사전 설정된 설정 매개변수(PSoll)와 상기 실제 매개변수(PIst)를 비교하여 매개변수 제어 편차(eP)로서 상기 실제 매개변수와 상기 설정 매개변수 간의 편차(eP)를 산출하는 단계와;
    상기 매개변수 제어 편차(eP)에 따라서 적어도 하나의 최종 제어 부재(160)를 제어하기 위한 제어 신호(s)를 산출하는 단계를; 포함하는 상기 압연 스톡의 매개변수 제어 방법에 있어서,
    상기 최종 제어 부재(160)는 상기 롤 스탠드의 압연롤(300)에 할당된 냉각 재킷이고, 상기 냉각 재킷은 자신의 유효 길이(b)와 관련하여 상기 압연롤의 원주방향으로 가변될 수 있게 형성되며; 그리고
    상기 제어 신호(s)에 의해, 원주방향(b)으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)는 상기 매개변수 제어 편차(eP)에 따라서 설정되고;
    상기 제어 신호(s)를 산출하는 단계는
    - 앞서 산출된 상기 매개변수 제어 편차(eP)에서, 그리고 선택적으로 상기 압연롤의 냉각에 대한 압연 공정에서의 추가 요건들을 고려하면서 상기 압연롤(300)로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 설정 값(
    Figure 112019503681816-pct00057
    )을 산출하는 산출 단계와;
    - 실제로 상기 압연롤(300)로부터 소산된 열의 유량에 대한 실제값(
    Figure 112019503681816-pct00058
    )을 산출하는 산출 단계와;
    - 상기 압연롤(300)로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 상기 설정 값(
    Figure 112019503681816-pct00059
    )과 상기 실제 값(
    Figure 112019503681816-pct00060
    ) 간의 차로서 열 유량 제어 편차(
    Figure 112019503681816-pct00061
    )를 산출하는 산출 단계와;
    - 자체적으로 상기 매개변수 제어 편차(eP)에 따라 결정되는 상기 열 유량 제어 편차(
    Figure 112019503681816-pct00062
    )에 따라서 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)를 설정하기 위한 제어 신호(s)를 산출하는 산출 단계와; 같은 부분 단계들을 포함하며,
    상기 열 유량의 설정 값(
    Figure 112019503681816-pct00063
    )이 상기 열 유량의 실제 값(
    Figure 112019503681816-pct00064
    )보다 더 크다면, 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)는 확대되고;
    상기 열 유량의 설정 값(
    Figure 112019503681816-pct00065
    )이 상기 열 유량의 실제 값(
    Figure 112019503681816-pct00066
    )과 같다면, 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)는 변함없이 유지되거나; 또는
    상기 열 유량의 설정 값(
    Figure 112019503681816-pct00067
    )이 상기 열 유량의 실제 값(
    Figure 112019503681816-pct00068
    )보다 더 작다면, 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)는 축소되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉각 재킷은 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)를 포함하고, 상기 냉각 재킷 세그먼트들은 상기 압연롤의 표면 영역을 덮기 위한 원호의 한 섹션의 형태인 횡단면을 각각 보유하며, 그리고
    상기 압연롤(300)의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)를 설정하기 위해, 상기 제1 및 상기 제2 냉각 재킷 세그먼트는 상기 제어 신호(s)에 따라서 원주방향으로 서로 상대적으로 변위되며, 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 재킷은 가요성 재료로 형성되고, 상기 가요성 재료는, 상기 압연롤(300)로부터 이격 방향으로, 또는 상기 압연롤(300) 쪽으로 상기 냉각 재킷의 적어도 부분들을 굽히는 것을 통해, 또는 상기 제어 신호에 따라서 상기 가요성 재료를 권취하거나 권출하는 것을 통해 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)를 설정할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 방법.
  6. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 재킷은 적어도 하나의 회전 가능한 플랩(163)을 포함하며, 상기 플랩은 상기 제어 신호에 따라서 상기 플랩을 개방하거나 폐쇄하는 것을 통해 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)를 설정할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 방법.
  7. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열 유량(
    Figure 112019503681816-pct00033
    )은 상기 압연 스톡의 폭 방향으로 열 유량의 분포이며, 그리고 상기 매개변수는 상기 압연 스톡의 폭 방향 프로파일이거나, 또는 그 평탄도의 폭 방향 분포인 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 방법.
  8. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법의 실행은 압연 휴지 시간에 수행되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 방법.
  9. 롤 스탠드에 의해 압연되는 스트립형 압연 스톡의 매개변수를 제어하기 위한 장치로서,
    압연 공정 후에 상기 압연 스톡의 실제 매개변수(PIst)를 검출하기 위한 매개변수 측정 장치(110)와;
    매개변수 제어 편차(eP)로서 상기 실제 매개변수(PIst)와 설정 가능한 설정 매개변수(PSoll) 간의 편차를 산출하기 위한 매개변수 비교 장치(120)와;
    상기 매개변수 제어 편차(eP)에 따라서 적어도 하나의 최종 제어 부재(160)를 제어하기 위한 제어 신호(s)를 산출하기 위한 제어기(150)를; 포함하는 상기 압연 스톡의 매개변수 제어 장치에 있어서,
    상기 최종 제어 부재(160)는 상기 롤 스탠드의 압연롤에 할당되는 냉각 재킷으로 상기 압연롤의 원주방향으로 가변되는 유효 길이를 가지며; 그리고
    액추에이터(165)는, 상기 제어 신호(s)를 통해 나타내어지는 매개변수 제어 편차(eP)에 따라서 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이를 설정하도록 제공되고;
    - 설정 유량 산출 장치(130)는 상기 매개변수 제어 편차(eP)에서, 그리고 선택적으로 상기 압연롤의 냉각에 대한 압연 공정에서의 추가 요건들을 고려하면서, 상기 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 설정 값(
    Figure 112019049969911-pct00069
    )을 산출하기 위해 제공되고;
    - 실제 유량 측정 장치(170)는 상기 압연롤로부터 실제로 소산된 열의 유량에 대한 실제 값(
    Figure 112019049969911-pct00070
    )을 산출하기 위해 제공되고;
    - 열 유량 비교 장치(140)는 상기 압연롤로부터의 소산 대상 열의 유량에 대한 상기 설정 값(
    Figure 112019049969911-pct00071
    )과 상기 실제 값(
    Figure 112019049969911-pct00072
    ) 간의 차로서 열 유량 제어 편차(
    Figure 112019049969911-pct00073
    )를 산출하기 위해 제공되며; 그리고
    - 상기 제어기(150)는 상기 열 유량 제어 편차(
    Figure 112019049969911-pct00074
    )에 따라서 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)를 설정하기 위한 제어 신호(s)를 생성하도록 형성되고, 상기 열 유량 제어 편차(
    Figure 112019049969911-pct00075
    )는 자체적으로 상기 매개변수 제어 편차(eP)에 따라 결정되며;
    상기 냉각 재킷은 적어도 하나의 제1 및 하나의 제2 냉각 재킷 세그먼트(161, 162)를 포함하고, 상기 냉각 재킷 세그먼트들은 상기 압연롤의 표면 영역을 덮기 위한 원호의 한 섹션의 형태인 횡단면을 각각 보유하며, 그리고
    상기 액추에이터(165)는, 변위 장치의 형태로, 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 제1 및 상기 제2 냉각 재킷 세그먼트를 서로 상대적으로 변위시키도록 형성되며, 상기 제1 및 상기 제2 냉각 재킷 세그먼트는 적어도 부분적으로 서로 중첩될 수 있는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 냉각 재킷 세그먼트(161)는 위치 고정되지만, 그러나 상기 압연롤의 표면에 대해 이격되어 배치되며; 그리고
    상기 변위 장치는 상기 제1 냉각 재킷 세그먼트에 상대적으로 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 제2 냉각 재킷 세그먼트를 변위시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
  13. 제9항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 장치는 유압 실린더의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
  14. 제9항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변위 장치는,
    회전 가능하게 장착된 휠(165-1)과;
    상기 휠을 회전 구동하기 위한 구동 장치(165-2)를; 포함하며,
    상기 휠(165-1)의 회전 운동이 원주방향으로 상기 제2 냉각 재킷 세그먼트(162)의 변위를 야기하도록, 상기 휠은 예컨대 마찰 결합부를 통해, 또는 형태 결합부를 통해 상기 제2 냉각 재킷 세그먼트(162)와 연동하는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 냉각 재킷은 가요성 재료로 형성되며; 그리고
    상기 액추에이터(165)는 상기 압연롤로부터 이격 방향으로, 또는 상기 압연롤 쪽으로 상기 냉각 재킷의 적어도 부분들을 굽히는 것을 통해, 또는 상기 제어 신호에 따라서 상기 가요성 재료를 권취하거나 권출하는 것을 통해 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이(b)를 설정하기 위한 굽힘 장치 또는 권취 및 권출 장치로서 형성되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 냉각 재킷은 적어도 하나의 회전 가능한 플랩(163)을 포함하며; 그리고
    상기 액추에이터(165)는 상기 제어 신호에 따라서 상기 플랩들을 개방하거나 폐쇄하는 것을 통해 상기 압연롤의 원주방향으로 상기 냉각 재킷의 유효 길이를 설정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
  17. 제9항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 열 유량(
    Figure 112019503681816-pct00041
    )은 상기 압연 스톡의 폭 방향으로 열 유량의 분포이며, 그리고 상기 매개변수는 상기 압연 스톡의 폭 방향 프로파일이거나, 또는 그 평탄도의 폭 방향 분포이고;
    복수 개(N)의 냉각 재킷(160-n)은 냉각 대상 압연롤(300)의 축 방향으로 서로 나란히 배치되며; 그리고
    상기 액추에이터(165)는, 상기 제어 신호(s)를 통해 나타내어지는, 상기 압연 스톡의 폭 방향의 열 유량 분포의 제어 편차(
    Figure 112019503681816-pct00042
    )에 따라서, 상기 압연롤(300)의 원주방향으로 n개의 냉각 재킷 중 각각 소수의 냉각 재킷(160-n)의 유효 길이를 설정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압연 스톡의 매개변수 제어 장치.
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