KR102075245B1 - 전기 강판의 철손 저감 예측 장치 - Google Patents

전기 강판의 철손 저감 예측 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 소둔 및 코팅설비(Annealing Coating Line)의 냉각대 온도 패턴에 따라 전기강판의 철손값을 예측하여 품질을 향상시킬 수 있는 전기 강판의 철손 저감 예측 장치가 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판을 생산하는 소둔 및 코팅설비(Annealing Coating Line; ACL)의 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 가중치를 계산하는 가중치 계산부와, 상기 가중치 계산부의 가중치 및 상기 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 상기 소둔로 냉각대의 각 구간의 전기 강판의 철손 저감 예측값을 연산하는 연산부를 포함할 수 있다.

Description

전기 강판의 철손 저감 예측 장치{PREDICTION APPARATUS FOR IRON LOSS REDUCTION OF ELECTRIC STEEL SHEET}
본 발명은 전기 강판의 철손 저감 예측 장치에 관한 것이다.
무방향성 전기강판은 주로 모터 혹은 발전기 첨심과 같이 회전자기 특성이 요구되는 곳에 주로 사용되는데 전 세계적으로 철강시장의 공급과잉이 지속되고 있다.
반면에, 최근 친환경차 시장증가에 따라 최고급재 수요는 지속적으로 증가함에 따라 시장경쟁력 향상을 위한 품질향상을 위한 기술개발이 요구되고 있다.
이러한, 무방향성 전기강판은 방향성 전기강판과 달리 크게 소둔산세, 냉간압연, 소둔코팅의 비교적 단순한 공정을 거처 생산되어 최고급(Hyper), 고급(H), 중저급(L,M)으로 제품등급이 나눠지는데, 제품 등급을 결정하는 주요 인자들 중 소둔로의 냉각대 온도가 있으며, 냉각대 온도 패턴에 따라 전기강판의 품질이 결정될 수 있다.
대한민국 공개특허번호 제10-2014-0084894호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소둔 및 코팅설비(Annealing Coating Line)의 냉각대 온도 패턴에 따라 전기강판의 철손값을 예측하여 품질을 향상시킬 수 있는 전기 강판의 철손 저감 예측 장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판을 생산하는 소둔 및 코팅설비(Annealing Coating Line; ACL)의 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 가중치를 계산하는 가중치 계산부와, 상기 가중치 계산부의 가중치 및 상기 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 상기 소둔로 냉각대의 각 구간의 전기 강판의 철손 저감 예측값을 연산하는 연산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 철손에 영향을 미치는 온도구간 및 최적 냉각대 온도 패턴을 찾아 철손저감을 통한 품질향상 효과를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 소둔 및 코팅설비의 전체구간의 시간에 따른 온도 분포 그래프이다.
도 3은 소둔로의 냉각대의 온도 분포 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치의 개요도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 입출력값을 나타낸 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치에 의해 철손에 영향을 미치는 구간을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치(100)는 가중치 계산부(110), 연산부(120)를 포함할 수 있으며, 업데이터부(130) 및 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치(100)에 관한 설명에 앞서, 본 발명은 전기 강판의 철손 저감을 예측하기 위한 장치로, 특히 무방향성 전기강판은 주로 모터 혹은 발전기 첨심과 같이 회전자기 특성이 요구되는 곳에 주로 사용되는데 전 세계적으로 철강시장의 공급과잉이 지속되고 있다. 반면에, 최근 친환경차 시장증가에 따라 최고급재 수요는 지속적으로 증가함에 따라 시장경쟁력 향상을 위한 품질향상을 위한 기술개발이 요구되고 있다.
무방향성 전기강판은 방향성 전기강판과 달리 크게 소둔산세, 냉간압연, 소둔코팅의 비교적 단순한 공정을 거처 생산되어 최고급(Hyper), 고급(H), 중저급(L,M)으로 제품등급이 나눠 진다. 이 등급을 결정하는 주요 인자는 전기강판 제조공정에 따라 크게 합금성분, 열간압연, 소둔산세/냉간압연/소둔코팅, Skin Pass/SRA의 4가지 영역으로 나누어 볼 수 있다. 이 중 전강공장에 해당하는 소둔산세/냉간압연/소둔코팅영역에서는 산세, AP(Annealing Pickling)온도, ACL온도, 냉간압연온도, 압하율 등이 영향인자에 속한다.
그 중 소둔 및 코팅설비의 소둔로 내 냉각대 온도를 영향인자로 고려하여 냉각대 온도 패턴에 따른 철손 상관관계를 도출하여 좀 더 높은 품질의 철손과 자속밀도를 나타낼 필요가 있다.
도 2는 소둔 및 코팅설비의 전체구간의 시간에 따른 온도 분포 그래프이고, 도 3은 소둔로의 냉각대의 온도 분포 그래프이다.
도 2를 참조하면, 무방향성 전기강판 공정에서 소둔 코팅공정의 시간에 따른 온도 패턴을 볼 수 있다. 소둔 및 코팅설비는 크게 예열, 가열, 균열, 냉각대로 나누며 예열대에는 예열 섹션(Pre Heating Section;PHS), 가열대에는 비-산화로 (Non Oxidizing Furnace; NOF), 방사형 튜브 가열 섹션(Radiant Tube Heating Section; RHS)이 해당되며, 균열대는 전기 침지 섹션(Electric Soaking Section; ESS), 냉각대는 서냉구간(SJCS) 및 급냉구간(RJCS)이 포함된다. 즉, 예열대, 가열대에서 상승시킨 온도를 균열대에서 전기 저항열을 이용하여 일정온도로 유지시키고 냉각대 서냉구간 및 급냉구간에서 이중열교환 방식 및 터보 팬(Turbo Fan)을 통하여 온도를 저감시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 전기 침지 섹션 4 구간(ESS 4 zone)부터 급냉구간 6 구간( RJCS 6 zone)까지의 일반적인 온도 드롭(Drop)을 나타낸 온도 패턴을 볼 수 있다. 균열대는 제1 내지 제5 전기 침지 섹션(ESS 1~5), 냉각대는 제1 내지 제6 서냉구간(SJCS 1~6) 및 제1 내지 제6 급냉구간(RJCS 1~6)으로 구성될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 가중치 계산부(110)는 전기 강판을 생산하는 소둔 및 코팅설비(Annealing Coating Line; ACL)의 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 가중치를 계산할 수 있고, 연산부(120)는 가중치 계산부(110)의 가중치 및 상기 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 상기 소둔로 냉각대의 각 구간의 전기 강판의 철손 저감 예측값을 연산할 수 있다.
가중치 계산부(110)는 신경망(Neural Network) 분석에 따라 냉각대 구간별 가중치를 계산할 수 있다.
가중치 계산부(110) 및 연산부(120)는 철손 예측 모델을 형성할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제5 전기 침지 섹션(ESS 1~5), 제1 내지 제6 서냉구간(SJCS 1~6) 및 제1 내지 제6 급냉구간(RJCS 1~6)까지 총 17개 구간의 온도 데이터를 수집하여 각 구간별 온도차(Xn)을 상기 철손예측모델에 입력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치의 개요도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 각 17개 구간의 온도차를 입력하면 가중치(Wn)의 값이 계산될 수 있다(S10). 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치(100)는 가중치 계산부(110)의 가중치 중 실측 철손값과 예측 철손값 간의 차이가 적은 가중치를 업데이트하는 업데이트부(130)를 더 포함할 수 있다. 업데이트부(130)는 실제값과 예측값의 오차가 최소화됐을 시 가중치를 업데이트하여(S20), 최종 결과값인 철손예측값을 확인할 수 있다(S30).
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치(100)는 연산부(120)의 철손 저감 예측값에 따라 소둔로 냉각대의 해당 구간의 온도를 제어하는 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
한편, 가중치 계산부(110) 및 연산부(120)로 형성된 철손 예측 모델은 하기의 수식과 같이 가중치 및 철손 예측값을 계산할 수 있다.
(수식)
Figure 112018053621516-pat00001
Figure 112018053621516-pat00002
Figure 112018053621516-pat00003
Figure 112018053621516-pat00004
Figure 112018053621516-pat00005
여기서, YPREDIC는 철손 예측값, J는 실제값-예측값, Y는 결과값 평균, n은 변수 개수, i는 데이터 개수, X는 변수값(각 구간별 온도차), W는 가중치, LR은 학습률(Learning Rate)일 수 있다.
철손 예측 모델이 수렴을 하지 못하고 발산하게 되면 LR(Learning Rate)의 값을 조정할 수 있으며, 보통 최소값을 입력할수록 모델의 수렴도가 높아질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 입출력값을 나타낸 표이다.
도 5를 참조하면, 각 입력값(각 구간 온도차)를 입력 테이블(Input table)에 입력시, 상기 철손 예측 모델은 도 4에 도시된 연산과정을 거쳐 가중치 W 값을 ㅊ출력 테이블(Otput table)에 입력될 수 있다. 이는 추후 실 데이터의 온도차를 입력하여 철손의 실측 값 및 예측 값 확인을 통하여 상기 철손 예측 모델의 정확성을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 강판의 철손 저감 예측 장치에 의해 철손에 영향을 미치는 구간을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 5의 출력(Output)인 가중치(Wn)값을 통하여 각 구간별 철손에 미치는 영향도를 분석하여 그래프로 나타낸 것으로 균열대에서 냉각대로 바뀌는 구간인 ESS 5~SJCS 1 구간 및 서냉대에서 급냉대로 바뀌는 구간인 SJCS 6 ~RJCS 1구간이 각각 33%, 25%를 나타내며 냉각온도의 변화폭에 따라 철손에 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6의 테이블 및 그래프를 살펴보면, 냉각대의 온도는 철손, 품질에 영향을 미치는 중요 영향인자임을 확인할 수 있으며, 각각의 소둔 및 코팅설비(ACL)가 바뀌는 구간 지점의 온도변화 폭을 결정하는 설비제어가 향후 품질을 향상시킬 수 있는 중요 인자임을 예측할 수 있으며, 본 발명의 철손예측모델의 예측된 철손값을 통해 품질을 향상시킬 수 있는 냉각 온도 패턴을 설계하여 향후 설비개선안 도출시 반영할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 철손에 영향을 미치는 온도구간 및 최적 냉각대 온도 패턴을 찾아 철손저감을 통한 품질향상 효과를 확보할 수 있어, 친환경차용 최고급재 무방향 전기강판 품질 향상 및 안정화로 신수요 창출 및 공급 시장 증대로 향후 큰 경제적인 이익을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 전기 강판의 철손 저감 예측 장치
110: 가중치 계산부
120: 연산부
130: 업데이트부
140: 제어부

Claims (5)

  1. 전기 강판을 생산하는 소둔 및 코팅설비(Annealing Coating Line; ACL)의 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 가중치를 계산하는 가중치 계산부; 및
    상기 가중치 계산부의 가중치 및 상기 소둔로 냉각대의 각 구간별 온도차에 따라 상기 소둔로 냉각대의 각 구간의 전기 강판의 철손 저감 예측값을 연산하는 연산부를 포함하고,
    상기 가중치 계산부 및 상기 연산부는 하기의 수식과 같이 가중치 또는 철손 예측값을 연산하는 전기 강판의 철손 저감 예측 장치.
    (수식)
    Figure 112019114470450-pat00017

    Figure 112019114470450-pat00018

    Figure 112019114470450-pat00019

    Figure 112019114470450-pat00020

    Figure 112019114470450-pat00021

    여기서, YPREDIC는 철손 예측값, J는 실제값-예측값, Y는 결과값 평균, n은 변수 개수, i는 데이터 개수, X는 변수값(각 구간별 온도차), W는 가중치, LR은 학습률(Learning Rate)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가중치 계산부는 신경망(Neural Network) 분석에 따라 냉각대 구간별 가중치를 계산하는 전기 강판의 철손 저감 예측 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가중치 계산부의 가중치 중 실측 철손값과 예측 철손값 간의 차이가 적은 가중치를 업데이트하는 업데이트부를 더 포함하는 전기 강판의 철손 저감 예측 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연산부의 철손 저감 예측값에 따라 소둔로 냉각대의 해당 구간의 온도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 전기 강판의 철손 저감 예측 장치.
  5. 삭제
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102362666B1 (ko) * 2019-12-19 2022-02-11 주식회사 포스코 무방향성 전기강판의 최종 소둔 방법
CN111676365A (zh) * 2020-06-09 2020-09-18 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种基于lstm的过渡钢卷退火温度设定值的预测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151058A (ja) * 2015-02-19 2016-08-22 三菱重工業株式会社 金属部材の冷却システム
KR101739862B1 (ko) * 2015-12-23 2017-05-25 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 제조용 소둔로의 스트립 장력 제어 방법 및 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6280226A (ja) * 1985-10-03 1987-04-13 Kawasaki Steel Corp 鋼材の変態率制御冷却方法
KR20140084894A (ko) 2012-12-27 2014-07-07 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016151058A (ja) * 2015-02-19 2016-08-22 三菱重工業株式会社 金属部材の冷却システム
KR101739862B1 (ko) * 2015-12-23 2017-05-25 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 제조용 소둔로의 스트립 장력 제어 방법 및 장치

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