KR102089147B1 - 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 열연압연의 폭압연 제어장치는, 슬라브의 이송거리를 측정하기 위한 이송거리 측정부; 폭압연을 위한 사이징 프레스를 구동시키는 SSP 구동부; 슬라브를 사이징 프레스로 이송시키는 롤러테이블 구동부; 및 상위제어장치로부터 슬라브 정보를 입력받아 최초 타격시 사이징 프레스의 앤빌과 슬라브가 접촉되는 최초 타격 접촉길이를 산출하고, 최초 타격 접촉길이에 따라 롤러테이블 구동부를 제어하여 슬라브를 이송시키고, 이송거리 측정부로부터 이송거리를 입력받아 슬라브를 사이징 프레스로 인입시킨 후, SSP 구동부를 작동시켜 폭압연을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR CONTROLLING SLAB SIZING PRESS OF HOT ROLLING PROCESS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폭압연을 수행할 때 슬라브의 폭, 두께, 압연량 및 탄소당량을 기반으로 최초 타격 접촉길이를 산출하여 설정한 후 폭압연을 수행함으로써 선단부에서의 폭빠짐이 발생하지 않도록 하는 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.

연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬라브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.

이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.

또한, 슬라브는 폭압연기를 통해 후행 압연에서 요구하는 폭으로 폭이 압연된 후, 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열연 압연공정을 통해 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어진다. 열연압연 공정에서 슬라브를 폭압연하는 폭압연기로는 슬라브 사이징 프레스(Slab Sizing Press ; SSP)라는 설비가 주로 사용된다.

관련 선행기술로는 한국공개특허 제2009-00091981호(2009.08.31, 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 방법)가 있다.

본 발명은 폭압연을 수행할 때 슬라브의 폭, 두께, 압연량 및 탄소당량을 기반으로 최초 타격 접촉길이를 산출하여 설정한 후 폭압연을 수행함으로써 선단부에서의 폭빠짐이 발생하지 않도록 하는 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치는, 슬라브의 이송거리를 측정하기 위한 이송거리 측정부; 폭압연을 위한 사이징 프레스를 구동시키는 SSP 구동부; 슬라브를 사이징 프레스로 이송시키는 롤러테이블 구동부; 및 상위제어장치로부터 슬라브 정보를 입력받아 최초 타격시 사이징 프레스의 앤빌과 슬라브가 접촉되는 최초 타격 접촉길이를 산출하고, 최초 타격 접촉길이에 따라 롤러테이블 구동부를 제어하여 슬라브를 이송시키고, 이송거리 측정부로부터 이송거리를 입력받아 슬라브를 사이징 프레스로 인입시킨 후, SSP 구동부를 작동시켜 폭압연을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 슬라브 정보를 기반으로 아래식 1과 같이 최초 타격 접촉길이를 산출하는 것을 특징으로 한다.

[아래식 1]

본 발명은 사이징 프레스의 출측에 설치되어 폭압연된 슬라브의 형상을 측정하는 형상측정부를 더 포함하고, 제어부는 형상측정부로부터 입력된 슬라브의 형상을 기반으로 보정계수를 산출하여 갱신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 슬라브의 선단부를 감지하기 위한 위치감지부를 더 포함하고, 제어부는 위치감지부로부터 슬라브의 선단부 위치를 입력받아 슬라브 위치를 파악하고, 이송거리에 따라 슬라브 위치가 최초 타격 접촉길이 이상 인입되었는지 판단하여 슬라브를 이송시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 열연압연의 폭압연 제어방법은, 제어부가 상위제어장치로부터 슬라브 정보를 입력받는 단계; 제어부가 슬라브 정보에 기초하여 최초 타격시 사이징 프레스의 앤빌과 슬라브가 접촉되는 최초 타격 접촉길이를 산출하는 단계; 제어부가 롤러테이블 구동부를 제어하여 최초 타격 접촉길이에 따라 사이징 프레스로 슬라브를 이송시키는 단계; 및 제어부가 SSP 구동부를 작동시켜 폭압연을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 최초 타격 접촉길이를 산출하는 단계는, 제어부가 슬라브 정보를 기반으로 아래식 2와 같이 최초 타격 접촉길이를 산출하는 것을 특징으로 한다.

[아래식 2]

본 발명에서 최초 타격 접촉길이를 산출하는 단계는, 제어부가 사이징 프레스의 출측에 설치된 형상측정부로부터 슬라브의 형상을 입력받아 슬라브의 형상에 기초하여 보정계수를 산출하여 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 슬라브를 이송시키는 단계는, 제어부가 위치감지부로부터 슬라브의 선단부 위치를 입력받아 슬라브 위치를 파악하고, 이송거리에 따라 슬라브 위치가 최초 타격 접촉길이 이상 인입되었는지 판단하여 슬라브를 이송시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법은 폭압연을 수행할 때 슬라브의 폭, 두께, 압연량 및 탄소당량을 기반으로 최초 타격 접촉길이를 산출하여 설정한 후 폭압연을 수행함으로써 선단부에서의 소재유동에 의해 발생되는 폭빠짐을 방지하여 선단 폭 형상의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치가 적용된 설비를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치 및 그 제어방법을 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 열연압연의 폭압연 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치가 적용된 설비를 나타낸 구성도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어장치는, 이송거리 측정부(20), SSP 구동부(60), 롤러테이블 구동부(70) 및 제어부(50)를 비롯하여 위치감지부(30) 및 형상측정부(40)를 포함한다.

이송거리 측정부(20)는 슬라브(100)의 이송거리를 측정하여 제어부(50)에 제공한다.

이송거리 측정부(20)는 롤러테이블의 이송롤러(75)와 연결된 엔코더(미도시)를 통해 이송롤러(75)의 회전속도와 직경에 기초하여 이송거리를 측정할 수 있다.

SSP 구동부(60)는 사이징 프레스(62)를 구동시켜 앤빌(anvil)(65)을 통해 설정된 압연량으로 슬라브(100)의 측면을 타격하여 슬라브(100)를 목표 폭으로 압연한다.

롤러테이블 구동부(70)는 슬라브(100)를 지지하고 이송시키는 롤러테이블의 이송롤러(75)를 구동시켜 슬라브(100)를 사이징 프레스(62)로 이송시켜 폭압연을 수행할 수 있도록 한다.

제어부(50)는 상위제어장치(10)로부터 슬라브 정보를 입력받아 폭압연시 슬라브(100)를 최초 타격할 때 선단부에서 소재유동에 의한 폭빠짐이 발생되지 않도록 사이징 프레스(62)의 앤빌(65)과 슬라브(100)의 측면이 접촉되는 최초 타격 접촉길이(L1)를 수학식 1과 같이 슬라브 폭, 두께, 탄소당량, 압연량 및 보정계수를 기반으로 산출할 수 있다.

여기서, 슬라브 정보는 강종 성분, 슬라브 두께, 슬라브 폭 및 압연량을 포함할 수 있다.

또한, 탄소당량은 슬라브(100)의 강종 성분으로부터 각 성분의 영향을 기본적인 첨가원소인 탄소의 양으로 환산하여 산출할 수 있다.

또한, 이전패스에서 폭압연이 완료된 슬라브(100)의 형상을 통해 보정계수를 산출하여 갱신함으로써 최초 타격 접촉길이를 보상할 수도 있다.

압연량은 슬라브 폭을 슬라브 목표 폭으로 압연하기 위한 량을 나타낸다.

그리고, 제어부(50)는 롤러테이블 구동부(70)를 제어하여 최초 타격 접촉길이(L1)에 따라 이송거리 측정부(20)로부터 이송거리를 입력받아 슬라브(100)를 사이징 프레스(62)에 인입시킨 후 SSP 구동부(60)를 작동시켜 폭압연을 수행한다.

한편, 위치감지부(30)는 슬라브(100)의 선단부를 감지하기 위해 사이징 프레스(62)에 설치되어, 사이징 프레스(62)로 인입되는 슬라브(100)의 선단부 위치를 제어부(50)에 제공함으로써, 제어부(50)가 슬라브 위치를 파악하고, 이송거리에 따라 슬라브 위치가 최초 타격 접촉길이 이상 인입되었는지 판단하여 슬라브(100)를 이송시킬 수 있도록 할 수 있다.

이는 롤러테이블 구동부(70)를 작동시켜 슬라브(100)를 이송거리에 따라 이송시킬 때, 이송롤러(75)와의 슬립이 발생하여 목표한 이송거리에 미치지 못할 경우, 제어부(50)가 위치감지부(30)로부터 입력된 슬라브(100)의 선단부 위치를 기반으로 슬라브(100)의 위치를 보정할 수 있도록 한다.

형상측정부(40)는 사이징 프레스(62)의 출측에 설치되어 폭압연된 슬라브(100)의 형상을 측정하여 제어부(50)에 제공함으로써, 제어부(50)가 형상측정부(40)로부터 입력된 슬라브(100)의 형상을 기반으로 폭빠짐이 발생되었는지 판단하고, 목표 폭으로 폭압연 이루어졌는지 판단하여 최초 타격 접촉길이를 산출할 때 적용되는 보정계수를 산출하여 갱신함으로써 최초 타격 접촉길이를 보상할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 열연압연의 폭압연 제어장치에 따르면, 폭압연을 수행할 때 슬라브의 폭, 두께, 압연량 및 탄소당량을 기반으로 최초 타격 접촉길이를 산출하여 설정한 후 폭압연을 수행함으로써 선단부에서의 소재유동에 의해 발생되는 폭빠짐을 방지하여 선단 폭 형상의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열연압연의 폭압연 제어방법에서는 먼저, 제어부(50)가 상위제어장치(10)로부터 슬라브 정보를 입력받는다(S10).

슬라브 정보로는 강종, 슬라브 두께, 슬라브 폭 및 압연량을 포함할 수 있다.

S10 단계에서 입력받은 슬라브 정보에 기초하여 제어부(50)는 폭압연시 슬라브(100)를 최초 타격할 때 선단부에서 소재유동에 의한 폭빠짐이 발생되지 않도록 사이징 프레스(62)의 앤빌(65)과 슬라브(100)의 측면이 접촉되는 최초 타격 접촉길이(L1)를 수학식 2와 같이 슬라브 폭, 두께, 탄소당량, 압연량 및 보정계수를 기반으로 산출할 수 있다(S20).

여기서, 탄소당량은 슬라브의 강종 성분으로부터 각 성분의 영향을 기본적인 첨가원소인 탄소의 양으로 환산하여 산출할 수 있다.

또한, 압연량은 슬라브 폭을 슬라브 목표 폭으로 압연하기 위한 량을 나타낸다.

이때 최초 타격 접촉길이는 이전패스에서 사이징 프레스(62)의 출측에 설치된 형상측정부(40)로부터 입력된 슬라브 형상에 기초하여 산출하여 갱신되는 보정계수를 반영하여 보상할 수도 있다.

이후 제어부(50)는 S20 단계에서 산출한 최초 타격 접촉길이에 따라 롤러테이블 구동부(70)를 제어하여 사이징 프레스(62)로 슬라브(100)를 이송시킨다(S30).

이때 제어부(50)는 위치감지부(30)로부터 사이징 프레스(62)로 인입되는 슬라브(100)의 선단부 위치를 입력받아 슬라브의 위치를 파악하고, 이송거리에 따라 슬라브 위치가 최초 타격 접촉길이 이상 인입되었는지 판단할 수 있다(S40).

즉, 제어부(50)는 슬라브(100)를 이송시킨 후 슬라브(100)의 위치가 최초 타격 접촉길이 이상인지 판단하여 슬라브(100)를 추가로 이송시킬 수 있다.

이와 같이 슬라브(100)가 사이징 프레스(62)로 최초 타격 접촉길이 이상으로 인입되면, 제어부(50)는 SSP 구동부(60)를 작동시켜 폭압연을 수행한다(S50).

이후 제어부(50)는 S50 단계에서 폭압연이 종료된 슬라브(100)의 형상을 사이징 프레스(62)의 출측에 설치된 형상측정부(40)로부터 입력받는다(S60).

그런 다음 제어부(50)는 입력된 슬라브(100)의 형상에 기초하여 최초 타격 접촉길이(L1)를 산출할 때 적용되는 보정계수를 산출하여 갱신함으로써, 이를 다음 패스에서 최초 타격 접촉길이의 산출시 적용하여 보상할 수 있도록 한다(S70).

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 열연압연의 폭압연 제어방법에 따르면, 폭압연을 수행할 때 슬라브의 폭, 두께, 압연량 및 탄소당량을 기반으로 최초 타격 접촉길이를 산출하여 설정한 후 폭압연을 수행함으로써 선단부에서의 소재유동에 의해 발생되는 폭빠짐을 방지하여 선단 폭 형상의 품질을 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 : 상위제어장치 20 : 이송거리 측정부
30 : 위치감지부 40 : 형상측정부
50 : 제어부 60 : SSP 구동부
62 : 사이징 프레스 65 : 앤빌
70 : 롤러테이블 구동부 75 : 이송롤러

Claims (8)

1. 슬라브의 이송거리를 측정하기 위한 이송거리 측정부;
   폭압연을 위한 사이징 프레스를 구동시키는 SSP 구동부;
   상기 슬라브를 사이징 프레스로 이송시키는 롤러테이블 구동부; 및
   상위제어장치로부터 슬라브 정보를 입력받아 최초 타격시 상기 사이징 프레스의 앤빌과 상기 슬라브가 접촉되는 최초 타격 접촉길이를 산출하고, 상기 최초 타격 접촉길이에 따라 상기 롤러테이블 구동부를 제어하여 상기 슬라브를 이송시키고, 상기 이송거리 측정부로부터 이송거리를 입력받아 상기 슬라브를 상기 사이징 프레스에 인입시킨 후, 상기 SSP 구동부를 작동시켜 폭압연을 수행하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는, 상기 슬라브 정보를 기반으로 아래식 1과 같이 상기 최초 타격 접촉길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 열연압연의 폭압연 제어장치.
   [아래식 1]
   

   

   
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 사이징 프레스의 출측에 설치되어 폭압연된 상기 슬라브의 형상을 측정하는 형상측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 형상측정부로부터 입력된 상기 슬라브의 형상을 기반으로 상기 보정계수를 산출하여 갱신하는 것을 특징으로 하는 열연압연의 폭압연 제어장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 슬라브의 선단부를 감지하기 위한 위치감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 위치감지부로부터 상기 슬라브의 선단부 위치를 입력받아 슬라브 위치를 파악하고, 상기 이송거리에 따라 상기 슬라브 위치가 상기 최초 타격 접촉길이 이상 인입되었는지 판단하여 상기 슬라브를 이송시키는 것을 특징으로 하는 열연압연의 폭압연 제어장치.
   
5. 제어부가 상위제어장치로부터 슬라브 정보를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 상기 슬라브 정보에 기초하여 최초 타격시 사이징 프레스의 앤빌과 슬라브가 접촉되는 최초 타격 접촉길이를 산출하는 단계;
   상기 제어부가 롤러테이블 구동부를 제어하여 상기 최초 타격 접촉길이에 따라 상기 사이징 프레스로 상기 슬라브를 이송시키는 단계; 및
   상기 제어부가 SSP 구동부를 작동시켜 폭압연을 수행하는 단계를 포함하되,
   상기 최초 타격 접촉길이를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 슬라브 정보를 기반으로 아래식 2와 같이 상기 최초 타격 접촉길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 열연압연의 폭압연 제어방법.
   [아래식 2]
   

   

   
   
6. 삭제
7. 제 5항에 있어서, 상기 최초 타격 접촉길이를 산출하는 단계는, 상기 사이징 프레스의 출측에 설치된 형상측정부로부터 상기 슬라브의 형상을 입력받아, 상기 슬라브의 형상에 기초하여 상기 보정계수를 산출하여 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연압연의 폭압연 제어방법.
   
8. 제 5항에 있어서, 상기 슬라브를 이송시키는 단계는, 상기 제어부가 위치감지부로부터 상기 슬라브의 선단부 위치를 입력받아 슬라브 위치를 파악하고, 이송거리에 따라 상기 슬라브 위치가 상기 최초 타격 접촉길이 이상인지 판단하여 상기 슬라브를 이송시키는 것을 특징으로 하는 열연압연의 폭압연 제어방법.

Images