KR102215895B1 - 프로세스 파라미터들의 직접 측정으로 압연하는 동안 금속 스트립 프로파일을 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

프로세스 파라미터들의 직접 측정으로 압연하는 동안 금속 스트립 프로파일을 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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티모시 에프. 스태니스트리트
칼로스 에볼리
한스위르그 알데르
루이즈 무라드
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Abstract

압연기 제어 시스템 및 방법은 금속 시트 또는 플레이트 편평도, 두께 프로파일, 위치, 및 압연기 롤들의 캠버를 직접 측정하기 위해 압연기 스탠드들 사이에 위치된 센서들의 사용을 포함한다. 피드백 루프 제어 시스템은 압연 프로세스를 제어하기 위해 압연기 제어 메커니즘들을 조정 또는 적합하게 한다.

Description

프로세스 파라미터들의 직접 측정으로 압연하는 동안 금속 스트립 프로파일을 제어하기 위한 방법 및 장치
관련 출원에 대한 교차-참조
본 출원은 2016년 3월 8일에 출원된 U.S. 가특허 출원 번호 62/305,113의 이익을 주장하고, 이의 내용은 참조로서 그 전체가 본 출원에 통합된다. 본 출원은 또한 2014년 3월 11일에 출원된 U.S. 특허 출원 Ser. No. 14/203,695에 연관되고, 그것은 참조로서 본원에 그 전체가 통합된다.
기술 분야
본원은 멀티 스탠드 (multi-stand) 열간 압연기(hot rolling mill)에서 금속 스트립의 두께 프로파일 및 편평도(flatness)를 측정 및 제어하기 위한 제어 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
열간 압연(hot rolling)은 두꺼운 스톡(stock), 스트립 또는 플레이트가 한 쌍의 롤을 통과하여 스톡, 스트립 또는 플레이트의 두께를 감소시키는 금속 성형 프로세스이다. 프로세싱 동안에, 압연의 압력 및 마찰, 금속 변형 때문에, 및/또는 압연기로 진입하는 금속 시트 또는 플레이트가 뜨겁기 때문에 압연기의 롤들, 롤과 롤을 통과하는 금속 시트 또는 플레이트가 가열된다. 결과적인 열은 압연기 롤들의 팽창을 일으키며, 이는 프로세스된 금속 시트 또는 플레이트의 두께 프로파일, 편평도 및 품질에 영향을 미친다.
다수의 메커니즘들 및 방법들이 온도 및 압력으로 인해 압연기에서 작업 롤들의 왜곡을 보상하기 위해 사용된다. 예를 들어, 압연기는 작업 롤 및/또는 압연기의 백업 롤을 가열 및 냉각시켜 필요한 열 캠버(camber)를 달성하는 다양한 시스템들이 구비될 수 있다. 많은 압연기에는 작업 롤 초크(chock) 및/또는 백업 롤 초크에 압력을 가하여 프로세싱 동안에 롤을 구부려 개선된 편평도 및 두께 프로파일 일관성을 갖는 금속 시트 또는 플레이트를 생산하는 잭킹 메커니즘(jacking mechanism)들이 또한 구비된다. 작업 롤 및/또는 백업 롤은 압연 동안에 발생하는 왜곡을 보상하기 위해 의도적으로 완벽하게 원통형이 아닌 왜곡된 프로파일로 연마될 수 있다. 작업 롤 갭의 기하학적 구조를 수정시키기 위해 그것들의 회전 축을 따라서 이동할 수 있는 연속 가변 크라운 (CVC : continuous variable crown) 작업 및/또는 중간 롤 또는 롤 캠버(roll camber)를 동적으로 변화시킬 수 있는 변형 가능한 백업 롤과 같은 다른 보다 값비싼 시스템들이 사용 중에 롤 캠버에 대한 변화를 보상하기 위해 사용될 수 있다.
운영자 또는 제어기가 압연 하중(rolling load) 및 굴곡 힘들, 프로세스된 금속 시트 또는 플레이트, 또는 이들의 임의 조합과 같은 동작 상태들과 같이, 작업 롤의 상태들에 대한 적절한 정보를 갖는다면, 전술한 압연기 제어 메커니즘들은 작업 롤 열 캠버에 대한 적절한 보상, 그 결과로 생긴 프로세스된 금속 시트 또는 플레이트의 편평도 및 두께 프로파일 일관성만을 제공한다. 오늘날, 압연기는 제한된 수의 센서들 및 열 모델들로 가동되어 압연기 상태들을 예측하고 금속 시트 또는 플레이트의 겉면에 대한 두께 프로파일의 최상의 편평도 및 일관성을 달성하도록 조정된다. 그러나, 멀티 스탠드 압연기에 출입할 때 금속 시트 또는 플레이트의 편평도 및 두께 프로파일의 측정들과 결합된 모델들은 압연기 및 그것의 관련 제어 메커니즘이 작업 롤 열 캠버를 실시간으로 완전히 보상하는 것을 허용하는 적절한 정보를 제공하지 못한다. 구체적으로, 열 모델들은 종종 부정확하고 실제 압연기 상태들을 나타내지 않을 수 있다. 멀티 스탠드 압연기를 빠져나올 때의 금속 시트 또는 플레이트의 편평도 및 두께 프로파일의 측정은 프로세스 및 재료 파라미터의 변화에 응답하여 압연기 제어 메커니즘을 신속하고 효율적으로 조정하기에 너무 많은 지연을 갖는다. 더욱이, 멀티 스탠드 압연기에서, 이들 측정만으로는 압연 스탠드가 원하는 두께 프로파일을 달성하기 위해 조정이 필요하다는 것을 나타내지 못한다.
용어 실시예 및 이와 유사한 용어들은 본 개시의 주제 및 아래의 청구항 모두를 광범위하게 지칭하는 것으로 의도된다. 이들 용어들을 포함하는 문구는 본 출원에 설명된 주제를 제한하거나 또는 이하의 청구항들의 의미 또는 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 본 출원에 포함된 본 개시의 실시예는 이 요약이 아니라 이하의 청구항에 의해 정의된다. 이 과제 해결 수단은 본 개시의 다양한 측면들의 하이 레벨 개요이고 이하의 상세한 설명 섹션에 추가로 설명되는 개념들의 일부를 소개한다. 이 과제해결수단은 청구된 내용의 핵심 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않고, 청구된 내용의 범위를 결정하기 위한 격리에 사용되도록 의도되지 않는다. 상기 주제는 본 개시의 전체 명세서, 일부 또는 모든 도면들 및 각각의 청구항의 적절한 부분에 의해 이해되어야 한다.
멀티 스탠드 열간 또는 열간 마감 압연기(hot finishing mill), 또는 열간 역전식 압연기(hot reversing mill)를 갖거나 (왔다 갔다 하는 패스들에 하나 이상의 스탠드들을 갖는)의 연속적인 스탠드들에 또는 그것들 사이에 위치된 센서들을 이용하여, 두께 프로파일, 편평도 및/또는 스트립 위치를 타겟 허용 오차 내로 제어하기 위해 상기 압연기에서 압연되고 있는 금속 시트 또는 플레이트의 폭을 가로질러 상기 크라운 및/또는 웨지(wedge)를 계산하고 상기 롤들의 열 캠버, 상기 스트립의 편평도, 및/또는 두께 프로파일을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다. 금속 시트 또는 플레이트 편평도, 두께 프로파일, 위치, 및/또는 상기 압연기에 롤들의 캠버를 직접 측정하기 위해 압연기 스탠드들 사이에 위치된 센서들의 사용은 개선된 편평도 및 두께 프로파일 일관성을 갖는 금속 시트 또는 플레이트를 빠르게 생산하기 위해 압연기 제어 메커니즘들을 조정 또는 적합하게 하도록 피드백 루프 제어 시스템과 함께 사용될 수 있다.
금속 시트 또는 플레이트의 인터스탠드 측정은 제어 시스템이 실시간으로 금속 시트 또는 플레이트 편평도, 두께 프로파일, 및/또는 위치를 측정하는 것을 허용하여 피드백 루프는 상기 압연기 제어 메커니즘들, 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 변형 가능한 백업 롤들, 굴곡 잭(bending jack), 임의의 다른 프로파일 액추에이터, 냉각제 스프레이들, 연속적으로 가변하는 크라운 중간 또는 작업 롤들, 압연 하중, 금속 스트립 텐션, 또는 압연기 성능 및/또는 상기 압연된 스트립 또는 플레이트의 특성들에 영향을 미칠 수 있는 임의의 다른 메커니즘들을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 상기 제 1 스탠드에 대한 압연기 제어 메커니즘들에 대한 조정은 편평도 상에 작은 영향을 가지지만 타겟 두께 프로파일을 달성하기 위하여 사용될 수 있다. 이 두께 프로파일은 그런 다음 하중 하에 있는 상기 롤 갭 기하학적 구조가 상기 두께 프로파일에 일치하는 것을 보장하고 상기 금속 스트립을 가로 지른 모든 지점들에서 균일한 상대적 두께 감소를 보장함으로써 다운스트림 스탠드들에 전파될 수 있다. 이것은 상기 롤 갭을 제어하기 위해 직접 상기 롤의 열 캠버를 측정함으로써 그리고 상기 적절한 액추에이터들, 예컨대 롤 잭(roll jacks) 및/또는 스프레이들을 이용함으로써 수행된다. 상기 원하는 롤 갭이 달성될 수 있는 것을 보장하기 위해, 상기 롤들의 열 캠버는 상기 롤들의 선택적 가열 및 냉각에 의해 제어된다. 대안으로, 압연기 내 각각의 연속적인 스탠드는 계속하여 다수의 피드백 루프들의 금속 시트 또는 플레이트 편평도 및 두께 프로파일을 측정하거나 또는 상기 열간 압연기의 개별 스탠드들로 조정들의 업스트림 전파를 위해 스트립 두께 프로파일의 다운스트림 측정량을 제공하는 센서를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적인 예제들은 이하의 도시된 도면들을 참고하여 이하에 상세하게 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 롤 캠버 및 인터스탠드(interstand) 금속 스트립 특성 및 위치 센서를 갖는 멀티 스탠드 열간 압연기의 개략적인 측면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 다수의 금속 스트립 특성 및 위치 센서를 갖는 열간 압연기 스탠드의 개략적인 단부도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 롤 캠버 및 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서를 갖는 열간 압연기를 제어하기 위한 예시적인 방법이다.
도 4는 일 실시예에 따른 롤 캠버 및 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서를 갖는 열간 압연기를 제어하기 위한 제어 시스템이다.
도 5는 실시예에 따른 예시적인 제어 시스템에 통합된 롤 캠버 및 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서를 갖는 멀티 스탠드 열간 압연기의 개략적인 측면도이다.
도면들 6a 및 6b는 일 실시예에 따른 빠르고 느린 제어 루프를 갖는 롤 캠버 (roll camber) 및 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치를 갖는 열간 압연기를 제어하기 위한 제어 시스템이다.
본 발명의 실시예들의 요지는 법으로 정한 요건들을 충족시키기 위해 구체적으로 기술되었지만, 본 설명은 반드시 청구 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 청구된 주제는 다른 방식으로 구체화될 수 있고, 다른 엘리먼트들 또는 단계를 포함할 수 있으며, 다른 현존 또는 미래의 기술과 함께 사용될 수 있다. 본 설명은 개별 단계들의 순서 또는 엘리먼트들의 배열이 명시적으로 기술된 경우를 제외하고는, 다양한 단계들 또는 엘리먼트들 중에서 또는 그것들 사이의 임의의 특정 순서 또는 배열을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 출원에 사용되는, 두께는 일반적으로 반드시 그런 것은 아니지만 금속 스트립의 중심선에서 스트립의 겉면(face)에 수직으로 취해진 금속 스트립의 두께의 포인트 측정량을 나타낸다. 두께 프로파일 또는 프로파일은 일반적으로 압연 방향에 수직인 금속 스트립의 특정 단면을 가로 질러 취해진 두께 측정의 집합을 지칭한다. 두께 프로파일은 예컨대, 가로 지르거나 왕복하는 두께 센서로 금속 스트립의 겉면을 가로 질러 두께를 연속적으로 측정하거나 또는 스트립의 특정 단면을 가로 질러 여러 위치에서 두께를 측정하고 수학적 모델로 프로파일을 근사함으로써 직접 측정될 수 있다. 두께 프로파일은 2 차 이상의 다항식으로 근사될 수 있지만, 다른 수학적 모델이 또한 사용될 수 있다. 두께 및/또는 두께 프로파일은 길이, 일반적으로 밀(mils), 밀리미터 또는 마이크론의 단위로 표현될 수 있다. 크라운(crown)과 웨지(wedge)는 측정된 두께 프로파일의 파라미터들이다. 크라운은 일반적으로 금속 스트립의 중심선과 두 에지 두께들의 평균 사이의 두께 차이를 설명한다. 웨지는 일반적으로 금속 스트립의 두 스트립 에지들 사이의 두께 차이를 나타낸다. 크라운과 웨지는 일반적으로 다항식의 중심선 두께의 퍼센티지로 표시된다. 일반적으로 편평도(flatness)는 금속 스트립이 롤러를 통과하여 두께가 감소함에 따라 금속 스트립의 상이한 지점들에서 상이한 연신(elongation)으로 인해 텐션(tension)하에 있지 않을 때 금속 스트립의 좌굴(buckling)을 측정한 것이다. 롤 캠버(roll camber)는 일반적으로 압연기에서 완벽한 원통형 롤들에서의 형상 및/또는 편차를 나타낸다. 캠버는 금속 스트립이나 압연기에 존재하는 다른 롤들과 직접 접촉하는 작업 롤의 형상을 설명할 수 있으며 일반적으로 길이 단위로 표현된다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 금속 스트립의 특성, 파라미터 또는 유사한 것에 대한 언급은 두께, 두께 프로파일, 편평도, 온도, 전기 전도도, 폭, 위치, 압연방향에서의 각도, 측방에서의 각도, 롤 갭 외측 총 텐션(tension), 및/또는 롤 갭 외측 차동 텐션을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 이러한 특성들 및 파라미터들은 임의의 경우에, 아래에 설명된 금속 스트립 특성 및 위치 센서 중 하나 이상을 포함하는 다양한 센서들에 의해 측정될 수 있다. 압연기 및/또는 임의의 개별 압연기 스탠드는 하나 이상의 프로파일 액추에이터들 및/또는 압연기 제어 메커니즘들을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 압연기 또는 압연 스탠드는 프로파일 액추에이터들 예컨대, 굴곡 잭 및/또는 작업 및/또는 백업 롤에 굴곡 힘을 가하는 다른 메커니즘들, 핫 또는 콜드 스프레이들을 통하여 롤 가열 및/또는 롤 냉각을 포함할 수 있는 열 크라운 액추에이터(thermal crown actuator), 유도 히터들 또는 임의의 다른 열 관리 메커니즘, 연속 가변 크라운 (CVC : continuous variable crown) 중간 및/또는 작업 롤, 변형 가능한 백업 롤, 롤 틸팅(tilting) 및/또는 롤 쌍 교차(roll pair crossing)를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 압연기 및/또는 압연 스탠드는 압연, 스타트업, 셧다운, 일시적인 동작 중에 고려될 수 있는 하나 이상의 셋업 또는 생산 파라미터들을 또한 가질 수 있으며, 아래에 설명된 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 또는 특정 목적을 위해 사용되는 전용 센서들과 같은 하나 이상의 센서들의 사용을 통하여 측정될 수 있다. 이러한 설정 또는 생산 파라미터들은 두께 감소, 작업 롤 위치, 차동 압연 하중, 압연 속도, 압연기의 개별 스탠드 사이의 속도 차이들, 롤 토크(torque) 및/또는 차동 스트립 냉각을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
본 명세서 전반에 걸쳐 설명된 압연기 및/또는 개별 압연 스탠드는 압연기 및/또는 압연 스탠드 프로세싱 상태를 모니터링하기 위한 임의의 개수의 추가 센서들을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 압연기 및/또는 개별 압연 스탠드의 센서들은 압연 하중(rolling load), 굴곡 힘들, 롤 및 금속 스트립 속도, 롤 토크 및/또는 작업 롤 위치를 모니터링할 수 있다. 더욱이, 센서들은 초음파, 적외선, 터치 및/또는 다른 적절한 센서로 작업 롤 및/또는 백업 롤의 롤 캠버를 모니터링할 수 있다. 일부 경우들에서, 압연기 및/또는 개별 압연 스탠드는 롤 갭 기하학적 구조를 직접 측정하기 위해 적외선, 초음파, 터치, 레이저 및/또는 다른 적절한 센서들을 또한 포함할 수 있다. 더구나, 롤 갭 기하학적 구조는 한정되는 것은 아니지만, 압연 하중, 굴곡 힘들, 스트립 텐션 및 금속 시트 특성들과 같은 다른 압연 파라미터들과 함께 입력 스트립과 출력 스트립 사이의 두께 프로파일 및 편평도의 변화 및/또는 롤 캠버 측정치에 기초하여 그것을 계산함으로써 간접적으로 또한 결정될 수 있다. 전술한 센서들, 파라미터들 및/또는 동작 상태들 중 임의의 것이 본 명세서 전반에 걸쳐 설명된 제어 시스템들 및 방법들에 사용될 수 있다. 이들 센서들, 파라미터들 및/또는 동작 상태들 중 하나 이상은 압연기의 하나 이상의 압연 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 유지 또는 수정하기 위해 모니터링 및/또는 조정될 수 있어서, 원하는 범위 또는 허용 오차 내에 있는 특성들 또는 파라미터들을 갖는 압연된 금속 시트 또는 플레이트를 생산할 수 있다.
본 발명의 특정 측면들 및 특징들은 알루미늄 시트 또는 플레이트를 프로세스하기 위해 멀티 스탠드 (multi-stand) 열간 압연기들에서 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들의 사용에 관한 것이다. 열간 압연기의 개별 스탠드들 간 스트립 두께 프로파일을 측정하기 위한 금속 스트립 특성 및 위치 센서들의 사용은 첫 번째 및 최종 압연기 스탠드 전후에 각각 센서들만 통합하는 전통적인 제어 시스템으로 사용 가능한 것 보다 증강된 제어 방법, 개선된 효율 및 더 높은 제품 품질을 위한 장점 및 기회를 제공한다. 롤 열 캠버의 측정, 롤 갭 기하학적 구조 및/또는 다른 압연기 프로세스 파라미터들의 모니터링과 함께, 종종 스트립으로 지칭되는 금속 시트 또는 플레이트의 두께 프로파일 및/또는 다른 특성 또는 파라미터의 인터스탠드(interstand) 측정은 열간 압연기의 현재 동작 상태들에 대한 정보를 제공하고 운영자 또는 제어 시스템이 일정하거나 동적 변화량 또는 불규칙성을 보상하는 것을 허용한다. 금속 스트립 두께 프로파일 및/또는 롤 열 캠버 및 롤 갭 기하학적 구조 및/또는 압연기 프로세스 파라미터 측정과 같은 다른 특성들 또는 파라미터의 인터스탠드 측정은 압연기를 보다 정확하게 제어하고, 압연 스탠드가 일으키는 과잉 변화를 결정하고, 직접 측정 및 피드백 루프 및/또는 다른 보다 발전된 제어들을 갖는 셋업 테이블 및 수학 모델들을 교체하거나 지원하기 위해 사용될 수 있다. 압연기 및 압연 스탠드가 수락할 수 없는 제품의 양을 최소화하고 후속 압연 스탠드들을 재료의 손실이 없거나 축소된 손실을 갖도록 보상하기 위해 조정하도록 사양 시트(specification sheet)로부터 벗어난 것에 대하여 더 빨리 반응할 수 있기 때문에 압연기 및 개별 압연 스탠드들에 대한 개선된 제어는 고품질 제품 생산 및 폐기물 감소를 허용한다. 압연기 상태들의 개선된 측정은 또한 열간 압연기로부터 예를 들어 역전식 압연기 (reversing mill)로 정보를 공급함으로써 인접한 프로세스들을 개선시키는데 또한 사용될 수 있다.
도 1은 압연기 (100) 동작 상태들을 모니터링하기 위한 다수의 센서들 및 압연기 (100) 파라미터들을 조정하여 변화하는 프로세스 상태들을 보상하고 수락할 만한 제품 품질 사양들을 유지하는 제어 메커니즘들을 통합한 멀티 스탠드 열간 압연기 (100)의 개략적인 측면도이다. 압연기 (100)는 제 1 압연 스탠드 (102), 제 2 압연 스탠드 (104), 제 3 압연 스탠드 (106) 및 제 4 압연 스탠드 (108)를 포함한다. 그러나, 압연기 (100)는 특정 재료, 최종 제품 사양 및/또는 프로세싱 플랜트 간격 및 생산 고려 사항에 필요한 만큼 적은 또는 많은 압연 스탠드들을 통합할 수 있다. 각각의 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)는 상단 작업 롤 (112)에 지지를 제공하는 상단 백업 롤 (110)을 포함한다. 유사하게, 각각의 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)는 또한 하단 작업 롤 (116)에 지지를 제공하는 하단 백업 롤 (114)을 포함한다. 일부 경우들에서, 백업 롤이 추가로 사용되거나 또는 전혀 사용되지 않는다. 금속 스트립 (136)은 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 상단 및 하단 작업 롤 (112, 116) 사이에서 도 1의 좌측에서 우측으로 통과한다.
압연기 (100)는 또한 압연기 (100)의 동작 상태들 및 금속 스트립 (136)이 압연기 (100)에 진입하고, 통과하고, 빠져나올 때의 상태에 관한 정보를 제공하는 다수의 센서들을 통합한다. 어떤 경우에, 센서들은 압연기 (100) 및 그 개별 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108) 및 작업 롤들 (112, 116)의 동작 상태들을 직접 측정하는데 사용될 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 작업 롤 캠버 측정 센서들 (118)은 상단 작업 롤들 (112)에 캠버 또는 왜곡의 양을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 초음파 센서, 적외선 센서, 레이저 기반 롤 갭 기하학 구조 센서, 터치 센서, 또는 작업 롤의 열 캠버를 결정하기에 적합한 임의의 유형의 센서일 수 있는 작업 롤 캠버 측정 센서 (118)는, 상단 작업 롤 (112), 하단 작업 롤 (116), 상단 및 하단 작업 롤 (112, 116) 모두 또는 이들의 임의의 조합 또는 서브 세트 상에 사용될 수 있다. 그러나, 많은 응용 분야에서, 상단 작업 롤 (112) 또는 하단 작업 롤 (116)의 열 캠버의 측정은 해당 특정 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)에 대한 동작 상태들 및 롤 갭 기하학적 구조를 결정하기에 충분할 수 있다. 압연기 (100) 동작 상태를 측정하기 위한 추가의 센서들은 작업 롤 온도 센서, 작업 롤 접촉 압력 센서, 또는 특정 애플리케이션 또는 압연기 (100) 디자인 또는 장치에 필요한 임의의 다른 센서를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
압연기 (100) 및 임의의 관련 제어 시스템은 또한 금속 스트립 (136)의 특성 또는 상태들을 직접 측정하는 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입구 온도 센서 (126)는 제 1 압연 스탠드 (102) 로의 입구 앞에 금속 스트립 (136)의 온도를 측정하는데 사용될 수 있다. 출구 온도 센서 (128)는 압연기 (100)의 최종 압연 스탠드 (108)를 빠져나올 때 금속 스트립 (136)의 온도를 측정하는데 사용될 수도 있다. 어떤 경우에는, 금속 스트립 (136)의 온도 및 전도도가 제 1 압연 스탠드 (102)에 들어가기 전에 알려진 경우 전도도에 변화에 기초하여 압연 스탠드들 (102, 104, 106, 108) 사이의 금속 스트립 (136)의 온도를 측정하는 것이 가능할 수 있다. 일부 경우들에서, 금속 스트립 (136)의 온도는 금속 스트립 (136)을 가로 질러 온도 프로파일을 제공하고 변화하는 힘의 레벨, 두께의 감소 또는 금속 압연 프로세스의 다른 변형들에 의해 야기되는 온도 구배로 인한 차동 팽창을 보상하기 위해 스캐닝 및/또는 왕복 센서에 의해 다수의 지점들에서 측정될 수 있다. 압연기 (100)는 또한 금속 스트립 (136)의 중심선 두께 및 두께 프로파일을 결정하고 프로세싱 동안에 압연기 (100)에 진입할 때, 최종 압연 스탠드 (108)를 빠져나갈 때 금속 스트립 (136)에 대응하는 크라운 및/또는 웨지 값을 계산하는 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 유입 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (132)는 그것이 제 1 압연 스탠드 (102)에 들어가기 전에 금속 스트립 (136)의 두께, 두께 프로파일, 전도도 및/또는 임의의 다른 특성 또는 파라미터를 측정하도록 위치될 수 있다. 유사하게, 최종 압연 스탠드 (108)를 빠져나가는 금속 스트립 (136)의 두께, 두께 프로파일 및/또는 임의의 다른 특성 또는 파라미터를 측정하기 위한 하나 이상의 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (134)가 위치될 수 있다. 편평도 롤(flatness roll) (130)은 압연기(100)를 통과 한 후에 금속 스트립 (136)에 존재하는 스트립 좌굴(buckling) 경향을 결정하기 위해 금속 스트립 (136)의 폭에 걸친 텐션 응력(tension stress)의 일관성을 측정하기 위해 최종 압연 스탠드 (108) 뒤에 위치될 수 있다. 어떤 경우에는, 금속 스트립 (136)이 압연기 (100)를 통과할 때 작업 롤 (112, 116) 갭 기하학적 구조에서의 임의의 변형들 또는 불일치를 표시하기 위해 금속 스트립 (136)의 폭에 걸친 텐션 응력을 측정하도록 편평도 롤 (130)이 최종 제 2 스탠드와 최종 스탠드, 즉 제 3 압연 스탠드 (106) 와 제 4 압연 스탠드 (108) 사이에 위치될 수 있다. 어떤 경우들에, 좌굴에 대한 임의의 경향은 하나 이상의 유입 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (132), 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (134) 및/또는 압연 및 측방 방향들에서의 스트립 각도를 측정하기 위한 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (138)를 이용하여 측정될 수 있다.
추가하여, 하나 이상의 인터스탠드 (interstand) 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (138)가 제 1 압연 스탠드 (102)와 제 2 압연 스탠드 (104) 사이에 위치될 수 있다. 하나 이상의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (138)는 금속 스트립 (136)이 제 1 압연 스탠드 (102)를 빠져나갈 때 그리고 금속 스트립이 제 2 압연 스탠드 (104)를 들어가기 전에 금속 스트립의 두께 프로파일 및/또는 임의의 다른 특성 또는 파라미터에 관한 정보를 제어 시스템 및/운영자에게 제공한다. 일부 경우들에, 하나 이상의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (138)는 다른 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108) 사이에 위치될 수 있거나 또는 추가 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서(138)가 금속 스트립이 개별 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108) 사이를 통과할 때 금속 스트립 (136)의 프로세싱에 관한 더 많은 정보를 제공하기 위해 후속 압연 스탠드들 (104,106,108) 사이에 추가될 수 있다. 이 정보는 압연기 (100)의 성능 및 원하는 허용 오차 또는 사양 내에 있지 않은 임의의 변형, 비정상들 및/또는 치수를 포함하는 금속 스트립 (136)의 상태들에 관한 훨씬 더 빠른 피드백을 제어 시스템 및/또는 운영자에게 제공한다. 결과적으로, 운영자 및/또는 제어 시스템은 금속 스트립 (136) 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 두께 허용 오차, 편평도 및/또는 다른 불규칙성들을 보상하기 위해 제 1 압연 스탠드 (102) 및/또는 임의의 후속 압연 스탠드 (104,106,108)의 임의의 이용 가능한 압연기 제어 메커니즘들 중 하나 이상을 조정할 수 있고 한편 금속 스트립 (136) 이 수락할만한 두께 프로파일 및/또는 웨지, 크라운, 편평도, 두께 편차의 레벨들, 또는 금속 스트립 (136)을 위한 임의의 다른 원하는 특성들 또는 메트릭들을 가지고 압연기 (100)를 빠져나가도록 금속 스트립(136)은 압연기(100)에서 프로세스된다. 프로세싱과 측정 사이의 감소된 지연은 압연기 (100) 및 그 개별 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)에 대해 보다 정확한, 실시간 또는 거의 실시간 제어를 제공한다. 하나 이상의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (138)로 금속 스트립(136)의 직접 측정 및/또는 작업 롤 (112, 116) 열 캠버의 직접 측정은 안정 상태, 가속, 감속 또는 스타트업 절차들 동안 중 어느 하나에서 수학적 또는 컴퓨터 모델링 또는 압연기(100)의 셋업 테이블의 사용에 대한 요구를 줄이거나 배제한다. 오히려, 임의의 정상 상태 또는 전이 상태에서 압연기 (100)의 제어는 하나 이상의 유입 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (132), 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서(134), 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (138), 작업 롤 캠버 측정 센서 (118) 및/또는 금속 스트립 (136), 압연기 (100) 또는 임의의 개별 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 상태를 결정하기 위한 임의의 다른 센서들 중 하나 이상으로부터의 실시간 정보와 조합한 피드백 또는 다른 더 진보된 제어들로 달성될 수 있다. 금속 스트립 (136) 특성의 측정 지연의 감소 및 개선된 제어 방법으로 인해, 압연기 (100)는 금속 스트립 (136)의 더 많은 부분이 수용 가능한 제품 허용 오차 및 사양을 달성하기 때문에 개선된 제품 품질 및 더 높은 효율을 제공할 수 있다.
도 1을 계속 참조하면, 압연기 (100)는 압연기 (100) 및/또는 임의의 개별 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 동작 상태를 수정 또는 조정하도록 디자인된 다수의 제어 메커니즘들을 또한 포함할 수 있다. 압연기 (100)는 상단 및 하단 작업 롤 (112,116)에 각각 가열되거나 냉각된 액체를 공급하기 위한 상단 스프레이 (120) 및/또는 하단 스프레이 (122)와 같은 메커니즘들을 통한 작업 롤 (112,116) 열 크라운 제어를 포함할 수 있다. 필요하다면, (굴곡 시스템을 통해) 작업 롤을 잭킹하거나 (롤 틸트 시스템을 통해) 스택을 틸팅으로써 또는 다른 적절한 메커니즘들에 의해 금속 스트립 (136)의 프로세싱 동안에 상단 및/또는 하단 작업 롤 (112,116)을 왜곡 또는 굴곡하는 힘이 가해질 수 있다. 유도 히터들, 차동 스트립 냉각, 변형 가능한 백업 및/또는 작업 롤, 및/또는 연속 가변 크라운 (CVC) 중간 롤 및/또는 작업 롤을 포함하지만 이에 제한되지 않는 압연기 (100)에 의해 추가의 또는 대안 제어 메커니즘들이 사용될 수 있다. 제어 메커니즘은 제어 시스템과 통합될 수 있거나, 금속 스트립 (136)을 원하는 허용 오차들 또는 사양들 내에서 프로세스하도록 압연기 (100)를 조정하기 위해 전술한 하나 이상의 인터스탠드 스트립 특성 및 위치 센서 (138) 및 다른 관련 센서들과 직접 작업할 수 있다.
멀티 스탠드 열간 압연기 (100)의 금속 스트립 (136)의 두께 범위에 있어서, 금속 스트립 (136)의 편평도에 영향을 미치지 않고 임의의 특정 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)에 이용 가능한 크라운 변화의 양은 제한될 수 있다. 압연기 (100)를 통과할 때 금속 스트립 (136)의 제어를 유지하고, 금속 스트립 (136)의 후속 코일링(coiling)을 가능하게 하기 위해, 작은 양의 크라운 (즉,보다 두꺼운 중심)을 갖는 두께 프로파일이 바람직할 수 있다. 알루미늄의 경우, 이 크라운은 일반적으로 금속 스트립 (136) 두께의 0.1-0.9 %, 바람직하게는 0.3-0.9 %, 보다 바람직하게는 0.3-0.5 % 또는 0.5-0.9 %의 범위이고 포물선 형상이다. 압연기 (100)에 대한 전술한 제어 메커니즘은 롤 갭 기하학적 구조 및/또는 금속이 통과하는 작업 롤 (112, 116) 사이의 상대적 간격을 수정하는데 사용될 수 있다. 크라운을 감소시키기 위해, 작업 롤 (112, 116) 사이의 롤 갭은 에지에 비해 중심에서 감소된다. 유사하게, 크라운을 증가시키기 위해, 작업 롤 (112, 116) 사이의 롤 갭은 에지에 비해 중심에서 증가된다. 작업 롤 (112, 116) 사이의 롤 갭의 수정은 금속 스트립 (136)의 재료가 두 방향으로 흐르게 하여 금속 스트립 (136)의 두께 프로파일, 크라운 및 웨지를 수정시킨다. 금속 스트립 (136)의 재료는 금속 스트립 (136)의 중심과 에지 사이에서 측방 방향으로 흐를 것이다. 금속 스트립 (136)의 재료는 또한 스트립을 가로 지르는 다른 지점에 대해 압연 방향으로 금속 스트립 (136)의 연신율을 변화시키는 종방향으로 또한 흐르게 되어 금속 스트립 (136)의 편평도를 변화시킨다.
비교적 높은 두께들에서, 롤 갭 기하학적 구조와 금속 스트립 (136) 두께 프로파일 간의 차이는 일반적으로 길이 방향 흐름보다는 측방향 흐름에 의해 흡수되어 편평도와는 반대로 금속 스트립 (136)의 크라운을 변화시킨다. 금속 스트립 (136)이 더 얇아짐에 따라, 금속 스트립 (136)의 두께 프로파일과 롤 갭 기하학적 구조 사이의 동일한 상대적 차이에 대해, 금속 스트립 (136)의 차동 연신율은 측방향 흐름에 관해 증가하여, 크라운에서의 변화들보다는 금속 스트립 (136)의 편평도에서의 변화들을 야기한다. 이러한 이유 때문에, 제 1 압연 스탠드 (102)에서 금속 스트립 (136)의 두께 프로파일을 보정하고, 금속 스트립 (136)이 압연기(100)에 있어 하중을 받는 경우 후속 압연 스탠드들(104, 106, 108)의 롤 갭 기하학적 구조를 제어하고, 금속 스트립(136)의 크라운 또는 편평도 변화를 피하기 위해 금속 스트립 (136)의 폭을 가로 질러 상대적 두께 감소가 동일하도록 금속 스트립 (136)의 두께 프로파일을 맞추는 것이 유익할 수 있다. 작업 롤 (112, 116) 및/또는 백업 롤 (110, 114)의 열 캠버의 측정 및 압연 하중에 대한 데이터를 이용하여, 롤 편향 및 하중 하에서의 평탄화로 인한 롤 갭 및 기하학적 구조의 결과적인 변화를 계산하는 것은 간단하다. 압연기 (100)의 제어 메커니즘은 원하는 롤 갭 및 롤 갭 기하학적 구조를 달성하는데 사용될 수 있다.
타겟 두께 프로파일을 제어하고 유지하는 목적은 2 가지 유형의 제어 루프를 사용하여 달성될 수 있다 : 압연기는 하중 하에 있고 금속 스트립 (136)이 압연되는 동안 롤 갭 기하학적 구조 제어 메커니즘을 변화시키는 하나 이상의 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)에서의 빠른 루프, 및 금속 스트립(136)이 압연되는 동안 압연 금속 스트립 (136) 사이의 두께 프로파일, 크라운 및/또는 웨지의 장기간 변화를 제어하도록 연속적으로 작용하는 느린 루프. 빠른 루프는 하나 이상의 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 출구에서의 금속 스트립 (136)의 측정된 두께 프로파일 및 편평도를 타겟 두께 프로파일 및 편평도의 수락할만한 허용 오차 내로 제어하고, 압연기 (100)의 가속 또는 다른 일시적인 행위에 기인한 재료 변화 및/또는 일시적인 영향들로부터 기인한 금속 스트립(136)에서의 두께 프로파일 변형을 줄인다. 더 느린 루프는 작업 롤 (112, 116)의 열 캠버 및 하나 이상의 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 다른 제어 메커니즘들을 조정하여 굴곡 힘 (124)의 가용 범위가 빠른 제어 루프에 대하여 최적화될 수 있다. 압연기 (100)의 결과적인 성능은 그런다음 금속 스트립 (136)의 두께 프로파일 및 편평도에서의 임의의 오차를 최소화할 수 있다.
압연기 (100)의 제어 메커니즘에 대한 전달 함수가 잘 알려져 있고, 롤들 (112,116)의 열 캠버가 제어되기 때문에, 이들 제어 메커니즘들은 임의의 다운스트림 측의 롤 갭 기하학적 구조와 일치하도록 하중이 있는 하에서 조정되어 두께 프로파일 및 편평도에서의 변화가 최소화되도록 금속 스트립 (136)의 측정된 두께 프로파일에 임의의 업스트림 압연 스탠드를 있게 할 수 있다. 금속 스트립 (136)의 두께 프로파일이 임의의 특정 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 롤 갭 기하학적 구조와 일치할 수 있기 때문에, 금속 스트립 (136)을 가로 지르는 각 포인트는 동일한 두께의 상대적 감소를 가질 수 있어서 금속 스트립 (136)의 상대적 두께 프로파일에 어떠한 변화도 없다. 이런 식으로, 제 1 압연 스탠드 (102) 뒤에 달성되는 원하는 두께 프로파일, 크라운 및/또는 웨지가 후속 압연 스탠드 (104, 106, 108)를 통해 유지된다. 결과는 금속 스트립 (136)을 가로 질러 상대적으로 작은 차동 변형 및 상대적으로 최소의 차동 연신율 및 편평도 변화가 있게 된다. 편평도 타겟들이 충족되는 것을 보장하기 위해서, 편평도 롤 (130), 또는 임의의 다른 편평도 측정 센싱 디바이스, 예컨대 압연 및 측방 방향들에서 금속 스트립 (136)의 위치 및 각도들을 측정하는 하나 이상의 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (132,134,138)의 사용이, 편평도 에러들이 압연 스탠드들 (102,104,106,108)의 롤 갭 기하학적 구조에 영향을 미칠 수 있는 압연기(100)에 이용 가능한 작업 롤 (112,116) 가열, 냉각, 굴곡, 롤 틸팅, 및/또는 임의의 다른 제어 메커니즘들을 조정하기 위해 제어 시스템에 피드백될 수 있도록 최종 압연 스탠드 (108) 또는 임의의 다른 압연 스탠드들 (102,104,106) 뒤에 추가될 수 있다. 압연 스탠드 (102, 104, 106)의 출구에서의 하나 이상의 인터스탠드 스트립 특성 및 위치 센서 (138)로부터의 피드백은 빠른 제어 루프를 사용하여 각각의 후속 압연 스탠드 (104, 106, 108)에 임의의 이용 가능한 제어 메커니즘을 조정하는데 사용된다. 코일 또는 제품 변경의 경우에, 느린 제어 루프는 압연기 (100) 또는 임의의 개별 압연 스탠드 (102, 104, 106, 108)의 작업 롤 (112, 116) 열 캠버 및/또는 임의의 다른 제어 메커니즘들을 조정할 수 있어서 금속 스트립 (136)의 원하는 두께 프로파일의 원치 않는 왜곡 및 편평도가 전이 단계(transition phase)동안 최소화된다.
도 2는 다수의 작업 롤 캠버 측정 센서 (203) 및 다수의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (210,212,214)를 갖는 열간 압연기 스탠드의 출구 측의 단순화된 개략적인 단면도이다. 압연기 스탠드는 상단 작업 롤 (202) 및 하단 작업 롤 (204)을 포함한다. 상단 작업 롤 (202) 및 하단 작업 롤 (204)은 임의의 작업 롤 캠버와 조합하여 상단 작업 롤 (202)과 하단 작업 롤 (204) 사이의 롤 갭 기하학적 구조에 영향을 미칠 수 있는 굴곡 또는 잭킹(jacking) 시스템 (미도시) 및/또는 롤 틸팅 시스템(미도시)에 인가되는 굴곡 힘(206)을 가질 수 있다. 금속 스트립 (208)은 프로세싱 동안에 관찰자 방향으로 상단 및 하단 작업 롤들 (202,204)을 통과한다.
압연기 스탠드의 출구에서, 중앙 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (210), 오른쪽 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (212), 및 왼쪽 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (214)는 금속 스트립이 상단 및 하단 작업 롤들 (202,204)를 통과한 후에 그리고 그것이 추가 압연을 위해 후속 스탠드로 진입하기 전에 금속 스트립 (208)의 중심선 두께, 두께 프로파일, 편평도 및/또는 임의의 다른 특성 또는 파라미터를 판독하도록 위치된다. 도시된 바와 같이, 압연기는 금속 스트립 (208)의 겉면을 가로질러 상이한 지점들, 존들 또는 영역들을 측정하기 위해 임의의 개별 스탠드 앞에 또는 그 뒤에, 임의의 적절한 수의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들, 예컨대 다수의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)을 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 금속 스트립 (208)의 겉면을 빠르게 스캔하는 단일 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서 또는 금속 스트립 (208)의 겉면을 따라서 상이한 지점들을 측정하는 것이 가능할 수 있는 하나 이상의 왕복(oscillating) 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들이 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)은 단일-측 센서들, 양면 센서들, 또는 그것의 임의 조합일 수 있다. 더욱이, 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)은 한정되는 것은 아니지만, 금속 스트립 (208)의 두께, 두께 프로파일, 전도성, 스트립 각도들, 온도 및/또는 임의의 다른 바람직한 파라미터 또는 특성을 측정하는 것이 가능한 유도 센서들, 맴돌이 전류 센서들, X-선 센서들, 또는 임의의 다른 유형의 센서를 포함하는 임의 유형의 센서일 수 있다. 특정 애플리케이션을 위해 선택된 인터스탠드 스트립 특성 및 위치 센서의 유형은 인자들의 평가 예컨대 측정되는 금속의 유형, 금속 스트립 (208)의 스루풋 속도, 금속 스트립 (208)의 온도 또는 금속 스트립 (208)을 둘러싸는 환경, 임의의 냉각 또는 가열 유체들, 또는 임의의 다른 환경 고려사항들에 기반될 수 있다. 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)은 애플리케이션의 상태들에서 정확한 결과 및 생존 가능성(survivability)을 제공하도록 선택되어야한다.
계속 도 2에 관련하여, 금속 스트립 (208)는 중심선 두께 (216), 오른쪽 두께 (218), 및 왼쪽 두께 (220)를 포함한다. 중심 스트립 특성 및 위치 센서 (210), 오른 쪽 스트립 특성 및 위치 센서 (212) 및 왼쪽 스트립 특성 및 위치 센서 (214)에 의해 취해진 측정이 금속 스트립 (208)의 단면 또는 겉면(face)을 따라서의 특정 지점들에서의 금속 스트립 (208)의 두께를 나타낸다. 일부 경우들에서, 더 많은 또는 더 작은 수의 두께 측정이 금속 스트립 (208)의 폭에 걸쳐 취해질 수 있다. 더욱이, 금속 스트립 (208)의 폭에 걸친 다수의 두께 측정은 고르게 분포되지 않을 수 있고 금속 스트립 (208)의 겉면에 걸친 임의의 위치에 위치될 수 있다. 예로서 다르게 말하면, 어떤 경우에 상대적으로 많은 수의 두께 측정은 금속 스트립 (208)의 성능에 문제가 있거나 또는 중요한 영역에 무리를 이룰 수 있지만, 반면 다른 영역들은 상대적으로 더 적은 두께 측정을 포함할 수 있다. 다른 비 제한적인 예로서, 일부 경우들에서, 오른쪽 스트립 특성 및 위치 센서 (212) 및 왼쪽 스트립 특성 및 위치 센서 (214)은 금속 스트립 (208)의 에지들로부터 다양한 거리들에 위치될 수 있어서 센서들 (212,214)은 개별적으로 금속 스트립 (208)의 에지들로부터 임의의 거리에서 금속 스트립 (208)을 측정한다. 다른 예들에서, 센서들의 몇몇의 로우(row)들이 폭을 가로질러 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 하나의 센서 로우는 제 1 스탠드 출구에 있을 수 있고, 다른 센서 로우는 제 1 스탠드로부터 미리 결정된 거리만큼 떨어져 있을 수 있고, 또 다른 센서 로우는 제 2 스탠드의 입구에 있을 수 있다. 다양한 다른 구성들의 센서들이 사용될 수 있다.
금속 스트립 (208)이 압연기의 압연 스탠드들을 통과할 때, 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)은 금속 스트립 (208)의 다른 특성들 중에서, 두께들 (216,218,220)을 측정할 것이다. 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)이 금속 스트립 (208)의 겉면에 관련하여 위치되고 금속 스트립 (208)이 그것들을 지나 이동하기 때문에, 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)에 의한 다수의 측정은 금속 스트립 (208)의 길이에 대한 두께 프로파일 및 편평도 편차들을 설명하고, 무엇보다도, 금속 스트립이 압연기를 통과할 때 수락할만한 편평도, 두께 프로파일, 또는 다른 스트립 특성들을 갖지 않는 금속 스트립 (208)의 임의의 부분들을 교정하거나 또는 보상하기 위해 연속적으로 압연기의 압연 스탠드들을 조정하고 및/또는 금속 스트립 (208)의 3 차원의 편평도 및 두께 프로파일을 제어하기 위해 사용될 수 있는 3 차원 두께 프로파일 및 편평도 함수를 제공하기 위해 컴파일될 수 있다. 예를 들어, 만약 금속 스트립 (208)의 제 1 부분이 제 2, 나중 부분과 상이한 프로파일을 가지면, 압연기 및 임의의 관련 제어 시스템은 금속 스트립 (208)이 압연기를 통과하여 진행할 때 이들 차이들을 고려하여 후속 압연 스탠드들을 변경하기 위해 금속 스트립 (208)의 길이를 따라서의 상이한 두께 프로파일 측정량을 사용할 수 있다.
두께 측정량 (216,218,220)은 금속 스트립이 압연기를 통과할 때 금속 스트립 (208)의 다른 특성들을 계산하기 위해 또한 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 스트립 (208)은 이상적인 직사각형 프로파일로부터 벗어나서 그것의 폭을 가로질러 상이한 두께 측정량 (216,218,220) (상세하게 보이기 위해 확대된 편차들)을 가질 수 있다. 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)에 의해 취해진 두께 측정량 (216,218,220)은 중심선 두께 (216)에 대하여 금속 스트립 (208)의 겉면을 가로질러 차이들을 결정함으로써 금속 스트립 (208)의 곡률 또는 크라운(crown)을 계산하는데 사용될 수 있다. 또한, 오른쪽 두께 (218)와 왼쪽 두께 (220)에서의 차이는 프로세싱 동안에 금속 스트립 (208)의 임의의 웨지 또는 경사진 프로파일을 계산하는데 사용될 수 있다. 이들 값들은 그런 다음 두께 프로파일, 크라운 및/또는 웨지에 대한 원하는 또는 수락할만한 범위들에 비교되어 압연기 또는 개별 압연 스탠드들에 조정이 필요한 지 여부를 결정할 수 있다. 조정이 필요하면, 도 1의 상기에서 설명된 제어 메커니즘들 중 임의의 것은 금속 스트립 (208)의 두께 프로파일, 중심선 두께, 편평도 및/또는 임의의 다른 특성들 또는 파라미터들을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 유사하게, 도 1의 상기 언급된 센서들 중 임의의 것이 제어 메커니즘들이 조정이 필요한 지 및/또는 그것들의 조정의 정도에 관한 추가 정보를 제공하기 위해 제어 시스템으로 통합될 수 있다.
다수의 인터스탠드 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)은 금속 스트립이 작업 롤들 (202,204)을 통과할 때 금속 스트립 (208)의 상대적 위치 및 윤곽을 결정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 스트립 특성 및 위치 센서들 (210,212,214)은 그 중에서도 에지들의 측방 위치들, 패스 라인에 관련하여 스트립 높이 위치, 및/또는 금속 스트립 (208)의 표면 각도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이들 측정은 금속 스트립 (208)의 3 차원 위치, 형태 및/또는 명백한 오프-편평도(off-flatness)를 계산하거나 결정하는데 사용될 수 있다. 이들 값들은 금속 스트립 (208)을 조정하여 작업 롤들 (202, 204)의 중심선에 그것의 위치를 유지시키고, 롤 갭 기하학적 구조를 제어하여 금속 스트립 (208)의 두께 프로파일 및/또는 편평도에서 에러들을 회피할 수 있다. 작업 롤들 (202, 204)의 중심선에서 금속 스트립 (208)을 유지시키는 것은 두께 프로파일의 측정 정확성 및 대칭 두께 프로파일의 가능성을 향상시킨다. 스트립 특성 및 위치 센서 (210, 212, 214)는 또한 금속 스트립이 압연기에 유입된 때부터 그것의 현재 위치까지의 금속 스트립 (208)의 전도도 또는 금속 스트립 (208)의 전도도에서 변화들을 검출함으로써 금속 스트립 (208)의 온도를 측정하는데 사용될 수 있다.
도 3은 인터스탠드 (interstand) 금속 스트립 특성 및 위치 센서, 예컨대 한정되는 것은 아니지만, 센서 (138, 210, 212 및/또는 214)를 통합한 열간 압연기를 제어하기 위한 예시적인 방법이다. 압연기의 동작 동안, 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들은 블럭 (302)에서 금속 스트립의 위치, 스트립 각도, 편평도, 온도, 포인트 두께 및/또는 두께 프로파일을 기록할 수 있다. 사용된 특정 스트립 특성 및 위치 센서들 및 이들의 성능들에 의존하여, 두께 프로파일은 직접 측정될 수 있거나 금속 스트립의 개별 포인트 두께 측정을 기반으로 계산될 수 있다. 이들 측정량들은 블럭 (304)에서 금속 스트립 두께 프로파일, 크라운, 웨지 및/또는 편평도를 계산하는데 사용될 수 있다. 금속 스트립 두께 프로파일, 크라운, 웨지 및/또는 편평도의 계산된 값들 및 스트립 두께 및/또는 두께 프로파일 및/또는 위치에 대한 직접 측정된 값은 블럭 (306)에서 원하는 값 또는 타겟 값 및/또는 허용 가능한 또는 수락할 만한 허용 오차 범위를 통합한 원하는 값 또는 타겟 값에 비교될 수 있다. 측정된 두께 및/또는 두께 프로파일 및 계산된 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 임의의 다른 특성 또는 파라미터 값들에 기초하여, 제어 시스템 및/또는 운영자는 제 1 스탠드 또는 후속 스탠드들을 조정하여 블럭 (308)에서 원하는 범위 또는 타겟 범위 내에 있지 않은 임의의 측정량을 보상하거나 교정할 수 있다. 일부 경우들에서, 제 1 스탠드, 하나 이상의 후속 스탠드들, 또는 둘 모두를 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 결정은 그것이 상대적으로 일정한 에러 또는 변동 에러인지의 에러의 유형 및 원하는 값과 측정된 두께 및/또는 두께 프로파일 및/또는 계산된 금속 스트립 두께 프로파일, 크라운, 웨지 및/또는 편평도 사이의 불일치의 양에 기초하여 이루어질 수 있다. 더욱이, 금속 스트립의 두께 프로파일 (크라운 및/또는 웨지를 포함), 중심선 두께 및/또는 편평도 및/또는 위치 중 어느 하나에 영향을 미치기 위해 롤 갭 기하학적 구조에 영향을 미치는 블럭 (308)에서의 압연기 제어 메커니즘에 대한 임의의 조정은 다른 측정 및/또는 계산된 금속 스트립 파라미터에 영향을 미치는 경향이 있을 것이다. 결과적으로, 하나의 금속 스트립 파라미터에서 에러를 교정하기 위해 블럭 (308)에서 롤 갭 기하학적 구조에 대한 임의의 수정은 다른, 관련 금속 스트립 파라미터에 대한 롤 갭 기하학적 구조 변화의 영향의 고려를 또한 포함해야 한다. 금속 스트립이 압연기를 떠난 후에, 금속 스트립 두께 프로파일 및 편평도의 최종 측정은 블럭 (310)에서 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 및/또는 별개의 프로파일 게이지 예컨대, X-선 프로파일 게이지 및/또는 편평도 롤을 사용하여 이루어질 수 있다. 두께 프로파일, 편평도 및/또는 스트립 위치 및 온도와 같은 다른 특성을 포함하는 금속 스트립 파라미터의 이 최종 측정은 제어 시스템이 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 다른 성능 메트릭, 측정량 또는 특성들의 임의의 주어진 측정에 대하여 원하는 타겟 또는 타겟 범위들을 달성하는 금속 스트립으로 귀결되도록 하는 임의의 조정들을 확인하는 것을 허용한다. 그런 다음 제어 시스템 및/또는 운영자는 측정된 두께, 두께 프로파일, 계산된 크라운, 계산된 웨지, 중심선 두께, 스트립 위치, 편평도 및/또는 윤곽을 지속적으로 모니터링할 수 있고 블럭 (312)에서 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 다른 스트립 특성에 대해 원하는 또는 타겟 범위 내의 금속 스트립을 생성하기 위해 필요한 압연기 또는 압연 스탠드 동작 상태를 조정할 수 있다.
계속해서 도 3을 참조하여, 블럭들 (302-312)의 제어 방법은 제 1 압연 스탠드 뒤에 위치된 하나 이상의 인터스탠드 스트립 특성 및 위치 센서들을 참조하여 설명된다. 그러나, 본 방법은 제 1 압연 스탠드의 다운스트림에 임의의 한 쌍의 압연 스탠드들 또는 임의의 압연 스탠드들 쌍 사이의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들의 다수의 세트들 사이에 위치된 하나 이상의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서와 함께 사용하기에 쉽게 적합화될 수 있다. 금속 스트립 특성 및 위치 센서의 여러 세트의 사용은 하나 이상의 개별 압연 스탠드가 금속 스트립에 사양 상태를 벗어나는 원인이 될 수 있는지 판단하는 데 유용할 수 있다. 더욱이, 측정된 두께 또는 두께 프로파일 및 이들로부터 계산된 값은 측정된 두께 또는 두께 프로파일을 취하는 데 사용되는 해당 특정 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서의 업스트림 또는 다운스트림의 압연 스탠드들을 조정하는데 사용될 수 있다. 블럭 (302-312)의 방법은 또한 상기 도 1을 참조하여 기술된 바와 같은 임의의 추가 센서를 포함할 수 있으며, 유사하게 전술한 제어 메커니즘들 중 임의의 것에 기초하여 압연기 (100) 및/또는 압연 스탠드들 (102, 104, 106, 108)을 조정할 수 있다. 어떤 경우들에, 블럭들 (302-312)의 제어 방법은 압연기 및/또는 업스트림 압연기 스탠드를 조정하고, 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서를 계속 모니터링하며, 중심선 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 금속 스트립의 임의의 다른 특성 또는 파라미터에 대해 원하는 또는 타겟 값을 달성하기 위해 반복적으로 프로세스를 계속 조정하는 피드백 루프 전략에 기반될 수 있다. 어떤 경우들에서, 블럭들 (302-312)의 제어 방법은 압연기 및/또는 다운스트림 압연기 스탠드들을 조정하기 위해 피드-포워드 루프 전략을 사용할 수 있다.
도 4는 금속 스트립의 원하는 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 임의의 다른 특성 또는 파라미터를 유지 또는 달성하기 위해 압연기 및/또는 개별 압연기 스탠드를 조정하기 위한 샘플 제어 루프이다. 하나 이상의 파라미터들은 측정될 수 있거나 및/또는 제어 루프로 입력될 수 있다. 예를 들어, 유저는 블럭 (402)에서 원하는 금속 스트립 두께 프로파일, 블럭 (403)에서 원하는 편평도, 블럭 (404)에서 중심선 두께에 대한 두께 허용 오차, 블럭 (405)에서 편평도 허용 오차, 블럭 (406)에서 두께 프로파일 허용 오차, 및/또는 블럭 (408)에서 금속 스트립 재료를 입력할 수 있다. 제어 시스템은 다양한 센서로부터 값을 수신할 수 있으며, 이는 제어 시스템과 통합되거나 다른 식으로 통신될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 블럭 (410)에서 압연기로 유입되는 금속 스트립 온도, 블럭 (412)에서 압연기에서 유출되는 금속 스트립 온도, 블럭 (414)에서 금속 스트립 스루풋 속도, 블럭 (415)에서 압연 스탠드로의 금속 스트립 편평도, 블럭 (416)에서 압연 스탠드로의 금속 스트립 중심선 두께 및 두께 프로파일, 블럭 (417)에서 압연 스탠드로부터의 금속 스트립 편평도, 블럭 (418)에서 압연 스탠드에서 유출되는 금속 스트립 중심선 두께 및 두께 프로파일, 블럭 (419)에서 스탠드로 그리고 스탠드로부터의 금속 스트립 위치, 블럭 (420)에서 작업 롤 온도, 블럭 (421)에서 스탠드로의 그리고 스탠드로부터의 금속 스트립 온도, 및 블럭 (422)에서 작업 롤 캠버를 수신할 수 있다. 경우에 따라, 제어 시스템은 적용 가능한 금속 스트립 특성 및/또는 원하는 프로세스 성과들을 결정하기 위해 하나, 여러 개, 모두 또는 추가의 리스트에 없는 입력 또는 측정된 파라미터를 사용할 수 있다. 이들 측정된 및/또는 입력된 값들은 그런 다음 블록 (424)에서 금속 스트립 크라운, 웨지 및/또는 편평도를 계산하는데 사용될 수 있다. 블록 (426)에서 금속 스트립 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 위치 및/또는 편평도의 값들은 원하는 두께, 두께 프로파일, 크라운, 위치, 웨지 및/또는 편평도 및 임의의 적용 가능한 허용 오차 또는 허용가능한 변화량과 비교될 수 있다. 블럭 (428)에서 금속 스트립에 대한 측정된 및/또는 계산된 파라미터가 원하는 범위 내에 있다면, 제어 시스템은 블럭 (430)에서 현재의 압연기 및/또는 압연 스탠드 설정을 유지할 수 있다. 이 경우, 제어 시스템은 금속 스트립 파라미터들, 측정량 및/또는 원하는 또는 타겟 값들과의 편차 또는 임의의 변화에 대한 특성을 계속 모니터링할 것이다.
도 4를 계속 참조하여, 측정된 두께, 두께 프로파일, 계산된 크라운, 위치, 웨지 및/또는 편평도 값이 원하는 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 위치 및/또는 편평도에 대한 값과 일치하지 않는 경우 또는 블럭 (432)에서 이들의 원하는 값의 수락할만한 허용 오차 내에 있지 않는 경우, 제어 시스템은 블럭 (434)에서 롤 갭 기하학적 구조, 접촉 압력 또는 다른 변수들을 조정하기 위해 압연 스탠드 또는 압연기의 하나 이상의 제어 메커니즘에 대한 하나 이상의 설정들을 수정할 수 있다. 제어 시스템은 특정 압연기 또는 압연 스탠드 상에 존재하는 임의의 적용 가능한 제어 메커니즘을 수정하거나 조정할 수 있다. 제어 메커니즘들은 압연기 또는 압연 스탠드의 성능 및 출력에 영향을 주는 도 1의 상술된 제어 메커니즘 및/또는 본 명세서에 기술된 추가 제어들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 블럭 (436)에서 작업 롤 가열, 블럭 (438)에서 작업 롤 냉각, 블럭 (440)에서 작업 롤 굴곡 힘들, 블럭 (442)에서 변형 가능한 백업 롤 압력, 블럭 (444)에서 연속적으로 가변하는 크라운 작업, 및/또는 중간 롤 위치, 블럭 (446)에서 작업 및/또는 백업 롤 틸팅을 조정할 수 있고, 블럭 (448)에서 중간 롤들의 위치 조정, 및/또는 블럭 (450)에서 롤 교차 및/또는 쌍 교차 파라미터의 조정을 할 수 있다.
제어 시스템은 블럭들 (436-450) 중 임의의 제어 메커니즘 및/또는 예측 모델링에 기초하여 전술한 임의의 다른 제어 메커니즘 또는 압연기 프로세싱 상태들에 대한 조정을 수행할 수 있다. 제어 시스템은 측정된 두께 또는 두께 프로파일, 계산된 크라운 및/또는 계산된 웨지와 그것들의 각각의 원하는 또는 타겟 값 사이의 편차의 양을 고려할 수 있으며 조정할 제어 메커니즘 또는 메커니즘들 및 필요한 조정량을 결정할 수 있다. 제어 시스템은 그런다음 블럭 (402-423)에서 금속 스트립, 압연기 및/또는 압연 스탠드에 대한 정보를 계속 측정하고 수신하고, 블록 (424)에서 필요한 값들을 계산하고, 블록 (426)에서 판독 값과 계산된 값을 원하는 값들과 비교할 수 있다. 어떤 경우에, 제어 시스템은 예측 모델링을 필요로 하지 않을 수 있으며, 피드백 루프 또는 피드 포워드 루프 제어를 기반으로 제어 루프의 반복을 통해 순환할 수 있다. 달리 말하면, 제어 시스템은 블럭 (402-423)에서 입력 및 측정된 값을 수신하고, 블럭 (424)에서 임의의 필요한 계산들을 하고, 블럭 (426)에서 블록 (424)의 측정 및 계산된 값을 원하는 값 또는 타겟 값과 비교하고, 블록들 (436-450)에서 임의의 필요한 조정들을 할 것이다. 제어 시스템은 금속 스트립 특성 또는 파라미터에 대한 측정 및 계산된 값이 그것들의 각각의 원하는 또는 타겟 범위 내에 들 때까지 블록 (436-450)에서 제어 메커니즘을 조정하는 제어 루프의 이러한 단계를 반복하고, 블록 (426)에서 값들을 비교할 수 있다. 금속 스트립 특성 또는 파라미터가 그것들의 각각의 원하는 또는 타겟 범위 내에 있으면, 제어 시스템은 제어 메커니즘을 현재 설정으로 유지하고 측정 및 계산된 값을 입력과 계속 비교할 수 있다.
도 5는 다양한 센서 및 제어 시스템을 갖는 예시적인 멀티 스탠드 압연기 (500)의 개략적인 측면도이다. 압연기 (500)는 제 1 압연 스탠드 (502), 제 2 압연 스탠드 (504), 제 3 압연 스탠드 (506) 및 제 4 압연 스탠드 (508)를 포함한다. 그러나, 압연기 (500)는 원하는 만큼의 스탠드들을 적게 또는 많이 통합할 수 있다. 또한, 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)은 번호 순서로 여기에서 설명되지만, 그것들은 상대적인 관점에서 다운스트림 또는 업스트림으로 설명될 수도 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 금속 스트립 (536)은 압연기 (500)를 왼쪽에서 오른쪽으로 통과할 것이다. 다른 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)의 좌측에 있는 임의의 개별 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)은 상대적으로 업스트림인 것으로 설명될 수 있다. 유사하게, 다른 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)의 우측에 있는 임의의 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)는 상대적으로 다운스트림인 것으로 설명될 수 있다. 각각의 개별 압연 스탠드 (502, 504, 506, 508)는 상단 백업 롤 (510), 상단 작업 롤 (512), 하단 백업 롤 (514) 및 하단 작업 롤 (516)을 포함할 수 있다.
압연기 (500) 및/또는 각각의 개별 압연 스탠드 (502,504,506,508)는 많은 압연기 (500) 프로세스 상태들 및/또는 금속 스트립 (536) 특성들 또는 파라미터들을 모니터링하기 위한 하나 이상의 센서들 또는 측정 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 도 5 에 도시된 바와 같이, 압연기 (500)는 무엇보다도, 하나 이상의 상단 작업 롤 캠버 센서들 (518), 하나 이상의 하단 작업 롤 캠버 센서들 (519), 연속적인 압연 스탠드들 (502,504,506,508) 사이에 위치된 하나 이상의 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (538), 하나 이상의 텐션 롤들(531), 하나 이상의 입구 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (532), 하나 이상의 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (534) 및/또는 편평도 롤 (530)을 포함한다. 이들 센서들은 압연기 (500) 및 개별 압연 스탠드 (502,504,506,508) 동작 상태들, 롤 갭 기하학적 구조, 및 금속 스트립(536)의 특성들 및 파라미터들에 대한 정보를 하나 이상의 빠른 루프 프로파일 제어기들 (540), 빠른 루프 열 캠버 제어기들 (542), 빠른 루프 편평도 제어기들 (544) 및/또는 압연기 프로파일 제어기 (546)에 공급한다. 제어기들 (540,542,544,546)은 이어 센서들의 측정량들 및 판독값들에 기초하여 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 조정한다. 일부 경우들에서, 압연기 (500) 및/또는 개별 압연 스탠드들 (502,504,506,508)은 핫(hot) 또는 콜드(cold) 상단 스프레이들 (520), 핫 또는 콜드 하단 스프레이들 (522), 굴곡 잭 또는 다른 롤 굴곡 메커니즘들에 의해 인가된 굴곡 힘들 (524), 압연 하중 (525), 작업 롤 틸팅, 연속적으로 가변하는 크라운 (CVC) 작업 및/또는 중간 롤들을 포함할 수 있다. 압연기 (500) 및/또는 압연 스탠드들 (502,504,506,508)은 상기에서 설명된 임의의 금속 스트립 (536) 특성들 또는 파라미터들을 모니터링하기 위한 센서들 또는 측정 디바이스들을 또한 포함할 수 있고 상기에서 설명된 압연기 (500) 및/또는 개별 압연 스탠드들 (502,504,506,508)의 동작 상태들을 조정할 수 있다.
다시 도 5를 참조하여, 압연기 (500)의 제어 시스템은 각각의 압연 스탠드 (502, 504, 506, 508) 및 압연기 (500)의 동작 상태를 개별적으로 제어하기 위한 빠른 및 느린 루프들 모두를 포함한다. 빠른 제어 루프는 압연기 (500)의 변화 상태들에 신속한 응답을 제공하고 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 압연 중의 금속 스트립 (536)의 임의의 다른 특성 또는 파라미터에 변화 또는 에러를 보상하기 위해 개별 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)의 동작 상태를 모니터링하고 조정한다. 동시에, 느린 루프는 압연기 (500) 전체의 동작 상태들 및 프로세스들에 대한 정보를 획득한다. 그런 다음, 느린 루프는 압연기 (500) 및/또는 개별 압연 스탠드 (502, 504, 506, 508)의 제어 메커니즘들 및/또는 빠른 제어 루프들의 타겟을 조정하여 보다 느린, 전체 프로세스 변화를 보상하고 압연기 (500) 및/또는 개별 압연 스탠드 (502, 504, 506, 508)에 대한 이용 가능한 굴곡 범위를 최대화한다.
제어 시스템은 특정 애플리케이션, 압연기 (500) 및/또는 개별 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)의 구성 및 센서들의 유형 및 개수 및 압연기 제어 메커니즘들에 따라 임의의 개수의 상이한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 전체 압연기 (500)를 제어하는 느린 루프를 포함하고, 개별 압연 스탠드 (502, 504, 506, 508) 중 하나 또는 서브 세트로 지시되는 하나 이상의 빠른 루프들을 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 각각의 개별 압연 스탠드 (502,504,506,508)는 독립적인 빠른 제어 루프를 가질 수 있다. 더욱이, 각각의 빠른 제어 루프는 하나 이상의 서브-루프들 및 하나 이상의 제어기들을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 빠른 및 느린 제어 루프 모두는 압연기 (500) 및 개별 압연 스탠드들 (502, 504, 506, 508)의 동작을 모니터링하는 단일 제어기 또는 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 일부 경우에, 정보는 압연기 (500)에 대한 느린 루프 및 개별 압연 스탠드들 (502,504,506,508)의 빠른 루프들 사이에서 이동되거나 공유될 수 있으며, 롤 갭 기하학적 구조에 대한 교정은 업스트림 또는 다운스트림으로 전파되어 압연 스탠드 (502, 504, 506, 508)를 통과하는 두께의 균일한 감소를 유지한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 압연기 (500)는 압연기 프로파일 제어기 (546)에 의해 제어되는 느린 루프를 포함할 수 있다. 압연기 프로파일 제어기 (546)는 상단 작업 롤 캠버 측정 센서들 (518), 하단 작업 롤 캠버 측정 센서들 (519), 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (538), 입구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (532), 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (534), 편평도 롤 (530) 및/또는 다른 측정 프로세스 및 금속 스트립 (536) 데이터로부터 정보를 획득할 수 있다. 압연기 프로파일 제어기 (546)는 그런 다음 그것이 센서들로부터 수신한 정보를 비교하여 임의의 압연기 제어 메커니즘들, 예컨대, 한정되는 것은 아니지만 상단 스프레이들 (520), 하단 스프레이들 (522), 굴곡 힘 (524), 압연 하중 (525), CVC 작업 및/또는 중간 롤들 및/또는 작업 롤 틸트를 조정할 지 여부를 결정할 수 있다. 압연기 프로파일 제어기 (546)는 그런 다음 압연 스탠드들 (502,504,506,508) 중 하나 이상의 롤 갭 기하학적 구조를 조정하여 원하는 금속 스트립 (536)의 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 다른 특성들 또는 파라미터들을 달성할 수 있다. 압연기 프로파일 제어기 (546)는 금속 스트립 (536) 및/또는 롤 갭 기하학적 구조의 특성들 또는 파라미터들에 대한 타겟 값들을 빠른 루프 프로파일 제어기들 (540), 빠른 루프 열 캠버 제어기들 (542) 및/또는 빠른 루프 편평도 제어기 (544) 중 하나 이상에 또한 공급할 수 있다.
각각의 압연 스탠드 (502,504,506,508)는 또한 빠른 루프 프로파일 제어기 (540) 및/또는 빠른 루프 열 캠버 제어기 (542)를 갖는 하나 이상의 빠른 제어 루프들을 가질 수 있다. 빠른 루프 프로파일 제어기 (540)는 인터스탠드 금속 스트립 특성 및 위치 센서들 (538) 및/또는 입구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (532), 및/또는 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서 (534) 중 하나 이상으로부터의 판독값들을 획득할 수 있다. 빠른 루프 프로파일 제어기 (540)는 그런 다음 압연기 (500) 및 금속 스트립 (536)의 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 임의의 다른 특성들 또는 파라미터들의 판독값들을 운영자에 의해 입력되거나 또는 느린 루프 프로파일 제어기 (546)에 의해 지시된 그것의 원하는 값들에 비교할 수 있고, 그것의 관련된 압연 스탠드 (502,504,506,508)에 대한 롤 갭 기하학적 구조를 조정하기 위해 상단 및 하단 스프레이들 (520,522), 굴곡 힘 (524), 압연 힘 (525), CVC 작업 및/또는 중간 롤들, 작업 롤 틸트 및/또는 임의의 다른 압연기 제어 메커니즘들을 조정할 지 여부를 결정할 수 있다. 어떤 경우에, 빠른 루프 프로파일 제어기 (540)는 또한 업스트림 및/또는 다운스트림 압연 스탠드들 (502,504,506,508)에 지시하여 금속 다른 압연 스탠드들에 금속 스트립(536)의 폭에 걸쳐 두께에서 균일한 감소를 제공하고 교정 두께 프로파일을 유지하기 위해 그것들의 롤 갭 기하학적 구조를 또한 조정할 수 있다. 빠른 루프 프로파일 제어기 (540)는 또한 데이터 또는 다른 정보를 압연기 프로파일 제어기 (546)에 출력할 수 있다.
유사하게, 각각의 압연 스탠드 (502,504,506,508)는 빠른 루프 열 캠버 제어기 (542)를 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 빠른 루프 열 캠버 제어기는 상단 작업 롤 캠버 측정 센서들 (518) 및/또는 하단 작업 롤 캠버 측정 센서들 (519)을 통하여, 개별적으로 상단 작업 롤 (512) 및/또는 하단 작업 롤 (516) 캠버의 판독값들을 획득할 수 있다. 열 캠버 제어기 (542)는 그런 다음 측정된 상단 및/또는 하단 작업 롤 (512,516) 캠버를 느린 루프 프로파일 제어기 (546)에 의해 지시되거나 또는 운영자에 의해 입력된 원하는 작업 롤 캠버에 비교할 수 있다. 열 캠버 제어기 (542)는 그런 다음 압연기 제어 메커니즘들, 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 그것의 압연 스탠드 (502,504,506,508)에 대한 상단 및 하단 스프레이들 (520,522) 중 하나 이상을 조정할 수 있다. 이들 변화들은 지정된 롤 갭 기하학적 구조, 금속 스트립 (536)의 특정 특성들 또는 파라미터들, 또는 둘 모두를 성취하는데 보내질 수 있다. 열 캠버 제어기 (542)는 또한, 일부 경우들에서, 업스트림 및/또는 다운스트림 압연 스탠드들 (502,504,506,508)에 상단 및/또는 하단 작업 롤 (512,516) 캠버에 변화들을 전파할 수 있다. 어떤 경우에, 열 캠버 제어기 (542)는 또한 데이터 또는 다른 정보를 압연기 프로파일 제어기 (546)에 리턴할 수 있다.
압연기 (500)는 또한 하나 이상의 빠른 루프 편평도 제어기들 (544)을 포함할 수 있고, 이들은 금속 스트립 (536)의 편평도 직접 제어를 필요로 할 수 있는 최종 압연 스탠드 (508) 또는 임의의 다른 압연 스탠드 (502,504,506)에 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 빠른 루프 편평도 제어기 (544)는 편평도 롤 (530)을 통하여 직접 또는 임의의 스트립 특성 및 위치 센서들 (532,534 또는 538)로부터의 스트립 각도 정보를 통하여 간접적으로 금속 스트립 (536)의 편평도에 관한 정보를 수신할 수 있다. 빠른 루프 편평도 제어기 (544)는 그런다음 원하는 편평도를 달성하도록 압연기 (500) 및 임의의 개별 압연 스탠드 (502,504,506,508)를 조정하기 위해 한정되는 것은 아니지만, 상단 및 하단 스프레이들 (520,522), 굴곡 힘 (524), 압연 힘 (525), CVC 작업 및/또는 중간 롤들 및/또는 작업 롤 틸트를 포함하는 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들에 지시할 수 있다. 빠른 루프 편평도 제어기 (544)는 또한 압연기 프로파일 제어기 (546)에 데이터 또는 다른 정보를 출력할 수 있다.
압연 스탠드들 (502,504,506,508) 및/또는 압연기 (500)에 대한 빠른 및 느린 루프들을 내내, 빠른 루프 프로파일 제어기들 (540), 빠른 루프 열 캠버 제어기들 (542), 빠른 루프 편평도 제어기 (544) 및/또는 압연기 프로파일 제어기 (546)는 금속 스트립 (536)에 대한 원하는 특성들 및 파라미터들을 달성하기 위해 정보를 교환할 수 있거나 또는 다른 식으로, 서로 상호 작용할 수 있다. 특히, 하나의 압연 스탠드 (502,504,506,508)상의 롤 갭 기하학적 구조에 대한 임의의 변화는 업스트림 및/또는 다운스트림 압연 스탠드들 (502,504,506,508)에서의 조정들 또는 수정들을 필요로 할 수 있다. 더욱이, 압연기 (500) 및/또는 압연 스탠드들 (502,504,506,508)에 대한 임의의 변화들은 그룹으로서 금속 스트립 (536)의 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 다른 특성들 또는 파라미터들에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 범위를 벗어난 값을 수락할만한 범위 내에 있도록 압연기 제어 메커니즘을 조정하면서 수락할만한 범위 내에 있는 값에 발생할 수 있는 임의의 변화들을 보상하기 위해 금속 스트립 (536)에 대한 모든 측정된 및/또는 계산된 메트릭을 지속적으로 모니터할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 금속 스트립 (536)의 편평도가 범위를 벗어난다면, 편평도 오차를 보상 또는 교정하기 위해 행해지는 임의의 변화들은 추가 조정 또는 정정들이 필요할 수 있는 임의의 의도하지 않은 영향들을 위해 금속 스트립 (536)의 두께 프로파일, 크라운, 웨지 또는 다른 특성 또는 파라미터의 모니터링을 필요로 할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 빠른 제어 루프 (728) 및/또는 느린 제어 루프 (730)를 사용하여 압연기 및/또는 개별 압연기 스탠드를 조정하기 위한 샘플 제어 방법이다. 제어 방법은 압연기에 의해 프로세스되는 금속 스트립의 원하는 특성 또는 파라미터를 달성하기 위한 것이다. 다수의 측정, 입력들, 압연기 제어 메커니즘 및 로직 경로가 아래에 설명되어 있지만, 그것들은 결코 망라된 목록이 아니다. 오히려, 제어 시스템들은 추가의 입력들, 측정 및/또는 압연기 제어 메커니즘들을 포함할 수 있다. 또한, 제어 시스템은 열거된 단계들의 서브 세트 또는 사용중인 추가 단계만을 포함할 수 있다. 아래 설명된 피드백 제어 루프들 대신 예측 제어 방법들과 같은 보다 고급 제어 방법을 사용하여 더 나은 성능을 달성할 수도 있다.
제어 시스템은 특정 애플리케이션에 의해 원해지거나 또는 요구되는 입구, 인터스탠드 및/또는 출구 금속 스트립 특성 및 위치 센서들, 작업 롤 캠버 측정 센서들, 텐션 롤, 편평도 롤 및/또는 임의의 다른 센서들 또는 측정 디바이스들과 같은 디바이스들로부터 임의 개수의 측정 또는 다른 식으로, 센싱된 값들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 블럭 (602)에서 스탠드로의 스트립 두께, 블럭 (604)에서 스탠드로부터 스트립 두께, 블럭 (606)에서 작업 롤 캠버, 블럭 (608)에서 스탠드로의 스트립 온도, 블럭 (610)에서 스탠드로부터의 스트립 온도, 블럭 (612)에서 스탠드로의 스트립 전기 전도도, 블럭 (614)에서 스탠드로부터 스트립 전기 전도도, 블럭 (616)에서 스탠드로의 스트립 폭, 블럭 (618)에서 스탠드로부터 스트립 폭, 블럭 (620)에서 스탠드로의 스트립 위치, 블럭 (622)에서 스탠드로부터의 스트립 위치, 블럭 (624)에서 스탠드로의 압연 방향에서 스트립 각도, 블럭 (626)에서 스탠드로부터의 압연 방향에서 스트립 각도, 블럭 (628)에서 스탠드로의 측방 방향에서 스트립 각도, 블럭 (630)에서 스탠드로부터의 측방 방향에서 스트립 각도, 블럭 (632)에서 스탠드로의 스트립 총 텐션, 블럭 (634)에서 스탠드로부터의 스트립 총 텐션, 블럭 (636)에서 스탠드로의 스트립 차동 텐션 및/또는 블럭 (638)에서 스탠드로부터의 스트립 차동 텐션에 대한 측정된 또는 센싱된 값들로 판독할 수 있다. 이들 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638)은 그런 다음 빠른 루프 제어기 (668)로 발송될 수 있다.
빠른 루프 제어기 (668)는 압연 프로세스의 원하는 출력들 또는 메트릭들을 설명하는 다른 제어기 및/또는 제어 시스템 또는 운영자로부터 입력 값들을 또한 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 한정되는 것은 아니지만, 블럭 (640)에서 원하는 중심선 두께, 블럭 (642)에서 중심선 두께 허용 오차, 블럭 (644)에서 원하는 두께 프로파일, 블럭 (646)에서 두께 프로파일 허용 오차, 블럭 (648)에서 원하는 크라운, 블럭 (650)에서 크라운 허용 오차, 블럭 (652)에서 원하는 웨지, 블럭 (654)에서 웨지 허용 오차, 블럭 (656)에서 원하는 편평도, 블럭 (658)에서 편평도 허용 오차, 블럭 (660)에서 시작 재료 두께, 블럭 (662)에서 두께 감소, 블럭 (664)에서 원하는 두께, 블럭 (666)에서 두께 허용 오차, 원하는 스트립 위치 (667a) 및/또는 스트립 위치 허용 오차 (667b)를 포함하는 입력 값들을 수신할 수 있다.
빠른 루프 제어기 (668)가 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638)을 수신한 후에, 빠른 루프 제어기 (668)는 다른 값들 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 블럭 (670)에서 스트립의 두께 프로파일, 크라운, 웨지 및/또는 편평도를 계산할 수 있다. 블럭 (670)의 계산된 값들 및/또는 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638)은 그런다음 입력들 (640-667b)로부터의 중심선 두께, 두께 프로파일, 크라운, 웨지, 편평도 및/또는 원하는 두께 및/또는 위치의 원하는 값들에 블록 (672)에서 비교될 수 있다. 만약 블럭 (670)의 계산된 값들 및/또는 (602-638)의 측정된 또는 센싱된 값들이 블럭 (674)에서 블럭들 (640-667b)의 입력들의 원하는 값들의 수락할만한 허용 오차 내에 있으면, 그러면 빠른 루프 제어기 (668)는 블럭 (675)에서 현재 설정들을 유지할 수 있고 계속해서 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (670)을 입력들 (640-667b)에 비교할 수 있다.
만약 값들이 블럭 (676)에서 허용 오차를 벗어났으면, 빠른 루프 제어기 (668)는 그러면 블럭 (678)에서 하나 이상의 압연 스탠드들의 작업 롤들의 롤 갭 기하학적 구조를 계산하기 위해 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638)을 사용할 수 있다. 빠른 루프 제어기 (668)는 그런 다음 블럭 (670)에서 계산된 값들 및 블럭 (602-638)의 측정된 또는 센싱된 값들에 기초하여, 블럭 (680)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 결정할 수 있다. 입력들 (640-667b)에 의해 설명된 원하는 값들 중 하나에 대한 롤 갭 기하학적 구조에 변화는 입력들 (640-667b)에 대한 다른 원하는 값들에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 빠른 루프 제어기 (668)는 입력들 (640-667b)의 상호 관련성에 기초하여 블록 (680)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 계산할 수 있다. 일부 경우들에서, 빠른 루프 제어기 (668)는 허용 오차를 벗어난 하나 이상의 값들을 조정하기 위해서만 블록 (680)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 계산할 수 있다. 빠른 루프 제어기 (668)는 그런 다음 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638)을 모니터링할 수 있고 계속해서 최적의 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 찾기 위해 반복 프로세스를 통하여 블록 (680)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 계속해서 계산할 수 있다.
일단 빠른 루프 제어기 (668)가 블럭 (680)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 결정한 후에, 블럭 (682)에서 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 조정할 수 있다. 빠른 루프 제어기 (668)는 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 조정하여 롤 갭 기하학적 구조에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 압연기는 압연기 제어 메커니즘들 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 작업 롤 가열 (684), 작업 롤 냉각 (686), 작업 롤 굴곡 (688), CVC 롤 위치 (690), 변형 가능한 백업 롤 압력 (692), 롤 틸팅 (694), 롤 교차 (roll crossing)및/또는 쌍 교차(pair crossing) (696), 차동 스트립 냉각 (697), 작업 롤 위치 (698), 차동 압연 하중 (700), 압연 속도 (702), 압연 스탠드들 (704)간의 속도 차이, 롤 토크 (706) 및/또는 압연 하중 (708)을 포함할 수 있다. 비 제한적인 예로서, 차동 스트립 냉각은 퀸치(quench)의 출구에서 편평도 및 스트립 온도를 제어하기 위해 상이한 존들에서 선택적으로 유량을 조정함으로써 스탠드의 출구에서 스트립 퀸치를 제어하는데 사용될 수 있다. 블럭 (682)은 주어진 액추에이터 한계들을 고려하기 위해 압연기 제어 메커니즘 (684-708)의 현재 값을 고려할 수도 있다. 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘 (684-708)을 조정 한 후에, 빠른 루프 제어기 (668)는 측정되거나 센싱된 값 (602-638)을 계속 모니터링하고 측정되거나 센싱된 값 (602-638) 및/또는 계산된 값 (670)을 압연기 생산 사이클 내내 블록 (672)에서의 입력들 (640-667b)에 비교할 수 있다.
느린 루프(730)는 빠른 루프 (728)와 유사한 원리들로 동작한다. 느린 루프 제어기 (710)는 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및 입력들 (640-667b)을 수신할 수 있다. 느린 루프 제어기 (710)는 그런다음 블럭 (712)에서 값들 예컨대 두께 프로파일, 크라운, 웨지 및/또는 편평도를 계산할 수 있다. 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (712)은 블럭 (714)에서 입력들 (640-667b)에 비교될 수 있다. 만약 값들이 블럭 (716)에서 허용 오차 내에 있으면, 느린 루프 제어기 (710)는 블럭 (718)에서 현재 설정들을 유지할 수 있고 계속해서 압연기 프로세스들을 모니터링할 수 있다.
만약 하나 이상의 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (712)이 블럭 (720)에서의 입력들 (640-667b)의 허용 오차 내에 있지 않으면, 느린 루프 제어기 (710)는 블럭 (722)에서 현재 롤 갭 기하학적 구조를 계산할 수 있고 블럭 (724)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 결정할 수 있다. 상기에서 설명된 것 처럼, 느린 루프 제어기 (710)는 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (712) 중 하나를 입력들 (640-667b)의 허용 오차 내로 오게 하고 이어서 다른 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (712) 중 하나 이상에 영향을 미치는 롤 갭 기하학적 구조를 변경하는 영향들의 상호 관련성을 고려하면서 블럭 (724)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 결정할 수 있다. 일부 경우들에서, 느린 루프 제어기 (710)는 또한 하나 이상의 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (712)을 허용 오차 내로 오게 하기 위해 롤 갭 기하학적 구조를 변화시킬 수 있고 측정된 또는 센싱된 값들 (602-638) 및/또는 계산된 값들 (712)의 전부가 입력들 (640-667b)의 허용 오차들 내에 있을 때까지 블럭 (724)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 결정하기 위해 반복 프로세스를 계속할 수 있다.
일단 느린 루프 제어기 (710)가 블럭 (724)에서 새로운 롤 갭 기하학적 구조를 결정한 후에, 그런다음 블럭 (726)에서 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들 (684-708)을 조정할 수 있다. 블럭 (726)은 빠른 제어 루프들을 위한 하나 이상의 입력 값들 (640-667b)의 각각의 주어진 액추에이터 한계들 및/또는 변화에 대한 압연기 제어 메커니즘들 (684-708)의 현재 값들을 또한 고려할 수 있다. 일부 경우들에서, 느린 루프 제어기는 어떤 파라미터들 또는 특성들에 관한 운영자 피드백을 고려할 수 있다. 예로서, 일부 경우들에서, 편평도 롤은 압연기에 포함되지 않을 수 있고, 운영자는 달성된 편평도에 관한 피드백을 제공할 수 있다.
빠른 루프 (728) 및 느린 루프 (730)이 유사한 로직 경로들을 사용하였지만, 빠른 루프 (728) 및 느린 루프 (730)는 상이한 기능들을 수행할 수 있다. 느린 루프 (730)는 전체 압연기 및 그것의 생산 프로세스를 제어하기 위해 운용될 수 있다. 느린 루프 (730)는 또한 압연기가 어떤 압연기 제어 메커니즘들을 이용하여 압연기 프로세스에서 상대적으로 더 큰 시간 스케일 변화들을 보상하는 것을 허용하고 그리고 압연기 제어 메커니즘에 더 빨리 반응할 수 있는 롤 굴곡이, 빠른 루프 (728)를 위해 최대 변동성을 보유하는 것을 허용하도록 기능할 수 있다. 그와는 대조적으로, 빠른 루프 (728)는 압연 프로세스에 대한 일시적인 또는 상대적으로 빠른 움직이는 변화 동안 적절한 압연기 기능을 유지하기 위해 롤 갭 기하학적 구조를 신속하게 변경 또는 조정하는데 사용될 수 있다. 어떤 경우에, 전체 제어 시스템은 다수의 빠른 루프들(728)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 압연 스탠드들을 갖는 압연기는 각각의 압연 스탠드 또는 그것의 임의의 서브 세트를 위한 빠른 루프 (728)를 가질 수 있다. 또한, 개별 빠른 루프들 (728) 및/또는 느린 루프 (730) 사이에 지시들 및/또는 데이터의 전송들이 있을 수 있다. 느린 루프 (730)는 하나 이상의 빠른 루프들 (728)에 지시들 및/또는 데이터를 제공할 수 있거나 또는 반대일 수 있다. 유사하게, 개개의 빠른 루프들 (728)은 지시 및/또는 데이터를 교환할 수 있고, 롤 갭 기하학적 변화가 압연기에 업스트림 또는 다운스트림으로 전파되어 금속 스트립이 개별 압연 스탠드들을 통과할 때 두께의 감소 및 원하는 두께 프로파일, 크라운, 웨지 및/또는 편평도 유지를 보장할 수 있다.
도시되지 않았거나 설명된 컴포넌트들 및 단계 뿐만 아니라 도면 또는 상기에서 설명된 컴포넌트들의 상이한 배열들이 가능하다. 유사하게, 일부 특징들 및 서브-조합이 유용하며 다른 특징들 및 서브-조합을 참조하지 않고 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 제한적인 목적이 아닌 예시적인 것으로 설명되었으며, 대안 실시예들은 본 특허의 독자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예들 또는 도시된 도면들에 한정되지 않으며, 이하의 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 다양한 실시예들 및 수정예들이 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 설명된 개념들에 따라 다양한 실시 유형들의 추가 설명을 제공하는 "EC들"(예제 조합들(Example Combination))로서 명시적으로 열거된 적어도 일부를 포함하는 예시적인 실시예들의 집합이 아래에 제공된다. 이들 예들은 상호 배타적이거나 망라되거나 제한적인 것을 의미하지 않고; 본 발명은 이러한 예시적인 실시예들에 제한되지 않으며 오히려 발행된 청구 범위 및 그 균등물들의 범위 내의 모든 가능한 수정예들 및 변형예들을 포함한다.
EC 1. 방법은: 두께 프로파일 측정 센서로 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계로서, 상기 두께 프로파일 측정 센서는 압연기의 압연기 스탠드의 입구 측 또는 출구 측 중 하나에 배치되는, 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계; 편평도 측정 센서로 상기 금속 스트립의 편평도를 측정하는 단계로서, 상기 편평도 측정 센서는 상기 압연기 스탠드의 상기 입구 측 또는 상기 출구 측 중 하나에 배치되는, 상기 금속 스트립의 편평도를 측정하는 단계; 롤 캠버 센서로 상기 압연기의 롤의 캠버를 측정하는 단계; 롤 갭 기하학적 구조 센서로 상기 압연기 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계; 제어기에서 상기 두께 프로파일 측정 센서, 상기 편평도 측정 센서, 상기 롤 캠버 센서, 또는 상기 롤 갭 기하학적 구조 센서 중 적어도 하나로부터 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 롤 갭 기하학적 구조가 미리 정의된 허용 오차들 내에 원하는 두께 프로파일 및 상기 금속 스트립의 원하는 편평도를 제공하도록 상기 압연기 제어 메커니즘들을 조정하는 단계를 포함한다.
EC 2. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 굴곡 범위가 미리 정의된 범위 내에 있도록 상기 롤의 캠버를 조정하는 단계를 포함한다.
EC 3. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립은 제 1 금속 스트립이고, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 제 1 금속 스트립의 상기 롤 갭 기하학적 구조가 후속 금속 스트립의 롤 갭 기하학적 구조에 일치하도록 상기 롤의 캠버를 조정하는 단계를 포함한다.
EC 4. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 롤의 롤 냉각 시간 및 롤 가열 시간 중 적어도 하나를 최소화하는 단계를 포함한다.
EC 5. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 스탠드는 제 1 압연기 스탠드이고, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 금속 스트립의 상기 두께 프로파일 및 상기 편평도를 유지하기 위해 상기 제 1 압연기 스탠드로부터 다운스트림에 있는 제 2 압연기 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 조정하는 단계를 포함한다.
EC 6. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 스탠드는 복수의 압연기 스탠드들 중 하나의 압연기 스탠드이고, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 금속 스트립의 대칭 프로파일을 생성하기 위해 상기 복수의 압연기 스탠드들의 상기 롤 갭 기하학적 구조를 조정하는 단계를 포함한다.
EC 7. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 스탠드는 복수의 압연기 스탠드들 중 하나의 압연기 스탠드이고, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 복수의 압연기 스탠드들 중 적어도 두개에서 상기 금속 스트립의 프로파일 변화들을 구현하는 단계를 포함한다.
EC 8. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 복수의 압연기 스탠드들 중 적어도 두개에서 프로파일 변화들을 구현하는 단계는 상기 복수의 압연기 스탠드들에 상기 롤의 열적 상태들을 확인하는 단계를 포함한다.
EC 9. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 롤의 측정된 열적 상태 및 계산된 열적 상태 중 적어도 하나에 기초하여 셋업 모델의 열적 모델을 캘리브레이션하는 단계를 포함한다.
EC 10. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 롤은 상단 롤이고, 상기 롤의 열적 상태를 측정하는 단계, 상기 롤의 상기 캠버를 측정하는 단계, 및 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계는 : 상기 상단 롤이 압연되는 동안 초음파 센싱으로 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계; 레이저로 상기 상단 롤과 하단 롤 사이의 거리를 측정함으로써 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계; 초음파 센싱으로 상기 상단 롤 및 상기 하단 롤의 상기 캠버를 측정하는 단계; 유입 두께 프로파일과 유출 두께 프로파일 간의 차이, 상기 편평도, 및 압연 상태 정보에 기초하여 상기 롤 갭 기하학적 구조를 계산하는 단계; 롤 캠버 측정량, 및 상기 압연 상태 정보에 기초하여 상기 롤 갭 기하학적 구조를 계산하는 단계; 또는 롤 갭 기하학적 구조 측정량, 및 상기 압연 상태 정보에 기초하여 상기 롤의 상기 롤 캠버를 계산하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
EC 11. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연 상태 정보는 압연 하중 측정량 및 굴곡 힘 측정량 중 적어도 하나이다.
EC 12. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계는 상기 금속 스트립의 겉면을 가로질러 다수의 두께들을 측정하는 것을 포함한다.
EC 13. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 스탠드는 제 1 압연기 스탠드이고, 상기 방법은: 상기 제 1 압연기 스탠드 및 상기 제 1 압연기 스탠드로부터 다운스트림에 있는 제 2 압연기 스탠드를 상기 압연기 제어 메커니즘으로 조정하여 상기 제 2 압연기 스탠드를 통과하는 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 유지하는 단계를 더 포함하고, 상기 압연기 제어 메커니즘으로 상기 압연기 스탠드들의 조정은 상기 압연기의 롤의 캠버를 측정하거나 상기 압연기의 상기 압연기 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 것 중 적어도 하나에 기초한다.
EC 14. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기의 적어도 하나의 추가 프로세스 파라미터를 측정하는 단계; 상기 압연기의 적어도 하나의 추가 프로세스 파라미터를 조정하여 상기 금속 스트립의 두께 프로파일 및 상기 편평도를 상기 두께 프로파일 허용 오차 및 상기 편평도 허용 오차 내의 상기 원하는 두께 프로파일 및 편평도에 유지하기 위해 상기 압연기의 압연기 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계를 더 포함한다.
EC 15. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘은 상기 압연기 스탠드에 또는 인터스탠드 위치에 액추에이터를 포함하고, 상기 액추에이터는 양 및 음의 롤 굴곡; 상기 롤의 가열 및 냉각; 연속적으로 가변하는 크라운 롤 또는 중간 롤의 위치를 제어하는 단계; 변형 가능한 백업 롤을 변형시키는 단계; 롤 틸팅; 롤 교차 및 쌍 교차(pair crossing); 차동 스트립 냉각 및 가열; 압연 하중 및 차동 압연 하중; 압연 속도; 및 복수의 압연기 스탠드 내에서의 두께 감소의 동적 이동(dynamic shifting)중 적어도 하나를 포함한다.
EC 16. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 하나 이상의 피드백 루프들; 하나 이상의 피드-포워드 루프들; 및 어드밴스드 제어 방법들 예컨대 모델 예측 제어 중 적어도 하나에 기초하여 상기 압연기 제어 메커니즘을 제어하는 단계를 더 포함한다.
EC 17. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계는 맴돌이 전류 센서(eddy current sensor)로 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 것을 포함한다.
EC 18. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 빠른 제어 루프들 및 느린 제어 루프들을 더 포함한다.
EC 19. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 빠른 제어 루프들로 상기 압연기 스탠드의 상기 출구에서 두께 프로파일 및 편평도 타겟을 제어하는 단계; 상기 빠른 제어 루프들로 상기 롤의 상기 열 캠버를 제어하는 단계; 상기 느린 제어 루프들로 이용 가능한 굴곡 범위를 최적화하는 단계; 상기 느린 제어 루프들로 상기 압연기 스탠드의 상기 출구에서 두께 프로파일 타겟 및 편평도 타겟을 교정하는 단계; 및 상기 압연기 제어 메커니즘을 통하여 상기 빠른 제어 루프들의 타겟들을 조정함으로써 제품 전환을 위한 상기 롤의 열적 상태를 최적화하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함한다.
EC 20. 방법은: 압연기의 적어도 하나의 압연 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계; 상기 금속 스트립이 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드를 통과 한 후에 상기 압연기의 제 1 인터스탠드 위치에서 하나 이상의 업스트림 스탠드들과 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 사이의 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계; 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 원하는 두께 프로파일에 비교하는 단계; 및 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들을 조정하여 두께 프로파일 허용 오차 내의 상기 원하는 두께 프로파일에 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 일치시키는 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계를 포함한다.
EC 21. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 두께 프로파일로부터 상기 금속 스트립의 크라운(crown)을 계산하는 단계; 상기 크라운을 원하는 크라운에 비교하는 단계; 및 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들을 조정하여 크라운 허용 오차 내의 원하는 크라운에 일치시키는 단계를 더 포함한다.
EC 22. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계는 상기 금속 스트립의 겉면을 가로질러 다수의 두께들을 측정하는 것을 포함한다.
EC 23. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들이 상기 압연기의 적어도 하나의 압연 스탠드의 상기 롤 갭 기하학적 구조에 영향을 미친다.
EC 24. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들을 조정하여 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들을 통과하는 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 유지시키는 단계를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들을 조정하는 것은 상기 압연기의 적어도 하나의 압연 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 것에 기반된다.
EC 25. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기의 적어도 하나의 추가 프로세스 파라미터를 측정하는 단계; 및 상기 압연기의 적어도 하나의 추가 프로세스 파라미터를 조정하여 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 상기 두께 프로파일 허용 오차 내의 상기 원하는 두께 프로파일에 유지하기 위해 상기 압연기의 적어도 하나의 압연 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계를 더 포함한다.
EC 26. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 조정하여 상기 압연기의 적어도 하나의 압연 스탠드의 작업 롤 캠버를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 압연 스탠드의 상기 작업 롤 캠버는 이용 가능한 굴곡 범위가 최대화되도록 상기 적어도 하나의 압연 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 제공한다.
EC 27. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들은 상기 적어도 하나의 압연 스탠드의 적어도 하나의 작업 롤을 굴곡시키는 단계를 포함한다.
EC 28. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들은 상기 적어도 하나의 압연 스탠드의 적어도 하나의 작업 롤을 가열시키는 단계, 상기 적어도 하나의 압연 스탠드의 적어도 하나의 작업 롤을 냉각시키는 단계, 연속적으로 가변하는 크라운 롤 또는 중간 롤의 위치를 제어하는 단계; 또는 변형 가능한 백업 롤을 변형시키는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
EC 29. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 적어도 하나의 압연기의 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계는 상기 압연기의 복수의 압연 스탠드들의 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계를 포함한다.
EC 30. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 피드백 루프 또는 피드-포워드 루프에 기초하여 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 제어하는 단계를 더 포함한다.
EC 31. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기의 제 2 인터스탠드 위치에서 적어도 하나의 추가 두께를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가의 두께는 상기 압연기의 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들과 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 사이에서 측정된다.
EC 32. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 압연기의 복수의 압연 스탠드들의 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계는 상기 롤 갭 기하학적 구조를 초음파 센싱하는 단계를 포함한다.
EC 33. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립이 편평도 롤(flatness roll)이 달린 상기 압연기를 떠난 후에 상기 금속 스트립의 편평도를 측정하는 단계; 및 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들 또는 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 중 적어도 하나를 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 조정하여 상기 금속 스트립의 편평도를 편평도 허용 오차 내의 상기 금속 스트립의 원하는 편평도에 일치시키기 위해 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드 또는 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계를 더 포함한다.
EC 34. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들은 상기 금속 스트립의 차동 냉각을 적용하는 단계를 포함한다.
EC 35. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 방법에 있어서, 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 단계는 맴돌이 전류 센서(eddy current sensor)로 상기 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하는 것을 포함한다.
EC 36. 압연기 제어 시스템은: 금속 스트립의 두께 프로파일을 측정하기 위한 적어도 하나의 두께 프로파일 측정 센서로서, 상기 적어도 하나의 두께 프로파일 측정 센서는 복수의 압연 스탠드들을 갖는 제 1 인터스탠드 위치에서 하나 이상의 업스트림 스탠드들과 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 사이에 배치되는, 상기 두께 프로파일 측정 센서; 복수의 작업 롤들 중 적어도 하나의 캠버를 측정하기 위한 적어도 하나의 롤 캠버 센서; 압연기 제어 메커니즘; 및 제어기로서; 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 두께 프로파일 측정 센서 및 상기 적어도 하나의 롤 캠버 센서로부터 데이터를 수신하고 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하여 상기 복수의 압연 스탠드들 중 적어도 하나의 롤 갭 기하학적 구조가 상기 금속 스트립의 원하는 두께 프로파일을 생산하도록 구성된, 상기 제어기를 포함한다.
EC 37. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 압연기 제어 시스템에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘은 작업 롤 굴곡 메커니즘을 포함한다.
EC 38. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 압연기 제어 시스템에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘은 작업 롤 가열 또는 냉각 시스템을 포함한다.
EC 39. 임의의 선행하거나 또는 후속하는 예제 조합들의 압연기 제어 시스템에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘은 변형 가능한 백업 롤, 연속적으로 가변하는 크라운 작업 롤, 또는 연속적으로 가변하는 크라운 중간 롤을 포함한다.

Claims (20)

  1. 압연기에서 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일 및 편평도를 측정 및 제어하기 위한 방법에 있어서,
    두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534)로 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 측정하는 단계로서, 상기 두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534)는 압연기(100, 500)의 압연기 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 입구 측 또는 출구 측 중 하나에 배치되는, 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 측정하는 단계;
    편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530)로 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 편평도를 측정하는 단계로서, 상기 편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530)는 상기 압연기 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 상기 입구 측 또는 상기 출구 측 중 하나에 배치되는, 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 편평도를 측정하는 단계;
    롤 캠버 센서(roll camber sensor)(118, 203, 518, 519)로 상기 압연기의 롤의 캠버를 측정하는 단계;
    롤 갭 기하학적 구조 센서로 상기 압연기 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계;
    제어기(540, 542, 544, 546)에서 상기 두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534), 상기 편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530), 상기 롤 캠버 센서(118, 203, 518, 519), 또는 상기 롤 갭 기하학적 구조 센서 중 적어도 하나로부터 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 제어기(540, 542, 544, 546)에 의해, 상기 롤 갭 기하학적 구조가 미리 정의된 허용 오차들내에서 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 원하는 두께 프로파일 및 원하는 편평도를 제공하도록 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 롤 캠버 센서(118, 203, 518, 519)는 작업 롤(112, 116, 202, 204, 512, 516)의 캠버를 모니터링 하고,
    상기 압연기 스탠드의 상기 롤 갭 기하학적 구조는 적외선 센서, 초음파 센서, 터치 센서 또는 레이저 센서에 의해 직접 측정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 굴곡 범위가 미리 정의된 범위 내에 있도록 상기 롤의 캠버를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 롤 갭 기하학적 구조가 유입 금속 스트립(136, 208, 536)의 기하학적 구조에 일치하도록 상기 롤의 캠버를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘을 조정하는 단계는 상기 롤의 측정된 열적 상태 및 계산된 열적 상태 중 적어도 하나에 기초하여 셋업 모델의 열적 모델을 캘리브레이션하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 롤은 상단 롤(112, 202, 512)이고, 상기 롤의 열적 상태를 측정하는 단계, 상기 롤의 상기 캠버를 측정하는 단계, 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계는
    상기 상단 롤(112, 202, 512)이 압연되는 동안 초음파 센싱으로 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계;
    레이저로 상기 상단 롤(112, 202, 512)과 하단 롤(116, 204, 516) 사이의 거리를 측정함으로써 상기 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 단계;
    초음파 센싱으로 상기 상단 롤(112, 202, 512) 및 상기 하단 롤(116, 204, 516)의 캠버를 측정하는 단계;
    롤 갭 기하학적 구조를 계산하는 단계로서,
    유입 두께 프로파일과 유출 두께 프로파일 간의 차이,
    상기 편평도, 및
    압연 상태 정보에 기초하여, 상기 롤 갭 기하학적 구조를 계산하는 단계;
    롤 갭 기하학적 구조를 계산하는 단계로서,
    롤 캠버 측정량, 및
    상기 압연 상태 정보에 기초하여, 상기 롤 갭 기하학적 구조를 계산하는 단계; 또는
    상기 롤의 상기 롤 캠버를 계산하는 단계로서,
    롤 갭 기하학적 구조 측정량, 및
    상기 압연 상태 정보에 기초하여, 상기 롤의 상기 롤 캠버를 계산하는 단계; 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 압연 상태 정보는 압연 하중(rolling load) 측정량 및 굴곡 힘(bending force) 측정량 중 적어도 하나인, 방법.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 압연기 스탠드는 제 1 압연기 스탠드(102, 502)이고, 상기 방법은:
    상기 제 1 압연기 스탠드(102, 502) 및 상기 제 1 압연기 스탠드(102, 502)로부터 다운스트림에 있는 제 2 압연기 스탠드(104, 504)를 상기 압연기 제어 메커니즘으로 조정하여 상기 제 2 압연기 스탠드(104, 504)를 통과하는 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 유지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 압연기 제어 메커니즘으로 상기 압연기 스탠드(102, 104, 502, 504)들의 조정은 상기 압연기의 롤의 캠버를 측정하거나 상기 압연기(100, 500)의 상기 압연기 스탠드(102, 104, 502, 504)의 롤 갭 기하학적 구조를 측정하는 것 중 적어도 하나에 기초하는, 방법.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘은 상기 압연기 스탠드 또는 인터스탠드(interstand) 위치에서 액추에이터를 포함하고, 상기 액추에이터는:
    양(positive) 및 음(negative)의 롤 굴곡;
    상기 롤의 가열 및 냉각;
    연속적으로 가변하는 크라운 롤 또는 중간 롤의 위치를 제어하는 단계;
    변형 가능한 백업 롤을 변형시키는 단계;
    롤 틸팅(tilting);
    롤 교차(roll crossing) 및 쌍 교차(pair crossing);
    차동 스트립 냉각 및 가열;
    압연 하중(rolling load) 및 차동 압연 하중;
    압연 속도; 및
    복수의 압연기 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)들 내에서의 두께 감소의 동적 이동(dynamic shifting)중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 방법은;
    빠른 제어 루프(fast control loop)들로 상기 압연기 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 출구에서 두께 프로파일 및 편평도 타겟을 제어하는 단계;
    상기 빠른 제어 루프들로 상기 롤의 열 캠버를 제어하는 단계;
    느린 제어 루프(slow control loop)들로 이용 가능한 굴곡 범위를 최적화하는 단계;
    상기 느린 제어 루프들로 상기 압연기 스탠드의 출구에서 두께 프로파일 타겟 및 편평도 타겟을 교정하는 단계; 및
    상기 압연기 제어 메커니즘을 통하여 상기 빠른 제어 루프들의 타겟들을 조정함으로써 제품 전이(product transition)를 위한 상기 롤의 열적 상태를 최적화하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 스트립(136, 208, 536)이 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드를 통과한 후에 상기 압연기(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 제 1 인터스탠드 위치에서 하나 이상의 업스트림 스탠드들과 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 사이의 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 측정하는 단계;
    상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 원하는 두께 프로파일에 비교하는 단계; 및
    하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들을 조정하여 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 두께 프로파일 허용 오차 내의 상기 원하는 두께 프로파일에 일치시키는 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일로부터 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 크라운(crown)을 계산하는 단계;
    상기 크라운을 원하는 크라운에 비교하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들을 조정하여 상기 크라운을 크라운 허용 오차 내의 원하는 크라운에 일치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들을 조정하여 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들을 통과하는 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 유지시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들을 조정하는 것은 상기 압연기(100, 500)의 적어도 하나의 압연 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 롤 갭 기하학적 구조 측정에 기반되는, 방법.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 압연기(100, 500)의 적어도 하나의 추가 프로세스 파라미터를 측정하는 단계;
    상기 압연기(100, 500)의 적어도 하나의 추가 프로세스 파라미터를 조정하여 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 두께 프로파일 허용 오차 내의 상기 원하는 두께 프로파일에 유지하기 위해 상기 압연기(100, 500)의 적어도 하나의 압연 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계; 및
    하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 조정하여 상기 압연기(100, 500)의 적어도 하나의 압연 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 작업 롤 캠버를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 압연 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 상기 작업 롤 캠버는 이용 가능한 굴곡 범위가 최대화되도록 상기 적어도 하나의 압연 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는, 방법.
  11. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 압연기(100, 500)의 제 2 인터스탠드 위치에서 적어도 하나의 추가 두께를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 추가의 두께는 상기 압연기(100, 500)의 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들과 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 사이에서 측정되는, 방법.
  12. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 금속 스트립(136, 208, 536)이 편평도 롤(flatness roll)(130, 530)이 달린 상기 압연기를 떠난 후에 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 편평도를 측정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 업스트림 스탠드들 또는 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드들 중 적어도 하나를 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들로 조정하여 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 편평도를 편평도 허용 오차 내의 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 원하는 편평도에 일치시키기 위해 상기 하나 이상의 업스트림 스탠드 또는 상기 하나 이상의 다운스트림 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 청구항 8 또는 9에 있어서, 상기 하나 이상의 압연기 제어 메커니즘들을 조정하는 것은 상기 금속 스트립(136, 208, 536)에 차동 냉각을 적용하는 것을 포함하는, 방법.
  14. 청구항 1의 방법을 수행하기 위한 압연기 제어 시스템으로서,
    금속 스트립(136, 208, 536)의 두께 프로파일을 측정하기 위한 두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534)로서, 상기 두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534)는 압연기(100, 500)의 압연기 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 입구 측 또는 출구 측 중 하나에 배치되는, 두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534);
    상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 편평도를 측정하기 위한 편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530)로서, 상기 편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530)는 상기 압연기 스탠드(102, 104, 106, 108, 502, 504, 506, 508)의 상기 입구 측 또는 상기 출구 측 중 하나에 배치되는, 편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530);
    상기 압연기의 롤의 캠버를 측정하기 위한 롤 캠버 센서(roll camber sensor)(118, 203, 518, 519);
    상기 두께 프로파일 측정 센서(132, 134, 532, 534), 상기 편평도 측정 센서(132, 134, 532, 534, 130, 530), 상기 롤 캠버 센서(118, 203, 518, 519), 또는 상기 롤 갭 기하학적 구조 센서 중 적어도 하나로부터 데이터를 수신하고, 상기 롤 갭 기하학적 구조가 미리 정의된 허용 오차들내에서 상기 금속 스트립(136, 208, 536)의 원하는 두께 프로파일 및 원하는 편평도를 제공하도록 압연기 제어 메커니즘을 조정하기 위한 제어기(540, 542, 544, 546)를 포함하고,
    상기 롤 캠버 센서(118, 203, 518, 519)는 작업 롤(112, 116, 202, 204, 512, 516)의 캠버를 모니터링하고,
    상기 압연기 제어 시스템은 상기 압연기 스탠드의 롤 갭 기하학적 구조를 직접 측정하기 위한 롤 갭 기하학적 구조 센서를 더 포함하고, 상기 롤 갭 기하학적 구조 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, 터치 센서 또는 레이저 센서인 것을 특징으로 하는, 압연기 제어 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 압연기 제어 메커니즘은 작업 롤에 굴곡 힘(bending force)을 가하는 작업 롤 굴곡 메커니즘을 포함하거나,
    상기 압연기 제어 메커니즘은 작업 롤 가열 또는 냉각 시스템을 포함하거나,
    상기 압연기 제어 메커니즘은 변형 가능한 백업 롤, 연속적으로 가변하는 크라운 작업 롤, 또는 연속적으로 가변하는 크라운 중간 롤을 포함하는, 압연기 제어 시스템.
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