KR20010036873A - 냉연연속처리라인에서의 강판장력 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 냉연연속처리라인의 강판장력 제어장치는 복수의 고정식 보조롤 각각 또는 2개 마다 1개씩 모터를 부착하고 각각의 보조롤에 대한 각속도와 각가속도가 다르다는 가정하에서 각속도와 각가속도 분포를 구한다. 보조롤에 의한 관성저항과 강판에 의한 관성저항으로 이루어진 전체 장치의 관성저항은 각가속도 분포로부터 산출되며, 이값을 기초로 하여 전류보상값을 연산한다.

Description

냉연연속처리라인에서의 강판장력 제어장치 및 방법{AN APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING TENSION OF STRIP IN CONTINUOUS STRIP PROCESS LINE}

본 발명은 냉연 후처리공정에서 루퍼(looper)의 강판장력 제어장치에 관한 것으로, 특히 루퍼 내부의 롤간의 가속도분포를 감안하여 각 질량체 마다 발생하는 관성저항을 계산함으로써 강판의 장력을 정확하게 제어할 수 있는 냉연연속처리라인에서의 강판장력 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 냉연공정에서 생산된 강판은 후처리공정에 의해 원하는 성질과 형태를 갖게 된다. 이러한 냉연 후공정으로는 예를 들면, 연속소둔라인이나 연속용융도금라인이 있다. 이러한 공정에서는 강판을 처리하기 위해 강판에 일정한 장력을 가하고 미리 설정된 라인속도로 상기 강판을 이송시키거나 일시적으로 저장한다. 이러한 공정에서는 강판에 가해지는 장력에 따라 강판의 품질에 문제가 발생할 수 있는데, 이러한 문제로는 히트버클(heat buckle), 쿨링버클(cooling buckle), 스트립워키(strip walking), 슬립에 의한 스크래치현상 및 폭의 감소와 연신 등이 있다.

상기 냉연 후공정의 연속라인에서는 입력측과 출력측에서 라인의 속도 가감속을 필요로하는 작업을 하는 동안 루퍼에서는 캐리지를 이동시켜 강판을 저장하거나 저장해둔 강판을 풀어서 주공정의 연속적인 처리에 지장이 없도록 한다. 루퍼를 포함한 입출측의 라인구동설비는 다양한 크기의 롤(roll)들로 구성되어 있는데 이러한 롤의 회전관성에 의한 부하를 구동기로 구동하는 것도 있으며 순수하게 강판의 장력에 의해 구동하는 것도 있을 수 있다. 연속라인의 입측이나 출측의 라인속도가 가속 또는 감속되는 경우에는 강판의 장력이 정상속도운전중에는 필요없는 롤의 관성에 대하여 일을 해주어야만 하기 때문에 그만큼의 장력의 변화가 온다.

도 1은 종래의 냉연 후 처리공정에서의 루퍼제어장치를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 전형적인 루퍼제어장치는 복수의 보조롤(helper roll;25,26)에 강판이 감아 저장되어 있으며, 상기 보조롤(25)은 루퍼캐리지(24,31)에 의해 상하로 이송되고 있다. 상기 보조롤(26)은 고정식 보조롤 구동모터(27)에 의해 구동하고 있으며, 상기 루퍼캐리지(24,31)는 캐리지구동모터(21) 및 드럼(22)에 의해 작동되어 상기 이동형 보조롤(25)을 상하로 이송한다. 상기 보조롤(26) 하부에는 장력계(28)가 설치되어 강판에 발생하는 장력을 측정한다.

루퍼제어계에서의 제어동작은 캐리지구동모터(21)와 고정식 보조롤 구동모터(27)에 의하여 일어나며, 이들에 대한 제어명령은 장력피드백제어, 루퍼의 입출측 속도차(V1_ref)에 의한 피드포워드(feedforward)제어, 복수의 루퍼캐리지 사이의 위치편차(p2-p1)에 대한 전기적인 타이(tie)제어명령등이 속도입력 혹은 토크제어입력으로 제공되며, 여기에 각종 보상제어 입력이 더해져 이루어진다.

도 1에서 주어지는 장력 기준값에 따라 장력이 제어되도록 하기 위해서 제어시스템에서 조정되어야할 조정값은 장력제어기(18)의 조정값, 위치제어기(34)의 조정값, 가감속구간의 관성보상 제어입력부(35)의 조정값이다.

장력제어기(18)에서 출력되는 조정값과 위치제어기(34)에서 출력되는 캐리어사이의 위치차 데이터가 속도제어기(19)에 입력되며, 이 속도제어기(19)의 출력에 따라 전류제어기(20)에서 구동모터(21)로 전류가 공급되어 캐리지(24)의 움직임이 제어된다. 또한, 관성보상 제어입력부(35)는 관성부하의 관성(GD_2n)이 입력되어 가감속구간에 대한 관성 보상제어신호가 출력된다. 이 관성보상제어신호에 의해 고정식 보조롤 구동모터 전류제어기(29)에서 전류신호가 출력되어 모터(27)가 작동된다.

이와 같은 장력제어시스템에서 상기 제어값의 조정값에 따라 장력제어계의 안정 및 불안정이 결정되며 장력제어계의 불안정이 곧 조업관리, 품질관리상의 문제로 돌출하게 된다.

일반적으로 연속라인은 여러개의 롤들로 구성되어 있는데, 특히 루퍼설비는 수십개의 롤을 제한된 공간에 배치하기 때문에 라인의 속도가 변하는 경우 그 관성부하가 강판의 장력을 변동시키는 요인이 된다. 이러한 강판변동에 대한 그래프가 도 2에 도시되어 있다. 도면에서, 도 2(a)는 루퍼제어장치에서 루퍼 상류에서의 라인속도(도면에서 점선으로 표시됨) 및 하류에서의 라인속도(도면에서 실선으로 표시됨)를 나타내는 그래프이고 도 2(b)는 캐리지속도를 나타내는 그래프이며 도 2(c)는 스트립장력을 나타내는 그래프이다. 도 2(a)와 같이 출측의 속도가 감속하는 경우 구동기에 제동기가 부착되어 있지 않을 때에는 캐리지의 속도를 증가시키게 되는데, 이러한 캐리지 속도의 증가는 라인속도의 감속을 검출한 후에 이루어지기 때문에 실제 강판에 걸리는 장력은 최초의 감속시 도 2(c)에 도시된 바와 같이 일정 수준 저하된다. 또한, 속도가 가속되는 경우에도 속도의 증가를 검출한 후에 캐리지의 속도가 저하되기 때문에 강판의 장력은 결국 초기에 설정 장력보다 높게 형성된다.

상기에서 언급한 바와 같이, 라인 가감속구간에서의 장력변동을 최소화하기 위하여 루퍼 내부에 설치된 고정식 보조롤에 구동기를 부착하는 방식의 설비가 최근에 공급되는 있는 추세이다. 도 1에서 보조롤 구동용 모터(27)가 이러한 구동기의 역할을 한다. 이러한 구동기는 장력변동 제어의 필요성능에 따라 모든 고정식 보조롤에 구동기를 달기도 하고 필요한 만큼의 구동기를 설치하는 경우도 있다.

이상에서 언급한 고정식 보조롤의 속도제어는 루퍼캐리지의 제어와 함께 라인의 천이장력 제어의 주요수단인데 천이장력이 주공정의 다른 부분으로 되도록 적게 전파되도록 각 롤에 주어진 속도명령을 엄밀하게 추종해야만 한다. 고정식 보조롤의 속도제어는 구동기나 롤에 부착된 PLG신호를 이용하는 피드백제어가 있고 속도 가감속구간에서 발생하는 롤관성에 의한 부하를 미리 예측하여 별도의 입력을 전류로 더하여 주는 피드포워드제어가 있다. 속도에 대한 피드백 제어만으로는 가감속구간에 필요한 속도추종성능과 관성부하에 대한 제어성능을 얻기가 어렵기 때문에 상기와 같이 피드백제어와 피드포워드제어를 이용한다.

라인의 가감속구간에서 발생하는 관성부하에 대한 보상차원의 전류제어입력을 산출하는 종래의 방법은 도 1의 하부에 도시된 바와 같이 속도미분값을 구한 후 해당 관성부하의 관성모멘트를 곱하고 그 결과를 P 또는 PI연산함으로써 얻을 수 있다.

도 3을 참조하여 전류제어입력을 산출하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, n개의 보조롤로 구성된 루퍼에 대하여 2개의 고정식 보조롤 마다 1개의 구동기가 부착되는 경우를 고려하면, 우선 i번째 롤에 구동기가 부착되는 경우 이 구동기가 부담해야 하는 관성부하는 i∼i_i-3번 롤의 관성과 이 롤들의 후방에 위치하는 강판의 관성부하이다. 즉, 이에 해당하는 총질량 관성모메트(I_eq)는 수학식 1과 같다.

여기서, I_r는 롤의 질량관성모멘트이고 I_s는 강판의 질량관성모멘트이다. 그러므로, i번째 롤의 각속도를라 하면 이 롤의 구동기가 부담해야할 관성부하()는 수학식 2와 같이 되며, 이에 대한 전류보상량(I_ci)는 수학식 3과 같다.

단, 여기서 K_φi는 구동기의 토크계수이다.

상기한 바와 같이, 종래의 전류보상량 산출방법에서는 관성부하()를 계산하기 위해 각 보조롤과 강판의 가속도가 동일하다는 가정을 하는데, 사실상 연속라인의 가감속구간에서는 각 보조롤과 강판의 속도 및 가속도는 일정하지 않고 규칙이 있는 분포를 갖는다. 다시 말해서, 종래의 전류보상량 산출방법은 캐리지가 이동하지 않고 모든 보조롤들이 동시에 가속하고 감소할 때에는 잘 부합하는 보상량이 되지만 캐리어가 이동하고 각 보조롤 마다 가속도 및 속도가 다른 경우에는 부합하지 않는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 연속처리라인의 각각의 보조롤에 대한 속도와 가속도를 감안하여 관성부하를 산출해서 보상전류를 공급함으로써 강판의 장력을 정확하게 제어할 수 있는 냉연연속처리라인에서의 강판장력 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 강판장력 제어장치는 복수의 고정식 보조롤과 상하로 이동하는 캐리지에 지지되어 움직이는 복수의 이동식 보조롤로 구성되어 연속처리라인에서 강판을 저장하는 루퍼에 있어서, 복수의 고정식 보조롤에 연결되어 상기 고정식 보조롤을 구동하는 적어도 하나의 고정식 보조롤 구동모터와, 상기 캐리지를 구동하는 캐리지 구동모터와, 상기 고정식 보조롤 구동용 모터에 연결되어 전류제어신호를 인가하는 적어도 하나의 보조롤 구동모터 전류제어기와, 상기 캐리지 구동모터에 연결되어 전류제어신호를 인가하는 캐리지 전류제어기와, 상기 고정식 보조롤 구동모터 전류제어기에 연결되어 입력되는 고정식 보조롤의 속도에 따라 상기 보조롤 구동모터 전류제어기로 신호를 출력하는 보조롤 구동모터 속도제어기와, 관성부하의 관성이 입력되어 라인의 가감속구간에 대한 관성 보상제어신호를 상기 보조롤 구동모터 전류제어기로 출력하여 라인에서의 강판의 가감속에 따라 속도제어기의 출력을 제어하는 적어도 하나의 관성보상제어 입력부와, 연속라인의 가감속구간에서 루퍼내부의 관성저항을 연산하여 연산값을 상기 관성보상제어 입력부로 출력하는 적어도 하나의 관성저항 연산부로 구성된다.

상기 관성저항 연산부는 각각의 고정식 보조롤에서 발생하는 각기 다른 속도 및 가속도를 기초로 관성저항을 산출한다.

또한, 본 발명에 따른 강판장력 제어방법은 복수의 고정식 보조롤과 상하로 이동하는 캐리지에 지지되어 움직이는 복수의 이동식 보조롤로 구성되어 연속처리라인에서 강판을 저장하는 루퍼에 있어서, 보조롤과 강판이 접하는 지점에서의 각 보조롤의 순간속도를 기초로하여 각속도분포 및 각가속도분포를 구하는 단계와, 각 보조롤의 각가속도에 보조롤의 질량관성모멘트를 곱한 후 이를 합하여 전체 보조롤에 대한 관성부하를 산출하는 단계와, 상기 산출된 관성부하를 기초로하여 관성보상제어 입력신호를 출력하는 단계와, 상기 관성보상제어 입력신호에 따라 보상전류를 출력하여 보조롤을 구동하는 모터를 작동하는 단계로 구성된다.

모터가 각각의 보조롤에 설치되어 있는 경우에는 전체 보조롤에 의한 관성부하(T_ri) 및 강판에 의한 관성부하(T_si)는

이 연산된 값을 기초로하여 다음 식에 의해 보상전류(I_c)를 산출한다.

단, T_i=T_ri+T_si

도 1은 종래의 냉연연속처리라인의 강판장력 제어장치의 구조를 나타내는 도면.

도 2(a)는 종래의 루퍼에서의 라인속도를 나타내는 그래프.

도 2(b)는 종래의 루퍼에서의 캐리지속도를 나타내는 그래프.

도 2(c)는 종래의 루퍼에서의 강판의 장력을 나타내는 그래프.

도 3은 n개의 보조롤로 구성된 루퍼를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 냉연연속처리라인의 강판장력 제어장치의 구조를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에서 고정식 보조롤의 회전속도와 가속도를 나타내는 그래프.

- 도면부호의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 -

18 : 장력제어기 19 : 속도제어기

20 : 전류제어기 21 : 구동모터

24,31 : 캐리지 25 : 이동식 보조롤

26 : 고정 이동식 보조롤 27 : 고정식 보조롤 구동모터

28 : 장력측정기

29 : 고정식 보조롤 구동모터 전류제어기

30 : 고정식 보조롤 구동모터 속도제어기

38,39,40,41 : 관성저항 연산부

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉연연속처리라인에서의 강판장력 제어장치 및 방법을 상세히 설명한다. 도면에서 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 붙여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 냉연연속처리라인에서의 강판장력 제어장치를 나타내는 도면이다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 장치와는 달리 제어장치의 한쪽만을 도시하였다. 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 강판장력 제어장치는 중앙을 중심으로 좌우가 대칭되게 형성되기 때문에 도 4에 도시된 바와 같이 한쪽만을 도시하는 경우에도 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람에게는 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 강판장력 제어장치는 도 1에 도시된 종래의 제어장치와는 거의 유사한다. 단지, 그 차이점은 연속라인의 입출측 가감속구간에서 루퍼내부의 관성저항을 연산하기 위한 복수의 관성저항 연산부(38,39,40,41)가 설치되어 있다는 점이다. 이러한 관성저항 연산부(38,39,40,41)는 롤에 의한 관성저항 및 강판의 관성저항을 연산하여 그 값을 구하고 그 합을 해당 구동기에 전류보상제어로 보상한다.

관성저항 연산부(38,39,40,41)에서 계산된 롤 및 강판에 의한 관성저항은 각각 관성보상 제어입력부(35)에 입력되며, 상기 제어입력부(35)에서 제어신호가 출력되어 구동모터 전류제어기에서 전류보상제어가 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 강판의 장력제어방법을 설명한다. 우선, 도 2를 참조하여 루퍼내부에 저장되는 각 강판의 스트랜드(strand) 및 보조롤의 운동속도 및 가속도를 산출하면 다음과 같다. 단, 여기에는 롤과 강판 사이에 미끄럼이 존재하지 않으며 강판의 변형도 탄성학적인 행동을 하여 전체적인 강판의 길이에 비해 미소한 변형이 존재한다는 전제 조건이 필요하다. 루퍼의 입축이나 출측에서 속도의 변동이 발생하는 경우 저장된 강판에 장력이 부여된 상태로 강판의 저장작용이 이루어지기 위해서는 루퍼캐리어의 이동속도(v_c)가 다음과 같이 되어야만 한다.

또한, 루퍼의 상류 및 하류의 가감속은 일정한 가속도로 이루어지기 때문에 루퍼캐리지의 상승가속도(a_c) 역시 다음의 수학식 5와 같이 된다.

루퍼내부의 보조롤중에서 캐리지와 함께 이동하는 롤의 회전각속도를라하면, 회전하면서 선형이동을 하는 물체의 운동기구학적 측면에서 살펴보면, 롤과 접하는 2지점(a,b지점)의 순간속도는

여기서, r은 롤의 반경으로서 모든 롤에 동일한 크기를 갖는다. 고정식 보조롤인 0번 롤의 경우 접촉하고 있는 강판의 속도와 롤의 원주 속도가 동일하기 때문에 다음의 수학식과 같이 대표속도로 표시할 수 있다.

상기 수학식 6,7,8은 각속도만 다를 뿐 이동식 보조롤(1번,3번,5번,....,(n-1)번롤)과 고정식 보조롤(0,2,4,...,n번롤)에 각각 공통적으로 적용된다.

강판의 저장과정에서 강판스트랜드의 양단속도(v₀,v_1a) 사이의 차가 장력변화로 나타나는데, 미소한 속도차에도 매우 큰 장력의 변화가 유발된다는 것은 강판의 강성의 크기에서 쉽게 유추할 수 있다. 그러므로, 루퍼내부에 저장된 강판의 기하학적인 연속성을 해치는 거동이 일어나지 않는 한 이 속도차는 극히 작게 유지되는 것이 실제 현상이며, 이러한 속도차가 없는 상태로 라인을 구동하는 것이 구동제어의 목적이다. 결과적으로 강판의 양단 이동속도를 동일하게 놓고 루퍼내부의 각 롤과 강판의 운동속도를 구할 수 있다. 즉, 수학식 6,7,8에서 미지의 변수는 이동식 보조롤의 회전각속도뿐이므로 이미 알고 있는 변수들을 이용하고 상기한 수학식들을 이용하면 각 롤의 운동속도를 구할 수 있게 된다. 이러한 방법을 0∼2번 롤까지 적용하여 그 속도를 계산하면 다음과 같다.

우선, 0번롤의 원주속도(v₀)와 a지점에서의 속도(v_1a)를 동일한 값으로 설정하고 미지의 변수에 대하여 정리하면 다음 수학식과 같이 된다.

또한, 2번롤의 원주 속도와 b지점에서의 속도(v_1b)를 동일하다고 보고에 대하여 정리하면 다음과 같이 된다.

이러한 과정을 n번 롤까지 반복함으로써 전체 롤에 대한 속도분포를 다음과 같은 각속도의 수학식으로 표현할 수 있게 된다.

롤에 감긴 강판의 속도는 고정식 보조롤의 원주속도와 일치하기 때문에 상기 수학식 11를 이용하여 구할 수 있게 된다. 이때, 고정식 보조롤의 원주속도는 상류측에서 하류측으로 선형적으로 분포한다.

각속도에 대한 시간변화율인 각가속도는 수학식 11을 미분함으로써 구할 수 있다.

상기 수학식 11 및 수학식 12에 대한 설명이 도 5에 도시되어 있다. 도면에서 도 5(a)는 라인속도를 나타내고 도 5(b)는 라인가속도를 나타내는 도면으로, 상류측의 가속도가 0인 상태에서 하류측의 가감속 형태를 나타낸다.

본 발명의 가장 큰 특징은 종래와는 달리 각 강판과 롤 마다 운동가속도가 다르다는 것을 가정하여 관성 보상량을 산출하는 것이다.

라인의 감가속시에 발생하는 관성저항에 대한 구동기 전류 보상량을 산출하는 핵심요소는 해당 구동기가 부담해야하는 관성저항을 정확하게 산출하는 것으로서, 단일 가속도값을 이용하는 종래의 방법과는 달리 루퍼내부의 롤간의 가속도 분포의 원리를 이용하여 각 질량체 마다에서 발생하는 관성저항을 계산하여 이를 합산하는 것이다. 그 결과, 더욱 정확한 관성저항 분담분을 산출할 수 있게 된다.

즉, m개의 고정식 보조롤 마다 구동기를 부착한 경우 i번 롤에 부착된 구동기가 보상해야하는 관성저항중에서 롤에 의해서 발생하는 관성저항은 수학식 13과 같이 된다.

단, 여기서 p=2m-1.

또한, 강판에 의해 발생하는 관성저항은 표 1과 같다.

m	Tsi(강판에 의한 관성저항)
1
2	)
3
4
...	...

다음에 관성보상 전류값의 산출예를 들어 그 효과를 종래와 비교한다. 설명상의 복잡함을 피하기 위해 루퍼 상류측의 가속이 없는 경우에 대해서만 설명한다. 도 3에 도시된 i∼i-4번 롤에 대하여 수학식 12를 이용하여 각각의 각속도를 계산하면 다음의 수학식 14∼수학식 18과 같이 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 루퍼에서 고정식 보조롤에 구동기를 2대의 롤마다 1개씩 부착하는 경우 가감속 구간에 구동기를 작동시켜야 하는 구동토크를 산출하면 다음과 같다. 우선 보조롤에 의한 관성저항(T_ri)은 수학식 19와 같이 되고 강판에 의한 관성저항(T_si)은 수학식 20과 같이 된다.

또한, 수학식 14를 이용하여 상기 관성저항에 관한 수학식을 다시 정리하면 다음과 같이 된다.

여기서, i=4,8,12,....

라인 가감속 구간의 관성부하를 보상하기 위한 전류입력은 Tr, Ts의 값을 합산하고 수학식 3에 표현된 계산과정을 진행함으로써 산출된다.

수학식 21은 2개의 고정식 보조롤 마다 구동기를 부착한 경우를 나타낸 것으로, 본 발명이 상기한 경우에 한정되는 것은 아니다. 즉, 3개의 고정식 보조롤 마다 1개의 구동기를 부착하는 경우나 4개의 고정식 보조롤 마다 1개의 구동기를 부착하는 경우도 다음의 수학식에 의해 표현될 수 있다.

여기서, m=1,2,3,.....으로 m이 1인 경우에는 매 고정식 보조롤 마다 구동기를 부착한 경우를 나타내고 m이 2인 경우에는 2개의 고정식 보조롤 마다 1개의 구동기를 부착한 경우를 나타내며, m이 3인 경우에는 3개의 고정식 보조롤 마다 1개의 구동기를 부착한 경우를 나타낸다.

상기 방법에 의해 계산된 관성저항은 수학식 2에 의해 계산하던 종래의 방법에 비해 그 크기가 작게 나타난다. 또한, 그 크기의 차도 일정한 것이 아니라 롤번호가 작을수록 그 차가 크게 나타난다. 종래의 방법에 의해 산출된 강판과 롤의 관성저항을 각각(=),(=)라 하면, 본 발명에 의해 산출된 산출값 T_si,T_ri과의 편차를 각 해당 구동기에 대하여 산출하여 표 2에 표시하였다.

i
4	37.5	50.0
8	18.8	25.0
12	12.5	16.7
16	9.3	12.5
20	7.5	10.0
24	6.2	8.3
28	5.3	7.1
32	4.7	6.2
36	4.2	5.6
40	3.8	5.0
44	3.4	4.5
48	3.1	4.2
...	...	...

결과적으로 종래의 방법에 의해 산출된 관성저항값을 이용하여 라인의 가감속 구간에서 관성을 보상하면 실제 필요한 토크보다 더 많은 토크가 구동기로부터 발생하여 장력제어의 불안정화를 초래할 수 있는데, 이것을 주공정부와 가까운 위치에 있는 롤번호가 작은 쪽의 구동기에서 더욱 현저하게 나타나므로 본 발명에서는 이러한 점을 착안하였다.

본 발명은 상기한 바와 같이, 각 롤에 발생하는 속도와 가속도를 다르게 설정하여 정확한 관성부하를 산출함으로써 냉연연속처리라인에서 강판의 장력을 정확하게 제어할 수 있게 되어 고품질의 강판을 생산할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 복수의 고정식 보조롤과 상하로 이동하는 캐리지에 지지되어 움직이는 복수의 이동식 보조롤로 구성되어 연속처리라인에서 강판을 저장하는 루퍼에 있어서,

   복수의 고정식 보조롤에 연결되어 상기 고정식 보조롤을 구동하는 적어도 하나의 고정식 보조롤 구동모터;

   상기 캐리지를 구동하는 캐리지 구동모터;

   상기 고정식보조롤 구동용 모터에 연결되어 전류제어신호를 인가하는 적어도 하나의 보조롤 구동모터 전류제어기;

   상기 캐리지 구동모터에 연결되어 전류제어신호를 인가하는 캐리지 전류제어기;

   상기 고정식 보조롤 구동모터 전류제어기에 연결되어 입력되며 고정식 보조롤의 속도에 따라 상기 보조롤 구동모터 전류제어기로 신호를 출력하는 보조롤 구동모터 속도제어기;

   보조롤과 강판이 접하는 지점에서의 각 보조롤의 순간 가속도에 따라 구해진 가속도분포 및 각가속도분포를 기초로하여 산출된 관성부하의 관성이 입력되어 라인의 가감속구간에 대한 관성 보상제어신호를 상기 보조롤 구동모터 전류제어기로 출력하여 라인에서의 강판의 가감속에 따라 속도제어기의 출력을 제어하는 적어도 하나의 관성보상제어 입력부; 및

   연속라인의 가감속구간에서 루퍼내부의 관성저항을 연산하여 연산값을 상기 관성보상제어 입력부로 출력하는 적어도 하나의 관성저항 연산부로 구성된 연속라인에서의 강판장력 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정식 보조롤 구동모터가 각각의 보조롤에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정식 보조롤 구동모터가 복수의 보조롤당 1개씩 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 관성저항 연산부는 각각의 고정식 보조롤에서 발생하는 각기 다른 속도 및 가속도를 기초로 관성저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 복수의 고정식 보조롤과 상하로 이동하는 캐리지에 지지되어 움직이는 복수의 이동식 보조롤로 구성되어 연속처리라인에서 강판을 저장하는 루퍼에 있어서,

   보조롤과 강판이 접하는 지점에서의 각 보조롤의 순간속도를 기초로하여 각속도분포 및 각가속도분포를 구하는 단계;

   각 보조롤의 각가속도에 보조롤의 질량관성모멘트를 곱한 후 이를 합하여 전체 보조롤에 대한 관성부하를 산출하는 단계;

   상기 산출된 관성부하를 기초로하여 관성보상제어 입력신호를 출력하는 단계;

   상기 관성보상제어 입력신호에 따라 보상전류를 출력하여 보조롤을 구동하는 모터를 작동하는 단계로 구성된 연속처리라인의 강판장력 제어방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 관성부하는 보조롤에 의한 관성부하(T_ri) 및 강판에 의한 관성부하(T_si)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 모터가 각각의 보조롤에 설치되어 입력되는 보상전류에 따라 각각의 보조롤을 구동하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 전체 보조롤에 대한 관성부하(T_ri) 및 강판에 의한 관성부하(T_si)는 각각 다음식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.

   여기서, I_r은 보조롤의 질량관성모멘트, I_s는 강판의 질량관성모멘트,은 보조롤의 각가속도, m=1,2,3,....
9. 제5항에 있어서, 상기 보상전류(I_c)는 다음식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.

   단, K_φi는 구동기 토크계수, T_i=T_ri+T_si.