KR20010055804A - 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철소의 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 우측 에어나이프(3) 상부에 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)를 일정한 간격으로 설치하고, 중앙의 와전류식 거리센서(21b)와 동일한 위치에다 전자석(22b)를 설치함과 더불어 좌측 에어나이프(3')의 상부에 전자석(22a),(22c)을 설치하며, 상기 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)에다 반곡연산기(23)와 반곡제어기(24)를 차례로 거쳐 상기 전자석(22a),(22b),(22c)을 연결한 구성으로 본 발명 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치에 의하면 강판의 반곡이 없어지고, 그에 따라 직선형 에어나이프를 사용하는 에어와이핑 방식의 도금량 조절에 있어서 강판의 폭방향으로 전후면 모두 균일하게 도금이 이루어지기 때문에 과도금 영역이 최소화 되어 도금재의 손실을 막을 수 있을 뿐만 아니라 도금 미달 부분이 사라지게 되어 제품불량이 감소하므로 제품의 실수율을 증가시키는 장점이 있는 것이다.

Description

용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치{Strip anti-bending control system in continous galvanizing line}

본 발명은 제철소의 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 특히 강판의 전후면 양쪽에 와전류식 거리센서와 전자석을 강판의 폭방향으로 일정거리를 두고 설치하여 세 지점에서 측정된 강판까지의 거리값을 이용하여 반곡의 크기를 최소화 하도록 각 전자석의 자력을 적절히 제어하는 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서 냉연공정 혹은 열연공정을 거쳐 만들어진 강판(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 내식성을 향상시키기 위해 표면에 아연과 같은 도금재를 입히게 되는데 수요가의 주문량에 따라 목표하는 도금량이 정해져서 도 3에 나타낸 목표도금량기준선(11)에 가능한 맞추어서 도금이 되도록 하기 위해 에어나이프(3), (3')를 강판(1)의 전후면에 설치하여 강한 압력의 공기를 분사시켜 도 2에 나타낸 바와 같이 표면에 부착된 도금층(10)을 깍아내는 에어와이핑(air wiping) 방식을 이용한다. 에어와이핑 방식은 강판(1)에 부착되는 도금량을 조절하는 방식중에서 강판(1)의 표면 상태가 가장 양호한 방식으로 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 방식이다.

강판(1)에 부착되는 도금량은 강판(1)의 이동속도와 공기의 분사압력, 에어나이프(3),(3')와 강판(1)간의 간격에 의해서 주로 결정되므로 강판(1)의 폭 방향으로 균일하게 도금이 되기 위해서는 강판(1)과 에어나이프(3),(3')의 간격이 균일해야 되는데 일반적으로 안정화롤(5)과 상부롤(6) 사이에 위치한 강판(1)의 폭방향 장력의 불균일성에 따른 반곡현상(9)의 발생으로 인해서 강판(1)의 폭방향으로 불균일한 도금이 이루어지며, 특히 이러한 반곡현상에서 반곡이 이루어지는 방향은 설비에 따라 다르지만 한쪽 방향으로만 이루어진다.

도 2는 강판(1)의 반곡으로 인해서 직선형태의 에어나이프(3),(3')를 이용하여 에어와이핑 할 경우에 발생하는 도금의 불균일성을 보여주는 한 예를 나타낸 것이다. 도 2의 상부 에어나이프(3)가 직선인데 반해서 강판(1)에 반곡이 발생함으로써 강판(1)의 중간부분이 가장자리 보다 도금이 많이 되어 목표도금량기준선(11)에 비하여 과도금영역(12)이 발생하고, 반면에 가장자리에서는 목표도금량기준선(11)에 비하여 도금미달부분(13)이 발생하게 되는데 이와 같은 도금결과를 강판(1)을 폈을때 도금량측정센서(8)로 측정한 것을 도 3에 나타냈다.

상기한 강판(1)의 반곡을 없애는 종래의 기술로서 안정화롤(5)을 이용하는 방법이 있는 바 이는 안정화롤(5)의 위치를 강판(1)의 수직방향으로 적절히 조절하게 되면 강판(1)의 길이방향으로 장력이 발생하게 되어 강판(1)의 반곡현상을 완화시키는 것이다.

그러나 이러한 종래의 방법은 운전자가 반곡의 유무를 육안으로 판단하여 수동으로 안정화롤(5)의 위치를 조금씩 조절하여 반곡을 잡아나가는 방식으로서강판(1)의 두께와 강판(1)의 이동속도등의 변화에 따라 항상 안정화롤(5)의 위치를 조절해야 하는 번거로움과 길이방향의 장력이 반곡에 미치는 영향은 한계가 있기 때문에 반곡이 완전히 없어지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래의 강판 반곡방지방법에서 야기되는 각종 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 강판의 전후면 양쪽에 와전류식 거리센서와 전자석을 강판의 폭방향으로 일정거리를 두고 설치하여 세 지점에서 측정된 강판까지의 거리값을 이용하여 반곡의 크기를 최소화 하도록 각 전자석의 자력을 적절히 제어하는 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 제철소의 용융도금공정을 설명하기 위한 도면,

도 2는 강판의 반곡현상에 따라 도금되는 상태를 나타낸 도면,

도 3은 강판의 반곡현상에 따라 도금된 도금상태도,

도 4는 본 발명 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치를 나타낸

구성도,

도 5는 본 발명에 따른 강판반곡 측정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 강판 2 : 도금욕조

3, 3' : 에어나이프 4 : 간격모터

5 : 안정화롤 6 : 상부롤

7 : 컴프레서 8 : 도금량측정센서

9 : 강판의 반곡현상 10 : 도금층

11 : 목표도금량기준선 12 : 과도금영역

13 : 도금미달부분

21a∼21c : 와전류식(eddy current)거리센서

22a∼22c : 전자석

23 : 반곡연산기 24 : 반곡제어기

Da∼Dc : 와전류식 거리센서(21a∼21c) 각각에서 강판까지의 거리값

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치는 우측 에어나이프(3) 상부에 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)를 일정한 간격으로 설치하고, 중앙의 와전류식 거리센서(21b)와 동일한 위치에다 전자석(22b)를 설치함과 더불어 좌측 에어나이프(3')의 상부에 전자석(22a),(22c)을 설치하며, 상기 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)에다 반곡연산기(23)와 반곡제어기(24)를 차례로 거쳐 상기 전자석(22a),(22b),(22c)을 연결하여서 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 반곡연산기(23)는 하기 수학식 1에 의해 반곡의 크기(R)를 구하는 것이고, 상기 반곡제어기(24)는 반곡의 크기(R)가 작아지는 방향으로 전자석(22a),(22b),(22c)의 자속크기를 제어하는 것이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 작용을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치를 나타낸 구성도로서, 우측의 에어나이프(3) 쪽으로 오목한 강판의 반곡이 발생하는 설비의 경우에는 도 4와 같이 우측 에어나이프(3)의 상부에 와전류식 거리센서(21a),(21b) ,(21c)를 일정한 간격으로 설치하고, 중앙의 와전류식 거리센서(21b)와 동일한 위치에 전자석(22b)을 설치한다. 좌측 에어나이프(3')의 상부에는 두개의 전자석(22a),(22c)를 각각 와전류식 거리센서(21a),(21c)와 마주보도록 설치하여 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)각각의 거리 측정값(Da∼Dc)이 반곡연산기(23)로 전송되어 반곡의 크기(R)가 정량적으로 계산된다.

도 5는 본 발명에 따른 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)로부터 측정된 세 지점의 거리를 나타낸 도면으로서, 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)로부터 측정된 세 지점의 거리를 각각 Da, Db, Dc라고 하면, 이 세개의 거리값으로 부터 반곡의 크기(R)는 하기 수학식 1로 부터 구해지게 된다.

상기 수학식 1에서 R은 반곡의 크기를 나타내며, Da = Db = Dc인 경우에는 반곡의 크기가 0이 된다.

반곡연산기(23)의 출력인 반곡의 크기(R)는 반곡제어기(24)로 인가되고, 반곡제어기(24)는 반곡의 크기(R)에 따라 전자석(22a∼22c)들의 자속(magnetic flux) 크기를 각각 계산하여 출력한다. 반곡제어기(24)에서 계산되는 전자석(22a),(22b), (22c)들 각각의 자속의 크기는 하기 수학식 2와 같다.

상기 수학식 2에서 △M은 현재 반곡의 크기(R)에 대한 자속의 변화량을 나타내고, K_P는 반곡의 크기(R)에 비례하여 △M을 결정케하는 미분이득(derivative gain)이며, Ki는 반곡의 크기(R)의 시간에 따른 적분값에 비례하여 △M을 결정케 하는 적분이득(integral gain)이다. Ma(t), Mb(t), Mc(t)는 새로이 계산된 전자석(22a),(22b),(22c) 각각의 자속 크기이며, Ma(t-1), Mb(t-1), Mc(t-1)은 바로 이전에 계산된 전자석(22a),(22b),(22c)에서 적절한 크기의 자속이 발생하게 되면 우측 전자석(22b)과 좌측 전자석(22a),(22c)에서 강판을 당기는 힘이 발생하게 되어 강판이 펴지게 되므로 강판의 반곡현상이 없어지게 된다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치에 의하면 강판의 반곡이 없어지고, 그에 따라 직선형 에어나이프를 사용하는 에어와이핑 방식의 도금량 조절에 있어서 강판의 폭방향으로 전후면 모두 균일하게 도금이 이루어지기 때문에 과도금 영역이 최소화 되어 도금재의 손실을 막을 수 있을 뿐만 아니라 도금 미달 부분이 사라지게 되어 제품불량이 감소하므로 제품의 실수율을 증가시키는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 우측 에어나이프(3) 상부에 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)를 일정한 간격으로 설치하고, 중앙의 와전류식 거리센서(21b)와 동일한 위치에다 전자석(22b )를 설치함과 더불어 좌측 에어나이프(3')의 상부에 전자석(22a),(22c)을 설치하며, 상기 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c)에다 반곡연산기(23)와 반곡제어기( 24)를 차례로 거쳐 상기 전자석(22a),(22b),(22c)을 연결하여서 구성됨을 특징으로 하는 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반곡연산기(23)가 하기식으로 반곡의 크기(R)를 정량화 하는 것을 특징으로 하는 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치.

   (여기서 Da, Db, Dc는 와전류식 거리센서(21a),(21b),(21c) 각각에서 강판까지의 거리값이다.)
3. 제 1항에 있어서, 상기 반곡제어기(24)는 반곡의 크기(R)가 작아지도록 전자석(22a),(22b),(22c)의 자속크기를 제어하는 것임을 특징으로 하는 용융도금공정에 있어서 강판의 반곡방지 제어장치.