KR20010059370A

KR20010059370A - 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운 방법

Info

Publication number: KR20010059370A
Application number: KR1019990066766A
Authority: KR
Inventors: 박우영
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-06

Abstract

본 발명은 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운방법에 관한 것으로서, 특히 연속 냉간압연설비에서 압연작업중 발생되는 판파단에 의한 롤 피해를 줄일 수 있는 판다단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운방법에 관한 것이다.

본 발명은 연속 냉간 압연작업중 스탠드에서 발생되는 판파단으로 인한 롤 피해를 감소시키기 위한 방법에서, 상기 이송중인 판이 파단되는 시점의 텐션릴의 강도를 설정하는 제 1단계와, 상기 텐션릴의 강도가 설정치 이상일 경우, 상기 판이 파단된 것을 검출하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 검출된 판파단 신호를 받아 압하조정 장치의 하이롭 마스터를 오프시키는 제 3단계와, 압하밸브를 퀵오픈하여 유압을 급속히 드레인시킴과 동시에 롤포스를 퀵다운 시키므로서 롤갭을 풀 오픈시키는 제 4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운방법을 요지로 한다.

Description

판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운 방법{A roll force quick down for reducing a damage of roll}

일반적으로 열연에서 공급되는 소재를 외부에서 가열하지 않고 상온에서 압연하는 냉간압연작업은 열간압연에서 만들 수 없는 두께 0.15mm~2.3mm인 박판까지 압연가능하며, 두께를 일정히 하여 균일하고 정밀한 두께를 얻을 수 있으며, 판의 형상이 좋고 표면이 깨끗하고 미려한 제품을 만들 수 있는 특징이 있어 냉연제품가격은 열연제품 가격보다 월등히 높아 부가가치가 대단히 높은 철강제품이다.

그러나 냉간압연 설비인 TCM(tandem cold mill)에서 압연작업중 판파단이 발생하면 라인을 비상정지 시켜도 압여기만 정지되고, 나머지는 정상적인 압연 수행때의 압연조건인 압연스케쥴살의 압연력(roll force), 롤캡(roll gap), 장력(tension)등을 정상압연 조건 그대로 유지하게 되었다. 그리고 판파단이 발생시 롤의 회전관성력 때문에 완전정지때 까지는 시간이 걸리고 이 시간동안 파단부는 클로스(close)된 롤갭사이로 바르게 차례로 스탠드를 통과하게 되므로, 고압하, 고온하에서 롤에 소착되는 현상이 발생하였다.

특히, 고속압연시 #1 스탠드의 횡류에 의한 판파단 발생시 파단부는 파단이후의 모든 스탠드를 통과하면서 워크롤에 판붙음에 의한 소부가 발생하며, 심한 경우엔 중간롤까지 소부가 발생되어 워크롤 10개(5개 스탠드×2개)와 중간롤(7b) 10개(5개 스탠드×2개)가 파손되어 폐기해야 하며, 최악의 경우에는 백업롤까지 피해가 크기 때문에, 판파단 발생시 파단자체를 최소화시켜 롤 피해를 최소화 시키는 방법이 절실히 요구되게 되었다.

종래의 방법은 도 2와 같이 연속 냉간 고속 압연중 판파단시 라인 비상정지 시켜도 롤(7a, 7b, 7c)은 회전하는 관성에 의해 일정시간 동안 회전하되, 압연스케쥴상 압연력, 롤갭(12), 장력등을 압연할 때 조갭 그대로 유지하게 되고, 파단부는 압연중의 초기의 클로스된 작은롤(12)을 통해서 차례대로 파단된 이후 스탠드를 통과하면서 워크롤(7a)표면에 마크를 발생시키거나, 고열과 고압하로 인해 판붙음, 소부를 유발시켰다.

특히 고속압연시 #1 스탠드의 횡류에 의한 판붙음이 발생하면 파단부분은 판파단이 스탠드를 통과하면서 워크롤(7a)표면에 판붙음에 의한 심한 소부가 발생하여 중간롤(7b)까지 피해가 커지는 등 롤(7a,7b,7c)의 원가상승으로 제품의 원가상승 판파단 조치 시간 지연에 따르는 생산성의 저하를 초래하였다.

일반적으로 종래의 작업방법에서는 도 2에서 보는 바와 같이 압연중 판파단 발생시 라인을 비정상 정지시켜도 롤(7)은 회전하는 관성에 의해 일정시간 동안 회전을 하게 되고, 압연스케쥴상 압연력, 롤갭, 장력(tension)등은 압연시 조건대로 유지하게 되어 파단부분은 스탠드에서 압연중인 초기의 클로스된 롤갭(roll gap)사이로 통과하여 스탠드를 차례대로 통과하면서 워크롤(7a)에 마크(mark)를 발생시키고, 고열과 고압하에 의해 롤이 판에 붙어 소부를 발생시킨다.

특히 고속냉간 압연에서 #1 스탠드의 횡류파단 발생시 파단부는 모든 스탠드 즉 2번 스탠드→3번 스탠드→4번 스탠드→5번스탠드를 통과하면서 워크롤(7a)에 판붙음에 의한 소부가 발생하며, 심한 경우 중간롤(7b)까지 소부가 발생하여 워크롤(7a) 10개(5개 스탠드×2개)와 중간 롤(7b) 10개(5개 스탠드×2개)와 중간 롤(7b) 10개(5개 스탠드×2개)가 파손되어 롤을 폐기해야만 하며, 최악의 경우엔 백업 롤(7c)까지 피해가 크지는 등 롤(7a, 7b, 7c)의 원가상승에 의한 제품원가 상승과 판파단 조치시간 지연으로 생산성 저하를 초래하는 등 많은 문제점이 빈번히 발생하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특히 특히 횡류파단시 롤에 피해를 최소화시켜 롤 원단위를 감소시켜 제조원가 감소, 판파단의 조치시간 단축으로 작업능률 향상과 생산성 향상을 도모하기 위한 "판파단시 롤피해를 감소시키는 밀 스탠드의 롤포스 퀵다운방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은 연속 냉간 압연작업중 스탠드에서 발생되는 판파단으로 인한 롤 피해를 감소시키기 위한 방법에서, 상기 이송중인 판이 파단되는 시점의 텐션릴의 강도를 설정하는 제 1단계와, 상기 텐션릴의 강도가 설정치 이상일 경우, 상기 판이 파단된 것을 검출하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 검출된 판파단 신호를 받아 압하조정 장치의 하이롭 마스터를 오프시키는 제 3단계와, 압하밸브를 퀵오픈하여 유압을 급속히 드레인시켜 롤포스를 퀵다운 시키므로서 롤갭을 풀 오픈시키는 제 4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운방법에 의하여 달성된다.

도 1은 연속 냉각압연 작업의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 작업방법의 구성을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따르는 퀵다운 구성을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 운전 모드(mode) 및 동작 흐름도.

도 5는 본 발명의 제어 상태를 나타내는 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 스탠드(housing stand:#1~#5std)

2. 판 두께 측정기(x-ray)

3. 로타리 셔어(rotary shear)

4. 카로젤 텐션릴(carrousel tension reel)

5a. 1번 텐션릴(#1 tension reel)

5b. 2번 텐션릴(#2 tension reel)

6. 스트립(strip)

7a. 작업롤(work roll)

7b. 중간롤(IMR)

7c. 보강롤(back up roll)

8. 디프렉터 롤(deflect roll)

9. 압하조정(push up control)

10. 텐션 메터롤(tension meter roll)

11. 판파단부(파단 스크랩)

12. 롤갭(roll gap)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서는 밀스탠드 롤갭(mill stand roll gap)을 파단과 동시에 퀵 오픈(quick open)하여 롤갭(roll gap)을 순식간에 벌리는 방법을 개발하였다. 즉, 압연중 판파단 발생시 파단이후 스탠드는 장력이 없고, 이것을 판파단 신호로 검출받게 하여 판파단 이후 모든 스탠드의 롤 갭을 퀵 다운 제어하여 롤갭을 최대로 벌려주고 파단부는 벌려주고 파단부는 벌려진 롤 갭사이로 빠져나가게 한다. 이로서 롤에 심한 피해를 주지않게 되는 새로운 창의적인 작업방법의 개발이다.

이하, 본 발명은 상세히 설명한다.

도 1은 냉간압연이 작업의 구성을 나타내는 도면으로서, 압연작업중 코일의 테일(tail)부분이 압연기 입측에 오면 ASD(auto slow down) 시그널(signal)에 의해 자동감속되어 절단 속도(cutting speed)로 감속된다. 이는 라인(line) 입측의 용접기에서 전후 코일을 용접하고, 용접부 전방 50mm 지점에 직경 25φ되게 펀칭한 구멍(punching hole)으로 용접부 위치를 감지하여 시그날(signal)을 알 수 있게한다.

도 6은 압연진행 과정을 나타내는 도면으로서, 한 코일의 스트립(6)이 압연완료되면 절단위치(cutting point)에서 로타리셔어(3)로 절단한다. 절단된 코일은 압연중인 1번 텐션릴(5a)을 계속 권취하게 하고 절단된 후방코일의 선단부(top)는 대기중인 2번 텐션릴(5n)에 권취시켜 압연하는 조건이 갖추면 이상 여부를 판단후 정상 압연속도(rolling speed)로 가속한다. 이렇게 정상적으로 압연 작업 수행중 롤 레벨(roll level)불량이나 스트립(6) 에지(edge)불량등의 원인에 의해 꼬임파단이 발생한다.

본 발명에 따르는 롤포스 퀵다운되는 내용을 나타내면 도 3과 같은 구성도가 된다. 이는 판파단, 특히 전방 스탠드의 꼬임 판파단시 롤의 피해를 최대로 줄일 수 있는 최상의 발명이다.

도 3에 따르면 냉간 압연중 판파단 발생시 판파단이 발생한 스탠드(stand)의 후방에 있는 모든 스탠드 즉, #1 스탠드 판파단일 경우, #2 스탠드에서 #5 스탠드까지 롤갭(12)을 퀵다운 제어하여 #1 스탠드 후방에 있는 모든 스탠드인 #2 스탠드에서 #5 스탠드까지 압하조정(push up control)하여 롤포스 실린더(roll force cylinder)(9)를 퀵 오펀하여 롤갭(12)을 벌린다.

다음에 텐션릴(4)의 텐션 오프(off)하여 파단부분이나 파단된 스크랩(11)은 오펀(open)된 롤갭(12) 사이로 빠져 나가도록 하므로 롤(7a)이 회전되어도 파단 스크랩(11)은 오펀된 롤갭(12)사이로 빠져나가도록 하므로 롤(7a)이 회전되어도 파단스크랩(11)이 롤(7a)을 감지 않게되어 롤(7a)에 결함마크(mark)가 적게 나타나고 압착, 소부가 발생하지 않아 상기와 같은 제반 문제점을 해결할 수 있다.

이렇게 롤포스가 퀵다운되는 시스템을 개발 채용하므로서 압연중 판파단이 발생되어도 롤(7a)피해를 감소시킬 수 있다.

고속 압연중 판파단시 특히, 꼬임으로 인한 판파단시에는 파단의 정도가 심하여 롤(7a) 피해가 극심하여 롤원다위 상승과, 판파단부의 스크랩(11)처리가 난해하여 조치시간이 지연되므로 작업능률, 생산성의 저하를 초래하고 판표면에 결함도 많이 발생하게 되어 품질저하의 요인도 되었다.

그러나 본 발명은 판파단시 롤포스 퀵다운 시스템개발로 롤(7a)에 꼬임이 발생하는 정도를 최소화 하므로써, 첫째, 롤(7a,7b,7c)꼬임 발생의 최소화로 롤 원단위를 감소하고, 둘째, 롤(7a,7b.7c)을 교체하는 수량을 감소시켜 롤 원단위를 감소할 수 있게 되어 원가절감과 생산원가를 절감할 수 있고, 셋째, 판파단 조치시간의 절감으로 작업률을 향상시켜 생산성을 향상시키며, 넷째다음 작업의 연결이 간단하여 업무의 부하감소를 시키는 효과가 있으며, 다섯째, 판표면의 결함을 감소시킴으로 품질향상의 효과까지 얻을 수 있게한다.

종래 연속 냉간 고속압연중 판파단 발생시 파단부나 파단된 스크랩(11)은 롤갭(12)이 클로스(close)된 상태에서 롤(7a)회전에 의해 롤(7a)을 감고 회전하게 되어 롤(7a)에 결함마크(mark)와 고온,고압하에 의한 압착, 소부가 발생되어 롤(7a)에 부착되었으나, 본 발명은 냉간 고속압연중 판파단 발생시 판파단이 발생한 스탠드 후방에 있는 모든 스탠드의 롤갭(12)을 퀵다운 제어하여, 스탠드를 압하 조정하여 롤포스 실린더(9)를 퀵오픈해서 롤갭(12)을 벌리고, 작업중인 텐션릴(5a)을 오프하여 파단부분이나 파단된 스크랩(11)을 오펀 롤갭(12)사이로 빠져나가게 하여(도 3) 롤(7a,7b,7c)의 피해를 감소시킬 수 있는 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운방법을 마련함에 있다.

본 발명에서는 도 3에서 알수 있는 것과 같이 연속냉간 고속압연중 판파단시 밀의 스탠드 롤갭(12)을 파단과 동시에 퀵 오펀하여 롤갭(12)을 순간 벌리고 작업중인 텐션릴(5a 혹은 5b)의 텐션을 오프하게 할 수 있는 방법을 개발하였다. 즉, 압연중 판파단 발생시 파단이후 스탠드는 장력이 없어져 장력을 검출할 수 없어 이런 장력을 판파단 신호로 검출받게 하여 판파단 이후 모든 스탠드 롤갭 조정장치(9)로 퀵다운되게 제어하여 롤갭(12)을 벌려주어 파단 스크랩(11)을 벌려진 롤갭(12)사이로 쉽게 빠져나가게 하므로 롤(7a,7b,7c)에 심한 피해를 주지않게 되는 새로운 창의적인 작업방법이다.

본 발명의 개선된 롤포스 퀵다운 작업방법은 첫째, 판파단 시그날을 설정하고, 판파단 시그날을 검출한다. 판파단 시그날 수신은 판파단검출에 의해 검출하며, 압연작업시 스탠드간의 최소 텐션메타(tension meter)(10)에 의한 것으로, 각 스탠드간의 최소장력(stand min. tension)이 최초 장력설정치의 30%이하로 하락하면 판파단 검출장력으로 인식하여 판파단을 인식토록 설정한다.

다음의 표1에 스탠드간 장력 설정치와 파단검출 장력의 검출치를 나타낸다.

위치	장력 설정치	파단검출 장력치	비고
#7br~#1 스탠드	5~25ton	1.5ton 이하	설정치의 30%
#1스탠드~#2 스탠드	6~50ton	1.8ton 이하	설정치의 30%
#2스탠드~#3 스탠드	5~40ton	1.5ton 이하	설정치의 30%
#3스탠드~#4 스탠드	4~30ton	1.2ton 이하	설정치의 30%
#4스탠드~#5 스탠드	2~25ton	0.6ton 이하	설정치의 30%
#7br~텐션릴	0.7~8.4ton	0.2ton 이하	설정치의 30%

상기 파단검출 장력치 이하로 떨어지면 판파단으로 인식한다.

둘째, 파단 검출장력치의 시그널을 받아 압하조정 장치의(도 5의 1) 하이롭 마스터(hyrop master)를 오프(도 5의 2)하고, 압하밸브(valve)를 퀵 오펀(도 5의 4)하여 유압을 급속으로 드레인(drain)시켜 롤 포스를 퀵 다운시키고 롤갭(12)을 풀오펀 시키는 자동 제어방법이다.

정상압연시 사용되는 압하 조정장치인 푸쉬압 실린더(9)의 자동콘트롤 시스템(auto control system)인 하이롭 에프 마스터(hyrop -f mster)의 오프(도 5의 2)는 피엘시(plc) 제어로직(logic)에 판파단 시그날 감지시 자동으로 오프되도록 구성함으로써 가능하다.

즉, 롤갭 퀵 오펀 시스템은 (도 5의 4) 텐션메타(10)에서 판파단 검출(스트립 브레케이지 디텍트)(도 5의 1)을 받아 롤갭 오펀(roll gap open)시작까지의 시간이 시스템상으로 0.5초인 것을 고려하여 가능한 롤갭이 신속히 오펀될 수 있도록 기존의 정상압연시 롤갭 콘트롤 회로 구성을 아래 표2의 (1)과는 별도로 롤갭 퀵용 콘트롤 회로조전을 표2의 (2)를 신설하여 가능하게 되었으며, 이때의 롤갭 오펀 속도는 12.5mm/sec로서 기존 정상압연시 롤갭 제어속도인 2.0mm/sec에 비해 6배나 빠른 속도로서 롤갭을 10mm까지 신속히 오펀할 수 있게 한다.

다음의 표2에 롤갭 콘트롤 유압밸브의 회로구성 조건을 나타낸다.

표2. 롤갭콘트롤 유압밸브 회로 구성조건

구분	유압 valve 조건	master
stand	no1. stand	101	102	103	104
	no2. stand	201	202	203	204
	no3. stand	301	302	303	304
	no4. stand	401	402	403	404
	no5. stand	501	502	503	504
(1)rolling중(기존)	loop on	on	on	natural	natural	on
(1)rolling중(기존)	loop off	off	off	natural	natural	off
(2)roll gap quick open	off	off	open	open	off

(2)는 본 발명의 유압회로 구성 조건이다.

셋째, 텐션릴(5a, 5b)의 텐션을 오프한다.

텐션릴(5a,5b)의 tension off 은 도 5에서 보면, 텐션메타(10)에서 판파단 검출(스트립 브레케이지 디텍트)(도 5의 1)을 받아 텐션 오프(도 5의 3)한다. 이는판파단 발생시, 파단부가 텐션릴(5a, 5b)의 장력에 의해 텐션릴(5a, 5b)측으로 급속히 당겨져 빠져 나가는 것으로 인하여, 스트립 테일부에 의해 2차적인 롤손상, 또는 밀 스탠드 내부의 설비피해를 방지하기 위한 제어방안으로 도입하였으며, 이는 피엘씨 제어 로직에 판파단 시그날감지(도 5의 1)시 텐션릴(5a, 5b)의 텐션 자동 오프되도록 구성함으로써 가능하다.

상기와 같이 판파단 시그날이 나타나도록 검출케 하여 판파단 시그날이 전달되어(도 5의 1) 하이롭 마스터를 오프(도 5의 2)하고, 압하밸브를 퀵 오펀하여(도 5의 2)하여 유압을 급속으로 드레인 시켜 롤 포스를 퀵다운시켜 롤갭(12)을 순간적으로 벌리고, 작업(회전)중인 텐션릴(5a, 5b)의 장력을 오프하여 텐션릴(5a,5b)에서 스트립을 당기지(권취)하지 못하도록 하여 2차적인 롤피해를 줄이도록 한다.

마지막으로 고속압연중 판파단시의 동작 플로우를 설명한다.

도 4에 개선전, 후의 고속압연중 판파단시 동작플로우를 나타낸다.

개선전에는 고속압연중 판파단시 장력이"0"라는 전기적인 시그널을 받아 라인이 퀵 스톱되게 하고, 운전자가 판파단을 감지한 후 운전판넬상의 퀵 스톱되게 하고, 운전자가 판파단을 감지한 후 운전판넬상의 퀵 스톱 스위치나 비상 스톱 스위치(emergency stop switch)를 눌러 라인을 스톱하게 되어 있기 때문에 작업자가 판파단을 판단하는 시간이 늦고 판단해도 이미 판파단이 발생후 시간이 많이 흐른후이기 때문에 피해가 많았다.

그러나 개선후에는 고속 압연중 판파단시 운전자가 판파단 감지를 하기전 전기적으로 파단검출장력치로부터 파단 시그날을 받아 먼저 자동으로 압하조정장치의 하이롭 마스터를 오프하고, 압하밸브를 퀵 오펀하여 유압을 급속하게 드레인 시키면서 압연작업중인 텐션릴(5a 혹은 5b) 장력을 오프시키고, 자동으로 퀵 스톱과 비상스톱을 시킨다. 뿐만 아니라 운전자가 운전 패널상에 있는 퀵 스톱 스위치나 비상스톱 스위치를 손으로 눌러 라인을 스톱시킨다.

상기와 같은 본 발명에 대한 제어상의 상세한 플로우를 나타내면 도 5와 같다. 이렇게 고속압연중 판파단 신호를 검출받아 판파단 이후 모든 스탠드 롤갭(12)을 압하조정 장치(9)로 퀵다운시켜 롤갭(12)을 벌리고, 벌려진 롤갭(12)사이로 파단부가 빠져나가게 하여 롤(7a, 7b, 7c)에 심한 피해를 주지않게 압연작업이 실시될 수 있도록 하는 것으로 구성된다.

본 발명에 의하여 첫째, 롤꼬임 발생의 최소화로 롤 원단위를 감소하고, 둘째, 롤을 교체하는 수량을 감소시켜 롤 원단위를 감소할 수 있게 되어 원가절감과 생산원가를 절감할 수 있고, 셋째, 판파단 조치시간의 절감으로 작업률을 향상시켜 생산성을 향상시키며, 넷째 다음 작업의 연결이 간단하여 업무의 부하감소를 시키는 효과가 있으며, 다섯째, 판표면의 결함을 감소시킴으로 품질향상의 효과가 있다.

Claims

연속 냉간 압연작업중 스탠드에서 발생되는 판파단으로 인한 롤 피해를 감소시키기 위한 방법에서,

상기 이송중인 판이 파단되는 시점의 텐션릴의 강도를 설정하는 제 1단계와,

상기 텐션릴의 강도가 설정치 이상일 경우, 상기 판이 파단된 것을 검출하는 제 2단계와,

상기 제 2단계에서 검출된 판파단 신호를 받아 압하조정 장치의 하이롭 마스터를 오프시키는 제 3단계와,

압하밸브를 퀵오픈하여 유압을 급속히 드레인시킴과 동시에 롤포스를 퀵다운 시키므로서 롤갭을 풀 오픈시키는 제 4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운 방법.
제 1항에 있어서,

판단단이 발생한 신호가 감지될 경우에 작업중인 텐션릴의 장력을 오프하여 텐션릴에서 판을 당기지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운 방법.
제 1항에 있어서,

상기 판파단은 텐션메타에서 감지되는 텐션의 강도에 의하여 감지하며, 최초 장력설정치의 30%이하로 하락하면 파단된 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 판파단시 롤 피해를 감소시키는 롤포스 퀵다운 방법.