KR20020018437A

KR20020018437A - 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20020018437A
Application number: KR1020000051730A
Authority: KR
Inventors: 최진태
Original assignee: 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원; 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-08

Abstract

본 발명은 연속 용융 아연 도금 라인에서 수직으로 이송하는 아연 도금 강판의 진동을 최소화 하여 아연 도금 강판의 전면에 아연 도금량 분포를 균일하게 함은 물론이고, 합금화 가열로에서의 합금화를 균일하게 하여 아연 도금 강판의 제조 원가를 절감하고, 아연 도금 강판의 표면 품질을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 제품의 품질성과 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있도록 한 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법 및 장치에 관한 것으로,

특히, 연속 아연 도금 라인의 아연 도금 욕조(2)를 거쳐 수직으로 이송하는 아연 도금 강판(1)에 발생하는 진동을 억제하기 위한 방법에 있어서,

진동에 의한 아연 도금 강판(1)의 위치 변화량과 장력 변화량을 센서로 검출하고, 이 검출된 변화량으로 부터 제어 시스템의 오차를 구하여 제어 장치(8)에 의해 강판의 위치 및 장력 변화량에 대한 오차를 보정함을 특징으로 한다.

Description

연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법 및 장치{STRIP VIBRATION CONTROL METHOD OR APPARATUS OF SEQUENCE MOLTEN ZINC PLATING LINE}

본 발명은 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속 용융 아연 도금 라인을 통과하는 아연 도금 강판의 진동에 의한 아연 도금 강판의 위치 변화량과 장력 변화량을 센서로 검출하고, 이검출된 변화량으로 부터 제어 시스템의 오차를 구해 이를 보정하는 제어 장치에 의해, 수직으로 이송하는 아연 도금 강판의 진동을 최소화 하여 아연 도금 강판의 전면에 아연 도금량 분포를 균일하게 함은 물론이고, 합금화 가열로에서의 합금화를 균일하게 하여 아연 도금 강판의 제조 원가를 절감하고, 아연 도금 강판의 표면 품질을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 제품의 품질성과 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있도록 한 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 연속 용융 도금 라인에서 아연 도금 욕조를 거쳐 나온 아연 도금 강판은 상부에 위치한 이송롤 까지 수직으로 이송되게 된다. 이때, 아연 도금 욕조 내에 있는 싱크롤이 회전하면서 베어링의 간격에 의해 편심 회전이 이루어지고 아연 도금 강판에 가해진 장력의 변화가 생긴다. 이러한 현상에 의해 강판은 지속적으로 진동이 발생되고, 이러한 진동은 아연 도금 강판 표면의 도금량 분포를 불균일하게 함은 물론이고, 합금화 가열로에서의 합금화 불량을 야기시킨다.

따라서, 이러한 연속 용융 아연 도금 공정중 강판의 진동을 최소화하기 위한 종래의 방법으로는, 일본 특허청 공개 번호1999-11350098에서와 같이 강판에 댐핑롤을 설치하고 강판의 속도, 강판의 두께, 강판의 폭과 장력에 따라 댐핑롤의 위치를 강판의 이송 방향과 동일한 방향으로 혹은 반대 방향으로 이동시켜 진동을 억제하는 방법이 있다.

이 방법 이외에도 일본 특허청 공개 번호 1999-11315361에서는 강판의 좌,우측에 여러개의 전자석을 설치하고 전자석을 온-오프하여 강판의 공진 주파수를 변화시켜 진동을 억제하는 방법 등이 발명되었다.

그러나, 이들 방법은 실시간으로 진동을 측정하는 방식을 취함에 따라 피드백 제어를 시키지 못하는 단점을 가지고 있어서, 진동을 억제하는 효과가 우수하지 못함은 물론이고, 강판의 종류에 따라서는 진동 억제 효과를 발휘시키지 못하는 경우가 많았다.

그러므로, 도금량 분포를 균일하게 이루지 못함은 물론이고, 합금화 가열로에서의 합금화 불량을 야기시켜 결과적으로 이러한 연속 용융 아연 도금 공정 라인을 통해 생산되는 아연 도금 강판 제품의 품질성과 신뢰성을 크게 하락시키는 문제 등을 발생시켰다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 연속 용융 아연 도금 라인을 통과하는 아연 도금 강판의 진동을 최소화 하여 아연 도금 강판의 전면에 아연 도금량 분포를 균일하게 함은 물론이고, 합금화 가열로에서의 합금화를 균일하게 하여 아연 도금 강판의 제조 원가를 절감하고, 아연 도금 강판의 표면 품질을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 제품의 품질성과 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있도록 한 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연속 아연 도금 라인의 아연 도금 욕조를 거쳐 수직으로 이송하는 아연 도금 강판에 발생하는 진동을 억제하기 위한 방법에 있어서,

진동에 의한 아연 도금 강판의 위치 변화량과 장력 변화량을 센서로 검출하고, 이 검출된 변화량으로 부터 제어 시스템의 오차를 구하여 제어 장치에 의해 강판의 위치 및 장력 변화량에 대한 오차를 보정함을 특징으로 한다.

도 1 은 연속 용융 아연 도금 라인에서 도금 욕조와 강판의 진동을 제어하는 제어 시스템을 나타내는 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 :아연 도금 강판 2 :아연 도금 욕조

4 :싱크롤 6 :이송롤

8 :제어 장치 10 :접촉롤

12 :장력 센서 14 :강판 위치 센서

16 :진동 제어기 18 :서보 밸브

20 :유압 실린더

이하 본 발명인 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 연속 용융 아연 도금 라인에서 도금 욕조와 강판의 진동을 제어하는 제어 시스템을 나타내는 개략도로서, 진동에 의한 아연 도금 강판(1)의 위치 변화량과 장력 변화량을 센서로 검출하고, 이 검출된 변화량으로 부터 제어 시스템의 오차를 구해 이를 보정하는 제어 장치(8)가 형성되어 있다.

한편, 상기 제어 장치(8)는 연속 아연 도금 라인 상에서 수직으로 이송되는 아연 도금 강판(1)의 전,후면에 접촉을 이룰 수 있는 접촉롤(10)과,

수직으로 이송하는 아연 도금 강판(1)의 장력과 위치 변화량을 검출하는 장력 센서(12) 및 강판 위치 센서(14)와,

상기 장력 센서(12)와 강판 위치 센서(14)에서 검출된 변화량 신호를 전달 받아 이 변화량 신호를 합한 오차를 구해, 보정에 필요한 제어 신호를 출력토록 하는 진동 제어기(16)와,

상기 진동 제어기(16)에 의해 출력 되는 제어 신호를 전달 받아 압력을 제어에 필요한 신호를 출력토록 하는 서보 밸브(18)와,

상기 서보 밸브(18)에서 전달 되어 오는 출력 신호를 전달 받아 작동유의 압력 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 상기 접촉롤(10)의 위치 조정을 이루어 아연 도금 강판(1)의 진동을 제어하는 유압 실린더(20)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명 작용을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

아연 도금 욕조(2)를 거친 아연 도금 강판(1)은 수직으로 이송되어 상부에 설치된 이송롤(6)을 거쳐 후 공정으로 이송된다. 이 과정에서 장시간 사용을 가해 교체의 시점이 된 싱크롤(4)은 회전 베어링부가 마모되면서 롤 축수와 저널부 사이의 간격이 커지고 이에 따라 싱크롤(4)이 편심되게 되어 수직 이송되는 아연 도금 강판(1)을 좌,우로 진동시키게 된다. 이때, 접촉롤(10)은 아연 도금 강판(1)에 접촉하면서 장력을 가함과 동시에 위치를 변화시켜 유동을 최소화시켜 주는 작용을 하게 된다.

여기서 수직으로 이송하는 아연 도금 강판(1)의 유동을 최소화 시켜 주는 접촉롤(10)의 작용은 다음과 같은 일련의 과정을 거쳐 이루어지게 되는데 이를 순차에 의해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 수직으로 이송하는 아연 도금 강판(1)은 진동과 장력의 변화를 장력 센서(12)와 강판 위치 센서(14)에 의해 측정되게 된다. 이때, 수직으로 이송하는 아연 도금 강판(1) 상에 진동이 발생하게 되면 강판 위치 센서(14)와 장력 센서(12)는 검출한 신호를 진동 제어기(16)에 보낸다. 그러면 진동 제어기(16)는 입력되어 있는 강판 위치 센서(14)와 아연 도금 강판(1)의 기준선 까지의 거리로 부터 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 목표 장력에서 벗어난 장력의 변화량(dT)을 다음과 같은 식에 의해 산출한다.

ｄ=x _t - x

dT=T _t - T

여기서x _t 는 강판 위치 센서(14)에서 아연 도금 강판(1)의 기준선 까지의 거리이고,x는 측정된 강판의 위치이며,T _t 은 목표 장력이고,T는 장력 센서(12)에서 검출된 실측치이다.

이와 같이 아연 도금 강판(1)이 진동하게 되면, 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)는 필연적으로 발생하게 된다. 여기서 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)는 진동 제어기(16)의 피드백 제어에 의해 "0" 으로 되어야 하는 물리량으로서 진동 제어기(16)의 오차이다. 이는 다음과 같은 식에 의해 표현 가능하다.

e = k _d d + k _T dt

여기서,e는 진동 제어기(16)의 제어 오차이고,k _d 와k _T 는 각각 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT) 게인이다. 참고적으로 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)은 서로 물리량이 다르고 차원이 다르므로 크기가 비슷하도록 조정하는 역할을 하고 진동 제어기(16)의 제어 성능에 따라 적절히 조절된다.

여기서, 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)를 동시에 없애기 위해서는 진동 제어기(16)의 제어 오차e를 "0" 으로 수렴시키는 제어 조작량을 결정해야 하므로 제어 조작량은 진동 제어기(16) 내에 설치되는 제어필터와 진동 제어기(16)의 제어 오차e의 곱에 의해 결정된다, 이때, 도시하지 않은 제어 필터는 피드 제어 필터, 또는 강인 제어 필터가 적용된다. 이를 식으로 표현 하면 다음과 같다.

u = G(s)e

여기서u는 진동 제어기(16)에서 출력되는 조작량으로서 서보 밸브(18)에 입력되고,G(s)는 제어 필터의 일반적인 표현이다. 이와 같은 산출 방식에 의해 얻어 진동 제어기(16)에서 출력된 제어 조작량은 서보 밸브(18)에 입력되어 진동을 줄일 수 있도록 하는 방향으로 유압 실린더(20)를 동작시켜 상기 유압 실린더(20)에 연결 설치되어 있는 접촉롤(10)을 아연 도금 강판(1)이 떨리는 반대 방향으로 이동시켜 아연 도금 강판(1)의 진동량을 줄이고, 아울러 장력의 편차량도 줄이게 된다.

한편, 상기 접촉롤(10)은 아연 도금 강판(1)의 진동 주파수 보다 더 빠른 진동 주파수 대역을 가지면서 진동량을 상쇄시키는 기능을 가진다. 또한 상기 진동 제어기(16)는 이와 같은 구동 과정에서 지속적으로 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)을 피드백 받아 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)이 "0" 에 도달하도록 제어를 수행한다. 그리고 이러한 제어는 아연 도금 강판(1)의 기준선 이탈량(ｄ)과 장력의 변화량(dT)이 "0" 에 도달하면 진동도 아울러 "0" 에 도달하게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은, 연속 용융 아연 도금 라인을 통과하는 아연 도금 강판의 진동에 의한 아연 도금 강판의 위치 변화량과 장력 변화량을 센서로 검출하고, 이 검출된 변화량으로 부터 제어 시스템의 오차를 구해 이를 보정하는 제어 장치에 의해, 수직으로 이송하는 아연 도금 강판의 진동을 최소화 하여 아연 도금 강판의 전면에 아연 도금량 분포를 균일하게 함은 물론이고, 합금화 가열로에서의 합금화를 균일하게 하여 아연 도금 강판의 제조 원가를 절감하고, 아연 도금 강판의 표면 품질을 향상시켜 줄 수 있도록 하여 결과적으로 제품의 품질성과 신뢰성을 향상시켜 줄 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims

연속 아연 도금 라인의 아연 도금 욕조(2)를 거쳐 수직으로 이송하는 아연 도금 강판(1)에 발생하는 진동을 억제하기 위한 방법에 있어서,

진동에 의한 아연 도금 강판(1)의 위치 변화량과 장력 변화량을 센서로 검출하고, 이 검출된 변화량으로 부터 제어 시스템의 오차를 구하여 제어 장치(8)에 의해 강판의 위치 및 장력 변화량에 대한 오차를 보정함을 특징으로 하는 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 방법.
연속 아연 도금 라인 상에서 수직으로 이송되는 아연 도금 강판(1)의 전,후면에 접촉되는 접촉롤(10)을 구비하며 강판에 발생되는 진동을 억제하게 된 장치에 있어서,

상기 수직으로 이송되는 아연 도금 강판(1)의 장력과 위치 변화량을 검출하는 장력 센서(12) 및 강판 위치 센서(14)와,

상기 장력 센서(12)와 강판 위치 센서(14)에서 검출된 변화량 신호를 전달 받아 이 변화량 신호를 합한 오차를 구해, 보정에 필요한 제어 신호를 출력하는 진동 제어기(16)와,

상기 진동 제어기(16)에 의해 출력 되는 제어 신호를 전달 받아 압력을 제어에 필요한 신호를 출력하는 서보 밸브(18)와,

상기 서보 밸브(18)에서 전달 되어 오는 출력 신호를 전달 받아 작동유의 압력 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 상기 접촉롤(10)의 위치 조정에 의해 아연 도금 강판(1)의 진동을 제어하는 유압 실린더(20)를 포함한 구성을 특징으로 하는 연속 용융 아연 도금 라인의 강판 진동 제어 장치.