KR20020051522A

KR20020051522A - 압연기의 롤갭 보정방법

Info

Publication number: KR20020051522A
Application number: KR1020000080799A
Authority: KR
Inventors: 홍헌호; 정병완; 박석원
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-06-29

Abstract

본 발명은 압연기의 롤갭 보정방법에 관한 것으로, 압연기의 롤갭 보정방법에 있어서, 압연시작 전에 압연소재의 중량(SWE), 폭(SWI), 길이(SLE)를 측정하고, 그 측정값과 압연소재의 고유상수인 비중(P)을 수학식 {THI = SWE / (SWI ×SLE ×P)}에 적용하여 압연기 입측의 소재두께(THI)를 산출하는 단계; 압연기 출측의 목표두께(THOS), 예측하중(FS), 밀상수(FS), 압연초기의 롤갭보정치(S1)를 수학식 {SDS = THOS + ( FS / M ) + S1}에 적용하여 산출된 롤갭설정치(SDS)를 설정하는 단계; 압연실시 과정에서 롤갭(SDM)과 압연하중(FM)을 측정하고, 그 측정값을 수학식 {THOC = SDM + ( FM / M ) - S1}에 적용하여 압연기 출측의 계산두께(THOC)를 산출하는 단계; 압연종료 후에 압연소재의 폭(WIM)과 길이(LEM)를 측정하고, 그 측정값을 수 학식 {THOM = SWE / ( WIM ×LEM ×P )}에 적용하여 압연기 출측의 소재두께(THOM)를 산출하는 단계; 상기 출측계산두께(THOC)와 출측소재두께(THOM)를 수학식 {DT = THOC - THOM }에 적용하여 롤갭 보정편차(DT)를 산출하는 단계;및 상기 롤갭 보정편차(DT)와 사전에 설정된 한계편차량을 비교하여, 상기 롤갭 보정편차 (DT)가 상기 한계편차량을 초과한 경우에는 수정 롤갭보정치(S2)를 산출하여 상기 수정 롤갭보정치(S2)를 다음 압연의 초기 롤갭보정치(S1)로 설정하고, 상기 롤갭 보정편차(DT)가 상기 한계편차량의 범위내에 존재하는 경우에는 롤갭보정을 종료하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

압연기의 롤갭 보정방법{A METHOD OF CALIBRATING ROLL GAP OF ROLLING MACHINE}

본 발명은 압연기의 롤갭 보정방법에 관한 것으로, 특히 평량계와 폭/길이 계가 설치된 후강판 압연공장의 압연기 롤갭 보정방법에 관한 것으로서, 압연소재의 출측계산두께와 출측소재두께 간에 발생하는 보정편차량에 의거하여 수정 롤갭보정치를 산출하고, 상기 수정 롤갭보정치를 다음 압연작업의 초기 롤갭보정치로 설정하도록 함으로써, 롤갭 보정을 위하여 최소 1,500톤 이상의 압연하중을 가해야 하는 기존의 롤갭 보정방법을 적용하지 못하는 압연기와 롤갭 보정시간을 단축하여 생산성을 향상시키고자 하는 압연기에 적용할 수 있도록 하는 압연기 롤갭 보정방법에 관한 것이다.

도 1은 후강판 압연기의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

일반적으로, 후강판 압연기는 도 1에서와 같이 상/하부 백업롤(BACK-UP ROLL)과 작업롤(WORK ROLL)이 4단으로 구성되어 있으며, 각 롤마다 베어링으로 사이드를 지탱하고 있고, 압연기 상부에는 압연기의 롤갭을 조정할 수 있는 나사선 제어방식의 스크류(screw)가 있으며, 상기 롤과 베어링, 스크류 등을 하우징(hou- sing)이라는 설비가 감싸고 있는 형태를 취하고 있다. 이러한 구성의 압연기로 소재를 압연하기 위해서는 스크류의 조정으로 도 2와 같이 롤의 사이드부에 하중을 가하게 된다.

도 3은 압연하중의 변화에 따른 압연기 롤갭의 변화를 도시한 그래프로서, 도 3을 참조하면, 상기 압연하중의 변화시에는 롤과 베어링의 변형, 베어링의 보호역할을 하는 유막의 압축, 롤에 가해지는 하중의 반발력에 의한 하우징의 변형 등과 같은 설비적인 특성이 나타난다. 상기의 설비적 특성으로 인하여 일정 압연하중범위내에서는 압연하중의 증가에 따른 롤갭의 감소가 선형(linear)적으로 나타나는 것이 아니라 도 3의 구간1에서와 같이 곡선형태를 나타내게 된다. 그러나, 롤갭을 클로즈(close)하여 일정량 이상으로 압연하중을 변화시키게 되면 압연하중의 증가량과 롤갭의 감소량이 1차적으로 되어 도 3의 구간2에서와 같이 직선형태를 나타내게 된다. 상기 도 3의 구간2에서와 같이 직선형태를 나타내는 구간의 기울기를 압연기의 밀상수라하고, 직선의 연장선을 그어 압연하중이 "0"인 지점을 압연기 롤갭의 보정치라고 한다.

상기 직선구간의 밀상수와 기준점보정을 위한 롤갭 보정치를 도출할 수 있는 상기 도 3의 구간2는 압연기의 탄성변형영역이며, 압연기의 압연에 통상적으로 적용되는 게이지미터(Guage Meter)식인 하기 수학식1을 적용하는 압연기의 치수제어방법에 있어서는 상기 압연기의 변형특성을 파악하는 것이 매우 중요하다.

SD = TH - ( F / M ) + S0

여기에서 SD는 압연기의 롤갭, TH는 압연소재의 목표두께, F는 압연하중, M은 밀상수, S0는 압연기 롤갭의 보정치이다.

후강판 압연에 있어서 상기 밀상수와 롤갭 보정치를 도출하기 위해서는 도 3에서와 같이 최소 1,500톤 이상의 압연하중을 가해야 한다. 다시말해서, 1,500톤 이상의 압연하중을 가하여 그 때의 롤갭을 영점으로 하고, 직선의 기울기를 밀상수로 정의하며, 직선의 연장선을 그어 압연하중이 "0"인 지점의 압연기 롤갭을 롤갭보정치(S0)로 보정해 주는 방법이 가장 널리 쓰이는 롤갭 보정방법이다. 그러나,상기의 롤갭 보정방법을 적용하기 위하여 1,500톤 이상의 압연하중을 가할 경우 유막의 고착 등으로 째밍(jamming)이 되어 압연기 롤갭의 오픈(OPEN)이 불가능하게 된다.

통상적으로 째밍(jamming)된 압연기를 분리할 수 있는 설비가 설치되지 않은 후강판 압연기는 유막의 고착이 발생하지 않는 350톤 까지 압연하중을 가하고 그때의 롤갭을 영점으로 한 후 롤갭보정을 해주는 방법을 적용하고 있지만, 이러한 롤갭 보정방법은 도 3의 구간1에서와 같은 저하중 영역에서의 압연하중과 롤갭의 변화를 적용하므로 정확한 롤갭 보정치의 산출을 하지 못하게 되어 롤갭 보정이 무의미해지고, 압연후 소재의 두께를 제어하는 경우에 상기 수학식1에 의한 정확한 치수제어를 하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 째밍(jamming)된 압연기를 분리할 수 있는 설비가 설치되어 있는 후강판 압연기에서도 압연기 롤갭 보정을 위해서 소재의 압연을 중단하고, 롤갭 변화량과 압연하중 변화량의 데이타를 수집하여 압연기 롤갭의 영점과 보정치를 정의해야 하므로,상기 압연기 가동중지에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 후강판 압연시 1,500톤 미만의 압연하중을 적용함으로 인하여 정확한 롤갭보정치를 산출할 수 없는 경우에 압연소재의 출측계산두께와 출측소재두께 간에 발생하는 보정편차량에 의거하여 수정 롤갭보정치를 산출하고, 상기 수정 롤갭보정치를 다음 압연작업의 초기 롤갭보정치로 설정하도록 함으로써, 1,500톤 미만의 압연하중을 적용하는 압연작업에서도 정확한 롤갭보정치를 산출할 수 있으며, 또한 롤갭 보정시간을 단축하여 생산성이 향상될 수 있도록 한 압연기의 롤갭 보정방법을 제공하는데 있다.

도 1은 후강판 압연기의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

도 2는 압연하중의 변화에 따른 압연기의 변형을 개략적으로 도시한 것이

다.

도 3은 압연하중의 변화에 따른 롤갭의 변화를 도시한 그래프이다.

도 4는 본 발명에 따른 압연기의 롤갭 보정방법을 구현하는 시스템 구성도

이다.

도 5는 본 발명에 따른 압연기의 롤갭 보정방법을 나타낸 플로우챠트이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 폭/길이계 42 : 롤갭측정기

43 : 하중검출기 44 : 공정제어계산기

45 : 폭/길이계제어계산기 46 : 롤갭보정시스템

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 압연기의 롤갭 보정방법에 있어서, 압연시작 전에 압연소재의 중량(SWE), 폭(SWI), 길이(SLE)를 측정하고, 그 측정값과 압연소재의 고유상수인 비중(P)을 수학식 {THI = SWE / (SWI ×SLE ×P)}에 적용하여 압연기 입측의 소재두께(THI)를 산출하는 단계; 압연기 출측의 목표두께(THOS), 예측하중(FS), 밀상수(FS), 압연초기의 롤갭보정치(S1)를 수학식 {SDS = THOS + ( FS / M ) + S1}에 적용하여 산출된 롤갭설정치(SDS)를 설정하는 단계; 압연실시 과정에서 롤갭(SDM)과 압연하중(FM)을 측정하고, 그 측정값을 수학식 {THOC = SDM + ( FM / M ) - S1}에 적용하여 압연기 출측의 계산두께(THOC)를 산출하는 단계; 압연종료 후에 압연소재의 폭(WIM)과 길이(LEM)를 측정하고, 그 측정값을 수학식 {THOM = SWE / ( WIM ×LEM ×P )}에 적용하여 압연기 출측의 소재두께(THOM)를 산출하는 단계; 상기 출측계산두께(THOC)와 출측소재두께(THOM)를 수학식 {DT = THOC - THOM }에 적용하여 롤갭 보정편차(DT)를 산출하는 단계;및 상기 롤갭 보정편차(DT)와 사전에 설정된 한계편차량을 비교하여, 상기 롤갭 보정편차 (DT)가 상기 한계편차량을 초과한 경우에는 수정 롤갭보정치(S2)를 산출하여 상기 수정 롤갭보정치(S2)를 다음 압연의 초기 롤갭보정치(S1)로 설정하고, 상기 롤갭 보정편차(DT)가 상기 한계편차량의 범위내에 존재하는 경우에는 롤갭보정을 종료하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 압연기의 롤갭 보정방법에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 압연기의 롤갭 보정방법을 구현하는 시스템 구성도로서, 도 4를 참조하면, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서, 본 발명의 압연기 롤갭 보정장치는 압연소재의 중량(SWE)을 측정하는 평량계(미도시)와 압연소재의 폭(SWI)과 길이(SLE)를 측정하는 폭/길이계(41), 압연하중을 측정하는 하중검출기(43), 압연롤의 갭을 측정하는 롤갭측정기(42), 상기 롤갭측정기(42)와 하중검출기(43)의 검출신호를 입력받아 롤갭과 압연하중을 연산하는 공정제어계산기(44), 상기 폭/길이계의 검출신호를 입력받아 압연소재의 폭과 길이를 연산하는 폭/길이계 제어계산기(45), 상기 폭/길이계 제어계산기(45)와 공정제어계산기 (44)에서 연산된 측정값들을 입력받아 입측소재두께와 출측계산두께, 출측소재두께 , 롤갭 보정편차, 수정 롤갭보정치를 연산하는 롤갭보정 시스템(46; ROLL GAP CALIBRATION SYSTEM)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 압연기의 롤갭 보정방법을 나타낸 플로우챠트로서, 도 5를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면, 평량계에 의하여 압연소재의 중량 (SWE)을 측정하고, 폭/길이계(41)에 의하여 압연소재의 폭(SWI)과 길이(SLE)를 측정하여(단계 510), 하기 수학식2에 상기 측정값과 압연소재의 비중(P)을 적용하여 압연기 입측에서의 소재두께(THI)를 환산한다(단계 520).

THI = SWE / (SWI ×SLE ×P)

여기에서 THI는 입측두께, SWE는 압연소재의 중량, SWI는 압연소재의 폭 측정값, SLE는 압연소재의 길이 측정값, P는 압연소재의 비중이다.

상기 압연기 입측의 소재두께(THI) 환산이 완료되면, 원하는 압연기의 출측두께를 달성하기 위하여 하기의 수학식3으로 정의되는 Guage Meter식에 압연소재의 예측하중(FS)과 압연초기의 고유 밀상수(M) 및 초기 롤갭보정치(S1)를 적용함으로써 압연기 출측의 목표두께(THOS)를 달성하기 위하여 압연기의 롤갭설정치(SDS)를 산출하여 설정한다(단계 530).

SDS = THOS + ( FS / M ) + S1

여기에서 SDS는 롤갭설정치, THOS는 압연기 출측목표두께, FS는 예측하중, M은 밀상수이며, S1은 압연초기의 롤갭 보정치로서 그 값은 -1.0으로 주어진다.

상기 롤갭 설정값(SDS)에 의하여 압연을 수행하여 롤갭 측정값(SDM)과 압연하중의 측정값(FM)을 수집하고(단계 540), 상기 수집된 측정값들을 하기의 수학식4로 정의되는 Guage Meter식에 적용하여 압연기 출측의 계산두께(THOC)를 산출한다(단계 550).

THOC = SDM + ( FM / M ) - S₁

여기에서 THOC는 출측계산두께, SDM은 롤갭 측정값, FM은 압연하중 측정값이다.

상기 압연기 출측의 소재두께(THOC)를 계산하고, 압연이 완료되면 폭/길이계에 의하여 1차 압연된 소재의 폭(WIM)과 길이(LEM)를 측정하여(단계 560), 상기 측정값과 압연시작전에 측정한 압연소재의 중량(SWE)과 압연소재의 고유상수인 비중(P)을 하기 수학식5에 적용하여 압연기 출측의 소재두께(THOM)를 환산한다(단계 570).

THOM = SWE / ( WIM ×LEM ×P )

여기에서 THOM은 출측소재두께, WIM은 폭 측정값, LEM은 길이 측정값이다.

상기 출측소재두께(THOM)와 상기 수학식4의 Guage Meter식에 의해 산출한 출측계산두께(THOC)를 하기 수학식6에 적용하여 롤갭 보정편차(DT)를 산출한다(단계 580).

DT = THOC - THOM

여기에서 상기 출측계산두께와 출측소재두께간에 차이값이 발생한다는 것은 상기 수학식4의 계산요소 중 초기 롤갭보정치가 정확하지 못하기 때문이다. 즉, 압연기의 특성을 반영할 수 없는 1,500톤 미만의 압연하중을 적용함으로써 정확한 롤갭보정치를 산출하지 못했다는 것이므로, 이때의 보정편차 만큼 롤갭보정치를 적용해서 롤갭 보정을 실시해야 한다.

상기 롤갭 보정편차량(DT)과 사전에 설정된 한계편차량 0.2를 비교하여(단계590), 상기 롤갭 보정편차량(DT)이 허용범위(0.2)내에 존재하지 않게 되면, 상기 롤갭 보정편차량(DT)과 압연초기에 정의된 롤갭보정치(S1)를 하기 수학식 7에 적용하여 수정 롤갭보정치(S2)를 산출하고, 산출된 수정 롤갭보정치(S2)를 다음 압연의 초기 롤갭보정치(S1)로 설정하여 상기 롤갭 보정방법을 지속적으로 적용하게 한다(단계 595).

여기에서 S2는 수정 롤갭보정치, S1은 초기 롤갭보정치, DT는 롤갭 보정편차,는 Damping Factor 이다.

상기 수학식7에서 상기 초기 롤갭보정치(S1)와 롤갭 보정편차량(DT)의 차이값은 압연기 롤갭의 제어정도를 나타내는 것이며, 상기 Damping Factor()는 상기 압연초기에 정의된 롤갭보정치(S1)와 롤갭 보정편차량 (DT)의 차이값을 반영하는 비율로서, 상기 수정 롤갭보정치(S2)의 산출시에 0〈〈 1 의 범위내에서 그 비율이 정해진다. 즉, 압연기의 롤갭 제어정도에 따라 Damping Factor()를 적용하게 되는 것이다. 상기 수학식7에서 산출되는 수정 롤갭보정치(S2)는 사전에 설정된 하한치 -5.0과 상한치 -1.0의 범위내에 존재해야 한다.

상기 롤갭 보정편차량(DT)과 사전에 설정된 한계오차량 0.2를 비교하여, 상기 롤갭 보정편차량(DT)이 허용범위(0.2)내에 존재하게 되면 압연기 롤갭보정을 종료하게 된다(단계 600).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압연기 롤갭 보정방법은 후강판 압연시 1,500톤미만의 압연하중을 적용함으로 인하여 정확한 롤갭보정치를 산출할 수 없는 경우에 압연소재의 출측계산두께와 출측소재두께 간에 발생하는 보정편차량에 의거하여 수정 롤갭보정치를 산출하고, 상기 수정 롤갭보정치를 다음 압연작업의 롤갭보정치로 설정하도록 함으로써, 1,500톤 미만의 압연하중을 적용하는 압연작업에서도 정확한 롤갭보정치를 산출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 다른 효과는 롤갭보정의 정도가 향상되고 롤갭 보정시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 압연기의 롤갭 보정방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

압연기의 롤갭 보정방법에 있어서,

압연시작 전에 압연소재의 중량(SWE), 폭(SWI), 길이(SLE)를 측정하고, 그 측정값과 압연소재의 고유상수인 비중(P)을 수학식 {THI = SWE / (SWI ×SLE ×P)}에 적용하여 압연기 입측의 소재두께(THI)를 산출하는 단계;

압연기 출측의 목표두께(THOS), 예측하중(FS), 밀상수(FS), 압연초기의 롤갭보정치(S1)를 수학식 {SDS = THOS + ( FS / M ) + S1}에 적용하여 산출된 롤갭설정치(SDS)를 설정하는 단계;

압연실시 과정에서 롤갭(SDM)과 압연하중(FM)을 측정하고, 그 측정값을 수학식 {THOC = SDM + ( FM / M ) - S1}에 적용하여 압연기 출측의 계산두께(THOC)를 산출하는 단계;

압연종료 후에 압연소재의 폭(WIM)과 길이(LEM)를 측정하고, 그 측정값을 수 학식 {THOM = SWE / ( WIM ×LEM ×P )}에 적용하여 압연기 출측의 소재두께(THOM)를 산출하는 단계;

상기 출측계산두께(THOC)와 출측소재두께(THOM)를 수학식 {DT = THOC - THOM }에 적용하여 롤갭 보정편차(DT)를 산출하는 단계;및

상기 롤갭 보정편차(DT)와 사전에 설정된 한계편차량을 비교하여, 상기 롤갭 보정편차(DT)가 상기 한계편차량을 초과한 경우에는 수정 롤갭보정치(S2)를 산출하여 상기 수정 롤갭보정치(S2)를 다음 압연의 초기 롤갭보정치(S1)로 설정하고, 상기 롤갭 보정편차(DT)가 상기 한계편차량의 범위내에 존재하는 경우에는 롤갭보정을 종료하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤갭 보정방법.
제1항에 있어서,

상기 수정 롤갭보정치(S2)는 상기 롤갭 보정편차(DT)와 상기 초기 롤갭보정 치(S1) 및 Damping Factor()를 수학식 {S2 = S1 + ( S1 - DT ) ×}에 적용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤갭 보정방법.
제2항에 있어서,

상기 수정 롤갭보정치(S2)의 산출시 적용하는 Damping Factor()는 상기 압연초기에 정의된 롤갭보정치(S1)와 롤갭 보정편차량(DT)의 차이값을 반영하는 비율로서 0〈〈 1 의 범위에서 조정되는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤갭 보정방법.