KR20030052080A - 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접부 전후의 형상제어가 가능한 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 최적 설정타이밍을 산출하는 용접점트랙킹부와, 최적 초기제어값을 설정하는 다이나믹셋업설정부와, 작업롤 상승굽힘에 따라 VC롤의 압력을 피드백제어하는 VC롤 피드백제어부를 포함하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템을 제공한다.

Description

연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템{SYSTEM FOR SHAPE CONTROL OF SKIN PASS MILL IN CONTINOUS ANEALING LINE}

본 발명은 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직크라운(Vertical Crown ; 이하 VC)롤을 사용하여 스트립의 형상을 제어하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 연속소둔라인(Continous Annealing Line ; 이하, CAL)은 판의 형상을 제어하기 위해 비접촉식 형상검출기(Shape Meter)를 조질압연기(Skin Pass Mill ; 이하, SPM)의 후방에 설치하여 검출되는 값과 목표형상값을 비교하여 자동형상제어(Auto Shape Control ; 이하, ASP)로직 의해 굽힘(Bending), 교정(Leveling), VC(Vertical Crown)롤 압력조정 등을 하여 스트립의 형상이 제어되도록 한다.

그런데 형상검출기와 실제 판의 형상을 일치시키기 위해 형상검출기 검출치를 챠트(Chart)기를 이용하여 형상값을 출력하고, 실제 판의 형상 샘플을 채취하여 비교 분석한 결과 형상검출기와 실제 판의 형상 샘플이 일치하지 않을 결과가 발생된다.

따라서 형상검출기의 정합성을 맞추기 위하여 형상검출기 자체 레벨 및 직각도, 양쪽 디플렉터롤의 직각도 및 레벨 등을 주기적으로 오차 범위에 들어가도록 교정하였다.

또한 형상검출기의 표면 오염문제를 극복하기 위해 에어퍼지의 방법을 개선하고, 주기적인 청소를 통해 오염 방지를 하였다.

아울러 형상검출기 후방 디플렉터롤과 텐션브라이들롤과의 간격으로 인한 판떨림을 방지하기 위해, 패스라인에 맞도록 업다운롤을 설치하였다.

따라서 이를 통하여 형상검출기와 실제 판 형상이 일치하는 것으로 검출되었다.

그러나 이와 같은 방법에서는 초기 설정값이 정확해야 하므로 초기설정값을 작업자가 수동으로 매번 세팅해 주어야 한다.

따라서 작업자들의 실적이 양호한 값들을 모아서 회귀수식에 의한 초기설정수식을 도출하기에 이르렀다.

여기서 초기설정값은 SPM 입출측 장력, 굽힘, VC롤 압력값을 두께, 폭, 탄소함량 등의 관련인자를 통해 초기설정수식을 입력한다.

그러나 이러한 초기설정치를 수동으로 입력하여도 초기설정치가 스트립의 중간부를 기준으로 입력되므로 형상변화가 많은 용접부 전후의 형상을 제어하기가 어렵다.

특히 탄소함량이 많은 소재의 경우에는 용접부 전후의 형상을 제어하기 더욱 어렵다.

따라서 연속소둔라인을 수동을 운전하여야 하므로 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

또한 작업자의 작업부하 가중 및 수작업에 의한 작업자 간의 형상품질 차이로 인해 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 용접부 전후의 형상제어가 가능한 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템을제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템의 다이나믹셋업 설정 제어포인트를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템의 신호흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템의 작동을 나타내는 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : SPM 101 : 상위컴퓨터

102 : 다이나믹 셋업 설정부 103 : PLC

104 : VC롤 107 : VC롤 피드백 제어부

108 : 형상검출기 109 : 용접점트랙킹부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스트립의 가공도를 높이고 윤택성과 조도를 부여하기 위하여 스트립을 소둔하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템에 있어서, 스트립의 용접점을 트랙킹하여 최적 설정타이밍을 산출하는 용접점트랙킹부; 용접점트랙킹부에서 산출된 최적 설정타이밍과 상기 스트립의 강종을 입력하여 최적 초기제어값을 설정하는 다이나믹셋업설정부; 다이나믹셋업설정부에서 설정된 초기제어값으로 VC롤의 압력을 제어하고, 작업롤 상승굽힘을 감지하여 상기 VC롤의 압력을 피드백제어하는 VC롤 피드백제어부를 포함하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템을 제공한다.

여기서 다이나믹셋업설정부는 형상불량이 심한 중저탄소강과 저탄소강과 고장력강과 두께 1.0㎜ 이하의 판재를 제1강종그룹으로 분류하고, 제1강종그룹에 속하지 않는 강종을 제2강종그룹으로 분류하여 다이나믹셋업설정하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 대한 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템의 다이나믹셋업 설정 제어포인트를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템의 신호흐름도이다.

본 발명의 특징에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템은 최적 설정타이밍을 산출하는 용접점트랙킹부와, 최적 초기제어값을 설정하는 다이나믹셋업설정부와, 작업롤 상승굽힘에 따라 VC롤의 압력을 피드백제어하는 VC롤 피드백제어부로 이루어진다.

먼저 용접점트랙킹부는 SPM을 기준으로 현재 압연되고 있는 선행재의 미단부와 후행재의 선단부의 구분점은 입측에서 2개의 코일을 용접한 후 소재 트랙킹을 위해 뚫어 놓은 용접점이다.

이러한 선행재 미단부의 형상개선을 위한 1차 제어포인트을 얻기 위해 용접점이 SPM전방 250m지점에 도착할 때 까지 계속적으로 거리를 계산하며, 선행재 미단부의 2차 제어포인트를 얻기 위해 용접점이 SPM 전방 50m지점에 도착할 때 까지 계속적으로 거리를 계산하며 용접점을 트랙킹한다.

반면에 후행재 선단부에 대한 1차 제어는 용접점이 SPM을 통과하기 직전 10m 전방에서 이루어지며 이를 위한 계속적인 거리계산 및 용접점 트랙킹을 행하며, 후행재 선단부에 대한 2차제어를 위해 용접점이 SPM을 통과한 후 50m 지점에 도착 할 때까지 트랙킹을 행한다.

다음으로 다이나믹셋업설정부는 선,후행재의 강종그룹에 따라 설정방식을 달리하며 크게 4가지 방식으로 분류된다.

먼저 강종그룹의 분류는 소재 선,미단부의 형상불량이 심한 중저탄소강, 저탄소강, 고장력강 및 두께1.0mm 이하의 스트립을 제1강종그룹으로 분류하고, 이에 속하지 않는 나머지 강종을 제2강종그룹으로 분류하여 설정한다.

먼저 케이스1은 선행재가 제1강종그룹이고 후행재도 제1강종그룹인 경우로서제어포인트는 선행재 미단부 각각 250m, 50m지점과, 후행재 선단부 10m, 50m지점이며, 선행재의 미단부에 대해서는 압연하중을 단계적으로 낮추고 SPM의 입,출측장력과 작업롤(work roll) 상승굽힘(Increase Bending), 및 VC롤 압력을 단계적으로 높이는 방향으로 다단계 다이나믹 셋업 설정제어를 한다.

이 때 후행재의 선단부에 대해서는 선행재의 미단부와 반대로 압연하중은 단계적으로 목표연신율에 적합한 압연하중까지 높이고, SPM 입,출측장력과 작업롤 상승굽힘 및 VC롤 압력을 단계적으로 낮추는 방향으로 다단계 다이나믹 셋업 설정제어를 행한다.

다음으로 케이스2는 선행재가 제2강종그룹이고 후행재가 제1강종그룹인 경우로서 이러한 경우의 다단계 다이나믹 셋업 설정제어는 후행재의 선단부만을 제어대상으로 한다.

즉, 용접점이 SPM 전방 10m 지점에 도착시, 후행재의 선단부에 대한 초기 제어값이 설정되며 이후 SPM 후방 50m지점에 도착시 2차 다단계 다이나믹 셋업 설정제어를 행한다.

다음으로 케이스3은 선행재가 제1강종그룹이고 후행재가 제2강종그룹인 경우로서 이러한 경우는 케이스2의 반대 개념으로 선행재의 미단부에 대해서는 250m 지점부터 케이스1에서 언급하였던 방식으로 다단계 다이나믹 셋업 설정제어를 행하며, 형상이 양호한 제2강종그룹으로 바뀌는 후행재에 대해서는 용접점이 SPM 통과 10m 전방에서 초기제어값을 1회만 설정한다.

다음으로 케이스4는 선행재가 제2강종그룹이고 후행재가 제2강종그룹인 경우로서 선,후행재의 소재가 모두 형상불량이 심하지 않는 일반재 이므로 다단계 다이나믹 셋업 설정제어의 필요성이 없기 때문에 후행재에 대해 용접점이 SPM 통과 10m 전방에서 초기제어값을 1회만 설정한다.

따라서, 용접점 트랙킹부를 통해 얻어진 각 제어포인트에서 다단계 다이나믹 셋업 설정제어 방식을 하여 상위컴퓨터 초기 제어값 설정기능이 강화된다.

다음으로 VC롤 피드백제어부는 압연되고 있는 소재의 판폭방향 중앙의 형상 급준도가 45% 이상의 중파(Centr Wave)인 경우와, 판폭방향 양끝의 형상 급준도가 0.45%이상의 양파(Edge Wave)인 경우를 나누어 설명한다.

중파인 경우는 평평한(flat) 형상을 얻기 위해 작업롤상승굽힘이 하한값까지 하강된 다음에 VC롤 압력이 하강하기 때문에 효과적인 중파제어가 이루어지지 못하였다.

따라서 작업롤상승굽힘이 5Ton 이상으로 하강하면 즉시 VC롤 압력이 100kg/㎠로 하강시킴으로서 효과적인 중파(Center Wave)제어를 실시한다.

위의 반대의 경우로 양파(Edge Wave)인 경우 평평한 형상을 얻기 위해 먼저 작업롤굽힘상한이 상한값까지 상승된 다음에 VC롤 압력이 상승되기 때문에 효과적인 양파제어가 이루어지지 못하였다.

따라서 작업롤상승굽힘이 5Ton 이상으로 상승되면 곧바로 VC롤 압력이 50kg/㎠ 상승하고, 양파의 진행상태에 따라 추가적으로 50kg/㎠ 상승되게 함으로써 효과적인 양파제어를 실시한다.

이하 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 형상제어 시스템의 작동을설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 형상제어 시스템의 작동을 나타내는 블록도이다.

먼저 용접점트랙킹부((109)에서 산출된 최적 설정타이밍을 상위컴퓨터(101)에 입력하고, 최적타이밍이 입력된 상위컴퓨터(101)는 다이나믹셋업설정부(102)를 제어한다.

다음으로 다이나믹세업설정부(102)는 PLC(103)를 제어하여 SPM(100)의 VC롤(104)을 제어한다.

다음으로 VC롤(104)에 의해서 제어된 SPM(100)을 통과한 스트립은 형상검출기(108)에서 형상을 검출하고, 검출된 데이터를 VC롤 피드백제어부(107)를 통해 피드백시켜 SPM(100) VC롤(104)을 제어한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템은 형상이 불량한 스트립이 용접점 주위위 선,미단부의 형상을 개선하므로 제품의 품질이 향상된다.

또한 수동으로 작업하는 비율이 줄어들고 자동형상제어 로직을 이용하는 비율을 증대되므로 이로 인해 생산성이 향상된다.

Claims (2)

1. 스트립의 가공도를 높이고 윤택성과 조도를 부여하기 위하여 스트립을 소둔하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템에 있어서,

   상기 스트립의 용접점을 트랙킹하여 최적 설정타이밍을 산출하는 용접점트랙킹부;

   상기 용접점트랙킹부에서 산출된 최적 설정타이밍과 상기 스트립의 강종을 입력하여 최적 초기제어값을 설정하는 다이나믹셋업설정부;

   상기 다이나믹셋업설정부에서 설정된 초기제어값으로 VC롤의 압력을 제어하고, 작업롤 상승굽힘을 감지하여 상기 VC롤의 압력을 피드백제어하는 VC롤 피드백제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이나믹셋업설정부는 형상불량이 심한 중저탄소강과 저탄소강과 고장력강과 두께 1.0㎜ 이하의 판재를 제1강종그룹으로 분류하고, 상기 제1강종그룹에 속하지 않는 강종을 제2강종그룹으로 분류하여 다이나믹셋업설정하는 것을 특징으로 하는 연속소둔라인 조질압연기의 스트립 형상제어 시스템.