KR20030053102A - 평판 압연 장치와 이의 써멀 크라운 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비저항 측정에 의한 압연롤 폭방향의 써멀 크라운을 측정하기 위한 평판 압연 장치와 이의 써멀 크라운 측정 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 제1 비저항 측정부는 회전하는 상기 상측 압연롤 외주면의 비저항값을 측정하여 제1 비저항값을 출력하고, 제2 비저항 측정부는 회전하는 상기 하측 압연롤 외주면의 비저항값을 측정하는 제2 비저항값을 출력하며, 저항/전압 계측 유니트는 제1 비저항값과 제2 비저항값을 각각 제공받아 소정의 전압치로 각각 변경한다. 또한, 메인 제어 유니트는 제1 및 제2 비저항값에 각각 대응하는 전압치를 제공받아 상기 상측 및 하측 압연롤의 반경 방향의 평균 온도 분포를 각각 연산하고, 연산된 평균 온도 분포를 근거로 열 팽창량을 연산하며, 상기 연산된 열 팽창량을 근거로 상기 상측 압연롤의 써멀 크라운량과 상기 하측 압연롤의 써멀 크라운량을 연산한다. 그 결과, 압연중 롤의 폭방향으로 측정된 비저항을 이용하여 평균 온도 분포와 열 팽창량을 연산하여 압연롤폭방향의 써멀 크라운량을 구함으로써, 써멀 크라운량을 작업중 알 수 있으므로, 압연롤의 써멀 크라운 과다시 압연롤 냉각능 조정, 조업조건 변경을 통하여 판형상 및 판의 통판성을 높일 수 있다.

Description

평판 압연 장치와 이의 써멀 크라운 측정 방법{DEVICE FOR ROLLING A FLAT PLATE AND METHOD FOR MEASURING A THERMAL CROWN THEREOF}

본 발명은 평판 압연 장치와 이의 써멀 크라운 측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 비저항 측정에 의한 압연롤 폭방향의 써멀 크라운을 측정하기 위한 평판 압연 장치와 이의 써멀 크라운 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속해서 철 또는 그 합금을 평판 압연 장치로 평판을 생산하는 과정은 도 1에 도시한 바와 같이, 두꺼운 고온의 슬래브(slab)를 한 쌍의 압연롤(10, 20)에 의해 압연되면서 박판(30)이 생산되게 된다. 그런데 한 쌍의 압연용 압연롤(10, 20)은 고온 슬래브에 의해 압연중에 계속해서 변형이 일어날 수 있는데 이러한 변형은 박판(30)의 두께 및 형상에 영향을 미친다.

그런데, 박판 압연을 하는 과정에서 생산되는 박판은 두께 및 형상이 일정하게 유지되어야 하는데, 이러한 두께 및 형상의 변화가 심하게 일어나면 생산된 박판의 품질을 떨어뜨리는 결과를 야기한다.

보다 상세히는, 압연롤(10, 20)에 형성되는 써멀 크라운(Thermal Crown)은 판형상에 그대로 영향을 미치는데 작업중 써멀 크라운의 측정이 불가능하여, 단면 형상이 불량한 평판이 생산되거나 심한 경우 판이 끊어져 작업이 중단되는 문제점이 있다.

이처럼 박판의 두께 및 형상을 일정하게 유지하기 위하여 압연롤 폭방향 써멀 크라운을 측정하여 조정하는데, 종래에는 써멀 크라운의 측정을 주로 기계적인 방법에 의하여 측정하였다.

즉, 종래의 써멀 크라운 측정은 압연 공정이 종료한 후 또는 강조 종료시킨 후 압연롤을 압연기 밖으로 인출한 뒤 측정하였기 때문에 압연기 작동 중에는 써멀 크라운을 측정할 수 없다는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제철소의 열연강판 생산과정중 하나인 압연과정에서, 평판을 압연하는 압연롤의 폭방향 써멀 크라운을 폭방향으로 비저항을 측정하여 써멀 크라운을 산출하기 위한 평판 압연 장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기한 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 평판 압연 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판 주조 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연롤 반경 방향의 평균 온도를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연롤 폭 방향 위치에 대응하는 압연롤의 써멀 크라운을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 20, 100, 200 : 압연롤30 : 박 판

110, 120, 210, 220 : 가로대115, 125, 215, 225 : 카본 브러쉬

300 : 저항/전압 계측 유니트400 : 반전 제어 유니트

500 : 메인 제어 유니트

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 평판 압연 장치는, 일정 동심원의 단면과, 일정 높이를 갖는 상측 압연롤과, 하측 압연롤을 구비하여 상기 상측 압연롤과 하측 압연롤간의 일정 공극에 공급되는 철 또는 그의 합금을 압연하여 출력하는 평판 압연 장치에 있어서,

회전하는 상기 상측 압연롤 외주면의 비저항값을 측정하여 제1 비저항값을 출력하는 제1 비저항 측정부;

회전하는 상기 하측 압연롤 외주면의 비저항값을 측정하는 제2 비저항값을 출력하는 제2 비저항 측정부;

상기 제1 비저항값과 상기 제2 비저항값을 각각 제공받아 소정의 전압치로 각각 변경하는 저항/전압 계측 유니트; 및

상기 저항/전압 계측 유니트로부터 제1 및 제2 비저항값에 각각 대응하는 전압치를 제공받아 상기 상측 및 하측 압연롤의 반경 방향의 평균 온도 분포를 각각연산하고, 연산된 평균 온도 분포를 근거로 열 팽창량을 연산하며, 상기 연산된 열 팽창량을 근거로 상기 상측 압연롤의 써멀 크라운량과 상기 하측 압연롤의 써멀 크라운량을 연산하는 메인 제어 유니트를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기한 평판 압연 장치는 상기 메인 제어 유니트의 제어에 응답하여 상기 가로대의 왕복 운동을 제어하는 반전 제어 유니트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 제1 비저항 측정부는, 회전하는 상기 상측 압연롤의 반경 방향으로 서로 반대 방향으로 각각 위치하여 상기 상측 압연롤의 높이를 1주기로 하여 왕복 운동을 하는 가로대; 및 상기 가로대에 각각 장착되어 상기 상측 압연롤의 외주면 방향으로 돌설하며, 회전하는 상측 압연롤의 저항값을 측정하는 카본 브러쉬를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 제2 비저항 측정부는, 회전하는 상기 하측 압연롤의 반경 방향으로 서로 반대 방향으로 각각 위치하여 상기 하측 압연롤의 높이를 1주기로 하여 왕복 운동을 하는 가로대; 및 상기 가로대에 각각 장착되어 상기 하측 압연롤의 외주면 방향으로 돌설하여, 회전하는 하측 압연롤의 저항값을 측정하는 카본 브러쉬를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 압연롤의 반경 방향의 평균 온도는,(여기서, ρ는 비저항값이고, ρ₀은 압연롤이 기동하기 이전의 초기 비저항값이며, α는 비저항온도계수이고, T는 온도, T₀은 압연롤이 기동하기 이전의 초기 온도)를 근거로 연산하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 압연롤의 반경 방향의 열 팽창량은,(여기서, d는 압연롤의 반경, d₀은 기동하기 이전의 압연롤의 초기 반경, β는 열평창온도계수, T는 온도, T₀은 압연롤이 기동하기 이전의 초기 온도)를 근거로 연산하는 것이 바람직하다.

또한 상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법은, 일정 동심원의 단면과, 일정 높이를 갖는 상측 압연롤과, 하측 압연롤을 구비하여 상기 상측 압연롤과 하측 압연롤간의 일정 공극에 공급되는 철 또는 그의 합금을 압연하여 출력하는 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법에 있어서,

(a) 압연중인 상기 상측 압연롤 또는 하측 압연롤 중 적어도 하나 이상으로부터 비저항값을 폭방향으로 측정하는 단계;

(b) 상기 측정된 비저항값에서 압연롤의 반경 반향의 평균 온도 분포를 연산하는 단계;

(c) 상기 평균 온도 분포를 근거로 압연롤 반경 방향 열 팽창량을 연산하는 단계; 및

(d) 상기 열 팽창량을 근거로 써멀 크라운량을 연산하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이러한 평판 압연 장치와 이의 써멀 크라운 측정 방법에 의하면, 압연중 롤의 폭방향으로 측정된 비저항을 이용하여 평균 온도 분포와 열 팽창량을 연산하여압연롤폭방향의 써멀 크라운량을 구함으로써, 써멀 크라운량을 작업중 알 수 있으므로, 압연롤의 써멀 크라운 과다시 압연롤 냉각능 조정, 조업조건 변경을 통하여 판형상 및 판의 통판성을 높일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판 압연 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평판 압연 장치는 제1 방향으로 회전하는 상측 압연롤(100), 상기 상측 압연롤(100)의 반경 방향으로 반대 위치에 구비되는 한 쌍의 제1 가로대(traverse)(110, 120), 상기 제1 가로대(110, 120)에 구비되어 상기 상측 압연롤(100)에 밀착하는 제1 카본 브러쉬(115, 125), 제1 방향과는 반대 방향으로 회전하는 하측 압연롤(200), 상기 하측 압연롤(200)의 반경 방향으로 반대 위치에 구비되는 한 쌍의 제2 가로대(210, 220), 상기 제2 가로대(210, 220)에 구비되어 상기 하측 압연롤(200)에 밀착하는 제2 카본 브러쉬(215, 225), 저항/전압 계측 유니트(300), 반전 제어 유니트(400) 및 메인 제어 유니트(500)를 포함한다.

제1 및 제2 카본 브러쉬(115, 125, 215, 225)는 상측 및 하측 압연롤(100, 200)의 반경방향으로 반대위치에 배치되어 상측 및 하측 압연롤의 폭방향으로 비저항값을 측정하여 저항/전압 계측 유니트(300)에 제공한다.

저항/전압 계측 유니트(300)는 제1 및 제2 카본 브러쉬(115, 125, 215, 225)로부터 제1 비저항값과 제2 비저항값을 각각 제공받아 소정의 전압치로 각각 변경하여 메인 제어 유니트(500)에 출력한다.

메인 제어 유니트(500)는 상기 저항/전압 계측 유니트로부터 제1 및 제2 비저항값에 각각 대응하는 전압치를 제공받아 상기 상측 및 하측 압연롤의 반경 방향의 평균 온도 분포를 각각 연산하고, 연산된 평균 온도 분포를 근거로 열 팽창량을 연산하며, 상기 연산된 열 팽창량을 근거로 상기 상측 압연롤의 써멀 크라운량과 상기 하측 압연롤의 써멀 크라운량을 연산한다.

그러면, 상기한 도 2를 이용한 써멀 크라운 측정 방법에 대해서 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상측 및 하측 압연롤(100, 200)의 반경방향으로 반대위치에 각각 부착되는 탄소 전극, 즉 제1 및 제2 카본 브러시(115, 125, 215, 225)를 이용하여 상측 및 하측 압연롤의 폭방향으로 비저항값을 측정하는데, 이때 측정되는 다수의 저항값들은 압연롤 반경방향의 평균 비저항값이 된다.

측정된 비저항값을 이용하여 하기하는 수학식 1, 2와 같이 압연롤 반경 방향의 평균 온도(T)를 구한다.

여기서, ρ는 비저항값이고, ρ₀은 압연롤이 기동하기 이전의 초기 비저항값이며, α는 비저항온도계수이고, T는 온도, T₀은 압연롤이 기동하기 이전의 기동초기 온도이다.

이러한 수학식 1, 2를 통해 얻어진 압연롤 반경 방향의 평균 온도는 첨부하는 도 3에 도시된 바와 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압연롤 반경 방향의 평균 온도를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 압연롤의 각각의 종단부에서 평균 온도는 대략 42℃이나. 압연롤의 중간부로 갈수록 평균 온도가 상승하여 대략 78℃까지 증가함을 확인할 수 있다.

한편, 연산된 평균 온도로부터 특정 지점에서의 압연롤 반경 방향 열 팽창량은 하기하는 수학식 3, 4를 이용하여 구할 수 있다.

여기서, d는 압연롤의 반경, d₀은 기동하기 이전의 압연롤의 초기 반경, β는 열평창온도계수, T는 온도, T₀은 압연롤이 기동하기 이전의 초기 온도이다.

즉, 특정 지점에서의 압연롤 직경은 하기하는 수학식 4와 같다.

상기한 방법으로 폭방향으로 여러 지점에서 측정하여 상측 압연롤 또는 하측압연롤의 폭방향 써멀 크라운을 도 4와 같이 구할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압연롤 폭 방향 위치에 대응하는 압연롤의 써멀 크라운을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 압연롤의 종단부에서는 써멀 크라운이 제로에 가까운 값을 갖는 반면, 압연롤의 중간부로 갈수록 써멀 크라운이 증가하여 최대 200㎛까지 증가함을 확인할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 압연중 롤의 폭방향으로 비저항을 측정하여 압연롤의 폭방향으로 평균온도분포를 구하고, 연산된 온도를 통하여 열 팽창량을 연산하여 압연롤폭방향의 써멀 크라운량을 구함으로써, 써멀 크라운량을 작업중 알 수 있으므로, 압연롤의 써멀 크라운 과다시 압연롤 냉각능 조정, 조업조건 변경을 통하여 판형상 및 판의 통판성을 높일 수 있다.

Claims (9)

1. 일정 동심원의 단면과, 일정 높이를 갖는 상측 압연롤과, 하측 압연롤을 구비하여 상기 상측 압연롤과 하측 압연롤간의 일정 공극에 공급되는 철 또는 그의 합금을 압연하여 출력하는 평판 압연 장치에 있어서,

   회전하는 상기 상측 압연롤 외주면의 비저항값을 측정하여 제1 비저항값을 출력하는 제1 비저항 측정부;

   회전하는 상기 하측 압연롤 외주면의 비저항값을 측정하는 제2 비저항값을 출력하는 제2 비저항 측정부;

   상기 제1 비저항값과 상기 제2 비저항값을 각각 제공받아 소정의 전압치로 각각 변경하는 저항/전압 계측 유니트; 및

   상기 저항/전압 계측 유니트로부터 제1 및 제2 비저항값에 각각 대응하는 전압치를 제공받아 상기 상측 및 하측 압연롤의 반경 방향의 평균 온도 분포를 각각 연산하고, 연산된 평균 온도 분포를 근거로 열 팽창량을 연산하며, 상기 연산된 열 팽창량을 근거로 상기 상측 압연롤의 써멀 크라운량과 상기 하측 압연롤의 써멀 크라운량을 연산하는 메인 제어 유니트

   을 포함하는 평판 압연 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 평판 압연 장치는,

   상기 메인 제어 유니트의 제어에 응답하여 상기 가로대의 왕복 운동을 제어하는 반전 제어 유니트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 비저항 측정부는,

   회전하는 상기 상측 압연롤의 반경 방향으로 서로 반대 방향으로 각각 위치하여 상기 상측 압연롤의 높이를 1주기로 하여 왕복 운동을 하는 가로대; 및

   상기 가로대에 각각 장착되어 상기 상측 압연롤의 외주면 방향으로 돌설하며, 회전하는 상측 압연롤의 저항값을 측정하는 카본 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 비저항 측정부는,

   회전하는 상기 하측 압연롤의 반경 방향으로 서로 반대 방향으로 각각 위치하여 상기 하측 압연롤의 높이를 1주기로 하여 왕복 운동을 하는 가로대; 및

   상기 가로대에 각각 장착되어 상기 하측 압연롤의 외주면 방향으로 돌설하여, 회전하는 하측 압연롤의 저항값을 측정하는 카본 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 압연롤의 반경 방향의 평균 온도는,

   (여기서, ρ는 비저항값이고, ρ₀은 압연롤이 기동하기 이전의 초기 비저항값이며, α는 비저항온도계수이고, T는 온도, T₀은 압연롤이 기동하기이전의 초기 온도)를 근거로 연산하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 압연롤의 반경 방향의 열 팽창량은,

   (여기서, d는 압연롤의 반경, d₀는 기동하기 이전의 압연롤의 초기 반경, β는 열평창온도계수, T는 온도, T₀는 압연롤이 기동하기 이전의 초기 온도)을 근거로 연산하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치.
7. 일정 동심원의 단면과, 일정 높이를 갖는 상측 압연롤과, 하측 압연롤을 구비하여 상기 상측 압연롤과 하측 압연롤간의 일정 공극에 공급되는 철 또는 그의 합금을 압연하여 출력하는 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법에 있어서,

   (a) 압연중인 상기 상측 압연롤 또는 하측 압연롤 중 적어도 하나 이상으로부터 비저항값을 폭방향으로 측정하는 단계;

   (b) 상기 측정된 비저항값에서 압연롤의 반경 반향의 평균 온도 분포를 연산하는 단계;

   (c) 상기 평균 온도 분포를 근거로 압연롤 반경 방향 열 팽창량을 연산하는 단계; 및

   (d) 상기 열 팽창량을 근거로 써멀 크라운량을 연산하는 단계

   을 포함하는 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 압연롤의 반경 방향의 평균 온도는,

   (여기서, ρ는 비저항값이고, ρ₀은 초기 비저항값이며, α는 비저항온도계수이고, T는 온도, T₀은 초기 온도)를 근거로 연산하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 압연롤 반경 방향 열 팽창량은,

   (여기서, d는 압연롤의 반경, d₀은 기동하기 이전의 압연롤의 초기 반경, β는 열평창온도계수, T는 온도, T₀은 초기 온도)를 근거로 연산하는 것을 특징으로 하는 평판 압연 장치의 써멀 크라운 측정 방법.