KR20030054632A - Detection method and apparatus for skid mark of hot strip - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압연공정에 있어서, 열연판에 나타난 스키드 마크 검출 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 열연공정에서 근본적으로 발생하는 열연판의 두께 편차 신호와 압연속도 신호만을 이용하여 열연판에 나타나는 스키드 마크를 검출하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for detecting a skid mark in a hot rolled sheet in a rolling process, and in particular, a skid mark appearing on a hot rolled sheet using only a thickness deviation signal and a rolling speed signal of a hot rolled sheet, which are fundamentally generated in the hot rolled sheet. It relates to a device for detecting.
열연공정에서는 연주공정에서 제조된 슬래브를 압연가능한 온도로 균일하게 가열하고, 가열된 슬래브(slab)를 조압연기에서 압연하여 두께가 60 mm이하인 쉬트바(sheet bar)로 만들어 7개의 스탠드로 구성된 사상압연기에서 최종적으로 고객이 요구하는 사양의 제품 및 폭 등을 만든다.In the hot rolling process, the slab manufactured in the casting process is uniformly heated to a rollable temperature, and the heated slab is rolled in a rough rolling mill to form a sheet bar having a thickness of 60 mm or less. Finally, the rolling mill makes the product and width of the specification required by the customer.
그런데, 슬래브가 균일하게 가열되는 가열로 내에는 슬래브를 지지하고 이동시키기 위한 스키드라고 불리는 철재 빔이 일정간격으로 균일하게 배치되어 있다. 한편, 가열로내부는 고온이므로 스키드 자체도 가열된다. 따라서, 스키드가 자신의 기능을 수행하기 위해서는 냉각이 필요하다. 이를 위해서 스키드는 스키드 내부에 냉각수가 흐르도록 구성된다. 그러나, 이때문에 스키드와 접촉되는 슬래브표면은 상대적으로 온도가 떨어지고, 압연시 스키드와 접촉된 부위는 두께제어가 되지 않아 열연판에 일정주기의 두께편차를 나타낸다.By the way, an iron beam called a skid for supporting and moving the slab is uniformly arranged at regular intervals in the heating furnace in which the slab is uniformly heated. On the other hand, since the inside of the furnace is hot, the skid itself is also heated. Thus, the skid needs cooling to perform its function. To this end, the skid is configured to allow cooling water to flow inside the skid. However, due to this, the surface of the slab in contact with the skid drops relatively, and the area in contact with the skid during rolling exhibits a thickness variation of a certain period in the hot rolled sheet because the thickness is not controlled.
종래의 열연판의 스키드마크 검출방법은 수작업에 의존하였다. 즉 열연판 전장에 대한 두께편차 신호를 보고 일정주기의 산과 골의 갯수를 확인하였으나, 이러한 수작업에 의한 검출은 시간이 지체되고, 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.The conventional skid mark detection method of hot rolled sheet was dependent on manual labor. In other words, the number of peaks and valleys of a certain period was confirmed by looking at the thickness deviation signal of the hot-rolled sheet. However, the detection by the manual labor was delayed and the accuracy decreased.
도 1은 본 발명에 의한 스키드 마크 검출장치의 구성도를 나타내고,1 shows a configuration diagram of a skid mark detection apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 의한 스키드 마크의 검출방법을 도시한 순서도이고,2 is a flowchart showing a skid mark detection method according to the present invention;
도 3a는 일정시간 단위로 샘플링한 열연판의 두께편차 신호이고3A is a thickness deviation signal of a hot rolled sheet sampled by a predetermined time unit;
도 3b는 일정시간 단위의 압연속도 신호의 파형예를 도시한 것이고,Figure 3b shows an example of the waveform of the rolling speed signal of a certain time unit,
도 4a는 도 2의 두께편차신호를 압연속도로 보상하여 일정길이 단위로 재샘플링한 두께편차 신호를 도시한 것이고,FIG. 4A illustrates a thickness deviation signal resampled by a predetermined length unit by compensating the thickness deviation signal of FIG. 2 at a rolling speed.
도 4b는 도 4a의 푸리에 변환 예를 도시한 것이다.4B shows an example of the Fourier transform of FIG. 4A.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※
101 : 두께계 102 : 속도계101: thickness meter 102: speedometer
103 : 조업컴퓨터 104 : 데이터 수집장치103: operating computer 104: data acquisition device
105 : 프로세서 106 : 표시부105: processor 106: display unit
이와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따르면, 사상공정압연 후단에 설치되어 최종제품의 두께를 측정하여 목표로 하는 두께와의 편차신호를 출력하는 두께계와, 최종 스탠드의 압연속도를 출력하는 속도계와 압연된 강재의 길이값을 출력하는 조업컴퓨터와, 두께계로부터 두께편차신호를 입력받고 속도계로부터 압연속도를 입력받아 일정 시간간격으로 샘플링하여 디지털화한 값과 조업컴퓨터로부터 강재의 길이값을 입력받은 값을 저장하는 데이터 수집장치 및, 일정한 시간간격으로 샘플링된 두께편차신호와 압연속도 신호로 부터 압연길이에 따른 두께편차신호로 변환한 후 연속함수로 근사하고, 이 함수를 푸리에 변환하는 프로세서를 포함하여 구성된 열연판의 스키드마크 검출장치가 제공된다.According to the present invention for solving such a problem, a thickness meter which is installed at the end of the finishing process rolling to measure the thickness of the final product and outputs a deviation signal from the target thickness, and a speedometer to output the rolling speed of the final stand And an operation computer that outputs the length value of the rolled steel and a thickness deviation signal from the thickness gauge, a rolling speed from the speedometer, a sampling rate at a predetermined time interval, and a digitized value of the steel material from the operation computer. It includes a data acquisition device for storing the value, and a processor for converting the thickness deviation signal and the rolling speed signal sampled at a predetermined time interval into a thickness deviation signal according to the rolling length, and approximating it with a continuous function, and Fourier transforming this function. Provided is a skid mark detection apparatus for a hot rolled sheet constructed.
또한, 일정 시간간격으로 샘플링된 두께편차를 측정하고, 일정 시간간격으로 샘플링된 두께편차에 측정시간에 대응하는 압연속도를 곱하여 길이단위로 샘플링된 두께편차로 변환하고, 변환된 길이단위로 샘플링된 두께편차를 일정길이 단위로 다시 샘플링하고, 변환된 함수를 푸리에 변환하여 공간주파수로 변환한 후, 스키드마크 주파수성분의 크기가 일정한 값을 초과하면, 열연판에 스키드 마크에 의한 두께변동이 있다고 판단하는 열연판의 스키드 마크 검출방법이 제공된다.In addition, the thickness deviation sampled at a predetermined time interval is measured, the thickness deviation sampled at a predetermined time interval is multiplied by the rolling speed corresponding to the measurement time, and converted into a thickness deviation sampled by the length unit, and sampled by the converted length unit. After re-sampling the thickness deviation by a certain length unit, Fourier transforming the transformed function to spatial frequency, if the size of the skid mark frequency component exceeds a certain value, it is judged that there is a thickness variation due to the skid mark on the hot-rolled sheet. A skid mark detection method of a hot rolled sheet is provided.
이하 본 발명의 양호한 실시예에 따른 스키드마크 검출장치 및 방법에 대해 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a skid mark detection apparatus and method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 스키드 마크 검출장치의 구성도를 도시한 것이다. 이 실시예에 따른 스키드 마크 검출장치는 열연판의 두께편차를 측정하는 두께계(101)와, 열연판의 압연속도를 측정하는 속도계(102)와, 두께편차와 압연속도를 일정시간 간격(예, 50 msec)으로 샘플링하여 저장하고, 조업컴퓨터(103)로 부터 슬래브의 길이값을 전달받아 보관하는 데이터 수집장치(104)와, 수집된 신호를 처리하여 스키드 마크 유무를 검출하는 프로세서(105) 및, 검출 결과를 보여주는 표시부(106)을 포함하여 구성된다.1 is a block diagram of a skid mark detection apparatus according to the present invention. The skid mark detection apparatus according to this embodiment includes a thickness gauge 101 for measuring thickness deviation of a hot rolled sheet, a speedometer 102 for measuring a rolling speed of a hot rolled sheet, and a thickness interval and a rolling speed at regular intervals (eg, , 50 msec) to store and to receive and store the slab length value from the operating computer 103, and the processor 105 for processing the collected signal to detect the presence of skid marks And a display unit 106 showing the detection result.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 스키드 마크의 검출방법을 예시적으로 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart for exemplarily describing a method for detecting a skid mark according to a preferred embodiment of the present invention.
두께계(101)는 사상압연 공정 후단에 설치되어, 일정 시간간격으로 목표로 하는 압연두께와의 편차(x[nT], n=0,1,2 .. ,N)를 측정하고, 속도계(102)는 압연속도(v[nT], n=0,1,2, .. ,N)를 측정한다(S201).The thickness meter 101 is installed at the end of the finishing rolling process, and measures the deviation (x [nT], n = 0,1,2, .. N) from the target rolling thickness at a predetermined time interval and measures the speedometer ( 102 measures the rolling speed (v [nT], n = 0, 1, 2, ..., N) (S201).
속도계(102)로부터 두께편차 신호의 측정시에 측정된 압연속도를 일정시간간격으로 측정된 압연두께편차에 곱하여, 길이단위로 환산된 압연두께편차로 변환한다(S202).The rolling speed measured at the time of measuring the thickness deviation signal from the speedometer 102 is multiplied by the rolling thickness deviation measured at a predetermined time interval, and converted into a rolling thickness deviation converted in units of length (S202).
변환된 두께편차 신호를 내삽(interpolation) 등의 방법을 이용하여, 일정길이 간격 D로 다시 샘플링한 압연두께편차를 계산한다(S203). D는 아래 수학식 2로 정의 된다.Using the method of interpolation or the like of the converted thickness deviation signal, the rolling thickness deviation sampled again at a predetermined length interval D is calculated (S203). D is defined by Equation 2 below.
일정 길이간격으로 다시 샘플링된 두께편차신호를 푸리에 변환을 통하여 공간주파수(spatial frequency) 영역으로 변환하고, 스키드마크 주파수성분의 크기가 일정한 값을 초과하면 열연판에 스키드 마크가 있다고 판단한다(S204). 스키드마크의 공간주파수 Fs를 계산하는 방법은 아래 수학식 3에 의해 표현된다.The thickness deviation signal sampled again at a predetermined length interval is transformed into a spatial frequency region through Fourier transform, and when the magnitude of the skid mark frequency component exceeds a predetermined value, it is determined that there is a skid mark on the hot rolled sheet (S204). . The method of calculating the spatial frequency Fs of the skid mark is represented by Equation 3 below.
도 3a는 50미리초(msec)의 시간간격으로 샘플링된 두께편차를 그래프로 도시한 것이다. 두께편차는 대략 -20 에서 20 마이크로미터(μm) 사이를 진동하는 것을 볼 수 있다. 도 3b는 두께편차신호 측정시의 속도를 그래프로 도시한 것이다.3A graphically illustrates thickness deviations sampled at time intervals of 50 milliseconds (msec). Thickness variations can be seen oscillating between approximately -20 to 20 micrometers (μm). 3B is a graph showing the speed at the time of measuring the thickness deviation signal.
도 4a는 두께편차를 일정압연길이로 재 샘플링한 그래프을 도시한다. 압연되기 전 강재의 길이가 대략적으로 10m정도이고, 강재가 압연된 후의 코일의 길이가 대략적으로 1000m 정도이고, 가열로내에서 강재를 지지하는 스키드 간격이 대략 1m 정도 이므로, 압연후의 스키드 간격은 100m의 결과가 나와야 함을 예상할 수 있는데, 도 4a는 대략 100m의 주기로 진동하는 것으로 보아 본 발명이 적절히 스키드 마크를 검출하고 있는 것을 볼 수 있다.4A shows a graph of resampling of the thickness deviation to a constant rolling length. Since the length of steel before rolling is about 10m, the length of coil after steel rolling is about 1000m, and the skid spacing for supporting steel in the furnace is about 1m, the skid spacing after rolling is 100m It can be expected that the results of Fig. 4a shows that the present invention properly detects a skid mark, as shown in FIG.
또한 도 4b는 도4a의 그래프를 푸리에 변환하여, 공간주파수로 나타낸 것이다.4B shows a spatial frequency obtained by Fourier transforming the graph of FIG. 4A.
도 도a의 길이주기가 대략 100m 정도이므로 푸리에 변환된 공간주파수는 0.01(1/m)인 것을 예상할 수 있으며, 공간 주파수가 가장 큰 값을 나타내는 동그라미영역의 공간 주파수를 살펴보면, 0.01로 나타남을 볼 수 있다.Since the length period of FIG. A is about 100 m, the Fourier transformed spatial frequency can be expected to be 0.01 (1 / m), and when the spatial frequency of the circle region representing the largest spatial frequency is represented, it is represented as 0.01. can see.
이상에서 설명한바와 같이, 본 발명에 의하면 추가 센서의 설치없이 열연공정에서 기본적으로 제공되는 신호만을 이용하여 자동적으로 열연판의 스키드 마크에 의한 두께이상을 검출할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of automatically detecting a thickness abnormality due to the skid mark of the hot rolled sheet using only a signal basically provided in the hot rolling process without installing an additional sensor.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it is intended to exemplarily describe the best embodiment of the present invention, but not to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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