KR20040014541A - Cold rolling mill and method for cold roll forming a metallic strip - Google Patents

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KR20040014541A KR10-2003-7015711A KR20037015711A KR20040014541A KR 20040014541 A KR20040014541 A KR 20040014541A KR 20037015711 A KR20037015711 A KR 20037015711A KR 20040014541 A KR20040014541 A KR 20040014541A
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옙젠올라프노르만
찔렌바흐미하엘
슈타훌레쯔만프레트
슈타훌레쯔-퀴바허안겔라
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에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트
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Abstract

The invention relates to a method for cold roll forming a metallic strip (8), a steel strip in particular, comprising a single fame (1), having means for adjusting a roll gap, a winding device (9) which is arranged upstream of the cold roll single frame for unwinding the strip (8), and a winding device (10) which is arranged downstream of the cold roll single frame (1) for winding the strip (8). The aim of the invention is to eliminate all problems connected to strip tension when the thickness of the strip varies and to increase the speed of the strip. To achieve this, a strip accumulator (2) is arranged between the upstream winding device (9) and the single frame (1) for controlling the mass flow and/or tension of the rolling process, particularly when flexible rollers are used.

Description

금속 스트립의 냉간 압연기 및 냉간 압연 방법{COLD ROLLING MILL AND METHOD FOR COLD ROLL FORMING A METALLIC STRIP}COLD ROLLING MILL AND METHOD FOR COLD ROLL FORMING A METALLIC STRIP}

지금까지 공지된 바대로 개별 롤 스탠드에서 냉간 압연을 하는데는 오직 두께 공차가 작은 출발 스트립만이 사용되고, 스트립의 압하율은 스트립의 길이에 걸쳐 일정하게 유지되게 된다. 그것이 전제되지 않는 한에는 스트립 텐션 및 그와 관련된 문제점이 감안되어야 하고, 스트립 속도가 크게 제한되게 된다.As is known so far, only cold starting strips with small thickness tolerances are used for cold rolling in individual roll stands, and the rolling reduction of the strips remains constant over the length of the strip. Unless it is premised, strip tensions and related problems must be taken into account, and strip speeds are greatly limited.

WO 99/55474로부터 하나 이상의 가역 롤 스탠드 및 그에 선행 및 후속 배치된 스풀을 구비한 열간 압연용 스텍켈 압연기(Steckel rolling mill)가 개시되어 있다. 스풀과 가역 롤 스탠드 사이에는 텐션 제어 및 질량 흐름 제어를 위한 실제치가 공급되는 루퍼(looper)가 각각 마련된다. 그러나, 그러한 스텍켈 압연기는 열간 압연기에 관한 것이고, 따라서 냉간 압연 공정과는 관련이 없다.WO 99/55474 discloses a Steckel rolling mill for hot rolling with one or more reversible roll stands and spools placed before and after it. A looper is provided between the spool and the reversible roll stand to which actual values for tension control and mass flow control are supplied. However, such stackel rolling mills relate to hot rolling mills and are therefore not related to cold rolling processes.

본 발명은 롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 롤 스탠드, 냉연 롤 스탠드에 선행 배치된 스트립 권출용 스풀 장치, 및 냉연 롤 스탠드에 후속 배치된 스트립 권취용 스풀 장치를 구비하는, 금속 스트립, 특히 강의 냉간 압연기 및 냉간 압연 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal strip, in particular steel, comprising an individual roll stand with means for adjusting the roll gap, a strip winding spool device prepositioned on a cold rolled roll stand, and a strip winding spool device disposed subsequent to a cold rolled roll stand. It relates to a cold rolling mill and a cold rolling method.

도 1은 유입 구역 및 유출 구역에 댄서 롤을 각각 구비하는 본 발명에 따른 냉연 롤 스탠드의 실시 양태의 가변적인 압연 동안의 설비 배치를 나타낸 도면이고:1 shows the installation arrangements during variable rolling of an embodiment of a cold rolled roll stand according to the invention with dancer rolls respectively in the inlet and outlet zones:

도 2는 댄서 롤과 조정 및 제어의 바람직한 실시 양태를 상세하게 나타낸 도면이며;2 details the preferred embodiment of the dancer roll and the adjustment and control;

도 3은 개별 롤 스탠드에 의한 가변적인 압연 동안의 스트립 텐션 제어 회로 및 질량 흐름 제어 회로를 개괄적으로 나타낸 도면이고;3 is an overview of the strip tension control circuit and the mass flow control circuit during variable rolling by individual roll stands;

도 4는 개별 롤 스탠드에 의한 가변적인 압연 동안 스트립 텐션 제어 및 질량 흐름 장애의 보상과 조합되는 스트립 두께 제어 회로를 개괄적으로 나타낸 도면이다.4 is a schematic representation of a strip thickness control circuit combined with strip tension control and compensation of mass flow disturbances during variable rolling by individual roll stands.

냉간 압연 기술로 공지된 것으로부터 출발된 본 발명의 목적은 스트립 두께 추이의 변동 및 높은 스트립 속도에도 불구하고 질량 흐름(mass flow) 및/또는 스트립 텐션(strip tension)과 관련된 문제점을 수반하지 않는 냉간 압연 방법 및 개별 롤 스탠드를 구비한 냉간 압연기를 제공하는 것이다.The object of the present invention, starting from what is known as cold rolling technology, is that cold work does not involve problems associated with mass flow and / or strip tension despite high strip speeds and variations in strip thickness trends. It is to provide a cold rolling mill having a rolling method and an individual roll stand.

그러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 냉간 압연기 및 청구항 3의 특징을 갖는 냉간 압연 방법에 의해 달성된다. 바람직한 부가의 구성은 종속 청구항들에 기재되어 있다.Such an object is achieved by a cold rolling mill having the features of claim 1 and a cold rolling method having the features of claim 3. Preferred additional configurations are described in the dependent claims.

본 발명에 따르면, 냉연용 개별 롤 스탠드와 그에 선행 배치된 스풀 장치 사이에, 특히 가변적인 압연 동안 압연 공정의 질량 흐름 및 스트립 텐션을 제어하는 스트립 어큐뮬레이터가 배치되도록 조치된다.According to the present invention, a strip accumulator is arranged between the individual roll stands for cold rolling and the spool device arranged before it, in particular for controlling the mass flow and strip tension of the rolling process during variable rolling.

스트립 진행 방향으로 개별 롤 스탠드 앞에 배치되는 스트립 어큐뮬레이터에 의해, 가변적인 압연 동안 스트립 두께의 변동 내지 스트립 두께 추이의 변동으로 인해 발생되는 질량 흐름 변동 또는 스트립 속도 변동이 보상되게 된다. 특히, 그것은 높은 압연 속도에서도 스트립 두께의 순서를 바꾸어 압연하는 것이 여전히 가능하게 된다는 장점을 제공한다.The strip accumulator, which is placed in front of the individual roll stands in the strip running direction, compensates for mass flow fluctuations or strip velocity fluctuations caused by variations in strip thickness to variations in strip thickness trend during variable rolling. In particular, it provides the advantage that it is still possible to roll in reverse order of strip thickness even at high rolling speeds.

롤 갭에서의 스트립 두께 변동에 기인하는 속도 변동은 개별 롤 스탠드의 유입 측에서 가장 크므로, 스트립 어큐뮬레이터는 본 발명에 따라 적어도 유입 구역에 마련된다. 스트립 두께 추이의 변동에 기인하는 장애, 즉 가변적인 압연 시의 장애는 비록 그리 큰 것은 아니지만 유출 측 스트립 속도에도 영향을 미치기 때문에, 바람직한 실시 양태에 따라 개별 롤 스탠드의 유출 측에도 스트립 어큐뮬레이터가 배치될 수 있다.Since the speed variation due to the strip thickness variation in the roll gap is greatest on the inlet side of the individual roll stand, the strip accumulator is provided at least in the inlet zone according to the invention. Since the obstacles caused by variations in strip thickness trends, i.e. failures in variable rolling, also affect the outlet side strip speed, although not so large, strip accumulators can also be arranged on the outlet side of individual roll stands according to a preferred embodiment. have.

스트립 어큐뮬레이터는 댄서 롤(dancer roll)인 것이 바람직하다. 댄서 롤 또는 댄서 롤 장치는 스트립에 대해 일정한 각도로 조정될 수 있으면서 일정한 힘이 추진될 수 있는 롤을 포함하고, 그에 따라 스트립에 루프(loop)가 형성되는데, 그 루프의 길이는 롤의 위치에 따라 변한다. 그와 같이 하여, 보다 더 많거나 더 적은 힘이 스트립에 축적될 수 있게 된다. 바람직한 실시 양태에 따르면, 유입 측에는 물론 유출 측에도 바람직하게는 그 구조가 동일한 댄서 롤이 배치된다.The strip accumulator is preferably a dancer roll. The dancer roll or dancer roll device comprises a roll that can be adjusted at an angle to the strip while being capable of pushing a constant force, thereby forming a loop on the strip, the length of which depends on the position of the roll. Change. As such, more or less force can be accumulated in the strip. According to a preferred embodiment, the dancer rolls are preferably arranged on the inlet side as well as on the outlet side.

이하, 본 발명에 따른 방법을 참부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the method according to the present invention will be described in more detail based on the reference drawings.

도 1은 각각의 댄서 롤(6, 7)을 포함하는 스트립 어큐뮬레이터(2, 3)를 유입 구역(4) 및 유출 구역(5)에 각각 구비한 개별 냉연 롤 스탠드의 개요를 나타낸 것이다. 코일로 권취된 스트립(8)은 스풀 장치(9)에 의해 권출되어 화살표 방향으로 롤 스탠드(1) 내에 도입된다. 스트립(8)은 개별 롤 스탠드(1)를 통과한 후에는 제2 스풀 장치(10)에 의해 권취된다. 유입 구역(4) 및 유출 구역(5)에는 그 구조가 동일한 댄서 롤(6, 7)이 각각 마련되는데, 댄서 롤(6, 7)은 도 2에 그 조정 장치와 함께 상세하게 도시되어 있다. 개별 롤 스탠드(1) 그 자체는 도시된 실시 양태에서는 2개의 지지 롤(11), 2개의 중간 롤(12), 및 2개의 작업 롤(13, 14)로 이루어진다. 개별 롤 스탠드에서 롤을 임의로 다르게 배치하는 것도 역시 적용될 수 있다. 롤 스탠드(1)와 댄서 롤(6, 7) 사이에는 예컨대 유출 측(5)으로 스트립 라인에 표식 장치(marking device)(15)가 아울러 배치될 수 있다.1 shows an overview of an individual cold rolled roll stand with strip accumulators 2, 3 comprising respective dancer rolls 6, 7 in the inlet zone 4 and the outlet zone 5, respectively. The strip 8 wound by a coil is unwound by the spool device 9 and introduced into the roll stand 1 in the direction of the arrow. The strip 8 is wound by the second spool device 10 after passing through the individual roll stands 1. The inlet zone 4 and the outlet zone 5 are provided with dancer rolls 6, 7 of identical construction, respectively, the dancer rolls 6, 7 are shown in detail in FIG. 2 together with their adjustment devices. The individual roll stand 1 itself consists of two supporting rolls 11, two intermediate rolls 12, and two working rolls 13, 14 in the embodiment shown. Arbitrary different arrangements of rolls in individual roll stands can also be applied. A marking device 15 can also be arranged between the roll stand 1 and the dancer rolls 6, 7 on the strip line, for example on the outflow side 5.

도 2는 댄서 롤의 기계적 구조 및 가변적인 압연 동안 그것을 제어하는 것을 나타낸 것이다. 댄서 롤을 2개의 인접 롤(6, 17)과 관련지어 스트립(8)에 대해 조정함으로써, 스트립(8)에 루프가 형성되는데, 그 루프의 길이는 롤(16)에 대한 댄서 롤(6)의 위치 또는 그 각도 조정에 의해 변경된다. 댄서 롤(6)이 스트립(8)에 깊이 잠길수록 보다 더 많은 힘이 스트립에 축적될 수 있다. 도시된 실시예는 댄서 롤(6)용의 유압 조정 장치를 나타내고 있다.2 shows the mechanical structure of the dancer roll and controlling it during variable rolling. By adjusting the dancer roll with respect to the strip 8 in association with two adjacent rolls 6, 17, a loop is formed in the strip 8, the length of the loop being the dancer roll 6 to the roll 16. The position or its angle is changed by adjusting. The deeper the dancer roll 6 is submerged in the strip 8, the more force can accumulate in the strip. The illustrated embodiment shows a hydraulic pressure adjusting device for the dancer roll 6.

댄서 롤(6)에는 힘 제어기(19)가 배속된다. 힘을 제어하기 위해, 댄서 롤(6)의 조정 장치의 힘 실제치 및 각도 실제치가 탭핑(tapping)된다. 그러한 힘실제치는 힘 설정치와 더불어 힘 제어기(19)에 공급된다. 그 경우, 힘 설정치는 미리 주어지는 것이 아니라, 탭핑된 힘 실제치 및 미리 주어진 설정 텐션으로부터 계산된다. 힘 제어기는 힘 설정치와 힘 실제치의 비교의 결과로서 댄서 롤(6)의 조정 장치(18), 여기에서는 피스톤/실린더 유닛에 힘 교정치를 공급한다. 그러한 힘 교정치에 의해, 스트립의 인장 응력의 교정이 이루어진다.The force controller 19 is assigned to the dancer roll 6. In order to control the force, the force actual value and the angle actual value of the adjusting device of the dancer roll 6 are tapped. Such force actual value is supplied to the force controller 19 along with the force set point. In that case, the force set point is not given in advance, but is calculated from the tapped force actual value and the given set tension. The force controller supplies the force correction to the adjusting device 18, here the piston / cylinder unit, of the dancer roll 6 as a result of the comparison of the force setpoint and the force actual value. By such force correction values, the tensile stress of the strip is corrected.

댄서 롤에서 탭핑된 각도 실제치도 또한 스풀 장치(9, 10)의 회전수를 세팅하는데, 그에 따라 스풀 장치의 토크 제어를 경유하여 질량 흐름을 제어하는데 사용된다. 그를 위해, 각도 실제치 및 미리 주어진 설정 각도가 각도 제어기에 공급된다. 설정치와 실제치를 비교한 결과에 의존하여, 각도 교정치가 계산된다. 그러한 각도 교정치는 질량 흐름 제어를 위해 스풀 장치에서의 회전수를 제어하는데 사용된다.The actual angle tapped on the dancer roll also sets the number of revolutions of the spool device 9, 10, and thus is used to control the mass flow via the torque control of the spool device. For that purpose, the angle actual value and the predetermined set angle are supplied to the angle controller. Depending on the result of comparing the set value with the actual value, the angle correction value is calculated. Such angle corrections are used to control the number of revolutions in the spool device for mass flow control.

도 3은 냉연 롤 스탠드(1)의 유입 구역 및 유출 구역(4, 5)에 있는 댄서 롤(6, 7)에 의해 그와 같이 스트립 텐션 및 질량 흐름을 제어하는 것의 개요를 나타낸 것이다. 스트립 텐션 제어는 댄서 롤의 유압 조정 장치를 제어하기 위해 힘 실제치로부터 출발하여 힘 설정치를 계산하는 것에 의해 이루어지는 반면에, 질량 흐름 제어를 위해서는 스풀 장치의 회전수를 제어하게 된다.3 shows an overview of such control of strip tension and mass flow by the dancer rolls 6, 7 in the inlet and outlet zones 4, 5 of the cold rolled roll stand 1. Strip tension control is achieved by calculating the force setpoint starting from the force actual value to control the hydraulic adjuster of the dancer roll, while controlling the number of revolutions of the spool device for mass flow control.

스풀의 회전수, 즉 권출 스풀의 회전수와 권취 스풀의 회전수를 제어하는 제어 회로에는 스트립 속도가 설정치로서 입력된다. 롤 회전수 제어 시에도 역시 스트립 속도가 설정치로서 공급된다.The strip speed is input as a set value to the control circuit which controls the rotation speed of the spool, that is, the rotation speed of the unwinding spool and the rotation speed of the winding spool. The strip speed is also supplied as the set value in roll rotation control.

도 4에는 가변적인 압연 동안 스트립 두께를 제어하는 것이 도시되어 있다.가변적인 압연 공정에서는 롤 갭이 변경되고, 그에 따라 스트립 두께 추이가 스트립의 길이에 걸쳐 변동되는 것으로 알려져 있다. 그로 인해, 스트립 두께 추이의 설정치가 미리 주어진다. 그러한 스트립 두께 추이의 설정치는 유입 측 댄서 롤을 예비 제어하는데 사용된다. 스트립 두께 추이의 설정치로부터 롤 스탠드에서의 스트립 유입 속도의 변경이 계산되고, 일정한 스트립 텐션을 유지시키는데 필요한 스트립 텐션 제어가 산출된다. 아울러, 질량 흐름 보상에 의거하여 유입 텐션이 진정될 수 있게 된다. 추가로, 스트립 두께 추이의 설정치는 두께 제어기에 공급되는데, 그 두께 제어기는 유입 측 및 유출 측에서 탭핑된 스트립 두께 실제치에 의해 스트립 두께에 대한 교정치를 계산하여 그 교정치를 위치 제어기에 전송하고, 다시 그 위치 제어기는 냉연 롤 스탠드에서의 롤 갭 세팅을 제어하게 된다.Figure 4 shows controlling the strip thickness during variable rolling. It is known that in a variable rolling process the roll gap is changed, so that the strip thickness trend varies over the length of the strip. Therefore, the set value of the strip thickness trend is given in advance. The setpoint of such strip thickness trend is used to preliminarily control the inflow dancer roll. From the set value of the strip thickness trend, the change of the strip inflow rate in the roll stand is calculated, and the strip tension control necessary to maintain a constant strip tension is calculated. In addition, the inlet tension can be calmed based on mass flow compensation. In addition, the set point of the strip thickness trend is supplied to the thickness controller, which calculates a correction for the strip thickness using the strip thickness actual values tapped on the inlet side and the outlet side, and sends the correction value to the position controller, again. The position controller will control the roll gap setting in the cold rolled roll stand.

Claims (6)

롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 냉연 롤 스탠드(1), 냉연 롤 스탠드(1)에 선행 배치된 스트립(8) 권출용 스풀 장치(9), 및 냉연 롤 스탠드(1)에 후속 배치된 스트립(8) 권취용 스풀 장치(10)를 구비하는, 금속 스트립, 특히 강의 냉간 압연기에 있어서,Individual cold rolled roll stand (1) with means for adjusting roll gap, strip (8) unwinding spool device (9) pre-arranged on cold rolled roll stand (1), and strip subsequently placed on cold rolled roll stand (1) (8) In the cold rolling mill of a metal strip, especially steel, provided with the spool device 10 for winding, 개별 냉연 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에, 특히 가변적인 압연 동안 압연 공정의 질량 흐름 및/또는 스트립 텐션을 제어하는 스트립 어큐뮬레이터(2)가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연기.A strip accumulator 2 is arranged between the individual cold rolled roll stand 1 and the spool device 9 arranged before it, in particular for controlling the mass flow and / or strip tension of the rolling process during variable rolling. Cold rolling mill of metal strips. 제 1 항에 있어서, 개별 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에 배치된 제1 스트립 어큐뮬레이터(2)에 추가하여, 개별 롤 스탠드(1)와 그에 후속 배치된 스풀 장치(10) 사이에 제2 스트립 어큐뮬레이터(10)가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연기.2. The spool device according to claim 1, in addition to the first strip accumulator (2) disposed between the individual roll stand (1) and the spool device (9) disposed earlier thereto. Cold rolling mill of metal strip, characterized in that the second strip accumulator (10) is disposed between (10). 스트립의 냉간 압연을 위해 롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 냉연 롤 스탠드(1), 냉연 롤 스탠드(1)에 선행 배치된 스트립(8) 권출용 스풀 장치(9), 및 냉연 롤 스탠드(1)에 후속 배치된 스트립(8) 권취용 스풀 장치(10)를 구비하는 냉간 압연기에서 금속 스트립, 특히 강을 냉간 압연하는 방법에 있어서,Individual cold rolled roll stand (1) with means for adjusting roll gap for cold rolling of strips, spool device (9) for unwinding strip (8) pre-arranged on cold rolled roll stand (1), and cold rolled roll stand (1) In a method of cold rolling a metal strip, in particular steel, in a cold rolling mill comprising a spool device 10 for winding a strip 8 subsequently arranged in 개별 냉연 롤 스탠드(1)에 의해 스트립 두께가 미리 정해진 값에 따라 계속적으로 변경되는 압연, 특히 가변적인 압연을 행하고, 개별 냉연 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에 배치되는 스트립 어큐뮬레이터(2)에 의해 압연 공정의 질량 흐름 제어 및/또는 스트립 텐션 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.Rolling, in particular variable rolling, in which the strip thickness is continuously changed in accordance with a predetermined value by means of the individual cold rolled roll stand 1, is arranged between the individual cold rolled roll stand 1 and the spool device 9 placed ahead of it. Mass flow control and / or strip tension control of the rolling process by a strip accumulator (2) to be cold rolling method of the metal strip, characterized in that. 제 3 항에 있어서, 스풀 장치(9, 10)의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.4. The method of cold rolling of a metal strip as claimed in claim 3, characterized in that the rotation speed of the spool device (9, 10) is controlled. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 스트립 어큐뮬레이터(2), 특히 댄서 롤(6, 7)의 조정 장치를 제어하는 제어 회로에서는 조정 장치(18)에서 탭핑된 힘 실제치와 힘 설정치로부터 힘 제어기에 의해 계산되는 힘 교정치를 산출하되, 힘 설정치를 댄서 롤에서 탭핑된 각도 실제치와 미리 주어진 텐션 설정치로부터 계산하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.5. The control circuit according to claim 3 or 4, in which the control circuit for controlling the adjusting device of the strip accumulator 2, in particular the dancer rolls 6, 7, is transferred from the force actual value and the force set point tapped in the adjusting device 18 to the force controller. Calculating a force correction value calculated by calculating the force set value from the angle actual value tapped in the dancer roll and a predetermined tension set point. 제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 스트립 어큐뮬레이터(2)를 알려져 있는 스트립 두께 추이의 변동에 의존하여 예비 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.The cold rolling method according to any one of claims 3 to 5, wherein the strip accumulator (2) is preliminarily controlled in accordance with known variations in the strip thickness trend.
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