KR20040019727A - 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조중에 세그먼트의 상부프레임에 작용하는 압력을 이용하여 구동롤의 압하력을 산출할 수 있는 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법에 관한 것으로, 세그먼트 압하실린더로 세그먼트 상부프레임을 동작시켜 주조중 롤갭을 조정할 수 있는 연속주조기에서 스트랜드 세그먼트 구동롤의 압하력을 제어하는 방법에 있어서, 상기 세그먼트 압하실린더에 작용하는 압력을 주기적으로 측정하는 단계와; 구동롤에 압하력을 가하는 구동롤 압하실린더를 통해 작용하는 압력을 주기적으로 측정하는 단계와; 상기 각 단계에서 측정된 세그먼트 압력정보와 구동롤 압력정보 및 세그먼트 롤개수를 이용하여 현재 작용되는 전체압력을 롤개수로 나누어 구해진 새로운 압력값을 산출하는 단계와; 산출된 압력값을 이전 주기의 것과 비교하여 그 차이만큼을 가감하여 구동롤을 압하제어하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 세그먼트 상부프레임에 작용하는 압력과 구동롤에 작용하는 압력을 이용하여 정확한 구동롤의 압하력을 산출, 제어할 수 있음으로써 주편의 품위향상은 물론 보다 정확한 주조속도를 제어할 수 있는 커다란 효과를 제공한다.

Description

연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법{THE CONTROL METHOD OF DRIVEN ROLL PRESSURE IN CONTINUOUS CASTING EQUIPMENTS}

본 발명은 주조중에 세그먼트의 상부프레임에 작용하는 압력을 이용하여 구동롤의 압하력을 산출할 수 있는 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법에 관한것이다.

통상, 제철소의 연속주조법은 용강을 수냉주형중에 주입한 후 아래로부터 연속적으로 인발하면서 2차냉각대에서 강제냉각, 응고를 진행시켜 용강에서 직접 소정의 주편(슬라브, 블룸 또는 빌레트)을 제조하는 방법이다.

이러한 연속주조에 사용되는 설비는 도 1의 도시와 같이, 제강공정을 거쳐 래들을 통해 이송된 용강을 수강하는 턴디쉬(1), 상기 턴디쉬(1)로부터 용강을 공급받아 소정의 단면형상으로 응고시키는 주형(MOLD)(2), 주편(5)을 벤딩 및 스트레이트닝하는 다수의 롤과 냉각대로 이루어진 세그먼트, 그리고 냉각된 주편(5)을 인출하여 소정길이로 절단하는 TCM(TORCH CUTTER MACHINE) 등으로 이루어진다.

이와 같은 연속주조설비에서 구동롤(4)은 주편(5)을 압하하여 운전자가 원하는 주조속도로 주편(5)을 인발하는 역할을 하는 것으로, 구동롤 압하력이 정상치보다 크면 주편의 표면품질에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 구동롤(4)의 마모가 더욱 심하게 발생되고, 반면에 구동롤 압하력이 정상치보다 작은면 주편(5)과 구동롤(4) 사이에 슬립이 발생하게 되어 주조속도를 정확하게 조정하지 못하게 된다.

종래에는 주편(5)의 폭 및 두께에 따라 주편(5)에 작용하는 철정압을 구한 후 구동롤(4)의 위치에 따라 그 압하력을 개략적으로 달리 설정하는 방식으로 구동롤의 압하력을 산출하였다.

예컨대, 주형(2)의 직하방에 존재하는 구동롤(4)에는 철정압의 20%만 적용하여 압하력을 가하는 것과 같은 방식이 그것이다.

그러나, 주조중에 세그먼트의 상부프레임을 동작시켜 롤갭을 조정하거나 2차냉각수와 같은 주조조건이 변하게 되면 응고셀의 두께가 변동되어 상부프레임에 작용하는 압력이 연속적으로 변하게 되므로 구동롤(4)에 작용하는 압력도 변화되게 된다.

그럼에도 불구하고, 종래에는 일률적으로 세팅된 압하력만을 가했기 때문에 결국 주편(5)의 품질악화를 초래하였으며, 이를 해결하기 위해 주조중 주조조건에 따라 가변가능한 구동롤의 압하력을 정확히 계산해내야할 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 한계점을 극복하기 위하여 창안된 것으로, 주조중에 세그먼트 상부프레임을 동작시켜 롤갭을 조정하거나 주조조건 등이 변화될 경우 구동롤에 인가될 압력을 정확하게 산출하고 그 산출된 값에 의거하여 구동롤의 압하력을 정확하게 제어함으로써 고품위의 주편을 생산할 수 있도록 한 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 연속주조설비를 보인 개략적인 모식도,

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 부속설비들의 연결관계를 보인 구성 블럭도,

도 3 및 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 일 예를 보인 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2....주형 3....구동롤 압하실린더

4....구동롤 5....주편

6....가이드롤 7....압력측정장치

8....세그먼트 압하실린더 9....구동롤 압하제어기

12....하부프레임 13....세그먼트 압하실린더

본 발명의 상기한 목적은,

세그먼트 압하실린더로 세그먼트 상부프레임을 동작시켜 주조중 롤갭을 조정할 수 있는 연속주조기에서 스트랜드 세그먼트 구동롤의 압하력을 제어하는 방법에 있어서,

상기 세그먼트 압하실린더에 작용하는 압력을 주기적으로 측정하는 단계와;

구동롤에 압하력을 가하는 구동롤 압하실린더를 통해 작용하는 압력을 주기적으로 측정하는 단계와;

상기 각 단계에서 측정된 세그먼트 압력정보와 구동롤 압력정보 및 세그먼트 롤개수를 이용하여 현재 작용되는 전체압력을 롤개수로 나누어 구해진 새로운 압력값을 산출하는 단계와;

산출된 압력값을 이전 주기의 것과 비교하여 그 차이만큼을 가감하여 구동롤을 압하제어하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 평가방법을 설명하기 위한 부속장치들의 연결관계를 보인 구성 블럭도이다.

도 2에서와 같이, 본 발명에 따르면 1개의 세그먼트에는 1~2개의 구동롤(4)과 다수개의 가이드롤(6) 및 세그먼트의 상부프레임(11)을 동작시키기 위한 세그먼트 압하실린더(8)와 같은 4개의 액츄에이터, 상기 구동롤(4)을 압하하기 위한 2개의 구동롤 압하실린더(3)가 구비된다.

그리고, 상기 각 압하실린더(3,8)들은 각각 구동롤 압하제어기(9)와 전기적으로 연결되며, 또한 각 압하실린더(3,8)에는 그 압하력을 측정할 수 있는 압력측정센서(7,10)가 설치된다.

이와 같이 된 상태에서, 세그먼트 상부프레임(11)을 동작시키는 세그먼트 압하실린더(8)에 작용하는 압력을 주기적으로 측정하고, 또한 구동롤 압하실린더(3)에 작용하는 압력을 주기적으로 측정한 후 수집된 세그먼트의 압력정보와 구동롤의압력정보 및 세그먼트의 롤 개수를 이용하여 주조중에 가변되는 세그먼트 구동롤의 압하력을 연속적으로 산출할 수 있게 된다.

도 3 및 도 4는 이러한 압하력을 산출하는 과정을 도식적을 보여 준다.

도 3에서는 세그먼트 1개에 하나의 구동롤(4)이 구비되고 이를 중심으로 다수의 가이드롤(6)이 대칭적으로 배치된 상태를 보인 것으로, 상부프레임(11)의 입구측에 작용하는 힘을 F1이라 하고, 출구측에 작용하는 힘을 F2라 하며, 구동롤 압하실린더(3)에 현재 작용하고 있는 힘을 F3라 가정하기로 한다.

상기 구동롤(4)은 세그먼트의 중간에 위치하므로 주조조건이 변경되거나 롤갭이 조정될 경우 상기 구동롤에 다시 가해져야할 새로운 압하력(F3')은 다음 식과 같다.

즉, 세그먼트 롤인 하나의 구동롤(4)과 다수의 가이드롤(6) 각각에는 모두 동일한 압력이 가해져야 적정한 롤갭을 유지함과 동시에 동일압이 가해져야 하므로 전체 세그먼트 롤이 고정된 상부프레임(11)에 걸리는 압을 구한 후 이를 롤개수로 나누면 주기적으로 변동되는 주조조건에 대응되는 새로 가할 구동롤의 압하력을 계산할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 산출은 연속적으로 주기에 맞추어 계산해야 하며 계산된 순간 그 값을 적용하여 곧바로 압하하도록 하게 된다.

다시 말하면, 주기별로 압력값이 연속적으로 산출될 것이며, 각 산출된 값의이전 주기값과의 비교를 통해 그 차이만큼을 가감하여 구동롤을 압하하게 되면 주조조건이 변화되더라도 주조속도를 일정하게 유지하면서 그 변화된 주조조건에 신축적으로 대응되게 구동롤을 압하제어할 수 있게 된다.

도 4의 예시와 같이 구동롤이 두개인 경우에도 상술한 도 3의 경우와 마찬가지의 방식으로 가할 압하력을 산출할 수 있다.

다만, 이때에는 구동롤이 두개이므로 세그먼트 롤의 가장 중앙부에 작용하는 압하력을 먼저 계산한 후 이를 중심으로 좌우 대칭되게 배치된 구동롤의 압하력을 상기와 동일한 방식으로 구하여야 하는 바, 그 식은 하기한 바와 같다.

먼저,

를 통해 중간롤에 작용하는 힘을 먼저 구한다.

이어,

구해진 중간롤의 힘을 이용하여 하기한 식을 통해,

두개의 구동롤에 가해야할 압하력을 산출할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 세그먼트 상부프레임을 동작시켜 주조중 롤갭을 조정할 수 있는 연속주조설비에서 세그먼트 상부프레임에 작용하는 압력과 구동롤에 작용하는 압력을 이용하여 정확한 구동롤의 압하력을 산출, 제어할 수 있음으로써 주편의 품위향상은 물론 보다 정확한 주조속도를 제어할 수 있는 커다란 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 세그먼트 압하실린더로 세그먼트 상부프레임을 동작시켜 주조중 롤갭을 조정할 수 있는 연속주조기에서 스트랜드 세그먼트 구동롤의 압하력을 제어하는 방법에 있어서,

   상기 세그먼트 압하실린더에 작용하는 압력을 주기적으로 측정하는 단계와;

   구동롤에 압하력을 가하는 구동롤 압하실린더를 통해 작용하는 압력을 주기적으로 측정하는 단계와;

   상기 각 단계에서 측정된 세그먼트 압력정보와 구동롤 압력정보 및 세그먼트 롤개수를 이용하여 현재 작용되는 전체압력을 롤개수로 나누어 구해진 새로운 압력값을 산출하는 단계와;

   산출된 압력값을 이전 주기의 것과 비교하여 그 차이만큼을 가감하여 구동롤을 압하제어하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 새로운 압력값 산출단계에서 세그먼트 1개에 구동롤이 하나인 경우에는 하기한 식에 의해 그 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법.

   (식)

   (여기에서, 가이드롤은 구동롤을 중심으로 대칭적으로 배치된 상태이며,상부프레임의 입구측에 작용하는 힘을 F1, 출구측에 작용하는 힘을 F2, 구동롤 압하실린더에 의해 현재 작용하고 있는 힘을 F3, 가해야할 구동롤의 새로운 힘을 F3'이라 한다)
3. 제1항에 있어서,

   상기 새로운 압력값 산출단계에서 세그먼트 1개에 구동롤이 두개인 경우에는 하기한 식1에 의해 먼저 중간롤의 힘을 구한 후 그 힘을 분배하여 식2,3을 통해 새로운 압력값을 산출하는 것을 특징으로 하는 연속주조설비중 구동롤의 압하 제어방법.

   (식1)

   (여기에서, F5는 중간롤에 작용하는 힘)

   (식2)