KR20040043594A - 압연소재 후단부의 두께보상 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선행 압연소재의 압하력 실적을 이용하여 압연소재의 후단부 두께를 보상하는 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은, 상기 압연기가 압연소재를 압연할 때 후단부의 두께변화를 예측하고 계산하여 롤갭 보상값, 제어길이, 소재를 목표두께로 압연하기 위한 압하량 설정값, 유압실린더 위치설정값 및 압연기의 탄성계수를 나타내는 밀상수를 출력하는 설정용 계산부와, 상기 설정용계산부에 의한 설정용 압하량에서 상기 압하량 검출기에서 실측된 압하량을 감산한 압하량 변화분을 밀상수로 나누어 두께편차를 구하는 두께편차계산부와, 상기 압하력검출기의 실측된 압하력이 기준값 이상일 때 소재가 차입된 것으로 판단하여 압연소재의 길이를 계산하고 상기 계산값 및 설정용계산기로부터 입력받은 제어길이가 일치하는 부분에서 설정용계산기에서 계산한 롤갭 보상값를 출력하는 두께제어보상부와, 상기 두께편차계산부의 출력값을 비교기로 입력하여, 유압실린더의 위치를 검출하는 위치검출기의 값과 비교하여 유압실린더를 조작하는 두께제어부를 구비한다.

본 발명에 따르면, 전패스의 평균압하력 및 선단부압하력을 통해 후단부 두께제어 보상값 및 편차발생위치를 계산하여, 다음 패스시 편차발생위치에서 두께제어보상값을 적용함으로써 다양한 압연소재에 따라 두께보상편차와 편차발생위치를 정확히 검출하고, 그 압연소재 후단부의 두께를 효과적으로 제어할 수 있다.

Description

압연소재 후단부의 두께보상 제어장치{A THICKNESS-COMPENSATION CONTROLLER FOR THE REAR-END OF A ROLLING STRIP}

본 발명은 압연소재의 후단부의 두께 보상 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선행 선단부 압하력 및 평균압하력을 측정한 후, 그 값을 다음 패스시의 후단부 두께보상 제어값 및 편차 발생위치에 적용함으로써 후단부의 두께편차를 보상하는 압연소재의 후단부 두께보상 제어장치에 관한 것이다.

압연작업시 압연 소재의 균열정도가 고르지 못할 경우에 10mm이하의 박물재 및 20mm이상의 후물재에서 일반적으로 나타나는 두가지의 상반되는 현상이 있다. 가열로의 가열조건에 따라서 압연소재의 온도분포는 선단부와 후단부가 온도가 제일 높고, 그 다음으로 중간부분이 높게 되는데, 소재의 두께가 얇아질수록 선단부와 후단부의 온도가 빨리 낮아지므로, 박물재의 경우에 최종 두께는 선,후단부에서 두꺼워지는 현상이 발생한다.

또한, 후물재의 경우에는 그와 반대로 선단부와 후단부의 온도가 제일 높은 상태에서, 압연 패스 수가 많지 않기 때문에 압연이 종료되는 최종 두께 압연 패스에서도 선단부와 후단부의 온도는 여전히 높으므로 선,후단부의 두께가 얇아지는 현상이 발생한다.

이러한 현상의 주된 원인은 참고도 1에서 보는 바와 같이, 압연소재를 가열로 안에서 고온으로 가열할 경우 압연소재를 이송시키는 워킹빔(Working Beam) 위에 압연소재가 놓여지게 되고, 이것을 가열하기 위한 버너(burner)가 압연소재의 양단에 위치하여 가열하는데, 열의 전달방향은 압연소재의 선단부와 후단부에서 중앙으로 이동하므로 압연소재의 선단부 및 후단부의 온도가 가장 높아지게 되고 이것을 압연하게 되면 압연소재의 최종 두께가 선단부와 후단부에서 가장 크게 나타나게 되는 것이다.

상기 설명한 선단부와 후단부에서 발생하는 열적 불균형에 따른 제품의 최종 두께편차를 제거하기 위해서 선단부의 경우는, 소재가 차입되어 메탈인(Metal-In)전에 일반적으로 도1의 유압실린더(5)를 조작하여 롤갭(Roll Gap)을 열어 주거나 닫아 주는 방법으로 선단부의 두께를 일정하게 유지할 수 있도록 제어하고 있으나 압연소재의 후단부에 대해서는 특별하게 제어를 하지 않으므로 선단부에서 발생하는 두께 편차에 비해서 후단부의 두께편차는 매우 커지게 되는 문제점을 갖고 있다.

또한, 후단부의 경우, 종래의 두께제어 보상장치에서는 압연기에서 압연되는 소재에서 얻어지는 압하력을 피드백하여 압연소재의 후단부 90%지점에서 압하력의 변화량(예측-실측 압하력)이 기준값(예:-160톤)보다 큰 변화를 보이면 그 압하력의 차에 해당하는 후단부 롤갭보상값을 경험값으로 구해서 압연소재의 후단부가 얇아지는 현상을 보상해 주고 있다. 즉, 현재 압연되어지는 소재로부터의 압하력을 피드백 받고, 소재의 길이를 계측한 후 압연소재의 최종 90% 지점에서의 압하력을 비교하여, 그 압하량의 변화량(에측- 실측 압하력)이 압연소재의 두께가 얇아지는 방향으로 영향을 주는 결과를 보인다고 판단할 경우, 압연소재의 두께를 보상해 주고자 보상값을 출력하는 형태로, 두께보상값(롤갭보상값)은 압하력의 변화량에 대한 경험값이 출력된다.

그러나, 이러한 종래 기술에서는 압연소재의 후단부 90%지점을 절대 위치로 정하고, 이 위치에서 압하력의 변화에 의한 두께 변동이 얇아진다고 가정하는 제한적 요소가 있어 압연소재가 두꺼워지는 현상에 대해서는 제어하지 못하며, 또한, 후단부 롤갭 보상값 역시 경험값에 의존한 데이터이므로 소재의 다양한 특성에 따라 적합하게 대응하기 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 당 기술 분야에서는, 압연소재의 후단부의 두께보상값과 두께보상위치를 임의로 가정하지 않고, 다양한 소재의 특성에 따라 두께보상값과 그 두께변동위치를 분석하여 효율적이면서 정확하게 후단부의 두께를 보상할 수 있는 새로운 제어장치가 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 전 패스의 평균압하력 및 선단부압하력을 통해 후단부 두께제어 보상값 및 편차발생위치를 계산하고, 다음 패스시 편차발생위치에서 두께제어보상값을 적용하여 실린더 위치를 제어하는 전 패스의 압하력 실적을 이용한 압연소재의 후단부 두께보상 제어장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 압연기의 두께제어장치를 나타낸 개략구조도이다.

도2는 설정용계산기와 제어용계산기 사이의 일반적인 정보의 흐름을 도시한 블록구성도이다.

도3은 설정용계산기에서 롤갭보상값과 제어시점을 계산하는 순서도이다.

도4는 압연소재의 최종 두께가 후단부에서 얇아지거나 두꺼워지는 현상을 보상하기 위한 제어장치를 도시한 블록 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 상부백업롤 2 : 상부워크롤

3 : 하부워크롤 4 : 하부백업롤

5 : 유압실린더 6 : 압하력검출기

7 : 서보밸브 8 : 유압공급원

9 : 제어용계산기 11 : 위치검출기

19 : 설정용 계산기 20: 제어용 계산기

21 : 두께편차계산부 22 : 두께편차보상부

23 : 두께제어부

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 압연기의 압하력을 검출하는 압하력 검출기와, 압연기의 하부롤을 상승 및 하강 시키는 유압 실린더와, 상기 유압실린더의 상승/하강 위치를 검출하는 위치검출기 및 상기 유압 실린더의 오일량을 조절하는 서보밸브를 구비한 압연기의 작업시 후단부를 검출하여 후단부 두께를 보상하는 두께보상 제어장치에 있어서, 상기 압연기가 압연소재를 압연할 때 후단부의 두께변화를 예측하고 계산하여 롤갭 보상값(SV3), 제어길이(L), 소재를 목표두께로 압연하기 위한 압하량 설정값(SV1), 유압실린더 위치설정값(SV2) 및 압연기의 탄성계수를 나타내는 밀상수(M, t/mm)를 출력하는 설정용 계산부와, 상기 설정용계산부에 의한 설정용 압하량(SV1)에서 상기 압하량 검출기에서 실측된 압하량을 감산한 압하량 변화분을 밀상수(M)로 나누어 두께편차를 구하는 두께편차계산부와, 상기 압하력검출기의 실측된 압하력이 기준값 이상일 때 소재가 차입된 것으로 판단하여 압연소재의 길이를 계산하고 상기 계산값 및 설정용계산기로부터 입력받은 제어길이(L)가 일치하는 부분에서 설정용계산기에서 계산한 롤갭 보상값(SV3)를 출력하는 두께제어보상부와, 상기 두께편차계산부의 출력값을 비교기로 입력하여, 유압실린더의 위치를 검출하는 위치검출기의 값과 비교하여 유압실린더를 조작하는 두께제어부를 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명 한다.

도2는 설정용 계산기와 제어용 계산기 사이의 일반적인 정보의 흐름을 도시한 것으로, 압연소재의 통과가 완료될 때마다 제어용 계산기에서는 압연 실적을 설정용 계산기로 전송된다. 즉, 매 패스마다 설정용 계산기는 압연 스케줄정보를 제어용 계산기로 전송하여 각종 현장 설비를 제어할 수 있도록 하고, 제어용 계산기는 그 결과를 TCP/IP통신으로 설정용 계산기로 전송하는 것이다.

도3은 설정용 계산기에서 롤갭보상값과 제어시점을 계산하는 순서도이다.

단계(20)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어용 계산기에서 올라온 압연실적 정보를 근거로 상기한 값들을 계산했는지를 판단하고, 그 판단결과, 이에 대한 결과를 수신하면, 그 다음 단계(22)로 진행된다.

이어, 단계(22)에서는, 제어용 계산기에에서 올라온 압연실적을 가지고 전체 평균압하력 및 선단부에서 일정거리(예를 들어, 3m)까지의 평균압하력(이하 '선단부 압하력'이라 한다.)을 계산한다.

다음으로, 단계(24)에서는, 선단부평균압하력에서 평균압하력를 뺀 값을 구하여 이를 압하력편차로 사용한다. 이 때에, 상기 압하력편차는 본 발명에서의 두께보상제어값 및 제어시점을 결정하는 제어길이를 계산하는데 중요한 요소가 된다. 이에 대한 자세한 내용은 후술하기로 한다.

단계(26)에서는, 상기 압하력편차의 절대값이 소정의 편차(예를 들어, 100톤)이상인가를 체크한다. 즉 압하력편차가 절대값으로 100톤 미만의 값을 가진다면 일반적인 두께제어의 범위에서 얼마든지 두께변동량에 대한 요소를 제거할 수 있으므로, 이 경우에는 후단부의 두께제어보상을 하지 않도록 상기 절차를 종료한다.

단계(28)에서는 후단부 두께제어 보상값을 계산한다. 예를 들어, 소재 전체의 선단부압하력에서 평균압하력을 뺀 압하력편차가 -270톤이라면, 선단부의 두께가 얇다고 판단할 수 있다. 즉, 선단부의 두께가 얇으므로 현재의 선단부가 후단부가 되는 다음 패스에서는 후단부의 롤갭을 조정해 줄 필요가 있게 된다. 즉, 선단부 3m까지의 압하력과 평균하중을 비교하여 선단부가 얇은 경우는 다음 패스에서 후단부의 롤갭을 오픈(open)하여 후단부가 얇아지는 것을 보상해 준다.

따라서, -270톤에 해당하는 편차값에 대해 수학식 1을 이용하여 두께보상 제어값을 구하는 것이다.

즉, 압하력편차가 -270톤일 경우의 롤갭 보상값은 이때의 밀상수를 900ton/mm, gain = 1이라고 한다면,가 된다. 즉 후단부의 롤갭을 -0.3mm만큼 오픈(open)해 주는 것이다.

단계(30)에서는, 상기에서 구한 후단부 두께보상 제어값을 출력하기 위한 편차발생위치를 계산하기 위한 것으로, 선단부 3m의 압하력을 분석했으므로, 압연소재의 선단부에 해당하는 전체길이의 30% 지점을 계산한다. 예를 들면, 압연소재의 길이가 30000mm라고 한다면 이 길이의 30% 지점은 9000mm가 될 것이다.

단계(32)에서는, 상기 평균압하력과 단계(30)에서 구한 편차발생위치에서의 압하력 차이를 구하고, 그 절대값을 편차량으로 구한다. 먼저, 편차발생위치를 단계(30)에서 9000mm로 계산했다면 이 때의 압하력과 평균압하력의 차이를 절대값으로 구하는 것이다. 즉 9000mm지점의 압하력과 평균압하력과의 차이를 구하는 것이다.

단계(34)에서는 단계(30)에서 구한 상기 편차량이 100톤이상 차이가 나는지를 비교한다. 단계(30)에서 보인 예를 설명한다면 소재길이 30000mm의 30%에 해당하는 길이는 9000mm로 9m 지점의 압하력이 평균압하력과 비교해 100톤 이상의 차이를 보인다면, 바로 이 위치부터 압연소재의 두께가 얇아지거나 두꺼워지는 변화를 보이는 부분으로 판단하여 편차발생위치를 9m 위치로 결정하는 것이다.

단계(34)의 조건을 만족하지 못했을 경우에는 단계(36)으로 진행한다. 단계(36)에서는, 1m 간격으로 압연소재의 선단부로 접근하면서 편차발생위치를 탐색한다. 상기 단계(34)에서의 조건을 만족하지 않는다면, 현재의 편차발생위치에서 소정의 거리로 감산시킨다. 예를 들어 1m를 뺀 경우에는 8m가 되므로, 다시 단계(34)에서 조건을 만족하는가를 검사한다. 이로써, 점진적으로 위치를 변화시켜 실질적으로 편차가 발생된 편차발생위치를 검출할 수 있다.

단계(38)에서는 상기 단계(34)와 단계(36)의 과정을 거쳐서 편차발생위치를 구한 뒤, 역으로 편차발생위치가 전체길이의 몇 %에 해당하는가를 구하는 단계이다. 즉, 소재의 전체길이가 30000mm라고 하고, 편차발생위치를 6m 지점이라고 결정했다면, 이 편차발생위치는 20%가 되는 것이다.

따라서, 최종적으로 현재패스에서의 압연소재의 선단부압하력이 전체길이의 20%지점부터 평균압하력과 20%위치에서의 압하력의 차이가 100톤 이상 크거나 작게 변화를 보이는 구간이라고 판단하는 것이다.

단계(39)에서는 이전 단계에서 현재 패스에서의 압연실적을 분석하여 전체길이에 대한 몇 %지점에서 선단부 압하력이 변화를 보이는가를 계산했으므로, 다음 패스에서의 두께보상 제어값을 출력해야 하는 제어시점인 제어길이를 계산하는 것이다. 즉, 현재 패스의 선단부압하력의 변화를 보이는 편차발생위치를 구했으므로 다음 패스에서는 현재의 선단부가 다음 패스의 후단부가 되므로 후단부의 두께보상제어값을 후단부의 어느 위치에서 적용할 것인가를 계산하기 위해 설정용계산기에서 계산한 다음 패스의 예측길이에 상기 h에서 계산한 χ%를 적용해 수학식 2를 이용하여 제어길이를 구한다.

예를 들면, 다음패스의 예측길이가 35000mm라고 하면 k에서 χ% = 20%를 적용하면가 제어길이가 되고 소재의 전체 예측길이 35000mm 중 28000mm 후방에서 롤갭 보상값을 출력하게 되는 제어요소를 결정하는것이다.

지금까지의 계산과정을 예시되었던 수치로 요약해 보면 다음과 같다.

현재패스에서의 전체길이 = 30000 mm, 평균압하력 = 4000 톤, 선단부평균압하력 = 4200 톤, 밀상수 = 900 ton/mm, 게인(gain) = 1 및 다음패스의 예측길이 = 35000 mm 라고 가정을 한다면,

도 3의 단계(22,24)는 압연실적을 근거로 평균압하력 및 선단부압하력을 계산하는 과정으로 평균압하력으로 4000톤 및 선단부평균압하력으로 4200톤이 계산되고, 단계(26)에서는 압하력편차(선단부평균압하력 - 평균압하력)의 절대값이 100톤이상인지를 검사한다. 단계(28)는 후단부두께보상제어값을 구하는 과정으로 후단부두께보상제어값은 (4200-4000)*1/900 = 0.22mm이 나오게 된다. 단계(30)에서는 압연소재의 전체길이 방향으로 선단부에서의 압하력 변화를 보이는 위치를 찾기 위한 기준이 되는 편차발생위치인 전체길이의 30% 지점을 찾는다. 편차발생위치으로는 (30000*30)/100 = 9000mm이 계산되고, 이는 선단부로부터 9000mm 지점을 기준으로 압하력의 변화를 보이는 부분을 찾기 위한 기준점을 구하는 것이다. 단계(32,34)는 평균압하력과 단계(30)에서 구한 위치에서의 압하력과의 편차를 구해 그 편차발생위치의 편차가 100톤 이상인가를 검사하는 과정으로 단계(30)에서 구했던 편차발생위치로부터 압하력의 변화가 실제 발생한 위치를 찾기 위한 조건 검색과정이다. 단계(36)에서는 편차량의 조건을 만족하지 않은 경우 선단부로 1m씩 접근해가면서 단계(32,34)의 조건을 만족하는지를 검사하는 단계이다. 즉, 9000mm 위치의 편차량 발생조건을 만족하지 못하면 편차발생위치는 8m가 된다.

상기 단계(30,32,34,36)로 이루어진 과정에서, 편차발생위치를 5m로 구했다면 단계(38)에서는 5m의 위치가 현재패스에서의 전체길이의 몇 %에 해당하는가를 역으로 계산하는 것이다. 따라서 χ% = (5000*100 %)/30000 = 16.3%로 계산된다.

단계(39)에서는 최종적으로 다음패스에 상기 기술한 두께보상제어값을 출력해야 하므로 다음패스의 예측길이의 몇 m위치에서 제어를 시작할 것인가를 결정한다. 그러므로 제어길이는 (35000 * 83.5%)/100% = 29225mm로 계산된다. 결과적으로, 다음패스에서는 압연소재의 후단부 29225mm 위치에서 단계(28)에서 구한 롤갭 보상값(0.22mm)을 출력하도록 하는 것이다.

도4는 본 발명에 따른 압연설비의 후단부 두께보상 제어장치의 실시예를 도시한 블록구성도이다. 상기 압연설비는 상,하부백업롤(1),(4)과, 상,하부워크롤(2),(3)과, 상기 하부백업롤(4)에 부착되어 유압에 의하여 상기 하부백업롤(4) 및 하부워크롤(3)를 상하로 이동시키는 유압실린더(5)와, 상기 압연기의 상부 백업롤(1)위에 설치되어 소재에 가해지는 압하량을 전기신호로 변환하여 출력하는 압하량검출기(6)와, 상기 유압실린더(5)의 유압을 조정하는 서보밸브(7)와, 유압원(8)로 구성되어 있다.

이와 같은 상기 압연설비에 채용된 후단부 두께보상제어장치는 소재를 압연하여 목표두께를 얻기 위한 압연기의 압하량설정값과 압연기의 탄성계수를 나타내는 밀상수(MILL MODULE)를 설정하여 출력하는 설정용계산기(19)와, 두께편차를 계산하여 적절하게 보상하여 그 보상된 값으로 후단부두께를 제어하는 제어용계산기(20)로 구성된다.

상기 제어용 계산기(20)는 크게 두께편차계산부(21)와 두께편차보상부(23) 및 두께제어부(22)로 구성된다.

상기 두께편차계산부(21)는, 상기 압하량검출기(6)에서 검출한 압하량을 입력받아 워크사이드와 드라이브사이드의 압하량값을 더해 주는 가산기(211)와, 상기 설정용계산기(19)에서 압연소재에 대한 예측압하량을 계산하여 출력한 예측압하량 설정값(SV1)을 아날로그 신호로 변환하는 D/A변환기(212)와, 상기 압하력검출기(6)에서 검출되는 압하량을 더해 주는 가산기(211)의 값과 예측압하량 설정값을 나타내는 상기 D/A변환기(212)의 출력신호를 감산하는 비교기(214)와, 실측압하력과 예측압하력의 차를 나타내는 상기 비교기(214)의 값을 설정용계산기(19)로부터 출력된 밀상수를 D/A변환하는 D/A변환기(213)의 값으로 나누어 두께편차를 계산하는 제산기(215)와, 상기 설정용계산기(19)로부터 유압실린더의 위치설정값(SV2)을 받아 D/A변환하는 D/A변환기(216)와, 상기 제산기(215)에서 출력되는 두께편차값과 실린더의 위치설정값을 나타내는 상기 D/A변환기(216)의 출력 신호 및 압연소재의 후단부 두께편차 보상부(23)에서 출력되는 두께편차 보상값을 더해주는 가산기(217)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 두께편차보상부(23)는, 상기 압하력검출기(6)에서 측정된 워크사이드와 드라이브사이드의 압하력을 A/D변환하는 A/D변환기(231,232)와, 상기 압연기의 상부워크롤(2)과 하부워크롤(3)을 구동하는 메인모터(13)에 부착되어 압연기의 회전수를 측정하는 펄스발생기(12)에서 입력되는 신호를 카운트하여 압연소재의길이를 측정하는 카운터(233)와, 상기 압하력검출기(6)로부터 입력되는 실측압하력의 크기를 A/D변환하는 A/D변환기(231,232)의 출력값과 설정용계산기(19)에서 계산한 제어길이(L)과 압연소재의 길이를 측정하는 카운터(233)의 출력값을 비교하는 비교기(234)와, 상기 설정용계산기(19)에서 계산한 두께제어 보상값(SV3)를 D/A변환하여 상기 두께편차계산부(21)의 가산기(217)로 출력하는 D/A변환기(236)로 이루어질 수 있다.

상기 두께제어부(22)는, 두께편차계산부(21)의 가산기(217)에서 출력되는 실린더의 위치설정값과 실제 유압실린더의 위치값을 비교하는 비교기(221,222)를 구비하여, 워크사이드 및 드라이브사이드의 서보밸브(7)의 유량을 제어할 수 있다.

도4의 구성을 참조하여, 본 발명에 의한 두께제어 동작에 있어서 후단부 두께 보상제어 작동을 상세히 설명한다.

후판공장의 압연공정은 압연소재가 압연기를 여러 번 패스하여 목표로 하는 최종 두께를 만들어 낸다. 따라서 압연기의 전,후면(좌,우)을 기준으로 보면 전면(좌측)에서 압연소재가 압연기를 통과하여 후면(우측)으로 압연될 때 압연소재의 선단부는 압연기 통과가 완료되는 후면(우측)에서는 후단부가 된다. 따라서 전면에서 후면으로 이동할때의 압연실적 중 압연소재의 선단부 압하력 실적을 분석하면 다음패스에서의 후단부 두께의 변화 추이를 예측할 수 있게 된다. 즉 전면(좌측)에서 후면(우측)으로 이동하는 패스를 "현재패스"라고 하고, 후면(우측)에서 전면(좌측)으로 이동하는 패스를 "다음패스"라고 하면, 현재패스가 끝나면 제어용 계산기(21)에서는 도2와 같이 압연 결과에 대한 실적을 설정용 계산기(19)로 전송하고, 설정용 계산기(19)에서는 그 압연 실적을 근거로 여러가지 설정용 변수들을 재계산하여 제어용계산기로 압연스케줄에 대한 정보를 다시 제어용계산기(20)의 두께편차계산부(21)로 보낸다. 그러므로 현재패스에서의 선단부 압연하중을 분석하면 다음패스의 두께변화를 예측할 수 있게 된다.

이와 같이, 상기 압연기에서 압연소재가 차입되면 압연소재의 두께변동에 따라서 압하량 검출기(6)에서 실제압하량을 검출하게 되고, 설정용계산기(19)에서는 압연소재에 대해 압연소재의 목표두께를 얻기 위한 예측압하량(SV1)을 두께편차계산부(21)로 출력하고 이와 동시에 하부백업롤(4)에 설치된 유압실린더(5)의 위치설정값(SV2) 및 압연기 탄성계수인 밀상수(M)를 출력한다.

두께편차계산부(21)에서는, 압연소재가 차입되면 압하력검출기에서 검출한 실측압하력을 가산기(211)에서 더하고, 설정용계산기(19)에서 소재의 목표두께를 얻기 위해 압연기의 예측압하량(SV1)값을 D/A변환기(212)에서 변환하여 비교기(214)에서 실측압하량과 예측압하량의 차를 비교한다. 그리고 압연기의 탄성계수인 밀상수(M)을 D/A변환기(213)에서 변환한 값으로 상기 비교기(214)의 출력값인 실측압하량과 예측압하량의 차를 제산기(215)에서 나누어 두께편차값(S3)을 실린더 위치설정값(SV2)을 D/A변환한 D/A변환기(216)의 값에 더하는 가산기(217)에 출력한다

두께제어보상부(23)에서는, 상기 압하력검출기(6)의 실측압하력을 A/D변환기 (231,232)에서 변환하여 그 합이 300TON이상인가를 검사한다. 즉 300톤 이상인 경우는 압연소재가 현재 압연기를 통과하고 있다고(METAL-IN인식) 판단하는 것이다. 압연소재가 압연기를 통과하여 A/D변환기(201,202)의 합이 300톤 이상이면 압연기의 메인모터(13)에 부착되어 메인모터의 회전수를 측정하여 펄스를 발생시키는 펄스발생기(12)로부터 펄스를 입력받아 현재 압연소재의 길이를 카운터(203)에서 계산한다. 이때 설정용계산기(19)로부터 입력받은 제어길이(L)과 카운터에서 계산한 압연소재의 계산값이 일치하는 부분에서 제어용계산기는 설정용계산기(19)에서 계산한 롤갭 보상값(SV3)를 D/A변환기(206)에 출력하고 그결과 값이 두께편차계산부(21)의 가산기(217)에 더해지게 된다.

두께제어부(22)에서는, 상기 두께편차계산부(21)의 가산기(217)의 출력값을 비교기(221,222)로 입력하여, 유압실린더의 위치를 검출하는 위치검출기(11)의 값과 비교하여 유압실린더를 조작하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 압연소재의 후단부 두께보상제어장치는 압연소재의 후단부에 선행재의 압하력 실적을 분석하여 현재 압연시에서 그 결과를 제어해 주는 방식으로, 종래에는 전혀 적용되지 않았던 피드포워드(feedforward) 제어기술로 새로운 개념의 기술이다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 두께보상제어장치는 압연소재의 압연실적을 바탕으로 압하력을 분석하여 압연소재의 후단부에서 나타날 수 있는 두께변화를 미리 예측하고, 다음 패스에서 후단부두께보상제어값을 적용하여 압연소재의 후단부 두께가 얇아지거나 두꺼워지는 현상을 보상해 줌으로써 압연제품의 전반에 걸쳐 두께불량을 최소화 해 줄 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 압연기의 압하력을 검출하는 압하력 검출기와, 압연기의 하부롤을 상승 및 하강 시키는 유압 실린더와, 상기 유압실린더의 상승/하강 위치를 검출하는 위치검출기 및 상기 유압 실린더의 오일량을 조절하는 서보밸브를 구비한 압연기의 작업시 후단부를 검출하여 후단부 두께를 보상하는 두께보상 제어장치에 있어서,

   상기 압연기가 압연소재를 압연할 때 후단부의 두께변화를 예측하고 계산하여 롤갭 보상값(SV3), 제어길이(L), 소재를 목표두께로 압연하기 위한 압하량 설정값(SV1), 유압실린더 위치설정값(SV2) 및 압연기의 탄성계수를 나타내는 밀상수(M, t/mm)를 출력하는 설정용 계산부와,

   상기 설정용계산부에 의한 설정용 압하량(SV1)에서 상기 압하량 검출기에서 실측된 압하량을 감산한 압하량 변화분을 밀상수(M)로 나누어 두께편차를 구하는 두께편차계산부와,

   상기 압하력검출기의 실측된 압하력이 기준값 이상일 때 소재가 차입된 것으로 판단하여 압연소재의 길이를 계산하고 상기 계산값 및 설정용계산기로부터 입력받은 제어길이(L)가 일치하는 부분에서 설정용계산기에서 계산한 롤갭 보상값(SV3)를 출력하는 두께제어보상부와,

   상기 두께편차계산부의 출력값을 비교기로 입력하여, 유압실린더의 위치를 검출하는 위치검출기의 값과 비교하여 유압실린더를 조작하는 두께제어부를 포함하는 압연소재의 후단부 두께보상 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 두께편차계산부는 압연소재의 차입시 압하력검출기에서 검출한 실측압하력을 더하는 제1가산부와, 압하량 설정값(SV1) 및 상기 실측압하량의 차를 구하는 비교부와, 상기 비교부에 의해 계산된 실측압하량과 예측압하량의 차를 밀상수(M)로 나누어 두께편차값을 구하는 제산부와, 상기 두께편차값, 실린더 위치설정값(SV2) 및 두께제어보상부에서 입력받은 값을 더하여 두께제어부로 출력하는 제2가산부로 이루어짐을 특징으로 하는 전 패스의 압하력 실적을 이용한 압연소재의 후단부 두께보상 제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 두께제어보상부는 상기 압하력검출기의 실측압하력과 기준값을 비교하여 소재의 차입을 판단하는 제1비교부와, 압연기의 메인모터에 부착되어 메인모터의 회전수를 측정하여 펄스를 발생시키는 펄스발생기로부터 펄스를 입력받아 현재 압연소재의 길이를 계산하는 계산부와, 상기 설정용계산기로부터 입력받은 제어길이(L) 및 상기 압연소재의 길이가 일치시 상기 설정용계산기에서 계산한 롤갭 보상값(SV3)를 상기 두께편차계산부의 제2 가산부로 출력하는 제2 비교부로 이루어짐을 특징으로 하는 전 패스의 압하력 실적을 이용한 압연소재의 후단부 두께보상 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 설정용 계산부의 롤갭 보상값(SV3)은 측정된 선단부 평균압하력에서 평균압하력을 뺀 차를 밀상수(M)로 나누고 게인을 곱하여 산출되고,

   상기 상기 설정용 계산부의 제어길이(L)는 다음 패스의 예측길이와 100에서 편차발생위치를 뺀 차를 곱한 값을 100으로 나누어 구하여짐을 특징으로 하는 전 패스의 압하력 실적을 이용한 압연소재의 후단부 두께보상 제어장치.