KR20040059133A - 연속소둔로의 장력설정 제어방법 - Google Patents

연속소둔로의 장력설정 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속소둔로에서 장력설정을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 상기 선행재 강판의 현재 작업장력(T1)과 상기 후행재 강판의 설정장력(T2)를 비교하는 판단단계와, 상기 후행재 강판의 두께를 소정의 두께와 비교하는 판단단계와, 상기 장력차(ΔT)를 소정의 장력값과 비교하여 판단하는 단계와, 상기 작업섹션 판단단계에서 상기 작업섹션이 가열대로 판단되고, 상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 크며, 상기 장력차(ΔT)가 소정의 장력값보다 작으면, 장력변환위치를 작업 섹션의 출구위치(L2)로 결정하고, 나머지 다른 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 입구위치(L1)로 결정하는 단계와, 상기 작업섹션 판단단계에서 상기 작업섹션이 가열대로 판단되고, 상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과에서, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 작고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작은 경우와, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 크고, 상기 장력차가 소정의 장력값보다 클 경우에는, 상기 작업섹션범위에 해당하는 거리, 상기 강판의 이동속도와 상기 장력차(ΔT)를 이용하여 얻어진 가변변환게인을 선택하고, 나머지 다른 경우에는 미리 설정된 고정변환게인을 선택하는 단계와, 상기 작업장력(T1)이 상기 설정장력(T2)에 도달할 때까지, 상기 선택된 가변변환게인 또는 고정변환게인을 적용하여, 상기 작업 섹션의 텐션메터롤의 모터속도를 제어하는 단계를 포함하는 연속소둔로의 장력설정 제어방법을제공한다.
본 발명의 장력설정제어방법에 따르면, 가열대에서 스트립 표면 버클을 효과적으로 예방하고, 냉각대에서 표면 스크라치 결함을 최소화하여 생산휴지 및 불량품질 생산을 현저히 감소시킬 수 있는 매우 유익한 효과가 있다.

Description

연속소둔로의 장력설정 제어방법{CONTROLLING METHOD FOR TENSION SETTING IN CONTINUOUS ANNEALING FURNACE}
본 발명은 연속소둔로에서 장력설정을 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 소둔공정에서 강판표면에 발생되는 버클, 장력헌팅 및 스크래치와 같은 강판표면의 불량발생을 방지하기 위해, 조업조건을 세분화하여 장력변환시점 및 적용게인을 설정하는 장력설정 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 소둔강판을 제조하는 연속소둔공정은 롤로 이송되는 냉연강판이 연속소둔로내부에서 850℃~ 950℃의 고온으로 열처리되는 소둔로 내부에서 진행되는 공정을 말한다. 이러한 소둔공정을 위한 연속소둔장치는 상기 소둔로의 입구측으로부터 츨구측 방향으로 냉연강판이 이송시키면서, 냉연강판을 목표온도까지 가열시키거나 냉각시키기 위한 여러 섹션(예를 들어, 예열대, 가열대, 냉각대 등으로 통상 11개 섹션)으로 구성되어 있으며, 냉연강판을 가열시키기 위한 장치인 버너(burner)와 냉각시키기 위한 휀(fan)이 설치되고, 연속소둔로 전,후단에는 연속 소둔로 내부에서 이송중인 냉연 강판의 장력을 유지시켜주는 텐션 브라이들 롤(tension bridle roll)이 마련되어 있다.
이러한 연속 소둔로에서는 여러 종류의 강판이 용접되어 연속적으로 가공되므로, 용접된 두 강판의 재질과 규격도 상이할 수 있다. 따라서, 강판에 적용되는 복사열이나 장력이 일률적으로 적용되면, 강판마다 다른 재질과 규격에 차이로 인해, 과장력 및 저장력 등이 발생할 수 있다. 이로 인해, 적절하지 않은 장력에 적용되는 강판은 팽창되거나 수축될 수 있으며, 결국 강판 표면이 변형되어 히트버클(heat buckle) 및 장력버클(strain buckle), 장력헌팅 또는 스크래치(scratch)등과 같은 불량을 야기할 수 있다.
이와 같은 버클이나 스크래치 발생을 방지하기 위해, 일반적으로 연속소둔공정에서는 선행재 강판과 후행재 강판의 재질 및 규격의 차이에 따른 장력 변화량를 고려하여 소둔로의 장력설정을 제어방법이 채용되고 있다.
도1은 종래의 연속소둔로에서의 장력설정 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 단계(11)에서는, 연속소둔로에서 선행재에 현재 적용되고 있는 작업장력(T1)을 검출하고 상위계산기로부터 후행재에 적합한 설정장력(T2)을 수신한다. 이어, 작업장력(T1)과 설정장력(T2)의 차이를 소정의 시간(t)으로 나누어 고정변환게인((T1-T2)/t, 단위는 kg/sec임)을 산출한다(단계(13)). 상기 고정변환게인은 순간적인 장력변화에 의한 불량발생을방지하기 위해, 작업장력(T1)을 설정장력(T2)으로 그 소정의 시간(t)동안에 점차적으로 증가 또는 감소시키기 위한 값을 말한다. 다음으로, 선행재와 후행재가 이어진 용접부의 위치를 초기위치로부터 거리(L1)로 계측하여(단계(15)), 그 용접부의 위치(L1)가 상기 초기위치로부터 로의 입구까지의 거리인 입구위치(L2)보다 크거나 같으면, 후행재강판이 로 내에 진입하는 것으로 판단하여 고정변환게인을 적용하기 시작한다.
이로써, 현재 작업장력을 후행재 강판에 대한 설정장력으로 제어하는 방법이 적용되어 왔다. 그러나, 이러한 소둔로 장력설정 제어방법에 따르면, 선행재 강판과 후행재 강판의 재질 및 규격의 차이로 인한 변화된 장력을 각각의 섹션 입구에서 일률적으로 설정하기 때문에, 작업조건이 상이한 두종류의 강판 용접부 전,후단부는 각 섹션의 가열영역 또는 냉각영역에서 여전히 버클이 발생하는 문제가 있어 왔다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 특허출원 2002-61048호에서는 연속소둔로 각 섹션에 적용되는 장력을 재설정하는 과정에서 선행재와 후행재의 장력인가조건의 변화과정을 고려하여 장력변환시점을 적절히 조정함으로써, 버클발생 또는 장력헌팅문제를 최소화하기 위한 연속소둔로의 장력설정제어방법을 제공한다. 종래의 장력설정제어방법에서 적용되는 장력변환게인의 변화를 나타내는 그래프이다.
도2를 참조하면, 그래프 A는 선행재 강판이 고장력이고 후행재 강판이 저장력일 때의 이동시간에 따른 장력변경과정을 나타내며, 반대로 그래프 B는 선행재강판이 저장력이고 후행재 강판이 고장력인 경우에 장력변화과정을 나타낸다. 우선, 그래프 A와 같이, 선행재의 작업장력(T1)이 후행재의 설정장력(T2)보다 큰 경우에는, 각 섹션의 입구위치(L1)에 도달하면, 현재 작업장력(T1)에 장력변환게인(α1)을 적용하여 후행재의 설정장력(T2)까지 낮추며, 선행재의 작업장력(T1)이 후행재의 설정장력(T2)보다 작은 경우에는, 각 섹션의 출구위치(L2)에 도달하면, 현재 작업장력(T1)에 장력변환게인(α2)을 적용하여 후행재의 설정장력(T2)까지 높힌다. 상기 방법은 장력차이만을 고려한 방법으로, 단순 저장력 소재 중심의 고정패턴(PATTERN) 장력설정에 따라 조건이 다른 각 존(예를 들어, 가열대 및 냉각대)에서 고장력 소재의 저장력 작업에 따른 스크래치 등에 취약한 문제점이 있었다.
이처럼, 종래의 장력설정제어방법은 소재의 변환조건을 저장력소재를 기준으로 고려한 것으로 소둔로의 각 존에서의 온도 및 소재의 두께를 고려치 않으므로, 여전히 장력헌팅, 스크래치 등이 발생되는 문제를 갖고 있다.
따라서, 당 기술분야에서는, 소재 및 조업에 관한 다양한 조건을 최대한 고려하여 장력설정을 제어함으로써 연속소둔로공정에서 발생되는 제품불량문제를 최소화하는 새로운 방안이 요구되어 왔다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 로내에 강판을 연속 통판하게 하는 연속소둔로에 있어서, 선행재 강판과 후행재 강판의 재질 및 규격의 차이로 인한 변화된 장력의 설정시 발생할 위험이 있는 버클(buckle) 및 스크래치(scratch)등의 표면결함을 최소화하기 위한 장력설정제어방법을 제공하는데 있다.
도1은 종래의 연속소둔로 장력설정 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도2는 종래의 연속소둔로 장력설정 제어방법을 설명하기 위한 장력변환그래프이다.
도3은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 연속소둔로 장력설정 제어장치를 나타내는 구성도이다.
도4a 및 4b는 본 발명의 장력설정제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도5는 본 발명에 따른 가열대에서의 장력설정 제어방법을 설명하기 위한 장력변환그래프이다.
도6는 본 발명에 따른 냉각대에서의 장력설정 제어방법을 설명하기 위한 장력변환그래프이다.
도7은 본 발명에서 채택되는 장력설정절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
101: 상위계산기 103: 장력설정부
105: 텐션메타롤 107: 장력검출부
111: 위치검출센서 113: 작업섹션판단부
115: 가열대 장력설정 위치판단부 117: 냉각대 장력설정위치판단부
122: 장력제어부 124: 모터제어부
126: 모터
상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은,
선행재 강판에 적용되는 작업장력을 검출하여 수신하고, 상위계산기로부터 후행재 강판의 설정장력을 수신하는 단계와,
상기 선행재 강판의 작업장력과 상기 후행재 강판의 설정장력의 장력차를 연산하는 단계와,
상기 작업섹션의 온도를 소정 온도와 비교하여 소정의 온도이상인 경우에는 가열대로 판단하고, 그보다 낮은 경우에는 냉각대로 판단하는 작업섹션 판단단계와,
상기 선행재 강판의 현재 작업장력(T1)과 상기 후행재 강판의 설정장력(T2)를 비교하여 제1 설정모드를 판단하는 단계와,
상기 후행재 강판의 두께를 소정의 두께와 비교하여 제2 설정모드를 판단하는 단계와,
상기 장력차(ΔT)를 소정의 장력값과 비교하여 제3 설정모드를 판단하는 단계와,
상기 작업섹션 판단단계에서 상기 작업섹션이 가열대로 판단되고, 상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 크며, 상기 장력차(ΔT)가 소정의 장력값보다 작으면, 장력변환위치를 작업 섹션의 출구위치(L2)로 결정하고, 나머지 다른 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 입구위치(L1)로 결정하는 단계와,
상기 작업섹션 판단단계에서 상기 작업섹션이 가열대로 판단되고, 상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과에서, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 작고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작은 경우와, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 크고, 상기 장력차가 소정의 장력값보다 클 경우에는, 상기 작업섹션범위에 해당하는 거리, 상기 강판의 이동속도와 상기 장력차(ΔT)를 이용하여 얻어진 가변변환게인을 선택하고, 나머지 다른 경우에는 미리 설정된 고정변환게인을 선택하는 단계와,
상기 작업장력(T1)이 상기 설정장력(T2)에 도달할 때까지, 상기 선택된 가변변환게인 또는 고정변환게인을 적용하여, 상기 작업 섹션의 텐션메터롤의 모터속도를 제어하는 단계를 포함하는 연속소둔로의 장력설정 제어방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 작업섹션 판단단계의 온도비교결과에서, 상기 작업섹션이 냉각대로 판단되는 경우에는,
상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 큰 경우와, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작으면서 상기 장력차(ΔT)는 소정의 장력값보다 작은 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 출구위치(L2)로 결정하고, 나머지 다른 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 입구위치(L1)로 결정하는 단계와,
상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과에서, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 작고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작은 경우에는, 상기 작업섹션범위에 해당하는 거리, 상기 강판의 이동속도와 상기 장력차(ΔT)를 이용하여 얻어진 가변변환게인을 선택하고, 나머지 다른 경우에는 미리 설정된 고정변환게인을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가변변환게인은, 상기 상위계산기로부터 상기 텐션메터롤의 구동속도(rpm)를 강판의 초당 이동속도(m/sec)로 환산하고, 상기 각 작업섹션범위에 해당하는 거리(m)를 상기 초당 이동속도(m/sec)로 나누어 장력변환시간(sec)을 산출하며, 상기 장력차(ΔT(kg))를 상기 장력변환시간(sec)으로 나누어 얻어진 값(kg/sec)으로 정해진다. 따라서, 상기 가변변환게인이 적용되는 장력설정제어시에는, 전체 섹션범위의 입구위치부터 출구위치까지 이동하는 시간동안에 균일한 게인으로 장력변화를 완만하게 달성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 연속소둔로 장력설정 제어장치를 나타내는 구성도이다. 도3에 도시된 연속소둔로는, 예를 들어 예열섹션, 1,2차 가열섹션을 포함하는 가열대와, 예냉섹션, 1,2차 냉각섹션을 포함하는 냉각대와 같은 11개 섹션을 구성될 수 있다. 상기 각 섹션은 상부구동롤과 하부구동롤로 구성되어 있으며, 각 섹션에는 작업중인 강판에 적절한 온도와 장력을 인가하는 텐션메타롤(105)이 구비되어 있다.
이러한 연속소둔로에서 본 발명의 장력설정제어방법을 구현한 시스템은, 강판에 적합한 장력을 설정하기 위한 장력설정부(103), 현재 작업장력을 검출하는 장력검출부(107), 작업섹션판단부(113), 상기 장력설정부(103)에서 설정된 장력으로 장력을 조정하는 장력제어부(122) 및, 상기 장력제어부(122)의 제어에 따라 텐션메타롤(126)의 구동 모터를 제어하는 모터제어부(124)를 포함한다.
상기 장력검출부(107)는 연속소둔로 각 섹션의 텐션메타롤(105)에서 제공되는 장력을 계측한 장력측정센서(미도시)로부터 현재 선행재에 대한 작업장력을 제공받아, 장력설정부(103)에 제공한다. 상기 장력설정부(103)는 상위계산기(101)로부터 투입될 강판(후행재)의 정보(소재 두께,폭, 설정장력 등 포함됨)를 제공받아, 후행재의 설정장력(T2)과 상기 장력검출부(107)에서 제공된 선행재의 작업장력(T1)의 차이(T1-T2)를 각 섹션범위내에서 완만하게 적용될 수 있는 가변장력변환게인(α: ㎏/sec)으로 산출하거나, 미리 설정되어 짧은 시간 내에 장력변환을 실현할 수 있는 고정장력변환게인(β, γ : ㎏/sec)이 저장되어 있다.
각 섹션과 조업조건에 따라, 어떤 형태의 장력변환게인을 선택하여 장력을 변환시킬 것인지여부는 가열대 장력설정위치판단부(115)와 냉각대 장력설정위치판단부(117)의 판단결과를 근거하여 이루어진다. 이에 대해서는, 도4a 및 4b의 흐름도에서 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 방법을 구현하기 위한 장력설정제어장치는, 가열대 장력설정위치판단부(115)와, 냉각대 장력설정위치판단부(117)를 포함한다. 상기 가열대 장력설정위치판단부(115)와, 냉각대 장력설정위치판단부(117)는 작업섹션판단부(113)에 따라 선택적으로 가동될 수 있다. 상기 작업섹션 판단부(113)는 현재 작업 중인 섹션이 가열대인지 냉각대인지를 판단한다. 본 실시형태에서는, 상위계산기(101)에 연결되어 그 정보를 수신하는 것으로 도시되어 있다. 이와 달리, 현재의 온도를 측정하고, 이를 소정의 온도(예를 들어, 450℃)에 비교하여, 이보다 큰경우를 가열대로, 작은 경우에는 냉각대로 판단할 수도 있다.
상기 작업섹션 판단부(113)의 판단결과에 따라, 가열대 장력설정위치판단부(115) 또는 냉각대 장력설정위치판단부(117)를 선택하여 장력변환시점을 판단하고, 적용할 장력변환게인을 결정한다. 상기 가열대 장력설정위치판단부(115)와 냉각대 장력설정위치판단부(117)는 3개의 판단단계를 통해 장력변환시점 및 장력변환게인을 결정한다. 상기 3개의 판단단계는, 선행재의 장력(작업장력:T1)과 후행재의 장력(설정장력:T2)의 비교단계와, 후행재강판의 두께와 소정의 두께의 비교단계와, 두 장력차(ΔT = │T1-T2│)를 소정의 장력값과 비교단계로 이루어진다. 상기 판단단계를 통해, 선행재장력과 후행재장력의 관계와, 후행재 두께 및 장력차를 포함하는 조업조건에 적합한 최적의 장력변환게인 및 장력변환시점을 판단할 수 있다.
이어, 위치검출센서(111)로 상기 장력변환시점에 상기 용접부위치가 도달하였는지를 확인하고, 그 판단된 적용위치에 용접부가 도달하면, 가열대 또는 냉각대 장력설정위치판단부(115,117)는 상기 장력설정부(103)에 작동신호를 전송한다. 이로써, 장력설정부(103)는 상기 장력설정위치판단부의 결과에 따라 적합한 장력변환게인을 선택하고, 그 장력변환게인을 장력제어부(122)를 통해 모터제어부(124)에 전송하고, 결과적으로 텐션메터롤(105)의 구동모터(126)를 원하는 후행재의 설정장력(T2)으로 적용장력을 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 장력설정제어방법은, 강판의 두께가 두꺼울 수로, 그 변형정도는 작으며, 장력내성도 강해진다는 상관관계에 기초한 것이다. 이러한 상관관계에 의해, 선행재 강판과 후행재 강판의 재질 및 규격의 차이로 인한 변화된 장력의 설정할 경우에, 후행재 중심으로 장력을 설정하므로, 스트립 용접부에서 버클 및 스크래치의 제품불량이 발생되기 쉽고, 저장력 소재 중심의 고정 패턴 장력설정 방법은 소둔로 각 존에서 고장력 소재의 저장력 작업에 따른 스크래치 등에 취약한 문제가 있어, 제품결함 발생 현상을 토대로 소둔로 각 섹션의 온도, 스트립 두께, 선.후행재의 장력차에 따라 장력변환위치가 입구위치(L1) 또는 출구시점(L2)으로 적절히 선택하고, 상기 조건에 따라 해당 섹션의 전 범위에서 완만한 장력설정이 이루어지도록 가변변환게인을 적용함으로써 강판에 발생되는 표면결함을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
도4a 및 4b는 본 발명의 장력설정제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도4a는 작업섹션이 가열대로 판단된 경우의 장력설정 제어방법에 관한 흐름드이다. 도4a를 참조하면, 상위계산기 또는 직접 측정된 온도를 수신하고(단계201), 이를 소정의 온도와 비교하여 현재 작업섹션이 가열대인지 또는 냉각대인지를 판단한다(단계203). 여기서, 가열대로 판단되는 경우에는 단계(205)에서는, 선행재와 후행재에 대한 장력을 수신한다. 선행재 장력(T1)은 현재 섹션에 적용되는 작업장력이며, 후행재 장력(T2)은 앞으로 변경될 설정장력을 말한다.
다음으로, 단계(207)에서, 상기 작업장력(T1)과 설정장력(T2)의 차이의 절대값으로 장력차(ΔT)를 산출하는 한편, 상기 작업장력(T1)과 설정장력(T2)을 비교하여(단계209), 설정장력(T2)이 큰 경우에는 단계(211)로 진행하고, 작업장력(T1)이 큰 경우에는 단계(221)로 진행한다.
단계(211)에서는, 설정장력(T2)가 큰 경우를 모두 장력변환위치를 섹션의 입구위치(T1)로 정하고, 이어, 단계(213)에서는, 후행재 두께를 소정의 두께와 비교하여 그 두께보다 작은 경우에는 완만한 장력변화가 이루어지도록 가변변환게인(α)을 적용한다(단계215).
또한, 단계(213)에서, 후행재 두께가 소정의 두께보다 큰 경우에는, 장력차를 소정의 장력값(예, 200㎏)과 비교하며(단계217), 만약 소정의 장력값보다 작으면, 가변변환게인을 적용하고, 소정의 장력값보다 큰 경우에는 고정변환게인을 적용한다.
한편, 단계(209)에서 설정장력이 작업장력보다 작은 경우에는, 후행재 두께를 소정의 두께와 비교하여(단계221), 그보다 큰 경우에는 장력변환위치를 입구위치(L1)로 결정하고(단계223), 고정변환게인을 적용한다(단계225). 또한, 단계(221)에서, 후행재 두께가 소정의 두께보다 작은 경우에는, 장력차를 소정의 장력값과 비교하여(단계227), 장력차가 작은 경우에는 출구위치(L2)를 장력변환위치로 설정하고(단계229), 고정변환게인을 적용하며(단계225). 장력차가 큰 경우에는 장력변환위치를 입구위치(L1)로 장력변환위치를 설정하고(단계231), 가변변환게인(α)을 적용한다(233).
도4b는 작업섹션이 냉각대로 판단된 경우의 장력설정 제어방법에 관한 흐름드이다. 도4a의 단계(203)에서 소정의 온도와 비교하여 현재 작업섹션이 냉각대로 판단하고, 이어, 단계(305)에서는, 선행재와 후행재에 대한 장력(T1,T2)을 수신한다. 선행재 장력(T1)은 현재 섹션에 적용되는 작업장력이며, 후행재 장력(T2)은 앞으로 변경될 설정장력을 말한다.
다음으로, 단계(307)에서, 상기 작업장력(T1)과 설정장력(T2)의 차이의 절대값으로 장력차(ΔT)를 산출하는 한편, 상기 작업장력(T1)과 설정장력(T2)을 비교하여(단계309), 설정장력(T2)이 큰 경우에는 단계(311)로 진행하고, 작업장력(T1)이 큰 경우에는 단계(321)로 진행한다.
단계(311)에서는, 설정장력(T2)가 큰 경우를 장력변환위치를 섹션의 입구위치(L1)로 정하고, 이어, 단계(313)에서는, 후행재 두께를 소정의 두께와 비교하여 그 두께보다 큰 경우에는 고정변환게인을 적용한다(단계315).
또한, 단계(313)에서, 후행재 두께가 소정의 두께보다 작은 경우에, 장력차(ΔT)를 소정의 장력값(예, 200㎏)과 비교하며(단계317), 만약 소정의 장력값보다 작으면, 고정변환게인을 적용하고, 소정의 장력값보다 큰 경우에는 고정변환게인을 적용한다(단계315).
한편, 단계(309)에서 설정장력이 작업장력보다 작은 경우에는, 후행재 두께를 소정의 두께와 비교하여(단계321), 그보다 큰 경우에는 장력변환위치를 출구위치(L2)로 결정하고(단계323), 고정변환게인을 적용한다(단계325). 또한, 단계(321)에서, 후행재 두께가 소정의 두께보다 작은 경우에는, 장력차를 소정의 장력값과 비교하여(단계327), 장력차가 작은 경우에는 출구위치(L2)를 장력변환위치로 설정하고(단계329), 고정변환게인을 적용하며(단계325). 장력차가 큰 경우에는 장력변환위치를 입구위치(L1)로 장력변환위치를 설정하고(단계331) 가변변환게인(α)을 적용한다(단계333).
도5a 내지 5c는 도4a의 결과에 따라 설정되는 장력변환과정과 그 위치를 나타내는 그래프이다. 좌측의 그래프는 저장력에서 고장력으로 변환되는 과정이며, 우측의 그래프는 고장력에서 저장력으로 변환되는 과정이다.
도5a는 후행재 강판의 두께가 소정의 두께(약 1.0㎜)이하인 경우이다. 저장력에서 고장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 가변변환게인(α1)을 적용하여, 섹션 전구간에 걸쳐 장력을 완만하게 변화시킨다. 따라서, 선행재에 발생될 수 있는 버클을 방지할 수 있다. 또한, 고장력에서 저장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 고정변환게인(β)를 적용하여 신속히 장력을 변화시킨다. 이로써 후행재 강판에 버클이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도5b는 후행재 강판의 두께가 소정의 두께(약 1.0㎜)이상이면서 장력차가 200㎏이하인 경우이다. 저장력에서 고장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 고정변환게인(γ)을 적용하여, 신속히 장력을 변화시킨다. 따라서, 후행재에 발생될 수 있는 버클을 방지할 수 있다. 또한, 고장력에서 저장력으로 변환되는 경우에는, 출구위치(L2)에서부터 고정변환게인(β)를 적용하여 신속히 장력을 변화시킨다. 이로써 선행재 강판에 버클이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도5c는 후행재 강판의 두께가 소정의 두께(약 1.0㎜)이상이면서 장력차가200㎏이상인 경우이다. 저장력에서 고장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 가변변환게인(α2)을 적용하여, 섹션 전구간에 걸쳐 장력을 완만하게 변화시킨다. 따라서, 제품품질을 저하하는 장력헌팅현상을 방지할 수 있다. 또한, 고장력에서 저장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 고정변환게인(α3)를 적용하여 신속히 장력을 변화시킨다. 이 또한, 장력헌팅현상을 방지하기 위한 것이다.
도6a 내지 6c는 도4b의 결과에 따라 설정되는 장력변환과정과 그 위치를 나타내는 그래프이다. 좌측의 그래프는 저장력에서 고장력으로 변환되는 과정이며, 우측의 그래프는 고장력에서 저장력으로 변환되는 과정이다.
도6a는 후행재 강판의 두께가 소정의 두께(약 1.0㎜)이하이면서 장력차가 200㎏이하인 경우이다. 저장력에서 고장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 가변변환게인(β)을 적용하여, 신속하게 장력을 변화시킨다. 따라서, 후행재에 발생될 수 있는 스크래치를 방지할 수 있다. 또한, 고장력에서 저장력으로 변환되는 경우에는, 출구위치(L2)에서부터 고정변환게인(β)를 적용하여 신속히 장력을 변화시킨다. 이로써 선행재 강판에 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도6b는 후행재 강판의 두께가 소정의 두께(약 1.0㎜)이하이면서 장력차가 200㎏이상인 경우이다. 저장력에서 고장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 가변변환게인(α1)을 적용하여, 섹션 전구간에 걸쳐 완만하게 장력을 변화시킨다. 따라서, 장력헌팅현상을 방지할 수 있다. 또한, 고장력에서 저장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 가변변환게인(α2)를 적용하여 완만하게 장력을 변화시킨다. 이로써 장력헌팅현상을 방지할 수 있다.
도6c는 후행재 강판의 두께가 소정의 두께(약 1.0㎜)이상인 경우이다. 저장력에서 고장력으로 변환되는 경우에는, 입구위치(L1)에서부터 고정변환게인(γ)을 적용하여, 장력을 신속하게 변화시킨다. 따라서, 후행재에서 발생되는 스크래치를 방지할 수 있다. 또한, 고장력에서 저장력으로 변환되는 경우에는, 출구위치(L2)에서부터 고정변환게인(γ)를 적용하여 신속히 장력을 변화시킨다. 이로써 선행재 강판에서 발생될 수 있는 스크래치를 방지할 수 있다.
도6은 본 발명에서 채택되는 장력설정절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도6를 참조하면, 우선 장력설정부(도3의 103)에서는 선행재의 작업장력(T1)과 후행재의 설정장력(T2)을 수신한 후에(단계505), 그 차이(T1- T2)를 연산한다(단계507). 이어, 작업장력과 설정장력의 비교, 후행재두께 및 장력차 판단결과에 따라 도4a 및 4b와 같이 설정모드가 선택되어 적합한 장력변환게인을 선택한다(509).
만약, 고정변환게인(β,γ)이 선택된 경우에는, 신속하게 장력변환이 수행될수 있도록 미리 설정된 값을 적용한다. 이 값은 섹션 및 다른 조업조건에 따라 복수의 설정값에 적합한 값을 설정하도록 프로그래밍될 수 있다.
또한, 가변변환게인(α)이 선택된 경우에는, 섹션 전구간에서 완만한 장력변환게인을 적용하기 위해서, 우선, 상위계산기로부터 현재 적용되는 각 섹션의 로내 구동속도를 수신한다(단계513). 일반적으로, 로내의 구동속도의 단위는 분당 미터(mpm)이므로, 단계(515)에서는, 적절한 단위인 초당 이동속도(m/sec)로 산출한다. 이와 달리, 별도의 속도계측기를 이용하여 실제이동속도를 측정할 수도 있으며, 이 때 측정된 속도를 직접 필요한 단위(m/sec)로 얻을 수도 있다.
이어, 단계(517)에서는, 해당 섹션범위에 해당하는 거리(m)를 장력변환시간(sec)으로 나누어 장력변환시간(sec)를 산출한다. 이렇게 얻어진 장력변환시간(sec)으로 단계(519)에서 연산된 장력차(T1- T2: 단위는 kg임)을 나누어, 장력변환게인(α: 단위는 kg/sec임)을 산출한다.
본 과정으로 산출된 장력변환게인(α)은 현재 강판의 이동속도에 관계없이 섹션의 전구간에 걸쳐 완만하게 설정장력으로 변환시킬 수 있는 값이 된다. 일반적으로, 이 영역에서는 초당 또는 거리당 일정한 게인을 적용하여 작업장력을 점차적으로 감소시키거나 증가시킴으로써 설정장력으로의 갑작스런 장력변환으로 인한 제품불량을 방지한다.
또한, 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 따르면, 작업조건이 상이한 두종류의 스트립 용접부 진입시 소둔로 각 섹션의 온도, 스트립 두께, 선.후행재의 장력차에 따라 장력변환위치를 입구 또는 출구로 절환하고, 상기 조건에 따라 장력 설정량이 변경되도록 함으로써, 가열대에서 스트립 표면 버클을 효과적으로 예방하고, 냉각대에서의 표면 스크라치 결함을 최소화하여 생산휴지 및 불량품질 생산을 현저히 감소시킬 수 있는 매우 유익한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 복수개의 섹션을 구성된 연속소둔로의 각 섹션에서 강판에 적용되는 장력설정을 제어하는 방법에 있어서,
    선행재 강판에 적용되는 작업장력을 검출하여 수신하고, 상위계산기로부터 후행재 강판의 설정장력을 수신하는 단계;
    상기 선행재 강판의 작업장력과 상기 후행재 강판의 설정장력의 장력차를 연산하는 단계;
    상기 작업섹션의 온도를 소정 온도와 비교하여 소정의 온도이상인 경우에는 가열대로 판단하고, 그보다 낮은 경우에는 냉각대로 판단하는 작업섹션 판단단계;
    상기 선행재 강판의 현재 작업장력(T1)과 상기 후행재 강판의 설정장력(T2)를 비교하여 제1 설정모드를 판단하는 단계;
    상기 후행재 강판의 두께를 소정의 두께와 비교하여 제2 설정모드를 판단하는 단계;
    상기 장력차(ΔT)를 소정의 장력값과 비교하여 제3 설정모드를 판단하는 단계;
    상기 작업섹션 판단단계에서 상기 작업섹션이 가열대로 판단되고, 상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 크며, 상기 장력차(ΔT)가 소정의 장력값보다 작으면, 장력변환위치를 작업 섹션의 출구위치(L2)로 결정하고, 나머지다른 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 입구위치(L1)로 결정하는 단계;
    상기 작업섹션 판단단계에서 상기 작업섹션이 가열대로 판단되고, 상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과에서, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 작고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작은 경우와, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 크고, 상기 장력차가 소정의 장력값보다 클 경우에는, 상기 작업섹션범위에 해당하는 거리, 상기 강판의 이동속도와 상기 장력차(ΔT)를 이용하여 얻어진 가변변환게인을 선택하고, 나머지 다른 경우에는 미리 설정된 고정변환게인을 선택하는 단계; 및
    상기 작업장력(T1)이 상기 설정장력(T2)에 도달할 때까지, 상기 선택된 가변변환게인 또는 고정변환게인을 적용하여, 상기 작업 섹션의 텐션메터롤의 모터속도를 제어하는 단계를 포함하는 연속소둔로의 장력설정 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 3단계에서 온도비교결과, 상기 작업섹션이 냉각대로 판단되는 경우에는,
    상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 큰 경우와, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 크고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작으면서 상기 장력차(ΔT)는 소정의 장력값보다 작은 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 출구위치(L2)로 결정하고, 나머지 다른 경우에는, 장력변환위치를 작업 섹션의 입구위치(L1)로 결정하는 단계와,
    상기 제1 내지 제3 설정모드의 판단결과에서, 상기 설정장력(T2)보다 상기 작업장력(T1)이 작고, 상기 후행재 강판의 두께가 소정의 두께보다 작은 경우에는, 상기 작업섹션범위에 해당하는 거리, 상기 강판의 이동속도와 상기 장력차(ΔT)를 이용하여 얻어진 가변변환게인을 선택하고, 나머지 다른 경우에는 미리 설정된 고정변환게인을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속소둔로의 장력설정 제어방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가변변환게인은, 상기 상위계산기로부터 상기 텐션메터롤의 구동속도(rpm)를 강판의 초당 이동속도(m/sec)로 환산하고, 상기 각 작업섹션범위에 해당하는 거리(m)를 상기 초당 이동속도(m/sec)로 나누어 장력변환시간(sec)을 산출하며, 상기 장력차(ΔT(kg))를 상기 장력변환시간(sec)으로 나누어 얻어진 값(kg/sec)으로 정해지는 것을 특징으로 하는 연속소둔로의 장력설정 제어방법.
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