KR20050066693A - 열간 압연기가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기의사행제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 1번 핀치롤과 2번 핀치롤 사이와, 상기 2번 핀치롤과 상기 열간압연기의 사이에 드라이브쪽과 논드라이브쪽에 설치되어 박판의 사행을 측정하는 드라이브쪽 카메라와 논드라이브쪽 카메라와; 상기 1번 핀치롤과 2번 핀치롤에 각각 설치되는 드라이브쪽 실린더와 논드라이브쪽 실린더로 구성되되; 상기 드라이브쪽 실린더와 논드라이브쪽 실린더는 서로 다른 압력으로 박판을 누름으로써 박판의 주조진행 방향의 직각 방향으로 박판을 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기의 사행제어장치를 제공한다.
Description
본 발명은 용탕으로부터 직접 박판을 제조하는 쌍롤형 박판주조장치와 관련된 것으로 보다 상세하게는 쌍롤형 박판주조장치로 주조된 박판을 주조롤을 빠져 나온 직후에 연속적으로 열간 압연할 때에 발생하는 박판 사행을 제어하는 장치에 관한 것이다.
쌍롤형 박판주조 방법은 용탕으로부터 직접 두께 2 - 6 mm 의 박판을 직접 주조하여 제조하므로, 슬라브 연주법에서의 열연을 생략할 수 있도록 한 새로운 공정으로서 제조원가가 슬라브 연주법에 비하여 저감되는 장점이 있다.
도 1은 쌍롤식 연속박판주조기의 개략도이며, 각 요소들은 다음과 같은 역할을 한다.
고정 주조롤(1)과 구동 주조롤(1')로 구성된 쌍롤식 연속박판주조기에서 제조된 박판(10)은 1번 핀치롤(2)과 2번 핀치롤(3)에 의해 가이드되어 열간 압연기(7)로 입력된다. 이 때 박판(10)을 열간 압연기(7)로 비뚤어짐 없이 가이드하기 위해서 박판의 사행양을 측정하는 것이 중요한데 1번 핀치롤(2)에서 박판 사행양을 측정하기 위해 1번 핀치롤 드라이브쪽 카메라(4)와 1번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라(4')를 두고 있다.
동일한 방식으로 2번 핀치롤(3)에서 박판 사행 양을 측정하기 위해 2번 핀치롤 드라이브쪽 카메라(5)와 2번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라(5')를 두고 있다. 그리고 열간 압연기는 열간 압연기의 입력 두께 및 출력 두께를 측정하기 위해 열간 압연기 입력 두께 측정기(6)와 열간 압연기 출력 두께 측정기(8)을 두고 있으며, 열간 압연기에 출력된 박판을 권취하기 위해 코일러(9)가 존재한다.
이러한 장치에서 박판의 사행을 제어하는 종래 기술로서 “스트립 조향기기 및 방법과 금속 스트립 연속 주조기기"(국내출원 10-1998-038768호)를 들 수 있다.
동 특허출원에서는 발진(Oscillation)을 스트립 위치 뿐만아니라 스트립의 비뚤어짐 측정을 병행하여 해결하며, 비뚤어짐 측정은 스트립의 길이방향으로 이격된 2개의 위치에서 스트립 끝의 순간적인 위치를 측정함으로써 행해진다. 또한, 동 특허출원에서는 비례/적분/미분제어기를 적절히 조절하여, 스트립 조향 제어 시스템의 효과를 극대화하였다.
한편, 쌍롤식 박판연속주조기에 열간 압연기를 추가하면서, 제조되는 박판의 사행을 정밀하게 제어하는 기술은 쌍롤식 박판연속주조기의 실수율 향상을 위해 절실히 필요하다. 만약 박판의 사행이 너무 크면, 열간 압연기를 동작시킬 수 없는 조건이 되어서 쌍롤식 박판연속주조기의 실수율이 낮아질 수 밖에 없다.
한편 열간 압연기의 압하 하중은 천톤 가량이므로, 열간 압연기가 존재할 경우 압연기 전단 핀치롤의 수십 톤의 힘으로 박판 사행을 제어할 수는 없다. 또한 박판 사행 제어는 연속되는 박판의 흐름의 방향을 제어해야 하기 때문에 피봇팅 방식으로 박판 진행 방향의 각도를 바꾸는 방식으로는 박판이 사행을 완전히 제어할 수 없다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 박판의 사행을 제어하기 위해서는 종래의 피봇팅 방식이 아닌 박판의 진행 방향의 직각 위치를 박판 진행 방향에 평행하게 이동시키는 방식으로 안정하게 제어하는 방식을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 열간 압연기의 인터촉 실린더에 박판의 사행에 따라 그 실린더의 압력을 제어하도록 구성하여, 쌍롤식 연속박판주기의 실수율을 향상시키는데 또다른 목적이 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 1번 핀치롤과 2번 핀치롤 사이와, 상기 2번 핀치롤과 상기 열간압연기의 사이에 드라이브쪽과 논드라이브쪽에 설치되어 박판의 사행을 측정하는 드라이브쪽 카메라와 논드라이브쪽 카메라와; 상기 1번 핀치롤과 2번 핀치롤에 각각 설치되는 드라이브쪽 실린더와 논드라이브쪽 실린더로 구성되되; 상기 드라이브쪽 실린더와 논드라이브쪽 실린더는 서로 다른 압력으로 박판을 누름으로써 박판의 주조진행 방향의 직각 방향으로 박판을 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기의 사행제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 열간 압연기에 설치되며 드라이브쪽 카메라와 논드라이브쪽 카메라의 신호에 따라 박판에 가하는 압력을 달리하는 열간 압연기 인터촉 실린더를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기의 사행제어장치를 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 2는 쌍롤식 연속박판주조기의 사행 제어장치 중 핀치롤의 개략도이고, 도 3은 본 쌍롤식 연속박판주조기의 사행 제어장치 중 압연기의 개략도이다.
도 2에는 1번 핀치롤(2)과 2번 핀치롤(3)에서는 1번 핀치롤 드라이브쪽 카메라(4)와 1번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라(4')에서 측정된 박판 사행 양에 따라, 박판의 진행 방향의 직각방향 위치를 평행하게 움직이기 위해 1번 핀치롤 드라이브쪽 실린더(11)와 2번 핀치롤 드라이브쪽 실린더(13)는 같은 부호의 명령값을 갖고, 1번 핀치롤 논드라이브쪽 실린더(12)와 2번 핀치롤 논드라이브쪽 실린더(14)는 같은 부호의 명령값을 갖도록 제어한다.
각 핀치롤들은 박판의 진행을 원할히 하기 위해 각각 1번 핀치롤 모터(15)와 2번 핀치롤 모터(16)로 회전한다.
도 3의 열간 압연기(7)는 열간 압연기 드라이브쪽 실린더(17)와 열간 압연기 논드라이브쪽 실린더(17')에 의해 상하방향으로 움직이고, 열간 압연기는 4단으로 구성되어 2개의 열간 압연기 워킹롤(20)과 2개의 백업롤(21)로 구성되어 있고, 각 롤들은 열간 압연기 워킹롤 모터(18)와 열간 압연기 백업롤 모터(19)에 의해 회전한다.
이 때 2번 핀치롤(3)과 열간 압연기(7)에서는 2번 핀치롤 드라이브쪽 카메라(5)와 2번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라(5')에서 측정된 박판 사행 양에 따라, 박판의 진행 방향의 직각방향 위치를 평행하게 움직이기 위해 2번 핀치롤 드라이브쪽 실린더(13)와 열간 압연기 드라이브쪽 인터촉 실린더(22)는 같은 부호의 명령값을 갖고, 2번 핀치롤 논드라이브쪽 실린더(14)와 열간 압연기 논드라이브쪽 인터촉 실린더(23)는 같은 부호의 명령값을 갖도록 제어한다.
이처럼 열간 압연기의 인터촉 실린더(22, 23)는 박판의 프로파일 또는 롤의 열팽창을 보상하기 위해 존재하는 것이나, 본 발명에서는 열간 압연기의 인터촉 실린더(22, 23)에 제조된 박판의 사행에 따라 그 실린더의 압력을 제어하도록 구성하여, 쌍롤식 연속박판주기의 실수율을 향상시키고자 하는 것이다.
도 4는 본 쌍롤식 연속박판주조기의 사행 제어 방법의 흐름도이다.
그림의 왼쪽 위의 1번 핀치롤 드라이브쪽 카메라(4)와 1번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라(4')의 이미지로부터 박판진행 방향의 직각 방향으로의 박판 위치를 측정하고, 그 측정된 위치가 중심점으로부터 얼마나 이탈하였는지를 계산하여, 그 계산 값을 저역 필터를 통해 평균화하여 박판 사행 양을 계산한다.
사행 양과 핀치롤을 눌러야 할 힘의 비례 계수인 1번 핀치롤 제어계수를 박판 사행 양에 곱하고 1번 핀치롤 기준 압력과 더하여 1번 핀치롤 드라이브쪽 명령값을 생성하고, 1번 핀치롤 기준 압력으로부터 1번 핀치롤 제어계수와 박판 사행 양에 곱을 빼어서 1번 핀치롤 논드라이브쪽 실린더 명령 값을 생성한다.
또한, 1번 핀치롤의 1군의 카메라(4, 4')에 의해 측정된 박판 사행 양은 1번과 2번 핀치롤의 부하 배분비의 비례계수에 따라 2번 핀치롤 드라이브 명령 값을 생성하고, 2번 핀치롤 논드라이브 명령값을 생성한다. 따라서 제조되는 박판의 위치가 박판 진행 방향의 직각방향으로 평행하게 제어하는 구조가 된다. 즉 기존의 박판 사행 제어 장치가 구동하는 피봇팅 방식(진행 방향의 각을 제어하는 구조)이 아니다.
그리고 1번 핀치롤의 1군의 카메라(4, 4'), 1번 핀치롤 실린더(11, 12)와 2번 핀치롤 실린더(13, 14)에서 동작하는 제어 방법을 2번 핀치롤의 1군의 카메라(5, 5'), 2번 핀치롤 실린더(13, 14)와 열간 압연기 인터촉 실린더(22, 23)에 동일하게 적용한다. 따라서 2번 핀치롤과 열간 압연기사이를 지나가는 박판도 진행방향에 직각방향으로 평행하게 움직이도록 제어된다.
즉, 열간 압연기에 박판 사행을 보상할 수 있는 기능을 인터촉 실린더를 통해 구현하도록 한다. 만약 열간 압연기에 박판 사행제어 기능이 존재하지 않는다면, 열간 압연기가 박판을 누르는 천여톤의 압력을 극복하고 박판의 위치를 움직일 수 있는 매우 커다란 힘의 핀치롤이 필요하게 될 것이다.
본 발명에 따르면, 열간 압연기를 지닌 쌍롤식 연속박판주조기에서, 박판 사행을 측정하는 각 카메라 1군 당 2개의 유압 구동 실린더를 구비하여 주조 중에 발생하는 주조진행 방향의 직각방향의 중심점에서 박판 위치가 이탈한 박판 사행을 제어하기 때문에, 박판 주조진행 방향의 직각방향의 움직임을 2개의 유압 구동 실린더에 의해 피봇팅 움직임이 아닌 평행 움직임으로 제어할 수 있어 안정적인 제어가 구현된다.
열간 압연기를 지닌 쌍롤식 연속박판주조기에서, 열간 압연기에 인터촉 실린터의 압력으로 구동되는 박판 사행 제어 기능을 추가하여, 열간 압연기도 박판 사행을 제어하는 구동 장치로 구성하여 쌍롤식 연속박판주조기의 박판 주조 실수율을 향상시킨다.
도 1은 쌍롤식 연속박판주조기의 개략도,
도 2는 쌍롤식 연속박판주조기의 사행 제어장치 중 핀치롤의 개략도,
도 3은 본 쌍롤식 연속박판주조기의 사행 제어장치 중 압연기의 개략도,
도 4는 본 쌍롤식 연속박판주조기의 사행 제어 방법의 흐름도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
1 : 고정 주조롤 1': 구동 주조롤
2 : 1번 핀치롤 3 : 2번 핀치롤
4 : 1번 핀치롤 드라이브쪽 카메라 4' :1번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라
5 : 2번 핀치롤 드라이브쪽 카메라 5' : 2번 핀치롤 논드라이브쪽 카메라
6 : 열간 압연기 입력 두께 측정기 7 : 열간 압연기
8 : 열간 압연기 출력 두께 측정기 9 : 코일러
10 : 박판 11 : 1번 핀치롤 드라이브쪽 실린더
12 : 1번 핀치롤 논드라이브쪽 실린더 13 : 2번 핀치롤 드라이브쪽 실린더
14 : 2번 핀치롤 논드라이브쪽 실린더 15 : 1번 핀치롤 모터
16 : 2번 핀치롤 모터 17 : 열간 압연기 드라이브쪽 실린더
17' : 열간 압연기 논드라이브쪽 실린더 18 : 열간 압연기 워킹롤 모터
19 : 열간 압연기 백업롤 모터 20 : 열간 압연기 워킹롤
21 : 열간 압연기 백업롤 22 : 열간 압연기 드라이브쪽 인터촉 실린더
23 : 열간 압연기 논드라이브쪽 인터촉 실린더
Claims (2)
1번 핀치롤(2)과 2번 핀치롤(3)과 열간 압연기(7)가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기에 있어서,
상기 1번 핀치롤(2)과 2번 핀치롤(3) 사이와, 상기 2번 핀치롤(2)과 상기 열간압연기(7)의 사이에 드라이브쪽과 논드라이브쪽에 설치되어 박판의 사행을 측정하는 드라이브쪽 카메라(4, 5)와 논드라이브쪽 카메라(5, 5’)와;
상기 1번 핀치롤(2)과 2번 핀치롤(3)에 각각 설치되는 드라이브쪽 실린더(11, 13)와 논드라이브쪽 실린더(12, 14)로 구성되되;
상기 드라이브쪽 실린더(11, 13)와 논드라이브쪽 실린더(12, 14)는 서로 다른 압력으로 박판을 누름으로써 박판의 주조진행 방향의 직각 방향으로 박판을 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기의 사행제어장치.
청구항 1에 있어서,
열간 압연기(7)에 설치되며 드라이브쪽 카메라(4, 5)와 논드라이브쪽 카메라(5, 5’)의 신호에 따라 박판에 가하는 압력을 달리하는 열간 압연기 인터촉 실린더(22, 23)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기가 설치된 쌍롤식 연속박판주조기의 사행제어장치.
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|---|---|---|---|---|
| KR100905125B1 (ko) * | 2007-12-10 | 2009-06-30 | 주식회사 포스코 | 스트립 캐스팅 연속 압연공정의 사행제어 방법 및 그 장치 |
| KR101296113B1 (ko) * | 2009-12-17 | 2013-08-19 | 주식회사 포스코 | 쌍롤식 박판 주조공정의 박판 웨지 제어장치 및 그 제어방법 |
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