KR20070021167A - 롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 압연 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통상적인 압연기 트레인에 배치되는 롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 롤 스탠드는 축방향으로 변위 가능한 2개의 작업 롤로 구성된다. 작업 롤은 CVC 연마부를 구비하거나, 혹은 유사한 윤곽을 구비하고, 이 윤곽의 만곡된 프로파일은 3차 혹은 그 이상 차수의 다항식에 의해 표현된다. 본 발명에 따라, 작업 롤 조작이 용이하면서 스트립의 프로파일 및 평탄도가 동시에 높은 조정성을 가지고, 작업 롤 마모 역시 동시에 균일화하기 위해, 작업 롤 굽힘의 조정 영역 중 사전 지정된 부분에서 스트립에 따라 작업 롤 굽힘에 대한 설정값을 주기에 따라 변경함에 따라, 작업 롤들의 확대된 주기적 변위가 동시에 야기되거나 강제 실시되며, 두 조정 시스템의 작용(작업 롤 굽힘 및 작업 롤 변위)을 조합함으로써, 상기 두 조정 시스템의 포물선 작용 효과들이 양호한 근사치에서 상호 간에 보완되고, 그에 따라 스트립의 평탄도가 보장되며, 그리고 추가적으로 작업 롤 마모의 최적의 균일화가 달성된다.
Figure 112006069800182-PCT00001
압연기, 롤 스탠드, 작업 롤, 지지 롤, 평탄도, 프로파일

Description

롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 압연 방법{METHOD FOR ROLLING STRIPS IN A ROLL STAND}
본 발명은 통상적인 압연기 트레인에 배치된 롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 롤 스탠드는 축방향으로 변위 가능한 2개의 작업 롤;과 2개의 지지 롤; 그리고 경우에 따라 추가되는 2개의 중간 롤; 그리고 작업 롤 굽힘 시스템; 및 경우에 따른 추가의 중간 롤 굽힘 시스템;으로 구성되고, 상기 작업 롤들은 CVC-연마부를 구비하거나 혹은 유사한 윤곽을 구비하며, 이 윤곽의 만곡된 프로파일은 3차 차수 혹은 그 이상 차수의 다항식에 의해 표현될 수 있다. 본 발명에 따라 스트립의 평탄도 및 스트립의 프로파일을 조정하기 위해, 작업 롤 굽힘 혹은 작업 롤 변위가 경우에 따라 조정 메커니즘으로서 적용된다. 이와 관련하여 대체되거나 추가되는 방법에 따라, 중간 롤 굽힘 및 중간 롤 변위의 적용은 상기 작업 롤 굽힘과 유사한 방법으로 이루어질 수 있다.
스트립의 평탄도는, 통상적인 롤을 사용할 경우, 작업 롤 크라운(포지티브, 네가티브 혹은 원통형)과 작업 롤 굽힘이 그에 부합되게 선택됨으로써 조정된다. 그러므로 상이한 압연 프로그램이 적용되면 역시 상이한 작업 롤 크라운을 이용하여야 하는 단점이 발생하며, 이는 작업 롤 조작을 어렵게 한다. 또한, 작업 롤 굽 힘은 복잡한 압연 프로그램에서 종종 그 조정 한계에 도달하며, 그에 따라 스트립의 평탄도가 보장되지 않는다.
작업 롤 조작을 개략화하고, 동시에 스트립의 프로파일 및 평탄도에 긍정적인 영향을 미치기 위해, CVC-윤곽(CVC = 연속 가변 크라운)을 겸비한 작업 롤들을 통상적인 압연기 트레인에 배치된 후방의 롤 스탠드에서 사용하는 점도 적합한 것으로 입증되었다.
이와 관련하여 작업 롤 굽힘은 오직 드물게만 그 조정 한계에 부딪히고, 동적 제어를 위해 이용된다. 이에 결부되는 단점으로, CVC 작업 롤들이 통상적인 방법으로 변위될 때에 압연 프로그램에서 이용되는 변위 영역은 상대적으로 작게 나타나며, 그리고 작업 롤 마모 균일화는 오로지 제한된 형태로만 달성된다. 그러므로 그에 상응하는 변위 행정에서는 평평한 CVC 연마부를 구비한 작업 롤, 다시 말해 감소된 CVC 조정 영역을 갖는 작업 롤이 이용된다.
본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 축방향으로 변위 가능한 CVC 작업 롤 혹은 유사한 윤곽을 구비한 작업 롤을 포함하는 롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 압연 방법에 있어서, 작업 롤 조작이 용이하면서도, 동시에 스트립의 프로파일 및 평탄도의 높은 조정성이 달성되고, 작업 롤 마모 역시 동시에 균일화되도록 하는 상기 압연 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 청구항 제1항의 특징부를 이용하여, 작업 롤 굽힘의 조정 영역 중 사전 지정된 부분에서 스트립에 따라 작업 롤 굽힘을 주기적으로 변화시키면서, 스트립의 평탄도 또는 바디 스트립의 프로파일을 조정하기 위해 작업 롤의 확대된 주기적 변위가 동시에 야기되거나 강제 실시되고, 두 조정 시스템의 작용(작업 롤 굽힘 및 작업 롤 변위)을 조합함으로써 상기 두 조정 시스템의 포물선 작용 효과들이 양호한 근사치에서 상호 간에 보완되고, 그에 따라 스트립의 평탄도가 보장되며, 그리고 추가적으로 작업 롤 마모의 최적의 균일화가 이루어짐으로써 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에 제시된다.
작업 롤들의 주기적 변위는 이미 공지되어 있다. 그러나 이와 같은 작동 방법은 지금까지 특히 압연기 트레인의 후방 스탠드에서 오로지 통상적으로 볼록한 연마부를 갖는 작업 롤들을 이용하여서만 실시되었거나(Hitachi Review Vol. 34(1985) No.4 153 - 167쪽), 혹은 예외의 경우에는 제한된 영역에서 테이퍼 롤을 이용하여 실시되었다(EP 0153 849 A2).
포물선 형상의 상대적으로 큰 프로파일 조정 영역을 갖는 CVC 롤들에서 작업 롤 굽힘의 본 발명에 따른 주기적 변화는 지금까지 여전히 실시되지 않았으며, 그에 따라 신규성을 갖는다. 이와 같이 작업 롤 굽힘의 주기적 변화는 압연기 트레인 내부에서 압연력에 의해, 또는 압연력 분배에 의해 보조되면서, CVC 롤들에서 작업 롤 마모의 균일화가 이루어지도록 하고, 동시에 작업 롤들의 추가의 주기적 변위를 개시한다. 이와 관련하여 CVC 작업 롤들의 포물선 형상의 큰 프로파일 조정 영역이, 지지 롤 마모, 열적 크라운, 압연력 혹은 롤 스탠드 하중 등과 같이 변경되는 한계 조건에 반응할 수 있도록 항시 가용한 상태로 유지된다. 그런 다음 상기한 한계 조건들에 따라, 작업 롤들의 주기적 변위는 바람직하게는 양의 변위 조정 영역, 음의 변위 조정 영역 혹은 전체 변위 조정 영역에서 실행된다.
본 발명에 따라 작업 롤들의 주기적 변위는 직접적으로 사전 지정되거나, 혹은 간접적으로 작업 롤 굽힘의 주기적 변화에 의해 강제 실시되고, 작업 롤 변위 및 작업 롤 굽힘의 상호 작용은 공정 모델로부터 온라인으로 제어된다.
이때 작업 롤 위치 혹은 작업 롤 굽힘의 주기적 변화는 오로지, 스트립의 평탄도(포물선 형상의 차수 및 그 이상의 차수), 스트립의 윤곽 품질 및 스트립의 프로파일 레벨과 같은 스트립의 품질 파라미터가 충족될 수 있는 허용 범위에서만 실행되고, 이와 같은 기준들을 준수하기 위해, 공정 모델(온라인 모니터링)을 통해, 주기적 변위 행정 및/또는 작업 롤 굽힘을 위한 사전 설정 영역이 제한될 수 있다.
예컨대 롤 교체 후에 최초로 유입되는 스트립의 경우, 스트립의 프로파일 및 평탄도를 요구되는 바대로 조정할 시에 자동으로 더욱 큰 변위 위치 변화가 기대되기 때문에, 작업 롤들의 주기적 변화는 롤 교체 직후에 활성화되거나 혹은 롤 교체 후 짧은 시간 후에, 예컨대 최초 5개의 스트립이 유입된 이후에 비로소 활성화된다.
작업 롤 굽힘의 주기적 변화 대신에 혹은 이 주기적 변화에 보완적으로, 대체되는 방법으로, 각각의 롤 스탠드 구조에 따라, 작업 롤 위치의 주기적 변화를 생성하기 위해서 중간 롤 굽힘 혹은 중간 롤 변위 혹은 지지 롤 프로파일 조정 부재가 유사한 방식으로 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 상세한 내용, 특징 및 장점은 도면에 도시된 실시예들에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1 은 85개의 스트립에 대한 스트립 폭 압연 프로그램을 나타내는 그래프이다.
도 2 는 85개의 스트립에 대한 최종 스트립 두께 압연 프로그램을 나타내는 그래프이다.
도 3 및 도 4 는 롤 스탠드 하중이 높은 조건에서 이루어지는 통상적인 변위를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6 은 롤 스탠드 하중이 낮은 조건에서 이루어지는 통상적인 변위를 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8 은 스탠드 하중이 높은 조건에서 이루어지는 주기적 변위를 나타내는 그래프이다.
도 9 및 도 10 은 스탠드 하중이 낮은 조건에서 이루어지는 주기적 변위를 나타내는 그래프이다.
도 11 은 작업 롤의 주기적 변위 조건에서 형성되는 작업 롤 마모 윤곽을 나타내는 그래프이다.
도 12 는 작업 롤의 통상적인 변위 조건에서 형성되는 작업 롤 마모 윤곽을 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
AV: 작업 롤 마모 BB: 스트립 폭
BD: 최종 스트립 두께 BK: 작업 롤 굽힘력
BKconst: 일정한 굽힘력 BKmax: 최대 굽힘력
BKp: 양의 방향의 굽힘 BL: 작업 롤 몸체 길이
No: 코일 수 VP: 작업 롤 변위 위치
VPmax: 최대 활주 이동 한계 VPmin: 최소 활주 이동 한계
VPn: 음의 방향의 변위 VPp: 양의 방향의 변위
WK: 작업 롤 윤곽
도시한 실시예에는, 85개의 스트립(코일)의 압연 프로그램의 예에 따라 이루어지는 상이한 변위에 대해 시뮬레이션 된 두 작동 방법, 즉 작업 롤 변위 및 작업 롤 굽힘이 도시되어 있다. 도1 내지 도10에서 각각 가로 좌표에는 스트립들의 수 또는 스트립들의 연속되는 번호(코일의 번호)가 표시된다.
도1에는 압연 프로그램에 상응하게 압연될 스트립 폭(BB)이, 그리고 도2에는 최종 스트립 두께(BD)가 각각 mm 단위로 세로 좌표에 기입되어 있다. 대략 스트립 번호 40번까지는 상이한 스트립 폭(BB) 및 상이한 최종 스트립 두께(BD)를 갖는 스트립이 압연되며, 그런 후에는 약 1200mm의 일정한 스트립 폭(BB)과 약 2.8mm의 일정한 최종 스트립 두께(BD)를 갖는 스트립이 제조된다.
도1 및 도2에 도시된 압연 프로그램과 결부되어, 도3 내지 도6에서는 상이한 롤 스탠드 하중을 가지며 지지 롤 마모가 상이하게 이루어지는 CVC 작업 롤들의 통상적인 변위에 대해 각각 기대되는 결과가 도시된다.
도3 및 도4에서는, 지지 롤 마모가 높거나 혹은 롤 스탠드 하중이 높은 경우와 관련하여, 요구되는 작업 롤 변위 위치(VP)(mm)(도3) 및 인가되는 작업 롤 굽힘력(kN)(도4)에 대해 각각 획득된 결과가 도시되어 있다. 이와 관련하여 도3으로부터 알 수 있듯이, 통상적인 작동 방법의 경우 작업 롤 위치는, 예컨대 롤 스탠드의 하중을 보상하기 위해, 특히 양의 영역에서 조정된다. 부분적으로 최대의 활주 이동 한계(VPmax)가 달성된다.
도5 및 도6에는, 도3 및 도4에 상응하게 지지 롤 마모가 적게 이루어지거나 혹은 롤 스탠드 하중이 낮은 경우에 대해 각각 획득한 결과가 각각 도시되어 있다. 작업 롤 변위 위치(VP)(도5)와 작업 롤 굽힘력(BK)(도6)에 대해 각각 획득한 곡선 경로는 그 특성상 도3 및 도4의 곡선 경로와 각각 유사하며, 굽힘력이 거의 동일할 시에 작업 롤 변위값(VP)은 (변경되는 한계 조건에 상응하게) 더욱더 중앙의 변위 조정 영역에서 운용된다. 각각의 곡선 경로와 관련하여 공통적인 부분은, 전체적으로 고려할 때 CVC 작업 롤들을 통상적인 방법으로 변위시킬 시에 변위 값은 상대적으로 낮으며, 그리고 작업 롤 굽힘력(BK)은 압연 프로그램에 상응하게 대략 40번째 스트립에서부터 일정하게 적용된다(BKconst).
도7 내지 도10에는 압연 프로그램이 동일할 때 롤 스탠드 하중이 상이하고, 지지 롤 마모도 상이하게 이루어지는 조건 각각에 대해서 CVC 작업 롤들의 본 발명에 따른 주기적 변위와 작업 롤 굽힘과 관련하여 각각 기대되는 결과들이 도시되어 있다.
도7 및 도8에서는, 지지 롤 마모거나 혹은 스탠드 하중이 높은 경우와 관련하는 작업 롤 변위 위치(VP)(mm)(도7)와 인가되는 작업 롤 굽힘력(BK)(kN)(도8)에 대해 각각 획득된 결과가 도시되어 있다. 도3의 통상적인 변위의 결과와 비교하여 분명하게 CVC 작업 롤들의 이용되는 조정 영역이 크다는 것을 알 수 있으며, 작업 롤들은 양의 영역 및 음의 영역에서 작동된다.
도9 및 도10에서는, 도7 및 도8에 상응하게 지지 롤 마모가 작거나 혹은 롤 스탠드 하중이 낮은 경우에 대해 각각 획득한 결과가 도시되어 있다. 작업 롤 변위 위치(VP)(도9) 및 작업 롤 굽힘력(BK)에 대해 각각 획득된 곡선 경로는 그 특성에서 도7 및 도8에 따른 곡선 경로와 유사하며, 굽힘력(BK)이 거의 동일할 시에 CVC 롤들의 주기적 변위는, 변경되는 한계 조건들에 상응하게, 보다 더 음의 변위 조정 영역에서 개시된다.
주기적 변위의 본 발명에 따른 작동 방법에 대한 특징은, 작업 롤 변위 위치(VP)와 작업 롤 굽힘력(BK) 간에 상호 간에 반대되는 상호 작용이 이루어지는 것에 있으며, 이와 같은 반대되는 상호 작용은 도면에서 분명하게 확인할 수 있다. 다시 말해 작업 롤들의 변위가 음의 방향(VPn)으로 이루어질 시에, 양의 방향의 굽힘을 확인할 수 있다. 그러나 상기 변위가 양의 방향이라면 굽힘은 음의 방향으로 이루어진다.
CVC 작업 롤들을 본 발명에 따라 주기적으로 변위시킴으로써 달성되는 작업 롤 마모 균일화는 도11 및 도12에서 알 수 있다. 도11 및 도12에서는, 작업 롤 몸 체 길이(BL)(mm)에 걸쳐서 이루어지는 작업 롤 마모(AV)(mm)가 도시되어 있다. 이러한 작업 롤 마모의 결과는 압연 프로그램의 종료 시에 생성된다. 롤 몸체 중심에서 마모값이 거의 동일할 시에, 롤 윤곽(WK)은 주기적 작동 방법(도11)의 경우 모서리 영역에서 통상적인 작동 방법(도12)과 비교하여 더욱 균일하게 형성되며, 그에 반해 통상적인 작동 방법의 경우 극미한 변위에 의해서도 더욱 각이 진 전환부를 갖는 더욱 경사진 마모 플랭크를 확인할 수 있다.
더욱 균일한 작업 롤 마모 윤곽은 스트립 윤곽의 품질에 긍정적으로 작용한다. 그러므로 스트립 융기부의 생성 혹은 스트립의 증가된 모서리 낙하는 더욱 효율적으로 보상될 수 있다.

Claims (8)

  1. 압연기 트레인에 배치되는 롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 압연 방법으로서,
    특히 상기 롤 스탠드는, 축방향으로 변위 가능한 2개의 작업 롤; 2개의 지지 롤; 경우에 따라 추가되는 2개의 중간 롤; 그리고 작업 롤 굽힘 시스템; 및 경우에 따른 추가의 중간 롤 굽힘 시스템;으로 구성되고, 상기 작업 롤은 CVC 연마부를 구비하거나 혹은 유사한 윤곽을 구비하며, 이 윤곽의 만곡된 프로파일은 3차의 차수 혹은 그 이상 차수의 다항식으로 표현될 수 있으며, 스트립의 평탄도 및 스트립의 프로파일을 조정하기 위해 작업 롤 굽힘 혹은 작업 롤 변위가 경우에 따라 조정 메커니즘으로서 적용되는 상기 압연 방법에 있어서,
    작업 롤 굽힘의 조정 영역 중 사전 지정된 부분에서 스트립에 따라 작업 롤 굽힘을 주기적으로 변화시키면서, 스트립의 평탄도 또는 바디 스트립의 프로파일을 조정하기 위해 작업 롤들의 확대된 주기적 변위가 야기되거나 강제 실시되고, 두 조정 시스템의 작용(작업 롤 굽힘 및 작업 롤 변위)을 조합함으로써 상기 두 조정 시스템의 포물선 작용 효과들이 양호한 근사치에서 상호 간에 보완되고, 그에 따라 스트립의 평탄도가 보장되며, 그리고 추가적으로 작업 롤 마모의 최적의 균일화가 달성되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 예컨대 지지 롤 마모, 열적 크라운, 압연력 등과 같은 한 계 조건들에 따라, 작업 롤들의 주기적 변위가 바람직하게는 양의 변위 조정 영역, 음의 변위 조정 영역 혹은 전체 변위 조정 영역에서 실행되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 작업 롤들의 주기적 변위가 직접적으로 사전 지정되거나 혹은 작업 롤 굽힘의 주기적 변화가 이루어짐에 따라 간접적으로 강제 실시되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 작업 롤 변위 및 작업 롤 굽힘의 상호 작용은 공정 모델에 의해 온라인으로 제어되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 작업 롤 위치 혹은 작업 롤 굽힘의 주기적 변화는 오로지, 스트립의 평탄도(포물선 형상의 차수 및 그 이상의 차수), 스트립의 윤곽 품질 및 스트립의 프로파일 레벨과 같은 스트립의 품질 파라미터가 충족되는 허용 영역에서만 실행되며, 이와 같은 기준들을 준수하기 위해, 주기적 변위 행정 및/또는 작업 롤 굽힘을 위한 사전 설정 영역은 공정 모델에 의해 온라인으로 모니터링되는 방식으로 제한될 수 있는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 작업 롤 굽힘은 압연기 트레 인 내부에서 이루어지는 압연력 또는 압연력 분배의 주기적 변화에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 작업 롤 굽힘의 주기적 변화 대신에 혹은 그에 보충되어 대체되는 방법에 따라, 각각의 롤 스탠드 구조에 따라 작업 롤 위치의 주기적 변화를 생성하기 위해, 중간 롤 굽힘 혹은 중간 롤 변위 혹은 지지 롤 프로파일 조정 부재가 유사한 방법으로 이용되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 최초로 유입되는 스트립의 경우, 스트립의 프로파일 및 평탄도를 조정할 시에 자동으로 더욱 큰 변위 위치 변화가 기대되기 때문에, 작업 롤들의 주기적 변화는 롤 교체 직후에 활성화되거나 혹은 롤 교체 후 짧은 시간 후에, 예컨대 최초 5개의 스트립이 유입된 이후에 비로소 활성화되는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
KR1020067019881A 2004-06-28 2005-06-03 롤 스탠드에서 스트립을 압연하기 위한 압연 방법 KR101146934B1 (ko)

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