KR20080058915A - 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연연속 열간 압연에서의 접합부 검출 방법에 관한 것으로서, 사상압연기 출측에서 접합부를 검출하는 방법에 있어서, 사상압연기 출측에서 접합부를 검출하는 방법에 있어서, 강판의 에지에 대한 영상을 측정하는 단계; 및 상기 영상을 분석하여 판 폭이 어긋난 정도 또는 균열 깊이가 일정 값 이상인 경우 접합부로 판단하는 단계를 포함하여 구성되며, 이에 의해, 강판 접합부를 정확하게 검출할 수 있다.
연연속 압연, 접합부, 강판, 사상압연
Description
도 1은 열간 압연 설비의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 압연 설비의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 검출 장치를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 검출 방법을 나타내는 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 검출 장치 및 하부 광원의 구성도, 그리고
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 판 폭이 어긋난 정도 및 균열 깊이를 나타내는 예시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 설명*
1 : 조압연기 2 : 코일박스
3 : 크롭절단기 4 : 접합기
5 : 사상압연기 6 : 고속절단기 핀치롤
7 : 고속절단기 8 : 권치기 핀치롤
9 : 권치기 10 : 폭 측정 장치
11 : 접합부 검출 장치 12 : 하부 광원
본 발명은 접합부 검출 방법에 관한 것으로, 특히 연연속 열간 압연 설비에서 강판의 접합부를 정확하게 검출하기 위한 접합부 검출 방법에 관한 것이다.
연연속 열간 압연은 슬래브의 선단과 후단에 발생하는 비정상 부분을 없애는 것이 가능하여 슬래브 전장에 대해 더욱 엄격한 제어가 가능하며, 초극박의 통판성 향상, 고윤활 압연, 고압하 압연, 고정도, 고냉각 등이 가능해져 두께 정밀도, 실수율 등의 향상에 큰 효과가 있다.
도 1은 이러한 연연속 열간 압연 설비의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 조압연기(1)를 통하여 압연된 열간 압연재가 코일박스(2)에 권취되고, 그 권취된 코일박스로부터 인출되는 선행재의 후단과 후행재의 선단을 크롭절단기(3)를 이용하여 절단한다. 그리고 선행하는 열간 압연재의 후단과 후행하는 열간 압연재의 선단을 접합기(4)를 이용하여 접합하고 사상압연기(5)를 통하여 마무리 압연한 후, 권취기(9) 전단의 고속절단기(7)에서 절단하여 제품을 생산하게 된다.
상기 연연속 열간 압연 설비의 고속절단기(7)에서 접합부를 절단함에 있어서, 접합부 위치의 정확한 트래킹이 보장되고 절단길이(접합부와 절단점 사이 거리) 오차가 적을수록 실제 수득율이 높아지기 때문에, 연연속 압연재의 접합점을 검출하기 위한 기술 요구된다.
연연속 압연재의 접합점을 검출하는 종래의 기술로는, 압연재를 접합할 때 점합점을 생성하고, 압연속도와 사상압연 롤 입출측 판두께를 이용하여 해당 접합점을 트래킹하는 방법(등록번호 제0231980호), 그리고 압연재의 동적하중변동 또는 두께 방향 변위에 의해 선행재와 후행재의 접합부를 검출하는 접합부 검출 방법(등록번호 제0543258호), 등이 알려져 있다.
그러나, 이러한 방법들은 사상압연기의 각 스탠드의 출구측 판압과 스탠드 롤 속도를 이용하여 계산함에 의해 접합부 위치를 구한다. 접합기(4) 또는 압연하중변동에 존재하는 사상압연기(5)의 상류측 스탠드(예를 들면 첫째, 둘째 스탠드)에서 접합부를 정확히 검출하여도 하류측 사상압연기(예를 들면 세번째, 네번째, 다섯번째, 여섯번째, 일곱번째 스탠드)에서는 계산에 의해 접합부 위치를 구하므로, 사상압연기(5) 최종 스탠드 출측에서는 접합부 위치에 오차가 발생한다.
강판의 폭을 측정하는 폭 측정 장치(10)는 강판의 중심선의 위치와 폭 정보를 제공한다. 이때, 양쪽 에지 위치의 1/2에 해당하는 위치의 폭 중심선을 측정하여 접합부를 검출하는 방식이 있으나, 상기 폭 중심선이 접합부 전후에서 변화를 보이지 않는 경우에는 접합부측정이 어렵다는 문제가 있다. 또한, 접합부 전후의 폭 변화를 측정하여 접합부를 검출하는 방식은, 선후행재 폭이 동일한 경우 접합부 판정이 어렵다는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 연연속 열간 압연 설비에서 선행재와 후행재간의 접합부를 검출할 수 있는 접합부 검출 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법은, 사상압연기 출측에서 접합부를 검출하는 방법에 있어서, 강판의 에지에 대한 영상을 측정하는 단계; 및 상기 영상을 분석하여 판 폭이 어긋난 정도 또는 균열 깊이가 일정 값 이상인 경우 접합부로 판단하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법에서 상기 일정 값은, 해당 강판의 에지 위치 변화량의 표준편차의 특정 배수로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법에서 상기 영상 측정 단계는, 접합부 위치를 트래킹하여 오차 범위 이내의 영상만을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 장치는, 접합부 검출 구간에서 강판의 에지를 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부에서 촬영된 영상을 이용하여 해당 강판의 접합부 여부를 판단하는 분석부; 및 상기 접합부 검출 구간에 대한 정보를 관리하여 상기 촬영부를 제어 하고, 해당 강판에서 판 폭이 어긋난 정도가 임계값 이상이거나 또는 균열 깊이가 임계값 이상인 경우 접합부로 판단하도록 상기 분석부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 압연 설비의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명에서는 도 1의 설비에 더하여 최종 스탠드 출측에 카메라 장치로 이루어진 접합부 검출 장치(11)를 설치한다. 또한 강종에 따라 최종 출측의 소재 온도가 다르고, 코일의 에지 온도가 다른 부위에 비해 낮아서 에지(edge)를 검출하기 어려우므로 상기 접합부 검출 장치(12) 하부에 광원(12)을 설치하여 코일의 에지 검출을 용이하게 한다.
상기 접합부 검출 장치(12)에서 접합부를 검출하면 고속절단기(7)에서 접합부위를 절단한다. 연연속 열연 강판의 속도는 약 10 m/s ~ 20m/s 이므로, 이를 감 안하여 상기 접합부 검출 장치(12)는 사상압연기(5)의 최종 스탠드와 상기 고속절단기(7) 사이에 위치하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 검출 장치(300)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 접합부 검출 장치(300)는 제어부(310), 촬영부(320), 및 분석부(330)를 포함한다.
상기 촬영부(320)는 강판의 접합부 검출을 위한 카메라 장치인 접합부 검출 장치(11)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 제어부(310)는 PLC(programmable logic controller) 등의 장치로써, 상기 촬영부(320)로 촬영할 접합부 검출 구간에 대한 정보를 전송하고, 상기 분석부(330)에서의 접합부 판단에 사용될 임계값을 설정한다. 또한, 상기 분석부(330)는 상기 제어부(310)에서의 설정에 따라 접합부로 판단되면 고속절단기(7)로 해당 정보를 전송하여 절단할 수 있도록 한다.
최종 출축에서의 열연 강판 선단부는 사상압연기(5)의 최종 스탠드를 빠져나와 귄취기에 물리지 않은 상태이므로, 해당 열연 강판 후단부는 상기 사상압연기(5)의 최종 스탠드를 빠져나와 끝부위를 잡아주는 것이 없으므로, 진동(요동)이 심하다. 또한, 접합부 검출 장치(11)가 강판의 모든 부분에 대해 연속으로 촬영을 한다면 접합부 판단시의 부하가 증가하게 된다는 단점이 발생한다. 따라서, 상기 제어부(310)에서 상기 촬영부(320)로 접합부 검출 구간에 대한 정보를 전송하여 접합부 판단시 오판을 막고, 촬영의 효율을 높이는 것이 바람직하다.
상기 제어부(310)는 상기 촬영부(320)로 접합부 검출 구간에 대한 정보를 전 송하기 위해 내부적으로 접합부의 위치를 트래킹(tracking)한다. 이 트래킹 정보에는 오차가 있을 수 있으나, 상기 접합부 검출 장치(300)에서 접합부 검출을 위한 모니터링 구간 정보로 활용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 제어부(310)에서 발생할 수 있는 최대 트래킹 오차가 14m 이고 상기 사상압연기(5)의 스탠드 간격이 5m 이어서 최종 스탠드로부터 상류측으로 3번째 스탠드에 접합부가 있다고 트래킹되면, 상기 촬영부(320)에서 영상을 수집하도록 제어하고, 접합부 검출 장치(11)를 통과했다고 판단되면 영상 수집을 종료하도록 제어하는 방식으로 촬영할 수 있다. 이러한 방식으로 상기 제어부(310)의 트래킹 정보는 접합부 검출 장치(300)의 검출 구간으로 활용될 수 있는 것이다.
상기 분석부(330)에서 접합부로 판단하는 과정에 대해서는 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 검출 방법의 순서를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제어부(310)로부터 접합부 검출 구간이기 때문에 촬영하라는 지시를 받은 촬영부(320)는(S410) 해당 강판을 촬영하여 영상을 수집한다(S420). 상기 제어부(310)에서 접합부 검출 구간에만 영상을 수집하도록 상기 촬영부(320)를 제어하는 이유는 상기 설명한 바와 같다.
그리고 상기 단계(S420)에서 수집한 영상을 분석부(330)로 전송하고, 상기 분석부(330)에서는 해당 영상 중에서 강판의 에지 라인에 대한 부분을 추출하고(S430), 선행재와 후행재의 판 폭이 어긋난 정도(edge deviation) 및 균열 깊이 를 계산한다(S440). 그리고 상기 계산한 판 폭이 어긋난 정도와 임계값을 비교하여 해당 임계값을 넘어서는 것으로 판단되는 경우(S450) 또는 상기 계산한 균열 깊이가 임계값을 넘어서는 것으로 판단되는 경우(S460)에 접합부 검출 신호를 고속절단기(7)로 출력하여 강판을 절단할 수 있도록 한다(S470).
이때, 판 폭이 어긋난 정도와 비교하는 임계값은, 예를 들어, 열연 강판의 폭 방향 위치 변화량의 표준편차를 구하여 해당 표준편차의 수배에 해당하는 값으로 정해질 수 있다. 이는 열연 강판의 통상적인 폭 방향 위치 변화량에 대하여 접합부로 오판하는 것을 방지하기 위함이다. 같은 이유로 상기 균열 깊이와 비교하는 임계값도 통상적인 폭 방향 위치 변화량의 표준편차를 구하여, 해당 표준편차의 수배에 해당하는 값으로 정해질 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 검출 장치 및 하부 광원의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 사상압연기(5)의 최종 스탠드(13)에서 접합부 측정 대상인 강판이 촬영 위치로 도착하면, 접합부 검출 장치(11)는 해당 강판을 촬영한다.
상기와 같이, 에지의 온도가 다른 부위에 비에 낮아서 검출하기 어려우므로, 하부 광원(12)을 설치하여 에지 검출을 용이하게 한다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 판 폭이 어긋난 정도를 나타내는 도면, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 에지가 촬영된 화면을 나타내는 도면, 그리고 도 6(c)는 상기 도 6(b)에서 판 폭이 어긋난 정도와 균열 깊이를 표현한 도면이다.
도 6(a)를 참조하면, 강판의 압연 방향에 따라 선행재와 후행재가 접합될 때, 폭 너비의 차이 또는 접합 위치의 불일치 등에 의해 판 폭이 어긋나게 된다. 도 6(b)는 본 발명을 이용하여 실제 강판을 촬영하고 그 중 에지 부분만을 추출한 모습을 나타내는데, 왼쪽은 부분은 강판이 위치하지 않은 부분의 모습을 나타내며 하부 광원(12)의 영향으로 밝게 보이고, 반대로 해당 강판이 위치한 부분은 어둡게 보이고있다.
도 6(c)를 참조하면, 선행재와 후행재의 판 폭이 어긋난 정도(610)가 임계값을 넘어서거나, 에지 라인에 나타난 균열 깊이(620)가 임계값을 넘어서는 경우에 접합부로 판단할 수 있다. 상기와 같이 상기 임계값들은 접합부가 아닌 곳에서의 판 폭 변화량의 표준편차의 수배와 균열 깊이의 표준편차의 수배가 될 수 있을 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 연연속 열간 압연에서의 접합부 검출 방법은 강판의 에지부분의 영상을 촬영하고 판 폭이 어긋난 정도가 임계값을 넘어서거나 균열 깊이가 임계값을 넘어서는 경우에 접합부로 판단함으로써, 선행재와 후행재의 접합부에대한 신속하고 정확한 판단을 가능하게 한다.
Claims (4)
- 사상압연기 출측에서 접합부를 검출하는 방법에 있어서,강판의 에지에 대한 영상을 측정하는 단계; 및상기 영상을 분석하여 판 폭이 어긋난 정도 또는 균열 깊이가 일정 값 이상인 경우 접합부로 판단하는 단계를 포함하는 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 일정 값은해당 강판의 폭 방향 위치 변화량의 표준편차의 특정 배수로 정해지는 것을 특징으로 하는 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 영상 측정 단계는접합부 위치를 트래킹하여 오차 범위 이내의 영상만을 측정하는 것을 특징으로 하는 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 방법.
- 접합부 검출 구간에서 강판의 에지를 촬영하는 촬영부;상기 촬영부에서 촬영된 영상을 이용하여 해당 강판의 접합부 여부를 판단하는 분석부; 및상기 접합부 검출 구간에 대한 정보를 관리하여 상기 촬영부를 제어하고, 해당 강판에서 판 폭이 어긋난 정도가 임계값 이상이거나 또는 균열 깊이가 임계값 이상인 경우 접합부로 판단하도록 상기 분석부를 제어하는 제어부를 포함하는 연연속 열간 압연 설비에서의 접합부 검출 장치.
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| KR101134024B1 (ko) * | 2009-12-29 | 2012-04-06 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 열연 연연속 압연 공정의 크롭 측정 장치 및 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20061222 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20080128 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20080724 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20080128 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |