KR20090122948A - 금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법 - Google Patents

금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

스트립 또는 슬라브 형태의 또는 프로파일링 이전 상태의 금속(4)을 가공하는 금속 가공 라인(1)의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법으로서, 상기 금속의 상 상태 및/또는 상태 파라미터들에 영향을 미치는 금속 가공 라인(1)의 작업 파라미터들을 고려하면서, 금속 가공 라인의 하나 이상의 특정 위치와 관련하여 금속의 하나 이상의 금속 상의 비율이 연속적으로 결정되고, 그리고 상기 금속 가공 라인의 특정 위치와 관련하여 하나 이상의 상의 비율이 작업자에게 디스플레이된다.

Description

금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법{METHOD FOR ASSISTING AT LEAST PARTIALLY MANUAL CONTROL OF A METAL PROCESSING LINE}
본 발명은 금속 스트립 또는 슬라브 형태의 또는 프로파일링 이전 상태(pre-profiled)의 금속을 가공하는 금속 가공(working) 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법에 관한 것이고, 그리고 그와 관련된 금속 가공 라인에 관한 것이다.
이러한 타입의 금속 가공 라인, 예를 들어 금속의 압연을 위한 제조 라인, 금속의 냉각을 위한 냉각 섹션, 또는 그 둘의 조합과 같은 금속 가공 라인들이 일반적으로 공지되어 있다. 이들 가공 라인에서, 가능한 한 정밀하게 결정되는(determined) 금속 상의 상태(phase states of metal)가 최종 제품에서 주로 요구되거나 또는 특정 가공 단계에서 요구되며; 이는 금속, 특히 스틸(강)의 여러 상들의 특정 상 비율이 목표 값으로서 미리 결정된다는 것을 의미한다. 이들 목표 값들은 금속의 품질에 대한 본질적인 기준과 관련된다.
자동적으로 제어되는 시스템에서 원하는 금속 상의 상태를 가능한 한 정밀하게 유지하기 위해서, WO 2005/099923 A1에는, 예를 들어, 상 변환 모델의 이용, 변 위(displacement) 모니터링을 고려하여 변위에 대한 모니터링이 이루어지는 금속이 포인트들(points)에서 하나 이상의 상의 비율을 결정하는 것, 금속 가공 라인의 가공 파라미터들, 금속 가공 라인으로 공급되는 금속 및 그 금속의 상태에 관한 일차적(primary) 데이터, 및 측정된 값들, 그리고 결과를 기초로 하는 상응하는 냉각 섹션의 제어가 제시되어 있다.
그러나, 자동 제어는 모든 프로세스에서 가공된 금속의 희망 목표 파라미터(예를 들어, 상 비율, 온도, 두께 등)를 실제적으로 제공하지 못하며, 그에 따라 적어도 부분적인 수동 제어가 채용된 시스템이 공지되어 있다. 이러한 시스템들에서, 파라미터들을 희망하는 목표 파라미터들로 셋팅하기 위해서, 작업자는 다양한 구성요소들, 예를 들어, 냉각을 위한 액츄에이터(actuators), 롤러 테이블 또는 롤러들을 수동을 제어할 수 있다. 가공 라인의 마지막 부분에서, 예를 들어 냉각 섹션의 말기에서, 예를 들어 온도가 측정되고 작업자에게 디스플레이된다. 작업 파라미터의 다양한 셋팅으로 동일한 온도에 도달할 수 있을 것이나 그 경우에 금속 상의 상태는 서로 달라질 것이며, 이는 작업자가 인식하지 못한 불량품(scrap)의 발생을 초래할 수 있을 것이다. 또한, 이는 가공된 금속의 열악한 품질을 수반할 수 있다. 또한, 이러한 정확하지 못한 상 상태로 인해서 가공이 실패할 수 있고, 그리고 소위 코블(cobble; 불량품)이 시스템에서 발생될 수 있으며, 다시 말해서 금속이 시스템내에서 재밍(jammed)되거나 걸릴(caught up) 수 있고, 이는 적어도 시스템의 중단을 초래할 것이다. 이러한 타입의 코블은 또한 작업자의 안전에도 해로울 수 있다.
그에 따라, 본 발명은 금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법을 구현하는 목적을 기초로 하며, 그러한 방법은 작업자가 목표 파라미터와 관련하여 개선된 셋팅을 실시할 수 있게 허용하고, 그에 따라 가공된 금속의 품질을 높이고, 스크랩의 생성을 감소시키고 코블을 방지한다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 전술한 타입의 방법에서, 본 발명은, 금속의 상 상태 및/또는 상태 파라미터들에 영향을 미치는 금속 가공 라인의 작업 파라미터들을 고려하여, 금속 가공 라인의 하나 이상의 특정 위치와 관련하여 연속적으로 금속의 하나 이상의 금속 상의 비율을 결정하는 구성, 및 금속 가공 라인의 특정 위치와 관련하여 하나 이상의 상의 비율을 작업자에게 디스플레이하는 구성을 제공한다.
본 발명에 따라서, 첫 번째로 하나 이상의 상의 비율이 가공 프로세스와 특히 관련된 금속 가공 라인의 특정 위치에서 결정된다. 그러한 결정의 결과는 또한 금속 가공 라인의 부분적인 자동 제어에서 이용될 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 방법에서, 그것을 예를 들어 제어 장치 상에서 실시간으로 작업자에게 디스플레이하는 것도 바람직할 것이다. 그에 따라, 작업자는 가공되는 금속의 품질에 관련된 최신 정보를 수용할 것이고 그리고 자신에 의해서 실행되는 수동 제어의 영향을 즉각적으로 제시할 수 있으며, 그에 따라 추가적인 변화에 의해서 수동 셋팅을 보다 더 최적화할 수 있게 될 것이다. 그에 따라, 그러한 디스플레이는 품질 보장을 위해서 사용될 수 있을 것이고, 또한 코블의 방지 및 스크랩 생성 방지를 위해서도 사용될 수 있을 것이고, 금속 가공 라인의 안전성을 높일 수 있을 것이다. 품질 문제의 발생이 적절한 시간에 탐지될 수 있도록 하고 그리고 적절한 교정을 위해서 수동 제어를 위한 변화가 이루어질 수 있도록 하기 위해서, 특히 그러한 디스플레이는 금속 가공 라인이 자동 모드로 작동될 때에도 이용될 수 있을 것이다. 그러나, 일반적인 의미에서, 본 명세서 중의 "수동 제어"라는 용어는 또한 최소 개입(minimal intervention)(간략히 설명하면, 작업 시퀀스에 영향을 미치는 사소한 것까지 포함하는 모든 타입의 사용자 정보)을 의미하는 것으로도 이해되어야 한다. 수동 제어를 제현할 수 있는 그러한 수동 개입의 한 예를 들면, 적절한 냉각 플랜(plan) 또는 적절한 냉각 파라미터의 선택이 될 수 있을 것이다.
비율은, 특히 금속의 여러 포인트들(금속 상의 규정된 위치들)에서 금속의 상 상태를 결정하기 위한 모델(model)을 이용하여, 결정될 수 있을 것이며, 이때 금속 가공 라인으로 주행하는(running) 금속 및 그러한 금속의 상태를 나타내는 파라미터 데이터 및/또는 금속 포인트들의 변위 모니터링이 고려된다. 이러한 타입의 모델은 금속의 여러 포인트들에서 금속의 상 상태에 관한 신뢰가능한 정보를 제공한다.
측정 베이스(basis)가 적절하다면, 그러한 모델은 금속 가공 라인으로 주행하는 금속의 모든 포인트에 대해서 개시될 수 있을 것이다. 라인 내에 위치된 금속의 모든 포인트들이 변위에 대해서 모니터링된다. 변위 모니터링 및 작업 파라미터라는 것은 금속의 모든 포인트에 대한 영향이 알려진다는 것을 의미하기 때문에, 고려되는 금속의 각각의 포인트에서 상의 상태가 계속적으로 업데이트될 수 있을 것이다. 그에 따라, 디스플레이를 위해서는, 단지 금속 가공 라인의 특정 위치에서 적절한 정보를 수신하기만 하면 될 것이다. 예로서, 이러한 정보는 특정 위치에 가장 가까운 금속의 포인트로부터 수집될 수 있을 것이다. 또한, 그러한 모델은 상위 모델(superordinate model)에서, 예를 들어 온도 모델과 통합될 수 있을 것이다. 물론, 예를 들어 측정 프로세스의 경우에, 상 비율(들)을 결정하기 위해서 다른 방법들을 이용할 수도 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 측정된 변수들은 또한 금속의 상 상태의 결정에 포함될 수 있을 것이다. 이러한 목적을 위해서, 상태 파라미터를 기록하기 위한 하나 이상의 측정 장치, 특히 고온계(pyrometer)가 이용될 수 있을 것이다. 고온계는 금속의 특정 포인트에서 온도를 측정할 수 있게 하며, 그에 따라, 예를 들어, 모델이 그러한 포인트에서, 특히 일차적 데이터와 관련하여, 개시될 수 있을 것이다. 또한, 모델을 개조(adapt)하기 위해서 상태 파라미터들을 이용할 수 있을 것이며, 그러한 경우에, 예를 들어, 측정된 값이 모델에 의해서 결정된 상의 상태에 대한 교정을 제시할 수 있을 것이다.
금속 가공 라인은 금속 상의 상태가 중요한 역할을 하는 어떠한 타입의 금속 가공 라인도 될 수 있을 것이다. 그에 따라, 예를 들어, 금속 가공 라인이 페라이트 압연이 제공되는 제조 라인이 될 수 있을 것이다. 페라이트계 금속은 예를 들어 오스테나이트계 금속의 경우 보다 낮은 압연력으로 압연될 수 있을 것이다. 여기에서, 페라이트로부터 오스테나이트로의 변태점을 가능한 한 정확하게 아는 것이 중요하고 그리고 그러한 변태점이 두개의 특정 압연 스탠드 사이에 위치하는 것이 중요하다. 그에 따라, 본 발명에 따른 방법에서, 예를 들어, 각 롤 스탠드에서의 상의 비율이 디스플레이된다. 그에 따라, 페라이트 압연이 이루어질 수 있게 허용되는데, 이는 작업자가 모든 시간에 걸쳐서 금속 상의 상태를 확인할 수 있고 그리고 적절한 경우에 수동 제어에 의해서 압연 프로세스에 개입할 수 있기 때문이다.
그러나, 상기 방법은 금속의 냉각을 위한 냉각 섹션 형태인 금속 가공 라인 내에서 금속이 가공될 때 특히 바람직하게 이용될 수 있을 것이다. 냉각 섹션은 주로 생산 라인에 접하고 그리고 금속의 제거(출고)를 준비하기 위해서 이용된다. 예로서, 가공된 금속이 코일링되는 코일러(coiler)가 냉각 섹션의 종료부에 제공될 수 있을 것이다. 물론, 추가적인 가공을 위한 또는 여러 가지 제거 및 저장을 위한 장치가 냉각 섹션의 종료부에 제공될 수도 있을 것이다. 그러한 하나의 예가 고중량 플레이트(heavy plate) 라인이다. 여기에서 냉각이 일어나지 않기 때문에, 상기 플레이트들이 스트레쳐-레벨러(stretcher-leverler)에서 평탄화(straightened)되고 플레이트와 같이 저장된다. 이러한 타입의 냉각 섹션은 액츄에이터를 구비하는데, 그러한 액츄에이터는 금속의 온도에 영향을 미치는 역할을 하고 그에 따라 상 비율에도 영향을 미치는 역할을 한다. 예로서, 냉각 섹션 압연기 테이블의 위쪽 및 아래쪽에 정렬되는 밸브들을 구비할 수 있으며, 그러한 밸브들에 의해서 냉매 특히, 물이 금속에 인가될 수 있을 것이다. 예로서, 물의 양 및 물의 압력이 수동적으로 또는 자동적으로 제어될 수 있을 것이다. 금속의 온도는 냉각 섹션의 시작부에서 그리고 종료부에서 주로 측정된다. 그에 따라, 냉각 섹션의 상류에 배치된 제 1 고온계로부터 그리고 냉각 섹션의 하류에 배치된 제 2 고온계로부터 측정된 값이 상 파라미터들로 이용될 수 있을 것이다. 또한 온도 측정도 실시될 수 있을 것이다. 공급(주행)되는 금속에 관한 일차적 데이터와 일반적인 정보, 예를 들어 금속이 100% 오스테나이트로 형성되어 있다는 정보와 함께, 제 1 고온계로부터의 측정된 값을 이용하여 금속의 한 포인트에서의 상 비율을 개시(initialize)할 수 있을 것이다. 제 2 고온계는 최종적으로 모델의 제어 및 개조를 위한 역할을 한다.
당연히, 전체 생산을 고려할 수 있을 것이며, 다시 말해, 예를 들어 생산 라인괴 냉각 섹션의 조합을 고려할 수 있을 것이다.
관련된 위치에서 이상적으로 가공된 금속의 품질을 평가할 수 있도록 하기 위해서, 가공 라인의 종료부에서 즉, 예를 들어 냉각 섹션의 종료부에서 코일러 상으로 감기기 전에, 하나의 위치와 관련하여 비율이 적절히 디스플레이된다. 이어서, 현재의 작업 파라미터들에서 원하는 목표 파라미터들이 달성되었는지에 대해서 즉각적으로 평가될 수 있을 것이다.
예로서, 만약 약 70 미터 길이의 냉각 섹션의 경우라면, 빠른 속도로, 예를 들어, 10 미터/초의 속도로 이동하는 스트립은 냉각 섹션을 통과하는데 7초가 필요하다. 그러나, 그 보다 느린 속도, 예를 들어 2 미터/초의 속도도 자주 이용되며, 그에 따라 금속이 냉각 섹션을 통과하는데 약 30초가 요구된다. 만약 냉각 섹션의 시작부에서 변화된 제어가 실행된다면, 실시간 디스플레이는, 예를 들어 금속 가공 라인의 종료부의 위치에서, 몇초 후에 또는 약 30초 후에 작업자가 디스플레이 상에서 영향(effect)을 확인할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
그에 따라, 현재의 비율을 결정하는 것에 더하여, 상기 방법은, 가공 라인의 하나 이상의 성분의 제어가 변화되었을 때, 해당 위치에서의 변화된 제어를 고려하여 앞으로의 비율에 대한 예측(prognosis)을 또한 결정할 수 있게 하고 그리고 디스플레이할 수 있게 하는 이점을 제공한다. 변화된 제어가 실행되는 포지션(position)에서 현재의 상 비율 및 현재의 작업 파라미터에 대한 정보를 이용할 때, 이러한 것은, 이러한 포지션으로부터 디스플레이가 실행되는 것과 관련된 위치까지 미리 계산(precalculation)을 할 수 있게 허용하고, 그리고 특히 이전의 셋팅을 이용한 비교적인 값이 여전히 작업자에게 디스플레이되고 있을 때, 변화의 영향이 작업자에게 즉각적으로 분명히 전달될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 타입의 예측은 (비록, 예를 들어 계획되지 않은 이송 속도의 증가와 같이, 작업자에 의해서 제어되지 않는 가공 프로세스에 대한 후속 변화를 명백하게 허용하지는 않지만) 영향의 타입과 관련한 관한 조기의 표시(early indications)를 이용하여 작업자에게 제어 변화가 이루어졌다는 것을 알려준다. 테스트 모드가 선택될 수 있다는 것이 또한 특히 바람직하다. 이러한 테스트 모드에서, 비록 즉각적으로 실행될 수는 없지만, 사용자 인터페이스에서 제어의 변화를 규정(stipulate)할 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 상 비율의 결정과 알려진 그리고 알려지지 않은 작업 파라미터의 변화는, 어떠한 영향이 의도된 변화를 일으킬 것인지를 디스플레이할 수 있게 하는 예측을 가능하게 한다. 만약 작업자가 만족한다면, 예를 들어 추가적인 작업 제어 요소를 활성화시킴으로써, 그 작업자는 그러한 변화를 제어에 적용할 것 것이다.
특히, 탄소-함유 강의 경우에, 금속에 대한 많은 수의 여러 상들을 포함하는 복잡한 상 변태도가 존재한다. 이들 모든 상에 대한 비율을 결정하고 디스플레이하는 것은 용이한 것이 아니다. 그에 따라, 주로 관련되는 상들이 바람직하게 디스플레이된다. 특히, 오스테나이트 및/또는 페라이트 및/또는 펄라이트 및/또는 시멘타이트 및/또는 추가적인 상들이 결정되고 디스플레이될 것이다.
비율은 이해가 쉽고 명확한 임의 형태로 디스플레이될 수 있을 것이다. 그에 따라, 비율은 곡선 및/또는 파이형 도표 및/또는 수치 형태 및/또는 막대 그래프 및/또는 컬러 도표 형태로 편리하게 디스플레이될 수 있을 것이다. 특히 바람직하게, 상기 위치에서 하나 이상의 비율에 대한 하나 이상의 소정(所定) 값이 부족할 때 또는 초과될 때, 경고 메시지가 제공될 수 있을 것이다. 예로서, 준수되어야 하는 품질 공차를 나타내는 공차 값을 미리 결정할 수 있을 것이다. 시각적으로 및/또는 청각적으로 제공될 수 있는 경고 메시지가 작업자의 주의를 발생된 문제로 향하게 하고 그리고 상 비율(들)의 디스플레이로 향하게 하며, 그에 따라 적절한 대응이 이루어질 수 있게 될 것이다.
또한, 본 발명은 스트립 또는 슬라브 형태의 또는 프로파일링 이전 상태의 금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인과 관련된 것으로서, 상기 금속 가공 라인은 금속의 상의 파라미터 및/또는 상의 상태에 영향을 미치는 작업 파라미터를 고려하여 금속 가공 라인의 하나 이상의 특정 위치와 관련하여 금속의 하나 이상의 야금학적 상의 비율을 계속적으로 결정하도록 디자인된 계산 유닛, 선택적일 수 있으며 금속 가공 라인의 작업을 적어도 부분적으로 제어하기 위한 입력 장치, 및 금속 가공 라인의 특정 위치에 대한 하나 이상의 상의 비율을 디스플레이하도록 디자인된 디스플레이 장치를 포함하는 제어 장치를 구비한다. 특히, 이러한 타입의 금속 가공 라인은 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 디자인되며, 그러한 방법과 관련한 실시예는 금속 가공 라인으로 구현될 수 있을 것이다. 그에 따라, 계산 유닛은 작업 파라미터 및/또는 상태 파라미터 행태로 금속 가공 라인의 또는 금속의 상태를 나타내는 신호를 수신한다. 하나 이상의 상이 결정된 후에, 상응하는 신호가 디스플레이 장치로 전송되고, 그에 따라 디스플레이가 이루어진다.
그에 따라, 금속 가공 라인 내로 공급되는 금속 및 그러한 금속의 상태를 나타내는 일차적인(primary) 데이터 및/또는 금속의 포인트들의 변위 모니터링을 고려하여, 금속의 여러 포인트들에서 금속의 상의 상태를 결정하기 위한 모델을 계산 유닛에 제공함으로써 비율이 결정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 이러한 타입의 모델은, 예를 들어, 온도 모델을 부가적으로 포함할 수 있는 금속 가공 라인의 보다 포괄적인(comprehensive) 모델의 일부일 수 있을 것이다.
편리하게, 금속 가공 라인이 상태 파라미터를 기록하기 위한 측정 장치 특히, 고온계를 포함할 수 있다.
금속 가공 라인은 어떠한 원하는 타입의 가공 라인도 될 수 있을 것이며, 예를 들어 제조 라인 또는 마감(completion) 라인이 될 수도 있을 것이다. 이러한 것은, 금속 가공 라인인 금속의 온도에 영향을 미치기 위한 액츄에이터를 포함하는 냉각 섹션의 형태일 때, 특히 바람직할 것이다. 고온계들이 그러한 냉각 섹션의 도입부에 그리고 종료부에 제공될 수 있을 것이며, 이때 계산 유닛은 고온계로부터의 측정 값을 상태 파라미터로서 고려하도록 디자인될 수 있을 것이다. 물론, 추가적인 고온계 또는 다른 측정 장치를 제공할 수도 있을 것이다.
디스플레이 장치는 곡선 및/또는 파이형 도표 및/또는 수치 형태 및/또는 막대 그래프 및/또는 컬러 도표 형태로 편리하게 디스플레이될 수 있을 것이다.
마지막으로, 본 발명은 스트립 또는 슬라브 형태의 금속의 가공에 대해서만 이용되지 않는다는 것을 이해하여야 할 것이다. 특히, 프로파일링 이전 상태의 금속의 핸들링에서, 예를 들어 파이프 또는 프로파일의 제조에서, 수동 제어 옵션이 주로 제공되고, 그에 따라 생산적인 이용 역시 가능하게 될 것이다.
본 발명의 추가적인 이점 및 상세사항들에 대해서는, 첨부 도면을 참조하여, 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 가공 라인을 도시한 도면이다.
도 2는 금속 가공 라인의 적어도 부분적인 수동 제어를 위한 또는 정보를 디스플레이하기 위한 예시적인 사용자 인터페이스를 도시한 도면이다.
도 3A-D는 상의 비율을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 예시적인 경고 메시지를 도시한 도면이다.
도 1은 냉각 라인(2) 형태의 금속 가공 라인(1)을 도시한 도면이다. 냉각 라인(2)은 제조 라인의 하류에 배치되고, 그러한 제조 라인의 마지막 롤 스탠드가 도면부호 '3'으로 도시되어 있다. 스트립 형태의 가공될 금속(4)이 먼저 제조 라 인을 통과하고 이어서 냉각 섹션(2)을 통과하며, 여기에서 추가적인 가공을 위한 중간 저장을 위해서 또는 이송을 위해서 코일러(5) 상으로 코일링되고, 상기 코일러는 냉각 섹션(2)의 하류에 배치된다.
냉각 섹션(2)은 금속(4)의 온도에 영향을 미치기 위해서 사용되는 액츄에이터(6)를 포함한다. 이러한 경우에, 액츄에이터(6)는 금속(4)을 냉각시키기 위해서 스트립 형태의 금속(4)으로 물을 인가할 수 있는 밸브 및 플랩(flaps)을 포함한다. 도면에서 단지 몇 개의 액츄에이터(6)만을 도시하였지만, 냉각 섹션은 그러한 액츄에이터(6)를 다수 포함할 수 있을 것이다.
또한, 냉각 섹션(2)은 도 1에 개략적으로 도시된 제어 장치(7)를 포함한다. 제어 장치(7)는 계산 유닛(8), 액츄에이터(6)의 부분적인 수동 제어를 위한 입력 장치(9), 및 디스플레이 장치(10)를 포함한다. 또한, 금속(4)의 온도를 측정하기 위한 고온계(11)가 냉각 라인의 상류 및 하류 모두에 배치된다.
계산 유닛(8)은 입력 장치(9)에 의해서 수동 작동 모드에서 작업자에 의해서 적어도 부분적으로 변화될 수 있는 작업 파라미터(S)에 따라서 액츄에이터(6)(예를 들어, 밸브, 노즐, 또는 플랩 등)를 제어하며, 그러한 액츄에이터(6)들은 그룹으로 또는 개별적으로 제어될 수 있을 것이다. 수동 제어를 실행할 수 있는 능력이 반드시 영구적으로 제공될 필요는 없다: 즉, 자동 작동 모드와 수동 작동 모드 사이에서 전환이 이루어질 수 있다는 것을 용이하게 인식할 수 있기만 하면 될 것이다. 또한, 액츄에이터(6)의 부분들이 수동 제어를 위해서 독립적으로 디자인될 수 있을 것이다. 또한, 자동 작업의 입력 변수들, 예를 들어 스트립의 속도가 증대되었을 때 물의 양을 증대시키는 증폭 인자를 변화시키는 것을 작업자가 인식할 수 있을 것이다(반자동). 수동 제어를 나타내는 다른 수동 개입의 예를 들면, 자동 시스템 자치의 변화를 나타내지 않는, 일차적인 데이터(예를 들어, 코일러의 희망 온도)의 변화, 냉각 계획(strategy)(예를 들어, 냉각 구배(gradient))의 변화, 언코일링된 스트립 섹션의 길이의 변화 또는 기타 품질 평가의 변화를 포함한다.
또한, 계산 유닛(8)은 냉각 섹션(2) 또는 금속(4)의 상태에 대한 추가적인 정보를 수신한다. 고온계(11)로부터의 측정된 값(T)에 더하여, 계산 유닛(8)으로 금속(4)의 일차적인 데이터(P) 및 추가적인 작업 파라미터로서의 금속 속도(v)가 제공되며, 상기 일차적인 데이터(P)는 금속이 냉각 섹션(2)내로 통과할 때의 금속(4)을 나타내거나 그 금속의 상태를 나타낸다.
또한, 변위 모니터링(28)이 제공되며, 이는 금속이 냉각 섹션(2)을 통과할 때 그러한 금속(4)의 포인트의 위치를 연속적으로 트랙킹한다. 또한, 변위 모니터링(28)이 계산 유닛(8)으로 통합될 수 있을 것이며; 어떠한 경우에도, 변위 모니터링(28)으로부터의 데이터가 계산 유닛(8)에서도 이용될 수 있을 것이다.
이어서, 냉각 섹션(2)의 모델(12)이 계산 유닛(8) 내에 저장되고, 이러한 모델은 금속의 여러 포인트들에서 금속(4) 상의 상태를 결정하기 위한 모델(13) 그리고 금속의 여러 포인트들에서 금속(4)의 온도 또는 온도 분포를 결정하기 위한 온도 모델(14)을 포함한다. 또한, 모델(13) 및 모델(14)은 공통되는 하나의 모델로서 구현될 수 있을 것이다. 모델(13)은 상의 상태에 영향을 미치는 작업 파라미터(S), 금속(4)의 상태 파라미터, 측정된 온도 값(T), 일차적인 데이터(P) 및 변위 모니터링 데이터(x)를 고려하여 금속의 다수의 포인트에서 금속의 하나 이상의 상의 비율을 결정하도록 디자인된다. 동일한 방식으로, 온도 모델(14)은 온도 프로파일 또는 온도에 대해서 이러한 종류의 결정을 실행하도록 디자인된다. 비율(들) 또는 온도가 연속적으로 결정된다. 이러한 경우에, 예를 들어, 모델(13 및 14)이 다음과 같이 작동한다.
첫 번째로, 냉각 섹션(2)의 상류에 배치된 고온계(11)를 이용하여 금속의 특정 포인트에서의 온도가 측정된다. 그에 따라, 하나 이상의 초기 상 비율이 일차적인 데이터(P)와 함께 결정될 수 있을 것이다. 그로부터, 금속의 포인트가 변위에 대해서 모니터링되고, 그러한 경우에, 하나 이상의 상 비율 또는 온도가, 예를 들어, 금속(4) 상의 상태 또는 온도에 영향을 미치고 그 크기를 알 수 있는 작업 파라미터(S) 및 속도(v)에 의해서, 실시간으로 연속적으로 트랙킹된다. 금속 포인트들의 변위 모니터링(28)은 코일러(5) 앞에서 종료된다. 이는, 변위에 대한 모니터링이 이루어지는 금속(4)의 모든 포인트들에서, 하나 이상의 상 비율을 모델(13)로부터 언제든지 알 수 있다는 것을 의미한다.
하류 고온계(11)에서의 제 2 온도 측정을 이용하여 모델의 개조 및 항상성을 체크할 수 있다.
본 발명에 따른 금속 가공 라인(1)에서, 모델(13)에 의해서 수신되는 금속(4) 상의 상태와 관련된 정보는 냉각 섹션(2)의 제어를 위해서 이용되지 않거나 또는 그러한 제어를 위해서만 이용되지 않고, 냉각 섹션(2)의 말기에서 또는 고온계(11)에서 또는 고온계의 직후에서 냉각 섹션(2)의 특정 위치와 관련한 하나 이상 의 상의 비율이 디스플레이 장치(10)에 의해서 작업자에게 디스플레이된다. 이는, 첫 번째로, 충분한 품질 보장을 위한 연속적인 모니터링을 가능하게 하고, 두 번째로, 작업자가 수동 제어의 내용(context)에서 작업 파라미터(S)에 대한 변화에 대한 영향을 관찰할 수 있게 한다. 그에 따라, 가공된 금속(4) 품질의 개선을 유도하는 그리고 냉각 섹션(2)의 영역 내의 안전성의 개선을 유도하는 추가적인 정보를 이용할 수 있게 된다.
이러한 경우에, 냉각 섹션(2)에서 실행되는 본 발명에 따른 방법은 작업 파라미터 및 금속(4)의 상 파라미터 그리고 디스플레이 장치(10)에서의 비율의 디스플레이를 고려한 상 비율(들)에 대한 결정 뿐만 아니라, 예측 가능성도 제공한다. 냉각 라인(2)의 액츄에이터(6)의 변화된 제어가 위치(15)에서 금속(4)의 상 상태에 미치는 영향을 미리 계산하도록, 모델(13)이 디자인된다. 이는, 현재의 그리고 변화된 작업 파라미터(S) 및 추가적인 작업 파라미터, 예를 들어 속도(v)를 고려하여, 위치(15)에서 예상되는 하나 이상의 상의 비율을 결정하는 사전 계산(precalculation)을 실행하기 위해서, 관련 액츄에이터 또는 제 1 관련 액츄에이터(6)의 바로 이전에 금속의 포인트의 현재의 상 비율을 이용함으로써, 이루어진다. 또한, 이러한 정보의 결정 후에 그 정보가 작업자에게 디스플레이되기 때문에, 작업자는 상 분포에 미치는 영향을 관찰하기 위해서 새로운 작업 파라미터들로 작업된 가공 금속의 포인트가 위치(15)에 실제로 도달할 때까지 기다릴 필요가 없게 된다. 예를 들어 디스플레이 장치(10) 상에 도시된 대응 스위치 패널을 선택함으로써 제어 장치(7)가 스위칭(switch)될 수 있는 테스트 모드가 또한 편리하게 실 행될 수 있으며, 이때 변화된 작업 파라미터(S)가 즉각적으로 적용되는 것이 아니라, 예를 들어, 작업자 제어 요소가 활성화된 후에만 적용될 수 있을 것이다. 그러나, 아직 적용되지 않은 변화된 제어 중에 위치(15)에 대한 예측이 미리 생성되고 디스플레이될 수 있으며, 그에 따라 작업자가 스크랩 발생 없이 설정을 적절히 조정할 수 있을 것이다. 또한, 모델(13 및 14)에 제시된 현재의 상 비율 및 온도를 이러한 예측에 대한 기초로서 사용할 수도 있을 것이다.
도 2는 디스플레이 장치(10)(모니터) 상에 표시될 수 있는 예시적인 사용자 인터페이스(29)를 도시한다. 이러한 경우에, 금속 가공 라인(1)에 관한 일반 정보가 제 1 영역(16)에서 디스플레이되고, 제 2 영역을 이용하여 액츄에이터(6)의 작업 파라미터(S)를 디스플레이하고 설정한다. 이와 같은 영역들의 구성은 일반적으로 공지되어 있고 그에 따라 구체적으로 설명하지 않는다. 그러나, 또한, 금속(4)에 관한 정보를 디스플레이하기 위한 영역(18)이 제공된다. 원칙적으로, 위치(15)에서의 금속(4)의 온도에 관한 정보(19)가 공지된 방식으로 디스플레이된다. 그러나, 또한, 위치(15)에서 모델(13)에 의해서 결정된 현재 존재하는 금속(4)의 상 비율을 위해서 디스플레이(20)가 제공된다. 또한, 제어가 변화되었을 때, 영역(18) 내에서 예측(21)을 표시할 수도 있을 것이다. 만약 제어가 변화되기 이전의 최초 값이 또한 추가적으로 영역(21) 내에 디스플레이된다면, 직접적인 비교도 가능할 것이다. 또한, 사용자 인터페이스(16)가 전술한 테스트 모드를 활성화시키기 위한 작업자 제어 요소(22) 그리고 테스트 모드에서 변화된 작업 파라미터 입력을 적용하기 위한 추가적인 작업자 제어 요소(23)를 포함할 수 있다. 공지된 바와 같이, 예를 들어, 마우스를 이용하여 선택될 수 있는 추가적인 작업자 제어 요소(24)가 또한 제공될 수 있을 것이다.
도 3A-3D는 하나 이상의 상의 비율의 디스플레이(20)를 위한 여러 구성 옵션을 도시한다. 도 3A는 파이형 도표 형태의 디스플레이(20a)를 도시한다. 이는 페라이트 상 및 오스테나이트 상의 비율, 그리고 다른 상들의 비율을 도시한다.
도 3B는 막대 그래프 형태의 디스플레이(20b)를 도시한다. 이는, 페라이트 상, 오스테나이트 상, 펄라이트 상 및 시멘타이트 상의 비율을 디스플레이한다.
도 3C는 페라이트 상 및 오스테나이트 상, 그리고 다른 상들의 비율에 대한 수치적인 디스플레이(20c)를 도시한다.
도 3D는 컬러 도표 형태의 예시적인 디스플레이(20d)를 도시한다. 오스테나이트 상, 펄라이트 상, 시멘타이트 상 및 페라이트 상의 비율이 동일한 스케일(scale; 비율)로 도시되어 있고 그리고 하나의 막대를 따른 여러 색채의 대응하는 길이로 도시되어 있다. 화살표(26)에 의해서 표시된 바와 같이, 색채들 사이의 경계(25)가 변화에 따라서 이동한다. 또한, 0% 내지 100%의 스케일이 제공될 수 있고, 그리고 그러한 비율을 판독할 수 있을 것이다. 이는, 특히 직관적인 구성의 디스플레이(20d)를 제공할 것이다. 또한, 다른 디스플레이(20a, 20b, 및 20c)의 경우에 색채 코딩(color coding)도 가능할 것이다.
상 비율이 변화될 때, 각각의 표시가 비율의 실시간 결정에 따라서 변화될 것이고, 그에 따라, 작업 모드에서 또는 테스트 모드에서, 사용자는 실제 상 분포를 즉각적으로 탐지할 수 있을 것이다.
또한, 위치(15)에서 하나 이상의 비율이 하나 이상의 소정 값을 초과하거나 그 값에 미달할 때, 제어 장치(7)가 경고 메시지를 방출하도록 디자인될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 4에 이러한 타입의 경고 메시지가 도시되어 있다. 또한, 디스플레이 장치(10)가 가청 경고 신호를 생성할 수 있는 음향 성분을 포함할 수 있다. 경고 메시지는 금속(4)의 상 상태를 나타내는 디스플레이(20)로 작업자의 주의를 환기 시킬 수 있을 것이다. 그에 따라, 품질이나 안전과 관련한 문제점이 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 스트립 또는 슬라브 형태의 또는 프로파일링 이전 상태의 금속을 가공하는 금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법으로서,
    상기 금속의 상 상태 및/또는 상태 파라미터들에 영향을 미치는 금속 가공 라인의 작업 파라미터들을 고려하여, 금속 가공 라인의 하나 이상의 특정 위치와 관련하여 금속의 하나 이상의 금속 상의 비율이 연속적으로 결정되고, 그리고
    상기 금속 가공 라인의 특정 위치와 관련하여 하나 이상의 상의 비율이 작업자에게 디스플레이되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    금속의 여러 포인트에서 금속 상의 상태를 결정하기 위한 모델을 이용하여 상기 비율이 결정되고, 이때 상기 금속 가공 라인으로 공급되는 금속 및 상기 금속의 상태를 나타내는 일차적인 데이터 및/또는 상기 금속의 포인트들의 변위 모니터링이 고려되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상태 파라미터를 기록하기 위한 하나 이상의 측정 장치, 특히 고온계가 이용되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속의 냉각을 위한 냉각 섹션 형태인 금속 가공 라인 내에서 상기 금속이 가공되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이용되는 상태 파라미터가 상기 냉각 섹션의 상류에 배치된 제 1 고온계로부터의 그리고 상기 냉각 섹션의 하류에 배치된 제 2 고온계로부터의 측정된 값들인
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비율이 가공 라인의 종료부에서의 위치와 관련하여 디스플레이되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    현재의 비율을 결정하는 것에 부가하여, 가공 라인의 하나 이상의 성분의 제어가 변화되었을 때, 상기 위치에서 변화된 제어를 고려하여 앞으로의 비율에 대한 예측이 또한 결정되고 디스플레이되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    테스트 모드가 선택되고, 상기 테스트 모드에서 변화된 제어가 즉각적으로 적용되지 않는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오스테나이트 및/또는 페라이트 및/또는 펄라이트 및/또는 시멘타이트 및/또는 추가적인 상들의 비율이 결정되고 디스플레이되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비율이 곡선 및/또는 파이형 도표 및/또는 수치 형태 및/또는 막대 그래프 및/또는 컬러 도표 형태로 디스플레이되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치에서 하나 이상의 비율에 대한 하나 이상의 미리 정해진(predetermined) 값이 초과 또는 미달인 경우에 경고 메시지가 발생되는
    금속 가공 라인의 적어도 부분적으로 수동적인 제어를 보조하기 위한 방법.
  12. 스트립 또는 슬라브 형태의 또는 프로파일링 이전 상태의 금속(4)을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인으로서,
    상기 금속 가공 라인이 제어 장치(7)를 포함하며,
    상기 제어 장치가 금속(4)의 상태 파라미터 및/또는 상의 상태에 영향을 미치는 작업 파라미터(S)를 고려하여 금속 가공 라인(1)의 하나 이상의 특정 위치(15)와 관련하여 금속(4)의 하나 이상의 야금학적 상의 비율을 계속적으로 결정 하도록 디자인된 계산 유닛(8), 선택적일 수 있으며 상기 금속 가공 라인의 작업을 적어도 부분적으로 수동 제어하기 위한 입력 장치(9), 및 상기 금속 가공 라인(1)의 특정 위치(15)에 대한 하나 이상의 상의 비율을 디스플레이(20)하도록 디자인된 디스플레이 장치(10)를 포함하는,
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속 가공 라인(1)으로 공급되는 금속(4) 및 상기 금속의 상태를 나타내는 일차적인 데이터(P) 및/또는 상기 금속의 포인트들의 변위 모니터링(28)을 고려하여, 금속의 여러 포인트에서 금속(4)의 상 상태를 결정하기 위한 모델(13)을 상기 계산 유닛(8)이 포함함으로써 상기 비율이 결정되는,
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상태 파라미터를 기록하기 위한 하나 이상의 측정 장치, 특히 고온계(11)를 포함하는
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 가공 라인이 금속(4)의 온도에 영향을 미치는 액츄에이터(6)를 포함하는 냉각 섹션(2)인
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 고온계(11)가 상기 냉각 섹션(2)의 도입부 및 종료부 모두에 제공되며, 상기 고온계(11)들로부터의 측정된 값(T)을 상태 파라미터로 고려하도록 상기 계산 유닛(8)이 디자인되는
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치(10)가 상기 비율을 곡선 및/또는 파이형 도표(20a) 및/또는 수치 형태(20c) 및/또는 막대 그래프(20b) 및/또는 컬러 도표(20d) 형태로 디스플레이하도록 디자인되는
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 디자인된
    금속을 핸들링하기 위한 금속 가공 라인.
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