KR20100060252A - 가속냉각 제어장치 - Google Patents

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KR20100060252A
KR20100060252A KR1020080118781A KR20080118781A KR20100060252A KR 20100060252 A KR20100060252 A KR 20100060252A KR 1020080118781 A KR1020080118781 A KR 1020080118781A KR 20080118781 A KR20080118781 A KR 20080118781A KR 20100060252 A KR20100060252 A KR 20100060252A
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황성두
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Abstract

본 발명은 가속냉각 제어장치에 관한 것으로, 사상압연 후 해당 강판의 기울어짐을 측정하고, 기울어진 강판의 위치를 보정하여 가속냉각장치의 테이블로 이송할 수 있도록 한 것이다.
더하여, 기울어진 강판의 기울어짐을 보정함과 동시에 가속냉각장치의 테이블로 이송하는 과정에서, 강판의 폭에 대응하여 냉각을 위한 주수량 및 주수폭을 자동으로 제어할 수 있도록 한 것이다.
따라서, 가속냉각 시 강판의 기울어짐 및 폭에 대응하여, 강판의 냉각을 균일하게 할 수 있음은 물론, 냉각수의 낭비를 미연에 방지하고, 제품의 품질을 보장할 수 있는 강판의 제조가 원활히 이루어짐에 따라, 제품의 생산성 및 경쟁력을 제품의 경쟁력을 향상시키는 효과가 있는 것이다.
Figure P1020080118781
사상압연, 가속냉각, 강판, 주수량, 기울어짐

Description

가속냉각 제어장치{Accelerated cooling control apparatus}
본 발명은 가속냉각 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강판을 제조함에 있어 사상압연 후 해당 강판의 기울어짐을 측정하고, 기울어진 강판의 위치를 보정하여 가속냉각장치의 테이블로 이송하며, 강판의 폭에 대응하여 냉각을 위한 주수량 및 주수폭을 자동으로 제어함으로써, 강판의 냉각을 균일하게 할 수 있음은 물론, 냉각수의 낭비를 방지하고, 제품의 품질을 보장할 수 있는 강판의 제조가 원활히 이루어짐에 따라, 제품의 생산성 및 경쟁력을 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 것이다.
일반적인 철강제조공정을 살펴보면, 첫째, 철광석과 소결광(소결 공장에서 분광석을 사전 처리하여 만듬; 소결 공정) 및 코크스(코크스 공장에서 건류함; 코크스 제조 공정)를 용광로에 장입한 다음, 열을 가하여 철광석을 녹여서 용선(熔銑)을 만드는 제선공정, 둘째, 고로에서 토페도카(Torpedo Ladle Car)로 이송된 용선, 고철 및 부원료를 전로에 장입한 후, 산소를 불어 넣어 용선중의 불순물을 제거시키고 필요한 성분을 첨가시켜 원하는 성분과 적정 온도의 용강을 만드는 제강공정, 셋째, 제강 공정에서 생산된 용강을 주형(Mold)에 주입하고 연속적으로 인발 하여 냉각시켜 직접 소정의 반제품 슬래브(Slab), 블롬(Bloom), 빌릿(Billet)을 제조하는 연속주조공정, 넷째, 연속주조에서 생산된 반제품을 열연, 후판, 선재, 형강, 봉강 공장으로 이송시켜 재 가열한 후, 각각의 열연 압연기에서 소정의 형상 및 치수를 갖는 제품을 생산하는 공정 즉, 반제품을 가열하여 두 개의 롤(Roll)사이에 밀어 넣고 압착시켜 여러 가지 형태의 강재를 만드는 압연공정 등으로 구분된다.
특히, 압연공정은 가열로에서 원하는 두께로 압연한 후, 런-아웃 테이블에서 각 규격의 재질에 맞는 냉각 온도까지 신속하게 냉각하여 권치하게 된다. 이러한 과정에서 사상압연기 후면에서의 스트립온도와 권치 전면에서의 스트립온도는 강재의 재질을 결정하는 매우 중요한 인자이다.
따라서, 이러한 스트립온도를 제어하는 것이 필요하며, 효과적인 제어를 위하여 가속냉각장치를 사상압연기 이후에 설치하게 된다.
그러나, 파일럿(Pilot)압연을 포함한 대형 폭을 가진 열연 및 후판 압연에서, 좁은 폭의 스트립(Strip) 강판의 압연과정에서, 기울어짐이 발생하면 가속냉각장치에 의한 냉각 시, 강판의 냉각이 불균일하게 된다.
이러한 경우, 냉각되는 강판에 휨 등이 발생하여 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 일정한 주수량에 의해 강판을 가속냉각하게 되므로, 강판의 폭 등에 적절히 대응하지 못하게 되므로, 원하는 제품의 제조가 이루어지지 못하고 제품에 대한 생산성이 저하된다.
더하여, 다양한 강판 중 가장 큰 폭을 갖는 강판으로 설정하여 냉각수를 주수하는 경우, 폭이 작은 강판을 냉각하는 과정에서 냉각수의 낭비가 커지게 되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 사상압연 후 해당 강판의 기울어짐을 측정하고, 기울어진 강판의 위치를 보정하여 가속냉각장치의 테이블로 이송할 수 있는 가속냉각 제어장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기울어진 강판의 기울어짐을 보정함과 동시에 가속냉각장치의 테이블로 이송하는 과정에서, 강판의 폭에 대응하여 냉각을 위한 주수량 및 주수폭을 제어할 수 있는 가속냉각 제어장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 가속냉각 제어장치는, 유입되는 강판의 형상을 측정하는 형상측정수단과, 형상측정수단에서 측정된 강판의 형상을 분석하여 해당 강판의 기울기를 산출하고, 산출된 기울기에 대응하는 기울기보정신호를 출력하는 냉각제어수단과, 냉각제어수단에서 출력된 보정제어신호에 대응하여 유입되는 강판의 일측모서리에 대응하도록 이동하는 제1 가이드수단 및 냉각제어수단에서 출력된 보정제어신호에 대응하여 유입되는 강판의 다른 일측모서리에 대응하도록 이동하는 제2 가이드수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 냉각제어수단은, 형상측정수단에서 측정된 형상을 분석하여 해당 강판의 폭을 산출하고, 산출된 폭에 대응하는 폭보정신호를 출력하며, 냉각제어수단에서 출력된 폭보정신호에 대응하여 유입되는 강판의 폭에 대응하도록 냉각수를 분사하는 냉각수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 제1 및 제2 가이드수단은, 유입되는 강판의 반대측으로 기울어지도록 형성된 유입부와, 유입된 강판의 이동방향을 유도하는 가이드부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 냉각수단은, 유입되는 강판으로 냉각수를 분사하는 노즐을 적어도 하나 구성하고, 유입되는 강판의 폭에 대응하여 적어도 하나의 노즐을 개방하여 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
더하여, 냉각제어수단은, 형상측정수단에 의해 측정된 강판이 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 어느 하나에 유입되는 이송시간에 대응하여, 해당 강판의 기울어짐에 대응하도록 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 적어도 하나의 동작을 제어하고, 강판의 이송시간이 초과하여 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 어느 하나에 유입되면, 해당 강판의 폭에 대응하도록 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 사상압연 후 해당 강판의 기울어짐을 측정하고, 기울어진 강판의 위치를 보정하여 가속냉각장치의 테이블로 이송함은 물론, 이송하는 과정에서 강판의 폭에 대응하여 냉각을 위한 주수량 및 주수폭을 자동으로 제어함으로써, 냉각수의 방지를 미연에 방지하고 균일화된 제품의 연속적인 생산이 가능하게 된다.
다시 말해, 사상압연 후 해당 강판의 기울어짐 및 강판의 폭에 상관없이, 균일한 가속냉각이 가능함으로써, 동일한 품질의 강판 제조가 가능해지는 것이다.
따라서, 품질을 보장할 수 있는 강판의 제조가 원활히 이루어짐에 따라, 제품의 생산성 및 경쟁력을 제품의 경쟁력을 향상시키는 효과가 있는 것이다.
본 발명에 따른 가속냉각 제어장치에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 가속냉각 제어장치의 실시 예를 나타낸 구성도로서, 형상측정수단(10), 냉각제어수단(20), 제1 가이드수단(30), 제2 가이드수단(30') 및 냉각수단(40)을 포함하여 구성된다.
상기 형상측정수단(10)은 유입되는 강판(A)의 형상을 측정하기 위한 것으로, 초음파탐상기, 디지털카메라 등으로 구성되며, 바람직하게는 유입되는 강판(A)의 모서리부분의 형상을 측정한다.
강판(A)의 모서리부분의 형상을 측정하여 분석하면, 해당 강판(A)의 기울기와 폭 및 길이 등의 형상정보를 얻을 수 있으며, 초음파탐상기의 경우 입출력되는 초음파신호를 분석하여 강판(A)의 형상정보를 추출하며, 디지털카메라의 경우 촬영된 영상정보를 영상인식처리하여 형상정보를 추출한다.
상기와 같은 형상측정수단(10)은 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
냉각제어수단(20)은 형상측정수단(10)에서 측정된 강판(A)의 형상을 분석하고, 해당 강판(A)의 기울기와 폭 등의 정보를 추출하기 위한 것으로, 마이크로프로 세서 등으로 구성할 수 있으며, 구성 및 내부에 탑재되는 알고리즘에 대해서는 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
또한, 냉각제어수단(20)은 상기한 형상측정수단(10)과 하기하는 제1 가이드수단(30), 제2 가이드수단(30') 및 냉각수단(40)과 유무선통신이 가능하도록 전기적으로 연결된다.
제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30')은 냉각제어수단(20)에서 분석 및 추출된 강판(A)의 기울기에 대응하여, (강판에 대하여) 좌우로 이동가능하도록 설치되는 것으로, 각각 유입부(31)(31') 및 가이드부(32)(32')로 구성된다.
유입부(31)(31')는 도 1에 나타난 바와 같이 유입되는 강판(A)의 반대측(도면에서는 외부 방향)으로 기울어지도록 형성되며, 기울어짐 정도 및 형상은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
가이드부(32)(32')는 유입된 강판(A)의 이동방향을 유도하는 것으로, 강판(A)의 앞부분이 유입부(31)(31')를 통과하면, 해당 강판(A)의 양측면이 각각 가이드부(32)(32')에 가이드되어 이동되도록 판형으로 구성된다.
한편, 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30')은 가이드부(32)(32')가 냉각제어수단(20)에 의해 전기적으로 제어되어 좌우로 이동하도록 구성됨이 바람직하나, 가이드부(32)(32')를 이동시키는 구성은 당업자의 요구에 따라 다양한 것을 적용할 수 있다.
예를 들어, 가이드부(32)(32')와 프레임(미부호) 사이에 탄성부재를 구성하고, 냉각제어수단(20)의 제어를 필요로 하지 않으면서도 강판(A)의 기울기 보정 및 이동방향을 유도하도록 할 수도 있다.
냉각수단(40)은 강판(A)에 냉각수를 분사하기 위한 것으로, 냉각수가 분사되는 적어도 하나의 노즐(41)이 강판(A)측(도면에서는 하부방향)으로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30')의 동작에 대한 실시 예를 살펴보면, 도 2a 내지 도 2c에 나타난 바와 같다.
먼저, 도 2a에 나타난 바와 같이 강판(A)이 이송되어 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 측으로 유입되면, 냉각제어수단(20)은 형상측정수단(10)에 의해 측정된 정보에 기초하여 해당 강판(A)의 기울기를 산출하고, 산출결과에 대응하여 기울기보정신호를 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 중 적어도 하나에 전송한다.
제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 중 적어도 하나가 기울기보정신호를 수신하면, 해당 강판(A)의 기울기에 대응하여 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 중 적어도 하나가 이동하게 된다.
도 2b에는 유입되는 강판(A)이 중앙으로부터 제2 가이드수단(30')으로 기울어져 유입되는 것을 나타내었기 때문에, 제1 가이드수단(30)이 고정된 상태에서 제2 가이드수단(30')가 이동되는 것으로 설명하였으나, 해당 강판(A)의 기울기 방향 및 유입위치 등에 따라 제1 가이드수단(30)만이 이동하거나 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30')이 동시에 이동할 수도 있다.
상기와 같이 제2 가이드수단(30')이 이동된 상태에서, 강판(A)의 앞부분이 제2 가이드수단(30')의 이동의 가이드부(32')까지 유입되면, 제2 가이드수단(30') 이 해당 강판(A) 측으로 이동하면서, 도 3c에 나타난 바와 같이 강판(A)의 이동을 유도하게 된다.
이때, 제1 가이드수단(30)과 제2 가이드수단(30')의 이격거리는 강판(A)의 폭보다 조금 더 길도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 유입되는 강판(A)의 기울기를 자동으로 보정하도록 함으로써, 냉각수단(40)으로부터 분사되는 냉각수가 강판(A)에 균일하게 분사되도록 할 수 있다.
한편, 유입되는 강판(A)은 제조목적에 따라 서로 다른 폭을 갖게 되며, 하기에서는 이러한 경우에 냉각수를 강판(A)에 균일하게 분사하는 것에 대하여 살펴보기로 한다.
우선, 냉각수단(40)에 구성된 적어도 하나의 노즐(41)을 개별적으로 개폐동작을 제어할 수 있도록 구성하며, 이러한 노즐(41)의 세부구성은 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 물론이다.
형상측정수단(10)에 의해 측정된 정보가 냉각제어수단(20)으로 전송되면, 냉각제어수단(20)은 전송된 측정정보를 분석하여 해당 강판(A)의 폭을 산출한다.
상기와 같이 강판(A)의 폭이 산출되면, 냉각수단(40)의 노즐(41) 중 이미 개방된 노즐(41)과 산출된 강판(A)의 폭을 비교하고, 그 비교결과에 대응하여 폭보정신호를 냉각수단(40)으로 전송한다.
냉각수단(40)은 전송된 폭보정정보에 대응하여, 적어도 하나의 노즐(41)에 대한 개폐동작을 제어하여 강판(A)의 폭에 대응하여 냉각수가 분사되도록 한다.
보다 바람직하게, 폭보정신호는 강판(A)의 폭과 더불어 상기한 제1 가이드수 단(30)과 제2 가이드수단(30')의 위치 및 이격거리 등의 정보를 포함하며, 냉각수단(40)은 제1 가이드수단(30)과 제2 가이드수단(30')의 위치 및 이격거리에 기초하여, 제1 가이드수단(30)과 제2 가이드수단(30') 사이로 냉각수가 분사되도록 적어도 하나의 노즐(41)에 대한 개폐동작을 제어한다.
한편, 유입되는 강판(A)의 기울기를 보정하는 제1 가이드수단(30)과 제2 가이드수단(30')의 동작은 적절한 시간적 순서에 의해 동작됨이 바람직하다.
이를 위하여, 제1 가이드수단(30)과 제2 가이드수단(30')의 앞부분(도면에서는 좌측)에 강판(A)의 유입을 감지하는 감지수단(도시하지 않음)을 구성하고, 감지수단에 의해 강판(A)의 유입이 감지되면, 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있으나, 이러한 경우 별도의 감지수단을 필요로 하게 된다.
따라서 냉각제어수단(20)은, 형상측정수단(10)에 의해 유입되는 강판(A)의 형상이 측정된 시점부터 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30')에 유입되는 시점까지를 강판(A)의 이송시간으로 설정하고, 이송시간에 대응하여 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 이송시간을 초과하게 되면, 해당 강판(A)이 도 2c와 같이 가이드부(32)(32')로 이동된 것으로 판단하고, 설명한 바와 같이 측정된 강판(A)의 폭에 대응하여 제1 가이드수단(30) 및 제2 가이드수단(30') 중 적어도 하나의 동작을 제어한다.
따라서, 유입되는 강판(A)의 폭에 대응하여 냉각수를 효율적으로 분사하도록 냉각수의 주수량 및 주수폭을 자동으로 제어함으로써, 냉각수의 과도한 낭비를 미연에 방지할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명에 의한 가속냉각 제어장치에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 가속냉각 제어장치의 실시 예를 나타낸 구성도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 가속냉각 제어장치가 강판의 기울기를 보정하는 방법을 순차적으로 나타낸 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 형상측정수단 20 : 냉각제어수단
30, 30' : 제 1 및 제2 가이드수단 31, 31' : 유입부
32, 32' : 가이드부 40 : 냉각수단
41 : 노즐

Claims (5)

  1. 유입되는 강판의 형상을 측정하는 형상측정수단과,
    상기 형상측정수단에서 측정된 강판의 형상을 분석하여 해당 강판의 기울기를 산출하고, 산출된 기울기에 대응하는 기울기보정신호를 출력하는 냉각제어수단과,
    상기 냉각제어수단에서 출력된 보정제어신호에 대응하여 유입되는 강판의 일측모서리에 대응하도록 이동하는 제1 가이드수단 및
    상기 냉각제어수단에서 출력된 보정제어신호에 대응하여 유입되는 강판의 다른 일측모서리에 대응하도록 이동하는 제2 가이드수단을 포함하는 가속냉각 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각제어수단은, 상기 형상측정수단에서 측정된 형상을 분석하여 해당 강판의 폭을 산출하고, 산출된 폭에 대응하는 폭보정신호를 출력하며,
    상기 냉각제어수단에서 출력된 폭보정신호에 대응하여 유입되는 강판의 폭에 대응하도록 냉각수를 분사하는 냉각수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속냉각 제어장치
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가이드수단은,
    유입되는 강판의 반대측으로 기울어지도록 형성된 유입부와,
    유입된 강판의 이동방향을 유도하는 가이드부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가속냉각 제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 냉각수단은,
    유입되는 강판으로 냉각수를 분사하는 노즐을 적어도 하나 구성하고,
    유입되는 강판의 폭에 대응하여 상기 적어도 하나의 노즐을 개방하여 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 가속냉각 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각제어수단은,
    상기 형상측정수단에 의해 측정된 강판이 상기 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 어느 하나에 유입되는 이송시간에 대응하여, 해당 강판의 기울어짐에 대응하도록 상기 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 적어도 하나의 동작을 제어하고,
    강판의 이송시간이 초과하여 상기 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 어느 하나에 유입되면, 해당 강판의 폭에 대응하도록 상기 제1 가이드수단 및 제2 가이드수단 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 가속냉각 제어장 치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102652963A (zh) * 2012-05-09 2012-09-05 东北大学 一种中厚板轧后超快冷过程温度场的耦合控制方法
KR101290427B1 (ko) * 2011-05-30 2013-07-26 현대제철 주식회사 잔류 응력 제거를 위한 가속 냉각 장치 및 가속 냉각 방법
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