KR20100117964A - 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어하는 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치는 유입되는 열연강판에 냉각수를 분사하여 냉각하도록 배치된 냉각수단의 입측으로 진입하는 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정수단; 및 측정수단에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 열연강판의 균일 냉각을 위한 가속냉각 패턴을 결정하고, 그 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 구동시켜 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하는 가속냉각 제어수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020090036711
열연강판, 가속냉각, 냉각수

Description

열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법{ACCELERATED COOLING CONTROL APPARATUS FOR HOT ROLLED STEEL SHEETS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어하는 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 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 압연기에서 원하는 두께로 압연한 후, 롤러 테이블을 통해 이송되면서 각 규격의 재질에 맞는 냉각 온도까지 신속하게 냉각하게 된다. 이러한 열연강판은 강재의 재질을 결정하기 위하여 온도를 제어하는 것이 필요하며, 효과적인 제어를 위하여 가속냉각장치를 압연기 이후에 설치하게 된다.
그러나, 압연 후 열연강판은 압연 조건 및 폭에 따라 롤러 테이블에 의해서 이송시 기울어짐이 발생하여 가속냉각장치에 의한 냉각 시, 열연강판의 냉각이 불균일하게 된다. 이러한 경우, 냉각되는 열연강판에 휨 등이 발생하여 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 일정한 냉각수량에 의해 열연강판을 가속냉각하게 되므로, 열연강판의 폭 등에 적절히 대응하지 못하게 되므로, 원하는 제품의 제조가 이루어지지 못하고 제품에 대한 생산성이 저하된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 열연강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어하는 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기울어진 열연강판의 폭에 대응하여 냉각을 위 한 주수량 및 주수폭을 제어할 수 있는 열연강판의 가속냉각 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치는 유입되는 열연강판에 냉각수를 분사하여 냉각하도록 배치된 냉각수단의 입측으로 진입하는 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정수단; 및 측정수단에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 열연강판의 균일 냉각을 위한 가속냉각 패턴을 결정하고, 그 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 구동시켜 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하는 가속냉각 제어수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 측정수단에서 측정된 열연강판의 진입정보는 해당 열연강판의 진입각도, 폭 및 진입위치 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 가속냉각 제어수단은, 진입정보에 대응하여 냉각수단의 냉각수 분사각도, 냉각수 분사폭, 냉각수 분사량 중 적어도 하나 이상을 산출하고, 그에 따라 가속냉각 패턴을 설정하는 가속냉각 패턴 설정부를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 가속냉각 제어수단은, 열연강판의 진입정보 별로 갱신되는 가속냉각 패턴을 저장하는 가속냉각 패턴 저장부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또, 가속냉각 제어수단은, 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 구동시키는 구동부를 매개로 냉각수단의 냉각수 분사각도를 가감하도록 제어하는 가속냉각 제어부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또, 가속냉각 제어부는, 열연강판의 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 가속냉각 패턴 저장부에서 검색하고, 검색된 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 제어하는 것이 바람직하다.
또, 냉각수단은, 유입되는 열연강판으로 냉각수를 분사하는 노즐을 적어도 하나 이상 포함하고, 가속냉각 제어부는, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 적어도 하나 이상의 노즐을 개폐 제어하는 것이 바람직하다.
또, 가속냉각 제어부는, 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것이 바람직하다.
또, 구동부는, 냉각수단의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 회동축에 구동력을 전달하여 냉각수단을 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고, 가속냉각 제어부는, 열연강판의 진입각도에 대응하여 구동부를 매개로 냉각수단를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또, 냉각수단은, 열연강판의 유입방향의 상측에 수직으로 배치되고 열연강판의 폭에 대응하여 노즐들이 길이방향으로 소정간격 설치된 좌우 및 중심 헤더를 포함하고, 가속냉각 제어부는, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 좌우 테두리의 노즐을 개폐 제어하는 것이 바람직하다.
또, 가속냉각 제어부는, 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 냉각수 단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것이 바람직하다.
또, 구동부는, 좌우 헤더의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 회동축에 구동력을 전달하여 좌우 헤더를 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고, 가속냉각 제어부는, 열연강판의 진입각도에 대응하여 구동부를 매개로 냉각수단의 좌우헤더를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 가속냉각 제어방법은 유입되는 열연강판에 냉각수를 분사하여 냉각하도록 배치된 냉각수단의 입측으로 진입하는 열연강판의 진입정보를 측정하는 제1 단계; 및 제1 단계에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 열연강판의 균일 냉각을 위한 가속냉각 패턴을 결정하고, 그 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 구동시켜 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하는 제2 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 제1 단계에서 측정된 열연강판의 진입정보는 해당 열연강판의 진입각도, 폭 및 진입위치 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 제2 단계는, 진입정보에 대응하여 냉각수단의 냉각수 분사각도, 냉각수 분사폭, 냉각수 분사량 중 적어도 하나 이상을 산출하고, 그에 따라 가속냉각 패턴을 설정하는 제2-1 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제2 단계는, 열연강판의 진입정보 별로 갱신되는 가속냉각 패턴을 저장하는 제2-2 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제2 단계는, 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 구동시키는 구동부를 매 개로 냉각수단의 냉각수 분사각도를 가감하도록 제어하는 제2-3 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또, 제2-2 단계는, 열연강판의 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 검색하고, 검색된 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단을 제어하는 것이 바람직하다.
또, 냉각수단은, 유입되는 열연강판으로 냉각수를 분사하는 노즐을 적어도 하나 이상 포함하고, 제2-2 단계는, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 적어도 하나 이상의 노즐을 개폐 제어하는 것이 바람직하다.
또, 제2-2 단계는, 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것이 바람직하다.
또, 구동부는, 냉각수단의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 회동축에 구동력을 전달하여 냉각수단을 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고, 제2-2 단계는, 열연강판의 진입각도에 대응하여 구동부를 매개로 냉각수단를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또, 냉각수단은, 열연강판의 유입방향의 상측에 수직으로 배치되고 열연강판의 폭에 대응하여 노즐들이 길이방향으로 소정간격 설치된 좌우 및 중심 헤더를 포함하고, 제2-2 단계는, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 좌우 테두리의 노즐을 개폐 제어하는 것이 바람직하다.
또, 제2-2 단계는, 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것이 바람직하다.
또, 구동부는, 좌우 헤더의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동추과, 회동축에 구동력을 전달하여 좌우 헤더를 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고, 제2-2 단계는, 열연강판의 진입각도에 대응하여 구동부를 매개로 냉각수단의 좌우헤더를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 열연강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어함으로써 열연강판의 진입 각도 및 폭에 따른 불균일 냉각을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.
또한, 기울어진 열연강판의 폭에 대응하여 냉각을 위한 주수량 및 주수폭을 제어함으로써 열연강판의 기울어짐 및 폭에 상관없이, 균일한 가속냉각이 가능함으로써 우수한 품질의 압연제품 제조가 가능해지는 것이다.
다시 말해서, 압연된 열연 강판의 기울어짐 및 폭에 따라 가속냉각을 제어함으로써 열연강판의 불균일 냉각, 특히 열연강판의 엣지부에 대한 과도하 냉각을 방지하여 열연강판의 품질을 향상시키는 탁월한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여 기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉각수단 구동 제어 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수단을 정면에서 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수단 구동 제어 예를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치는 측정수단(10), 가속냉각 제어수단(100)을 포함하여 구성된다.
측정수단(10)은 유입되는 열연강판(A)의 진입정보를 측정하기 위한 것으로, 초음파탐상기, 디지털카메라 등을 채용할 수 있다. 즉, 측정수단(10)은 냉각수단(40)의 입측에 배치되고, 압연기(미도시)에서 압연된 후 롤러테이블(2) 등에 의해서 냉각수단(40) 쪽으로 유입되는 열연강판(A)을 측정하여 해당 열연강판(A)의 진입정보를 측정하게 된다.
여기서, 진입정보는 열연강판(A)의 진입각도, 폭 또는 진입위치 중 적어도 하나 이상을 포함하게 된다. 즉, 압연기에서 압연된 후 롤러테이블(2)에 의해서 이송되는 열연강판(A)은 롤러테이블(2)과 수직으로 배설된 냉각수단(40)으로 진입하게 된다. 측정수단(10)은 냉각수단(40)의 입측으로 진입하는 열연강판(A)의 형상을 측정하여 롤러테이블(2)의 중심(C)을 기준으로 기울어진 정도, 폭 및 열연강판의 진입위치 등을 산출하게 된다. 예컨대, 측정수단(10)은 롤러테이블의 중심(C)을 기준으로 설정된 기준위치의 열연강판(A)과 측정수단(10)에서 측정된 열연강판(A') 사이의 기울어진 각도(α)를 이용해서 해당 열연강판(A')의 진입각도, 폭 또는 진입위치 등을 측정하게 된다.
바람직하게는 측정수단(10)은 유입되는 열연강판(A)의 모서리부분의 형상을 측정한다. 예컨대, 열연강판(A)의 모서리부분의 형상을 측정하여 분석하면, 해당 열연강판(A')의 기울기, 폭 및 진입 위치 등의 정보를 얻을 수 있으며, 초음파탐상기의 경우 입출력되는 초음파신호를 분석하여 열연강판(A)의 진입정보를 추출하며, 디지털카메라의 경우 촬영된 영상정보를 영상인식처리하여 진입정보를 추출한다.
상기와 같은 측정수단(10)은 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
가속냉각 제어수단(100)은 측정수단(10)에서 측정된 열연강판(A)의 진입정보를 분석하고, 해당 열연강판(A)의 진입각도, 폭 진입위치 등을 포함하는 진입정보를 기준으로 가속냉각 패턴을 산출한다. 가속냉각 제어수단(100)은 산출된 가속냉각 패턴에 따라 냉각수단(40)을 구동부(50)를 매개로 제어하여 냉각수단(40) 측으 로 진입하는 열연강판(A')을 균일하게 냉각하도록 하게 된다. 이러한 가속냉각 제어수단(100)은 마이크로프로세서 등을 채용할 수 있으며, 구성 및 내부에 탑재되는 알고리즘에 대해서는 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
또한, 가속냉각 제어수단(100)은 상기한 측정수단(10)과 냉각수단(40)을 회동 구동하는 구동부(50) 및 냉각수단(40)과 유무선통신이 가능하도록 전기적으로 연결된다.
냉각수단(40)은 압연된 후 롤러테이블(2)에 의해서 이송되는 열연강판에 냉각수를 분사하여 냉각하도록 구성된다. 냉각수단(40)은 열연강판의 종류 및 온도에 따라 가속냉각 제어수단(100)에 의해서 제어되어 해당 열연강판을 균일 냉각하도록 냉각수 분사 각도 및 냉각수 분사 폭등이 가변되게 된다. 이러한 냉각수단(40)에 대한 구성은 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
즉, 냉각수단(40)은 유입되는 열연강판(A')으로 냉각수를 분사하는 노즐(45)을 적어도 하나 이상 구성하고, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 상기 적어도 하나 이상의 노즐(45)을 개방하여 냉각수를 분사하게 된다.
바람직하게는 냉각수단(40)은 압연된 열연강판을 이송하는 롤러테이블(2)의 상측에 수직하게 배치되고, 냉각수단(40) 쪽으로 진입하는 열연강판(A')의 폭에 대응하여 노즐(45)들이 길이방향으로 소정간격 설치되고, 고압의 냉각수 공급관(미도시)이 연결된 헤더(44)와, 헤더(44)의 상측부에 연계되어 회동 가능하도록 구성된 구동부(50)로 구성된다.
여기서, 구동부(50)는 냉각수단(40)의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축(54), 상기 회동축(54)에 구동력을 전달하여 상기 냉각수단(40)을 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 모터(52)를 포함하여 구성할 수 있다.
다시 말하면, 구동부(50)는 상술한 가속냉각 제어수단(100)의 제어신호에 따라 구동 제어되고, 헤더(44)를 회동시켜 진입되는 열연강판에 분사되는 냉각수 각도를 가변하도록 구성된다. 즉, 구동부(50)는 헤더(44)의 상측 중심에 연결된 회동축(54)과, 회동축(54)을 회동시키도록 정/역회전시키는 모터(52) 등으로 구성되게 된다. 구동부(50)는 가속냉각 제어수단(100)의 제어신호에 따라 헤더(44)를 회동축(54)을 기준으로 소정 각도(a) 회동시켜 열연강판에 분사되는 냉각수 각도를 가변하게 된다. 이러한 냉각수단(40)의 기울어짐 정도 및 형상은 당업자의 요구에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
따라서, 가속냉각 제어수단(100)은 냉각수단(40)으로 진입하는 열연강판(A')이 롤러테이블(2) 진행 방향의 중심부(C)를 기준으로 소정 각도(a) 기울어져 있다면 그에 대응하여 구동부(50)를 매개로 헤더(44)가 회동되어 해당 열연강판(A')에 평행하게 냉각수를 분사함으로써 균일한 냉각을 가능하게 한다. 예컨대, 가속냉각 제어수단(100)은 롤러테이블의 중심(C)을 기준으로 설정된 기준위치의 열연강판(A)과 측정수단에서 측정된 열연강판(A') 사이의 기울어진 각도(α)에 대응하여 냉각수단(40)에 유입되는 열연강판(A')의 진입각도, 폭 또는 진입위치 등에 대응하여 냉각수단을 위치 제어하여 열연강판의 수평방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 하게 된다.
또한, 냉각수단(40)은 헤더(44)에 설치된 노즐(45)들 각각에는 냉각수 분사를 개폐하도록 전자 밸브(미도시)로 구성된다. 그래서, 가속냉각 제어수단(100)은 제어신호를 해당 노즐(45)의 밸브로 출력하여 냉각수 분사폭을 가변되게 된다. 즉, 가속냉각 제어수단(100)은 진입되는 열연강판(A')의 폭 및 진입위치에 대응하여 냉각수 분사폭 및 분사위치를 제어하게 된다. 이러한 노즐(45)에 대한 구성은 당업계에 종사하는 자라면 공지된 기술로부터 용이하게 이해될 수 있으며, 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 가속냉각 제어수단(100)은 가속냉각 패턴 설정부(120), 가속냉각 제어부(130), 가속냉각 패턴 저장부(110)를 포함하여 구성된다.
가속냉각 패턴 설정부(120)는 측정수단(10)에서 측정된 열연강판(A)의 진입정보를 분석하여 해당 열연강판의 진입각도, 폭, 진입위치 등을 산출하고, 산출된 정보에 대응하여 가속냉각 패턴을 설정하게 된다.
즉, 가속냉각 패턴 설정부(120)는 측정수단(10)에서 측정된 열연강판의 진입각도, 폭, 위치에 대응하여 냉각수단(40)을 통해 해당 열연강판에 냉각수를 분사하기 위한 가속냉각 패턴을 설정한다.
또한, 가속냉각 패턴은 열연강판의 기울기에 대응하여 분사될 냉각수의 분사각도, 열연강판의 폭에 대응되는 냉각수 분사폭, 열연강판의 진입위치에 따라 열연 강판의 중심위치로부터 양측 에지까지 분사될 냉각수량 중 적어도 하나 이상을 포함하여 설정되게 된다. 물론, 가속냉각 패턴은 열연강판의 규격에 따라 통상적으로 산정되는 냉각수 주수량, 주수폭 등을 기본 정보로 포함하게 된다.
또, 가속냉각 패턴은 열연강판의 중심부 보다는 열연강판의 에지부분에 분사되는 냉각수량을 일정비율(예컨대, 중심부의 냉각수량의 40% 이하 등) 작게 설정하여 균일한 냉각이 이루어지도록 하게 된다.
가속냉각 제어부(130)는 가속냉각 패턴 설정부(120)로부터의 가속냉각 패턴에 대응하여 냉각수단(40)을 구동시키는 구동부(50)를 매개로 냉각수단(40)의 냉각수 분사 각도를 가감하도록 제어하게 된다. 또한 가속냉각 제어부(130)는 상술한 바와 같이 냉각수단(40)의 노즐(45)에 구성된 전자 밸브(미도시)를 열연강판의 폭에 대응하여 개폐하여 냉각수 분사폭을 가감하게 된다.
가속냉각 패턴 저장부(110)는 가속냉각 패턴을 저장하되, 가속냉각 패턴 설정부(120)에 의해서 열연강판의 진입정보 별로 갱신되어 저장하게 된다. 즉, 가속냉각 패턴 설정부(120)는 열연강판의 진입정보에 따라 산출된 가속냉각 패턴을 지속적으로 업데이트함으로써 정확성을 배가하게 된다.
또한, 가속냉각 제어수단(100)은 측정수단(10)에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응되는 가속냉각 패턴 저장부(110)의 가속냉각 패턴을 검색하여 매칭되는 가속냉각 패턴에 따라 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하도록 하는 것이 바람직하다. 이를 가속냉각의 제어시간을 단축할 수 있도록 하게 된다.
한편, 가속냉각 제어수단(100)은 측정수단(10)에 의해 측정된 열연강판의 진 입정보를 근거로 해당 열연강판의 양측 테두리 위치를 산출하고, 산출된 양측 테두리 위치에 분사되는 냉각수량을 폭중심 보다 감소시켜 균일한 열연강판의 가속냉각을 제어할 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 냉각수단(40)의 냉각수 분사 노즐이 구성된 헤더가 두 개 이상 구성된다. 즉, 냉각수단(40)은 중심헤더(44)와 좌우 헤더(42, 46)로 분할되고, 좌우 헤더(42, 46)가 각 구동부(50a, 50b)에 의해서 독립적으로 회동되도록 구성된다. 본 발명의 다른 실시예에 대한 다른 구성은 상술한 실시예와 동일한 것으로 한다.
여기서, 좌우 헤더(42, 46)는 가속냉각 제어수단(100)의 제어신호에 따라 각 구동부(50a, 50b)에 의해서 개별적으로 구동된다. 또, 중심헤더(44)는 고정식으로 구성하여 불필요한 구성 추가를 배제하도록 할 수 있다.
또, 가속냉각 제어부(130)는 도 5에 예시된 것처럼 측정수단(10)에서 측정된 열연강판의 진입각도, 폭에 대응하여 중심헤더(44)의 분사노즐(45), 좌우헤더(42, 44)의 분사노즐(43, 47)의 개폐를 가변함으로써 열연강판의 기울어짐에 대한 불균일 냉각을 보정에 의해서 기울어짐 및 에지 불균일 냉각을 제어하게 된다. 즉, 가속냉각 제어부(130)는, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 냉각수단(40)의 냉각수 분사폭을 가변하도록 좌우 헤더(42, 46)의 노즐(43, 47)을 개폐 제어하게 된다.
또한, 중심헤더(44)의 길이는 압연기에서 압연할 수 있는 열연강판의 최소폭(예컨대, 압연할 수 있는 최소폭)보다 ??게 구성하는 것이 바람직하다. 만약 열 연강판의 폭보다 크게 구성할 경우 최소폭에 관해서는 엣지부 과냉 조절이 어렵기 때문이다.
또, 가속냉각 제어부(130)는, 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하게 된다.
또한, 구동부(50a, 50b)는 좌우 헤더(42, 46)의 중심부와 각각 연결되어 회동력을 전달받는 회동축(54)과, 회동축(54)에 구동력을 전달하여 좌우 헤더(42, 46)를 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터(52)를 포함하여 구성된다.
그리고, 가속냉각 제어부(130)는, 도 5에 예시된 것처럼 열연강판의 진입각도에 대응하여 구동부(50a, 50b)를 매개로 냉각수단(40)의 좌우헤더(42, 46)를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하게 된다. 즉, 가속냉각 패턴 설정부(120)은 측정수단(10)에서 측정된 열연강판(A') 의 기울어진 각도(예컨대, 도 2에 예시된 롤러테이블(2)의 중심(C)을 기준으로 측정된 각도(α) 등)에 대응하여 냉각수단(40)에 유입되는 열연강판(A')의 진입각도, 폭 또는 진입위치 등에 대응하여 가속 냉각 패턴을 설정한다. 그러면, 가속냉각 제어부(130)은 가속냉각 패턴에 기초하여 도 6에 예시된 것처럼 좌우 헤더(42, 46) 중 적어도 하나를 회동하도록 해당 구동부(50a, 50b)에 제어신호를 전송하여 구동하게 된다. 이에 따라 냉각수단(40)으로 유입되는 열연강판의 기울기에 대응되어 수평방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 가속냉각 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 설명에 있어서, 설명에 있어서, 상술한 열연강판의 가속냉각 제어장치의 동작 흐름을 통해 설명하되, 상술한 도 1 내지 도 6와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 수행하는 것으로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 열연강판(A)이 이송되어 측정수단(10)이 배치된 하측으로 유입되면, 가속 냉각 패턴 설정부는 측정수단(10)에 의해 측정된 열연강판의 진입정보를 입력받는다(S10). 상술한 바와 같이, 압연기에서 압연된 후 롤러테이블(2)에 의해서 이송되는 열연강판은 롤러테이블(2)과 수직하게 배설된 냉각수단(40)으로 진입하게 된다. 측정수단(10)은 냉각수단(40)의 입측으로 진입하는 열연강판의 형상을 측정하여 롤러테이블(2)의 중심을 기준으로 기울어진 정도 및 폭 및 진입위치 등을 산출하게 된다.
다음, 가속냉각 제어부(130)는 측정수단(10)에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응되는 가속냉각 패턴 저장부(110)의 가속냉각 패턴을 검색한다(S20). 그리고 가속냉각 제어수단(100)은 검색결과 매칭되는 가속냉각 패턴에 따라 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하게 된다(S70). 이를 통해 가속냉각의 제어시간을 단 축할 수 있도록 하게 된다.
여기서, 상술한 바와 같이, 가속냉각 패턴 저장부(110)는 기설정된 가속냉각 패턴을 저장하는데, 가속냉각 패턴은 열연강판의 기울기에 대응하여 분사될 냉각수의 분사각도, 열연강판의 폭에 대응되는 냉각수 분사폭, 열연강판의 진입위치에 따라 열연강판의 중심위치로부터 양측 에지까지 분사될 냉각수량 중 적어도 하나 이상을 포함하여 설정되게 된다. 물론, 가속냉각 패턴은 열연강판의 규격에 따라 통상적으로 산정되는 냉각수 주수량, 주수폭 등을 기본 정보로 포함하게 된다. 또한, 열연강판의 중심부 보다는 열연강판의 에지부분에 분사되는 냉각수량을 일정비율(예컨대, 중심부의 냉각수량의 40% 등) 작게 설정하여 균일한 냉각이 이루어지도록 하게 된다.
한편, 가속냉각 제어부(130)는 측정수단(10)에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응되는 가속냉각 패턴이 가속냉각 패턴 저장부(110)에서 검색되지 않으면, 가속냉각 패턴 설정부(120)에서 설정된 가속냉각 패턴을 입력받는다(S40).
다음, 가속냉각 제어부(130)는 가속냉각 패턴 설정부(120)로부터의 가속냉각 패턴에 대응하여 냉각수단(40)을 구동시키는 구동부(50)를 매개로 냉각수단(40)의 냉각수 분사 각도를 가감하도록 제어하게 된다. 또한 가속냉각 제어부(130)는 상술한 바와 같이 냉각수단(40)의 노즐(45)에 구성된 전자밸브를 열연강판의 폭에 대응하여 개폐하여 냉각수 분사폭을 가감하게 된다.
마지막으로 가속냉각 패턴 저장부(110)에는 가속냉각 패턴 설정부(120)에 의 해서 열연강판의 진입정보 별로 갱신되어 저장하게 된다(S60). 즉, 가속냉각 패턴 설정부(120)는 열연강판의 진입정보에 따라 산출된 가속냉각 패턴을 지속적으로 업데이트함으로써 정확성을 배가하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 냉각수단(40)의 냉각 수 분사 노즐이 구성된 헤더가 중심헤더(44)와 좌우 헤더(42, 46)로 분할되고, 좌우 헤더(42, 46)가 각 구동부(50a, 50b)에 의해서 독립적으로 회동되도록 구성된다. 그에 따라 열연강판의 좌우 테두리에서 발생되는 과도한 냉각을 줄임으로써 균일한 냉각을 가능하게 한다. 즉, 가속냉각 제어부(130)는, 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 냉각수단(40)의 냉각수 분사폭을 가변하도록 좌우 헤더(42, 46)의 노즐(43, 47)을 개폐 제어하게 된다.
또, 가속냉각 제어부(130)는, 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 열연강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하게 된다.
또한 가속냉각 제어부(130)는 상술한 바와 같이 냉각수단(40)의 노즐(45)에 구성된 전자밸브를 열연강판의 폭에 대응하여 개폐하여 냉각수 분사폭을 가감하게 된다.
이처럼, 상술한 일실시예와 마찬가지로 가속냉각 제어부(130)는 가속냉각 패턴 설정부(120)로부터의 가속냉각 패턴에 대응하여 냉각수단(40)을 구동시키는 구동부(50)를 매개로 냉각수단(40)의 좌우 헤더(42, 46)의 냉각수 분사 각도를 가감 시키게 된다.
또한, 가속냉각 패턴 저장부(110)에는 가속냉각 패턴 설정부(120)에 의해서 열연강판의 진입정보 별로 갱신되어 저장하게 된다. 즉, 가속냉각 패턴 설정부(120)는 열연강판의 진입정보에 따라 산출된 가속냉각 패턴을 지속적으로 업데이트함으로써 정확성을 배가하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 열연강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어함으로써 열연강판의 진입 각도 및 폭에 따른 불균일 냉각을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.
또한, 기울어진 열연강판의 폭에 대응하여 냉각을 위한 주수량 및 주수폭을 제어함으로써 열연강판의 기울어짐 및 폭에 상관없이, 균일한 가속냉각이 가능함으로써 우수한 품질의 압연제품 제조가 가능해지는 것이다.
다시 말해서, 압연된 열연 강판의 기울어짐 및 폭에 따라 가속냉각을 제어함으로써 열연강판의 불균일 냉각, 특히 열연강판의 엣지부에 대한 과도하 냉각을 방지하여 열연강판의 품질을 향상시키는 탁월한 효과가 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 냉각수단 구동 제어 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수단을 정면에서 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수단 구동 제어 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 가속냉각 제어장치의 동작 흐름을 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2 : 롤러테이블 10 : 측정수단
40 : 냉각수단 44 : 헤더
45 : 노즐 50 : 구동부
52 : 모터 54 : 회동축
100 : 가속냉각 제어수단 110 : 가속냉각 패턴 저장부
120 : 가속냉각 패턴 설정부 130 : 가속냉각 제어부

Claims (22)

  1. 유입되는 열연강판에 냉각수를 분사하여 냉각하도록 배치된 냉각수단의 입측으로 진입하는 상기 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정수단; 및
    상기 측정수단에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 상기 열연강판의 균일 냉각을 위한 가속냉각 패턴을 결정하고, 그 가속냉각 패턴에 따라 상기 냉각수단을 구동시켜 상기 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하는 가속냉각 제어수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정수단에서 측정된 열연강판의 진입정보는 해당 열연강판의 진입각도, 폭 및 진입위치 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 가속냉각 제어수단은,
    상기 진입정보에 대응하여 상기 냉각수단의 냉각수 분사각도, 냉각수 분사폭, 냉각수 분사량 중 적어도 하나 이상을 산출하고, 그에 따라 가속냉각 패턴을 설정하는 가속냉각 패턴 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가속냉각 제어수단은,
    열연강판의 진입정보 별로 갱신되는 가속냉각 패턴을 저장하는 가속냉각 패턴 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 가속냉각 제어수단은,
    상기 가속냉각 패턴에 따라 상기 냉각수단을 구동시키는 구동부를 매개로 상기 냉각수단의 냉각수 분사각도를 가감하도록 제어하는 가속냉각 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 열연강판의 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 상기 가속냉각 패턴 저장부에서 검색하고, 검색된 가속냉각 패턴에 따라 상기 냉각수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수단은, 유입되는 열연강판으로 냉각수를 분사하는 노즐을 적어도 하나 이상 포함하고,
    상기 가속냉각 제어부는, 상기 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 상기 냉 각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 상기 적어도 하나 이상의 노즐을 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 상기 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 상기 열연강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 상기 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 냉각수단의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 상기 회동축에 구동력을 전달하여 상기 냉각수단을 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 열연강판의 진입각도에 대응하여 상기 구동부를 매개로 상기 냉각수단를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수단은,
    상기 열연강판의 유입방향의 상측에 수직으로 배치되고 상기 열연강판의 폭에 대응하여 노즐들이 길이방향으로 소정간격 설치된 좌우 및 중심 헤더를 포함하고,
    상기 가속냉각 제어부는, 상기 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 상기 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 상기 좌우 헤더의 노즐을 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 상기 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 상기 열연강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 상기 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 좌우 헤더의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 상기 회동축에 구동력을 전달하여 상기 좌우 헤더를 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 열연강판의 진입각도에 대응하여 상기 구동부를 매개로 상기 냉각수단의 좌우헤더를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어장치.
  12. 유입되는 열연강판에 냉각수를 분사하여 냉각하도록 배치된 냉각수단의 입측으로 진입하는 상기 열연강판의 진입정보를 측정하는 제1 단계;
    상기 제1 단계에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 상기 열연강판의 균일 냉각을 위한 가속냉각 패턴을 결정하고, 그 가속냉각 패턴에 따라 상기 냉각수단을 구동시켜 상기 열연강판의 가속냉각을 가변적으로 제어하는 제2 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 단계에서 측정된 열연강판의 진입정보는 해당 열연강판의 진입각도, 폭 및 진입위치 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 제2 단계는,
    상기 진입정보에 대응하여 상기 냉각수단의 냉각수 분사각도, 냉각수 분사폭, 냉각수 분사량 중 적어도 하나 이상을 산출하고, 그에 따라 가속냉각 패턴을 설정하는 제2-1 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    열연강판의 진입정보 별로 갱신되는 가속냉각 패턴을 저장하는 제2-2 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  15. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    상기 가속냉각 패턴에 따라 상기 냉각수단을 구동시키는 구동부를 매개로 상기 냉각수단의 냉각수 분사각도를 가감하도록 제어하는 제2-3 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2-2 단계는,
    상기 열연강판의 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 검색하고, 검색된 가속냉각 패턴에 따라 상기 냉각수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 냉각수단은, 유입되는 열연강판으로 냉각수를 분사하는 노즐을 적어도 하나 이상 포함하고,
    상기 제2-2 단계는, 상기 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 상기 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 상기 적어도 하나 이상의 노즐을 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2-2 단계는,
    상기 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 상기 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 상기 열연강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 상기 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 냉각수단의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 상기 회동축에 구동력을 전달하여 상기 냉각수단을 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고,
    상기 제2-2 단계는,
    상기 열연강판의 진입각도에 대응하여 상기 구동부를 매개로 상기 냉각수단를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 냉각수단은,
    상기 열연강판의 유입방향의 상측에 수직으로 배치되고 상기 열연강판의 폭에 대응하여 노즐들이 길이방향으로 소정간격 설치된 좌우 및 중심 헤더를 포함하고,
    상기 제2-2 단계는,
    상기 유입되는 열연강판의 폭에 대응하여 상기 냉각수단의 냉각수 분사폭을 가변하도록 상기 좌우 테두리의 노즐을 개폐 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 제2-2 단계는,
    상기 가속냉각 패턴의 냉각수 분사량에 따라 상기 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각되도록, 상기 열연강판의 폭중심 보다 양측 테두리에 분사되는 상기 냉각수단의 냉각수량을 일정 비율 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 좌우 헤더의 중심부와 연결되어 회동력을 전달받는 회동축과, 상기 회동축에 구동력을 전달하여 상기 좌우 헤더를 축을 기준으로 회동되도록, 입력되는 제어신호에 따라 구동되는 회동모터를 포함하고,
    상기 제2-2 단계는,
    상기 열연강판의 진입각도에 대응하여 상기 구동부를 매개로 상기 냉각수단의 좌우헤더를 회동시켜 진입하는 열연강판의 폭방향으로 균일하게 냉각수를 분사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 가속냉각 제어방법.
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