KR20110000415A - 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치로서, 열연강판의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 복수 개의 주수구 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 더 높은 위치에 형성된 라미나 플로우 헤더; 라미나 플로우 헤더의 입측으로 진입하는 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정부; 및 측정부에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 열연강판의 균일 냉각을 위해 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 제어하는 가속냉각 제어부를 구비한다.
라미나 플로우, 균일 냉각, 폭방향, 에지, 제어, 스트립, 강판

Description

열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치 및 그 방법{Cooling control apparatus for hot rolled steel sheets and method thereof}
본 발명은 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연강판의 진입정보에 따라 라미나 플로우의 냉각수량을 폭 방향으로 가변시켜 열연강판 에지(edge)부의 과냉을 방지해줌으로써 열연강판을 균일하게 냉각하도록 제어하는 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다
일반적으로 압연공정은, 연속주조공정에서 생산된 반제품을 열연, 후판, 선재, 형강, 봉강 공장으로 이송시켜 재가열한 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 만들게 된다.
도 1은 일반적인 압연공정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 압연기를 통해 압연된 열연강판의 폭 방향 위치별 온도를 나타내는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 압연공정은, 마무리 압연기(10)를 통해 열연강판이 압연되어 스트립(20) 형태의 제품이 생산되고, 이렇게 생산된 스트립(20)은 다수 개의 롤 러로 구성된 롤러 테이블(5)을 통과하게 된다. 이때 롤러 테이블(5)의 상부에 설치되어 있는 라이나 플로우 헤더(22)에서는 다수 개의 노즐(24,nozzle)을 통해 스트립(20)의 상부에 냉각수를 주수하여 규격 및 재질에 맞는 냉각 온도까지 스트립(20)을 신속하게 냉각하게 된다. 라미나 플로우 헤더(22)는 냉각수 공급라인(32)을 통해 라미나 뱅크(30)와 연결되고, 냉각수가 채워져 있는 라미나 뱅크(30)를 통해 스트립(20)의 상부에 주수할 냉각수를 공급받는다. 일반적으로 라미나 플로우(laminar folw) 냉각장치는 라미나 플로우 헤더(22)에서 분사된 물줄기가 흔들림없이 투명하여 곧게 강판으로 떨어지도록 하는 냉각장치를 말한다. 이러한 라미나 플로우 냉각장치는 고온강판을 수냉하는데 있어 다른 냉각장치보다 냉각능력이 우수하여 열간압연을 비록한 산업현장에서 많이 사용되고 있다. 스프레이(spray)나 침적냉각으로 고온강판을 냉각하게 되면 강판에 분사된 냉각수는 강판에서 받은 열 때문에 비등(boiling)하면서 증기막을 형성시킨다. 이 증기막은 강판이 냉각수와 접촉하는 것을 방해하여 냉각능력을 저하시키는 원인이 된다.
반면, 라미나 플로우 냉각은, 처음에 강판표면에 증기막이 생성되도록 노즐(24)에서 나오는 연속된 줄기가 자유낙하에 가까운 속도로 강판에 충돌하므로 증기막이 파궤되어 강판이 차가운 냉각수와 쉽게 접촉된다. 이에 따라 냉각 능력의 저하를 막을 수 있는 장점을 갖게 된다.
마무리 압연기(10)를 빠져나오는 스트립은 다양한 두께 및 폭을 갖으며, 통상적으로 두께가 얇을 수록 스트립의 냉각속도는 빨라지고, 특성상 스트립의 폭 방향 온도 분포는 스트립(20)의 중앙부에 비해 양 에지(edge)부로 갈수록 낮아질 수 밖에 없다. 도 2를 참조하면, 1400mm의 폭을 갖는 스트립의 경우 두께에 따라 다소 차이는 있지만 스트립의 에지부는 폭 방향 중앙부와 약 300~400℃ 정도의 온도 차이를 보인다.
하지만, 종래 라미나 플로우 헤더(22)에는 라미나 플로우 헤더(22)의 길이 방향으로 나란하게 지면에 대해 동일한 높이를 갖으며, 동일한 직경을 갖는 다수 개의 노즐(24)이 설치되어 있고, 종래 라미나 플로우 헤더(22)를 통해 스트립(20)에 주수되는 냉각수 또한 스트립(20)의 폭 및 두께와 상관없이 동일한 양으로 동일한 폭을 갖으며 주수된다. 때문에 스트립(20)의 표면에도 폭 방향으로 동일한 냉각능력을 갖게 된다. 따라서, 도 2를 통해 유추할 수 있는 바와 같이, 스트립(20)의 상부에 주수되는 동일한 냉각수는 실제로 스트립(20)을 냉각함에 있어 불균일한 냉각능력을 갖게 된다. 즉, 소재의 특성상 스트립(20)의 온도는 중앙부가 가장 높고, 중앙부에서 양 에지부로 갈수록 온도가 낮아지게 되는데, 이때 스트립의 폭과 관계없이 중앙부와 에지부에 주수되는 동일한 냉각수량에 의해 에지부의 냉각속도가 빨라져 중앙부에 비래 과냉하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
이렇게 중앙부와 에지부의 냉각속도가 상이하게 되면 최종 제품의 금속 조직에서 서로 차이가 발생하게 되고, 이렇게 생산된 스트립(20)은 뷸균일한 기계적 성질에 의해 휨, 크랙(crack) 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.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
열연강판의 진입정보에 따라 라미나 플로우의 냉각수량을 폭 방향으로 가변시켜 열연강판 에지(edge)부의 과냉을 방지하고 열연강판을 균일하게 냉각시켜줌으로써, 최종 제품의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 라미나 플로우 헤더상에 주수높이를 달리하여 설치된 다수 개의 노즐을 통해, 복잡한 기계적 구성의 추가 및 변경없이, 열연강판의 폭 방향온도를 균일하게 제어할 수 있는 균일냉각 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치는, 상기 열연강판의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 상기 복수 개의 주수구 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 더 높은 위치에 형성된 라미나 플로우 헤더; 상기 라미나 플로우 헤더의 입측으로 진입하는 상기 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 상기 열연강판의 균일 냉각을 위해 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 제어하는 가속냉각 제어부를 구비한다.
특히, 상기 복수 개의 주수구 형성 패턴은, 상기 라미나 플로우 헤더의 측부에서 'U'형상 또는 'V'형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정부에서 측정된 열연강판의 진입정보는 해당 열연강판의 폭, 두께, 진입각도, 및 진입위치 중 하나 이상을 포함하고, 상기 가속냉각 제어부는, 상기 진입정보에 대응하여 상기 열연강판을 냉각하기 위한 냉각 패턴을 설정하는 냉각패턴 설정부; 및 상기 설정된 냉각패턴에 따라 상기 라미나 플로우 헤더에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급라인에 설치되며, 상기 가속냉각 제어부로부터의 제어신호에 따라 상기 냉각수 공급라인을 개폐하여 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 조절하는 수위 조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라미나 플로우 헤더는, 상기 복수 개의 주수구에 각각 대응되도록 설치되며 상기 진입하는 열연강판으로 냉각수가 수직하게 주수되도록 하는 복수 개의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라미나 플로우 헤더는, 'U'형상 또는 'V'형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진입정보는 해당 열연강판의 폭에 대한 정보를 포함하고, 상기 가속냉각 제어부는, 상기 복수 개의 주수구 중 상기 열연강판의 폭 내에 속해있는 하나 이상의 주수구를 통해서 냉각수가 주수되도록 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법은, 열연강판의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 상기 복수 개의 주수구 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 더 높은 위치에 형성된 라미나 플로우 헤더, 상기 라미나 플로우 헤더의 입측으로 진입하는 상기 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정부, 및 상기 열연강판의 진입정보에 대응하여 상기 열연강판에 주수되는 냉각수량을 제어하는 가속냉각 제어부를 이용한 제어방법으로서, 상기 라미나 플로우 헤더의 입측으로 진입하는 열연강판의 진입정보를 측정하는 단계; 상기 진입정보에 대응하여 상기 열연강판을 냉각하기 위한 냉각패턴을 설정하는 단계; 상기 설정된 냉각패턴에 따라 상기 라미나 플로우 헤더에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 단위 시간당 냉각수량에 근거하여 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 열연강판의 진입정보는, 해당 열연강판의 폭, 두께, 진입각도 및 진입위치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진입정보에 대응하여 상기 열연강판을 냉각하기 위한 냉각 패턴을 설정하는 단계는, 상기 열연강판의 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 검색하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 결정된 단위 시간당 냉각수량에 근거하여 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하는 단계는, 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하기 위 한 냉각수 공급라인을 개폐하여 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진입정보는 해당 열연강판의 폭에 대한 정보를 포함하고, 상기 설정된 냉각패턴에 따라 상기 라미나 플로우 헤더에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 단계는, 상기 복수 개의 주수구 중 상기 열연강판의 폭 내에 속해있는 하나 이상의 주수구를 통해서 냉각수가 주수되도록 상기 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
열연강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어함으로써 열연강판의 폭에 따른 불균일 냉각을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있다.
특히, 라미나 플로우 헤더에 'U'형상 또는 'V'형상을 갖도록 복수 개의 주수구를 배치해줌에 따라, 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 조절하여 열연강판의 폭에 따라 가변적으로 냉각수를 주수하는 것이 가능해진다. 즉, 복잡한 기계적 장치의 추가나 변경없이 간단한 기구적 구성의 변경을 통해 진입하는 열연강판의 폭에 대응하여 가변적으로 냉각수의 주수폭을 조절하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구 성에 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 3은 본 발명의 일실시예 따른 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 라미나 플로우 헤더의 구조를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 측정된 열연강판의 폭에 따라 라미나 플로우 헤더 내의 물높이를 조정하여 열연강판에 주수되는 냉각수량을 조절하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 6은 도 3의 가속냉각 제어부의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치는, 열연강판의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 복수 개의 주수구 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 더 높은 위치에 형성된 라미나 플로우 헤더(40), 열연강판의 진입정보(예컨대, 폭 및 두께)를 측정하는 측정부(50), 측정부(50)에서 측정된 열연강판의 진입정보를 입력받아 이를 기초로 라미나 플로우 헤더(40)로 주입되는 냉각수의 양을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 가속냉각 제어부(100), 및 가속냉각 제어부(100)로부터의 제어신호에 따라 냉각수 공급라인(32)을 통해 라미나 플로우 헤더(40)로 주입되는 냉각수의 양을 조절하는 수위 조절부(150)를 구비 한다.
먼저, 본 발명에 적용되는 라미나 플로우 헤더(40)는 압연된 열연강판(20)을 이송하는 롤러 테이블(5)의 상부에 배치된다.
그리고, 라미나 플로우 헤더(40)는 열연강판(20)의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구(41)가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 복수 개의 주수구(41) 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 상대적으로 더 높은 위치에 형성된다(도 4참조).
보다 상세하게는, 라미나 플로우 헤더(40)의 일측부에는 복수 개의 주수구 형성 패턴이 'U'형상 또는 'V'형상을 갖도록 복수 개의 주수구(41)가 배치된다. 도 3에는 라미나 플로우 헤더(40)의 일측부에만 주수구가 형성되어 있는 것으로 도시하였지만, 원하는 냉각속도 및 설비환경에 따라 라미나 플로우 헤더(40)의 양측부에 주수구가 배치될 수도 있다.
라미나 플로우 헤더(40)에 'U'형상 또는 'V'형상을 갖도록 복수 개의 주수구(41)를 배치해줌에 따라, 라미나 플로우 헤더(40)에 주입되는 냉각수량(즉, 라미나 플로우 헤더 내의 물높이)을 조절하여 열연강판(20)의 폭에 따라 가변적으로 냉각수를 주수하는 것이 가능해진다(도 5참조). 즉, 복잡한 기계적 장치의 추가나 변경없이 라미나 플로우 헤더(40)에 배치된 주수구의 위치를 조정하는 것만으로도 열연강판의 폭에 따라 가변적으로 냉각수를 하는 것이 가능해진다.
종래 라미나 플로우 헤더의 경우, 길이 방향으로 일직선상에 주수구가 배치되어 있었기 때문에, 라미나 플로우 헤더의 폭에 비해 상대적으로 열연강판의 폭이 짧을 경우, 열연강판 폭 외부로도 냉각수가 주수되어 냉각효율이 떨어졌을 뿐만 아니라, 열연강판의 중앙부와 에지부에 동일한 양의 냉각수가 주수되므로 인해 에지부의 냉각속도가 빨라져 중앙부에 비래 과냉하게 되는 문제점이 발생하였다.
하지만, 본 발명의 라미나 플로우 헤더(40)는 높이를 달리하며('U'형 또는 'V'형) 주수구를 배치해줌으로써, 라미나 플로우 헤더(40) 내에 주입된 냉각수의 물높이를 조정하는 것 만으로도, 진입하는 열연강판의 폭에 따라 적응적이고 가변적으로 냉각수가 주수되도록 제어할 수 있다. 즉, 열연강판의 폭을 감안하여 열연강판 에지부가 중앙부에 비해 과냉되지 않도록 냉각수 주수폭을 조절할 수가 있다.
한편, 라미나 플로우 헤더(40)에는 진입하는 열연강판(20)으로 냉각수가 수직하게 주수되도록 하는 복수 개의 노즐(42)이 구비되며, 복수 개의 노즐(42)은 복수 개의 주수구(41)에 각각 대응되도록 설치된다.
한편, 복수 개의 주수구 배치형태와 마찬가지로, 라미나 플로우 헤더(40) 또한, 'U'형상 또는 'V'형상을 갖는 것이 바람직하다. 'U'형상 또는 'V'형상을 갖는 라미나 플로우 헤더(40)를 이용하면, 열연강판(20)에 주수되는 냉각수의 폭을 보다 세밀하고 빠르게 조정하는 것이 가능해진다.
예를 들어, 도 4의 (a)와 같은 형태를 갖는 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 주입하여 물높이를 증가시키기 위해서 도 4의 (b)와 같은 형태를 갖는 라미나 플로우 헤더(40) 보다 더 많은 냉각수가 필요하다. 뿐만 아니라, 단위 시간당 공급되는 냉각수량이 동일하다고 가정할 때, 'U'형상 또는 'V'형상을 갖는 라미나 플로우 헤더(40)는 곧게 형성된 라미나 플로우 헤더(40)에 비해 헤더 내의 물높이를 보다 빠 르게 증감시키는 것이 가능하다. 때문에, 진입하는 열연강판의 폭에 따라 보다 빠른 시간 내에 주수량 및 주수폭을 가변하는 것이 가능해진다.
측정부(50)는 롤러 테이블(5)에 의해 냉각수단(예컨대, 라미나 플로우 헤더)으로 진입하는 열연강판(20)의 진입정보를 측정하기 위한 것으로, 초음파탐상기, 디지털카메라 등을 채용할 수 있다. 즉, 측정부(50)는 마무리 압연기(10)의 출측에 배치되고, 압연기(10)에서 압연된 후 롤러 테이블(5) 등에 의해서 냉각수단 쪽으로 유입되는 열연강판(A)을 측정하여 해당 열연강판(A)의 진입정보를 측정하게 된다.
여기서, 진입정보는 열연강판(20)의 폭, 두께, 진입각도 및 진입위치 중 하나 이상을 포함하게 된다. 즉, 마무리 압연기(10)에서 압연된 후 롤러 테이블(5)에 의해서 이송되는 열연강판(20)은 롤러 테이블(5)의 상부에 배설된 냉각수단으로 진입하게 된다. 측정부(50)는 냉각수단의 입측으로 진입하는 열연강판(20)의 형상을 측정하여 롤러 테이블(5)의 중심을 기준으로 기울어진 정도, 폭 및 열연강판의 진입위치 등을 산출하게 된다. 예컨대, 측정부(50)는 롤러 테이블(5)의 중심을 기준으로 설정된 기준위치의 열연강판(20)과 측정부(50)에서 측정된 열연강판 사이의 기울어진 각도를 이용해서 해당 열연강판의 폭, 두께, 진입각도 및 진입위치 등을 측정하게 된다. 상기와 같은 측정부(5)는 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능하므로, 기재한 바에 특정되지 않음은 물론이다.
가속냉각 제어부(100)는 측정부(50) 및 후술할 수위 조절부(150)와 유무선통신이 가능하도록 전기적으로 연결된다.
가속냉각 제어부(100)는 측정부(50)에서 측정된 열연강판(20)의 진입정보를 분석하고, 해당 열연강판의 폭, 두께, 진입각도 및 진입위치 등을 포함하는 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 검색하여 열연강판(20)을 냉각하기 위한 가속냉각 패턴을 설정한다. 그리고, 가속냉각 제어부(100)은 설정된 가속냉각 패턴에 따라 라미나 플로우 헤더(40)에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하여 라미나 플로우 헤더(40) 측으로 진입하는 열연강판(20)이 균일하게 냉각되도록 제어한다. 이러한 가속냉각 제어부(100)는 마이크로프로세서 등을 채용할 수 있으며, 구성 및 내부에 탑재되는 알고리즘에 대해서는 특정한 것에 한정하지 않는다.
전술한 바를 달성하기 위해, 가속냉각 제어부(100)는 냉각패턴 저장부(110), 냉각패턴 설정부(120), 및 제어부(130)를 구비한다.
냉각패턴 저장부(110)는 열연강판(20)의 폭, 두께, 진입각도 및 진입위치 등을 포함하는 진입정보에 각각 매칭되는 가속냉각 패턴들을 저장, 관리, 및 갱신한다.
냉각패턴 설정부(120)는 열연강판(20)의 진입정보에 대응하여 열연강판(20)을 냉각하기 위한 가속냉각 패턴을 설정한다. 가속냉각 패턴은 열연강판의 폭에 대응되는 냉각수 분사폭, 열연강판의 진입위치에 따라 열연강판의 중심위치로부터 양 에지부까지 분사될 냉각수량 중 적어도 하나 이상을 포함하여 설정되게 된다. 물론, 가속냉각 패턴은 열연강판의 규격에 따라 통상적으로 산정되는 냉각수 주수량, 주수폭 등을 기본 정보로 포함한다. 또한, 가속냉각 패턴은 열연강판의 중심부 보다는 열연강판의 에지부에 분사되는 냉각수량을 일정비율(예컨대, 중심부의 냉각수량의 40% 이하 등) 작게 설정하여 균일한 냉각이 이루어지도록 하게 된다.
도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 진입하는 열연강판(20)의 폭보다 복수 개의 주수구(41)를 통해 주수되는 주수폭이 더 작도록 가속냉각 패턴을 설정한다. 이때, 상기한 주수폭은 열연강판의 폭에 대해 60% 내지 90% 정도가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
냉각패턴 저장부(110)는 열연강판의 진입정보에 매칭되는 가속냉각 패턴들을 저장하되, 냉각패턴 설정부(120)에 의해서 열연강판의 진입정보 별로 가속냉각 패턴을 갱신하여 저장한다. 즉, 냉각패턴 설정부(120)는 열연강판의 진입정보에 따라 설정된 가속냉각 패턴을 지속적으로 업데이트함으로써 정확성을 배가한다.
제어부(130)는 냉각패턴 설정부(120)를 통해 설정된 냉각패턴에 따라 라미나 플로우 헤더(40)에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정한다. 보다 상세하게는, 제어부(130)는 라미나 플로우 헤더(40)에 배치되어 있는 복수 개의 주수구 중 열연강판의 폭 내에 속해있는 주수구를 통해서만 냉각수가 주수되도록 라미나 플로우 헤더(40)에 주입되는 냉각수량(즉, 라미나 플로우 헤더 내의 냉각수 수위)을 제어한다.
수위 조절부(150)는 라미나 플로우 헤더(40)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급라인(32)에 설치되며, 가속냉각 제어부(100)로부터의 제어신호에 따라 냉각수 공급라인(32)을 개폐하여 라미나 플로우 헤더(40)에 주입되는 냉각수량을 조절한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법을 첨 부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 열연강판의 폭 방향 균일 냉각 제어방법은, 열연강판(20)의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구(41)가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 복수 개의 주수구(41) 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 더 높은 위치에 형성된 라미나 플로우 헤더(40), 라미나 플로우 헤더(40)의 입측으로 진입하는 열연강판(20)의 진입정보를 측정하는 측정부(50), 및 열연강판(20)의 진입정보에 대응하여 열연강판(20)에 주수되는 냉각수량을 제어하는 가속냉각 제어부(100)를 이용한 제어방법으로서, 라미나 플로우 헤더(40)의 입측으로 진입하는 열연강판(20)의 진입정보를 측정하는 단계, 진입정보에 대응하여 열연강판(20)을 냉각하기 위한 냉각패턴을 설정하는 단계, 설정된 냉각패턴에 따라 라미나 플로우 헤더(40)에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 단계, 결정된 단위 시간당 냉각수량에 근거하여 라미나 플로우 헤더(40)에 냉각수를 공급하는 단계를 포함한다.
도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 열연강판(20)이 마무리 압연기(10)를 거쳐 롤러 테이블(5)로 진입하면(S10), 측정부(50)는 열연강판의 진입정보를 측정하고(S20), 측정된 진입정보를 가속냉각 제어부(100)로 전송한다(S30). 이때 측정부(50)는 측정된 진입정보를 공지의 유무선 통식방식을 이용하여 가속냉 각 제어부(100)로 전송한다. 마무리 압연기(10)에서 압연된 열연강판(20)은 롤러 테이블(5)에 의해서 계속 이동하며, 롤러 테이블(5)에 수직하게 배치되어 있는 라미나 플로우 헤더(40)로 진입한다.
다음으로, 가속냉각 제어부(100)는 측정부(50)에서 측정된 열연강판(20)의 진입정보에 대응되는 가속냉각 패턴을 검색한다(S40). 그리고, 가속냉각 제어부(100)는 진입정보에 대응하여 열연강판(20)을 냉각하기 위한 가속냉각 패턴을 설정한다(S50).
다음으로, 가속냉각 제어부(100)는 S50 단계를 통해 설정된 가속냉각 패턴에 따라 라미나 플로우 헤더(40)에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하고(S60), 결정된 단위 시간당 냉각수량에 근거하여 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하여 라미나 플로우 헤더 내의 수위를 조절한다(S70). 본 발명에 적용되는 라미나 플로우 헤더(40)는 지면으로로부터 서로 높이를 달리하는('U'형 또는 'V'형으로) 주수구가 측면에 형성되어 있기 때문에, 라미나 플로우 헤더(40) 내에 주입된 냉각수의 물높이를 조정하면 진입하는 열연강판의 폭에 따라 적응적이고 가변적으로 냉각수가 주수되도록 제어할 수 있다. 즉, 열연강판의 폭을 감안하여 열연강판 에지부가 중앙부에 비해 과냉되지 않도록 냉각수 주수폭을 조절할 수가 있다.
가속냉각 제어부(100)는 기설정된 가속냉각 패턴을 저장하는데, 가속냉각 패턴은 열연강판(20)의 폭에 대응되는 냉각수 분사폭 또는 열연강판(20)의 진입위치에 따라 열연강판(20)의 중앙부로부터 양측 에지부까지 분사될 냉각수량 중 적어도 하나 이상을 포함하여 설정되게 된다. 물론, 가속냉각 패턴은 열연강판(20)의 규격 에 따라 통상적으로 산정되는 냉각수 주수량, 주수폭 등을 기본 정보로 포함하게 된다.
또한, 진입하는 열연강판(20)의 폭보다 복수 개의 주수구(41)를 통해 주수되는 주수폭이 더 작도록 냉각패턴을 설정하며, 상기한 주수폭은 열연강판의 폭에 대해 60% 내지 90% 정도가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
전술한 바에 따르면, 열연강판의 진입정보에 따라 균일하게 냉각하도록 가속냉각을 가변적으로 제어함으로써 열연강판의 폭에 따른 불균일 냉각을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있다. 특히, 열연강판의 에지부에 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 일반적인 압연공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 압연기를 통해 압연된 열연강판의 폭 방향 위치별 온도를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 라미나 플로우 헤더의 구조를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 측정부를 통해 측정된 열연강판의 폭에 따라 라미나 플로우 헤더 내의 물높이를 조정하여 열연강판에 주수되는 냉각수량을 조정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3의 가속냉각 제어부의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
5 : 롤러테이블 10 : 압연기
20 : 열연강판 30 : 라미나 뱅크
32 : 냉각수 공급라인 40 : 라미나 플로우 헤더
41 : 주수구 42 : 노즐
50 : 측정부 100 : 가속냉각 제어부
110 : 냉각패턴 저장부 120 : 냉각패턴 설정부
130 : 제어부 150 : 수위 조절부

Claims (12)

  1. 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치로서,
    상기 열연강판의 상부에 냉각수를 주수하기 위한 주수구가 일정 간격을 두고 길이방향으로 복수 개 형성되고, 상기 복수 개의 주수구 중 양 에지부에 형성된 주수구는 중앙부에 형성된 주수구보다 더 높은 위치에 형성된 라미나 플로우 헤더;
    상기 라미나 플로우 헤더의 입측으로 진입하는 상기 열연강판의 진입정보를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부에서 측정된 열연강판의 진입정보에 대응하여 상기 열연강판의 균일 냉각을 위해 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 제어하는 가속냉각 제어부를 구비하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 주수구 형성 패턴은, 상기 라미나 플로우 헤더의 측부에서 'U'형상 또는 'V'형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정부에서 측정된 열연강판의 진입정보는 해당 열연강판의 폭, 두께, 진입각도, 및 진입위치 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 진입정보에 대응하여 상기 열연강판을 냉각하기 위한 냉각 패턴을 설정하는 냉각패턴 설정부; 및
    상기 설정된 냉각패턴에 따라 상기 라미나 플로우 헤더에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급라인에 설치되며, 상기 가속냉각 제어부로부터의 제어신호에 따라 상기 냉각수 공급라인을 개폐하여 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 조절하는 수위 조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 라미나 플로우 헤더는, 상기 복수 개의 주수구에 각각 대응되도록 설치되며 상기 진입하는 열연강판으로 냉각수가 수직하게 주수되도록 하는 복수 개의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 라미나 플로우 헤더는, 'U'형상 또는 'V'형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 진입정보는 해당 열연강판의 폭에 대한 정보를 포함하고,
    상기 가속냉각 제어부는,
    상기 복수 개의 주수구 중 상기 열연강판의 폭 내에 속해있는 하나 이상의 주수구를 통해서 냉각수가 주수되도록 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 제어하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어장치.
  8. 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법으로서,
    상기 라미나 플로우 헤더의 입측으로 진입하는 열연강판의 진입정보를 측정하는 단계;
    상기 진입정보에 대응하여 상기 열연강판을 냉각하기 위한 냉각패턴을 설정 하는 단계;
    상기 설정된 냉각패턴에 따라 상기 라미나 플로우 헤더에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 단위 시간당 냉각수량에 근거하여 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하는 단계를 포함하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 열연강판의 진입정보는, 해당 열연강판의 폭, 두께, 진입각도 및 진입위치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 진입정보에 대응하여 상기 열연강판을 냉각하기 위한 냉각 패턴을 설정하는 단계는,
    상기 열연강판의 진입정보에 매칭되는 기설정된 가속냉각 패턴을 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 결정된 단위 시간당 냉각수량에 근거하여 상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하는 단계는,
    상기 라미나 플로우 헤더에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급라인을 개폐하여 상기 라미나 플로우 헤더에 주입되는 냉각수량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 진입정보는 해당 열연강판의 폭에 대한 정보를 포함하고,
    상기 설정된 냉각패턴에 따라 상기 라미나 플로우 헤더에 주입될 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 단계는,
    상기 복수 개의 주수구 중 상기 열연강판의 폭 내에 속해있는 하나 이상의 주수구를 통해서 냉각수가 주수되도록 상기 단위 시간당 냉각수량을 결정하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 폭 방향 균일냉각 제어방법.
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