KR20120127511A - 금속 판재의 압연 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치보다 떨어지는 압연기로서, 디크리스 롤벤딩력을 작용시키는 설정 조건의 경우에도, 응답성이 높은 판 크라운?형상 제어 기능을 부여할 수 있는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 압연 개시 전에는 인크리스 벤딩력과 디크리스 벤딩력의 쌍방을 작용시키고, 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시킨다. 압연 개시시에, 디크리스 벤딩력은 일정 값을 유지하면서 인크리스 벤딩력을 변화시키고, 합력으로서 작업 롤 벤딩력(디크리스 벤딩력)을 작업 롤 초크에 작용시켜 압연을 실시하고, 압연 종료시에, 인크리스 벤딩력을 압연 개시 전의 상태로 되돌리고, 디크리스 벤딩력과의 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시키고, 이 상태에서 금속 판재의 압연을 종료하는 금속 판재의 압연 방법이다.

Description

금속 판재의 압연 방법{ROLLING OF METAL STRIP}
본 발명은 금속 판재의 압연기로서, 높은 응답성을 가지고, 강력한 롤 벤딩력을 부여할 수 있는 압연기에 관한 것이다. 특히, 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮은 다단 압연기이어도, 응답성이 높은 판 크라운?형상 제어 기능을 부여할 수 있는 금속 판재의 압연 방법에 관한 것이다.
4단 압연기 또는 6단 압연기 등의 다단 압연기에 있어서 판 크라운?형상 제어 압연을 실시할 때의 제어 방법으로서, 작업 롤 초크에 벤딩력을 부여하는 롤 벤딩, 롤을 롤 축 방향으로 변위시키는 롤 시프트, 롤에 크로스 각을 부여하는 롤 크로스 등이 있다.
이 제어 방법들 중에서, 롤 시프트나 롤 크로스는 압연 중에 신속하게 설정 변경하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 압연 중의 제어가 요구되는 판 크라운?형상 제어 압연에는 적합하지 않다. 반면에, 롤 벤딩 장치는 유압을 제어하고, 압연 중에 롤 벤딩력을 변경할 수 있으므로, 판 크라운?형상 제어 압연에는 적합하다.
특허 문헌 1에는 판 폭, 판 두께, 강종 등이 다른 강재를 접합한 압연재를 롤 벤딩 기구와 롤 시프트 기구를 가진 열간 마무리 압연기를 사용하여 연속적으로 압연하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 롤 벤딩력의 변경 속도에 비하여 롤 시프트 위치의 변경 속도가 매우 느리기 때문에, 압연 중에는 롤 시프트 위치를 고정하고, 응답성이 높은 롤 벤딩력만으로 크라운 제어를 실시하는 것이다.
이 경우, 판 크라운?형상 제어는 롤 벤딩 장치의 제어 속도에 의하여 율속되고 있어서, 종래부터 롤 벤딩 장치에는 높은 응답성이 요구되고 있다.
특허 문헌 2에는 롤 벤딩 장치의 응답성을 결정하는 것은 서보 밸브의 2차 배관 길이인 것이 기재되어 있다(특허 문헌 2의 단락［0014］, 도 1을 참조). 이 때문에, 벤딩력의 제어를 인크리스측과 디크리스측의 유압의 차이를 제어하는 서보 밸브로 실시하는 것이다. 높은 응답성을 확보하기 위하여, 이 서보 밸브를 압연기 하우징의 구동측과 조작측의 각 입측 및 출측의 합계 네 부분의 하우징 포스트의 측면에 설치하고, 각 서보 밸브로부터 유압 실린더까지의 배관 길이를 2 m 이내로 하였다.
특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평6-55207호 공보 특허 문헌 2: 일본 공개 특허 공보 평8-215730호 공보
그러나, 롤 벤딩 장치의 응답성을 결정하는 것은 서보 밸브로부터 유압 실린더까지의 배관 길이만이 아니다.
예를 들면, 도 1에 도시하는 압연기에서는 상하 한 쌍의 작업 롤(1-1, 1-2)로 이들을 각각 지지하는 상하 한 쌍의 보강 롤(2-1, 2-2)을 구비한 4단 압연기이다. 인크리스 벤딩 장치(6-1 내지 6-4)가 프로젝트 블록(5-1, 5-2)에 끼워지고 디크리스 벤딩 장치(7-1 내지 7-4)가 상하 보강 롤 초크(4-1, 4-2)에 끼워진 형식의 압연기이다. 이 형식의 압연기에서는 인크리스 벤딩 장치의 응답 속도에 비하여 디크리스 벤딩 장치의 응답 속도가 느리다.
그 때문에, 판 크라운?형상 제어를 위하여 작업 롤에 인크리스 벤딩력을 작용시키는 경우에는 응답성이 높은 제어가 가능하지만, 디크리스 벤딩력을 작용시키는 경우에는 압연 중에 신속하게 설정 변경할 수 없다. 따라서, 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란 인자를 제거하지 못하고, 제품 품질이나 수율을 저하시키는 경우가 있었다.
또한, 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 높아지지 않는 것은 고정 배관을 사용할 수 없기 때문이기도 하다. 즉, 작업 롤은 압연 조업에 의하여 보강 롤보다 손모하기 쉽기 때문에 정기적인 롤 교체가 필요하다. 그러나, 도 1에 도시하는 압연기는 인크리스 벤딩 장치를 프로젝트 블록에 넣기 때문에, 롤 교체 작업을 할 때마다 인크리스 벤딩 장치의 유압 배관을 착탈할 필요가 없고, 고정 배관을 통하여 유압 제어 밸브에 접속할 수 있다. 이에 의하여 응답성이 높은 유압 제어를 위한 서보 밸브를 채용할 수 있다. 이에 대하여, 도 1의 압연기의 디크리스 벤딩 장치는 상하 보강 롤 초크에 넣기 때문에, 롤 교체 작업을 할 때마다 디크리스 벤딩 장치의 유압 배관을 착탈해야 한다. 유압 배관의 착탈시에 유압 배관 내에 미소 이물이 혼입할 가능성이 높아지기 때문에, 고응답성의 유압 제어를 위한 서보 밸브를 채용할 수 없다. 또한, 플렉서블 배관 등의 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관을 통하여 유압 제어 밸브에 접속하여야 하기 때문에, 전달하여야 할 유압의 변동이 흡수 완화되어 버리는 경우가 있었다.
즉, 고정 배관된 유압 배관을 통하여 유압 제어 밸브에 접속할 수 있거나, 플렉서블 배관 등의 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관을 통하여 유압 제어 밸브에 접속하여야 한다는 것이 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮을 수밖에 없는 최대의 원인이다.
또한, 디크리스 벤딩 장치를 고응답성으로 제어할 수 없기 때문에, 압연 개시시, 압연 종료시의 디크리스 벤딩력 부하시, 해제시에 있어서 압연이 불안정하게 되어, 제품 품질이 악화되고, 생산성 저하의 원인이 되었다.
즉, 디크리스 벤딩력은 압연 하중이 부하되어 있지 않은 아이들시에 부하할 수 없다. 그 때문에, 압연 개시 때에 신속하게 디크리스 벤딩력을 부하할 필요가 있고, 한편으로 압연 종료 때에 신속하게 롤 밸런스 상태로 되돌릴 필요가 있다. 이 때, 롤 벤딩력의 변경을 응답성이 떨어지는 디크리스 벤딩 장치의 제어로 실시한 경우에는 압연재의 선미단(先尾端)에 있어서 소정의 디크리스 벤딩력이 부하되지 않고 형상 불량부가 길어진다.
즉, 제2 지견은 도 1에 도시하는 형식의 압연기에 있어서 디크리스 벤딩력을 작용시키는 경우에는 압연 중에 신속하게 설정 변경하는 것이 곤란하기 때문에, 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란 인자를 제거하지 못하고, 제품 품질이나 수율이 저하된다는 것이다.
본 발명이 해결하여야 할 과제는 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮은 압연기에 있어서, 작업 롤에 디크리스 벤딩력을 작용시키는 경우에도, 응답성이 높은 판 크라운?형상 제어 기능을 부여할 수 있는 금속 판재의 압연 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여, 예의 검토를 거듭한 결과, 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮은 압연기에 있어서, 두 벤딩 장치의 합력에 의한 벤딩력을 설정하고, 압연 중의 제어는 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치만으로 실시함으로써, 고응답성의 판 크라운?형상 제어가 가능하게되는 것을 지견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 판 크라운?형상 제어의 목적으로 작업 롤 벤딩력으로서 디크리스 벤딩력을 작용시키는 경우에, 압연 개시시 및 압연 종료시의 롤 벤딩력의 변경을, 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치를 사용하여 실시하는 압연 방법이다. 고응답성의 인크리스 벤딩 장치가 디크리스 벤딩 장치의 응답성을 보상(커버)할 수 있는 것이다.
또한, 이에 의하여 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란에 대하여도, 고응답인 크리스 벤딩 장치로 제어함으로써, 양호한 판 크라운?형상을 만드는 것이 가능하게 되어, 제품 품질 및 생산성을 현저하게 개선할 수 있다.
예를 들면 도 1에 도시하는 압연기는 롤 교환시에 있어서의 배관 착탈의 용이성때문에 디크리스 벤딩 장치의 유압 배관에 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관을 채용하는 구조의 압연기이다. 그 결과로서 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮아지지 않을 수 없는 특성을 가진 압연기이다. 그러나, 이 압연기는 프로젝트 블록에 인크리스 벤딩 장치를 배치하는 구조이기 때문에, 프로젝트 블록에 대용량의 인크리스 벤딩 장치를 배치할 수 있고, 또한 고정 배관된 유압 배관을 통하여 유압 제어 밸브에 접속할 수 있으므로 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치로 할 수 있다고 하는 우수한 특성을 겸비한다. 그 때문에, 상기 응답성이 높은 롤 벤딩력 제어가 가능하게 되는 것이다.
이들 상기 지견에 기초하여 본 발명자는 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮은 압연기이어도, 고응답성의 판 크라운?형상 제어 기능을 부여할 수 있는 금속 판재의 압연 방법의 발명을 완성하였다. 그 요지로 하는 것은 이하와 같다.
(1) 인크리스 벤딩력을 발생하는 인크리스 벤딩 장치와, 디크리스 벤딩력을 발생하는 디크리스 벤딩 장치를 가진 압연기에 있어서, 상기 인크리스 벤딩 장치에 비하여 상기 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 낮은 압연기를 사용하여 실시하는 금속 판재의 압연 방법으로서,
압연 개시 전에, 인크리스 벤딩력과 디크리스 벤딩력의 쌍방을 작용시켜, 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시킨다.
그 후, 소정의 압연 중 디크리스 벤딩력이 되도록 디크리스 벤딩력을 변화시키면서, 디크리스 벤딩력과 인크리스 벤딩력의 합력이 롤 밸런스력을 유지하도록 인크리스 벤딩력을 변화시킨다. 이 단계는 처음부터 디크리스 벤딩력을 소정의 압연 중 디크리스 벤딩력으로 하고, 디크리스 벤딩력과 인크리스 벤딩력의 합력이 롤 밸런스력이 되도록 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용하게 해두면, 생략할 수 있다.
그 후, 압연 개시시에, 디크리스 벤딩력을 상기 소정의 압연 중 디크리스 벤딩력을 유지하는 제어를 계속하면서 인크리스 벤딩력을 변화시켜, 합력으로서 소정의 압연 중 작업 롤 벤딩력이 작업 롤 초크에 작용하는 상태로 한다.
압연 중에는 인크리스 벤딩력을 제어함으로써, 상기 소정의 압연 중 작업 롤 벤딩력을 유지하도록 압연을 실시하고,
그 후, 압연 종료시에, 인크리스 벤딩력을 변화시켜, 디크리스 벤딩력과의 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시키고, 이 상태에서 금속 판재의 압연을 종료한다.
그 후, 상기 합력으로서의 롤 밸런스력을 유지하도록, 디크리스 벤딩력과 인크리스 벤딩력을 감소시킨다. 이 단계도 디크리스 벤딩력을 소정의 압연 중 디크리스 벤딩력을 유지하도록 하고, 디크리스 벤딩력과 인크리스 벤딩력의 합력이 롤 밸런스력이 되도록 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용한다면, 생략할 수 있다.
이상의 것을 특징으로 하는 금속 판재의 압연 방법이다.
(2) 상기 압연기가 한 쌍의 상하 작업 롤과, 이들을 각각 지지하는 한 쌍의 상하 보강 롤을 적어도 구비하고, 상하 작업 롤의 각각에 대한 상기 인크리스 벤딩 장치를 구성하는 인크리스 유압 실린더를, 고정된 유압 배관을 통하여 각각의 유압 제어 밸브에 접속하는 동시에 압연기 하우징의 안쪽으로 돌출된 프로젝트 블록에 넣는 구조를 가지고,
또한 적어도 상부 작업 롤에 대한 상기 디크리스 벤딩 장치를 구성하는 디크리스 유압 실린더는 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관을 통하여 유압 제어 밸브에 접속시키는 동시에, 상부 보강 롤 초크에 끼워진 구조를 가진 압연기이며, 이 압연기를 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 금속 판재의 압연 방법.
(3) 상기 디크리스 유압 실린더 내의 유압 또는 이 실린더에 연결되는 유압 배관 내의 유압을 측정하고, 그 측정값에 기초하여 작업 롤 초크에 작용하는 롤 벤딩력이 소정의 값이 되도록 인크리스 벤딩력을 제어하는 것을 특징으로 하는 상기 (2)에 기재된 금속 판재의 압연 방법.
여기서, 롤 벤딩력의 소정의 값이란, 압연 조건 등으로부터 미리 구한 롤 벤딩력의 값이다. 또한, 작업 롤 초크에 작용하는 롤 벤딩력은 인크리스 벤딩력과 디크리스 벤딩력의 합력이 된다.
본 발명에 관한 압연 방법은 압연 개시시 및 압연 종료시의 롤 벤딩력의 변경을, 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치를 사용하여 실시한다.
이 때문에, 롤 교환시에 있어서의 배관 착탈의 용이성 때문에 디크리스 벤딩 장치의 유압 배관에, 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관을 채용함으로써, 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮은 압연기라도, 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치가 디크리스 벤딩 장치의 응답성을 보상하고, 이에 의하여 응답성이 높고 강력한 판 크라운?형상 제어 기능을 부여할 수 있다.
따라서, 본 발명에 관한 압연 방법에 의하면, 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란에 대하여도 양호한 판 크라운?형상을 만드는 것이 가능하고, 제품 품질 및 수율을 크게 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명이 대상으로 하는 압연기의 구조의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 압연 방법의 조작 플로우의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 조작 플로우에 따른 롤 벤딩력 등의 시계열 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 낮은 경우의 롤 벤딩력 등의 시계열 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 관한 압연 방법의 조작 플로우의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 조작 플로우에 따른 롤 벤딩력 등의 시계열 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명이 대상으로 하는 압연기의 구조의 다른 일례를 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명이 대상으로 하는 압연기의 구조의 다른 일례를 나타내는 측면도이다.
이하, 도 1 내지 8을 참조하여, 본 발명에 관한 압연 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명이 대상으로 하는 압연기의 구조의 일례를 나타내는 측면도이며, 이 압연기를 예로 들어 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명이 대상으로 하는 압연기는 상하 한 쌍의 작업 롤(1-1, 1-2)과, 이들을 각각 지지하는 상하 한 쌍의 보강 롤(2-1, 2-2)을 구비한 다단 압연기이다.
또한, 도 1에 도시하는 압연기는 박 강판 스트립의 마무리 텐덤 압연기 등에 채용되는 형식의 4단 압연기이지만, 이것에 한정되지 않고, 6단 압연기이어도 좋다.
또한, 이 압연기에서는 상부 작업 롤(1-1)에 인크리스 벤딩력을 부하하는 상부 인크리스 벤딩 장치(6-1, 6-2)와, 하부 작업 롤(1-2)에 인크리스 벤딩력을 부하하는 하부 인크리스 벤딩 장치(6-3, 6-4)가 하우징(9)의 안쪽으로 돌출된 프로젝트 블록(5-1, 5-2)에 들어가 있다.
이 때문에, 작업 롤(1-1, 1-2)은 압연 조업에 의한 손모 때문에, 정기적인 롤 교체가 필요하다. 그러나, 도 1의 압연기는 롤 교체 작업을 할 때마다 인크리스 벤딩 장치의 유압 배관을 착탈할 필요가 없다. 각각의 인크리스 벤딩 장치(6-1 내지 6-4)는 고정 배관된 유압 배관을 통하여 각각의 유압 제어 밸브에 접속할 수 있고, 이에 의하여 고응답성의 유압 제어를 위한 서보 밸브를 채용할 수 있다. 따라서, 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치로 할 수 있다.
한편, 상부 작업 롤(1-1)에 디크리스 벤딩력을 부하하는 상부 디크리스 벤딩 장치(7-1, 7-2)는 상부 보강 롤 초크(4-1)에 끼워지고, 하부 작업 롤(1-2)에 디크리스 벤딩력을 부하하는 하부 디크리스 벤딩 장치(7-3, 7-4)는 하부 보강 롤 초크(4-2)에 끼워져 있다.
이 때문에, 보강 롤(2-1, 2-2)에 대하여도, 작업 롤만큼은 아니지만 압연 조업에 의하여 손모하므로 정기적인 롤 교체가 필요하다. 이 때문에, 이 압연기는 롤 교체 작업을 할 때마다 디크리스 벤딩 장치(7-1 내지 7-4)의 유압 배관을 착탈하여야 하고, 착탈시에는 유압 배관 내에 미소 이물이 혼입할 가능성이 높아진다. 이 때문에, 각각의 디크리스 벤딩 장치(7-1 내지 7-4)에는 고응답성의 유압 제어를 위한 서보 밸브를 채용하는 것이 곤란해진다. 또한, 배관 착탈을 용이하게 하기 위하여 플렉서블 배관 등의 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관을 통하여 각각의 유압 제어 밸브에 접속하여야 하는 경우, 유연한 구조이기 때문에 유압의 변동을 흡수 완화해버리는 경우도 있다.
따라서, 롤 교환시에 있어서의 배관 착탈의 용이성 때문에 디크리스 벤딩 장치(7-1 내지 7-4)의 유압 배관에 서보 밸브를 채용하지 않고 플렉서블 배관을 채용한 것과 같은 경우에는 디크리스 벤딩 장치의 응답성은 인크리스 벤딩 장치의 응답성보다 낮아진다.
이 때문에, 판 크라운?형상 제어 목적으로 작업 롤 벤딩력으로서 디크리스 벤딩력을 작용시키는 경우에는, 압연 중에 신속하게 설정 변경하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란 인자에 대하여, 적절한 롤 벤딩 제어를 하지 못하고, 제품 품질이나 수율을 저하시키는 경우가 생긴다.
한편, 디크리스 벤딩력은 압연 하중이 부하되어 있지 않은 아이들시에 부하할 수 없다. 디크리스 벤딩력을 적용하는 경우에는 아이들시의 롤 밸런스 상태로부터 압연 개시시에 신속하게 디크리스 벤딩력으로 변경하고, 또한 압연 종료시에 신속하게 롤 밸런스 상태로 되돌릴 필요가 있다.
따라서, 롤 벤딩력의 변경을 응답성이 떨어지는 디크리스 벤딩 장치의 제어로 실시하면, 압연재의 선미단에 있어서 소정의 디크리스 벤딩력이 부하되지 않고 형상 불량부가 길어질 가능성이 있다.
이 때, 특허 문헌 2에 기재된 롤 벤딩 장치에서는 롤 벤딩 장치의 응답성을 결정하는 것은 서보 밸브의 2차 배관 길이라고 기재하고 있다. 즉, 각 서보 밸브로부터 유압 실린더까지의 배관 길이를 2 m 이내로 단축하고, 인크리스측의 유압과 디크리스측의 유압의 차이를 서보 밸브를 통하여 제어함으로써, 벤딩력의 높은 응답성을 확보할 수 있다고 기재하고 있다. 그러나, 작업 롤이나 보강 롤의 교체 작업은 정기적으로 실시하여야 하는 것이므로, 인크리스측과 디크리스측의 쌍방을 고정 유압 배관으로 하는 것은 비현실적이다. 그 때문에, 본원 발명의 과제인 디크리스 벤딩을 작용시킬 때의 응답성을 충분히 높일 수는 없다.
본 발명에 관한 압연 방법은 특허 문헌 2에서의 과제도 해결하는 것이다.
또한, 인크리스 벤딩 장치란, 롤 개도를 크게 하는 방향의 힘을 작업 롤 초크에 가하는 유압 장치를 의미한다. 인크리스 벤딩 장치란, 그 액츄에이터인 유압 실린더를 포함하는 장치의 총칭이다. 본 발명에서는 설명을 간단하게 하기 위하여, 인크리스 벤딩 장치란, 특별히 규정하지 않는 한 그 액츄에이터인 유압 실린더를 가리키는 것으로 한다. 또한, 인크리스 벤딩 장치에 의하여 작업 롤에 부하되는 힘을 인크리스 벤딩력이라고 부른다. 한편, 롤 개도를 작게 하는 방향의 힘을 작업 롤 초크에 가하는 유압 장치를 디크리스 벤딩 장치, 그리고, 이에 의하여 작업 롤에 부하되는 힘을 디크리스 벤딩력이라고 부른다. 또한, 디크리스 벤딩 장치란, 그 액츄에이터인 유압 실린더를 포함하는 장치의 총칭이다. 그러나, 본 발명에서는 설명을 간단하게 하기 위하여, 디크리스 벤딩 장치란, 특별히 규정하지 않는 한, 그 액츄에이터인 유압 실린더를 가리키는 것으로 한다.
도 2는 본 발명에 관한 압연 방법의 조작 플로우의 일례를 나타내는 도면이며, 더 구체적으로는, 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치와, 이보다 약간 응답성이 낮은 디크리스 벤딩 장치의 조작 플로우를 나타내는 도면이다.
또한, 도 3에 이 압연 방법에 따른 경우에 있어서의 1개의 압연재에 대한 압연 조업에 따른 롤 벤딩력 등의 시계열 변화를 나타낸다. 도 3에는 위로부터 압연 하중, 인크리스 벤딩 장치의 출력, 디크리스 벤딩 장치의 출력, 합력으로서의 작업 롤 벤딩력의 시계열 변화를 나타내고 있다. 이하, 도 2, 3에 기초하여 설명한다.
먼저 압연 개시 전에, 다음에 압연하는 압연재에 대응하는 설정 계산을 실시하고, 작업 롤 벤딩력의 설정 값(FR)을 연산?출력한다. 여기에서는 FR이 음(-)의 값, 즉, 디크리스 벤딩력으로 연산된 것으로 한다. 또한, 본 발명에서는 롤 벤딩력은 인크리스 벤딩력(인크리스 방향(롤을 여는 방향)의 힘)을 양(+)의 값, 디크리스 벤딩력(디크리스 방향(롤을 누르는 방향)의 힘)을 음의 값이라고 정의한다.
압연 개시 전은 인크리스 벤딩력과 디크리스 벤딩력의 쌍방을 작용시켜, 합력으로서 롤 밸런스력(FB)에 상당하는 인크리스측의 롤 벤딩력이 작업 롤 초크에 작용하도록 한다.
즉, 압연 전의 아이들시에는 인크리스 벤딩 장치 출력을 IB(＞0), 디크리스 벤딩 장치 출력을 DB(＜0)로 하고, IB＋DB가 롤 밸런스력 FB(＞0)으로서 작용한다.
또한, 롤 밸런스력(FB)은 공전 상태의 밀 가감속에 있어서도 전동기로 구동되는 작업 롤과 종동하는 보강 롤이 미끄러지지 않는 힘으로서 결정되고, 또한 DB는 디크리스 벤딩 장치의 액츄에이터가 작업 롤 초크로부터 떨어지지 않을 정도의 최소 유압으로 설정하면 좋다.
또한, 압연 개시 직전의 어느 타이밍(시간 축 상의 a점)에 있어서, 압연 중 작업 롤 벤딩력(FR)을 작용시키는데 충분한 소정의 압연 중 디크리스 벤딩 장치 출력(DS)을 DS=FR-IR에 의하여 연산한다. 또한, 롤 밸런스력(FB)이 일정하게 되도록, DS 및 IS를 동시에 출력한다.
이 때, IR는 압연 중의 인크리스 벤딩 장치 출력이며, DS의 절대값이 과대하게 되지 않도록 제어 가능한 최소값에 가까운 값을 미리 결정해 두고, IS는 IS＋DS=FB가 되도록 결정된 인크리스 벤딩 장치 출력으로 한다.
따라서, 설정 타이밍에 있어서는 합력으로서의 작업 롤 벤딩력은 FB 그대로 이고, 실질적으로 변화하지 않는다.
다음으로, 압연 개시 직후에, 디크리스 벤딩력은 일정 값을 유지하는 제어를 계속하면서 인크리스 벤딩력을 저하시키고, 합력으로서 소정의 디크리스측의 롤 벤딩력이 작업 롤 초크에 작용하는 상태로 하여 압연을 실시한다.
즉, 압연 개시 타이밍(시간 축 상의 b점)에 있어서, 인크리스 벤딩 장치 출력을 IS로부터 IR로 변경한다. 이와 같이 함으로써 응답이 느린 디크리스 벤딩 장치 출력은 DS인 채로 응답이 빠른 인크리스 벤딩 장치의 제어에 의하여, 합력으로서의 작업 롤 벤딩력을 롤 밸런스력 FB(＞0)으로부터 디크리스 벤딩력 FR(＜0)으로 신속하게 변경할 수 있다.
또한, 압연 개시시(b)란, 압연을 개시한 시점을 가리키는 것으로, 그 검출은 예컨대 압연기의 압연 하중 측정용 로드 셀에 의하여 검출되는 하중이 설정 계산으로 예측 연산된 압연 하중의, 예를 들면 30%를 넘은 타이밍으로 하는 방법으로 결정하면 좋다. 이 값은 10 내지 30% 사이에서 설정하는 것이 좋다. 롤 밸런스력의 변동과 구별할 수 있고, 또한 압연 개시를 신속하게 검출할 수 있기 때문이다.
또한, 압연 종료시에 롤 벤딩력을 압연 개시 전 상태로 되돌리고, 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 인크리스측의 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시키고, 이 상태에서 금속 판재의 압연을 종료한다.
즉, 압연 종료 타이밍(시간 축 상의 c점)에 있어서, 디크리스 벤딩 장치 출력은 DS 그대로인 채, 응답이 빠른 인크리스 벤딩 장치 출력을 IR로부터 IS로 되돌린다. 이와 같이 함으로써, 합력으로서의 작업 롤 벤딩력을 디크리스 벤딩력 FR(＜0)로부터 롤 밸런스력 FB(＞0)으로 신속하게 바꿀 수 있다.
또한, 압연 종료 타이밍(시간 축 상의 c점)이란 압연 종료시를 가리킨다. 그 검출은 압연기의 압연 하중 측정용 로드 셀에 의하여 검출되는 하중이 압연 중의 실적 압연 하중을 시계열 평균한 값의, 예를 들면 50%를 밑도는 타이밍으로 하는 방법으로 정하면 좋다. 이 값은 임의로 설정할 수 있으나, 50 내지 80%의 사이에서 설정하는 것이 좋다. 압연 중의 롤 벤딩력의 변동과 구별할 수 있고, 압연 종료를 신속하게 검출할 수 있기 때문이다.
또한, 압연 종료 타이밍으로부터, 예를 들면, 1 내지 3초 경과한 시점을 작업 완료 타이밍 d로 하고, 이 타이밍에 인크리스 벤딩 장치 출력을 IB, 디크리스 벤딩 장치 출력을 DB로 한다. 이 변경에서는 합력으로서의 작업 롤 벤딩력은 롤 밸런스력 FB으로 거의 유지된다.
도 2, 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 압연 방법에서는 압연 개시시 및 압연 종료시의 롤 벤딩력의 변경을, 프로젝트 블록에 배치한 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치를 사용하여 실시한다. 이 때문에, 인크리스 벤딩 장치에 비하여 응답성이 낮은 디크리스 벤딩 장치를 배치하지 않을 수 없는 경우에도, 이것을 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치가 보상하므로, 응답성이 높고 강력한 판 크라운?형상 제어 기능을 부여할 수 있다.
또한, 압연 중에 여러 가지 요인(외란)에 의하여 압연력이 변화하는 경우에도, 고응답성의 크리스 벤딩 장치로, 최적의 작업 롤 벤딩력을 유지하도록 신속하게 제어하는 것이 가능하다.
즉, 본 발명에 관한 압연 방법에 의하면, 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란에 대하여도 양호한 판 크라운?형상을 만드는 것이 가능하여, 제품 품질 및 수율을 크게 개선할 수 있다.
도 4는 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 낮은 경우(특히 반력이 빠지면 압력이 낮아지는 유압 특성을 가진 경우)의 롤 벤딩력 등의 시계열 변화를 나타내는 도면이다. 도 3과 마찬가지로, 도 2에 도시하는 인크리스 벤딩 장치와 디크리스 벤딩 장치의 조작 플로우에 따른 경우의, 1개의 압연재에 대한 압연 조업에 수반되는 롤 벤딩력 등의 시계열 변화를 나타내고 있다. 즉, 도 2, 3의 경우에 비하여 디크리스 벤딩 장치의 응답 속도가 느린 경우의 예를 나타내고 있다.
이 예와 같이 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 낮은 경우에는 타이밍 b 및 c에 있어서 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치가 급격하게 변화하기 때문에, 응답성이 나쁜 디크리스 벤딩 장치의 출력이 변동한다. 그 결과, 합력으로서의 작업 롤 벤딩력은 타이밍 b에서는 FR에 도달하는 것이 늦어지고 타이밍 c에서는 FB에 도달하는 것이 늦어지게 된다. 도 5에 도시하는 압연 방법은 이 문제를 해결하는 것이다.
도 5는 본 발명에 관한 압연 방법의 조작 플로우의 다른 일례를 나타내는 도면으로서, 응답성이 높은 인크리스 벤딩 장치와 도 2, 3의 경우에 비하여 응답성이 낮은 디크리스 벤딩 장치의 조작 플로우를 나타내는 도면이다. 이하, 도 5에 기초하여 설명한다.
도 5에 도시하는 압연 방법에서는 디크리스 벤딩 장치에 연결되는 유압 배관 내의 유압을 측정하여 구한 디크리스 벤딩력, 또는 상기 장치에 설치한 로드 셀에 의하여 측정한 디크리스 벤딩력에 기초하여 인크리스 벤딩 장치를 제어한다. 즉, 압연 전후에는 작업 롤 벤딩력이 롤 밸런스력(FB)이 되도록, 압연 중에 대하여는 작업 롤 벤딩력이 FR이 되도록, 인크리스 벤딩 장치의 출력을 디크리스 벤딩력 또는 디크리스 벤딩 장치의 유압에 따라 제어한다. 또한, 이 이외의 제어는 도 2에 도시하는 압연 방법과 같다.
도 5에 도시하는 압연 방법으로 압연함으로써, 도 6에 도시하는 바와 같이, 디크리스 벤딩 장치의 출력의 변동을 인크리스 벤딩 장치가 보상하고, 작업 롤 벤딩력으로서는, 고응답성의 제어를 실현할 수 있다.
또한, 압연 중의 디크리스 벤딩력의 측정이나, 유압 측정에 의한 피드백 제어를 하지 않아도, 디크리스 벤딩 장치의 출력의 변동을 미리 예측하고, 그것을 보상하는 인크리스 벤딩 장치의 출력을 설정하는 것으로도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명이 대상으로 하는 압연기의 구조의 다른 일례를 나타내는 측면도이다. 이 압연기들은 상부 작업 롤(1-1)의 몸체부에 부가되는 압연 방향력을, 프로젝트 블록(5-1, 5-2)이 아니라, 하우징 윈도우(12)에서 받아서 롤 개도를 크게 할 수 있도록 개선한 것이다.
이 중 도 7에 도시하는 압연기는 하부 작업 롤(1-2)에 디크리스 벤딩력을 부하하는 하부 디크리스 벤딩 장치(7-3, 7-4)를 하부 보강 롤 초크(4-2)에 배치한 압연기이다. 도 8에 도시하는 압연기는 하부 디크리스 벤딩 장치(7-3, 7-4)를 프로젝트 블록(5-1, 5-2)의 아래쪽에 위치하는 전용의 프로젝트 블록(5-3, 5-4)에 배치한 압연기이다.
이 압연기들에 대하여도 본 발명에 관한 압연 방법을 적용할 수 있고, 이에 의하여 압연재 입측 판 두께나 압연재 온도 등의 압연 중에 변동하는 외란에 대하여도 양호한 판 크라운?형상을 만드는 것이 가능하고, 제품 품질 및 수율을 크게 개선할 수 있다.
산업상 사용 가능성
본 발명은 강판의 압연, 특히 큰 개도를 필요로 하는 리버스 압연기 등에 사용할 수 있다.
1-1 상부 작업 롤
1-2 하부 작업 롤
2-1 상부 보강 롤
2-2 하부 보강 롤
3-1 상부 작업 롤 초크
3-2 하부 작업 롤 초크
4-1 상부 보강 롤 초크
4-2 하부 보강 롤 초크
5-1 입측 프로젝트 블록
5-2 출측 프로젝트 블록
5-3 입측 하부 프로젝트 블록
5-4 출측 하부 프로젝트 블록
6-1 입측 상부 인크리스 벤딩 장치
6-2 출측 상부 인크리스 벤딩 장치
6-3 입측 하부 인크리스 벤딩 장치
6-4 출측 하부 인크리스 벤딩 장치
7-1 입측 상부 디크리스 벤딩 장치
7-2 출측 상부 디크리스 벤딩 장치
7-3 입측 하부 디크리스 벤딩 장치
7-4 출측 하부 디크리스 벤딩 장치
8-1 입측 보강 롤 밸런스 장치
8-2 출측 보강 롤 밸런스 장치
9 하우징
10 피압연재
11 압하 장치
12 하우징 윈도우

Claims (3)

  1. 인크리스 벤딩력을 발생하는 인크리스 벤딩 장치와, 디크리스 벤딩력을 발생하는 디크리스 벤딩 장치를 가지고, 상기 인크리스 벤딩 장치에 비하여 상기 디크리스 벤딩 장치의 응답성이 낮은 압연기를 사용하여 실시하는 금속 판재의 압연 방법으로서,
    압연 개시 전에, 인크리스 벤딩력과 디크리스 벤딩력의 쌍방을 작용시키고, 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시키고,
    그 후, 압연 개시시에, 디크리스 벤딩력을 상기 소정의 압연 중 디크리스 벤딩력을 유지하면서 인크리스 벤딩력을 변화시켜, 합력으로서 소정의 압연 중 작업 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시키고,
    압연 중에는 인크리스 벤딩력을 제어함으로써, 상기 소정의 압연 중 작업 롤 벤딩력을 유지하도록 압연을 실시하고,
    그 후, 압연 종료시에, 인크리스 벤딩력을 변화시켜, 디크리스 벤딩력과의 합력으로서 롤 밸런스력에 상당하는 롤 벤딩력을 작업 롤 초크에 작용시키고, 이 상태에서 금속 판재의 압연을 종료하는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 압연 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압연기가 추가적으로 한 쌍의 상하 작업 롤과, 이들을 각각 지지하는 한 쌍의 상하 보강 롤을 가지고,
    상하 작업 롤의 각각에 대한 상기 인크리스 벤딩 장치를 구성하는 인크리스 유압 실린더는 압연기 하우징의 안쪽으로 돌출된 프로젝트 블록에 끼워지고, 상기 인크리스 유압 실린더의 유압 제어 밸브에는 고정된 유압 배관이 접속되는 구조를 가지고,
    또한 상부 작업 롤에 대한 상기 디크리스 벤딩 장치를 구성하는 디크리스 유압 실린더는 상부 보강 롤 초크에 끼워지고, 상기 디크리스 유압 실린더의 유압 제어 밸브에는 유연한 구조이며 착탈이 자유로운 유압 배관이 접속되는 구조를 가지는 압연기로서, 이 압연기를 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 압연 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 디크리스 유압 실린더 내의 유압 또는 이 실린더에 연결되는 유압 배관 내의 유압을 측정하고, 그 측정 값에 기초하여 작업 롤 초크에 작용하는 롤 벤딩력이 소정의 값이 되도록 인크리스 벤딩력을 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 압연 방법.
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