KR20130036399A - 소둔로내 버클저감시스템 및 버클저감방법 - Google Patents

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Abstract

강판의 소둔로 이동시 강판의 버클 발생을 줄이기 위한 소둔로내 버클저감시스템 및 버클저감방법이 소개된다. 이 중에서 소둔로내 버클저감시스템은 소둔로의 가스젯 냉각 섹션(GJCS)에서, 강판의 이동시간에 따라 블로워의 송풍량이 선형적으로 증가되도록 제어하여 강판을 서냉시킨다.

Description

소둔로내 버클저감시스템 및 버클저감방법{METHOD FOR REDUSING BUCKLE OF ANNEALING FURNACE}
본 발명은 소둔로내 버클저감시스템 및 버클저감방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스젯 냉각 섹션(GJCS)에서 블로워 출력이 선형적으로 증가되도록 제어하여 강판에 대한 최적의 냉각패턴을 구현하고, 과시효 섹션(OAS)에서 씨피씨(CPC)의 변위량을 통해 강판의 버클 발생 상태를 예측하는 소둔로내 버클저감시스템 및 버클저감방법에 관한 것이다.
일반적으로 소둔강판을 제조하는 연속소둔공정은, 롤로 이송되는 냉연강판이 연속소둔로내부에서 850℃~ 950℃의 고온으로 열처리되는 공정을 말한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 열처리를 위해, 종래 소둔로는 냉연강판을 목표온도까지 가열시키거나 냉각시키기 위한 여러 섹션(예를 들어, HS: Heating Section, SS: Soaking Section, GJCS: Gas Jet Coolin Section, OAS: Overaging Section, FCS: Final Coolin Section ... )으로 나누어져 있다.
그리고 소둔로에는 냉연강판을 가열시키기 위한 버너(burner)와, 냉각을 위한 블로워(Blower)와, 소둔로(10) 내부에서 이송중인 냉연강판의 장력을 유지시켜주는 텐션 브라이들 롤(11: tension bridle roll)이 마련되어 있다.
그런데, 종래 소둔로 내에서 강판이 소둔 후 급격한 냉각과정을 거치게 되면, 급격한 온도강하에 의해 강판에 열변형이 발생되고, 이 열변형은 강판에 국부적인 응력집중을 유발시켜 버클(buckle)을 발생시키는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 강판의 버클 발생을 최소화하여 강판 불량을 줄일 수 있는 소둔로내 버클저감시스템 및 버클저감방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감방법은, 강판의 소둔로 이동시 강판의 버클 발생을 줄이기 위한 소둔로내 버클저감방법으로서, 소둔로의 가스젯 냉각 섹션(GJCS: Gas Jet Coolin Section)에서, 강판의 이동시간에 따라 블로워의 송풍량이 선형적으로 증가되도록 제어하여 강판을 서냉시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 소둔로의 과시효 섹션(OAS: Overaging Section)에서 촬영된 롤 및 강판의 상태를 모니터링하고, 씨피씨(CPC :Center Position Controller)를 통해 측정된 강판의 변위량을 모니터링하여, 강판의 버클 발생 상태를 예측한다.
바람직하게, 상기 강판의 이동 위치에 따라 상기 가스젯 냉각 섹션을 4개 구간으로 나눈 상태에서, 상기 블로워의 송풍량을 상기 4개 구간에 각각 최대 송풍량의 20~30%, 50~70%, 70~90% 및 100%로 제공하여, 각 구간에서의 블로워의 송풍량을 선형적으로 제어한다.
바람직하게, 상기 강판의 버클 발생상태 예측은, 상기 강판의 변위량에 대한 표준편차가 2이내이면 강판 상태가 양호한 것으로 예측한다.
본 발명에 따른 소둔로내 버클저감시스템은, 강판의 소둔로 이동시 강판의 버클 발생을 줄이기 위한 소둔로내 버클저감시스템으로서, 가스젯 냉각 섹션(GJCS: Gas Jet Coolin Section)을 이동하는 강판의 이동 경로 상에 이격되어 배치되어, 강판의 이동시간에 따라 송풍량을 선형적으로 증가시키는 블로워와, 강판의 센터부에 대한 응력집중을 방지하기 위해 과시효 섹션(OAS: Overaging Section)내 버클다발 구간에 설치되는 스트라이트 형태 또는 테이퍼 크라운 형태의 버클저감롤을 포함한다.
바람직하게, 본 발명은 상기 강판의 버클 상태를 예측하기 위해 상기 과시효 섹션 내에 마련된 씨피씨(CPC :Center Position Controller)를 통해 측정된 강판의 변위량을 모니터링하는 모니터링부를 더 포함한다.
바람직하게, 본 발명은 상기 과시효 섹션에 마련된 롤과 강판 상태를 촬영하기 위한 카메라부를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 블로워의 송풍량은 강판의 이동 위치에 따라 상기 가스젯 냉각 섹션을 4개 구간으로 나눈 상태에서, 상기 4개 구간에 각각 최대 송풍량의 20~30%, 50~70%, 70~90% 및 100%으로 제공하여, 각 구간에서의 블로워의 송풍량을 선형적으로 제어한다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 강판의 버클에 따른 불량율을 종래 기술에 비해 96% 감소시킴으로써, 제품 생산비를 크게 절감할 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 강판의 버클 발생 회수를 저감시키고, 라인 속도를 향상시켜 생산성을 대폭 증대시킬 수 있다는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 강판의 버클 발생으로 인해 야기되는 아연 손실을 절감할 수 있으며, 버클 발생의 줄여 파생되는 효과로서, 판파단 발생에 따른 생산성의 하락을 방지하고, 버클에 의한 소둔로내 롤의 손상을 미연에 방지하며, 에어 나이프 간섭에 의한 립의 막힘을 방지하는 등의 이점이 있다.
넷째, 본 발명은 강판의 버클 발생 징후를 조기에 감지하여 적극적인 조치를 실시함으로써, 강판의 버클 발생을 효과적으로 줄일 수 있다는 이점이 있다.
다섯째, 본 발명은 과시효 섹션(OAS)의 버클 다발구간에 스트라이트 형태 또는 테이퍼 크라운 형태의 버클저감롤을 설치함으로써, 강판 센터부에 대한 응력집중을 방지하여 버클 발생을 줄일 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 소둔로의 섹션을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감시스템을 도시한 구성도.
도 3a는 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감시스템에서 스트라이트 형태의 롤을 도시한 구성도.
도 3b는 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감시스템에서 테이퍼 크라운 형태의 롤을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감시스템에서 씨피씨를 통해 확인된 경향성을 도시한 그래프.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감시스템은, 가스젯 냉각 섹션(GJCS: Gas Jet Coolin Section)에서 최적의 강판 냉각패턴을 구현하고, 강판의 버클 발생 징후를 조기에 감지하여 강판의 버클 발생으로 인한 강판 불량이 최소화되도록 한다.
이를 구현하기 위해, 본 발명은 소둔로내 강판을 선형적으로 서냉시키기 위한 블로워(100)와, 롤과 강판 상태를 촬영하기 위한 카메라부(400)와, 강판의 센터부에 대한 응력집중을 방지하기 위한 버클저감롤(300)과, 강판을 모니터링하기 위한 모니터링부(미도시)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 블로워(100)는 가스젯 냉각 섹션(GJCS: Gas Jet Coolin Section) 내에 이격 배치되는 복수로 구성되어, 가스젯 냉각 섹션 내를 이동하는 강판을 송풍량 제어를 통해 선형적으로 서냉되도록 한다. 이를 위해, 복수의 블로워(100a, 100b, 100c, 100d)는 강판의 이동시간에 따라 송풍량을 선형적으로 증가시키도록 설정된다.
본 실시예에서는 강판의 초기 서냉이 이루어지는 초기 2개 구간에는 분당 670m3으로 590mmAq로 토출되는 최대 송풍량을 갖는 블로워(100a, 100b)가 배치되고, 서냉이 마무리되는 마지막 2개 구간에서는 분당 480m3으로 410mmAq로 토출되는 최대 송풍량을 갖는 블로워(100c, 100d)가 배치되었다.
따라서, 본 실시예의 실제 초기 2개 구간에서 블로워(100a, 100b)의 송풍량은, 분당 670m3으로 590mmAq로 토출되는 최대 송풍량의 30% 및 60%가 각각 제공되었으며, 실제 마지막 2개 구간에서 블로워(100c, 100d)의 송풍량은 분당 480m3으로 410mmAq로 토출되는 최대 송풍량의 80% 및 100%가 각각 제공되었다.
이와 같이, 본 발명은 블로워(100)의 송풍량 제어를 통해 강판의 온도가 선형적으로 서냉되는 냉각패턴을 구현함으로써, 소둔로 내 강판이 소둔후 냉각되는 과정에서 급격한 강판 온도강하로 인해 강판에 열변형이 발생되고, 이 열변형이 강판의 응력집중을 야기하여 버클을 발생시키는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 것이다. 여기서, 본 발명을 통해 강판의 버클이 감소된 결과는, 하기의 모니터링부의 설명 부분에서 확인한다.
카메라부(400)는 과시효 섹션의 상측에 배치되어 롤과 강판 상태를 촬영한다. 이 카메라부(400)는 버클의 발생개소와 현상에 대한 영상신호를 실시간으로 모니터링부에 제공하므로, 작업자는 버클의 초기 징후를 조기에 감지할 수 있다.
예컨대, 버클의 발생 직전에는 강판의 열변형이 발생되고 밀착성이 저하되며, 이로 인해 과시효 섹션의 씨피씨(200)는 강판을 센터링하기 위해 활동량이 많아지게 되는 바, 작업자는 모니터링부에 표시된 롤에 접촉된 강판의 상태와, 씨피씨(200)의 변위량을 통해 버클의 초기 징후를 예측할 수 있는 것이다. 이 모니터링부에 대한 자세한 설명은 후술한다.
도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 버클저감롤(300)은 과시효 섹션(OAS: Overaging Section)내 버클다발 구간에 설치되어 강판의 센터부에 대한 응력집중을 방지한다. 이를 위해, 버클저감롤(300)은 스트라이트(straight) 형태 또는 테이퍼 크라운(taper crown) 형태로 구성되며, 바람직하게 스트라이트 형태로 구성된다.
본 실시예에서는 씨피씨(200, CPC :Center Position Controller)로 진입되기 전 강판을 지지하는 32,34번 롤을 버클저감롤(300)로 구성하였다. 여기서, 씨피씨(200)는 강판의 사행을 방지하기 위해 라인의 수개소에 설치되어 스트립의 센터를 잡아주는 장치이다.
모니터링부는 작업자가 근무하는 운전실 내부에 설치되어, 카메라부(400)로부터 영상신호를 입력받아 롤에 접촉된 강판의 상태를 디스플레이하거나, 씨피씨(200)의 변위량 등을 디스플레이한다.
특히, 씨피씨(200)에서 측정된 강판의 변위량이 모니터링부를 통해 디스플레이되는 경우, 모니터링부에는 씨피씨(200)가 강판의 센터링을 맞추기 위한 활동량이 표시되므로, 이를 통해 버클의 징후를 조기에 감지할 수 있고, 필요한 경우 방어 운전이 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들어, 씨피씨(200)를 통해 측정된 강판의 변위량에 대한 표준편차가 2 이내이면 강판 상태가 양호한 것으로 예측한다.
이하, 씨피씨(200)에서 측정되는 변위량을 종래 기술의 경우와 본 발명의 경우를 비교하여 나타내면 다음의 표 1과 같다.
CPT3076
(종래기술)		 CPT3151
(종래기술)		 CPT3152
(본 발명)		 CPT3153
(본 발명)
X(길이mm) Y(Strip position) X(길이mm) Y(Strip position) X(길이mm) Y(Strip position) X(길이mm) Y(Strip position)
1 -20 1 -22 1 -20 1 -22
2 -10 2 -20 2 -22 2 -23
3 0 3 -18 3 -23 3 -23
4 10 4 -15 4 -20 4 -22
5 0 5 -20 5 -23 5 -21
6 -10 6 -27 6 -24 6 -22
7 -20 7 -35 7 -24 7 -23
8 -15 8 -30 8 -25 8 -23
9 -20 9 -20 9 -26 9 -22
10 -25 10 -18 10 -25 10 -20
11 -15 11 -20 11 -23 11 -22
12 -20 12 -22 12 -22 12 -23
13 -25 13 -18 13 -23 13 -20
14 -20 14 -25 14 -23 14 -23
15 -15 15 -20 15 -22 15 -24
16 -25 16 -15 16 -21 16 -24
17 -20 17 -12 17 -22 17 -25
18 -25 18 -10 18 -23 18 -23
19 -22 19 -13 19 -23 19 -22
20 -25 20 -15 20 -22 20 -23
21 -22 21 -10 21 -23 21 -23
22 -20 22 -15 22 -23 22 -22
23 -15 23 -10 23 -22 23 -21
24 -18 24 -10 24 -21 24 -23
25 -10 25 -15 25 -23 25 -22
26 -15 26 -7 26 -22 26 -23
27 5 27 8 27 -23 27 -23
28 -5 28 10 28 -21 28 -22
29 5 29 6 29 -23 29 -23
30 0 30 0 30 -22 30 -23
　 10.21
(표준
편차)		 　 10.36
(표준
편차)		 　 1.32
(표준
편차)		 　 1.08
(표준
편차)
표 1에서 보듯이, 종래 기술의 경우, 강판의 열변형 발생과 밀착성 저하로 인해, 강판의 센터링을 위한 씨피씨(200)의 활동량이 많아지면서 Y 변위량의 표준 편차가 10.21 및 10.36으로 측정되는데 반하여, 본 발명의 경우, 씨피씨(200)의 활동량이 적어지면서 Y 변위량의 표준 편차가 1.32 및 1.08로 측정되었다.
특히, 도 4에서 도시된 바와 같이, 표 1을 그래프로 표시하여 씨피씨(200)의 경향성을 확인해 보면, 종래 기술의 경우 씨피씨(200)의 Y 변위량이 편차가 커지면서 활동량이 많아진 것을 확인할 수 있었으며, 본 발명의 경우 씨피씨(200)의 Y 변위량이 편차가 적어 활동량이 적어진 것을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명에 따른 소둔로내 버클저감방법은, 소둔로의 가스젯 냉각 섹션(GJCS)에서, 블로워(100)의 송풍량이 선형적으로 증가되도록 제어하여 강판이 가스젯 냉각 섹션을 이동하면서 서냉되도록 한다.
이때, 송풍량의 제어는 블로워(100)의 출력값을 제어하여 구현될 수 있으므로, 블로워(100)의 출력값을 강판의 이동시간(이동거리)에 맞추어 선형적으로 증가시켜, 최대 송풍량의 20~30%, 50~70%, 70~90% 및 100% 송풍량이 이동하는 강판에 순차 제공되도록 한다.
이후, 소둔로의 과시효 섹션(OAS)에서, 씨피씨(200)를 통해 측정된 강판의 변위량을 모니터링하여 강판의 버클 발생 상태를 예측한다. 즉, 버클의 발생 직전에는 강판의 열변형 발생과 밀착성 저하로 인해 씨피씨(200)의 활동량이 많아지게 되는데, 이때, 씨피씨(200)의 강판 변위량을 모니터링하여 변위량에 대한 표준편차가 2 이내이면 강판 상태가 양호한 것으로 예측한다.
아울러, 소둔로의 과시효 섹션(OAS: Overaging Section)에서, 카메라부(400)를 통해 과시효 섹션에 마련된 롤과 강판 상태를 촬영할 수 있는데, 이때, 촬영된 롤과 강판의 상태를 통해 버클의 발생개소와 현상을 파악함으로써, 버클의 징후를 조기에 감지하고 필요한 경우 방어 운전을 실시할 수 있다.
또한, 과시효 섹션(OAS)의 버클다발 구간에 버클저감롤(300)을 설치하여 강판의 센터부에 대한 응력집중을 방지함으로써, 강판의 버클 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이러한 발명은 다음과 같은 현저한 효과를 구현할 수 있다.
먼저, 본 발명을 통해 버클에 의한 강판의 불량발생을 방지하여, 종래 기술에 비하여 버클 불량율을 96%로 현저하게 감소할 수 있었으며, 이를 통해, 년간 24.4억을 절감할 수 있었다. 종래 기술과 본 발명의 월 평균 불량율을 나타낸 표 2는 다음과 같다.
6개월간(종래기술) 2개월간(본 발명)
불량량(톤) 1659 25
총생산(톤) 171,900 72,400
불량율(%) 0.965 0.035
또한, 본 발명을 통해 버클발생회수를 저감하고 라인 스피드를 향상하여 년간 3.8억을 절감할 수 있었다. 예컨대, 종래 기술의 경우 자동차 중박 초광폭재 L/S 117mpm(54.2 ton/hr 월평균 버클발생회수 9.8회)이었지만, 본 발명의 경우 자동차 중박 초광폭재 L/S 132mpm(63.8 ton/hr 월평균 버클발생회수 0.8회)이었다.
아울러, 본 발명을 통해 버클 발생으로 인한 아연손실을 방지하여 아연손실량을 줄여 년간 2.0억을 절감할 수 있었다. 종래에는 버클 발생에 따른 강판 발생(277*12톤/년)으로 연간 아연소모량이 증가되었다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 :블로워 200 :씨피씨
300 :버클저감롤

Claims (8)

  1. 강판의 소둔로 이동시 강판의 버클 발생을 줄이기 위한 소둔로내 버클저감방법으로서,
    소둔로의 가스젯 냉각 섹션(GJCS: Gas Jet Coolin Section)에서, 강판의 이동시간에 따라 블로워의 송풍량이 선형적으로 증가되도록 제어하여 강판을 서냉시키는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    소둔로의 과시효 섹션(OAS: Overaging Section)에서 촬영된 롤 및 강판의 상태를 모니터링하고, 씨피씨(CPC :Center Position Controller)를 통해 측정된 강판의 변위량을 모니터링하여, 강판의 버클 발생 상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판의 이동 위치에 따라 상기 가스젯 냉각 섹션을 4개 구간으로 나눈 상태에서, 상기 블로워의 송풍량을 상기 4개 구간에 각각 최대 송풍량의 20~30%, 50~70%, 70~90% 및 100%로 제공하여, 각 구간에서의 블로워의 송풍량을 선형적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 강판의 버클 발생상태 예측은, 상기 강판의 변위량에 대한 표준편차가 2 이내이면 강판 상태가 양호한 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감방법.
  5. 강판의 소둔로 이동시 강판의 버클 발생을 줄이기 위한 소둔로내 버클저감시스템으로서,
    가스젯 냉각 섹션(GJCS: Gas Jet Coolin Section)을 이동하는 강판의 이동 경로 상에 이격되어 배치되어, 강판의 이동시간에 따라 송풍량을 선형적으로 증가시키는 블로워(100); 및
    강판의 센터부에 대한 응력집중을 방지하기 위해 과시효 섹션(OAS: Overaging Section)내 버클다발 구간에 설치되는 스트라이트 형태 또는 테이퍼 크라운 형태의 버클저감롤(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 강판의 버클 상태를 예측하기 위해 상기 과시효 섹션 내에 마련된 씨피씨(200, CPC :Center Position Controller)를 통해 측정된 강판의 변위량을 모니터링하는 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 과시효 섹션에 마련된 롤과 강판 상태를 촬영하기 위한 카메라부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 블로워(100)의 송풍량은 강판의 이동 위치에 따라 상기 가스젯 냉각 섹션을 4개 구간으로 나눈 상태에서, 상기 4개 구간에 각각 최대 송풍량의 20~30%, 50~70%, 70~90% 및 100%으로 제공하여, 각 구간에서의 블로워(100)의 송풍량을 선형적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 소둔로내 버클저감시스템.
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