KR20130086652A - 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법 - Google Patents

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미쯔비시 히다찌 세이떼쯔 기까이 가부시끼가이샤
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Abstract

강대의 사행 및 판형상을 고정밀도로 제어함으로써, 강대의 미단 드로잉을 방지할 수 있는 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법을 제공한다. 그를 위해, 강대 (1) 를 압연기 (11, 12) 에 순차 통과시킴으로써 당해 강대 (1) 를 압연하는 열간 압연 설비 (10) 로서, 강대 (1) 에 접촉 가능한 복수의 분할 롤 (63) 을 압연기 (11, 12) 사이에 구비하고, 분할 롤 (63) 이 강대 (1) 와 접촉했을 때에, 당해 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 작용하는 검출 토크 (Td, Tw) 를 토크 검출기 (67a, 67b) 에 의해 검출하고, 이 검출한 검출 토크 (Td, Tw) 에 기초하여 압연기 (11, 12) 의 압하 레벨링을 조정하여, 강대 (1) 의 사행 및 판형상을 제어한다.

Description

열간 압연 설비 및 열간 압연 방법{HOT ROLLING EQUIPMENT AND HOT ROLLING METHOD}
본 발명은 강대의 사행 (蛇行) 에서 기인하여 발생하는 미단 (尾端) 드로잉을 방지하도록 한 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법에 관한 것이다.
압연 공정에 있어서는 강대가 압연기의 폭 방향 외측으로 이동하는 것에 의한 사행이 발생하는 경우가 있다. 일반적으로, 열간 압연 설비에서는 복수의 압연기를 탠덤상으로 배치하고 있어, 압연되는 강대의 선단이 최종단의 압연기를 통과하고 나서, 당해 강대의 미단이 1 단째의 압연기에 진입할 때까지의 동안, 소위, 정상 압연 중에 있어서는 강대가 각 압연기 사이에서 구속되어 있기 때문에, 현저한 사행의 발생은 적다.
그러나, 강대의 미단이 각 압연기를 빠져나가면, 이 빠져나간 압연기에 의한 구속력이 없어지기 때문에, 급격하게 강대의 사행이 현재화된다. 이로써, 강대의 미단이 다음의 압연기의 입측에 형성된 사이드 가이드와의 접촉 등에 의하여, 접혀서 안으로 들어가 압연된다는 미단 드로잉이 발생해 버린다. 이와 같은 미단 드로잉이 발생하면, 워크 롤에 흠집이 생기게 되고, 또한 그 상태에서 압연을 계속하면, 그 흠집이 강대에 전사되어 당해 강대의 품질이 저하되기 때문에, 워크 롤의 교환 작업이 필요해진다. 이 결과, 강대의 생산성 및 수율의 저하를 초래하게 된다.
압연 중에 있어서의 강대의 사행을 제어하는 기술은, 상기 서술한 바와 같은 미단 드로잉 등의 압연 사고를 방지할 뿐만 아니라, 생산성의 향상이나 생산 코스트의 억제로 연결되는 안정 압연의 관점에서도 중요한 기술이 되고 있다. 그래서, 종래부터 강대의 사행을 제어하여, 이 사행에서 기인하여 발생하는 미단 드로잉의 방지를 도모하도록 한 압연 방법이 제공되고 있고, 이와 같은 압연 방법은 예를 들어, 특허문헌 1 내지 4 에 개시되어 있다.
특허문헌 1 에서는, 반송되는 강대의 압연기 중심선에 대한 기울기각을 검출한 후, 이 검출한 기울기각에 기초하여 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 제어를 실시하도록 하고 있다.
또, 특허문헌 2 에서는, 강대와 접촉 가능한 장력 측정용 롤의 좌우 양단에 작용하는 연직력과, 장력 측정용 롤의 롤 축 방향에 작용하는 스러스트력과, 장력 측정용 롤 상에 있어서의 강대의 판폭 방향 통판 위치를 측정하도록 하고 있다. 그리고, 이들의 연직력, 스러스트력, 강대의 판폭 방향 통판 위치에 기초하여 강대의 좌우 장력차를 연산한 후, 이 연산한 강대의 좌우 장력차에 기초하여 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 제어를 실시하도록 하고 있다.
또한, 특허문헌 3, 4 에서는 복수의 분할 롤을 사용하여 검출한 강대의 좌우 양판 단부의 위치에 기초하여 강대의 사행량을 연산한 후, 이 연산한 강대의 사행량에 기초하여 롤 벤더량 및 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 제어를 실시하도록 하고 있다.
일본 특허 제4251038호 일본 공개특허공보 평10-34220호 일본 공개특허공보 2006-346714호 일본 공개특허공보 2006-346715호
특허문헌 1 에서는 촬영한 강대의 화상을 수치 처리함으로써, 강대의 좌우 2 개 지점씩의 에지 위치로부터 그 좌우 양측의 에지선을 검출하여 강대의 중심선을 구한 후, 이 강대의 중심선과 압연기의 중심선의 교차각을 강대의 기울기각으로 하도록 하고 있다.
여기서, 실제 강대의 기울기각은 매우 미소하여, 그 기울기각을 검출할 때에는 높은 검출 정밀도가 요구되게 된다. 그러나, 상기 서술한 바와 같은 기울기각의 검출 방법에서는 광학적으로 촬영한 화상을 기초으로 하여 강대의 기울기각을 검출하고 있기 때문에, 냉각수나 수증기 등의 주변 환경의 영향을 받기 쉽고, 촬영한 화상에 노이즈가 들어가 버려, 충분한 검출 정밀도를 얻을 수 없을 우려가 있다. 또한, 강대가 각 압연기 사이에서 구속되어, 그 사행이 현재화되어 있지 않은 정상 압연 상태에서는 사행의 검출이 곤란해지기 때문에, 잠재적인 사행 요인까지 제어할 수 없다. 게다가, 강대의 미단이 각 압연기를 빠져 나가 급격하게 그 사행이 현재화되면, 강대의 기울기각을 검출하여 압하 레벨링을 제어하려고 해도, 압연기의 압하 레벨링 동작을 추종할 수 없을 우려가 있다.
또, 특허문헌 2 에서는 좌우의 연직력, 스러스트력, 강대의 판폭 방향 통판 위치의 4 개의 측정값을 사용하여 강대의 좌우 장력차를 연산하고, 이 연산한 좌우 장력차가 소정값 이하가 되도록 압하 레벨링을 제어하도록 하고 있다. 그리고, 특허문헌 2 에 기재된, 좌우 연직력차와 좌우 장력차 사이의 관계식은 강대가 그 전체 판폭에 걸쳐 장력 측정용 롤에 접촉하고 있지 않으면 성립하지 않는 것이기 때문에, 장력 측정용 롤은 장척 (長尺) 인 롤이 아니면 안된다.
즉, 상기 서술한 바와 같은 좌우 장력차의 연산 방법에서는, 연산에서 사용하는 측정값이 4 개나 필요하여 연산이 복잡해질 뿐만 아니라, 장척인 장력 측정용 롤을 사용하여 측정값을 고정밀도로 측정해야 한다. 이로써, 고정밀의 측정이 실시되지 않으면 연산한 강대의 좌우 장력차가 실제의 것과는 크게 상이해져, 이 연산한 좌우 장력차에 기초하여 압하 레벨링을 제어한 경우에는 강대의 사행을 충분히 억제할 수 없을 우려가 있다.
또한, 특허문헌 3, 4 에서는 단순히 강대의 좌우 양판 단부를 검출하여 그 사행량을 제어하도록 하고 있기 때문에, 사행량이 없는 경우에는 강대에 좌우 장력차가 생기거나 기울기각이 생기거나 하여도, 롤 벤더나 압하 레벨링의 제어가 실시되는 경우는 없다. 이로써, 상기 서술한 사행 검출 방법에서는 강대의 미단이 각 압연기를 빠져나갔을 때의 급격한 사행의 현재화에 대하여, 충분히 대응할 수 없을 우려가 있다.
또한, 복수의 분할 롤을 사용하여 검출한 강대의 판형상에 기초하여 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상 제어를 실시하도록 한 압연 방법이 제공되고 있다. 이와 같은 강대의 판형상 제어에서는 강대의 판형상을, 당해 판형상을 나타내는 비대칭 판형상 성분과 대칭 판형상 성분으로 나눈 후, 이 중의 비대칭 판형상 성분에 기초하여 압하 레벨링을 조정하도록 하고 있다. 그러나, 상기 서술한 바와 같은 강대의 판형상 제어에서는 분할 롤에 작용하는 스러스트력을 검출하고 있지 않기 때문에, 강대의 사행 제어를 동시에 실시하도록 하지는 않았다.
따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 강대의 사행 및 판형상을 고정밀도로 제어함으로써, 강대의 미단 드로잉을 방지할 수 있는 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 1 발명에 관련된 열간 압연 설비는,
직렬로 배치한 복수의 압연기에 강대를 순차 통과시킴으로써 당해 강대를 압연하는 열간 압연 설비로서,
각 압연기 사이 중 적어도 1 개의 압연기 사이에 형성되고, 상기 압연기의 워크 롤 축 방향에 평행한 롤 축 둘레로 회전 가능하고, 또한 강대에 접촉 가능한 복수의 분할 롤과,
상기 분할 롤이 강대와 접촉했을 때에, 상기 분할 롤에 작용하는 토크를 당해 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 개별적으로 검출하는 좌우 1 쌍의 토크 검출기와,
강대가 접촉한 상기 분할 롤을 추출하는 강대 접촉 롤 추출 장치와,
상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단 사이의 토크차를 연산하는 토크차 연산 장치와,
상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크로부터, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크를 각각 제거하고, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 판형상에 의해 발생하는 형상 토크를 각각 연산하는 사행 토크 제거 장치와,
상기 토크차 연산 장치에 의해 연산된 토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어함과 함께, 상기 사행 토크 제거 장치에 의해 연산된 형상 토크에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 압하 레벨링 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 2 발명에 관련된 열간 압연 설비는,
상기 사행 토크 제거 장치에 의해 연산된 형상 토크를 소정의 차수를 갖는 다항식으로 회귀하여, 강대의 판형상을 나타내는 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분을 연산하는 형상 토크 분포 회귀 장치를 구비하고,
상기 압하 레벨링 제어 장치는 상기 형상 토크 분포 회귀 장치에 의해 연산된 비대칭 판형상 성분에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 3 발명에 관련된 열간 압연 설비는,
상기 토크차 연산 장치에 의해 연산된 토크차와, 상기 형상 토크 분포 회귀 장치에 의해 연산된 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분에 기초하여, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단 사이에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크차를 연산하는 사행 토크차 연산 장치를 구비하고,
상기 압하 레벨링 제어 장치는 상기 사행 토크차 연산 장치에 의해 연산된 사행 토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 4 발명에 관련된 열간 압연 설비는,
상기 사행 토크차 연산 장치는 연산한 사행 토크차와, 상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크 평균값에 기초하여 사행 토크차율을 연산하고,
상기 압하 레벨링 제어 장치는 상기 사행 토크차 연산 장치에 의해 연산된 사행 토크차율에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 5 발명에 관련된 열간 압연 설비는,
상기 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 있어서 회전 가능하게 지지되고, 강대를 상하 방향에서 협지하여 가이드하는 상하 1 쌍의 핀치 롤을 구비하고,
상기 압연기와 당해 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 형성된 상기 핀치 롤 사이에 상기 분할 롤을 배치하고,
상기 압하 레벨링 제어 장치는 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기 및 상기 핀치 롤의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 및 판형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 6 발명에 관련된 열간 압연 설비는,
상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출되는 상기 분할 롤은 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤, 또는 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤 및 강대가 부분적으로 접촉하는 분할 롤인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 7 발명에 관련된 열간 압연 방법은,
직렬로 배치한 복수의 압연기에 강대를 순차 통과시킴으로써 당해 강대를 압연하는 열간 압연 방법으로서,
각 압연기 사이 중 적어도 1 개의 압연기 사이에 형성되고, 상기 압연기의 워크 롤 축 방향에 평행한 롤 축 둘레로 회전 가능하게 지지되는 복수의 분할 롤을, 반송되는 강대에 접촉시키고,
상기 분할 롤이 강대와 접촉했을 때에, 상기 분할 롤에 작용하는 토크를 당해 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 개별적으로 검출하고,
강대가 접촉한 상기 분할 롤을 추출하고,
추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단 사이의 토크차를 연산하고,
추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크로부터, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크를 각각 제거하여, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 판형상에 의해 발생하는 형상 토크를 각각 연산하고,
토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어함과 함께, 형상 토크에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 8 발명에 관련된 열간 압연 방법은,
형상 토크를 소정의 차수를 갖는 다항식으로 회귀하여, 강대의 판형상을 나타내는 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분을 연산하고,
비대칭 판형상 성분에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 9 발명에 관련된 열간 압연 방법은,
토크차와, 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분에 기초하여, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단 사이에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크차를 연산하고,
사행 토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 10 발명에 관련된 열간 압연 방법은,
사행 토크차와 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크 평균값에 기초하여 사행 토크차율을 연산하고,
사행 토크차율에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 11 발명에 관련된 열간 압연 방법은,
상기 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 있어서 회전 가능하게 지지되고, 강대를 상하 방향에서 협지하여 가이드하는 상하 1 쌍의 핀치 롤을 구비하고,
상기 압연기와 당해 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 형성된 상기 핀치 롤 사이에 상기 분할 롤을 배치하고,
상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기 및 상기 핀치 롤의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 및 판형상을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 제 12 발명에 관련된 열간 압연 방법은,
추출되는 상기 분할 롤은 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤, 또는 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤 및 강대가 부분적으로 접촉하는 분할 롤인 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 관련된 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법에 의하면, 분할 롤이 강대와 접촉했을 때에, 분할 롤에 작용하는 토크를 당해 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 개별적으로 검출하고, 이 검출한 좌우의 토크를 사용하여 토크차 및 형상 토크를 연산하고, 토크차에 기초하여 강대의 사행을 제어함과 함께, 형상 토크에 기초하여 강대의 판형상을 제어함으로써 당해 강대의 사행 및 판형상을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 강대의 미단 드로잉을 방지할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시예에 관련된 열간 압연 설비의 개략 구성도이다.
도 2(a) 는, 판형상 검출 장치의 평면도, 도 2(b) 는 판형상 검출 장치의 정면도, 도 2(c) 는 판형상 검출 장치의 측면도이다.
도 3 은, 롤 유닛의 개략 구성도이다.
도 4 는, 강대의 판형상에 의해 분할 롤의 좌우 양단 사이에 토크차가 발생하는 설명도이다.
도 5 는, 강대의 사행에 의해 분할 롤의 좌우 양단 사이에 토크차가 발생하는 설명도이다.
도 6 은, 강대의 사행 압연 상태를 나타낸 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 일 실시예에 관련된 열간 압연 방법의 플로우 차트도이다.
도 8 은, 본 발명의 다른 실시예에 관련된 열간 압연 설비의 개략 구성도이다.
이하, 본 발명에 관련된 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.
실시예
도 1 에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 설비 (10) 는 복수의 압연기를 강대 (1) 의 반송 방향에 직렬로 배치한 탠덤 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 열간 압연 설비 (10) 에서는 강대 (1) 를 각 압연기에 순차 통판시킴으로써, 당해 강대 (1) 를 소정의 치수 (두께, 판폭), 판형상, 금속 조성이 되도록 압연한다. 또한 도 1 에 있어서는 열간 압연 설비 (10) 에 있어서의 복수의 압연기 중, 인접한 2 개의 압연기 (11, 12) 만을 도시하고 있다.
여기서, 이하의 설명에서는 강대 (1) 의 반송 방향을 향하여, 열간 압연 설비 (10) 의 좌측을 구동측 (DS), 그 우측을 작업측 (WS) 으로 적절히 칭하는 것으로 한다.
압연기 (11, 12) 에는 상하 1 쌍의 워크 롤 (21, 31) 및 백업 롤 (22, 32) 이 회전 가능하게 지지되어 있고, 워크 롤 (21, 31) 은 상하 방향으로부터 백업 롤 (22, 32) 에 각각 접촉 지지되어 있다.
또, 상측의 백업 롤 (22, 32) 의 상방에는 압하 장치 (23, 33) 가 각각 형성되어 있다. 이 압하 장치 (23, 33) 는 좌우 1 쌍의 유압 실린더 (도시 생략) 를 갖고 있고, 이들 좌우 1 쌍의 유압 실린더는 상측의 백업 롤 (22, 32) 의 좌우 양단과 각각 대향하도록 배치되고, 당해 백업 롤 (22, 32) 의 좌우 양단에 대하여, 각각 독립적으로 가압 가능하게 되어 있다.
따라서, 압하 장치 (23, 33) 의 각 유압 실린더를 개별적으로 구동시키고, 압연기 (11, 12) 에 있어서의 구동측 및 작업측의 압하 레벨링을 조정함으로써, 상측의 백업 롤 (22, 32) 을 통하여 워크 롤 (21, 31) 사이의 롤 갭을 변화시킬 수 있기 때문에, 강대 (1) 를 소정의 두께 및 판형상으로 압연할 수 있다.
또한, 워크 롤 (21, 31) 의 측방에는 WRB/PC 장치 (24, 34) 가 각각 형성되어 있다. 이 WRB/PC 장치 (24, 34) 는 롤 벤딩 기능 또는 롤 크로스 기능을 갖고 있다.
여기서, WRB/PC 장치 (24, 34) 가 롤 벤딩 기능을 갖는 경우에는 워크 롤 (21, 31) 의 좌우 양단을 각각 회전 가능하게 지지하는 좌우 1 쌍의 베어링 (도시 생략) 에 대하여, 좌우 1 쌍의 롤 벤딩용 유압 실린더 (도시 생략) 가 가압 가능하게 되어 있다. 따라서, 롤 벤딩용 유압 실린더를 구동시켜, 워크 롤 (21, 31) 의 좌우 양단에 롤 벤딩력을 부여함으로써, 당해 워크 롤 (21, 31) 을 휘게 할 수 있으므로, 강대 (1) 를 소정의 판형상으로 압연할 수 있다.
한편, WRB/PC 장치 (24, 34) 가 롤 크로스 기능을 갖는 경우에는 워크 롤 (21, 31) 의 좌우 양단을 각각 회전 가능하게 지지하는 좌우 1 쌍의 베어링 (도시 생략) 에 대하여, 좌우 1 쌍의 롤 크로스용 유압 실린더 (도시 생략) 가 가압 가능하게 되어 있다. 따라서, 롤 크로스용 유압 실린더를 구동시켜, 워크 롤 (21, 31) 을 상하로 역방향으로 선회시킴으로써, 당해 워크 롤 (21, 31) 을 상하에서 크로스 상태로 할 수 있기 때문에, 강대 (1) 를 소정의 판형상으로 압연할 수 있다.
또, 압연기 (11, 12) 사이에는 판형상 검출 장치 (13) 가 형성되어 있다. 판형상 검출 장치 (13) 는 안정 압연 제어 장치 (14) 와 접속하고 있고, 이 안정 압연 제어 장치 (14) 는 압하 장치 (23, 33) 및 WRB/PC 제어 장치 (15) 와 접속하고 있다. 또한, WRB/PC 제어 장치 (15) 는 WRB/PC 장치 (24, 34) 와 접속하고 있다.
여기서, 안정 압연 제어 장치 (14) 는 강대 접촉 롤 추출 장치 (41), 토크차 연산 장치 (42), 사행 토크 제거 장치 (43), 형상 토크 분포 회귀 장치 (44), 사행 토크차 연산 장치 (45), 압하 레벨링 제어 장치 (46) 를 갖고 있다.
그리고, 판형상 검출 장치 (13) 가 접속하는 강대 접촉 롤 추출 장치 (41) 는 토크차 연산 장치 (42) 및 사행 토크차 연산 장치 (45) 를 통하여 압하 레벨링 제어 장치 (46) 와 접속함과 함께, 사행 토크 제거 장치 (43) 및 형상 토크 분포 회귀 장치 (44) 를 통하여 압하 레벨링 제어 장치 (46) 와 접속하고 있다. 또, 형상 토크 분포 회귀 장치 (44) 는 사행 토크차 연산 장치 (45) 및 WRB/PC 제어 장치 (15) 와 접속하고 있고, 이 WRB/PC 제어 장치 (15) 는 WRB/PC 장치 (24, 34) 와 접속하고 있다. 또한, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 는 압하 장치 (23, 33) 와 접속하고 있다.
다음으로, 판형상 검출 장치 (13) 에 대하여, 도 2(a) ∼ (c) 및 도 3 을 사용하여 상세하게 설명한다.
도 2(a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같이, 판형상 검출 장치 (13) 에는 좌우 1 쌍의 지주 (支柱) (51) 가 수직 형성되어 있고, 각 지주 (51) 의 상부에는 베어링 (52) 이 각각 형성되어 있다. 또, 판형상 검출 장치 (13) 의 구동측에는 롤 요동용 모터 (53) 가 형성되어 있고, 이 롤 요동용 모터 (53) 의 구동축 (53a) 에는 회전축 (54) 이 접속되어 있다. 그리고, 회전축 (54) 은 베어링 (52) 에 회전 가능하게 지지되어 있다.
회전축 (54) 에 있어서의 베어링 (52) 사이에는 지지 부재 (55) 가 형성되어 있고, 이 지지 부재 (55) 의 상면에는 복수 (도면에서는 7 개) 의 가이드판 (56) 이 지지되어 있다. 이들 가이드판 (56) 은 강대 (1) 의 판폭 방향에 소정 간격으로 배치되어 있고, 반송되는 강대 (1) 의 하면에 접촉하여, 당해 강대 (1) 를 안내하게 되어 있다. 또한, 지지 부재 (55) 에 있어서의 강대 (1) 의 반송 방향 하류측의 측면에는 복수 (도면에서는 7 개) 의 롤 유닛 (57) 이 가이드판 (56) 과 대응하도록 형성되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 롤 유닛 (57) 은 좌우 1 쌍의 아암 부재 (61a, 61b) 를 갖고 있다. 아암 부재 (61a, 61b) 의 선단 사이에는 베어링 (62a, 62b) 을 통하여, 분할 롤 (루퍼 롤) (63) 이, 그 롤 축심 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 분할 롤 (63) 은 강대 (1) 의 판폭 방향에 배열되어, 강대 (1) 에 접촉 (선 접촉) 가능하게 되어 있다. 한편, 아암 부재 (61a, 61b) 의 기단 사이에는 베어링 (64a, 64b) 을 통하여 지지축 (65) 이 지지되어 있다.
또, 지지 부재 (55) 에는 고정 부재 (66) 가 고정되어 있고, 이 고정 부재 (66) 에는 지지축 (65) 이 관통 지지되어 있다. 그리고, 지지축 (65) 에 있어서의 아암 부재 (61a, 61b) 와 고정 부재 (66) 사이에는 링상을 이루는 좌우 1 쌍의 토크 검출기 (67a, 67b) 가 형성되어 있다. 이 좌우 1 쌍의 토크 검출기 (67a, 67b) 는 강대 (1) 와 분할 롤 (63) 이 접촉했을 때에, 당해 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 작용하는, 구동측의 검출 토크 (Td) 및 작업측의 검출 토크 (Tw) 를, 아암 부재 (61a, 61b) 를 통하여 검출하는 것으로서, 검출한 검출 토크 (Td, Tw) 를 강대 접촉 롤 추출 장치 (41) 에 출력 가능하게 되어 있다.
따라서, 열간 압연 설비 (10) 의 운전이 개시되어 압연기 (11, 12) 사이에 강대 (1) 가 반송되면, 롤 요동용 모터 (53) 가 구동하여 분할 롤 (63) 이 상하 방향으로 요동한다. 이로써, 분할 롤 (63) 은 압연 중에 있어서 항상 강대 (1) 의 하면에 접촉하여 따라 돌아감으로써, 이 접촉한 강대 (1) 에 대하여, 일정한 장력을 부여하여 적절한 루프를 부여하게 된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 분할 롤 (63) 이 강대 (1) 에 접촉하면, 분할 롤 (63) 에는 강대 (1) 로부터의 하중 (토크) 이 작용한다. 이 하중은 분할 롤 (63) 의 좌우 양단으로부터 아암 부재 (61a, 61b) 를 통하여 토크 검출기 (67a, 67b) 에 전달되고, 당해 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 작용하는 검출 토크 (Td, Tw) 로서 토크 검출기 (67a, 67b) 에 의해 검출된다.
즉, 판형상 검출 장치 (13) 는 분할 롤 (63) 을 사용하여, 루퍼 장치로서의 역할을 함과 동시에, 이 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 작용하는 검출 토크 (Td, Tw) 를 검출하고, 이 검출 토크 (Td, Tw) 를 안정 압연 제어 장치 (14) 에 출력하도록 되어 있다. 그리고, 자세한 것은 후술하는데, 안정 압연 제어 장치 (14) 에서는 입력된 검출 토크 (Td, Tw) 에 기초하여 압연기 (11, 12) 의 압하 레벨링을 제어하게 되어 있다. 이로써, 열간 압연 설비 (10) 전체로서, 안정적인 압연이 실현되게 된다.
다음으로, 안정 압연 제어 장치 (14) 및 WRB/PC 제어 장치 (15) 에 대하여 상세하게 설명하기 전에, 상기 서술한 판형상 검출 장치 (13) 를 사용한 열간 압연 방법에 대하여 원리적으로 설명한다.
먼저, 열간 압연 설비 (10) 에서는 분할 롤 (63) 에 작용하는 검출 토크 (Td, Tw) 의 차에 기초하여 압하 레벨링을 제어하는 것이 기본 동작으로 되어 있다. 그래서, 검출 토크 (Td, Tw) 사이에 토크차가 발생하는 요인에 대하여, 1 개의 분할 롤 (63) 만을 모식적으로 나타낸 도 4 내지 도 6 을 사용하여, 원리적으로 설명한다.
단, 도 4 및 도 5 는 강대 (1) 가 분할 롤 (63) 의 롤 폭 방향 전체면에 걸쳐 접촉하고 있는 상태를 나타내고 있다. 또한 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 강대의 판폭 방향에 있어서의 장력 분포와 판형상 분포는 비례 관계가 되어 있어, 장력 분포가 구해지면, 일의로 판형상이 구해지게 된다. 이하의 설명에서는, 이 사실을 전제로 하여 설명을 실시하는 것으로 한다.
여기서, 도 4 는 분할 롤 (63) 에 대하여, 강대 (1) 의 판폭 방향 (y) 의 장력 분포 (σ(y)) 가 작용하는 상태를 모식적으로 나타내고 있다. 강대 (1) 가 접촉하는 분할 롤 (63) 의 롤면에는 장력 분포 (σ(y)) 에 의해 연직 방향의 선압 분포 (ps(y)) 가 발생한다. 이 때, 장력 분포 (σ(y)) 와 선압 분포 (ps(y)) 사이의 관계는 하기 식 (1) 로 나타낼 수 있다.
Figure pct00001
단, y 는 분할 롤 (63) 의 롤단 (토크 검출기 (67a)) 을 원점으로 한 강대 (1) 의 판폭 방향의 좌표이고, t 는 강대 (1) 의 판두께이고, α, β 는 강대 (1) 와 수평인 x 축 방향과의 이루는 각도 (접촉 각도) 이다. 즉, 장력 분포 (σ(y)) 와 선압 분포 (ps(y)) 는 비례 관계에 있는 것을 알 수 있다.
또, 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에는 반력 (Rd, Rw) 이 선압 분포 (ps(y)) 에 의해 발생하게 된다. 이로써, 분할 롤 (63) 의 롤폭을 Lr 로 하고, 이웃하는 분할 롤 (63) 사이의 갭을 Δg 로 하면, 반력 (Rd, Rw) 은 하기 식 (2), (3) 으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00002
여기서, 반력 (Rd, Rw) 은 아암 부재 (61a, 61b) 에 작용하는 힘의 반력에 의해 생긴다. 따라서, 분할 롤 (63) 을 넘어뜨릴 방향, 즉, 루퍼 각도 (θ) 를 작게 할 방향의 토크값을 정 (正) 의 방향으로 하고, 아암 부재 (61a, 61b) 의 길이를 La 로 하면, 토크 검출기 (67a, 67b) 에 의해 검출되는 검출 토크 (Td, Tw) 는 하기 식 (4), (5) 로 나타낼 수 있다.
Figure pct00003
이로써, 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 작용하는 검출 토크 (Td, Tw) 의 차를 ΔT 로 하면, 이 토크차 ΔT 는 식 (4), (5) 로부터, 하기 식 (6) 으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00004
또한, 검출 토크 (Td, Tw) 의 합 (Td＋Tw) 은 식 (2) ∼ (5) 로부터, 분할 롤 (63) 에 작용하는 선압 분포 (ps(y)) 의 합력에 비례하는 것을 알 수 있다.
따라서, 일반적으로, 강대 (1) 에 작용하는 장력 분포 (σ(y)) (강대 (1) 의 판형상) 에 의해, 토크차 ΔT 가 발생하는 것을 이해할 수 있다. 단, 식 (1) 에 있어서, ps(y) ≒ 0 (일정) 의 경우에는 식 (2), (3) 으로부터 Rd ≒ Rw 가 되고, 토크차 ΔT 는 매우 작아지거나, 또는 영이 된다.
그리고, 상기 서술한 바와 같은 강대 (1) 의 판형상에 의해 발생하는 토크차 ΔT 는 장력 분포 (σ(y)), 즉, 강대 (1) 의 판형상에 따라 상이하다는 것은 분명하다.
이상의 설명에서는 강대 (1) 의 판형상에 의해 분할 롤 (63) 의 좌우 양단 사이에 토크차가 발생하는 이유에 대해 설명했지만, 이하의 설명에서는 강대 (1) 가 횡 방향으로 이동하는, 소위 사행에 의해 분할 롤 (63) 의 좌우 양단 사이에 토크차가 발생하는 이유에 대해 설명한다.
도 6 은 강대 (1) 가, 열간 압연 설비 (1) (압연기 (11, 12)) 의 폭 방향 중심선과 평행한 반송 방향 (라인 방향) 에 대해 각도 (θs) 를 갖고, 워크 롤 (21, 31) 사이에서 압연되고 있는 상태 (사행 압연 상태) 를 모식적으로 나타내고 있다.
강대 (1) 가 전후의 워크 롤 (21, 31) 에 의해 압연되고 있는 정상 압연 상태에서는 당해 강대 (1) 가 워크 롤 (21, 31) 에 의해 구속되어 있기 때문에, 급격하게 사행이 커지는 경우는 적고, 준안정적으로 압연이 계속된다. 이에 대하여, 강대 (1) 의 미단이 후방의 워크 롤 (31) 을 빠져 나가는, 소위 미단 중도 빠짐 시에는 장력이 해방되기 때문에, 강대 (1) 의 미단이 그 판폭 방향으로 급격하게 어긋나, 전방의 워크 롤 (21) 에 있어서 미단 드로잉을 발생시킨다.
이와 같은 사행 압연 상태에 있어서는 강대 (1) 가 각도 (θs) 방향으로 속도 (Vs) 로 압연되고 있기 때문에, 속도 (Vs) 를, 반송 방향의 반송 속도 성분 (V) 과, 이것에 수직인 방향 (옆으로 어긋난 방향) 의 사행 속도 성분 (ΔV) 으로 분해할 수 있다. 그리고, 이 사행 속도 성분 (ΔV) 은 하기 식 (7) 로 나타낼 수 있다.
Figure pct00005
따라서, 분할 롤 (63) 과 접촉하고 있는 강대 (1) 는 사행 속도 성분 (ΔV) 으로 그 롤 면상을 미끄러지면서 반송되게 된다.
그래서, 상기 서술한 바와 같은 사행 압연 상태에 있어서, 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 배치된 토크 검출기 (67a, 67b) 의 검출값 (검출 토크) 에 대하여, 도 5 를 사용하여 설명한다. 도 5 는 도 4 와 마찬가지로, 1 개의 분할 롤 (63) 을 모식적으로 나타낸 것이다. 또, 도 5 에 나타낸 분할 롤 (63) 에 대해 작용하는 장력 분포 (σ(y)) 는 도 4 와 동일하고, 이 장력 분포 (σ(y)) 에 의해 발생하는 연직 방향의 선압 분포 (ps(y)) 는 상기 식 (1) 이 된다. 또한 도 5 에 있어서는 장력 분포 (σ(y)) 및 선압 분포 (ps(y)) 의 도시를 생략하고 있다.
여기서, 상기 선압 분포 (ps(y)) 를 갖는 강대 (1) 가 사행 속도 성분 (ΔV) 으로 분할 롤 (63) 의 롤면 상을 미끄러지는 경우에는, 그 롤 축 방향으로 힘 (Fs) 이 작용한다. 이로써, 강대 (1) 와 분할 롤 (63) 사이에 있어서의 롤 축 방향의 미끄러짐에 대한 저항 계수를 μ 로 하면, 힘 (Fs) 은 하기 식 (8) 로 나타낼 수 있다. 또한 저항 계수 (μ) 는 강대 (1) 의 미끄러짐이 작을수록 (각도 (θs) 가 작을수록) 작아지는 특성을 갖고 있다.
Figure pct00006
또, 힘 (Fs) 은 분할 롤 (63) 의 롤 축 방향으로 작용하기 때문에, 분할 롤 (63) 에는 전도 모멘트 (Ms) 가 작용하게 된다. 이로써, 분할 롤 (63) 의 직경을 D 로 하면, 전도 모멘트 (Ms) 는 하기 식 (9) 로 나타낼 수 있다.
Figure pct00007
또한, 전도 모멘트 (Ms) 는 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 있어서, 크기가 동일하고, 또한 작용 방향이 서로 역방향의 평행한 1 세트의 우력 (Rs) 을 발생시키게 된다. 그리고, 우력 (Rs) 은 하기 식 (10) 으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00008
요컨대, 토크 검출기 (67a, 67b) 의 검출값은 크기가 동일하고, 또한 작용 방향이 서로 역방향의 토크 (Tds, Tws) 가 가산되어, 출력되게 된다. 그리고, 토크 (Tds, Tws) 는 하기 식 (11), (12) 로 나타낼 수 있다.
Figure pct00009
따라서, 분할 롤 (63) 의 좌우 양단 사이의 토크차 (ΔTs) 는 하기 식 (13) 으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00010
또한 이하의 설명에서는 상기 서술한 바와 같은 강대 (1) 의 사행에 의해 발생하는 토크 (Tds, Tws) 를 사행 토크 (Tds, Tws) 라고 칭하고, 또한 이들의 차가 되는 토크차 (ΔTs) 를 사행 토크차 (ΔTs) 라고 칭한다.
다음으로, 토크 검출기 (67a, 67b) 에 의해 검출된 검출 토크 (Td, Tw) 로부터 사행 토크 (Tds, Tws) 를 제거하고, 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 있어서 강대 (1) 의 판형상에 의해 발생하는 형상 토크를 각각 분리하는 방법에 대해 설명한다.
구체적으로는 검출 토크 (Td) 와 검출 토크 (Tw) 를 평균함으로써, 사행 토크 (Tds, Tws) 의 제거가 가능해진다. 이것은 상기 식 (11), (12), (13) 으로부터도 명확한 바와 같이, 분할 롤 (63) 의 좌우 양단 사이에 나타나는 사행 토크차 (ΔTs) 가 사행 토크 (Tds, Tws) 의 합에 비례하는 것이나, 사행 토크 (Tds, Tws) 가 동일한 크기이고 또한 서로 역방향으로 작용하는 것을 이용한 것이다. 따라서, 검출 토크 (Td, Tw) 를 평균하면, 이 평균값으로부터 사행 토크 (Tds, Tws) 의 영향을 배제 혹은 최대한 작게 할 수 있다.
여기서, 복수의 분할 롤 (63) 에는 1 번부터 n 번까지의 번호가 붙어있고, i 는 1 번부터 n 번까지의 분할 롤 (63) 중에서 임의로 선택된 분할 롤 (63) 의 번호로 한다.
예를 들어, i 번째의 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에서 검출된 검출 토크를 Tdi, Twi 로 하면, 이들을 평균한 양단 평균화 토크 (형상 토크, 토크 평균값) (Tmi) 는 (Tdi＋Twi)/2 가 된다. 그리고, 이 양단 평균화 토크 (Tmi) 를, i 번째의 분할 롤 (63) 을 대표하는 검출 토크로 한다. 또한, i 번째의 분할 롤 (63) 에 있어서의 토크 검출기 (67a, 67b) 의 y 축 방향의 좌표를 ydi, ywi 로 하면, 이들을 평균한 양단 평균화 좌표 (좌표 평균값) (ymi) 는 (ydi＋ywi)/2 가 된다. 즉, 양단 평균화 토크 (Tmi) 는 양단 평균화 좌표 (ymi) 에 있어서의 검출값이라고 볼 수 있다.
따라서, 상기 서술한 바와 같은 평균화 처리를 사용하여 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 구함으로써, 검출 토크 (Tdi, Twi) 로부터 사행 토크 (Tdsi, Twsi) 를 제거한 것이 된다.
또, 압연시에 있어서는 강대 (1) 가 롤 폭 전체면에 접촉하는 분할 롤 (63) 의 수량이 강대 (1) 가 부분적으로 접촉하는 분할 롤 (63) 의 수량보다 많아지기 때문에, 분할 롤 (63) 마다의 평균화 처리를 실시하는 경우에는 강대 (1) 가 부분적으로 접촉하는 분할 롤 (63) 을 제거한 편이 연산 결과의 신뢰성이 향상되게 된다. 이로써, 이하에 서술하는 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 의 회귀에 있어서는 강대 (1) 가 롤 폭 전체면에 접촉하는 분할 롤 (63) 만을 사용하는 것으로 한다.
단, 분할 롤 (63) 의 수량이 적고, 회귀하기 위한 양단 평균화 토크 (Tmi) 가 부족한 경우에는 강대 (1) 가 부분적으로 접촉하는 분할 롤 (63) 의 양단 평균화 토크 (Tmi) 를 사용해도 상관없다.
그리고, 평균화 처리를 실시한 후에는 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 소정의 차수를 갖는 회귀 모델식으로 회귀한다. 이 결과, 회귀하여 얻어지는 회귀 결과는 형상 토크만을 사용하여 회귀하고 있는 것이 되어, 사행 토크 (Tdsi, Twsi) 의 영향을 받지 않고, 강대 (1) 의 판형상 성분의 특성만을 구비하는 것이 된다.
이로써, 강대 (1) 의 판 폭 방향 중심선이 열간 압연 설비 (1) (압연기 (11, 12)) 의 폭 방향 중심선으로부터 폭 방향 외측으로 어긋나 있는 어긋남량 (이하, 사행량으로 칭한다) 을 s 로 하면, 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 회귀하기 위한 회귀 모델식 T(y) 는 하기 식 (14) 로 나타낼 수 있다. 또한 C0 ∼ C4 는 회귀 모델 계수이다.
Figure pct00011
여기서, 회귀 모델 계수 C0 ∼ C4 는 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 이용하여, 최소 2 승법에 의해 정한 것이다. 즉, 최소 2 승법이 되는 평가 함수 J 를 식 (14) 를 사용하여 나타내면, 이 평가 함수 J 는 하기 식 (15) 로 나타낼 수 있다.
Figure pct00012
또한, 상기 식 (15) 로부터, 회귀 모델 계수 C0 ∼ C4 를 구하는 방법은 주지된 것이기 때문에, 여기서의 상세한 설명은 생략한다. 이 때, 식 (15) 를 사용하여 회귀 모델 계수 C0 ∼ C4 를 구하려면 사행량 (s) 이 필요하지만, 이 사행량 (s) 을 몇차례에 걸쳐 가정하여 평가 함수 J 를 연산한다. 그리고, 평가 함수 J 가 최소가 되는 사행량 (s) 을 사용했을 때의 회귀 모델식 T(y) 의 회귀 결과가 형상 토크 분포에 가장 근사하게 된다.
이상으로, 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 회귀하는 방법을 설명했는데, 이 때, 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 사용하고 있기 때문에, 회귀 결과로부터 사행 토크 (Tdsi, Twsi) 의 영향을 배제할 수 있다.
다음으로, 토크차 (ΔT) 로부터 사행 토크차 (ΔTs) 를 추출하고, 이 사행 토크차 (ΔTs) 를 상기 서술한 회귀 결과를 사용하여 보정하는 방법에 대해 설명한다.
여기서, i 번째의 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에서 검출된 검출 토크를 (Tdi, Twi) 로 하면, 토크차 (ΔTi) 는 하기 식 (16) 으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00013
상기 식 (16) 에 의해 연산된 토크차 (ΔTi) 에는 강대 (1) 의 판형상에 의해 발생하는 형상 토크차도 포함되어 있다. 따라서, 토크차 (ΔTi) 로부터 상기 형상 토크차를 제거하여 사행 토크차 (ΔTsi) 를 추출하고, 이 추출한 사행 토크차 (ΔTsi) 를 사용함으로써 강대 (1) 의 사행을 고정밀도로 제어할 수 있다.
요컨대, 양단 평균화 토크 (Tmi) 및 양단 평균화 좌표 (ymi) 를 회귀하기 위한 회귀 모델식 T(y) 과 식 (16) 을 사용함으로써, 토크차 (ΔTi) 로부터 사행 토크차 (ΔTsi) 를 추출할 수 있다. 이 사행 토크차 (ΔTsi) 는 하기 식 (17) 로 나타낼 수 있다. 또한 식 (17) 의 우변 제 2 항목은 형상 토크차에 의한 보정항이 되어 있다.
Figure pct00014
또한, 실제로는 복수의 분할 롤 (63) 에 대하여, 사행 토크차 (ΔTsi) 를 구하여 이들을 평균한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 선택하는 분할 롤 (63) 을, 강대 (1) 의 판폭 방향 중앙부에 대응하는 분할 롤 (63) 과 이 판폭 방향 중앙부에 위치하는 분할 롤 (63) 의 롤 축 방향 양측에 인접하는 분할 롤 (63) 로 하고, 이들 3 개의 분할 롤 (63) 의 사행 토크차 (ΔTsi) 를 평균하면 된다. 이로써, 통계적으로 편차가 적은, 보다 안정적인 사행 토크차 (ΔTsi) 를 구할 수 있으므로, 강대 (1) 의 사행을 고정밀도로 제어할 수 있다.
다음으로, 사행 토크차 (ΔTs) 에 대한 루퍼 각도 (θ) 의 영향과 그 제거 방법에 대해 설명한다.
상기 식 (13) 으로부터도 명확한 바와 같이, 사행 토크차 (ΔTs) 는 루퍼 각도 (θ) 에 의존한다. 이것은 사행 발생의 물리적 원인이 동일한 정도라도, 루퍼 각도 (θ) 에 의해 사행 토크차 (ΔTs) 의 값이 상이한 것을 의미하고 있다. 따라서, 사행 토크차 (ΔTs) 에 비례한 사행 제어량에 기초하여 압하 레벨링을 제어한 경우에는, 루퍼 각도 (θ) 에 따라서는 과대 제어 또는 과소 제어가 될 우려가 있다. 특히, 루퍼 각도 (θ) 가 크게 벗어난 상태에 있어서, 압연을 실시하는 경우에는 문제가 된다.
이와 같은 문제를 해결하는 방법으로서 루퍼 각도 (θ) 에 따라 사행 토크차 (ΔTs) 를 보정하는 것이 생각된다. 예를 들어, 기준이 되는 루퍼 각도를 θ0 (예를 들어, 20 도) 으로 규정하고, 현재의 루퍼 각도를 θ 로 한다. 또한, 루퍼 각도 (θ) 를 사용하여 연산된 사행 토크차를 ΔTθ 로 하고, 그 루퍼 각도 (θ) 가 기준 각도 (θ0) 였다고 가정했을 때의 사행 토크차를 ΔTθ0 으로 하면, ΔTθ0 = ΔTθ × COS(θ0)/(COSθ) 가 되고, 루퍼 각도 (θ) 에 따라 사행 토크차 (ΔT) 를 보정할 수 있다.
따라서, 압하 레벨링 제어는 보정 후의 사행 토크차 (ΔTθ0) 에 기초하여 실시하도록 한다. 이로써, 사행 토크차 (ΔTθ) 로부터 루퍼 각도 (θ) 의 영향을 배제하여 압하 레벨링을 제어할 수 있고, 고정밀의 사행 제어를 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 사행 토크차를 감시 화면에 표시하는 경우에도, 루퍼 각도 (θ) 의 영향을 받지 않는 보정 후의 사행 토크차 (ΔTθ0) 를 표시하도록 하면, 강대 (1) 의 사행의 감시가 용이해진다.
그 밖에도, 사행 토크차 (ΔTs) 로부터 루퍼각 (θ) 의 영향을 배제하는 방법이 있다. 예를 들어, i 번째의 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에서 검출된 검출 토크 (Tdi, Twi) 의 평균을 양단 평균화 토크 (Tmi) 로 하고, 이 양단 평균화 토크 (Tmi) 와 사행 토크차 (ΔTsi) 의 비를 생각하면, 하기 식 (18) 을 얻을 수 있다.
Figure pct00015
그리고, 상기 식 (18) 에 의해 구해진 ΔTri 를 사행 토크차율로 칭한다. 이로써, 사행 토크차율 (ΔTri) 의 분자 및 분모는 루퍼 각도 (θ) 의 인자가 곱해진 검출 토크가 되기 때문에, 양단 평균화 토크 (Tmi) 와 사행 토크차 (ΔTsi) 의 비를 취함으로써, 사행 토크차율 (ΔTri) 로부터 루퍼 각도 (θ) 의 영향이 배제된 것이 된다.
여기서, 예를 들어, 양단 평균화 토크 (Tmi) 는 강대 (1) 의 판폭 방향 중앙부에 대응하는 분할 롤 (63) 의 양단 평균화 토크 (Tmi) 와 이 판폭 방향 중앙부에 위치하는 분할 롤 (63) 의 롤 축 방향 양측에 인접하는 분할 롤 (63) 의 양단 평균화 토크 (Tmi) 를 사용한다. 또, 강대 (1) 가 롤 폭 전체면에 접촉하는 분할 롤 (63) 의 검출 토크 (Tdi, Twi) 를 각각 평균해도 상관없다.
다음으로, 사행 토크차 (ΔTs) 에 대한 압연기 (11, 12) 사이에 작용하는 강대 (1) 의 장력의 영향과 그 제거 방법에 대해 설명한다.
사행 토크차 (ΔTs) 는 압연기 (11, 12) 사이에 작용하는 강대 (1) 의 장력에 비례한다. 이 것은 상기 식 (1) 로부터도 명확한 바와 같이, 분할 롤 (63) 에 작용하는 선압 분포 (ps(y)) 가, 강대 (1) 의 장력에 비례하는 것으로부터도 충분히 이해할 수 있다. 또, 선압 분포 (ps(y)) 가 저항 계수 μ 를 통하여 전도 모멘트 (Ms) 를 발생시키고, 이 전도 모멘트 (Ms) 의 발생에 의한 우력 (Rs) 이 분할 롤 (63) 의 좌우 양단 사이에 있어서, 사행 토크차 (ΔTs) 로서 검출되는 것은 먼저 설명한 바와 같다. 따라서, 이 점으로부터도, 사행 토크차 (ΔTsi) 가 압연기 (11, 12) 사이에 작용하는 강대 (1) 의 장력에 의존하는 것을 충분히 이해할 수 있다. 동일하게, 양단 평균화 토크 (Tmi) 도 장력에 의존하는 것은 분명하다.
따라서, 상기 식 (18) 에 나타내는 바와 같이, 양단 평균화 토크 (Tmi) 와 사행 토크차 (ΔTsi) 의 비를 생각함으로써, 압연기 (11, 12) 사이에 작용하는 강대 (1) 의 장력에 의존하지 않는 사행 토크차율 (ΔTri) 을 얻을 수 있다. 또, 실제로는 복수의 분할 롤 (63) 에 있어서 구해진 사행 토크차율 (ΔTri) 을, 그들의 분할 롤 (63) 에 걸쳐 평균한다. 이로써, 통계적으로 편차가 적은, 보다 안정적인 사행 토크차율 (ΔTri) 을 구할 수 있다.
따라서, 사행 토크차율 (ΔTri) 을 생각하면, 루퍼 각도 (θ) 및 강대 (1) 의 장력에 영향을 받지 않는 사행 제어를 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 사행 토크차율 (ΔTri) 을 감시 화면에 표시하는 경우에도, 강대 (1) 의 사행의 감시가 용이해진다.
여기까지는 판형상 검출 장치 (13) 를 사용한 열간 압연 방법에 대하여 원리적으로 설명했지만, 이하의 설명에서는 그것에 기초하여, 안정 압연 제어 장치 (14) 및 WRB/PC 제어 장치 (15) 에 대하여 도 1 을 사용하여 구체적으로 설명한다.
강대 접촉 롤 추출 장치 (41) 에서는, 먼저 판형상 검출 장치 (13) 로부터 입력된, 각 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw) 에 기초하여 강대 (1) 가 접촉하는 분할 롤 (63) 을 추출한다. 또한, 이 추출한 분할 롤 (63) 이, 강대 (1) 와 롤 폭 전체면에서 접촉하는지의 여부를 판정함과 함께, 추출한 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw) 를 출력하도록 되어 있다.
여기서, 강대 (1) 가 접촉하지 않는 분할 롤 (63) 에서는 이것에 대응한 검출 토크 (Td, Tw) 가 영이 되기 때문에, 강대 (1) 가 접촉하는 분할 롤 (63) 의 추출은 검출 토크 (Td, Tw) 가 영이 되는 분할 롤 (63) 을 분별함으로써 가능하게 되어 있다.
즉, 강대 (1) 가 접촉하지 않는 비접촉의 분할 롤 (63) 이 분별되면, 이 비접촉의 분할 롤 (63) 의 판폭 방향 내측에 인접한 분할 롤 (63) 이, 강대 (1) 의 판 단부가 접촉하는 부분 접촉의 분할 롤 (63) 이라고 판정할 수 있다. 또한, 그 부분 접촉의 분할 롤 (63) 이외의 분할 롤 (63) 이, 강대 (1) 가 롤 폭 전체면에 접촉하는 전체 접촉의 분할 롤 (63) 이라고 판정할 수 있다. 이로써, 추출한 분할 롤 (63) 이 전체 접촉의 분할 롤 (63) 인지 여부의 판정이 가능하게 되어 있다.
그리고, 강대 접촉 롤 추출 장치 (41) 에 있어서는 전체 접촉의 분할 롤 (63), 또는 전체 접촉 및 부분 접촉의 분할 롤 (63) 을 선택하는 것이 가능해져 있고, 이 선택된 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw) 는 토크차 연산 장치 (42) 및 사행 토크 제거 장치 (43) 에 출력되도록 되어 있다.
토크차 연산 장치 (42) 에서는 전체 접촉의 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw), 또는 전체 접촉 및 부분 접촉의 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw) 로부터, 선택된 분할 롤 (63) 마다 토크차 (ΔT) 를 연산하도록 되어 있다. 이 때, 각 토크차 (ΔT) 는 식 (16) 을 사용하여 연산되게 되고, 사행 토크차 연산 장치 (45) 에 출력되도록 되어 있다.
사행 토크 제거 장치 (43) 에서는 전체 접촉의 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw), 또는 전체 접촉 및 부분 접촉의 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw) 로부터 사행 토크 (Tds, Tws) 를 제거하도록 되어 있다. 여기서, 검출 토크 (Td, Tw) 로부터 사행 토크 (Tds, Tws) 를 제거하는 방법으로는, 상기 서술한 평균화 처리를 실시한다.
이 평균화 처리에서는 양단 평균화 토크 (Tm) 및 양단 평균화 좌표 (ym) 를 구함으로써, 검출 토크 (Td, Tw) 로부터 사행 토크 (Tds, Tws) 를 분리할 수 있고, 이 구한 양단 평균화 토크 (Tm) 는 형상 토크만을 성분으로 한 것이 된다. 그리고, 사행 토크 (Tds, Tws) 가 제거된 양단 평균화 토크 (Tm) 와, 이것에 대응한 양단 평균화 좌표 (ym) 는 형상 토크 분포 회귀 장치 (44) 에 출력되도록 되어 있다.
또한 검출 토크 (Td, Tw) 의 검출 위치는 열간 압연 설비 (1) (압연기 (12, 13)) 의 폭 방향 중심선을 원점으로 한 좌표 (y 좌표) 를 사용하여 실시된다. 또, 판형상 검출 장치 (13) 의 폭 방향 중심선은 열간 압연 설비 (1) 의 폭 방향 중심선과 일치하도록 설치되어 있다. 따라서, 각 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 있어서의 토크 검출기 (67a, 67b) 의 좌표를, 열간 압연 설비 (1) 의 폭 방향 중심선을 원점으로 한 좌표로 나타냄으로써 평균화 처리의 간소화를 도모할 수 있다.
형상 토크 분포 회귀 장치 (44) 에서는 사행 토크 (Tds, Tws) 가 제거된 양단 평균화 토크 (Tm) 와 이것에 대응한 양단 평균화 좌표 (ym) 를, 소정의 차수를 갖는 회귀 모델식 T(y) 로 회귀하도록 되어 있다. 이로써, 회귀 결과로서 강대 (1) 의 판폭 방향의 판형상 성분을 나타내는 회귀 모델 계수 C0 ∼ C4 가 구해진다.
그리고, 회귀 모델 계수 C1 ∼ C4 는 사행 토크차 연산 장치 (45) 에 출력되도록 되어 있다. 또, 비대칭 판형상 성분 (홀수 차수의 계수) 인 회귀 모델 계수 C1 은 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에 출력되는 한편, 대칭 판형상 성분 (짝수 차수의 계수) 인 회귀 모델 계수 C2, C4 는 WRB/PC 제어 장치 (15) 에 출력되도록 되어 있다.
사행 토크차 연산 장치 (45) 에서는 토크차 (ΔT) 를 회귀 모델 계수 C1 ∼ C4 에 기초하여 보정 연산함으로써, 사행 토크차 (ΔTs) 를 추출하도록 되어 있다.
구체적으로는 식 (17) 에 나타내는 바와 같이, 회귀 모델식 T(y) 를 사용하여, 분할 롤 (63) 마다의 사행 토크차 (ΔTs) 를 연산한 후, 이들 연산한 사행 토크차 (ΔTs) 를 평균한다. 그리고, 평균된 사행 토크차 (ΔTs) 는 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에 출력되도록 되어 있다.
또한, 상기 서술한 설명에서는 사행 토크차 연산 장치 (45) 의 출력값을 사행 토크차 (ΔTs) 로 했지만, 사행 토크차율 (ΔTr) 로 해도 상관없다. 식 (18) 에 나타내는 바와 같이, 사행 토크차율 (ΔTr) 은 양단 평균화 토크 (Tm) 와 사행 토크차 (ΔTs) 의 비로부터 구할 수 있다.
압하 레벨링 제어 장치 (46) 에서는 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 에 기초하여 사행의 제어에 관련된 사행 제어량 (압하 레벨링 제어량) 을 연산하고, 이 연산한 사행 제어량을 압하 장치 (23, 33) 에 출력함과 함께, 비대칭 판형상 성분의 회귀 모델수 C1 에 기초하여 당해 비대칭 판형상의 제어에 관련된 비대칭 판형상 제어량 (압하 레벨링 제어량) 을 연산하고, 이 연산한 비대칭 판형상 제어량을 압하 장치 (23, 33) 에 출력하도록 되어 있다. 이로써, 압연기 (11, 12) 에서는 강대 (1) 의 사행 제어 및 판형상 제어의 적어도 어느 일방이 실시되게 된다.
여기서, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에 있어서는 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 이, 미리 설정된 소정 토크차 이상 또는 소정 토크차율 이상 인지의 여부를 판정하도록 되어 있다. 그리고, 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 이 소정 토크차 이상 또는 소정 토크차율 이상인 경우에는, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 는 압하 장치 (23, 33) 를 통하여, 압연기 (11, 2) 에 의한 강대 (1) 의 사행 제어를 실시한다. 한편, 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 이 소정 토크차 또는 소정 토크차율 미만인 경우에는 압하 레벨링 제어 장치 (46) 는 압하 장치 (23, 33) 를 통하여, 압연기 (11, 2) 에 의한 강대 (1) 의 사행 제어를 중지한다. 또한 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 의 임계값이 되는 소정 토크차 또는 소정 토크차율은 강대 (1) 의 종류, 판두께, 판폭, 반송 속도 등의 압연 조건에 의해 설정된다.
또, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에 있어서는, 회귀 모델수 C1 이 미리 설정된 소정값 이상인지의 여부를 판정하도록 되어 있다. 그리고, 회귀 모델수 C1 이 소정값 이상인 경우에는, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 는 압하 장치 (23, 33) 를 통하여 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 비대칭 판형상 제어를 실시한다. 한편, 회귀 모델수 C1 이 소정값 미만인 경우에는, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 는 압하 장치 (23, 33) 을 통하여 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 비대칭 판형상 제어를 중지한다. 또한 회귀 모델수 C1 의 임계값이 되는 소정값은 강대 (1) 의 종류, 판두께, 판폭, 반송 속도 등의 압연 조건에 의해 설정된다.
WRB/PC 제어 장치 (15) 에서는 대칭 판형상 성분의 회귀 모델 계수 C2, C4 에 기초하여 당해 대칭 판형상의 제어에 관련된 대칭 판형상 제어량을 연산하고, 이 연산한 대칭 판형상 제어량을 WRC/PC 장치 (24, 34) 에 출력하도록 되어 있다. 이로써, 압연기 (11, 12) 에서는 강대 (1) 의 판형상 제어가 이루어지게 된다.
다음으로, 열간 압연 방법의 순서에 대하여, 도 7 을 사용하여 상세하게 설명한다.
먼저, 단계 S1 에서, 토크 검출기 (67a, 67b) 에 의해 검출 토크 (Td, Tw) 가 검출된다.
이어서, 단계 S2 에서, 강대 접촉 롤 추출 장치 (41) 에 의해 강대 (1) 와 접촉하는 분할 롤 (63) 을 추출한 후, 이 추출한 분할 롤 (63) 에 있어서의 검출 토크 (Td, Tw) 를 기억한다.
그리고, 단계 S3 에서, 토크차 연산 장치 (42) 에 의해 토크차 (ΔT) 를 연산한다.
또, 단계 S4 에서, 사행 토크 제거 장치 (43) 에 의해 검출 토크 (Td, Tw) 의 평균화 처리를 실시하고, 양단 평균화 토크 (Tm) 및 양단 평균화 좌표 (ym) 를 연산한다. 이로써, 검출 토크 (Td, Tw) 로부터 사행 토크 (Tds, Tws) 가 제거된 것이 된다.
이어서, 단계 S5 에서, 형상 토크 분포 회귀 장치 (44) 에 의해 양단 평균화 토크 (Tm) 및 양단 평균화 좌표 (ym) 를 회귀 모델식 T(y) 를 사용하여 회귀하고, 회귀 결과로서의 회귀 모델 계수 C0 ∼ C4 를 구한다.
그리고, 단계 S6 에서, 형상 토크 분포 회귀 장치 (44) 에 의해 회귀 모델 계수 C0 ∼ C4 를, 비대칭 판형상 성분의 회귀 모델 계수 C1 과 대칭 판형상 성분의 C2, C4 로 분리한다.
이어서, 단계 S7 에서, WRC/PC 제어 장치 (15) 에 의해 회귀 모델 계수 C2, C4 에 기초하여 WRC/PC 장치 (24, 34) 를 제어한다. 이로써, 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 대칭 판형상 제어가 실시된다.
또, 단계 S8 에서, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에 의해 회귀 모델 계수 C1 이 소정값 이상인지의 여부가 판정된다. 여기서, 소정값 이상이면, 단계 S9 에서, 압하 장치 (23, 33) 를 제어하여, 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 비대칭 판형상 제어를 실시한다. 또, 반대라면, 단계 S10 에서, 압하 장치 (23, 33) 를 제어하여, 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 비대칭 판형상 제어를 중지한다.
한편, 단계 S11 에서, 사행 토크차 연산 장치 (45) 에 의해 토크차 (ΔT) 를 회귀 모델 계수 C1 ∼ C4 를 사용하여 보정하고, 사행 토크차 (ΔTs) 를 연산한다. 또한 루퍼 각도 (θ) 및 강대 (1) 의 장력에 영향을 제거하고, 고정밀의 연산 결과를 필요로 하는 경우에는, 양단 평균화 토크 (Tm) 와 사행 토크차 (ΔTs) 의 비로부터 사행 토크차율 (ΔTr) 을 연산한다.
이어서, 단계 S12 에서, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에 의해 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 이 소정 토크차 이상 또는 소정 토크차율 이상인지의 여부가 판정된다. 여기서, 이상이면, 단계 S13 에서, 압하 장치 (23, 33) 를 제어하여, 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 사행 제어를 실시한다. 또, 그렇지 않다면, 단계 S14 에서, 압하 장치 (23, 33) 을 제어하여, 압연기 (11, 12) 에 의한 강대 (1) 의 사행 제어를 중지한다.
또한 상기 서술한 실시형태에서는 소정의 압연기 (11, 12) 사이에 판형상 검출 장치 (13) 를 형성하도록 하고 있는데, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 최종단으로 한 압연기 (11) 와 이 압연기 (11) 의 출측에 배치된 상하 1 쌍의 핀치 롤 (71) 사이에, 판형상 검출 장치 (13) 를 형성하도록 해도 상관없다.
핀치 롤 (71) 은 회전 가능하게 지지되어 있고, 반송되는 강대 (1) 를 상하 방향에서 협지함으로써 당해 강대 (1) 를 그 장력을 유지하면서 가이드하는 것이다. 또, 상측의 핀치 롤 (71) 의 상방에는 압하 장치 (72) 가 형성되어 있다. 이 압하 장치 (72) 는 압하 장치 (23, 33) 와 동일한 구성을 이루고 있고, 상측의 핀치 롤 (71) 의 좌우 양단을 각각 독립적으로 가압 가능하게 되어 있다. 그리고, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 는 압하 장치 (72) 와 접속하고 있다.
즉, 압하 레벨링 제어 장치 (46) 에서는 사행 토크차 (ΔTs) 또는 사행 토크차율 (ΔTr) 에 기초하여 사행의 제어에 관련된 사행 제어량 (압하 레벨링 제어량) 을 연산하고, 이 연산한 사행 제어량을 압하 장치 (23, 72) 에 출력함과 함께, 비대칭 판형상 성분의 회귀 모델수 C1 에 기초하여 당해 비대칭 판형상의 제어에 관련된 비대칭 판형상 제어량 (압하 레벨링 제어량) 을 연산하고, 이 연산한 비대칭 판형상 제어량을 압하 장치 (23, 72) 에 출력하도록 되어 있다. 이로써, 압연기 (11) 및 상하 1 쌍의 핀치 롤 (71) 에서는 강대 (1) 의 사행 제어 및 판형상 제어의 적어도 어느 일방이 실시되게 된다.
따라서, 본 발명에 관련된 열간 압연 설비 및 열간 압연 방법에 의하면, 분할 롤 (63) 이 강대 (1) 와 접촉했을 때에, 당해 분할 롤 (63) 의 좌우 양단에 작용하는 검출 토크 (Td, Tw) 를 토크 검출기 (67a, 67b) 에 의해 검출하고, 이 검출한 검출 토크 (Td, Tw) 에 기초하여 압연기 (11, 12) 의 압하 레벨링을 조정하여, 강대 (1) 의 사행 및 판형상을 제어함으로써 당해 강대 (1) 의 사행 및 판형상을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 강대 (1) 의 미단 드로잉을 방지할 수 있다.
또, 분할 롤 (63) 을 장척인 아암 부재 (61a, 61b) 의 선단 사이에 회전 가능하게 지지함으로써, 아암 부재 (61a, 61b) 의 기단에 형성되는 토크 검출기 (67a, 67) 에 있어서는 검출 토크 (Td, Tw) 를 증폭시킨 상태로 검출할 수 있다. 이로써, 검출 토크 (Td, Tw) 가 미소한 크기라도, 강대 (1) 의 사행 및 판형상을 고정밀도로 제어할 수 있다.
또한, 검출값을 검출 토크 (Td, Tw) 만으로 하고 있기 때문에, 토크 검출기 (67a, 67) 를 복잡한 구성의 검출기로 할 필요가 없고, 간소한 구성의 검출기로 할 수 있다. 이로써, 판형상 검출 장치 (13) 를 간소한 구성으로 하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 안정 압연 제어 장치 (14) 내에 있어서의 연산 처리도 간소하게 할 수 있고, 연산 결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은 제품 품질 및 제조 효율을 향상시킬 수 있는 압연 설비 및 압연 방법으로 적용 가능하다.

Claims (12)

  1. 직렬로 배치한 복수의 압연기에 강대를 순차 통과시킴으로써 당해 강대를 압연하는 열간 압연 설비로서,
    각 압연기 사이 중 적어도 1 개의 압연기 사이에 형성되고, 상기 압연기의 워크 롤 축 방향에 평행한 롤 축 둘레로 회전 가능하고, 또한 강대에 접촉 가능한 복수의 분할 롤과,
    상기 분할 롤이 강대와 접촉했을 때에, 상기 분할 롤에 작용하는 토크를 당해 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 개별적으로 검출하는 좌우 1 쌍의 토크 검출기와,
    강대가 접촉한 상기 분할 롤을 추출하는 강대 접촉 롤 추출 장치와,
    상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단 사이의 토크차를 연산하는 토크차 연산 장치와,
    상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크로부터, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크를 각각 제거하고, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 판형상에 의해 발생하는 형상 토크를 각각 연산하는 사행 토크 제거 장치와,
    상기 토크차 연산 장치에 의해 연산된 토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어함과 함께, 상기 사행 토크 제거 장치에 의해 연산된 형상 토크에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 압하 레벨링 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사행 토크 제거 장치에 의해 연산된 형상 토크를 소정의 차수를 갖는 다항식으로 회귀하여, 강대의 판형상을 나타내는 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분을 연산하는 형상 토크 분포 회귀 장치를 구비하고,
    상기 압하 레벨링 제어 장치는, 상기 형상 토크 분포 회귀 장치에 의해 연산된 비대칭 판형상 성분에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 토크차 연산 장치에 의해 연산된 토크차와, 상기 형상 토크 분포 회귀 장치에 의해 연산된 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분에 기초하여, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단 사이에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크차를 연산하는 사행 토크차 연산 장치를 구비하고,
    상기 압하 레벨링 제어 장치는, 상기 사행 토크차 연산 장치에 의해 연산된 사행 토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 사행 토크차 연산 장치는 연산한 사행 토크차와, 상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크 평균값에 기초하여 사행 토크차율을 연산하고,
    상기 압하 레벨링 제어 장치는, 상기 사행 토크차 연산 장치에 의해 연산된 사행 토크차율에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 있어서 회전 가능하게 지지되고, 강대를 상하 방향에서 협지하여 가이드하는 상하 1 쌍의 핀치 롤을 구비하고,
    상기 압연기와 당해 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 형성된 상기 핀치 롤 사이에 상기 분할 롤을 배치하고,
    상기 압하 레벨링 제어 장치는, 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기 및 상기 핀치 롤의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 및 판형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강대 접촉 롤 추출 장치에 의해 추출되는 상기 분할 롤은, 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤, 또는 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤 및 강대가 부분적으로 접촉하는 분할 롤인 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  7. 직렬로 배치한 복수의 압연기에 강대를 순차 통과시킴으로써 당해 강대를 압연하는 열간 압연 방법으로서,
    각 압연기 사이 중 적어도 1 개의 압연기 사이에 형성되고, 상기 압연기의 워크 롤 축 방향에 평행한 롤 축 둘레로 회전 가능하게 지지되는 복수의 분할 롤을, 반송되는 강대에 접촉시키고,
    상기 분할 롤이 강대와 접촉했을 때에, 상기 분할 롤에 작용하는 토크를 당해 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 개별적으로 검출하고,
    강대가 접촉한 상기 분할 롤을 추출하고,
    추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단 사이의 토크차를 연산하고,
    추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크로부터, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크를 각각 제거하고, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단에 있어서 강대의 판형상에 의해 발생하는 형상 토크를 각각 연산하고,
    토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어함과 함께, 형상 토크에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    형상 토크를 소정의 차수를 갖는 다항식으로 회귀하여, 강대의 판형상을 나타내는 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분을 연산하고,
    비대칭 판형상 성분에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 판형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    토크차와, 비대칭 판형상 성분 및 대칭 판형상 성분에 기초하여, 추출된 상기 분할 롤의 좌우 양단 사이에 있어서 강대의 사행에 의해 발생하는 사행 토크차를 연산하고,
    사행 토크차에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    사행 토크차와 추출된 상기 분할 롤에 있어서의 좌우 양단의 토크 평균값에 기초하여 사행 토크차율을 연산하고,
    사행 토크차율에 기초하여 상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 있어서 회전 가능하게 지지되고, 강대를 상하 방향에서 협지하여 가이드하는 상하 1 쌍의 핀치 롤을 구비하고,
    상기 압연기와 당해 압연기의 입측 및 출측의 적어도 어느 일방에 형성된 상기 핀치 롤 사이에 상기 분할 롤을 배치하고,
    상기 분할 롤의 강대 반송 방향 상류측 및 강대 반송 방향 하류측의 적어도 어느 일방에 배치되는 상기 압연기 및 상기 핀치 롤의 압하 레벨링을 조정하여, 강대의 사행 및 판형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추출되는 상기 분할 롤은, 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤, 또는 강대가 롤 폭 방향 전체면에 접촉하는 분할 롤 및 강대가 부분적으로 접촉하는 분할 롤인 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
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