KR20130092357A

KR20130092357A - 열간 압연 라인의 제어 장치

Info

Publication number: KR20130092357A
Application number: KR1020120092827A
Authority: KR
Inventors: 카즈토시 키타고
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2013-08-20
Also published as: TW201332676A; CN103240277A; KR101404277B1; TWI515053B; JP5733230B2; CN103240277B; JP2013163189A

Abstract

주간 판두께 변경중의 마무리 밀의 출측에서의 압연 속도를 일정하게 하면서, 마무리 밀의 출측에서 판두께 변경 후의 압연재의 온도를 허용 범위 내로 제어할 수 있는 열간 압연 라인의 제어 장치를 제공한다.
선행재의 후단부의 압연 속도의 설정치와 압연재의 후단측이 되는 후행재의 선단부의 압연 속도의 설정치와 선행재의 실속도에 의거하여, 마무리 밀의 출측에서 후행재의 선단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록, 선행재의 후단부에서의 속도 변경량을 계산하는 속도 변경량 계산 기능과, 속도 변경량에 의거하여, 선행재의 후단부가 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도를 변경하여 일정하게 한 후, 후행재가 소망하는 두께가 되도록, 마무리 밀의 롤 간극과 상기 롤 사이의 장력의 설정을 주간 판두께 변경에 대응한 설정으로 변경하는 주변(走變) 기능을 구비하였다.

Description

열간 압연 라인의 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR HOT ROLLING LINE}

본 발명은, 열간 압연 라인의 제어 장치에 관한 것이다.

열간 압연 라인의 제어 장치로서, 마무리 밀의 입측(入側)에도 목표 온도를 설정하여, 압연재의 온도 이력 및 속도 패턴을 고려하고, 압연 속도나 거친(rough)바의 두께의 설정치를 변경하는 것이 제안되어 있다. 당해 제어 장치에 의하면, 마무리 밀의 출측에서, 압연재의 온도를 목표 온도로 제어할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특허 제4079098호 공보

그러나, 당해 제어 장치에서 연속 압연을 제어한 경우, 주간(走間) 판두께 변경중의 압연의 안전성을 고려하여, 마무리 밀의 출측에서의 압연 속도를 일정하게 하면, 마무리 밀의 출측에서, 판두께 변경 후의 압연재의 온도를 허용 범위 내로 할 수가 없는 경우가 있다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 주간 판두께 변경중의 마무리 밀의 출측에서의 압연 속도를 일정하게 하면서, 마무리 밀의 출측에서 판두께 변경 후의 압연재의 온도를 허용 범위 내로 제어할 수 있는 열간 압연 라인의 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 열간 압연 라인의 제어 장치는, 압연재의 선단측이 되는 선행재가 소망하는 온도가 되도록, 상기 선행재가 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도 패턴을 결정하는 속도 패턴 결정 기능과, 상기 압연재의 위치를 파악하는 트래킹 기능과, 상기 압연재의 실속도를 감시하는 속도 감시 기능과, 상기 선행재의 후단부의 압연 속도의 설정치와 상기 압연재의 후단측이 되는 후행재의 선단부의 압연 속도의 설정치와 상기 선행재의 실속도에 의거하여, 상기 마무리 밀의 출측에서 상기 후행재의 선단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록, 상기 선행재의 후단부에서의 속도 변경량을 계산하는 속도 변경량 계산 기능과, 상기 속도 변경량에 의거하여, 상기 선행재의 후단부가 상기 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도를 변경하여 일정하게 한 후, 상기 후행재가 소망하는 두께가 되도록, 상기 마무리 밀의 롤 간극의 설정과 상기 롤 사이의 장력의 설정을 주간 판두께 변경에 대응한 설정으로 변경하는 주변(走變) 기능을 구비한 것이다.

본 발명에 의하면, 주간 판두께 변경중의 마무리 밀의 출측에서의 압연 속도를 일정하게 하면서, 마무리 밀의 출측에서 판두께 변경 후의 압연재의 온도를 허용 범위 내로 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치에 제어되는 열간 압연 라인의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치가 주간 판두께 변경을 행할 때에 필요로 하는 파라미터를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치가 계산한 속도 패턴을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치가 속도 변경하는 타이밍을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치에 의한 압연재의 온도 제어 이력을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 열간 압연 라인의 제어 장치의 주요부의 블록도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 열간 압연 라인의 제어 장치에 의한 압연재의 온도 제어 이력을 설명하기 위한 타이밍 차트.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 관해 첨부한 도면에 따라서 설명한다. 그리고, 각 도면 중 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 그 중복 설명은 적절하게 간략화 내지 생략한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치에 제어되는 열간 압연 라인의 구성도이다.

도 1의 상단(a)에서, 부호 1은 가열로이다. 가열로(1)의 출측에는, 거친 밀 압연기군(2)이 배치된다. 거친 밀 압연기군(2)의 출측에는, 마무리 밀 압연기군(3)이 배치된다. 통상, 마무리 밀 압연기군(3)은, 5 내지 7기(基)의 마무리 밀 스탠드를 구비한다. 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에는, 권취기(4)가 배치된다. 마무리 밀 압연기군(3)과 권취기(4)와의 사이에는, 절단기(5)가 배치된다.

거친 밀 압연기군(2)과 마무리 밀 압연기군(3)과의 사이에서는, 거친 밀 압연기군(2) 출측 부근에, 거친 밀 출측 온도계(6)가 배치된다. 마무리 밀 압연기군(3)과 절단기(5)와의 사이에서는, 마무리 밀 압연기군(3) 출측 부근에, 마무리 밀 출측 온도계(7)가 배치된다. 마무리 밀 압연기군(3)의 각 마무리 밀 스탠드 사이에는, 스탠드 사이 스프레이(8)가 배치된다.

이 열간 압연 라인에서는, 가열로(1)로부터 철 또는 비철의 슬래브가 추출된다. 당해 슬래브는, 거친 밀 압연기군(2)에서 목표하는 중간 바 판두께까지 압연된다. 그 후, 당해 압연재는, 마무리 밀 압연기군(3) 입측까지 반송된다. 그 후, 당해 압연재는, 마무리 밀 스탠드에서 소망하는 제품 판두께까지 압연된다. 그 후, 당해 압연재는, 권취기(4)에 의해 코일형상으로 권취된다.

도 1의 상단(a)은, 일련(一連) 상태의 선행재(9a)와 후행재(b)를 연속 압연하는 경우를 도시하고 있다. 즉, 압연재의 선단측이 선행재(9a)이다. 압연재의 후단측이 후행재(b)이다. 이 경우, 압연중에 마무리 밀 스탠드의 롤 간극 및 롤 사이의 장력이 변경된다. 그 결과, 마무리 밀 압연기군(3) 출측에서는, 선행재(9a)와 후행재(b)에 있어서, 판두께가 변경된다.

그 후, 선행재(9a)는, 권취기(4)의 한쪽에 코일형상으로 권취된다. 그 후, 가능한 한 수율을 저하시키는 일 없이, 선행재(9a)와 후행재(b)와의 판두께 변경 부분 주변이 절단기(5)에서 절단된다. 그 후, 후행재(b)는, 권취기(4)의 다른쪽에 코일형상으로 권취된다.

도 1의 중단(b)은, 연속주조 장치(10)를 구비한 열간 압연 라인이다. 연속주조 장치(10)는, 롱슬래브를 추출한다. 당해 롱슬래브는, 열간 압연 라인에서 연속 압연된다.

도 1의 하단(c)은, 접합 설비(11)를 구비한 열간 압연 라인이다. 접합 설비(11)는, 마무리 밀 압연기군(3)의 입측에 배치된다. 접합 설비(11)는, 중간바 판두께까지 압연된 압연재를 접합한다. 그 결과, 일련 상태의 압연재가 마무리 밀 압연기군(3)에서 연속 압연된다.

다음에, 열간 압연 라인의 제어 장치를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치의 블록도이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 제어 장치는, 설정 계산 기능(12), 선행재 설정 격납 기능(13), 속도 패턴 결정 기능(14), 후행재 설정 격납 기능(15), 주변(走變) 기능(16), 트래킹 기능(17), 속도 감시 기능(18), 속도 변경량 계산 기능(19), 속도 변경 타이밍 결정 기능(20)을 구비한다.

설정 계산 기능(12)은, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서의 압연재의 목표 판두께 및 목표 온도(FDT 목표치) 등의 조업 조건에 의거하여, 모델식(式)을 이용하여, 적어도, 압연재의 선단부, 중앙부, 후단부에서, 압연 스케줄을 결정하는 기능이다. 예를 들면, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서 목표 판두께를 얻기 위해, 마무리 밀 스탠드의 롤 간극이나 롤 사이의 장력 등이 결정된다. 또한, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서 압연재의 온도가 FDT 목표치가 되도록, 압연재가 마무리 밀 압연기군(3)을 통과할 때의 압연 속도, 스탠드 사이 스프레이(8)의 유량 등이 결정된다. 이 때, 압연 속도는, 압연 토오크의 한계치를 넘지 않도록 결정된다.

선행재 설정 격납 기능(13)은, 설정 계산 기능(12)에서 계산된 선행재(9a)의 각 설정치를 격납하여 두고, 지정한 타이밍에서 각 설정치를 열간 압연 라인에 송부하는 기능이다.

속도 패턴 결정 기능(14)은, 설정 계산 기능(12)에서 계산된 압연 속도, 조업 조건에 의거하여, 선행재(9a)의 압연재 전체 길이의 속도 패턴을 결정하는 기능이다.

후행재 설정 격납 기능(15)은, 설정 계산 기능(12)에서 계산된 후행재(b)의 각 설정치를 격납하는 기능이다.

주변 기능(16)은, 선행재 설정 격납 기능(13)에 격납된 선행재(9a)의 각 설정치, 후행재 설정 격납 기능(15)에 격납된 후행재(b)의 각 설정치에 의거하여, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서의 주간 판두께 변경중에 필요하게 되는 마무리 밀 스탠드의 롤 간극과 롤 사이의 장력의 설정치를 결정하는 기능이다.

트래킹 기능(17)은, 열간 압연 라인에서, 압연재의 위치를 정확하게 파악하는 트래킹을 실시하는 기능이다.

속도 감시 기능(18)은, 마무리 밀 스탠드의 롤의 회전수에 의거하여 발생하는 인코더로부터의 펄스 신호로부터 계산한 속도나 초음파 속도계 등으로부터 직접 계측한 압연재의 실속도를 순서대로 감시하는 기능이다.

속도 변경량 계산 기능(19)은, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서의 후행재(b)의 선단부의 실온도(FDT 실적치)가 허용 범위 내가 되도록, 선행재(9a)의 후단부에서의 최적의 속도 변경량을 계산하는 기능이다. 구체적으로는, 속도 변경량 계산 기능(19)은, 선행재 설정 격납 기능(13)에 격납된 선행재(9a)의 후단부의 압연 속도의 설정치, 후행재 설정 격납 기능(15)에 격납된 후행재(b)의 선단부의 압연 속도의 설정치, 속도 감시 기능(18)이 감시하고 있는 현시점에서의 선행재(9a)의 실속도에 의거하여, 최적의 속도 변경량을 계산한다.

속도 변경 타이밍 결정 기능(20)은, 속도 변경량 계산 기능(19)에서 계산된 속도 변경량에 의거하여, 압연 속도를 변경할 때의 최적의 타이밍을 결정하는 기능이다.

다음에, 도 3을 이용하여, 주간(走間) 판두께 변경을 시작하는 FPC(Flying Product Change)점의 결정 방법을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치가 주간 판두께 변경을 행할 때에 필요로 하는 파라미터를 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서, A는 후행재(b)의 선단부의 설정 계산 포인트이다. L_bef(m)는, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서의 선행재(9a)의 길이이다. L_B(m)는 주간 판두께 변경에 필요하게 되는 거리이다. L_C(m)는 마진 거리이다. 주간 판두께 변경에 필요하게 되는 거리(L_B)와 마진 거리(L_C)는, 판두께 구분마다의 층별(層別) 테이블값에 의해, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측의 거리로서 미리 정의된다.

선행재(9a)의 질량을 M(㎏), 선행재(9a)의 목표 판폭을 w(m), 선행재(9a)의 목표 판두께를 h₁(m), 후행재(b)의 목표 판두께를 h₂(m), 압연재의 밀도를 ρ(㎏/㎥)로 하면, 선행재(9a)의 길이(L_bef)는, 다음의 (1)식으로 계산된다.

마무리 밀 압연기군(3)의 입측의 판두께 목표치인 중간바 두께를 H(m)로 하면, 마무리 밀 압연기군(3)의 입측에서의 선행재(9a)의 길이(L_H)(m)는, 다음의 (2)로 계산된다.

이 때, 마무리 밀 압연기군(3)의 입측에서, 선행재(9a)의 선단부터 FPC점까지의 압연재의 길이(L_HC)(m)는, 다음의 (3)식으로 계산된다.

다음에, 도 4를 이용하여, 속도 변경량의 결정 방법과 압연 속도 패턴의 수정 방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치가 계산한 속도 패턴을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 횡축은 시간이다. 도 4의 종축은 압연 속도이다.

부호 21은 전회의 설정 계산시의 압연 속도 패턴이다. 부호 22는 설정 계산 기능(12)에서 계산된 선행재(9a)의 후단부의 압연 속도이다. 부호 23은 설정 계산 기능(12)에서 계산된 후행재(b)의 선단부의 압연 속도이다. 부호 24는 FDT 목표치를 달성하기 위해 변경한 속도 실적이다. 부호 25는 현시점의 압연 속도이다. △V는 속도 변경량이다. S_tai1는 속도 변경에 필요한 시간이다. 부호 26은 변경 후의 압연 속도 패턴이다.

선행재(9a)의 후단부의 압연 속도(22)의 설정치(m/s)를 V_tai1 ^bef, 후행재(b)의 선단부의 압연 속도(23)의 설정치(m/s)를 V_head ^aft, 현시점의 압연 속도(25)(m/s)를 V^act, 조정 게인을 α로 하면, 속도 변경량(△v)(m/s)은, 다음의 (4)식으로 계산된다. 이 때, 조정 게인(α)은, 조업 조건으로서 미리 설정된다.

다음에, 속도 변경량(△v)으로 변경된 압연 속도의 리밋 체크가 실시된다. 구체적으로는, 압연 속도 허용 상한치(v_max)를 기준으로 하여, 다음의 (5)식이 성립하는지의 여부가 판정된다. 이 때, 압연 속도 허용 상한치(v_max)는, 판두께 구분마다의 층별 테이블값으로서, 미리 결정된다.

(5)식이 성립하는 경우, 속도 변경량(△v)은, 다음의 (6)식으로 수정된다.

또한, 압연 속도 허용 하한치(v_min)를 기준으로 하여, 다음의 (7)식이 성립하는지의 여부가 판정된다. 이 때, 압연 속도 허용 하한치(v_min)는, 판두께 구분마다의 층별 테이블값으로서, 미리 결정된다.

(7)이 성립하는 경우, 속도 변경량(△v)은, 다음의 (8)식으로 수정된다.

다음에, 급격한 속도 상승을 방지하기 위해, 속도 변경량(△v) 자체의 리밋 체크가 실시된다. 구체적으로는, 속도 변경량 허용 상한치(△v_max), 속도 변경량 허용 하한치(v_min)를 기준으로 하여, 다음의 (9)식이 성립하는지의 여부가 판정된다. 이 때, 속도 변경량 허용 상한치(△v_max), 속도 변경량 허용 하한치(v_min)는, 판두께 구분마다의 층별 테이블값으로서, 미리 결정된다.

다음에, 속도 변경에 필요한 시간(s_tai1)이 계산된다. 구체적으로는, 가속률(m/s²)을 a_tai1, 마진 시간(s)을 χ_tai1로 하면, 속도 변경에 필요한 시간(s_tai1)은, 다음의 (10)식으로 계산된다. 이 때, 가속률(a_tai1), 마진 시간(χ_tai1)은, 판두께 구분마다의 층별 테이블값으로서, 미리 결정된다.

상기 계산 결과에 의거하여, 압연 속도 패턴이 수정된다. 구체적으로는, 주간 판두께 변경중의 압연의 안정성을 유지하기 위해, 주간 판두께 변경을 시작하는 것보다도 속도 변경에 필요한 시간(s_tai1) 이상 전(前)에, 압연 속도 패턴의 변경을 시작한다. 그 결과, 주간 판두께 변경을 시작하는 것보다도 전에, 변경 후의 압연 속도 패턴(26)이 일정하게 된다.

다음에, 도 5를 이용하여, 속도 변경 타이밍 거리를 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치가 속도 변경하는 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.

F1은 가장 거친 밀 압연기군(2)측에 배치된 마무리 밀 스탠드이다. B는 FPC점이다. C는 선행재(9a)와 후행재(b)와의 절단점이다. D는 후행재(b)의 선단부의 설정 계산 포인트이다. E는 속도 변경 타이밍점이다.

F_RDT _-F1은 거친 밀 출측 온도계(6)와 마무리 밀 스탠드(F1) 사이의 거리이다. L_FPC는 FPC점(B)과 절단점(C) 사이의 거리이다. L_aft ^head는 절단점(C)과 후행재(b)의 선단부의 설정 계산 포인트(D) 사이의 거리이다. L_spt는 FPC점(B)과 속도 변경 타이밍점(E)과의 거리이다. L_chspt는 속도 변경 타이밍 거리이다.

거리(F_RDT _-F1)는, 밀 구성에 의해 미리 결정된다. 통상, 거리(F_RDT _-F1)는, 20m 이상 있기 때문에, 압연 속도의 변경에 대해 충분한 거리가 있다.

거리(L_FPC)는, 선행재(9a)의 목표 판두께를 h1, 후행재(b)의 목표 판두께를 h2, 중간바 두께를 H, 주간 판두께 변경에 필요로 하는 거리를 L_B, 마진 거리를 L_C로 하면, 다음의 (11)식으로 계산된다.

거리(L_aft ^head)는, 판두께 구분에 의한 층별 테이블값으로서, 미리 결정된다.

거리(L_spt)는, 현재의 압연 속도를 V^act, 가속률을 a_tai1, 속도 변경에 필요한 시간을 s_tai1로 하면, 다음의 (12)식으로 계산된다.

속도 변경 타이밍 거리(L_chspt)는, 후행재(b)의 선단부의 설정 계산 포인트(D)가 거친 밀 출측 온도계(6)에 도달한 시점에서의 마무리 밀 스탠드(F1)로부터의 거리로 나타난다. 구체적으로는, 속도 변경 타이밍 거리(L_chspt)는, 다음의 (13)식으로 계산된다.

다음에, 도 6을 이용하여, 제어 장치의 동작을 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

우선, 스텝 S1에서는, 가열로(1)로부터 선행재(9a)가 추출되기 전에, 압연재의 길이, 절단점, FPC점이 미리 결정된다. 그 후, 스텝 S2로 진행하여, 가열로(1)로부터 선행재(9a)가 추출된다. 이 때, 설정 계산 기능(12)은, 선행재(9a), 후행재(b)의 설정 계산을 적어도 한번 반드시 실시한다.

그 후, 스텝 S3으로 진행하여, 선행재(9a)의 선단부가 거친 밀 출측 온도계(6)에 도달한다. 이 때, 설정 계산 기능(12)은, 거친 밀 출측 온도계(6)에서 계측된 선행재(9a)의 선단부의 실온도에 의거하여, 선행재(9a)의 설정 계산을 재차 실시할 때도 있다.

그 후, 스텝 S4로 진행하여, 선행재(9a)의 선단부가 마무리 밀 출측 온도계(7)에 도달한다. 도달 이후, FDT 실적치와 FDT 목표치의 오차에 의거하여, 압연 속도가 수정된다. 그 결과, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서, 선행재(9a)의 온도를, 그 FDT 목표치로 유지한다.

그 후, 스텝 S5로 진행하여, 후행재(b)의 선단부가 가열로(1)로부터 추출된다. 이 때, 설정 계산 기능(12)은, 후행재(b)의 설정 계산을 재차 실시한다. 당해 설정 계산의 결과는, 후행재 설정 격납 기능(15)에 격납된다. 또한, 속도 변경량 계산 기능(19)은, 속도 변경량(△v)을 계산한다.

그 후, 스텝 S6으로 진행하여, 후행재(b)의 선단부가 거친 밀 출측 온도계(6)에 도달한다. 이 때, 설정 계산 기능(12)은, 거친 밀 출측 온도계(6)에서 계측된 후행재(b)의 선단부의 실온도에 의거하여, 후행재(b)의 설정 계산을 재차 실시한다. 이 때, 속도 변경량 계산 기능(19)은, 속도 변경량(△v)을 재차 계산한다.

그 후, 스텝 S7로 진행하여, 속도 변경 타이밍 결정 기능(20)은, 속도 변경 타이밍 거리(L_chspt)를 계산한다. 속도 변경 타이밍 거리(L_chspt)는, 주변 기능(16)에 송부된다.

그 후, 스텝 S8로 진행하여, 트래킹 기능(17)은, 속도 변경 타이밍점(E)이 마무리 밀 스탠드(F1)에 도달한 것을 파악한다. 이 때, 주변 기능(16)은, 압연 속도의 변경을 시작한다.

그 후, 스텝 S9로 진행하여, 압연 속도의 변경이 완료된다. 그 후, 트래킹 기능(17)은, FPC점(B)이 마무리 밀 스탠드(F1)에 도달한 것을 파악한다. 이 때, 주변 기능(16)은, 주간 판두께 변경을 시작한다. 그 결과, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서, 압연재의 판두께가 변경된다.

그 후, 스텝 S10으로 진행하여, 트래킹 기능(17)은, 절단점(C)이 절단기(5)에 도달한 것을 파악한다. 이 때, 절단기(5)는, 압연재를 절단점(C)에서 절단한다.

다음에, 도 7을 이용하여, 제어 장치에서 압연 속도를 변경한 때의 압연재의 온도 제어 이력(履歷)을 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 열간 압연 라인의 제어 장치에 의한 압연재의 온도 제어 이력을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.

도 7에서, 27은 압연 속도이다. 28은 FDT 목표치이다. 29는 FDT 허용 상한치이다. 30은 FDT 허용 하한치이다. 31은 FDT 실적치이다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 초기 상태에서, 압연 속도(27)는 일정하게 되어 있다. 그 결과, FDT 실적치(31)는 FDT 목표치(28)와 일치하고 있다. 그 후, 압연 속도(27)의 변경이 시작된다. 그 결과, FDT 실적치(31)가 상승한다. 그 후, 압연 속도(27)가 일정하게 된다. 그 후, 주간 판두께 변경이 시작된다. 그 결과, FDT 실적치(31)는, FDT 허용 상한치(29)를 상회하는 일 없이 하강한다.

그 후, 주간 판두께 변경이 완료된다. 그 결과, FDT 실적치(31)는, FDT 허용 하한치(30)를 하회하는 일 없이, 일정하게 된다. 후행재(b)가 DCon한 후에, 압연 속도(27)는, 재차 속도 변경을 시작하고, 그 결과, FDT 실적치(31)는 FDT 목표치(28)와 일치한다.

이상으로 설명한 실시의 형태 1에 의하면, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서 후행재(b)의 선단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록, 선행재(9a)의 후단부의 압연 속도를 변경하여 일정하게 한 후, 주간 판두께 변경이 시작된다. 이 때문에, 주간 판두께 변경중의 마무리 밀의 출측에서의 압연 속도를 일정하게 하면서, 마무리 밀의 출측에서의 후행재(b)의 온도를 허용 범위 내로 제어할 수 있다. 그 결과, 압연재 전체 길이의 품질을 확보할 수 있다.

또한, 속도 변경 타이밍 거리(L_chspt)를 적절하게 설정함으로써, 선행재(9a)의 후단부에서, FDT 실적치가 FDT 목표치로부터 벗어나는 길이를 짧게 할 수 있다.

또한, 압연재의 길이에 의해, 도 6의 스텝 S4와 스텝 S5의 순번이 교체된 경우도 있다. 그렇지만, 순번이 교체되어도 전혀 영향은 없다.

실시의 형태 2.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 열간 압연 라인의 제어 장치의 주요부의 블록도이다. 그리고, 실시의 형태 1과 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 제어 장치는, 편차 계산 기능(32), DB(Dead Band) 기능(33), 제어량 계산 기능(34), 액추에이터 출력 결정 기능(35), 제한 기능(36)을 구비한다.

편차 계산 기능(32)은, 선행재(9a)에 관해, FDT 실적치와 FDT 목표치와의 편차를 계산하는 기능이다. FDT 실적치를 FDT^act, FDT 목표치를 FDT^tar로 한 경우, 이들의 편차(△T)는, 다음의 (14)식으로 계산된다.

또한, 후행재(b)의 선단부가 마무리 밀 출측 온도계(7)에 도달한 때, FDT 목표치는, 후행재(b) 설정치 격납 기능에 격납된 것으로 변경된다.

DB 기능(33)은, 불감대역을 마련함으로써, 과잉한 제어를 피하는 기능이다. DB 기능(33)은, 주변 기능(16)으로부터의 정보에 의거하여, 속도 변경을 시작하고 나서 주간 판두께 변경이 완료될 때까지, DB 임계치를 변경한다.

FDT 허용 상한 편차(degC)를 △T_FD ^UL, DB 상한용 게인을 β^UL로 하면, DB 상한 임계치(T_DB ^UL)는, 다음의 (15)식으로 계산된다. 이 때, DB 상한용 게인(β^UL)은, 판두께 구분의 층별 테이블값으로서 미리 결정된다.

또한, FDT 허용 하한 편차(degC)를 △T_FD ^LL, DB 하한용 게인을 β^LL로 하면, DB 하한 임계치(T_DB ^LL)는, 다음의 (16)식으로 계산된다. 이 때, DB 하한용 게인(β^LL)은, 판두께 구분의 층별 테이블값으로서 미리 결정된다.

이 때문에, 편차(△T)는, 다음의 (17)식으로 수정된다.

제어량 계산 기능(34)은, 수정 후의 편차(△T)에 의거하여, PID(Proportonal Integral Differential) 계산 방법 등을 적용하여, 액추에이터의 제어 변경량을 계산하는 기능이다.

액추에이터 출력 결정 기능(35)은, 제어량 계산 기능(34)에서 계산된 제어 변경량과 현재의 출력치에 의거하여, 액추에이터의 출력을 결정하는 기능이다. 액추에이터의 출력은, 조업 조건이나 밀 제약 등에 의해 결정된다. 통상, 액추에이터의 출력은, 스탠드 사이 스프레이(8)의 유량이나 압연 속도가 된다.

제한 기능(36)은, 선행재 설정 격납 기능(13)의 선행재(9a) 자체의 설정치에 더하여, 후행재 설정 격납 기능(15)의 후행재(b)의 선단부의 설정치를 고려하여, 액추에이터의 출력의 제한 범위를 결정하는 기능을 구비한다.

다음에, 액추에이터의 출력이 스탠드 사이 스프레이(8)의 유량인 경우를 설명한다. 이 경우, 선행재(9a)의 유량 허용 하한치(%)를 W^bef ^_ ^LL, 선행재(9a)의 유량 허용 상한치(%)를 W^bef ^_ ^UL로 하면, 유량(W)은, 다음의 (18)식으로 제한된다. 이 때, 선행재(9a)의 유량 허용 하한치(W^bef ^_ ^LL), 선행재(9a)의 유량 허용 상한치(W^bef ^_ ^UL)는 조업 조건에 의해 결정된다.

또한, 후행재(b)의 선단부에서의 설정 유량(%)을 W_head ^aft, 선행재(9a)의 후단부에서의 유량 변경 허용량(%)을 △W_te로 하면, 유량(W)은, 다음의 (19)식으로도 제한된다. 이 때, 후행재(b)의 선단부에서의 설정 유량(W_head ^aft)은, 설정 계산에 의해 계산된다. 선행재(9a)의 후단부에서의 유량 변경 허용량(△W_te)는, 판두께 구분의 층별 테이블값으로서 미리 결정된다.

다음에, 액추에이터의 출력이 압연 속도인 경우를 설명한다. 이 경우, 선행재(9a)의 속도 허용 하한치를 V^bef ^_ ^LL, 선행재(9a)의 속도 허용 상한치를 V^bef ^_ ^UL로 하면, 압연 속도(v)는, 다음의 (20)식으로 제한된다. 이 때, 선행재(9a)의 속도 허용 하한치(V^bef ^_ ^LL), 선행재(9a)의 속도 허용 상한치(V^bef ^_ ^UL)는, 조업 조건에 의해 결정된다.

또한, 후행재(b)의 선단부에서의 설정 속도를 V_head ^aft(m/s), 속도 허용 하한 변화율을 δ^LL, 속도 허용 상한 변화율을 δ^UL로 하면, 압연 속도(v)는, 다음의 (21)식으로도 제한된다. 이 때, 후행재(b)의 선단부에서의 설정 속도(V_head ^aft)는, 설정 계산에 의해 계산된다. 속도 허용 하한 변화율(δ^LL), 속도 허용 상한 변화율(δ^UL)은, 판두께 구분의 층별 테이블값으로서 미리 결정된다.

다음에, 도 9를 이용하여, 액추에이터의 출력을 제한한 때의 온도 제어 이력을 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 열간 압연 라인의 제어 장치에 의한 압연재의 온도 제어 이력을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.

도 9에서, 37은 압연 속도이다. 38은 스탠드 사이 스프레이(8)의 유량이다. 39는 FDT 목표치(FDT^tar)와 DB 상한 임계치(T_DB ^UL)와의 합으로 설정된 DB 상한치이다. 40은 FDT 목표치(FDT^tar)와 DB 하한 임계치(T_DB ^LL)와의 합으로 설정된 DB 하한치이다. 41은 FDT 실적치이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 압연 속도(37)의 변경을 시작하고 나서 주간 판두께 변경을 시작할 때까지, DB 상한치(39)는, 커진다. 이 경우, FDT 실적치(41)가 DB 상한치(39)를 초과하면, 편차(△T)가 DB 임계치를 초과하는 것이 된다. 이 때문에, 액추에이터 출력 결정 기능(35)은, 유량(38)을 증가시킨다. 그 결과, FDT 실적치(41)의 변동이 억제된다.

그 후, 압연 속도의 변경을 완료하고, 주간 판두께 변경을 시작한다. 그 결과, FDT 실적치(41)가 하강한다. 이 때문에, 액추에이터 출력 결정 기능(35)은, 유량(38)을 감소시킨다. 그 결과, 후행재(b)가 DCon하기 까지에, FDT 실적치(41)는 FDT 목표치(28)와 일치한다.

이상으로 설명한 실시의 형태 2에 의하면, 액추에이터의 출력의 제한 범위가 설정된다. 이 때, DB 기능(33)의 불감대역이 확대된다. 이 때문에, 액추에이터의 출력이 제한된다.

액추에이터의 출력을 스탠드 사이 스프레이(8)의 유량으로 한 경우, 유량의 변화를 억제할 수 있다. 그 결과, 후행재(b)의 선단부의 FDT 실적치가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 후행재(b)의 선단부의 압연이 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서 후행재(b)의 선단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록 변경된 압연 속도를 그대로 이용할 수 있다.

액추에이터의 출력을 압연 속도로 한 경우, 마무리 밀 압연기군(3)의 출측에서 후행재(b)의 선단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록 변경된 압연 속도가 상쇄되는 것을 억제할 수 있다.

1 : 가열로
2 : 거친 밀 압연기군
3 : 마무리 밀 압연기군
4 : 권취기
5 : 절단기
6 : 거친 밀 출측 온도계
7 : 마무리 밀 출측 온도계
8 : 스탠드 사이 스프레이
9a : 선행재
9b : 후행재
10 : 연속주조 장치
11 : 접합 설비
12 : 설정 계산 기능
13 : 선행재 설정 격납 기능
14 : 속도 패턴 결정 기능
15 : 후행재 설정 격납 기능
16 : 주변 기능
17 : 트래킹 기능
18 : 속도 감시 기능
19 : 속도 변경량 계산 기능
20 : 속도 변경 타이밍 결정 기능
21 : 압연 속도 패턴
22 : 압연 속도
23 : 압연 속도
24 : 속도 실적
25 : 압연 속도
26 : 압연 속도 패턴
27 : 압연 속도
28 : FDT 목표치
29 : FDT 허용 상한치
30 : FDT 허용 하한치
31 : FDT 실적치
32 : 편차 계산 기능
33 : DB 기능
34 : 제어량 계산 기능
35 : 액추에이터 출력 결정 기능
36 : 제한 기능
37 : 압연 속도
38 : 유량
39 : DB 상한치
40 : DB 하한치
41 : FDT 실적치

Claims

압연재의 선단측이 되는 선행재가 소망하는 온도가 되도록, 상기 선행재가 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도 패턴을 결정하는 속도 패턴 결정 기능과,
상기 압연재의 위치를 파악하는 트래킹 기능과,
상기 압연재의 실속도를 감시하는 속도 감시 기능과,
상기 선행재의 후단부의 압연 속도의 설정치와 상기 압연재의 후단측이 되는 후행재의 선단부의 압연 속도의 설정치와 상기 압연재의 실속도에 의거하여, 상기 마무리 밀의 출측에서 상기 후행재의 선단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록, 상기 선행재의 후단부에서의 속도 변경량을 계산하는 속도 변경량 계산 기능과,
상기 속도 변경량에 의거하여, 상기 선행재의 후단부가 상기 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도를 변경하여 일정하게 한 후, 상기 후행재가 소망하는 두께가 되도록, 상기 마무리 밀의 롤 간극의 설정과 상기 롤 사이의 장력의 설정을 주간 판두께 변경에 대응한 설정으로 변경하는 주변 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 열간 압연 라인의 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 마무리 밀의 출측에서의 상기 선행재의 후단부의 온도가 소망하는 범위 내가 되도록, 상기 주변 기능에 의해 상기 선행재의 후단부가 상기 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도의 변경이 시작되고 나서 상기 주간 판두께 변경이 완료될 때까지, 상기 마무리 밀의 출측에서의 상기 압연재의 온도를 제어하는 액추에이터의 제어량을 제한하는 액추에이터 출력 결정 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 열개 압연 라인의 제어 장치.
제 2항에 있어서,
상기 마무리 밀의 출측에서의 상기 압연재의 실온도와 목표 온도와의 편차를 계산하는 편차 계산 기능과,
상기 편차가 임계치 내인 경우에, 상기 편차가 없는 것으로 하는 DB 기능과,
상기 편차에 의거하여, 상기 액추에이터의 제어량을 계산하는 기능과,
상기 액추에이터의 출력의 제한 범위를 결정하는 제한 기능을 구비하고,
상기 DB 기능은, 상기 선행재의 후단부가 상기 마무리 밀을 통과할 때의 압연 속도의 변경이 시작되고 나서 상기 주간 판두께 변경이 완료될 때까지, 상기 임계치를 크게 하고,
상기 액추에이터 출력 결정 기능은, 상기 액추에이터의 출력의 제어 범위 내에서 상기 액추에이터의 제어량을 결정하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 라인의 제어 장치.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 액추에이터 출력 결정 기능은, 상기 액추에이터의 제어로서, 상기 마무리 밀을 구성하는 마무리 밀 스탠드의 사이에 배치된 스탠드 사이 스프레이의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 라인의 제어 장치.