KR20190002909U - 압연 안정성 제어 장치가 장비된 압연기 스탠드 및 관련 방법 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 한 쌍의 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI), 한 쌍의 상부 및 하부 중간 실린더(CIS, CII)를 구비하고, 이동하는 금속 제품(PM)의 압연을 위한 작업 실린더의 포지셔닝에 의해 압연 안정성을 제어하기 위한 장치가 장비된 압연기 스탠드를 개시하며,
- 상기 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)는 각각 종축(X)을 따라 이동하는 금속 제품의 양면중 한면에 작용하고,
- 상기 작업 실린더 중 적어도 하나에 직접 접촉에 의해 압연력을 전달하는 중간 실린더 중 적어도 하나를 통과하는 수직축(Z)에 대한 상기 작업 실린더의 종방향 이동 수단(MDS1, MDS2, MDI1, MDI2)을 포함하며, 상기 종축(X) 및 수직축(Z)은 원점(O)에서 교차하고, 작업 실린더는 상기 원점으로부터 측면으로 ≪ 오프셋 ≫ 거리에 위치하며;
- 적어도 하나의 측정 파라미터(P)의 측정 수단(MMS1, MMS2, MMI1, MMI2)을 포함하고, 상기 측정 파라미터는 종축 변위 수단에 제어 신호(Ssup1, Sinf1, Ssup2, Sinf2)를 제공하는 제어 유닛(UC)에 전달되며,
- 상기 측정 파라미터는 이전의 물리적 상태에 대한 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치와 연관된 것이고;
- 상기 측정 파라미터는 상기 작업 실린더와 효과적으로 접촉하고 부하의 영향하에 있는 상기 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단에서 각각의 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(FSup, Finf) 중 적어도 하나의 종방향 성분의 적어도 하나의 값을 포함하며;
- 상부 및 하부 종방향 변위 수단은 제어 신호에 따라 개별적인 오프셋 하에서 상부 및 하부 작업 실린더를 다시 포지셔닝할 수 있도록 개별적으로 가동될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

압연 안정성 제어 장치가 장비된 압연기 스탠드 및 관련 방법

본 고안은 청구항 1의 전제부에 따른 압연 안정성 제어 장치가 장비된 압연기 스탠드 및 청구항 12의 전제부에 따른 관련된 압연 방법에 관한 것이다.

본 고안은 구체적으로 압연기 스탠드내 종방향 이동 밴드와 같은 금속 제품의 압연 통과 라인의 양측에 각각 배치된 2개의 작업 실린더를 포함하는 콰트로, 섹스토, 18-Hi, X-HI® 유형의 스탠드에 관한 것으로, 상기 작업 실린더는 압연기 스탠드에서 정확한 작업 위치에 상기 작업 실린더를 적어도 횡방향으로 (또는 이동 방향을 고려하여 종방향으로) 포지셔닝할 수 있는 측면 지지 수단 사이에 배치된다.

본 고안이 목적으로 하는 압연기 스탠드(18-Hi 또는 X-HI® 타입)의 좋은 예는 본 출원인의 두 특허, EP2542360B1호 및 특히 중간 지지 실린더의 축에 대하여 작업 실린더의 수직축을 오프셋하는 방법 및 장치를 개시한 EP2464470B1호를 통해 기술되어 있다. 압연 프로그램의 개시시에 공칭 압연 파라미터들의 확인에 따라, 제1 전위 (이른바 ≪ 오프셋 ≫) 값을 결정하여 작업 실린더에 생성되는 스트립 이동 평면에 평행한 힘을 이상적으로 감소시킬 수 있으며, 오프셋 장치가 상기 제1 오프셋 값을 ≪ 새로운 ≫ 압연 파라미터의 확인에 따라 다른 오프셋 값으로 변화시킬 수 있다. 여기서, 압연 파라미터는 데이터 뱅크에서 유래되거나, 또는 작업 실린더에 결과하는 힘의 측정에 의해, 작업 실린더 위치의 부속적 측정에 의해 또는 압연 설비 또는 스트립의 특성치 분석 장치에 의해 실행되는 측정에서 유래하는 신호로부터 측정될 수 있다. 따라서, 압연 제품의 형 또는 질이 변경될 때, 제품의 압연에 적합화된 조건을 준수하면서 전위(≪ 오프셋 ≫) 하에 작업 실린더를 재배치하는 것이 가능하다. 본 고안의 도 1은, 오프셋(O)의 제어가 공칭 압연 파라미터의 변화 또는 특정 장치(64)에 의해 주어지는 것과 같은 힘 및 위치 측정값의 변화에 적합한 변위 수단(즉, 엑츄에이터(63))에 의해 허용되는 EP2464470B1호의 도 1의 매우 묘사적인 일 예를 재현한 것이다. 한편, 오프셋의 제어는 상부 및 하부 작업 실린더에 대해 공통인 방식으로 수행된다.

이하 후술되는 바와 같이, 본 출원인은 이러한 유형의 스탠드를 개선하기 위해, 상기 특허들에 의해 기술된 상부 및 하부 작업 실린더 쌍의 오프셋의 유리한 제어를 너머, 특히 일정한 압연 품질 상태를 보장하고 이동하는 제품의 압연 속도를 최대화함으로써 압연 생산성을 증가시킬 목적에서 연구하였다. 연구하는 동안 작업 실린더의 물리적 상태와 연관된 압연 스탠드의 작동 불안정성 현상이 검출되었는데, 상기 실린더(들)는 이미 앞서 종래 기술에서 개시된 것과 같은 오프셋 하에 배치된 것이었다. 예로서, 특히 더 고속의 이동 속도에 도달하기 위하여, 작업 실린더는 소정의 (또는 종래 기술에서와 같이 제어된) 오프셋의 주위에서 위치의 불안정한 급변 또는 다른 변화 및/또는 각각의 작업 실린더의 양측에 종방향으로 배치되는 측면 지지 수단과 같은 종방향 변위 수단 사이에서 작업 실린더에 대한 힘의 급변 또는 다른 변화를 나타낼 수 있다. 끝으로, 주목할 것은, 이러한 급변 또는 다른 불안정성은 압연 스탠드의 상부 및 하부 작업 실린더 사이에서 대칭이 아니어서, 종래 기술에서와 같이 작업 실린더 쌍에 대하여 공통인 방식의 오프셋 제어는 스탠드의 어셈블리의 힘을 조화시킬 수 있기에 불충분하다는 것이다. 본 특허 출원의 도면이 나타내는 바와 같이, 특히 압연 속도 증가시, 심지어 오프셋이 종래 기술에서와 같이 제어된 경우라도, 각각의 쌍에 대해 종방향 힘의 강한 증가를 유도하고 스탠드에 ≪ 두 배가 된 ≫ 절대값을 갖는 응력을 부가하기 쉬운, 스탠드의 상부 및 하부 사이에 대립적 불안정성의 경우도 존재한다.

본 고안의 목적은, 사전에 원점에 대하여 소정의 편차를 두고 배치되고 적어도 제품의 이동 방향에 대하여 평행하게 배치될 수 있는 상부 및 하부 작업 실린더를 적어도 포함하는 이동하는 금속 제품의 압연기 스탠드의 작동 상태의 안정성을 보장하면서 압연 속도를 최대화하는 것이다. 일반적으로, 상기 스탠드의 원점은 종축 및 수직축의 교점으로서 정의되며, 종축은 스탠드 통과 라인으로서 정의되고 수직축은 작업 실린더 중 적어도 하나에 직접 접촉에 의해 압연력을 전달하는 상부 및 하부 중간 실린더 중 적어도 하나를 통과하는 것으로서 정의된다.

압연 속도가 증가되는 일시적인 단계 동안, 종래 기술에 기술된 바와 같은 압연 작동 조건의 공지된 통상의 제어 수단은, 특히 스탠드의 상부 및 하부 사이의 비대칭적 불안정성이 추가적으로 힘 및 응력 증가를 유도하여 압연기를 위험에 처하게 하거나 고장나게 하는 경우, 압연의 불안정성을 정확하게 보상하기에 불충분하다.

이들 압연 불안정성은 직접적으로 두 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치에 의해 나타난다(이는 본 고안의 도 3에서 설명될 것이다).

따라서, 본 고안은, 압연 조건의 안정성을 보장하면서 압연 속도가 증가하는 동안 이전의 물리적 상태에 대한 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치를 보상하여 압연기 출구에서 (두께, 표면 상태 등과 같은) 제품의 품질을 일정하게 할 수 있는 것을 목적으로 한다. 다시 말해서, 이러한 불일치는 (스탠드의 원점에 대한 종방향 전위 또는 ≪ 오프셋 ≫ 하에 제공되는) 위치의 주위에서 작업 실린더 중 적어도 하나의 위치의 탈안정화, 작업 실린더와 측면 지지 실린더 사이의 측면 간격 조건의 변화(클램핑 이른바 초정압 또는 과도한 간극)를 야기하는 스탠드의 측면 변형(이른바 캠버), 작업 실린더가 받는 토크 및 (특히 종방향) 힘의 매우 큰 변화, 작업 실린더 중 적어도 하나와 상호작용하는 스탠드의 상류 및/또는 하류에서 제품의 인장력 변화, 작업 실린더와 제품 사이 또는 스탠드의 실린더들 사이의 미끄러짐 효과, 스탠드의 어셈블리의 열적 변화와 같은 다수의 원인을 가질 수 있다. 상기 불일치는 또한 국소화되며, 즉, 다양한 형태로 상부 및 하부 작업 실린더 각각에 개별적으로 영향을 준다.

그래서 예로서 본 출원인은 작업 실린더와 연관된 불안정성 유형을 대표하는 압연기 스탠드의 여러가지 파라미터의 5개 측정치 세트를 나타내고 압연기 스탠드 코어의 실시양태를 각각 설명하는 2개의 도면 도 2 및 도3(a, b, c, d, e)을 도입한다.

이들 도면 및 본 특허 출원의 후속 도면들은 청구항 1 및 청구항 12에 따른 압연 작업의 안정성을 제어하는 장치가 장비된 압연기 스탠드 및 관련된 방법을 제안한다.

도 2는, 종방향(X)을 따라 이동하는 금속 제품(PM)의 두 상부 및 하부 압연 어셈블리를 구비한 압연기 스탠드(18-Hi 또는 X-Hi® 유형)의 일 실시양태를 부분 측면도(X, Z 평면)로 도시한 것으로:

- 두 상부 및 하부 중간 지지 실린더가 두 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)에 각각 수직으로 지지되어 이들 각각을 구동하고,

- 상기 각각의 작업 실린더가 두 측면 지지 수단 중 하나에 의해 (종방향(X)을 따라) 측면으로 양측에서 지지되며;

- 각각의 측면 지지 수단(본원 실시예에서는 작업 실린더(CTS, CTI)에 연결되어 유지되는 측면 지지 실린더(CALS1, CALI1), 관통식으로(Y 방향) 상기 측면 지지 실린더에 연결되어 유지되는 2열의 측면 지지 롤러(GALS1, GALI1) 포함)을 포함하고,

- 각각의 측면 지지 수단은, 측면 지지 실린더가 작업 실린더와 접촉할 수 있도록 측면 지지 실린더 및 2열의 롤러가 (Y) 방향에 평행한 피벗축을 갖는 피벗팅 아암(BPS1)에 배치되도록 제공되는데, 상기 접촉은 초정압 도메인 밖에 유지되어야 하며,

- 따라서 각각의 측면 지지 수단은 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(FSup = 0t, Finf = 0t)을 받지 않도록 종방향으로(포지티브 및 네거티브 X 방향) 변위가능하며, 피벗팅 아암(여기서는 각각 BPS1 또는 BPI1) 및 상기 아암에 측면 지지를 제공할 수 있는 종방향 변위 빔(PDS1, PDI1) 사이에 간극이 존재할 수 있다. 이 간극은 변위 빔에 배치되는 플런저 타입과 같은 거리 센서(KYKsup, KYKinf)에 의해 측정될 수 있다. 반대로, 측면 지지 수단이 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(Fsup= +20t, Finf =+20t)을 받는 경우, 상기 피벗팅 아암(여기서는 각각 BPS2 및 BPI2) 및 상기 아암에 측면 지지를 제공할 수 있는 종방향 변위 빔(각각 PDS2 및 PDI2) 사이에 간극이 존재하지 않는다,

- 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)의 축은 실제로 항상 그 각각의 중간 지지 실린더(CAIS, CAII)의 축에 대하여 ≪ 오프셋 ≫ (Off)하에 측방으로 어긋나게 배치된다. 압연을 위한 이 실린더 배열은 피벗팅 아암에 작용하는 지지 빔을 종방향으로 조절하여 측면 지지 수단을 각각의 오프셋하에 배치함으로써 이루어진다,

- 명확성의 이유에서, 여기서는 하나의 오프셋만이 도시되어 있지만, 본 고안은 상부 및 하부 작업 실린더 각각의 오프셋이 동일하지 않을 수 있도록 제공하는 과제도 취급한다는 것에 유의해야 한다,

- 변형 게이지(GCS1, GCI1, GCS2, GCI2)가 4개의 종방향 변위 빔 각각과 (도시되어 있지 않은) 각각의 종방향 스러스트 모터 수단 사이에 배치된다. 이들 게이지는, 작업 실린더에 의해 인가되는 힘이 측면 지지 수단을 통해 전달되자마자 여기서는 톤으로 표현되는 종방향 힘(Fsup, Finf)을 상기 게이지에 연결된 빔 중 하나로 전달한다.

이하에서, 상기 변형 게이지에서 측정되는 종방향 힘은 양의 값 또는 음의 값을 나타낸다. 양의 기호 또는 음의 기호는, 작업 실린더(예컨대 CTS)가 (예컨대 피벗팅 아암 BPS1 또는 BPS2 및 그 실린더 및 롤러 열을 가로질러) 종방향으로 이를 둘러싸는 측면 유지 수단 중 하나 또는 다른 하나에 힘을 인가함을 나타내며, 이상적으로는 작업 실린더는 측면 지지 수단들 사이에 비초정압식으로 존재한다.

도 2에 주어진 실시예에 있어서, 도 3(a)는 대략 11분 동안(또는 압연을 거치는 금속 스트립이 스탠드를 가로질러 이동하는 속도(m/s)로 코일 금속 스트립의 압연에 상응하는 통과 시간)의 측정(시간, 분, 초)을 나타낸다. 최대의 압연 생산성이 가능하도록, 스탠드의 속도는 11:02:00과 11:03:00 사이의 제1 간격(P1) 또는 0.5 m/s에서 2 m/s로의 속도 증가, 이어서 수직 점선 주위의 11:06:30과 11:08:00 사이의 제2 간격(P2) 또는 2 m/s에서 4.5 m/s로의 속도 증가라는 두 기본 시간 간격에서 유의적으로 증가된다는 것을 주목하여야 한다.

도 3(a)와 동일한 두 시간 간격 하에서, 도 3(b)는 (이동 방향을 따라) 제1 또는 제2 측면 지지 수단 중 하나에 상부 작업 실린더에 의해 인가되는 종방향 힘(FSup)의 측정을 나타낸다. 상기 측면 지지 수단은 또한 적어도 제품의 이동 방향에 대해 평행하게 상기 작업 실린더를 배치할 수 있고 이를 상기 원점에 대하여 오프셋을 두고 배치할 수 있는 기능을 가진다. 작업 실린더의 모든 초정압 상태를 피하기 위하여, 상기 작업 실린더는 작업 실린더의 한쪽에서만 인가되는 종방향 힘 하에서의 접촉을 보장하면서 상기 측면 지지 수단 사이에서 완전하게 회전할 수 있도록 허용하는 측방 간극을 실린더에 보장하기에 충분한 이격하에서 두 측면 지지 수단 사이에 배치된다.

특히, 금속 스트립의 압연 조건의 초기 상태에서, 도 3(b)는 상부 작업 실린더가 간격(P1) 전에 측면 지지 수단 중 하나에 여기서는 약 -10 톤의 힘을 인가하는 것을 도시하고 있다. 음의 값 -10t는 작업 실린더가 스트립의 이동 방향에 반대되는 종방향 힘을 인가함을 나타낸다. 제1 간격(P1) 동안, 제1 속도 증가 동안, 종방향 힘(FSup)은 5톤의 힘의 편차를 나타내고, 이어서 약 -10톤의 그 초기값을 되찾는다: 따라서 상부 작업 실린더의 물리적 상태의 불일치, 이어서 그 초기 상태로의 복귀가 확인된다.

이후 제2 간격(P2) 동안, 제2 속도 증가시, 종방향 힘(FSup)은 약 60톤의 힘의 편차, 정확하게는 -10톤으로부터 +50톤까지를 나타내는데, 이는 상기 측정이 상기 작업 실린더의 제1 측면 지지 수단으로부터 제2 측면 지지 수단으로의 변위를 나타낸다는 점에서 작업 실린더의 물리적 상태가 변화함을 의미한다. 따라서 작업 실린더의 물리적 상태의 표면화된 불안정성이 검출된다.

실제로, 상기 작업 실린더의 제2 측면 지지 수단에 인가되는 작업 실린더의 힘(FSup)은 절대값으로 -10톤의 초기값의 5배 많은 +50톤에 이른다. 힘의 큰 변화는 스탠드(컬럼, 측면 지지 및 변위 수단) 구조의 캠버(변형) 효과 또는 더 나쁘게는 스탠드의 내부 요소의 깨짐 또는 다른 유형의 파손을 시사할 수 있다. 본 경우, 조작기는 최소 힘의 상태로 돌아가기 위하여 스트립의 압연 속도를 감소시켰지만 불안정한 유형에서는 +50톤에서 -30톤까지 점진적인 방식으로 감소시켰다. 속도 감소는 물론 조작기의 고장에 이르기까지 압연 생산성의 유의적인 저하를 시사한다.

도 3(c)는 도 3(b)와 유사한 방식으로 (이동 방향을 따라) 제1 또는 제2 측면 지지 수단 중 하나에 하부 작업 실린더에 의해 인가되는 종방향 힘(Finf)의 측정을 나타내며, 상기 측면 지지 수단은 또한 적어도 제품의 이동 방향에 대해 평행하게 상기 작업 실린더를 배치할 수 있고 이를 상기 원점에 대하여 오프셋을 두고 배치할 수 있는 기능을 가진다.

특히, 금속 스트립의 압연 조건의 초기 상태에서, 도 3(c)는 하부 작업 실린더가 간격(P1) 전에 측면 지지 수단 중 하나에 여기서는 약 -10 톤의 힘을 인가하는 것을 도시하고 있다. 음의 값 -10t는 작업 실린더가 스트립의 이동 방향에 반대되는 종방향 힘을 인가함을 나타낸다. 제1 간격(P1) 동안, 제1 속도 증가 동안, 종방향 힘(Finf)은 10톤의 힘의 편차를 나타내고, 이어서 약 -20톤의 새로운 값에 도달한다: 따라서 상기 하부 작업 실린더의 물리적 상태의 불일치, 이어서 -20톤의 일정한 힘 하에서 새로운 물리적 상태의 불일치가 확인된다.

이후 제2 간격(P2) 동안, 제2 속도 증가시, 종방향 힘(Finf)은 약 60톤의 힘의 편차, 더 정확하게는 -20톤으로부터 -80톤까지를 나타내는데, 이는 동일한 측면 지지 수단에 대한 접촉을 보존하면서 힘의 변화에 의해 작업 실린더의 물리적 상태가 변경됨을 의미한다. 따라서 작업 실린더의 물리적 상태의 표면화된 불안정성이 검출된다.

실제로, 상기 작업 실린더의 측면 지지 수단에 인가되는 작업 실린더의 힘(Finf)은 절대값으로 -10톤의 초기값의 8배 많은 -80톤에 이르른다. 힘의 큰 변화는 스탠드(컬럼, 측면 지지 및 변위 수단) 구조의 캠버(변형) 효과 또는 더 나쁘게는 스탠드의 내부 요소의 깨짐 또는 다른 유형의 파손을 시사할 수 있다. 본 경우, 조작기는 최소 힘의 상태로 돌아가기 위하여 스트립의 압연 속도를 감소시켰지만 불안정한 유형에서는 -80톤에서 -10톤까지 점진적인 방식으로 감소시켰다. 속도 감소는 물론 조작기의 고장에 이르기까지 압연 생산성의 유의적인 저하를 시사한다.

끝으로, 동일한 측정 기간하에서, 도 3(d)는 도 2에 따른 상부 피벗팅 아암(BPS1)과 상부 변위 빔(PDS1) 사이의 종방향 간극 또는 거리 센서의 측정을 나타내며, 이 배치는 상부 작업 실린더와 그 제1 또는 제2 측면 지지 수단 중 적어도 하나 사이의 기능적 간극을 보상하기 위한 것이다. 상기시키면, 작업 실린더의 모든 초정압 상태를 회피하기 위하여, 상기 작업 실린더 각각은 작업 실린더의 한쪽 측면 사이드에서만 인가되는 종방향 힘 하에서의 접촉을 보장하면서 상기 측면 지지 수단 사이에서 완전하게 회전할 수 있도록 허용하는 측방 간극을 작업 실린더에 보장하기에 충분한 이격하에서 두 측면 지지 수단(각각 피벗팅 아암, 하나의 측면 지지 실린더 및 2열의 롤러 포함, 도 2 참조) 사이에 배치된다.

특히, 금속 스트립의 압연 조건의 초기 상태에서, 도 3(d)는 상부 피벗팅 아암이 종방향 변위 빔 중 하나와 상부 종방향 간극(KYKsup), 여기서는 간격(P1) 전에 약 2.6 밀리미터의 값을 보유함을 나타내며, 제1 속도 증가 동안, 상기 상부 종방향 간극은 2.6 밀리미터로부터 2.5 밀리미터로 감소하고, 이어서 2.6 밀리미터의 평균값을 회복하며, 도 3(b)에서 이미 관찰된 물리적 상태의 불일치와의 직접적인 관계에서 1/10 밀리미터 미만의 진폭 변동 증가가 존재한다. 제2 간격(P2) 조금 전에, 0.3 밀리미터의 상승이 확인되는데, 이것은 도 3(b)의 상부 힘(Fsup)으로부터의 약간의 편차에 상응하지만 예컨대 상부 작업 실린더에 인가되는 인장력 또는 토크의 잠재적 변화와 연관된 것과 같은 드러나지 않는 다른 불일치 현상을 또한 억제시킨다. 이어서 제2 간격(P2) 동안, 제2 속도 증가시, 종방향 간극은 그 최소 수준에서 측정된 간극의 값의 급격한 재하강(약 t=11:08:00)을 또한 포함하는 약 0.6 밀리미터의 편차를 나타내며, 이것은 작업 실린더의 물리적 상태가 물론 힘의 변화에 의해서 변경되지만, 그 지지 접촉이 하나의 측면 지지 수단으로부터 다른 측면 지지 수단으로 변화되는 것(도 2에 따르면 BPS2에서 BPS1로)에 의해서도 변경됨을 의미한다. 따라서 이동 속도 증가 동안 상부 작업 실린더의 물리적 상태의 표면화된 불안정성이 잘 검출된다.

도 3(d)와 유사하게, 도 3(e)는 하부 피벗팅 아암(BPI1)과 하부 변위 빔(PDI1) 사이의 종방향 간극(도 2에 따르면 KYKinf) 또는 거리 센서의 측정을 나타낸 것으로, 이 배치는 하부 작업 실린더와 그 제1 또는 제2 측면 지지 수단 중 적어도 하나 사이의 기능적 간극을 보상하기 위한 것이다.

특히, 금속 스트립의 압연 조건의 초기 상태에서, 도 3(e)는 상기 하부 피벗팅 아암이 종방향 변위 빔 중 하나와 하부 종방향 간극(KYKinf), 여기서는 간격(P1) 전에 약 3.00 밀리미터의 평균값을 보유함을 나타낸다. 제1 간격(P1) 동안, 제1 속도 증가시, 하부 종방향 간극은 3.25 밀리미터로 증가된 다음 3.20 밀리미터로 감소한다. 제2 간격(P2) 조금 전에, 0.3 밀리미터의 상승이 확인되는데, 이것은 상부에서 거리 센서로 측정된 간극의 편차(KYKsup)와 비슷한 편차인 것으로 보인다. 이후 제2 간격(P2) 동안, 상기 편차는 4 밀리미터의 간극 값까지 하부에서의 힘(Finf)과 일치하면서 내내 증가한다. 하부 작업 실린더의 물리적 상태는 물론 힘(Finf)의 변화에 의해 변경되지만, 그 지지 접촉이 하나의 측면 지지 수단으로부터 다른 측면 지지 수단으로 변화되는 것에 의해서도 변경된다. 따라서 이 마지막 압연 속도 증가 동안 상부 및 하부 작업 실린더 각각의 물리적 상태의 불안정성 또는 불일치가 명백히 잘 검출되며, 이 물리적 상태의 불안정성 또는 불일치는 각 상부 및 하부 작업 실린더간 잘 구분되는 성질인 것이 명백하다.

하부 작업 실린더는 동일한 측면 지지 수단에 연결된 상태로 남아 있으므로, 상부 및 하부의 두 작업 실린더는 특히 (이동 방향으로) 더 증가된 종방향 간격에 의해 유발되는 불안정한 위치에서 종국에는 덜 효율적인 압연 가능성이 큰 비대칭적인 불안정성을 나타내는 것으로 관찰된다. 이러한 힘은 또한 실린더의 횡단 위치(축방향, 도 2에 따르면 Y 방향)에 위치하는 복수의 센서에서 측정가능하고, 상부 및 하부 작업 실린더 축이, 압연 작동 조건의 안정성에 악영향을 미치고 스탠드 요소들이 매우 집중적인 힘을 받게 하며 나아가 고속으로 이동하는 압연 제품의 품질을 저하시키는 평행관계 결함을 나타낼 수 있는지를 확인할 수 있게 한다. 끝으로, 주목할 것은, 하부 작업 실린더가 그 측면 지지 실린더 중 하나에 연결된 상태로 남아 있을지라도, 이것은 1 mm 가까이 변위하므로, 명백히 상기 측면 지지 수단에 큰 캠버 효과 또는 스탠드의 변형을 유발한다는 것이다.

압연 스탠드의 이러한 불안정성 효과는 압연의 최대 통과 속도를 제한하고, 압연의 실용적인 작동 동안, 특히 또한 압연 제품이 연속적으로 다양한 물리적 특성을 나타낼 때 스탠드의 요소들을 최악으로 손상시킬 수 있다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 마찬가지로, 제1 가동시 또는 압연 라인의 보수후 재가동시, 이러한 효과는 현시점에서 예측하기가 매우 복잡하고, 매우 안전한 파라미터 세트의 조건하에서, 특히 감소된 이동 속도하에서 조작자가 압연 라인을 시동 또는 재시동시킬 필요가 있다. 그러나, 압연 제품이 원하는 품질(예컨대 스탠드의 출구에서 일정한 두께)을 가질 것이라는 보장하에의 가동 후에도, 상기 불안정성이 지속될 수 있고 줄곧 압연 스탠드가 이동 속도에 있어 제한된 모드로 작동하도록 강제할 수 있다. 그래서, 본 고안의 목적은 또한, 소정의 제어된 오프셋 및 압연 제품의 품질적 양태를 너머, 모든 압연 불안정성을 최소화하면서 압연 스탠드를 가동 또는 재가동시킬 수 있게 하고 유의적으로 증가된 생산성 하에서, 이상적으로는 가속된 압연 속도하에서 생산의 실용 단계 동안 이 목적을 추구하는 것이다.

도 2 및 도 3(a), 도 3(b), 도 3(c), 도 3(d), 도 3(e)의 어셈블리에 의해 제공되는 교시와 관련하여, 본 고안은 한 쌍의 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI), 콰트로, 섹스토, 18-Hi 또는 X-HI® 유형의 구성을 위한 한 쌍의 상부 및 하부 지지 실린더, 섹스토, Z-High 또는 X-HI® 유형의 구성을 위한 한 쌍의 상부 및 하부 중간 실린더(CIS, CII)를 구비하고, 이동하는 금속 제품(PM)의 압연을 위한 작업 실린더의 포지셔닝에 의해 압연 안정성을 제어하는 장치가 장비된 압연기 스탠드를 제안하며,

- 상기 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)는 각각 종축(X)을 따라 수평 방향으로 이동하는 금속 제품의 양면중 한면에 작용하고,

- 상기 작업 실린더 중 적어도 하나에 직접 접촉에 의해 압연력을 전달하는 중간 실린더 중 적어도 하나를 통과하는 수직축에 대한 상기 상부 및 하부 작업 실린더의 상부 및 하부 종방향 이동 수단을 포함하며, 상기 종축 및 수직축은 원점(O)에서 교차하고, 작업 실린더는 상기 원점으로부터 측면으로 ≪ 오프셋 ≫이라 불리는 거리에 위치하며;

- 적어도 하나의 측정 파라미터의 측정 수단을 포함하며, 상기 측정 파라미터는 상기 작업 실린더의 위치를 교정할 수 있는 종축 변위 수단에 제어 신호를 제공하는 제어 유닛에 전달된다.

본 고안에 따른 압연기 스탠드는 또한 이하를 특징으로 한다:

- 측정 파라미터는 이전의 물리적 상태, 이상적으로는 소정 오프셋 하에서의 안정한 물리적 상태에 대한 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치에 관한 것이고;

- 측정 파라미터는 실린더와 부하력 하에 효과적으로 접촉하고 있는 상기 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단에 각각의 작업 실린더에 의해 인가되는 상부 및 하부 힘(FSup, Finf) 중 적어도 하나의 종방향 성분의 적어도 하나의 값을 포함하며, 상기 실린더와 두 종방향 변위 수단 중 적어도 하나(부하력의 외부에 있는 것)의 사이에 (작업 실린더의 과고정 상태를 회피하기 위한) 간극이 제공되고, 상기 변위 수단 각각은 상기 작업 실린더의 양측에 종방향으로 배치되며;

- 모든 상부 및 하부 종방향 변위 수단은 제어 신호에 따른 개별적인 오프셋 하에서 상부 및 하부 작업 실린더를 다시 포지셔닝할 수 있도록 개별적으로 가동될 수 있다.

특히 상부 및 하부 작업 실린더의 동시적이고 유사하지 않은 불일치에 관한 상기 물리적 상태의 불일치는, 기본적으로, 명확성의 이유에서 이른바 그 안정한 위치( = 스탠드의 중심점에 대한 소정의 제어된 종방향 전위 또는 ≪ 오프셋 ≫ 하에 제공되는 위치)의 주위에서 작업 실린더 중 하나의 탈안정화, 작업 실린더를 각각 매우 이동적으로 하거나 또는 반대로 초정압이 되게 하는 작업 실린더의 풀림 또는 반대로 박힘을 제공하는 스탠드의 측면 변형, 작업 실린더가 받는 토크 및 힘의 매우 큰 변화, 작업 실린더 중 적어도 하나와 상호작용하는 스탠드의 상류 및/또는 하류에서 제품의 인장력 변화, 작업 실린더와 제품 사이 또는 스탠드의 실린더들 사이의 미끄러짐 효과와 같은 다수의 원인을 가질 수 있다. 요소들의 팽창 또는 열적 효과도 또한 상기한 효과들에 보완적으로 영향을 미칠 수 있는 기저의 요인들이다.

따라서, 예컨대 (도 3(d) 참조) 상부 작업 실린더가 실린더 양측에서 그 2개의 측면 지지 수단 사이에서의 측면 지지 위치가 갑작스럽게 변화된 경우, 이동 속도 증가 동안 지지 불안정성을 보상하기 위하여 종방향 변위 수단 중 적어도 하나를 개별적으로 다시 포지셔닝하는 것이 가능한데, 그 목적은 예컨대 더 안정한 물리적 상태하에서 상부 작업 실린더를 다시 배치하는 것이다.

마찬가지로, 스탠드의 강한 캠버가 우려되는 도 3(e)의 경우에, 하부 작업 실린더의 종방향 변위 수단의 재포지셔닝은, 적어도 앞문단에서 기술한 바와 같은 더 안정한 물리적 상태하에서의 상부 작업 실린더의 재포지셔닝이 정립되지 않은 동안 상기 캠버를 야기하는 집중적인 힘을 다시 감소시킬 수 있기 위하여 수행된다.

보충적으로, 상부 및 하부 작업 실린더의 종방향 변위 수단은, 상부 및 하부 작업 실린더에 대해 측정된 힘 중 적어도 하나 또는 그 구배의 불일치가, 기본적으로 작업 실린더 중 하나가 측면 지지 위치의 변화를 겪고 및/또는 그 측면 지지 수단(= 종방향 변위 수단) 중 하나에 매우 큰 힘을 부가하는 상황과 연관된 안전 역치를 초과하자마자 더 안정한 물리적 상태하에서 상기 실린더들을 접촉시키기 위하여 개별적으로 제어될 수 있다. 압연 불안정성에 대한 실린더의 예방적 재포지셔닝 방식을 스탠드에 적용하기 위하여, 상부 및 하부의 두 작업 실린더 중 하나의 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치 검출의 소정 도식이 또한 제어 단위에 저장될 수 있다.

따라서 이러한 압연기 스탠드는 모든 압연 불안정성에 대하여, 특히 스탠드의 상부 및 하부에서 작업 실린더의 물리적 상태의 비동시적인 불일치에 대하여 강해지고, 이동 속도가 (그리고 이에 따라 압연 생산성이) 유리하게 증가된다.

도 3(a) 내지 도 3(e) 모두와 관련하여, 압연 속도 증가 단계 동안 힘의 증가 방향으로 가장 우려되는 불일치가 능동적 측정 수단에서 (힘의 부하로) 스탠드의 상부 및 하부에서 측정된 힘(Fsup, Finf) 중 적어도 하나의 절대값의 증가시 잘 검출되는 것으로 보인다.

본 출원인은 이렇게 상부 및 하부 작업 실린더 각각의 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단 각각에서 동시에 측정된 종방향 힘(Fsup, Finf)의 2개 이상의 파라미터에 따른 제어에 의해 압연 안정성의 제어를 향상시킬 수 있었다. 이들 두 파라미터의 동시적 취합은 특히 압연 속도 증가 단계에서 동시적 유형 뿐만 아니라 비동시적 유형의 상부 및 하부 작업 실린더의 물리적 상태의 불일치를 더 동적으로 검출할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이러한 제어 수단은, 제어 신호가 상부 및 하부 작업 실린더의 측정 수단 각각에 의해 각각 측정된 힘(FSup, Finf)의 종방향 성분의 논리 함수, 대수 함수 또는 산술 함수를 포함할 수 있도록 제공된다.

이러한 구성에서, 매우 간략화된 제어 신호가 상부 및 하부 작업 실린더의 측정 수단 각각에 의해 각각 측정된 두 힘(FSup, Finf) 사이의 상대적 힘(FSup - Finf)의 값의 함수를 포함할 수 있다. 실제로, 대부분, 상부 또는 하부 작업 실린더 중 하나의 힘의 증가는 다른 실린더의 힘의 증가가 후속되거나 수반된다. 따라서, 상부 및 하부 작업 실린더에 대하여 힘이 종방향으로 반대 방향을 갖는 경우, 그 차는 압연 속도 증가 단계 동안 민감하고 신속한 검출 수단이다.

마찬가지로, 제어 신호는 상부 및 하부 작업 실린더의 각각의 측정 수단에 의해 각각 측정된 두 힘(FSup, Finf)의 부가적 힘의 값(FSup + Finf)의 함수를 포함할 수 있다. 실제로, 대부분, 상부 또는 하부 작업 실린더 중 하나의 힘의 증가는 다른 실린더의 힘의 증가가 후속되거나 수반된다. 따라서, 상부 및 하부 작업 실린더에 대하여 힘이 종방향으로 반대 방향을 갖는 경우, 그 합은 압연 속도 증가 단계 동안 민감하고 신속한 검출 수단이다.

작업 실린더의 물리적 상태의 불일치는 선형 또는 비선형 거동을 가질 수 있으므로, 제어 신호는 상부 및 하부 작업 실린더의 각각의 측정 수단에 의해 각각 측정되는 힘의 선형적 또는 비선형적 조합의 적어도 하나의 대수값 또는 논리값의 함수를 포함할 수 있다.

불안정성 시나리오는 다수이고 복잡하므로, 압연 불안정성을 더 잘 검출하고 제어할 수 있기 위하여, 현재의 불안정성 카테고리의 더 좋은 시그너처를 제공하는 보충적인 정보가 측정될 수 있다.

그래서, 측정 파라미터는 이하를 포함할 수 있다:

- 상대값이든 절대값이든, 상부 및 하부 작업 실린더의 종방향 변위의 적어도 하나의 측정값. 이상적으로, 이 파라미터는 특히 새로운 압연 프로그램의 개시시에 종방향 변위 수단의 프리포지셔닝을 알도록 한다.

- 상대값이든 절대값이든, 상부 및 하부 작업 실린더에 인가되는 적어도 하나의 토크 측정값. 이 측정은 특히 토크가 개별적으로 제어가능한 경우에도, 예컨대 상부 및 하부 실린더의 동력화 수단이 분리되어 있는 경우 힘의 측정보다 더 정확한 불안전성 검출을 가능하게 한다.

- 상부 및 하부 작업 실린더와 그의 측면 지지 실린더 사이의 접촉 및 간극의 적어도 하나의 측정값. 기술적 이점은 본 고안에서 추후 후술될 것이다.

본 고안에 따른 장치는 개시된 모든 유형의 실린더에 의한 2 이상의 측정 수단이 제품이 이동하는 종방향에 대해 수평인 평면에 배치된다. 이러한 식으로, 작업 실린더 축 사이의 편차에 의한 불일치도 더 잘 검출될 수 있다. 그래서, 최소한 실린더의 적어도 하나의 단부의 실린더의 포지셔닝 수단에서부터 종방향에 대해 횡단하는 평면에 연속적으로 배치된 일련의 실린더 변위 수단에 이르기까지 종방향 변위 수단에 의해 복구가 더 용이하고 빠르게 이루어질 수 있다.

특히, 변위 수단은 실린더, 롤러 또는 작업 실린더의 측면 지지 패드, 즉, 주로 종방향을 따라 배향된 방향의 압력하에 작업 실린더를 측면에서 지지하는 패드를 포함하고, 상기 요소들은 특히 18-Hi 또는 X-HI® 유형의 스탠드에 적합화된 것이다.

끝으로, 작업 실린더의 축이 중간 실린더의 축의 한쪽의 오프셋 장치 아래에 배치된 도 2의 실시예에 따르면, 상부 및 하부 작업 실린더의 축이 더이상 서로 상대적으로 정렬되지 않는 경우(이것이 실제 경우임), 종래 기술에 따른 제어 장치는 그 한계에 도달하여 특히 상기 실린더의 비동시적인 거동을 완전히 고려할 수 없다는 것이 명백하다. 본 고안에 따른 장치는 측정되어 제어에 이용되는 파라미터가 스탠드의 상부 및 하부에서 독립적으로 그러나 또한 (함수의 형태로) 동시적으로도 고려되므로 이 한계 너머에서도 유리하게 작동할 수 있다.

이를 위하여, 장치는 도 2의 두 센서(KIKsup, KIKinf) 대신에 4개 이상의 거리 센서를 포함한다는 점에서 더 개선될 수 있다. 따라서, 4개의 종방향 변위 빔 각각은 적어도 하나의 이러한 거리 센서, 이상적으로 2개의 거리 센서를 수평으로 포함한다.

실제로, (부하력 하에서) 능동적 측정 수단에 의해 측정되는 힘(Fsup, Finf)에 따른 종방향 변위 수단에 의한 작업 실린더의 재포지셔닝의 제어는 실린더가 그 측면 지지 수단 위에 측면에서 실제로 지지되는 쪽에서의 정보를 제공하지만, 그러나, 두 측면 지지 수단 각각의 실제 위치는 작업 실린더의 실제 위치 (및 더 많은 그 상대적인 위치) 측정을 부정확하게 하는 미지수를 도입한다. 압연의 상류에서 2개의 빔 각각에 있는 단 하나의 센서가 작업 실린더의 위치를 설정하는 수단이지만, 예컨대 (센서 중 하나가 더이상 신호를 전달하지 않는) 캠버의 보완적 영향 하에서는, 위치측정이 왜곡된다. 이 때문에, 각각의 변위 빔이 각각의 빔과 측면 지지 수단(피봇팅 아암, 측면 지지 실린더 및 지지롤 열) 사이의 간극을 측정하기 위한 이러한 거리 센서를 포함하는 경우, 캠버하에 스탠드의 좌표계에서의 각각의 작업 실린더의 위치측정이 개선되고 작업 실린더의 변위 수단의 재포지셔닝의 제어가 더 정확해질 수 있다.

요약하면, 적어도 하나의 간극 거리 센서가 상부 및 하부 작업 실린더의 양측에 측방으로 배치되는 4개의 변위 수단 각각에, 즉, 특히 상기 수단에 속하는 4개의 종방향 변위 빔 사이에 배치되고, 상기 각각의 빔은 상부 및 하부 작업 실린더의 4개의 이동식 측면 지지 수단 중 하나에 작용한다.

본 고안에 따른 압연기 스탠드는 수평으로, 이른바 종방향으로 이동하는 금속 제품의 압연 스탠드의 상부 및 하부 작업 실린더의 포지셔닝을 제어하는 방법을 이용할 수 있는데, 이를 위하여 제1 파라미터(Fsup)가 두 작업 실린더 중 제1 작업 실린더에 의해 그 각각의 능동적 측정 수단에 인가되는 종방향 성분의 힘으로서 측정되고, 이어서 이것은 제1 파라미터가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 상기 제1 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달된다.

추가적으로, 상기 제어 방법은, 그 각각의 능동적 측정 수단에서 2개의 작업 실린더 중 제2 실린더에 의해 인가되는 종방향 성분의 힘으로서 제2 파라미터(Finf)를 동시에 측정하고, 이후 적어도 제2 파라미터 또는 제1 및 제2 파라미터 사이의 차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 제2 파라미터를 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛에 전달한다. 스탠드의 상부 및 하부에서 제1 및 제2 파라미터를 이렇게 고려하는 것은, 도 3의 곡선에 의해 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 작업 실린더의 물리적 상태가 비동시적으로 불일치할 때 유리하게도 더 양호한 제어를 제공할 수 있다. 다시 말해서, 본 방법에서는, 모든 상부 및 하부 종방향 변위 수단이 제어 신호에 따라 개별적인 오프셋 하에 상부 및 하부 작업 실린더를 다시 포지셔닝하도록 개별적으로 작동된다.

모든 종속 청구항은 또한 본 고안의 실시에 유리한 방법을 제시한다.

개시된 도면에 의해 실시예 및 적용예가 제공된다:

도 4 본 고안에 따른 압연기 스탠드의 실시 방식(측면도),

도 5 도 4에 따른 스탠드의 확대축소된 도면

도 6 도 4 또는 도 5에 따른 스탠드의 부분 상면도,

도 7 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치의 측정에 적합화된 보충적인 확장된 측정 파라미터의 예,

도 8 본 고안에 따른 멀티 스탠드의 제어 방법.

도 4는 여기서 18-Hi 또는 X-HI® 유형의 본 고안에 따른 압연기 스탠드의 실시 양태를 나타낸 것이다. 스탠드는 측면도로, 여기서는 예컨대 조작기측에서 (또는 적어도 스탠드의 실린더를 구동시키기 위한 동력화 수단 및 연장부가 제공되는 엔진측에서) 도시되어 있다.

상기 압연기 스탠드는, 이동하는 금속 제품(PM)의 통과 라인의 양측에, 한 쌍의 상부 및 하부 지지 실린더(CAS, CAI), 한 쌍의 상부 및 하부 중간 실린더(CIS, CII), 한 쌍의 작업 실린더(CTS, CTI)를 구비한다. 상기 스탠드는 이동하는 금속 제품(PM)의 압연을 위한 작업 실린더의 포지셔닝에 의해 압연 안정성을 제어하는 장치가 장비되어 있으며:

- 상기 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)는 각각 종축(X)을 따라 수평 방향으로 이동하는 금속 제품의 양면중 한면에 작용하고,

- 스탠드의 조작기측에 (그리고 도시되지 않은 스탠드의 모터측에), 작업 실린더 중 적어도 하나에 직접 접촉에 의해 압연력을 전달하는 중간 실린더 중 적어도 하나를 통과하는 수직축(Z)에 대한 상기 작업 실린더 중 적어도 하나의 4개 이상의 종방향 이동 수단(MDS1, MDS2, MDI1, MDI2)을 포함하며, 상기 종축(X) 및 수직축(Z)은 원점(O)에서 교차하고, 작업 실린더는 상기 원점으로부터 측면으로 ≪ 오프셋 ≫이라 불리는 거리에 위치하며;

- 각각의 상부 및 하부 작업 실린더는 상부 또는 하부 변위 수단 중 적어도 2개 사이에 종방향으로 배치되고;

- 적어도 하나의 측정 파라미터(P)의 측정 수단(MMS1, MMS2, MMI1, MMI2)을 포함하고, 상기 측정 파라미터는 종축 변위 수단에 제어 신호(Ssup1, Sinf1, Ssup2, Sinf2)를 제공하는 제어 유닛에 전달되며;

- 측정 파라미터는 이전의 물리적 상태에 대한 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치와 연관된 것이고;

- 측정 파라미터는 실린더와 부하력 하에 효과적으로 접촉하고 있는 상기 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단에 각각의 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(FSup1, FInf1, Fsup2, Finf2) 중 적어도 하나의 종방향 성분의 적어도 하나의 값을 포함하며, 상기 실린더와 두 종방향 변위 수단 중 적어도 하나(부하력의 외부에 있는 것)의 사이에 (작업 실린더의 과고정 상태를 회피하기 위한) 간극이 제공되고, 이들 각각은 상기 작업 실린더의 양측에 서로 종방향으로 배치된다.

끝으로, 모든 상부 및 하부 종방향 변위 수단은, 도 4에 따른 스탠드의 중앙부의 줌으로서 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 신호에 따른 개별적인 오프셋(Offs, Offi) 하에서 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)를 다시 포지셔닝할 수 있도록 개별적으로 가동될 수 있다.

각각의 상부 및 하부 작업 실린더는 본 고안에서 상기 언급한 여러가지 이유에서 특히 다양한 종방향 힘에 의해 전달되는 물리적 상태의 불일치 중 하나를 개별적으로 받거나 받지 않을 수 있다. 제공되는 오프셋 하에서 그리고 초기에 적어도 하나의 불일치에 따라, 종방향 변위 수단 중 적어도 하나를 변화시킴으로써 각각의 작업 실린더에 인가되는 힘의 보정 도식을 제공하는 것이 가능하다. 물론, 이러한 변화는 각각의 작업 실린더의 오프셋을 일시적으로 변화시킬 수 있으나, 이러한 일시적인 단계는 상부 및 하부 작업 실린더 각각 및 모두의 물리적 상태에 따라 힘을 평형화하는 것을 목적으로 한다.

이미 도 2 및 도 3(a) 내지 도 3(e)에서 살펴본 바와 같이, (종방향 변위 수단과 연관된) 두 측면 지지 수단 사이에서의 작업 실린더(들)의 위치면에 있어서 또는, 및/또는 종방향 힘의 큰 구배면에 있어서도 불안정성은 스트립의 이동 속도가 증가할 때 빈번하다. 따라서, 작업 실린더 중 적어도 하나의 불안정한 상태를 두 작업 실린더의 안정한 상태로 수렴시킬 수 있는 것이 필요하다. 이러한 이유에서, 스탠드 또는 적어도 압연 생산성에 해로운 불안전성을 유도하지 않기 위하여 힘의 평형이 적용된다. 특히, 이러한 불안정성이 작업 실린더에서의 종방향 하중 또는 힘의 측정 수단에서 검출될 수 있는 경우, 제어 신호는 그 액티브 또는 패시브 상태에 따라 상부 및 하부 실린더의 각각의 측정 수단에 의해 각각 측정되는 힘(FSup1, FInf1, Fsup2, Fsup2)의 종방향 성분의 논리 함수, 대수 함수 또는 산술 함수일 수 있다. 이러한 방식으로, 잠재적인 불안정성의 다양한 시나리오에 따라, 특정 불안정성을 보상하도록 종방향 변위 수단에 보정 모드를 적용한다.

작업 실린더 중 하나 또는 동시에 두 작업 실린더의 물리적 상태의 불일치를 더 잘 검출할 목적에서, 상부 및 하부 작업 실린더에서 측정되는 종방향 힘 성분의 (절대) 값의 차가, 상기 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태가 불일치한 경우 불안정성의 검출을 위한 매우 양호한 동적 측정을 제공한다는 것을 경험적으로 알 수 있었다.

따라서, 더 일반적으로, 제어 신호는 유리하게는 상부 및 하부 작업 실린더의 각각의 측정 수단에 의해 각각 측정되는 두 힘(Fsup, Finf)사이의 상대적 힘 값[(Fsup1 또는 Fsup2) - (Finf1 또는 Finf2)]의 함수이거나 또는 이를 포함할 수 있고, 여기서:

- (Fsup)는 상부 작업 실린더와 부하력 하에 효과적으로 접촉하고 있는 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단에 상부 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(Fsup1 또는 Fsup2) 중 하나의 측정 값이고;

- (Finf)는 하부 작업 실린더와 부하력 하에 효과적으로 접촉하고 있는 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단에 하부 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(Finf1 또는 Finf2) 중 하나의 측정 값이다.

유사하게, 제어 신호는 상부 및 하부 실린더의 각각의 측정 수단에 의해 각각 측정되는 두 힘(FSup, FInf)의 부가적 힘의 값(Fsup + Finf)의 함수이거나 또는 이를 포함할 수 있다는 점에서 개선이 또한 이루어질 수 있다.

끝으로, 본 고안에 따른 압연기 스탠드에서, 제어 신호는 상부 및 하부 실린더의 각각의 측정 수단에 의해 각각 측정되는 힘의 선형 또는 비선형 조합의 적어도 하나의 대수값 또는 논리값의 함수일 수 있다. 실제로, 예컨대 이미 언급한 바와 같은 비선형적 접근을 필요로 하는 복잡한 조건하에서 불안정성 효과가 검출될 수 있다.

도 6은 도 4 및 도 5에 따른 스탠드의 부분 상면도로서, 여기서는 일부에 대하여 종방향 변위 수단이 더 정확하게 도시되어 있다.

상기 종방향 변위 수단(MDS1, MDS2, MDI1, MDI2)은, 종방향(X)에 대해 횡단하는(Y) 평면에 연속적으로 배치된 일련의 실린더 변위 수단에 이르기까지, 최소한 실린더의 적어도 하나의 단부의 실린더의 포지셔닝 수단이다.

상기 변위 수단은 실린더, 롤러 또는 작업 실린더의 측면 지지 패드, 즉, 주로 종방향을 따라 배향된 방향의 압력하에 작업 실린더를 측면에서 지지하는 패드를 포함하고, 상기 요소들은 특히 18-Hi 또는 X-HI® 유형의 스탠드에 적합화된 것이다.

도 4 및 도 5와의 일치 및 명확성의 이유에서, 도 6은 종방향 변위 수단(MDS1)과 함께 측면 지지되도록 설계된 상부 작업 실린더(CTS)의 예를 도시하며, 상기 종방향 변위 수단(MDS1)은 작업 실린더로부터 연속적으로 이하를 포함한다:

- 상부 측면 지지 실린더(CALS1) ;

- 하나 또는 복수 열의 측면 지지 롤러(BPS1) ;

- 지지의 경우 작업 실린더를 접촉시키기 위하여 작업 실린더(CTS)에 대한 상부 측면 지지 실린더(CALS1) 및 측면 지지 롤러의 열(BPS1)의 어셈블리를 피벗시키는 기능을 갖는 상부 피벗팅 아암(BPS1);

- 측면 지지에 의해(도 4의 좌측) 상부 작업 실린더를 차단하기 위하여 상부 피벗팅 아암에 대하여 수평으로 분리된 방식으로 (여기서는 피벗팅 아암의 단부 근처에) 배치된 하나 또는 복수의 동력화 수단(MOTS1, MOTS1')에 대해 종방향 압력으로 작용하는 상부 변위 빔(PDS1).

횡방향 동력화 수단은, 특히 횡축(Y)에 대한 작업 실린더축의 기울어짐의 영향을 보정하기 위하여 중앙식으로 또는 개별식으로 구동될 수 있다.

도 6은 본 고안에 따른 압연기 스탠드의 방식을 위해 실시가능한 바와 같은 제어 유닛(UC)에 결합되는 보충적인 측정 수단을 더 도입하고 있다:

- 상부 종방향 힘 측정 수단(도 4에 따른 스탠드의 좌측에서 MMS1 참조)이 예컨대 각각의 동력화 수단과 상부 변위 빔 사이에 배치된 스트레인 게이지(GSC1, GSC1')에 의해 구현된다. 이러한 식으로, 측정되는 파라미터(P)는, 작업 실린더와 부하력 하에 접촉하고 있는 동안 효과적으로 변위 수단에 결합된 능동적 측정 수단에 상부 작업 실린더에 의해 인가되는 적어도 하나의 힘(FSup1)의 적어도 하나의 종방향 성분의 값을 포함한다.

- 각각의 동력화 수단(들)의 활성화 동안 변위 빔(PDS1)이 관통하는 거리의 적어도 하나의 센서 또는 판독기(CDS1, CDS1')가 배치된다. 이러한 식으로, 측정되는 파라미터(P)는 상부 및 하부 작업 실린더의 적어도 하나의 종방향 (및 수평축(Y)에 대하여 기울어진 경우 축방향) 변위의 측정값을 포함하며, 상기 값은 상대값 또는 절대값이다.

- 피봇팅 아암과 변위 빔 사이에 간극이 존재하는지 여부를 알기 위하여 피봇팅 아암과 변위 빔 사이의 간격을 측정하는 유형의 적어도 하나의 거리 센서(KYKS1, KYKS1'). 측정되는 파라미터(P)는 상부 작업 실린더와 그 측면 지지 실린더 사이의 접촉 및 간극의 적어도 하나의 측정값을 포함한다.

도 6의 실시예에서 파라미터(P)는 작업 실린더의 물리적 상태 및 잠재적 불일치를 유리하게도 더 미세하게 특성화할 수 있는 복수의 측정 파라미터(종방향 힘, 거리 측정, 간격 또는 간극의 측정)를 포함한다. 작업 실린더가 받는 힘은 종방향 힘의 측정에 의해 측정된다. 종방향 변위 수단의 위치 및 스탠드내에서 이동하는 측면 지지 프로필을 보충적으로 인지함으로써, 능동적 지지, 이완 또는 간극의 경우에 주어진 오프셋에 대하여 작업 실린더의 제로 서포트를 결정할 수 있다. 따라서, 이들 보충적인 정보로 인하여, 제어 유닛(UC)에 의해 종방향 변위 빔으로 송신되는 제어 신호(Ssup1, Ssup1')는, 작업 실린더의 물리적 상태의 적어도 하나의 결정적 불일치를 검출하고 이것을 허용되는 힘의 영역에서 주어진 오프셋에 대한 영향이 없는 실린더의 간극 변화와 혼동하지 않기 위한 보충적인 성질을 갖는 다수의 신호의 논리 함수, 대수 함수 또는 산술 함수이다.

도 7은 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치의 측정에 적합화되고 보충적인 확장된 측정 파라미터의 한 예를 나타낸 것이다. 파라미터(P)의 검출이 힘(Fsup1), 위치(X1), 작업 실린더에 연결된 측면 요소(빔/아암) 사이의 능동적 또는 수동적 접촉의 파라미터와 연관된 복수의 측정에 의해 실현되는 도 6과 유사하게, 도 7은 피봇팅 아암과 변위 빔 사이의 간격을 측정하는 유형의 센서(KYKS1)를 줌 방식으로 나타낸 것이다.

끝으로, 도 7은, 별개이지만 종방향 힘의 측정에 적어도 부분적으로 기여하는 보충적인 두 측정 수단을 나타낸 것이다:

- 상부 중간 실린더(CIS)에 의해 상부 작업 실린더(CTS)에 인가되는 토크의 측정 수단; 본 고안에서는 줄곧, 물리적 상태의 불일치를 나타내는 작업 실린더에서 측정된 종방향 힘을 아는 것에서 출발하여, 실제 토크값이 이 불일치를 유도하는 역치값으로부터 벗어날 수 있는지 여부를 아는 것이 가능하고, 이 경우 상기 실린더의 종방향 변위 수단이 토크의 오류를 보상하도록 조절된다; 측정되는 파라미터(Pc)는 상부 및 하부 작업 실린더에 인가되는 적어도 하나의 토크 측정값을 포함하며, 상기 값은 상대값 또는 절대값이다.

- 이동하는 제품과 작업 실린더가 접촉하는 구역의 상류 및 하류에서 스트립의 인장력 파라미터(들)(Pt)의 측정 수단. 여기서도, 제품 인장력의 측정된 특징적인 종방향 힘의 변화에 의해 유도되는 작업 실린더의 물리적 상태의 가능한 불일치에 대한 제품 인장력의 영향을 아는 것이 유용하다.

장치의 모든 실시양태와 관련하여, 본 고안에 따른 압연 안정성 제어 방법은, 보충적인 제1 파라미터가 수직축(Z)에 대한 상부 및 하부 두 작업 실린더의 중심의 종방향 위치로서 동시에 측정되고, 이어서 이것은 상기 파라미터 중 둘 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달된다.

본 고안에 따른 압연 안정성 제어 방법에서는 또한 추가의 제2 파라미터(Pc)가 2개의 상부 및 하부 작업 실린더 각각에 작용하는 전달 토크로서 동시에 측정되고, 이어서 이것은 상기한 두 파라미터 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달된다.

본 고안에 따른 압연 안정성 제어 방법에서는 또한 상기한 두 파라미터 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 작업 실린더 중 적어도 하나에서 금속 제품의 인장력 측정치로서 추가의 제1 파라미터(Pt)가 동시에 측정된다.

본 고안에 따른 압연 안정성 제어 방법에서는 또한 추가의 제2 파라미터(Xkyks1)가 상부 및 하부 작업 실린더의 측면 지지 수단과 종방향 변위 빔 사이의 접촉 및 간극으로서 동시에 측정되고, 이어서 이것은 상기한 두 파라미터 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달된다.

도 8은 본 고안에 따른 압연 안정화를 위한 멀티-스탠드 제어 방법을 도시한 것으로, 여기서 본 고안에 따른 압연기 스탠드는 종방향으로 순차 배치된다.

상기 제어 방법에서는, 종방향을 따른 복수의 압연기 스탠드(Cl, C2, C3...)의 직렬 배열을 위해, 적어도 상기 스탠드 각각의 상부 및 하부 두 작업 실린더에 명백히 인가되는 종방향 성분의 힘으로서 파라미터 쌍({FSupk, Finfk} k=2, 3, 4...)을 측정하고, 이를 적어도 2개의 스탠드의 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 수단(UC)으로 전달한다.

제어 수단(UC)은 서로 상류 및 하류에 각각 배치된 적어도 2개의 압연 스탠드의 종방향 변위 수단에 뿐만 아니라 예컨대 이동하는 스트립의 스탠드간 인장력의 변화에 의해, 복수의 스탠드에서 스탠드의 수직 클램핑 값의 새로운 분포에 의해, 스탠드 중 하나에서의 윤활의 변화 등에 의해 압연 공정의 파라미터에도 영향을 미친다. 그 목적은 최종 압연 제품의 기준 품질을 유지하면서 스탠드 중 적어도 하나가 특히 더 증가된 압연 속도로 존재하여야 하는 경우 압연의 불안정성을 감소시키는 것이다.

제어 수단(UC)은 자동화 방식으로 작용할 수 있으며, 특히 그때그때의 실린더의 변화에 대하여, 하나 또는 복수의 압연 스탠드의 가동 또는 재가동시, 압연 멀티-스탠드의 연속 공정 동안, 압연 스탠드(들)에 유입되는 제품 유형의 변화시, 적어도 하나의 스탠드의 유지 동안, 힘의 파라미터값 또는 힘 사이의 차이의 값이 소정 역치값을 초과하지 않도록, 파라미터(들)의 측정 및 종방향 변위 수단 및 압연 공정 파라미터의 제어가 실시간으로 전개될 수 있도록 한다.

Claims (15)

1. 한 쌍의 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI), 한 쌍의 상부 및 하부 중간 실린더(CIS, CII)를 구비하고, 이동하는 금속 제품(PM)의 압연을 위한 작업 실린더의 포지셔닝에 의해 압연 안정성을 제어하기 위한 장치가 장비된, 압연기 스탠드로서,
   - 상기 상부 및 하부 작업 실린더(CTS, CTI)는 각각 종축(X)을 따라 이동하는 금속 제품의 양면중 한면에 작용하고,
   - 상기 작업 실린더 중 적어도 하나에 직접 접촉에 의해 압연력을 전달하는 중간 실린더 중 적어도 하나를 통과하는 수직축(Z)에 대한 상기 작업 실린더의 종방향 이동 수단(MDS1, MDS2, MDI1, MDI2)을 포함하며, 상기 종축(X) 및 수직축(Z)은 원점(O)에서 교차하고, 작업 실린더는 상기 원점으로부터 측면으로 ≪ 오프셋 ≫ 거리에 위치하며;
   - 적어도 하나의 측정 파라미터(P)의 측정 수단(MMS1, MMS2, MMI1, MMI2)을 포함하며, 상기 측정 파라미터는 종축 변위 수단에 제어 신호(Ssup1, Sinf1, Ssup2, Sinf2)를 제공하는 제어 유닛(UC)에 전달되며,
   - 상기 측정 파라미터는 이전의 물리적 상태에 대한 작업 실린더 중 적어도 하나의 물리적 상태의 불일치와 연관된 것이고;
   - 상기 측정 파라미터는 상기 작업 실린더와 부하력 하에 효과적으로 접촉하고 있는 상기 변위 수단에 연결된 능동적 측정 수단에서 각각의 작업 실린더에 의해 인가되는 힘(FSup, Finf) 중 적어도 하나의 종방향 성분의 적어도 하나의 값을 포함하며;
   - 상부 및 하부 종방향 변위 수단은 제어 신호에 따라 개별적인 오프셋 하에서 상부 및 하부 작업 실린더를 다시 포지셔닝할 수 있도록 개별적으로 가동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   압연기 스탠드.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제어 신호는 상하 실린더의 각 측정 수단에 의해 각기 측정된 종방향 힘 성분(FSup, Finf)의 논리 함수, 대수 함수 또는 산술 함수인,
   압연기 스탠드.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 제어 신호는 상하 실린더의 각 측정 수단에 의해 각기 측정된 두가지 힘(FSup, Finf) 사이의 상대적 힘 값(FSup - Finf)의 함수인,
   압연기 스탠드.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 신호는 상부 및 하부 실린더의 각 측정 수단에 의해 각기 측정된 두 힘(FSup, Finf)의 부가적 힘 값(FSup + Finf)의 함수인,
   압연기 스탠드.
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   측정되는 파라미터는 이하의 측정값:
   - 상대값 또는 절대값으로, 상부 및 하부 작업 실린더의 종방향 변위에 대한 적어도 하나의 측정값;
   - 상대값 또는 절대값으로, 상부 및 하부 작업 실린더에 인가되는 토크에 대한 적어도 하나의 측정 값;
   - 상부 및 하부 작업 실린더와 이들의 측면 지지 실린더 사이의 간극 및 접촉에 대한 적어도 하나의 측정 값 중 적어도 하나를 포함하는,
   압연기 스탠드.
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   실린더에 의한 적어도 2개의 측정 수단은 제품이 이동하는 종방향에 대해 횡단하는 평면에 배치되는 것인,
   압연기 스탠드.
7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   종방향 변위 수단(MD)은, 최소한 실린더의 적어도 하나의 단부에서부터 종방향에 대해 횡단하는 평면에 연속적으로 배치된 일련의 실린더의 변위 요소에 이르기까지 실린더의 포지셔닝 요소인 것인,
   압연기 스탠드.
8. 제9 항에 있어서,
   상기 변위 요소는 실린더, 롤러 또는 작업 실린더의 측면 지지 패드, 즉, 주로 종방향을 따라 배향된 방향의 압력하에 작업 실린더를 측면에서 지지하는 패드를 포함하고, 상기 요소는 특히 18-Hi 또는 X-HI® 유형의 스탠드에 적합화된 것인,
   압연기 스탠드.
9. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 공차 거리 센서가 측면으로 상부 및 하부 작업 실린더의 양쪽에 배치된 4개의 변위 수단 각각에, 특히 상기 수단에 속하는 4개의 종방향 변위 빔 사이에 배치되고, 상기 빔 각각은 상부 및 하부 작업 실린더의 4개의 이동식 측면 지지 수단 중 하나에 작용하는 것인,
   압연기 스탠드.
10. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른, 수평방향 이른바 종방향으로 이동하는 금속 제품(PM)의 압연기 스탠드의 상부 및 하부 작업 실린더의 포지셔닝을 제어하는 방법으로서,
    두 작업 실린더 중 제1 작업 실린더에 의해 그 각각의 능동적 측정 수단에 인가되는 종방향 성분의 힘으로서 제1 파라미터(Fsup)를 측정하고, 이어서 적어도 제1 파라미터가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 이를 상기 제1 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달하는 것인,
    제어 방법.
11. 제10 항에 있어서,
    두 작업 실린더 중 제2 작업 실린더에 의해 그 각각의 능동적 측정 수단에 인가되는 종방향 성분의 힘으로서 제2 파라미터(Finf)를 동시에 측정하고, 이어서 적어도 제2 파라미터 또는 제1 파라미터와 제2 파라미터 사이의 차이가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 이를 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달하는 것인,
    제어 방법.
12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    추가의 제1 파라미터 중 적어도 하나가 동시에 측정되는 것인 제어 방법으로서,
    - 수직축(Z)에 대한 상부 및 하부 두 작업 실린더의 중심의 종방향 위치를 측정하고, 이어서 적어도 상기 파라미터 중 둘 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 이를 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달하며;
    - 상부 및 하부 두 작업 실린더 각각에 작용하는 전달 토크를 측정하고, 이어서 적어도 상기 파라미터 중 둘 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 이를 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달하며;
    - 작업 실린더 중 적어도 하나에 대한 금속 제품의 인장력(Pt)을 측정하고, 이어서 적어도 상기 파라미터 중 둘 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 이를 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달하며;
    - 종방향 변위 빔과 상부 및 하부 작업 실린더의 측면 지지 수단 사이의 간극(Xkyks1) 및 접촉을 측정하고, 이어서 적어도 상기 파라미터 중 둘 사이의 상대적 편차가 소정 허용 간격을 벗어나자마자 이를 상기 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 유닛으로 전달하는 것인,
    제어 방법.
13. 제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    종방향을 따른 복수의 압연 스탠드(Cl, C2, C3...)의 직렬 배열을 위해, 적어도 상기 스탠드 각각의 상부 및 하부 두 작업 실린더에 명백히 인가되는 종방향 성분의 힘으로서 파라미터 쌍({FSupk, Finfk} k=2, 3, 4...)을 측정하고, 이를 적어도 2개의 스탠드의 작업 실린더의 종방향 변위 수단에 작용하는 제어 수단으로 전달하는 것인,
    제어 방법.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 각각 서로 상류 및 하류에 배치된 적어도 2개의 압연 스탠드의 종방향 변위 수단에 작용할 뿐만 아니라, 예컨대
    - 이동하는 스트립의 스탠드간 인장력 변화에 의해;
    - 복수의 스탠드에서 스탠드의 수직 클램핑 값의 새로운 분포에 의해,
    - 최종 압연 제품의 품질 기준을 준수하면서 스탠드 중 적어도 하나가 특히 증가된 압연 속도로 존재하여야 하는 경우 압연의 불안정성을 감소시킬 목적에서, 스탠드 중 하나에서의 윤활의 변경 등에 의해
    압연 공정의 파라미터에도 작용하는 것인,
    제어 방법.
15. 제10 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 유닛(UC)은 자동식으로 작동하며, 특히 하나의 또는 복수의 압연 스탠드의 가동 또는 재가동시에, 연속적인 멀티 스탠드 압연 공정에서, 압연기 스탠드(들)의 입구에서 제품의 유형이 변경될 때, 특히 그때 그때 봐 가면서 실린더를 변경하기 위해 적어도 하나의 스탠드를 유지할 때에, 힘의 파라미터 값 또는 힘간 편차 값이 소정 역치값을 넘지 않도록 파라미터(들)의 측정 및 압연 공정의 파라미터 및 종방향 변위 수단의 제어가 실시간으로 이루어지도록 할 수 있는 것인,
    제어 방법.

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