KR20190058051A - 압연기의 롤 갭 조정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연기의 롤 갭 조정 장치 및 방법에 관한 것으로, 압연기에서 배출되는 후판의 두께를 검출하는 두께 검출부; 후판의 전체 압연 패스 중 적어도 하나 이상의 지정된 특정 압연 패스에서 후판의 두께를 측정한 후, 지시두께와 측정두께의 차에 각 패스별 미리 지정된 반영 비율을 적용하여, 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 압연기의 롤 갭을 조정하는 롤 갭 조정부;를 포함한다.

Description

압연기의 롤 갭 조정 장치 및 방법{ROLL GAP ADJUSTMENT APPARATUS OF ROLLING MILL AND METHOD THEREOF}

본 발명은 압연기의 롤 갭 조정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판을 일정한 두께의 후판으로 압연하는 사상 압연 공정에서 패스 간 후판의 두께를 측정하여, 다음 패스에서 상기 측정된 두께를 반영하여 후판의 두께를 제어할 수 있도록 롤 갭을 조정하기 위한 압연기의 롤 갭 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강판을 압연하는 공정은 가열로에서 가열된 슬라브를 압연기로 다수 회 압연하여 다음 공정에 사용될 소재 또는 수요자가 원하는 두께의 후판 제품으로 제작한다.

이때 상기 후판 압연을 수행하는 사상 압연기는 한 개의 스탠드로 구성되며, 강판이 압연기를 정 방향으로 진행하면서 압연되고, 다시 역 방향으로 진행하면서 압연되는 방식으로 동작된다. 이때 상기 후판이 방향을 바꿔 상기 사상 압연기를 통과하는 각 과정을 패스라고 한다.

이때 상기 압연기에서 상기 후판의 두께를 제어하기 위하여 상기 후판이 상기 사상 압연기를 통과하는 패스에 따라 상기 후판을 압연하는 롤 갭을 조정함으로써 이루어진다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-0957925호(2010.05.06. 강판 두께 제어방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 강판을 일정한 두께의 후판으로 압연하는 사상 압연 공정에서 패스 간 후판의 두께를 측정하여, 다음 패스에서 상기 측정된 두께를 반영하여 후판의 두께를 제어할 수 있도록 롤 갭을 조정하기 위한 압연기의 롤 갭 조정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 강판을 일정한 두께의 후판으로 압연하는 사상 압연 공정에서 패스 간 후판의 두께를 측정하여, 다음 패스에서 상기 측정된 두께를 반영하여 후판의 두께를 제어할 수 있도록 롤 갭을 조정하기 위한 압연기의 롤 갭 조정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 압연기의 롤 갭 조정 장치는, 압연기에서 배출되는 후판의 두께를 검출하는 두께 검출부; 후판의 전체 압연 패스 중 적어도 하나 이상의 지정된 특정 압연 패스에서 후판의 두께를 측정한 후, 지시두께와 측정두께의 차에 각 패스별 미리 지정된 반영 비율을 적용하여, 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 압연기의 롤 갭을 조정하는 롤 갭 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 아래의 수학식 1에 의해 다음 패스에 적용할 롤 갭의 조정 값(ZPC)을 산출하는 것을 특징으로 한다.

(수학식 1)

여기서, 비율은 패스별 롤 갭 조정에 반영하는 비율.

본 발명에 있어서, 상기 비율은, 현재의 압연 패스에 따라 차등 적용하되, 후판의 전체 압연 패스 중, 마지막 패스에 가까울수록 높게 반영하고, 마지막 패스에서 멀어질수록 낮게 반영하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 두께 검출부는, 압연 후 배출되는 후판의 지정된 위치의 두께를 검출하며, 상기 두께를 검출하기 위한 지정된 위치는, 다음 패스의 셋업 계산 및 롤 갭 조정에 소요되는 시간을 고려하여 압연 지연이 발생하지 않도록 하는 범위에서 설정하되, 후판의 선단부나 끝단부에서 지정된 비율에 해당하는 위치로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 압연기의 롤 갭 조정 방법은, 후판의 압연 패스 진행 중, 제어부가 두께 검출부를 통해 지정된 특정 패스에서 후판의 미리 지정된 위치에서 두께를 검출하는 단계; 상기 후판의 두께를 측정했던 압연 패스의 변경 시, 상기 제어부가 이전 패스에서 검출한 두께 정보에 기초하여, 지시두께와 측정두께의 차에 각 패스별 미리 지정된 반영 비율을 적용하여, 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하는 단계; 및 상기 두 단계를 최종 압연 패스가 수행되기 전까지 지정된 수 회를 반복 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하기 위하여, 상기 제어부는, 아래의 수학식 1에 의해 다음 패스에 적용할 롤 갭의 조정 값(ZPC)을 산출하는 것을 특징으로 한다.

(수학식 1)

여기서, 비율은 패스별 롤 갭 조정에 반영하는 비율.

본 발명에 있어서, 상기 각 패스별 미리 지정된 반영 비율은, 현재의 압연 패스에 따라 차등 적용되는 비율로서, 후판의 전체 압연 패스 중, 마지막 패스에 가까울수록 높게 반영하고, 마지막 패스에서 멀어질수록 낮게 반영하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 후판의 미리 지정된 위치에서 두께를 검출하는 단계에서, 상기 제어부는, 압연 후 배출되는 후판의 지정된 위치의 두께를 상기 두께 검출부를 통해 검출하며, 상기 두께를 검출하기 위한 지정된 위치는, 다음 패스의 셋업 계산 및 롤 갭 조정에 소요되는 시간을 고려하여 압연 지연이 발생하지 않도록 하는 범위에서 설정하되, 후판의 선단부나 끝단부에서 지정된 비율에 해당하는 위치로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강판을 일정한 두께의 후판으로 압연하는 사상 압연 공정에서 패스 간 후판의 두께를 측정하여, 다음 패스에서 상기 측정된 두께를 반영하여 롤 갭을 조정함으로써, 후판의 두께 제어 정도를 향상시키며 두께 여유치의 축소가 가능하게 되어 회수율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 장치의 개략적인 구성을 보인 블록도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 지정된 특정 패스에서 후판의 두께를 측정하여 다음 패스에서 롤 갭 조정에 반영하는 과정을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 방법을 적용한 결과 두께 제어 정도에 대한 표준편차를 보인 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 압연기의 롤 갭 조정 장치 및 방법을 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 장치의 개략적인 구성을 보인 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 장치는, 두께 검출부(110), 제어부(120), 롤 갭 조정부(130), 및 패스 검출부(140)를 포함한다.

상기 두께 검출부(110)는 압연기에서 배출되는 후판의 두께를 검출한다.

예컨대 상기 두께 검출부(110)는 두께 검출 센서를 포함한다. 상기 두께 검출 센서를 열간 두께계라고 할 수도 있다.

상기 두께 검출부(110)는 압연 후 배출되는 후판의 지정된 위치(예 : 후판의 선단부나 끝단부에서 지정된 비율(예 : 10 ~ 20%)에 해당하는 위치)의 두께를 검출(또는 측정)한다.

상기 제어부(120)는 후판의 전체 압연 패스(예 : 18패스) 중 지정된 패스(예 : 후판을 배출시키는 패스)에서 상기 두께 검출부(110)를 통해 지정된 위치에서 후판의 두께를 검출한다.

이때 상기 두께 검출 위치는, 다음 패스의 셋업 계산 및 롤 갭 설정(조정)에 소요되는 시간을 고려하여 압연 지연이 발생하지 않도록 하는 범위에서 변경이 가능하다.

또한 상기 각 판별 패스에서 두께를 검출하는 패스는, 후판의 전체 압연 패스(예 : 18패스), 상기 전체 압연 패스 중 짝수 패스(또는 홀수 패스), 최종 패스 이전의 지정 회수의 패스(예 : 5회의 패스) 중 특정 패스(예 : 짝수 패스), 또는 사용자가 원하는 특정 패스를 적어도 하나 이상 선택할 수 있다.

다만 본 실시예에서는 최종 패스 이전의 2회의 배출 패스에서 후판의 두께를 검출하여 롤 갭을 조정한다.

이때 본 실시예에서 상기 후판의 패스 중 두께를 검출하여 롤 갭을 조정하는 것은, 현재 압연 중인 후판에 곧바로 적용하기 위한 것이며, 이 후판에 대한 최종 압연이 완료되면 최종 후판의 두께를 측정하여, 다음에 압연할(즉, 후행하는) 후판의 롤 갭을 조정하는데 이용한다. 즉, 상기 각 패스에서 후판의 두께를 반영하여 롤 갭을 조정하는 것이 현재 압연되는 후판의 패스에서 매번 학습되어 현재 압연되는 후판에 곧바로 적용된다.

이때 롤 갭의 조정 값(ZPC : Zero Point Correction)은 아래의 수학식 1에 의해 산출할 수 있다.

여기서, 비율은 패스별 롤 갭 조정에 반영하는 비율을 의미하고, i=1.2.3.4.…(즉, i번째 패스)를 의미한다.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체 압연 패스가 18 패스이고, 본 실시예에서 후판 두께를 검출하는 패스가 14 패스(제1 지정 패스), 16 패스(제2 지정 패스), 및 18패스(제3 지정 패스)라고 가정할 때, 14 패스(제1 지정 패스)에서는 후판 두께를 롤 갭 조정에 반영하는 비율을 10%, 16 패스(제2 지정 패스)에서는 후판 두께를 롤 갭 조정에 반영하는 비율을 30%, 마지막 패스인 18 패스(제3 지정 패스)에서는 후판 두께를 롤 갭 조정에 반영하는 비율을 50%로 조정할 수 있다.

다만 상기 비율은 마지막 패스에 가까울수록 높게 반영하고, 마지막 패스에서 멀어질수록 낮게 반영해야 한다. 즉, 상기 두께 검출부(110)의 두께 검출 정확도를 고려하여 반영 비율은 지정된 범위(예 : 10 ~ 50%)에서 차등 적용한다.

왜냐하면 측정 대상(즉, 후판)의 두께가 증가함에 따라 두께 측정 오차가 증대하므로, 후판 두께가 지시 두께에 가장 근접하게 되는 마지막 패스에서 반영 비율을 가장 높게 설정하는 것이다.

상기 제어부(120)는 상기와 같이 지정된 각 압연 패스에서 후판의 두께를 측정한 후, 지시두께와 측정두께의 차에 각 패스별 미리 지정된 반영 비율을 적용하여, 상기 롤 갭 조정부(130)를 통해, 현재 후판의 다음 패스에 적용할 롤 갭을 조정한다.

상기 롤 갭 조정부(130)는 상기 제어부(120)의 제어에 따라 후판 압연 중 각 패스 전 롤 갭을 조정한다.

상기 패스 검출부(140)는 후판의 전체 압연 패스(예 : 18패스) 중 현재 압연 패스를 카운트하여 체크한다. 상기 패스 검출부(140)는 상기 제어부(120)에 통합하여 구현될 수도 있다. 상기 제어부(120)는 상기 후판의 압연 패스에 따라 후판의 두께 검출(측정)과 상기 검출된 후판의 두께 정보를 반영하여 다음 패스에서 롤 갭을 조정함으로써 후판의 두께를 보다 정확하게 제어한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 후판의 압연 패스 진행 중, 지정된 특정 패스에서 미리 지정된 부분(예 : 다음 패스의 선단부에 해당하는 부분에서 지정된 비율(예 : 10 ~ 20%)에 해당하는 위치)의 두께를 검출한다(S101).

다만 상기 후판의 두께를 검출하는 위치 및 압연 패스는 변경 가능하다.

다만 본 실시예에서는 전체 패스의 종료 전 적어도 2번의 패스에서 후판의 두께를 검출하여 이를 반영하여 롤 갭을 조정한다(도 2 참조).

또한 상기 제어부(120)는 상기 후판의 두께를 측정했던 압연 패스의 변경 시(즉, 후판의 진행 방향이 반대 방향으로 변경되어 진행하는 패스의 변경 시), 이전 패스(즉, 후판 두께를 측정한 패스)에서 검출한 두께 정보를 지정된 비율만큼 반영하여 롤 갭을 조정한다(S102).

상기 S101 단계 및 상기 S102 단계는 최종 압연 패스가 되기 전까지 수 회 반복 실행할 수 있다(S103).

이때 상기 각 패스에서 검출한 두께 정보는, 이 두께를 검출하는 두께 검출부(110)의 검출 정확도를 고려하여 패스별 반영 비율을 미리 지정된 범위(예 : 10 ~ 50%)에서 차등 적용되며, 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 상기 비율은 마지막 패스에 가까울수록 높게 반영하고, 마지막 패스에서 멀어질수록 낮게 반영한다.

또한 상기 제어부(120)는 최종 압연 패스인 경우(S103의 예), 최종 압연 패스 진행 중인 후판의 두께를 검출하여, 다음 압연할 후행판의 롤 갭 조정에 반영한다(S104).

즉, 본 실시예는 현재 압연 진행중인 후판의 지정된 각 패스별 두께를 검출하고, 이 두께 정보를 바탕으로 다음 패스의 롤 갭을 조정함으로써, 현재 압연중인 후판의 두께를 보다 더 정확하게 조정할 수 있으며, 다음 후행 판에도 반영할 수 있도록 함으로써 전체적인 두께 제어 정도를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 롤 갭 조정 방법을 적용한 결과 두께 제어 정도에 대한 표준편차를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 후판의 압력 패스별 롤 갭 조정을 적용하지 않은 기존 대비 본 실시예에 따라 패별 롤 갭 조정을 적용한 결과 두께 제어 정도가 약 31%도 향상된 것을 알 수 있다. 그만큼 정확한 두께로 압연이 수행된 것을 확인할 수 있다.

상기와 같이 본 실시예는 강판을 일정한 두께의 후판으로 압연하는 사상 압연 공정에서 패스 간 후판의 두께를 측정하여, 다음 패스에서 상기 측정된 두께를 반영하여 롤 갭을 조정함으로써, 후판의 두께 제어 정도를 향상시키며 두께 여유치의 축소가 가능하게 되어 회수율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110 : 두께 검출부
120 : 패스 검출부
130 : 제어부
140 : 롤 갭 조정부

Claims (8)

1. 압연기에서 배출되는 후판의 두께를 검출하는 두께 검출부;
   후판의 전체 압연 패스 중 적어도 하나 이상의 지정된 특정 압연 패스에서 후판의 두께를 측정한 후, 지시두께와 측정두께의 차에 각 패스별 미리 지정된 반영 비율을 적용하여, 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하는 제어부; 및
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 압연기의 롤 갭을 조정하는 롤 갭 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
   아래의 수학식 1에 의해 다음 패스에 적용할 롤 갭의 조정 값(ZPC)을 산출하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 장치.
   (수학식 1)
   

   

   
   여기서, 비율은 패스별 롤 갭 조정에 반영하는 비율.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 비율은,
   현재의 압연 패스에 따라 차등 적용하되,
   후판의 전체 압연 패스 중, 마지막 패스에 가까울수록 높게 반영하고, 마지막 패스에서 멀어질수록 낮게 반영하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 두께 검출부는,
   압연 후 배출되는 후판의 지정된 위치의 두께를 검출하며,
   상기 두께를 검출하기 위한 지정된 위치는, 다음 패스의 셋업 계산 및 롤 갭 조정에 소요되는 시간을 고려하여 압연 지연이 발생하지 않도록 하는 범위에서 설정하되, 후판의 선단부나 끝단부에서 지정된 비율에 해당하는 위치로 설정되는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 장치.
   
5. 후판의 압연 패스 진행 중, 제어부가 두께 검출부를 통해 지정된 특정 패스에서 후판의 미리 지정된 위치에서 두께를 검출하는 단계;
   상기 후판의 두께를 측정했던 압연 패스의 변경 시, 상기 제어부가 이전 패스에서 검출한 두께 정보에 기초하여, 지시두께와 측정두께의 차에 각 패스별 미리 지정된 반영 비율을 적용하여, 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하는 단계; 및
   상기 두 단계를 최종 압연 패스가 수행되기 전까지 지정된 수 회를 반복 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 현재 후판의 다음 압연 패스에 적용할 롤 갭을 조정하기 위하여,
   상기 제어부는,
   아래의 수학식 1에 의해 다음 패스에 적용할 롤 갭의 조정 값(ZPC)을 산출하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 방법.
   (수학식 1)
   

   

   
   여기서, 비율은 패스별 롤 갭 조정에 반영하는 비율.
   
7. 제 5항에 있어서, 상기 각 패스별 미리 지정된 반영 비율은,
   현재의 압연 패스에 따라 차등 적용되는 비율로서,
   후판의 전체 압연 패스 중, 마지막 패스에 가까울수록 높게 반영하고, 마지막 패스에서 멀어질수록 낮게 반영하는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 방법.
   
8. 제 5항에 있어서,
   상기 후판의 미리 지정된 위치에서 두께를 검출하는 단계에서,
   상기 제어부는, 압연 후 배출되는 후판의 지정된 위치의 두께를 상기 두께 검출부를 통해 검출하며,
   상기 두께를 검출하기 위한 지정된 위치는, 다음 패스의 셋업 계산 및 롤 갭 조정에 소요되는 시간을 고려하여 압연 지연이 발생하지 않도록 하는 범위에서 설정하되, 후판의 선단부나 끝단부에서 지정된 비율에 해당하는 위치로 설정되는 것을 특징으로 하는 압연기의 롤 갭 조정 방법.
   

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