KR20200075568A - 압연기, 압연기의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

압연기, 압연기의 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 압연기의 제어 장치는, 슬라브를 압연하는 압연기로부터 공정 변수를 수집하는 정보 수집 모듈, 상기 공정 변수에 기초하여, 상기 압연기의 조압연기에 포함되는 패스(pass)들 중 적어도 일부를 통과한 상기 슬라브의 폭들을 계산하는 연산 모듈, 및 상기 연산 모듈의 계산 결과를 이용하여 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측하고, 상기 예측 결과에 기초하여 상기 슬라브의 폭을 조절하는 폭 압연 공정을 제어하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

압연기, 압연기의 제어 장치 및 방법{ROLLING MILL, DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 압연기, 압연기의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
후판 및 박판을 생산하는 압연기에서, 연주 주조폭 축소에 의해 슬라브가 길이 방향에서 서로 다른 폭을 갖는 테이퍼(Taper) 형상을 가질 수 있다. 슬라브에서 나타나는 테이퍼 형상은 헤드(head)부가 테일(tail)부보다 큰 폭을 갖는 V형 형상과, 헤드부가 테일부보다 작은 폭을 갖는 A형 형상 등으로 나타날 수 있다. 테이퍼 형상을 갖는 슬라브를 압연할 때 폭에 대한 제어가 정밀하게 이뤄지지 않을 경우, 조압연기를 모두 통과한 뒤에도 테이퍼 형상이 남게 되고 이는 슬라브의 불량으로 이어질 수 있다.
일본 공개특허공보 제2017-042813호
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, 폭 및 두께 가공 과정 중에 슬라브에서 나타나는 폭 차이를 최소화할 수 있는 압연기, 압연기의 제어 장치 및 방법을 제공하고자 하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 제어 장치는, 슬라브를 압연하는 압연기로부터 공정 변수를 수집하는 정보 수집 모듈, 상기 공정 변수에 기초하여, 상기 압연기의 조압연기에 포함되는 패스(pass)들 중 적어도 일부를 통과한 상기 슬라브의 폭들을 계산하는 연산 모듈, 및 상기 연산 모듈의 계산 결과를 이용하여 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측하고, 상기 예측 결과에 기초하여 상기 슬라브의 폭을 조절하는 폭 압연 공정을 제어하는 제어 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 공정 변수는 상기 슬라브의 초기 크기, 상기 슬라브의 강종, 상기 슬라브의 폭 압연량, 및 상기 조압연기에 포함되는 패스들의 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 연산 모듈은, 상기 공정 변수에 기초하여, 슬라브 사이징 프레스(Slab Sizing Press, SSP) 작업과, 상기 조압연기에 포함되는 패스들 중에서 R2-1 패스를 통과한 상기 슬라브의 제1폭을 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 연산 모듈은, 상기 연산 모듈은 상기 조압연기에 포함되는 R2 패스들 각각을 통과한 슬라브의 제2폭을 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 모듈은, 상기 폭 차이에 기초하여, 상기 폭 압연 공정에 이용되는 수직 압연기(Edger Roll)의 개도량을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 모듈은, 상기 제1폭과 상기 제2폭을 이용하여 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 상기 폭 차이를 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 모듈은, 상기 폭 차이에 기초하여 상기 조압연기에 포함되는 R2 패스들 중에서 마지막 패스에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 제어 방법은, 슬라브를 압연하는 압연 공정의 공정 변수를 수집하는 단계, 상기 공정 변수에 기초하여, 상기 압연 공정에 포함되는 폭 압연 공정 중 적어도 일부가 진행된 상기 슬라브의 폭들을 계산하는 단계, 계산한 상기 폭들을 이용하여 테이퍼 형상을 갖는 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측하는 단계, 및 상기 예측 결과에 기초하여 상기 폭 압연 공정을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 계산 단계는, 슬라브 사이징 프레스(Slab Sizing Press, SSP) 작업과, 상기 폭 압연 공정에 포함되는 패스들 중에서 R2-1 패스를 통과한 상기 슬라브의 폭 퍼짐량을 계산하는 단계, 및 상기 폭 압연 공정에 포함되는 패스들 중에서 R2 패스들 각각을 통과한 슬라브의 폭 회복량을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 예측 단계는, 상기 폭 퍼짐량과 상기 폭 회복량을 이용하여 상기 R2 패스들을 통과한 상기 슬라브에서 나타나는 상기 폭 차이를 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 단계는, 상기 폭 차이에 기초하여 상기 폭 압연 공정에 이용되는 수직 압연기(Edger Roll)의 개도량을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압연기는, 슬라브의 폭을 조절하는 슬라브 사이징 프레스, 상기 슬라브 사이징 프레스의 후단에 배치되어 상기 슬라브의 폭 및 두께 중 적어도 하나를 조절하는 조압연기, 상기 조압연기의 후단에 배치되는 마무리 압연기, 상기 마무리 압연기의 후단에 배치되어 상기 슬라브를 코일 형태로 권취하는 권취기, 및 상기 조압연기의 R2-1 패스를 통과한 상기 슬라브의 폭 퍼짐량과, 상기 조압연기의 R2 패스들 각각의 출측에서 나타나는 상기 슬라브의 폭 회복량을 이용하여, 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이가 최소화되도록 상기 조압연기에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절하는 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 장치는, 상기 슬라브의 강종에 따라 결정되는 적어도 하나의 파라미터와, 상기 조압연기의 패스들을 모두 통과한 상기 슬라브에서 나타나는 상기 폭 차이를 이용하여 상기 수직 압연기의 개도량을 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 압연기에 진입하는 슬라브의 정보 및 압연기의 다양한 공정 변수들을 이용하여, 조압연기에 포함되는 복수의 패스들 각각을 통과한 시점에서 슬라브의 폭들을 계산할 수 있다. 제어 장치는 슬라브의 폭들을 이용하여 조압연기의 마지막 패스를 통과한 슬라브에서 나타나는 테이퍼 형상의 정도에 대응하는 폭 차이를 예측하고, 폭 차이가 최소화되도록 수직 압연기(edger roll)의 개도량을 조절할 수 있다. 따라서, 자동 폭 제어(Auto Width Control)에 의해 슬라브에서 나타나는 테이퍼 형상을 최소화하여 슬라브의 폭 불량을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기 및 제어 장치를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 슬라브 사이징 프레스와 조압연기를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 압연기의 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 압연기의 동작을 설명하기 위해 제공되는 그래프들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형되거나 여러 가지 실시 형태가 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 압연기(10)는 슬라브 사이징 프레스(Slab Sizing Press, 11), 조압연기(Rolling Mill, 12), 마무리 압연기(Finishing Mill, 13), 및 권취기(Down Coiler, 14) 등을 포함할 수 있다. 압연기(10)는 열연 강판을 생산하는 열간압연 공정을 수행할 수 있으며, 가열로(Reheating Furnace)에서 생산된 슬라브의 폭과 두께 등을 조절한 후 냉각하여 코일 형태로 내보낼 수 있다.
슬라브 사이징 프레스(11)는 가열로에서 가열된 슬라브의 폭을 조절할 수 있다. 슬라브 사이징 프레스(11)는 슬라브의 폭을 줄이기 위한 앤빌(anvil)을 포함할 수 있으며, 앤빌 사이의 공간을 통과하는 과정에서 슬라브의 폭이 조절될 수 있다.
조압연기(12)는 슬라브의 두께와 폭을 조절하는 장비로서, 두께를 조절하기 위한 워크 롤(work roll)과, 폭을 조절하기 위한 수직 압연기(edger roll) 등을 포함할 수 있다. 수직 압연기는 워크 롤의 전단 및 후단 중 적어도 하나에 배치되며, 슬라브의 양 측면에 인접하여 슬라브의 폭을 조절할 수 있다. 일례로, 슬라브의 폭은 슬라브 사이징 프레스(11)에 의해 대부분 조절되고, 수직 압연기에 의해 미세하게 조절될 수 있다.
마무리 압연기(13)는 조압연기(12)를 통과한 슬라브의 사이즈를 최종적으로 압연할 수 있다. 마무리 압연기(13)를 통과한 슬라브는 냉각 공정을 거친 후 권취기(14)에 의해 코일 형태로 권취될 수 있다.
슬라브 사이징 프레스(11)와 조압연기(12)가 슬라브의 폭을 조절하는 공정이 적절하게 제어되지 않을 경우, 슬라브의 길이 방향에서 폭 차이가 나타나고 슬라브가 테이퍼(taper) 형상을 가질 수 있다. 마무리 압연기(13)를 통과한 후에도 슬라브가 테이퍼 형상을 가질 경우, 이는 슬라브의 폭 불량으로 정의되며, 결과적으로 압연 공정의 신뢰성 및 공정 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 슬라브 사이징 프레스(11)의 앤빌과 조압연기(12)의 수직 압연기가 슬라브에 가하는 힘을 적절하게 제어할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 압연기(10)의 제어 장치가, 공정 대상인 슬라브의 강종과 초기 크기, 슬라브의 폭 조절량, 조압연기(12)가 제공하는 압연 패스(pass)의 개수 등을 고려하여 조압연기(12)의 패스들을 통과한 슬라브의 폭들을 계산할 수 있다. 또한, 계산 결과를 이용하여 최종적으로 조압연기(12)를 통과한 슬라브의 폭을 예측하고, 이를 기초로 슬라브 사이징 프레스(11) 또는 조압연기(12)의 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 압연기(10)의 다양한 공정 변수에 기초하여 슬라브의 폭 차이에 따른 테이퍼 현상 발생을 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기 및 제어 장치를 간단하게 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제어 장치(110)는 정보 수집 모듈(111), 연산 모듈(112), 및 제어 모듈(113) 등을 포함할 수 있다. 압연기(120)는 슬라브 사이징 프레스(121)와 조압연기(122), 마무리 압연기(123), 및 권취기(124) 등을 포함할 수 있으며, 압연기(120)에 포함되는 각 구성 요소들(121-124)은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 유사할 수 있다.
정보 수집 모듈(111)은 슬라브 사이징 프레스(121)와 조압연기(122) 등으로부터 압연기(120)의 공정 변수를 수집할 수 있다. 상기 공정 변수는 슬라브의 초기 크기, 슬라브의 강종, 슬라브의 폭 압연량, 슬라브의 두께를 압연하는 공정 패스들의 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 공정 변수 중 적어도 일부는 관리자에 의해 직접 입력되거나, 또는 제어 장치(110)에 연동된 센서에 의해 검출될 수 있다. 일례로, 슬라브의 강종과 공정 패스들의 개수 등은 관리자에 의해 직접 입력될 수 있으며, 슬라브의 초기 크기와 폭 압연량 등은 별도의 센서에 의해 검출될 수 있다.
연산 모듈(112)은 정보 수집 모듈(111)이 수집한 공정 변수에 기초하여, 조압연기(122)에 포함되는 공정 패스들 중 적어도 일부를 통과한 슬라브의 폭들을 계산할 수 있다. 일례로, 조압연기(122)가 총 N개의 패스들을 포함하는 경우, 연산 모듈(112)은 첫번째 패스를 통과한 슬라브의 폭과, 두번째부터 N번째 패스들 중 적어도 하나를 통과한 슬라브의 폭을 계산할 수 있다. 수직 압연기는 조압연기(122)에 포함되는 N개의 패스들 중 일부의 전단 및 후단에만 배치될 수 있다.
일례로 연산 모듈(112)은, 조압연기(122)에 포함되는 복수의 패스(pass)들 중에서, R2-1 패스를 통과한 슬라브의 폭을 제1폭으로 계산할 수 있다. 일례로 제1폭은 폭 퍼짐량으로 계산될 수 있다. 또한 연산 모듈(112)은 조압연기에 포함되는 하나 이상의 R2 패스들 각각의 출측에서 슬라브의 폭들을 계산하여 제2폭을 결정할 수 있다. 일례로 제2폭은 폭 회복량으로 계산될 수 있다.
제어 모듈(113)은, 연산 모듈(112)의 계산 결과를 이용하여 테이퍼 형상을 갖는 슬라브에서 길이 방향을 따라 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다. 일례로 제어 모듈(113)은 연산 모듈(112)이 계산한 슬라브의 제1폭과 제2폭, 즉 R2-1 패스를 통과한 슬라브의 폭 퍼짐량과, R2 패스들 각각의 출측에서 나타나는 슬라브의 폭 회복량을 이용하여, 마지막 패스를 통과한 후 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다.
또한 제어 모듈(113)은, 슬라브의 길이 방향에서 나타날 것으로 예측된 폭 차이를 이용하여, 슬라브의 폭을 조절하는 폭 압연 공정을 제어할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 폭 압연 공정은 슬라브 사이징 프레스(121)에 포함되는 앤빌이 슬라브의 폭을 줄이는 공정, 및 조압연기(122)에 포함되는 수직 압연기들이 슬라브의 폭을 줄이는 공정 등을 포함할 수 있다. 일례로 제어 모듈(113)은, R2 패스들 중 마지막 패스에 구비된 수직 압연기들의 개도량을 조절할 수 있다.
제어 모듈(113)은 슬라브 사이징 프레스(121)의 앤빌이 슬라브의 측면에 가하는 힘 및/또는 앤빌 사이의 간격 등을 조절하거나, 조압연기(122)의 수직 압연기가 슬라브의 측면에 가하는 힘 및/또는 수직 압연기 사이의 간격 등을 조절하여 폭 압연 공정을 제어할 수 있다. 다양한 공정 변수에 기초하여 조압연기(122)에 포함되는 공정 패스들 중 적어도 일부를 통과한 슬라브의 폭들을 예측하고, 이를 기초로 앤빌과 수직 압연기를 제어함으로써, 슬라브의 폭 불량을 개선할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기(200)는, 가열로(210), 슬라브 사이징 프레스(220), 조압연기(230), 마무리 압연기(240), 런아웃 테이블(250), 및 권취기(260) 등을 포함할 수 있다. 가열로(210)는 슬라브를 재가열하여 내보내며, 재가열된 슬라브는 슬라브 사이징 프레스(220)로 진입할 수 있다.
슬라브 사이징 프레스(220)는 슬라브의 폭 방향에서 양 측면에 인접하는 앤빌들을 포함하며, 앤블들이 가하는 압력에 의해 슬라브의 폭이 줄어들 수 있다. 슬라브 사이즈 프레스(220)를 통과한 슬라브는 조압연기(230)로 진입하며, 조압연기(230)는 슬라브의 폭과 두께를 조절할 수 있다. 일례로, 조압연기(230)는 슬라브의 두께를 조절하는 워크 롤들과, 슬라브의 폭들을 조절하는 수직 압연기들을 포함할 수 있다. 또한 조압연기(230)는 R1, R2, R3 등으로 정의되는 복수의 패스들을 포함할 수 있다.
마무리 압연기(240)는 조압연기(230)를 통과한 슬라브에 마무리 압연 공정을 진행하며, 런아웃 테이블(250)은 마무리 압연기(240)를 통과한 슬라브를 냉각할 수 있다. 권취기(260)는 냉각된 슬라브를 코일 형태로 권취할 수 있다.
슬라브의 폭은, 슬라브 사이징 프레스(220)와 조압연기(230)에서 거의 대부분 조절될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 제어 장치는, 조압연기(230)에 포함되는 하나 이상의 R2 패스들 중에서, 첫 번째 R2 패스의 출측에서 나타나는 슬라브의 폭 퍼짐량과, R2 패스들 각각의 출측에서 나타나는 슬라브의 폭 회복량을 계산할 수 있다. 제어 장치는, 계산한 폭 퍼짐량과 폭 회복량에 기초하여 마지막 패스를 통과한 슬라브에서 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다. 또한 제어 장치는, 예측한 폭 차이에 근거하여, 슬라브의 폭 차이가 최소화되도록 조압연기(230)에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절할 수 있다. 일례로 제어 장치는, R2 패스들 중 마지막 패스에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절하여, 슬라브의 폭 차이를 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 슬라브 사이징 프레스와 조압연기를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브(310)의 폭은 슬라브 사이징 프레스가 제공하는 앤빌들(320) 사이를 지나면서 제1 크기(w1)에서 제2 크기(w2)로 감소할 수 있다. 조압연기는 슬라브(310)의 폭 방향에서 양측면에 인접하도록 배치되는 수직 압연기(330)와, 슬라브(310)의 두께 방향에서 상면 및 하면에 인접하도록 배치되는 워크 롤들(340)을 포함할 수 있다. 수직 압연기(330)에 의해 슬라브(310)의 폭은 제2 크기(w2)에서 제3 크기(w3)로 다시 감소할 수 있다.
압연기(300)의 제어 장치는, 수직 압연기(330)의 개도량을 조절하여 슬라브(310)의 폭을 조절함과 동시에, 슬라브(310)의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 최소화할 수 있다. 슬라브(310)의 길이 방향에서 폭 차이가 크게 발생할 경우, 슬라브(310)가 테이퍼 형상을 가질 수 있으며, 이는 폭 불량을 야기할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치는, 조압연기에 포함되는 패스들 중에서, 적어도 일부를 통과한 슬라브의 폭을 검출하고 그로부터 조압연기의 공정을 모두 통과한 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다. 제어 장치는 상기 폭 차이에 근거하여 수직 압연기(330)의 개도량을 조절함으로써, 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 최소화할 수 있다.
일례로, 제어 장치는 슬라브가 속하는 강종군의 특성에 따라 결정되는 파라미터들 및 조압연기의 패스들 각각의 출측에서 슬라브에 나타나는 폭 차이 등을 이용하여, 조압연기의 공정을 모두 통과한 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다. 또한 수직 압연기의 개도량은 아래의 수학식 1에 따라 조절될 수 있다. 수학식 1의 예측 결과는 조압연기의 마지막 패스(last pass)를 통과한 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이, 즉 슬라브에서 나타나는 테이퍼 형상의 정도를 나타내는 값일 수 있다. 또한 A와 B는, 슬라브가 속하는 강종군의 특성에 따라 결정되는 파라미터들일 수 있다. 일례로 A와 B는 수학식 2와 같이 수직 압연기의 개도 보상량과, 마지막 패스를 통과한 후 폭마진 회복량을 이용하여 계산되는 값일 수 있다. 실시예들에 따라, A와 B 외에 강종에 따라 결정되는 다양한 파라미터들을 이용하여, 제어 장치가 조압연기의 공정을 모두 통과한 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 압연기의 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기의 제어 방법은, 제어 장치가 압연기로부터 공정 변수들을 수집하는 것으로 시작될 수 있다(S10). 제어 장치가 수집하는 공정 변수들은, 슬라브의 초기 크기, 슬라브의 강종, 슬라브의 폭 압연량, 슬라브의 두께를 압연하는 공정 패스들의 개수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어 장치는 수집한 공정 변수들을 이용하여, 슬라브의 두께 압연 공정들 중에서 슬라브의 폭들을 계산할 수 있다(S20). 일례로, 제어 장치는 공정 변수들을 이용하여, 슬라브 사이징 프레스와 조압연기의 R2 패스들 중 첫번째 패스를 통과한 슬라브의 폭 퍼짐량을 계산하고, 이어서 R2 패스들을 통과할 때마다의 폭 회복량을 계산할 수 있다.
제어 장치는, 테이퍼 형상을 갖는 슬라브에서, 길이 방향으로 나타나는 폭 차이를 예측할 수 있다(S30). 일례로, S30 단계에서 예측하는 폭 차이는, 조압연기에 포함되는 모든 패스들을 통과한 슬라브에서 길이 방향으로 나타나는 폭 차이일 수 있다.
제어 장치는 S30 단계에서 예측한 폭 차이가 최소화되도록, 수직 압연기를 조절할 수 있다(S40). 일례로 제어 장치는, 수직 압연기의 개도량을 조절하여, 슬라브에서 나타나는 폭 차이를 최소화할 수 있다. 제어 장치는 R2 패스들 중 마지막 패스에 구비된 수직 압연기의 개도량을 조절하여, 공정을 효율적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 압연기의 슬라브 사이징 프레스 공정과, 조압연기의 R2 패스들을 통과한 슬라브에서 발생하는 초기 테이퍼량을 계산함으로써, 최총 패스를 통과한 슬라브에서 나타나는 폭 차이를 정확히 예측할 수 있다. 또한 예측한 폭 차이를 기초로 조압연기에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절함으로써, 압연기를 통과한 슬라브에서 나타나는 폭 차이를 최소화하고 폭 불량을 개선할 수 있다. 따라서, 슬라브에서 발생 가능한 테이퍼 형상을 최대한 방지할 수 있는, 효과적인 자동 폭 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 압연기의 동작을 설명하기 위해 제공되는 그래프들이다.
먼저 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 차이의 예측 결과와, 실제로 공정을 진행한 슬라브에서 측정한 폭 차이를 나타낸 그래프일 수 있다. 도 6을 참조하면, 앞서 설명한 다양한 공정 변수들과, R2 첫 번째 패스를 통과한 슬라브의 폭 퍼짐량, 및 R2의 마지막 패스까지 통과한 슬라브에서 나타나는 폭 회복량 등에 기초하여 계산한 예측값이, 실제 측정값과 매우 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 기존의 자동 폭 제어 방법을 이용한 경우, 수직 압연기의 개도량과 슬라브의 폭 마진 사이의 관계를 슬라브의 길이 방향에 따라 나타낸 비교예일 수 있다. 도 8은 본 발명에서 제안한 제어 방법을 적용한 경우, 수직 압연기의 개도량과 슬라브의 폭 마진 사이의 관계를 슬라브의 길이 방향에 따라 나타낸 예시일 수 있다.
도 7을 참조하면, 수직 압연기의 개도량(420)이 제어됨에도 불구하고 마무리 압연기까지 통과한 슬라브의 폭 마진(410)의 변동 폭이 길이 방향에서 최대 D1 정도로 나타날 수 있다. 반면 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 적용한 경우, 수직 압연기의 개도량(520)을 적절히 제어함으로써, 마무리 압연기를 통과한 슬라브의 폭 마진(510)의 변동 폭이 길이 방향에서 D2 정도로 나타날 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, D2가 D1보다 작으며, 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 이용하여 수직 압연기의 개도량을 조절함으로써, 슬라브의 폭 마진이 감소함을 확인할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10, 120, 200, 300: 압연기
11, 121, 220: 슬리브 사이징 프레스
12, 122, 230: 조압연기
13, 123, 240: 마무리 압연기
14, 124, 260: 권취기
110: 제어 장치
111: 정보 수집 모듈
112: 연산 모듈
113: 제어 모듈

Claims (13)

  1. 슬라브를 압연하는 압연기로부터 공정 변수를 수집하는 정보 수집 모듈;
    상기 공정 변수에 기초하여, 상기 압연기의 조압연기에 포함되는 패스(pass)들 중 적어도 일부를 통과한 상기 슬라브의 폭들을 계산하는 연산 모듈; 및
    상기 연산 모듈의 계산 결과를 이용하여 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측하고, 상기 예측 결과에 기초하여 상기 슬라브의 폭을 조절하는 폭 압연 공정을 제어하는 제어 모듈; 을 포함하는 압연기의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공정 변수는 상기 슬라브의 초기 크기, 상기 슬라브의 강종, 상기 슬라브의 폭 압연량, 및 상기 조압연기에 포함되는 패스들의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 압연기의 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연산 모듈은, 상기 공정 변수에 기초하여, 슬라브 사이징 프레스(Slab Sizing Press, SSP) 작업과, 상기 조압연기에 포함되는 패스들 중에서 R2-1 패스를 통과한 상기 슬라브의 제1폭을 계산하는 압연기의 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연산 모듈은 상기 조압연기에 포함되는 R2 패스들 각각을 통과한 슬라브의 제2폭을 계산하는 압연기의 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 제1폭과 상기 제2폭을 이용하여 상기 조압연기의 패스들을 모두 통과한 후 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 상기 폭 차이를 예측하는 압연기의 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 폭 차이에 기초하여, 상기 폭 압연 공정에 이용되는 수직 압연기(Edger Roll)의 개도량을 조절하는 압연기의 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 폭 차이에 기초하여 상기 조압연기에 포함되는 R2 패스들 중에서 마지막 패스에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절하는 압연기의 제어 장치.
  8. 슬라브를 압연하는 압연 공정의 공정 변수를 수집하는 단계;
    상기 공정 변수에 기초하여, 상기 압연 공정에 포함되는 폭 압연 공정 중 적어도 일부가 진행된 상기 슬라브의 폭들을 계산하는 단계;
    계산한 상기 폭들을 이용하여 테이퍼 형상을 갖는 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이를 예측하는 단계; 및
    상기 폭 차이의 예측 결과에 기초하여 상기 폭 압연 공정을 제어하는 단계; 를 포함하는 압연기의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    슬라브 사이징 프레스(Slab Sizing Press, SSP) 작업과, 상기 폭 압연 공정에 포함되는 패스들 중에서 R2-1 패스를 통과한 상기 슬라브의 폭 퍼짐량을 계산하는 단계, 및
    상기 폭 압연 공정에 포함되는 패스들 중에서 R2 패스들 각각을 통과한 슬라브의 폭 회복량을 계산하는 단계를 포함하는 압연기의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 예측 단계는, 상기 폭 퍼짐량과 상기 폭 회복량을 이용하여 상기 R2 패스들을 통과한 상기 슬라브에서 나타나는 상기 폭 차이를 예측하는 압연기의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 폭 차이에 기초하여 상기 폭 압연 공정에 이용되는 수직 압연기(Edger Roll)의 개도량을 조절하는 압연기의 제어 방법.
  12. 슬라브의 폭을 조절하는 슬라브 사이징 프레스;
    상기 슬라브 사이징 프레스의 후단에 배치되어 상기 슬라브의 폭 및 두께 중 적어도 하나를 조절하는 조압연기;
    상기 조압연기의 후단에 배치되는 마무리 압연기;
    상기 마무리 압연기의 후단에 배치되어 상기 슬라브를 코일 형태로 권취하는 권취기; 및
    상기 조압연기의 R2-1 패스를 통과한 상기 슬라브의 폭 퍼짐량과, 상기 조압연기의 R2 패스들 각각의 출측에서 나타나는 상기 슬라브의 폭 회복량을 이용하여, 상기 슬라브의 길이 방향에서 나타나는 폭 차이가 최소화되도록 상기 조압연기에 포함되는 수직 압연기의 개도량을 조절하는 제어 장치; 를 포함하는 압연기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 슬라브의 강종에 따라 결정되는 적어도 하나의 파라미터와, 상기 조압연기의 패스들을 모두 통과한 상기 슬라브에서 나타나는 상기 폭 차이를 이용하여 상기 수직 압연기의 개도량을 결정하는 압연기.
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