KR20210091020A

KR20210091020A - 플랫 금속 제품을 생산하기 위한 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210091020A
Application number: KR1020200021727A
Authority: KR
Inventors: 스테파노 마티니; 파올로 보빅
Original assignee: 다니엘리 앤드 씨. 오피시네 메카니케 쏘시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-07-21
Also published as: EP4087692A1; CA3073246C; EP4087692C0; CL2020000622A1; WO2021140531A1; HRP20240382T1; PL4087692T3; PH12020050029A1; JP7404545B2; PE20211922A1; CN113102504A; JP2023509217A; SA120410501B1; AR119699A1; EP4087692B1; CA3073246A1; BR102020003540A2; IT202000000316A1; CN113102504B; KR102313670B1

Abstract

엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 모드에서 플랫 금속 제품, 특히 스트립 코일을 제조하는 방법으로서, 금속 제품은 적어도 전체 4개 이상의 스탠드로 구성된 압연기에 지속적으로 공급되고, 압연 스탠드들은 연속적으로 조압연 스탠드 (18a, 18b, 18c) 및 마무리압연 스탠드 (21a, 21b, 21c, 21d, 21e)이며, 두께변경구간, 즉 압연기에서 나오는 금속 제품의 압연 공정을 방해하지 않고 두께의 변경을 수행하도록 제공된다. 압연 밀의 제1 스탠드 (18a)의 롤러의 회전 속도 및 간격은 스트립의 두께변경구간 동안에 수정되지 않는다. 현재 두께에서 후속 두께로의 변경은 두께변경구간과 관련된 모든 압연 스탠드에서 롤러 사이의 간격, 롤러 속도 및 스탠드 간 장력과 같은 새로운 파라미터 설정을 적용하여 이루어진다. 마무리압연 스탠드의 마지막 스탠드 (21e)부터 시작하여 두께변경구간과 관련된 스탠드의 수는 각 스탠드의 롤링 힘 분포를 고려하여 얻어지며, 두께로 인한 새로운 힘 분포가 어떠한 스탠드의 회전력 값이 허용 오차 범위를 벗어나는 것을 유도하지 않는다.

Description

플랫 금속 제품을 생산하기 위한 제조 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING FLAT METAL PRODUCTS}

본 발명은 특히 스트립 코일을 얻기 위한 평평한 금속 제품의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 유리하게는 엔드리스(endless) 및/또는 세미 엔드리스(semi-endless) 모드에서 제조되는 금속 스트립의 최종 두께를 변경하는 모드에 관한 것이다.

얇은 슬래브의 연속 주조에서 시작하여 스트립을 열간 생산하는 장치가 알려져 있다. 스트립 생산을 위한 장치는 다수의 모드에서 개별적으로 또는 동시에, 즉 엔드리스, 세미 엔드리스 및 코일 투 코일 모드에서 동작할 수 있다.

명확성을 위해 위의 세 가지 모드의 특성을 요약하면 다음과 같다.

엔드리스 모드: 프로세스는 주조기와 압연기 사이에서 연속적인 방식으로 이루어진다. 주조 슬래브가 직접 압연기에 중단 없이 공급된다. 장치가 완전히 작동중일 때, 재료는 금형 상류의 출구로부터 와인딩 릴의 하류까지 모든 기계에 동시에 연결된다. 따라서 코일은 연속성의 중단 없이 생산된다. 개별의 코일은 와인딩 릴 앞에서 고속 전단기가 이를 절단함으로써 형성된다. 공정 시작 시 압연기로의 입구는 하나만 존재한다.

세미 엔드리스 모드: 프로세스는 주조기와 압연기 사이에서 불연속적으로 이루어진다. “”예: 2-5) 개의 일반 슬래브에 해당하는 수퍼 슬래브 (일반적으로 단일 코일을 형성하는 데 필요한 제품의 수량을 의미함)는 펜듈럼(pendulum) 전단기의 절단으로 주조기로부터 출구에서 형성된다. 수퍼 슬래브에 상응하여 "n"코일은 압연 중에 한 번에 생성된다. 개별 코일은 와인딩 릴 앞에서 고속 전단기가 이를 절단하여 형성된다. 생산된 "n"코일의 각 시퀀스를 위하여 압연기에는 하나의 입구가 존재한다.

코일 투 코일 모드: 프로세스는 주조기와 압연기 사이에서 불연속적으로 이루어진다. 개별 슬래브는 펜듈럼 전단기의 절단으로 주조기로부터 출구에서 형성된다. 하나의 코일이 대응 시작 슬래브로부터 압연하는 동안 한 번에 생성된다. 생산된 각 코일마다 압연기에는 하나의 입구가 존재한다.

사용되는 압연기는 일반적으로 4 내지 12 범위의 다수의 스탠드를 가질 수 있다. 압연기를 따라중간 위치에서, 예를 들어 유럽 특허 EP2.569.104로부터 알려진 바와 같이, 적어도 엔드리스 모드에서, 마지막 압연 패스가 수행되기 전에 압연될 제품의 온도 복원을 결정하는 급속 가열 시스템이 제공된다.

급속 가열 시스템의 위치는 압연기의 일반적으로 가열 시스템의 상류인 조압연 스탠드와, 하류인 마무리압연 스탠드로의 분류를 결정할 수 있다.

따라서 압연기는 예를 들어 2+4, 2+5, 3+5 등과 같이 분류될 수 있으며, 이는 압연기의 첫번째 스탠드들로서 전체 제품의 첫번째 두깨 감소를 결정하는 조압연 스탠드와, 또한 제품의 최종 두깨 감소를 결정하는 마무리압연 스탠드와 연관된다.

압연 공정 동안에, 생산 플랜의 기능으로서 생산되는 최종 스트립의 두께 조정이 필요하다는 것이 알려져 있다. 이러한 두께 변경은 적어도 엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 모드에서 압연 공정의 중단없이 수행될 수 있으며, 즉 재료는 압연 스탠드를 계속 통과하고, 이는 두께변경구간 (Flying Gauge Change; 여기서 FGC로 부름)로 알려져 있다. 두께변경구간은, 모든 스탠드들이 새로운 최종 두께의 생산을 위해 이들의 기능적 파라미터들에 적용될 때까지 예를 들어 상류로부터 하류까지 점진적인 방식으로 스탠드들의 작업 롤러들 사이의 간격을 조정함으로써 이루어질 수 있다. 간격의 조정과 관련하여, 각 스탠드 또는 스탠드들 중 일부의 회전 속도, 및 스탠드들 사이에 위치된 텐셔너(tensioners) 또는 루퍼(loopers)의 위치 변경을 조정하는 것이 또한 제공될 수 있다.

최종 두께와 초기 두께 사이의 차이에 근거하여, 두께 변경은 전체의 스탠드들 또는 이들 중 일부에 영향을 미칠 수 있다.

유럽 특허 EP 1,010,478호는 이는 조정을 위해 스탠드 출구 (스탠드 "i")에서 제품의 두께 측정을 사용하여 탠덤 냉간 압연기에서 두께변경구간 방법을 설명하며, 후속 스탠드 "i+1"의 간격을 조정하고, 재료의 헤드부로부터 스탠드 "i+1"의 입구로 롤링되는 제품의 질량-흐름(mass-flow) (두께 x 속도)을 일정하게 유지하기 위해 스탠드 "i" 자체의 롤링 속도를 조정한다.

또한, 유럽 특허 EP 2,346,625호는 엔드리스 모드에서 연속 압연기에서 두께변경구간 (FGC)을 수행하기 위해, 제1 출구 두께에서 제2 출구 두께로의 전이가 발생하는 것을 제공한다. 금속 제품의 압연기의 제1 스탠드 내로의 공급 속도는 유동 방향으로 압연기의 상류에 배치된 주조기로부터 금속 제품의 출구 속도의 함수로서 조정된다.

엔드리스 압연 공정이 발전함에 따라, 압연 동안 두께변경구간 (FGC) 공정이 제품의 신뢰성과 품질 측면에서 개선될 수 있음이 확인되었다.

특히, 유럽 특허 EP 2,346,625호에 기술된 바와 같이, 하류의 질량 흐름 변경의 관리는 주조 공정과 주조 속도의 함수로서 압연 속도에 의해 관리되는 압연 공정 사이의 동기화를 요구하며, 결과적으로, 주조 공정의 모든 최소 질량 흐름 변동은 압연 공정에 영향을 미치므로 두께변경구간 (FGC)으로 인한 것과 겹치는 속도 변동이 발생한다. 주조기와 압연기 사이의 가능한 가열로의 존재는 가열로 내부의 슬래브의 온도 천이 및 슬래브 자체의 탄성에 기인한 주조기와 압연기 사이의 동기화에서 다른 가능한 방해 요소를 안내한다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조되는 스트립의 두께변경구간 (FGC)을 신뢰성, 공정의 안정성, 마모 감소, 최종 스트립의 품질 향상 등 스트립의 보다 용이한 관리 측면에서 보다 효율적으로 만드는 평판 금속 제품을 제조하는 방법 및 상응하는 장치를 제공하는 것이다.

출원인은 최신 기술의 단점을 극복하고 이들 및 다른 목적 및 장점을 얻기 위해 본 발명을 고안, 시험 및 구현하였다.

본 발명은 독립 청구항에 개시되고 특징된다. 종속 청구항은 본 발명의 다른 특징 또는 주요 발명 아이디어에 대한 변형을 기술한다.

본 발명에 따르면, 편평한 금속 제품을 제조하기 위한 장치에서, 금속 제품을 4개 이상의 스탠드, 유리하게는 8개 이상으로 구성된 압연기에 공급하는 것이 제공된다.

특히, 상기 장치는 60 내지 140mm 사이의 두께를 갖는 얇은 슬래브를 주조하는 것을 제공하며, 다음 3가지 작동 모드 중 하나에서 0.7mm 내지 20mm의 최종 스트립 두께를 제조하기 위한 것이다:

a) 엔드리스, 최종 두께 0.7 mm 내지 6.0 mm의 스트립;

b) 세미 엔드리스, 최종 두께 0.7mm 내지 6.0mm의 스트립;

c) 코일 투 코일, 최종 두께 1.2 mm 내지 20 mm의 스트립.

유리하게는, 장치의 제어 시스템은 각 경우에 가장 편리한 것을 사용하여 하나의 모드에서 다른 모드로 자동으로 통과 할 수 있게 한다.

다음을 고려하여 위에 표시된 세 가지 모드 중 하나로 작동하도록 선택된다.

- 생산될 강철의 품질 (예를 들어, 저탄소강, 중탄소강, HSLA, 이중 위상(Dual Phase), API 등급)과 관련하여;

- 생산 공정을 최적화하여 스트립의 다른 클래스의 최종 두께를 얻기 위하여;

- 속도, 압연 온도 및 대응하는 에너지 소비를 최적화하기 위하여;

- 주조 순서를 방해하지 않도록 주조 속도를 사용 가능한 액화 강철의 생산에 맞게 조정하도록.

따라서 각 경우에 가장 적합한 작동 모드를 선택하여 각 모드에 대한 설비의 에너지 절약, 수율 및 사용 계수를 최적화할 수 있다.

따라서 이 장치는 기존의 한계를 극복하면서 동시에 장점을 유지하면서 엔드리스 모드의 모든 장점 (초박형 두께 생성 및 에너지 절약 가능성)을 활용하여 "유니버설 엔드리스 모드"로 정의할 수 있다.

이점적으로, 엔드리스 모드는 일반적으로 4.5m/분 보다 높은 고속으로 주조될 수 있는 모든 품질의 강철에 사용된다.

이를 얻기 위해, 장치는 본질적으로 아래에 표시된 순서로 서로에 대해 배치된 5개의 주요 요소를 포함한다:

- 연속 주조기;

- 가능한 가열 및 유지 보수 / 동기화를 위한 터널 가열로;

- 1 내지 4 개의 압연 스탠드를 포함하는 조압연기;

- 라인에서 선택적으로 활성화되고 제거될 수 있는 요소를 갖는 급속 가열 유닛;

- 3 내지 7 개의 스탠드를 포함하는 마무리 압연기;

- 첫 번째 조압연 스탠드에서 마지막 마무리압연 스탠드까지 모든 스탠드 간에 설치되는 루퍼 또는 텐셔너는 유리하게 두 개의 연속 스탠드 사이의 장력을 일정하게 유지하고 질량 흐름을 제어하기 위해 유압 액추에이터로 구동된다.

이러한 장치의 특징적인 측면에 따르면, 연속 주조기 및 조압연 스탠드 사이에 위치할 수 있는 가열 및 유지 보수를 위한 터널 가열로는 길이가 길어서, 2~5개의 코일을 얻을 수 있는 세미 엔드리스 압연을 수행하기 위해 다중 길이의 슬래브를 포함한다.

이러한 크기의 터널 가열로 덕분에, 특히 낮은 주조 속도로 주조할 필요가 있어 엔드리스 모드로생산될 수 없는 스틸의 품질을 생산할 필요가 있는 경우, 장치는 특히 엔드리스 모드에서 세미-엔드리스 또는 코일 투코일 모드로 쉽게 변환될 수 있다.

따라서, 터널 가열로는 주조 스틸의 품질이 엔드리스 모드 공정을 불가능하게 만드는 값으로 주조 속도를 감소시켜야 할 때 주조기를 압연기로부터 분리할 수 있게 한다.

또한, 터널 가열로의 최대 길이 5 코일까지의 슬래브를 수용할 수 있는 가능성은 주조 공정에 대한 특별한 영향 없이도 압연 공정에서 발생 가능한 정지를 코일 투 코일 모드로 관리할 수 있는 축적 저장을 보장하여 특정 시간 동안 계속 작동 할 수 있다. 이러한 방식으로, 연속 주조기를 공급하는 용융 공장의 생산성이 최적화된다.

터널 가열로에서 나오는 슬래브의 온도는 코일 투 코일 및 세미 엔드리스 모드에서 약 1050°C에서 약 1150°C 사이이며 엔드리스 모드에서는 약 1150°C에서 1180°C 사이이며, 강철의 품질과 스트립의 최종 두께의 기능에 따른다.

전술한 바와 같이, 터널 가열로의 길이는 또한 프로그래밍된 롤의 변경 동안 및/또는 작은 사건으로 인한 압연 밀의 예상치 못한 정지 동안에 코일 투 코일 모드에서 얻을 수 있는 버퍼 시간을 결정한다.

버퍼 시간은 주조의 재시동 횟수를 제거하거나 최소한 줄이고 결과적으로 주조 과정에서의 시작과 끝에 스크랩을 절약하고, 사고가 발생했을 때 압연기 초기에 턴디쉬한 스틸과 스크래핑되지 않는 레이들에 남아있는 스틸을 긁지 않도록 하여, 설비의 사용 계수를 증가시키고 플랜트 수율을 향상시킬 수 있다.

터널 가열로의 터미널 부분은 비상 시에 슬래브를 측면으로 배출하기 위해 횡방향으로 이동 가능한 모듈 (마지막 또는 두 번째)을 제공한다. 이 모듈 또는 셔틀은 가능한 첫 번째 주조 라인을 첫 번째와 평행하게 연결할 수 있다.

급속 가열 장치는 모듈 식 C형 요소가 있는 인덕터로 구성되며, 사용하지 않아도 되는 롤링 라인에서 개별적으로 (자동 또는 수동으로) 배출될 수 있다.

급속 가열 장치는 항상 엔드리스 모드에서 사용되며, 세미 엔드리스 모드에서도 사용할 수 있다.

이는 가열 및 크기 조정 매개 변수로 구성되어 스트립이 엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 모드에서 830-850°C 이상의 온도로 마무리 압연의 마지막 롤링 스탠드를 빠져 나간다.

인덕터 유닛에 의해 전달되는 가열 전력은 미적분 프로그램이 압연기를 따라 검출된 온도, 제공된 압연 속도, 완성되는 프로파일의 두께 및 예상되는 온도 손실을 고려하는 제어 유닛에 의해 자동으로 제어된다.

이러한 방식으로, 가열이 최적화되고 제1 코일로부터 균질한 온도로 롤링이 얻어진다.

본 발명은 또한 압연 공정 동안 압연기로부터 나오는 금속 생성물의 두께변경구간 (FGC)을 수행하는 것이 가능하다는 것을 제공한다.

특히, FGC는 이미 완료된 코일, 또는 심지어 동일한 코일에서 코일의 두께를 변경하기 위해 엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 압연 동안 사용된다. 필요한 두께 차이에 따라, 두께 변화는 마무리 스탠드 또는 그 일부에만 영향을 줄 수 있다.

조압연 스탠드는 조압연 스탠드 (이송 바)에서 나와 마무리압연 스탠드로 공급되는 경우 제품의 두께 변경이 필요한 경우에만 두께 변화의 영향을 받는다.

본 발명에 따르면, 압연기의 제1 스탠드, 즉 예를 들어 연속 주조로부터 공급되는 재료가 먼저 만나서 마스터 스탠드로서 작용하며 그에 의해 스트립의 두께 변화 과정이 어떻든 임의의 파라미터에 영향을 미치지 않는다. 특히, 제1 스탠드의 롤러의 회전 속도 및 그들의 간격은 변경되지 않는다.

제1 압연 스탠드의 작업 파라미터를 수정하지 않으면서 얻을 수 있는 장점은 다음과 같다.

제1 압연 스탠드의 동력은 주조기의 하류에 위치한 추출기의 롤러 모터의 동력의 합보다 훨씬 크다. 이는 엔드리스 모드에서 주조 속도와 압연기 속도 사이의 동기화에서 조정의 효과성 측면에서, 제1 압연 스탠드를 마스터 모드 (설정 속도)로 사용하고 슬레이브 모드 (조정 된 속도)로 주조 추출기를 사용하는 것이 더 유리하다. 이러한 이유로, 본 발명은 전체 주조 및 압연 라인의 속도를 지시하는 주 액추에이터로서 제1 압연 스탠드를 사용하는 것을 제공한다.

압연 스탠드로 들어가는 재료의 속도는 압연 롤러의 회전 속도와 밀 바이트(mill bite)에서 소위 중립 각의 위치에 의해 설정된다. 제1 수량 (롤러의 속도)은 진행중인 압연 공정 (엔드리스 및/또는 세미-엔드리스)과 독립적으로 제어될 수 있지만, 제2 수량 (중립 각 위치)은 진행중인 압연 공정의 유형 (힘 / 절감)에 의존한다.

본 발명에 따른 엔드리스 압연 공정의 경우, 두께의 변화 (압연 스탠드로부터의 출구에서의 두께와 입구 두께와의 차이)는 주조기로 향해 전파되는 스탠드로의 입구에서의 속도의 변화를 생성한다.

주조 공정에서 제품 품질에 부정적인 결과를 초래하는 교란 발생을 방지하기 위해, 본 발명은 고정된 감소를 제공하며, 따라서 FGC 공정 중에도 제1 압연 스탠드에서 수정할 수 없다.

따라서, 엔드리스 압연 동안 속도 마스터로서 제1 압연 스탠드의 사용을 상기 제1 압연 스탠드에서의 감소를 일정하게 유지하는 작동 관행과 조합함으로써, 주조-압연 동기화로 인한 질량-흐름(mass-flow) 교란의 분리가 유리하게 얻어진다. 이러한 교란은 두께변경구간으로 인한 질량 흐름 교란에 대해 상류에서 보상될 수 있으며, 또는 하류에서 보상된다.

롤링 힘/토크, 스탠드 속도 콘(cone), 스탠드 편향의 스탠드 간 장력, 프로파일 및 평탄도 액츄에이터의 올바른 설정을 정의하기 위한 전략의 계산과 관련하여서는, 예를 들어 Vladimir B. Ginzburg의 “스틸 롤링 기술, 이론 및 실습”과 같은 문헌에 이미 알려져 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 두께변경구간 동안 사용되는 주요 액츄에이터는 유압 압축 액츄에이터 및 압연 스탠드의 모터, 스탠드 형 루퍼 및 스트립의 프로파일 및 평탄도를 제어하기 위한 액츄에이터이다. 즉, 시프팅 액츄에이터 및 벤딩 (또는 카운터 벤딩) 액츄에이터이다.

각각의 개별 압연 스탠드의 작업 파라미터 (이하, 짧게 “설정”으로 지칭됨)는 롤러의 회전 속도 또는 스탠드의 압연 롤러 (또는 단순히 스탠드 속도), 롤링 사이의 거리를 포함하는 액추에이터로 설정된다. 스탠드에서 나올 때 스트립의 두께, 롤링 또는 압축력, 압연 롤러에 가해지는 굽힘 (또는 카운터 굽힘) 힘 및 스트립의 평탄도 및 프로파일을 제어하기 위한 이동, 장력을 정의하는 롤러 (또는 간격) 두 개의 인접한 스탠드 사이의 스트립을 포함한다.

두께변경구간 (FGC)의 목적으로, 설정해야 하는 주요 작업 파라미터는 기본적으로 다음 세 가지로, 스탠드의 속도 (롤러 속도), 압연 롤러 / 롤 사이의 간격, 및 스탠드 간 장력이다.

두께변경구간 (FGC)에 관여하는 스탠드의 수는 압연 스탠드의 용량 (전력, 속도, 토크)과 공정 파라미터 (롤링 온도, 프로파일 / 평탄도 및 스트립의 기계적 특성)에 따라 현재 두께와 새로운 최종 두께 사이의 절대값의 차이에 기반하여 정의된다.

두께변경구간 (FGC)에 관여하는 스트립의 구역에서도 양호한 프로파일 / 평탄도가 유지되도록 하기 위해, 현재 설정 및 새로운 설정의 힘 분포는 허용 한계가 있는 기준 분포를 따라야 한다.

스트립의 최종 두께는 두께변경구간 (FGC)에 의해 변경되고, 특히 그 감소가 수행된다고 가정한다.

조압연 스탠드로부터 출구에서, 즉 마무리 압연의 첫 번째 압연 스탠드로 들어가는 바(이송 바)의 두께를 일정하게 유지하면, 전체의 압연 힘 (즉, 모든 마무리압연 스탠드에 가해지는 개별 압연 힘의 합)은 증가되어야 한다.

예를 들어 허용 가능한 공차 내에 남아있는 마지막 두 개의, 마지막의 마무리 압연 스탠들에 의해서 오직 힘이 증가된다고 가정하면, 두께변경구간(FGC)은 이 두 개의 스탠드 상에만 적용될 수 있다.

만약 그 중 적어도 하나에 대한 힘이 허용 가능한 공차를 벗어나기 때문에 마지막 2개의 스탠드만으로 이 힘 증가를 수행할 수 없는 경우, 두께변경구간 (FGC)은 더 많은 수의 스탠드들에 적용되어야 하며, 가능하게는 전체 마무리압연에, 그리고 필요한 경우 조압연의 마지막 스탠드에도 적용될 수 있다.

이 경우, 새로운 힘의 분포는 레퍼런스와 유사한 경향을 따르지만 이전의 압연 카드(card)에 비해 각 압연 스탠드에서 약간 더 큰 힘 값을 갖는다.

또한 각각의 최종 두께에 대해, 이송 바, 즉 마지막 조압연 스탠드를 빠져 나가는 제품의 두께 범위에 상응하는 범위가 존재한다는 점에 유의해야 한다.

이송 바의 두께는 다음 특성을 가진 최종 두께의 세트가 각 이송 바에 대응되도록 계산된 유한의 수이다:

-모든 최종 두께는 동일한 수의 마무리압연 스탠드로 압연할 수 있어야 함;

-이송 바의 두께는 조압연 스탠드의 용량 및 공정 제약 조건 (롤링 온도, 이송 막대의 프로파일 / 평탄도, 이송 막대의 기계적 특성)에 따라 슬래브의 두께로부터 얻을 수 있어야 함.

본 발명의 일부 해결책으로, 두께변경구간 (FGC)은 두 가지 모드로 발생할 수 있다.

두께변경구간(FGC)을 수행하기 위한 본 발명의 제1 실시예는 최종 두께 변경을 2단계로 수행하는 것을 제공한다. 이 2단계 모드는 스트립의 두께를 벗어난 세그먼트를 최소화할 수 있는 장점이 있으며 두께변경구간(FGC)에 두 개 이상의 스탠드를 사용할 때 주로 사용된다.

특히, 두께 변화와 관련된 롤러 사이의 간격, 스탠드 속도 및 압연 스탠드에 대한 스탠드 간 장력의 새로운 설정의 적용은 다음과 같은 방식으로 이루어진다:

- 새로운 목표 두께 및 새로운 속도 콘, 즉 압연 스탠드의 작업 롤러에 대한 회전 속도 기준이 적용되는 제1 단계;

- 새로운 스탠드 간 장력이 루퍼 또는 텐셔너에 의해 적용되는 제2 단계.

보다 상세하게는, 두께 변화에 의해 영향을 받는 스트립의 구역이 특정 스탠드 (n번째 스탠드)에 도달할 때, 그 스탠드의 간격은 현재 간격에서 현재의 스탠드 간 장력을 갖는 후속의 두께를 생산하도록 계산된 새로운 간격으로 수정된다. 압연 롤러의 회전 속도는 질량-흐름(두께*속도)을 일정하게 유지시키기 위하여 새로운 두께의 함수로서 동시에 증가하거나 감소한다.

상류 스탠드 및 주조는 설정 변경에 관여하지 않는다.

스탠드(n번째)와 스탠드 (n+1번째) 사이의 스탠드 간 장력은 두께 변화와 관련된 스트립 구역이 후속 스탠드 (n+1번째)에 도달할 때에만 수정된다.

스탠드 간 장력의 변화와 동시에, n번째 스탠드의 간격 및 속도는 n번째 스탠드의 새로운 설정으로의 전환을 완료하는 새로운 스탠드간 장력 값의 함수로서 추가로 조정된다.

편평도 및 스트립의 프로파일 (굽힘 및 변속 액추에이터 포함)에 관한 새로운 설정과 관련하여, 이는 두께 변화에 관련된 스트립 구역이 n번째 스탠드에 도달하는 순간에 적용된다.

이 2단계 두께변경구간(FGC) 모드는 두께 변화와 관련된 스트립 구역이 각각의 스탠드에 도달하자마자 모든 후속 스탠드에 적용된다.

압연기 제어 시스템은 전체 압연기에서 두께 변화와 관련된 스트립의 구역 / 구역의 정확한 위치를 실시간으로 업데이트하는 추적 기능을 제공한다.

현재에서 새로운 설정까지의 모든 변경이 램프(ramped)되고 램프의 기울기는 사용된 액추에이터의 동적 성능과 관련하여 계산되며, 여기서 가장 느린 액추에이터는 변경의 다이나믹을 정의한다.

본 발명에 따른 제2 실시예는 두께변경구간(FGC)을 수행하기 위해, 스탠드와 함께 최종 두께 변경을 동시에 수행하도록 제공한다. 이 동시 모드는 압연 스탠드의 조정을 용이하게 하는 장점을 가지며, 결과적으로 신뢰성 측면에서 유리하다.

이 모드는 최대 2개의 스탠드가 두께변경구간(FGC)에 관여할 때 유리하게 적용된다.

현재 두께에서 후속 두께로의 변경은 새로운 설정을 두께 변화와 관련된 모든 스탠드에 동시에 적용함으로써 이루어진다.

두께변경구간 (FGC)에 관련된 스탠드가 2개 이상인 경우, 설정 변경은 첫 번째 스탠드에서와 동시에 마지막 2개 이상의 스탠드에서 순차적으로 적용될 수 있다. 이는 스트립의 전이 세그먼트의 길이를 현재 두께에서 새로운 두께로 감소시키고 동시에 압연 공정의 양호한 안정성을 유지하기 위해 이루어진다.

구체적으로, 새로운 설정을 고려하여, 모든 스탠드에 동시에 다음 파라미터가 적용된다: 회전 속도, 간격, 스탠드 간 장력, 평탄도 및 프로파일 등.

동시 모드에서, 스탠드간 장력 조절기 (루퍼(loopers) 또는 텐셔너(tensioners))는 현재 두께에서 새로운 두께로 변경 단계 동안 정확한 질량-흐름을 유지하는 기능을 수행한다. 스탠드 간 장력 조절 장치는 스탠드의 다운 스트림 속도로 작동한다. 또한, 두께변경구간(FGC)과 관련된 첫 번째 스탠드의 속도는 스탠드 업스트림의 스탠드 간 장력 조절기를 조정하여 조정된다.

동시 모드에서 두께변경구간(FGC)에 관련된 첫 번째 스탠드의 롤러들 사이의 간격 조정기는 위치 제어 상태로 유지된다. 두께변경구간과 관련된 하류의 다른 모든 스탠드의 롤러들 사이의 간격 조정기는 새로운 설정을 적용하기 전에 위치 제어에서 강제 제어로 전환된다.

동시 모드에서, 힘 제어를 스위치하는 목적은, 새로운 감소 설정이 입구에서의 두께를 정확히 알지 못하는 상태에서 새로운 출구 두께를 위해 예상되는 힘으로부터 시작하는 각 스탠드에 적용되도록 하기 위해서이다.

스트립의 이동 세그먼트의 단부가 스탠드의 롤러들 사이의 간격에 도달하자마자, 롤러들 사이의 간격 조정기는 각각의 스탠드로부터 출구에서 스트립의 정확한 두께를 보장하기 위해 위치 제어로 전환된다.

새로운 파라미터 설정 적용은 특정 추적 기능에 의해 조정된다.

동시 모드에서는 현재에서 새로운 설정까지의 모든 변화가 램프되고 램프의 기울기는 사용된 액추에이터의 동적 성능과 관련하여 계산되며 가장 느린 액추에이터는 변경의 다이나믹을 정의한다.

언급된 바와 같이, 두께 변경를 위해 마무리압연 스탠드를 사용하는 것만으로는 충분하지 않은 일부 상황에서는, 일부 조압연 스탠드, 특히 첫 번째 조압연 스탠드의 하류에 하나 이상의 스탠드가 관여할 수 있다.

이 경우에도, 본 발명에 따르면, 첫 번째 조압연 스탠드의 속도는 변경되지 않는다. 마지막 스탠드부터 시작하여 얼마나 많은 조압연 스탠드가 두께변경구간에 관여해야 하는지를 결정하기 위하여, 마무리압연 스탠드에 대해 위에서 설명한 것과 동일한 기준을 사용할 수 있으며, 즉 얼마나 많은 조압연 스탠드가 최대 허용 압축력에 근거하여 두께 변화에 관여해야 하는지를 평가할 수 있다.

언급한 바와 같이, 재료가 공급되는 속도, 이 경우에서 주조 속도는 첫 번째 조압연 스탠드의 모든 작업 파라미터의 경우와 같이 일정하게 유지된다.

본 명세서에 포함되어 있음.

본 발명의 이들 및 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 비 제한적인 예로서 주어진 일부 실시 예의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 특징에 따라 플랫 금속 제품을 제조하기 위한 장치의 예를 개략적으로 도시한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 특징에 따라 플랫 금속 제품을 제조하는 방법에 적용 가능한 두께변경구간 방법의 실시예의 그래프를 개략적으로 도시한다.
도 7은 하나의 두께에서 다른 두께로의 통로에서의 파라미터 변경의 예에 관한 표를 도시한다.
도 8 내지 도 11은 두께 변경에 관련된 스탠드를 식별하기 위한 기준의 예시적인 그래프를 도시한다.
이해를 돕기 위하여, 가능한 경우 도면에서 동일한 공통 요소를 식별하기 위해 동일한 참조 번호가 사용되었다. 일 실시예의 요소 및 특성은 추가의 설명 없이 다른 실시예에 편리하게 통합 적용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

이제 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명할 것이며, 이들 중 하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시되어 있다. 각각의 예는 본 발명의 예시로서 제공되며, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부이므로 도시되거나 설명되지 않은 특성은 다른 실시예를 생성하기 위해 또는 다른 실시예와 관련하여 채택될 수 있다. 본 발명은 이러한 모든 변형 및 활용을 포함하는 것으로 이해된다.

도 1은, 이하에 상세히 설명하는 두께변경구간 방법을 적용할 수 있는 플랫 금속 제품의 제조 장치 (10)의 일례를 전체적으로 개략적으로 도시한 것이다. 도 1은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이며, 이는 아래에 제시된 개념의 적용에 제한되는 것은 아니다.

도시된 모든 구성 요소가 장치의 정확한 기능을 위해 필수적인 것은 아님을 이해해야 한다.

예를 들어, 장치 (10)는 결정된 주조 공정과 관련된 카드에 관한 지시를 수신할 뿐 만 아니라 제조될 최종 제품의 두께변경구간을 결정하고 위와 같이 두께변경구간의 결과로 모든 롤링 스탠드들의 작업 파라미터를 조정하기에 적합한 제어 시스템을 포함한다.

일반적으로, 장치 (10)는 구성 요소로서 다음을 포함한다:

- 잉곳(ingot) 몰드 (12)를 갖는 연속 주조기 (11);

- 가능한 제1 스케일 제거 장치 (13);

- 펜듈럼 전단기 (14);

- 적어도 하나의 측방향 이동식 단부 모듈 (115a-115b)을 가질 수 있는 터널 가열로 (15);

- 옥시아세틸렌(oxyacetylene) 절단 장치 (16);

- 가능한 제2 스케일 제거 장치 (113);

- 가능한 수직 또는 에지-트리머(edge-trimmer) 스탠드 (17);

- 제3 스케일 제거 장치 (213);

- 3개의 조압연 스탠드 (18a, 18b, 18c);

- 마무리 압연의 제1 스탠드로의 진입을 용이하게 하기 위해 바의 헤드 및 테일 단부를 자르기 위한 크롭 전단기 (19); 이는 엔드리스 모드의 마무리압연에서 막힘이 발생하는 경우 비상 전단의 경우로도 사용할 수 있음;

- 모듈식 유도 급속 가열 장치 (20);

- 마무리압연에서 열역학적 압연 공정 또는 페라이트계 압연 공정을 수행할 필요가 있는 경우 사용될 급속 가열 장치의 하류에 위치한 집중 냉각 시스템 (미도시);

- 제4 스케일 제거 장치 (313);

- 이 경우 각각 21a, 21b, 21c, 21d 및 21e의 5개의 스탠드를 포함하는 마무리 압연기;

- 판상 냉각 샤워기 (22);

- 권취 릴과 직접 맞물릴 때 스트립을 원하는 중량의 코일로 분할하기 위해 스트립을 크기별로 전단하는 고속 플라잉 전단기 (23); 및

- 각각 한 쌍의 제1 및 제2 권취 릴 (24a, 24b).

장치 (10)에 의해 수행되는 주조 및 압연 공정은 엔드리스, 세미 엔드리스 및 코일 투 코일 모드에서 발생할 수 있다.

도 2 내지 도 6은 표시된 특정 파라미터를 변경시킴으로써 특히 엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 모드에서 전술한 장치 (10)에 적용 가능한 유형의 스트립의 최종 두께의 두께 변경에 대한 모드를 나타내는 그래프이다.

도 2에 도시된 제1 실시예에서, F1-F5로 표시된 마무리압연 스탠드 (21a-21e)만이 2단계 모드에서 발생하는 두께 변경에 관여한다.

그래프에서 볼 수 있듯이, 위에서 아래로 추적되는 선을 관찰하면서 압연되는 스트립의 최종 두께를 즉석에서 수정해야 할 때 새로운 두께의 설정 점이 첫 번째 마무리 스탠드에서 식별된다 F1. 이 경우, 새로운 두께는 이전 두께보다 작다 (두께 감소).

첫 번째 단계에서, 새로운 두께에 대응하는 제1 마무리 스탠드 (F1)의 압연 롤러 사이의 새로운 간격이 설정되고, 동일한 스탠드 (F1)의 롤러의 속도가 새로운 설정 점에 도달할 때까지 동시에 증가된다.

두 번째 단계는 새로운 스탠드 간 장력의 적용을 제공하며, 이 경우 스트립의 장력이 증가한다.

모든 연속 스탠드 F2-F5는 이전 스탠드의 각 속도 변경과 관련하여 그리고 전환 세그먼트의 최종 단부가 스탠드 자체에 도달하는 순간과 관련하여 속도를 점진적으로 조정한다.

마지막 라인의 추세에서 볼 수 있듯이, 재료가 공급되는 속도는, 이 경우 주조 속도는 일정하게 유지되고, 또한 스탠드 F1의 모든 업스트림 속도, 즉 모든 조압연 스탠드의 속도도 일정하게 유지된다.

도 3에 도시 된 제2 실시예에서, F1-F5로 표시된 마무리압연 스탠드 (21a-21e)만이 동시 모드에서 이전에 관찰된 것과 달리 발생하는 두께 변경에 관여한다.

관찰될 수 있는 바와 같이, 모든 스탠드 (F1-F5)의 속도의 조정은 동일한 순간에 발생하지만, 두께는 이전 값에서 최종 목표 값까지 순차적으로 독립하여 적응된다.

재료가 공급되는 속도, 이 경우 주조 속도는 일정하게 유지되며, 스탠드 (F1) 상류의 모든 스탠드, 즉 모든 조압연 스탠드의 속도도 일정하게 유지된다.

다른 실시 예에서, 도 4에 도시 된 바와 같이, 일부 조압연 스탠드, 이 경우에 제1 스탠드 (18a)의 하류에 스탠드 (18b, 18c)가 포함된다. 조압연 스탠드 18a-18c는 그래프에서 H0-H2로 표시된다.

본 발명에 따르면, 관찰 될 수 있는 바와 같이, 제1 스탠드 (HO)의 속도는 동일한 스탠드 (HO)의 다른 작업 파라미터의 경우와 같이 수정되지 않는다. 두께 변경과 관련된 첫 번째 스탠드는 (두 번째) 스탠드 H1이며, 압연 롤러의 회전 속도는 두 단계로 조정된다. (제 3) 스탠드 H2에도 동일하게 적용된다.

재료가 공급되는 속도, 이 경우 주조 속도는 첫 번째 조압연 스탠드 H0의 속도와 마찬가지로 일정하게 유지된다.

도 5는 단일 스탠드 (n번째)에 대한 2단계 두께 변경의 제1 실시 예를 보다 상세하게 도시한 도면이다. 특히, 새로운 인터-스탠드 장력 셋업과 새로운 프로파일 및 평탄도 셋업이 언제 작동되는지 관찰할 수 있다.

도 6은 단일 스탠드 (n번째)에 대한 동시 두께 변경의 제2 실시 예를 보다 상세하게 도시한 도면이다. 특히, 모든 설정이 동시에 어떻게 작동되는지 관찰할 수 있다. 새로운 힘 설정의 적용 (이 경우 압축/감소의 증가, 그래프의 끝에서 두 번째 선)은 새로운 간격 셋업 (즉, 두께 감소)의 동시 적용을 수반한다. 동시에 인터-스탠드 장력과 프로파일 및 평탄도 액츄에이터에 대한 설정도 수정된다.

새로운 속도 설정은 질량 흐름을 그대로 유지하기 위해 이전 설정에서 시작하여 계산된다.

특히, 새로운 셋업을 계산하는 공식은 다음과 같이 표현될 수 있다:

후속 롤러의 속도 = (현재 롤러의 속도) * (다음 스탠드(n번째)의 두께 (nth) / (현재 스탠드(n번째)의 두께).

도 7 (표 1)은 약 3mm의 스트립의 두께로부터 약 2.3mm의 스트립의 최종 두께로 변경될 경우, 현재 설정에서 후속 설정으로 파라미터의 설정의 변형의 예를 보여준다.

관찰될 수 있는 바와 같이, 이 경우 마무리 스탠드 (F1-F5)만이 파라미터 설정의 변경에 의해 영향을 받는다. 스트립의 최종 두께의 감소는 스탠드의 롤러 속도의 증가뿐 만 아니라 압축력의 증가를 동반한다. 또한, 두께 감소와 관련하여 스탠드 간 장력이 증가한다.

도 8 내지 11은 본 발명의 다른 실시예가 두께변경구간 (FGC)에 관련된 스탠드의 수를 계산하기 위해 제공하는 모드를 설명한다. 특히, 예를 들어 도 1의 레이아웃에 따라, 이송 바의 두께를 변경할 필요가 없고 마무리 압연은 5 개의 마무리 스탠드를 포함하는 예이다.

다양한 스탠드에서 회전력의 전형적인 분포는 도 8에 도시되어 있다.

중심 연속 선은 기준 힘의 분포를 나타내고, 위와 아래의 두 개의 파선은 상한 및 하한 공차 범위를 나타내며, 그 범위 내에서 완제품의 품질을 손상시키지 않으면서 회전력이 변할 수 있다. 스트립의 최종 두께가 FGC를 사용하여 변경되고, 특히 그 감소가 작동된다고 가정한다.

마무리 압연의 첫 번째 압연 스탠드에 들어가는 바 (이송 바)의 두께를 일정하게 유지하면 전체 압연 힘 (즉, 5 개의 스탠드의 개별 롤링 힘의 합)이 증가해야 한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 마지막 2 개의 스탠드에서의 유효 회전력은 증가하지만 허용 가능한 허용 오차 범위 내에 있게 된다. 결과적으로, 두께 변경은 다른 스탠드 상류를 포함하지 않고 마무리 압연의 마지막 두 스탠드에 의해 이루어질 수 있다.

반면, 새로운 힘의 분포로 인해 도 10에 도시 된 바와 같이 단지 스탠드 중 하나의 롤링 힘이 허용 가능한 공차를 벗어나는 경우, FGC는 마지막 2 개의 스탠드에서만 취할 수 없지만, 적어도 하나의 추가 상류 스탠드가 포함되어야 한다.

도 11은 마무리 압연에 대한 새로운 힘의 분포가 경향을 어떻게 초래하는지 보여주는 것으로, 도 8의 초기에서와 유사하지만, 모든 스탠드에서 더 큰 힘 값, 즉 모든 5개의 마무리 압연 스탠드에서 힘의 곡선은 동일한 경향을 가지나 초기에 비해 증가된 값을 갖는다.

이상, 본 발명의 분야 및 범위를 벗어나지 않고, 전술한 바와 같이 스트립의 제조를 위한 장치 및 방법에 부품의 수정 및/또는 추가가 이루어질 수 있음이 명백하다.

Claims

금속 제품이 적어도 4개의 압연 스탠드를 갖는 압연기에 연속적으로 공급되는 엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 모드에서, 특히 스트립의 코일들인 플랫 금속 제품을 생산하는 방법으로서,
상기 압연 스탠드들은 순차적으로 조압연 스탠드(18a, 18b, 18c) 및 마무리압연 스탠드(21a, 21b, 21c, 21d, 21e)이고, 압연기로부터 나오는 금속 제품의 압연 공정을 방해하지 않고 주로 두께 변경인 두께변경구간(FGC)을 수행하도록 제공되며,
적어도 압연기의 첫 번째 스탠드(18a)의 롤러의 회전 속도 및 간격은 스트립의 두께변경구간 동안 수정되지 않으며,
현재 두께로부터 후속 두께로의 변경은 예를 들어 롤러들 사이의 간격, 롤러의 속도 및 스탠드 간의 장력의 파라미터들의 새로운 설정을 두께변경구간에 관여하는 모든 압연 스탠드에 적용함으로써 이루어지고,
두께변경구간에 관여하는 스탠드의 개수는, 마무리 압연 스탠드의 마지막 스탠드(21e)로부터 시작하여, 각 스탠드의 압연 힘의 분포를 고려하여 얻어지며, 두께 변경에 따른 새로운 힘의 분포는 어떠한 스탠드의 압연 힘의 값도 허용 가능한 오차 범위를 벗어나게 하지 않는 것을 특징으로 하는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 두께변경구간은 압연기에 공급되는 재료의 속도를 조정하지 않고 적용되는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 두께변경구간에 관여하는 스탠드들에 롤러들 사이의 간격, 롤러의 속도 및 스탠드 간 장력의 새로운 설정의 적용은:
- 새로운 타겟 두께 및 새로운 속도 콘(cone), 즉 압연 스탠드들의 작업 롤러를 위한 회전 속도 기준이 적용되는 제1 단계; 및
- 루퍼 또는 텐셔너들을 통해 새로운 스탠드 간 장력이 적용되는 제2 단계; 로 이루어지는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 3 항에 있어서,
두께 변경에 의해 영향 받은 스트립의 구역이 특정 스탠드(n번째 스탠드)에 도달하였을 때, 스탠드 간의 간격은 현재의 간격으로부터 현재의 스탠드 간 장력으로 후속 두께를 생산하도록 계산된 새로운 간격으로 수정되고, 스탠드의 속도는 질량-흐름(두께*속도)가 일정하게 유지되도록 새로운 두께의 함수에 따라 증가 또는 감소되는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 4 항에 있어서,
스탠드 간 장력은 두께 변경에 관여한 구역이 후속 스탠드(n+1번째)에 도달할 때에만 수정되며, 동시에 스탠드 간 장력의 변경을 갖고 n번째 스탠드의 간격과 속도가 n번째 스탠드를 위한 새로운 설정으로의 이동을 완료하도록 조정되는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
현재 두께로부터 후속 두께로의 이동은 관여하는 압연 스탠드들에 새로운 설정을 적용함으로써 이루어지고, 동시에 새로운 설정의 적용은 관여하는 모든 스탠드들을 위해 이루어지는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 6 항에 있어서,
두께변경구간에 관여한 스탠드들이 2개 이상인 경우, 설정 변경은 첫 번째 스탠드에, 그리고 동시에 마지막 2개 또는 그 이상의 스탠드들에 순차적으로 적용되는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
이전 설정에서 새로운 설정에 이르기까지 모든 변경은 램프(ramped) 방식으로 수행되는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
두께 변경으로 인한 새로운 회전력 분포가 허용 가능한 공차 범위에서 출구를 결정하는 경우, 적어도 이미 제공된 상류에 위치한 새로운 압연 스탠드가 두께 변경 프로세스에 관여하는 플랫 금속 제품을 생산하는 방법.
플랫 금속 제품을 연속적으로 생산하는 장치로서,
몰드 (12)를 갖는 하나 이상의 연속 주조기 (11), 조압연 스탠드 (18a, 18b, 18c) 및 마무리압연 스탠드 (21a, 21b, 21c, 21d, 21e)를 포함하는 압연기 (rolling mill), 스트립을 원하는 무게의 코일로 분할하기 위하여 권취 릴과 맞물려 엔드리스 및/또는 세미 엔드리스 압연에서 사용되는 스트립 전단용 고속 플라잉 전단기 (23), 및 한 쌍의 권취 릴 (24a, 24b)을 포함하며,
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 두께변경구간 방법을 적용하기에 적합한 제어 시스템을 갖는 플랫 금속 제품을 연속적으로 생산하는 장치.