KR20240029867A - 냉각대 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

냉각대 제어장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 냉각대 제어장치는, 철판의 형상을 측정하는 형상 측정기 및 형상 측정기에서 측정된 철판의 형상정보에 기초하여 철판의 실제 폭을 산출하고, 철판의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교하며, 그 비교결과에 따라 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

냉각대 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OF COOLING BED}
본 발명은 냉각대 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간 교정이 완료된 철판을 냉각대로 이송(CARRY ON)시 철판 간 겹침 또는 충돌이 발생하지 않도록 하는 냉각대 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다. 이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 제조된 후 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.
또한, 날판은 열간압연공정을 통해 압연된 후 열간 교정기에서 교정된다. 열간 교정기에서 교정이 완료된 날판은 냉각 및 공정 이송을 위해 냉각대로 이동(CARRY ON)하게 된다.
그러나 열간 교정기에서 교정된 날판이 냉각대로 이동(CARRY ON)할 때, 다음 날판을 이동(CARRY ON)시키기 위해 날판의 폭만큼 냉각대 워킹빔(WORKING BEAM)을 이동시킨다.
그러나, 캠버(CAMBER)가 발생한 날판을 냉각대로 이송할 때, 날판 폭 만큼만 워킹빔을 이동시키게 되면, 냉각대에 있는 날판과 후행재 날판이 겹치거나 충돌하게 된다. 이처럼 날판의 겹침 또는 충돌의 문제가 발생하는 경우, 날판의 이송시간 지연이 발생하고, 날판 스크래치 등의 품질 문제가 발생하게 된다.
이에, 열간 교정이 완료된 철판을 냉각대로 이송(CARRY ON)시 철판 간 겹침 또는 충돌이 발생하지 않도록 하는 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0061643호(2020.06.03. 공개, 가속냉각기의 제어장치 및 그 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 열간 교정이 완료된 철판을 냉각대로 이송(CARRY ON)시 철판 간 겹침 또는 충돌이 발생하지 않도록 하는 냉각대 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉각대 제어장치는, 철판의 형상을 측정하는 형상 측정기, 및 상기 형상 측정기에서 측정된 철판의 형상정보에 기초하여 철판의 실제 폭을 산출하고, 상기 철판의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교하며, 그 비교결과에 따라 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 제어기를 포함한다.
본 발명에서 상기 형상 측정기는, 열간 교정이 완료된 철판을 이동시키는 롤러테이블 주위에 설치되고, 상기 철판의 롤러테이블 이동 시 형성되는 명암의 차이에 기초하여 상기 철판의 형상정보를 측정할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어기는, 상기 철판의 실제 폭과 상기 기준 폭 간의 차이가 기 설정된 일정 범위 이상인 경우, 상기 기준 폭과 상기 차이를 합한 값만큼 상기 워킹빔을 이동시키고, 상기 차이가 상기 일정 범위 이내인 경우, 상기 기준 폭만큼 상기 이동빔을 이동시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 형상 측정기는, 상기 철판의 폭을 고려하여 상기 철판의 폭 방향으로 적어도 2개 이상 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 냉각대 제어방법은, 형상 측정기가 철판의 형상을 측정하는 단계, 제어기가 상기 형상 측정기에서 측정된 철판의 형상정보에 기초하여 철판의 실제 폭을 산출하는 단계, 및 상기 제어기가 상기 철판의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교하고, 그 비교결과에 따라 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 철판의 형상을 측정하는 단계에서, 상기 형상 측정기는, 상기 철판의 롤러테이블 이동 시 형성되는 명암의 차이에 기초하여 상기 철판의 형상정보를 측정할 수 있다.
본 발명은 상기 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 단계에서, 상기 제어기는, 상기 철판의 실제 폭과 상기 기준 폭 간의 차이가 기 설정된 일정 범위 이상인 경우, 상기 기준 폭과 상기 차이를 합한 값만큼 상기 워킹빔을 이동시키고, 상기 차이기 상기 일정 범위 이내인 경우, 상기 기준 폭만큼 상기 이동빔을 이동시킬 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치 및 방법은, 철판의 캠버(CAMBER) 및 형상 이상으로 발생하는 증가된 면적(폭)을 형상 측정기에서 측정하고, 철판의 냉각대 이송시 기준 폭에 증가된 면적(폭)만큼을 보상하여 워킹빔을 이동시킴으로써, 캠버(CAMBER)가 발생한 철판을 냉각대로 이송 시 냉각대에서 철판이 겹치거나 충돌되는 현상을 방지할 수 있다. 나아가, 철판 충돌 방지를 통해 철판의 품질 향상뿐만 아니라, 작업 지연을 방지할 수 있으며, 작업자의 업무부하를 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 형상의 철판을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠버 발생 철판을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 종래의 캠버 발생 철판을 냉각대로 이송하는 경우를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠버 발생 철판의 실제 폭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠버 발생 철판을 냉각대로 이송하는 경우를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치 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.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치(100)는 형상 측정기(110), 제어기(120), 구동모듈(130) 및 워킹빔(140)을 포함한다.
형상 측정기(110)는 철판(10)의 형상정보를 측정할 수 있다. 여기서, 형상정보는 철판(10)의 길이, 폭 등을 포함할 수 있다. 철판(10)은 날판, 강판 등을 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
형상 측정기(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 열간 교정이 완료된 철판(10)을 이동시키는 롤러테이블(20) 주위에 설치되고, 철판(10)의 롤러테이블(20) 이동 시 형성되는 명암의 차이에 기초하여 철판(10)의 형상정보를 측정할 수 있다. 형상 측정기(110)는 CCD 소자, 카메라, 열 감지 카메라 등을 이용해 철판 형상 또는 그 철판(10)에서 발산하는 열에너지나 열적외선을 획득할 수 있다.
또한, 형상 측정기(110)는 철판(10)의 선단부에서 후단부까지 전체 길이가 하나의 영상(또는 화상) 내에 포함되도록 촬영할 수 있다. 형상 측정기(110)는 철판(10)의 전체 길이를 촬영하기 위해서 철판(10)의 길이에 대응하여 일정 간격으로 연속해서 구성할 수 있으며, 또는 하나의 형상 측정기(110)를 이용해 철판(10)의 진행 속도에 대응하여 일정 시간 간격으로 연속해서 촬영하도록 구성할 수 있다.
또한, 형상 측정기(110)는 철판(10)의 폭을 고려하여 철판(10)의 폭 방향으로 적어도 2개 이상 배치될 수 있다.
제어기(120)는 형상 측정기(110)에서 측정된 철판(10)의 형상정보에 기초하여 철판(10)의 실제 폭을 산출하고, 철판(10)의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교하며, 그 비교결과에 따라 냉각대(30) 워킹빔(140)의 이동을 제어할 수 있다.
즉, 제어기(120)는 형상 측정기(110)에서 측정된 철판(10)의 형상정보에서 가장 넓은 폭을 철판(10)의 실제 폭으로 산출하고, 철판(10)의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교할 수 있다. 이때, 제어기(120)는 철판(10)의 실제 폭과 기준 폭을 비교하여 차이를 산출할 수 있다. 여기서, 기준 폭은 예컨대, 정상 철판(10)의 폭일 수 있다.
철판(10)의 실제 폭과 기준 폭의 차이가 산출되면, 제어기(120)는 산출된 차이가 기 설정된 일정 범위 이내인지를 판단할 수 있다. 그 판단결과, 차이가 일정 범위 이상이면, 제어기(120)는 기준 폭과 차이를 합한 값만큼 워킹빔(140)을 이동시키기 위한 제어신호를 구동모듈(130)로 전송할 수 있다.
만약, 차이가 일정 범위 미만이면, 제어기(120)는 기준 폭만큼 워킹빔(140)을 이동시키기 위한 제어신호를 구동모듈(130)로 전송할 수 있다.
구동모듈(130)은 제어기(120)로부터의 제어신호에 따라 워킹빔(140)을 이동시킬 수 있다.
구동모듈(130)은 워킹빔(140)에 구동력을 전달하는 실린더(미도시), 제어기(120)의 제어신호에 의해서 개폐되어 실린더에 투입되는 공압 또는 유압 출력을 개폐하는 밸브(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 구동모듈(130)은 제어기(120)로부터의 제어신호에 의해서 동작되어 워킹빔(140)에 구동력을 전달하도록 구성된 모터, 밸트풀리로 구성할 수도 있을 것이다. 냉각대(30)의 워킹빔(140)에 대한 구성은 당업계에 종사하는 자라면 공지된 기술로부터 용이하게 이해될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
압연 교정이 완료된 철판(10)은 냉각대(30) 상의 워킹빔(140)에 의해서 이송되면서 냉각처리 된다. 냉각대(30)에 구성되는 워킹빔(140)은 길이형상의 철판(10)을 이동하도록 다열 배치되고, 순환동작(상승 -> 전진 -> 하강 -> 후진)을 반복 진행하면서 상부의 제품을 이송시키게 된다. 이러한 워킹빔(140)은 제어기(120)에 의해 컨트롤되는 구동모듈(130)의 구동력을 전달받아 이동하도록 구성된다. 즉, 워킹빔(140)은 압연 교정이 완료된 철판(10)을 이송 가능하도록 구성되는데, 워킹빔(140)은 철판(10)을 이송하도록 다열 배치되어 구동모듈(130)을 매개로 순환 동작하며, 워킹빔(140) 사이에 철판(10)의 하중을 받치는 적어도 하나 이상의 고정빔(미도시)이 냉각대(30)의 철판(10) 이송방향 쪽으로 배치되도록 구성될 수 있다. 워킹빔(140)은 구동모듈(130)의 구동력에 의해서 순환동작(상승 -> 전진 -> 하강 -> 후진)을 반복 진행하면서 상부의 철판(10)을 이송시키도록 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 형상의 철판을 설명하기 위한 예시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠버 발생 철판을 설명하기 위한 예시도, 도 6은 종래의 캠버 발생 철판을 냉각대로 이송하는 경우를 설명하기 위한 예시도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠버 발생 철판의 실제 폭을 설명하기 위한 예시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠버 발생 철판을 냉각대로 이송하는 경우를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 형상측정기(110)를 통해 측정된 철판(10)의 형상정보가 수신되면(S302), 제어기(120)는 철판(10)의 형상정보에 기초하여 철판(10)의 실제 폭을 산출한단(S304). 이때, 제어기(120)는 형상 측정기(110)에서 측정된 철판(10)의 형상정보에서 가장 넓은 폭을 철판(10)의 실제 폭으로 산출할 수 있다.
S304 단계가 수행되면, 제어기(120)는 철판(10)의 실제 폭과 기준 폭 간의 차이를 산출하고(S306), 산출된 차이가 기 설정된 일정 범위 이내인지를 판단한다(S308).
S308 단계의 판단결과, 철판(10)의 실제 폭과 기준 폭 간의 차이가 일정 범위 이내이면, 제어기(120)는 기준 폭만큼 냉각대(30)의 이동빔을 이동시킨다(S310).
만약, S308 단계의 판단결과, 철판(10)의 실제 폭과 기준 폭 간의 차이가 일정 범위 이내가 아니면, 제어기(120)는 기준 폭과 차이를 합한 값만큼 냉각대(30)의 워킹빔(140)을 이동시킨다(S312).
상술한 과정을 통해 열간 교정기에서 교정이 완료된 철판(10)은 냉각 및 후 공정 이송을 위해 냉각대(30)로 이송(CARRY ON)될 수 있다. 이때, 냉각대 제어장치(100)는 열간 교정이 완료된 철판(10)을 형상 측정기(110)에서 형상을 측정할 수 있다. 형상 측정기(110)에서 측정된 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 정상 형상(10A)일 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 캠버(CAMBER)가 발생하여 이상 형상(10B)일 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 철판(10A)이 정상 형상인 경우, 제어기(120)는 기준 폭 만큼 냉각대(30)의 워킹빔(140)을 이동시켜 철판(10A)을 냉각대(30)로 이송시킬 수 있다.
만약, 도 5에 도시된 바와 같이 철판(10B)이 이상 형상인 경우, 기준 폭만큼 냉각대(30)의 워킹빔(140)을 이동시키게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 냉각대(30)에 있는 철판(10A)과 후행재 철판(10B)이 A영역과 같이 겹치거나 충돌할 수 있다.
이상 형상의 철판(10B)은 도 7에 도시된 바와 같이 캠버로 인해 철판(10B)의 접촉 면적이 넓어지게 된다. 이에, 이상 형상의 철판(10B)은 증가된 폭(B)만큼 냉각대(30)의 워킹빔(140)을 이동시키고, 이상 형상의 철판(10B)을 냉각대(30)로 이송시킬 수 있다.
그러면, 도 8에 도시된 바와 같이 냉각대(30)에 있는 철판(10A)과 후행재 철판(10B)의 겹침 및 충동을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 냉각대(30) 제어장치(100)는 캠버(CAMBER)로 인해 증가된 면적(폭)을 형상 측정기(110)에서 측정하고, 철판(10)의 냉각대(30) 이송시 기준 폭에 증가된 면적(폭)만큼을 보상하여 워킹빔(140)을 이동시킴으로써, 캠버(CAMBER)가 발생한 철판(10)을 냉각대(30)로 이송 시 냉각대(30)에서 철판(10)이 겹치거나 충돌되는 현상을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각대 제어장치 및 방법은, 철판의 캠버(CAMBER) 및 형상 이상으로 발생하는 증가된 면적(폭)을 형상 측정기에서 측정하고, 철판의 냉각대 이송시 기준 폭에 증가된 면적(폭)만큼을 보상하여 워킹빔을 이동시킴으로써, 캠버(CAMBER)가 발생한 철판을 냉각대로 이송 시 냉각대에서 철판이 겹치거나 충돌되는 현상을 방지할 수 있다. 나아가, 철판 충돌 방지를 통해 철판의 품질 향상뿐만 아니라, 작업 지연을 방지할 수 있으며, 작업자의 업무부하를 감소시킬 수 있다.
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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 철판
20 : 롤러테이블
30 : 냉각대
100 : 냉각대 제어장치
110 : 형상 측정기
120 : 제어기
130 : 구동모듈
140 : 워킹빔

Claims (7)

  1. 철판의 형상을 측정하는 형상 측정기; 및
    상기 형상 측정기에서 측정된 철판의 형상정보에 기초하여 철판의 실제 폭을 산출하고, 상기 철판의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교하며, 그 비교결과에 따라 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 제어기
    를 포함하는 냉각대 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형상 측정기는,
    열간 교정이 완료된 철판을 이동시키는 롤러테이블 주위에 설치되고,
    상기 철판의 롤러테이블 이동 시 형성되는 명암의 차이에 기초하여 상기 철판의 형상정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 냉각대 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 철판의 실제 폭과 상기 기준 폭 간의 차이가 기 설정된 일정 범위 이상인 경우, 상기 기준 폭과 상기 차이를 합한 값만큼 상기 워킹빔을 이동시키고,
    상기 차이가 상기 일정 범위 이내인 경우, 상기 기준 폭만큼 상기 이동빔을 이동시키는 것을 특징으로 하는 냉각대 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형상 측정기는,
    상기 철판의 폭을 고려하여 상기 철판의 폭 방향으로 적어도 2개 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각대 제어장치.
  5. 형상 측정기가 철판의 형상을 측정하는 단계;
    제어기가 상기 형상 측정기에서 측정된 철판의 형상정보에 기초하여 철판의 실제 폭을 산출하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 철판의 실제 폭과 기 설정된 기준 폭을 비교하고, 그 비교결과에 따라 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 단계
    를 포함하는 냉각대 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 철판의 형상을 측정하는 단계에서,
    상기 형상 측정기는, 상기 철판의 롤러테이블 이동 시 형성되는 명암의 차이에 기초하여 상기 철판의 형상정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 냉각대 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 냉각대 워킹빔의 이동을 제어하는 단계에서,
    상기 제어기는, 상기 철판의 실제 폭과 상기 기준 폭 간의 차이가 기 설정된 일정 범위 이상인 경우, 상기 기준 폭과 상기 차이를 합한 값만큼 상기 워킹빔을 이동시키고, 상기 차이기 상기 일정 범위 이내인 경우, 상기 기준 폭만큼 상기 이동빔을 이동시키는 것을 특징으로 하는 냉각대 제어 방법.
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