KR920004497B1 - 냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법

제 1 도는 본 발명의 테이퍼 텐숀 제어개략도.

제 2 도는 본 발명의 부합되는 테이퍼 텐숀 제어내부 동작흐름부.

제 3 도는 본 발명 각부의 동작특성도.

제 4 도는 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 장력변화에 따른 압연상황을 나타내는 결과도.

제 5 도는 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점에서의 코일직경 변화에 따른 압연상황 변화를 나타내는 결과도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 단위장력 기준값 12 : 테이퍼 개시점장력

13 : 장력편차 16,17 : 코일직경

18 : 데이퍼 장력 편차직경 21 : 실측직경

22 : 테이퍼 텐숀직경 24 : 테이퍼 텐숀 기준값

본 발명의 냉간압연설비에서 테이퍼 텐숀(taper tension) 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 냉간압연 설비의 텐숀릴(권취기)에 코일 권취시 초기 권취부의 텐숀 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉간각압연설비에서 최종압연기와 텐숀릴간으 장력제어는 코일의 초기 권취 부터 마지막 권취 까지 압연소재 코일의 폭과 두께등에 의해 편집된 여러 가지 데이터 중에서 선택된 한 데이터를 장력값으로 사용하고 장력제어에 적용하고 있다.

그러나, 텐숀릴에 작용되는 장력제어의 장력값이 일정하기 때문에 코일을 텐숀릴에 권취할시 초기에는 코일직경이 작아서 기계적인 모멘트값이 적게 걸리고, 코일직경이 크게 될 때에는 기계적인 모멘트값이 많이 걸리게 되기 때문에 압연중의 코일직경이 점점 증가하면서 텐숀릴의 맨드릴(mandrel) 시그멘트(segment)와 코일내경 사이에서 스립현상이 발생되고, 최종 압연기와 텐숀릴간의 텐숀이 불안정하게 되며,작업중 코일의 내경부가 옆으로 빠지는 현상도 발생되고, 권취가 완료된 후 코일을 인출하여 적치할 경우 코일의 찌그러짐 현상이 발생되므로서 제품의 품질이 저하되고, 후공정에서의 코일처리 작업이 난해하게 되어 품질향상 및 생산성 향상에 큰 문제점으로 대두되어 왔다.

본 발명의 상기한 종래의 압연중에 발생되는 제반문제들을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉간압연 설비에서 텐숀릴에 코일의 초기 권취시 기준장력(단위장력) 값에 추가로 테이퍼 장력을 적용 하도록 하여 작업이 진행됨에 따라 코일직경이 증가하면 증가할 때마다 추가장력(테이퍼장력)이 반비례하여 서서히 단계적으로 소멸되어 일정직경 만큼 권취되었을 때 추가장력(테이퍼장력)은 안전히 소멸되고 기준장력 값으로만 작업이 진행 되도록 하여 텐숀릴에 코일권취시 초기 권취부를 탄탄하고 견고하게 권취함으로서 스립현상에 의한 장력 불안정이나, 코일의 내경부가 옆으로 빠지는 현상 및 그로인한 적치시 코일의 찌그러짐을 방지할 수 있는 향상된 냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법을 제공하고자 하는데 있다.

이하, 본 발병에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 냉간압연설비에서 최종압연기와 텐숀릴간의 텐숀 제어방법에 있어서, 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 장력(TS)과 테이퍼 텐숀 제어가 종료된는 지점의 장력(TF)을 설정하고 ; 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점에서의 코일직경(DF)과 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점에서의 코일내경(DO)을 설정하고; 권취되고 있는 코일의 직경(D)이 측정 되도록 하고 ; 상기와 같이 설정된 TS와 TF로 부터 하기식(1)과 같이 장력편차(THL)를 구하고;

TS-TF=THL…………………………………… (1)

상기와 같이 설정된 DF와 DO로 부터 하기식(2)와 같이 테이퍼 장력 편차작경(DHL)로 구하고,

DF-DO=DHL…………………………………… (2)

상기와 같이 설정된 DF와 권취시 실제측정되는 실측코일직경(D)으로 부터 하기식(3)과 같이 테이퍼 텐숀직경(DX)을 구하고 ;

DF-D=DX ……………………………………… (3)

상기와 같이 설정된 DX 중에서 상한이 DHL로, 하한이 0(zero)으로 설정되어 있는 한계치(LIM)내에 있는 테이퍼 텐숀직경(D'X)를 구하고 ; 상기와 같이 구해진 장력편차(THL), 테이퍼 장력편차직경(DHL)과 테이퍼 텐숀직경(D'X)으로 부터 하기식(4)와 같이 테이퍼 텐숀 기준값(TT)을 구하고,

상기와 같이 구해진 테이퍼 텐숀 기준값(TT)을 최종 압연기와 텐숀릴간의 일정한 단위장력(TL)에 부여 하도록 구성됨을 특징으로 하는 냉간압설비의 테이퍼 텐숀 제어방법에 관한 것이다.

이하, 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 테이퍼 텐숀 제어의 개요도를 나타내는 제 1 도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 장력(TS)(이하, "테이퍼 개시점 장력"이라 칭함)과 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점의 장력(TF)(이하, "테이퍼 종료점장력"이라 칭함)을 설정한다. 상기 테이퍼 종료점장력(TF)은, 최종압연기와 텐숀릴간의 단위장력(기본장력)에 해당되며, 상기 테이퍼 개시점장력(TS)은 상기 테이퍼 종료점장력(TF)의 1.2-1.3배 정도로 설정되는 것이 바람직한데, 그 이유는 1.2배 즉, 단위장력과 단위장력에 대한 20%의 추가장력을 더한 값보다 적게 설정하는 경우에는 코일스립현상과 코일찌그러짐 현상이 발생될 우려가 있고, 1.3배 즉, 단위장력과 단위장력에 대한 30%의 추가장력을 더한 값보다 크게 설정하는 경우에는 과장력에 의해 코일이 늘어나거나 판파단이 일어날 우려가 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서는 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점에서의 코일직경(DF)과 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점에서의 코일직경, 즉, 코일내경(DO)이 설정되며, 코일내경(DO)은 고정 값으로서 텐숀릴의 맨드릴외경과 같다.

또한, 권취되고 있는 실측 코일직경(D)는 다음과 같이 계산된다. 즉, 실측코일직경(D)=텐숀릴 회전수×코일두께×2+텐숀릴 직경(내경)으로 계산 되도록 프로그램화 된 것이다.

상기와 같이 설정되어 있는 TS와 TF가 장력편차 연산기(1)로 인입되고 여기서, 하기식(1)과 같이 장력편차(THL)을 구하도록 되어 있고,

TS-TF=THL…………………………………………… (1)

상기와 같이 설정되어 있는 DF와 DO가 테이퍼 장력편차직경 연산기(2)로 인입되고 여기서, 하기식(2)와 같이 테이퍼 장력편차직경(DHL)을 구하도록 되어 있고 ;

DF-DO=DHL…………………………………………… (2)

상기와 같이 설정되어 있는 DF와 권취시 실제측정되는 실측코일직경(D)이 테이퍼 텐숀직경 연산기(3)에 인입되고, 여기서, 하기식(3)과 같이 테이퍼 텐숀직경(DX)을 구하도록 되어 있다.

DF-D=DX……………………………………………… (3)

또한, 본 발명에서는 상기와 같이 구해진 DX 중에서 상한이 DHL로, 하한이 0(zero)으로 설덩되어 있는 한계치(LIM)내에 있는 페이퍼 텐숀직경(D'X)을 결정 하도록 되어 있고, 상기돠 같이 구해진 장력편차(THL), 테이퍼 장력편차직경(DHL)과 테이퍼 텐숀직경(D'X)이 테이퍼 텐숀 기준값 연산기(4)에 인입되고, 여기서, 하기식(4)와 같이 테이퍼 텐숀 기준값(TT)을 구하도록 되어 있고,

상기와 같이 구해진 테이퍼 탠숀 기준값(TT)을 최종압연기와 텐숀릴간의 일정한 단위장력(TL)에 부여 하도록 구성된다.

상기 최종압연기와 텐숀릴간의 단위장력(TL) 은 압연중인 코일의 재질, 폭, 두께 등에 의해 미리 편성된 압연스케줄의 장력 데이터 중에서 선택된 장력값이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제 2 도는 테이퍼장력 제어의 내부동작 흐름도의 바람직한 일례로서, 참조번호(11)은 압연소재의 재질, 폭, 두께 등에 의해 편집된 소재별 단위장력 기준값(TL)이고, 12는 테이퍼 개시점 장력(TS)(단위 : ×0.01ton)이며, 13은 장력편차(THL)로서 상기 단위장력기준값(11)(TL)과 테이퍼 개시점장력(TS)(12)의 편차값이며, 14는 장력편차의 상한 제한값(LIM)이며, 15는 장력편차(THL)로서 장력편차의 상한 제한값(LIM)내에 들어 있는 값을 나타낸다.

참조번호 16은 테이퍼 텐숀이 종료되는 지점의 직경설정치(DT)이고, 상기 DT값을 10으로 곱한 값이 DF(단위 : ×0.1㎜)이며, 17은 테이퍼 탠숀이 개시되는 지점에서의 코일직경(DO)(단위 : ×0.1㎜)이다.

참조번호 18은 상기 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점의 코일직경(DF)(16)에서 테이퍼 텐숀이 개시되는 지점에서의 코일직경(DO)(17)을 뺀 테이퍼 장력편차직경(DHL)이고, 19는 상기 테이퍼 장력편차직경(18)(DHL)으로서 한계치(LIM:하이→859, 로우→1)안에 들어 있는 값이며, 20은 상한 한계값이다. 즉, 한계치 안에서는 18과 19의 값이 같고, 18이 한계치 이상을 벗어날 경우 19는 한계치를 유지한다.

참조번호 21은 실측 코일직경(D)이며, 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 코일직경(DO)(17)과 테이퍼 장력편차직경(DHL)의 합에서 상기 실제의 코일직경(D)을 뺀 값이 바로 테이퍼 텐숀직경(DX)(DF-D=DX)(22)이 된다.

참조번호 23도 테이퍼 텐숀직경(D'X)을 나타내는데, 이 직경(D'X)은 상기 DX(22)가 상기 상한 제한값(20)내에 있는 값이며, 24는 테이퍼 텐숀 기준값(TT)으로 상기 장력편차(THL)(15)에다가 테이퍼 텐숀직경(D'X)를 곱하고 이것을 다시 테이퍼 장력편차직경(DHL)으로 나눈값(

)이다.

참조번호 25는 실제냉간압연시 적용되는 장력기준 값으로서 상기 테이퍼 장력기준값(TT)(24)과 상기 단위장력 기준값(시)의 합(TT+TL)이며, 최종압연기돠 텐숀릴 사이의 장력값이 되도록 구성된다.

참조번호 26도 상기 장력기준 값인데, 다만 장력기준값(25) 중에서 한계치(LIM : 하이→684, 로우→28)안에 들어 있는 장력기준값을 나타낸다.

상기한 최종압연기 (#5스텐드)와 텐숀릴간의 단위장력 기준값 (TL)(11)은 압연중인 코일의 재질, 폭, 두께에 의해 미리 설정된 압연스케줄의 장력데이타중에서 선택된 장력값을 적용하여 텐숀릴의 텐숀제어에 사용되는 값이다.

장력편차 THL(13)은 제 3a 도에 나타난 바와 같이, 상기 #5 스텐드-텐숀릴간의 단위장력(11)(또는 테이퍼 종료점장력)과 테이퍼 개시점장력(12)의 편차를 나타내는 값이다.

장력편차의 상한 제한값(14)은 장력편차(13)가 상기 단위장력기준값(11)의 50%를 넘지 않도록 설정하는 것이 바람직하고, 장력편차(15)는 상기 장력편차 THL의 50%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 50%를 넘는 경우에는 과장력에 의해 판파단현상이 일어나 작업정지 및 생산성 저하를 가져오기 때문이다.

테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점에서의 코일직경(DO)(17)은 최초의 코일직경으로서 텐숀릴의 외경과 같으며, 고정값이다. 테이퍼 장력편차직경 DHL(18)의 수치는 최대한계치(859×0.1㎜) 이내로 제한되어, 제 3b 도에 나타난 바와 같이, 테이퍼 장력편차직경 DHL(19)로 설정된다.

상기 테이퍼 장력편차직경 DHL의 상한 제한값(20)은 상기 DHL(19)과 같은 값이고, 실측 코일직경 D(21)은 텐숀릴에서 코일이 감길때의 실제직경으로서 코일의 직경이 점차로 증가하면 D의 값도 증가한다.

테이퍼 텐숀직경(22)은 제 3c 도와 같이 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 코일직경DO(17)의 값에 테이퍼 장력편차직경 DHL(19)을 더한 값에서 상기 실측 코일직경 D의 값(21)을 뺀 값으로, 실측 코일직경 D(21)이 증가 되면서 상기 테이퍼 텐숀직경 DX(22)의 값은 감소되어 상기 실측 코일직경 D의 값(21)이 DO+DHL[또는 DF]의 값과 같거나 또는 그것 보다 크게 되면 상기 테이퍼 텐숀직경 DX(22)의 값은 제로(0)가 된다.

테이퍼 텐숀직경(D'X)(23)은 상기 DX(22)의 값이 그 최대치가 상기 상한 제한값(20)을 넘지 못하게 제한된 값으로 상기 DX(22)의 값과 같이 변한다. 테이퍼 텐숀 기준값 TT(24)는 제 3d 도에 도시된 바와 같이 테이퍼 텐숀 제어에 사용되는 값으로서 상기 장력편차(15)에다 테이퍼 텐숀직경 D'X(23)를 곱한 다음 테이퍼 장력편차직경 DHL(19)로 나눈 값으로, 코일의 초기 권취시 상기 실측 코일직경 D(21)가 텐숀릴에 감기는 코일이 작을때에는 장력값이 크게 되었다가 코일이 점점 더 많이 감기면서 직경이 증가될 때 DX가 감소되기 때문에 상기 테이퍼 텐숀 기준값 TT(24)가 감소되어 테이퍼 장력편차직경 DHL(19)에 도달하면 테이퍼 텐숀 기준값 TT는 제로(0)가 된다.

장력기준값(25)은 #5 스텐드-텐숀릴간의 기준장력(단위장력)값 TL에 제 3e 도에 도시된 바와 같이 테이퍼 텐숀 기준값 TT(24)를 추가로 부과시킨 값이다.

상기와 같이 구성하여 상기 테이퍼 텐숀 기준값 TT(24)의 경우와 같이 코일직경이 증가 되면서 테이퍼 장력편차직경 DHL(19)에 도달하면 상기 테이퍼 텐숀 기준값 TT(24)는 제로(0)가 되고 기준장력값(25)에 의해 텐숀릴의 텐숀 제어를 하게 된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예를 사용하여 제 4 도 및 제 5 도에 나타난 바와 같이 테이퍼 개시점장력(TS)과 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점에서의 코일직경(DF)을 변화시켜 가면서 테이퍼 텐숀 제어를 행하여 압연상황을 조사하고 그 결과를 제 4 도 및 제 5 도에 나타내었다. 제 4 도 및 제 5 도에 나타난 바와 같이,테이퍼 개시점장력(TS)과 테이퍼 텐숀 제어가 종교되는 지점에서의 코일직경(DF)이 각각 120-130% 및 570-600㎜인 경우에는 압연공정이 정상적으로 작동됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 테이퍼 텐숀을 추가로 설정하여 텐숀릴의 장력제어에 적용하게 하므로서 초기 코일권취시 코일의 전단부분을 탄탄하고 견고하게 권취할 수 있게 되어 고질적인 문제점으로 대두되었던 코일내의 스립현상으로 인한 텐숀의 불안정을 방지할 수 있고, 코일의 찌그러짐도 방지되며, 코일의 내경이 빠지는 현상도 방지되어 품질향상과 생산성향상을 가져올 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 냉간압연설비에서 최종압연기와 텐숀릴간의 텐숀 제어방법에 있어서, 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 장력(TS)과 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점의 장력(TF)을 설정하고 ; 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점에서의 코일직경(DF)과 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점에서의 코일직경(DO)을 설정하고 ; 권취되고 있는 코일의 직경(D)이 측정 되도록 하고; 상기와 같이 설정된 TS와 TF로 부터 하기식(1)과 같이 장력편차(THL)를 구하고;

   TS-TF=THL…………………………………………… (1)

   상기와 같이 설정된 DF와 DO로 부터 하기식(2)와 같이 테이퍼 장력 편차직경(DHL)을 구하고;

   DF-DO=DHL…………………………………………… (2)

   상기와 같이 설정된 DF와 권취시 실제측정되는 코일직경(D)으로 부터 하기식(3)과 같이 테이퍼 텐숀직경(DX)을 구하고;

   DF-D=DX……………………………………………… (3)

   상기와 같이 구해진 DX 중에서 상한이 DHL로, 하한이 0(zero)으로 설정되어 있는 한계치(LIM)내에 있는 테이퍼 텐숀직경(D'X)를 구하고 ; 상기와 같이 구해진 장력편차(THL), 테이퍼 장력편차 직경(DHL)과 테이퍼 텐숀직경(D'X)으로 부터 하기식(4)와 같이 테이퍼 텐숀 기준값(TT)을 구하고;

   

   상기와 같이 구해진 테이퍼 텐숀 기준값(TT)을 최종 압연기와 텐숀릴간의 일정한 단위장력(TL)에 부여 하도록 구성됨을 특징으로 하는 냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 장력편차(THL)가 테이퍼 종료점장력(TF)(단위장력)의 50%를 넘지않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 테이퍼 텐숀 제어가 개시되는 지점의 장력(TS)이 테이퍼 종료점장력(TF)(단위당력)의 120-130%로 설정되는 것을 특징으로 하는 냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법.
4. 제 1 항에서 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 테이퍼 텐숀 제어가 종료되는 지점의코일직경(DF)이 570-600㎜로 설정되는 것을 특징으로 하는 냉간압연설비의 테이퍼 텐숀 제어방법.

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