KR920009035B1 - 압연기의 제품인장 조절방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

압연기의 제품인장 조절방법
제1도는 본 발명에 의한 압연기의 배열 상태를 보인 개략도.
제2도는 본 발명의 방법을 실시하는 시스템에 관한 전형적인 소프트웨어의 일예를 보인 제어 프로그램의 플로우 다이아그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 수냉박스 12 : 권취기
14 : 링 16 : 컨베이어
18, 20 : 단면적 측정 게이지 22 : 타크노메타
본 발명은 봉강(Steel rod)과 같은 봉상 철 제품을 가공 열처리하는 연속식 압연기에 관계되는 것으로서, 더 상세히 설명하면 전술한 형태의 압연기 로울러의 속도를 조절하는 방법에 관한 것이다. 봉강 압연 공정에서의 가공 열처리는 일반적으로 통상적인 라휘 스탠드(Roughing Stand)와 중간 스탠드 및 제1블럭(Block)을 통과한 제품을 중간 마무리 환봉으로 만들기 위한 열간 압력을 포함한다. 그리고 생성된 중간 마무리 환봉은 하나 또는 그 이상의 냉각 수조를 통과시켜 표면 온도가 약 500℃ 정도로 되게 수냉시킨 다음 제2블록에서 마무리 처리하고 있다. 위 설명 중 ＂블록＂이란 용어는 하나 또는 여러 개의 변속 전기 모우터로 구성된 통상적인 구동체에 의하여 구동되는 기계적으로 연결된 다수의 로울 스탠드(Roll Stand)를 의미한다. 이러한 형태의 압연기에서는 중간 제품이 제1 및 제2블럭에서 연속적으로 압연되는 동안 두 블록 사이를 통과하는 중간 제품에 걸린 인장력이 정밀하게 조절되어야 한다. 만약 인장력이 너무 적으면 제품이 꾸브러지거나 조잡하게 되고 인장력이 너무 크면 제품의 굵기가 허용오차의 범위를 벗어나게 된다. 가장 바람직한 것은 중간 제품이 두 블록 사이에 압연된 상태에 놓여 있을 때와 같이 미세하고 일정한 인장력하에 유지되도록 하는 것으로서, 이와 같은 상태를 유지하기 위하여는 제1 및 제2블럭의 모우터 속도가 정확하게 서로 조화되어야 한다.
종래에도 블록 구동체의 모우터 속도를 감시 조정하므로서 두 블록 사이에 있는 제품의 인장력을 요구하는 수준으로 유지하기 위한 시도가 있었다. 이러한 시스템은 저속압연작업에는 적당하지만 고속압연작업, 예를들면 블록들 사이를 통과하는 제품의 속도가 50m/sec 또는 그 이상인 압연작업 조건하에서는 효과적으로 이용될 수 없었다. 전술한 종래의 조절 시스템이 갖고 있는 문제점은 제1블록으로부터 제2블록으로 이송되는 제품의 실질적인 속도가 고려되지 않았다는 것이다. 즉 압연작업 중에는 제품이 제1블럭의 로울러 사이를 빠져 나갈 때 앞으로 미끄러지므로 구동모우터의 속도가 제품의 실질적인 속도를 표시한다고 볼 수 없는데도 종래에는 구동모우터의 회전속도를 제품의 실질적인 이동속도로 인정하여 모우터 속도를 조절하였으므로 두 블록 사이에 있는 중간 제품이 요구하는 인장력을 받도록 작업할 수 없었다. 본 발명의 목적은 두 블록 사이를 통과하는 중간 제품의 실질적인 이동속도가 모우터의 회전속도에 의하여 정확하게 표시되도록 하므로서 제1블록과 제2블럭 사이를 통과하는 중간 제품에 가하여지는 인장력이 정확하게 조절되어 우수한 품질의 제품이 생산되도록 하기 위한 것이다.
본 발명에 의하면 제1 및 제2블록 사이에 중간 제품을 지지하는 핀치로울러장치를 설치하므로서 전술한 발명의 목적이 달성된다. 여기에서 ＂핀치로울러장치＂라함은 제품의 단면을 변형시키거나 감소시킴이 없이 제품을 지지만 하도록 설치되는 한쌍의 구동로울러를 의미한다. 제품이 핀치로울러에 지지되면 전방으로의 미끄러짐이 없게 되므로 제품의 이동속도가 핀치로울러를 구동하는 모우터의 속도에 의하여 정확하게 표시된다. 본 발명에 의하면 제품이 제1블록에서 나오면 제2블록의 선단에 도달하기 전에 다음과 같은 측정이 이루어진다.
Ae=제1블록으로 들어가는 제품의 단면적.
Ax=제1블록을 나오는 제품의 단면적.
S1=제1블록의 구동모우터 속도.
S3=핀치로울러의 구동모우터 속도.
이와 같은 측정치에 따라 다음과 같은 계산식이 이루어진다.
e=(Ae)÷(Ax)
Rv=(S1)÷(S3)
V/t=(Ax)x(S3)
식중 e=제1블록에서의 전체 제품신장율.
Rv=제1블록의 구동모우터 속도와 핀치로울러의 구동모우터 속도의 비.
V/t=제1블록으로부터 나오는 제품의 단위 시간당 부피.
e,Rv 및 V/t의 값은 마이크로 프로세서에 기억되고 핀치로울러 회전속도(S3)는 회전속도(S2)를 조정하는데 이용된다. 중간 제품이 제1블록에서 나와 제2블록에 들어가는 순간에는 제2블록의 회전작용에 의한 영향을 받지 않으므로 제품에 인장력이 가하여지지 않게 된다. 그러나 제품이 제2블록에 들어와서 두 블록사이에서 연속적으로 압연되게 되면, 모우터 회전속도(S2)는 두 블록 사이에 있는 제품에 약간의 인장력을 부여하도록 조정된다. 전술한 ＂약간의 인장력＂이라함은 제1블록으로부터 나오는 제품의 단면적에 영향을 미침이 없이 제 두 블록 사이를 원활하게 통과하도록 하는 인장력을 의미한다. 제품이 제2블록에 들어온 후에는 전술한 측정과 계산이 반복되고 여기서 나온 e, Rv 및 V/t의 값은 기억된 제로 인장조건하에서의 e, Rv 및 V/t와 비교된다. 제로인장 조건하의 e값의 변화가 허용할 수 없는 정도이고 그 변화가 Rv나 V/t의 변화에 의한 것이 아니고 두 블록 사이에 나타나는 인장력에 기인하는 경우에는 제품의 블록간 인장력을 조절하도록 모우터 속도(S2)가 조정되고 그에 따라서 e가 허용 범위내로 되게 된다.
이하 본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도에 의하면 봉강 압연기의 마무리 단부는 제1모우터장치(M1)에 의하여 구동되는 제1블록(B1)을 포함하고 있다. 전술한 ＂모우터장치＂라함은 하나 또는 그 이상의 모우터로 구성되는 변속모우터를 의미한다. 제1블록은 라휭(Roughing) 및 중간 스탠드(도시하지 않았음)로부터 받아들인 봉상체를 압연하도록 되었다. 제1블록에서 나온 제품은 중간 마무리 상태로서 모우터장치(M2)에 의하여 구동되는 제2블록(B2)에서 완제품으로 압연되기 전에 하나 또는 그 이상의 수냉 박스(10)을 통과하게 된다. 제1블록에서 완성된 제품은 권취기(12)에 보내져서 링(14)으로 형성되고 형성된 링들은 컨베이어(16)로 공급되어 컨베이어에서 재차 냉각된 다음 재가공장치(도시되지 않음)에서 코밀로 가공된다. 블록(B1)과 블록(B2)은 일반적인 형태의 것일 수 있는 바, 예를들면 미국특허 제 Re21, 107호에 알려진 것이 있다. 권취기(12), 수냉박(10) 및 컴베이어(16)도 당해 업계에 잘 알려진 통상적인 장치들이다.
5.5mm 가공 열처리 봉강을 100mm/sec의 송출 속도로 제조하도록 된 압연기를 예를들어 설명하면 다음과 같다. 약 850℃의 온도로 가열된 약 240mm2의 단면적(Ae)을 갖는 중간 제품이 약 11m/sec의 속도로 제1블록으로 들어가서 약 850℃의 온도와 약 38mm2의 단면적(Ax)으로 되어 50m/sec의 속도로 제1블록에서 나온 다음 수냉 박스(10)에서 약 500℃ 정도로 냉각된 다음 제21블록(B2)으로 들어간다. 제2블록의 압연작용은 요구하는 5.5mm의 직경과 23.76mm2의 단면적을 갖도록 한다. 제품이 제1블록(B1)과 제2블록(B2) 사이에서 원할하게 이송되도록 하기 위하는 제2블록 모우터장치(M2)의 속도가 제품에 0.2kg/mm2정도의 약한 블록간 인장력이 나타나도록 조절되어야 한다. 이러한 인장력 레벨을 유지하기 위하여는 모우터(M2)의 속도제어가 극히 정밀하게 최대 0.1%의 오차 범위 내에 들어가야 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여는 제1블록(B1)의 전방에 제1블록으로 들어가는 제품의 단면적(Ae)를 측정하는 게이지(18)가있어야 하고 제1블록의 후방에는 제1블록에서 나오는 제품의 단면적(Ax)을 측정하기 위한 또 하나의 게이지(20)가 있어야 한다. 본 발명에서는 제1블록과 제2블록 사이에 제3의 모우터(M3)에 의하여 구동되는 핀치로울러장치(PR)를 부설하였다. 이 핀치로울러장치는 제품의 단면적을 크게 변형시키거나 감소시키지 않으면서 제품을 지지하도록 되었다. 제1, 제2 및 제3모우터장치(M1), (M2), (M3)의 가동속도는 타크노메타(22)에 의하여 측정되는 바, 타크노메타(22)와 게이지(20)(18)의 출력은 마이크로 프로세서(MP)에 공급되고 마이크로 프로세서로부터 나온 제어 시그날(Cs)은 제2블록(B2)을 구동하는 제2모우터장치(M2)의 속도를 제어하는데 이용된다. 제2도는 제1도에 도시된 시스템에 대한 제어 프로그램의 플로우다이아그램이다.
제2도에 의하여 설명하면 부호 30에서 게이지(18)(20)의 출력을 기초로 하여 제품이 제1블록(B1)을 통과하였는지를 식별한다. 만약 제품의 선단이 제1블록(B1)을 통과하지 아니한 경우에는 프로그램이 스타트(Start)로 리사이클되고 통과한 경우에는 32에서 제1블록으로 들어가고 나오는 제품의 단면적(Ae)(Ax)이 얻어지면 36에서 제1블록에서의 신장율(e)이 계산된다. 그 다음 38에서 제품이 핀치로울러(PR)를 통과하였는지의 여부가 식별되어 제품이 핀치로울러(PR)를 통과하지 아니한 경우에는 프로그램이 스타트로 리사이클되고 통과한 경우에는 40, 42 및 44에서 제1블록(B1)과 핀치로울러(PR)의 속도(S1), (S3) 및 제1블록으로부터 나오는 제품의 단위 시간당 부피(V/t) 및 모우터 속도(S1)와 모우터 속도(S3) 간의 비율(Rv)을 계산하는데 이용된다. 그 다음 50에서 제품이 제2블록(B2)으로 들어갔는지 여부가 식별되어 제2블록으로 들어가지 아니한 경우에는 제1 및 제2블럭 사이에 제로(Zero)인장 상태가 이루어지므로 52에서 제로인장 상태하의 V/t, Rv 및 e값이 기억되고, 54에서 핀치로울러(PR)의 구동모우터의 속도(S3)에 기초를 둔 출력 시그날(제1도의 Cs)이 제2블록(B2)의 구동모우터 속도(S2)를 조정하게 된다. 이 조정된 속도는 전술한 블록간 인장력을 0.2kg/mm2로 유지시킨다. 그 다음 프로그램은 다시 스타트로 리사이클된다.
56에서는 제품이 제2블록(B2)에 있을 때의 Rv, Vt 및 e의 계산치와 제로인장 상태의 기억치가 비교된 다음, 58에서 그 값들이 예정된 범위 내에 있는지 여부를 결정하여 만약 예정된 범위 내에 있을 때에는 프로그램이 스타트로 리사이클된다. 그렇지만 이러한 비교가 Rv, V/t 및 e값 중의 하나 또는 둘 이상이 기억된 제로인장 상태의 값으로부터 예정된 범위를 벗어나고 있음을 나타낼 때는 60에서 어떠한 보정이 필요한가를 결정하게 된다. 예를들면 제1블록에서의 제품인잔율(e)이 허용치를 벗어나도록 변화하였고 이러한 변화가 블록간 인장에 기인하는 것이지 Rv나 Vt에 기인하는 것이 아닌 경우에는 62에서 블록간 인장레벨을 보정하기 위하여 제2블록(B2)의 구동모우터 속도(S2)가 조절되게 된다. 반면 인장의 변화가 Rv나 Vt의 변화에 기인하는 경우에는 모우터 회전속도(S2)가 변하지 않고 다른 압연조절인자가 필요함을 지시하는 메시지가 화면에 표시된다. 전술한 다른 압연인자로는 예를들면 제1블록이나 중간 압연기에 있는 로울러의 부분 조정수단을 포함한다. 전술한 바에 의하면 핀치로울러 구동모우터(M3)의 회전속도(S3)가 제1블록(B1)과 제2블록(B2) 사이의 압연조건에 유효하고 귀중한 정보를 제공하고 있음을 알 수 있다. 특히 제품의 실질적인 속도를 나타내는 회전속도(R3)의 값은 제품이 제2블록에도 하기 전에 제2블록 구동모우터(M2)의 회전속도(S2)를 조정하는데도 이용된다. 이러한 선행 작업은 모우터 회전속도(S1), (S2)가 위험할 정도로 잘 맞지 않는 작업 조건상태에서 제1블록으로부터 나온 제품이 제2블록으로 들어가는 경우에 일어날 수 있는 문제점을 제거하여 준다. 또한(S3)의 값은 제1블록(B1)으로부터 나오는 제품의 단위 시간당 부피(V/t)를 계산하기 위한 정확한 기초자료를 제공한다. 그 결과 두 블록의 모우터 속도를 잘못 고정시키므로서 두 블록간의 인장율이 허용 범위를 벗어나도록 하는 원인을 확인할 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. 봉강을 제1구동모우터(M1)에 의하여 구동되는 제1블록(B1)에서 중간 가공제품으로 열간 압연하고 제2구동모우터(M2)에 의하여 구동되는 제2블록(B2)에서 완성된 제품으로 압연하기 전에 중간제품을 냉각하도록 된 봉강 압연기에서 제품이 두 블록에 연속적으로 압연되는 동안 제품의 블록간 인장을 허용 가능 레벨로 유지하기 위하여 제2구동모우터 작업속도(S2)를 조절하는 방법에 있어서, 전술한 방법이 a)중간 완성된 제품을 제1 및 제2블록(B1)(B2) 사이에 설치된 제3모우터(M3)에 의하여 구동되는 핀치로울로(PR)를 통과시키는 공정 ; b)제품의 선단이 전술한 핀치로울러(PR)에서 나와 제2블록(B2)으로 들어가기전의 제로인장 상태에 있는 동안 S1=제1모우터(M1)의 회전속도 ; S3=제3모우터(M3)의 회전속도 ; Ae=제1블록(B1)에 들어가는 제품의 단면적 ; Ax=제1블록(B1)에서 나오는 제품의 단면적을 측정하는 공정 ; c)제1 및 제2블럭 사이에 걸쳐 있는 연속압연 중의 제품에 허용 가능한 인장력이 나타나도록 하기 위하여 제3의 모우터(M3)의 회전속도(S3)를 기초로하여 제품의 선단이 제2블록으로 들어가기 전에 제2모우터의 회전속도(S2)를 조절하는 공정 ; d)전기한 S1,S3, Ae, Ax의 측정을 기초로 하여 e=(Ae)÷(Ax)=제1블록에서의 전체신장율 ; Rv=(S1)÷(S3)=제1블록의 구동모우터 속도와 핀치로울러의 구동모우터 속도의 비 ; V/t=(Ax)×(S3)=제1블록으로부터 나오는 제품의 단위 시간당 부피를 계산하고 기억시키는 공정 ; e)제품이 제2블록(B2)으로들어간 다음 S1, S2, S3, Ae, Ax를 재차 측정하고, 재측정를 근거로 하여 e, Rv 및 V/t의 값을 재차 계산하는 공정 ; f)처음에 기억된 e값과 재차 계산된 e값 사이에 허용할 수 없는 변화가 있는지를 결정하는 공정 ; g)허용할 수 없는 변화가 있고 그 변화가 두 블록 사이에 있는 제품에 가하여진 인장력에 기인하는 것이고 Rv나 V/t에 기인하는 것이 아닌 경우 두블록 간에 있는 제품의 인장력을 보정하므로서 재측정한 e값이 기어된 e값에 대한 허용 범위 내에 들도록 제2모우터의 회전속도(S2)를 조절하는 공정으로 구성된 압연기의 제품인장 조절방법.
  2. 청구범위 1항에서, (b)공정이 제품선단이 제2블록(B2)으로 들어가기 전의 제로인장 상태에 있는 동안에 제2모우터(M2)의 회전속도(S2)를 측정하는 공정을 포함하고 (C)공정이 측정된 회전속도(S2)를 제3모우터(M3)의 회전속도(S3)와 비교하는 공정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
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