KR950010214B1 - 가역식 젠지미어 압연기의 패스 압하율 설정방법 - Google Patents

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Description

가역식 젠지미어 압연기의 패스 압하율 설정방법

제1도는 본 발명에 따라 가역식 젠지미어 압연기의 패스 압하율을 설정하는 과정을 나타내는 순서도.

본 발명은 가역식 젠지미어 압연기에서 스테인레스 강판을 냉간압연하는 경우 패스 압하율스케쥴의 설정방법에 관한 것이다.

종래, 젠지미어 압연기를 이용하여 스테인레스 강판을 냉간압연하는 경우, 패스 스케쥴의 설정은 강종 및 압연조건별로 각 패스별 압하율을 테이블화하여 저장해두고 필요에 따라 해당되는 패스 스케쥴을 찾아 재사용하는 테이블룩업(Table-Look Up)방식이나 작업자의 경험을 이용하여 패스 스케쥴을 작성하는 방법이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 스테인레스의 강종이 다양하고 열연판의 두께 및 냉연 목표두께, 판폭등의 종류가 광범위하기 때문에 패스 스케쥴용 테이블의 수가 많아져 관리가 복잡하고, 조업을 위해 적정 패스 스케쥴을 결정하기 위해 각 테이블별로 압연의 적정성 유무를 판단하기 위해 실험이 필요하며 패스 스케쥴 변경시 일관되게 조정할 수 없는 문제점이 있었다. 또한 예상되는 열연코일과의 실제 투입된 열연코일의 두께가 달라지면 현재 보유하고 있던 패스 스케쥴 테이블을 사용할 수 없게 되고 다시 새로운 테이블을 만들어야 하기 때문에 작업성이 하락하고 작업자간의 설정편차가 발생하는 문제점이 있었다.

압연시 패스 스케쥴을 설정하는 방법에 대해서는 탄뎀(Tandem) 압연기에 있어서 압연 패스 스케쥴 계산방법이(일본국 특허공보 소 63-42523)에 제시되어 있으나, 이 방법은 고정된 압연기 스탠드 수에 대해서 압연하중 및 압연동력등의 한계치를 기준으로 하여 생산성 향상을 목적으로 하는 반면, 젠지미어 압연기 이용 스테인레스 강판을 냉간압연하는 경우에는 생산성 및 작업성 뿐만 아니라 제품의 표면품질이 매우 중요한 요소이기 때문에 기존의 방법을 직접 적용하는 데는 문제가 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 강종, 열연코일 두께, 냉연 목표두께에 따라 제1패스의 압하량 제한치, 제1패스의 압하율 제한치, 압연하중 제한치, 제2패스 이하의 평균 압하율 제한치 제2패스 이하의 패스별 압하율 분포비를 제어할 수 있는 파라미터를 압연품질 및 작업성 등을 기준으로 지정하여, 가역식 젠지미어 압연기의 패스 압하율을 효과적으로 설정하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 가역식 젠지미어 압연기에서 냉간압연할 때 패스 압하율을 설정하는 방법에 있어서, 소재의 강종, 판두께(ho), 목표두께(hf), 소재의 판폭(W), 작업롤의 직경(D), 압연장력(σ)등의 압연조건과 각 제한치 및 압하율 파라미터를 입력하는 단계 ; 압연작업경험을 통해 얻어진 제1패스 압하량 제한치(h'(1))와 제1패스 압하율 제한치(R'(1))를 부여하여 두값중에서 작은 쪽을 기준으로 제1패스 임시 압하율(Rt(1))을 결정하는 단계 ; 제2패스 이하의 압연패스수(N(2-))를 하기식(3)에 의해 결정하는 단계 ;

(여기서, Rm'(2-) : 제2패스이하의 평균 압하율 제한치)

상기 제1패스 임시 압하율(Rt(1))을 하기 식(4)에 대입하여 제1패스 압하율(R(1))을 확정하는 단계 ;

(여기서, Rm(2-) : 제2패스 이하의 평균 압하율)

제2패스 이하에서의 i패스의 압하율(R(i))을 하기 식(5)에 의해 구하는 단계 ;

R(i)=Rm(i-)ㆍαt (5)

(여기서, αt : 제2패스 이하의 압하율 분포 조정 파라미터)

상기에서 구한 i패스의 압하율(R(i))을 하기식(1)에 대입하여 i패스의 압연하중(F(i))을 구하는 단계 ;

F(i)=f(hi-1, hi, σi-1, σi, W, Ri, μ, D, …) (1)

(여기서, hi-1 : i패스의 입측두께, hi : i패스의 출측두께, σi1 : i패스의 입측 장력, σi : i패스의 출측장력 μ : 작업롤과 압연판사이의 마찰계수, D : 작업롤의 직경)

상기에서 구한 i패스의 압연하중(F(i))과 압연하중 제한치(F')를 비교하는 단계 ; i패스의 압연하중(F(i))이 압연하중 제한치(F')보다 적은 경우에는 상기 i패스의 압하율(R(i)) 을 압연시의 압하율로 설정하고, i패스의 압연하중(F(i))이 압연하중 제한치(F')보다 큰 경우에는 압연패스 수를 1패스 증가시켜 다시 제1패스 압하율(R(1))을 확정하고 상기와 같은 방법으로 제2패스 이하에서의 i패스의 압하율(R(i)) 및 i패스의 압연하중(F(i))을 구한다음, 압연하중 제한치(F')와 비교하는 과정을 되풀이하여 i패스의 압하율을 설정하는 단계를 포함하여 구성되는 가역식 젠지미어 압연기의 패스 압하율 설정방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

일반적으로 압연이론에 의해 압하력의 계산은 하기식(1)과 같이되고,

F(i)=f(hi-1, hi, σi-1, σi, W, Ri, μ, D, …) (1)

(여기서, F(i) : i패스 압연하중 계산치, hi-1 : 1패스의 입측두께, hi : i패스의 출측두께, σi-1 : i패스의 입측장력, σi : i패스의 출측장력, W : 판폭, Ri : i패스의 압하율, μ : 작업롤과 압연판사이의 마찰계수, D : 작업롤의 직경)

n패스 압연시 초기 압연판 두께를 ho, 목표 냉연판 두께를 hf로 하면 평균 압하율은 다음의 식(2)로 표시될 수 있다.

이하, 압연강종, 열연코일 두께, 냉연 목표두께에 따라 각 제한치 및 패스별 압하율 분포비 등을 제어할 수 있는 파라미터의 결정 방법에 대해 설명한다.

젠지미어 압연기를 이용하여 스테인레스 냉연강판을 압연하는 경우, 제1패스의 압하율 결정시 압연하중 제한치(F')를 기준으로 하면 상당히 높은 압하율을 부여할 수 있다. 그러나 압하량이 너무 크면 압연기 작업롤의 직경이 작기 때문에 작업롤과 스트립사이에서 슬립 발생의 위험이 높아 표면 품질에 악영향을 미칠 가능성이 크다. 따라서, 압하량 제한치 h'(1)의 값을 작업경험을 통해 강종별로 강종 및 사이즈별로 부여하여, 이 제한치 이하에서 제1패스의 패스 결정될 수 있도록 하였다.

이렇게 하여 결정된 압하량 제한치는 소재가 두꺼운 경우에는 적용되지만 박물인 경우에는 이 값을 적용할 경우 압하율이 너무 커져 문제가 된다. 따라서, 압하량 제한치만으로 제1패스의 압하율을 결정할 수 없게 되어, 제1패스 압하율을 조절할 수 있는 압하율 제한치(R'(1))을 강종 및 압연판 사이즈별로 설정하였는데, 생산성 향상을 위해 작업경험에 따라 작업성 및 스트립의 표면상태등을 고려하여 제품에 문제발생이 없는한 큰 값을 선택하도록 한다.

이상과 같이 제1패스 압하량 제한치(h'(1))와 제1패스 압하율 제한치(R(i))를 부여하여, 두 값중에서 작은 쪽을 기준으로 제1패스 압하율(Rt(1))를 임시적으로 결정하여 둔다.

또한, 제2패스 이하의 압연패스 수(N(2-1))를 결정하기 위해, 제2패스부터 마지막 패스까지의 평균압하율 제한치(Rm'(2'))를 강종 및 압연판 사이즈별로 부여할 수 있도록 한다.

제2패스 이하의 압연 패스 수는 하기의 식(3)에 의해 결정한다.

여기서 결정된 N(2-)는 소수점 이하의 값을 가질 수 있는데, 이 경우는 올림을 한다.

식(3)에 의해 제2패스 이하의 패스수가 결정되면 제2패스 이하의 평균 압하율 Rm(2-)는, 제2패스 입측두께(h1)과 제2패스 이후의 패스 수(N(2-))에 의해 상기 식(2)를 이용 결정될 수 있다. 제2패스 이후의 평균 압하율 Rm(2-)가 정해지면, 임시적으로 결정해 두었던 제1패스 압하율(Rt(1))을 제2패스 이후의 평균 압하율(Rm(2-))과 제2패스부터 마지막 패스까지의 평균 압하율 제한치(Rm'(2-))와의 비율에 따라 변하도록 보정한다.

이와 같이 제1패스의 압하율을 보정하는 이유는, 제1패스의 압하율(R(1))이 제1패스 압하량 제한치(h'(1)) 또는 제1패스 압하율 제한치(R'(1))에 의해 결정되고, 제2패스 이하의 압하율이 하기에 설명하는 제2패스 이하의 평균 압하율(Rm(2-)) 및 제2패스 이하 압하율 분포 조정 파라미터(αt)에 의해 결정되는데, 제2패스 이하의 평균 압하율 계산치(Rm(2-))와 제2패스 이하의 평균 압하율 제한치(Rm'(2-))와의 차이 만큼을 제1패스에 있어서도 보정을 가하여 스케쥴 작성에 있어서 각 제한치에 대한 패스별 균형을 유지하기 위한 것이다.

상기 식(4)에 의해 제1패스 압하율 R(1)이 확정되면, 제1패스 출측두께(h(1))를 구할 수 있고, 상기 식(2)에 의해 제2패스 이하의 평균 압하율(Rm(2-))을 새롭게 결정할 수 있다.

제2패스 이하의 압하율은 다음식과 같이 제2패스 이하 압하율 분포 조정 파라미터 αt와 제2패스 이하의 평균 압하율 Rm(2-)에 의해 조정할 수 있도록 하였는데, 이 조정 파라미터 αt는 강종, 압연판 사이즈 별로 작업경험을 통해 결정한다. 제2패스의 압하율은 i를 패스 번호로 표시하여 다음식에 의해 결정되도록 한다.

R(i)=Rm(i-)ㆍαt (5)

제3패스의 압하율 결정은 제2패스의 경우와 마찬가지로 제3패스 이하의 평균 압하율을 제2패스 출측두께(h(2)) 및 제3패스 이하의 패스수(N(3-))를 이용 Rm(3-)을 구하고, 상기 식(5)를 이용하여 압하율이 결정될 수 있도록 한다. 이상과 같은 방법을 이용 마지막 패스까지 압하율을 결정할 수 있다.

각종 제한치 및 조정 파라미터들이 작업 경험을 중심으로 결정되기 때문에 본 발명에 의한 방법으로 작성된 패스 스케쥴에 있어서 각 패스의 압연하중 계산치가 압연하중 제한치(F')를 초과하는 경우는 드물지만, 각 패스의 압연하중을 계산하고 이 계산치가 압연하중 제한치(F')를 초과하는 경우에는 상기 식(3)에 의해 계산된 제2패스 이하의 압연 패스수(N(2-))에 1패스를 추가하여 패스 스케쥴을 재작성하도록 한다.

이하, 본 발명에 있어 패스 압하율 결정순서를 제1도를 통해 상세히 설명한다.

제1도에 나타난 바와 같이, 먼저, 소재의 강종, 판두께 ho, 목표두께 hi, 소재의 판폭 W, 작업롤의 직경 D, 압연장력등의 압연조건과 각 제한치 및 압하율 파라미터 등을 읽어들인다(스텝 S1). 다음에, 제1패스 압하량 제한치와 제1패스 압하율 제한치를 이용 Rt(1)를 결정하고(스텝 S2), 제2패스 이하의 압연패스수 N(2-1)를 상기 식(3)에 의해 결정하며(스텝 S3), 상기 식(4)를 이용 제1패스의 압하율(R(1))을 결정시킨다(스텝 S4).

또한 상기 식(5)를 이용하여 제2패스 이하의 압하율(R(i))을 결정한다. (스텝 S5), 결정된 각 압하율을 이용 각 패스별로 압연하중(hi)을 하기 식(1)을 이용하여 예측하고 이 값들을 압연하중 제한치 F'과 비교한다(스텝 S6), 만약에 계산 압연하중이 압연하중 제한치 F'보다 크게 되면 압연패스수를 1패스 증가시켜(스텝 S7) 다시 스텝 S4부터 재계산하게 된다.

상기 식(1)에 의해 계산된 각 패스별 압연하중(F(i))이 압연하중 제한치(F')에 비하여 적은 경우에는 스텝 5에서 결정된 압하율(R(i))을 압연시 압하율로 설정하게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표1 및 표2에 제시되어 있는 데이타에 기초하여 본 발명에 따라 압연기 패스 압하율(스케쥴)을 결정하고, 그 결과를 하기 표3에 나타내었다.

[표 1]

계산조건(STS3047)

[표 2]

제2패스 이하의 압하율 조정 파라미터(STS304, 출측두께 3.0mm이하)

[표 3]

패스 스케쥴 계산결과

상기에서 알 수 있는 바와 같이, 제1패스 압하에서 표면품질 또는 압연형상 등에 대한 문제가 발생할 경우에는 제1패스 압하량 제한치 h'(1), 제1패스 압하율 제한치R'(1) 또는 압연하중 제한치 F'등을 변화시킴으로써 간편하게 조정이 가능하고 제2패스 이하에서 품질등에 대한 문제가 발생할 경우에는 제2패스 이하의 평균 압하율 제한치 Rm(2-), 제2패스 이하 압하율 분포 조정 파라미터 αt 또는 압연하중 제한치 F'등을 조정할 수 있다. 또한, 모든 강종, 사이즈에 대해 계산이 가능하며 약간의 조업 시험에 의해 양호한 스케쥴 설정이 가능하고 프로그램화하여 컴퓨터에 의한 계산도 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 강종, 사이즈에 관계없이 패스 압하율(스케쥴)을 작성할 수 있어 작업자 간의 조업조건 설정편차를 줄일 수 있고 패스 스케쥴 작성시간을 단축할 수 있으며, 제품의 품질과 생산성 향상을 위해 가역식 젠지미어 압연기의 패스 스케쥴 설정에 효율적으로 사용될 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 가역식 젠지미어 압연기에서 냉간압연할 때 패스 압하율을 설정하는 방법에 있어서, 소재의 강종, 판두께(ho), 목표두께(hf), 소재의 판폭(W), 작업롤의 직경(D), 압연장력(σ)등의 압연조건과 각 제한치 및 압하율 파라미터를 입력하는 단계 ; 압연작업경험을 통해 얻어진 제1패스 압하량 제한치(h'(1))와 제1패스 압하율 제한치(R'(1))를 부여하여 두값중에서 작은 쪽을 기준으로 제1패스 임시 압하율(Rt(1))을 결정하는 단계 ; 제2패스 이하의 압연패스수(N(2-))를 하기식(3)에 의해 결정하는 단계 ;

   (여기서, Rm'(2-) : 제2패스 이하의 평균 압하율 제한치)

   상기 제1패스 임시 압하율(Rt(1))을 하기식(4)에 대입하여 제1패스 압하율(R(1))을 확정하는 단계 ;

   (여기서, Rm(2-) : 제2패스 이하의 평균 압하율)

   제2패스 이하에서의 i패스의 압하율(R(i))을 하기식(5)에 의해 구하는 단계 ;

   R(i)=Rm(i-)ㆍαt (5)

   (여기서, αt : 제2패스 이하의 압하율 분포조정 파라미터)

   상기에서 구한 i패스의 압하율(R(i))을 하기식(1)에 대입하여 i패스의 압연하중(F(i))을 구하는 단계 ;

   F(i)=f(hi-1, hi, σi-1, σi, W, Ri, μ, D, …) (1)

   (여기서, hi-1 : i패스의 입측두께, hi : i패스의 출측두께, σi-1 : i패스의 입측 장력, σi : i패스의 출측장력 μ : 작업롤과 압연판사이의 마찰계수, D : 작업롤의 직경)

   상기에서 구한 i패스의 압연하중(F(i))과 압연하중 제한치(F')를 비교하는 단계 ; i패스의 압연하중(F(i))이 압연하중 제한치(F')보다 적은 경우에는 상기 i패스의 압하율(R(i))을 압연시의 압하율로 설정하고, i패스의 압연하중(F(i))이 압연하중 제한치(F')보다 큰 경우에는 압연패스 수를 1패스 증가시켜 다시 제1패스 압하율(R(1))을 확정하고, 상기와 같은 방법으로 제2패스 이하에서의 i패스의 압하율(R(i)) 및 i패스의 압연하중(F(i))을 구한다음, 압연하중 제한치(F')와 비교하는 과정을 되풀이하여 i패스의 압하율을 설정하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가역식 젠지미어 압연기의 패스 압하율 설정방법.