KR950010602B1 - 연속냉간압연기에서 극박재의 형상제어방법 - Google Patents

연속냉간압연기에서 극박재의 형상제어방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

연속냉간압연기에서 극박재의 형상제어방법
제1도 : 종래와 본 발명의 형상제어 로직(Logic).
제2도 : 압연기의 롤 구성 및 작업롤의 벤더 장치.
제3도 : 형상 측정 장치에 의해 측정된 각가지 형상 형태도.
제4도 : 작업롤 벤더의 작용에 따른 판 단면 모양과 형상과의 관계도.
제5도 : 종래의 극박재 형상제어에 의한 실형상 형태 변화도.
제6도 : 본 발명의 극박재 형상제어에 의한 실형상 형태변화도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 형상검출기 2 : 연산장치
3 : 압연제어장치 4 : 롤 벤더 제어장치
5 : 냉각제어장치 6 : 제1연상장치
7 : 2번 스텐드 롤 벤더 제어장치 8 : 3번 스텐드 롤 벤더 제어장치
9 : 작업롤 10 : 중간롤
11 : 보강롤
본 발명은 연속냉간압연기에서 극박재(압연 출측두께 : 0.3-0.4mm) 혹은 초극박재(압연출축두께 : 0.18~0.29mm)를 냉간압연시 발생되는 판에지(Edge) 부분의 엣지 웨이브(Edge Wave)의 발생을 방지하기 위한 연속냉간압연기에서 극박재의 형상을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연속냉간압연기에 있어서, 압연재의 형상제어 방법은 최종 스텐드 출측에 압연재의 폭방향 단면형상 및 평면형상을 검출하는 형상검출기를 설치하고, 이 검출값들을 기본으로 최종 스텐드에 구비된 압하 레벨링(Levelling)과 작업롤 벤더(Bender)장치, 중간롤 벤드, 중간롤 이송, 존(Zone)냉각 장치등을 제어하여 압연재의 형상을 양호하게 유지시키는 방법이다.
상기한 압연재의 형상제어방법이 제시되어 있는 대표적인 문헌으로 Anders Carlstedt 등의 Automatic Flatness Control for Cold Rolling Mill)을 들 수 있다.
현재 주로 이용되고 있는 연속냉간 압연기의 형상제어방법으로는 일본 특개평 1-306007호에 제시되어 있는 방법을 들 수 있는데, 이 방법은 마지막 스텐드의 출측의 형상측정장치에 의해 강판의 형상을 측정하고 이 값을 인식한 제어 연산장치에 의해 마지막 스텐드의 형상 제어단인 중간롤 위치, 작업롤 위치, 작업롤 및 중간롤 벤더 및 스텐드 위치 조정장치에 의해 형상의 제어량이 결정되어 계속적인 후방제어 방식으로 이루어져 있다. 따라서, 엣지부의 극단에 발생되는 단파장의 엣지-웨이브의 제어는 마지막 스텐드로는 불가능하고 자동으로 제어하려면 W형의 복합파가 발생하게 된다.
본 발명은 연속냉간압연기에서 전단 스텐드의 벤더력을 일정량 낮추므로써, 두번째 및 세번쩨 스텐드의 출측은 엣지 웨이브가 발생되더라도 마지막 스텐드출측에서는 플래트(Flat)한 판의 형상을 얻을 수 있는 연속냉간 압연기에서 극박재 형상제어 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다수개의 롤 스텐드를 구비하고 있는 연속냉간 압연기에 형상검출기, 연산장치, 압하제어장치, 롤 벤더장치 및 냉각제어장치를 포함하여 극박재의 형상을 제어하는 방법에 있어서, 상기 형상 검출기에서 검출된 평탄도를 받아 상기 롤 스텐드중 2번 및 3번 스텐드의 작업롤 벤더력 수정량을 연산하는 제2연산장치 및 제2연산장치로부터 받은 벤더력 수정량 만큼 2번 및 3번 스텐드의 작업롤의 벤더력을 각각 제어하는 2번 및 3번 스텐드롤 벤더 제어장치를 구비시키고 ; 상기 제2연산 장치에서 상기 형상 검출기에서 검출된 평탄도값을 받아 하기 식(1)에 의해 극박재의 실측 평탄도(Ⅰ)와 목표 평탄도(Ⅰ)의 차(△Ⅰ)를 구한 다음, 상기 평탄도 차(△Ⅰ)를 하기식(2)에 대입하여 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량(△Fw)을 구하는 단계 ;
△Ⅰ = Ⅰ-Ⅰ …………………………………………………………………(1)
(여기서, Ⅰ : 극박재 목표 평탄도, Ⅰ : 극박재 실측평탄도)
△Fw = A × △Ⅰ ……………………………………………………………(2)
(여기서, △Fw : 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정령, A : 상수값으로 압연하중, 판폭, 판두께, 강종 압연롤경의 층별로 주어짐)
상기와 같이 구한 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량을 각각 2번 및 3번 스텐드롤 벤더 제어장치로 보내어 2번 및 3번 스텐드의 작업롤의 벤더를 각각 제어하는 단계 : 및 Ⅰ(극박재 실측 평탄도)＜Ⅰ(극박재 목표 평탄도)를 만족할 때까지 상기 단계들을 반복 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 연속 냉간압연기에서 극박재 형상 제어방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
현재 연속냉간압연기의 형상제어 방법은 제1도의 (a)와 같이 제어장치중에서 출측의 형상 검출기(1)에서 형상을 검출하고, 이 값들을 연산장치(2)에서 형상현황을 인식하여 형상을 평가하며, 제3도에서와 같이 4차 함수로 근사하며, 항상 중앙(Center)이 영으로 할때 제3도 (a)와 같이 엣지폭이 (+)방향 일때는 엣지 웨이브(Edge Wave), (b)와 같이 (-)방향일 때에는 중파(Center Wave)로 나타내며, (c)의 경우에는 M형의 파형이며, (d)는 W형의 중파와 양파가 공존하는 복합파로 평가된다.
실형상에서 목표판 형상을 만들기 위하여, 제2도에 나타난 바와같이 마지막 스텐드의 형상제어 단인 중간롤(10)위치, 작업롤(9), 및 중간롤 벤더, 그리고 스텐드의 위치 조정장치로 미소제어량을 결정하여 제어하는 방법을 주로 채택하고 있다.
이 방법으로 제4도와 같이 작업롤 벤더력을 감소시키면 엣지 웨이브가 발생되고 반대로 증가시키면 중파가 발생되는 형상제어가 중후물재 이상에서는 가능하지만, 극박재와 초극박재는 전압하율이 85%이상이며, 이에따라 마지막 스텐드에서는 소재가 가공경화를 받게되어 압연하중이 크게된다.
압연하중이 크면 롤 편평 변형량이 크게 되고 이에따라 극단파장의 엣지웨이브가 발생되고 이를 해소시키기 위해 제4도에서와 같이 벤더력을 증가시키면 극단파의 엣지 웨이브는 감소되지 않고 센터웨이브와 W형의 웨이브가 동시에 발생되고, 제5도에서와 같이, 제어를 하면 할수록 센터 웨이브로 진행되고 엣지 웨이브의 단파장은 거의 해소가 되지 않는다.
이를 해소하기 위하여, 본 발명에서는 제1도의 (a)와 같이 마지막 스텐드의 형상 검출기의 형상 검출값을 연산장치에서 인식하고 2번과 3번 스텐드에서 제1도(b)와 같은 제어 로직(logic)으로 제2도와 같이 작업롤 벤더를 제어하여 전단 스텐드의 엣지부의 압하량을 증가시키므로 마지막 스텐드의 압하량을 감소시켜 엣지부의 압하에 따른 길이방향의 연신량을 감소시켜 초극박재의 엣지부의 극단파의 웨이브를 감소시키게 된다.
본 발명에 따라 연속냉간압연기에서 극박재의 형상을 제어하기 위해서는 제1도(b)에 나타난 바와같이, 제1도(a)에 나타난 종래의 제어시스템 즉, 형상검출기(1), 연산장치(2), 압하제어장치(3), 롤벤더 제어장치(4), 및 냉각제어장치(5)이외에, 상기 형상 검출기(1)에서 검출된 평탄도를 받아 상기 롤 스텐드 중 2번 및 3번 스텐드의 작업롤 벤더력 수정량을 연산하는 제2연산장치(6), 및 제2연산장치(6)로부터 받은 벤더력 수정량 만큼 2번 및 3번 스텐드의 작업롤(9)(제2도)의 벤더력을 각각 제어하는 2번 및 3번 스텐드 롤벤더 제어장치(7) 및 (8)을 추가로 구비하여야 한다.
이하, 본 발명의 제1연산장치에서 극박재 및 초극박재 압연시의 연산방법 및 2번 3번 스텐드의 작업롤 벤더력 수정량(△Fw)을 결정하는 방법에 대하여 설명한다.
극박재 압연시에 형상검출기(1)에서 평탄도를 검출하고, 검출된 평탄도값을 제1연산장치(6)에 보내고 이 제1연산장치(60에서 하기식(1)과 같이 극박재의 실측 평탄도(Ⅰ)와 목표 평탄도(Ⅰ)의 차(△Ⅰ)를 구한 다음, 상기 평탄도 차(△Ⅰ)를 하기식(2)에 대입하여 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량(△Fw)을 구한다.
△Ⅰ = Ⅰ - Ⅰ*……………………………………………………………………(1)
△Fw = A × △Ⅰ ………………………………………………………………(2)
상기와 같이 구한 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량을 각각 2번 및 3번 스텐드 롤 벤더 제어장치(7) 및 (8)로 보내어 2번 및 3번 스텐드의 작업롤의 벤더를 각각 제어한다.
첫번째 벤더제어의 수정량으로 극박재 목표 평탄도 이내로 되지 않으면 상기 과정을 반복하여 수행한다.
즉, 극판재 실측 평탄도(Ⅰ)＜극박재 목표 평탄재(Ⅰ*)될때까지 반복하여 수행하고, Ⅰ＞Ⅰ*될때 다시 벤더 제어 수정량을 제어장치에 값을 내려 제어를 수행하게 된다.
통상, 연속 냉간 압연기에서 1번 스텐드는 판꼬임의 발생을 방지하기 위하여 제2도의 작업롤 벤더력을 증대시켜 엣지부의 압연량을 줄여서 웨지(Wedge)가 큰 소재와 판이 압연기 중심에서 압연되지 안는 비대칭 압연인 경우 발생되는 꼬임의 발생을 방지하는 역활을 부여한다.
따라서, 본 발명에서는 판꼬임현상이 발생할 수 있기 때문에 1번 스텐드를 제어하지 않았다.
또한, 2, 3번 스텐드를 제외한 나머지(4, 5…) 스텐드는 엣지부 웨이브에 영향을 주지 않으므로 본 발명에서는 제어하지 않았다.
따라서, 본 발명에서는 엣지부 웨이브에 가장 영향이 많은 2, 3번 스텐드를 제어하게 된 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
본 발명법과 종래방법을 현장 적용하고 실형상형태 변화를 측정하고, 그 결과를, 종래방법의 경우에는 제5도에, 본 발명법의 경우에는 제6도에 나타내었다.
제5도에 나타난 바와같이, 엣지 웨이브 및 센터 웨이브가 공존하는 W형의 복합파가 발생하게 됨을 알 수 있다. 즉, 마지막 스텐드 만으로 제어를 수행하여 엣지부의 평탄도 개선을 위해 △Ⅰ1(첫번째 제어량에 의한 형상변화량) 및 △Ⅰ2(두번째 제어량에 의한 형상의 변화량)을 제어하더라도 W형의 복합파는 그대로 존재함을 알 수 있다.
한편, 제6도에 나타난 바와같이, 본 발명법의 경우에는 단순엣지 웨이브가 되며, △Ⅰ1, △Ⅰ2로 제어하여 목표 평탄도인 거의 플래트(flat)한 형상을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 마지막 스텐드의 형상제어기능의 형상 검출값을 연산장치에서 인식하고 두번째와 세번째 스텐드에서 작업롤 벤더를 제어하여 전단 스텐드의 엣지부의 압하량을 증가시킴으로써, 마지막 스텐드의 압하량을 감소시켜 엣지부의 압하에 따른 길이 방향의 연신량을 감소시켜 초극박재의 엣지부의 극단파의 웨이브를 감소시키는 방법으로 이 방법을 현장에 적용시키기는 경우 아주 양호한 판형상을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 다수개의 롤 스텐드를 구비하고, 있는 연속냉간압연기에 형상 검출기, 연산장치, 압하제어장치, 롤 벤더장치 및 냉각제어장치를 포함하여 극박재의 형상을 제어하는 방법에 있어서, 상기 형상검출기에서 검출된 평탄도를 받아 상기 롤 스텐드 중 2번 및 3번 스텐드의 작업롤 벤더력 수정량을 연산하는 제2연산 장치 및 제2연산장치로부터 받은 벤더력 수정량 만큼 2번 및 3번 스텐드롤 벤더 제어장치를 구비시키고 ; 상기 제2연산장치에서 싱기 형상 검출기에서 검출된 평탄도값을 받아 하기 식(Ⅰ)에 의해 극박재의 실측 평탄도(Ⅰ)와 목표 평탄도(Ⅰ*)의 차(△Ⅰ)를 구한 다음, 상기 평탄도 차(△Ⅰ)를 하기식(2)에 대입하여 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량(△Fw)을 구하는 단계 ;
    △Ⅰ = Ⅰ - Ⅰ*……………………………………………………………………(1)
    (여기서, Ⅰ*: 극박재 목표 평탄도, Ⅰ : 극박재 실측평탄도)
    △Fw = A × △Ⅰ ………………………………………………………………(2)
    (여기서, △Fw : 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량, A : 상수값으로 압연하중, 판폭, 판두께, 강종 압연롤경의 층별로 주어짐)
    상기와 같이 구한 2번 및 3번 작업롤 벤더력 수정량을 각각 2번 및 3번 스텐드를 벤더 제어장치로 보내어 2번 및 3번 스텐드의 작업롤의 벤더를 각각 제어하는 단계 ; 및
    Ⅰ (극박재 실추 평탄도) ＜ Ⅰ*(극박재 목표 평탄도)
    를 만족할 때까지 상기 단계들을 반복 수행하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연속냉간압연기에서 극박재 형상 제어방법.
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