WO2014003273A1 - 냉각장치의 에지마스크 제어방법 - Google Patents

냉각장치의 에지마스크 제어방법 Download PDF

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temperature
rolled coil
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김형진
송혁진
윤일성
임준석
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Hyundai Steel Co
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Hyundai Steel Co
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
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    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an edge mask of a cooling device, and more particularly, by adjusting the number and depth of driving of the edge mask according to the widthwise temperature of the hot rolled coil and the feed rate of the hot rolled coil measured at the inlet side of the cooling device.
  • General steel manufacturing consists of a steelmaking process to produce molten iron, a steelmaking process to remove impurities from molten iron, a regeneration process to transform liquid iron into a solid, and a rolling process to make iron into steel or wire.
  • the slab supplied from the continuous casting machine of the steelmaking process is charged into a heating furnace, reheated to a temperature suitable for rolling (1200 to 1300 ° C), extracted, and then subjected to rolling and thickness rolling through a rough rolling mill.
  • the final rolling is carried out to produce a strip having a desired thickness, wound by a winding machine, and rolled into a rolled coil in the form of a roll.
  • the present invention is an edge mask control method of a cooling apparatus to have a uniform widthwise temperature distribution by adjusting the number and depth of driving the edge mask according to the width direction temperature of the hot rolled coil measured at the inlet side of the cooling device and the feed speed of the hot rolled coil.
  • the purpose is to provide.
  • a method for controlling an edge mask of a cooling apparatus including: receiving, by a controller, an input side width direction temperature of a hot rolled coil measured at an entrance of a cooling apparatus; Receiving, by the controller, information on the hot rolled coil and the feed rate from the upper controller; Adjusting the edge mask pattern by changing the number and depth of driving of the edge mask so that the width direction temperature is uniform while calculating the width direction temperature based on the edge mask pattern and the feed rate set according to the information on the hot rolled coil; And driving the edge mask according to the edge mask pattern when the calculated width direction temperature is uniform.
  • the information on the hot rolled coil in the present invention is characterized by including the steel grade, width and thickness of the hot rolled coil.
  • the width direction temperature is characterized by using the two-dimensional finite difference method for the thickness direction and the width direction.
  • the width direction temperature is characterized by calculating the entrance width direction temperature as the initial temperature.
  • control unit receives the exit width direction temperature of the hot rolled coil measured at the exit side of the cooling device; And adjusting and driving an edge mask of the final bank so that the width direction temperature is uniform based on the exit width direction temperature.
  • the hot rolled coil is controlled by controlling the number and depth of the edge mask according to the width direction temperature of the hot rolled coil measured at the inlet side of the cooling apparatus and the feed rate of the hot rolled coil to control the edge mask to have a uniform widthwise temperature distribution. It is possible to control the width direction of the coil, to produce a hot rolled coil of uniform material, and to produce a hot rolled coil of wave-free material.
  • the present invention compensates for the error in the width direction calculated by adjusting the edge mask of the final bank based on the width direction temperature of the hot rolled coil measured at the exit side of the cooling device to obtain a hot rolled coil having a uniform width in the temperature distribution To produce.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an edge mask control apparatus of a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 and 3 are views for explaining the edge masking state of the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an edge mask control method of a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph for explaining a driving state of the edge mask according to the feed rate of the hot rolled coil in the edge mask control method of the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an edge mask control apparatus of the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figures 2 and 3 are edge masking by the edge mask control apparatus of the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating a state.
  • an edge mask control apparatus of a cooling apparatus includes an entrance temperature measuring device 20, an exit temperature measuring device 30, a controller 40, and a mask driver 50. And a control device 10.
  • the entrance temperature measuring device 20 is installed at the entrance side of the cooling device 45 to measure the entrance side width direction temperature of the hot rolled coil 60 rolled by the finishing mill 15 and input to the cooling device 45.
  • the exit temperature measuring device 30 is installed at the exit side of the cooling device 45 and measures the exit width direction temperature of the hot rolled coil 60 wound around the winding machine 65 after cooling is performed in the cooling device 45.
  • the mask driver 50 moves the edge mask 55 in the width direction of the hot rolled coil 60 to adjust the amount of cooling water in the edge portion of the hot rolled coil 60 under the cooling header 70 shown in FIG. 3. To prevent overcooling of the edge portion of the hot rolled coil (60).
  • the controller 40 receives the input width direction temperature of the hot rolled coil 60 input from the temperature measuring instrument 20 and information about the hot rolled coil 60 input from the upper controller 10 and the feed rate. Width direction temperature after the edge mask pattern is adjusted by changing the number and depth of driving of the edge mask 55 so that the width direction temperature becomes uniform based on the edge mask pattern and the feed speed set according to the information on the coil 60. Calculate
  • the width direction temperature is calculated by making the entrance side width direction temperature into an initial temperature.
  • the mask driver 50 is operated according to the adjusted edge mask pattern.
  • control unit 40 receives the exit width direction temperature of the hot rolled coil 60 measured at the exit of the cooling device 45 from the exit temperature measuring device 30 to adjust the edge mask 55 of the final bank 75. This compensates for the error in the widthwise temperature distribution by the calculation to have a uniform widthwise temperature distribution.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an edge mask control method of a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 40 first measures the temperature of the mouth side width direction of the hot rolled coil 60 measured at the entrance side of the cooling apparatus 45 from the entrance temperature measuring instrument 20. It receives an input (S10).
  • control unit 40 receives the information and the feed rate for the hot rolled coil 60 from the upper control device 10 (S20).
  • the controller 40 calculates the widthwise temperature at the time of cooling according to the edge mask pattern set according to the information on the hot rolled coil 60 (S30). At this time, the width direction temperature is calculated by making the entrance side width direction temperature into an initial temperature.
  • width and thickness of the hot rolled coil 60 is set to set the edge mask pattern to set the width direction temperature.
  • the width direction temperature is calculated using a two-dimensional finite difference method (FDM) for the thickness direction and the width direction.
  • FDM finite difference method
  • the edge mask 55 is driven through the mask driver 50 according to the edge mask pattern (S40) (S60).
  • the edge mask pattern is adjusted to have a uniform width direction temperature by changing the number and depth of driving of the edge mask 55 according to the feed speed. (S50).
  • the edge mask 55 is driven according to the edge mask pattern, and when the width direction temperature is not uniform, the number and depth of driving of the edge mask 55 are changed and uniform.
  • the edge mask pattern is adjusted to have one widthwise temperature.
  • the exit width direction temperature of the hot rolled coil 60 measured at the exit of the cooling device 45 is received from the exit temperature measuring device 30 (S70).
  • FIG. 5 is a graph for explaining a driving state of the edge mask according to the feed rate of the hot rolled coil in the edge mask control method of the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the number of driving of the edge mask 55 is also changed according to the feed rate of the hot rolled coil 60 together with the amount of cooling water, and thus the center temperature of the exit side and the edge temperature are maintained the same. Can be seen.
  • the edge mask 55 according to the width direction temperature of the hot rolled coil 60 and the feed rate of the hot rolled coil 60 measured at the inlet side of the cooling device 45
  • the width direction of the hot-rolled coil 60 can be controlled to have a uniform width direction temperature distribution it is possible to control the width direction of the hot-rolled coil 60, can produce a hot-rolled coil 60 of a uniform material, wave-free It is possible to produce a hot rolled coil 60 of the material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

냉각장치의 에지마스크 제어방법
본 발명은 냉각장치의 에지마스크 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각장치의 입측에서 측정된 열연코일의 폭방향 온도와 열연코일의 이송속도에 따라 에지마스크의 구동개수와 깊이를 조절하여 균일한 폭방향 온도분포를 갖도록 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도로 재가열(1200 ~ 1300℃)하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭압연과 두께 압연을 실시하고, 사상압연기에서 최종압연을 실시하여 수요자가 원하는 두께를 갖는 스트립을 생산하여 권취기로 감아 두루마리 형태의 압연코일로 권취하는 일련의 공정으로 이루어진다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 10-1995-0016920호(1995.07.20.) "열연강판의 균일 냉각장치"가 있다.
본 발명은 냉각장치의 입측에서 측정된 열연코일의 폭방향 온도와 열연코일의 이송속도에 따라 에지마스크의 구동개수와 깊이를 조절하여 균일한 폭방향 온도분포를 갖도록 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어방법은 제어부가 냉각장치의 입측에서 측정된 열연코일의 입측 폭방향 온도를 입력받는 단계; 제어부가 상위제어장치로부터 열연코일에 대한 정보와 이송속도를 입력받는 단계; 열연코일에 대한 정보에 따라 설정한 에지마스크 패턴과 이송속도를 기반으로 폭방향 온도를 계산하면서 폭방향 온도가 균일하도록 에지마스크의 구동개수와 깊이를 변경하여 에지마스크 패턴을 조정하는 단계; 및 계산된 폭방향 온도가 균일할 경우 에지마스크 패턴에 따라 에지마스크를 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 열연코일에 대한 정보는 열연코일의 강종, 폭 및 두께를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 폭방향 온도는 두께방향과 폭방향에 대한 2차원 유한차분법을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 폭방향 온도는 입측 폭방향 온도를 초기 온도로 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부가 냉각장치의 출측에서 측정된 열연코일의 출측 폭방향 온도를 입력받는 단계; 및 출측 폭방향 온도를 기반으로 폭방향 온도가 균일하도록 최종 뱅크의 에지마스크를 조정하여 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 냉각장치의 입측에서 측정된 열연코일의 폭방향 온도와 열연코일의 이송속도에 따라 에지마스크의 구동개수와 깊이를 조절하여 균일한 폭방향 온도분포를 갖도록 에지마스크를 제어함으로써 열연코일의 폭방향 온도 제어가 가능하고, 균일한 재질의 열연코일을 생산할 수 있으며, 웨이브 없는 재질의 열연코일을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각장치의 출측에서 측정된 열연코일의 폭방향 온도를 기반으로 최종 뱅크의 에지마스크를 조정함으로써 계산된 폭방향 온도의 오차를 보상하여 균일한 폭방향 온도분포를 갖는 열연코일을 생산할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스킹 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어방법에 있어 열연코일의 이송속도에 따른 에지마스크의 구동상태를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어방법의 일 실시예를 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어장치에 의한 에지마스킹 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어장치는 입측온도 측정기(20), 출측온도 측정기(30), 제어부(40) 및 마스크 구동부(50)를 비롯하여 상위제어장치(10)를 포함한다.
입측온도 측정기(20)는 냉각장치(45)의 입측에 설치되어, 사상압연기(15)에서 압연되어 냉각장치(45)로 입력되는 열연코일(60)의 입측 폭방향 온도를 측정한다.
출측온도 측정기(30)는 냉각장치(45)의 출측에 설치되어, 냉각장치(45)에서 냉각이 진행된 후 권취기(65)에 권취되는 열연코일(60)의 출측 폭방향 온도를 측정한다.
마스크 구동부(50)는 도 3에 도시된 냉각헤더(70) 하부에서 열연코일(60)의 에지 부분의 냉각수량을 조절하기 위한 에지마스크(55)를 열연코일(60)의 폭방향으로 이동시켜 열연코일(60)의 에지 부분의 과냉현상을 방지하도록 한다.
제어부(40)는 입측온도 측정기(20)로부터 입력된 열연코일(60)의 입측 폭방향 온도 및 상위제어장치(10)로부터 입력된 열연코일(60)에 대한 정보와 이송속도를 입력받아, 열연코일(60)에 대한 정보에 따라 설정한 에지마스크 패턴과 이송속도를 기반으로 폭방향 온도가 균일해지도록 에지마스크(55)의 구동개수와 깊이를 변경하여 에지마스크 패턴을 조정한 후 폭방향 온도를 계산한다.
이때 입측 폭방향 온도를 초기 온도로 하여 폭방향 온도를 계산한다. 그리고, 계산된 폭방향 온도가 균일할 경우 조정된 에지마스크 패턴에 따라 마스크 구동부(50)를 작동시킨다.
또한, 제어부(40)는 출측온도 측정기(30)로부터 냉각장치(45)의 출측에서 측정된 열연코일(60)의 출측 폭방향 온도를 입력받아 최종 뱅크(75)의 에지마스크(55)를 조정함으로써 계산에 의한 폭방향 온도분포의 오차를 보상하여 균일한 폭방향 온도분포를 갖도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 냉각장치의 에지마스크 제어방법에서는, 먼저 제어부(40)가 입측온도 측정기(20)로부터 냉각장치(45)의 입측에서 측정된 열연코일(60)의 입측 폭방향 온도를 입력받는다(S10).
또한, 제어부(40)가 상위제어장치(10)로부터 열연코일(60)에 대한 정보와 이송속도를 입력받는다(S20).
이후 제어부(40)는 열연코일(60)에 대한 정보에 따라 설정한 에지마스크 패턴에 따라 냉각할 때의 폭방향 온도를 계산한다(S30). 이때 입측 폭방향 온도를 초기 온도로 하여 폭방향 온도를 계산한다.
즉, 열연코일(60)에 대한 정보를 기반으로 열연코일(60)의 강종, 폭 및 두께에 따라 구동되는 에지마스크(55)의 구동개수와 깊이를 설정하여 에지마스크 패턴을 설정하여 폭방향 온도를 계산한다.
이때 폭방향 온도는 두께방향과 폭방향에 대한 2차원 유한차분법(FDM ; Finite Difference Method)을 이용하여 계산한다.
이렇게 계산된 폭방향 온도가 균일할 경우에는 에지마스크 패턴에 따라 마스크 구동부(50)를 통해 에지마스크(55)를 구동시킨다(S40)(S60).
그러나, 단계(S40)에서의 판단결과, 폭방향 온도가 균일하지 않을 경우에는 이송속도에 따라 에지마스크(55)의 구동개수와 깊이를 변경하여 균일한 폭방향 온도를 갖도록 에지마스크 패턴을 조정한다(S50).
이와 같이, 계산한 폭방향 온도가 균일할 경우에는 에지마스크 패턴에 따라 에지마스크(55)를 구동시키고, 폭방향 온도가 균일하지 않을 경우에는 에지마스크(55)의 구동개수와 깊이를 변경하여 균일한 폭방향 온도를 갖도록 에지마스크 패턴을 조정한다.
이후 냉각장치(45)의 출측에서 측정된 열연코일(60)의 출측 폭방향 온도를 출측온도 측정기(30)로부터 입력받는다(S70).
이렇게 냉각장치(45)의 출측에서 피드백된 출측 폭방향 온도를 기반으로 최종 뱅크(75)의 에지마스크(55)를 조정함으로써 계산된 폭방향 온도분포에 의한 오차를 보상하여 균일한 폭방향 온도를 가질 수 있도록 한다(S80).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 에지마스크 제어방법에 있어 열연코일의 이송속도에 따른 에지마스크의 구동상태를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이 열연코일(60)이 가속 압연되면서 이송속도가 가변될 경우 냉각장치(45)에서의 냉각수량도 이송속도 변화에 따라 증가하게 된다.
이때 냉각수량이 이송속도에 따라 증가하더라도 에지마스크(55)의 구동개수가 고정될 경우 냉각수량이 증가된 가속구간에서는 에지부가 과냉되어 출측에서의 중심부와 에지부 간의 온도편차가 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 이송속도에 따라 에지마스크(55)의 구동개수 및 깊이를 변경함으로써 출측에서의 폭방향 온도편차가 발생하지 않도록 한다.
즉, 도 5의 그래프에서 보는 바와 같이 에지마스크(55)의 구동개수도 냉각수량과 함께 열연코일(60)의 이송속도에 따라 변경되고 있으며, 이에 따라 출측의 중심부와 에지부 온도가 동일하게 유지됨을 볼 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 냉각장치의 에지마스크 제어방법에 따르면, 냉각장치(45)의 입측에서 측정된 열연코일(60)의 폭방향 온도와 열연코일(60)의 이송속도 따라 에지마스크(55)의 구동개수와 깊이를 조절하여 균일한 폭방향 온도분포를 가질 수 있도록 제어함으로써 열연코일(60)의 폭방향 온도 제어가 가능하고, 균일한 재질의 열연코일(60)을 생산할 수 있으며, 웨이브 없는 재질의 열연코일(60)을 생산할 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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 제어부가 냉각장치의 입측에서 측정된 열연코일의 입측 폭방향 온도를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상위제어장치로부터 상기 열연코일에 대한 정보와 이송속도를 입력받는 단계;
    상기 열연코일에 대한 정보에 따라 설정한 에지마스크 패턴과 상기 이송속도를 기반으로 폭방향 온도를 계산하면서 상기 폭방향 온도가 균일하도록 에지마스크의 구동개수와 깊이를 변경하여 상기 에지마스크 패턴을 조정하는 단계; 및
    계산된 상기 폭방향 온도가 균일할 경우 상기 에지마스크 패턴에 따라 상기 에지마스크를 구동하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 열연코일에 대한 정보는 열연코일의 강종, 폭 및 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폭방향 온도는 두께방향과 폭방향에 대한 2차원 유한차분법을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 폭방향 온도는 입측 폭방향 온도를 초기 온도로 하여 계산하는 것을 특징으로 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 냉각장치의 출측에서 측정된 상기 열연코일의 출측 폭방향 온도를 입력받는 단계; 및
    상기 출측 폭방향 온도를 기반으로 상기 폭방향 온도가 균일하도록 최종 뱅크의 상기 에지마스크를 조정하여 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치의 에지마스크 제어방법.
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