WO2018012939A1 - 압연 설비 및 스테인리스 강판의 압연 방법 - Google Patents

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강현석
권영섭
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Definitions

  • the present invention relates to a rolling equipment and a rolling method of a stainless steel sheet.
  • Continuous rolling is a method of rolling a target material to be rolled to a target thickness once through a plurality of working rolls provided in the conveying direction of the material, it can be said to be a very excellent rolling method.
  • the operation roll used for continuous rolling has a relatively large diameter and a high viscosity of the rolling oil as compared with the operation roll used for the reversible rolling.
  • the rolling reduction per unit stand is high, resulting in a rolling down rolling condition.
  • Heat streak defects are defects caused by surface adhesion between the roll and the material, which are transferred and transferred to the material, and are frequently generated in high-strength, high-pressure rolling conditions such as stainless steel.
  • the coolant is utilized to cool the rolls. At this time, the more the roll is cooled, the higher the viscosity of the rolled oil film is, the higher the lubrication performance, the lower the surface gloss of the material.
  • An object of the present invention is to improve quality while suppressing defects.
  • the present invention relates to a rolling equipment and a rolling method of a stainless steel sheet.
  • the rolling equipment according to the present invention is provided with at least one pair of rolls facing each other with the material to be transported therebetween, and a plurality of rolling roll sets provided in the conveying direction of the material; and corresponding to each of the rolling roll sets.
  • glossiness measuring means for measuring the surface glossiness of the material is disposed between the rolling roll set and the winding machine for winding the material is disposed most backward in the advancing direction of the material;
  • control means connected to the glossiness measuring means and the plurality of cooling means to control the amount of gas supplied by the plurality of cooling means according to the surface glossiness measured by the glossiness measuring means.
  • the glossiness measuring means is provided with a plurality, and is provided between the exit side of the rolling roll set preceded in the conveying direction of the material and the mouth side of the rolling roll set which follows, respectively to improve the surface glossiness of the material Measured in real time
  • the control means is connected to the plurality of glossiness measuring means and the plurality of cooling means based on the error between the surface glossiness measured by the glossiness measurement means, and the target surface glossiness of the material The amount of gas supplied by the cooling means preceding the glossiness measuring means can be controlled.
  • the glossiness measuring means measures the surface glossiness of the material in real time
  • the control means receives the surface glossiness measured by the glossiness measuring means to generate a measured surface gloss value
  • the amount of gas supplied by the plurality of cooling means may be controlled based on an error between a target surface gloss value of the material and the measured surface gloss value.
  • control means generates a total gas supply amount based on an error between the target surface gloss value of the material and the measured surface gloss value, and the total amount of gas supplied by a plurality of cooling means is supplied to the gas. It may be controlled to be at least equal to the total supply amount, a plurality of the cooling means may be controlled to supply different amounts of gas.
  • the cooling means comprises: a cooling housing provided at the inlet and the outlet of each of the rolling roll sets; and first and second supply pipes connected to the gas supply tank and provided at each of the cooling housings; A first nozzle provided in a first supply pipe and supplying gas to the material, and a second nozzle provided in the second supply pipe and supplying gas to a gap between the rolls through which the material passes; And first and second flow rate control valves provided in the first and second supply pipes and connected to the control means.
  • control means PI control, if the measured surface gloss value is greater than the target surface gloss value, the flow rate of at least one of the first, second supply pipe is increased, the measured surface glossiness When the value is smaller than the target surface gloss value, at least one of the first and second flow control valves may be controlled to reduce the flow rate of at least one of the first and second supply pipes.
  • the glossiness measuring means the measuring housing is installed on the conveyance path of the material; and the measuring roll which is provided to be moved in the measuring housing to contact or non-contact with the material; and provided on the measuring roll A light emitting part for injecting light onto the surface of the material; And a light receiving unit provided in the measuring roll to measure light reflected from the surface of the material.
  • the gas stored in the gas supply tank may be liquefied nitrogen.
  • the present invention as another aspect is a method of rolling a set of rolling rolls provided with a pair of facing rolls in the advancing direction of a stainless steel sheet to roll so that the surface of the steel sheet has a target surface gloss value
  • the rolling roll set A fluid supplying step of supplying rolling oil and a gas for cooling to each other; and disposed between the exit side of the rolling roll set and the winding end of the steel sheet, which are disposed most backward in the traveling direction of the steel sheet, Surface measurement step of measuring the surface gloss value of the in real time; And a flow rate control step of controlling the amount of gas supplied from the fluid supply step according to the difference between the measured surface gloss value and the target surface gloss value measured in the surface measuring step. do.
  • the surface measuring step measuring the surface gloss value of the steel sheet in real time between the exit side of the rolling roll set and the entry side of the rolling roll set that follows in the conveying direction of the steel sheet, and the flow rate control
  • the amount of gas supplied to each of the rolling roll sets may be controlled according to a difference between each measured surface gloss value measured in the surface measuring step and a target surface gloss value set for each of the rolling roll sets. Can be.
  • the flow rate control step the target surface gloss value for the set of rolling rolls that passed the measurement surface gloss value measured in the surface measurement step just before the material reaches the position to measure the surface gloss If it exceeds 110% or less than 90% of the, the supply amount of the gas supplied in the fluid supply step can be changed.
  • the flow rate control step while controlling the supply amount of the gas by PI control, the supply amount of the gas (u (t)) at any time is K p is a proportional control gain, k i is an integral control gain, and e (t) may be a difference value between the measured surface gloss value and the target surface gloss value at any time.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a rolling mill according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a rolling mill according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual view of the cooling means of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a rolling method of a stainless steel sheet according to the present invention.
  • Figure 6 shows the difference between the measured surface gloss value and the target surface gloss value measured by the glossiness measuring means of the present invention.
  • Rolling equipment 1000 according to an embodiment of the present invention is a rolling comprising a work roll 110, an intermediate roll 120 and a backup roll 130 facing each other with the material 10 to be transported between Roll set 100.
  • the rolling roll set 100 may be provided in plural in the conveying direction of the material 10, and for convenience of description, the first rolling roll set 100a, the second rolling roll set 100b, and the third rolling roll Refer to the set 100c.
  • Each rolling roll set may include at least a pair of work rolls 110, a pair of intermediate rolls 120, and a pair of backup rolls 130.
  • Each rolling roll set is supplied with rolling oil by the rolling oil supply means 200.
  • Rolld oil supply means 200 is connected to the rolling oil supply tank 210 for receiving the rolling oil, the rolling oil supply pipe 220 which is a moving passage of the rolling oil accommodated in the rolling oil supply tank and the rolling oil supply pipe 220 It may include a rolling oil supply housing 230 disposed around the rolling roll set.
  • the rolled oil supply housing 230 may be provided at the inlet and outlet sides of the work roll 110 and may include a nozzle (not shown) for spraying the rolled oil on the roll.
  • the rolled oil supply housing 230 includes a first housing 230a for supplying rolled oil to the first rolled roll set 100a and a second housing 230b for supplying rolled oil to the second rolled roll set 100b. And, it may include a third housing (230c) for supplying the rolling oil to the third rolling roll set (100c).
  • Rolling oil supplied from the rolling oil supply means 200 by the configuration as described above acts between the roll and the material to help the smooth rolling operation, but the temperature of the roll increases as the working time continues, the temperature also rises together.
  • the cooling housing 310 may be provided at one side of the rolling oil supply housing 230 to supply liquefied nitrogen as a cooling gas to the material and the roll.
  • the cooling housing 310 may also be provided to correspond to the first rolling roll set 100a, the second rolling roll set 100b, and the third rolling roll set 100c in a one-to-one manner similar to the rolling oil supply housing 230. have.
  • the type of the cooling gas is not limited by the present invention, and the number of the cooling housings 310 provided in the first rolling roll set 100a is not limited by the present invention and may be appropriately changed and applied by those skilled in the art. have.
  • the gas supply tank 600 accommodating the gas for cooling and the cooling housing 310 may be connected by the piping unit 350.
  • the pipe unit 350 may be provided with a valve unit 360 to control the flow rate of the gas.
  • the valve unit 360 includes a first valve unit 360a, a second valve unit 360b, and a third valve unit 360c to control the gas for cooling to the first, second and third rolling roll sets, respectively. It may include.
  • the first, second, and third valve units 360a, 360b, and 360c are connected to the control means 500, respectively, and the control means 500 has a surface glossiness of the material measured by the glossiness measuring means 400.
  • the flow rate of the cooling gas may be controlled by controlling the first, second, and third valve units 360a, 360b, and 360c according to the value.
  • the rolling oil supply housing 230, the cooling housing 310 and the valve unit 360 in the rolling step of the material 10 so as to correspond to each of the first, second, third rolling roll set (100a, 100b, 100c) one-to-one Because precise and precise control is possible, there is an effect that can contribute to quality improvement.
  • the present invention measures the surface glossiness of the material 10 to be the rolled material in real time and compares it with the target surface gloss value, thereby controlling the supply amount of the gas for cooling.
  • the glossiness measuring means 400 measures the surface glossiness of the material 10 between the third rolling roll set 100c and the winding machine 800 in real time, and the control means 500 controls the glossiness. Receive the surface glossiness measured by the measuring means 400 to generate a measured surface gloss value, and the error between the target surface gloss value of the material and the measured surface gloss value measured by the glossiness measuring means 400.
  • the amount of the cooling gas supplied through the cooling housing 310 may be controlled based on the reference.
  • the target surface gloss value of the material 10 is a desired surface gloss value
  • the measured surface gloss value measured by the glossiness measuring means 400 should be at least equal to the target surface gloss value.
  • Cooling gas supplied from the third rolling roll set 100c when the glossiness measuring means 400 is disposed between the third rolling roll set 100c and the winding machine 800 to measure the surface glossiness of the material The amount of may be controlled to be more sensitive than the amount of cooling gas supplied from the first and second rolling roll sets (100a, 100b).
  • the surface glossiness of the raw material 10 may be configured to be measured at the exit side of each rolling roll set. That is, between the exit of the first rolling roll set 100a and the entrance of the second rolling roll set 100b, between the exit of the second rolling roll set and the entrance of the third rolling roll set, and the third rolling roll set.
  • the glossiness measuring means 400 is provided between the exit side and the winding machine 800, respectively.
  • the surface gloss information measured by the glossiness measuring means 400 provided between the exit side of the first roll roll set 100a and the mouth side of the second roll roll set 100b is the first roll roll set 100a. It becomes the information of the material 10 passed through the bay, and the remaining glossiness measuring means also measures the surface glossiness in this manner.
  • control means 500 may receive the surface glossiness information of the material 10 in the rolling step, thereby controlling the supply amount of the cooling gas in the rolling step. Therefore, if the surface glossiness of the material 10 passing through the first rolled roll set 100a is significantly smaller or larger than the target value, the flow rate of the cooling gas is controlled by controlling the flow rate of the cooling gas through the first valve unit 360a in this step. The viscosity can be adjusted to an appropriate level.
  • the cooling means 300 includes a cooling housing 310 provided at each of the entrance and exit sides of the first, second and third rolling roll sets (100a, 100b, and 100c of FIGS. 1 and 2).
  • the cooling housing 310 may be provided in plural as needed in one rolling roll set.
  • the cooling housing 310 is provided with a piping unit 350 connected to the gas supply tank 600 to serve as a moving passage for the cooling gas.
  • the piping unit 350 is provided with a first supply passing on one surface of the material 10.
  • the pipe 320 and the second supply pipe 330 is included.
  • the first supply pipe 320 is provided with a plurality of first nozzles 321 in the longitudinal direction, the first nozzle 321 is disposed so that the injection port toward one surface of the material 10, the material 10 The gas for cooling can be supplied to the bed.
  • the second supply pipe 330 includes a plurality of second nozzles 331 in the longitudinal direction, and the second nozzle 331 is disposed so that the injection hole faces the gap between the work rolls 110 and the work rolls 110. ) Or a gas for cooling may be supplied to a gap between the work rolls 110 facing up and down.
  • the cooling gas supplied to the material and the work roll can be controlled separately, and according to the cooling state of the material and the work roll, individual cooling There is an effect that can perform control.
  • a first flow control valve 322 and a second flow control valve 332 are provided on the first supply pipe 320 and the second supply pipe 330, respectively.
  • the first and second flow control valves 322 and 332 are connected to the control means 500, and the opening and closing of the first and second flow control valves 322 and 332 are controlled by the control means 500 to control the flow rate of the cooling gas supplied from the gas supply tank 600. Done.
  • the control unit 500 may calculate a difference between the measured surface gloss value and the target surface gloss value, and calculate the total supply amount of the gas for cooling according to the difference value. Then, the first nozzle or the second nozzle (321, 331 of FIG. 3) installed in the cooling housing 310 sequentially arranged in the conveying direction of the raw material 10, so that this total supply amount is achieved.
  • the amount of cooling gas supplied from the same) may be the same, or may be different from each other.
  • the amount of the gas supplied from the first nozzle or the second nozzle installed in the cooling housing 310 for supplying the cooling gas to the first rolling roll set (100a), and the second rolling roll set ( The amount of gas supplied from the first nozzle or the second nozzle installed in the cooling housing 310 for supplying the gas for cooling to 100b), and the cooling housing 310 for supplying the gas for cooling to the third rolling roll set 100c.
  • the amount of gas supplied from the first nozzle or the second nozzle installed at the same may be the same or different.
  • the amount of the cooling gas supplied to the first rolled roll set 100a may be the least, and the amount of the cooling gas supplied to the third rolled roll set 100c may be the largest.
  • the minimum rolling can be performed in the first rolled roll set 100a. It is possible to prevent the material 10 from being excessively cooled before reaching the third rolling roll set 100c.
  • Figure 4 shows the glossiness measuring means 400 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Glossiness measuring means 400 is provided with a measuring housing 410 is installed on the transport path of the material 10, the measurement housing 410 is moved in the direction of the material 10 to the surface of the material 10 A measuring roll 420 in contact or non-contact, a light emitting part 430 provided on the measuring roll and incident light on the surface of the material, and a light receiving part provided on the measuring roll to measure light reflected from the surface of the material ( 440).
  • both sides of the measuring housing 410 is provided with a guide member 450 to enable the lifting or lowering of the measuring roll 420, respectively.
  • the guide member 450 is connected to the rotation axis (not shown) of the measuring roll 420, it may be connected by a bearing member (not shown) to enable the rotation of the measuring roll 420.
  • the guide member 450 may contact or non-contact the measuring roll 420 with the surface of the material 10 by increasing or decreasing its length, and the rack and pinion gear within the scope of the technical concept, It may be provided as a linear guide or the like. However, the kind is not limited by this invention.
  • the measuring roll 420 is provided with a measuring groove 460 on one side facing the material 10.
  • the measuring groove 460 is a groove formed concave in the direction of the body of the measuring roll 420, the light emitting portion 430 for injecting light to the surface of the material 10 inside the measuring groove 460, and
  • the light receiver 440 is provided to measure light reflected from the surface of the material 10.
  • the glossiness of the surface of the material 10 may be measured through an intensity ratio of incident light and reflected light by the light emitter 430 and the light receiver 440.
  • the light emitting unit 430 and the light receiving unit 440 are provided inside the measuring groove 460, since the light reflected from the outside may be blocked, the accuracy of the measurement may be further improved.
  • a buffer member (not shown) made of a soft material is formed on the outer circumference of the measuring roll 420. It can also be provided.
  • the present invention as another aspect provides a rolling method for rolling so that the surface of the steel sheet has a target surface gloss value by providing a plurality of sets of rolling rolls provided with a pair of opposite rolls in the advancing direction of the stainless steel sheet.
  • the rolling roll set may include a pair of work rolls to directly press the surface of the steel sheet, and may further include a pair of intermediate rolls and a pair of backup rolls to pressurize the work rolls. have.
  • a pair of the working roll, the intermediate roll and the backup roll will be referred to as a rolling roll set.
  • the fluid supply step (S910) for supplying the rolling oil and the gas for cooling (gas) to each of the rolling roll set, the most trailing in the advancing direction of the steel sheet A surface measurement step (S920) and a measurement surface gloss measured in the surface measurement step, which are disposed between the exit side of the rolling roll set and the front end of the winding machine of the steel sheet, to measure the surface gloss value of the steel sheet in real time.
  • Surface measurement step (S920) may measure the surface glossiness once between the rolling roll set disposed in the transport direction of the steel sheet and the winding machine for winding the steel sheet, at the exit side of each rolling roll set Surface glossiness may be measured a plurality of times.
  • the method by the final surface measurement can be most sensitively controlled for the gas for cooling supplied to the rolling roll set which is disposed most recently. This is because the greatest influence on the surface glossiness of the steel sheet is that the cooling gas supplied from the rolling roll set disposed most recently.
  • the method by the individual surface measurement can control the surface gloss of the steel sheet in each rolling step. Therefore, there is an effect that can catch the surface defect of the raw material at the beginning of the process, there is an effect capable of controlling the surface of the steel sheet according to each rolling step.
  • the surface gloss value measured in the surface measurement step S920 may be used to control the amount of cooling gas in the flow rate control step S930.
  • the flow control step is to control the flow rate according to the final surface glossiness, according to the individual surface measurement, the flow control step is according to the individual surface glossiness Control.
  • the amount of cooling gas supplied to each rolling roll set may be the same, or all may be different.
  • the amount of cooling gas supplied to the rolling roll set in each rolling step according to the characteristics of the steel sheet and the rolling conditions, it is possible to precisely control the process characteristics, thereby contributing to the improvement of quality.
  • the amount of cooling gas controlled in the flow rate control step may be controlled by the difference between the measured surface gloss value of the steel sheet and the target surface gloss value of interest. This control is performed when the measured surface gloss value exceeds 110% or less than 90% of the target surface gloss value, as shown in FIG. 6.
  • the amount of cooling gas supplied only changes when the error value, which is the difference between the measured surface gloss value and the target surface gloss value, is outside (greater than or less than) ⁇ 10% of the target surface gloss value.
  • the normal range (D) of ⁇ 10% a cooling gas suitable for the target surface gloss value is supplied as it is.
  • the supply amount of the cooling gas is increased. If the measured surface gloss value is less than 90% of the target surface gloss value, the supply amount of the cooling gas is increased.
  • the amount of cooling gas can be controlled by PI control. Can be.
  • the material to be rolled is stainless steel 304 steel white coil, the side material thickness is 3.0 to 4.0 mmt, the total rolling reduction is 50% to 60%, and the viscosity of the used rolling oil is 12 to 18 cSt (@ 40 ° C).
  • the saponification value (SV) is 40 ⁇ 45mgKOH / g mineral oil (Mineral oil)
  • the surface glossiness of the steel sheet is measured with an average value of 210 and a standard deviation of 20, with a variation of about 10%. . Therefore, when the error value is within ⁇ 10%, the normal range is set. In this normal range, the supply amount of the gas for cooling is not changed.
  • e (t) the difference between the measured surface gloss value and the target surface gloss value at any time
  • the proportional control gain and the integral control gain are values determined by steel grade, rolling conditions, and the like.

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Abstract

본 발명은 압연 설비 및 스테인리스 강판의 압연 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 압연 설비는 이송되는 소재를 사이에 두고 상호 마주보는 적어도 한 쌍의 롤로 구비되고, 상기 소재의 이송방향으로 복수개가 구비되는 압연롤세트;와, 상기 압연롤세트 각각에 대응되게 구비되어 상기 압연롤세트에 압연유를 공급하는 복수개의 압연유공급수단;과, 상기 압연롤세트 각각에 대응되게 구비되어 상기 소재와 상기 압연롤세트에 가스(gas)를 공급하는 복수개의 냉각수단;과, 상기 소재의 진행방향으로 가장 후행되게 배치되는 상기 압연롤세트와 상기 소재를 권취하는 권취기 사이에 배치되어 상기 소재의 표면광택도를 측정하는 광택도측정수단; 및 상기 광택도측정수단과 복수개의 상기 냉각수단에 연결되어 상기 광택도측정수단이 측정한 표면광택도에 따라 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 양을 제어하는 제어수단;을 포함할 수 있다.

Description

압연 설비 및 스테인리스 강판의 압연 방법
본 발명은 압연 설비 및 스테인리스 강판의 압연 방법에 관한 것이다.
연속압연은 소재의 이송방향으로 구비되는 다수개의 작동롤 사이로 피압연재가 되는 소재를 1회 통과시켜 목표 두께로 압연하는 방식으로서, 생산성이 매우 뛰어난 압연 방법이라고 할 수 있다.
연속압연에 사용되는 작동롤은 가역식 압연에 사용되는 작동롤에 비해 상대적으로 지름이 크고, 압연유의 점도가 높다는 특징이 있다. 또한, 전체 압연 라인에 걸쳐 배열할 수 있는 압연기의 수가 제한되어 있기 때문에 단위 스탠드당 압하율이 높아 강압하 압연조건이 된다는 특징이 있다.
따라서, 강압하 조건에서 스테인리스강과 같이 변형저항이 큰 소재를 고속압연할 경우, 롤 바이트 내 온도가 상승하여 압연유의 점도가 낮아지게 된다. 그러면, 압연유의 윤활성능이 저하되어 히트스트리크(heat streak)와 같은 표면결함이 발생하게 된다.
히트스트리크(heat streak)결함은 롤과 소재의 표면응착에 의해서 표면이 손상되고, 이것이 소재에 전사되어 발생하는 결함으로써, 스테인리스강과 같은 고강도, 강압하 압연조건에서 빈번하게 발생되는 결함이다.
따라서, 이와 같은 결함의 발생을 방지하기 위해 냉각재를 활용하여 롤을 냉각하게 된다. 이때, 롤이 냉각될수록 압연유 유막의 점도는 높아지게 되어 윤활성능은 높아지는 반면, 소재의 표면광택도는 낮아지게 된다.
즉, 소재의 표면결함을 방지하기 위해서는 압연유의 적정 점도를 유지하는 것이 필요하나, 압연유의 점도가 높을수록 소재의 표면광택도는 낮아지게 되는 문제가 있는데, 스테인리스강과 같이 표면광택도가 특히 중요한 소재를 압연하는 경우에 이는 더욱 민감한 문제일 수 있다.
본 발명은 결함발생을 억제하면서 품질을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 일정한 품질로 고속압연하며, 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 압연 설비 및 스테인리스 강판의 압연 방법에 관한 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 압연 설비는 이송되는 소재를 사이에 두고 상호 마주보는 적어도 한 쌍의 롤로 구비되고, 상기 소재의 이송방향으로 복수개가 구비되는 압연롤세트;와, 상기 압연롤세트 각각에 대응되게 구비되어 상기 압연롤세트에 압연유를 공급하는 복수개의 압연유공급수단;과, 상기 압연롤세트 각각에 대응되게 구비되어 상기 소재와 상기 압연롤세트에 가스(gas)를 공급하는 복수개의 냉각수단;과, 상기 소재의 진행방향으로 가장 후행되게 배치되는 상기 압연롤세트와 상기 소재를 권취하는 권취기 사이에 배치되어 상기 소재의 표면광택도를 측정하는 광택도측정수단; 및 상기 광택도측정수단과 복수개의 상기 냉각수단에 연결되어 상기 광택도측정수단이 측정한 표면광택도에 따라 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 양을 제어하는 제어수단;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 광택도측정수단은, 복수개가 구비되되, 상기 소재의 이송방향으로 선행되는 상기 압연롤세트의 출측과 후행되는 상기 압연롤세트의 입측 사이에 각각 구비되어 상기 소재의 표면광택도를 실시간으로 측정하고, 상기 제어수단은, 복수개의 상기 광택도측정수단과 복수개의 상기 냉각수단에 연결되어 상기 광택도측정수단이 측정한 표면광택도와, 상기 소재의 목표 표면광택도 간의 오차를 기준으로 상기 광택도측정수단에 선행되는 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 양을 제어할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 광택도측정수단은, 실시간으로 상기 소재의 표면광택도를 측정하고, 상기 제어수단은, 상기 광택도측정수단에서 측정한 표면광택도를 받아 측정 표면광택도 값을 생성하고, 상기 소재의 목표 표면광택도 값과, 상기 측정 표면광택도 값의 오차를 기준으로 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스 공급량을 제어할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제어수단은, 상기 소재의 목표 표면광택도 값과 상기 측정 표면광택도 값의 오차를 기준으로 가스 총 공급량을 생성하고, 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 총량이 상기 가스 총 공급량과 적어도 동일하게 되도록 제어하되, 복수개의 상기 냉각수단이 서로 다른 양의 가스를 공급하도록 제어할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 냉각수단은, 상기 압연롤세트 각각의 입측과 출측에 구비되는 냉각하우징;과, 가스공급탱크에 연결되고, 상기 냉각하우징 각각에 구비되는 제1, 2공급배관;과, 상기 제1공급배관에 구비되어, 상기 소재에 가스를 공급하는 제1노즐;과, 상기 제2공급배관에 구비되어, 상기 소재가 통과하는 상기 롤의 틈새에 가스를 공급하는 제2노즐; 및 상기 제1, 2공급배관에 구비되어 상기 제어수단에 연결되는 제1, 2유량제어밸브;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제어수단은, PI제어하고, 상기 측정 표면광택도 값이 상기 목표 표면광택도 값보다 크면, 상기 제1, 2공급배관 중 적어도 하나의 유량이 증가하고, 상기 측정 표면광택도 값이 상기 목표 표면광택도 값보다 작으면, 상기 제1, 2공급배관 중 적어도 하나의 유량이 감소하도록 상기 제1, 2유량제어밸브 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 광택도측정수단은, 상기 소재의 이송경로 상에 설치되는 측정하우징;과, 상기 측정하우징에서 이동되게 구비되어 상기 소재에 접촉 또는 비접촉되는 측정롤;과, 상기 측정롤에 구비되고, 상기 소재 표면에 빛을 입사시키는 발광부; 및 상기 측정롤에 구비되어 상기 소재 표면에서 반사된 빛을 측정하는 수광부;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 가스공급탱크에 저장된 가스는 액화질소일 수 있다.
한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 마주보는 한 쌍의 롤로 구비되는 압연롤세트를 스테인리스 강판의 진행방향으로 복수개 구비하여 상기 강판의 표면이 목표 표면광택도 값을 갖도록 압연하는 방법으로, 상기 압연롤세트 각각에 압연유와 냉각용 가스(gas)를 공급하는 유체공급단계;와, 상기 강판의 진행방향으로 가장 후행되게 배치되는 상기 압연롤세트의 출측과 상기 강판의 권취기 선단 사이에 배치되어, 상기 강판의 표면광택도 값을 실시간으로 측정하는 표면측정단계; 및 상기 표면측정단계에서 측정한 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이에 따라 상기 유체공급단계에서 공급하는 가스의 양을 제어하는 유량제어단계;를 포함하는 스테인리스 강판의 압연 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 표면측정단계는, 상기 강판의 이송방향으로 선행되는 상기 압연롤세트의 출측과 후행되는 상기 압연롤세트의 입측 사이에서 상기 강판의 표면광택도 값을 실시간으로 측정하고, 상기 유량제어단계는, 상기 표면측정단계에서 측정한 각각의 측정 표면광택도 값과, 상기 압연롤세트 각각에 대해 설정된 목표 표면광택도 값의 차이에 따라 상기 압연롤세트 각각에 공급하는 가스의 양을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 유량제어단계는, 상기 표면측정단계에서 측정한 측정 표면광택도 값이, 상기 소재가 표면광택도를 측정하는 위치에 도달하기 직전에 통과한 상기 압연롤세트에 대한 목표 표면광택도 값의 110%를 초과하거나 90% 미만이면, 상기 유체공급단계에서 공급하는 가스의 공급량을 변화시킬 수 있다.
그리고 바람직하게, 상기 유량제어단계는, PI제어에 의해 상기 가스의 공급량을 제어하되, 임의의 시간에서 상기 가스의 공급량(u(t))은
Figure PCTKR2017007607-appb-I000001
에 의해 결정되며, kp는, 비례제어게인이고, ki는, 적분제어게인이며, e(t)는, 임의의 시간에서 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이값일 수 있다.
본 발명에 따르면 압연시, 결함발생 특히, 표면결함 발생을 억제할 수 있다.
또한, 일정한 품질로 고속압연하며, 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압연 설비의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 압연 설비의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 냉각수단의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 광택도측정수단의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테인리스 강판의 압연 방법의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 광택도측정수단에 의해 측정된 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시예에서 동일한 작용을 하는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압연 설비(1000)가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압연 설비(1000)는 이송되는 소재(10)를 사이에 두고 상호 마주보는 작업롤(110)과, 중간롤(120)과, 백업롤(130)을 포함하는 압연롤세트(100)를 포함한다.
상기 압연롤세트(100)는 소재(10)의 이송방향으로 복수개가 구비될 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 제1압연롤세트(100a), 제2압연롤세트(100b), 제3압연롤세트(100c)로 지칭하도록 한다. 각각의 압연롤세트는 적어도 한 쌍의 작업롤(110), 한 쌍의 중간롤(120), 한 쌍의 백업롤(130)을 포함할 수 있다.
그러나, 이는 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 압연롤세트의 구성 및 개수는 당업자에 의해 적절히 변경되어 적용될 수 있는 사항이다.
각각의 압연롤세트에는 압연유공급수단(200)에 의하여 압연유가 공급된다. 압연유공급수단(200)은 압연유를 수용하는 압연유공급탱크(210)와, 상기 압연유공급탱크에 수용된 압연유의 이동통로가 되는 압연유공급배관(220)과, 상기 압연유공급배관(220)에 연결되어 상기 압연롤세트 주변에 배치되는 압연유 공급하우징(230)을 포함할 수 있다.
압연유 공급하우징(230)은 작업롤(110)의 입측과 출측에 각각 구비되고, 롤에 압연유를 분사하는 노즐(미도시)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 압연유 공급하우징(230)은 제1압연롤세트(100a)에 압연유를 공급하는 제1하우징(230a)과, 제2압연롤세트(100b)에 압연유를 공급하는 제2하우징(230b)과, 제3압연롤세트(100c)에 압연유를 공급하는 제3하우징(230c)을 포함할 수 있다.
위와 같은 구성에 의해 압연유공급수단(200)에서 공급하는 압연유는 롤과 소재 사이에 작용하여 원활한 압연작업을 돕지만 작업시간이 지속 될수록 롤의 온도가 상승하게 되면서, 그 온도도 함께 상승하게 된다.
그러면, 압연유의 점도가 낮아져 윤활기능을 상실하게 되고, 소재에는 히트스트리크(heat streak)와 같은 표면결함이 나타나게 된다. 이와 같은 소재의 표면결함을 방지하기 위하여 소재(10)와 롤을 일정수준으로 냉각할 필요가 있다.
이를 위해 소재와 롤에 냉각용 가스(gas)로서의 액화질소를 공급하도록 압연유 공급하우징(230) 일측에 냉각하우징(310)을 구비할 수 있다. 그리고, 냉각하우징(310) 역시 상기 압연유 공급하우징(230)과 마찬가지로 제1압연롤세트(100a), 제2압연롤세트(100b), 제3압연롤세트(100c)에 일대일 대응되도록 구비될 수 있다.
다만, 냉각용 가스의 종류는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 제1압연롤세트(100a)내에 구비되는 냉각하우징(310)의 개수도 본 발명에 의해 한정되지 않으며 당업자에 의해 적절히 변경되어 적용될 수 있다.
냉각용 가스(gas)를 수용하는 가스공급탱크(600)와 냉각하우징(310)은 배관유닛(350)에 의해 연결될 수 있다. 그리고, 상기 배관유닛(350)에는 가스의 유량을 제어하도록 밸브유닛(360)이 구비될 수 있다.
상기 밸브유닛(360)은 제1,2,3압연롤세트로 가는 냉각용 가스를 각각 제어할 수 있도록 제1밸브유닛(360a), 제2밸브유닛(360b), 제3밸브유닛(360c)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1,2,3밸브유닛(360a,360b,360c)은 각각 제어수단(500)에 연결되며, 제어수단(500)은 광택도측정수단(400)에서 측정한 소재의 표면광택도 값에 따라 상기 제1,2,3밸브유닛(360a,360b,360c)을 제어하여 냉각용 가스의 유량을 제어할 수 있다.
이때, 압연유 공급하우징(230), 냉각하우징(310) 및 밸브유닛(360)을 제1,2,3압연롤세트(100a,100b,100c) 각각에 일대일 대응되도록 소재(10)의 압연 단계별로 정밀하고 세밀한 제어가 가능하기 때문에 품질향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
한편, 압연공정에서 히트스트리크와 같은 표면결함을 방지하고자 냉각용 가스에 의해 소재와 롤의 온도를 떨어뜨리면 압연유의 온도도 함께 떨어지게 된다. 그러면 압연유의 점도도 점차 높아지게 되는데, 압연유의 점도가 높아질수록 소재(10)의 표면광택도는 떨어진다는 문제가 있다. 스테인리스강과 같은 경우에는 표면광택도가 특히 더 중요하기 때문에 이와 같은 문제는 반드시 개선되어야 할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 피압연재가 되는 소재(10)의 표면광택도를 실시간으로 측정하여 목표 표면광택도 값과 비교하고, 이를 토대로 냉각용 가스의 공급량을 제어하도록 한다.
이를 위해, 광택도측정수단(400)은 제3압연롤세트(100c)와 권취기(800) 사이에서 소재(10)의 표면광택도를 실시간으로 측정하고, 제어수단(500)은 상기 광택도측정수단(400)에서 측정한 표면광택도를 받아 측정 표면광택도 값을 생성하며, 상기 소재의 목표 표면광택도 값과, 상기 광택도측정수단(400)에서 측정한 측정 표면광택도 값의 오차를 기준으로 냉각하우징(310)을 통해 공급되는 냉각용 가스의 양을 제어할 수 있다.
이때, 소재(10)의 목표 표면광택도 값은 원하는 표면광택도 값이며, 광택도측정수단(400)에 의해 측정된 측정 표면광택도 값이 목표 표면광택도 값과 적어도 동일하게 되어야 원하는 표면품질을 달성하게 된다.
제3압연롤세트(100c)와 권취기(800) 사이에 광택도측정수단(400)을 배치하여 소재의 표면광택도를 측정할 경우, 제3압연롤세트(100c)에서 공급하는 냉각용 가스의 양이 제1,2압연롤세트(100a,100b)에서 공급되는 냉각용 가스의 양보다 민감하게 제어될 수 있다.
다만, 이는 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 당업자에 의해 적절히 변경되어 적용될 수 있는 사항이다.
한편, 도 2에서 보이듯이, 소재(10)의 표면광택도는 각각의 압연롤세트의 출측에서 측정하도록 구성할 수도 있다. 즉, 제1압연롤세트(100a)의 출측과 제2압연롤세트(100b)의 입측 사이와, 제2압연롤세트의 출측과 제3압연롤세트의 입측 사이와, 제3압연롤세트의 출측과 권취기(800) 사이에 각각 광택도측정수단(400)을 구비하는 것이다.
따라서, 제1압연롤세트(100a)의 출측과 제2압연롤세트(100b)의 입측 사이에 구비된 광택도측정수단(400)에서 측정한 표면광택도 정보는 제1압연롤세트(100a)만을 통과한 소재(10)의 정보가 되며, 나머지 광택도측정수단도 이와 같은 원리로 표면광택도를 측정한다.
따라서, 제어수단(500)은 압연 단계별로 소재(10)의 표면광택도 정보를 받을 수 있고, 압연 단계별로 냉각용 가스의 공급량을 제어하게 된다. 따라서, 제1압연롤세트(100a)를 통과한 소재(10)의 표면광택도가 목표치보다 현저히 작거나 크다면 이 단계에서 제1밸브유닛(360a)을 통해 냉각용 가스의 유량을 제어하여 압연유의 점도를 적정수준으로 맞출 수 있게 된다.
따라서, 소재(10)의 압연 초기에 압연 상태를 파악할 수 있어 불량률을 현저히 낮출 수 있고, 제1압연롤세트(100a)에서의 측정 표면광택도 값을 토대로 제2,3압연롤세트(100b,100c)에 공급할 냉각용 가스의 양을 예측할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 도 3을 참조로 하여 본원발명의 냉각수단(300)의 바람직한 일 실시예에 관하여 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 냉각수단(300)은 제1,2,3압연롤세트(도 1, 도 2의 100a, 100b,100c)각각의 입측과 출측에 구비되는 냉각하우징(310)을 포함하며, 상기 냉각하우징(310)은 하나의 압연롤세트 내에서 필요에 따라 복수개가 구비될 수도 있다.
냉각하우징(310)에는 가스공급탱크(600)에 연결되어 냉각용 가스의 이동통로가 되는 배관유닛(350)이 구비되는데 상기 배관유닛(350)은 소재(10)의 일면 상을 지나는 제1공급배관(320)과, 제2공급배관(330)을 포함한다.
제1공급배관(320)은 길이방향으로 복수개의 제1노즐(321)을 구비하는데, 상기 제1노즐(321)은 분사구가 소재(10)의 일면을 향하도록 배치되어, 상기 소재(10) 상에 냉각용 가스를 공급할 수 있다.
그리고 제2공급배관(330)은 길이방향으로 복수개의 제2노즐(331)을 구비하는데, 상기 제2노즐(331)은 분사구가 작업롤(110)의 틈새를 향하도록 배치되어 작업롤(110) 또는 상하로 마주보는 작업롤(110) 간의 틈새로 냉각용 가스를 공급할 수 있다.
이와 같이 구성되는 제1공급배관(320) 및 제2공급배관(330)에 따르면, 소재와 작업롤에 공급되는 냉각용 가스를 개별적으로 제어할 수 있어 소재와 작업롤의 냉각상태에 따라 개별적인 냉각제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제1공급배관(320)과, 제2공급배관(330) 상에는 각각 제1유량제어밸브(322)와 제2유량제어밸브(332)가 구비된다. 상기 제1,2유량제어밸브(322,332)는 제어수단(500)에 연결되며, 제어수단(500)에 의해 개폐여부 등이 제어되어 가스공급탱크(600)로부터 공급되는 냉각용 가스의 유량을 제어하게 된다.
제어수단(500)은 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이를 계산하고, 이들의 차이값에 따라 냉각용 가스의 총 공급량을 산출할 수 있다. 그리고, 이 총 공급량이 달성되도록, 도 2 또는 도 3에서 보이듯이 소재(10)의 이송방향에 순차적으로 배치된 냉각하우징(310)에 설치된 제1노즐 또는 제2노즐(도 3의 321, 331)에서 공급되는 냉각용 가스의 양이 모두 같게 할 수도 있고, 서로 다르게 할 수도 있다.
즉, 도 2에서 보이듯이, 제1압연롤세트(100a)에 냉각용 가스를 공급하는 냉각하우징(310)에 설치된 제1노즐 또는 제2노즐에서 공급하는 가스의 양과, 제2압연롤세트(100b)에 냉각용 가스를 공급하는 냉각하우징(310)에 설치된 제1노즐 또는 제2노즐에서 공급하는 가스의 양과, 제3압연롤세트(100c)에 냉각용 가스를 공급하는 냉각하우징(310)에 설치된 제1노즐 또는 제2노즐에서 공급하는 가스의 양이 모두 같거나, 서로 다르게 할 수 있다.
특히, 소재(10)의 특성, 압연조건 등을 고려하여 각각의 압연 단계에서 서로 다른 냉각용 가스를 공급하도록 하면 개별적인 압연공정 제어가 가능하고, 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 오차를 더욱 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서, 압연 생산성 향상 및 표면품질 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
일예로, 제1,2,3압연롤세트(100a,100b,100c)에 각각 설치된 냉각하우징(310)에 구비된 제1노즐 또는 제2노즐을 통해 공급되는 냉각용 가스의 양의 합이, 산출된 총 냉각용 가스의 양과 적어도 동일하도록 제1,2,3압연롤세트(100a,100b,100c)에 가스를 공급하되, 제1,2,3압연롤세트(100a,100b,100c)중에서 제1압연롤세트(100a)에 공급하는 냉각용 가스의 양이 가장 적고, 제3압연롤세트(100c)에 공급하는 냉각용 가스의 양이 가장 많을 수 있다.
이에 따르면, 소재(10)가 제1압연롤세트(100a)에서 제3압연롤세트(100c)까지 이송되는 동안 공랭되는 것까지 감안하여, 제1압연롤세트(100a)에서 최소한의 냉각을 진행할 수 있고, 소재(10)가 제3압연롤세트(100c)에 이르기 이전에 과도하게 냉각되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
다만, 이는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 당업자가 소재의 특성, 작업환경 등을 고려하여 적절히 선택하여 적용할 수 있는 사항이다.
한편, 도 4에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광택도측정수단(400)이 도시되어 있다.
광택도측정수단(400)은 소재(10)의 이송경로 상에 설치되는 측정하우징(410)과, 상기 측정하우징(410)에서 소재(10) 방향으로 이동되게 구비되어 상기 소재(10) 표면에 접촉 또는 비접촉되는 측정롤(420)과, 상기 측정롤에 구비되고, 상기 소재 표면에 빛을 입사시키는 발광부(430) 및 상기 측정롤에 구비되어 상기 소재 표면에서 반사된 빛을 측정하는 수광부(440)를 포함할 수 있다.
이때, 측정하우징(410)의 양측에는 측정롤(420)의 승강 또는 하강이 가능할 수 있도록 하는 가이드부재(450)가 각각 구비된다. 상기 가이드부재(450)는 측정롤(420)의 회전축(미도시)에 연결되는데, 측정롤(420)의 회전이 가능하도록 베어링부재(미도시)에 의해 연결될 수 있다.
가이드부재(450)는 그 자체의 길이가 증가하거나 감소함으로써 측정롤(420)을 소재(10) 표면에 접촉시키거나 비접촉시킬 수 있으며, 이와 같은 기술사상을 만족하는 범위내에서 랙과 피니언기어, 리니어 가이드 등으로 구비될 수 있다. 다만, 그 종류는 본 발명에 의해 한정되지는 않는다.
측정롤(420)은 소재(10)에 대면하는 일측에 측정홈(460)을 구비한다. 측정홈(460)은 측정롤(420)의 몸체 내부 방향으로 오목하게 형성되는 홈이고, 측정홈(460)의 내부에는 소재(10)의 표면에 빛을 입사하는 발광부(430)와, 상기 소재(10) 표면으로부터 반사되는 빛을 측정하는 수광부(440)가 구비된다.
이와 같이 소재(10) 표면의 광택도는 발광부(430)와 수광부(440)에 의한 입사광과 반사광의 인텐시티(intensit)비를 통해 측정될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 발광부(430)와 수광부(440)를 측정홈(460) 내부에 구비하면, 외부로부터 반사되는 빛을 차단할 수 있기 때문에 측정의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 소재(10) 표면에 접촉하는 측정롤(420)에 의한 소재(10) 표면의 미세한 손상도 방지하기 위하여 측정롤(420)의 외주에 연성이 큰 재질로 된 완충부재(미도시)를 구비할 수도 있다.
한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 마주보는 한 쌍의 롤로 구비되는 압연롤세트를 스테인리스 강판의 진행방향으로 복수개 구비하여 상기 강판의 표면이 목표 표면광택도 값을 갖도록 압연하는 압연 방법을 제공한다.
이때, 상기 압연롤세트는 강판의 표면을 직접적으로 가압하는 한 쌍의 작업롤을 포함할 수 있고, 그외에도 상기 작업롤을 가압하는 한 쌍의 중간롤, 한 쌍의 백업롤을 더 포함할 수 있다. 이하에서는 한 쌍의 상기 작업롤, 중간롤 및 백업롤을 압연롤세트로 지칭하도록 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압연방법은 도 5에서 보이듯이, 압연롤세트 각각에 압연유와 냉각용 가스(gas)를 공급하는 유체공급단계(S910)와, 상기 강판의 진행방향으로 가장 후행되게 배치되는 상기 압연롤세트의 출측과 상기 강판의 권취기 선단 사이에 배치되어, 상기 강판의 표면광택도 값을 실시간으로 측정하는 표면측정단계(S920) 및 상기 표면측정단계에서 측정한 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이에 따라 상기 유체공급단계에서 공급하는 가스의 양을 제어하는 유량제어단계(S930);를 포함할 수 있다.
표면측정단계(S920)는 강판의 이송방향으로 가장 후행되게 배치되는 압연롤세트와, 상기 강판을 권취하는 권취기 사이에서 1회 표면광택도를 측정할 수도 있고, 각각의 압연롤세트의 출측에서 복수회 표면광택도를 측정할 수도 있다.
전자를 최종 표면 측정이라 하고, 후자를 개별 표면 측정이라 하면, 최종 표면 측정에 의한 방법은 가장 후행되게 배치되는 압연롤세트에 공급되는 냉각용 가스가 가장 민감하게 제어될 수 있다. 이는 가장 후행되게 배치되는 압연롤세트에서 공급된 냉각용 가스가 강판의 표면광택도에 미치는 영향이 가장 크기 때문이다.
한편, 개별 표면 측정에 의한 방법은 각각의 압연 단계별로 강판의 표면광택도를 제어할 수 있다. 따라서, 공정 초기에 소재의 표면불량을 잡아낼 수 있는 효과가 있고, 각각의 압연 단계에 따른 강판의 표면 제어가 가능한 효과가 있다.
이와 같이 표면측정단계(S920)에서 측정된 표면광택도 값은 유량제어단계(S930)에서 냉각용 가스의 양을 제어하는데 사용될 수 있다. 여기서, 표면측정단계(S920)가 최종 표면 측정에 따를 경우, 유량제어단계는 최종 표면광택도에 따라 유량을 제어하게 되는 것이고, 개별 표면 측정에 따를 경우, 유량제어단계는 개별 표면광택도에 따라 제어하게 된다.
또한, 유량제어단계에서는 각각의 압연롤세트에 공급되는 냉각용 가스의 양을 모두 같도록 할 수도 있고, 모두 다르게 할 수도 있다. 다만, 강판의 특성과 압연조건에 따라 압연 단계별로 압연롤세트에 공급되는 냉각용 가스의 양을 서로 다르게 하면 공정 특성이 반영된 정밀한 제어가 가능하므로, 품질향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 이는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
한편, 유량제어단계에서 제어하는 냉각용 가스의 양은 강판의 측정 표면광택도 값과, 목표로 하는 목표 표면광택도 값의 차이에 의해 제어될 수 있다. 이와 같은 제어는 도 6에서 보이듯이, 측정 표면광택도 값이 목표 표면광택도 값의 110%를 초과하거나, 90% 미만일 때 수행된다.
즉, 측정 표면광택도 값과, 목표 표면광택도 값의 차이인 오차값이 목표 표면광택도 값의 ±10%를 벗어난 경우(초과 또는 미만)에만 공급하는 냉각용 가스의 양에 변화를 주고, ±10% 사이의 정상범위(D)인 경우에는 해당 목표 표면광택도 값에 적합한 냉각용 가스를 그대로 공급한다.
이때, 측정 표면광택도 값이 목표 표면광택도 값의 110%를 초과하면 냉각용 가스의 공급량을 증가시키고, 측정 표면광택도 값이 목표 표면광택도 값의 90% 미만이면 냉각용 가스의 공급량을 감소시켜 강판, 작업롤, 압연유의 온도를 제어하고, 이로써 강판의 표면광택도를 정상범위로 제어할 수 있다.
다만, 측정 표면광택도 값이 목표 표면광택도 값의 110%를 초과하거나, 90% 미만이어서 이들의 오차값이 정상범위(D)를 벗어난 경우에는 PI제어에 의해 냉각용 가스의 양을 제어할 수 있다.
이는, 피압연재의 재질이 스테인리스 304강 화이트코일이며, 입측 소재 두께가 3.0~4.0mmt이고, 총 압하율이 50%~60%이며, 사용된 압연유의 점도가 12~18cSt(@40℃)이고, 비누화가(SV)는 40~45mgKOH/g인 미네랄 오일(Mineral oil)일 때, 강판의 표면광택도를 측정한 결과가 평균값 210, 표준편차가 20으로, 약 10%의 변동을 가지기 때문이다. 따라서, 오차값이 ±10% 사이인 경우에는 정상범위로 하고, 이 정상범위에서는 냉각용 가스의 공급량을 변화시키지 않는다.
한편, 임의의 시간에서 냉각용 가스의 공급량은 아래 [수식 1]에 따라 계산될 수 있다.
[수식 1]
Figure PCTKR2017007607-appb-I000002
이때,
u(t) = 임의의 시간에서 액화질소 분사량이고,
e(t) = 임의의 시간에서 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이값이며,
kp = 비례제어게인이고,
ki = 적분제어게인이다.
여기서, 비례제어게인과, 적분제어게인은 강종, 압연 조건 등에 의해 정해지는 값이다.
냉각용 가스의 양을 [수식 1]에 의해 산정하면, 공정이 진행됨에 따라 누적될 수 있는 오차를 보정하기 때문에 결과적으로는 강판의 표면품질을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 이송되는 소재를 사이에 두고 상호 마주보는 적어도 한 쌍의 롤로 구비되고, 상기 소재의 이송방향으로 복수개가 구비되는 압연롤세트;
    상기 압연롤세트 각각에 대응되게 구비되어 상기 압연롤세트에 압연유를 공급하는 복수개의 압연유공급수단;
    상기 압연롤세트 각각에 대응되게 구비되어 상기 소재와 상기 압연롤세트에 가스(gas)를 공급하는 복수개의 냉각수단;
    상기 소재의 진행방향으로 가장 후행되게 배치되는 상기 압연롤세트와 상기 소재를 권취하는 권취기 사이에 배치되어 상기 소재의 표면광택도를 측정하는 광택도측정수단; 및
    상기 광택도측정수단과 복수개의 상기 냉각수단에 연결되어 상기 광택도측정수단이 측정한 표면광택도에 따라 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 양을 제어하는 제어수단;
    을 포함하는 압연 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광택도측정수단은,
    복수개가 구비되되, 상기 소재의 이송방향으로 선행되는 상기 압연롤세트의 출측과 후행되는 상기 압연롤세트의 입측 사이에 각각 구비되어 상기 소재의 표면광택도를 실시간으로 측정하고,
    상기 제어수단은,
    복수개의 상기 광택도측정수단과 복수개의 상기 냉각수단에 연결되어 상기 광택도측정수단이 측정한 표면광택도와, 상기 소재의 목표 표면광택도 간의 오차를 기준으로 상기 광택도측정수단에 선행되는 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광택도측정수단은,
    실시간으로 상기 소재의 표면광택도를 측정하고,
    상기 제어수단은,
    상기 광택도측정수단에서 측정한 표면광택도를 받아 측정 표면광택도 값을 생성하고, 상기 소재의 목표 표면광택도 값과, 상기 측정 표면광택도 값의 오차를 기준으로 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    상기 소재의 목표 표면광택도 값과 상기 측정 표면광택도 값의 오차를 기준으로 가스 총 공급량을 생성하고, 복수개의 상기 냉각수단이 공급하는 가스의 총량이 상기 가스 총 공급량과 적어도 동일하게 되도록 제어하되, 복수개의 상기 냉각수단이 서로 다른 양의 가스를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각수단은,
    상기 압연롤세트 각각의 입측과 출측에 구비되는 냉각하우징;
    가스공급탱크에 연결되고, 상기 냉각하우징 각각에 구비되는 제1, 2공급배관;
    상기 제1공급배관에 구비되어, 상기 소재에 가스를 공급하는 제1노즐;
    상기 제2공급배관에 구비되어, 상기 소재가 통과하는 상기 롤의 틈새에 가스를 공급하는 제2노즐; 및
    상기 제1, 2공급배관에 구비되어 상기 제어수단에 연결되는 제1, 2유량제어밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    PI제어하고, 상기 측정 표면광택도 값이 상기 목표 표면광택도 값보다 크면, 상기 제1, 2공급배관 중 적어도 하나의 유량이 증가하고, 상기 측정 표면광택도 값이 상기 목표 표면광택도 값보다 작으면, 상기 제1, 2공급배관 중 적어도 하나의 유량이 감소하도록 상기 제1, 2유량제어밸브 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광택도측정수단은,
    상기 소재의 이송경로 상에 설치되는 측정하우징;
    상기 측정하우징에서 이동되게 구비되어 상기 소재에 접촉 또는 비접촉되는 측정롤;
    상기 측정롤에 구비되고, 상기 소재 표면에 빛을 입사시키는 발광부; 및
    상기 측정롤에 구비되어 상기 소재 표면에서 반사된 빛을 측정하는 수광부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 가스공급탱크에 저장된 가스는 액화질소인 것을 특징으로 하는 압연 설비.
  9. 마주보는 한 쌍의 롤로 구비되는 압연롤세트를 스테인리스 강판의 진행방향으로 복수개 구비하여 상기 강판의 표면이 목표 표면광택도 값을 갖도록 압연하는 방법으로,
    상기 압연롤세트 각각에 압연유와 냉각용 가스(gas)를 공급하는 유체공급단계;
    상기 강판의 진행방향으로 가장 후행되게 배치되는 상기 압연롤세트의 출측과 상기 강판의 권취기 선단 사이에서 상기 강판의 표면광택도 값을 실시간으로 측정하는 표면측정단계; 및
    상기 표면측정단계에서 측정한 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이에 따라 상기 유체공급단계에서 공급하는 가스의 양을 제어하는 유량제어단계;
    를 포함하는 스테인리스 강판의 압연 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표면측정단계는,
    상기 강판의 이송방향으로 선행되는 상기 압연롤세트의 출측과 후행되는 상기 압연롤세트의 입측 사이에서 상기 강판의 표면광택도 값을 실시간으로 측정하고,
    상기 유량제어단계는,
    상기 표면측정단계에서 측정한 각각의 측정 표면광택도 값과, 상기 압연롤세트 각각에 대해 설정된 목표 표면광택도 값의 차이에 따라 상기 압연롤세트 각각에 공급하는 가스의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 압연 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 유량제어단계는,
    상기 표면측정단계에서 측정한 측정 표면광택도 값이, 상기 강판이 표면광택도를 측정하는 위치에 도달하기 직전에 통과한 상기 압연롤세트에 대한 목표 표면광택도 값의 110%를 초과하거나 90% 미만이면, 상기 유체공급단계에서 공급하는 가스의 공급량을 변화시키는 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 압연 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유량제어단계는,
    PI제어에 의해 상기 가스의 공급량을 제어하되, 임의의 시간에서 상기 가스의 공급량(u(t))은
    Figure PCTKR2017007607-appb-I000003
    에 의해 결정되며,
    kp는, 비례제어게인이고,
    ki는, 적분제어게인이며,
    e(t)는, 임의의 시간에서 측정 표면광택도 값과 목표 표면광택도 값의 차이값인 것을 특징으로 하는 스테인리스 강판의 압연 방법.
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