KR100361747B1 - 연주기의구동롤유압제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조공정에서 주편을 인발할 때 주편에 적절한 압력을 가해주기 위한 구동롤의 압압력 조절기술에 관한 것으로 본 발명의 목적은 인발되는 주편 폭의 변화에 따라 구동롤의 압력이 자동으로 조절되게 하기 위한 연주기의 구동롤 유압 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 연주 구동롤 유압제어장치는 구동롤 그룹에 공급되는 유압의 크기를 조절하는 압력조절모터와, 유압의 크기를 검출하는 압력센서와, 상기 압력센서의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기와, 주편폭 데이터를 가지고 있는 주편폭 조절장치와, 상기 주편폭 조절장치로부터의 주편폭 데이터를 입력하여 해당하는 압력의 크기를 산출하여 이를 설정치로 하고 이를 A/D변환기의 현재치와 비교하여 설정치가 현재치보다 크면 업 콘트롤 신호를 발생하고 작으면 다운 콘트롤 신호를 발생하는 프로세스 콘트롤러와, 상기 프로세스 콘트롤러의 출력에 따라 상기 압력조절모터 측에 정회전 또는 역회전 제어신호를 제공하는 모터제어부를 포함한다.

Description

연주기의 구동롤 유압 제어장치{CONTROL SYSTEM OF A DRIVEN ROLL USING OIL PRESSURE}

본 발명은 연속주조공정에서 주편을 인발할 때 주편에 적절한 압력을 가해주기 위한 구동롤의 압압력 조절기술에 관한 것으로, 특히 인발되는 주편 폭의 변화에 따라 구동롤의 압력이 자동으로 조절되게 하기 위한 연주기의 구동롤 유압제어장치에 관한 것이다.

연속주조설비는 하나의 스트랜드에 120여개의 주편지지 롤로 구성되고 있으며, 그중에서 주편을 인발하여 주는 13개의 구동롤은 회전모터에 의해 회전하면서 주편의 폭의 크기에 따라 주편에 적절한 압력을 가해주도록 설치되고 있다.

도 1은 연주기의 구동롤에 대한 유압공급 계통도로서, 몰드(14)에 주입된 용강이 상기 몰드에서 적절히 냉각되면서 캐스팅보우를 형성하는 제1구동롤그룹(21)의 구동롤(1-4)과 스트레이트너를 형성하는 제2구동롤그룹(37)의 구동롤(5-13)에 의해 정해진 사이즈의 주편으로 만들어지는 과정을 나타내고 있다.

여기에서 제1구동롤그룹의 구동롤(1-4)과 제2구동롤그룹의 구동롤(5-13)에는 유압펌프(15)로부터 공급되는 유압이 각각의 제1,2압력조절모터(16,17)에 의해 적절한 크기로 공급되며, 이러한 유압의 크기는 각각의 유압라인 상에 설치되어 있는 압력센서(18,19)에 의해 센싱되어 제어계 또는 디스플레이계로 피이드백 된다.

도 2는 종래의 연주기 구동롤 압력 제어를 위한 유압 제어장치의 블록구성도이다. 여기에서 참고되는 바와 같이, 유압펌프(15)에서 공급되는 유압은 각각 제1압력조절모터(16)와 제2압력조절모터(17)를 통하여 제1구동롤그룹(21)과 제2구동롤그룹(37)에 투입되게 하고, 상기 제1압력조절모터(16)와 제2압력조절모터(17)에 의한 유압의 크기는 각각의 유압라인 상에 설치된 제1압력센서(18)와 제2압력센서 (19)에 의해 픽업되어 각각의 제1,2 A/D변환기(20.36)에서 디지털 신호로 변환된 후 각각의 디스플레이(22,38)에 표시되게 하고, 상기 각각의 디스플레이(22,38)에 표시되는 구동롤 유압 현재치를 조업자가 모니터링하는 것으로 정상조업 여부를 판단하게 한 뒤 조업자의 조작에 따라 제1,2수동조작기(23,39)에서 구동롤 압력조절을 위한 하강 및 상승신호가 출력되게 하고, 이러한 수동조작기(23,39)의 상승 및 하강신호 출력에 따라 제1,2모터제어기(24,40)가 상기 제1,2압력조절모터(16,17)를 정역회전시켜 상기 제1,2구동롤그룹(21,37)에 공급되는 유압이 조절되게 하고 있다.

도 3은 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 유압 제어장치의 동작과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 먼저, 주편폭 변경이 있게 되면 주편폭에 따른 압력테이블의 설정치를 확인하고 이를 현재값과 비교한다.

상기 단계에서 설정치가 현재치보다 작으면 구동롤의 압력하강모드 선택에 따라 압력조절모터를 역방향 동작시켜 압력을 하강시키고, 이와는 반대로 설정치가 현재치보다 크면 구동롤의 압력상승모드 선택에 따라 압력조절모터를 정방향 동작시켜 압력을 상승시킨다.

이후 압력센싱에 의한 유압검출 및 검출압력신호의 디지털변환과 변환된 디지털 신호를 이용한 디스플레이 과정을 거치게 된다.

그러나 주조시작 전에 주편폭의 크기에 따라 그 폭에 맞도록 구동롤의 압력을 조절시켜주어야 하는데 그 조작이 실행되지 않았거나 압력조정이 있었다하더라도 폭가변의 실시에 따라 압력조정이 맞지 않을 경우에는 주편 내부에 크랙이 발생되는 등 제품품질에 문제가 발생된다.

다음 표1은 주편폭에 따른 적정압력 크기의 테이블을 보이고 있다.

주편폭(mm)	860∼900	901∼1000	1001∼1100	1101∼1200	1201∼1300	1301∼1400	1401∼1500	1501∼1600
제1구동롤그룹(BAR)	11.6	12.8	14.0	15.2	16.4	17.6	18.8	20.0
제2구동롤그룹(BAR)	23.0	25.6	28.2	30.7	33.3	35.8	38.4	41.0

일례로 직전 주조시의 주편폭이 1310mm이고 후속 주조시의 주편폭이 980mm라고할 때, 상기 표 1의 테이블에서 알 수 있는 것처럼 직전 주조시의 제1구동롤의 유압은 17.6BAR, 제2구동롤의 유압은 35.8BAR이고 후속하는 공정의 주조시 제1구동롤의 유압은 14.0BAR, 제2구동롤의 유압은 25.6BAR이므로, 두 주조공정에서의 제2구동롤에 가해지는 압력차는 10.2BAR정도의 차이가 있게된다.

따라서 주편제품의 품질의 안정성을 유지하기 위해서는 주편폭의 변화에 따른 신속하고도 정확한 구동롤의 유압제어가 필요하게 된다.

본 발명의 목적은 연속주조공정에서 주편을 인발할 때 주편에 적절한 압력을 가해주기 위한 구동롤의 압압력 조절시 인발되는 주편 폭의 변화에 따라 구동롤의 압력조절이 자동으로 이루어지는 연주기의 구동롤 유압제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 연주기의 구동롤 그룹에 대한 유압공급 계통도이다.

도 2는 종래의 연주기 구동롤 압력제어를 위한 유압장치의 블록구성도이다.

도 3은 종래의 유압 제어장치의 동작과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 구동롤 압력제어를 위한 유압장치의 블록구성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 유압 제어장치의 동작과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1-13 : 구동롤 14 : 몰드

15 : 유압펌프 16,17 : 압력조절모터

18,19 : 압력센서 20,36 : A/D변환기

21,37 : 구동롤 그룹 22,38 : 디스플레이

23,39 : 수동조작기 24,40 : 모터제어기

25 : 몰드폭 조절기 33 : 프로세스 콘트롤러

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 구성은 구동롤 그룹에 공급되는 유압의 크기를 조절하는 압력조절모터와, 유압의 크기를 검출하는 압력센서와, 상기 압력센서의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기와, 주편폭 데이터를 가지고 있는 주편폭 조절장치와, 상기 주편폭 조절장치로부터의 주편폭 데이터를 입력하여 해당하는 압력의 크기를 산출하여 이를 설정치로 하고 이를 A/D변환기의 현재치와 비교하여 설정치가 현재치보다 크면 업 콘트롤 신호를 발생하고 작으면 다운 콘트롤 신호를 발생하는 프로세스 콘트롤러와, 상기 프로세스 콘트롤러의 출력에 따라 상기 압력조절모터 측에 정회전 또는 역회전 제어신호를 제공하는 모터제어부를 포함한다

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 구동롤 압력제어를 위한 유압장치의 구체적인 블록구성도로서 제1구동롤그룹(21)에 대한 제어부분만을 나타내고 있으며, 생략된 제2구동롤그룹(37)의 제어하기 위한 블록구성도 이것과 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 대표하여 제1구동롤그룹 제어부분만을 설명하고자 한다.

먼저, 유압펌프(15)에 의해 압축된 유압은 제1압력조절모터(16)에 의해 유압라인을 거쳐 제1구동롤그룹(21)의 각 구동롤(1-4)압압용 유압으로 인가되게 구성한다.

각각의 구동롤에 유압을 공급하는 유압라인 상에는 압력센서(18)를 설치하여 현재 구동롤에 가해지는 유압의 압력크기를 검출할 수 있게 구성한다.

상기 압력센서(18)에서 검출된 유압신호는 A/D변환기(20)에 입력되어 여기에서 디지털 신호가 출력되게 구성하고, 이러한 디지털 신호는 표시를 위한 디스플레이(22)와 프로세스 콘트롤러(33)측에 제공되게 연결하여 구성한다.

상기 프로세스 콘트롤러(33)는 입력되는 현재치의 디지털 신호와 몰드폭 조절기(25)로부터 입력되는 주조데이터를 비교처리하여 수동조작기(23)의 수동선택신호와 함께 모터제어기(24)에 정,역제어신호를 인가하게 연결하고, 상기 모터제어기 (40)에 의해서는 제1압력조절모터(16)측에 정,역제어출력이 인가되게 연결하여 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

주조중인 구동롤(1-4)에 가해지는 유압의 크기는 압력센서(18)에 의해 검출되고 이러한 현재의 유압검출신호는 A/D변환기(20)에 의해 디지털 값으로 변환되어 디스플레이(22)에 표시되고, 또한 프로세스 콘트롤러(33)측에 현재치 정보로 제공된다.

한편 몰드폭 조절기(25)는 주조중인 주편에 대한 각종 데이터를 가지게 되며, 주편폭 변경이 있게 되는 경우 이에 대한 데이터를 상기 프로세스 콘트롤러 (33)측에 제공한다.

이에 따라 프로세스 콘트롤러(33)는 몰드폭 조절기(25)로부터 입력되는 주편폭 변경 데이터를 받아 주편폭에 대한 압력설정치를 계산한다. 압력설정치(SV)의 계산식은 SV=폭×129÷10000 으로 정해진다.

이렇게 계산된 압력설정치(SV)는 상기 A/D변환기(20)로부터 입력되는 현재치(PV)에 비교하여 압력조절치(MV=SV-PV)를 얻어, 설정치가 현재치보다 클 경우에는 상기 압력조절치(MV)만큼 업 콘트롤 신호를 발생하고, 설정치와 현재치가 같을 경우에는 정지신호를 발생하고, 설정치가 현재치보다 작을 경우에는 상기 압력조절치(MV)만큼 다운 콘트롤 신호를 발생한다.

상기 프로세스 콘트롤러(33)에서 발생되는 업,다운 콘트롤신호는 모터제어기 (24)에 각각 정,역 선택신호로 인가되며, 이에 따라 모터제어기(24)가 압력조절모터(16)를 정해진 유압조절치 만큼 제어하여 각각의 구동롤(1-4)에 투입되는 유압은 변경되는 주편 폭에 대한 설정값으로 접근하게 된다.

도 5는 본 발명의 동작과정을 도식적으로 나타낸 흐름도로서, 유압모드 자동 선택 데이터, 주조모드 데이터, 클리어모드 데이터, 유압모드 수동선택 데이터, 주편폭이상 데이터는 앤드링 처리되어 주조조건으로 입력되면, 다음단계에서는 변경되는 주편폭으로부터 설정압력치를 구한다.

계산된 설정치로부터 센서에 의해 검출된 현재압력치를 차감하는 것으로 조절치를 구한다. 이렇게 구해진 압력조절치는 현재치에서 설정치에 접근하는 방향으로 압력조절모터를 정회전 또는 역회전 제어시켜 구동롤에 가해지는 유압을 상승 또는 하강시킴으로써 구동롤에 투입되는 유압의 현재치를 설정치 쪽으로 접근시킨다.

이어서 연속적으로 유압라인 상에서 유압의 크기를 압력센서로 검출하고 이를 디지털 신호로 변환하여 디스플레이에 표시함과 동시에 프로세스 콘트롤러측에 현재치로 피이드백 되게 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 연속주조공정에서 구동롤에 공급되는 유압이 주편폭의 변경에 따라 그 주편폭에 해당하는 압력으로 자동 피이드백 제어되므로 주편에는 항상 최적의 압력이 가해지게 되어 주편의 품질의 균질화를 얻을 수 있게 되며, 또한 매 주조시 마다 수행해야 하는 유압조절작업을 생략할 수 있어 성력화를 도모할 수 있는 특유한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 연주기의 구동롤에 투입되는 주편 압압용 유압 제어장치에 있어서, 구동롤에 공급되는 유압의 크기를 조절하는 제1,2압력조절모터(17,18)와, 구동롤에 공급되는 유압의 크기를 검출하는 압력센서(18,19)와, 상기 압력센서의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(20,36)와, 주편폭 데이터를 가지고 있는 주편폭 조절장치 (25)와, 상기 주편폭 조절장치로부터 주편폭 데이터를 받아 이에 해당하는 압력의 크기를 산출하여 설정치를 구하고 이를 A/D변환기의 현재치와 비교하여 조절치를 구한 후 설정치가 현재치 보다 크면 업 콘트롤 신호를 발생하고 작으면 다운 콘트롤 신호를 발생하는 프로세스 콘트롤러(33)와, 상기 프로세스 콘트롤러의 업,다운 콘트롤 신호의 출력을 받아들여 구해진 조절치 만큼 상기 제1,2압력조절모터 측에 정회전 또는 역회전 제어신호를 제공하는 모터제어기(24,40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연주기의 구동롤 유압 제어장치.