KR100931222B1 - 상변태량과 에지 크랙 방지를 고려한 고탄소 열연강판의냉각제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고탄소 열연강판을 냉각제어 함에 있어서, 권취온도제어모델 내에 상변태 및 두께방향의 열전달을 고려한 엄밀수식모델을 제공하고, 이를 바탕으로 판의 중심부 및 에지부로 나누어 상변태 및 열전달을 각각 계산하고, 이를 토대로 제어목표를 권취시점의 적정한 상변태 분율로 하고, 동시에 단부의 크랙 발생을 막기 위해 베이나이트 변태가 발생되지 않는 조건을 계산하여, 이를 제어하기 위한 적정 권취온도 및 적정 주수패턴을 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
적정주수패턴을 제공하는 방법으로는 기존 권취온도제어모델의 학습계수값으로 환산하여 제공하므로써 설정제어뿐 아니라 피드포워드 제어까지도 감당할 수 있도록 하였다.
권취온도, 상변태, 주수패턴, 에지크랙, 런아우트테이블
Description
제1도는 통상의 런아우트 테이블 냉각시스템의 개략도
제2도는 온도계산 및 상변태 계산 모델의 구성도
제3도은 본 발명의 냉각제어시 적정 권취온도 및 주수패턴을 제공하는 방법의 흐름도
제4도는 종래 방법과 본 발명의 제어방법에 의한 권취시점의 강판 중앙부의 상변태 분율 비교도
제5도는 종래 방법과 본 발명의 제어방법에 의한 권취시점의 강판 에지부의 상변태 분율 비교도
본 발명은 고탄소 열연강판의 냉각제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판 에지부와 중앙부의 온도 및 상변태를 동시에 계산하고 제어하기 위해, 권취온도를 적중하는 냉각제어가 아니라, 강판의 에지부의 마무리압연온도(FDT)는 중앙부의 FDT에 비해 일정량 낮게 열전달량은 강판의 에지부가 강판의 중앙부에 비해 일정량 높게 하여 계산하고, 이를 사용하여 에지부의 베이나이트가 발생하지 않으면서 중앙부에 가급적 일정한 양의 펄라이트 변태를 발생하게 하는 최적의 권취온도 및 최적 주수패턴을 결정하는 방법을 제공하는 고탄소 열연강판의 냉각제어 방법에 관한 것이다.
열간압연시 열연강재인 강판은 압연한 후 냉각을 하고, 권취기에 감음으로서 일반 코일로 제조된다. 이러한 열연강판을 제조하는데 있어서 코일은 통상 적당한 온도로 냉각되어져야 한다.
종래의 열간압연 시스템에서의 강판은 제1도에 의해 도시된 냉각시스템에 의해 냉각된다. 도1에 도시된 바와 같이, 열간압연 시스템에서는 마무리 압연기에서 강판이 압연된 후 런아우트 테이블(run out table)상을 지나간 후 권취기에 의해 감기도록 되어 있다. 강판을 적합한 온도에서 냉각시키는 냉각시스템은 런아우트 테이블을 따라 배치된다.
또한, 통상의 냉각시스템에서는 시스템 입구에 냉각되어질 강판의 온도를 측정하기 위한 입측온도계와 냉각대 출측에서 냉각된 후의 강판의 온도를 측정하기 위한 출측온도계가 설치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 냉각시스템은 런아우트 테이블을 사이에 두고 상하에 상부 냉각장치(16) 및 하부냉각장치(18)가 배치된다. 또한, 각각의 냉각장 치는 강판에 물을 부어 강판을 냉각시키는 수냉부와 공기로 강판을 냉각시키는 공랭부로 구성된다.
또한, 냉각시스템의 상부와 하부에 배치되어 있는 수냉부와 공랭부는 각각 복수개의 냉각뱅크로 분할된다. 각각의 냉각뱅크에 의해서 강판을 냉각하기 위한 냉각능력을 제어할 수 있다.
한편, 기존의 권취온도제어방법은 강종에 따라 코일의 중앙부에서 정의되는 냉각 입측온도인 목표 마무리압연온도(FDT)와, 냉각출축온도인 목표 권취온도(CT)를 설정하고, 그에 따라 FDT 및 CT를 적중시키는데 있다.
도 1에 있어서는 사상압연기(12)로 부터 출력되어 냉각시스템에 입력되는 입측에서 냉각되어질 강판의 온도를 측정하는 FDT 온도계(14) 및 냉각시스템의 출측에서 냉각된 후의 강판의 온도를 측정하기 위한 CT 온도계(20)을 구비하고 있다. 따라서, 종래의 냉각방법에 있어서는 FDT 및 CT를 설정하고 그에 따라서 권취온도제어를 하기위해서는, 먼저 목표 FDT, 목표 CT 및 목표 통판속도(VP)를 이용하여 공랭량을 계산하고 필요한 수냉량을 산출한 후 주수 뱅크 수를 결정한다.
수냉강하량의 계산에 있어서는 수냉열전달의 기본수식과 학습계수가 관여하는데 이를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
각 뱅크의 사용여부에 따라 뱅크당 수냉에 의한 온도강하량은 두께 방향의 온도구배를 무시한 Lumped 방법과 상변태 발열을 무시한 기본수식을 통해 계산된다. 이 계산을 표현하는 런아우트 테이블에서의 전체수냉강하량(Tw)은 다음의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Tw = 1000 lbank (Qiu + Qid ) / ( 3600 Vp Cp r Hf )
여기서, lbank : i번째 뱅크의 길이, Hf : 코일두께, Vp : 통판속도, Cp : 강판의 비열, r : 강판의 밀도, Qiu : i번째 상부뱅크의 열유속, Qid : i번째 하부뱅크의 열유속이다.
상기의 수학식 1에서 사용되는 뱅크별 상하 열유속값은 아래와 같이 수학식 2로 표시된다.
[수학식 2]
Qiu = fo f2i Tiu fv
Qid = fo f2i Tid
여기서, fo : 기본 열유속계수, f2i : i번째 뱅크의 열유속계수, Tiu : 상부 뱅크의 수온 보정계수, Tid : 하부 뱅크의 수온 보정계수, fv : 통판속도 보정계수이다.
상기 수학식2에서 열유속을 계산하기 위한 fo는 다음의 수학식 3에 의해서 표현된다.
[수학식 3]
fo = f1 [ C0 + C1 Hf + C2 Wf + C3 FDT + C4 CT + C5 Twa + C6 V
+ C7 (FDT-CT) + C8 (l/V) ]
여기서, f1 : 학습계수, C0에서 C8 : 계수값, Twa : 수온, Wf : 강판의 폭, V: 통판속도
상기 종래기술에 의한 냉각시스템에 있어서, 냉각모델의 학습계수 f1은 강종, 두께, 목표 FDT, 목표 CT에 의하여 학습되며, 이 학습계수가 결정되면 수냉각 밸브의 냉각능이 결정된 것과 같으므로 상기 수학식들에 의거하여 적정주수뱅크수가 정해지고, 그것에 의하여 적정주수패턴이 결정된다.
한편, 고탄소강의 경우 상변태가 600~650oC에서 활발하게 일어나며, 상변태시 발열량이 매우 커서 주수되더라도 온도가 하강하지 않거나 오히려 약간 상승하는 현상이 발생한다.
기존의 런아우트 테이블에서의 권취온도를 대략 600~650oC범위로 하고 있는데, 이 온도범위에서는 권취온도에 적중하더라도 주수량에는 엄청난 차이를 보일 수 있다. 또한, 이로 인해 코일별로 권취시점의 상변태량은 엄청난 차이를 보이게 된다.
따라서 상기 수학식 3의 학습계수 f1의 값은 목표 권취온도와 상관없이 다양한 값을 가질 수 있어 매우 불안한 상태가 된다.
그러므로, 제어하는 코일의 두께나 통판속도등의 미소한 차이에도 학습계수는 크게 변하게 되어 주수뱅크수에도 큰 차이가 발생하게 된다.
따라서, 권취온도는 차이가 거의 없음에도 권취시점에서의 상변태정도의 차이가 커서 큰 재질편차가 발생하거나, 미변태 권취시 변태유기소성의 발생으로 인해 타원형코일이 발생하게 되어 불량발생이 원인이 되는 문제점이 있다.
또한, 상변태 정도를 충분히 해주기 위해서 주수량을 늘려주면, 고탄소강의 큰 경화능으로 인해 목적하는 펄라이트가 아니라 베이나이트나 마르텐사이트로 상변태를 일으키는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 온도 제어 및 측정 위치인 중앙부에서 발생하는 예는 적지만, 열전달이 활발히 일어나는 판의 에지부에서는 그 발생량이 많으며, 결국 이로인해 후 가공시 에지 크랙이 발생하여 불량발생의 원인이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에지부에 베이나이트가 발생하지 않으면서, 중앙부에 가급적 일정한 양의 펄라이트 변태를 발생하게 하는 고탄소 열연강판의 냉각제어 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 고탄소 열연강판의 냉각제어방법은, 열간마무리압연기, 런아우트 테이블 및 권취기 순으로 배열되고, 상기 열간마무리압연기의 후단과 상기 권취기의 전단 사이에 온도계가 설치된 열간압연설비에서 열연강판의 온도를 제어하 는 방법에 있어서,
강판 중앙부의 목표 마무리 압연온도(FDT)로부터 엄밀온도계산식을 사용하여 임의의 가상주수패턴을 입력하여 강판 중앙부의 온도변화 및 상변태를 계산하는 제 1 단계;
강판 에지부의 목표 FDT로부터 엄밀온도계산식을 사용하여 임의의 가상주수패턴을 입력하여 강판 에지부의 온도변화 및 상변태를 계산하는 제 2 단계;
중앙부의 상변태분율과 기 설정된 목표 상변태분을 비교하여 에지부에 베이나이트 상이 나오지 않는 조건하에서 중앙부의 상변태분율이 기 설정된 목표 상변태분율 이상이 되도록 하는 제 3 단계;
상기 제1 내지 제3 단계의 반복을 통해 계산된 중앙부의 상변태분율과 목표 상변태분율의 차가 미리 정해진 값 이하가 되도록 하여 최적권취온도 및 최적주수패턴을 구하는 제 4 단계;
상기 최적권취온도와 최적주수패턴에 해당하는 온도모델의 학습계수를 구하는 제 5 단계; 및
상기 최적학습계수와 최적권취온도를 이용하여 상기 열간압연설비의 설정제어(preset control) 및 피드 포워드 제어(feed forward control)를 실시하는 제 6 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 고탄소 열연강판의 냉각제어방법에 있어서, 강판의 목표 FDT로부터 엄밀온도계산식을 사용하여 온도변화 및 상변태를 계산하는 단계는,
상기 강판의 조성에 대한 열역학계산을 통해 각 상의 평형상태도, 비열, 변태발열량을 온도의 함수로 계산하는 제1과정;
상기 열역학계산의 결과 얻어진 평형상태도와 하기 제3과정에서 계산되는 온도이력을 바탕으로 상변태속도를 계산하여 각 상의 분율을 결정하는 제2과정;
상기 제2과정에서 계산된 상변태 분율과 상기 제1과정에서 계산된 비열, 변태발열양을 바탕으로 온도를 계산하는 제3과정; 및
상기 제2, 3과정을 반복 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 고탄소 열연강판의 냉각제어방법에 있어서, 최적권취온도와 최적주수패턴에 해당하는 기존 온도모델의 학습계수를 구하는 제 5 단계는,
기존 온도모델내의 기존 학습계수를 상기 수학식 1 내지 3에 대입하여 수냉강하량를 계산하고 이를 활용하여 상기 제4단계에서 얻어진 최적권취온도에 해당하는 주수패턴을 계산하는 제4과정;
상기 제4과정에서 주수패턴이 제4단계에서 최적주수패턴과 같이 되도록 학습계수 f1값을 조금씩 변화시켜가면서 상기 수학식 1 내지 3의 계산을 반복하는 제5과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 마무리압연기, 런아우트 테이블 및 권취기 순으로 배열되고, 상기 열간마무리압연기의 후단과 권취기의 전단 사이에 온도계가 설치된 열간압연설비에 서 적용된다.
고탄소강판을 런아우트 테이블(run-out table)에 냉각제어함에 있어서, 권취온도제어모델 내 기본수식에 상변태 발열현상 및 두께방향의 열전달을 고려한 엄밀수식모델을 제공하고, 이를 이용하여 판의 중심부 및 에지부로 나누어 온도 및 상변태를 계산하고, 이를 토대로 제어목표를 권취온도가 아닌 권취시점의 적정한 상변태분율로 하고 (이때 단, 에지부에 베이나이트 발생이 되지 않는 조건을 도입), 이를 제어하기 위한 적정 권취온도 및 적정 주수패턴을 결정하는 방법을 제시하였다.
적정주수패턴을 제공하는 방법으로는 기존 권취온도제어모델의 학습계수값으로 환산하여 제공하므로써 설정제어뿐 아니라 피드포워드제어까지도 감당할 수 있도록 하였다.
이하 엄밀수식모델에 대해 설명한다.
강의 상이 오스테나이트로 부터 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트로의 변태시 발생하는 열량 및 각 상의 비열은 강의 냉각시 온도변화계산에 있어서 매우 중요한 인자가 된다. 본 발명에 있어서는 열역학 계산을 위해 Fe-C-Mn계에 대하여 부격자 모델을 이용하여 계산을 행하였다.
본 발명에서는 오스테나이트, 페라이트 및 세멘타이트가 고려되었으며, 자기변태에 의한 자유에너지 변화가 고려되었다. 평형조건의 계산은 실제조건에 가까운 파라(para) 평형으로 하여 계산하였다. 페라이트 변태의 발열량은 오스테나이트에 서 페라이트 및 미변태 오스테나이트로 변태할 때의 엔탈피 변화를 형성된 페라이트의 몰분율로 나누어 구하였고, 펄라이트 변태의 발열량은 오스테나이트에서 페라이트와 세멘타이트로 변태시의 반응열에 펄라이트내 세멘타이트와 페라이트의 분율을 곱하여 구하였다.
베이나이트 변태는 전단변태를 수반하는데, 이 전단변태에 의한 자유에너지 변화는 600J/mol로 하여 계산하였다.
실험적으로 일정 온도하에서 고체상의 시간에 따른 항온변태가 다음과 같은 수학식 4로 표현된다.
[수학식 4]
X = Xe [1 - exp(-ktn)]
여기서 X는 항온유지시간 t에서의 상변태 분율을 나타내며 속도상수 k 와 시간지수 n은 상변태 속도를 결정짓는 재료상수이다. Xe는 주어진 온도에서 열역학적으로 안정한 변태상의 분율을 의미하며 열역학 분석에 의한 평형상태도로부터 결정되는 값이다.
대부분의 상변태 거동은 항온이 아닌 냉각과정 중에 일어나므로 상변태의 변수로서 시간뿐만 아니라 온도라는 새로운 변수가 도입된다. 이러한 비항온 변태거동을 예측하기 위해 가산법칙이 사용되었다.
강판이 사상압연기를 빠져나와 런아우트 테이블에서 수냉각될 때의 냉각거동을 모사하기 위하여 다음 수학식 5와 같은 상변태를 고려한 1차원 비정상 열전달 방정 식을 고려하였다.
[수학식 5]
rCp (dT/dt) = ∂/∂x (kx ∂T/∂x) + ∑Li (dXi/dt)
여기서 r, Cp, kx, x는 밀도, 비열, 열전도 및 강판의 두께방향의 길이이고, dT/dt는 냉각시간변화에 따른 강판온도변화를 나타내고, Li는 초기 오스테나이트 상이 i상으로 변태할 때의 잠열이며, Xi는 i상의 분율이다
위의 수식에서 Cp는 특정 온도 및 시간에서 존재하는 상의 종류와 분율에 대해 열역학 계산을 통해 얻어진 값을 사용하였으며, Li도 물론 열역학계산을 통해 얻어진 값을 사용하였다. 상변태모델에서 변태량을 계산하려면 온도변화자료가 입력되어야 하므로 온도예측모델과 상변태모델은 비선형적으로 연결된다.
뱅크당 상하부 주수에 관한 열전달계수는 수학식 6과 같이 강판의 온도와 통판속도의 함수로 표시된다.
[수학식 6]
hU = kU (TS / T0)a (Vp/Vp0)b
, hD = kD (TS / T0)c (Vp/Vp0)
d
여기서, hU, hD : 상하부의 열전달계수, kU, kD, : 런아우트 설비가 결정되면 정해지는 상수, T0, Vp0 : 정규화를 위한 기준 강판온도 및 기준 통판속도, Vp: 통판속도, TS : 강판표면온도이다.
상기 수학식 [6]은 엄밀온도계산 모델의 경계조건으로 입력된다.
판 에지부와 중앙부의 온도계산에서 모두 상기 모델이 이용되나, 실험결과를 토대로 강판 에지부의 마무리압연온도(FDT)는 강판 중앙부의 FDT에 비해 일정량 (70oC 가량) 낮게 하였으며, 열전달량도 역시 실험결과를 토대로 강판의 에지부가 강판의 중앙부에 비해 일정량(약 1.5배) 높게 하여 계산한다.
본 발명에 있어서 판 에지부와 중앙부의 온도계산을 위한 엄밀모델들의 구성을 도2에 나타내었다.
강판의 목표 FDT로부터 엄밀온도계산식을 사용하여 온도변화 및 상변태를 계산하기 위해서, 먼저 강판의 조성에 대한 열역학계산을 통해 각 상의 평형상태도, 비열, 변태발열량을 온도의 함수로 계산한다.
상기 열역학계산의 결과 얻어진 평형상태도와 온도계산모델에 의해서 구해지는 온도이력을 바탕으로 상변태모델에서 상변태속도를 계산하여 각 상의 분율을 결정한다.
상기 상변태모델에서 계산된 상변태 분율과 상기 열역학계산과정에서 계산된 비열, 변태발열양을 바탕으로 온도계산모델에서 온도를 계산한다.
상기 온도 계산모델 및 상변태모델에 의한 상기 과정을 반복 계산하여 강판의 중앙부 및 에지부에서 상변태분율 및 권취온도를 계산한다.
도 3은 본 발명에 의한 냉각제어방법의 흐름도를 도시하고 있다.
사상압연기(10)에 의해서 압연이 개시되어 강판이 런아우트 테이블의 냉각시 스템에 입력되면, 엄밀온도 엄밀온도계산식에 가상주수패턴을 입력하여 열역학해석을 실시한 후 온도변화 및 상변태 해석을 연동하여 실시하고, 중앙부의 상변태분율과 기 설정된 목표 상변태분율을 비교하여 에지부에 베이나이트 상이 나오지 않는 조건하에서 중앙부의 상변태분율이 기 설정된 목표 상변태분율 보다 크고, 중앙부의 상변태분율과 목표 상변태분율의 차가 미리 정해진 값 이하가 되도록 하여 최적권취온도 및 최적주수패턴을 구한다.
또한, 구해진 최적권취온도 및 최적주수패턴을 이용하여 학습계수를 변경한다. 또한, 구해진 최적권취온도 및 최적주수패턴을 이용하여 피드 포워드제어(feed forward control)을 행함으로써, 에지 크랙이 발생하지 않으면서 권취시점에서 가능한한 일정량의 상변태가 확보된 고탄소 열연강판을 제조할 수 있게 된다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
[발명의 실시예]
도1과 같이 마무리압연기, 런아우트 테이블 및 권취기 순으로 배열되고, 상기 열간마무리압연기의 후단과 권취기의 전단 사이에 온도계가 설치된 열간압연설비에서 두께가 3.2mm이고 목표 FDT는 850oC, 목표 CT는 640oC인 SK5와, 두께가 2.2mm이고 목표 FDT는 880oC, 목표 CT는 640oC인 SK5에 대해, 기존 방법으로 냉각제어하였을 때의 권취시점에서의 중앙부 상변태율과, 본 발명의 냉각제어모델에 의해 중앙부 목표 상변태율을 70%로하여 제어했을 때의 권취시점에서의 중앙부 상변태율을 각각 도4에 도시하였다.
또한, 도5에는 강판이 2.2mm 두께의 경우 에지 크렉 발생의 척도인 베이나이트량을 도시하였다. 2.2 mm의 경우 상변태율을 62%이하로 하여야 에지부에 베이나이트량이 없음을 확인할 수 있으며, 에지 크렉을 방지하기 위해 이러한 계산을 통해 얻은 주수패턴을 사용해야 한다.
도4와 도5에 나타난 바와 같이 본 발명의 방법을 이용한 냉각제어법이 권취시점에서 상변태를 두 코일에서 가급적 모두 균일하게 제어하되, 에지부에서의 베이나이트를 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있었다.
본 발명은 상술한 방법에 의해서 고탄소강에 있어서 권취시점에서 에지부의 베이나이트가 발생하지 않도록 하여 크렉의 발생을 억제하면서 중앙부에 가급적 일정한 양의 펄라이트 변태를 발생하게하는 유용한 효과를 제공한다.
Claims (3)
- 열간마무리압연기, 런아우트 테이블 및 권취기 순으로 배열되고, 상기 열간마무리압연기의 후단과 상기 권취기의 전단 사이에 온도계가 설치된 열간압연설비에서 열연강판의 온도를 제어하는 방법에 있어서,강판 중앙부의 목표 마무리 압연온도(FDT)로부터 엄밀온도계산식을 사용하여 임의의 가상주수패턴을 입력하여 강판 중앙부의 온도변화 및 상변태를 계산하는 제 1 단계;강판 에지부의 목표 FDT로부터 엄밀온도계산식을 사용하여 임의의 가상주수패턴을 입력하여 강판 에지부의 온도변화 및 상변태를 계산하는 제 2 단계;중앙부의 상변태분율과 기 설정된 목표 상변태분을 비교하여 에지부에 베이나이트 상이 나오지 않는 조건하에서 중앙부의 상변태분율이 기 설정된 목표 상변태분 이상이 되도록 하는 제 3 단계;상기 제1 내지 제3 단계의 반복을 통해 계산된 중앙부의 상변태분율과 목표 상변태분율의 차가 미리 정해진 값 이하가 되도록 하여 최적권취온도 및 최적주수패턴을 구하는 제 4 단계;상기 최적권취온도와 최적주수패턴에 해당하는 온도모델의 학습계수를 구하는 제 5 단계; 및상기 최적학습계수와 최적권취온도를 이용하여 상기 열간압연설비의 설정제어(preset control) 및 피드 포워드 제어(feed forward control)를 실시하는 제 6 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상변태량과 에지 크랙 방지를 고려한 고탄소 열연강판의 냉각제어방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 최적권취온도와 최적주수패턴에 해당하는 기존 온도모델의 학습계수를 구하는 제 5 단계는,기존 온도모델내의 기존 학습계수를 하기 수학식 1 내지 3에 대입하여 수냉강하량를 계산하고 이를 활용하여 상기 제4단계에서 얻어진 최적권취온도에 해당하는 주수패턴을 계산하는 제4과정;상기 제4과정에서 주수패턴이 제4단계에서 최적주수패턴과 같이 되도록 학습계수 f1값을 조금씩 변화시켜가면서 하기 수학식 1 내지 3의 계산을 반복하는 제5과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상변태량과 에지 크랙 방지를 고려한 고탄소 열연강판의 냉각제어방법.[수학식 1]Tw = 1000 lbank (Qiu + Qid ) / ( 3600 Vp Cp r Hf )여기서, Tw:수냉강하량, lbank : i번째 뱅크의 길이, Hf :코일두께, Vp :통판속도, Cp :강판의 비열, r: 강판의 밀도, Qiu : i번째 상부뱅크의 열유속, Qid : i번째 하부뱅크의 열유속[수학식 2]Qiu = fo f2i Tiu fv, Qid = fo f2i Tid여기서, fo : 기본 열유속계수, f2i : i번째 뱅크의 열유속계수, Tiu : 상부 뱅크의 수온 보정계수, Tid :하부 뱅크의 수온 보정계수, fv : 통판속도 보정계수[수학식 3]fo = f1 [ C0 + C1 Hf + C2 Wf + C3 FDT + C4 CT + C5 Twa + C6 V+ C7 (FDT-CT) + C8 (l/V) ]여기서, f1 : 학습계수, C0에서 C8 : 계수값, Twa : 수온, Wf : 강판의 폭, V: 통판속도
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289515A (ja) | 1985-10-14 | 1987-04-24 | Nippon Steel Corp | 熱間圧延材の温度制御方法および装置 |
| KR20020052723A (ko) * | 2000-12-26 | 2002-07-04 | 이구택 | 상변태를 고려한 학습을 통한 열연판의 권취온도 제어방법 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101304687B1 (ko) | 2010-12-28 | 2013-09-06 | 주식회사 포스코 | 냉각 패턴 설정 방법 |
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| CN111420999A (zh) * | 2019-01-10 | 2020-07-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种精轧中间坯上下表面温差控制方法 |
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