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KR101906707B1 - 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기 - Google Patents

열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기 Download PDF

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KR101906707B1
KR101906707B1 KR1020170009673A KR20170009673A KR101906707B1 KR 101906707 B1 KR101906707 B1 KR 101906707B1 KR 1020170009673 A KR1020170009673 A KR 1020170009673A KR 20170009673 A KR20170009673 A KR 20170009673A KR 101906707 B1 KR101906707 B1 KR 101906707B1
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flatness
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히데아키 후루모토
지로 하사이
히로노리 아베
마사토모 야마네
간지 하야시
신야 가네모리
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프리메탈스 테크놀로지스 재팬 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

제어계(50)의 결정 제어 장치(60)에 있어서, 열간 마무리 탠덤 압연기(1)의 최종 스탠드(100)에 대하여 구한, 선 하중과 판 형상 제어 파라미터에 대한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 크라운과 에지 프로필의 관계에 기초하여, 에지 프로필이 허용 범위가 되도록 최종 스탠드(100)의 선 하중을 조정하고, 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터를 조정함으로써 소정의 패스 스케줄을 결정한다. 이에 의해, 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있고, 또한 판 형상을 허용 범위 내에서 판 크라운을 소정값 이하로 제어한다.

Description

열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기{METHOD OF CONTROLLING PLATE PROFILE OF HOT FINISHING TANDEM ROLLING MILL AND HOT FINISHING TANDEM ROLLING MILL}
본 발명은, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기에 관한 것이다.
열간 마무리 탠덤 압연기에서의 판 폭 단부 근방에 있어서의 급격한 판 두께 감소인 에지 드롭을 감소시키는 수단으로서, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 마무리 압연기 후단에 있어서의 압연 방향 장력을 인장측, 또는 중간 신장 방향의 조업으로 하고, 압연 하중이 압연재 판 폭 단부 근방에서 작아져, 롤 편평에 기인하는 에지 드롭을 작게 하여, 목표 판 크라운을 충족시키면서, 에지 드롭을 저감하는 방법이 있다.
또한, 특허문헌 2에서는, 롤 서멀, 마모에 의해 발생한 에지 업을 억제하는 설비로서, 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에 롤 시프트 기구를 갖는 압연기를 설치하는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 평5-237527호 공보 일본 특허 공개 소61-108405호 공보
통상, 열간 마무리 압연기에서는, 압연 코일수의 증가에 의해 작업 롤은 마모한다. 특히, 판 폭 단부에서의 국소 마모, 그리고 작업 롤부의 열 팽창에 의해 발생하는 서멀 크라운에 의해, 판 폭 단부에서는 판 두께가 두꺼워지는 에지 업 현상이 발생한다.
상술한 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 판 크라운을 소정값으로 할 수 있다. 또한, 이에 수반하여 롤 편평에 기인하는 에지 드롭을 작게 할 수 있다. 그러나 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 판 크라운과 에지 드롭의 양쪽을 소정값 이하로 할 수 없다고 하는 문제점이 있다. 이것은, 에지 업의 경우도 동일하다. 특히, 에지 업은 원하는 판 프로필로 할 수 없을 뿐만 아니라, 통판성 악화 요인이 될 수 있으므로, 가능한 한 억제할 필요가 있다.
또한, 상술한 특허문헌 1의 열간 압연에서의 판 프로필 프리셋 제어 모델은, 소정 위치에서 정의된 판 크라운만을 소정값 이하로 제어하는 모델이며, 이 모델에서는, 판 크라운 및 에지 프로필의 양쪽을 소정값 이하로 제어하는 것이 매우 곤란하다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 이상의 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하고, 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있고, 또한 판 형상을 허용 범위 내에서 판 크라운을 소정값 이하로 제어할 수 있는 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 발명은 복수의 스탠드를 갖는 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법에 있어서, 상기 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에 대하여 얻은, 선 하중과 평탄도 제어 파라미터에 대한 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 업 또는 에지 드롭과의 관계에 기초하여, 상기 에지 업 또는 에지 드롭이 허용 범위가 되도록 상기 최종 스탠드의 선 하중을 조정하고, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정하고, 상기 조정한 최종 스탠드의 선 하중과 평탄도 제어 파라미터에 기초하여 상기 최종 스탠드의 패스 스케줄을 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터의 조정만으로 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위가 되지 않거나, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되지 않은 경우에는, 상기 최종 스탠드로부터 상류측을 향해 차례로, 상기 최종 스탠드에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되어 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상류측 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제3 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 최종 스탠드에서의 선 하중을 실현하는 상기 최종 스탠드의 압하량을 구하고, 이 압하량에 기초하여 평탄도가 허용 범위 내가 되도록 압하 스케줄을 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제4 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 패스 스케줄을 사용해서 각 스탠드에서의 압연을 행하면서, 상기 최종 스탠드의 워크 롤을 연마하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제5 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 열간 마무리 탠덤 압연기의 기존 패스 스케줄에 대하여, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 업 또는 에지 드롭의 관계에 기초하여 상기 최종 스탠드의 선 하중 조정을 행하고, 상기 기존 패스 스케줄의 선 하중을 조정한 중간 패스 스케줄에 대하여 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터의 조정을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제6 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터는 워크 롤 벤더의 워크 롤 벤딩력, 롤 크로스 각도, 롤 시프트량인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 제7 발명은, 복수의 스탠드를 갖는 열간 마무리 탠덤 압연기에 있어서, 상기 복수의 스탠드 각각에 설치된 압하 장치 및 판 형상 제어 액추에이터와, 소정의 패스 스케줄을 결정하는 결정 제어 장치와, 상기 결정 제어 장치에서 결정된 상기 소정의 패스 스케줄에 기초하여 상기 압하 장치와 상기 판 형상 제어 액추에이터를 제어하는 압연기 제어 장치를 구비하고, 상기 결정 제어 장치는, 상기 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에 대하여 얻은, 선 하중과 평탄도 제어 파라미터에 대한 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 업 또는 에지 드롭의 관계에 기초하여, 상기 에지 업 또는 에지 드롭이 허용 범위가 되도록 상기 최종 스탠드의 선 하중을 조정하고, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정함으로써 상기 소정의 패스 스케줄을 결정하는 것이며, 상기 압연기 제어 장치는, 상기 조정한 최종 스탠드의 선 하중이 얻어지도록 상기 압하 장치를 제어하고, 상기 조정한 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터가 얻어지도록 상기 판 형상 제어 액추에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제8 발명은, 제7 발명에 있어서, 상기 결정 제어 장치는 상기 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에, 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터의 조정만으로 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위가 되지 않거나, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되지 않은 경우에는, 상기 최종 스탠드로부터 상류측을 향해 차례로, 상기 최종 스탠드에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되어 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상류측 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제9 발명은, 제7 발명에 있어서, 상기 결정 제어 장치는, 상기 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에, 상기 최종 스탠드에서의 선 하중을 실현하는 상기 최종 스탠드의 압하량을 구하고, 이 압하량에 기초하여 평탄도가 허용 범위 내가 되도록 압하 스케줄을 결정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제10 발명은, 제7 발명에 있어서, 롤 연마 장치를 더 구비하고, 상기 압연기 제어 장치는, 상기 소정의 패스 스케줄에 기초하여 상기 복수의 스탠드 각각에서 압연을 행하고, 또한 상기 롤 연마 장치에 의해 상기 최종 스탠드의 워크 롤을 연마하도록 상기 압하 장치 및 상기 판 형상 제어 액추에이터와 상기 롤 연마 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제1 및 제7 발명에 의하면, 최종 스탠드 출구측에서의 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있고, 또한 판 형상을 허용 범위 내에서, 판 크라운을 반으로 소정값 이하로 제어할 수 있어, 양호한 판 프로필을 얻을 수 있다.
또한, 제2 및 제8 발명에 의하면, 보다 확실하게 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 판 형상을 허용 범위 내에서, 판 크라운에 대해서도 반으로 소정값 이하로 제어할 수 있다.
또한, 제3 및 제9 발명에 의하면, 각 스탠드 출구측에서의 판 크라운 비율 일정을 실현할 수 있으므로, 판 형상도 양호해지고, 보다 양호한 판 프로필을 제공할 수 있게 된다.
또한, 제4 및 제10 발명에 의하면, 워크 롤의 표면 형상이 개선되면서 압연이 행해지므로, 보다 쉽게 최종 스탠드 출구측에서의 에지 프로필을 소정값으로 제어할 수 있다. 따라서, 최종 스탠드에서의 선 하중을 비롯한 각 파라미터의 제어 폭이 넓어져, 조업이 보다 용이해진다.
또한, 제5 발명에 의하면, 안정되면서 또한 확실하게 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 판 형상을 허용 범위 내에서, 판 크라운에 대해서도 반으로 소정값 이하로 제어할 수 있다.
또한, 제6 발명에 의하면, 압연 시에 워크 롤 벤더, 롤 크로스 각도, 롤 시프트량을 바꾸게 되어, 양호한 판 프로필을 보다 쉽게 얻을 수 있다.
도 1은 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드와 판 프로필을 도시한 도면이다.
도 2는 열간 마무리 탠덤 압연기의 워크 롤부의 서멀 크라운, 마모 크라운에 의한 롤 프로필의 원리를 설명하는 도면이다.
도 3은 실시예 1의 열간 마무리 탠덤 압연기의 개략을 도시하는 도면이다.
도 4는 열간 마무리 탠덤 압연기에 있어서의 판 크라운 및 에지 드롭, 에지 업의 정의를 도시하는 도면이다.
도 5는 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에서의 에지 드롭의 유전성을 도시하는 도면이다.
도 6은 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에서의 판 크라운 유전성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 있어서의, 표 2에 나타내는 조건에서의 각 스탠드 출구측 판 프로필의 계산 결과를 도시하는 도면이다.
도 8은 표 2에 있어서의, 각 스탠드 워크 롤의 서멀 크라운, 마모 크라운의 설정을 도시하는 도면이다.
도 9는 최종 스탠드의 서멀 크라운, 마모 크라운, 워크 롤 편평 분포의 계산 결과를 도시하는 도면이다.
도 10은 최종 스탠드의 서멀 크라운, 마모 크라운, 워크 롤 편평 분포의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시예 1의 표 3에 나타내는, 최종 스탠드에서 선 하중 12.9kN/㎜로 한 조건에서의 서멀 크라운, 마모 크라운, 워크 롤 편평 분포의 계산 결과를 도시하는 도면이다.
도 12는 실시예 1의 표 3에 나타내는, 최종 스탠드에서 선 하중 12.9kN/㎜로 한 조건에서의 각 스탠드 출구측 판 프로필의 계산 결과를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시예 1에 있어서의, 최종 스탠드에서의 선 하중마다 판 크라운과 에지 프로필과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시예 1에 있어서의 최종 스탠드의 선 하중 업과 워크 롤 벤딩력 조정에 의한 판 프로필 제어의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시예 1에 있어서의 최종 스탠드의 선 하중 업과 워크 롤 벤딩력 조정에 의한 급준도의 변화를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시예 1에 있어서의 최종 스탠드의 선 하중 업과 워크 롤 벤딩력 조정에 의한 판 크라운의 변화를 도시하는 도면이다.
도 17은 실시예 1에 있어서의 판 프로필 제어에 의한 최종 스탠드 출구측에서의 벤딩력을 바꾸기 전에서의 판 프로필의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 18은 실시예 1에 있어서의 판 프로필 제어에 의한 최종 스탠드 출구측에서의 벤딩력을 바꾼 후에서의 판 프로필의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 19는 실시예 1에 있어서의, 최종 스탠드에서의 선 하중에 따른 각 스탠드에서의 압하 스케줄의 일례를 도시하는 도면이다.
도 20은 실시예 1에 있어서의, 최종 스탠드에서의 선 하중 12.9kN/㎜에서의 각 스탠드의 출구측 판 크라운의 목표값을 도시하는 도면이다.
도 21은 실시예 1에 있어서의, 최종 스탠드에서의 선 하중 12.9kN/㎜에서의 판 크라운 비율 스케줄을 도시하는 도면이다.
도 22는 실시예 1에 있어서의 판 프로필의 제어 플로우를 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예 2의 열간 마무리 탠덤 압연기의 개략을 도시하는 도면이다.
도 24는 표 5에 있어서의, 각 스탠드 워크 롤의 서멀 크라운, 마모 크라운의 설정을 도시하는 도면이다.
도 25는 실시예 2에 있어서의, 표 5에 나타내는 최종 스탠드에서의 서멀&마모 크라운 무조건에서의 각 스탠드 출구측 판 프로필의 일례를 도시하는 도면이다.
먼저, 본 발명에 있어서의 판 프로필이라 함은, 판 폭 방향의 판 두께 분포의 것이며, 판 중앙부와 판 에지부로 분류된다. 판 중앙과 판 중앙·에지부 분할 위치에서의 판 두께 차로 정의되는 판 크라운과, 판 에지부에 있어서의, 판 중앙·에지부 분할 위치와 판 단부 근방 위치에서의 판 두께 차로 정의되는 에지 업 또는 에지 드롭으로 구성된다.
또한, 판 형상이라 함은, 판의 평탄도를 의미하는 것이며, 평탄도는 단부 연장이나 중간 연장 등이 있다. 또한 판의 물결 높이를 판의 물결 피치로 나눈 급준도 등이 있다. 평탄도와 판 크라운은 관계가 있고, 스탠드의 출구측과 입구측에서의 판 크라운 비율의 변화에 워크 롤 직경, 판 폭, 판 두께 등에 의해 결정되는 형상 변화 계수를 곱한 것이 평탄도가 된다. 이후 설명되는 판 형상이라 함은 평탄도인 것이다.
이어서, 본 발명이 이루어진 경위에 대해서 이하에 설명한다.
압연재의 판 프로필은, 도 1에 도시한 바와 같이, 판 중앙부 영역과 판 단부 영역에서 특성이 상이하고, 판 단부에서는 급격하게 판 프로필이 변화된다.
여기서, 판 중앙부 크라운, 즉 판 크라운은, 압연 중에 있어서의 롤 휨에 영향을 받는다. 판 단부 영역에서의 에지 드롭 또는 에지 업은, 판 폭 단부 근방에서의 메탈 플로우 및 롤 편평에 크게 영향을 받는다.
그로 인해, 압연재의 판 크라운을 판 폭 방향 전체에 걸쳐 원하는 프로필로 제어하기 위해서는, 에지 드롭 또는 에지 업을 소정값 이하로 제어하고, 또한 판 형상을 허용 범위 내로 하고, 판 크라운에 대해서도 소정값 이하가 되도록 제어할 필요가 있다.
일반적으로, 열간 압연에서의 에지 드롭 또는 에지 업은, 당해 스탠드만의 조업 조건에 영향을 받아, 상류측 스탠드의 영향은 작다고 되어 있다. 즉, 에지 드롭 또는 에지 업은 유전성이 작다고 되어 있지만, 정량적으로 평가된 것은 없다.
또한, 압연 개수가 증가하면, 도 2에 도시한 바와 같이 롤 마모가 증가한다. 특히 판 폭 단부에서의 국소 마모와, 그리고 롤 열 팽창에 의한 서멀 크라운에 의해, 판 폭 단부에서는 에지 업을 발생하게 된다.
상술한 바와 같이 에지 드롭 또는 에지 업의 유전성이 작다고 되어 있으므로, 최종 스탠드의 조업 조건을 변경함으로써, 에지 드롭 또는 에지 업을 억제할 수 있게 된다.
또한, 통상 최종 스탠드에서는, 압하율이 작은 조업을 행하고 있다. 선 하중이 작아지면 판 폭 단부 근방에서의 롤 편평 변형이 작아진다. 그로 인해, 이 압하율이 작은 조업 방법을 사용하면, 판 형상을 허용 범위 내에서 판 크라운은 소정값으로 할 수 있지만, 최종 스탠드에서의 롤 서멀, 마모에 의해 발생한 에지 업을 억제하는 효과는 작아져, 에지 프로필을 소정값으로 제어할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명에서는, 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 드롭 또는 에지 업의 관계에 기초하여, 바람직하게는 상술한 관계를 미리 얻어 두고, 압하 장치를 제어해서 최종 스탠드에서의 선 하중을 조정하고, 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에서의 판 형상 제어 액추에이터를 조작하여, 판 형상을 허용 범위 내로 하고, 판 크라운을 소정값 이하가 되도록 조정하는 제어로 하였다. 이 방법에 의해, 판 크라운 및 에지 프로필을 소정값 이하가 되도록 조정할 수 있어, 양호한 판 프로필을 얻을 수 있다.
또한, 최종 스탠드에서의 판 형상 제어 액추에이터만으로 판 형상을 허용 범위 내, 또한 판 크라운을 소정값 이하로 제어하는 것이 쉽지 않은 경우에는, 마무리 후단측으로부터 차례로 판 형상을 우선하면서 소정의 판 크라운이 되도록 조정하는 방법으로 하였다.
또한, 워크 롤 연마 장치를 배치해서 최종 스탠드의 워크 롤의 롤 표면을 개선함으로써 보다 쉽게 판 형상을 허용 범위 내로 하고, 판 크라운을 소정값 이하가 되도록 조정하는 제어로 하였다.
상술한 검토에 기초한, 본 발명의 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기의 실시예를, 이하 도면을 사용해서 설명한다.
<실시예 1>
본 발명의 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기의 실시예 1을, 도 3 내지 도 22를 사용해서 설명한다. 먼저, 열간 마무리 탠덤 압연기(1)에 대해서 도 3을 사용해서 설명한다. 도 3은, 열간 마무리 탠덤 압연기의 개략을 도시하는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 열간 마무리 탠덤 압연기(1)는 열간 압연재(110)를 스트립으로 열간 압연하는 압연기이며, F1 스탠드(10), F2 스탠드(20), F3 스탠드(30), F4 스탠드(40), F5 스탠드(100)의 5 스탠드와, 제어계(50)를 갖고 있다. 또한, 열간 마무리 탠덤 압연기(1)는 도 3에 도시한 바와 같은 5 스탠드에 한정되지 않고, 최저 2 스탠드 이상으로 이루어지는 것이면 된다.
F1 스탠드(10)는, 상하 한 쌍의 워크 롤(12, 12) 및 상하 한 쌍의 백업 롤(13, 13), 상하 한 쌍의 워크 롤 벤더(14, 14), 압하 장치(15)를 갖는다. F2 스탠드(20)는 상하 한 쌍의 워크 롤(22, 22) 및 상하 한 쌍의 백업 롤(23, 23), 상하 한 쌍의 워크 롤 벤더(24, 24), 압하 장치(25)를 갖는다. F3 스탠드(30)는 상하 한 쌍의 워크 롤(32, 32) 및 상하 한 쌍의 백업 롤(33, 33), 상하 한 쌍의 워크 롤 벤더(34, 34), 압하 장치(35)를 갖는다. F4 스탠드(40)는 상하 한 쌍의 워크 롤(42, 42) 및 상하 한 쌍의 백업 롤(43, 43), 상하 한 쌍의 워크 롤 벤더(44, 44), 압하 장치(35)를 갖는다. 최종 스탠드가 되는 F5 스탠드(100)는 상하 한 쌍의 워크 롤(120, 120) 및 상하 한 쌍의 백업 롤(130, 130), 상하 한 쌍의 워크 롤 벤더(140, 140), 압하 장치(150)를 갖는다.
워크 롤(12, 22, 32, 42, 120)은 열간 압연재(110)를 압연한다. 백업 롤(13, 23, 33, 43, 130)은, 대응하는 워크 롤(12, 22, 32, 42, 120)을 각각 지지한다.
또한, 상측 워크 롤(12, 22, 32, 42, 120)과 백업 롤(13, 23, 33, 43, 130) 및 하측 워크 롤(12, 22, 32, 42, 120)과 백업 롤(13, 23, 33, 43, 130)은, 서로 수평면 내에서 크로스 가능한 페어 크로스 롤이다.
워크 롤 벤더(판 형상 제어 액추에이터)(14, 24, 34, 44, 140)는, 워크 롤(12, 22, 32, 42, 120)에 굽힘력을 부여하기 위한 장치이며, 그 벤딩력을 변경함으로써 열간 압연재(110)의 단면 형상, 특히 판 크라운이나 평탄도를 수정할 수 있다.
압하 장치(15, 25, 35, 45, 150)는, 대응하는 백업 롤(13, 23, 33, 43, 130)에 대하여 개별로 압하력을 부여하는 장치이다.
제어계(50)는 소정의 패스 스케줄을 결정하는 결정 제어 장치(60)와, 결정 제어 장치(60)로 결정된 소정의 패스 스케줄에 기초하여 압하 장치(15, 25, 35, 45, 150)나 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44, 140)), 도시하지 않은 크로스각 변경 액추에이터를 제어하는 압연기 제어 장치(70)와, 미리 열간 마무리 탠덤 압연기(1)의 최종 스탠드(100)에 대하여 얻은, 선 하중과 평탄도 제어 파라미터(이하, 판 형상 제어 파라미터라고 기재)에 대한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 크라운과 에지 프로필과의 관계를 기억하는 기억부(80)를 갖고 있다.
여기서, 본 실시예에서는, 최종 스탠드(100)의 형상 제어 액추에이터를 워크 롤 벤더(140)로 하고, 판 형상 제어 파라미터를 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력으로 한다.
또한, 최종 스탠드(100)의 형상 제어 액추에이터를 크로스각 변경 액추에이터로 하고, 판 형상 제어 파라미터를 롤 크로스 각도로 해도 좋다. 또한, 최종 스탠드(100)의 형상 제어 액추에이터를 롤 시프트 액추에이터로 하고, 판 형상 제어 파라미터를 롤 시프트량으로 해도 된다. 나아가, 최종 스탠드(100)의 형상 제어 액추에이터를 워크 롤 벤더(140) 및 크로스각 변경 액추에이터 또는 롤 시프트 액추에이터로 하고, 판 형상 제어 파라미터를 워크 롤 벤딩력 및 롤 크로스 각도 또는 롤 시프트량으로 하는 것도 가능하다.
결정 제어 장치(60)는 열간 마무리 탠덤 압연기(1)의 기존 패스 스케줄에 대하여, 기억부(80)에 기억되어 있는, 선 하중과 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력에 대한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 크라운과 에지 프로필의 관계에 기초하여, 에지 프로필이 허용 범위가 되도록 최종 스탠드(100)의 선 하중을 조정함으로써, 중간 패스 스케줄을 결정한다. 또한, 중간 패스 스케줄에 대하여, 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력을 조정한다. 그리고, 조정한 최종 스탠드(100)의 선 하중과 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력에 기초하여 복수의 스탠드[F1 스탠드(10) 내지 F5 스탠드(100)]의 패스 스케줄(소정의 패스 스케줄)을 결정한다.
특히, 결정 제어 장치(60)는 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에 최종 스탠드(100)의 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력의 조정만으로 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위가 되지 않거나, 판 크라운이 소정값 이하가 되지 않는다고 판단될 경우에는, 최종 스탠드(100)측으로부터 상류측을 향해 차례로, 최종 스탠드(100)에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되어 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상류측 스탠드[F1 스탠드(10) 내지 F4 스탠드(40)]의 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44)의 워크 롤 벤딩력을 조정한다.
또한, 결정 제어 장치(60)는 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에, 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 실현하는 최종 스탠드(100)의 압하량을 구하고, 이 압하량에 기초하여 판 형상이 허용 범위 내가 되도록 압하 스케줄을 결정한다.
압연기 제어 장치(70)는, 조정한 최종 스탠드(100)의 선 하중이 얻어지도록 각 스탠드의 압하 장치(15, 25, 35, 45, 150)를 제어하고, 조정한 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터가 얻어지도록 각 스탠드의 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44, 140)를 제어한다.
이어서, 결정 제어 장치(60)에 있어서, 소정의 패스 스케줄을 결정하기 위해서 사용하는, 선 하중과 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력에 대한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 크라운과 에지 프로필의 관계와, 에지 프로필이 허용 범위가 되도록 최종 스탠드(100)의 선 하중을 조정하는 방법, 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 최종 스탠드(100)의 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력을 조정하는 방법의 일례에 대해서 이하 설명한다.
먼저, 에지 드롭 유전 특성에 대해서 본 발명자들이 검토한 결과에 대해서 설명한다.
처음에, 열간 마무리 탠덤 압연기에서의 판 프로필을 유한 요소법을 사용해서 계산하고, 입구측 에지 드롭의 양과 출구측 에지 드롭의 양과의 관계를 정리하였다. 표 1에 계산 조건을, 도 5에 그 결과를 나타낸다.
Figure 112017007099894-pat00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 워크 롤을 직경 680㎜, 백업 롤을 직경 1450㎜, 판 폭을 1577㎜, 마무리 판 두께를 4.88㎜인 조건으로 하였다. 또한, 계산에서는, 서멀 크라운-37.5㎛/rad와 마모 크라운-25㎛/rad의 워크 롤 프로필을 고려하였다.
여기서, 서멀 크라운은 판과의 접촉에 의해 워크 롤이 열 팽창해서 커지는 현상이며, 판 단부로부터 100㎜까지 반경당 37.5㎛ 정도 워크 롤의 직경이 커지는 조건으로 하고, 여기서는, 판 중앙으로부터의 편차로서 정의하였다. 또한, 마모 크라운과는 판과의 접촉에 의해 판 단부에서 국부 마모되는 현상이며, 판 단부에서 반경당 25㎛ 정도 워크 롤의 직경이 작아지는 조건으로 하고, 여기서는 판 중앙으로부터의 편차로서 정의하였다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 판 크라운의 상세한 정의는, 판 단부 100㎜ 위치에서의 판 두께와 판 중앙부에서의 판 두께와의 차(Ch100)로 하였다. 에지 드롭 또는 에지 업의 상세한 정의는, 판 중앙으로부터 판 단부 100㎜까지의 판 두께 분포로부터 다항식 근사하여 판 단부 25㎜ 위치에서의 판 두께(판 두께 25㎜, he')를 추정하고, 실제 판 단부 25㎜에서의 판 두께(he)와의 차로서 에지 드롭 또는 에지 업을 평가하였다. 또한, 판 단부 100㎜ 위치에서의 판 두께가 판 단부 25㎜ 위치에서의 판 두께보다도 두꺼운 경우에는, 에지 업으로서 허용할 수 있는 것으로 하였다.
도 5에 도시한 바와 같이, 최종 스탠드(100)의 입구측 에지 드롭과 출구측 에지 드롭의 관계를 정리한 결과, 양자는 선형의 관계에 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 그 구배인 에지 드롭의 유전성은 0.17로 작은 것도 알 수 있었다. 즉, 입구측의 에지 드롭이 바뀌어도 그 17%밖에 출구측 에지 드롭에는 영향을 미치지 않게 된다. 이것으로부터, 당해 스탠드만으로, 에지 업 또는 에지 드롭 특성이 거의 결정되는 것을 정량적으로 알 수 있었다.
또한, 최종 스탠드(100)의 입구측 판 크라운과 출구측 판 크라운과의 관계도 아울러 정리하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6에 도시한 바와 같이, 양자는 선형의 관계에 있고, 그 구배인 판 크라운의 유전성은, 최종 스탠드(100)의 입구측 에지 드롭과 출구측 에지 드롭의 관계는 상이하고, 0.56으로 큰 것을 알 수 있었다. 즉, 입구측의 판 크라운은 그 56%가 출구측 판 크라운에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
이어서, 서멀 크라운, 마모 크라운만을 고려한 조건에 있어서의 열간 마무리 탠덤 압연기(1)에서의 압연 강판 프로필의 계산을 행하였다. 이 계산 조건을 표 2에, 결과를 도 7에 나타낸다. 표 2는 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 6.7kN/㎜로 한 조건이며, 이것을 탠덤 압연 계산 조건 1(기존 패스 스케줄에 상당)로 정의한다.
Figure 112017007099894-pat00002
F1 스탠드(10) 내지 F5 스탠드(100)의 워크 롤(12, 22, 32, 42, 120)의 서멀 크라운, 마모 크라운, 이니셜 크라운에 대해서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 서멀 크라운은 -37.5㎛/rad(판 단부 100㎜), 마모 크라운은 -25㎛/rad(판 단부 60㎜), 이니셜 크라운은 -140㎛/rad의 프로필을 고려하였다.
도 7에 도시한 바와 같이, 압연 강판 프로필은 후단에 근접함에 따라, 서멀 크라운 및 마모 크라운에 따른 국소 마모의 영향을 받아, 판 폭 단부 근방에서는 에지 업을 발생하는 결과가 되는 것을 알 수 있었다.
또한, 도 9에, 최종 스탠드에서의 서멀 크라운, 마모 크라운, 워크 롤 편평 분포의 계산 결과를 나타낸다. 여기서, 롤 편평 분포라 함은, 도 10의 최하단에 도시한 바와 같이, 판으로부터의 하중 분포가 워크 롤(120)에 작용한 경우의 롤 표면 편평량의 판 폭 방향 분포이며, 여기에서는 판 중앙으로부터의 편차로서 정의하였다. 참고를 위해, 서멀 크라운, 마모 크라운의 개략에 대해서도 도 10에 도시하였다.
도 9에 도시한 바와 같이, 서멀 크라운과 마모 크라운의 합계는, 판 폭 단부에서 급격하게 변화되지만, 롤 편평량은 그것과 비교하면 변화가 완만해서, 결과적으로, 에지 업이 되는 것을 알 수 있었다.
이 결과를 받아, 에지 업 억제를 위해서, 최종 스탠드(100)의 압하율을 올리고, 선 하중을 12.9kN/㎜로 크게 하는 경우의 열간 마무리 탠덤 압연기(1)에서의 압연 강판 프로필의 계산을 행하였다. 이 계산의 조건을 표 3에, 결과를 도 11 및 도 12에 나타낸다. 표 3은 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 12.9kN/㎜로 한 조건이며, 이것을 탠덤 압연 계산 조건 2(중간 패스 스케줄)로 정의한다.
Figure 112017007099894-pat00003
표 3에서는, 패스 스케줄은, 열간 마무리 탠덤 압연기(1) 전체에서의 입구측 판 두께와 마무리 판 두께는 표 2에 나타내는 탠덤 압연 계산 조건 1과 동일하게 하고, 최종 스탠드(100)에서의 압하율을 선 하중 12.9kN/㎜가 되게 조정하고, 또한 최종 스탠드(100)를 제외한 각 스탠드 출구측 판 두께를, 판 형상이 소정의 범위에서 압하율 30% 근방이 되게 조정하였다.
도 11에 도시한 바와 같이, 최종 스탠드(100)의 단위 폭당의 하중을 12.9kN/㎜로 크게 하면, 서멀 크라운, 마모 크라운에 대하여 판 폭 단부 근방에서의 롤 편평량은 급속하게 변하는 것을 알 수 있었다. 또한, 이로 인해, 도 12에 도시한 바와 같이, 최종 스탠드(100)에서의 에지 업을 억제할 수 있어, 에지 드롭이 되는 것을 알 수 있었다.
이 결과를 바탕으로, 최종 스탠드(100)에서의 판 단부 100㎜ 위치에서의 판 크라운과 판 단부 25㎜ 위치에서의 에지 드롭 또는 에지 업의 관계를, 최종 스탠드(100)에서의 선 하중은 6.7kN/㎜, 12.9kN/㎜의 2 조건으로 하고, 각 선 하중의 조건에 있어서, 최종 스탠드(100)에서의 판 형상 제어 액추에이터인 워크 롤 벤더(140)의 설정을 바꾸어서 구하고, 도 13에 도시하는 바와 같이 정리하였다.
도 13에 도시한 바와 같이, 최종 스탠드(100)에서의 워크 롤 벤더(140)에 의한 벤딩력을 높게 하면 판 크라운은 작아지고, 워크 롤 벤더(140)에 의한 벤딩력을 약하게 하면 판 크라운은 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 크게 하면, 에지 업은 작은 방향이 되고, 또한 워크 롤 벤더(140)에 의해 부여하는 벤딩력을 약하게 해서 판 크라운을 크게 하면 에지 업도 작아지는 것을 알 수 있었다.
최종 스탠드(100) 출구측의 판 크라운 목표값을, 도 13에 도시하는 바와 같이 0.055㎜로 하면, 최종 스탠드(100)에서의 선 하중 6.7kN/㎜에서는, 판 크라운을 소정값 이하로 하기 위해서 워크 롤 벤더(140)를 바꾸어도 에지 업을 허용 범위 내로 억제할 수 있는 조건은 존재하지 않는 것을 알 수 있다.
그로 인해, 에지 업을 허용 범위 내로 하기 위해서는, 최종 스탠드(100)의 선 하중을 올릴 필요가 있는 것, 예를 들어 에지 업을 0으로 하기 위해서는 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 12.9kN/㎜까지 올릴 필요가 있는 것을 알 수 있었다.
이와 같이, 미리, 선 하중과 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력에 대한 최종 스탠드(100)에서의 판 크라운과 에지 드롭 또는 에지 업의 관계를 얻어 두고, 소정의 판 크라운으로부터 필요한 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 결정함으로써, 용이하면서도 또한 확실하게 에지 프로필이 허용 범위가 되고, 또한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하로 할 수 있는 것을 알 수 있었다.
최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 6.7kN/㎜로부터 12.9kN/㎜까지 올렸을 때의 판 단부 100㎜에서의 판 크라운과 판 단부 25㎜에서의 에지 프로필의 관계를 도 14에, 최종 스탠드(100)(F5)에서의 워크 롤(120)에서의 벤딩력과 최종 스탠드(100)에서의 판 형상인 급준도(압연재의 압연 방향에 있어서의, 판 단부의 물결 높이 H에 대한 피치 L과의 비율로 표현됨)와의 관계를 도 15에, 최종 스탠드(100)의 워크 롤 벤더(140)와 판 단부 100㎜에서의 판 크라운과의 관계를 도 16에 나타낸다.
벤딩력은 902kN/chock로 고정한 채 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 6.7kN/㎜로부터 12.9kN/㎜까지 올리면[도 14, 15, 16 중의 (1)에 상당], 도 14 및 도 16에 도시한 바와 같이 판 크라운은 커져, 도 15에 도시한 바와 같이 급준도는 단부 신장 경향이 된다.
판 크라운의 소정값을 0.055㎜ 이하, 급준도의 제약을 ± 0.5% 이내로 하면, 모두 소정값으로부터 벗어나는 결과이며, 판 형상 제어 액추에이터인 워크 롤 벤더(140)에 의한 조정이 필요해진다.
구체적으로는, 판 크라운이 소정값보다도 크기 때문에, F5 스탠드(100)에 있어서의 워크 롤 벤더(140)에 의한 워크 롤 벤딩력을 잉크 리즈측으로 변경할 필요가 있다. 따라서, F5 스탠드(100)의 워크 롤 벤딩력을 902kN/chock로부터 1176kN/chock로 올린다[도 14, 15, 16 중의 (2)에 상당]. 이 변경에 의해, 급준도의 제약을 +0.5% 정도로, 판 크라운을 0.055㎜ 이하로 할 수 있고, 따라서 판 형상을 소정의 범위 내에서, 소정의 판 크라운으로 제어할 수 있게 되는 것을 알 수 있다. 이때의 계산 조건을 표 4에 나타낸다. 이 표 4는, 선 하중 업+워크 롤 벤딩력 조정 후이며, 탠덤 압연 계산 조건 3(최종 패스 스케줄에 상당)이라고 정의한다.
Figure 112017007099894-pat00004
도 17에 탠덤 압연 계산 조건 3에 있어서의 선 하중을 6.7kN/㎜로부터 12.9kN/㎜까지 올렸을 때[도 14, 15, 16 중의 (1)에 상당]의 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 프로필 계산 결과를, 도 18에 탠덤 압연 계산 조건 3에 있어서의 최종 스탠드(100)에서의 워크 롤 벤더(140)를 잉크 리즈측으로 조정했을 때[도 14, 15, 16 중의 (2)에 상당]의 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 프로필 계산 결과를 나타낸다.
도 17에 도시한 바와 같이, 선 하중을 올리는 것으로 최종 스탠드(100) 출구측 프로필은 판 크라운이 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 도 18에 도시한 바와 같이, 워크 롤 벤더(140)를 잉크 리즈측으로 조정함으로써, 판 단부 100㎜ 위치에서의 판 크라운을 동일한 값으로 제어할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이때, 에지 업량도 작은 결과인 것도 알 수 있었다.
이어서, 최종 스탠드(100)에서의 워크 롤 벤더(140)만으로, 판 형상이 허용 범위 내 및 판 크라운을 소정값으로 할 수 없는 경우에 있어서의, 결정 제어 장치(60)에서의 소정의 패스 스케줄을 결정하는 방법의 일례에 대해서 이하에 설명한다.
압연 조건에 따라서는, 최종 스탠드(100)의 선 하중 및 최종 스탠드(100)의 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력을 조정하는 것만으로는, 에지 프로필이 허용 범위가 되어, 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하로 하는 것이 어려운 경우가 있다. 이러한 경우, 결정 제어 장치(60)에서는, 후단측으로부터 차례로 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44)에 대해서도 조정하고, 입구측 판 프로필을 변경해서 소정의 패스 스케줄을 작성한다.
상술한 바와 같이, 종래법에서는 판 크라운은 소정값으로 제어하는 것은 가능하였다. 그러나 판 크라운은 중간 신장 방향으로의 압연으로 판 크라운 비율[압연 전의 압연재의 중앙 두께(H)와 크라운(CH)의 비율(CH/H)로 정의됨]을 일정하게 할 수 없다. 이에 반해, 본 실시예에서는 최종 스탠드(100)의 선 하중 조정에 의해 어긋난 판 형상, 판 크라운에 대해서도, 워크 롤 벤더(140)를 조정함으로써 목표 판 크라운을 충족시킬 수 있다.
또한, 판 크라운 비율 일정 조건을 충족시키기 위해, 최종 스탠드(100)의 선 하중을 조정하는 것이면, 압하 스케줄에 대해서도 수정할 필요가 생긴다.
구체적으로는, 도 19에 도시한 바와 같이, 압연기의 입구측 판 두께와 최종 출구측 목표 판 두께를 고정하고, 미리 설정한 변형 저항을 사용하여, 최종 스탠드(100)의 필요 선 하중이 되는 압하량을 결정하고, 도 20에 도시한 바와 같이 판 형상이 허용 범위 내에서, 소정의 판 크라운이 되도록 워크 롤 벤더(140)를 조정한다.
이것으로, 도 21에 도시한 바와 같이 전 스탠드 출구측에서 판 크라운 비율 일정을 실현할 수 있으면 되지만, 판 크라운 비율 일정을 실현할 수 없는 경우에는, 상류측 스탠드의 압하량을 수정함과 함께, 워크 롤 벤더(140)를 조정시켜서 상류측에 있어서 판 크라운 비율 일정을 실현시켜, 이 작업을 모든 스탠드에 있어서 판 크라운 비율 일정을 충족시키는 압하 스케줄이 될 때까지, 후단측으로부터 순서대로 상류측 스탠드를 향해 압하 장치(15, 25, 35, 45)에 의한 압하 스케줄과 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44)에 의한 워크 롤 벤딩력을 수정한다.
도 22에, 결정 제어 장치(60)에 있어서의 소정의 패스 스케줄의 결정하기 위한 제어 플로우를 나타낸다.
먼저, 결정 제어 장치(60)는 기존 패스 스케줄에 의한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 에지 프로필이 에지 업인지 여부를 판정한다(스텝 S110). 에지 업이라고 판정되었을 때는 처리를 스텝 S120으로 진행시키고, 에지 업이 아니라고 판정되지 않았을 때는 처리를 스텝 S130으로 진행시킨다.
스텝 S110에서 에지 업이라고 판정되었을 때는, 결정 제어 장치(60)는 기억부(80)에 기억되어 있는, 미리 얻어 둔 판 크라운과 에지 업의 관계로부터 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 조정하고, 처리를 S110으로 되돌려서 다시 에지 업인지 여부를 판정하고, 에지 업이 되지 않는 조건을 구한다.
스텝 S110에서 에지 업이 아니라고 판정된 후는, 결정 제어 장치(60)는 스텝 S110에서 선택된 선 하중으로 할 경우에, 판 형상이 허용 범위 내에서, 최종 스탠드(100)에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S130). 판 형상이 허용 범위 내에서, 최종 스탠드(100)에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되어 있다고 판정되었을 때는, 워크 롤 벤더(140)에 의한 특별한 판 프로필 제어는 행하지 않는 패스 스케줄로서 처리를 종료하고, 되어 있지 않다고 판정되었을 때는 처리를 스텝 S140으로 진행시킨다.
계속해서, 결정 제어 장치(60)는, 도 13에 도시한 바와 같은 미리 기억부(80)에 기억된 판 크라운과 에지 프로필의 관계에 기초하여, 최종 스탠드(100)에서의 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력을 조정한다(스텝 S140).
계속해서, 결정 제어 장치(60)는, 다시 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내에서, 최종 스탠드(100)에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 S150). 판 형상이 허용 범위 내에서, 최종 스탠드(100)에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되어 있다고 판정되었을 때는 처리를 종료하고, 되어 있지 않다고 판정되었을 때는 처리를 스텝 S160으로 진행시킨다.
스텝 S150에서 판 형상이 허용 범위 내에서, 최종 스탠드(100)에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되어 있지 않다고 판정되었을 때는, 결정 제어 장치(60)는 마무리 후단측[처음에는 F4 스탠드(40), 스텝 S160이 2번째일 때는 F3 스탠드(30), 3번째일 때는 F2 스탠드(20), …]으로부터 차례대로, 워크 롤 벤더(44, 34, 24, 14)에 의한 워크 롤 벤딩력을 조정한다(스텝 S160). 즉, 최종 전 스탠드라도 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위가 되지 않거나, 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운이 소정값이 되지 않은 경우에는, 또한 상류측으로 차례로 워크 롤 벤더의 벤딩력(판 형상 제어 파라미터)을 조정한다. 그 후 처리를 스텝 S130으로 되돌려서 판정을 행함으로써 판 형상이 허용 범위 내 및 판 크라운이 소정값이 되는 해를 찾아, 최종 패스 스케줄을 결정하여, 판 프로필 제어를 행한다.
이어서, 본 실시예의 효과에 대해서 설명한다.
상술한 본 발명의 실시예 1의 열간 마무리 탠덤 압연기(1)에서는, 제어계(50)의 결정 제어 장치(60)에 있어서, 열간 마무리 탠덤 압연기(1)의 최종 스탠드(100)에 대하여 얻은, 선 하중과 판 형상 제어 파라미터에 대한 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 크라운과 에지 프로필의 관계에 기초하여, 에지 프로필이 허용 범위가 되도록 최종 스탠드(100)의 선 하중을 조정하고, 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터를 조정함으로써 소정의 패스 스케줄을 결정하고, 압연기 제어 장치(70)에 있어서, 조정한 최종 스탠드(100)의 선 하중이 얻어지도록 압하 장치(15, 25, 35, 45, 150)를 제어하고, 조정한 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터가 얻어지도록 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44, 140)를 제어한다.
이에 의해, 열간 마무리 탠덤 압연에 있어서, 에지 프로필에 대해서 소정값 이하로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 판 형상을 허용 범위 내에서, 판 크라운에 대해서도 반으로 소정값 이하로 제어할 수 있어, 양호한 판 프로필을 얻을 수 있다.
또한, 결정 제어 장치(60)는 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터의 조정만으로 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 형상이 허용 범위가 되지 않거나, 판 크라운이 소정값 이하가 되지 않은 경우에는, 최종 스탠드(100)로부터 상류측을 향해 차례로, 최종 스탠드(100)에서의 판 형상이 허용 범위 내가 되어 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상류측 스탠드[F1 스탠드(10) 내지 F4 스탠드(40)]의 판 형상 제어 파라미터를 조정하기 위해서, 보다 확실하게 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 판 형상을 허용 범위 내에서, 판 크라운에 대해서도 반으로 소정값 이하로 제어할 수 있다.
또한, 열간 마무리 탠덤 압연기(1)의 기존 패스 스케줄에 대하여, 최종 스탠드(100) 출구측에서의 판 크라운과 에지 프로필의 관계에 기초하여 최종 스탠드(100)의 선 하중 조정을 행하고, 기존 패스 스케줄의 선 하중을 조정한 중간 패스 스케줄에 대하여 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터의 조정을 행함으로써, 안정되면서 또한 확실하게 에지 프로필을 소정값 이하로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 판 형상을 허용 범위 내에서, 판 크라운에 대해서도 반으로 소정값 이하로 제어할 수 있다.
또한, 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에, 최종 스탠드(100)에서의 선 하중을 실현하는 최종 스탠드(100)의 압하량을 구하고, 이 압하량에 기초하여 판 형상이 허용 범위 내가 되도록 압하 스케줄을 결정함으로써, 각 스탠드 출구측에서의 판 크라운 비율 일정을 실현할 수 있으므로, 판 형상도 양호해지고, 보다 양호한 판 프로필을 제공할 수 있게 된다.
또한, 최종 스탠드(100)의 판 형상 제어 파라미터는, 워크 롤 벤더(140)의 워크 롤 벤딩력인 것에 의해, 압연 시에 조정이 용이한 워크 롤 벤더(140)를 바꾸게 되어, 양호한 판 프로필을 보다 쉽게 얻을 수 있다.
<실시예 2>
본 발명의 실시예 2의 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기를 도 23 내지 도 25를 사용해서 설명한다. 실시예 1과 동일한 구성에는 동일한 부호를 나타내고, 설명은 생략한다.
도 23에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 열간 마무리 탠덤 압연기(1A)는, 실시예 1의 열간 마무리 탠덤 압연기(1) 외에 F5 스탠드(100A)의 워크 롤(120A) 주위에 롤 연마 장치(160)가 더 배치되어 있다.
롤 연마 장치(160)는, 마모한 워크 롤(120A)의 표면을 온 라인 또는 오프 라인으로 연마하는 장치이다.
또한, 제어계(50A)의 결정 제어 장치(60A)에서는, 최종 스탠드(100A)에 배치된 롤 연마 장치(160)에 의해 워크 롤(120A)이 연마되어 있는 것을 가미해서 에지 프로필이 허용 범위가 되도록 최종 스탠드(100)의 선 하중을 조정함으로써, 소정의 패스 스케줄을 결정한다.
압연기 제어 장치(70A)는 결정 제어 장치(60A)에서 결정된 소정의 패스 스케줄에 기초하여, F1 스탠드(10) 내지 F5 스탠드(100A) 각각에서 압연을 행하고, 또한 롤 연마 장치(160)에 의해 최종 스탠드(100A)의 워크 롤(120A)을 연마하도록, 압하 장치(15, 25, 35, 45, 150), 워크 롤 벤더(14, 24, 34, 44, 140) 및 롤 연마 장치(160)를 제어한다.
이어서, 열간 마무리 탠덤 압연기(1A)에서의 압연 강판 프로필의 계산 결과의 일례에 대해서 설명한다.
최종 스탠드(100)에 롤 연마 장치(160)를 설치해서 마모 크라운을 조정함으로써 서멀 크라운을 보상한 본 실시예의 계산 조건을 표 5에, 결과를 도 25에 나타낸다.
표 5에서는, 최종 스탠드(100)에서의 선 하중은 6.7kN/㎜로 하고, F1 스탠드(10) 내지 F4 스탠드(40)의 워크 롤(12, 22, 32, 42)의 서멀 크라운, 마모 크라운, 이니셜 크라운에 대해서는, 도 24에 도시한 바와 같이, 서멀 크라운은 -37.5㎛/rad(판 단부 100㎜), 마모 크라운은 -25㎛/rad(판 단부 60㎜), 이니셜 크라운은 -140㎛/rad의 프로필을 고려하였다.
또한, F5 스탠드(100)의 워크 롤(120A)은, 롤 연마 장치(160)에 의해 표면이 끊임없이 개선되고 있으므로, 서멀 크라운 및 마모 크라운, 롤 크라운은 0으로 하였다. 이 표 5의 조건을 탠덤 압연 계산 조건 4라 정의한다.
Figure 112017007099894-pat00005
도 25에 도시한 바와 같이, 최종 스탠드(100A)에 롤 연마 장치(160)를 설치하여, 서멀 크라운을 보상함으로써, 워크 롤 직경, 백업 롤 직경, 판 폭, 입구측 판 두께, 출구측 판 두께, 압하량, 압하율, 압연 하중, 선 하중, 워크 롤 벤딩력, 크로스각의 여러 조건이 탠덤 압연 계산 조건 1과 동일해도, 에지 업을 억제할 수 있는 것을 알 수 있어, 선 하중의 조정을 대폭으로 저감할 수 있는 것을 알 수 있었다.
그 밖의 구성·동작은 전술한 실시예 1의 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기(1)와 대략 동일한 구성·동작이며, 상세한 것은 생략한다.
본 발명의 실시예 2의 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기에 있어서도, 전술한 실시예 1의 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법 및 열간 마무리 탠덤 압연기와 거의 마찬가지인 효과가 얻어진다.
또한, 열간 마무리 탠덤 압연기(1A)에 롤 연마 장치를 배치하고, 패스 스케줄을 사용해서 각 스탠드[F1 스탠드(10) 내지 F5 스탠드(100A)]에서의 압연을 행하면서, 롤 연마 장치(160)를 사용해서 최종 스탠드(100A)의 워크 롤(120A)을 연마해서 워크 롤(120A)의 표면의 마모 크라운을 조정하면서 압연을 행하게 함으로써, 워크 롤(120A)의 표면 형상이 개선되면서 압연이 행해지므로, 보다 쉽게 최종 스탠드 출구측에서의 에지 프로필을 소정값으로 제어할 수 있다. 따라서, 최종 스탠드(100A)에서의 선 하중을 비롯한 각 파라미터의 제어 폭이 넓어져, 조업이 보다 용이해진다고 하는 효과가 얻어진다. 또한, 워크 롤(120A)의 표면이 조정되므로, 워크 롤(120)의 개조에 필요한 엄청난 설비 투자를 저감할 수 있게 된다고 하는 효과도 얻어진다. 또한, 최종 스탠드(100A)에만 롤 연마 장치(160)를 사용하여, 그것보다 앞의 스탠드에는 롤 연마 장치를 사용하지 않음으로써, 초기 설비 비용, 메인터넌스 비용을 억제하면서, 양호한 판 프로필을 유지할 수 있어, 특히 유익하다.
<기타>
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형예가 포함된다. 상기 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다.
1, 1A : 열간 마무리 탠덤 압연기
10 : F1 스탠드
20 : F2스탠드
30 : F3 스탠드
40 : F4 스탠드
12, 22, 32, 42 : 워크 롤
13, 23, 33, 43 : 백업 롤
14, 24, 34, 44 : 워크 롤 벤더(판 형상 제어 액추에이터)
15, 25, 35, 45 : 압하 장치
50, 50A : 제어계
60, 60A : 결정 제어 장치
70, 70A : 압연기 제어 장치
80 : 기억부
100, 100A : F5 스탠드(최종 스탠드)
110 : 열간 압연재
120, 120A : 워크 롤
130 : 백업 롤
140 : 워크 롤 벤더(판 형상 제어 액추에이터)
150 : 압하 장치
160 : 롤 연마 장치

Claims (10)

  1. 복수의 스탠드를 갖는 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법에 있어서,
    상기 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에 대하여 얻은, 선 하중과 평탄도 제어 파라미터에 대한 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 업 또는 에지 드롭과의 관계에 기초하여, 상기 에지 업 또는 에지 드롭이 허용 범위가 되도록 상기 최종 스탠드의 선 하중을 조정하고,
    상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정하고,
    상기 조정한 최종 스탠드의 선 하중과 평탄도 제어 파라미터에 기초하여 상기 최종 스탠드의 패스 스케줄을 조정하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터의 조정만으로 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위가 되지 않거나, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되지 않은 경우에는, 상기 최종 스탠드로부터 상류측을 향해 차례로, 상기 최종 스탠드에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되어 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상류측 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최종 스탠드에서의 선 하중을 실현하는 상기 최종 스탠드의 압하량을 구하고, 이 압하량에 기초하여 평탄도가 허용 범위 내가 되도록 압하 스케줄을 결정하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 패스 스케줄을 사용해서 각 스탠드에서의 압연을 행하면서, 상기 최종 스탠드의 워크 롤을 연마하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열간 마무리 탠덤 압연기의 기존 패스 스케줄에 대하여 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 업 또는 에지 드롭의 관계에 기초하여 상기 최종 스탠드의 선 하중 조정을 행하고,
    상기 기존 패스 스케줄의 선 하중을 조정한 중간 패스 스케줄에 대하여 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터의 조정을 행하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터는 워크 롤 벤더의 워크 롤 벤딩력, 롤 크로스 각도, 롤 시프트량인 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기의 판 프로필 제어 방법.
  7. 복수의 스탠드를 갖는 열간 마무리 탠덤 압연기에 있어서,
    상기 복수의 스탠드 각각에 설치된 압하 장치 및 판 형상 제어 액추에이터와,
    소정의 패스 스케줄을 결정하는 결정 제어 장치와,
    상기 결정 제어 장치에서 결정된 상기 소정의 패스 스케줄에 기초하여 상기 압하 장치와 상기 판 형상 제어 액추에이터를 제어하는 압연기 제어 장치를 구비하고,
    상기 결정 제어 장치는, 상기 열간 마무리 탠덤 압연기의 최종 스탠드에 대하여 얻은, 선 하중과 평탄도 제어 파라미터에 대한 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운과 에지 업 또는 에지 드롭의 관계에 기초하여, 상기 에지 업 또는 에지 드롭이 허용 범위가 되도록 상기 최종 스탠드의 선 하중을 조정하고, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되고, 또한 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정함으로써 상기 소정의 패스 스케줄을 결정하는 것이며,
    상기 압연기 제어 장치는, 상기 조정한 최종 스탠드의 선 하중이 얻어지도록 상기 압하 장치를 제어하고, 상기 조정한 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터가 얻어지도록 상기 판 형상 제어 액추에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 결정 제어 장치는, 상기 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에, 상기 최종 스탠드의 평탄도 제어 파라미터의 조정만으로 상기 최종 스탠드 출구측에서의 평탄도가 허용 범위가 되지 않거나, 상기 최종 스탠드 출구측에서의 판 크라운이 소정값 이하가 되지 않은 경우에는, 상기 최종 스탠드로부터 상류측을 향해 차례로, 상기 최종 스탠드에서의 평탄도가 허용 범위 내가 되어 판 크라운이 소정값 이하가 되도록 상류측 스탠드의 평탄도 제어 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 결정 제어 장치는, 상기 소정의 패스 스케줄을 결정할 때에 상기 최종 스탠드에서의 선 하중을 실현하는 상기 최종 스탠드의 압하량을 구하고, 이 압하량에 기초하여 평탄도가 허용 범위 내가 되도록 압하 스케줄을 결정하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기.
  10. 제7항에 있어서, 롤 연마 장치를 더 구비하고,
    상기 압연기 제어 장치는, 상기 소정의 패스 스케줄에 기초하여 상기 복수의 스탠드 각각에서 압연을 행하고, 또한 상기 롤 연마 장치에 의해 상기 최종 스탠드의 워크 롤을 연마하도록 상기 압하 장치 및 상기 판 형상 제어 액추에이터와 상기 롤 연마 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 열간 마무리 탠덤 압연기.
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