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KR102022809B1 - 철강 열연 플랜트의 제어 시스템 - Google Patents

철강 열연 플랜트의 제어 시스템 Download PDF

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KR102022809B1
KR102022809B1 KR1020187000852A KR20187000852A KR102022809B1 KR 102022809 B1 KR102022809 B1 KR 102022809B1 KR 1020187000852 A KR1020187000852 A KR 1020187000852A KR 20187000852 A KR20187000852 A KR 20187000852A KR 102022809 B1 KR102022809 B1 KR 102022809B1
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KR
South Korea
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steel
temperature distribution
temperature
induction heating
heating apparatus
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가츠유키 다카기
Original Assignee
도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=58186753&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR102022809(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 filed Critical 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
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Abstract

강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강판의 내부의 온도 분포를 정확하게 파악할 수 있는 철강 열연 플랜트의 제어 시스템을 제공한다. 철강 열연 플랜트의 제어 시스템은, 강재가 가열로로부터 추출될 때의 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 추출 온도 계산부와, 상기 추출 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강재가 상기 가열로의 출구측에 설치된 유도 가열 장치의 입구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 입구측 온도 계산부와, 상기 입구측 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강재가 상기 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 출구측 온도 계산부를 구비하였다.

Description

철강 열연 플랜트의 제어 시스템
본 발명은, 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 철강 열연 플랜트의 유도 가열 장치를 개시한다. 철강 열연 플랜트에 있어서, 당해 유도 가열 장치는, 마무리 압연기의 입구측에 설치된다. 유도 가열 장치는, 강재가 마무리 압연기에 도달하기 전에 강재의 내부에 있어서의 온도 변동을 완화할 수 있다. 이때, 유도 가열 장치는, 강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강판의 내부의 온도 분포의 계산 결과에 기초한 설정을 요한다.
일본 특허 공개 제2014-175082호 공보
그러나, 특허문헌 1은, 강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강판의 내부의 온도 분포의 상세를 개시하지 않는다. 이 때문에, 강재가 마무리 압연기에 도달하기 전에 강재의 내부에 있어서의 온도 변동이 완화되지 않는 경우도 있다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강판의 내부의 온도 분포를 정확하게 파악할 수 있는 철강 열연 플랜트의 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 철강 열연 플랜트의 제어 시스템은, 강재가 가열로로부터 추출될 때의 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 추출 온도 계산부와, 상기 추출 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강재가 상기 가열로의 출구측에 설치된 유도 가열 장치의 입구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 입구측 온도 계산부와, 상기 입구측 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강재가 상기 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 출구측 온도 계산부를 구비하였다.
본 발명에 따르면, 강재가 가열로로부터 추출될 때의 강재의 내부의 온도 분포의 데이터를 이어받음으로써, 강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강재의 내부의 온도 분포가 계산된다. 이 때문에, 강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강판의 내부의 온도 분포를 정확하게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템이 적용된 철강 열연 플랜트의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템이 적용된 철강 열연 플랜트의 유도 가열 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 의한 슬래브의 내부의 온도 분포의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 의한 강판의 내부의 온도 분포의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 하드웨어 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템이 적용된 철강 열연 플랜트의 유도 가열 장치의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 의한 강판의 내부의 온도 분포의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 첨부의 도면에 따라서 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호가 붙여진다. 당해 부분의 중복 설명은 적절하게 간략화 내지 생략한다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템이 적용된 철강 열연 플랜트의 구성도이다.
도 1에 있어서, 철강 열연 플랜트는, 적어도 하나의 재가열로(1)와 적어도 하나의 조압연기(2)와 유도 가열 장치(3)와 복수의 마무리 압연기(4)와 적어도 하나의 냉각 설비(5)와 적어도 하나의 권취기(6)를 구비한다.
재가열로(1)는, 철강 열연 플랜트의 입구측에 설치된다. 조압연기(2)는, 재가열로(1)의 출구측에 설치된다. 유도 가열 장치(3)는, 조압연기(2)의 출구측에 설치된다. 복수의 마무리 압연기(4)는, 유도 가열 장치(3)의 출구측에 설치된다. 예를 들어, 6대의 마무리 압연기(4)는, 유도 가열 장치(3)의 출구측에 있어서 철강 열연 플랜트의 입구측으로부터 출구측으로 배열되어 설치된다. 냉각 설비(5)는, 마무리 압연기(4)의 출구측에 설치된다. 권취기(6)는, 냉각 설비(5)의 출구측에 설치된다.
도시하지 않은 복수의 열전대는, 재가열로(1)의 내부에 설치된다. 예를 들어, 복수의 열전대는, 재가열로(1)의 폭 방향으로 배열되어 설치된다.
제어 시스템(7)은, 추출 온도 계산부(7a)와 입구측 온도 계산부(7b)와 출구측 온도 계산부(7c)와 제어부(7d)와 온도 분포 데이터 수집부(7e)와 샘플링 데이터 수집부(7f)와 축적부(7g)와 파라미터 수정부(7h)를 구비한다.
강재는, 슬래브(8)의 상태로 재가열로(1)의 내부에 장입된다. 당해 슬래브(8)는, 재가열로(1)에 의해 1200℃ 전후까지 가열된다. 그 후, 당해 슬래브(8)는, 재가열로(1)로부터 추출된다. 그 후, 당해 슬래브(8)는, 조압연기(2)에 의해 수 10㎜의 두께의 강판(9)으로 압연된다. 당해 강판(9)의 단부에 있어서는, 온도의 변화가 심하다. 이 때문에, 당해 강판(9)의 단부는, 유도 가열 장치(3)에 의해 가열된다. 그 후, 당해 강판(9)은, 마무리 압연기(4)에 의해 더욱 얇게 늘여진다. 그 후, 당해 강판(9)은 냉각 설비(5)에 의해 냉각된다. 그 후, 강판(9)은 권취기(6)에 의해 코일 형상으로 권취된다.
제어 시스템(7)은, 조압연기(2)와 유도 가열 장치(3)와 복수의 마무리 압연기(4)와 냉각 설비(5)와 권취기(6)를 제어한다.
예를 들어, 제어 시스템(7)의 추출 온도 계산부(7a)는, 재가열로(1)의 내부의 분위기 온도에 기초하여 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출될 때의 슬래브(8)의 내부의 온도 분포를 계산한다. 이때의 재가열로(1)의 내부의 분위기 온도는, 복수의 열전대 각각에 의해 계측된다.
구체적으로는, 추출 온도 계산부(7a)는, 시간과 공간을 유한하게 구획한 미세한 메쉬로 치환하여 차분법 또는 유한 요소법에 의해 슬래브(8)의 내부의 온도 분포를 계산한다. 이때, 추출 온도 계산부(7a)는, 슬래브(8)가 재가열로(1)에 장입될 때의 초기 조건을 부여한 후, 2차원 또는 3차원의 열전도 방정식을 사용하여 슬래브(8)의 내부의 온도 분포를 계산한다.
추출 온도 계산부(7a)는, 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출될 때까지 수십 초 내지 수분의 정주기로 슬래브(8)의 승온의 계산을 반복한다. 이때, 추출 온도 계산부(7a)는, 전회의 주기의 계산 결과를 입력값으로 하여 다음 주기의 슬래브(8)의 내부의 온도 변화를 계산한다.
열전도 방정식의 경계 조건은, 열유속의 계산에 의해 부여된다. 당해 계산은, 복수의 열전대 각각에 있어서의 계측값에 기초하여 행해진다. 각 주기에 있어서, 재가열로(1)의 내부의 분위기 온도는 변화된다. 이 때문에, 복수의 열전대 각각의 계측값은 상이하다. 이 경우, 각 공간의 메쉬에 있어서, 부여되는 열유속이 상이하다. 그 결과, 계산된 슬래브(8)의 내부의 온도 분포는 균일하지 않다.
예를 들어, 2차원의 열전도 방정식이 사용된 경우, 슬래브(8)의 내부의 온도 분포는, 슬래브(8)의 두께 방향 외에도 폭 방향 또는 길이 방향 중 어느 한쪽에 대해 계산된다. 예를 들어, 3차원의 열전도 방정식이 사용된 경우, 슬래브(8)의 내부의 온도 분포는, 슬래브(8)의 두께 방향 외에도 폭 방향 및 길이 방향의 양쪽에 대해 계산된다.
제어 시스템(7)의 입구측 온도 계산부(7b)는, 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출되었을 때의 슬래브(8)의 내부의 온도 분포에 기초하여 슬래브(8)가 조압연기(2)에 의해 강판(9)으로 되어 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달할 때의 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산한다.
구체적으로는, 입구측 온도 계산부(7b)는, 시간과 공간을 유한하게 구획한 미세한 메쉬로 치환하여 차분법 또는 유한 요소법에 의해 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산한다. 이때, 입구측 온도 계산부(7b)는, 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출될 때의 슬래브(8)의 내부의 온도 분포를 초기값으로 하여 2차원 또는 3차원의 열전도 방정식을 사용하여 강판(9)의 내부의 온도 분포의 계산을 반복한다.
슬래브(8)가 조압연기(2)에 의해 강판(9)으로 되어 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달할 때까지는, 조건의 변화가 심하다. 이 때문에, 입구측 온도 계산부(7b)는, 조건의 변화에 따라서 시간의 메쉬를 설정한다. 입구측 온도 계산부(7b)는, 시간의 메쉬에 맞추어 공간의 메쉬도 조정하는 경우도 있다.
예를 들어, 열전도 방정식의 경계 조건 및 메쉬의 절점 조건은, 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출되어 조압연기(2)에 도달할 때까지의 공랭 또는 수랭에 의한 전열에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 열전도 방정식의 경계 조건 및 메쉬의 절점 조건은, 슬래브(8)가 조압연기(2)로 압연될 때의 가공 및 마찰에 의한 발열에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 열전도 방정식의 경계 조건 및 메쉬의 절점 조건은, 슬래브(8)가 조압연기(2)의 롤에 접촉함에 따른 전열에 기초하여 설정된다.
제어 시스템(7)의 출구측 온도 계산부(7c)는, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달할 때의 당해 강판(9)의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 출구측에 도달할 때의 당해 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산한다.
구체적으로는, 출구측 온도 계산부(7c)는, 시간과 공간을 유한하게 구획한 미세한 메쉬로 치환하여 차분법 또는 유한 요소법에 의해 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산한다. 이때, 출구측 온도 계산부(7c)는, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달할 때의 당해 강판(9)의 내부의 온도 분포를 초기값으로 하여 2차원 또는 3차원의 열전도 방정식을 사용하여 슬래브(8)의 내부의 온도 분포의 계산을 반복한다.
예를 들어, 열전도 방정식의 경계 조건은, 공랭에 의한 전열에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 메쉬의 절점 조건은, 유도 가열 장치(3)에 대한 인가 전류에 기초하여 설정된다.
제어 시스템(7)의 제어부(7d)는, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 출구측에 도달할 때의 당해 강판(9)의 내부의 온도 분포에 기초하여 유도 가열 장치(3)의 출구측에 있어서의 강판(9)의 내부의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 유도 가열 장치(3)를 제어한다.
제어 시스템(7)에 있어서, 온도 분포 데이터 수집부(7e)는, 출구측 온도 계산부(7c)에 의해 계산된 강판(9)의 내부의 온도 분포의 데이터를 수집한다. 샘플링 데이터 수집부(7f)는, 철강 열연 플랜트에 있어서의 실제의 샘플링 데이터를 수집한다. 축적부(7g)는, 온도 분포 데이터 수집부(7e)에 의해 수집된 온도 분포의 데이터와 샘플링 데이터 수집부(7f)에 의해 수집된 샘플링 데이터를 강재의 정보와 대응시켜 축적한다. 파라미터 수정부(7h)는, 축적부(7g)에 있어서 강판(9)의 정보에 대응된 온도 분포의 데이터와 샘플링 데이터에 기초하여 출구측 온도 계산부(7c)가 당해 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산할 때의 파라미터를 수정한다.
다음으로, 도 2를 사용하여, 유도 가열 장치(3)를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템이 적용된 철강 열연 플랜트의 유도 가열 장치의 사시도이다.
도 2의 유도 가열 장치(3)는, 트랜스버스식 유도 가열 장치이다. 유도 가열 장치(3)는 복수의 인덕터(3a)를 구비한다. 복수의 인덕터(3a) 각각은, 강판(9)의 폭 방향으로 이동할 수 있다.
다음으로, 도 3을 사용하여, 제어 시스템(7)의 구성을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 구성도이다.
도 3에 있어서, 제어 시스템(7)은, 온라인 시스템(10)과 유저 인터페이스(11)와 통합형 플랜트 데이터 관리 솔루션(12)을 구비한다.
온라인 시스템(10)은, 계산기(10a)와 전기 PLC(10b)와 계장 PLC(10c)를 구비한다.
유저 인터페이스(11)는, 복수의 유저 PC(11a)를 구비한다.
통합형 플랜트 데이터 관리 솔루션(12)은, RDB 서버(12a)와 샘플링 데이터 서버(12b)와 공유 데이터베이스(12c)와 검색 엔진 서버(12d)를 구비한다.
통합형 플랜트 데이터 관리 솔루션(12)에 있어서, RDB 서버(12a)는, 계산기(10a)가 소장하는 강재의 ID를 키로 한 제품 정보 및 제어에 사용한 파라미터를 수집한다. 샘플링 데이터 서버(12b)는, 전기 PLC(10b) 및 계장 PLC(10c)가 관리하는 재가열로(1)와 조압연기(2)와 유도 가열 장치(3)와 마무리 압연기(4)와 도시하지 않은 특수한 계장품의 온라인 시스템(10)에 있어서의 시계열의 샘플링 데이터를 수집한다.
공유 데이터베이스(12c)는, RDB 서버(12a)와 샘플링 데이터 서버(12b)에 수집된 모든 데이터를 축적한다. 공유 데이터베이스(12c)는, 당해 데이터를 장기간 보존한다.
검색 엔진 서버(12d)는, 공유 데이터베이스(12c)에 대한 검색 기능을 구비한다.
유저는, 유저 PC(11a)를 사용하여 마무리 압연기(4)의 입구측에 있어서의 강판(9)의 온도 분포의 계산값과 마무리 압연기(4)의 입구측에 설치된 온도계에 의해 계측된 강판(9)의 온도 실적값의 비교 평가를 행한다. 이때, 유저는, 검색 엔진 서버(12d)의 검색 기능을 사용하여 공유 데이터베이스(12c)에 있어서 특정한 키 정보에 대응된 모든 데이터를 검색한다. 유저는, 당해 데이터의 열람 및 추출을 행한다. 유저는, 각 제어계의 온라인 데이터를 자유롭게 선택하고, 강재의 ID를 키로서 각각을 유기적으로 대응시킨다. 유저는, 장기간 보존된 대량의 데이터를 사용함으로써 데이터의 상세한 검토와 분석을 행한다.
다음으로, 도 4를 사용하여, 슬래브(8)의 두께 방향과 폭 방향으로 메쉬를 자른 경우에 얻어지는 슬래브(8)의 내부의 온도 분포를 설명한다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 의한 슬래브의 내부의 온도 분포의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 4에 있어서, 예를 들어 메쉬는, 슬래브(8)의 두께 방향으로 5분할된다. 예를 들어, 메쉬는, 슬래브(8)의 폭 방향으로 11분할된다. 예를 들어, 각 메쉬의 온도는, 5개의 온도대로 나뉜다. 제1 온도대는, 1200℃ 미만으로 설정된다. 제2온도대는, 1200℃ 이상이고 1210℃ 미만으로 설정된다. 제3 온도대는, 1210℃ 이상이고 1220℃ 미만으로 설정된다. 제4 온도대는, 1220℃ 이상이고 1230℃ 미만으로 설정된다. 제5 온도대는, 1230℃ 이상으로 설정된다.
다음으로, 도 5를 사용하여, 강판(9)의 온도 저하부의 재가열을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 의한 강판의 내부의 온도 분포의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 5에 있어서, 예를 들어 메쉬는, 강판(9)의 두께 방향으로 5분할된다. 예를 들어, 메쉬는, 강판(9)의 폭 방향으로 11분할된다. 예를 들어, 각 메쉬의 온도는, 5개의 온도대로 나뉜다. 제1 온도대는, 850℃ 미만으로 설정된다. 제2 온도대는, 850℃ 이상이고 860℃ 미만으로 설정된다. 제3 온도대는, 860℃ 이상이고 870℃ 미만으로 설정된다. 제4 온도대는, 870℃ 이상이고 880℃ 미만으로 설정된다. 제5 온도대는, 880℃ 이상으로 설정된다.
강판(9)의 내부에서 강판(9)의 폭 방향으로 명확한 온도의 경사가 발생한 경우, 강판(9)은 마무리 압연 중에 사행될 수 있다. 이 때문에, 제어 시스템(7)은 유도 가열 장치(3)에 대해 강판(9)의 온도 저하부의 재가열을 지시한다. 구체적으로는, 제어 시스템(7)은 유도 가열 장치(3)를 강판(9)의 온도 저하부에 대향시킨다. 제어 시스템(7)은 유도 가열 장치(3)에 필요한 전류를 인가한다. 그 결과, 유도 가열 장치(3)는 강판(9)의 온도 저하부를 재가열한다.
다음으로, 도 6과 도 7을 사용하여, 제어 시스템(7)의 동작을 설명한다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
스텝 S1에서는, 제어 시스템(7)은 강종, 사이즈 등의 강재 정보를 수집한다. 그 후, 스텝 S2로 진행한다. 스텝 S2에서는, 제어 시스템(7)은, 재가열로(1)의 실적 데이터를 수집한다. 그 후, 스텝 S3으로 진행한다.
스텝 S3에서는, 제어 시스템(7)은, 재가열로(1)의 내부에 있어서의 슬래브(8)의 온도 계산값을 갱신한다. 그 후, 스텝 S4로 진행한다. 스텝 S4에서는, 제어 시스템(7)은 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출되었는지 여부를 판정한다.
스텝 S4에서 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출되지 않은 경우는, 스텝 S5로 진행한다. 스텝 S5에서는, 제어 시스템(7)은 수십 초 내지 수분의 정주기 타이머를 설정한다. 그 후, 스텝 S2로 되돌아간다.
스텝 S4에서 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출된 경우는, 스텝 S6으로 진행한다. 스텝 S6에서는, 제어 시스템(7)은, 재가열로(1)로부터 추출된 슬래브(8)의 온도 계산값을 초기값으로 설정한다. 그 후, 스텝 S7로 진행한다.
스텝 S7에서는, 제어 시스템(7)은, 공랭, 수랭, 압연 등의 온도 변화 조건을 판정한다. 그 후, 스텝 S8로 진행한다. 스텝 S8에서는, 제어 시스템(7)은 강판(9)의 온도 계산값을 갱신한다. 그 후, 스텝 S9로 진행한다. 스텝 S9에서는, 제어 시스템(7)은, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달하였는지 여부를 판정한다.
스텝 S9에서 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달하지 않은 경우는, 스텝 S10으로 진행한다. 스텝 S10에서는, 제어 시스템(7)은, 수초 이하의 정주기의 타이머를 설정한다. 그 후, 스텝 S7로 되돌아간다.
스텝 S9에서 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 입구측에 도달한 경우는, 스텝 S11로 진행한다. 스텝 S11에서는, 제어 시스템(7)은, 유도 가열 장치(3)의 출구측에 있어서의 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산한다. 그 후, 스텝 S12로 진행한다. 스텝 S12에서는, 제어 시스템(7)은, 유도 가열 장치(3)의 가열 용량과 주파수와 도전율에 기초하여 강판(9)의 내부의 온도 분포를 균일하게 하기 위한 필요한 열량의 계산 및 설정을 행한다.
이상에서 설명한 실시 형태 1에 따르면, 슬래브(8)가 재가열로(1)로부터 추출될 때의 슬래브(8)의 내부의 온도 분포의 데이터를 연속적으로 이어받음으로써, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 출구측에 도달할 때의 강판(9)의 내부의 온도 분포가 다차원으로 계산된다. 이 때문에, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 출구측에 도달할 때의 강판(9)의 내부의 온도 분포를 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 강판(9)이 유도 가열 장치(3)의 출구측에 도달할 때의 강판(9)의 내부에 있어서의 비대칭인 온도 분포의 계산값에 기초하여, 유도 가열 장치(3)의 출구측에 있어서의 강판(9)의 내부의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 유도 가열 장치(3)가 제어된다. 이 때문에, 유도 가열 장치(3)의 출구측에 있어서, 강판(9)의 내부의 온도 분포를 보다 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 마무리 압연에 있어서의 품질상 및 조업상의 문제를 저감시킬 수 있다.
또한, 강판(9)의 내부의 온도 분포를 계산할 때의 파라미터는, 강판(9)의 정보에 대응된 온도 분포의 데이터와 샘플링 데이터에 기초하여 수정된다. 이 때문에, 강판(9)의 내부의 온도 분포의 계산 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 8을 사용하여, 제어 시스템(7)의 예를 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템의 하드웨어 구성도이다.
제어 시스템(7)의 각 기능은, 도 3의 구성보다 간소한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(7)의 각 기능은, 처리 회로에 의해 실현할 수 있다. 예를 들어, 처리 회로는, 적어도 하나의 프로세서(13a)와 적어도 하나의 메모리(13b)를 구비한다. 예를 들어, 처리 회로는, 적어도 하나의 전용 하드웨어(14)를 구비한다.
처리 회로가 적어도 하나의 프로세서(13a)와 적어도 하나의 메모리(13b)를 구비하는 경우, 제어 시스템(7)의 각 기능은, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어와 펌웨어의 조합에 의해 실현된다. 소프트웨어 및 펌웨어 중 적어도 한쪽은, 프로그램으로서 기술된다. 소프트웨어 및 펌웨어 중 적어도 한쪽은, 적어도 하나의 메모리(13b)에 저장된다. 적어도 하나의 프로세서(13a)는, 적어도 하나의 메모리(13b)에 기억된 프로그램을 판독하여 실행함으로써, 제어 시스템(7)의 각 기능을 실현한다. 적어도 하나의 프로세서(13a)는, CPU(Central Processing Unit), 중앙 처리 장치, 처리 장치, 연산 장치, 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터, DSP라고도 한다. 예를 들어, 적어도 하나의 메모리(13b)는, RAM, ROM, 플래시 메모리, EPROM, EEPROM 등의, 불휘발성 또는 휘발성 반도체 메모리, 자기 디스크, 플렉시블 디스크, 광 디스크, 콤팩트 디스크, 미니 디스크, DVD 등이다.
처리 회로가 적어도 하나의 전용 하드웨어(14)를 구비하는 경우, 처리 회로는, 예를 들어 단일 회로, 복합 회로, 프로그램화한 프로세서, 병렬 프로그램화한 프로세서, ASIC, FPGA, 또는 이들을 조합한 것이다. 예를 들어, 제어 시스템(7)의 각 기능 각각은, 처리 회로에서 실현된다. 예를 들어, 제어 시스템(7)의 각 기능은, 통합하여 처리 회로에서 실현된다.
제어 시스템(7)의 각 기능에 대해, 일부를 전용의 하드웨어(14)에서 실현하고, 일부를 소프트웨어 또는 펌웨어에서 실현해도 된다. 예를 들어, 추출 온도 계산부(7a)의 기능에 대해서는 전용의 하드웨어(14)로서의 처리 회로로 실현하고, 추출 온도 계산부(7a) 이외의 기능에 대해서는 적어도 하나의 프로세서(13a)가 적어도 하나의 메모리(13b)에 저장된 프로그램을 판독하여 실행함으로써 실현해도 된다.
이와 같이, 처리 회로는, 하드웨어(14), 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합에 의해 제어 시스템(7)의 각 기능을 실현한다.
실시 형태 2.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템이 적용된 철강 열연 플랜트의 유도 가열 장치의 사시도이다. 또한, 실시 형태 1과 동일 또는 상당 부분에는, 동일 부호가 붙여진다. 당해 부분의 설명은 생략된다.
도 9의 유도 가열 장치(3)는, 솔레노이드식 유도 가열 장치(3)이다. 유도 가열 장치(3)는, 인덕터(3a)를 구비한다. 인덕터(3a)는, 강판(9)의 일부를 덮도록 고정된다. 인덕터(3a)는, 강판(9)의 폭 방향에 있어서 강판(9) 전체를 가열할 수 있다.
다음으로, 도 10을 사용하여, 강판(9)의 온도 저하부의 재가열을 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 철강 열연 플랜트의 제어 시스템에 의한 강판의 내부의 온도 분포의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 10에 있어서는, 예를 들어 메쉬는, 슬래브(8)의 두께 방향으로 5분할된다. 예를 들어, 메쉬는, 강판(9)의 길이 방향으로 21분할된다. 예를 들어, 각 메쉬의 온도는, 5개의 온도대로 나뉜다. 제1 온도대는, 850℃ 미만으로 설정된다. 제2 온도대는, 850℃ 이상이고 860℃ 미만으로 설정된다. 제3 온도대는, 860℃ 이상이고 870℃ 미만으로 설정된다. 제4 온도대는, 870℃ 이상이고 880℃ 미만으로 설정된다. 제5 온도대는, 880℃ 이상으로 설정된다.
강판(9)의 내부에서 강판(9)의 길이 방향으로 스키드 마크에 의한 부분적인 온도 저하가 발생한 경우, 강판(9)의 마무리 압연 중에 강판(9)의 판 두께 및 강판(9)의 압연 하중의 변동이 발생할 수 있다. 이 때문에, 제어 시스템(7)은, 강판(9)의 온도 저하부가 유도 가열 장치(3)를 통과할 때에 유도 가열 장치(3)에 필요한 전류를 인가한다. 그 결과, 유도 가열 장치(3)는, 강판(9)의 온도 저하부를 재가열한다.
이상에서 설명한 실시 형태 2에 따르면, 강판(9)의 온도 저하부가 유도 가열 장치(3)를 통과할 때, 유도 가열 장치(3)는, 강판(9)의 온도 저하부를 재가열한다. 이 때문에, 강판(9)의 스키드 마크에 의한 온도 저하부의 온도를 강판(9)의 중심부의 온도에 근접시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 1의 유도 가열 장치(3)와 실시 형태 2의 유도 가열 장치(3)를 강판(9)의 반송 방향으로 배열하여 배치해도 된다. 예를 들어, 실시 형태 1의 유도 가열 장치(3)의 출구측에 실시 형태의 유도 가열 장치(3)를 배치해도 된다. 예를 들어, 실시 형태 1의 유도 가열 장치(3)의 입구측에 실시 형태의 유도 가열 장치(3)를 배치해도 된다. 이들의 경우, 실시 형태 1의 효과 및 실시 형태 2의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 철강 열연 플랜트의 제어 시스템은, 강재가 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 강판의 내부의 온도 분포를 정확하게 파악하는 시스템에 이용할 수 있다.
1 : 재가열로
2 : 조압연기
3 : 유도 가열 장치
3a : 인덕터
4 : 마무리 압연기
5 : 냉각 설비
6 : 권취기
7 : 제어 시스템
7a : 추출 온도 계산부
7b : 입구측 온도 계산부
7c : 출구측 온도 계산부
7d : 제어부
7e : 온도 분포 데이터 수집부
7f : 샘플링 데이터 수집부
7g : 축적부
7h : 파라미터 수정부
8 : 슬래브
9 : 강판
10 : 온라인 시스템
10a : 계산기
10b : 전기 PLC
10c : 계장 PLC
11 : 유저 인터페이스
11a : 유저 PC
12 : 통합형 플랜트 데이터 관리 솔루션
12a : RDB 서버
12b : 샘플링 데이터 서버
12c : 공유 데이터베이스
12d : 검색 엔진 서버
13a : 프로세서
13b : 메모리
14 : 하드웨어

Claims (3)

  1. 강재가 가열로로부터 추출될 때의 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 추출 온도 계산부와,
    상기 추출 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강재가 상기 가열로의 출구측에 설치된 유도 가열 장치의 입구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 입구측 온도 계산부와,
    상기 입구측 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 당해 강재가 상기 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산하는 출구측 온도 계산부를 구비하고,
    상기 추출 온도 계산부에 의해 계산된 강재 내부의 온도 분포와 상기 유도 가열 장치의 입구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포와 상기 유도 가열 장치의 출구측에 도달할 때의 당해 강재의 내부의 온도 분포를 연속적으로 이어받는, 철강 열연 플랜트의 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출구측 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포에 기초하여 상기 유도 가열 장치의 출구측에 있어서의 당해 강재의 내부의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 상기 유도 가열 장치를 제어하는 제어부
    를 구비한, 철강 열연 플랜트의 제어 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 출구측 온도 계산부에 의해 계산된 강재의 내부의 온도 분포의 데이터를 수집하는 온도 분포 데이터 수집부와,
    상기 가열로 및 상기 유도 가열 장치에 있어서의 실제의 샘플링 데이터를 수집하는 샘플링 데이터 수집부와,
    상기 온도 분포 데이터 수집부에 의해 수집된 온도 분포의 데이터와 상기 샘플링 데이터 수집부에 의해 수집된 샘플링 데이터를 강재의 정보와 대응시켜 축적하는 축적부와,
    상기 축적부에 있어서 강재의 정보에 대응된 온도 분포의 데이터와 샘플링 데이터에 기초하여 상기 출구측 온도 계산부가 당해 강재의 내부의 온도 분포를 계산할 때의 파라미터를 수정하는 파라미터 수정부
    를 구비한, 철강 열연 플랜트의 제어 시스템.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108787749B (zh) * 2017-04-28 2020-04-28 宝山钢铁股份有限公司 一种热轧生产计划预警方法
CN108356082B (zh) * 2018-03-20 2019-01-22 西安科技大学 孔型轧机加工温度实时监测记录与误差校正方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000176526A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Nkk Corp 鋼材の圧延方法
WO2013094194A1 (ja) * 2011-12-21 2013-06-27 Ｊｆｅスチール株式会社 連続鋳造における鋳片温度推定方法、鋳片の凝固完了状態推定方法、及び連続鋳造方法
JP2014079778A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Jfe Steel Corp 熱延鋼板の製造方法及び製造装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5927118A (en) 1996-05-28 1999-07-27 Nkk Corporation Method for making hot-rolled steel sheet and apparatus therefor
JP3767663B2 (ja) * 1999-01-14 2006-04-19 Ｊｆｅスチール株式会社 誘導加熱装置の加熱制御方法
CN1292081C (zh) 2002-04-08 2006-12-27 杰富意钢铁株式会社 热处理装置、热处理方法及记录热处理程序的记录介质
AU2003238695A1 (en) 2002-06-07 2004-01-06 Nippon Steel Corporation Hot rolling method and apparatus for hot steel sheet
JP4786375B2 (ja) 2006-03-08 2011-10-05 新日本製鐵株式会社 熱間圧延装置及び方法
DE102006047718A1 (de) * 2006-10-09 2008-04-17 Siemens Ag Verfahren zur Nachverfolgung des physikalischen Zustands eines Warmblechs oder Warmbands im Rahmen der Steuerung einer Grobblechwalzstraße zur Bearbeitung eines Warmblechs oder Warmbands
EP2287345A1 (de) 2009-07-23 2011-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Induktionsofens für eine Walzanlage, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzanlage und Walzanlage zum Herstellen von Walzgut
EP2524971A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-21 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Walzgut aus Stahl vor dem Warmwalzen
JP2014175082A (ja) 2013-03-06 2014-09-22 Jfe Steel Corp 誘導加熱装置および誘導加熱方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000176526A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Nkk Corp 鋼材の圧延方法
WO2013094194A1 (ja) * 2011-12-21 2013-06-27 Ｊｆｅスチール株式会社 連続鋳造における鋳片温度推定方法、鋳片の凝固完了状態推定方法、及び連続鋳造方法
JP2014079778A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Jfe Steel Corp 熱延鋼板の製造方法及び製造装置

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