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KR20010053712A - 후강판의 제조방법 - Google Patents

후강판의 제조방법 Download PDF

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KR20010053712A
KR20010053712A KR1019990054188A KR19990054188A KR20010053712A KR 20010053712 A KR20010053712 A KR 20010053712A KR 1019990054188 A KR1019990054188 A KR 1019990054188A KR 19990054188 A KR19990054188 A KR 19990054188A KR 20010053712 A KR20010053712 A KR 20010053712A
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rolling
roll
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width
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정병완
홍헌호
Original Assignee
이구택
포항종합제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 조압연기를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서,
보다 정밀하게 설정된 롤 간격하에서 후판압연하여 후강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 후강판을 제조하는 방법에 있어서, 압연재의 중량을 측정하는 단계; 가열이 완료된 압연재를 조압연기에 의해 고르기 및 폭내기 압연을 실시하는 단계; 폭내기 압연이 종료되면 롤 팽창, 수축 및 마모에 의해 변한 롤 간극 변화량을 구하는 단계; 계기미터식을 이용하여 압연재의 두께를 구하는 단계; 폭측정장치를 이용하여 폭 및 길이를 측정하는 단계; 폭, 길이 및 중량실적을 이용하여 두께환산계산식에 의해 압연재의 두께를 환산계산하는 단계; 상기 계기미터식 및 두께환산계산식에 의해 각각 구해진 두께를 이용하여 롤 간극 보정항을 구하는 단계; 상기와 같이 구한 롤 간극 보정항을 이용하여 보정 롤 간극을 구하는 단계; 및 상기와 같이 구한 보정 롤 간극에 따라 수평압연시의 롤 간극을 설정하여 압연하는 단계를 포함하여 구성되는 후강판의 제조방법을 그 요지로 한다.

Description

후강판의 제조방법{Method For Manufacturing Steel Plate}
본 발명은 조압연기를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후판압연 공정에서 조압연기의 롤 간극을 보다 정밀하게 설정하여 후판압연하는 후강판 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연속주조 및 분괴 압연기에서 제조된 슬라브는 가역압연기를 사용해서 후판 제품으로 생산된다. 후판제품은 폭이 넓고 다양하기 때문에 압연재를 평면상에서 90°회전시켜서 폭방향으로 압연하는 폭내기 압연을 실시하며, 후판제품을 생산하는 압연공정에서는 조압연기에 의해 먼저 고르기 압연과 폭내기 압연을 행한 다음 폭내기 압연된 압연재를 사상 압연기에 의해 판두께, 길이 및 기계적 성질이 얻어지도록 길이 방향으로 압연해서 목표치수를 얻는 사상압연을 실시한다.
한편, 압연롤은 압연기에 조립하여 사용함에 따라서 소재의 현열이 압연롤에 전달되어 열팽창이 발생하고, 또 소재와의 접촉에 의한 마모현상 및 비압연시간 발생에 따른 수축에 의해 압연롤의 직경은 점점 변하여 롤 조립후 '0' 점 조정시의 롤 간극에 대비하여 좁아지기도 하고, 또한 더 커지기도 한다.
즉, 롤 교체후 초기에는 도 1b와 같이, 압연후 소재의 두께가 Hb 를 나타내지만 압연롤의 열팽창과 마모에 의해 롤 간극이 변하는 경우 롤 간극 설정치가 동일하더라도 압연진행에 따라 롤이 열팽창되어 직경이 커지므로 도 1a 와 같이 두께가 Ha로 되어 롤 교체 초기의 두께보다 얇아진다.
또한, 압연시간 경과에 따라 롤의 마모가 증가되면 도 1c 와 같이 직경이 작아져서 압연후 두께는 Hc로서 롤 교체후 초기 대비 더 두꺼워지게 된다.
결국 압연량 증가에 따른 롤 직경의 변화에 의해 두께계산을 위한 계기미터(Gauge Meter)식의 오차는 점점 커져서 압연후 실 두께는 계산두께와 차이를 나타낸다. 이러한 현상에 의해 두께계산 정도가 저하하는 현상을 방지하기 위하여 사상압연기에는 두께계를 설치하고, 그 측정치를 이용하여 계기미터식의 롤 간극 보정항을 새롭게 조정함으로서 롤 간극을 보상하여 두께계산 정도를 높이고있다.
반면에, 조압연기는 고르기압연 및 폭내기 압연등 중간압연을 수행하기 때문에 두께계 대신 폭계를 설치하고 폭내기압연 후 압연재의 폭을 확인하여 작업한다. 따라서, 조압연기에는 롤(Roll) 간극변화에 대한 피드백(Feed Back) 보상이 이루어지지 않아서 두께 계산 오차가 크게 발생하므로 폭내기 압연후 실 두께는 계산두께와 다르게 되어 폭오차가 발생하는 주 원인이 된다.
또한, 조압연 완료후 사상압연 1패스(Pass)에서는 조압연 종료 두께가 정확하지 않아서 압연하중 오차를 유발하는 문제점도 있었다.
예를들면, 압연작업롤 직경이 열팽창에 의해 상,하롤 합쳐서 1mm 커졌다고 가정하면 실제 롤 간극도 1mm 작아지게 된다. 만일 두께 × 폭 × 길이가 220mm × 1600mm × 3000mm 인 슬라브를 고르기 및 폭내기 압연하는 경우 편의상 계산에서 폭방향의 퍼짐량을 고려하지 않고 하기 표 1과 같은 고르기 및 폭내기 압연 목표치수로 압연했을때, 상기에서와 같이 롤의 열팽창에 의해 롤 간극이 1mm 작아진 상태에서 롤 간극의 보상없이 작업하면, 하기 표 2에와 같이 폭내기후의 폭은 고르기 및 폭내기후의 실제 두께가 164mm, 81.5mm 로 작아져서 결과적으로 폭이 19mm 더 큰 값을 나타낸다.
이와 반대로 압연량 증가에 의해 롤 마모량이 1mm 발생한 경우에는 폭내기후의 폭이 19mm 작아지게 된다.
구 분 두께(mm) 폭(mm) 길이(mm)
압연목표치수 15.0 3200 22000
고르기압연목표치수 165.0 1600 4000
폭내기압연목표치수 82.5 3200 -
구 분 두께(mm) 폭(mm) 길이(mm)
롤의 열팽창이1mm 발생시 고르기 압연후 실제치수 164 1600 4024
폭내기압연후 실제치수 81.5 3219 4024
롤의 마모가1mm발생시 고르기 압연후 실제치수 166 1600 3976
폭내기압연후 실제치수 83.5 3181 3976
종래에는 위와 같은 현상을 개선하기 위하여 첫째, 운전자경험에 의존하여 롤 간극을 보상하거나 둘째, 롤의 열팽창 수축 및 마모 예측식을 구축하여 보상하는 방법을 택하여 사용하기도 하였다.
그러나, 운전자 경험에 의존하는 방법은 운전자별 경험치의 수준이 일정하지 않아서 운전자간 편차가 발생하고 또 운전자가 롤 간극 변화량을 정확히 인식하기는 매우 어렵다.
또한, 롤의 열팽창, 수축 및 마모 예측식을 구축하여 보상하는 방법에서도 압연재와 롤의 접촉에 의한 열 이동량, 롤 냉각수에 의한 롤 열손실, 비압연 시간에서의 롤 열손실 그리고 가역압연을 특징으로 하는 후판압연기에서 짧은 시간 동안에 판 물림과 판 빠짐 현상이 반복적으로 이루어지는 상황에서 롤의 열팽창, 수축량 및 마모량을 정확히 구하기 어려울 뿐만 아니라 예측식 자체의 오차로 인해 수시로 변하는 롤 간극을 정확히 보상하기는 매우 어렵다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 제반문제점을 해결하기 위하여연구를 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은
롤 교체후 열팽창, 수축 및 마모에 의해 변하는 롤 간극을 폭, 길이 및 중량 측정실적에 의해 압연재의 두께를 환산 계산하여 계기 미터식의 롤 간극 보정항을 새롭게 조정함으로써 보다 정밀하게 설정된 롤 간격하에서 후판압연하여 후강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 후판압연기의 롤 간극 변화에 따른 소재의 두께변화를 보이는 모식도
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 시스템의 일례를 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따라 후강판을 제조하는 공정을 나타내는 플로우 챠트
도 4는 본 발명과 종래방법에 의한 폭내기 정도를 나타내는 것으로서,
(a)는 종래방법에 의한 폭내기 정도를 나타내고,
(b)는 본 발명법에 의한 폭내기 정도를 나타냄.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 . . . 압연재 2 . . . 작업롤 4 . . . 중량 측정기
6 . . . 폭,길이측정기
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 압연재를 가열하는 가열로, 가열된 소재를 압연하는 조압연기, 상기 가열로 입측에 구비되는 중량 측정기 및 상기 조압연기 입측 또는 출측에 구비되는 폭 및 길이 측정장치를 포함하여 구성되는 후강판 압연설비를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 있어서,
상기 중량 측정기에 의해 압연재의 중량을 측정하는 단계;
상기 가열로에 의해 가열된 압연재를 조압연기에 의해 고르기 및 폭내기 압연을 실시하는 단계;
상기와 같이 폭내기 압연이 종료되면 롤 열팽창, 수축 및 마모에 의해 변한 롤 간극 변화량(RGcom)을 하기 식(5)을 이용하여 구하는 단계;
RGcom = WRther - WRcont - WRwear - BRwear
[여기서, WRther: 작업롤의 열팽창량
WRcont: 작업롤의 열수축량
WRwear: 작업롤의 마모량
BRwear: 지지롤의 마모량 ]
상기 폭내기 압연이 종료된 압연재의 두께(THgc)를 하 기식(6)의 계기미터식을 이용하여 구하는 단계;
THgc = RG + P/MM - So - RGcom
(여기서, RG : 롤 간극 설정치, P : 압연하중, MM : 밀정수, So : 롤 '0' 점 보정치, RGcom: 롤 간극 변하량)
상기 폭 측정장치를 이용하여 폭 및 길이를 측정하는 단계;
상기와 같이 측정된 폭, 길이 및 중량에 의해 압연재의 두께(THmc)를 하기 식(7)을 이용하여 환산하는 단계;
THmc = Wtm x 1,000,000/(WIDm x LENm x ρ)
(여기서, Wtm : 측정중량(kg), WIDm : 측정폭(mm), LENm : 측정길이(mm), ρ : 압연재의 비중)
상기 수식(6) 및 (7)에 의해 구한 두께를 이용하여 하기 식(8)에 의해 롤 간극 보정항(So')을 구하는 단계;
So' = So + α x (THgc - THmc)
(여기서, So : 롤 간극 보정치(롤 '0' 점 보정 후 지금까지 학습된 값),THgc : 계기미터식에 의해 계산한 두께, THmc : 측정실적에 의해 환산 계산한 두께, α : 학습 게인(Gain));
상기와 같이 구한 롤 간극 보정항(So')을 이용하여 하기 식(9)에 의해 보정 롤 간극(RG')을 구하는 단계; 및
RG' = THgc - P/MM + So'
상기와 같이 구한 보정 롤 간극(RG')에 따라 수평압연시의 롤 간극을 설정하여 압연하는 단계를 포함하여 구성되는 후강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 구현하기 위한 시스템의 일례를 나타내는 도 2 및 본 발명의 플로우 챠트를 나타내는 도 3을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 후 강판을 제조하기 위해서는 압연재(1)를 가열로(5)에 장입하기 이전에 중량 측정기(4)를 이용하여 그 중량을 측정하여 그 실적을 공정제어 계산기(7)로 보낸다. 이어서 압연재(1)는 가열로(5)에서 압연재에 필요한 온도까지 가열되어 조압연기(8)에 도달되면 폭내기압연을 실시한다.
상기 폭내기 압연이 종료되면 롤 열팽창, 수축 및 마모에 의해 변한 롤 간극 변화량(RGcom)을 하기 식(5)을 이용하여 구한다.
(수학식 5)
RGcom = WRther - WRcont - WRwear - BRwear
상기 식(5)에서의 WRther는 압연롤과 압연재의 접촉에 의한 작업롤의 열팽창량을 나타내는 것으로서, 하기 식(1)과 같이 구해진다.
WRther = Cr·Tm·B·ℓd·Tr
[여기서, Cr: 열팽창계수
Tm: 압연재온도(℃)
B: 압연재 폭(mm)
ℓd: 압연재와 작업롤의 접촉투영길이(mm)
Tr: 압연시간(초) ]
상기 식(1)에서의 열팽창계수(Cr)는 통상 2.392×10-4∼2.608×10-4이다.
상기 식(5)에서의 WRcont는 비압연시 냉각에 따른 작업롤의 열수축량을 나타내는 것으로서 하기 식(2)와 같이 구해진다.
WRcont = Cc·Dw·Qc·Tc
[여기서, Dw : 작업롤 경(mm)
Qc :냉각수량(ℓ/min)
Tc : 비 압연시간(초)
Cc : 열수축 계수 ]
상기 식(2)에서의 열수축 계수(Cc)는 2.59×10-7∼3.22×10-7이다.
상기 식(5)에서의 WRwear는 작업롤의 마모량을 나타내는 것으로서 하기 식(3)과 같이 구해진다.
WRwear = Cf1·(P/B·ℓd)·(L/π·Dw)
[여기서, P: 압연하중(ton)
L: 압연재의 길이(mm)
Cf1: 작업롤 마모계수 ]
상기 식(3)에서의 작업롤 마모계수(Cf1)는 통상 1.091×10-3∼1.189×10-3이다.
상기 식(5)에서의 BRwear는 지지롤의 마모량을 나타내는 것으로서, 하기 식(4)와 같이 구해진다.
BRwear = Cf2·(P/Lb)·(L/π·Db)
[여기서, Lb: 지지롤 동장(mm)
Db: 지지롤 직경(mm)
Cf2: 지지롤 마모계수 ]
상기 식(4)에서의 지지롤 마모계수(Cf2)는 통상 1.89×10-3∼2.11×10-3이다.
다음에, 상기 공정제어 계산기(7)에서 상기 식(5)에서 구한 롤 간극변화량(RGcom)을 조합한 계기미터식(6)을 이용하여 압연재의 두께(THgc)을 구한다.
(수학식 6)
THgc = RG + P/MM - So - RGcom
이어서, 폭, 길이 측정장치(6)를 통해 압연재의 폭 및 길이를 측정한다.
다음에는 폭, 길이 및 중량 실적에 의해 하기 식(7)을 이용하여 압연재의 두께(THmc)를 환산계산한다.
(수학식 7)
THmc = Wtm x 1,000,000/(WIDm x LENm x ρ)
다음에는 계기미터식(6)을 이용하여 구한 두께(THgc) 및 상기 식(7)을 이용하여 구한 환산두께(THmc)를 이용하여 하기 식(8)에 의해 롤 간극 보정항(So')을 구한다.
(수학식 8)
So' = So + αx (THgc - THmc)
상기 학습 게인(Gain)(α)는 0.35∼0.50정도가 바람직한데, 그 이유는 그 값이 너무 크면 헌팅(hunting)의 우려가 있고, 너무 작으면 오차의 보상이 미흡하기 때문이다.
다음에, 상기와 같이 구한 롤 간극 보정항(So')을 이용하여 하기 식(9)에 의해 보정 롤 간극(RG')을 구한다.
(수학식 9)
RG' = THgc - P/MM + So'
다음에, 상기와 같이 구한 보정 롤 간극(RG')에 따라 수평압연시의 롤 간극을 설정하여 압연함으로써 폭내기 오차를 줄일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
제품두께 : 6-60mm, 제품폭 : 1500-4500mm 범위의 강판을 롤 열팽창, 수축 및 마모 예측식에 의해 롤 간극을 보상한 종래 방법과 압연재의 폭, 길이 및 중량 측정실적에 의해 환산계산한 두께를 이용하여 롤 간극을 보상한 본 발명으로 각각 500매 씩 압연한 후에 폭 오차를 조사하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4의(a)는 종래방법에 의한 결과를, 도 4의(b)는 본 발명법에 의한 결과를 나타낸다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명은 오차평균 : 1.52mm, 편차 : 7.13mm 로 종래방법에서의 오차평균 : 1.85mm, 편차 : 9.53mm 대비 오차평균 0.33mm, 편차가 2.4mm 로 감소하였음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 후판 조압연기에서 압연롤 교체후 롤의 열팽창, 수축 및 마모에 의해 수시로 변하는 롤 간극을 소재의 폭, 길이 및 중량 측정실적에 의해 환산 계산한 두께와 계기미터식에 의해 계산한 두께를 이용, 학습하여 보상함으로서 두께계산 정도를 높이고 결과적으로 폭내기 오차를 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 압연재를 가열하는 가열로, 가열된 소재를 압연하는 조압연기, 상기 가열로 입측에 구비되는 중량 측정기 및 상기 조압연기 입측 또는 출측에 구비되는 폭 및 길이 측정장치를 포함하여 구성되는 후강판 압연설비를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 중량 측정기에 의해 압연재의 중량을 측정하는 단계;
    상기 가열로에 의해 가열된 압연재를 조압연기에 의해 고르기 및 폭내기 압연을 실시하는 단계;
    상기와 같이 폭내기 압연이 종료되면 롤 열팽창, 수축 및 마모에 의해 변한 롤 간극 변화량(RGcom)을 하기 식(5)을 이용하여 구하는 단계;
    (수학식 5)
    RGcom = WRther - WRcont - WRwear - BRwear
    [여기서, WRther: 작업롤의 열팽창량
    WRcont: 작업롤의 열수축량
    WRwear: 작업롤의 마모량
    BRwear: 지지롤의 마모량 ]
    상기 폭내기 압연이 종료된 압연재의 두께(THgc)를 하기 식(6)의 계기미터식을 이용하여 구하는 단계;
    (수학식 6)
    THgc = RG + P/MM - So - RGcom
    (여기서, RG : 롤 간극 설정치, P : 압연하중, MM : 밀정수, So : 롤 간극 보정치(롤 '0' 점 보정 후 지금까지 학습된 값), RGcom: 롤 간극 변하량)
    상기 폭 측정장치를 이용하여 폭 및 길이를 측정하는 단계;
    상기와 같이 측정된 폭, 길이 및 중량에 의해 압연재의 두께(THmc)를 하기 식(2)을 이용하여 환산하는 단계;
    (수학식 7)
    THmc = Wtm x 1,000,000/(WIDm x LENm x ρ)
    (여기서, Wtm : 측정중량(kg), WIDm : 측정폭(mm), LENm : 측정길이(mm), ρ : 압연재의 비중)
    상기 수식(6) 및 (7)에 의해 구한 두께를 이용하여 하기 식(8)에 의해 롤 간극 보정항(So')을 구하는 단계;
    (수학식 8)
    So' = So + α x (THgc - THmc)
    (여기서, So : 롤 간극 보정치(지금까지 학습된 값), THgc : 계기미터식에 의해 계산한 두께, THmc : 측정실적에 의해 환산 계산한 두께, α : 학습 게인(Gain));
    상기와 같이 구한 롤 간극 보정항(So')을 이용하여 하기 식(9)에 의해 보정 롤 간극(RG')을 구하는 단계; 및
    (수학식 9)
    RG' = THgc - P/MM + So'
    상기와 같이 구한 보정 롤 간극(RG')에 따라 수평압연시의 롤 간극을 설정하여 압연하는 단계를 포함하여 구성되는 후강판의 제조방법
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61189810A (ja) * 1985-02-19 1986-08-23 Kobe Steel Ltd 仕上圧延における形状制御方法
JPH067824A (ja) * 1992-04-27 1994-01-18 Kobe Steel Ltd 圧延機の板厚制御方法
KR970033153A (ko) * 1995-12-14 1997-07-22 김종진 후강판의 폭제어방법

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