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KR20130119649A - 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치 및 방법 - Google Patents

판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20130119649A
KR20130119649A KR1020120042601A KR20120042601A KR20130119649A KR 20130119649 A KR20130119649 A KR 20130119649A KR 1020120042601 A KR1020120042601 A KR 1020120042601A KR 20120042601 A KR20120042601 A KR 20120042601A KR 20130119649 A KR20130119649 A KR 20130119649A
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Abstract

판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치 및 방법이 제공된다. 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치는, 다수의 뱅크들을 포함하는 런아웃 테이블(ROT)과, 런아웃 테이블(ROT)의 출측에 설치되어 런아웃 테이블(ROT)을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정하는 출측온도검출기(CT)와, 측정된 온도로부터 열유속 학습 계수를 연산하는 학습 계수 연산부와, 연산된 열유속 학습 계수를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어하는 뱅크 제어부를 포함함으로써, 스트립의 권취 온도를 정확하게 제어할 수 있다.

Description

판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING COILING TEMPERATURE OF HOT ROLLED STEEL PLATE USING IN-PLATE LEARNING}
본 발명은 열연 강판의 권취 온도를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 열간 압연 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬라브(slab)(11)를 가열로(Reheating Furnace)(12)에서 압연에 적당한 온도로 재가열하여 추출한 후, 조압연기(Roughing Mill)(13) 및 마무리압연기(Finishing Mill)(14)를 거쳐 스트립(strip) 형태의 열연강판(15)으로 압연한다. 이후, 목표로 하는 기계적 성질을 얻기 위해 런 아웃 테이블(Run Out Table:ROT)(16) 상에서 냉각설비(17)를 이용하여 열연강판(15)을 공냉 및 수냉과정을 통해 목표온도로 적절하게 다운시켜 다운코일러(Down Coiler)(18)로 권취한다.
한편, 런아웃 테이블(ROT, 16)에서의 냉각설비(17)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 런아웃 테이블(ROT, 16)을 기준으로 상부와 하부에 다수의 헤더를 갖는 다수의 뱅크(bank)(#1~#16)(상부에만 도시함)가 각각 배치된다.
열연강판(15)이 런아웃 테이블(ROT, 16)로 진입하면 제어부(미도시)의 동작에 따라 상,하부의 뱅크(#1~#16)는 학습 계수에 따라 냉각수를 적절하게 주수하여 열연강판(15)을 냉각하며, 이때 적용하고 있는 냉각패턴은 통상 전단부부터 다운코일러(18)쪽으로 차례로 주수를 시작하여 원하는 권취 온도에 따라 뱅크(#1~#16)의 개방량을 조정함으로써 열연강판(15)을 냉각한다. 이때, ROT(16)의 입,출측에는 각각 입측온도검출기(FDT)와 출측온도검출기(CT)가 설치되어, 각각 입,출측 온도를 검출한다.
특히, 상술한 다수의 뱅크(#1~#16)는 #1~#14로 구성된 피드 포워드 뱅크와 #15~#16의 피드백 뱅크로 이루어지며, 피드 포워드 뱅크(#1~#14)로는 스트립의 온도를 주로 제어하며, 피드백 뱅크(#15~#16)로는 미세한 온도 제어를 수행하게 된다.
이와 같은 종래의 온도 제어 방법에 의하면, 마무리 압연기(14)를 통과한 스트립의 권취 온도 제어시, 이전 스트립의 작업 실적을 통해 반영된 학습 계수를 이용하여 다음 스트립의 학습 계수를 연산하게 된다. 여기서, 학습 계수는 다수의 뱅크(#1~#16)로부터 출수되는 냉각수의 냉각 능력을 의미하며, 학습 계수가 큰 경우는 냉각수를 적게 뿌려도 냉각 능력의 확보가 가능하지만, 학습 계수가 작은 경우는 냉각수를 많이 뿌려야 학습 계수가 큰 경우의 냉각 능력과 같아지게 된다.
따라서, 하나의 스트립 내에서는 학습 계수의 재연산이 이루어지지 않으며, 이에 따라 스트립의 권취 온도를 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 ROT 상의 냉각에 있어서, 현재 열연강판의 앞 코일에서의 학습 오류가 있거나, 열유속 학습계수가 부정확하여 온도 편차가 크게 발생하고 있다. 이러한 열연강판 전장에서의 온도 편차로 인하여 계산된 학습계수는 다음 코일에 적용되지 않으므로 이전에 작업한 코일의 학습계수를 그대로 사용하게 되고, 이로 인하여 코일 길이 방향의 학습 오류로부터 온도 편차는 지속하게 된다.
또한 연연속 압연 시스템이 도입되게 되면, 연연속 코일 모두가 온도 편차로 인하여 재질 불량이 발생하게 되는 문제가 있었다. 이러한 온도 편차는 주로 피드백 뱅크인 #16 뱅크에 의하여 피드백 제어가 실시되지만, 피드백 제어의 온도 제어 범위가 한계가 있으므로, ±50도 이상의 온도 편차의 경우에는 온도 제어에 문제가 있다.
본 발명은 스트립의 권취 온도를 정확하게 제어할 수 있는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면,
다수의 뱅크들을 포함하는 런아웃 테이블(ROT);
상기 런아웃 테이블(ROT)의 출측에 설치되어 상기 런아웃 테이블(ROT)을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정하는 출측온도검출기(CT);
상기 측정된 온도로부터 열유속 학습 계수를 연산하는 학습 계수 연산부; 및
상기 연산된 열유속 학습 계수를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어하는 뱅크 제어부를 포함하는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 뱅크 제어부는,
상기 다수의 뱅크들 중 피드 포워드 뱅크의 주수량을 제어할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면,
다수의 뱅크들을 포함하는 런아웃 테이블(ROT)과, 상기 런아웃 테이블(ROT)의 출측에 설치된 출측온도검출기(CT)를 사용해서 상기 런아웃 테이블(ROT) 위를 진행하는 열연 강판의 권취 온도 제어 방법에 있어서,
상기 출측온도검출기(CT)에서, 상기 런 아웃 테이블을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정하는 단계;
학습 계수 연산부에서, 상기 측정된 온도로부터 열유속 학습 계수를 연산하는 단계; 및
뱅크 제어부에서, 상기 연산된 열유속 학습 계수를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어하는 단계를 포함하는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 주수량을 제어하는 단계는,
상기 다수의 뱅크들 중 피드 포워드 뱅크의 주수량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 하나의 스트립 내에서 학습 계수의 재연산을 통해 얻어진 학습 계수를 적용함으로써, 스트립의 권취 온도를 정확하게 제어할 수 있다.
도 1은 일반적인 열연설비에서의 공정도를 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 열연공정에서의 런아웃테이블(Run Out Table)의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치는, 런아웃 테이블(ROT, 16)의 출측에 설치되어 런 아웃 테이블(ROT, 16)을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정하는 출측 센서(CT, 22)와, 측정된 온도로부터 런아웃 테이블(ROT, 16)의 각 뱅크의 열유속 학습 계수를 연산하는 학습 계수 연산부(310)와, 연산된 열유속 학습 계수를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어하는 뱅크 제어부(320)를 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 의한 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치를 상세하게 설명한다.
우선, 도 3을 참조하면, 런아웃 테이블(ROT, 16)을 기준으로 상부와 하부에 다수의 헤더를 갖는 다수의 뱅크(bank)(#1~#16)(상부에만 도시함)가 각각 배치될 수 있다.
열연강판(15)이 런아웃 테이블(ROT, 16)로 진입하면 뱅크 제어부(320)의 동작에 따라 상,하부의 뱅크(#1~#16)는 후술할 기본 열유속 학습 계수(f1)에 따라 냉각수를 적절하게 주수하여 열연강판(15)을 냉각하며, 이때 적용하고 있는 냉각패턴은 통상 전단부부터 다운코일러(18)쪽으로 차례로 주수를 시작하여 원하는 권취 온도에 따라 뱅크(#1~#16)의 개방량을 조정함으로써 열연강판(15)을 냉각한다.
특히, 상술한 다수의 뱅크(#1~#16)는 #1~#14로 구성된 피드 포워드 뱅크와 #15~#16의 피드백 뱅크로 이루어지며, 피드 포워드 뱅크(#1~#14)로는 스트립의 온도를 주로 제어하며, 피드백 뱅크(#15~#16)로는 미세한 온도 제어를 수행하게 된다.
한편, ROT(16)의 입,출측에는 각각 입측온도검출기(FDT)와 출측온도검출기(CT)가 설치되어, 각각 입,출측 온도를 검출한다.
특히, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 출측온도검출기(CT)는 런아웃 테이블(ROT)의 출측에 설치되어 런아웃 테이블(ROT, 16)을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정할 수 있다. 측정된 열연 강판 선단부의 온도는 학습 계수 연산부(310)로 전달될 수 있다.
학습 계수 연산부(310)는, 출측온도검출기(CT)로부터 전달된 온도로부터 열유속 학습 계수를 연산할 수 있다. 연산된 열유속 학습 계수(f')는 뱅크 제어부(320)로 전달될 수 있다.
이하 연산된 열유속 학습 계수(f')를 구하는 과정과 구해진 열유속 학습 계수(f')에 기초해서 주수량을 제어하는 과정을 상세하게 설명한다.
우선, 하기의 수학식 1에 따라 실제 수냉에 필요한 온도 강하량(
Figure pat00001
)을 연산할 수 있다.
Figure pat00002
여기서,
Figure pat00003
는 수냉에 필요한 온도 강하량이며,
Figure pat00004
는 입측온도검출기(FDT)로부터 출측온도검출기(CT) 까지의 공냉에 의한 온도 강하량이며,
Figure pat00005
는 권취 목표 온도이며,
Figure pat00006
는 뱅크별 온도 강하량, Qi는 i번째 뱅크의 열유속계수,
Figure pat00007
는 뱅크 한개의 길이, V는 스트립의 속도, ρ는 스트립의 비중, C는 스트립의 비열, H는 스트립의 두께를 의미한다.
한편, i번째 뱅크의 열유속계수(Qi)는 하기의 수학식 2에 따라 상부 뱅크의 열유속계수(Qui)와 하부뱅크의 열유속계수(Qdi)의 합으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00008
그리고, 상부 뱅크의 열유속계수(Qui)와 하부뱅크의 열유속계수(Qdi)는 각각 하기의 수학식 3에 따라 연산될 수 있다.
Figure pat00009
여기서, f0는 기본 열유속 계수,
Figure pat00010
는 i번째 상부 뱅크의 열유속보정계수,
Figure pat00011
는 i번째 하부 뱅크의 열유속보정계수,
Figure pat00012
는 상부 뱅크의 수온보정계수,
Figure pat00013
는 하부 뱅크의 수온보정계수, au는 밸브 주수의 보정값, Nfui는 한 뱅크내의 총 밸브의 개수, Nui는 한 뱅크내의 사용 밸브의 개수, V는 스트립의 속도, av는 상부 뱅크의 체류수의 보정계수이다.
한편, 수학식 3의 기본 열유속 계수(f0)는 하기의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00014
여기서, fo는 기본 열유속계수, f1은 기본열유속학습계수, C0~C8은 기본열유속보정계수, H는 스트립의 두께, W는 스트립의 폭, FDT는 입측온도검출기(FDT)에서 측정된 온도, CT는 권취 목표 온도, WT는 냉각수의 온도, V는 스트립의 속도, L은 FDT(21)부터 CT(22)까지의 거리이다.
한편, 본 발명에 따라 연산된 열유속 학습 계수(f1')는 하기의 수학식 5로부터 구해질 수 있다.
Figure pat00015
여기서, f1'는 연산된 열유속 학습 계수, ff는 수학식 4에서 연산된 값,
Figure pat00016
는 뱅크별 온도 강하량, CTT는 권취 목표 온도, CTref는 출측온도검출기(CT)의 측정 온도, Qui'는 수학식 3에서 연산된 값, Qdi'는 수학식 3에서 연산된 값이다.
뱅크 제어부(320)는 상술한 수학식 5에 의해 연산된 열유속 학습 계수(f1')를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 뱅크 제어부(320)는 수학식 5에 의해 연산된 열유속 학습 계수(f1')를 수학식 4의 f1에 대체하여 연산된 기본열유속계수(f0)를 수학식 3에 적용한다. 이후, 수학식 3에 의해 나온 상부 뱅크의 열유속계수(Qui)와 하부뱅크의 열유속계수(Qdi)를 수학식 2 및 1에 적용하여 수냉에 필요한 온도 강하량(
Figure pat00017
)을 연산할 수 있다. 이후, 뱅크 제어부(320)는 연산된 온도 강하량(
Figure pat00018
)에 기초하여 피드 포워드 뱅크(FF)를 구성하는 각 뱅크의 주수량을 제어함으로써, 스트립의 권취 온도를 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 하나의 스트립 내에서 학습 계수의 재연산을 통해 얻어진 학습 계수를 적용함으로써, 스트립의 권취 온도를 정확하게 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 4를 참조하여 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 3과 관련하여 중복된 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 우선 출측온도검출기(CT)는 런아웃 테이블(ROT, 16)의 출측에 설치되어 런아웃 테이블(ROT, 16)을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정할 수 있다(S401). 측정된 열연 강판 선단부의 온도는 학습 계수 연산부(310)로 전달될 수 있다.
학습 계수 연산부(310)는, 출측온도검출기(CT)로부터 전달된 온도로부터 런아웃 테이블(ROT)의 각 뱅크의 열유속 학습 계수를 상술한 수학식 5에 따라 연산할 수 있다(S402). 연산된 열유속 학습 계수(f1')는 뱅크 제어부(320)로 전달될 수 있다.
마지막으로, 뱅크 제어부(320)는 연산된 열유속 학습 계수(f1')를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어할 수 있다(S403).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 하나의 스트립 내에서 학습 계수의 재연산을 통해 얻어진 학습 계수를 적용함으로써, 스트립의 권취 온도를 정확하게 제어할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
11: 슬라브 12: 가열로
13: 조압연기 14: 마무리 압연기
15: 스트립 형태의 열연 강판 16: 런아웃 테이블
17: 냉각 설비 18: 다운 코일러
21: 입측온도검출기(FDT) 22: 출측온도검출기(CT)
310: 학습 계수 연산부 320: 뱅크 제어부

Claims (4)

  1. 다수의 뱅크들을 포함하는 런아웃 테이블(ROT);
    상기 런아웃 테이블(ROT)의 출측에 설치되어 상기 런아웃 테이블(ROT)을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정하는 출측온도검출기(CT);
    상기 측정된 온도로부터 열유속 학습 계수를 연산하는 학습 계수 연산부; 및
    상기 연산된 열유속 학습 계수를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어하는 뱅크 제어부를 포함하는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뱅크 제어부는,
    상기 다수의 뱅크들 중 피드 포워드 뱅크의 주수량을 제어하는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 장치.
  3. 다수의 뱅크들을 포함하는 런아웃 테이블(ROT)과, 상기 런아웃 테이블(ROT)의 출측에 설치된 출측온도검출기(CT)를 사용해서 상기 런아웃 테이블(ROT) 위를 진행하는 열연 강판의 권취 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 출측온도검출기(CT)에서, 상기 런 아웃 테이블을 통과하는 열연 강판 선단부의 온도를 측정하는 단계;
    학습 계수 연산부에서, 상기 측정된 온도로부터 열유속 학습 계수를 연산하는 단계; 및
    뱅크 제어부에서, 상기 연산된 열유속 학습 계수를 반영하여 각 뱅크의 주수량을 제어하는 단계를 포함하는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주수량을 제어하는 단계는,
    상기 다수의 뱅크들 중 피드 포워드 뱅크의 주수량을 제어하는 단계를 포함하는 판내 학습을 이용한 열연 강판의 권취 온도 제어 방법.
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