KR101230094B1 - The width control system and its method for rougher mill in hot rolling process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열간압연 공정에서 강판을 압연하기 위한 조압연 폭제어 압연방법과 그 시스템에 관한 것이다. 특히, 조압연기의 입구측에 수직방향으로 세워진 좌우 양측의 구동롤인 엣저롤을 형성하고, 엣저롤의 회전속도를 차등으로 작동시켜 이동하는 슬라브에 의도적인 캠버를 발생시키며, 이에 따라 슬라브의 폭 방향 온도차에 의해 압연 작업시 발생되는 슬라브가 휘어지는 현상인 캠버에 대해서 의도적인 보정을 수행할 수 있도록 한 열간압연의 조압연 폭제어 압연방법과 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a rough rolling width control rolling method and a system for rolling a steel sheet in a hot rolling process. Particularly, edger rolls, which are driving rolls on both the left and right sides, which are erected in the vertical direction at the inlet side of the rough rolling machine, are formed, and the rotational speed of the edger roll is operated differentially to generate an intentional camber on the moving slab, and thus the width direction of the slab. The present invention relates to a rough rolling width control rolling method of hot rolling and a system for performing intentional correction on a camber, which is a phenomenon in which a slab is bent due to a temperature difference.
슬라브, 가열로, 엣저롤, 열화상 카메라, 구동부, 구동속도 Slab, Furnace, Edger Roll, Thermal Camera, Drive, Drive Speed
Description
본 발명은 열간압연 공정에서 강판을 압연하기 위한 조압연 폭제어 압연방법과 그 시스템에 관한 것이다. 특히, 조압연기의 입구측에 수직방향으로 세워진 좌우 양측의 구동롤인 엣저롤을 형성하고, 엣저롤의 회전속도를 차등으로 작동시켜 이동하는 슬라브에 의도적인 캠버를 발생시키며, 이에 따라 슬라브의 폭방향 온도차에 의해 압연 작업시 발생되는 슬라브가 휘어지는 현상인 캠버에 대해서 의도적인 보정을 수행할 수 있도록 한 열간압연의 조압연 폭제어 압연방법과 그 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a rough rolling width control rolling method and a system for rolling a steel sheet in a hot rolling process. Particularly, edger rolls, which are driving rolls on both the left and right sides, which are erected in the vertical direction at the inlet side of the rough rolling machine, are formed, and the rotational speed of the edger roll is operated differentially to generate an intentional camber on the moving slab, and thus the width direction of the slab. The present invention relates to a rough rolling width control rolling method of hot rolling and a system for performing intentional correction on a camber, which is a phenomenon in which a slab is bent due to a temperature difference.
일반적으로 열연강판은 도 1에 나타낸 바와 같이 연주 슬라브(S)를 가열로(10)에서 가열한 이후, 조압연->사상압연->냉각->권취 등의 제조공정을 통해 생산된다. 즉, 조압연기(20), 사상압연기(30) 및 냉각기(40)를 거쳐 슬라브 형태인 금속을 가공하여 플레이트의 형태로 권취기(50)의 권취롤에 말아주는 것이다. 이때 상기 조압연의 경우 두께가 200~250mm 정도의 슬라브(S)를 5-7 pass 압연을 통해 30~35mm의 두께를 갖는 Bar를 만들고, 후공정인 사상압연으로 이송하는 역할을 하게 된다. 한 편, 상기 조압연을 하는 과정에서 캠버(camber)라고 하는 형상불량이 많이 발생하는 경우가 많다. In general, the hot rolled steel sheet is produced through the production process such as rough rolling-> rolling rolling-> cooling-> winding after heating the slab (S) in the
즉, 이러한 형상불량의 캠버는 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 압연판이 압연방향으로 똑 바로 진행하지 못하고, 어느 한쪽으로 치우쳐서 진행하는 것을 의미한다. 이렇게 캠버가 발생된 강판을 사상압연기(30)로 이송하게 되면 사상압연에서는 정상적인 압연을 진행할 수가 없게 되거나 또는 설비사고를 일으킬 수 있다. 또한 캠버가 발생한 강판은 수요가로의 공급이 불가능하므로 캠버가 발생한 부위를 제거하여야 하므로 실질적인 생산량 저하의 원인이 되고 있다. In other words, such a shape-defective camber means that the rolled plate does not proceed straight in the rolling direction, as shown in FIG. When the steel sheet generated by the camber is transferred to the
캠버의 발생과정을 좀더 상세히 설명하면, 압연소재인 슬라브(S)가 압연중에 판의 폭 방향으로의 연신율차가 발생하여 압연판이 평면상에서 휘게 되는 현상이다. 이러한 캠버 불량이 발생되는 주요 원인으로는 다음과 같은 것이 있다. In more detail, the camber generation process is a phenomenon in which the elongation difference in the width direction of the plate occurs during rolling of the slab S, which is a rolled material, and the rolled plate is bent in a plane. The main causes of such camber defects are as follows.
첫째, 압연소재인 슬라브( Slab )에 폭 방향으로 두께편차가 있는 경우, 둘째, 가열로(10)에서 1200도 이상으로 가열된 슬라브(S) 내에 폭 방향으로 온도 편차가 있는 경우, 셋째, 압연기의 구조적 문제점에 의해 압연 중에 좌우측으로 롤 갭편차를 발생하는 경우, 및 넷째, 슬라브(S)가 압연기로 진입될 때, 슬라브(S)의 중심과 압연기의 중심이 일치하지 않는 등의 여러 가지 요인이 있다. First, when there is a thickness deviation in the slab (Slab) rolled material in the width direction, second, when there is a temperature deviation in the width direction in the slab (S) heated to more than 1200 degrees in the
상기 캠버를 줄이기 위한 방법으로는 상기에서 언급한, 캠버 발생 원인을 근본적으로 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 첫 번째 항목의 슬라브(S)의 폭 방향 두께 편차를 없애기 위해서는 슬라브(S)를 제조하는 공정인 연속주조 공정에서의 주조 mould의 두께를 일정하게 관리하면 될 것이다. 즉, 원칙적으로 조압연 기(20)로 투입되는 슬라브(S)의 두께를 정확하게 제어하여 폭 방향으로 동일한 두께의 슬라브(S)를 공급하고, 발생될 소지가 있는 캠버 현상을 방지하는 것이다. As a method for reducing the camber, it is preferable to fundamentally eliminate the aforementioned cause of the camber generation. For example, in order to eliminate the thickness variation of the slab S of the first item, the thickness of the casting mold in the continuous casting process, which is a process of manufacturing the slab S, may be constantly controlled. That is, in principle, by controlling the thickness of the slab (S) to be injected into the
그리고 세 번째 항목의 좌우측의 롤 갭차가 발생되는 경우는, 조압연기(20)의 롤의 축 수준을 조절하는 방식으로 수정이 가능하고, 네 번째 슬라브(S)의 중심과 압연기의 중심이 일치하지 않는 경우는 슬라브(S)의 이송을 위한 특별한 가이드수단을 강구하는 방식으로 수정과 보완이 가능하다. If the gap between the left and right sides of the third item is generated, it is possible to modify the method by adjusting the axial level of the roll of the
그러나, 두 번째의 경우과 같이, 캠버 발생 원인을 근본적으로 제어할 수 없는 경우가 있다. 보다 상세히 설명하자면, 가열된 슬라브(S)의 폭 방향 온도편차는 가열로(10)의 구조상 피하기 힘든 경우이다. 도 3은 통상의 가열로(10)에서 슬라브(S)가 가열되는 과정을 나타내는 도면인데, 상기 가열로(10)는 예열대(12), 가열대(13), 균열대(14)의 3개의 구역으로 나뉘어져 있으며, 통상적으로 상온상태의 슬라브(S)가 장입측으로부터 추출측(출구측)으로 이송하면서 약 1200~1300도의 고온으로 가열된다. 그런데 균열대(14)에서 충분히 가열된 슬라브(S)가 추출구(=출구; 11)에 다다르면 출구(11)가 완벽히 밀폐되지 않은 상태로 대기하게 되므로 슬라브(S)의 폭 방향 온도 편차가 발생하게 되는 것이다. However, as in the second case, there is a case where the cause of the camber generation cannot be fundamentally controlled. In more detail, the width direction temperature deviation of the heated slab (S) is a case that is difficult to avoid due to the structure of the heating furnace (10). FIG. 3 is a view illustrating a process in which the slab S is heated in a
즉, 도 3에서처럼, 출구(11)는 개방되어 공기의 소통이 가능한 상태로 제작되는 경우가 대다수이기에 상기 출구(11)와 근접한 곳에 위치하는 출구(11)측 슬라브(S1)는 온도변화를 겪게 되는 것이다. 도 2의 확대된 도면에서처럼, 출구(11)측 슬라브(S1)에서 출구와 근접한 곳에 위치하고 있었던 슬라브(S)의 탑(WS, 워킹롤측)부분은 항상 내측인 미단(DS, 구동부측)부분의 온도에 비하여 낮은 온도를 유지하고 있는 것이다. 이를 해결하기 위해서는 슬라브(S)를 조압연기(20)로 이송시키기 전에 가열로(10)의 출구(11)를 폐쇄시키는 방식이 필요하기는 하지만, 압연시스템의 구조상 설치가 어렵다. That is, as shown in FIG. 3, since the
출구(11)를 완벽히 밀폐시킬 수 없는 이유를 설명하자면, 압연을 위해 정해진 시간에 슬라브(S)를 거듭 그것도 빈번하게 꺼내어야 하므로 출구(11)측 도어(door)를 수시로 개방하고 폐쇄해야만 하는 상황이 발생된다. 이러한 상황은 생산량의 현저한 저하를 가져오며, 시스템 자체의 내구성을 떨어트리는 문제점도 발생된다. To explain the reason why the
따라서 대다수의 압연시스템에서는 출구(11)가 개방된 가열로(10)를 비치하고 있고, 이에 따라 가열로(10)를 통해서 이동하는 가열된 슬라브(S)의 폭 방향으로는 적어도 70~80도의 온도편차가 발생하는 것이다. 또한 이로 인해, 후공정인 조압연 공정에서 강판이 압연될 때 도시된 도 4와 같은 캠버가 발생하게 되는 것이다. Therefore, in most rolling systems, the
이러한 문제점을 개선할 목적으로 종래에는 슬라브(S)의 온도가 낮은 쪽을 유도가열로로 승온시키거나, 온도가 높은 쪽에 냉각수를 분사하여 온도 편차를 줄이고자 하는 시도를 하기도 한다. 그러나, 이와 같은 방법은 에너지 절약 측면과 설비를 추가로 설치해야 하는 등의 문제점을 안고 있다. In order to improve such a problem, conventionally, an attempt is made to reduce the temperature variation by raising the temperature of the slab S to the induction heating furnace or spraying coolant to the temperature of the slab S. However, this method has problems such as energy saving aspects and the need to install additional equipment.
본 발명은 열간압연 공정에서 강판을 압연하기 위한 조압연 폭제어 압연방법과 그 시스템에 관한 것으로, 조압연기의 입구측에 수직방향으로 세워진 좌우 양측의 구동롤인 엣저롤을 형성하고, 엣저롤의 회전속도를 차등으로 작동시켜 이동하는 슬라브에 의도적인 캠버를 발생시키며, 이에 따라 슬라브의 폭 방향 온도차에 의해 압연 작업시 발생되는 슬라브가 휘어지는 현상인 캠버에 대해서 의도적인 보정을 수행할 수 있도록 한 열간압연의 조압연 폭제어 압연방법과 그 시스템을 제공하고자 한다. The present invention relates to a rough rolling width control rolling method and a system for rolling a steel sheet in a hot rolling process, and to forming edger rolls, which are driving rolls on both the left and right sides, which are erected in the vertical direction at the inlet side of the roughing mill, and rotating the edger roll. Hot rolling is performed to intentionally correct the camber, which is a phenomenon in which the slab is bent during rolling due to the slab's widthwise temperature difference. To provide a rough rolling width control rolling method and a system thereof.
본 발명에 따른 열간압연의 조압연 폭제어 압연방법은, 열간압연 공정에서 조압연기에 의해 강판을 압연하는 단계에서 조압연의 폭을 제어하는 압연방법에 있어서, 가열로(10)부터 추출된 슬라브(S)에서 발생될 수 있는 폭 방향의 캠버문제를 조압연기(20)의 입구 좌우측에 수직된 방향으로 설치되는 엣저롤(60)의 구동속도를 차등으로 제어하여 캠버의 발생을 차단한 것을 포함하여 구성된다. The rough rolling width control rolling method of hot rolling according to the present invention, in the rolling method of controlling the width of the rough rolling in the step of rolling the steel sheet by the rough rolling machine in the hot rolling process, the slab extracted from the
또한 본 발명 열간압연의 조압연 폭제어 압연방법에 따라, 상기 엣저롤(60)의 구동속도는, 투입되는 슬라브(S)의 폭방향 온도편차를 기준으로 엣저롤(60)의 구동속도를 차등으로 설정하고 : 상기 온도편차를 추출하는 방식은 열화상 카메라를 통한 온도측정기(90)로 추출하며 : 슬라브(S)의 폭방향 온도편차(△T)와 엣저롤(60)의 구동속도(△V)의 관계는 △V = -0.02 × △T로 설정하여 엣저롤(60)의 구동속도를 제어하는 것을 포함하여 구성된다. In addition, according to the present invention, the rough rolling width control rolling method of the hot rolling, the drive speed of the
또한 본 발명 열간압연의 조압연 폭제어 압연방법에 따른, 상기 엣저롤(60)의 구동속도는 상기 슬라브(S) 폭방향 온도편차가 10℃ 이상인 경우에만 제어하는 것을 포함하여 구성된다. In addition, the drive speed of the
본 발명의 다른 형태인, 열간압연의 조압연 폭제어 압연시스템은, 열간압연 공정에서 조압연기에 의해 강판을 압연하는 단계에서 조압연의 폭을 제어하는 압연시스템에 있어서, 가열로(10)부터 추출된 슬라브(S)에서 발생될 수 있는 폭 방향의 캠버문제를 조압연기(20)의 입구 좌우측에 수직된 구동롤인 별도의 엣저롤(60)를 설치하고, 상기 엣저롤(60)의 축에 별도의 구동부(A)를 형성하여, 상기 엣저롤(60)는 구동부(A)를 통해 슬라브(S)의 온도편차에 따른 독립된 회전속도로 회전할 수 있도록 한 것을 포함하여 구성된다. Another aspect of the present invention, the hot rolling rough rolling width control rolling system is a rolling system for controlling the width of the rough rolling in the step of rolling the steel sheet by the rough rolling machine in the hot rolling process, from the heating furnace (10) The camber problem in the width direction, which may occur in the extracted slab S, is provided with a
또한 본 발명 열간압연의 조압연 폭제어 압연시스템에 따른, 상기 슬라브(S)의 온도측정을 위해서 슬라브(S)를 촬영하는 열화상 카메라를 통한 온도측정기(90)를 비치한 것을 포함하여 구성된다. In addition, according to the present invention hot rolling rough control width control rolling system, it comprises a having a
본 발명에 따라, 기존의 압연시스템에 설치되는 엣저롤을 이용하여, 이동하는 슬라브를 틀어 의도적인 캠버를 발생시킴으로 향후 발생될 캠버의 보완 또는 문제점을 해결할 수 있기에 활용가능성이 높다는 장점이 있다. According to the present invention, by using the edger roll installed in the existing rolling system, by turning the slab to move to generate an intentional camber has the advantage that can be used to solve the problem or complement of the camber to be generated in the future.
또한 본 발명에 따라, 아주 간단한 조작만으로 생산되는 압연판의 질적인 향상을 가져오면서도, 이를 위해 투입되는 비용이 적어 생산성이 뛰어나다는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, while bringing a qualitative improvement of the rolled sheet produced by a very simple operation, there is an advantage that the productivity is excellent due to the low cost for this.
또한 본 발명에 따라, 슬라브를 공급하는 엣저롤의 회전속도를 제어하는 조작과 열화상 카메라를 통한 온도의 측정만으로 모든 문제점을 해결할 수 있기에 간편하고, 편리하다는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, it is easy and convenient to solve all the problems by only controlling the rotational speed of the edger roll supplying the slab and measuring the temperature through the thermal imaging camera.
본 발명은 열간압연 공정에서 조압연기에 의해 강판을 압연하는 단계에서 조압연의 폭을 제어하는 압연방법에 관한 것이다. The present invention relates to a rolling method for controlling the width of the rough rolling in the step of rolling the steel sheet by the rough rolling mill in the hot rolling process.
따라서 본 발명의 구성과 그 작용을 도시된 도면을 통해서 상세히 설명한다. Therefore, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명은 가열로(10)부터 추출된 슬라브(S)에서 발생될 수 있는 폭 방향의 캠버문제를 조압연기(20)의 입구 좌우측에 수직된 방향으로 설치되는 엣저롤(60)의 구동속도를 차등으로 제어하여 캠버의 발생을 차단하는 것이 바람직하다. The present invention is to solve the problem of the camber in the width direction that can occur in the slab (S) extracted from the
먼저 본 발명의 설명을 보다 용이하게 하기 위해서 종래의 해결하고자 하는 문제점을 보다 상세히 설명한다. 도시된 도 2와 4에서처럼, 슬라브(S)는 그 가열로(10)의 출구(11)에 의해 어쩔 수 없이 탑과 미단부분에 온도편차가 형성될 수밖에 없다. 이를 본 발명의 출원인은 실험을 통해서 확인한 바 있는데, 이를 설명하는 도면이 도 5이다. 이 도면은 상기 가열로(10)에서의 구조적 문제점에 의해서 발생되는 슬라브(S)의 폭 방향으로의 온도 편차를 다른 색상의 그래프로 도시하고 있는데, 스테인리스 304 강종에 대해 가열이 완료된 슬라브(S)를 고성능 열화상 카메라로 촬영하고 이를 온도로 환산한 그래프이다. First, in order to make the description of the present invention easier, the conventional problem to be solved will be described in more detail. As shown in Figures 2 and 4, the slab (S) is forced to form a temperature deviation in the tower and the tail end by the
도 5a는 조압연기(20)로 투입되는 슬라브의 폭 방향 온도 측정위치를 나타내는 그림으로, 가열로(10)의 출구(11)측에 가까운 순으로 DS, Middle 및 WS로 구분하고 있다. 그리고 이러한 슬라브(S)의 부분적으로 측정된 온도편차 결과인 도 5b와 도 5c는 두 가지 예에서 살펴본 바와 같이 모두, 가열로(10)의 출구(11) 쪽에 가까운 WS{작업측: 모터 구동부(70)가 체결된 반대쪽}측이 DS{모터 구동부(70)가 체결된 부분}측 보다 70~80도 정도로 온도가 낮게 됨을 알 수 있다. FIG. 5A is a diagram illustrating a width direction temperature measurement position of the slab introduced into the roughing
이와 같이 WS측이 DS측 보다 온도가 낮아지면, 조압연 과정에서는 온도가 높은 DS측의 슬라브(S)는 쉽게(변형저항이 작음) 압연이 되고, 온도가 낮은 WS측은 변형저항이 높아서 상대적으로 압연이 어렵게 된다. 다시 설명하자면, 온도가 높은 슬라브(S)의 미단( DS ) 부분은 경도( 강도 )가 낮아 그 변형량이 크고 압력에 쉽게 변형되는데, 온도가 낮은 탑( WS ) 부분은 미단( DS ) 부분에 비하여 상대적으로 압력에 따른 변형률이 크지 못한 것이다. As such, when the WS side is lower in temperature than the DS side, in the rough rolling process, the slab S on the high DS side is easily rolled (small deformation resistance), and the WS side having a low temperature is relatively high in deformation resistance. Rolling becomes difficult. In other words, the lower end (DS) portion of the high temperature slab (S) has a low hardness (strength) and its deformation is large and easily deformed by pressure. The lower temperature (WS) portion has a lower temperature than the lower end (DS) portion. Relatively little strain due to pressure.
물론 이러한 상태로 압연이 진행되면, 구조적으로 압연판은 도 4에서 보이는 바와 같이 WS측으로 휘어진 채(캠버 상태)로 압연이 진행될 것이다. 이렇게 강판이 캠버가 발생하면 이미 설명한 바와 같은 여러 가지 문제점이 발생하게 되는 것이다. Of course, if the rolling proceeds in this state, the rolling plate will be structurally rolled to the WS side (camber state) as shown in FIG. When the steel sheet camber occurs, various problems as described above will occur.
결국 본 발명의 주요한 요점은 어쩔 수 없이 가열로(10)의 균열대(14) 출구(11) 측의 공기와의 접촉에 의해서 형성될 수밖에 없는 슬라브(S)의 폭 방향 온도차를 인정하고, 이러한 온도차에 따라 발생될 수 밖에 없는 형상인 캠버를 인정하며, 이를 안내하는 엣저롤(60)의 회동속도를 통해서 제어하고자 한 것이다. As a result, the main point of the present invention inevitably recognizes the width difference of the slab S, which is inevitably formed by contact with the air on the
슬라브(S)의 폭 방향 온도차에 따라, 온도가 높은 부분인 슬라브(S) 미단( DS ) 부분은 그 조압연기(20)의 가압롤의 가압에 의한 변형량이 크고, 온도가 낮은 슬라브 탑( WS ) 부분은 조압연기(20)의 가압롤에 의하 변형량이 작기에, 이를 보완하 여 조압연기(20)로 이동하는 슬라브(S)를 틀어 발생이 예상되는 캠버 현상에 보완하는 역방향의 캠버를 형성하는 것이다. 도시된 도 7에서처럼, 엣저롤(60)의 회전속도를 차등으로 회전시키되, 상기 온도가 낮은 슬라브(S) 측의 엣저롤(60) 회전속도를 크게 하여 틀어주는 것이다. According to the width direction temperature difference of the slab S, the slab S end end DS part which is a high temperature part has a large deformation amount by the pressurization of the press roll of the
보다 상세히 설명하자면, 도시된 도 1에서는 본 발명의 압연시스템을 도시하면서 가열로(10)에서 압연 이송컨베이어를 연결하고, 도 2를 기준으로 모터가 체결된 방향의 압연롤 부분을 DS라 표기하였고, 모터가 체결되지 않은 압연롤 부분은 WS라 표기하였다. 즉, 도시된 도 1과 도 2의 압연시스템에서는, 가열로(10)의 배치가 도시된 도 2의 평면도에서 상부에서 하부로 공급되는 상태로 배열된 시스템이기에 도시된 도 2의 확대도에서처럼, 슬라브(S)의 평면에서 미단( DS ) 부분이 가장 온도가 높고, 탑( WS ) 부분의 온도가 가장 낮게 위치할 수밖에 없다. 결국 이러한 온도편차를 가진 슬라브(S)를 조압연기(20)로 압연하게 되면, 도시된 도 4의 문제점을 도시한 도면에서처럼 하방향 캠버가 발생될 소지가 높은 것은 당연한 것이다. More specifically, in FIG. 1, the rolling conveying conveyor is connected to the
따라서 본 발명에서는 이를 보완하기 위해서, 상기 슬라브(S)가 조압연기(20)로 들어가기 전에 미리 도 4의 캠버 방향과는 역방향으로 고의적인 캠버를 만들어 사실상 고의적인 캠버가 발생한 슬라브(S)가 조압연기(20)를 거치며 캠버 현상을 발생시키고 나서는 정확한 방향으로 틀어져 캠버가 보상되는 위치를 확보할 수 있도록 의도한 것이다. 이러한 방법으로는 상기 슬라브(S)와 측면에서 면접하여 이송을 시키는, 엣저롤(60)의 회전속도를 제어하는 방법으로 고의적인 캠버를 발생시키는데, 도시된 도 7에서처럼 하부에 형성된 엣저롤(60)의 회전수를 더 크게하여 슬라브(S) 측면을 가압하며 밀어주는 방식을 사용한다. 물론 본 발명의 도시된 도면의 시스템과는 달리 상기 가열로(10)의 위치가 바뀌거나 시스템상의 각각의 구성요소의 위치가 변형된다면, 이에 따라 발생될 수 있는 캠버의 방향과는 달리 역방향의 의도적인 캠버를 발생시켜 동일한 목적을 달성하는 것이다. Therefore, in order to compensate for this, before the slab S enters the
이에 따라, 본 발명에서 상기 엣저롤(60)의 구동속도는, 투입되는 슬라브(S)의 폭방향 온도편차를 기준으로 엣저롤(60)의 구동속도를 차등으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 이미 전술된 것처럼, 본 발명의 시스템에서 해결하고자 하는 캠버의 주요한 원인은 가열로(10)의 구조적인 문제점으로 인하여 발생되는 슬라브(S) 폭의 서로 다른 온도편차에 따라 발생되는 것이다. 따라서 본 발명의 엣저롤(60)의 구동속도는 슬라브(S)의 폭 방향의 온도편차에 대응하여 그 구동속도를 보정해야만 한다. Accordingly, the drive speed of the
도 2의 슬라브(S)에서 탑( WS )과 미단( DS ) 의 온도편차에 따라 예상되는 캠버의 정도를 추출하고, 이를 보완하기 위해서 역방향으로 고의적인 캠버를 발생시키는 것이기에 그러하다. 본 발명의 도면에서는 항상 상기 슬라브(S)의 탑( WS ) 부분이 미단( DS ) 부분에 비하여 온도가 낮은 상태로 조압연기(20)를 통과하는 것을 도시하고 있지만, 이와는 달리 역방향의 시스템에서는 온도편차에 따라 상기 엣저롤(60)의 회전수를 역으로 회전시켜야만 할 것이다. In the slab S of FIG. 2, the degree of camber expected to be extracted according to the temperature deviation between the tower WS and the tail end DS is generated, and in order to compensate for this, the deliberate camber is generated in the reverse direction. In the drawings of the present invention, the tower (WS) portion of the slab (S) is always shown to pass through the
그리고 이러한 상기 온도편차를 추출하는 방식은 열화상 카메라를 통한 온도측정기(90)로 추출하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에서는 이러한 슬라브 상의 탑( WS )과 미단( DS ) 부분의 온도 편차를 감지하는데, 열화상 카메라를 이용한 온도 측정기(90)로 측정하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르는 압연시스템은 그 가열로(10)의 온도가 약 1200℃ 이상이다. 따라서 이러한 높은 온도를 정확하게 감지할 수 있는 열화상 카메라를 이용한 온도측정기(90)로 구비한 것이다. And the method of extracting the temperature deviation is preferably extracted with a
그렇다면, 본 발명에서 설명된 상기 엣저롤(60)의 구동속도를 보정하기 위해서 그 구동속도의 계측하는 방법을 살펴본다. 본 발명에서는 상기 슬라브(S)의 폭방향 온도편차(△T)와 엣저롤(60)의 구동속도(△V)의 관계는 △V = -0.02 × △T로 설정하여 엣저롤(60)의 구동속도를 제어하는 것을 실시하였다. Then, look at the method of measuring the drive speed to correct the drive speed of the
도 6과 7은 본 발명의 캠버를 제어하기 위한 설비로서 조압연기(20)의 전방에 설치된 엣저롤(60)의 구성을 도시하였다. 본래, 엣저롤(60)는 강판의 판 폭을 줄이기 위한 목적으로 사용되는 설비로서 통상의 압연기가 수평으로 설치된 데 비해 수직으로 설치되어있다 하여 수직압연기라고도 불린다. 6 and 7 show the configuration of the
압연판이 엣저롤(60)로 진입하기 전에 엣저롤(60)의 간격을 강판의 폭보다 줄여서 셋팅해 두면 엣저롤(60)의 폭에 해당하는 폭으로 강판의 폭을 조절할 수 있게 되는 것이다. 통상 엣저롤(60)를 이용하여 강판의 폭을 줄이는 경우, WS의 엣저롤(60)와 DS의 엣저롤(60)의 구동속도를 동일하게 설정한다. Before the rolled plate enters the
그런데 만일 엣저롤(60)의 속도를, WS측이 DS측 보다 빠르게 구동하도록 작동시킨다면, 엣저롤(60)를 통과한 강판은 WS측은 압연이 많이 진행되고, DS측은 압연이 적게 되어 강판이 DS측으로 휘어지는 현상이 발생할 것이다. 따라서 본 발명에서는 이러한 점을 이용하여 인위적으로 DS측으로 캠버가 발생할 수 있는 조건을 형성해 주는 것이다. However, if the speed of the
이와 같이 압연속도 차에 따른 캠버 발생현상을 잘 이용하면 강판의 폭 방향 온도 편차에 의해 발생되는 캠버(시스템 구조에 따라 발생될 수밖에 없는 캠버)와는 반대되는 방향으로 캠버(발생될 캠버를 보상하기 위해서 의도적으로 발생시키는 캠버) 발생을 유도하여 평탄한 강판을 얻을 수 있게 되는 것이다. In order to compensate for the camber (camber to be generated) in the opposite direction to the camber (camber that can only be generated depending on the system structure) caused by the temperature variation in the steel plate, when the camber generation phenomenon is well used according to the rolling speed difference. It is possible to obtain a flat steel sheet by inducing generation of the camber intentionally generated.
도 7은 이를 설명하기 위해서, 즉, 엣저롤(60)를 거치고 조압연기(20)로 들어가는 슬라브(S)의 이동공정에서 캠버 발생방지 개념을 나타내는 그림이다. 우선 슬라브(S)의 폭방향 온도 편차에 의해 발생될 캠버의 양을 예측하고 이를 보상하기 위해 WS측의 엣저롤(S) 구동속도를 DS측 보다 높여서 작업을 진행하다. 따라서 캠버는 DS측으로 발생하고, 엣저롤(60)를 통과한 강판은 수평압연시 압연판의 온도 편차에 의해 다시 WS측으로 휘게 되어 최종적으로는 양자가 상쇄되어 평탄한 판을 얻게 되는 것이다. FIG. 7 is a diagram illustrating the camber generation prevention concept in the moving process of the slab S passing through the
이를 제어개념인 순서도로 나타내어 보면 도 8과 같다. 압연의 시작과 더불어 가열된 슬라브(S)의 폭 방향 온도 편차, 즉 WS와 DS의 온도 편차를 열화상 카메라를 이용한 온도측정기(90)로 측정하고, 이 크기가 허용범위인 10보다 큰 경우에는 엣저롤(60)의 속도편차 제어를 실시하게 된다. This is shown in the flow chart of the control concept as shown in FIG. When the rolling starts and the widthwise temperature deviation of the heated slab S, that is, the temperature deviation between the WS and DS, is measured by a
그러면 이러한 개념을 보다 구체화하기 위해서, 상기 엣저롤(60)의 회전속도를 제어하기 위해서 도출되어야만 하는 수식을 설명한다. Then, in order to further embody this concept, a formula that must be derived to control the rotational speed of the
도 9는 열간압연시 온도의 변화 및 압연속도에 따른 소재의 강도변화를 나타내는 그래프로서 각각의 변수에 따른 소재의 강도는 아래의 식과 같이 나타낼 수 있다. 9 is a graph showing the change in the strength of the material according to the temperature change and the rolling speed during hot rolling, the strength of the material according to each variable can be expressed by the following equation.
△K ∝ -0.0701 ×△T 이다. (1)ΔK 0.0 −0.0701 × ΔT. (One)
여기서 △K는 압연소재의 변형저항 변화량이고, △T는 압연판의 온도변화량을 나타낸다. 식(1)의 물리적인 의미는 압연판의 온도가 10도 상승하면 소재의 강도는 0.7(kgf/mm2) 만큼 저하됨을 나타내는 것이다. 즉, 온도가 10도 상승하면 소재의 강도가 저하되고, 그에 따라 변형되는 변형률은 증가할 것이다. ΔK is the change in deformation resistance of the rolled material, and ΔT is the change in temperature of the rolled sheet. The physical meaning of equation (1) is that when the temperature of the rolled plate rises 10 degrees, the strength of the material decreases by 0.7 (kgf / mm2). In other words, if the temperature rises by 10 degrees, the strength of the material decreases, and thus the strain that is deformed will increase.
다음으로 △K ∝ 0.1825 × △ Vr이다. (2)Next, ΔK 825 0.1825 × Δ Vr. (2)
여기서 △Vr는 압연속도 변화량이다. 식(2)는 압연속도가 10mpm 증가하면 소재의 강도는 1.8(kgf/mm2) 만큼 상승됨을 의미한다. DELTA Vr is a rolling speed change amount. Equation (2) means that if the rolling speed is increased by 10mpm, the strength of the material is increased by 1.8 (kgf / mm2).
즉, 조압연기(20)에서 압연롤의 속도나 엣저롤(60)의 회전속도가 10mpm 증가하게 되면, 부하가 증가하여 변형량이 줄어드는 결과를 가져오는 것이다. That is, when the speed of the rolling roll or the rotational speed of the
한편 열간압연에서의 롤의 회전속도와 강판의 출구속도 사이에서는 다음과 같은 관계가 있다. On the other hand, there is the following relationship between the rotational speed of the roll in hot rolling and the exit speed of the steel sheet.
△V = α × △Vr (3)ΔV = α × ΔVr (3)
여기서 α는 선진율로서, 열간압연에서는 0.05이다. △Vr은 롤의 회전속도 변화량이다. 즉, 조압연기(20)나 엣저롤(60)를 통해서 가압하며 슬라브(S)를 이송시킬 때, 슬라브 끝단의 이동속도와 롤의 회전속도 간의 관계를 나타낸 것이다. Where α is the advance rate and is 0.05 in hot rolling. ΔVr is a rotation speed change amount of the roll. That is, when the slab S is conveyed while being pressed through the
따라서, 식(1)로부터 식(3)까지의 관계로부터 온도편차에 따라 발생되는 캠버를 방지하기 위해 제어해야 할 엣저롤(60)의 WS와 DS의 속도 편차량은 다음과 같은 식에 의해 구해진다. Therefore, the speed deviation amounts of WS and DS of the
△V = - 0.02 × △T ( △T > 10℃ ) (4) ΔV =-0.02 × ΔT (ΔT> 10 ° C) (4)
따라서 본 발명에서는 상기 온도편차에 따른 자연적인 캠버가 발생될 수 있는 그 출구 속도 간의 차이를 계산하고, 이에 따라 상기 자연적으로 발생을 예상하는 캠버를 상쇄시키기 위해서 의도된 캠버의 발생을 위한 엣저롤(60)의 회전속도 차이를 계산하는 것이다. Accordingly, in the present invention, an edge roll for generating a camber intended to calculate a difference between the exit speeds at which a natural camber may be generated according to the temperature deviation, and thus offset the camber that is expected to occur naturally. 60) to calculate the difference in rotational speed.
첨가하여 이러한 본 발명을 실시하기 위해서 모든 온도편차에 따른 의도적인 캠버를 발생시키는 방식은 바람직하지 않다. 따라서 본 발명은 상기 엣저롤(60)의 구동속도는 상기 슬라브(S) 폭방향 온도편차가 10℃ 이상인 경우에만 제어한다. In order to carry out this invention by addition, it is not desirable to generate an intentional camber according to all temperature deviations. Therefore, the present invention controls the driving speed of the
즉, 본 발명에서 상기 식(4)의 온도의 편차가 10℃ 이상인 경우에만 속도편차 제어를 하도록 한정한 이유는 고온 슬라브의 온도측정 수단인 열화상 카메라의 측정오차의 범위가 ±1%이므로 온도측정기의 오차범위를 고려하여 설정한 것이다. That is, in the present invention, the reason for limiting the speed deviation control only when the temperature deviation of Equation (4) is 10 ° C. or more is because the measurement error of the thermal imaging camera, which is a temperature measuring means of the hot slab, is ± 1%. It is set considering the error range of the measuring instrument.
예를 들어 통상의 열간압연 조압연공정에서의 온도는 1000~1100도 범위이므로 측정기의 오차범위인 ±1%를 감안하면, 10~11도의 측정오차가 발생할 것이므로 이를 고려한 것이다. For example, since the temperature in the normal hot rolling rough rolling process is in the range of 1000 to 1100 degrees, considering the error range of ± 1% of the measuring instrument, a measurement error of 10 to 11 degrees will occur.
다음은 본 발명을 통해서 압연공정을 수행하여 그 효과를 나타내는 실험을 하였다. 그에 대한 수치적인 효과 측정치를 표 1에 기재하였는데, 본 발명의 현저한 효과를 나타내고 있다. 즉, 종래에 압연 중에 WS 측이 50~100도 정도 낮게 가열된 슬라브를 사용하여 압연한 경우, 조압연 과정에서 35~42mm로 크게 캠버가 발생되었다. 그러나 본 발명의 조압연 엣저롤(60)를 사용하여 의도적인 캠버를 발생시킨 결과, 온도차가 70~80도 정도로 발생되더라도, 11~12mm 정도의 캠버량으로 줄일 수 있어서 사상압연에서의 조업에 전혀 지장이 없게 되었다. Next was an experiment showing the effect by performing a rolling process through the present invention. Numerical effect measurements thereof are shown in Table 1, showing the significant effects of the present invention. That is, when the conventional rolled using a slab heated to a low 50 ~ 100 degrees during the rolling, the camber was generated as large as 35 ~ 42mm in the rough rolling process. However, as a result of intentional camber generation using the rough rolling
결국 본 발명에 따른 엣저롤(60)의 속도차를 통해서 조압연기(20)로 투입되는 슬라 브(S)의 측면을 틀어 고의적인 캠버를 일으키게 되면, 발생이 예상되는 캠버가 수정되고 보정되는 것을 증명한 것이다. As a result, when the deliberate camber is generated by turning the side of the slab S introduced into the
표 1Table 1
온도편차(℃)WS-DS
Temperature deviation (℃)
편차량(mpm)Edger Roll Speed
Deviation (mpm)
캠버발생량(mm)Of crude rolling bar
Camber generation amount (mm)
본 발명은 전술된 것처럼, 열간압연 공정에서 슬라브(S)의 폭간 온도편차에 따라 엣저롤(60)를 사용하여 캠버의 발생을 방지하기 위한 압연방법만 특징이 있는 것이 아니다. 이러한 압연방법을 가능하게 하는 압연시스템에도 그 특징이 있기에 이 시스템에 대한 구성과 작용도 상세히 설명한다. As described above, the present invention is not only characterized by a rolling method for preventing the occurrence of camber by using the
도시된 도 1, 2 및 도 7에서처럼, 본 발명은 열간압연 공정에서 조압연기(20)에 의해 강판을 압연하는 단계에서 조압연의 폭을 제어하는 압연시스템에 있어서, 가열로(10)부터 추출된 슬라브(S)에서 발생될 수 있는 폭 방향의 캠버문제를 조압연기(20)의 입구 좌우측에 수직된 구동롤인 별도의 엣저롤(60)를 설치하고, 상기 엣저롤(60)의 축에 별도의 구동부(A)를 형성하여, 상기 엣저롤(60)는 구동부(A)를 통해 슬라브(S)의 온도편차에 따른 독립된 회전속도로 회전할 수 있도록 한 시스템이다. 1, 2 and 7 shown in the present invention, in the rolling system for controlling the width of the rough rolling in the step of rolling the steel sheet by the
즉, 본 발명의 시스템에서는 조압연 공정을 위해서 슬라브(S)를 투입하는 과정 전에 상기 조압연기(20)의 입구측 전방에 약간의 간격을 두고 엣저롤(60)를 설치한다. 상기 엣저롤(60)는 수직방향으로 설치되어 이동하는 슬라브(S)의 측면과 면접하여 그 회전력을 이용하여 조압연기(20)의 내측으로 슬라브(S)를 밀어주기 위한 롤이다. 물론 상기 엣저롤(60)는 그 축단에 별도의 구동부(A)를 설치하여 도시된 도 1, 2 및 6에서처럼, 슬라브(S)의 좌우측에서 서로 독립된 회전속도로 회전할 수 있도록 한다. 좌측이나 우측의 엣저롤(60)가 서로 독립되어 그 회전속도를 달리하여 엣저롤(60)의 사이를 지나는 슬라브(S)의 좌측이나 우측의 밀어주는 것이다. That is, in the system of the present invention, the
따라서 만일 좌측의 엣저롤 구동부(A)의 구동속도가 더 빠르다면, 슬라브(S)의 좌측 면이 더욱 빠른 속도로 이동할 것이고, 이와는 달리 우측의 엣저롤 구동부(A)의 구동속도가 더 빠르다면, 슬라브(S)의 우측면이 더욱 빠른 속도로 이동할 것이다. 결국 이러한 본 발명의 시스템은 조압연기(20)로 슬라브(S)를 이동시킴에 있어서, 고의적인 캠버를 발생시키도록 할 수 있는 것이다. 물론 이러한 고의적인 캠버는 압연시스템에 있어서 온도편차가 있는 슬라브(S)에서는 발생될 수 밖에 없는 원칙적인 캠버를 수정하고 보완하여 완전한 압연공정을 달성할 수 있도록 해 준다. Therefore, if the driving speed of the left edger roll driving unit A is faster, the left side of the slab S will move at a higher speed, and if the driving speed of the right edger roll driving unit A is faster, , The right side of the slab (S) will move at a faster speed. As a result, the system of the present invention can cause the deliberate camber to be generated in moving the slab S to the
또한 이러한 본 발명의 시스템에서는, 상기 시스템을 이동하는 상기 슬라브(S)의 온도측정을 위해서 슬라브(S1)를 촬영하는 열화상 카메라를 통한 온도측정기(900를 비치한 것이 바람직하다. 즉, 조압연기(20)를 지나기 전에 열화상 카메라를 통해서 슬라브(S)의 온도를 측정할 수 있는 온도측정기(90)를 설치하는 것이다. 다른 형태의 온도측정기(90)를 사용하여도 무방하지만, 열화상 카메라를 통한 온도 측정의 방식이 가장 간편하고, 그 온도의 센싱 정확도에서 높아 고온을 측정해야만 하는 본 발명과 같은 압연시스템에서는 가장 효과적인 온도측정의 방식이다. In the system of the present invention, it is preferable to have a temperature measuring instrument 900 through a thermal imaging camera photographing the slab S1 for measuring the temperature of the slab S moving the system. It is to install a
도 1은 본 발명과 종래 일반적인 압연시스템을 전체적으로 도시한 측면도,1 is a side view showing the present invention and the conventional general rolling system as a whole,
도 2는 본 발명과 종래 일반적인 압연시스템을 전체적으로 도시한 평면도,Figure 2 is a plan view showing the present invention and the conventional general rolling system as a whole,
도 3은 본 발명의 가열로를 도시한 도면,3 is a view showing a heating furnace of the present invention,
도 4는 본 발명이나 일반적인 압연시스템에서 나타나는 캠버의 모습을 도시한 평면도,Figure 4 is a plan view showing the appearance of a camber shown in the present invention or a general rolling system,
도 5는 본 발명의 슬라브에서 나타나는 온도편차를 도시한 도면,5 is a view showing a temperature deviation appearing in the slab of the present invention,
도 6은 본 발명의 엣저롤을 설치한 압연시스템을 도면,6 is a view showing a rolling system provided with the edger roll of the present invention;
도 7은 본 발명의 캠버를 보상하는 방법을 설명한 사용상태도,7 is a use state diagram illustrating a method for compensating a camber of the present invention;
도 8은 본 발명의 제어 단계를 도시한 순서도,8 is a flowchart showing a control step of the present invention;
도 9는 온도에 따른 슬라브의 변형저항을 나타내는 도면이다. 9 is a view showing the deformation resistance of the slab with temperature.
<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명><Brief description of the major symbols in the drawing shown>
1; 원판 슬라브 S; 슬라브One; Disc slab S; Slab
S1; 출구측 슬라브 10; 가열로S1;
11; 출구 12; 예열대11;
13; 가열대 14; 균열대13; Heating table 14; Crack base
20; 조압연기 30; 사상압연기20;
40; 냉각기 50; 권취기40; Cooler 50; Winder
60; 엣저롤 70; 모터60;
80; 구동부 90; 온도측정기80;
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