KR101714917B1

KR101714917B1 - Tension control apparatus

Info

Publication number: KR101714917B1
Application number: KR1020150169999A
Authority: KR
Inventors: 김신일; 김성겸; 안태규
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2017-03-10

Abstract

The present invention relates to a tension control device capable of controlling a wave of a strip between stands using a looper load cell for hot finishing rolling. The tension control device, used to control a tension of a strip between an i^th roller and an (i+1)^th roller using a looper, comprises: a side looper load cell and the other side looper load cell, installed in the looper; a measurer measuring power of each of the two looper load cells; a tension calculator calculating the tension of each of the cells from the measured power; a tension comparator comparing the calculated tension of each of the cells; and a wave controller controlling the tension of the strip by compensating a speed of the i^th roller if a variation in tension between the side looper load cell and the other side looper load cell is not less than a reference value as a result of the comparison by the tension comparator.

Description

장력 제어 장치{TENSION CONTROL APPARATUS}[0001] TENSION CONTROL APPARATUS [0002]

본 발명은 열연 마무리 압연에서 스탠드간 스트립의 웨이브를 제어하는 장력 제어 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a tension control device for controlling a wave of an interstandable strip in hot rolling finish rolling.

열간 사상압연공정에서는 스트립의 통판성 확보를 위하여 하기의 선행 기술 문헌에 개시된 바와 같이 루퍼를 사용하고 있다. 루퍼는 인접하고 있는 두 압연기 사이에 설치되어 스트립 장력을 설정치로 유지하여 스트립의 통판성을 원활하게 하는 역할을 수행한다.In the hot finishing rolling process, looper is used as described in the following prior art documents in order to secure the strips. The looper is installed between two rolling mills adjacent to each other to maintain the strip tension at a set value, thereby smoothly passing the strip.

이러한 루퍼-장력 시스템은 루퍼 모터와 각 압연기의 구동 모터를 입력으로 하고, 루퍼 각도와 스트립 장력을 출력으로 하는 2-입력/2-출력 다변수 시스템으로 기술되어, 이에 대한 제어 알고리즘 연구가 활발히 진행되고 있다.This looper-tension system is described as a two-input / two-output multivariable system with a looper motor and a drive motor for each mill as inputs and a looper angle and strip tension as outputs. .

지금까지 국내외 대부분의 제철소 열간 사상압연기에 적용되고 있는 루퍼-장력 제어 알고리즘은 주로 비간섭화된 PI 제어기법이었지만, 최근 수학모델에 기초한 최적제어(LQ, ILQ, H∞), 모델예측제어(MPC) 등과 같은 다변수 최적제어기법을 적극적으로 적용하고 있는 추세이다. 특히 역 최적제어(ILQ) 알고리즘이 적용된 압연 제어설비가 주목을 받고 있다.Recently, looper-tension control algorithm, which is applied to most hot rolling mills in domestic and overseas steel mills, is mainly a non-interfered PI control technique. However, recently, the optimal control (LQ, ILQ, H∞) based on a mathematical model, ) And the like are actively applied. In particular, the rolling control equipment to which the inverse optimal control (ILQ) algorithm is applied is attracting attention.

한편, 열간압연공정의 마무리 압연에 있어서는, 각 스탠드의 형상설정(벤더와 압연 쉬프트(roll shift)량)의 부적절과 압연기 레벨 문제로 스트립이 쏠려서 스탠드 간에 압연재 양파나 편파 웨이브가 발생한다. 이러한 웨이브는 정도가 심하면 스트립이 찢어지거나 해당 부분의 스트립 형상품질이 매우 좋지않아 후공정에서 절사가 되고 있으며, 이는 스트립의 품질 저하와 부가적인 공정 및 비용이 발생되는 문제점이 있다.
On the other hand, in the finish rolling of the hot rolling process, the strip is stuck due to the inadequacy of the shape setting of each stand (the amount of roll shift of the bender) and the rolling mill level problem, and a rolled material onion or polarized wave is generated between the stands. If the degree of the wave is too great, the strip tears or the quality of the strip shape of the part is not very good, so that the wave is cut in the post-process, which causes the quality of the strip to deteriorate and additional process and cost.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0028902호Korean Patent Publication No. 10-2003-0028902

본 발명의 일 실시예에 따르면, 열연 마무리 압연에서 루퍼 로드셀을 이용하여 스탠드 간 스트립의 웨이브를 제어하는 장력 제어 장치가 제공된다.
According to one embodiment of the present invention, there is provided a tension control device for controlling a wave of a stand-strip strip using a looper load cell in hot rolling finish rolling.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치는 루퍼를 이용하여 i번 압연기와 i+1번 압연기 사이의 스트립 장력을 제어하는 장력 제어 장치에 있어서, 루퍼에 설치된 일측 루퍼 로드셀 및 타측 루퍼 로드셀, 상기 일측 루퍼 로드셀과 상기 타측 루퍼 로드셀 각각의 힘을 측정하는 측정기, 측정된 힘으로부터 각각의 장력을 계산하는 장력 계산기, 계산된 각각의 장력 간을 비교하는 장력 비교기, 상기 장력 비교기로부터의 비교 결과에 따라 상기 일측 루퍼 로드셀과 상기 타측 루퍼 로드셀 간의 장력 편차가 기준값 이상이면 i번 압연기의 속도를 보상하여 스트립 장력을 제어하는 웨이브 제어기를 포함할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a tension control device for controlling a strip tension between an i rolling mill and an (i + 1) rolling mill using a looper, A tension calculator for calculating a tension from each of the measured loops, a tension calculator for calculating a tension between the looper load cell and the looper load cell, And a wave controller for controlling the strip tension by compensating the speed of the rolling mill i if the tension deviation between the one side looper load cell and the other side looper load cell is equal to or greater than a reference value according to a comparison result from the tension comparator.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스트립이 통판시와 압연시에 스탠드 간 웨이브가 발생되면 자동으로 장력이 인가되어 웨이브를 감소시켜서 웨이브로 인해 스트립이 찢어져서 발생하는 오작을 방지하고, 형상품질 불량을 줄여서 절사량을 최소화하여 실수율을 향상시키는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, when an inter-stand wave is generated at the time of passing the strip and during rolling, the tension is automatically applied to reduce the wave, thereby preventing a malfunction due to ripping of the strip due to the wave, It is effective to minimize the amount of cut and improve the error rate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치를 포함한 열간 압연 공정을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치에 의해 장력인가 전후의 스트립 웨이브를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 1 is a schematic view illustrating a hot rolling process including a tension control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a tension control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a strip wave before and after tension application by a tension control device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치를 포함한 열간 압연 공정을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
1 is a schematic view illustrating a hot rolling process including a tension control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 열간 압연 공정은 가열로 공정(reheating furnace), 조압연 공정(roughing mill)(RM), 마무리 압연 공정(finishing mill)(FM), ROT(Run Out Table)(ROT), 권취기(Down Coiler)(DC)로 구성된다. 1, the hot rolling process includes a reheating furnace, a roughing mill (RM), a finishing mill (FM), a run out table (ROT) And a down coil (DC).

마무리 압연 공정(FM)에 사용되는 마무리 압연기는 스트립(Bar)을 입력 소재로 해서 제품 두께까지 압연을 실시하며 대부분 7개의 스탠드로 구성될 수 있다. 마무리 압연공정에서 열연스트립의 스탠드간 장력을 일정하게 유지하기 위해서 장력 제어 장치가 설치되어 있다.
Finishing The finishing mill used in the rolling process (FM) is rolled to the thickness of the material with a bar as the input material and can be composed of 7 stands in most cases. In order to keep the inter-stand tension of the hot-rolled strip constant in the finish rolling process, a tension control device is provided.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.2 is a block diagram schematically showing a tension control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치(100)는 루퍼(3), 루퍼(3)에 설치된 일측 루퍼 로드셀(4) 및 타측 루퍼 로드셀(5), 측정기(11), 장력 계산기(6), 장력 비교기(7), 웨이브 제어기(8), 구동부(9) 및 모터(10)를 포함할 수 있다.2, the tension control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a looper 3, a one-side looper load cell 4 and a looper load cell 5 installed on a looper 3, a measuring device 11, A tension calculator 6, a tension comparator 7, a wave controller 8, a driving unit 9, and a motor 10.

루퍼(3)는 i번 압연기(2)와 i+1번 압연기(1) 간의 스트립(S)에 장력을 인가할 수 있으며, 일측 루퍼 로드셀(4) 및 타측 루퍼 로드셀(5)은 각각 루퍼(3)의 일측 및 타측에 설치되어 루퍼(3)가 스트립(S)에 장력을 인가하도록 지지할 수 있다. 예를 들어, 루퍼(3)를 회전시키는 모터와 연결된 측의 루퍼 로드셀은 드라이드 사이드(drive side) 루퍼 로드셀이라 할 수 있고, 타측의 루퍼 로드셀은 워크 사이드(work side) 루퍼 로드셀이라할 수도 있다.The looper 3 can apply tension to the strip S between the i-th rolling mill 2 and the i + 1-th rolling mill 1 while the one looper load cell 4 and the other looper load cell 5 are looper 3 so that the looper 3 can apply tension to the strip S. [ For example, the looper load cell connected to the motor for rotating the looper 3 may be referred to as a drive side looper load cell, and the other looper load cell may be referred to as a work side looper load cell.

압연재가 통판시나 압연중에 루퍼(ㄴ)는 폭방향으로 동일한 힘으로 스트립(S)을 들어올리고 이때 스트립이 폭방향으로 장력이 다르게 되는 경우 즉 웨이브가 발생하는 경우, 측정기(11)는 일측 루퍼 로드셀(4) 및 타측 루퍼 로드셀(5)에서 서로 다른힘을 측정할 수 있고, 측정된 힘을 이용하여 장력 계산기는 각측의 루퍼 로드셀의 장력(WS,DS)를 계산하고, 장력 비교기(7)는 일측 루퍼 로드셀의 장력(WS)과 타측 루퍼 로드셀의 장력(DS) 간의 장력 편차를 계산하여(WS-DS), 장력 편차가 기준 이상이면 스탠드간 웨이브 발생을 인지하게 한다. When the strip is lifted up by the same force in the transverse direction during rolling or rolling, the measuring device 11 measures the tension applied to the one side loop load cell The tension calculator calculates the tension WS and DS of the looper load cell on each side using the measured force and the tension comparator 7 calculates the tensile force (WS-DS) is calculated (WS-DS) between the tension WS of the one side looper load cell and the tension DS of the other side looper load cell, and the occurrence of the interstand wave is recognized when the tension deviation exceeds the reference.

스탠드간 웨이브 발생시 이를 제어하는 방법으로는 스트립에 길이방향으로 장력을 인가하여 스트립을 펴주는 방법으로 웨이브를 감소시킬 수 있다.As a method of controlling the inter-stand wave, it is possible to reduce the wave by applying the tension in the longitudinal direction to the strip and spreading the strip.

이때, 장력을 인가하는 방법은 웨이브 제어기(8)에서 다음 수식으로 1번 압연기의 속도 보상량을 계산하여 그 계산량을 구동부(9)로 전송하여 모터(10)로 압연기 속도를 변경하여 스트립(S)에 장력을 인가함으로써 스탠드 간 웨이브를 제어할 수 있다. At this time, in the method of applying the tensile force, the wave controller 8 calculates the speed compensation amount of the first rolling mill by the following equation and transfers the calculation amount to the driving unit 9 to change the speed of the rolling mill with the motor 10, ), It is possible to control the inter-stand wave.

(수식)(Equation)

△V= G_waveㆍVref/100(여기서, △V는 압연기 속도 보상량, G_wave는 장력 편차에 따른 설정값, Vref는 압연기 속도)DELTA V = G_wave Vref / 100 (where DELTA V is the rolling machine speed compensation amount, G_wave is the set value according to the tension deviation, and Vref is the rolling machine speed)

예를 들어, 웨이브 제어기(8)는 장력 편차가 기준값 이상인 경우 복수의 구간을 설정하여 해당 구간의 장력 편차에 따라 설정값을 각각 다르게 설정할 수 있다.For example, when the tension deviation is equal to or greater than the reference value, the wave controller 8 can set a plurality of intervals and set different set values according to the tension deviation of the interval.

즉, 예를 들어, 다음과 같이 3개의 구간을 설정하는 경우,That is, for example, when three intervals are set as follows,

장력편차 기준1 : 절대값(기준값-계산된 장력 편차) / 기준값 > 0.3Tension deviation reference 1: Absolute value (reference value - calculated tension deviation) / reference value> 0.3

장력편차 기준2 : 0.3 < 절대값(기준값-계산된 장력 편차) / 기준값 <= 0.5Tension deviation reference 2: 0.3 <absolute value (reference value - calculated tension deviation) / reference value <= 0.5

장력편차 기준3 : 0.5 < 절대값(기준값-계산된 장력 편차) / 기준값 <= 1.0Tension deviation criterion 3: 0.5 <absolute value (reference value - calculated tension deviation) / reference value <1.0

이때의 설정값은 다음과 같이 각각 다르게 설정할 수 있다.The setting values at this time can be set differently as follows.

G_wave : -1.0 (장력편차 기준1)G_wave: -1.0 (tension deviation standard 1)

G_wave : -1.5 (장력편차 기준2)G_wave: -1.5 (tension deviation standard 2)

G_wave : -2.0 (장력편차 기준3)
G_wave: -2.0 (Tension deviation standard 3)

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력 제어 장치에 의해 장력인가 전후의 스트립 웨이브를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 3 is a schematic view showing a strip wave before and after tension application by a tension control device according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 스트립에 웨이브가 발생되는 경우 i번 압연기의 속도를 보상하여 스트립에 발생되는 웨이브를 감소 또는 제거할 수 있다.
As shown in FIG. 3, when a wave is generated in the strip, the speed of the rolling mill i can be compensated to reduce or eliminate the wave generated in the strip.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스트립이 통판시와 압연시에 스탠드 간 웨이브가 발생되면 자동으로 장력이 인가되어 웨이브를 감소시켜서 웨이브로 인해 스트립이 찢어져서 발생하는 오작을 방지하고, 형상품질 불량을 줄여서 절사량을 최소화하여 실수율을 향상시킬 수 있다.
As described above, according to the present invention, when an inter-stand wave is generated at the time of passing the strip and rolling, the tension is automatically applied to reduce the wave, thereby preventing a malfunction caused by the ripping of the strip due to the wave, It is possible to minimize the amount of cut and improve the error rate.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 장력 제어 장치
1,2: 압연기
3: 루퍼
4: 일측 로드셀
5: 타측 로드셀
6: 장력계산기
7: 장력비교기
8: 웨이브 제어기
9: 구동부
10: 모터
11: 측정기100: tension control device
1,2: rolling mill
3: looper
4: One side load cell
5: Other load cell
6: Tension calculator
7: Tension comparator
8: Wave controller
9:
10: Motor
11: Measuring instrument

Claims

루퍼를 이용하여 i번 압연기와 i+1번 압연기 사이의 스트립 장력을 제어하는 장력 제어 장치에 있어서,
루퍼에 설치된 일측 루퍼 로드셀 및 타측 루퍼 로드셀;
상기 일측 루퍼 로드셀과 상기 타측 루퍼 로드셀 각각의 힘을 측정하는 측정기;
측정된 힘으로부터 각각의 장력을 계산하는 장력 계산기;
계산된 각각의 장력 간을 비교하는 장력 비교기;
상기 장력 비교기로부터의 비교 결과에 따라 상기 일측 루퍼 로드셀과 상기 타측 루퍼 로드셀 간의 장력 편차가 기준값 이상이면 상기 i번 압연기의 속도를 보상하여 스트립 장력을 제어하는 웨이브 제어기
를 포함하는 장력 제어 장치.
1. A tension control device for controlling a strip tension between an i-th rolling mill and an (i + 1) -th rolling mill using a looper,
One louper load cell mounted on the looper and the other louper load cell;
A measuring unit for measuring a force of each of the one-side louver load cell and the other-side looper load cell;
A tension calculator for calculating each tension from the measured force;
A tension comparator for comparing the calculated tension between each tension;
And controlling the strip tension by compensating the speed of the rolling mill i if the tension deviation between the one-side looper load cell and the other looper load cell is equal to or greater than a reference value according to a comparison result from the tension comparator,
.

제1항에 있어서,
상기 웨이브 제어기는 상기 스트립의 길이 방향으로 장력을 인가하여 웨이브를 제거하는 장력 제어 장치.
The method according to claim 1,
And the wave controller removes the wave by applying tension in the longitudinal direction of the strip.

제1항에 있어서,
상기 웨이브 제어기는 복수의 기준 범위를 갖고,
상기 웨이브 제어기는 상기 장력 편차가 상기 기준값 이상이면, 상기 복수의 기준 범위 중 해당하는 범위에 따라 각각 다른 속도 보상량을 제공하는 장력 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the wave controller has a plurality of reference ranges,
Wherein the wave controller provides different velocity compensation amounts according to a corresponding one of the plurality of reference ranges when the tension deviation is equal to or greater than the reference value.

제1항에 있어서,
상기 웨이브 제어기는 수식 △V= G_waveㆍVref/100(여기서, △V는 압연기 속도 보상량, G_wave는 장력 편차에 따른 설정값, Vref는 압연기 현재 속도)에 따라 상기 i번 압연기의 속도를 제어하는 장력 제어 장치.
The method according to claim 1,
The wave controller controls the speed of the rolling mill i according to the formula DELTA V = G_wave.Vref / 100 (where DELTA V is the rolling machine speed compensation amount, G_wave is the set value according to the tension deviation, and Vref is the rolling machine current speed) Tension control device.

제3항에 있어서,
상기 웨이브 제어기는 수식 △V= G_waveㆍVref/100(여기서, △V는 압연기 속도 보상량, G_wave는 상기 복수의 범위 중 해당하는 범위의 장력 편차에 따라 각각 다르게 설정된 설정값, Vref는 압연기 현재 속도)에 따라 상기 i번 압연기의 속도를 제어하는 장력 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein the wave controller is configured to calculate a set value V DELTA V = G_wave Vref / 100 where DELTA V is a rolling machine speed compensation amount and G_wave is a set value differently set according to a tension deviation of a corresponding range of the plurality of ranges, ) To control the speed of the rolling mill (i).

제1항에 있어서,
상기 웨이브 제어기의 제어에 따라 상기 i번 압연기의 구동을 제어하는 구동부; 및
상기 구동부의 제어에 따라 상기 i번 압연기를 회전시키는 모터
를 더 포함하는 장력 제어 장치.The method according to claim 1,
A driving unit for controlling driving of the rolling mill i according to the control of the wave controller; And
A motor for rotating the rolling mill i according to the control of the driving unit,
Further comprising a tension control device.