KR20010047209A - 미니밀 공정에서의 품질예지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라브주조와 열연제품생산이 연속적으로 이루어지는 미니밀 공정에 적합한 방식을 도입하여 품질예지결과에 대한 신뢰도를 높혀 생산효율을 증가시키기 위한 미니밀 공정에서의 품질예지방법에 관한 것으로, 이는 용강에 대한 제강공정에서의 조업실적을 입력받아 조업품질코드 및 등급을 산출하여 목표설계치와 비교하고 그 편차를 추출하는 조업품질예측단계와, 해당 용강에 대해 슬라브주조시 상기 조업품질예측치와 소강성분과 통과공정의 소내 자체기준을 대비하여 합격여부를 판정하여 그에 따라 재질대체를 지시하는 소강통과공정판정단계와, 상기 주조된 슬라브에 대한 연주조업실적으로부터, 흠등급예측이 가장 클 등급에 의해 재질대체가 이루어지는 맥스(MAX)방식 또는 표면흠과 조업실적간 중회귀분석후 이상조업실적별로 가중 적용하는 가중치방식중치방식으로 연주제품에 대한 품질예측특성코드(QPS코드)를 산출하는 연주품질예측단계와, 상기 연주품질예측단계에서 예측된 예측특성치를 설계특성치와 비교하여 편차가 기준치 이상일때, 주조코일 품질이상으로 판단하여 재질대체 또는 대표사이즈압연 등을 지시하는 이상조치단계로 이루진다.

Description

미니밀 공정에서의 품질예지방법{METHOD FOR PREDICTING QUALITY IN MINI-MILL PROCESS}

본 발명은 주로 HDR(HOT DIRECT ROLLING) 조업체제인 미니밀 공정에서 주조 코일의 품질판정을 실시간으로 판정하여 재질대체(즉, 용도변경)시 품질예지를 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재를 정정하는 기능이 없는 미니밀 공정에 신경회로망 방식을 적용하여 제거가 필요한 조업이상항목과 후공정에 충당이 용이한 수요에 의해 재질대체가 가능하도록 하는 미니밀 공정에서의 가중치 및 신경회로망을 이용한 품질예지방법에 관한 것이다.

미니밀 공정은 고로밀 공정과는 달리 제강에서 연주 및 압연까지 직접 연결된 짧은 공정으로 단시간에 제품화하는 방법이다.

즉, 고로밀 공정은 철광석을 원료로 하여 두께 200mm이상의 슬라브(slab)를 주조한 후 보통 8∼11개의 압연기로 구성된 열연공장에서 압연하는 방식을 말하는데, 이러한 고로밀 공정과는 달리 미니밀 공정은 도 1에 도시한 바와 같이, 고철을 주원료로 한 용강은 래들(1) 및 턴디쉬(2)를 거쳐 연주기(3)를 차례로 통과하면서 소정두께의 스라브로 제조되고, 이 스라브는 제1탈스케일장치(4)에서 탈스케일된 다음, 중간압연기(5)에서 직접압연되어 소정 두께의 바(bar)로 생산되고, 상기 바는 제품 단중에 적합하게 제1절단기(6)에 의해 절된고, 절단된 바는 가열로(7)에서 승온된 후 코일러(8a)에서 바코일로 코일링된다. 이어서 상기 바코일은 언코일러(8b)에서 언코일링되고, 제2탈스케일장치(10)에서 탈스케일된 후 최종압연기(11)을 거쳐 최종 제품두께로 압연되어 최종코일러(12)에 코일링되도록 하여, 압연하는 공정이다.

따라서, 고로밀에서는 슬라브생산과정에서 품질불량이 예상될 경우 해당 스라브를 별도의 처리장(SCARFING장)으로 보낼 수 있으나, 상기와 같은 미니밀공정에서는 생산된 스라브에 대해 품질확인을 할 수가 없다. 그렇기 때문에, 미니밀공정에서는 여재발생을 줄이기 위하여, 조업항목별 결함을 예측하고, 예측된 결함에 대한 여러 조업인자중 대응되는 특정 조업인자에 문제가 발생한 것으로 인식하여, 그에 따른 조치가 취해지도록 한다.

보통 어떤 결함이 나타난다고 할 때, 해당 결함에 대한 원인으로서는 여러가지 요인이 복합되어 나타나는 것인데, 종래에는 맥스방식에 의해 품질을 예측하여 원수요가의 사양에 부합되게 생산되지 않았을 때 타수요가에 부합되는 사양으로 재질을 대체하도록 하는 방법이 적용된다.

그런데, 이는 조업항목중 최고로 열악한 조업항목에 의해 결정되어 기타 다른 조업항목에 의한 품질개선 및 열화가중정도는 고려되지 않았다.

다시말해서, 어떤 결함에 대한 품질예측은 독립변수들의 조합, 예를 들어, 중회귀 분석에 의한 항목별 가중 적용에 의한 결과이다. 또, 입력과 출력데이타들의 속성이 연속성일 때만 예측신뢰도가 높아짐으로 예측수식 모델등에 활용도가 높았었다.

그리고, 정정검사시 홈등급이 4등급이라면 코일당 5m 주기로 4등급이든, 전체 코일에 걸쳐 4등급이든 그 코일은 4등급으로 결정되었을 뿐만 아니라 정정검사원의 판단에 의해서도 결정되므로, 이를 입력과 출력조건으로 품질예측을 했을 경우, 신뢰도가 떨어질 수 밖에 없게된다.

그러므로, 전단시점에 제강, 노외정련, 연주공저의 조업 및 설비변수 데이타에 의해 맥스(MAX)방식의 품질예지를 했을 때 신뢰도가 떨어져서 건전 주편의 리젝트화 혹은 불건전 주편의 정품화가 발생하여 기회비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 기존의 제철공정에서 사용중인 품질예지 방식을 적용하는 경우, 미니밀과 고로밀의 공정이 판이하고, 레벨 1과 레벨2간 인터페이스되는 항목의 정의가 어려워 일단, 맥스 방식 품질예지 시스템 환경을 설정하고, 조업데이타를 확보한 후 품질에 많이 영향을 미치는 변수를 찾아 가중치에 의한 품질예지 방식을 도입할 예정이었다.

그러나, 수년이상의 조업가동에 의해 조업데이타도 확보되고 품질결함에 대한 각종 치명적인 변수에 대해서도 공감대가 형성되어 있는 상황이고, 또한 온라인적용을 위해서는 신뢰도가 증대된 품질예측방법이 필요하다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 미니밀 공정에 적합한 방식을 도입하여 품질예지결과에 대한 신뢰도를 높힘으로서 생산효율을 증가시키는 미니밀 공정에서의 가중치 및 신경회로망을 이용한 품질예지방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 미니밀 전체 공정을 개략적으로 도시한 공정도이다.

도 2는 본 발명에 따른 품질트랙킹시스템을 도시한 블럭도이다.

도 3은 챠지 및 주조코일 단위별 품질예측방법을 도시한 플로우챠트이다.

도 4는 미니밀공정에서의 품질예지방법의 상세 플로우챠트이다.

도 5는 가중치방식에 의한 품질예지코드(QPS) 판정방법을 보이는 플로우챠트이다.

도 6은 예측특성치 편성방법을 도시한 플로우챠트이다.

도 7 및 도 8은 가중치방식에 의한 예측특성치편성방법을 보이는 플로우챠트이다.

도 9는 조업항목별 품질상관 기준테이블을 보이는 예시도이다.

도 10은 가중치결과에 따라 예측특성치를 등급화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 품질예지코드(QPS) 및 등급별 품질예측특성치 기준테이블이다.

도 12는 강종대체 기준테이블이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 슬라브 주조에서 열연제품 생산이 연속적으로 이루어지는 미니밀 공정에서의 품질예지방법에 있어서,

미니밀공정으로 운반된 용강에 대한 제강공정에서의 조업실적을 입력받아 조업품질코드 및 등급을 산출하여 목표설계치와 비교하고 그 편차를 추출하는 조업품질예측단계와,

해당 용강에 대해 주조가 시작될때, 상기 조업품질예측단계에서 예측된 품질예측치와 소강성분과 통과공정의 소내 자체기준을 대비하여 합격여부를 판정하고, 불합격인 경우, 재질대체를 지시하는 소강통과공정판정단계와,

해당 용강에 대한 주조가 이루어지면, 연주조업실적을 받아들여, 조업실적에 의한 흠등급예측이 가장 클 등급에 의해 재질대체가 이루어지는 맥스(MAX)방식 또는 표면흠과 조업실적간 중회귀분석후 이상조업실적별로 가중 적용하는 가중치방식중치방식으로 연주제품에 대한 품질예측특성코드(QPS코드) 및 등급을 예측하는 연주품질예측단계와,

상기 연주품질예측단계에서 예측된 예측특성치를 설계특성치와 비교하여 편차가 기준치 이상일때, 주조코일 품질이상으로 판단하여 재질대체 또는 대표사이즈압연 또는 바 S-P를 지시하는 이상조치단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미니밀 공정에서의 가중치 및 신경회로망을 이용한 품질예지방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 품질예지방법이 적용된 품질트래킹시스템의 총제적인 동작흐름을 보이는 블럭도로서, 품질트래킹시스템(22)은 판정결과 및 기준값들을 기억하는 데이타베이스, 즉, 예지기준DB(21a), 판정결과DB(21b), 주조코일 판정결과DB(21c), 품질설계기준DB(21d) 및 관리컴퓨터(24)로부터 조업실적을 인가받아 이를 이용하여 품질예지를 하는 것이다.

먼저, 용강(1)이 담긴 래들(1)이 연주기에 안착되었을 때를 이벤트발생시점으로 하여, 이벤트발생시 마다, 해당 용강을 제강조업실적에 의해 그룹화하고, 해당 조업실적에 따라 최종검사라인에서의 결함을 예측한 등급을 추출한다(221).

이는 오프-라인에서 통계패키지를 이용하여 결함과 조업인자간 상관분석에 의해 등록된 예측기준(21a)에 의해 등급이 파생된다.

그리고, 스윙 타워(swing tower) 도착시점에, 소강성분과 통과공정을 가판정한 후, 도착된 용강에 대한 주조가 진행되면서, 연주기(3) 말단에서 중간압연기(5))를 거쳐 제1절단기(6)에서 지시길이로 전단이 이루어지는데, 이때, 소강성분과 통과공정의 소내 자체기준대비 합격여부를 판정하고, 불합격인 경우, 재질대체를 지시한다(222).

또한, 주편지정에 의한 재질대체와 홈예측특성치와 설계특성치를 비교하여, 편차가 발생할 때에도 재질대체를 실시하도록 한다(223). 이를 품질특성치판정이라고 하는데, 이는 조업실적에 의한 흠등급예측이 가장 클 등급에 의해 재질대체가 이루어지는 MAX방식과, SAS나 EXCEL등을 이용하여 표면흠과 조업실적간 중회귀분석후 이상조업실적별로 가중 적용하는 가중치방식을 혼용하여 조업에 적용한다(226).

그리고, 상기와 같이, 주조전단 시점에 조업실적에 의해 판정한 결과 재질대체가 이루어지는 경우(224), 주조코일단위로 이상조치를 실시하는데(225,228), 여기에는 대표사이즈로 압연하는 것이나 BAR S-P(SULPHER PRINT)를 지시하는 것이나, 시편을 채취하는 것이나, 정보연결등이 해당된다.

그리고, 미니밀공정에서의 품질예지방법을 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 주문이 들어오면, 수요가 및 용도별로 설계특성치를 불러들이고, 챠지별 조업실적을 수신한 후, 제강조업실적 중에서 품질에 영향을 주는 이상항목 별로 품질예지(QUALITY PREDICTION SYSTEM, 이하 QPS라 약칭한다)코드를 생성하고(400~402), 스윙 타워 도착시점에 제강조업 및 성분실적에 의한 QPS 코드 파생, 등급 및 실적치를 생성하는데(403), 상기 제강성 QPS코드는 예를 들어, 성분QPS코드 5개와, 공정QPS코드 20개로 최대 25개까지 관리되며, 주조 전단시점에서 품질판정을 위한 예측지수를 산출하는데 이용되는 항목별 상관계수기준테이블은 도 9에 도시한 바와 같이, 각 결함(12항목)별로 테이블을 관리하며, 적용유무, VTD(VACCUM TANK DEGASER)구분, 공장별 등을 키(KEY)로 하여 "Y=aX1 + bX2 + cX3 +..."(Y는 결함종류, X1, X2, X2,... 는 종업이상항목임)의 형태로, 조업이상 항목에 대한 예측치를 연산구분, 상관함수형태, 소수단위 형태로 산출한다.

예를 들어, 출강목표, HW04025Z가 S012라는 QPS코드가 VTD를 거치고, 실적치가 3, 품질상관변수가 1520323010, 선형크랙(CARCK)에 대해 품질예측을 한다면 상기 도 8의 상관계수 기준테이블로부터 Y = 0.32 X²+0.1 X + 0.407 (상수는 중회귀분석시 ZZZZ로 등록) 라는 품질상관 관계식이 도출된다. 이에 따라 선형 크랙에 대한 예측등급(Y)은 0.32×3²+0.1×3+0.407=3.587 로 계산되므로, QPS코드 S012에 대해서는 약 3.6등급이 예측됨을 알 수 있고, 기타 조업항목에 대해서도 동일한 형태로 계산될 수 있다.

이와 같이, 산출된 제강조업실적에 따른 예측특성치를 설계특성치와 비교하여, 그 편차를 구하여 가판정을 실시한다(405).

상기 용강(1)이 연주기(3)에 공급되어 주조가 시작되면, 연주조업실적을 수집하고, 이로부터 연주조업에 대한 QPS코드를 생성시킨다(406). 이때, 수집되는 조업실적으로는 예를 들어, T/D 용강량, T/D온도편차, 주속변동등을 들 수 있다. 상기와 같이 생성된 연주 QPS코드는 주조코일DB(21c)에 저장된다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같은 품질기준테이블을 참조하여, 주조코일단위로 품질을 예측하고, QPS코드별 예측특성치를 산출하여 등급화한다(407).

이렇게, 예측된 특성치는 생산스케쥴관리자를 위한 가이드용과, 조업자를 위한 가이드용으로 제공되는데(408, 409), 스윙 타워 도착시점마다 조업자가이드가 이루어지고, 이는 연주설비의 실적과 제강조업에 의해 산출된 결함별 예측치가 설계특성치를 초과시 각 결함중 예측-설계치의 편차가 최대값에 해당하는 결함코드를 택일하여 출력시키는 방식으로 운영하여 작업자가 후공정에서 결함이 심하게 발생한다던가 설비가 불안하여 주조속도를 낮추도록 하는등의 조업에 참고할 수 있도록 하고, 생산스케쥴관리자를 위한 가이드는 매일 일정시간(예를 들어, 오전 7시)마다 대표강종에 대한 연주설비실적, 조업, 품질, 평균지수에 의해 산출된 예측지수를 그룹별(즉, T1,T2,T3,T4,T5)로 구분하여 해당 그룹별 예측지수가 낮은 것부터 순서대로 해당 M/C출력이나, 설계초과시에는 블링크를 표시하여, 작업스케쥴에 참고할 수 있도록 한다.

그리고, 전단시점에서, 제강조업실적과 연주설비 및 조업실적에 의한 주조코일의 품질예측치가 설계특성치보다 큰지를 비교하여(410), 설계특성치보다 크지 않다면 제품에 이상이 발생하지 않는 것이므로, 종료하고, 설계특성치보다 크다면, 이상이 있는 것으로 판단하여, BAR S-P를 지시하거나, 강종대체를 실시한다(411). 즉, 예측된 특성치에 적합한 제품으로 대체하여, 코일을 생산시키거나, 충당용이재에 한해서는 BAR S-P를 지시한다.

그리고, 그에 따른 이상조치, 및 처리들이 이루어진다(412~414).

다음으로, 챠지(CHARGE) 및 주조코일 단위로 품질을 예측하거나 연주설비 단위를 예측하는 방법에 대해 설명하는데, 이는 도 3의 (A)와 같다.

여기에서, 챠지단위는 한 래들단위로서 대략 7~8개의 스라브를 만들 수 있고, 주조코일단위는 한 스라브를 말한다.

즉, 한 챠지단위마다 노외정련 최종 탄소[C]농도, 제강조업실적을 수집하고(31) 이로부터 제강QPS코드를 생성하면서 해당 조업실적을 관리한다(33), 또한 주조코일단위로 주조코일단위로 조업실적, 성분실적, 설비실적을 수집하여(32), 연주조업실적과 해당 연주QPS코드를 생성한다(35).

이와 같이, QPS코드가 생성되면, 상관기준테이블에서, 결합별, 탄소농도[C]별 제강공정 패턴을 키로 하여 해당 상관변수곱을 수학식1과 같은 식으로 예측특성치를 산출한다.

상기 수학식 1에서, A_i는 연산구분이고, a_i는 상관변수이고, X_i는 실적치이고, a는 함수타입이고, C는 상수이다.

그리고, 스윙 타워 도착시점에 챠지단위로 품질을 예측하여(36), 기준초과시에는 강종대체를 지시하고, 결과치를 챠지DB에 관리한다(36).

그리고, 조업가이드를 위해서는 챠지단위별 품질예측과 더불어 주조가 안된 시점이므로 조업직전 실적으로 연주설비의 예측특성치를 산출하고 연주조업실적은 디폴트(default)값을 이용하고(308). 그 예측치를 조업자에게 챠지단위별로 가이드하는 것이다(309).

상기에서, 조업자가이드를 위해서는 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 연주설비실적(313)과 제강조업실적(314)으로 예측특성치를 산출하고(315), 산출된 예측특성치와 원래 설계된 특성치와의 편차를 산출하고(316), 그 편차가 설정값(본 실시예에서는 1)이상 발생하면 결함으로 판단하며, 이렇게 발생된 결함을 내림차순으로 정리하여 출력하다(317).

그리고, 상기 생성된 연주QPS코드 및 상관변수를 이용하여 일일 연주설비의 예측특성치를 산출한다(310). 이는 연주설비관련 실적과 상관변수의 곱으로 산출하는 것이다.

이렇게 산출된 예측특성치를 이용하여 생산스케쥴관리자에게 가이드를 하고 그 결과치를 스케쥴DB에 관리한다(311).

상기에서, 생산스케쥴관리용 가이드는 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이 이루어지는데, 즉, 산출된 일일 설비예측치와 연주조업 평균지수, 품질평균 지수를 대표강종별로 예측특성치를 산출하고(319~323), T1에서 T6까지 그룹을 편성한 후, 생산관제 화면에 불량머신(M/C)순으로 표시한다(325, 326).

그리고, 조업가이드, 생산스케쥴가이드, 및 주조코일단위 품질예측특성치를 산출할 때에도 결함별 품질예측지수를 가중치 형태로 연산하여 사용하고, 코드별 예측등급을 챠지DB의 이상유무테이블에 관리한다. 여기에서, MAX방식 예측기준이 없으면, 가중치 예측기준을 탐색하고, 그 반대이면 MAX예측기준을 탐색하여 기준을 어떻게 적용하는가에 따라 가중치이든 MAX형태이든 품질예측을 기할 수 있다.

상기에서, 조업자가이드는 도 11에 도시한 바와 같이, 결함별 예측치와 설계치를 비교하여 초과시 각 결함별 예측설계가 큰 순으로 주상의 조작실내의 관리화면에 출력되어, 조업자가 필요에 따라 주조속도를 감속하는 등의 조업을 하는데 참고로 활용되는 것이다.

그리고, 생산스케쥴가이드는 대표강종에 대한 연주설비실적, 조업, 품질평균지수에 의해 산출된 예측지수를 T1에서 T5까지의 그룹으로 구분하여 해당 그룹별 예측지수가 낮은 것부터 해당 M/C를 출력하여 생산관제에서 스케쥴편성시 참고할 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 예측지수결과는 그대로 사용할 수가 없으므로 도 11과 같이, 부서내 QPS REJECT율을 얼마로 가져갈 것인가 혹은 품질의 예지도에 다라서 등급화하는 과정이 필요하며, 이에 따라서, 도 5와 같은 결함별 예측등급 기준테이블을 운영한다. 여기서 공통은 강종에 구분없이 QPS 코드에 대해 일률적으로 적용된다.

이렇게 하여 나온 예측지수를 기준(설계특성치)과 비교하여, 해당 주조코일에 대해 품질판정을 실시하는데, 판정방법으로는 조업실적치에 의한 예측지수(V1)와 설계특성치(V2)와의 비교로 편차그룹을 생성하고, V1 > V2 일때, 이상재판정을 내리게 되는데, 이때, 적용되는 재질대체 기준테이블은 도 12에 도시한 바와 같다.

상기 도 12와 같이, 강종대체 기준테이블에는 주편지정 재질대체 기준, 특성치이상 조치기준, mixed성분 기준, 주평지정코드, 특성치기준, 특성치아상 재질대체 기준등이 들어 있다.

상기에서, 주편지정 재질대체는 품질설계시 품질이 좋지않은 초주편과 말주편을 전단시점에 여재화시켜 해당 수요가에게 출하기 되지 않도록 하기 위한 것이고, 특성치이상 기준들은 조업실적치에 의한 예측지수 A와 설계특성치 B와의 비교로 편차그룹을 생성하고, A>B 일때 그룹별 편차별 등록된 재질대체 기준에 의해 재질대체가 이루어지기 위한 것이고, mixed성분 기준은 동일 캐스트(cast)내 다른 출강목표가 연주편성되었을때 연속적인 작업을 함에 따라서 이 강종 성분범위와 다른 강종 성분범위와는 부합되지 않는 주편이 만들어지는 데 이를 이강종이라 부르며, 이 mixed 주편은 원수요가 사양에 맞지 않기 때문에 재질대체가 이루어져야 한다.

상기에서, 강종대체 방법은 도 4에 도시한 바와 같이, 수주가 많은 반복성 주분에 대해 L/D TURRET도착이전 시점에 챠지단위 품질예측치가 설계치보다 클 경우, 상기 도 12와 같은 기준테이블내의 대체기준 품질특성치보다 작은 해당재로 재질대체를 요구하도록 한다.

상기 도 4에서 주조코일DB의 관리내용은 주조조업관리에서 산출한 QPS CODE, 이상여부, 발생위치, 실적값, 조업평균지수, 품질평균지수(일평균)등이 포함된다.

그리고, 예측지수 산출방법은 주조코일단위로 전단시점에 제강, 연주 조업실적에 의한 품질예측지수를 산출하는 것인데, 이때 조업실적이 없을 경우에는 기준테이블내의 해당 QPS 코드의 디폴트값을 사용하며, 등급도 기준테이블로부터 읽어들여 산출한다.

MAX타입 예측특성치 편성방법은 스틸(STEEL), 등급(GRADE), QPS, 공장을 키로 하여 흠종류, 즉 18개 별로 매흠마다 가장 등급이 높은 흠과 등급을 가지고 품질특성이 같은 그룹별로, 즉 중심크랙(CRACK), 중심편석, 내부크랙, 내부개재물은 내부 품질그룹(T1)으로서 발생 메카니즘이 동일한 것들로 나눈 것으로, 미니밀은 6개(T1~T6)로 그룹으로 나눠져 있다.

여기에서, 각 그룹들은 해당 결함들의 발생메카니즘이 비슷한 것으로 묶어 놓을 수 있는데, 예를 들어, T2는 개재물성 결함그룹, T3는 표면크랙그룹, T4는 홀(HOLE)성 결함그룹, T5는 이물성 결함그룹, T6은 엣지 크랙성결함그룹이다.

그리고, 설계특성치 B에서 예측지수 A 를 뺀 값이 음수이면 "0"값으로 처리하고, 이상조치는 특성치 그룹별로 이상조치 테이블에 등록된 기준에 따라서 SPM지시, BAR S-PRINT지시, 시편지시, 정보연결 자동연계등이 지시된다.

다음으로, 가중치 타입 예측 특성치를 편성하는 방법에 대해서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 탄소농도[C], 이상코드, 결함별 예측값을 구할때, 조업실적치에 도 9와 같은 상관변수 기준테이블을 적용하여 산출한 다음, 각 종속변수들을 수학식 1과 같은 중회귀식에 대입하여 산술합을 구한다.

예를 들어 설명하면, 도 9에서, QPS 코드 MO42(주속변동)가 35mm, 4등급이 발생했고, VTD처리를 했을 경우, 예측식은 Y=O.4X + 0.407 로서, 여기에, X=35mm를 대입하면, Y는 14.4가 나오는데, 이를 도 10과 같은 가중치 결과 등급화 방법에에 의해 등급화하여, 예측등급을 만들어 낸다. 상기 도 10의 예에 대입하면, 예측등급은 1등급이 된다.

이렇게 하여, 주조코일당 QPS코드(조업이상항목)별로 각 결함에 대해 예측등급을 산출하여, SCALE결함은 스케일결함 예측등급별로, 선형크랙은 선형크랙예측등급별로 계산하여 최종 등급이 높은 조업이상항목이 해당 코일의 최종등급 및 실적이, 이상조치가 되고, T1~T6그룹별로 MAX등급이 최종등급으로 DB관리된다.

그리고, 본 발명에서는 기존의 MAX방식과 가중치방식을 비교하여, 어떤것을 적용할 것인지를 "품질예지 방식전환화면"을 통해 특정 조업이상항목에 대해 선택적용할 수 있도록 한다.

이렇게, MAX방식 또는 가중치 방식에 의해 예측특성치가 산출되면 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 편차그룹(미니밀 공정에서는 6개)별로 예측품질특성와 설계특성치를 비교하여, 편차값이 "0"보다 크면 재질대체DB를 기준으로 재질대체를 실시하며, 상기 기준DB에 미등록된 재질기호는 원재질을 부여한다.

최종편차그룹별로 MAX값에 대해 이상조치가 이루어지며, MAX에 의한것, 가중치에 의한 것, MAX와 가중치를 동시에 적용한 이상조치결과를 구분하여 재료마스터의 주조코일 QPS 실적테이블에 관리한다.

기준입력을 위한 결과데이타를 활용방안으로는 중회귀분석에 의한 각 결함별 영향이 큰 독립변수들을 입력화면 레이아웃(LAY OUT)으로 설계한 후, 입력데이타로는 테스트실적이나 레벨2에서 관리되는 연속성 데이타 혹은 통계DB에 관리되는 항목들을 사용하며, 신경회로망을 이용하여 가중치와 예측결과를 적용할 수 있도록 환경을 설정한 후, 가장 최적이고, 신뢰도가 높은 결함들에 해당하는 가중치를 프로그램화하여 실시간으로 공장에 적용하도록 한다.

그리고, 출력화면으로는 각 결함별로 적용된 예지식과 신뢰도를 보여주어 담당자가 확정여부를 설정하도록 한다. 따라서, 품질담당자가 조업 및 설비가 변화하여 계수를 조정할 필요가 있을때, 기간을 입력하면, 결과가 결함별 미리결정된 조업인자를 기준으로 보여주도록 함으로서, 담당자가 분석가능하도록 한다. 즉, 분석직전 단계까지 데이타를 가져와서 데스트데이타를 수작업으로 추가한 후 통계툴(TOOL)이나 신경회로망으로 분석결과를 항목별, 결함별 신뢰도로 보여주고, 이에 담당자가 적용여부를 최종결정할 수 있다.

그리고, 이상조치시, 주조에서 발생하는 홈 그룹들, 즉, T2(개재물성 결함그룹), T3(표면크랙결함그룹), T4(홀성결함그룹)의 흠들에 대해서는 이상조치를 실시하지 않으며, 다른 그룹 T1(내부품질그룹), T5(이물성결함그룹), T6(엣지 크랙성결함그룹) 별로는 이상조치 등록기준에 따라서 이상조치가 이루어진다.

본 발명은 상술한 바와 같이 미니밀 공정에 맞는 품질예지항목중 중회귀 분석이나 신경회로망 방식으로 치명적인 품질인자를 찾아내어, 원수요가의 사양에 부합되게 생산되지 않을 시, 온라인으로 타수요가에 부합되는 사양으로 재질대체를 하여 여재가 발생하더라도 후공정에서 충당이 용이하게 하거나, 여재재고 부담을 감소시키고, 품질보류재를 재판정하는 작업자의 개입을 줄여, 비용을 감소시키는 우수한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 슬라브 주조에서 열연제품 생산이 연속적으로 이루어지는 미니밀 공정에서의 품질예지방법에 있어서,

   미니밀공정으로 운반된 용강에 대한 제강공정에서의 조업실적을 입력받아 조업품질코드 및 등급을 산출하여 목표설계치와 비교하고 그 편차를 추출하는 조업품질예측단계와,

   해당 용강에 대해 주조가 시작될때, 상기 조업품질예측단계에서 예측된 품질예측치와 소강성분과 통과공정의 소내 자체기준을 대비하여 합격여부를 판정하고, 불합격인 경우, 재질대체를 지시하는 소강통과공정판정단계와,

   해당 용강에 대한 주조가 이루어지면, 연주조업실적을 받아들여, 조업실적에 의한 흠등급예측이 가장 클 등급에 의해 재질대체가 이루어지는 맥스(MAX)방식 또는 표면흠과 조업실적간 중회귀분석후 이상조업실적별로 가중 적용하는 가중치방식중치방식으로 연주제품에 대한 품질예측특성코드(QPS코드) 및 등급을 예측하는 연주품질예측단계와,

   상기 연주품질예측단계에서 예측된 예측특성치를 설계특성치와 비교하여 편차가 기준치 이상일때, 주조코일 품질이상으로 판단하여 재질대체 또는 대표사이즈압연 또는 바 S-P를 지시하는 이상조치단계로 이루어짐을 특징으로 하는 미니밀 공정에서의 품질예지방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조업품질예측단계에서는

   연주설비실적과 제강조업실적을 받아, 예측품질특성치를 산출하고, 산출된 예측특성치와 원래 설계된 특성치와의 편차를 산출하여, 그 편차가 기준치이상 발생한 항목에 대해 결함으로 판단하여, 이렇게 발생된 결함을 순차로 출력하여 조업자에게 가이드를 하는 것을 특징으로 하는 미니밀 공정에서의 품질예지방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 연주품질예측단계에서는 대표강종에 대한 연주설비실적, 조업, 품질평균지수에 의해 산출된 예측지수를 결함별로 그룹화하고, 해당 그룹별 예측지수에 따라 출력하여 생산관제에서 스케쥴편성시 이용하도록 하는 것을 특징으로 하는 미니밀 공정에서의 품질예지방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 이상조치단계에서는 재질대체시에는

   품질이 좋지 않은 초주편과 말주편이 출하되지 않도록 하는 주편지정에 대한 재질대체기준과, 예측특성치와 설계특성치의 편차 발생시에 편차그룹별 재질대체 기준과, 출강목표가 다른 연주작업이 연속적으로 이루어질때 강종성분범위가 부합되지 않은 주편에 대한 재질대체를위한 혼합성분기준 및 특성치기준, 특성치이상에 대한 재질대체 기준을 설정한 강종대체 기준테이블을 구비하고,

   예측치가 설계치보다 크게 나타날때, 해당 주조코일을 이상재로 판정하여, 수주가 많은 반복성 제품이나 상기 기준테이블내 대체기준 품질특성치보다 작은 해당재로 재질대체시키는 것을 특징으로 하는 미니밀 공정에서의 품질예지방법.