KR20040014541A - 금속 스트립의 냉간 압연기 및 냉간 압연 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 냉연 롤 스탠드(1), 냉연 롤 스탠드(1)에 선행 배치된 스트립(8) 권출용 스풀 장치(9), 및 냉연 롤 스탠드(1)에 후속 배치된 스트립(8) 권취용 스풀 장치(10)를 구비하는, 금속 스트립, 특히 강의 냉간 압연기 및 그 냉간 압연기에서 금속 스트립, 특히 강을 냉간 압연하는 방법에 관한 것이다. 스트립 두께 추이가 변동될 경우에 스트립 텐션과 관련된 문제점을 제거하고 스트립 속도를 상승시키기 위해, 개별 냉연 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에, 특히 가변적인 압연 동안 압연 공정의 질량 흐름 및/또는 스트립 텐션을 제어하는 스트립 어큐뮬레이터(2)가 배치된다.

Description

금속 스트립의 냉간 압연기 및 냉간 압연 방법{COLD ROLLING MILL AND METHOD FOR COLD ROLL FORMING A METALLIC STRIP}

지금까지 공지된 바대로 개별 롤 스탠드에서 냉간 압연을 하는데는 오직 두께 공차가 작은 출발 스트립만이 사용되고, 스트립의 압하율은 스트립의 길이에 걸쳐 일정하게 유지되게 된다. 그것이 전제되지 않는 한에는 스트립 텐션 및 그와 관련된 문제점이 감안되어야 하고, 스트립 속도가 크게 제한되게 된다.

WO 99/55474로부터 하나 이상의 가역 롤 스탠드 및 그에 선행 및 후속 배치된 스풀을 구비한 열간 압연용 스텍켈 압연기(Steckel rolling mill)가 개시되어 있다. 스풀과 가역 롤 스탠드 사이에는 텐션 제어 및 질량 흐름 제어를 위한 실제치가 공급되는 루퍼(looper)가 각각 마련된다. 그러나, 그러한 스텍켈 압연기는 열간 압연기에 관한 것이고, 따라서 냉간 압연 공정과는 관련이 없다.

본 발명은 롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 롤 스탠드, 냉연 롤 스탠드에 선행 배치된 스트립 권출용 스풀 장치, 및 냉연 롤 스탠드에 후속 배치된 스트립 권취용 스풀 장치를 구비하는, 금속 스트립, 특히 강의 냉간 압연기 및 냉간 압연 방법에 관한 것이다.

도 1은 유입 구역 및 유출 구역에 댄서 롤을 각각 구비하는 본 발명에 따른 냉연 롤 스탠드의 실시 양태의 가변적인 압연 동안의 설비 배치를 나타낸 도면이고:

도 2는 댄서 롤과 조정 및 제어의 바람직한 실시 양태를 상세하게 나타낸 도면이며;

도 3은 개별 롤 스탠드에 의한 가변적인 압연 동안의 스트립 텐션 제어 회로 및 질량 흐름 제어 회로를 개괄적으로 나타낸 도면이고;

도 4는 개별 롤 스탠드에 의한 가변적인 압연 동안 스트립 텐션 제어 및 질량 흐름 장애의 보상과 조합되는 스트립 두께 제어 회로를 개괄적으로 나타낸 도면이다.

냉간 압연 기술로 공지된 것으로부터 출발된 본 발명의 목적은 스트립 두께 추이의 변동 및 높은 스트립 속도에도 불구하고 질량 흐름(mass flow) 및/또는 스트립 텐션(strip tension)과 관련된 문제점을 수반하지 않는 냉간 압연 방법 및 개별 롤 스탠드를 구비한 냉간 압연기를 제공하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 냉간 압연기 및 청구항 3의 특징을 갖는 냉간 압연 방법에 의해 달성된다. 바람직한 부가의 구성은 종속 청구항들에 기재되어 있다.

본 발명에 따르면, 냉연용 개별 롤 스탠드와 그에 선행 배치된 스풀 장치 사이에, 특히 가변적인 압연 동안 압연 공정의 질량 흐름 및 스트립 텐션을 제어하는 스트립 어큐뮬레이터가 배치되도록 조치된다.

스트립 진행 방향으로 개별 롤 스탠드 앞에 배치되는 스트립 어큐뮬레이터에 의해, 가변적인 압연 동안 스트립 두께의 변동 내지 스트립 두께 추이의 변동으로 인해 발생되는 질량 흐름 변동 또는 스트립 속도 변동이 보상되게 된다. 특히, 그것은 높은 압연 속도에서도 스트립 두께의 순서를 바꾸어 압연하는 것이 여전히 가능하게 된다는 장점을 제공한다.

롤 갭에서의 스트립 두께 변동에 기인하는 속도 변동은 개별 롤 스탠드의 유입 측에서 가장 크므로, 스트립 어큐뮬레이터는 본 발명에 따라 적어도 유입 구역에 마련된다. 스트립 두께 추이의 변동에 기인하는 장애, 즉 가변적인 압연 시의 장애는 비록 그리 큰 것은 아니지만 유출 측 스트립 속도에도 영향을 미치기 때문에, 바람직한 실시 양태에 따라 개별 롤 스탠드의 유출 측에도 스트립 어큐뮬레이터가 배치될 수 있다.

스트립 어큐뮬레이터는 댄서 롤(dancer roll)인 것이 바람직하다. 댄서 롤 또는 댄서 롤 장치는 스트립에 대해 일정한 각도로 조정될 수 있으면서 일정한 힘이 추진될 수 있는 롤을 포함하고, 그에 따라 스트립에 루프(loop)가 형성되는데, 그 루프의 길이는 롤의 위치에 따라 변한다. 그와 같이 하여, 보다 더 많거나 더 적은 힘이 스트립에 축적될 수 있게 된다. 바람직한 실시 양태에 따르면, 유입 측에는 물론 유출 측에도 바람직하게는 그 구조가 동일한 댄서 롤이 배치된다.

이하, 본 발명에 따른 방법을 참부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 각각의 댄서 롤(6, 7)을 포함하는 스트립 어큐뮬레이터(2, 3)를 유입 구역(4) 및 유출 구역(5)에 각각 구비한 개별 냉연 롤 스탠드의 개요를 나타낸 것이다. 코일로 권취된 스트립(8)은 스풀 장치(9)에 의해 권출되어 화살표 방향으로 롤 스탠드(1) 내에 도입된다. 스트립(8)은 개별 롤 스탠드(1)를 통과한 후에는 제2 스풀 장치(10)에 의해 권취된다. 유입 구역(4) 및 유출 구역(5)에는 그 구조가 동일한 댄서 롤(6, 7)이 각각 마련되는데, 댄서 롤(6, 7)은 도 2에 그 조정 장치와 함께 상세하게 도시되어 있다. 개별 롤 스탠드(1) 그 자체는 도시된 실시 양태에서는 2개의 지지 롤(11), 2개의 중간 롤(12), 및 2개의 작업 롤(13, 14)로 이루어진다. 개별 롤 스탠드에서 롤을 임의로 다르게 배치하는 것도 역시 적용될 수 있다. 롤 스탠드(1)와 댄서 롤(6, 7) 사이에는 예컨대 유출 측(5)으로 스트립 라인에 표식 장치(marking device)(15)가 아울러 배치될 수 있다.

도 2는 댄서 롤의 기계적 구조 및 가변적인 압연 동안 그것을 제어하는 것을 나타낸 것이다. 댄서 롤을 2개의 인접 롤(6, 17)과 관련지어 스트립(8)에 대해 조정함으로써, 스트립(8)에 루프가 형성되는데, 그 루프의 길이는 롤(16)에 대한 댄서 롤(6)의 위치 또는 그 각도 조정에 의해 변경된다. 댄서 롤(6)이 스트립(8)에 깊이 잠길수록 보다 더 많은 힘이 스트립에 축적될 수 있다. 도시된 실시예는 댄서 롤(6)용의 유압 조정 장치를 나타내고 있다.

댄서 롤(6)에는 힘 제어기(19)가 배속된다. 힘을 제어하기 위해, 댄서 롤(6)의 조정 장치의 힘 실제치 및 각도 실제치가 탭핑(tapping)된다. 그러한 힘실제치는 힘 설정치와 더불어 힘 제어기(19)에 공급된다. 그 경우, 힘 설정치는 미리 주어지는 것이 아니라, 탭핑된 힘 실제치 및 미리 주어진 설정 텐션으로부터 계산된다. 힘 제어기는 힘 설정치와 힘 실제치의 비교의 결과로서 댄서 롤(6)의 조정 장치(18), 여기에서는 피스톤/실린더 유닛에 힘 교정치를 공급한다. 그러한 힘 교정치에 의해, 스트립의 인장 응력의 교정이 이루어진다.

댄서 롤에서 탭핑된 각도 실제치도 또한 스풀 장치(9, 10)의 회전수를 세팅하는데, 그에 따라 스풀 장치의 토크 제어를 경유하여 질량 흐름을 제어하는데 사용된다. 그를 위해, 각도 실제치 및 미리 주어진 설정 각도가 각도 제어기에 공급된다. 설정치와 실제치를 비교한 결과에 의존하여, 각도 교정치가 계산된다. 그러한 각도 교정치는 질량 흐름 제어를 위해 스풀 장치에서의 회전수를 제어하는데 사용된다.

도 3은 냉연 롤 스탠드(1)의 유입 구역 및 유출 구역(4, 5)에 있는 댄서 롤(6, 7)에 의해 그와 같이 스트립 텐션 및 질량 흐름을 제어하는 것의 개요를 나타낸 것이다. 스트립 텐션 제어는 댄서 롤의 유압 조정 장치를 제어하기 위해 힘 실제치로부터 출발하여 힘 설정치를 계산하는 것에 의해 이루어지는 반면에, 질량 흐름 제어를 위해서는 스풀 장치의 회전수를 제어하게 된다.

스풀의 회전수, 즉 권출 스풀의 회전수와 권취 스풀의 회전수를 제어하는 제어 회로에는 스트립 속도가 설정치로서 입력된다. 롤 회전수 제어 시에도 역시 스트립 속도가 설정치로서 공급된다.

도 4에는 가변적인 압연 동안 스트립 두께를 제어하는 것이 도시되어 있다.가변적인 압연 공정에서는 롤 갭이 변경되고, 그에 따라 스트립 두께 추이가 스트립의 길이에 걸쳐 변동되는 것으로 알려져 있다. 그로 인해, 스트립 두께 추이의 설정치가 미리 주어진다. 그러한 스트립 두께 추이의 설정치는 유입 측 댄서 롤을 예비 제어하는데 사용된다. 스트립 두께 추이의 설정치로부터 롤 스탠드에서의 스트립 유입 속도의 변경이 계산되고, 일정한 스트립 텐션을 유지시키는데 필요한 스트립 텐션 제어가 산출된다. 아울러, 질량 흐름 보상에 의거하여 유입 텐션이 진정될 수 있게 된다. 추가로, 스트립 두께 추이의 설정치는 두께 제어기에 공급되는데, 그 두께 제어기는 유입 측 및 유출 측에서 탭핑된 스트립 두께 실제치에 의해 스트립 두께에 대한 교정치를 계산하여 그 교정치를 위치 제어기에 전송하고, 다시 그 위치 제어기는 냉연 롤 스탠드에서의 롤 갭 세팅을 제어하게 된다.

Claims (6)

1. 롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 냉연 롤 스탠드(1), 냉연 롤 스탠드(1)에 선행 배치된 스트립(8) 권출용 스풀 장치(9), 및 냉연 롤 스탠드(1)에 후속 배치된 스트립(8) 권취용 스풀 장치(10)를 구비하는, 금속 스트립, 특히 강의 냉간 압연기에 있어서,

   개별 냉연 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에, 특히 가변적인 압연 동안 압연 공정의 질량 흐름 및/또는 스트립 텐션을 제어하는 스트립 어큐뮬레이터(2)가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연기.
2. 제 1 항에 있어서, 개별 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에 배치된 제1 스트립 어큐뮬레이터(2)에 추가하여, 개별 롤 스탠드(1)와 그에 후속 배치된 스풀 장치(10) 사이에 제2 스트립 어큐뮬레이터(10)가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연기.
3. 스트립의 냉간 압연을 위해 롤 갭을 조정하는 수단을 갖춘 개별 냉연 롤 스탠드(1), 냉연 롤 스탠드(1)에 선행 배치된 스트립(8) 권출용 스풀 장치(9), 및 냉연 롤 스탠드(1)에 후속 배치된 스트립(8) 권취용 스풀 장치(10)를 구비하는 냉간 압연기에서 금속 스트립, 특히 강을 냉간 압연하는 방법에 있어서,

   개별 냉연 롤 스탠드(1)에 의해 스트립 두께가 미리 정해진 값에 따라 계속적으로 변경되는 압연, 특히 가변적인 압연을 행하고, 개별 냉연 롤 스탠드(1)와 그에 선행 배치된 스풀 장치(9) 사이에 배치되는 스트립 어큐뮬레이터(2)에 의해 압연 공정의 질량 흐름 제어 및/또는 스트립 텐션 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 스풀 장치(9, 10)의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 스트립 어큐뮬레이터(2), 특히 댄서 롤(6, 7)의 조정 장치를 제어하는 제어 회로에서는 조정 장치(18)에서 탭핑된 힘 실제치와 힘 설정치로부터 힘 제어기에 의해 계산되는 힘 교정치를 산출하되, 힘 설정치를 댄서 롤에서 탭핑된 각도 실제치와 미리 주어진 텐션 설정치로부터 계산하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 스트립 어큐뮬레이터(2)를 알려져 있는 스트립 두께 추이의 변동에 의존하여 예비 제어하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.