KR980008369A - 에지드롭을 저감하는 판재의 압연방법 및 압연기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판재를 압연할 때, 특히 냉간압연 등에서 강판등의 판재를 압연할 때, 에지드롭을 개선하여 폭방향의 판두께 분포를 전체에 걸쳐 균일하게 할 수 있는, 판재의 압연방법 및 판재의 압연기에 관한 것으로, 일단부에 테이퍼가 부여된 워크롤을 축방향으로 시프트시키고, 상하 워크롤을 크로스시켜, 판재를 압연하는 방법으로서, (a) 판재의 에지드롭을 수정하기 위하여 필요한 조작량으로서, 시프트량 및 크로스 각도를 구하고, (b) 구한 시프트량으로 워크롤을 시프트시키고, 또한 구한 크로스 각도로 워크롤을 크로스시키는 것을 특징으로 하는 에지드롭을 저감하는 판재의 압연방법.

Description

에지드롭을 저감하는 판재의 압연방법 및 압연기

제1도는 본 발명에 관한 실시예 1 및 2에 적용하는 압연설비의 개략구성을 나타내는 설명도.

제2도는 워크롤의 크로스각을 나타내는 평면도.

제3도는 워크롤을 개념적으로 나타내는 정면도.

제4도는 워크롤의 시프트위치와 판재의 관계를 나타내는 설명도.

제5도는 본 발명에 관한 롤 갭 개념의 설명을 위한 도면 (롤센터 기준).

제6도는 본 발명에 관한 롤 갭 개념의 설명을 위한 도면 (판단으로부터 100mm 위치기준).

제7도는 유효 롤 갭과에지드롭 수정량의 관계의 예를 나타내는 도면.

제8도는 시프트에 의한 롤 갭 변화량을 개념적으로 나타내는 설명도.

제9도는 워크롤을 시프트와 크로스하여 압연한 경우의 전사율을 나타내는 선도.

제10도는 유효 롤 갭과에지드롭 수정량의 관계에 의거하는 제어방법의 개념을 나타내는 설명도.

제11도는 일반의 워크롤 시프트에 의한 판단부의 판두께 프로파일의 변화예를 나타내는 선도.

제12도는 일반의 워크롤 크로스에 의한 판단부의 판두께 프로파일의 변화예를 나타내는 선도.

제13도는 일반의 플랫롤로 냉간압연을 실시한 후의 판재의 판두께 분포의 예를 나타내는 선도.

제14도는 본 발명에서의 제1제어점 및 제2제어점의 위치를 나타내는 판 폭박향 단면도.

제15도는 본 발명의 실시예 1에서의 유효 롤 갭과에지드롭 수정량의 관계를 나타내는 선도.

제16도는 본 발명의 실시예 1에서의 에지드롭의 개선효과를 나타내는 선도.

제17도는 본 발명에 관한 실시예 1 및 2의 압연기(스탠드)를 모식적으로 나타내는 개략 측면도.

제18도는 본 발명에 관한 실시예의 압연기(스탠드)를 모식적으로 나타내는 개략평면도(시프트장치, 크로스장치, 워크롤).

제19도는 본 발명의 실시예 2에서의 에지드롭의 개선효과를 나타내는 선도.

제20도는 6스탠드 냉간 탠덤식 압연기에 적용한 본 발명의 실시예 3∼1의 구성을 나타내는 블록선도.

제21도는 동일하게 실시예 3∼2의 구성을 나타내는 블록선도.

제22도는 동일하게 실시예 3∼3의 구성을 나타내는 블록선도.

제23도는 종래예와 본 발명의 실시예 3∼1예에서의 폭방향 판두께 불량률의 평균을 비교하여 나타내는 선도.

제24도는 본 발명에 관한 실시예 4에 적용되는 압연설비의 개략구성을 나타내는 설명도.

제25도는 최종 스탠드 출측의 에지드롭 변화량과 크로스 각도의 관계를 나타내는 선도.

제26도는 본 발명에 관한 실시예 4에 적용하는 크로스각도와 영향계수의 관계를 나타내는 선도.

제27도는 본 발명에 관한 실시예 4에 의한 에지드롭의 개선효과를 나타내는 선도.

제28도는 본 발명의 실시예 5에서의 모판의 에지드롭의 정의를 나타내는 단면도.

제29도는 동일하게 제어 스탠드 출측의 에지드롭의 정의를 나타내는 단면도.

제30도는 동일하게 최종 스탠드 출측의 에지드롭의 정의를 나타내는 단면도.

제31도는 본 발명의 실시예 5에서의 처리수단을 나타내는 플로우차트.

제32도는 제1스탠드가 제어스탠드인, 6스탠드 냉간 탠덤 압연기에 적용한 본 발명의 실시예 5의 실시예의 구성을 나타내는 블록선도.

제33도는 제어스탠드에 사용되는 워크롤의 형상을 나타내는 측면도.

제34도는 본 발명의 실시예 5의 실시예와 종래방법의 효과를 비교하여 나타내는 선도.

제35도는 제6스탠드 냉간 탠덤 압연기에 적용한 본 발명의 실시예 6의 구성을 나타내는 블록선도.

제36도는 종래예와 본 발명의 실시예 6의 실시예에서의 에지드롭이 어긋나는 비율의 평균을 비교하여 나타내는 선도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10A：상 워크롤 10B：하 워크롤

12：시프트 조작장치 14：크로스 조작장치

16：판두께 프로파일 검출장치 18：판두께 프로파일 목표치 설정장치

20：제어장치 20A：상 백업롤

20B：하 백업롤

가. 발명의 목적

(1) 발명이 속하는 기술 분야 및 그 분야의 종래 기술

본 발명은 판재를 압연할 때, 특히 냉간압연 등에서 강판등의 판재를 압연할 때,에지드롭을 개선하여 폭방향의 판두께 분포를 전체에 걸쳐 균일하게 할 수 있는, 판재의 압연방법 및 판재의 압연기에 관한 것이다.

압연에 의해 판재(피압연재)에 발생하는 폭방향의 판두께 편차 중, 특히 폭방향의 양단부에서의 급격한 판두께 감소는 에지드롭이라 불리고 있다. 압연에 의해, 폭방향의 판두께 분포(판두께 프로파일)를 균일하게 하여 양호한 피압연재를 얻기 위해서는, 이 에지드롭을 저감시킬 필요가 있다.

종래부터,에지드롭을 저감시키는 제어방법의 하나로서, 롤의 편측단부에 테이퍼를 부여한 워크롤(이하, WR 로 약기하는 경우도 있음)을, 그 폭방향으로 시프트하는 방법이 사용되고 있다.

일본국 특공평 2－34241에는, 압연기의 입측에서의 모판의 폭방향 판두께 분포, 상하의 워크롤간의 롤 갭의 분포 및 상기 롤 갭 분포의 피압연재로의 전사율(printing ratio)로부터, 압연기의 출측에서의 판두께 프로파일을 추정하고, 이 추정치와 목표 판두께 프로파일을 조회하여, 양자의 차가 최소가 되는 위치에 워크롤을 시프트하는 방법이 개시되어 있다.

일본국 특공평 2－4364에는, 에지드롭을 개선하기 위하여, 한쌍의 워크롤의 각각이 적어도 편측단부를 끝이 가는 테이퍼부를 구비한 형상으로 하고, 압연시에는 이 테이퍼부를 피압연재의 양측단부에 위치시켜, 상기 양측단부에서의 롤 갭의 기하학적 형상을 개량함으로써 에지드롭의 경감을 도모하는 기술이 개시되어 있다. 동 공보에는, 이 기술을 냉간 탠덤 압연기에 적용하는 경우의 예로서, 적어도 제1스탠드에 상기 테이퍼부를 구비한 워크롤을 장착한 예가 개시되어 있다.

이 워크롤의 시프트 위치를 조정하는 방법으로, 일본국 특개소 60－12213에는, 최종 스탠드 출측에 설치한에지드롭계에 의한 에지드롭량 측정치와 목표치를 비교연산하여, 이 비교연산치에 의거하여, 워크롤의 시프트제어를 실시하는 방법이 기재되어 있다.

일본국 특공평 6－71611에는, 압연기 입측에 설치한 에지드롭계에 의한 압연전의 모판의 에지드롭과 그 목표치와의 차 및 압연기 출측에 설치한 에지드롭계에 의한 압연기의 제품의 에지드롭과 그 목표치의 차에 의거하여, 워크롤의 시프트량을 조정하는 방법이 기재되어 있다.

출원인이 제안한 일본국 특공평 2－34241에서는, 압연기 입측에서의 피압연재의 판 폭방향 판두께 분포도 제어요인으로 받아들이는 방법을 개시하고 있다.

이 방법에서는, 압연전의 피압연재의 폭방향 판두께 분포와 상하 워크롤간의 롤 갭 분포 및 상기 롤 갭 분포의 피압연재로의 전사율을 사용하여, 압연기(최종 스탠드) 출측 또는 제품판에서의 판두께 분포를

추정하고, 이 추정치와 목표 판두께 분포의 차가 최소가 되도록, 워크롤의 시프트위치를 설정하도록 하고 있다.

문헌 「판 크라운·에지드롭 제어특성」(제45회 소성가공연합회 강연회 예고집, P403－406, 1994) 및 "Edge profile control using Pair Cross mill in cold rolling" (Iron and Steel Engineer, pp20－26, June 1996)에는, 상하의 워크롤을 각각의 측의 백업롤과 함께 크로스시킴으로써, 상하의 워크롤간에 폭방향 중앙으로부터 판단을 향해 발생하는 포물선상의 롤 갭에 의해 판두께 프로파일(폭방향 판두께분포)를 균일하게 하는 효과가 있음이 개시되어 있다.

상하 워크롤에 대하여 롤크로스와 롤시프트를 조합한 기술로서, 예컨대 일본국 특개소 57－206503에는, 소정의 각도로 교차하는 상부 롤군과 하부 롤군으로 이루어지는 롤크로스식 압연기에 있어서, 양 롤군 중의 워크롤의 피압연재에 대하는 상대위치를 롤 폭방향으로 이동시킴으로써, 워크롤의 마모를 균일화하고, 롤 연마의 빈도를 줄여, 롤 원단위의 개선을 도모하는 기술이 개시되어 있다.

또, 일본국 특개평 5－185125에는, 코일의 용접점(판계점) 통과에 따라, 주행 중에 조업조건의 설정치를 변경하지만, 롤크로스각을 변경하는 과정에서 발생하는 판형상(strip flatness)의 불량역을 저감시키기 위해, 롤크로스각의 변경타이밍에 맞춰, 롤시프트와 워크롤 벤드력을 조작하는 방법이 개시되어 있다.

(2) 발명이 이루고자 하는 기술적 과제

그러나, 상기 일본국 특공평 2－4364나 특공평 2－34241에서 개시되어 있는 기술에 있어서는, 워크롤의 테이퍼는 압연전에 연마에 의해 부여되므로, 압연중에 테이퍼의 양이나 형상등을 변경하는 것은 불가능하다. 또, 통상, 워크롤은 피압연재(코일) 1개의 압연시마다 절환하는 것이 아니라, 수십개의 코일의 압연에 제공된다.그래서, 수십개의 코일의 연속압연시에, 워크롤에 부여되는 테이퍼량을 크게 한 경우에는, 모판의에지드롭이 큰 피압연재에 대해서는 유효하지만, 모판의 에지드롭이 작은 피압연재에 대해서는 유효하지 않고, 폭방향 판단부의 내측근방에 판두께가 너무 두꺼워지는 부분이 발생하는 것이 있다.

또, 반대로 상기 테이퍼량을 작게 한 경우에는, 모판의 에지드롭이 작은 피압연재에 대해서는 유효하지만, 모판의 에지드롭이 큰 피압연재에 대해서는 에지드롭을 충분히 개선할 수 없는 것이 있다.

따라서, 모든 코일에 대하여 에지드롭을 개선하여 폭방향 전체에 균일한 판두께 프로파일을 얻을 수 없다는 문제가 있다.

일본국 특공평 2－34241에서는, 폭방향 판두께 분포를 변경할 수 있는 롤시프트 기기를 갖는 스탠드(제어 스탠드) 보다 하류 스탠드에서의에지드롭 발생 거동을 고려하고 있지않기 때문에, 최종 스탠드 출측에서의 폭방향 판두께 편차의 추정정도(精度)가 저하해 버린다. 이 방법으로 설정한 워크롤의 시프트 위치에서 압연을 실시한 경우, 최종 스탠드 출측에서의 판 폭방향 판두께 분포가 목표 판두께 분포와 일치하지 않게 된다는 문제가 있었다.

각 스탠드에서의 에지드롭 발생거동을 고려하기 위해서는, 각 스탠드 출측에서의 판 폭방향 판두께 편차 (목표치와 측정치의 차)를 측정할 필요가 있다.

그러나, 냉간 탠덤 압연기에서는 스탠드간 거리가 짧고, 또, 냉각수나 윤활유의 비산 때문에, 판 폭방향 판두께 분포를 측정하는 센서의 설치는, 설비 비용도 비싸져 곤란하다.

따라서, 탠덤 압연기에 있어서, 압연 중에 스탠드 간의 판 퍽방향 판두께 분포를 측정하는 것은 실용적으로는 거의 불가능하였다.

상기 문헌 「판 크라운·에지드롭 제어특성」에 개시되어 있는 방법에서는, 롤 갭은 판폭 중앙으로부터 판단을 향하여 포물선상으로 완만하게 퍼져나가기 때문에, 소위 바디크라운(판 크라운)을 개선하는 효과

는 있지만, 판폭 단부에서의 판두께 편차인에지드롭을 저감하는 효과는 기대할 수 없다.

상기 일본국 특공소 57－206503은, 워크롤의 국부적인 마모의 방지를 목적으로 하고 있는 것으로, 이것으로에지드롭을 제어할 수는 없다.

상기 일본국 특개평 5－185125에 기재된 기술은, 크로스각 변경의 과도기간에서의 판형상의 악화를 방지하는 것을 목적으로 하고 있다.

에지드롭에 대해서는 상기 일본국 특공평 2－4364등에 개시되어 있는 기술이상의 개선효과를, 이 기술로는 기대할 수 없다는 문제가 있다.

나. 발명의 구성 및 작용

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이다.

특히 압연공정에 있어서, 열간압연 공정을 거친 여러 가지의 판두께 프로파일의 피압연재를 냉간압연한 경우에, 판재의 폭방향의 양단부에 발생하는 급격한 판두께 감소인 에지드롭을 확실하게 저감할 수 있고, 판 폭방향 전체에 걸쳐 균일한 판두께로 압연할 수 있는 판재의 압연기 및 판재의 압연방향을 제공하는 것을 과제로 한다.

또, 복수의 스탠드로 제어를 확실하게 분담할 수 있도록 하여, 판폭 중앙으로부터 판단측을 향하여 발생하는 완만한 판두께 편차(크라운)로부터 판폭 단부에서 급격하게 발생하는 판두께 편차(에지드롭)까지, 판폭 전역에 걸쳐 양호한 판두께 분포를 얻는 것을 과제로 한다.

또, 탠덤 압연기에서 피압연재 폭방향의 판두께 분포를 변경하는 조작수단을 구비한 제어 스탠드가 최종 스탠드보다도 상류에 있고, 상기 제어 스탠드 이후에 추가로 압연되는 경우에 있어서도, 효율적으로 탠덤 압연기 출측의 판폭방향 판두께 분포를 목표치로 제어하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 롤의 일단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 축방향으로 시프트시키고, 상하의 워크롤을 크로스시켜 판재를 압연하는 방법으로, 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량으로서 시프트량 및 크로스 각도를 구하고, 구한 시프트량으로 워크롤을 시프트시키고, 또한 구한 크로스각도로 워크롤을 크로스시키는 판재의 압연방법이다.

또한, 본 발명은, 복수스탠드의 압연기를 배설한 탠덤 압연기로 연속하여 판재를 압연하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 스탠드에, 상기의 압연방법을 도입한, 탠덤 압연기에 의한 판재의 압연방법이다.

또한, 본 발명은, 탠덤 압연기로 연속하여 판재를 압연하는 방법에 있어서, 상기 복수 스탠드 중의 2개 이상의 스탠드에 상기에서 처음에 서술한 압연방법을 도입한 탠덤 압연기에 의한 판재의 압연방법으로, 상기 2이상의 스탠드 중의 전단측 스탠드보다 전단에서 검출한 판두께 분포에 의거하여, 상기 전단측 스탠드를 워크롤시프트 제어 및 워크롤크로스 제어하여, 상기 2 이상의 스탠드 중의 후단측 스탠드보다 후측에서 검출한 판두께 분포에 의거하여, 상기 후단측 스탠드를 워크롤시프트 제어 및 워크롤크로스 제어하는 탠덤 압연기에 의한 판재의 압연방법이다.

또, 본 발명은, 이상의 방법의 발명을 실시하기 위한 압연기의 발명이다.

즉, 본 발명은, 한 쌍의 워크롤의 적어도 한쪽의 롤이, 일단부가 테이퍼부착이고, 폭방향으로 시프트하는 시프트기구 및 수평면내에서 크로스시키는 크로스기구를 구비하고 있는 판재의 압연기로서, 피압연재의에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량으로서 시프트량 및 크로스각도를 구함과 동시에, 구한 시프트량 및 크로스각도를 각각 상기 시프트기구 및 상기 크로스기구로 출력하여, 상기 워크롤을 상기 시프트량 및, 상기 크로스각도에 제어하는 시프트·크로스 제어수단을 구비한 상기 방법을 실시하기 위한 판재의 압연기이다.

또, 본 발명은, 이 압연기(스탠드)를 적어도 1개의 스탠드에 도입한 탠덤 압연기이다.

또한 그 밖의 본 발명의 내용은 명세서 및 청구항의 내용에 의해 명확해질 것이다.

이들의 발명에 의해, 판재의 폭방향 판두께분포를 개선하는, 특히 판폭단부에 발생하는 급격한 판두께의 감소인에지드롭을 저감하고, 판폭방향 전체에 걸쳐 균일한 판두께로 압연할 수 있다.

또, 복수의 스탠드로 제어를 적확하게 분담하여, 판폭중앙으로부터 판단측을 향하여 발생하는 완만한 판두께 편차(크라운)로부터 판폭단부에서 급격하게 발생하는 판두께 편차(에지드롭)까지, 판폭 전역에 걸쳐 양호한 판두께 분포를 얻을 수 있다.

또, 텬댐 압연기에 있어서, 피압연재 폭방향의 판두께 분포를 변경하는 조작수단을 구비한 제어스탠드가 최종 스탠드보다도 상류에 있고, 상기 제어 스탠드 이후에 추가로 압연되는 경우에 있어서도, 효율적으로 탠덤 압연기 출측의 판폭방향 판두께분포를 목표치로 제어할 수 있다.

먼저, 여기에서 본 발명에서 사용하는 롤의 편측단부에 테이퍼를 부여한 워크롤(이하, 테이퍼 WR 이라고도 함)에 대한 시프트와 크로스의 개념을, 제2도∼제4도를 사용하여 명확하게 해 둔다.

제3도에 압연기를 정면에서 본 상태를 개념적으로 나타낸다.

상기 시프트는, 상하 워크롤에서 점대칭인 롤단의 편측단부에 테이퍼를 부여한 워크롤을, 그 축방향으로 상하에서 서로 역방향으로 이동시키는 조작이다.

시프트량은 그 이동량이다. 구체적으로는, 상 롤테이퍼를 부여한 일단부 근방을 확대한 제4도에 나타내는 바와 같이, 피압연재(S)의 판단으로부터 테이퍼 개시점(E)까지의 거리(EL)이다. 또, 롤의 테이퍼량은, 제4도에 나타내는 바와 같이 H/L이라 정의한다.

또한, 기술적으로는, 상하 워크롤의 적어도 한쪽의 롤의 적어도 일단에 테이퍼가 부여되어 있으면, 본 발명의 목적은 달성될 수 있다.

또, 제2도에 압연기를 위에서 본 상태를 개념적으로 나타낸다. 상기 크로스는, 상하 양 워크롤을 압연면과 평행인 면내에서 회전시켜, 제2와 같이 서로 교차시키는 조작으로, 크로스각도(θ)는 양워크롤의 축이 이루는 각도의 1/2이다.

또한, 기술적으로는, 상하 워크롤 중 적어도 한쪽을, 압연면과 평행인 면내에서 회전시켜도, 본 발명의 목적은 달성될 수 있다.

제5도에서, 부호(501)는 WR 시프트에 의한 롤 갭의 일 예이다. 부호(502)는 WR 크로스에 의한 롤 갭의 일 예이다.또, WR 시프트와 WR 크로스를 병용했을 때의 롤 갭의 일 예를 부호(503)에 나타낸다.

여기에서, 롤 갭이란, 롤센터를 기준으로 한 무부하시의 상하 WR 간의 갭으로 정의된다.

판압연에 있어서, 일반적으로, WR 간의 롤 갭은, 피압연재의 판두께 프로파일을 개선하는 작용이 있지만, 본 발명에 있어서는 편테이퍼 WR 시프트와 크로스를 조합시킴으로써 판두께 프로파일, 특히 에지드롭의 큰 개선을 얻는 것이다.

상기의 판두께 프로파일, 특히 에지드롭의 개선에 있어서는, 미리 시프트량, 크로스각도 및 이들의 조작량에 대응하는에지드롭 수정량의 3개의 관계를 구해 놓고, 원하는 에지드롭 수정량을 얻을 수 있도록, 상기 3개의 관계에 의거하여 시프트량 및 크로스각을 구하는 것이 바람직하다.

또한, 발명자들은, 롤의 단부에 테이퍼를 부여한 WR 을 사용하여 시프트시키는 압연, 상하 WR을 소정량 크로스하는 압연 및, WR 시프트와 크로스를 병용하는 압연의 3종의 압연을 실시하여, 예의검토하였다.그 결과, 시프트 및 크로스에 의해 발생하는 롤 갭(무부하시의 상하 WR 간의 갭) 중에서, 에지드롭 개선에 특히 유효한 것은, 판단부에 대응하는 부분인 것을 알아 내었다.

그리고, 판단으로부터 일정거리 떨어진 위치에 유효 롤 갭 기준위치를 설치하여, 시프트압연, 크로스압연 및, 시프트와 크로스를 병용한 압연에 있어서, 상기 기준위치를 기준으로 한 롤 갭과에지드롭 개선량(수정량)을 관계지을 수 있었다. 이 관계를 근거로, WR의 시프트량, 크로스량을 제어함으로써, 에지드롭을 제어할 수 있는 것을 알았다.

구체적으로 설명하면, 일반적으로 롤 갭은, 제5도에 나타내는 바와 같이, 롤센터를 기준(롤센터에서의 롤 갭을 0)으로 한 무부하시의 상하 WR 간의 갭으로서 정의된다.

그러나, 본 발명에서는, 판단으로부터 일정거리 떨어진 위치, 예컨대 판단부 100mm 위치 (판단으로부터 판폭중심을 향하여 100mm 떨어진 위치)에 에지드롭 제어기준위치를 설치하고, 상기 위치를 기준(상기 위치에서의 롤 갭을 0)으로 한 상하 WR 간의 롤 갭(이하, 유효 롤 갭이라 함)이란 개념을 사용한다.

제6도에, 판단부 100mm 위치를 기준으로 정의한 유효 롤 갭을 예시한다.

제7도에, 압연실험에 의해 조사한, 유효 롤 갭과에지드롭 수정량과의 관계를 나타낸다.

여기에서, WR 로서 테이퍼량 1/500과 1/250의 2종류의 롤을 사용하여, WR 시프트량은 0∼70mm까지의 범위내에서, WR 크로스각은 0∼0.8°까지의 범위내에서 변경되어 있다.

또, 판단부 15mm 위치와 판단부 100mm 위치의 판두께 편차를에지드롭량으로 정의하고 있다.

에지드롭 수정량은, 플랫롤(시프트량 0mm 이며 크로스각 0˚)로 압연한 경우의 에지드롭량과, 시프트량 및 크로스각을 소정량으로 압연한 경우의 에지드롭량과의 차이다.

제7도에서, 유효 롤 갭이 작은 때는, 에지드롭 수정량은 작지만, 유효 롤 갭이 커짐에 따라, 에지드롭 수정량이 급격하게 커지는 것을 알 수 있다.

이와 같이 유효 롤 갭이라는 개념을 사용함으로써, 시프트량 및 크로스각의 조작량과 그에 대응하는에지드롭 수정량의 관계부여가 가능해진다.

여기에서는, 에지드롭량으로서, 판단부 15mm 위치를 들어 설명했는데, 예컨대 판단부 10mm 위치나 20mm 위치에서도, 유효 롤 갭과 에지드롭의 관계는 성립된다.

또, 유효 롤 갭 기준위치는, 피압연재의 판두께나 변형저항, WR의 롤 지름, 압연하중등의 모든 조건에 의해 변경되는 것으로, 상기에서 설명한 판단부 100mm 위치에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 상기와 같이 유효 롤 갭과 에지드롭의 관계부여가 가능하므로, 시프트량과 크로스각의 설정에 있어서, 판단부로부터 일정거리 떨어진 위치를 기준으로 한 롤 갭과에지드롭 수정량과의 관계에 의거하여, 시프트량 및 크로스각을 구할 수 있다.

또한, 본 발명자들은, 롤의 편측단부에 테이퍼를 부여한 워크롤(편테이퍼 WR)의 축방향의 시프트위치를 조정하여 실시하는 압연(이하, 편테이퍼 WR 시프트 압연이라고도 함)에 있어서, 상하 워크롤을 소정량 크로스시켜 압연을 실시하여 예의검토한 결과, 상하 워크롤을 소정량 크로스시키면, 전사율(printing ratio)이 바뀌는 것을 실험적으로 알아내었다. 전사율은 롤 갭 변화량과에지드롭 변화량(수정량)의 관계를 부여하고, 다음의 수학식 1로 나타낸다.

전사율 = (에지드롭 수정량/롤 개 변화량) × 100% (1)

여기에서, 전사율에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 롤 갭과는 무부하시에서의 상롤과 하롤의 간격으로, 워크롤의 폭방향 중심에서의 그것을 지준치로 하고 있다. 이어서, 롤 갭 변화량이란, 크로스각도를 일정하게 해 놓고, 시프트량을 0mm에서 소정량으로 변화시킨 경우의 롤 갭이 변화한 양을 말한다.

제8도에 롤 갭과 시프트량의 관계를 개념적으로 나타냈다.

이 도면을 사용하여 롤 갭 변화량에 대하여 설명한다.

크로스각도가 0˚에서, 시프트량이 0mm의 롤 갭은 항상 제로이므로, 크로스각도가 0˚에서, 시프트량을 0mm 로부터 50mm로 이동한 경우의 롤 갭 변화량은, 판단으로부터의 거리 25mm에서, RGA로 나타낸다.

동일하게, 크로스각도가 θ1에서는, 시프트량이 0mm의 롤 갭이 파선에 닿는다고 하면, 시프트량을 0mm로부터 50mm로 이동한 경우의 롤 갭 변화량은, 판단으로부터의 거리 25mm에 있어서, RGB로 나타낸다.

한편, 에지드롭 수정량이란, 소정의 크로스각도에서, 시프트량이 0인 롤로 압연합 경우의 에지드롭량과, 시프트량이 소정량의 롤로 압연한 경우의 에지드롭량과의 차이다.

여기에서, 에지드롭량이란, 판단부영역에서의 폭방향 판두께 편차를 말한다.

판단부의 임의 위치에서의 에지드롭량이란, 예컨대 판단부 100mm 위치라는 기준위치에서의 판두께와 그 임의위치에서의 판두께와의 차로 정의된다.

즉, 상기 수학식 1의 전사율은, 크로스각도를 어느 값으로 한 경우에, 편테이퍼 WR을 시프트량 0mm 로부터 소정량만큼 이동했을 때의, 롤 갭 변화량에 대한 각각의 소정시프트량의 편테이퍼 WR로 압연한 후의에지드롭 변화량 (수정량)의 비율이다.

제9도는, 상하 워크롤을 소정량 크로스시키면, 수학식 1에서 나타내는 전사율이 변경되는 일 예이다.

양철판용 강판의 압연에 있어서, 테이퍼량 1/300의 편테이퍼 WR를 사용하여, 그 크로스각을 0부터 0.1˚ 간격으로 0.5˚까지 변경하고, 각각의 크로스각도에서, 상기 워크롤의 시프트량을 50mm로 했을 때의, 판단으로부터의 각 거리의 점에서의 전사율을 나타낸 것이다.

또한, 이 제9도에는 시프트량이 30mm에서 크로스각이 0.2°인 경우의 전사율을 파선으로 병기하였다.

이 도면에서, 동일한 테이퍼량의 워크롤에도 관계없이, 크로스각을 크게하면, 판단으로부터 거리 50mm의 점을 제외하고 전사율이 놀랄만큼 커지는 것을 알 수 있다.

이와 같이 전사율이 변화하는 이유는, 편 테이퍼 WR 시프트에 크로스를 병용함으로써, (a)편 테이퍼 WR 시프트 단독에 비교하여 테이퍼부의 경사가 급준해지는 것, 또한 (b) 전혀 예상하지 않았던 것이지만 판단부에서의 압연하중이 감소됨과 동시에, 판단부에서의 장력이 증대하여 재료가 롤 갭에, 보다 충만하는 작용이 있기 때문이라고 생각된다.

또한, 워크롤의 시프트량을 변화시켜도, 크로스각도가 동일하면, 전사율은 판단으로부터의 거리가 시프트량과 일치하고 있는 근방을 제외하면, 실질상 시프트량에 무관하다.

제9에 크로스각이 0.2˚, 시프트량 30mm인 경우의 전사율을 파선으로 추기하고 있지만, 이 경우의 전사율은 시프트량 50mm 인 경우의 전사율의 값과 거의 동일하다.

이상 상기한 바와 같이, 편 테이퍼 WR 시프트에 크로스를 병용함으로써, 동일한 테이퍼량의 워크롤에서도 전사량이 가변하게 되어, 테이퍼량의 크기를 가변으로 하는 것과 실질상 동등한 효과를 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 상기한 바와 같이 전사율과 에지드롭 변화량(수정량)의 관계부여가 가능하므로, 시프트량과 크로스각의 설정에 있어서, 미리 크로스각도와 롤 갭 변화량에 대한 에지드롭 변화량과의 관계를 구하고, 시프트량, 전사율, 및 이들의 조작량에 대응하는에지드롭 수정량의 관계 그리고 크로스각도와 전사율의 관계에 의거하여, 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 시프트량과 크로스각을 구할 수 있다.

또, 상기의 판재의 압연방법에 있어서, 에지드롭 제어점을 설정하는데는, 시프트와 크로스를 병용함으로써 판폭방향 편측당 2점의 제어가 가능하므로, 판폭방향 편측당 적어도 2점의 제어점을 설정하는 것이 바람직하다.

이하에, 에지드롭량을 제어하는 점을 판폭방향 편측당 적어도 2점을 설정하고, 각각의 에지드롭 제어점에서 원하는 에지드롭 개선을 얻을 수 있게 되는 방법에 대하여 설명한다.

즉, 2점의 에지드롭 제어점에서 원하는 에지드롭 수정량을 얻기 위해 필요로 하는 유효 롤 갭을 상기의 유효 롤 갭과에지드롭 수정량과의 관계에서 산출하고, 2점의 에지드롭 제어점에서 그 유효 롤 갭을 얻을 수 있는 시프트량 및 크로스각을 산출하여 설정한다.

이하에 그 구체적인 절차를 제10도에 따라 설명한다.

제10도에서, 부호(1001)는 플랫롤로 압연한 경우에 의한 판두께 프로파일을 나타내고 있다.

여기에서, 에지드롭 제어점으로서, x1과 x2의 2점을 설정한다. 플랫롤로 압연한 경우에 의한 판두께 프로파일을, 목표 판두께 프로파일(부호 1002)까지 개선하기 위해 필요로 하는 에지드롭 수정량은, 제어점 x1에서 △Ex1, 제어점 x2에서 △Ex2이다. 다음에, 위치 x1 및 x2에서, 각각 유효 롤 갭과 에지드롭 수정량의 관계에서, 상기 필요에지드롭 수정량을 얻기 위한 유효 롤 갭 △Sx1 및 △Sx2를 구한다.

다음에, 이 유효 롤 갭을 얻기 위한 시프트량(EL) 및 크로스각(θ)을 구한다.

WR 시프트에 의한 판단부 x mm 위치에서의 유효 롤 갭 f_x－100(EL) 이, 통상 시프트량은 100mm 이하이기 때문에, 아래와 같이 정의된다.

여기에서, EL：시프트량, tan (α)：테이퍼량.

WR 크로스에 의한 판단부 x mm 위치에서의 유효 롤 갭 g_x－100(θ)은, 아래와 같이 정의된다.

여기에서, θ：크로스각, W：판폭, DW：WR 지름.

따라서, 시프트량 및 크로스각 (θ) 는, 다음의 수학식에 의해 구할 수 있다.

여기에서

W：판폭(mm), DW：WR 지름(mm), tan (θ)：테이퍼경사(ex. 1/300), 시프트량(EL)은 100mm이하.

실제 제어에 있어서는, 플랫롤로 압연한 경우에 의한 판두께 프로파일은, 판두께, 압연하중, 모판의 에지드롭량등의 압연조건 및 소재조건에 의거하여, 미리 모델식화나 테이블화 해 두어 산출한다. 또, 유효 롤 갭과 에지드롭 수정량의 관계도, 미리 모델식화나 테이블화해 두어 유지하고 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는, 일단부에 테이퍼를 부착한 워크롤을 축방향으로 시프트하는 기구와, 상기 워크롤을 크로스시키는 기구를 구비한 압연기를 사용하여 판재의 에지드롭을 제어함에 있어서, 판단으로부터 일정거리 떨어진 위치에 기준위치(유효 롤 갭 기준위치)를 설치하고, 상기 기준위치를 기준으로 한 상하 WR 간 롤 갭(유효 롤 갭)과에지드롭 수정량의 관계에 의거하여, 원하는 에지드롭 개선을 얻기 위해 필요한 롤 갭량을 산출하여, 상기 롤 갭량을 부여하는 시프트량 및 크로스각을 구하도록 했기 때문에, 여러 가지 모판 판두께 프로파일에 대하여, 판재의 폭방향의 양단부에 발생하는 급격한 판두께 감소인에지드롭을 확실하게 저감할 수 있고, 폭방향 전체에 걸쳐 균일한 판두께로 압연할 수 있게 되었다.

또한, 상기의 판재의 압연방향에 있어서,에지드롭 제어점을 설정하는데 있어서는, 시프트와 크로스를 병용함으로써 (판폭방향으로) 넓은 범위에서 판두께 프로파일의 제어가 가능하다. 판재의 판폭방향의 판두께 분포를 제어하는 위치로서, 판폭중앙으로부터 소정 거리 떨어진 제1제어점 및 제1제어점에서 판단측으로 소정거리 떨어진 제2제어점을 설정하고, 상기 판폭중앙 판두께와 제1제어점의 판두께 편차에 의거하여 크로스각을 제어하여, 제1제어점과 제2제어점의 판두께 편차에 의거하여 롤의 시트트량을 제어할 수 있다.

이에 대하여 이하에 설명한다.

먼저, 이하에, 일반적인 워크롤 시프트에 대하여, 또 일반적인 워크롤 크로스에 대하여,에지드롭 및 크라운의 관계에 대하여 설명한다.

워크롤 시프트에서는, 제11도에 나타낸 바와 같이, 워크롤(8)에 부여된 데어터에 의해, 롤 단부에서 판(s)과의 사이에 갭을 발생시킨다.실제로 이와 같은 워크롤(8)로 압연하면, 판두께 푸로필은 실선(C)처럼 되고, 테이퍼가 없는 플랫롤에 의한 압연으로 발생하는 판두께 프로파일(실선(B)로 나타냄)에 대하여, 판단부에서 국소적인 판두께 변화가 발생한다.

또한, 워크롤 크로스에서는, 제12도에 나타낸 바와 같이, 롤크라운만이 부여된 전체로서는 평탄한 워크롤(9)를 크로스함으로써, 상하의 워크롤간에, 중앙으로부터 롤단부를 향하여 포물선상으로 퍼지는 갭이 판(s)과의 사이에 발생한다.

크로스각이 큰 경우에 이와 같이 크로스한 상태에서 압연하면, 판두께 프로파일은 실선(D)로 나타낸 것처럼 되고, 실선(B)으로 나타낸 플랫롤의 압연에 의한 판두께 프로파일에 대하여, 판폭의 비교적 내측(판폭 중앙측)부터 단부에 걸쳐 넓은 범위에서 전반적인 판두께 변화가 발생한다.

이와 같이, 워크롤 크로스에 의한 판두께 프로파일 수정효과와, 워크롤 시프트에 의한 판두께 프로파일 수정효과를 비교하면, 명확하게 그 양, 형태가 다르다. 또, 냉간압연후의 강판의 에지드롭은, 전공정의 열간압연으로 발생한 모판에지드롭과 냉간압연으로 발생한 냉연에지드롭의 양방에 기인하여 결정된다.

따라서, 모판의 판 프로파일에 의해 냉간압연후의 판에지드롭의 양, 형태 모두 크게 다르게된다.

일반적으로, 냉간압연된 모판에 대하여 플랫롤로 냉간압연을 실시한 후의 판재의 판두께 분포의 예는 제13도에 나타낸 바와 같다.

판폭중앙으로부터 위치(A) 부근까지의 범위에서는, 완만하게 판두께가 감소되고 있는데, 위치(A)부터 판단측에서는 급격하게 판두께가 감소하고 있다.

이상, 일반적인 사항을 설명했는데, 이와 같이, 열연에지그롭과 냉연에지드롭이라 2개의 요인에 의한 에지드롭을 갖는 판의 판폭방향의 판두께 편차를 없애고, 판두께 분포를 양호하게 하기 위해서는, 압연기로 롤단부에 테이퍼가 형성된 워크롤과 워크롤 시프트 기구 및 워크롤 크로스 기구를 구비한 압연기의 사용이 효과적임이 본 발명에 의해 명확해진다.

본 발명에서는, 제14도에 나타내는 바와 같이, 롤크로스에 의해 판두께 편차의 개선(수정 또는 제어)의 효과를 도모하는 위치로서, 판폭중앙으로부터 소정량 떨어진 위치에 제1제어점을 설정한다.

또한, 롤시프트에 의해 판두께 편차(에지드롭)의 개선의 효과를 도모하는 위치로, 상기 제1제어점에서 소정량 떨어진 단부측의 위치에 제2제어점을 설정한다.

제1제어점은, 롤크로스에 의해 판두께 프로파일을 수정할 수 있는 위치로 하고, 일반적으로 바디크라운이라 불리는 판폭중앙과, 예컨대 판단 100mm 위치의 판두께 편차의 수정을 도모한다.

또한, 제2제어점은 제1제어점보다 판단측에 위치하고, 롤시프크에 의해 판두께 프로파일을 수정할 수 있는 위치로 하여, 통상에지드롭이라 불리는, 예컨대 판단 100mm 위치와 판단 10mm에서 30mm 정도의 위치의 판두께 편차의 수정을 도모한다.

이와 같이 시프트와 크로스를 병용함으로써 (판폭방향으로) 넓은 범위에서 판두께 프로파일의 제어가 가능하다.

또, 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 에지드롭 수정량을 산출하기 위해서는, 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 실시하는 압연기(시프트·크로스 제어스탠드) 보다 먼저 측정한 판재의 판두께 분포에 의거하여 산출하는 방법,

시프트·크로스제어 스탠드보다 나중에 측정한 판재의 판두께 분포에 의거하야 산출하는 방법,

또는, 시프트·크로스제어 스탠드보다 앞에서 측정한 판재의 판두께 분포 및 시프트·크로스 제어스탠드보다 나중에 측정하고 싶은 판재의 판두께 분포에 의거하여 산출하는 방법이 있다.

코일선단부에서 정밀도를 양호하게 에지드롭을 제어하고, 또한, 코일내의 모판 판두께 프로파일의 변동에 대하여, 에지드롭을 효과적으로 제어하고 싶은 경우에는, 모판 판두께 프로파일 정보가 유효하다. 따라서, 시프트·크로스제어 스탠드 앞에서 피압연재의 판두게 분포를 측정하여, 그것에 의거하여 시프트량 및 크로스각을 산출하는 것이 바람직하다.

또, 후단 스탠드에서의 에지드롭 변동에도 대처하여, 최종제품으로서의 에지드롭량을 정밀도를 양호하게 제어하고 싶은 경우에는, 시프트·크로스제어 스탠드보다 나중에 피압연재의 판두께 분포를 측정하고, 이에 의거하여 시프트량 및 크로스각을 산출하는 것이 바람직하다.

또한, 그 양방으로 측정하여, 시프트·크로스제어 스탠드보다 먼저 측정한 피압연재의 판두께 분포 및 시프트·크로스제어 스탠드보다 나중에 측정한 피압연재의 판두께 분포에 의거하여 산출함으로써, 코일 선단부에서도 정밀도가 양호하게 에지드롭을 제어하고, 또한, 코일내의 모판 판두께 프로파일의 변동에 대하여, 그것을 효과적으로 제어할 수 있으며, 또한, 후단 스탠드에서의 에지드롭 변동에도 대처하여, 최종제품으로서의에지드롭량을 정밀도를 양호하게 제어할 수 있다.

또한, 복수 스탠드의 압연기를 배설한 탠덤 압연기에서, 판재를 압연하기 위해서는 적어도 1개의 스탠드를 시프트·크로스제어 스탠드로 한다.

그러나, 발명자들의 식견에 의하면, 냉간압연에서는, 피압연재의 입측 판두께가 두꺼울수록, 더욱 판두께의 에지드롭이 형성되는 것을 알 수 있었다.

따라서, 냉간 탠덤 압연기에서는 입측판두께가 가장 두꺼운 제1스탠드로, 에지드롭 개선을 실시하는 것이 효과적인 것을 알 수 있었다.

그리고 탠덤 압연기에서는 제1스탠드를 시프트·크로스제어 스탠드로 하는 것이 효과적이고 바람직하다.

제1스탠드에 워크롤의 시프트위치 변경과 크로스각 변경을 병용하는 수단으로 에지드롭을 제어함으로써, 테이퍼량의 크기를 가변하는 것과 동등한 효과가 얻어지고, 에지드롭 개선을 도모함으로써, 피압연재의 두께 프로파일이 어떠한 경우라도 에지드롭을 개선하여, 폭방향으로 균일한 판두께 프로파일을 얻는 것이 특히 효과적으로 가능해진다.

[실시예 1]

이하에, 롤의 일단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 폭방향으로 시프트시키고, 상하의 워크롤을 크로스시켜, 판재를 압연하는 방법으로, 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량을 구하기 위한 시프트량, 크로스각도, 및 이들의 조작량에 대응하는 에지드롭 수정량의 3개의 관계를, 판재의 판단부로부터 일정거리 떨어진 위치에 유효 롤 갭 기준위치를 설정하고, 상기 기준위치를 기준으로 한 상하 워크롤간 롤 갭과에지드롭 수정량의 관계로 했을 때, 최적으로 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있고, 양호하게 에지드롭 개선이 가능한 것을 나타낸다.

압연후에 산세한 판폭 900mm의 양철판용 강판을 제1도의 설비로 시프트·크로스 압연하였다. 에지드롭 제어점은, 판단부 10mm 위치 및 30mm 위치이며, 상기 제어점에서의 목표에지드롭량은 각각 0μm이다.

제15도에는, 압연에 앞서 미리 구해 놓은 판단부 10mm 위치 및 30mm 위치에서의 유효 롤 갭과 에지드롭 수정량의 관계를, 각각 부호(1501), (1502)로 나타낸다. 여기에서, 유효 롤 갭 기준위치는 판단부 100mm 위치로 하고 있다.

본 실시예에서는 이들의 관계는 아래와 같이 모델화된다.

ΔE10=0.004×ΔS10²(8)

ΔE30=0.003×ΔS30²(9)

여기에서, △E 10：판단부 10mm 위치에서의 에지드롭 수정량, △S 10：판단부 10mm 위치에서의 유효 롤 갭, △E 30：판단부 30mm 위치에서의 에지드롭 수정량, △S 30：판단부 30mm 위치에서의 유효 롤 갭, 상기 강판을 압연한 경우의 효과를 제16도를 사용하여 설명한다.

이 제16도에서, 부호(1601)는 테이퍼가 없는 플랫 WR로 상기 강판을 압연했을 때의 판단부에서의 판두께 프로파일을 나타내고 있다.

부호(1602)는 테이퍼 1/300의 편테이퍼 WR를 사용하여 시프트량 40mm로 압연한 때의 판단부에서의 판두께 프로파일을 나타내고 있다.

이 경우, 판단부 30mm 위치에서는 목표에지드롭까지 수정할 수 있었다.

그러나, 판단부 10mm 위치에서는 10μm 이상이나 너무 두꺼워져, 폭방향 전체에 걸쳐 균일한 판두께로 압연할 수 없었다.

다음에, 본 발명에 의한 압연기 및 압연방법을, 상기와 동등한 강판에 적용한 경우를 나타낸다.

판단부로부터, 10mm 위치에서, 플랫 WR 로 압연한 경우의 에지드롭량을 E10으로 하면, 제16도의 부호(1601)로부터, E 10＝ －27μm이다. 따라서, 목표에지드롭까지 수정하는데 필요한 에지드롭 수정량 △E10은, △ E10＝ 0－ (－27) ＝ 27μm이다.

이 에지드롭 수정량 △E10을 얻기 위해 필요한 유효 롤 갭 △S10은, 상기 수학식 8에 나타낸 판단부 10mm에서의 유효 롤 갭과 에지드롭 수정량의 관계식으로부터, △S10＝√(△E 10/0.004)≒82μm가 된다. 판단부 30mm 위치에서도 동일한 절차로, 유효 롤 갭을 구하면, △S30≒ 37μm가 된다.

이상의 값을, 상기 수학식 4, 수학식 5에 대입하면, EL＝20mm θ＝0.8˚가 되고, 시프트량(EL) 및 크로스각(θ)이 산출되었다.

이 시프트량 및 크로스각에 설정하여, 압연을 실시함으로써, 제16도에 부호(1603)로 나타낸 바와 같이,에지드롭을 목표범위 이내까지 수정할 수 있었다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 종래에서는 불가능이었던 고정밀도의 에지드롭 개선이 가능해지고, 그 결과, 폭방향 전체에 걸쳐 균일한 판두께 프로파일을 얻을 수 있게 되었다.

[실시예 2]

이하에, 롤의 일단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 폭방향으로 시프트시키고, 상하의 워크롤을 크로스시켜, 판재를 압연하는 방법으로, 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량을 구하기 위한 시프트량, 크로스각도, 및 이들의 조작량에 대응하는 에지드롭 스정량의 3개의 관계를, 미리 크로스각도와 롤 갭 변화량에 대하는 에지드롭 수정량의 관계를 구하고, 시프트량, 롤 갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량, 및 이들의 조작량에 대응하는 에지드롭 수정량의 관계, 그리고, 크로스각도와 롤 갭 변화량에 대하는 에지드롭 수정량의 관계에 의거하여, 시프트량과 크로스각을 산출했을 때, 바람직하게 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있고, 양호하게 에지드롭 수정이 가능한 것을 나타낸다.

제1도는, 본 발명에 관한 실시예 2의 압연기를 포함하는 압연설비의 개략구성을 나타내는, 블록도를 포함하는 측면도이다.

본 실시예에서 사용되는 압연설비는, 제1스탠드에서 롤 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 시프트하는 시프트기구, 및 이 상하 워크롤을 크로스하는 크로스기구를 구비한 압연기(시프트·크로스 압연기)가 설치된, 전체가 6스탠드로 이루어지는 냉간 탠덤 압연기이다.

상기 탠덤식 압연기에서는, 제1스탠드의 상기 워크롤(10)을 소정위로 시프트하는 시프트 조작장치(12), 상하 워크롤을 소정 각도로 크로스하는 크로스 조작장치(14)와, 이들 조작장치(12, 14)에 제어신호를 출력하는 제1스탠드 제어장치(20)를 구비하고 있다.

이 제어장치(20)는, 전공정의 열간압연기(도시하지않음)의 출측에 설치되어 있는 모판 판두께 프로파일 검출장치(16)로 측정된 압연전의 모판 판두께 프로파일의 정보와, 판두께 프로파일 목표치 설정장치(18)로 설정된 냉간압연후의 목표치가 입력되면, 제1스탠드의 조작량인 시프트량 및 크로스각도를 산출하고, 이들 시프트량과 크로스각도를 각각 상기 조작장치(12, 14)에 출력하여, 상기 워크롤(10)을 소정의 시프트량과 크로스각도로 제어하도록 되어 있다.

그리고, 이 제어장치(20)에서는, 미리 결정한 크로스각도와 전사율의 관계에 관한 데이터를 유지하고, 시프트량, 전사율, 및 상기 조작량에 대응하는 에지드롭 수정량의 관계, 그리고 상기 크로스각도와 전사율의 관계에 의거하여, 상기 피압연재의 에지드롭을 수정하는 시프트량과 크로스각을 구하도록 되어 있다.

본 실시예에서는, 제1스탠드는 시프트기구 및 크로스기구를 구비한, 워크롤 및 백업롤로 이루어지는 4단 압연기이다. 이를 제17도와 제18도에 모식적으로 확대하여 나타냈다.

제17도에서, 상 워크롤(10A), 하 워크롤(10B)에는, 도시는 생략하지만, 서로 반대측의 롤 편측단부에 테이퍼가 부여되어 있고, 이들 상하 워크롤(10A, 10B)은 각각 상하방향에서 상백업롤(20A), 하백업롤(20B)에 의해 지지되어, 상 워크롤(10A) 과 하 워크롤(10B)이 서로 크로스되도록 되어 있다.

또, 이 제1스탠드의 압연기에서는, 제18에 1개의 워크롤(10)에 대하여 개략을 나타낸 시프트장치(22) 및 크로스장치(24) 를 구비하고 있다. 이들이 상기 제1도에 나타낸 시프트 조작장치(12) 및 크로스 조작장치(14)에 의해 조작되어 워크롤(10；10A, 10B)을 시크트하거나 크로스하도록 되어 있다.

이 시프트장치(22)의 구동계는 유압모터, 전동모터등 어느 것으로 구성되어 있어도 된다.

또, 크로스장치(24)는 WR 쵸크의 입출측에서, 밀어거나 끌어들여 상기 쵸크를 이동시킴으로써 상하의 워크롤(10；10A, 10B)을 크로스시키도록 되어 있는데, 이때, 워크롤 단독으로 크로스시키는 것도, 백업롤과 페어로 크로스시키는 것도 가능하도록 되어 있다.

본 실시예에서는, 피압연재는 압연후에 산세한 판폭 900mm의 양철판용 강판을, 테이퍼량 1/300, 롤 지름 570mm의 편테이퍼 워크롤을 사용하여 압연하였다.

다음에, 상기 압연설비를 사용하여 상기 강판을 압연한 경우의 효과를 제19도를 사용하여 설명한다.

이 제19도에서 부호(1901)는 테이퍼가 없는 플랫롤로 상기 강판을 압연했을 때의 판단부에서의 판두께 프로파일을 나타내고 있다.

이 강판을, 종래의 편테이퍼 WR 시프트 압연(테이퍼량 1/300)에 의해 판단으로부터 10mm 위치에서의 목표에지드롭량을 0∼5μm로서(판단으로부터 10mm 위치의 제어점에서) 에지드롭의 수정을 도모하기 위해서는, 시프트량은 45mm이었다.이 시프트량 45mm를 구하는 방법은 편의상 후술한다.

그리고, 실제로 시프트량 45mm에서의 편테이퍼 WR 시프트 압연을 실시한 경우의 판두께 프로파일을 부호(1902)로 나타낸다.

이 경우는, 상기 제어점에서는 원하는 에지드롭의 수정이 꾀하여져 있지만, 제어점에서 내측의 20∼30mm 위치 근방에서는 너무 두꺼운 부분이 발생하여 균일한 판두께 프로파일은 얻을 수 없었다.

또, 종래의 WR 크로스만의 경우는, 안정된 통판이 가능한 최대각도인 1.0˚까지 크로스각을 크게 하여도, 그 판두께 포로필을 부호(1903)으로 나타낸 바와 같이, 충분한에지드롭의 수정은 얻을 수 없었다.

다음에, 본 실시예에 의해, 동일한 강판에 대하여, 판단으로부터 10mm 및 25mm의 각 위치에서의 목표에지드롭량을 0∼5μm로 압연한 경우에 대하여 설명한다.

결과는 동일 도면에서 부호 (1904) 로 나타낸다.

본 실시예에서는, 상기 압연기에 의해 판재를 압연할 때에 설정하는 편테이퍼 WR의 시프트량과 크로스각도를 다음과 같이 결정한다.

즉, 크로스각도와 전사율의 관계를, 예를들면 상기 제9도에 나타낸 바와 같이 미리 결정하여 두는 동시에, 시프트량, 전사율, 및 상기 조작량에 대응하는 에지드롭 수정량의 관계 그리고 상기 크로스각도와 전사율의 관계에 의거하여, 피압연재의 에지드롭을 수정하기 위해 바람직한 시프트량과 크로스각도를 구한다.

그리고, 이와 같이 구해진 상기 시프트량에 상기 워크롤을 시프트하여, 상기 크로스각도에 상하 워크롤을 크로스하는 제어를 실시한다.

판단으로부터 Ymm 위치에서, 압연후의 판재를 목표에지드롭량으로 하는데 필요한 에지드롭 수정량은, 목표에지드롭량에서 통상 롤로 압연한 경우의 에지드롭량을 뺀 편차로 부여된다.

필요한 에지드롭 수정량은, 롤 갭 변화량×전사율＝에지드롭 수정량이란 관계가 있으므로, 에지드롭 수정에 필요한 롤 갭 변화량은 필요한 롤 갭 변화량＝필요한 에지드롭 수정량/전사율로 나타낸다.

그래서, 상기 수학식 1의에지드롭 수정량의 항에 상기 필요한에지드롭 수정량을 대입한다. 판단으로부터 10mm 위치의 에지드롭 수정량을(ED10), 판단으로부터 25mm 위치의 에지드롭 수정량을(ED25)로 한다.

롤 갭 변화량(G), 전사율(R) 및에지드롭 수정량(ED)의 관계는, 롤 갭 변화량(G)이, 워크롤의 테이퍼량이 결정되어 있으므로 시프트량(X) 만으로 결정되고, 전사율(R)이 시프트량(X)에 의존하지않고 크로스각도(θ)로 결정되는 것으로 보아, 다음의 수학식 10, 11의 관계로 나타낸다.

ED10 =G10 (X) ·R10 (θ) (10)

ED25 =G25 (X) ·R25 (θ) (11)

상기를 만족시키는 크로스각도(θ) 및 시프트량(X)을 상기 제19도에 의거하여 아래와 같은 절차로 결정한다.

에지드롭을 수정하기 위해 바람직한 상기 시프트량과 크로스각도의 결정방법을 상기 제4도를 참조하여 구체적으로 설명한다.

상기 제4도에는, 워크롤과 판재(S)의 관계를 모식적으로 나타낸 바와 같이, 시프트 위치(EL；mm)로 한 경우의, 판단으로부터 Ymm의 위치에서의 롤 갭 변화량(Gy；μm)은, 판단으로부터 10mm에서는,

G10 = (1/300) × (EL- 10) × 1000 (12)

10≤ EL

판단으로부터 25mm 위치에서는,

G25 = (1/300) × (EL- 25) × 1000 (13)

25≤ EL이다.

또한, 상기 수학식 12, 13에서 ×1000은, 단위를 μm로 하기 위한 계수이다.

또한, 플랫롤 압연인 경우의 판단으로부터 10mm 위치의 에지드롭 수정량은 상기 제19에서 33μm이고, 판단으로부터 25mm 위치의 에지드롭 수정량은 동일하게 10μm인 것으로 보아, 상기 롤 갭(G10, G25) 일 때, 판단으로부터 Ymm 위치에서의에지드롭을 수정하기 위해 필요하게 되는 전사율(Ry)은, 수학식 1의 정의로부터, 판단으로부터 10mm 위치에서는,

R10 = 33/G10 (14)

판단으로부터 25mm 위치에서는,

R25 = 33/G25 (15)

가 된다.

상기 수학식 12에서 수학식 15의 관계로부터, 판단으로부터의 거리 10mm와 25mm 위치에서의 전사율은, 시프트량(EL)이 33mm에서, 전사율이 판단으로부터 10mm 위치에서 42%, 판단으로부터 25mm 위치에서 35%이다.

시프트량이 33mm 보다 작으면, 전사율이 상기값보다 크고, 반대로 33mm 보다 커지면 전사율이 상기 값보다보 작아진다.

한편, 미리 결정해 둔 상기 제9도에 나타낸 크로스각도에 대하는 판단으로부터의 거리와 전사율의 관계로부터, 크로스각도를 순차 미소량씩 증대하여 구하면, 판단으로부터의 거의 10mm 와 25mm 위치의 전사율은 다음의 표 1에 나타내는 관계로 되어 있다.

즉, 크로스각도가 0.3˚에서, 전사율이 판단으로부터 10mm 위치에서 42%, 판단으로부터 25mm 위치에서 35%이고, 상기 시프트량 (EL)을 33mm 로 한 경우의 전사율에 일치하고 있다.

따라서, 시프트량은 33mm, 크로스각도는 0.3˚로 결정된다.

그리고, 여기에서 앞에서 언급한, 상기 종래의 편테이퍼 WR 시프트압연만인 경우의 시프트량을 구한다.

판단으로부터 10mm 위치의에지드롭량은, 동일하게 상기 제19도에서 33μm이고, 전사율(Ry)은 상기 제9도에 나타낸 크로스각＝0˚인 경우의 값에서 28%이기 때문에, 에지드롭을 수정하기 위한 시프트위치 (EL；mm) 는, 다음의 수학식 16에서 구하면, 상기 45mm가 얻어 진다.

0.28 = 33/G10 (16)

G 10＝ (1/300) × (EL －10) × 1000

10≤ EL

이상 상기한 바와 같이, 본 실시예의 편테이퍼 WR 시프트·크로스 병용압연에 있어서는, 제어점에서 원하는 에지드롭의 수정을 도모하고, 또한 다른 폭방향 위치에서도 균일한 판두께 프로파일을 얻기 위해서는, 시프트량(EL)을 33mm로, 제어점(판단으로부터 10mm 위치)에서 42% 정도의 전사율, 판단으로부터 25mm 위치에서 35% 정도의 전사율이 필요한 것이 판명되었다.

그래서, 본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 상기 전사율에 가장 가까운 전사율로서, 상기 제9도에서 크로스각 0.3˚일 때의 전사율을 선택하기로 하였다.

이 크로스각 0.3˚에서 시프트량을 33mm로 하는 편테이퍼 WR 시프트·크로스 병용압연을 실시함으로써, 제19도에 부호(1904)로 나타낸 바와 같이, 제어점보다 내측에서도 너부 두꺼운 부분이 발생되는 일 없이, 에지드롭을 수정하여 균일한 판두께 프로파일을 얻을 수 있었다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 종래의 편테이퍼 WR 시프트압연이나 단순한 크로스압연으로는 불가능하였던 에지드롭의 수정을 도모할 수 있게 되고, 그 결과, 폭방향 전체에 걸쳐 균일한 판두께 프포필을 얻을 수 있게 되었다.

[실시예 3]

이하에, 롤의 일단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 축방향으로 시프트시키고, 상하의 워크롤을 크로스시켜, 판재를 압연하는 방법으로, 재의 판폭방향의 판두께 분포를 제어하는 위치로서, 판폭중앙으로부터 소정거리 떨어진 제1제어점 및 제1제어점에서 판단측에 소정거리 떨어진 제2제어점을 설정하고, 상기 판폭중앙 판두께와 제1제어점의 판두께 편차에 의거하여 크로스각을 제어하며, 제1제어점과 제2제어점의 판두께 편차에 의거하여 롤의 시프트량을 제어했을 때, 바람직하게 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있고, 양호하게에지드롭 수정이 가능한 것을 나타낸다.

이하, 도면을 참조하여, 제1스탠드에, 롤 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤과, 상기 워크롤을 시프트하는 롤시프트기구 및 크로스하는 롤 크로스기구를 구비한 6스탠드 냉간 탠덤식 압연기에 적용하는 경우를 예를 들어, 본 발명에 의한 폭방향 판두께 제어방법의 실시예를 상세하게 설명한다.

편의상, 실시예를 3∼1, 3∼2 및 3∼3으로 나누어 순차 설명한다.

[실시예 3∼1]

제20도는, 본 발명이 적용되는, 6스탠드 냉간 탠덤식 압연기(30)의 모식도를 나타낸다.

이 탠덤 압연기(30)의 제1스탠드(31)에는, 롤의 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤(10)과, 상기 워크롤(10)을 크로스하기 위한 롤크로스 제어장치(40)와, 상기 워크롤(10)을 시프트하기 위한 롤시프트 제어장치 (42)가 구비되어 있다.

이 워크롤(10)은, 상기 롤크로스 제어장치(40)로 부터의 지령을 받아 워크롤크로스를, 상기 롤시프트 제어장치 (42)로 부터의 지령을 받아 워크롤시프트를 실시할 수 있다.

본 발명의 실시예 3∼1에서는, 제20에 나타내는 바와 같이, 압연후의 판의 폭방향 판두께 분포를 측정하기 위한 출측(판두께) 프로파일계(50)가, 최종 제6스탠드(36)의 출측에 설치되어 있고, 예컨대 1초 주기로 측정을 실시한다.

또, 상기 출측 프로파일계(50)의 출측에서 구헤지는 폭방향 판두께 편차의 제1제어점을 판단으로부터 100mm의 위치에, 제2제어점을 판단으로부터 10mm 위치에 설정하고, 제1제어점 및 제2제어점의 판두께 편차 측정치를 다음과 같이 정의한다.

C 100(h6)：출측 프로파일계(50)에 의한 판폭중앙과 판단으로부터 100mm위치(제1제어점)의 판두께 편차치.

E 10(h6)：출측 프로파일계 (50)에 의한 판단으로부터 100mm 위치와 10mm 위치 (제2제어점)의 판두께 편차 측정치.

또, 제1제어점 및 제2제어점의 판두께 편차 목표치를 다음과 같이 정의한다.

C 100(t6)：판폭중앙과 판단으로부터 100mm 위치(제1제어점)의 판두께 편차 목표치.

E10(t6)：판단으로부터 100mm 위치와 10mm 위치(제2제어점)의 판두께 편차 목표치.

상기 롤크로스 제어장치(40)는, 상기 출측 프로파일계(50)에 의해 측정된 제1제어점의 판두께 편차 측정치(C100；h6)에 대하여, 다음 수학식으로, 상기 제1제어점의 판두께 편차 목표치(C100；h6)의 편차 △C100(h6)을 구한다.

C100 (h6) =C100 (h6) -C100 (t6) (17)

이어서, 구해진 편차 △C 100(h6)에 따라, 제1스탠드(31)의 워크롤(10)의 롤크로스 수정량을 산출한다.

구체적으로는, 예컨대, 미리 편차 △C 100(h6)과, 상기 편차에 대하는 제1스탠드의 크로스각의 필요수정량(C1)의 관계를, 영향계수(a)로 구해 놓고, 다음의 모델식으로 산출할 수 있다.

C1 = α·ΔC100 (h6) (18)

또한, 상기 롤시프트 제어장치(42)는, 상기 출측 프로파일계(5)에 의해 측정된 제2제어점의 판두께 편차 측정치 E 10(h6)에 대하여, 다음 수학식으로, 제1제어점의 판두께 편차 목표치 E 10(t6)의 편차 △E 10(h6)을 구한다.

E10 (h6) =E10 (h6) -E10 (t6) (19)

이어서, 구해진 편차 △E 10(h6)에 따라, 제1스탠드(31)의 워크롤(10)의 롤시프트 수정량(S1)을 산출한다. 구체적으로는, 예컨대, 미리 편차 △E 10(h6)과, 롤시프트의 필요수정량(S1)의 관계를, 영향계수(b)로 구해 놓고, 다음의 모델식으로 산출할 수 있다.

S1 = b·ΔE10 (h6) (20)

또한, 롤크로스각이나 롤시프트량의 수정량을 산출하는 방법은, 상기 모델식에 의한 것에 한정되지 않고, 예컨대, 측정치 (실적)를 기초로 작성한 테이블을 사용하여, 필요수정량을 선택하는 방법등도 사용할 수 있다.

[실시예 3－2]

다음에, 입측(판두께) 프로파일계(52)를, 제1스탠드(31)의 입측에 설치하고, 압연전의 모판의 폭방향 판두께 분포에 의거하여, 롤크로스 및 롤시프트를 제어하도록 한, 본 발명의 다른 실시예를 제21도에 나타낸다.

이 실시예에서는, 입측 프로파일계(52)에 의해 검출되는 판폭중앙과 판단으로부터100mm 위치(제1제어점)의 판두께 편차 측정치를 C 100(h0) 으로 하고, 동일하게 입측 프로파일계(52)에 의해 검출되는 판단으로부터 100mm 위치와 10mm 위치(제2제어점)의 판두께 편차를 E 10(h0)으로 정의하고, 이들에 대하는 목표치를, 각각 C 100(t0), E 10(t0)으로 정의하고 있다.

이 실시예에서는, 모판에 대하는 판두께 편차의 목표치 C 100(t0), E 10(t0)를, 최종 제6스탠드(36) 출측에서 원하는 판두께 분포를 얻기 위해 필요해지는 판두께 편차로 하고 있고, 실기(實機)의 압연실적에 의거하여, 강의 종류나 판두께 스케쥴등에 따라 미리 결정해 둔다.

롤크로스각 수정량(C1)이나 롤시프트 수정량(S1)의 계산방법은, 상기의 실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

또한, 압연전의 모판의 폭방향 판두께는, 예컨대 냉간압연의 경우, 냉간압연기의 입측, 열간압연기의 출측, 또는 열간압연기와 냉간압연기의 사이에 판두께 프로파일계를 설치하여 측정하거나, 온라인으로 측정할 수 있다.

[실시예 3－3]

다음에, 실시예 3∼1과 동일한 출측 프로파일계(50)와, 실시예 3∼2와 동일한 입측 프로파일계(52)를 병용한, 본 발명의 실시예 3∼3을 제22도에 나타낸다.

이 실시예 3∼3에서는, 상기 출측 프로파일계(50)의 출력에 의한 롤크로스 제어장치(40) 및 롤시프트 제어장치(42)의 제어와, 상기 입측 프로파일계(52)의 출력에 의한 롤크로스 제어장치(40) 및 롤시프트 제어장치(42)의 제어를 절환하기 위한 절환장치(60) 가 설치되어 있다.

이 절환장치(60) 는, 선행강판과 후행강판을 접속한 용접점의 트랙킹에 따라, 용접점이 존재하지 않는 정상적인 압연상태에서는, 출측 프로파일계(50)의 출력에 의해 롤크로스 및 롤시프트를 피드백 제어하고, 용접점이 입측 프로파일계(52)의 위치를 통과한 시점에서, 출측 프로파일계(50)의 출력에 의한 피드백 제어에서 입측 프로파일계(52)의 출력에 의한 피드포워드 제어로 변경하여, 영접점이 출측 프로파일계(50)의 위치에 도달한 시점에서, 다시 출측 프로파일계(50)의 출력에 의한 피드백 제어로 복귀한다.

이 실시예 3∼3에 의하면, 정상상태에서는, 출측 프로파일계(50)의 출력에 의해, 최종 제6스탠드(36) 출측의 판두께 분포를 확실하게 목표치로 할 수 있고, 또한, 용접점이 탠덤 압연기(30)를 통과하고 있는 사이는, 입측 프로파일계(52)의 축력에 의한, 적절한 피드포워드 제어를 실시할 수 있다.

[상기 실시예 3의 구체적인 실시결과의 예]

열간압연후에 산세한 판폭 900mm의 양철판용 강판을 압연시에, 워크롤시프트만을 사용한 종래예와, 본 발명의 실시예 3∼1에 대하여, 각각 20코일분 압연을 실시하여, 강판 길이방향에 관하여 판단 100mm 위치 및 판단 10mm 의치의 판두께 분포가, 소정의 관리범위보다도 어긋난 비율(폭방향 판두께 불량률)의 평균을 비교한 결과를 제23도에 나타낸다.

또한, 테이퍼의 크기는, 바렐방향 길이 300mm 당 1mm 반경이 가늘어지는 형상(테이퍼：1/300)으로 하였다.

실시예 3∼1에 의해, 종래법방보다도 훨씬 판폭방향의 판두께 분포의 개선이 가능한 것을 확인하였다.

또, 실시예 3∼2에 의한 경우도, 이와 대략 동일한 결과가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다.

[실시예 4.]

이하에, 에지드롭을 수정하기 위해 필요한에지드롭 수정량을 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 실시하는 압연기보다 나중에 측정한 피압연재의 판두께 분포에 의거하여 산출했을 때, 바람직하게 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있고, 양호하게에지드롭 수정이 가능한 것을 나타낸다.

제24도는, 본 실시예의에지드롭의 제어방법에 적용되는, 모두 6스탠드로 이루어지는 냉간 탠덤 압연기의 개략적인 구성을 나타내는, 블록도를 포함하는 측면도이다.

이 탠덤 압연기는, 제1스탠드만이 편테이퍼 워크롤을 구비한 4단의 시프트·크로스 압연기로 구성되고, 상기 제1스탠드의 워크롤(10)이, 시프트 조작장치(12)에 의해 시프트되고, 크로스 조작장치(14)에 의해 크로스되도록 되어 있다.

최종의 제6스탠드 출측(압연기출측)에 설치된 판두께 프로파일계(50)에 의해, 판재상의 소정의 제어점에서의 에지드롭량이 측정된다.

그 실측에지드롭량이 피드백 제어장치(32)에 입력되도록 되어 있다.

상기 제어장치(32)에서는 입력된 상기 실시예와, 설정장치(32)에 의해 별도 입력되는 목표에지드롭량의 편차(에지드롭 수정량)를 산출한다.

그리고, 상기 편차를 해소하는데 필요한 시프트량과 크로스각도를 연산하여, 이들 조작량을 상기 시프트 조작장치(12), 크로스 조작장치(14)에 각각 출력하여 제1스탠드의 압연기를 제어한다.

이와 같이 하여 상기 제어장치(32)에서는, 최종 스탠드 출측에서 실측되는에지드롭량을 목표치에 일치시키는 피드백 제어가 실시되도록 되어 있다.

즉, 상기 제어장치(32)에서는, 미리 결정한 크로스각도와 영향계수의 관계에 관한 데이터를 유지한다.

이와 동시에, 이하에 상술하는 원리에 따라, 시프트량, 영향계수, 및 상기 조작량에 대응하는에지드롭 수정량의 관계에 의거하여, 상기 필요한에지드롭 수정량이 얻어지는 시프트량과 영향계수를 구한다.

또한, 상기 크로스각도와 영향계수의 관계에 의거하여, 구한 상기 영향계수가 얻어지는 크로스각도를 구함으로써, 상기 편차를 해소하는데 필요한 시프트량과 크로스각도를 연산하도록 되어 있다.

다음에, 본 실시예에서 실시하는 피드백 제어의 원리에 대하여 설명한다.

본 발명자들은, 편테이퍼 WR 시프트와 WR 크로스를 병용하는(편테이퍼 WR 시프트·크로스 병용) 압연에 대하여 예의검토하였다.

이 결과, 편테이퍼 WR 시프트·크로스한 압연기(제어스탠드)의 출측의에지드롭 뿐만아니라, 또한, 하류측의 통상의 압연기(스탠드)로 추가로 압연을 실시한 후의(예컨대 최종 스탠드 출측에서의)에지드롭도, 단독의 편테이퍼 WR 시프트 압연기에 비교하여, 시프트 위치의 변경에 의한 롤갭 변화량에 대하는에지드롭 변화량의 비율(이하, 영향계수라 함)이 커지는 것 및 그 영향계수의 변화는 크로스각도에 의존하고 있음을 알아내었다.

제25도는, 상기 신지식의 하나로서, 제1스탠드에 설치된 테이퍼량 1/30－의 편테이퍼 WR에 의해, 크로스각도를 0˚에서 0.5˚까지 0.1˚마다, 시프트량을 0mm에서 50mm 로, 각각 변화시켜 양철판용 강판을 압연했을 때의, 최종 스탠드(제6스탠드)의 압연기 출측에서의 에지드롭의 변화량을 나타낸 것이다.

이 도면에서, 워크롤이 동일한 테이퍼량임에도 불구하고, 크로스각도가 커지면, 에지드롭 변화량이 커지는 것을 알 수 있다.

제26도은, 상기 각 크로스각도에서의 영향계수를 나타낸 것으로, 크로스각도가 커질수록 영향계수가 커지게 된다.

이것은, 편테이퍼 WR 시프트에 크로스를 병용함으로써, 편테이퍼 WR 시프트 단독에 비하여 테이퍼부의 경사가 급준해지는 반면, 판단부에서의 압연하중이 감소함과 동시에, 장력이 증대하여 재료의 변형이 현저해지고, 테이퍼부에 의한 에지드롭의 수정효과가 현저하게 증폭되기 때문이라고 볼 수 있다.

이 현저한 증폭은 예상할 수 없었던 새로운 식견이다.

본 실시예에서는, 이상의 식견에 의거하여, 아래와 같이 에지드롭의 제어를 실시한다.

여기에서는, 에지드롭량의 제어를, 판단으로부터 amm 위치 및 bmm 위치(a ≠ b)의 2개의 제어점에서 실시한 경우로 설명한다.

또한, 이 에지드롭량은, 판단으로부터 소정거리에 있는 기준위치의 판두께와 제어점의 판두께와의 편차로, 판두께가 얇아지는 방향이 양이 되도록 정의한다.

판단으로부터 amm 위치 및 bmm 위치의 목표에지드롭량을, 각각 T(a) 및 T(b)로 한다.

또한, 크로스각도(θ1), 시프트량(EL) 1mm로 압연중의 어느 시점에서의 각 제어점에서의 실측에지드롭량 (E 1(a), E 1(b))를 다음과 같이 정의한다.

E1(a)：판두께 프로파일계에 의한 판단으로부터의 기준위치와 amm 위치의 각각의 판두께의 편차.

E1(b)：판두께 프로파일에 의한 판단으로부터의 기준위치와 bmm 위치의 각각의 판두께의 편차.

본 실시예에서는, 이 실측에지드롭량이 목표에지드롭량에 일치하도록, 편테이퍼 WR의 시프트량 및 크로스각도를 변경하는 피드백 제어를 실시한다.

이때, 피압연재의 에지드롭을 수정하는 에지드롭 수정량은, 각 제어점에서의 실측에지드롭량과 목표에지드롭량의 편차 △E이고, 각각 다음의 수학식으로 부여된다.

피드백 제어에 의해, 시프트량을 (EL1)에서 (EL2)로 변경하고, 크로스각도를 θ1에서 θ2로 변경하는 것으로 한다.

이때, 각도 θ1, θ2에서의 영향계수를 K1, K2로 하면, 각각 크로스각도로 결정되므로, 다음의 수학식의 함수로 나타낼 수 있다.

판단으로부터 amm, bmm에서의 실측에지드롭량과 목표에지드롭량과의 편차 △E(a), △E(b) 와, 판단으로부터 amm, bmm에서, 시프트량(EL)로 했을 때의 롤 갭 Ga(X), Gb(X)에서, 아래의 각 관계식이 얻어 진다. 단, L은 테이퍼량이다.

이 수학식 27, 28에, 상기 수학식 25, 26을 대입하여, K2, EL2에 대하여 풀면, 다음의 수학식 29, 30이 얻어 진다.

그리고, 미리 구한 크로스각도와 영향계수의 관계에서, 영향계수(K2)를 부여하는 크로스각도(θ2)를 선택하여 그 크로스각도에 편테이퍼 WR을 크로스하고, 시프트량이 EL2가 될 때까지 그 시프트위치를 변경시킨다.

다음에, 구체예로서, 상기 제24도에 나타낸 탠덤 압연기를 사용하여, 열간압연후에 산세한 판두께 900mm의 양철판용 강판을 압연한 경우에 대하여 설명한다.

에지드롭량의 제어점으로 판단으로부터 10mm 위치 및 30mm 위치로 하고, 각각의 위치에서의 목표에지드롭량을 0μm로 한다. 워크롤의 테이퍼량은 1/300이고, 워크롤의 크로스각도와에지드롭 변화량의 관계는, 상기 제25도에 나타낸 것과 동일하고, 크로스각도와 영향게수의 관계는, 상기 제26도에 나타낸 것과 동일하다.

제27도의 부호(2701)는, 크로스각도(θ1) ＝ 0˚, 시프트량(EL1)＝35mm로 압연중에, 상기 출측 프로파일계(50)으로 측정한 실측에지드롭량을 나타낸다.

이로부터, E1(10) ＝ 8μm, E1(30) ＝ 4μm 이고, 크로스각 0˚인 때의 영향계수(K1) ＝ 0.03이므로, 상기 수학식 29, 30에서, 변경후의 크로스각에서의 영향계수(K2) 및 변경후의 시프트량(EL2)는, K2 ＝ 0.09, EL ＝ 45mm 가 된다.

또, 상기 제26도에서 영향계수(K2) ＝ 0.09를 부여하는 크로스각은 0.4˚가 구해진다.

이 결과에 의거하여, 크로스각을 0˚에서 0.4˚로, 시프트량을 35mm 위치에서 45mm 위치로 변경하였다.

이 결과의 판두께 프로파일을, 제27도에 부호(2702)로 나타낸다.

에지드롭은 완벽하게 수정되어, 폭방향으로 균일한 판두께 프로파일을 얻었다.

비교를 위해, 워크롤 크로스는 실시하지 않고 워크롤 시프트만으로, 판단으로부터 30mm 위치의 에지드롭을 목표치 0μm로 제어한 경우의 제어결과를 부호(2703)으로 나타낸다.

이 비교예에서는, 시프트위치를 75mm로 했을 때에, 판단부 30mm 위치에서 실측에지드롭이 0μm가 되지만 (도에서는 △와 ○이 중복되어 있음), 판단으로부터 10mm 위치에서의 에지드롭량은 약 4μm로 크고, 판단으로부터 40∼60mm 부근에서, 판두께가 너무 두꺼워져 폭방향으로 균일한 판두께 프로파일을 얻을 수 없었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 종래방법보다도 훨씬 에지드롭의 수정을 도모할 수 있었다.

또한, 본 실시예에서는, 크로스각도, 시프트량의 필요수정량의 산출에, 상기 수학식 29, 30의 모델을 사용하는 방법을 적용했지만, 이와 같은 모델식을 사용하지 않는 다른 방법으로도 가능하다.

예컨대, 실적을 토대로 작성한 테이블을 사용하여 구하는 방법 등도 적용가능하다.

따라서, 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 에지드롭 수정량을 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 실시하는 압연기(제어스탠드) 보다 나중에 측정한 피압연재의 판두께 분포에 의거하여 산출하는 것이 바람직하고, 바람직하게 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있어, 양호하게 에지드롭을 수정할 수 있다.

[실시예 5]

이하에, 복수 스탠드의 압연기를 배치 설치한, 탠덤 압연기로 연속하여 판재를 압연하는 방법에서, 최하류 스탠드를 제외하는 적어도 1개의 스탠드에, 바람직하게는 제1스탠드에, 롤의 일단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 축방향으로 시프트하는 기구 및 상하의 워크롤을 크로스하는 기구를 구비하고, 탠덤 압연기출측의 폭방향 판두께 분포가 목표치가 되는, 상기 제1스탠드 출측에서의 폭방향 판두께 분포를 예측하여, 상기 예측한 판두께 분포를 상기 제1스탠드 출측에서의 목표 판두께 분포로 하고, 상기 제1스탠드에서, 워크롤을 시프트시켜, 크로스시킨 때, 바람직하게 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있어, 양호하게에지드롭 수정이 가능한 것을 나타낸다.

롤시프트기구나 롤크로스 기구등의 피압연재 폭방향 판두께 분포를 변경하는 수단을, 탠덤 압연기의 최종 스탠드보다도 상류 스탠드에 설치한 경우, 탠덤 압연기출측(최종 스탠드 출측)의 에지드롭량은, 상기 폭방향 판두께 분포를 변경하는 수단이 설치된 스탠드 출측의 판두께 프로파일 외에, 모판의 판폭방향 판두께 편차와, 피압연재의 종류, 판두께 스케쥴, 각 스탠드의 압연하중 등의 압연조건에 의해 결정된다.

여기에서,에지드롭량의 정의로, 모판에서는, 제28도에 나타낸 바와 같이, 판폭 중앙과 판단으로부터 z mm 위치의 판두께 편차를 판단 zmm에서의 에지드롭량(Hz)으로 한다.

또, 제어스탠드 출측에서는 제29도에 나타낸 바와 같이, 판폭중앙과 판단으로부터 ymm 위치의 판두께 편차를, 판단 ymm에서의 에지드롭량(EDCy)으로 한다.

또한, 탠덤 압연기(최종 스탠드) 출측에서는, 제30도에 나타낸 바와 같이, 판폭중앙과 판단으로부터 x mm 위치의 판두께 편차를, 판단 xmm에서의 에지드롭량(EDx) (목표치는 EDTx)으로 한다.

이하, 제31도에 따라, 본 실시예에 의한 에지드롭 제어의 처리수단을 구체적으로 설명한다.

먼저, 탠덤 압연기 출측에서의 목표에지드롭량(EDTx)를 설정한다(단계 100).

이어서, 피압연재의 종류, 판두께 스케쥴, 각 스탠드의 압연하중등의 압연조건에 의거하여, 상기 목표에지드롭량(EDTx)을 얻기 위해 팔요해지는 제어스탠드 출측에서의 목표 판두께 프로파일을 추정한다(단계 110).

이 추정시에는 미리 실험등으로 각 스탠드 출측의 에지드롭의 거동을 모델화한 모델식을 작성해두고, 피압연재의 종류, 판두께 스케쥴, 각 스탠드의 압연하중등의 압연조건 및 목표에지드롭량(EDTx)에서, 이 모델식에 의거하여 제어스탠드 출측에서의 목표 프로파일을 구할 수 있다.

이어서, 압연기입측의 임의의 장소에서 측정한 모판 판두께 분포와, 제어스탠드에서의 압연조건에 의거하여, 제어스탠드 출측에서의 목표 판두께 프로파일을 얻기 위해 필요한 롤시프트 또는/ 및 롤크로스의 설정량을 산출한다(단계 120).

이 롤시프트나 롤크로스의 설정량에 대해서도, 미리 롤시프트 또는/ 및 롤크로스와 제어스탠드 출측의 판두께 프로파일의 관계를 모델화한 모델식을 작성해 놓고, 피압연재의 모판 판두께 분포와 제어 스탠드에서의 압연조건하에서, 이 모델식에 의거하여, 제어스탠드 출측의 목표 판두께 프로파일을 얻기 위한 롤시프트 또는/ 및 롤크로스의 설정량을 산출할 수 있다.

이어서, 산출된 설정량에 롤시프트 또는/ 및 롤크로스를 설정하여(단계 130), 압연한다(단계 140).

상기와 같이 하여, 본 발명에서는, 에지드롭 제어스탠드보다 하류 스탠드에서 발생하는 에지드롭도 고려되게 되어, 최종 스탠드 출측에서 목표로 하는 에지드롭을 양호한 정밀도를 얻을 수 있다.

[본 실시예의 구체적인 실시결과의 예]

제32도는, 본 실시예의 에지드롭 제어방법에 적용되는, 6스탠드로 이루어지는 냉간 탠덤 압연기의 구성개략을 나타내는, 블록도를 포함하는 측면도이다.

제1스탠드가 제어스탠드가 되고, 이 제1스탠드의 상하 한 쌍의 워크롤(71A, 71B)을 크로스하는 워크롤크로스 기구 및 시프트하는 워크롤시프트 기구가 설치되어 있다.

제어스탠드인 제1스탠드의 상하 워크롤(71A, 71B)은, 시프트·크로스 조작장치(92)에서 지령을 받아, 워크롤시프트 및 워크롤크로스의 조작을 실시할 수 있다. 상하 워크롤(71A, 71B)의 각각의 편측단부에는 제33도에 나타낸 바와 같이, 테이퍼(11A, 11)가 부착되어 있다. (S)는 피압연재이다.

상기 워크롤(71A, 71B)에 부여된 테이퍼의 크기는, 롤체 길이 300mm 당 롤 지름이 1mm 가늘어지도록 끝이 가늘게 되어 있다(테이퍼량：1/300).

압연전의 모판의 판폭방향 판두께 편차는, 전공정인 열간압연기의 출측에 설치되어 있는 센서로 측정되어 전송되어 온다.

제32도에서, 72∼ 76은, 각각 제2 내지 제6스탠드의 워크롤, 81∼ 86은 각각 제1 내지 제6스탠드의 백업롤이다.

94는 제어스탠드 출측 폭표 판두께 프로파일 설정장치이고, 하류의 제1 내지 제6스탠드의 압연조건, 에지드롭 목표치(EDTx) 및 소재조건(판두께 프로파일, 강의 종류, 사이즈등)에 의거하여, 제어스탠드(제1스탠드) 출측의 목표판두께 프로파일(EDCy)를 설정한다.

96롤시프트·롤크로스 설정량 산출장치로, 상기 제어스탠드 출측 목표 프로파일 설정장치(94)에서 입력되는 제어스탠드 출측 목표 프로파일(EDCy), 제어스탠드(제1스탠드)의 압연조건 및 모판 판두께 편차(Hz)에 따라, 롤시프트 및 롤크로스의 설정량(EL), θ를 산출한다.

표 1에 나타낸 압연건에 따라, 열간압연후에 산세한 양철판용 강판을 냉간압연할 때에 에지드롭 제어를 실시하였다.

표 1

최종 제6스탠드 출측에서의 목표에지드롭량(EDTx)은, 판단 10mm 위치에서 에지드롭량 0μm며, 이것을 EDT 10＝0으로 나타낸다.

먼저, 이 최종 스탠드(제6스탠드) 출측에서의 목표에지드롭량(EDT 10)을 얻기 위해 필요한, 제어스탠드(제1스탠드) 출측에서의 판두께 편차 프로파일(EDCy)를 산출한다.

최종 스탠드 출측의에지드롭량(EDx)은, 제어스탠드 출측에서의 판두께 편차 프로파일과, 피압연재의 종류, 판두께 스케쥴, 각 스탠드의 압연하중등의 압연조건에 의해 결정된다.

본 실시예에서는, 다음과 같이 하여 작성한 모델식을 사용하였다. 압연 중에 압연기를 정지시키고, 각 스탠드 출측에서 샘플판을 재취하는 실험(물림 실험)을 실시하여, 각 샘플의 판두께 편차를 측정하고, 미리 각 스탠드 출측에서의 에지드롭 거동을 조사하여, 이것에 의거하여 모델식을 작성하였다.

이 모델식은, 다음 수학식에 나타내는 바와 같이, 피압연재의 변형저항(S)과, 최종 스탠드(제6스탠드)출측에지드롭량(EDx) (제30참조) 및 제어스탠드(제1스탠드) 보다도 하류 스탠드(제2∼제6스탠드)에서의 압연조건으로서, 하류 각 스탠드의 출측판두께(Hn), 압연하중(Pn), 출측장력(Tn), 워크롤 직경(WRn) (여기에서, n 은 모두 스탠드번호를 나타낸)에서, 제어스탠드 출측에서의 판단 y mm 위치의 판두께 편차(EDCy) (제29참조)를 판두께 프로파일로 산출한다.

또한, 본 실시예에서는, 제2스탠드부터 제6스탠드까지가 제어스탠드보다도 하류스탠드가 되므로, 스탠드번호 n ＝ 2SO 6DLEK. 제어위치는 판단 10mm이므로 EDx ＝ ED 10(제30참조)이며, 이때, 판두께 프로파일로서 판단 y ＝ 10mm 위치와 판단 y ＝ 30mm 위치의 판두께 편차(EDC 10)과 (EDC 30) (제20참조)를 사용한다.

상기 모델식 (312)에 의해, 최종 스탠드(제6스탠드) 출측에서의 에지드롭 목표치(EDT 10)를 얻는데 필

요한, 제어스탠드(제1스탠드)에서의 목표 판두께 프로파일(EDC 10) 및 (EDC 30)이 산출된다.

다음에, 이 제1스탠드의 콕표 판두께 프로파일(EDC 10) 및 (EDC 30)을 얻기 위해 필요해지는 롤시프트와 롤크로스 설정량을 산출한다.

이 롤시프트와 롤크로스의 설정량에 대해서도, 미리 상기한 물림실험이나 단순한 스탠드밀에서의 실험등에 의거하여, 롤시프트 및 롤크로스와 제어스탠드 출측의 판두께 프로파일의 관계를 모델화해 둔다.

본 실시예에서는, 아래의 절차로 시프트량(EL) 과 크로스각(θ)을 구한다.

먼저, 목표 프로파일 중, 판 중앙측의 목표 프로파일(EDC 30) 이 얻어지는 크로스각(θ)을 구한다.

즉, 에지드롭 제어를 실시하지 않고 (시프트량 및 크로스각을 0으로 함) 압연했을 때, y ＝ 30mm이고 z ＝ 25mm로 했을 때의 제1스탠드 출측의 판두께 프로파일(E) (30, H25)과, 목표 프로파일(EDC 30)의 편차분이 없어지도록, 크로스각(θ)을 변경하여 판두께 프로파일의 수정을 실시한다.

여기에서, 모판의 판두께 프로파일이 Hz(제28참조)인 때에, 에지드롭 제어를 실시하지 않고 압연했을 때의 제1스탠드 출측의 판단 y mm 위치에서의 판두께 프로파일(E (y, Hz))은, 모판의 판두께 프로파일 (Hz)과, 제어스탠드 출측에서의 판단 y mm 위치에서의 판두께 프로파일의 관계를 미리 실험적으로 구해 놓는 것으로 한다.

또, 크로스각 변경에 의한 판두께 프로파일 개선은, 판단 y mm 위치에서의 크로스에 의한 롤갭 H (x, θ)에 대하여, 영향계수(전사율) (a)를 곱한 관계로 나타낼 수 있다.

이와 같은 관계를 나타내는 모델식을 다음에 나타낸다.

이 수학식(32)를 만족하는 크로스각(θ)을 구한 후, 이 크로스각(θ) 하에서 목표 프로파일 중, 판단측의 목표 프로파일(EDC 10) (제29참조)이 얻어지는 시프트량(EL)을 산출한다.

여기에서는, 모판의 판두께 프로파일이 H25일 때에, 크로스각(θ)으로 압연했을 때, 제1스탠드 출측의 판단 10mm 위치에서의 판두께 프로파일(C) (10, H25, θ)과 목표 프로파일(EDC 10)의 편차분이 없어지도록, 시프트에 의한 판두께 프로파일의 개선을 실시한다.

여기에서, C(y, Hz, θ)은, 모판의 판두께 프로파일이 Hz 일 때에, 크로스각(θ)으로 압연했을 때의 제1스탠드 출측의 판단 y mm 위치에서의 판두께 프로파일을 나타낸다.

시프트에 의한 판두께 프로파일의 개선은, 판단 y mm 위치에서의, 시프트량(EL)만 일때의 판단 y mm 위치에서의 롤갭 G(x, EL)에 대하여, 영향계수(전사율) (b)를 곱한 관계로 나타낸 수 있다.

이와 같은 관계를 나타내는 모델식을 다음에 나타낸다.

따라서, 이 수학식 33을 만족하는 시프트량(EL)을 산출한다.

이상의 설명에서는, 먼저 크로스각(θ)을 구하고, 다음에 시프트량(EL)을 구하고 있는데, 크로스각(θ) 및 시프트량(EL) 과, 제1스탠드 출측의 판두께 프로파일의 관계를 나타내는 모델식에서, 판두께 프로파일과 목표치의 편차를 제어함수로 정의하고, 이 제어함수를 최적화하는 수법으로, 크로스각(θ)과 시프트량(EL)을 동시에 구하는 것도 가능하다.

또, 제1스탠드 출측의 목표 판두께 프로파일로서, 2개소의 판두께 프로파일을 사용하고 있는데, 이것도 보다 많은 위치의 판두께 프로파일을 목표로 부여하여도 된다.

본 실시에에 의한 에지드롭 제어와, 제어 스탠드 이후의 에지드롭 발생을 고려하지 않은 종래의 에지드롭 제어에 의해, 각각 20코일씩 압연하여, 목표에지드롭과 실적에지드롭의 편차를 비교한 결과를 제34에 나타낸다.

제34도에서 명확한 바와 같이, 본 발명에 의해, 종래방법보다도 훨씬 우수한 에지드롭의 개선을 도모할 수 있었다.

[실시형태 6]

이하에, 복수 스탠드의 압연기를 배치 설치한, 탠덤 압연기에 의해, 연속하여 판재를 압연하는 방법에 있어서, 상기 복수 스탠드 중, 2 이상의 스탠드에서 롤의 일단부에 테이퍼가 형성된 워크롤을 폭방향으로 시프트 제어하여, 상하의 워크롤을 크로스제어하는 방법으로, 전단측 스탠드보다 전측에서 검출한, 판두께 분포에 의거하여, 상기 시프트제어, 상기 크로스제어하는 2 이상의 스탠드 중의 전단측 스탠드를 워크롤 시프트제어 및 워크롤크로스 제어하고, 후단측 스탠드보다 후측에서 검출한, 판두께 분포에 의거하여, 상기 시프트제어, 크로스제어하는 2 이상의 스탠드 중의 후단측 스탠드를 워크롤 시프트제어 및 워크롤 크로스제어 했을 때, 바람직하게 시프트량, 크로스각의 설정을 할 수 있어, 양호하게 에지드롭 개선이 가능한 것을 나타낸다.

이하 도면을 참조하여, 제1스탠드 및 최종 제6스탠드에 롤 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤과, 상기 워크롤을 시프트하는 롤시프트 기구 및 크로스하는 롤크로스 기구를 구비한, 6스탠드 냉간 탠덤식 압연기에 적용하는 경우를 예를 들어, 본 발명에 의한 폭방향 판두께 제어방법의 실시예를 상세히 설명한다.

제35도는, 본 발명이 적용되는, 6스탠드 냉간 탠덤 압연기(30)의 모식도를 나타낸다.

이 탠덤 압연기(30)의 제스탠드(31)에는, 롤의 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤(10)과, 상기 워크롤(10)을 크로스하기 위한 제1스탠드 롤크로스 조작장치(61)와, 상기 워크롤(10)을 시프트하기 위한 제1스탠드 롤시프트 조작장치(62)가 구비되어 있다.

이 워크롤(10)은, 상기 제1스탠드 롤크로스 조작장치(61)에서의 지령을 받아 워크롤 크로스를 상기 제1스탠드 롤시프트 조작장치(26)에서의 지령을 받아 워크롤 시프트를 실시할 수 있도록 되어 있다.

또, 최종 제6스탠드(36)에도, 롤의 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤(10)과, 상기 워크롤(10)을 크로스하기 위한 제6스탠드 롤크로스 조작장치(63)와, 상기 워크롤(10)을 시프트하기 위한 롤시프트 조작장치(64) 가 구비되어 있다.

이 워크롤(10)은 상기 제6스탠드 롤크로스 조작장치(63)에서의 지령을 받아 워크롤 크로스를, 상기 제6스탠드 롤시프트 조작장치(64)에서의 지령을 받아 워크롤 시프트를 실시할 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에서는, 압연전의 모판의 폭방향 판두께 분포를 측정하기 위한 입측(판두께) 프로파일계(52) 가, 제1스탠드(31)의 입측에 설치되어 있음과 동시에, 압연후의 제품의 폭방향 판두께 분포를 측정하기 위한 출측(판두께) 프로파일계(50)가, 최종 제6스탠드(36)의 출측에 설치되어 있고, 각각, 예컨대 1초 주기로 측정을 실시한다.

여기에서 상기 입측 및 출측 프로파일계(52, 50)의 출력에서 구해지는 폭방향 판두께 편차의 제1제어점을 판단으로부터 25mm의 위치에, 제2제어점을 판단으로부터 10mm 위치에 설정하고, 모판에서의 제1제어점 및 제1제어점의 판두께 편차 측정치를 다음과 같이 정의한다.

C 25(h0)：입측 프로파일계(52)에 의한 판폭중앙과 판단으로부터 25mm 위치

(제1제어점)의 판두께 편차 측정치

E 10(h0)：입측 프로파일계(52)에 의한 판단으로부터 25mm 위치와 10mm 위치

(제2제어점)의 판두께 편차 측정치

또, 동일하게 모판에서의 제1제어점 및 제2제어점의 판두께 편차 목표치를, 다음과 같이 정의한다.

C 25(t0)：판폭중앙과 판단으로부터 25mm 위치(제1제어점)의 판두께 편차

목표치

E 10(t0)：판단으로부터 25mm 위치와 10mm 위치(제2제어점)의 판두께

편차 목표치

동일하게, 제품에서의 제1제어점 및 제2제어점의 판두께 편차 측정치를 다음과 같이 정의한다.

C 25(h6)：입측 프로파일계 (50)에 의한 판폭중앙과 판단으로부터 25mm 위치

(제1제어점)의 판두께 편차 측정치

E 10(h6)：출측 프로파일계 (50)에 의한 판단으로부터 25mm 위치와 10mm 위치

(제2제어점)의 판두께 편차 측정치

또, 동일하게 제품에서의 제1제어점 및 제2제어점의 판두께 편차 목표치를, 다음과 같이 정의한다.

C 25(t6)：판폭중앙과 판단으로부터 25mm 위치(제1제어점)의 판두께 편차

목표치

E 10(t6)：판단으로부터 25mm 위치와 10mm 위치 (제2제어점)의 판두께

편차 목표치

제1스탠드 제저장치(65)는, 상기 입측 프로파일계(52)에 의해 측정되는 측정치 C25(h0), E10(h0)에 대하여 압연 중에 변동이 발생한 경우, 그 변동에 따라 제1스탠드(31)의 워크롤 시프트 및 워크롤 크로스의 조작량을 산출한다.

즉, 상기 입측 프로파일계(52)에 의해 측정된 제1제어점의 판두께 편차 측정치C25(h0)에 대하여, 다음식으로, 상기 제1제어점의 판두께 편차 목표치 C25(t0)의 편차 △C25(h0)을 구한다.

이어서, 구해진 편차 △C25(h0)에 따라, 제1스탠드(31)의 워크롤(10)의 롤크로스 수정량을 산출한다.

구체적으로는, 예컨대, 미리 편차 △C25(h0)과, 상기 편차에 대하는 제1스탠드의 크로스각의 필요수정량 (C1)의 관계를, 영향계수(a)로 구해 놓고, 다음의 모델식으로 산출할 수 있다.

또한, 상기 제1스탠드 제어장치 (65) 는, 상기 입측 프로파일계 (52)에 의해 측정되는 제2제어점의 판두께 편차 측정치 E 10(h0)에 대하여, 다음식으로, 제1제어점의 판두께 편차 목표치 E 10(t0)의 편차 △E 10(h0)을 구한다.

이어서, 구해진 편차 △E 10(h0)에 따라, 제1스탠드(31)의 워크롤(10)의 롤시프트 수정량(S1)을 산출한다.

구체적으로는, 예를들면, 미리 편차 △E 10(h0)과 롤시프트의 필요수정량(S1)의 관계를, 영향계수(b)로 구해 놓고, 다음의 모델식으로 산출할 수 있다.

또한, 제6스탠드 제어장치(66)는, 목표로 하는 제품판 프로파일을 얻을 수 있도록, 즉 압연후의 출측 프로파일 측정치와 목표 프로파일과의 편차가 없어지도록, 제6스탠드(36)의 워크롤 시프트 및 워크롤 크로스의 조작량을 산출한다.

즉, 상기 출측 프로파일계(50)에 의해 측정된 제1제어점의 판두께 편차측정치 C25(h6)에 대하여, 다음식으로 상기 제1제어점의 판두께 편차 목표치 C25(t6)의 편차 △C25(h6)을 구한다.

이어서, 구해진 편차 △C25(h6)에 따라, 제1스탠드(31)의 워크롤(10)의 롤시프트 수정량을 산출한다.

구체적으로는, 예를들면, 미리 편차 △C25(h6) 과, 상기 편차에 대하는 제6스탠드의 크로스각의 필요수정량(C6) 과의 관계를 영향계수(c)로 구해 놓고, 다음 모델식으로 산출 할 수 있다.

또한, 상기 제6스탠드 제어장치(65) 는, 상기 출측 프로파일계(50)에 의해 측정되는 제2제어점의 판두께 편차측정치 E10 (h6)에 대하여, 다음식으로, 제1제어점의 판두께 편차 목표치 E10 (t6)의 편차 △E10 (h6)을 구한다.

이어서, 구해진 편차 △E 10(h6)에 따라, 제6스탠드(36)의 워크롤(10)의 롤시프트 수정량(S6)을 산출한다.

구체적으로는, 예를들면, 미리 편차 △E 10(h6)과 롤시프트의 필요수정량(S6)과의 관계를 영향계수(d)로 구해 놓고, 다음 모델식으로 산출 할 수 있다.

또한, 롤크로스각이나 롤시프트량의 수정량을 산출하는 방법은, 상기 모델식에 의한 것에 한정되지 않고, 예컨대 실측치를 기초로 작성한 테이블을 사용하여 필요수정량을 선택하는 방법등도 사용할 수 있다.

또, 압연전의 모판의 폭방향 판두께 분포는, 예컨대 냉간압연의 경우, 냉간압연기의 입측, 열간압연기의 출측, 또는 열간압연기와 냉간압연기의 사이에 판두께 프로파일계를 설치하여 측정하여 측정할 수 있다.

또한, 오프라인으로 측정할 수 있다.

또한, 각 제어점의 위치도, 실시예에 한정되지 않고, 예컨대 제1제어점을 판단으로부터 100mm 위치에 설정할 수도 있다.

표 2

다. 발명의 효과

본 발명의 실시예로서, 제1스탠드 및 제6스탠드에, 롤 편측단부에 테이퍼가 형성된 워크롤과, 상기 워크롤을 시프트하는 롤시프트기구 및 크로스하는 롤크로스기구를 구비한 6스탠드 냉간압연기에 적용한 예를

나타낸다.

열간압연후에 산세한 판폭 900mm의 양철판용 강판을 압연시에, 워크롤시프트만을 사용한 종래예와, 본 발명에 의한 실시예에 대하여, 각각 20코일분의 압연을 실시하였다.

강판 길이방향에 관하여 판단 25mm 위치 및 판단 10mm 위치의 판두께 분포가, 소정의 관리범위보다도 어긋난 비율 (에지드롭이 어긋난 비율)의 평균을 비교한 결과를 제36도에 나타낸다.

또한, 테이퍼의 크기는, 바렐방향 길이 300mm 당 1mm 반경이 가늘어지는 형상으로 하였다(테이퍼량：1/300).

본 발명에 의해 종래방법 보다도 훨씬 판폭방향의 판두께 분포의 개선이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

이상 몇 개의 실시예 및 구체적인 실시결과의 예를 나타냈는데, 본 발명에 적용할 수 있는 압연설비의 구체적인 구성은, 이들 실시예에 나타낸 것에 한정되지 않는다.

예컨대, 압연기는 4단이나 6단의 것에 한정되지 않고, 2단 압연기등이라도 된다.

스탠드의 수도 실시예에 나타낸 6스탠드나 5스탠드에 한정되지않고 단순히 스탠드이어도 좋으며 임의이다.

테이퍼 부착 워크롤의 시프트·크로스 기구를 구비한 스탠드는, WP 1스탠드에 한정되는 것이 아니고, 어떠한 스탠드이어도 좋으며, 1스탠드만이 아니라 복수개의 스탠드이어도 된다.

또, 워크롤은 백업롤과 함께 쌍이 되어 크로스하는 페어크로스 압연기어도 된다.

또, 압연대상으로 하는 판재는, 강판에 한정되지 않고 알루미늄판, 강판등의 다른 금속판이어도 된다.

테이퍼 부착 워크롤은, 기술적으로는 편테이퍼에 한정되지 않고, 롤의 적어도 일단에 테이퍼가 형성되어 있으면 된다.

또한, 테이퍼 부착의 워크롤은, 기술적으로는 상하 워크롤 중 어느하나의 한쪽, 예컨대 상 워크롤만, 또는 하 워크롤만이더라도, 그 상당의 효과를 발휘할 수 있다.

Claims (24)

1. 일단부에 테이퍼가 부여된 워크롤을 축방향으로 시프트시키고, 상하 워크롤을 크로스시켜, 판재를 압연하는 방법으로서, (a) 판재의 에지드롭을 수정하기 위하여 필요한 조작량으로서, 시프트량 및 크로스 각도를 구하고, (b) 구한 시프트량으로 워크롤을 시프트시키고, 또한 구한 크로스 각도로 워크롤을 크로스시키는 것을 특징으로 하는 에지드롭을 저감하는 판재의 압연방법.
2. 제1항에 있어서, 시프트량 및 크로스 각도를 구할 시에, (a) 판재의 에지드롭량을 목표치까지 수정하는 데 필요한 에지드롭 수정량을 구하고, (b) 시프트량, 크로스 각도 및 이들의 조작량에 대응하는 에지드롭 수정량 3자의 관계에 의거하여, 상기 판재의 에지드롭을 수정하기 위하여, 필요한 시프트량과 크로스 각도를 구하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연방법.
3. 제1항에 있어서, 시프트량 및 크로스 각도를 구할 시에, (a) 판재의 판단부(板端部)로부터 일정거리 떨어진 위치에 유효 롤갭 기준위치를 설정하고, 상기 기준위치를 기준으로 한 상하 워크롤간 롤 갭량과에지드롭 수정량의 관계에 의거하여, 원하는 에지드롭 수정량을 얻기 위하여 필요한 롤 갭량을 구하고, (b) 롤갭량과 시프트량, 크로스각의 관계에 의거하여, 이 롤 갭량을 부여하는 시프트량 및 크로스각을 구하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연방법.
4. 제1항에 있어서, 시프트량 및 크로스 각도를 구할 시에, (a) 미리 구한 롤 갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 관계와 크로스 각도의 관계에 의거하여, 판재의 에지드롭량을 목표치까지 수정하는 데에 필요한에지드롭 수정량을 구하고, (b) 시프트량, 롤 갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 관계 및 이들에 대응하는 에지드롭 수정량의 관계 및 롤갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 관계와 크로스각도의 관계에 의거하여, 상기 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 시프트량과 크로스각을 구하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
5. 제1항에 있어서, 시프트량 및 크로스각도를 구할 시에, (a) 미리 구한 크로스각도와 롤갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 비율의 관계에 의거하여, 판재의 에지드롭량을 목표치까지 수정하기 위해 필요한에지드롭 수정량을 구하고, (b) 시프트량, 롤 갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 비율 및 이들에 대응하는 에지드롭 수정량의 관계 및, 크로스각도와 롤 갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 비율 관계에 의거하여, 상기 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 시프트량과 크로스각을 구하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
6. 제1항 내지 제5항에 있어서, 판재의 에지드롭량을 제어하는 점을 판폭방향 편측당 2점이상 설정하고, 상기에지드롭 제어점의 에지드롭량을 제어하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
7. 제1항에 있어서, (a) 판재의 판폭 방향의 판두께 분포를 제어하는 위치로서, 판폭 중앙으로부터 소정거리 떨어진 제1제어점 및 상기 제1제어점으로부터 판단측으로 소정 거리 떨어진 제2제어점을 설정하고, (b) 검출한 판재의 폭방향 판두께 분포로부터, 판폭 중앙 판두께와 상기 제1제어점의 판두께 편차 및 상기 제1제어점과 제2제어점의 판두께 편차를 산출하고, (c) 상기 판폭 중앙 판두께와 제1제어점의 판두께 편차에 의거하여 크로스각을 제어하고, 제1제어점과 제2제어점의 판두께 편차에 의거하여 롤의 시프트량을 제어하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
8. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 에지드롭 수정량을 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 행하는 압연기보다 앞서 측정한 판재의 판두께 분포에 의거하여 산출하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
9. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 에지드롭 수정량을 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 행하는 압연기보다 후에 측정한 판재의 판두께 분포에 의거하여 산출하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
10. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 에지드롭 수정량을 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 행하는 압연기보다 앞서 측정한 판재의 판두께 분포 및 워크롤의 시프트량 및 크로스량의 제어를 행하는 압연기보다 후에 측정한 판재의 판두께의 분포에 의거하여 산출하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
11. 복수 스탠드의 압연기를 설치한 탠덤 압연기로 연속하여 판재를 압연하는 방법에 있어서, 최종 스탠드보다도 상류의 스탠드 중의 하나 이상의 스탠드에, 일단부에 테이퍼가 부여된 워크롤을 축방향으로 시프트하는 기구 및 상하의 워크롤을 크로스하는 기구를 구비하여 제어 스탠드로 하고, (a) 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량으로서, 시프트량 및 크로스 각도를 구하고, (b) 구한 시프트량 및 크로스 각도로, 워크롤을 시프트시키고, 또한 크로스시켜 판재를 압연하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연방법.
12. 제11항에 있어서, (a) 탠덤 압연기 출측의 폭방향 판두께 분포의 목표치를 설정하고, (b) 상기 설정한 목표치에 대해 상기 제어 스탠드 출측에서의 폭방향 판두께 분포를 예측하고, (c) 상기 예측한 판두께 분포를 상기 제어스탠드 출측에서의 목표 판두께 분포로 하고, (d) 상기 제어스탠드에서, 워크롤을 시프트시키고, 크로스시켜 판재를 압연하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연방법.
13. 복수 스탠드의 압연기를 설치한, 탠덤 압연기로 연속하여 판재를 압연하는 방법에 있어서, 상기 복수의 스탠드 중, 2 이상의 스탠드에서, 롤의 일단부에 테이퍼가 부여된 워크롤을 축방향으로 시프트 제어하고, 상하의 워크롤을 크로스 제어하는 방법으로서, (a) 전단측의 스탠드보다 전측에서 검출한 판두께 분포에 의거하여, 상기 시프트 제어, 상기 크로스 제어를 행하는 2 이상의 스탠드 내의 전단측 스탠드에서 워크롤 시프트 제어 및 워크롤 크로스 제어를 하고, (b) 후단측 스탠드보다 후측에서 검출한 판두께 분포에 의거하여, 상기 시프트 제어, 크로스 제어하는 2개 이상의 스탠드내의 후단측 스탠드에서 워크롤 시프트 제어 및 워크롤 크로스 제어하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연 방법.
14. 한쌍의 워크롤의 적어도 한쪽 롤의 일단부에 테이퍼가 부여되어 있어, 그 테이퍼가 부여된 롤을 축방향으로 시프트하는 시프트 기구 및 수평면내에서 어느 각도만큼 회전시켜 롤을 상호 크로스시키는 크로스 기구를 구비한 판재의 압연기로써, (a) 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량으로서 시프트량 및 크로스 각도를 구함과 동시에, (b) 구한 시프트량 및 크로스 각도를 각각 상기 시프트 기구 및 상기 크로스 기구에 출력하여, 상기 시프트량만큼 그 워크롤을 시프트하고, 상기 크로스 각도에 상기 워크롤을 크로스하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 판재의 압연기.
15. 제14항에 있어서, (a) 에지드롭량을 목표치까지 수정하는 데에 필요한 에지드롭 수정량을 산출하고, (b) 시프트량, 크로스 각도 및, 이들 조작량이 대응하는 에지드롭 수정량의 3개의 관계에 의거하여, 상기 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 시프트량과 크로스 각도를 구하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연기.
16. 제14항에 있어서, 판단부로부터 일정 거리 떨어진 위치에 기준 위치를 설정하고, 상기 기준 위치를 기준으로 한 상하 워크롤 간의 롤갭과 에지드롭 수정량의 관계에 의거하여, 원하는 에지드롭 개선을 수득하기 위해 필요한 롤갭량을 산출하고, 상기 롤갭량이 되도록 시프트 위치 및 크로스 각을 설정하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연기.
17. 제14항에 있어서, (a) 미리 구한 롤갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 관계와 크로스 각도의 관계에 의거하여, 판재의 에지드롭량을 목표치까지 수정하는 데에 필요한 에지드롭 수정량을 구하고, (b) 시프트량, 롤갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 관계 및, 이들에 대응하는 에지드롭 수정량의 관계 및, 롤갭 변화량에 대한 에지드롭 수정량의 관계와 크로스각도의 관계에 의거하여, 상기 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 시프트량과 크로스각을 구하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연기.
18. 제14항 내지 제17항에 있어서, 에지드롭량을 제어하는 점을 판폭방향 편측에 2점이상 설정하고, 상기에지드롭 제어점으로부터 에지드롭 개선을 수득하는 것을 특징으로 하는 판재의 압연기.
19. 제14항 내지 제17항에 있어서, 에지드롭을 수정하는데 필요한 에지드롭의 수정량을 계산하기 위한 판두께 프로필을 측정하기 위한 측정수단이 상기 압연기의 출측에 설치된 판재의 압연기.
20. 복수 스탠드로 이루어지는 탠덤 압연기로서, 최종 스탠드를 제외한 하나 이상의 스탠드가, (a) 일단부에 테이퍼가 부여된 한쌍의 워크롤의 적어도 한쪽의 롤을, 축방향으로 시프트하는 시프트기구 및 수평면내에서 크로스시키는 크로스기구 및, (b) 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량으로서 시프트량 및 크로스각도를 구함과 동시에, (c) 구한 시프트량 및 크로스각도를 각각 상기 시프트기구 및 상기 크로스기구에 출력하여, 상기 시프트량만큼 상기 워크롤을 시프트하고, 상기 크로스각도에 상기 워크롤을 크로스하는 제어수단을 구비한 제어 스탠드인 것을 특징으로 하는 탠덤 압연기.
21. 제20항에 있어서, 탠덤 압연기의 출측에 가장 가까이 위치하는 제어 스탠드에 대하여, (a) 탠덤 압연기 출측의 폭방향 판두께 분포의 목표치를 설정하고, 상기 설정한 목표치에 대하여 상기 제어 스탠드 출측에서의 폭방향 판두께 분포를 예측하고, (b) 상기 예측한 판두께 분포를 상기 제어 스탠드 출측에서의 목표 판두께 분포로 하여, 상기 제어스탠드에서, 워크롤을 시프트시키고 또 크로스시키는 것을 특징으로 하는 탠덤 압연기.
22. 일단부에 테이퍼가 부여된 한쌍의 워크롤을 축방향으로 시프트하고, 수평면내에서 크로스하는 기구를 복수의 스탠드에 구비한 탠덤 압연기로서, 상기 복수의 스탠드는, (a) 판재의 에지드롭을 수정하기 위해 필요한 조작량으로서 시프트량 및 크로스 각도를 구함과 동시에, (b) 구한 시프트량 및 크로스각도를 각각 상기 시프트기구 및 상기 크로스기구에 출력하여, 상기 시프트량만큼 상기 워크롤을 시프트하여, 상기 크로스각도에 상기 워크롤을 크로스하는 제어수단을 구비하고, 추가로, (c) 압연전에 폭방향 판두께 분포를 검출하는 수단, (d) 압연후에 폭방향 판두께 분포를 검출하는 수단, (e) 상기 압연전에 검출한 폭방향 판두께분포로부터 수득되는 판두께 프로필에 의거하여, 전단측 스탠드의 롤을 크로스·시프트 제어하는 수단 및, (f) 상기 압연후에 검출한 폭방향 판두께분포로부터 수득되는 판두께 프로필에 의거하여, 후단측 스탠드의 롤을 크로스·시프트 제어하는 수단을 구비하고 있는 판재의 폭방향 판두께 제어가 가능한 탠덤 압연기.
23. 제20항에 있어서, (a) 탠덤 압연기 하류측, 탠덤 압연기 상류측 및, 시프트기구와 크로스기구를 구비한 스탠드의 직하류측에 배치한 폭방향 판두께 분포 검출수단 및, (b) 각 폭방향 판두께 검출수단에 의한 검출결과에 의거하여, 시프트량과 크로스각을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재의 폭방향 판두께 제어가 가능한 탠덤 압연기.
24. 제22항에 있어서, (a) 탠덤 압연기 하류측, 탠덤 압연기 상류측 및, 시프트기구와 크로스기구를 구비한 스탠드의 직하류측에 배치한 폭방향 판두께 분포 검출수단 및, (b) 각 폭방향 판두께 검출수단에 의한 검출결과에 의거하여, 시프트량과 크로스각을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재의 폭방향 판두께 제어가 가능한 탠덤 압연기.

    ※ 참고사항：최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.