KR100818151B1 - 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간 및/또는 냉간 스트립 밀 프로세스를 최적화하는데 사용된다.

상기 방법은 스트립 밀링의 기술적 파라미터 및, 밀 스탠드의 작업 롤러와 테이블 롤러의 각속도를 각각 측정하는 단계;

상기 스트립의 선속도를 정하고, 동일한 길이를 갖고, 각 섹션에 대한 기술적 파라미터 값 중 세 개 이상을 연속적으로 평균내는데 사용되는 구체적인 수의 스트립 섹션을 선택하는 단계;

압연 제품의 특정 범위에 대하여, 섹션으로 구분된 스트립의 길이의 표준 부분을 결정하는 단계;

상기 섹션 압연의 기술적 파라미터의 평균값에 대하여 각 섹션에 대한 유용한 특성을 정하는 단계;

상기 유용한 특성을 사전 설정 한계와 비교하는 단계;

상기 유용한 특성값이 사전 설정 한계내에 있는 스트립 길이의 부분을 결정하는 단계; 및

상기 스트립 길이의 얻어진 부분이 상기 표준 부분 이상인 경우 동일한 범위 또는 이와 근사한 범위의 스트립을 밀링하기 위한 표준으로서, 또는 상기 얻어진 부분이 상기 표준 부분 보다 작은 경우 기술적 파라미터를 수정하기 위한 표준으로서 상기 기술적 파라미터를 사용하는 단계로 이루어진다.

Description

압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법{Method for optimising the production technology of rolled products}

본 발명은 압력에 의한 금속의 기계적 처리 기술, 즉 압연 제품의 생산에 관한 것이고, 자세하게는 - 압연 제품의 생산, 더 자세하게는 - 압연 제품의 처리 과정중 압연 밀(rolling mill)의 제어 및 생산된 물품의 취급에 관한 것이고, 즉 상기 압연 시트(rolled sheet)의 다른 변수에 대응하여 조작할 수 있는 압연 밀의 모니터링 및 조절 장치에 관한 것이다. 일정 정도까지는, 본 발명은 압연 과정 중 금속의 처리에 관한 보조 조작에 관한 것이다.

본 발명은 특히 스트립(strips)의 열간 및/또는 냉간 압연(hot and/or cold rolling)의 프로세스를 최적화하기 위한 것이다.

압연 스트립의 두께를 측정하고, 압연 스트립(rolled strip) 두께가 소정의 값에서 벗어나는 경우 상기 압연 장치의 작동기(actuator)에 대하여 보정 작용(correcting action)을 수행하는 단계를 포함하는, 상기 압연 프로세스를 조절하기 위한 방법이 공지되어 있다 (특허 RU No. 2125495, SMS Schloemann-Siemag AG에 양도됨, IPC B 21 B 37/00, 1999). 상기 방법은 오직 하나의 파라미터의 측정법을 제공하고, 압연 스트립의 속도의 변화를 고려하지는 못한다.

밀을 따라서 수많은 지점에서의 측정 장치에 의해 상기 스트립 압연 프로세스 파라미터를 측정하고, 작동기에 대하여 적절한 보정 작용을 하는 단계를 포함하는, 상기 압연 프로세스를 조절하기 위한 방법이 공지되어 있다 (특허 RU No. 2078626, Siemens AG에 양도됨, IPC B 21 B 37/00, 1997). 상기 방법은 모니터링된 프로세스 파라미터 및 압연 스트립의 특정 길이 값 사이의 관계를 추적하는 단계를 포함하지 않는다.

또한 밀을 따라서 수많은 지점에서 상기 모니터링된 스트립 압연 프로세스 파라미터를 각각 측정하고, 상기 스탠드 작업 롤(stand working roll) 및 테이블 롤의 각 속도를 측정하고, 상기 측정에 기초하여 스트립 선 속도가 결정되는 단계;

상기 얻어진 데이터에 따라서, 각 소정의 섹션(section)에서 측정된 모니터링된 변수값 중 세 개 이상을 연속적으로 평균내기 위해서 일정 수의 동일한 크기의 스트립 섹션을 정하고, 소정의 섹션에 대한 모니터링된 파라미터의 평균값에 기초하여 작동기에 대하여 필요한 보정 작용을 결정하는 단계를 포함하는, 상기 압연 프로세스의 조절 방법이 공지되어 있다 (특허 RU No. 2177847, cl. B 21 B 37/00, 2002). 본 출원인의 생각에는, 상기 방법이 청구된 본 발명에 가장 관계가 있는 기술이다.

본 발명은 예를 들면, 기하학적 차원 (geometric dimensions) (예를 들면, 블랭크(blank)의 두께, 압연 종료 온도 (rolling termination temperature) (T_rt), 코일링 온도 (coiling temperature) (T_co), 최종 러핑 스탠드의 하류의 스트립 온도 (제6 스탠드, T₆), 또는 이들의 조합), 및 압연 과정 동안에 길이에 따른 압연 스트립의 제품 특성(consumer properties)과 같은 상기 프로세스 파라미터의 연속적인, 더 정확하게는 거의 연속적 (quasi-continuous) 측정 개념에 기초를 두고 있다. 이러한 특성은 압연 스트립의 극한 강도 (σ_us), 항복 강도 (σ_y), 및/또는 신율(δ) 등의 변수일 수 있다 .

본 발명에 따르면: 스트립이 적절한 센서 아래에서, 및/또는 적절한 측정 배열에서 움직이는 때 상기 모니터링된 파라미터는 측정되고; 또한 상기 측정 결과가 측정된 수량의 일체의 우발적인 변동에 의해 영향을 받을 수 있는 가능성 (이는 이동하는 금속의 고온 및 대량의 조건 하에서 불가피함)을 배제하기 위하여, 인접한 측정 지점에서 얻어진 세 개 이상의 값을 평균내고, 압연 물품의 프로세스 파라미터의 얻어진 평균값을 표준 값과 비교하고, 상기 값이 일치하지 않는 경우에는 보정 작용이 밀의 관련 섹션에서 달성된다. 이러한 작용은 롤 사이의 간격, 또는 냉각 유닛을 조절하는 것으로 이루어질 수 있다.

더 구체적으로는, 본 발명에 따르면, 밀에 대한 셋팅의 결정, 및 스트립이 이동하는 동안 압연 스트립의 파라미터를 결정하고 상기 센서 표시를 판독하고 자동적으로 처리하기 위한 밀에서의 센서 및 측정 장치의 제공에 의하여 상기 압연 프로세스를 최적화하는 방법, 및 상기 압연 프로세스가 적용되도록 제어 작용을 수행하는 방법이 제공된다. 또한, 소정의 압연 제품의 배치(batch)의 생산 규격(production specification)에 따라서 모니터링되어야 하는 압연 프로세스 파라미터가 사전 설정된다. 본 발명은 또한 압연 밀 위로 압연 스트립이 이동하는 동안 사전 설정 파라미터(preset parameter)의 수량을 시스템적으로 측정하는 방법을 제공한다. 이에 관련하여, 상기 "시스템적인(systematic)"이라는 용어는 상기 사용되는 장치가 허용하는 빈도만큼, 또는 모니터링 조건에 의해 요구되는 만큼, 파라미터를 자주 측정하는 것을 의미한다. 이후, 압연 스트립의 섹션의 갯수나 길이를 정하고; 상기 섹션 중 각각에 대하여, 상기 압연 파라미터의 측정량의 값이 별개로 얻어져야 한다. 하기된 실시예의 조건 하에서, 800 미터 (출구에서) 스트립의 섹션의 수는 50 섹션이었고, 따라서 한 섹션은 16 m였다. 그리고 나서, 압연 스트립의 소정 섹션에 관계된 측정량을 평균내고, 상기 측정된 파라미터의 평균량을 압연 물품의 소정의 배치의 생산 규격에 따라 정해진 상기 수량과 비교한다. 상기 비교된 수량이 일정 허용오차(tolerance)를 넘는 정도까지 일치하지 않는 경우, 이후 상기 밀 세팅은 다음 스트립의 압연에 대해서 보정되고, 그 다음 스트립에 대하여 이러한 단계들이 반복된다. 상기 비교 결과가 허용오차 이내인 경우, 현재의 세팅이 다음 스트립의 압연시에도 유지된다.

더 구체적으로는, 본 발명은 또한 하기의 단계를 포함한다:

상기 스트립 압연 프로세스 파라미터를 개별적으로 측정하고, 상기 스탠드 작업 롤 및 테이블 롤의 각속도를 측정하고, 상기 스트립 선속도를 결정하는 단계;

각 소정의 섹션에서 상기 측정된 프로세스 파라미터 값 중 세 개 이상을 연속적으로 평균내기 위하여 일정 갯수의 동일한 크기의 스트립 섹션을 정하고, 상기 스트립 길이의 평가 부분(rated portion)을 섹션들로 세분되도록 설정하는 단계;

소정의 압연 제품 범위에 대하여, 또한 각 섹션의 측정된 프로세스 파라미터의 평균값에 따라서 상기 압연 스트립 섹션 중 각각에서의 소비재 특성을 - 직접적인 또는/및 컴퓨터 조작에 의한(computational), 또는/및 간접적인 방법에 의해 - 정하는 단계;

상기 정의된 소비재 특성을 상기 소비재 특성의 사전 설정 한계(preset limits)와 비교하는 단계;

상기 소비재 특성이 상기 사전 설정 한계 내 있는 스트립 길이 부분을 정하는 단계: 및

동일하거나 근사한 제품 범위의 스트립의 압연에 대하여 주요 표준으로서 이러한 프로세스 파라미터를 확립하는 단계 (이렇게 정해진 스트립 길이 부분이 상기 평가 부분 보다 작지 않는 경우), 또는 새로운 스트립에서 상기 프로세스 파라미터를 수정하는 단계 (상기 정의된 스트립 길이 부분이 상기 평가 부분 보다 작은 경우).

실시예 1.

상기 방법을 연속적인 와이드-스트립 열간 밀(wided-strip hot mill)에서 실시하였다. 길이가 800 m이고, 스틸 08nc (스틸 AISI 1008의 러시아 대응물(analogue) (세미킬드강 (semi-killed steel))로 제조되고, 두께가 4 mm인 스트립을 압연하였다. 상기 압연 스틸의 화학 조성을 제강(steel-making) 단위로 표시되는 히트 로그(heat log)로 나타내었다:

원소	C	Si	Mn	S	P	Al
함량, %	0.09	0.01	0.42	0.023	0.015	0.044

상기 모니터링된 프로세스 파라미터는, 최종 러핑 스탠드의 하류의 스트립 온도 (제6 스탠드 T₆), 압연 종료 온도 (T_re) 및 코일링 온도 (T_co)였다. 상기 스트립 압연 종료 온도를 측정하기 위하여, 상기 런아웃테이블 (run-out table)의 개시 부위에서 최종 가공 스탠드(finishing stand)의 출구에 위치된 고온계를 사용하였고; 상기 코일링 온도를 상기 코일러의 상류에 위치된 고온계로 측정하였다. 상기 최종 러핑 스탠드(ruoghing stand)의 하류의 스트립 온도는 상기 밀 스탠드의 러핑 및 가공 그룹 사이의 경간(span)의 개시 부위에 위치된 고온계로 측정하였다. 스트립 두께는 상기 밀 가공 그룹의 출구에 있는 X-레이 두께 게이지로 측정하고; 스트립 파라미터는 두께 게이지로 각각 10 회/s 측정하였다. 상기 최종 가공 스탠드, 최종 러핑 스탠드, 런아웃 테이블의 작업 롤 및 중간 테이블 롤의 각속도는 각 드라이브 상에 설치된 회전 속도계(tachometer)로 측정하였다. 상기 각속도 측정에 기초를 두면서, 상기 스탠드 및 테이블 롤의 지름을 고려하면서, 각 스트립 선속도를 측정하였고, 상기 선속도는 러핑 및 가공 그룹 사이의 경간 내에서는 2m/s, 및 스탠드의 가공 그룹의 하류에서 6.5 ~ 11.2 m/s이었다. 또한 길이가 16 m인 50 개의 섹션 중 각각에 대하여, 상기 스트립 선속도의 값에 기초를 두면서, 상기 스트립 섹션의 각각이 관련 센서 아래를 지나갈 때, 상기 시간에 대한 일련의 측정값을 결정하였다. 이러한 경우에 선택된 섹션의 수는, 한편으로는 사용된 측정 시스템 및 작동기의 반응 속도에 의해 결정하고, 다른 편으로는 필요한 조정 정확도에 의해 결정하였다. 장치 표시의 측정된 개별값을 각 섹션에 대하여 평균을 냈다. 상기 평균값이 상기 압연 제품 범위의 허용오차 내에 있는 경우에는, 다음 스트립을 동일한 셋팅하에서 압연하였다.

실시예 2

실시예 1에서 사용된 것과 동일한 초기 조건 하에서, 상기 실시예에서 언급된 프로세스 파라미터 (즉, T₆, T_rt 및 T_co)와 별개로, σ 및 δ에 T₆, T_rt를 관련시키는 사전 계산된 통계적 의존도 (preliminarily computed statistical dependencies)를 사용하여 예비σ (극한 강도) 및 δ(신율)의 값을 상기 스트립 섹션 중 각각에 대하여 결정하고, 상기 해당 표준(일반 표준 및 고객에 의해 요구된 표준)의 요건에 맞추어 이들을 확인하였다.

상기 얻어진 데이터는 표 2에 나타내었다.

상기 표 2로부터, 소비재 특성 값이 사전 설정 한계 내에 있는 스트립 길이 부분은 상기 사전 설정 한계 내의 소비재 특성 값을 갖는 스트립 길이 평가 부분을 초과하고 (모든 압연 제품 범위는 선행 조사를 기초로 엔지니어링 규격에 의해 평가됨), 즉 강의 소정의 화학 조성에 대하여, 886℃의 압연 종료 온도 및 680℃의 코일링 온도가 상기 해당 표준에 의해 요구되는 스트립 기계적 특성을 제공한다는 사실을 알 수 있다. 이후, 이러한 값들은 동일하거나 근사한 범위의 압연 제품 (근사한 금속 조성 및 두께를 가짐)의 스트립 압연에 대한 주요 표준으로서 사용되었다. 상기 동일하거나 근사한 제품 범위의 스트립의 연속적인 압연에 있어서, 상기 확립된 주요 표준은 T_rt 및 T_co 프로세스 값을 설정하는데 사용되었다.

실시예 3.

실시예 2의 초기 조건 하에서, 약간 다른 화학 조성을 갖는 그룹으로부터 선택된 스트립을 압연하였다. 이러한 스트립에 대한 동일한 측정에 대한 데이터를 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3을 참조하면, σ_us (극한 강도) 값이 상기 스트립 길이의 32% 만큼 상기 표준 값을 초과하고, 반면에 상기 허용 초과 값은 8%인 것을 알 수 있다. 이러한 이유로, 이러한 그룹의 다음 스트립의 압연에 있어서, 관련 섹션에서 달성되는 보정 작용이 수정되고, 상기 측정 공정은 완전히 반복되어서 상기 스트립의 평가 부분의 필요한 적합성이 제공되었고; 이후 상기 소정의 모드가 다른 균일한 블랭크(blank)의 압연 과정 동안 유지되었다.

본 발명은 무엇보다도 균일한 블랭크의 그룹의 압연을 위하여 이용될 수 있고, 또한 다른 목적 또는 다른 연속적인 프로세스를 위한 압연 시트의 별개 부분의 일련의 이용이 기대되는 경우에 특히, 단일 블랭크의 압연을 위해 이용될 수 있다.

Claims (3)

1. 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법으로서, 상기 최적화가 압연 밀(rolling mill)의 조작 셋팅(operation settings)의 결정에 의해 달성되고,

   상기 압연 밀에서, 스트립이 이동하는 때 압연 스트립의 변수를 결정하기 위해서 센서 또는 측정 배열, 또는 센서 및 측정배열을 위치시키는 단계;

   상기 센서 및 측정 배열의 표시를 판독하고 컴퓨터를 이용하여 프로세싱하는 단계; 및

   압연 프로세스가 적용되도록 제어 작용을 수행하는 단계를 포함하고,

   상기 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법이

   - 압연 제품에 대한 생산 규격에 따라서 모니터링될 필요가 있는 상기 압연 프로세스 파라미터를 사전 설정하는 단계;

   - 압연 스트립이 상기 압연 밀을 따라서 이동할 때 상기 사전 설정된 파라미터의 값을 시스템적으로 측정하는 단계;

   - 상기 압연 스트립 섹션의 갯수 또는 길이, 또는 갯수 및 길이를 사전 설정하고, 상기 섹션의 각각에 대하여 상기 압연 파라미터의 측정량의 값을 각각 얻는 단계;

   - 상기 섹션의 각각에 대하여 상기 압연 스트립의 섹션에 관한 측정량을 평균내는 단계;

   - 압연 제품에 대한 생산 규격에 의해 결정된 수량과 상기 측정된 파라미터의 평균량을 비교하는 단계;

   - 다음 스트립의 동일한 섹션의 압연을 위해 상기 압연 밀의 셋팅을 보정하는 단계 (상기 측정된 파라미터의 평균량이 압연 제품에 대한 생산 규격에 의해 정해진 수량과 일치하지 않는 경우) ; 및

   다음 스트립의 압연을 위해 상기 값을 유지하는 단계 (상기 수량이 일치하는 경우)를 더 포함하는 것을 특징으로하는 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 모니터링된 파라미터가 블랭크(blank)의 두께, 압연 종료 온도 (rolling termination temperature) (T_rt), 코일링 온도 (coiling temperature) (T_co), 최종 러핑 스탠드의 하류의 스트립 온도 (strip temperature existing downstream of the final roughing stand) (T₆), 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법이 상기 스트립 압연 프로세스 파라미터를 각각 측정하고,

   스탠드 작업 롤 및 테이블 롤의 각속도를 측정하고,

   스트립 이동의 선속도를 결정하고, 및

   상기 섹션의 각각에서 측정된 프로세스 파라미터의 값 중 세 개 이상을 연속적으로 평균내기 위하여 세 개 이상의 동일한 길이의 스트립 섹션을 정하고,

   또한 압연 제품에 대하여, 상기 스트립 길이의 평가 부분(rated portion)을 섹션으로 세분되도록 설정하는 단계;

   또한 직접적인, 컴퓨터 조작에 의한(computational), 및 간접적인 방법 중 선택된 하나 이상의 방법에 의해, 각 섹션의 압연의 측정된 프로세스 파라미터의 평균값에 따라서 각 압연 스트립 섹션에서 상기 제품 특성(consumer properties)을 결정하는 단계;

   상기 결정된 제품 특성을 제품 특성의 사전 설정 한계와 비교하는 단계;

   상기 제품 특성값이 상기 사전 설정 한계 내에 있는 스트립 길이의 부분을 결정하는 단계; 및

   상기 동일하거나 근사한 제품 범위에 대한 상기 스트립 압연 주요 표준으로서 상기 프로세스 파라미터를 확립하는 단계 (상기 결정된 스트립 길이 부분이 상기 평가된 부분 보다 작지 않은 경우), 또는 새로운 스트립에 대하여 상기 프로세스 파라미터를 수정하는 단계 (상기 결정된 스트립 길이 부분이 상기 평가된 부분 보다 작은 경우)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 제품의 생산 기술의 최적화 방법.