(57)【要約】  本発明は、素材の形状パターンに対応して矯正を行うことができる矯正システム及び矯正方法に関し、加熱炉で加熱された後、圧延機を通過した素材を冷却するために、素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射する冷却装置と、冷却装置を通過した素材を矯正する矯正装置と、冷却装置を通過した素材の平坦度を測定する平坦度計と、平坦度計から素材の平坦度データを受信し、それに対応して冷却装置を制御し、素材の平坦度を向上させる制御部と、を含む。かかる構成で、素材の形状パターンに対応して矯正ロールの間隔と矯正速度を設定し、冷却装置の幅方向に対する冷却流量を制御することで、素材の平坦度を向上させるという効果を得ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉で加熱された後、圧延機を通過した素材を冷却するために、素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射する冷却装置と、
前記冷却装置を通過した素材を矯正する矯正装置と、
前記冷却装置を通過した素材の平坦度を測定する平坦度計と、
前記平坦度計から素材の平坦度データを受信し、それに対応して前記冷却装置を制御し、素材の平坦度を向上させる制御部と、を含むことを特徴とする矯正システム。
【請求項２】
前記制御部は、
複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して前記冷却装置を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材の形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、前記冷却装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の矯正システム。
【請求項３】
前記制御部は、
素材の形状パターンに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、前記冷却装置を制御することを特徴とする請求項２に記載の矯正システム。
【請求項４】
前記冷却装置の上流に配置され、前記冷却装置側に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度センサーをさらに含み、
前記制御部は、前記高温素材温度センサーから受信した素材の幅方向の温度データに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、前記冷却装置を制御することを特徴とする請求項３に記載の矯正システム。
【請求項５】
前記冷却装置の下流に配置され、前記冷却装置を通過した素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度センサーをさらに含み、
前記制御部は、前記冷却素材温度センサーから受信した素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上であると、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再設定し、前記冷却装置を制御することを特徴とする請求項４に記載の矯正システム。
【請求項６】
前記冷却装置は、
外部冷却流体供給ラインと連結されるベースフレームと、
前記ベースフレームに配置され、素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射するノズルアセンブリーと、を含むことを特徴とする請求項３に記載の矯正システム。
【請求項７】
前記ノズルアセンブリーは、
前記ベースフレームに配置されて冷却流体の供給を受け、ノズルが複数の行と列に備えられ、所定の数の前記ノズルがグループを形成して複数のグループノズルに分割され、前記グループノズルを開閉して所定の領域に冷却流体を噴射することを特徴とする請求項６に記載の矯正システム。
【請求項８】
前記ベースフレームは、移動する素材の上部に配置され、
前記ノズルアセンブリーの複数の前記グループノズルは、前記素材の幅方向と平行に一列に配置されることを特徴とする請求項７に記載の矯正システム。
【請求項９】
前記ノズルアセンブリーは、
複数の前記グループノズルを個別に開閉するように制御し、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を前記グループノズル別に異ならせて噴射することを特徴とする請求項８に記載の矯正システム。
【請求項１０】
前記ノズルアセンブリーは、
冷却流体が貯蔵されるハウジングと、
前記ハウジングの内側に突出して複数設けられ、長手方向にスルーホールが形成されて冷却流体を外部に噴射する前記ノズルと、
複数設けられ、複数の前記グループノズル上にそれぞれ配置され、前記グループノズルそれぞれを開閉するマスクと、
前記ハウジングに複数配置され、複数の前記マスクを個別に上下移動させるアクチュエーターと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の矯正システム。
【請求項１１】
前記マスクは、
冷却流体が流動することができる複数の流動ホールが形成され、一側面が前記アクチュエーターと締結されるベースプレートと、
前記ベースプレートの他側面に配置され、前記ベースプレートの流動ホールに対応する位置にホールが形成され、前記ノズルを閉鎖する場合、前記ノズルのスルーホールをシールする弾性部材と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の矯正システム。
【請求項１２】
前記マスクのベースプレートは、
一側面の中心に突出形成され、前記アクチュエーターと締結される締結部と、
前記ベースプレートの変形を防止するために前記締結部から前記ベースプレートの周縁まで延びて形成される補強リブと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の矯正システム。
【請求項１３】
前記ノズルアセンブリーは、
冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じることを防止するために、複数の前記グループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設けられることを特徴とする請求項７に記載の矯正システム。
【請求項１４】
前記制御部は、
複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して前記矯正装置を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材の形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、前記矯正装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の矯正システム。
【請求項１５】
前記制御部は、
素材の形状パターンに対応して前記矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項１４に記載の矯正システム。
【請求項１６】
素材の先端部と尾端部の位置を把握する位置感知センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の矯正システム。
【請求項１７】
前記制御部は、
前記位置感知センサーからデータを受信し、素材の先端部が前記矯正装置に位置し、素材の尾端部が前記冷却装置に位置することを感知すると、前記矯正装置の矯正速度を前記冷却装置の冷却速度と一致するように前記矯正装置を制御することを特徴とする請求項１６に記載の矯正システム。
【請求項１８】
前記制御部は、
前記位置感知センサーからデータを受信し、素材の先端部が前記矯正装置に位置し、素材の尾端部が前記冷却装置から離脱していることを感知すると、素材の形状パターンに対応して前記矯正装置の矯正速度を制御することを特徴とする請求項１６に記載の矯正システム。
【請求項１９】
前記制御部は、
前記平坦度計から所定の時間間隔でデータを受信し、それによる素材の形状パターンに対応して前記矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項１５に記載の矯正システム。
【請求項２０】
前記冷却装置の上流に配置され、素材に冷却流体を噴射して素材の形状変形を誘導する形状調節装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の矯正システム。
【請求項２１】
前記制御部は、
複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して前記形状調節装置を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材の形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、前記形状調節装置を制御することを特徴とする請求項２０に記載の矯正システム。
【請求項２２】
前記形状調節装置は、
素材の幅方向に冷却流体を噴射し、冷却流体の噴射量を調節して素材の形状変形を誘導することを特徴とする請求項２１に記載の矯正システム。
【請求項２３】
前記形状調節装置は、
素材の上部に配置され、素材の上部面に冷却流体を噴射する上部形状調節部と、
素材の下部に配置され、素材の下部面に冷却流体を噴射する下部形状調節部と、を含むことを特徴とする請求項２２に記載の矯正システム。
【請求項２４】
前記制御部は、
素材の形状パターンに対応して前記上部形状調節部と下部形状調節部のうち少なくともいずれか一つを動作させ、素材の上部面と下部面のうち少なくともいずれか一つに冷却流体を噴射するように制御することを特徴とする請求項２３に記載の矯正システム。
【請求項２５】
前記制御部は、
素材の形状パターンに対応して素材の上部面と下部面に噴射されるべき冷却流体の流量を設定し、前記上部形状調節部と下部形状調節部の冷却流体の噴射量を制御することを特徴とする請求項２４に記載の矯正システム。
【請求項２６】
前記形状調節装置は、
前記冷却装置から素材に噴射された冷却流体が前記加熱炉側に流れることを遮断するように、所定の圧力で素材の幅方向に冷却流体を噴射することを特徴とする請求項２０に記載の矯正システム。
【請求項２７】
前記素材の形状パターンは、
全体に波高が形成されたトータルウェーブパターン、エッジ部分に最大波高が形成されるエッジウェーブパターン、長手方向の中心部に最大波高が形成されるセンターウェーブパターン、幅方向にラウンド状に形成される湾曲パターン、及び先端部又は尾端部が巻き上がるカールパターンに設定されることを特徴とする請求項２、請求項１４、請求項２１のいずれか一項に記載の矯正システム。
【請求項２８】
前記制御部は、
素材の形状パターンに対応して前記圧延機の圧延圧下力と圧延速度のうち少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項２に記載の矯正システム。
【請求項２９】
圧延機を通過した後、冷却装置により冷却した素材の平坦度を測定する平坦度測定ステップと、
素材の平坦度データから素材の形状パターンを把握する形状パターン把握ステップと、
素材の形状パターンに対応して制御部が矯正装置を制御する矯正装置制御ステップと、
素材の形状パターンに対応して制御部が素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射する冷却装置を制御する冷却装置制御ステップと、を含むことを特徴とする矯正方法。
【請求項３０】
前記矯正装置制御ステップは、
素材の形状パターンに対応して前記矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項２９に記載の矯正方法。
【請求項３１】
前記矯正装置制御ステップは、
素材の先端部と尾端部の位置を把握する素材位置感知ステップを含むことを特徴とする請求項２９に記載の矯正方法。
【請求項３２】
前記矯正装置制御ステップは、
素材の先端部が前記矯正装置に位置し、素材の尾端部が前記冷却装置に位置することを感知すると、前記矯正装置の矯正速度を前記冷却装置の冷却速度と一致するように、前記制御部が前記矯正装置を制御することを特徴とする請求項３１に記載の矯正方法。
【請求項３３】
前記矯正装置制御ステップは、
素材の先端部が前記矯正装置に位置し、素材の尾端部が前記冷却装置から離脱していることを感知すると、素材の形状パターンに対応して前記制御部が前記矯正装置の矯正速度を制御することを特徴とする請求項３１に記載の矯正方法。
【請求項３４】
前記矯正装置制御ステップは、
所定の時間間隔で平坦度データを受信し、それによる素材の形状パターンに対応して前記矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することを特徴とする請求項２９に記載の矯正方法。
【請求項３５】
前記冷却装置制御ステップは、
素材を幅方向に所定の領域に分割し、素材の形状パターンに対応して素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定する噴射流量設定ステップと、
複数のグループノズルが素材の幅方向に一列に形成された冷却装置を制御し、素材の分割された各領域に冷却流体を個別に噴射する冷却流体噴射ステップと、を含むことを特徴とする請求項２９に記載の矯正方法。
【請求項３６】
前記冷却装置制御ステップは、
圧延機を通過した後、前記冷却装置に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度測定ステップをさらに含み、
前記噴射流量設定ステップにおいて素材の幅方向に対する温度データに対応して素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定することを特徴とする請求項３５に記載の矯正方法。
【請求項３７】
前記噴射流量設定ステップは、
冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じることを防止するために、複数の前記グループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設定することを特徴とする請求項３５に記載の矯正方法。
【請求項３８】
前記冷却装置は、
複数の前記グループノズルを個別に開閉し、素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に冷却流体を噴射することを特徴とする請求項３５に記載の矯正方法。
【請求項３９】
前記冷却装置は、
複数の前記グループノズルを個別に開閉するように制御し、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を前記グループノズル別に異ならせて噴射することを特徴とする請求項３４に記載の矯正方法。
【請求項４０】
前記冷却装置を通過して冷却された素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度測定ステップをさらに含み、
前記冷却素材温度測定ステップにおいて測定された素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上であると、前記噴射流量設定ステップにおいて素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再度設定することを特徴とする請求項３６に記載の矯正方法。
【請求項４１】
圧延機を通過した後、冷却装置に進入する素材に形状調節装置が冷却流体を噴射し、素材の形状変形を誘導する形状調節ステップと、
把握された素材の形状パターンに対応して前記制御部が前記形状調節装置を制御する形状調節装置制御ステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の矯正方法。
【請求項４２】
前記形状調節装置は、
素材の上部に配置され、素材の上部面に冷却流体を噴射する上部形状調節部と、
素材の下部に配置され、素材の下部面に冷却流体を噴射する下部形状調節部と、を含むことを特徴とする請求項４１に記載の矯正方法。
【請求項４３】
前記形状調節装置制御ステップは、
素材の形状パターンに対応して前記制御部が前記上部形状調節部と下部形状調節部のうち少なくともいずれか一つを動作させ、素材の上部面と下部面のうち少なくともいずれか一つに冷却流体を噴射するように制御することを特徴とする請求項４２に記載の矯正方法。
【請求項４４】
前記形状調節装置制御ステップは、
素材の形状パターンに対応して素材の上部面と下部面に噴射されるべき冷却流体の流量を設定し、前記上部形状調節部と下部形状調節部の冷却流体の噴射量を制御することを特徴とする請求項４２に記載の矯正方法。
【請求項４５】
素材の形状パターンに対応して前記圧延機の圧延圧下力と圧延速度のうち少なくともいずれか一つを制御する圧延機制御ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矯正システム及び矯正方法に係り、より詳しくは、素材の形状パターンに対応して矯正を行うことができる矯正システム及び矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は一般的な厚板工程ラインを概略的に示した図である。図１を参照すると、素材は、加熱炉１０から高温の状態で引き出され、圧延機２０を通過した後、予備矯正機３０で予備矯正された後、冷却装置４０で加速冷却される。加速冷却された素材は、熱間矯正機５０を通過して形状矯正された後、冷却台６０で冷却される。そして、冷却台６０で空冷の後、検査装備７０により素材の平坦度を測定し、後工程で冷間矯正などのさらなる矯正工程が必要であるか否かを判断する。
【０００３】
矯正機５０は、オンラインで形状を改善する工程を行い、操業条件は、素材の圧延が終了する前に決定され、鋼種、素材の厚さ及び幅、予測温度に応じて設定される。しかし、圧延後、矯正工程を行う前までの素材の温度変化、圧延後の素材の形状、加速冷却後の素材の形状などの変数を考慮することができず、正確な矯正作業が行われないという問題がある。
また、長さが５５ｍまでの素材が生産される工程ラインでは、素材の長さが長くなるほど素材内で形状が一定でなくなり、素材の先端部、中端部、また尾端部における形状はそれぞれ異なる。かかる矯正前の素材の条件に対して長手方向に同一の矯正条件で矯正工程を一度行うだけでは、優れた平坦度を確保するのに限界がある。
さらに、より優れた平坦度の確保のために、矯正工程前の冷却工程で素材の幅方向に対する温度偏差を最小化し、素材の変形を防止する必要もある。
【０００４】
図２は従来の厚板工程ラインに適用される冷却装置を概略的に示した概略図である。
図２を参照すると、従来の冷却装置は、素材の幅方向に所定の量の冷却流体を噴射するように構成される。しかし、素材の幅方向に所定の量の冷却流体を噴射すると、素材の中心部は、体積に比べ冷却流体との接触面積が小さくて冷却効果が低下し、素材の縁部分は冷却流体との接触面積が広くて冷却効果が増加するために、素材全体に温度偏差が生じるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、素材の形状パターンに対応して矯正装置及び冷却装置を制御することで、平坦度を向上させることができる矯正システム及び矯正方法を提供することにある。
また、本発明は、上記の問題を解決するために、素材の幅に対応して冷却流体を供給できるように、幅方向に供給される冷却流体の流量を可変できる冷却装置を制御することで、高温素材の幅方向に対して温度偏差を最小化する矯正システム及び矯正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するためになされた、本発明の矯正システムは、加熱炉で加熱された後、圧延機を通過した素材を冷却するために、素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射する冷却装置と、冷却装置を通過した素材を矯正する矯正装置と、冷却装置を通過した素材の平坦度を測定する平坦度計と、平坦度計から素材の平坦度データを受信し、それに対応して冷却装置を制御し、素材の平坦度を向上させる制御部と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
制御部は、複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して冷却装置を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材の形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、冷却装置を制御することができる。
制御部は、素材の形状パターンに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、冷却装置を制御することがよい。
冷却装置の上流に配置され、冷却装置側に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度センサーをさらに含み、制御部は、高温素材温度センサーから受信した素材の幅方向の温度データに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、冷却装置を制御することが好ましい。
【０００８】
冷却装置の下流に配置され、冷却装置を通過した素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度センサーをさらに含み、制御部は、冷却素材温度センサーから受信した素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上であると、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再設定し、冷却装置を制御することが好ましい。
冷却装置は、外部冷却流体供給ラインと連結されるベースフレームと、ベースフレームに配置され、素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射するノズルアセンブリーと、を含むことができる。
ノズルアセンブリーは、ベースフレームに配置されて冷却流体の供給を受け、ノズルが複数の行と列に備えられ、所定の数のノズルがグループを形成して複数のグループノズルに分割され、グループノズルを開閉して所定の領域に冷却流体を噴射することがよい。
【０００９】
ベースフレームは、移動する素材の上部に配置され、ノズルアセンブリーの複数のグループノズルは、素材の幅方向と平行に一列に配置されることがよい。
ノズルアセンブリーは、複数のグループノズルを個別に開閉するように制御し、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量をグループノズル別に異ならせて噴射することができる。
ノズルアセンブリーは、冷却流体が貯蔵されるハウジングと、ハウジングの内側に突出して複数設けられ、長手方向にスルーホールが形成されて冷却流体を外部に噴射するノズルと、複数設けられ、複数のグループノズル上にそれぞれ配置され、グループノズルそれぞれを開閉するマスクと、ハウジングに複数配置され、複数のマスクを個別に上下移動させるアクチュエーターと、を含むことが好ましい。
【００１０】
マスクは、冷却流体が流動することができる複数の流動ホールが形成され、一側面がアクチュエーターと締結されるベースプレートと、ベースプレートの他側面に配置され、ベースプレートの流動ホールに対応する位置にホールが形成され、ノズルを閉鎖する場合、ノズルのスルーホールをシールする弾性部材と、を含むことが好ましい。
マスクのベースプレートは、一側面の中心に突出形成され、アクチュエーターと締結される締結部と、ベースプレートの変形を防止するために締結部からベースプレートの周縁まで延びて形成される補強リブと、を含むことができる。
ノズルアセンブリーは、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じることを防止するために、複数のグループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設けられることがよい。
【００１１】
制御部は、複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して矯正装置を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材の形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、矯正装置を制御することがよい。
制御部は、素材の形状パターンに対応して矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することができる。
素材の先端部と尾端部の位置を把握する位置感知センサーをさらに含むことが好ましい。
【００１２】
制御部は、位置感知センサーからデータを受信し、素材の先端部が矯正装置に位置し、素材の尾端部が冷却装置に位置することを感知すると、矯正装置の矯正速度を冷却装置の冷却速度と一致するように矯正装置を制御することがよい。
また、制御部は、位置感知センサーからデータを受信し、素材の先端部が矯正装置に位置し、素材の尾端部が冷却装置から離脱していることを感知すると、素材の形状パターンに対応して矯正装置の矯正速度を制御することができる。
制御部は、平坦度計から所定の時間間隔でデータを受信し、それによる素材の形状パターンに対応して矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
【００１３】
冷却装置の上流に配置され、素材に冷却流体を噴射して素材の形状変形を誘導する形状調節装置をさらに含むことがよい。
制御部は、複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して形状調節装置を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材の形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、形状調節装置を制御することができる。
形状調節装置は、素材の幅方向に冷却流体を噴射し、冷却流体の噴射量を調節して素材の形状変形を誘導することが好ましい。
【００１４】
形状調節装置は、素材の上部に配置され、素材の上部面に冷却流体を噴射する上部形状調節部と、素材の下部に配置され、素材の下部面に冷却流体を噴射する下部形状調節部と、を含むことができる。
制御部は、素材の形状パターンに対応して上部形状調節部と下部形状調節部のうち少なくともいずれか一つを動作させ、素材の上部面と下部面のうち少なくともいずれか一つに冷却流体を噴射するように制御することがよい。
制御部は、素材の形状パターンに対応して素材の上部面と下部面に噴射されるべき冷却流体の流量を設定し、上部形状調節部と下部形状調節部の冷却流体の噴射量を制御することが好ましい。
【００１５】
形状調節装置は、冷却装置から素材に噴射された冷却流体が加熱炉側に流れることを遮断するように、所定の圧力で素材の幅方向に冷却流体を噴射することがよい。
素材の形状パターンは、全体に波高が形成されたトータルウェーブパターン、エッジ部分に最大波高が形成されるエッジウェーブパターン、長手方向の中心部に最大波高が形成されるセンターウェーブパターン、幅方向にラウンド状に形成される湾曲パターン、及び先端部又は尾端部が巻き上がるカールパターンに設定されることが好ましい。
制御部は、素材の形状パターンに対応して圧延機の圧延圧下力と圧延速度のうち少なくともいずれか一つを制御することができる。
【００１６】
上記の目的を達成するためになされた、本発明の矯正方法は、圧延機を通過した後、冷却装置により冷却した素材の平坦度を測定する平坦度測定ステップと、素材の平坦度データから素材の形状パターンを把握する形状パターン把握ステップと、素材の形状パターンに対応して制御部が矯正装置を制御する矯正装置制御ステップと、素材の形状パターンに対応して制御部が素材の幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射する冷却装置を制御する冷却装置制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
矯正装置制御ステップは、素材の形状パターンに対応して矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することができる。
矯正装置制御ステップは、素材の先端部と尾端部の位置を把握する素材位置感知ステップを含むことがよい。
矯正装置制御ステップは、素材の先端部が矯正装置に位置し、素材の尾端部が冷却装置に位置することを感知すると、矯正装置の矯正速度を冷却装置の冷却速度と一致するように、制御部が矯正装置を制御することがよい。
矯正装置制御ステップは、素材の先端部が矯正装置に位置し、素材の尾端部が冷却装置から離脱していることを感知すると、素材の形状パターンに対応して制御部が矯正装置の矯正速度を制御することが好ましい。
【００１８】
矯正装置制御ステップは、所定の時間間隔で平坦度データを受信し、それによる素材の形状パターンに対応して矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することがよい。
冷却装置制御ステップは、素材を幅方向に所定の領域に分割し、素材の形状パターンに対応して素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定する噴射流量設定ステップと、複数のグループノズルが素材の幅方向に一列に形成された冷却装置を制御し、素材の分割された各領域に冷却流体を個別に噴射する冷却流体噴射ステップと、を含むことが好ましい。
冷却装置制御ステップは、圧延機を通過した後、冷却装置に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度測定ステップをさらに含み、噴射流量設定ステップにおいて素材の幅方向に対する温度データに対応して素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定することができる。
【００１９】
噴射流量設定ステップは、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じることを防止するために、複数のグループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設定することができる。
冷却装置は、複数のグループノズルを個別に開閉し、素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に冷却流体を噴射することがよい。
冷却装置は、複数のグループノズルを個別に開閉するように制御し、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量をグループノズル別に異ならせて噴射することが好ましい。
【００２０】
冷却装置を通過して冷却された素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度測定ステップをさらに含み、冷却素材温度測定ステップにおいて測定された素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上であると、噴射流量設定ステップにおいて素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再度設定することができる。
圧延機を通過した後、冷却装置に進入する素材に形状調節装置が冷却流体を噴射し、素材の形状変形を誘導する形状調節ステップと、把握された素材の形状パターンに対応して制御部が形状調節装置を制御する形状調節装置制御ステップと、をさらに含むことがよい。
形状調節装置は、素材の上部に配置され、素材の上部面に冷却流体を噴射する上部形状調節部と、素材の下部に配置され、素材の下部面に冷却流体を噴射する下部形状調節部と、を含むことが好ましい。
【００２１】
形状調節装置制御ステップは、素材の形状パターンに対応して制御部が上部形状調節部と下部形状調節部のうち少なくともいずれか一つを動作させ、素材の上部面と下部面のうち少なくともいずれか一つに冷却流体を噴射するように制御することが好ましい。
形状調節装置制御ステップは、素材の形状パターンに対応して素材の上部面と下部面に噴射されるべき冷却流体の流量を設定し、上部形状調節部と下部形状調節部の冷却流体の噴射量を制御することがよい。
さらに、素材の形状パターンに対応して圧延機の圧延圧下力と圧延速度のうち少なくともいずれか一つを制御する圧延機制御ステップをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による矯正システム及び矯正方法によると、素材の形状パターンに対応して矯正ロールの間隔と矯正速度を設定し、冷却装置の幅方向に対する冷却流量を制御することで素材の平坦度を向上させるという効果を得ることができる。
また、本発明によると、素材の幅方向に供給される冷却流体の流量を可変するように冷却装置を制御することができ、高温素材の幅方向に対する温度偏差を最小化するという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般的な厚板工程ラインを概略的に示した図である。
【図２】厚板工程ラインに適用される従来の冷却装置を概略的に示した概略図である。
【図３】本発明の実施形態による矯正システムを概略的に示した図である。
【図４】本発明の実施形態による矯正システムを概略的に示したブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による矯正システムにおいて制御部に保存されている素材の形状パターンを概略的に示した図であって、（ａ）はトータルウェーブパターン、（ｂ）はエッジウェーブパターン、（ｃ）はセンターウェーブパターン、（ｄ）は湾曲パターン、（ｅ）はカールパターンを示す。
【図６】本発明の実施形態による矯正システムにおいて素材の長手方向に対する矯正装置の矯正ロールの間隔の制御及び矯正速度の制御を概略的に示したグラフである。
【図７】本発明の実施形態による矯正システムにおいて素材の長さによる矯正装置の矯正速度の制御を概略的に示したグラフであり、（ａ）は素材が長く形成された場合であり、（ｂ）は素材が短く形成された場合である。
【図８】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置を概略的に示した斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置において複数のグループノズルを概略的に示した斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態による矯正システムにおいて冷却装置の動作状態を概略的に示した正面図である。
【図１１】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置において一部分を拡大し、概略的に示した斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態による矯正システムにおいて冷却装置のマスクを抜粋し、概略的に示した斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてノズルを閉鎖した状態を概略的に示した断面図である。
【図１４】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてノズルを開放した状態を概略的に示した断面図である。
【図１５】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてノズルの開放時にマスクの流動ホールを介して冷却流体が移動する状態を概略的に示した図である。
【図１６】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてノズルの閉鎖時にマスクの流動ホールを介して冷却流体が移動する状態を概略的に示した図である。
【図１７】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置において他の実施形態によるマスクを用いてノズルを閉鎖した状態を概略的に示した断面図である。
【図１８】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置において他の実施形態によるマスクを用いてノズルを開放した状態を概略的に示した断面図である。
【図１９】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてさらに他の実施形態によるマスクを抜粋し、概略的に示した斜視図である。
【図２０】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてマスクを取り替える状態を概略的に示した状態図である。
【図２１】本発明の実施形態による矯正システムの冷却装置においてマスクを着脱する状態を概略的に示した図である。
【図２２】本発明の実施形態による矯正方法を概略的に示したフローチャートである。
【図２３】本発明の実施形態による矯正方法において矯正装置制御ステップを概略的に示したフローチャートである。
【図２４】本発明の実施形態による矯正方法において冷却装置制御ステップを概略的に示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の特徴に関する理解を容易にするために、以下、本発明の実施形態に関する矯正システム及び矯正方法についてより詳細に説明する。
以下で説明される実施形態の理解を容易にするために、添付の各図面の構成要素に参照符号を付けるに際し、同一の構成要素に対してはたとえ他の図面上に表されていてもできるだけ同一の符号を有するようにしている点に留意すべきである。また、本発明を説明するに際し、関連の公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断された場合には、その詳細な説明は省略する。
【００２５】
以下、添付した図面を基にして、本発明の具体的な実施形態について説明する。
図３は本発明の実施形態による矯正システムを概略的に示した図であり、図４は矯正システムを概略的に示したブロック図である。図５は矯正システムにおいて制御部に保存されている素材の形状パターンを概略的に示した図である。図６は矯正システムにおいて素材の長手方向に対する矯正装置の矯正ロールの間隔の制御及び矯正速度の制御を概略的に示したグラフであり、図７は矯正システムにおいて素材の長さによる矯正装置の矯正速度の制御を概略的に示したグラフである。
図３から図７に示したとおり、本発明の実施形態による矯正システムは、加熱炉で加熱された後、圧延機２０を通過した素材を冷却するために、素材Ｍの幅方向に分割された複数の領域に対して所定のパターンで冷却流体を噴射する冷却装置１００と、冷却装置１００を通過した素材Ｍを矯正する矯正装置５０と、冷却装置１００を通過した素材Ｍの平坦度を測定する平坦度計８３と、平坦度計８３から素材Ｍの平坦度データを受信し、それに対応して、冷却装置１００と矯正装置５０のうち少なくともいずれか一つを制御することで素材の平坦度を向上させる制御部９０と、を含む。
【００２６】
制御部９０は、複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して冷却装置１００と矯正装置５０のうち少なくともいずれか一つを制御するためのデータとが保存されており、平坦度計８３から受信したデータにより素材の形状パターンを把握し、冷却装置１００と矯正装置５０のうち少なくともいずれか一つを制御するように動作する。
ここで、素材の形状パターンは、図５に示したとおり、全体に波高が形成されたトータルウェーブパターン（ａ）、エッジ部分に最大波高が形成されるエッジウェーブパターン（ｂ）、長手方向の中心部に最大波高が形成されるセンターウェーブパターン（ｃ）、幅方向にラウンド状に形成される湾曲パターン（ｄ）、及び先端部又は尾端部が巻き上がるカールパターン（ｅ）に設定されることができる。素材の形状パターンはこれに限定されず、実際に素材が変形されて形成される他の形状パターンがある場合、かかる形状パターンを追加することができることは言うまでもない。
矯正装置５０は、厚板工程ラインに適用されるいかなる矯正装置をも設置することができ、制御部９０は、素材の形状パターンに対応して、矯正装置５０の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御するように設けられる。
【００２７】
すなわち、矯正装置５０は、素材の鋼種、幅、厚さなどに対応して、矯正ロールの間隔と矯正速度を予め設定し、矯正作業を行う。本発明では、これに加え、冷却装置１００を通過した素材の形状パターンを把握し、その形状パターンに対応して、矯正装置５０の矯正ロールの間隔と矯正速度をさらに調整して矯正作業を行うことで、より精度の高い矯正が行われるようにする。
また、制御部９０は、平坦度計８３から所定の時間間隔でデータを受信し、それによる素材の形状パターンに対応して、矯正装置５０の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御する。すなわち、素材が長く形成される場合、素材は、長手方向において各領域で発生する形状パターンが異なって形成されることがある。したがって、長手方向に異なる形状パターンが形成される場合、かかる現象まで考慮し、より精度の高い矯正作業が行われるように制御する。
例えば、図６に示したとおり、素材の先端部は湾曲パターン、中心部は扁平なパターン、尾端部はエッジウェーブパターンに形成されると、既設定された矯正ロールの間隔（ａ）と比較して、先端部と尾端部で再度設定された矯正ロールの間隔（ｂ）は、既設定された矯正ロールの間隔（ａ）よりも狭くなるように再設定する。また、既設定された矯正ロール速度（ｃ）と比較して、先端部と中心部で再設定された矯正ロール速度（ｄ）は、既設定された矯正速度（ｃ）よりも遅くなるように再設定して矯正作業を行う。
【００２８】
本発明の実施形態による矯正システムは、素材の先端部と尾端部の位置を把握する位置感知センサー（図示せず）をさらに含む。これは、素材の位置を正確に把握し、素材の冷却速度及び矯正速度をより正確に調節するためである。
例えば、制御部９０は、位置感知センサーからデータを受信し、素材の先端部が矯正装置５０に位置し、素材の尾端部が冷却装置１００に位置することを感知すると、矯正装置５０の矯正速度が冷却装置１００の冷却速度と一致するように矯正装置５０を制御する。
すなわち、図７に示したとおり、素材の先端部が冷却装置１００に進入する時点（ａ）から素材の尾端部が冷却装置１００から離脱する時点（ｂ）までは、素材の矯正速度（Ｂ）を冷却速度（Ａ）と一致するように設定する。
【００２９】
より具体的には、図７の（ａ）は、素材の長さが長く形成された場合であって、素材が冷却装置１００を通過している過程で素材の先端部が矯正装置５０に進入し、矯正作業が行われる。この際、素材の尾端部まで正確に冷却工程が完了するように、矯正装置５０の矯正速度（Ｂ）を冷却速度（Ａ）と一致するように設定する。仮に、素材の形状パターンに対応して素材の矯正速度（Ｂ）を冷却速度（Ａ）よりも遅く調節する場合、素材の尾端部に過冷現象が発生し、素材の所望の物性を確保することが難しい。
また、制御部９０は、位置感知センサーからデータを受信し、素材の先端部が矯正装置５０に位置し、素材の尾端部が冷却装置１００から離脱していることを感知すると、素材の形状パターンに対応して矯正装置５０の矯正速度（Ｂ）を制御し、矯正作業を行う。
【００３０】
一方、図６の（ｂ）は、素材の長さが短く形成された場合であって、素材が冷却装置１００を通過した後、素材の先端部が矯正装置５０に進入して矯正作業が行われる。この際、素材の冷却工程が既に完了しているため、矯正装置５０の矯正速度（Ｂ）を素材の形状パターンに対応して調節し、矯正作業を行うことができる。
さらに、制御部９０は、素材の形状パターンに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、冷却装置１００を制御する。
また、冷却装置１００の上流に配置され、冷却装置１００側に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度センサー８１をさらに備えることで、制御部が高温素材温度センサー８１から受信した素材の幅方向の温度データに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、冷却装置１００を制御することができる。
【００３１】
すなわち、素材の幅方向に温度を測定し、相対的に温度が高い領域に多くの流量の冷却流体を噴射し、相対的に温度が低い領域には少ない流量の冷却流体を噴射するか冷却流体を噴射しないように制御し、素材で発生する幅方向への温度偏差を最小化することができる。
また、冷却装置１００の下流に配置され、冷却装置１００を通過した素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度センサー８２をさらに含むことで、制御部９０が冷却素材温度センサー８２から受信した素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、かかる温度偏差を考慮して、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再設定し、冷却装置１００を制御することもできる。
すなわち、冷却装置１００を通過した素材の幅方向に対する温度を再測定し、最高温度と最低温度の温度偏差が品質を確保することができる温度偏差よりも大きい場合には、温度偏差を減少させるために、最高温度領域に噴射される冷却流体の流量を増加させるか、最低温度領域に噴射される冷却流体の流量を減少させるように、冷却流体の噴射流量を再設定することができる。
【００３２】
かかる構成で、オンライン上で高温素材温度センサー８１から測定されたデータにより１次的に各領域に噴射される冷却流体の流量を設定し、冷却素材温度センサー８２から測定されたデータを受信し、素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、２次的に各領域に噴射される冷却流体の流量を再調節することができ、素材の幅方向に対する温度偏差を最小化できる最適の冷却流体の噴射流量を設定することができる。
また、本発明の実施形態による矯正システムは、冷却装置１００の上流に配置され、素材Ｍに冷却流体を噴射して素材Ｍの形状変形を誘導する形状調節装置４００をさらに含むことができる。ここで、制御部９０には、複数の形状パターンデータと、その形状パターンに対応して、形状調節装置４００を制御するためのデータとが保存されており、測定された素材Ｍの形状パターンと保存された形状パターンとをマッチングさせて、形状調節装置４００を制御することができる。
かかる形状調節装置４００は、素材Ｍの幅方向に冷却流体を噴射し、冷却流体の噴射量を調節することで、素材Ｍの形状変形を誘導することができる。
【００３３】
より具体的には、形状調節装置４００は、素材Ｍの上部に配置され、素材Ｍの上部面に冷却流体を噴射する上部形状調節部４１０と、素材Ｍの下部に配置され、素材Ｍの下部面に冷却流体を噴射する下部形状調節部４２０と、を含む。
また、上部形状調節部４１０と下部形状調節部４２０は、図面に図示してはいないが、冷却流体を噴射するノズルと、ノズルで冷却流体を供給する冷却水供給ラインと、冷却水供給ラインに配置され、ノズルに供給される冷却流体の流量を制御する制御弁とから構成されることができる。ここで、上部形状調節部４１０と下部形状調節部４２０とに連結される冷却水供給ラインは分離され、制御弁もそれぞれ備えられ、上部形状調節部４１０と下部形状調節部４２０を介して噴射される冷却流体を個別に調節するように備えられる。
【００３４】
かかる形状調節装置４００は、冷却装置１００から素材Ｍに噴射された冷却流体が加熱炉側に流れることを遮断するように、所定の圧力で素材Ｍの幅方向に冷却流体を噴射することができる。すなわち、形状調節装置４００は、素材Ｍに残留する滞留水が外部の装備に流れることを防止する滞留水遮断装置としての役割も同時に果たすことができる。
制御部９０は、素材Ｍの形状パターンに対応して、上部形状調節部４１０と下部形状調節部４２０のうち少なくともいずれか一つを動作させて、素材Ｍの上部面と下部面のうち少なくともいずれか一つに冷却流体を噴射するように制御する。
例えば、冷却装置１００を通過した素材Ｍが長手方向に先端部と尾端部が下向きになった湾曲パターンに形成され、幅方向にも両側端が下向きになった湾曲パターンに形成される場合には、形状調節装置４００の上部形状調節部４１０と下部形状調節部４２０の両方を動作させて、素材Ｍの上部面と下部面に冷却流体を噴射するように制御すると、素材Ｍの長手方向と幅方向に湾曲パターン形状が残るが、波形の最大高さが小さくなる。
【００３５】
仮に、上記のように素材Ｍの長手方向に先端部と尾端部が下向きになった湾曲パターンに形成され、幅方向にも両側端が下向きになった湾曲パターンが形成される場合に、上部形状調節部４１０のみを動作させて、素材の上部面にのみ冷却流体を噴射すると、長手方向と幅方向にさらに大きい波形高さを有する湾曲パターンが形成される。また、下部形状調節部４２０のみを動作させて、素材の下部面にのみ冷却流体を噴射すると、長手方向では波高が低くなるが、幅方向ではさらに大きい波形高さを有する湾曲パターンが形成される。
このように、冷却装置１００を通過した素材Ｍの形状パターンに対応して、素材Ｍの上部面と下部面に対する冷却流体の噴射有無を決定し、データを形状調節装置４００にフィードバックすると、それ以降に冷却装置１００に進入する素材Ｍにこれを適用し、素材Ｍの平坦度を向上させることができる。
制御部９０は、素材Ｍの形状パターンに対応して、素材Ｍの上部面と下部面に噴射されるべき冷却流体の流量を設定し、上部形状調節部４１０と下部形状調節部４２０の冷却流体の噴射量を制御する。
【００３６】
例えば、素材Ｍの上部面と下部面に噴射されるべき冷却流体の流量を同一にする必要がある場合、制御部９０は、上部形状調節部４１０から噴射される冷却流体の流量と、下部形状調節部４２０から噴射される冷却流体の流量との割合を８：１０に設定することができる。これは、素材Ｍの上部面に噴射される冷却流体は、所定の量が素材Ｍの上部に滞留するためであり、かかる流量を考慮して、素材Ｍの上部面に噴射される冷却流体の流量を、下部面に噴射される冷却流体の流量よりも少なく設定する。この際、素材Ｍの上部面と下部面に噴射される冷却流体の流量比は、素材Ｍの大きさに対応して異なるよう設定される。
さらに、本発明の実施形態による矯正システムの制御部９０は、素材Ｍの形状パターンに対応して、圧延機２０の圧延圧下力と圧延速度のうち少なくともいずれか一つを制御することもできる。すなわち、素材Ｍの形状パターンを把握し、最初に素材Ｍの形状パターンに影響を及ぼす圧延機２０の圧延圧下力と圧延速度を調節して圧延した後、素材Ｍが特定の形状パターンに変形されることを最小化することができる。
【００３７】
このように、素材の幅方向に対して、所定の領域に個別に冷却流体を噴射することができる冷却装置１００については、以下でより詳細に説明する。
図８は矯正システムの冷却装置を概略的に示した斜視図であり、図９は矯正システムの冷却装置において複数のグループノズルを概略的に示した斜視図であり、図１０は矯正システムにおいて冷却装置の動作状態を概略的に示した正面図である。図１１は矯正システムの冷却装置において一部分を拡大し、概略的に示した斜視図であり、図１２は矯正システムにおいて冷却装置のマスクを抜粋し、概略的に示した斜視図である。図１３及び図１４は矯正システムの冷却装置においてノズルを閉鎖及び開放した状態を概略的に示した断面図であり、図１５及び図１６は矯正システムの冷却装置においてノズル開放時及び閉鎖時にマスクの流動ホールを介して冷却流体が移動する状態を概略的に示した図である。
図８から図１６に示したとおり、冷却装置１００は、外部冷却流体供給ライン１０と連結されるベースフレーム２００と、ベースフレーム２００に配置され、素材Ｍの幅方向に対する温度偏差を最小化するために、素材の幅方向に分割された複数の領域Ｚに対して、所定のパターンで冷却流体を噴射するノズルアセンブリー３００と、を含む。
【００３８】
ノズルアセンブリー３００は、ベースフレーム２００に配置されて冷却流体の供給を受ける。ノズル３２０は複数の行と列に備えられ、所定の数のノズル３２０がグループを形成して複数のグループノズルＧに分割され、グループノズルＧを開閉し、所定の領域に冷却流体を噴射するように構成される。
すなわち、ノズル３２０は、複数設けられ、所定の数のノズル３２０をグループノズルＧとし、所定の数のノズル３２０を同時に開放して所定の領域Ｚに冷却流体を同時に噴射することができ、かつ、供給された流量を比較的短時間で安定化することができ、指示流量プロファイルを安定的に追従することができる。ここで、冷却流体は、冷却水として設けられ、ノズル３２０の開放時に冷却流体の自重による自由落下によって高温素材上に落下して冷却が行われるように備えられることができる。
また、ノズルアセンブリー３００は、複数のグループノズルＧのうち少なくともいずれか一つのグループノズルＧを開放し、特定の領域Ｚに選択的に冷却流体を噴射するように設けられる。
【００３９】
より具体的には、ノズルアセンブリー３００が高温素材Ｍの幅方向に配置され、ノズルアセンブリー３００のグループノズルＧが高温素材Ｍの幅方向に一列に配置される場合、複数のグループノズルＧのうち特定のグループノズルを選択的に開放することで、高温素材Ｍの特定の領域Ｚのみを冷却するように設けられることができる。
例えば、図１０に示したとおり、グループノズルが１０個配置される場合、図面の左側を基準に、２番目、４番目、７番目、及び９番目のグループノズルは閉鎖し、１番目、３番目、５番目、６番目、８番目、及び１０番目のグループノズルは開放して、冷却流体を噴射するように動作することができる。
【００４０】
かかる構成により、高温素材Ｍの幅方向における特定の領域に対して冷却流体を選択的に噴射することができ、幅方向に対する温度偏差を最小化することができる。すなわち、高温素材Ｍにおいて高温の領域で多量の冷却流体が噴射する必要がある領域には、その領域に対応する位置の２〜３個のグループノズルを開放し、多量の冷却流体を噴射することができるように動作させ、比較的低温の領域には、１個のグループノズルを開放し、比較的少ない流量の冷却流体を噴射するか又はグループノズルを閉鎖して、冷却流体が噴射されないように動作させることで、幅方向に対する温度偏差を最小化することができる。
さらに、複数のグループノズルのうち両側端に位置する１番目、１０番目のグループノズルは、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じることを防止するために、所定の量の冷却流体が排出されるように冷却装置が作動する間は常に開放されていることが好ましい。
ベースフレーム２００は、ノズルアセンブリー３００が設けられる支持フレーム２１０と、支持フレーム２１０に配置され、冷却流体供給ライン１０と連結され、冷却流体が貯蔵される貯蔵配管２２０と、ノズルアセンブリー３００と貯蔵配管２２０とを連結し、ノズルアセンブリー３００に冷却流体を供給する供給配管２３０と、を含む。
【００４１】
すなわち、貯蔵配管２２０は、冷却流体供給ライン１０と連結されて冷却流体の供給を受け、ノズルアセンブリー３００に冷却流体をスムーズに供給するために、ノズルアセンブリー３００に貯蔵される冷却流体の量よりも多い量の冷却流体を予め貯蔵するように形成されることが好ましい。また、供給配管２３０には、弁（図示せず）が備えられ、ノズルアセンブリー３００に貯蔵された冷却流体が所定の量以下になると、冷却流体を供給するように動作することができる。
ノズルアセンブリー３００は、冷却流体が貯蔵されるハウジング３１０と、ハウジング３１０の内側に突出して複数設けられ、長手方向にスルーホールが形成され、冷却流体を外部に噴射するノズル３２０と、複数設けられ、複数のグループノズル上にそれぞれ配置され、グループノズルそれぞれを開閉するマスク３３０と、ハウジング３１０に複数配置され、複数のマスク３３０を個別に上下移動させるアクチュエーター３４０と、を含む。
【００４２】
ハウジング３１０は、中空部を有するように設けられ、内部に所定の量以上の冷却流体を貯蔵し、下側面は水平に設けられ、複数のノズル３２０が形成される。
また、ハウジング３１０は、長く形成され、グループノズルが一列に配置されるように設けられることもできる。この場合、ハウジング３１０を高温素材の幅方向に配置し、複数のグループノズルを選択的に開放することで、幅方向において特定の領域に冷却流体を供給することができる。
ノズル３２０は、所定の領域に冷却流体を噴射するために、ハウジング３１０に複数の行と列に設けられる。また、ノズル３２０は、ハウジング３１０の下側面からハウジング３１０の内側に突出して形成され、長手方向にスルーホールが形成され、冷却流体を外部に噴射するように設けられる。すなわち、マスク３３０がノズル３２０を閉鎖する場合、突出したノズル３２０の端部を加圧して閉鎖することができ、冷却流体の漏れをより効果的に防止することができる。ノズル３２０の形状はこれに限定されず、所定の領域に冷却流体を同時に噴射することができるものであれば如何なる形態でも設けられることができることは言うまでもない。
【００４３】
また、複数のノズル３２０は、所定の数のノズルをグループで形成し、複数のグループノズルに分割することができる。例えば、ノズル３２０がハウジング３１０に８行８０列に形成される場合、縦８個と横８個のノズル３２０を一つのグループノズルとすると、計１０個のグループノズルに分割される。この際、マスク３３０は、一つのグループノズル、すなわち、縦８個と横８個のノズル３２０を同時に開閉するように設けられる。
マスク３３０は、ハウジング３１０の内部に配置されて上下に移動し、ハウジング３１０の内部に突出した複数のノズル３２０、すなわち、一つのグループノズルを同時に開閉するように動作することで、複数のノズル３２０を介して同時に冷却流体を噴射又は遮断するように設けられる。この際、ハウジング３１０に配置されるアクチュエーター３４０の駆動により、マスク３３０が上下に移動するようになる。この際、ノズル３２０を閉鎖した状態で、マスク３３０を移動してノズル３２０を開放する場合、マスク３３０とノズル３２０との間隔を調節することで、噴射される冷却流体の流量を制御することもできる。
【００４４】
より具体的には、マスク３３０は、冷却流体が流動することができる複数の流動ホールｈが形成され、一側面がアクチュエーター３４０と締結されるベースプレート３３１と、ベースプレート３３１の他側面に配置され、ベースプレート３３１の流動ホールｈに対応する位置にホールが形成され、ノズル３２０を閉鎖する場合、ノズル３２０のスルーホールをシールする弾性部材３３２と、を含む。
ベースプレート３３１は、ハウジング３１０に配置された複数のノズル３２０をすべて覆うことができる面積で形成され、上下に移動するときに冷却流体による抵抗を最小化するために、ノズル３２０を閉鎖するための領域以外には流動ホールｈが形成される。すなわち、ベースプレート３３１が、所定の面積を有し、ハウジング３１０の内部で上下方向に移動する場合、広い表面積によって冷却流体による抵抗が大きく発生し、制御信号に対する応答が遅くなり、指示流量プロファイルの追従が困難である。そのため、速い応答速度を確保するために、多数の流動ホールｈを形成することで、上下移動の際に発生する流動抵抗を最小化した。
【００４５】
ノズル３２０を閉鎖した状態で、ベースプレート３３１を上側に移動させてノズル３２０を開放する場合、図１５に示したとおり、ベースプレート３３１に形成されている複数の流動ホールｈを介して多量の冷却流体が流動することができ、ベースプレート３３１に印加される抵抗を減少させ、ベースプレート３３１が変形されることを最小化することができる。また、所定の時間が経過した後、ノズル３２０を閉鎖するために移動させる場合にも、図１６に示したとおり、複数の流動ホールｈを介して多量の冷却流体が流動することができ、ベースプレート３３１に印加される抵抗を減少させることができる。
また、マスク３３０のベースプレート３３１は、一側面の中心に突出形成され、アクチュエーター３４０と締結される締結部３３３と、ベースプレート３３１の変形を防止するために、締結部３３３からベースプレート３３１の周縁まで延びて形成される補強リブ３３４と、を含む。
【００４６】
すなわち、ベースプレート３３１は、広い表面積を有しており、上下移動時に締結部３３３を中心に前後と左右の４側端で曲げ変形が発生し、長時間使用する場合、ベースプレート３３１に疲労荷重が累積し破損するという問題が生じることがある。ベースプレート３３１の中心に形成された締結部３３３からベースプレート３３１の周縁まで延びて補強リブ３３４を形成することで、曲げ荷重に対して補強することができる。この際、補強リブ３３４は、締結部３３３とベースプレート３３１の一側面に溶接締結されることが好ましい。
さらに、マスク３３０が、ハウジング３１０の内部に一列に配置され、ノズル３２０を開閉する場合、補強リブ３３４は、マスク３３０が配置される方向と同一の方向にベースプレート３３１に形成されることが好ましい。すなわち、マスク３３０が上下移動する場合、ハウジング３１０の内部の冷却流体は、マスク３３０の移動によって両側に押し出され、このように押し出された冷却流体は、隣り合うマスク３３０に大きい荷重で印加されて隣り合うマスク３３０の破損を誘発することもある。したがって、マスク３３０が配置される方向と同一の方向に補強リブ３３４を形成することで、ベースプレート３３１に荷重が集中する領域を補強することができる。
【００４７】
図１７及び図１８は矯正システムの冷却装置において他の実施形態によるマスクを用いてノズルを閉鎖及び開放した状態を概略的に示した断面図である。
図１７及び図１８に示したとおり、マスク３３０の弾性部材３３２は、ノズル３２０と密着する部位に突出して形成され、ノズル３２０を加圧してシールする突出部３３２ａをさらに含むことができる。すなわち、弾性部材３３２は、ノズル３２０が密着する領域でノズル３２０側に突出する突出部３３２ａを備えてノズル３２０を閉鎖する場合、冷却流体が漏れないようにシールすることができる。この際、突出部３３２ａは、少なくともノズル３２０の直径よりも大きく形成されることが好ましい。
【００４８】
図１９は矯正システムの冷却装置においてさらに他の実施形態によるマスクを抜粋し、概略的に示した斜視図である。
図１９に示したとおり、ベースプレート３３１に備えられる補強リブ３３４は、ベースプレート３３１の変形をより高い剛性で支持するために、締結部からベースプレート３３１それぞれの角まで延びて形成される複数の第１リブ３３４ａと、複数の第１リブ３３４ａの上部に配置され、複数の第１リブ３３４ａの間を連結する第２リブ３３４ｂとして設けられることもできる。補強リブ３３４の形状及び構造はこれに限定されず、ベースプレート３３１が曲がる現象を防止することができるものであれば如何なる形態でも設けられることができることは言うまでもない。
【００４９】
図２０は冷却装置においてマスクを取り替える状態を概略的に示した状態図であり、図２１は冷却装置においてマスクを着脱する状態を概略的に示した図である。
図２０及び図２１に示したとおり、マスク３３０は、アクチュエーター３４０から着脱するように設けられる。すなわち、ベースプレート３３１に形成された締結部３３３とアクチュエーター３４０の作動ロッドが着脱するように設けられる。これは、長時間の使用に伴うベースプレート３３１の変形又は弾性部材３３２の腐食などによってマスク３３０がノズル３２０を正確に開閉することができない場合に、マスク３３０のみを容易に取り替えて使用するためである。この際、アクチュエーター３４０と締結部３３３は、図２０に示すように、ピン３６０で締結されて、アクチュエーター３４０と締結部３３３とをより簡単に締結及び分離させることができる。アクチュエーター３４０とベースプレート３３１を着脱するための構成はこれに限定されず、様々な機械的締結方法が適用されることができることは言うまでもない。
このために、ハウジング３１０は、外部と連通して設けられ、マスク３３０を取り外すか又は挿入することができる大きさに形成される貫通部３１１と、ハウジング３１０の貫通部３１１を開閉するドア部３５０と、をさらに含む。すなわち、ドア部３５０は、ハウジング３１０の貫通部３１１を閉鎖し、ハウジング３１０の内部の状態の点検又はマスク３３０の取り替えが必要な場合、ドア部３５０を開け、ハウジング３１０の内部を開放することができる。この際、ドア部３５０は、ハウジング３１０に回転可能に締結されて貫通部３１１を開閉するか、貫通部３１１に着脱可能に設けられて貫通部３１１を開閉するように設けられることができる。
【００５０】
図２２は本発明の実施形態による矯正方法を概略的に示したフローチャートである。
図２２に示したとおり、本発明の実施形態による矯正方法は、圧延機を通過した後、冷却装置に進入する素材に、形状調節装置が冷却流体を噴射し、素材の形状変形を誘導する形状調節ステップ（Ｓ１００）と、冷却装置により冷却された素材の平坦度を測定する平坦度測定ステップ（Ｓ２００）と、素材の平坦度データから素材の形状パターンを把握する形状パターン把握ステップ（Ｓ３００）と、把握された素材の形状パターンに対応して、制御部が形状調節装置を制御する形状調節装置制御ステップ（Ｓ４００）と、素材の形状パターンに対応して、制御部が矯正装置を制御する矯正装置制御ステップ（Ｓ５００）と、素材の形状パターンに対応して、制御部が冷却装置を制御する冷却装置制御ステップ（Ｓ６００）と、を含む。
ここで、形状調節装置は、素材の上部に配置され、素材の上部面に冷却流体を噴射する上部形状調節部と、素材の下部に配置され、素材の下部面に冷却流体を噴射する下部形状調節部と、を含む。
【００５１】
かかる構成で、形状調節装置制御ステップ（Ｓ４００）は、素材の形状パターンに対応して、制御部が上部形状調節部と下部形状調節部のうち少なくともいずれか一つを動作させ、素材の上部面と下部面のうち少なくともいずれか一つに冷却流体を噴射するように制御する。
また、形状調節装置制御ステップ（Ｓ４００）は、素材の形状パターンに対応して、素材の上部面と下部面に噴射される冷却流体の流量を設定し、上部形状調節部と下部形状調節部の冷却流体の噴射量を制御することができる。
かかる形状調節装置制御ステップ（Ｓ４００）は、素材の形状パターンをフィードバックし、リアルタイムで形状調節装置を制御して、素材の平坦度を向上させることができる。
【００５２】
図２３は本発明の実施形態による矯正方法において矯正装置制御ステップを概略的に示したフローチャートである。
図２３に示したとおり、矯正装置制御ステップ（Ｓ５００）は、素材の形状パターンに対応して、矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することができる。また、矯正装置制御ステップ（Ｓ５００）は、素材の先端部と尾端部の位置を把握する素材位置感知ステップを含む。
【００５３】
より具体的には、素材の先端部と尾端部の位置を把握（Ｓ５２０）し、素材の先端部が矯正装置に位置し、素材の尾端部が冷却装置に位置することを感知（Ｓ５３０のはいの例）すると、矯正装置の矯正速度を冷却装置の冷却速度と一致するように、制御部が矯正装置を制御（Ｓ５１０）する。
また、素材の先端部が矯正装置に位置し、素材の尾端部が冷却装置から離脱していることを感知（Ｓ５３０のいいえの例）すると、素材の形状パターンに対応して、制御部が矯正装置の矯正速度を制御（Ｓ５４０）する。
すなわち、素材の先端部が矯正装置に進入しても、素材の後端部がまだ冷却装置で冷却されている場合には、矯正装置の矯正速度は冷却装置の冷却速度と一致するように制御し、素材の尾端部が冷却装置から離脱して冷却工程が終了した場合には、矯正装置の矯正速度を素材の形状パターンに対応する矯正速度に調節するように制御する。
【００５４】
ここで、制御部は、矯正装置の矯正速度を初期に冷却装置の冷却速度と一致（Ｓ５１０）するように設定しておき、素材の先端部と尾端部の位置を把握（Ｓ５２０）し、素材の先端部が矯正装置に位置した状態で尾端部が冷却装置から離脱する場合（Ｓ５３０のいいえの例）に、素材の形状パターンに対応して、矯正装置の矯正速度を調節するように制御（Ｓ５４０）することができる。
さらに、所定の時間間隔で平坦度データを受信し、それによる素材の形状パターンに対応して、矯正装置の矯正ロールの間隔と矯正速度のうち少なくともいずれか一つを制御することができる。すなわち、素材が長く形成される場合、素材は、長手方向において各領域で発生する形状パターンが異なって形成される。したがって、長手方向に異なる形状パターンが形成される場合、かかる現象まで考慮し、より精度の高い矯正作業が行われるように制御することができる。
【００５５】
図２４は本発明の実施形態による矯正方法において冷却装置制御ステップを概略的に示したフローチャートである。
図２４に示したとおり、素材を幅方向に所定の領域に分割し、素材の幅方向に対する温度に対応して、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定する噴射流量設定ステップ（Ｓ６２０）と、複数のグループノズルが素材の幅方向に一列に形成された冷却装置を制御し、素材の分割された各領域に冷却流体を個別に噴射する冷却流体噴射ステップ（Ｓ６３０）と、を含む。
また、圧延機を通過した後、冷却装置に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度測定ステップ（Ｓ６１０）をさらに含み、噴射流量設定ステップ（Ｓ６２０）において素材の幅方向に対する温度データに対応して、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定することができる。
【００５６】
また、冷却装置を通過して冷却された素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度測定ステップ（Ｓ６４０）をさらに含み、冷却素材温度測定ステップ（Ｓ６４０）において測定された素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度、すなわち、素材が満たすべき温度偏差範囲以上（Ｓ６５０のはいの例）になると、かかる温度偏差を考慮して、噴射流量設定ステップ（Ｓ６２０）に戻り、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再調節することができる。
かかる方法により、オンライン上で高温素材温度測定ステップ（Ｓ６１０）から測定されたデータにより１次的に各領域に噴射される冷却流体の流量を設定し、冷却素材温度測定ステップ（Ｓ６４０）から測定されたデータにより素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、２次的に各領域に噴射される冷却流体の流量を再調節することができ、素材の温度偏差を最小化できる最適の冷却流体の噴射流量を設定することができる。すなわち、素材の幅方向に対する温度偏差を測定し、これをフィードバックして、噴射する冷却流体の流量をリアルタイムで調節し、温度偏差による素材の変形を最小化することができる。
【００５７】
ここで、噴射流量設定ステップ（Ｓ６２０）は、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じることを防止するために、複数のグループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設定する。
また、冷却装置は、複数のグループノズルを個別に開閉することで、素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に冷却流体を噴射するように構成される。
また、冷却装置は、複数のグループノズルを個別に開閉するように制御することで、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量をグループノズル別に異ならせて噴射するように設けることができる。
さらに、本発明の実施形態による矯正方法は、素材の形状パターンに対応して、圧延機の圧延圧下力と圧延速度のうち少なくともいずれか一つを制御する圧延機制御ステップをさらに含むことができる。すなわち、素材の形状パターンを把握し、最初に素材の形状パターンに影響を及ぼす圧延機の圧延圧下力と圧延速度を調節することで、圧延後、素材が特定の形状パターンに変形されることを最小化することができる。
【００５８】
以上、本発明は、限定された実施形態と図面により説明しているものの、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と以下に記載する特許請求の範囲の均等範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５９】
１０：加熱炉、（外部）冷却流体供給ライン
２０：圧延機
３０：予備矯正機
４０：冷却装置
５０：矯正装置、（熱間）矯正機
６０：冷却台
７０：検査装備
８１：高温素材温度センサー
８２：冷却素材温度センサー
８３：平坦度計
９０：制御部
１００：冷却装置
２００：ベースフレーム
２１０：支持フレーム
２２０：貯蔵配管
２３０：供給配管
３００：ノズルアセンブリー
３１０：ハウジング
３１１：貫通部
３２０：ノズル
３３０：マスク
３３１：ベースプレート
３３２：弾性部材
３３２ａ：突出部
３３３：締結部
３３４：補強リブ
３３４ａ：第１リブ
３３４ｂ：第２リブ
３４０：アクチュエーター
３５０：ドア部
３６０：ピン
４００：形状調節装置
４１０：上部形状調節部
４２０：下部形状調節部
Ｇ：グループノズル
ｈ：流動ホール
Ｍ：素材
Ｚ：（素材の幅方向に分割された複数の）領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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