KR19990010973A - Determination method of finish rolling side temperature of mini mill process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미니밀공정에서 마무리 압연 초기설정을 정확히 하기 위해서 인턱티브 히터 출측온도, 열연강대 속도, 코일박스 조업조건에 따른 온도강하량을 유한차분법에 의해 계산하여, 정확한 마무리 압연 입측온도를 결정하는 방법에 관한 것으로, 조압연을 마친 열연강대를 인덕티브 히터에서 인덕티브 목표온도로 가열하여 인덕티브 히터 출측에서 열연강대의 표면온도가 측정하는 과정과, 인덕티브 히터의 표면 과열도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 유한차분법을 활용하여 모의측정하는 과정과, 가속로에서 통과길이는 열연강대 속도와 가속로 길이를 이용하여 가속로에서의 열연강대 통과길이를 산출하고, 분위기온도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 산출하는 과정과, 가속로와 권취기 사이에서의 열연강대의 온도강하량을 산출하는 과정과, 권취기에서 권취되는 열연강대의 길이 및 권취시간을 차례로 산출하는 과정과, 분위기온도 및 형상인자들을 고려한 권취시의 열연강대 온도강하량을 산출하는 과정과, 권취로에서 권취된 열연강대의 온도강하량을 산출하는 과정과, 상기 권취시 권취된 열연강대 온도강하량 산출과정의 역과정을 통해 열연강대 언코일러에서의 열연강대 온도강하량을 산출하는 과정과, 언코일러에서 마무리 압연온도계까지 거리를 평면 열연강대에서의 온도강하량에 의해 산출하여 마무리압연 입측온도 설정치를 산출하는 과정을 구비하여 이루어진다.The present invention calculates the temperature drop amount according to the inductor heater exit temperature, hot rolled steel strip speed, coil box operating conditions in order to accurately determine the finish rolling initial stage in the mini mill process, and determines the exact finish rolling entrance temperature. The process of measuring the surface temperature of the hot rolled steel strip at the inductive heater exit side by heating the hot-rolled steel strip after rough rolling to the inductive target temperature in the inductive heater, and considering the surface superheat of the inductive heater The process of simulating the thickness distribution of the steel in the thickness direction using finite difference method, calculating the passage length of the hot rolled steel strip in the accelerator by using the hot rolled steel strip speed and the acceleration length in the accelerator, and considering the ambient temperature To calculate the thickness distribution of the hot rolled steel sheet, and the temperature of the hot rolled steel sheet between the accelerator and the winder The process of calculating the load, the process of calculating the length and winding time of the hot rolled steel coil wound by the winding machine, the process of calculating the temperature drop of the hot rolled steel steel sheet during the winding taking into consideration the atmospheric temperature and the shape factors, and the winding in the winding furnace Calculating a temperature drop amount of the hot rolled steel strip, and calculating a temperature drop amount of the hot rolled steel strip uncoiler through a reverse process of calculating the temperature drop amount of the hot rolled steel strip wound upon winding up, and finishing rolling thermometer in the uncoiler. And calculating the finish rolling input temperature set value by calculating the distance up to the temperature drop in the flat hot rolled steel strip.
Description
본 발명은 미니밀공정의 마무리압연 입측온도를 결정하는 방법에 관한 것으로, 특히 미니밀공정에서 인덕티브 히터 가열조건, 코일박스 조업조건, 열연강대 속도 등을 고려, 유한차분법에 의해 온도강하량을 계산하고, 마무리 압연입측 온도를 결정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining the finish rolling input temperature of the mini mill process, in particular, considering the induction heater heating conditions, coil box operating conditions, hot rolled steel strip speed, etc. in the mini mill process, the temperature drop amount is calculated by the finite difference method. And a method for determining the finish rolling incidence temperature.
미니밀공정은 기존 고로방식 제철법과는 달리 전기로에서 고촐을 용해하여 연속주조기에서 박슬라브(100mm 이하)로 주조, 중간설비를 통해 압연온도를 확보하여 직송열간압연을 실시하는 에너지 저감형, 환경친화적인 공정이다. 미니밀공정은 박슬라브를 직송열간압연하는 공정이므로 연속주조후, 저하된 주편온도를 확보하는 방법이 미니밀공정에 있어 중요하다. 현재 세계 유수의 미니밀공장에서 적용되고 있는 독일 SMS사의 CSP(Compact Strip Process)형의 경우, 150m 상당의 터널로에서 압연온도를 확보하여 마무리 압연기에서 열연강대를 열간압연하며, 독일 MDH사의 ISP(In-line Strip Process)형의 경우에는 연소주조후 1차 압연된 열연강대는 표면온도가 900℃ 근방이 되므로, 마무리 압연 입측온도인 1000℃ 근방까지 확보하기 위해서 인적티브 히터에서 가열을 해주며, 코일박스설비를 거쳐 마무리압연단계에 이르게 된다. 상기 ISP형은 연주공정과 압연공정 간의 물류 유연성을 혹보하기 위해 코일박스가 설치되었으며, 맨드렐이 없는 권취기, 유지로(holding furnace), 언코일러를 갖춘 최초의 설비이다.Unlike the existing blast furnace steelmaking method, the mini mill process melts the furnace in an electric furnace to cast thin slabs (less than 100 mm) in a continuous casting machine and secures the rolling temperature through intermediate facilities to perform direct hot rolling. It is a process. The mini mill process is a process of hot rolling hot slabs directly, so the method of securing a reduced slab temperature after continuous casting is important in the mini mill process. In the case of the CSP (Compact Strip Process) type of German SMS, which is currently applied in the world's leading mini mills, the hot rolling mill is hot rolled on the finishing mill by securing the rolling temperature in a tunnel furnace equivalent to 150m. In the case of -line strip process type, the first rolled hot rolled steel strip after combustion casting has a surface temperature of around 900 ° C, so it is heated by an interactive heater to ensure the temperature near the finish rolling entrance temperature of 1000 ° C. Through the box equipment, the finishing rolling stage is reached. The ISP type is the first facility equipped with a coil box, a holding furnace, an uncoiler, without a mandrel, to install the logistics flexibility between the playing process and the rolling process.
ISP형 미니밀공정에 도입된 코일박스는 미국특허 USP 3,803,891에 제시된 "열연강대 압연방법"에서 처럼, 맨드렐이 없는 바 권취기를 기본으로 권취된 바코일을 일정시간 유지하는 유지로 및 언코일러로 이루어져 있다. 기존의 코일박스는 가열로에서 추출된 열연 슬라브가 조압연과 마무리압연 사이에서 코일상태로 권취하는 방식이다. 조압연을 거쳐 마무리압연 단계에있는 열연강대는 속도가 느리기 때문에 열연강대의 후단부가 공기중에 장시간 유지되기 때문에 온도강하를 가져와 열연강대의 선단부와 후단부의 온도편차를 유발한다. 이러한 온도강하를 억제하기 위해 맨드렐이 없는 권취기로 구성된 코일박스가 기존의 고로밑에 도입되었다. 이러한 코일박스는 공기중에 방치되어 있는 형태이며, 열연강대의 온도는 가열로와 조압연단계에서 결정되며, 미국특허 USP 4,991,418에서는 조압연구간 및 권취시의 온도 강하량, 마무리 압연기 사이의 온도 강하량을 계산하여 마무리 압연 입측온도를 결정하였다. 이 방식에 의한 온도강하량 계산은 평균온도개념을 도입한 수학적인 계산이어서 정확한 표면온도를 산출하는 것이 어렵다.The coil box introduced in the ISP type mini mill process consists of a holding furnace and an uncoiler to maintain a coiled barcoil based on a mandrel-free bar winder as in the "hot rolled steel rolling method" proposed in US Pat. No. 3,803,891. have. Conventional coil box is a method in which the hot rolled slab extracted from the furnace is wound in a coil state between rough rolling and finish rolling. Since the hot rolled steel strip in the finishing rolling stage after rough rolling is slow, the hot end of the hot rolled steel strip is maintained for a long time in the air, which leads to a temperature drop, causing a temperature deviation between the tip and the rear end of the hot rolled steel strip. In order to suppress the temperature drop, a coil box composed of a mandrel-free winding was introduced under the existing blast furnace. The coil box is left in the air, and the temperature of the hot-rolled steel strip is determined in the heating furnace and the rough rolling stage, and US Patent US Pat. No. 4,991,418 calculates the temperature drop between the roughing study and the winding and the temperature drop between the finish rolling mill. The finish rolling side temperature was determined. The calculation of the temperature drop by this method is a mathematical calculation that introduces the average temperature concept, which makes it difficult to calculate the exact surface temperature.
기존의 고로밑에 코일박스가 도입된 열연공정과는 달리 ISP형 미니밀공정은 연속주조에 의해 생산된 열연 슬라브가 조압연공정에서 압연을 거친 뒤, 온도확보를 위해 인덕티브 히터에서 가열하고, 가속로를 거챠 맨드렐이 없는 코일박스에서 권취되고, 유지로, 언코일러를거쳐 마무리 압연단계에 이루는 공정이다.Unlike the hot rolling process in which the coil box is introduced under the blast furnace, the ISP type mini mill process is hot rolled slab produced by continuous casting after rolling in the rough rolling process, and then heated in an inductive heater to secure the temperature. The coil is wound in a coil box without a mandrel, and is a process of forming a finishing rolling step through an uncoiler with a fat or oil.
ISP형 미니밀공정은 인덕티브 히터에서 열연강대를 가열하여 압연에 적당한 온도로 승온하고 코일박스의 경우 밀폐로 노안에 권취기 및 언코일러가 있는 형태이므로, 기존방식의 온도강하량 계산 및 온도설정법으로는 한계가 있다.ISP type mini mill process uses hot rolled steel strip in inductive heater to raise the temperature to the suitable temperature for rolling, and coil box has the form of winding machine and uncoiler in airtight furnace furnace. There is a limit.
온도강하량은 인덕티브 히터 출측온도, 가속로 온도조건, 코일박스 온도저건에 따라 변하므로 이를 수용할 수 있는 과정이 필요하다. 공정 특성상 코일박스에서 권취와 풀림의 공정을 거치므로, 표면에 발생한 스케일이 탈락하는 현상이 나타나 마무리 압연 입측온도가 부정확할 경우 롤간격 및 롤힘 설정이 부정확해져 열연강대 선단부 두께편차가 많이 발생하는 원인이 된다. 또한, 마무리 압연 입측온도계의 실측치를 마무리 압연 초기설정에 이용할 경우, 시간상 촉박하다는 문제점이 대두된다. 따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 모델에 의한 마무리 압연온도의 정확한 예측이 필요하다.Since the temperature drop varies according to the induction heater exit temperature, the acceleration temperature condition, and the coil box temperature condition, a process that can accommodate this is necessary. Due to the nature of the process, the coil box undergoes winding and unwinding, which causes the scale to fall off on the surface.Inaccurate finish rolling temperature results in inaccurate roll spacing and roll force setting, resulting in a large thickness variation at the tip of the hot rolled steel strip. Becomes Moreover, when the measured value of a finish rolling measurement thermometer is used for finishing rolling initial stage setting, there exists a problem that it is impending in time. Therefore, to correct this problem, accurate prediction of the finish rolling temperature by the model is required.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 미니밀공정에서 마무리 압연 초기설정을 정확히 하기 위해서 인턱티브 히터 출측온도, 열연강대 속도, 코일박스 조업조건에 따른 온도강하량을 유한차분법에 의해 계산하여, 정확한 마무리 압연 입측온도를 결정하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and in order to accurately set the finish rolling in the mini mill process, the temperature drop amount according to the inductor heater exit temperature, the hot rolled steel strip speed, and the coil box operating condition is applied to the finite difference method. It aims at providing the method of calculating by this, and determining the exact finishing rolling side temperature.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미니밀공정의 마무리압연 입측온도 결정방법은, 조압연을 마친 열연강대를 인덕티브 히터에서 인덕티브 목표온도로 가열하여 인덕티브 히터 출측에서 열연강대의 표면온도가 측정하는 과정과, 인덕티브 히터의 표면 과열도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 유한차분법을 활용하여 모의측정하는 과정과, 가속로에서 통과길이는 열연강대 속도와 가속로 길이를 이용하여 가속로에서의 열연강대 통과길이를 산출하고, 분위기온도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 산출하는 과정과, 가속로와 권취기 사이에서의 열연강대의 온도강하량을 산출하는 과정과, 권취기에서 권취되는 열연강대의 길이 및 권취시간을 차례로 산출하는 과정과, 분위기온도 및 형상인자들을 고려한 권취시의 열연강대 온도강하량을 산출하는 과정과, 권취로에서 권취된 열연강대의 온도강하량을 산출하는 과정과, 상기 권취시 권취된 열연강대 온도강하량 산출과정의 역과정을 통해 열연강대 언코일러에서의 열연강대 온도강하량을 산출하는 과정과, 언코일러에서 마무리 압연온도계까지 거리를 평면 열연강대에서의 온도강하량에 의해 산출하여 마무리압연 입측온도 설정치를 결정하는 과정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the method for determining the finish rolling input temperature of the mini-milling process according to the present invention comprises heating the hot-rolled steel strip that has been roughly rolled to the inductive target temperature in the inductive heater to obtain the surface temperature of the hot-rolled steel strip at the inductive heater exit side. Process to measure the thickness distribution of the hot rolled steel strip by using finite difference method, considering the surface superheat of the inductive heater, Calculating the length of the hot rolled steel strip in the accelerator, calculating the thickness distribution of the hot rolled steel sheet in consideration of the ambient temperature, and calculating the temperature drop of the hot rolled steel sheet between the accelerator and the winder; , The process of calculating the length and winding time of the hot rolled steel strip wound by the winding machine in sequence, and the winding time in consideration of the ambient temperature and shape factors. Hot-rolled steel strip in the hot-rolled steel coil uncoiler through the process of calculating the temperature drop of the mild steel strip, the process of calculating the temperature drop of the hot-rolled steel coil wound in the winding furnace, and the process of calculating the temperature-fall amount of the hot-rolled steel coil wound during the winding. And a step of calculating a temperature drop amount and a step of determining a finish rolling input temperature set value by calculating a distance from an uncoiler to a finish rolling thermometer by a temperature drop amount in a flat hot rolled steel strip.
도 1은 인덕티브 히터에서 마무리압연 입측까지의 공정개념도,1 is a process conceptual diagram from the inductive heater to the finish rolling entrance,
도 2는 본 발명에 따른 열연강대의 온도강하량 산출흐름도,2 is a flow chart for calculating the temperature drop of the hot rolled steel sheet according to the present invention;
도 3은 본 발명의 마무리 압연입측온도 산출치와 실측치와의 상관도,3 is a correlation diagram between the finish rolling incidence temperature calculated value of the present invention and the measured value,
도 4는 본 발명의 인덕티브 히터 출측온도에 따른 열연강대 길이방향 마무리 압연온도 관계그래프,4 is a graph of the relationship between the hot rolled steel strip longitudinal finish rolling temperature according to the induction heater exit temperature of the present invention,
도 5는 본 발명의 열연강대 권취시 분위기온도에 따른 열연강대 길이방향 마무리압연온도 산출치의 관계그래프이다.5 is a relation graph of the hot rolling strip longitudinal finish rolling temperature calculated value according to the ambient temperature at the time of winding the hot rolled steel strip of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 열연강대 2 : 인덕티브 히터 입측온도계1: Hot rolled steel strip 2: Inductive heater entrance thermometer
3 : 인덕티브 히터 4 : 인덕티브 히터 출측온도계3: inductive heater 4: inductive heater exit thermometer
5 : 가속로 6 : 권취기5: accelerator 6: winder
7 : 유지로 8 : 언코일러7: as retained 8: uncoiler
9 : 마무리압연 입측온도계 10 : 마무리압연 디스케일러9: finish rolling entrance thermometer 10: finish rolling descaler
11 : 마무리 압연기11: finish rolling mill
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 인덕티브 히터에서 마무리압연 입측까지의 공정개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열연강대의 온도강하량 산출흐름도이며, 도 3은 본 발명의 마무리 압연입측온도 산출치와 실측치와의 상관도이며, 도 4는 본 발명의 인덕티브 히터 출측온도에 따른 열연강대 길이방향 마무리 압연온도 관계그래프이며, 도 5는 본 발명의 열연강대 권취시 분위기온도에 따른 열연강대 길이방향 마무리압연온도 산출치의 관계그래프이다.1 is a process conceptual diagram from the inductive heater to the finish rolling entrance, Figure 2 is a flow chart of the temperature drop calculation flow chart of the hot-rolled steel strip according to the present invention, Figure 3 is a correlation between the final rolling entrance temperature calculated value and the measured value of the present invention 4 is a graph showing the relationship between the hot rolled steel strip longitudinal finish rolling temperature according to the induction heater exit temperature of the present invention, Figure 5 is the relationship between the hot rolled steel strip longitudinal finish rolling temperature calculated value according to the ambient temperature when winding the hot rolled steel strip of the present invention It is a graph.
먼저, 도 1을 참조하여 인덕티브 히터에서 마무리 압연단계까지의 공정과정을 살펴보면, 연속주조후, 조압연을 거친 열연강대(1)는 온도가 900℃ 근방으로 하락한다. 이때, 온도계(2)에서 인입온도를 측정하고, 목표온도까지 인덕티브 히터(3)에서 가열하여, 가열후 온도계(4)에서 가열후 온도를 측정한다. 인덕티브 히터(3)를 거친 열연강대가 현 열연강대가 권취완료후, 이동장치에 의해 유지로로 가는 준비시간 확보를 위해 바의 후단부에서 가속하는 기능을 가지는 가속로를 통과한다. 상기 가속로를 통과한 열연강대는 권취기의 권취형상 형성롤까지 공기중에 노출된 상태로 진행된다.First, referring to FIG. 1, the process from the inductive heater to the finish rolling step is described. After continuous casting, the hot rolled steel strip 1 subjected to rough rolling has a temperature of about 900 ° C. At this time, the inlet temperature is measured by the thermometer 2, heated by the inductive heater 3 to a target temperature, and the temperature after heating is measured by the thermometer 4 after heating. The hot rolled steel strip passing through the inductive heater 3 passes through the acceleration furnace having the function of accelerating at the rear end of the bar to secure the preparation time to the holding furnace by the moving device after the current hot rolled steel strip has been wound up. The hot rolled steel strip having passed through the accelerator proceeds in a state of being exposed to air to the winding shape forming roll of the winding machine.
맨드렐이 없는 권취기(6)에 도착된 열연강대는 권취형상 형성롤에 의해 초기 권취내경이 설정되고, 원하는 제품중량에 따라 바코일로 권취된다. 권취시 권취외경은 노온에 따라 복사에 의한 열전달이 일어나고, 한바퀴이상 권취된 코일의 경우 내권부 및 외권부를 제외하고는 바코일간 접촉되어 있으므로, 대류 및 열전도에 의한 열전달이 이루어진다.The hot rolled steel strip arriving at the winder 6 without mandrel has an initial winding diameter set by the winding shape forming roll, and is wound with a barcoil according to the desired product weight. During winding, the outer diameter of the coil is wound by radiation, and heat transfer by radiation occurs. In the case of coils wound one or more times, the coil is contacted except for the inner and outer parts of the coil, so that the heat is transferred by convection and heat conduction.
권취된 열연강대는 이송장치를 통해 유지로에 안착된다. 유지로(7)는 연속주조공정과 압연공정 간 공정이상시 공정조정을 할 수 잇는 부분이므로 최대 6코일, 60분간 권취된 코일을 유지할 수 있다.The wound hot rolled steel strip is seated in the holding furnace through the transfer device. The holding furnace 7 is a part capable of adjusting the process when the process is abnormal between the continuous casting process and the rolling process, so that the coil wound up to 6 coils and 60 minutes can be maintained.
유지로에서 추출된 권취 열연강대는 언코일러에서 풀려 마무리 압연기 온도계(9)에서 열연강대의 온도를 측정하여 마무리 압연기 설정에 활용된다. 이곳을 통과한 열연강대(1)는 디스케일러(16), 마무리 압연기(17)를 거쳐 최종 열연강대로 생산된다.The wound hot rolled steel strip extracted from the holding furnace is unrolled by an uncoiler and used to set the finish rolling mill by measuring the temperature of the hot rolled steel sheet at the finishing mill thermometer (9). The hot rolled steel strip 1 passed through this is produced through a descaler 16 and a finish rolling mill 17 to produce a final hot rolled steel sheet.
상기한 공정과정으로 된 미니밀공정에 있어서, 본 발명에 따른 마무리압연 입측온도 결정방법은, 조압연을 마친 열연강대를 인덕티브 히터에서 인덕티브 목표온도로 가열하여 인덕티브 히터 출측에서 열연강대의 표면온도가 측정하는 과정과, 인덕티브 히터의 표면 과열도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 유한차분법을 활용하여 모의측정하는 과정과, 가속로에서 통과길이는 열연강대 속도와 가속로 길이를 이용하여 가속로에서의 열연강대 통과길이를 산출하고, 분위기온도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 산출하는 과정과, 가속로와 권취기 사이에서의 열연강대의 온도강하량을 산출하는 과정과, 권취기에서 권취되는 열연강대의 길이 및 권취시간을 차례로 산출하는 과정과, 분위기온도 및 형상인자들을 고려한 권취시의 열연강대 온도강하량을 산출하는 과정과, 권취로에서 권취된 열연강대의 온도강하량을 산출하는 과정과, 상기 권취시 권취된 열연강대 온도강하량 산출과정의 역과정을 통해 열연강대 언코일러에서의 열연강대 온도강하량을 산출하는 과정과, 언코일러에서 마무리 압연온도계까지 거리를 평면 열연강대에서의 온도강하량에 의해 산출하여 마무리압연 입측온도 설정치를 결정하는 과정을 구비하여 이루어진다.In the mini-milling process as described above, the method for determining the finish rolling input temperature according to the present invention comprises heating the hot-rolled steel strip after rough rolling to the inductive target temperature by the inductive heater to the surface of the hot rolled steel strip at the inductive heater exit side. Process of measuring temperature, simulating the thickness distribution of hot rolled steel strip using finite difference method in consideration of the surface superheat of inductive heater, and the length of passage in the accelerator Calculate the pass length of the hot rolled steel strip in the acceleration furnace, calculate the thickness distribution of the hot rolled steel strip in consideration of the ambient temperature, and calculate the temperature drop of the hot rolled steel strip between the accelerator and the winder. And, calculating the length and winding time of the hot rolled steel coil wound in the winding machine in sequence, and winding time in consideration of the ambient temperature and shape factors Hot-rolled steel strip in the hot-rolled steel coil uncoiler through the process of calculating the temperature drop of the hot-rolled steel strip, calculating the temperature drop of the hot-rolled steel coil wound in the winding furnace, and calculating the temperature-fall amount of the hot-rolled steel coil wound during the winding. And a step of calculating a temperature drop amount and a step of determining a finish rolling input temperature set value by calculating the distance from the uncoiler to the finish rolling thermometer by the temperature drop amount in the flat hot rolled steel strip.
상기한 본 발명의 과정을 도 2를 참조하여 살펴보면, 조압연을 마친 열연강대는 인덕티브 히터에서 인덕티브 목표온도로 가열되어인덕티브 히터 출측에서 표면온도가 측정된다(20). 인덕티브 히터는 특성상 표면부위가 급속가열되기 때문에 두께방향으로 온도분포가 균일하지 않는다. 인덕티브 히터의 표면 과열도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 유한차분법을 활용하여 시뮬레이션하였다. 가속로에서의 열전달은 열연강대 표면에서는 복사와 대류에 의해 이루어지고, 열연강대 내부에서는 열전도에 의하여 이루어진다. 가속로는 분위기온도가 1000℃ 이상의 고온이다. 이때, 대류와 복사를 동시에 고려하면 표면에서의 열유속은 다음의 수학식 1과 같다.Looking at the process of the present invention with reference to Figure 2, the hot-rolled steel strip after the rough rolling is heated to the inductive target temperature in the inductive heater is measured surface temperature at the induction heater exit (20). Inductive heaters do not have a uniform temperature distribution in the thickness direction because the surface is rapidly heated due to their characteristics. Considering the surface superheat of the inductive heater, the thickness distribution of the hot rolled steel strip was simulated using the finite difference method. Heat transfer in the accelerator is achieved by radiation and convection on the surface of the hot-rolled steel strip, and by heat conduction inside the hot-rolled steel strip. The acceleration furnace is a high temperature of 1000 ° C or higher. At this time, considering the convection and radiation at the same time, the heat flux on the surface is as shown in Equation 1 below.
상기 수학식 1에서 q는 열유속(Kcal/㎡·hr), at는 복사와 대류를 고려한 열전달계수, A는 면적(㎡), Ts는 열연강대 표면온도, To는 강재표면과 접촉하는 분위기온도, ε은 방사율(0<ε<1), σ는 스테판-볼쯔만 상수(5.57×10-8W/m2K4)를 나타낸다.In Equation 1, q is a heat flux (Kcal / m 2 · hr), at is a heat transfer coefficient considering radiation and convection, A is an area (m 2), Ts is a hot rolled steel surface temperature, To is an ambient temperature in contact with a steel surface, ε represents the emissivity (0 <ε <1), and σ represents the Stefan-Boltzmann constant (5.57 × 10 -8 W / m 2 K 4 ).
또, 열연강대 내부에서는 열전도에 의하여 열전달이 이루어진다. 시간에 따른 열전달은 다음의 [수학식 2]와 같이 표현된다.In the hot rolled steel strip, heat transfer is performed by heat conduction. Heat transfer over time is expressed by Equation 2 below.
가속로에서 통과길이는 열연강대 속도와 가속로 길이로서 계산되고, 분위기온도를 고려하여 열연강대의 두께방향 온도분포를 산출한다(21).The passage length in the accelerator is calculated as the hot rolled steel strip speed and the accelerator length, and the temperature distribution of the hot rolled steel sheet is calculated in consideration of the ambient temperature (21).
가속로와 권취기 사이에서의 온도강하량은 가속로에서와 같은 방법으로서 산출한다(22). 그러나, 분위기온도는 열연강대가 대기중에 노출된 상태이므로 가속로의 고온조건과는 다르다. 권취기의 형성롤을 지난 코일은 형성롤 간의 간격에 따라 초기 권취내경이 설정되고 권취가 진행된다. 권취단계에서 온도강하량 계산은 전단계의 평면 열연강대 상태와는 달리 원형으로 권취되기 때문에 열해석 모델과 해석조건들이 변한다. 초기 권취형상을 가질때는 열연강대의 양표면이 복사와 대류에 의해 열전달이 이루어지지만 2회 이상 겹으로 이루어지면 내권부와 외권부는 복사와 대류에 의해 열전달이 일어난다.The amount of temperature drop between the accelerator and the winder is calculated in the same manner as in the accelerator (22). However, the ambient temperature is different from the high temperature conditions of the accelerator because the hot rolled steel strip is exposed to the atmosphere. In the coil passing through the forming roll of the winding machine, the initial winding inner diameter is set according to the interval between the forming rolls, and the winding proceeds. The calculation of the temperature drop in the winding stage is different from the planar hot rolled steel in the previous stage, so the thermal analysis model and analysis conditions change. In the initial winding shape, both surfaces of the hot rolled steel strip are heat-transferd by radiation and convection, but when two or more layers are formed, heat transfer is caused by radiation and convection.
따라서, 대류와 열전달을 고려한 등가 열전달계수가 도입되어야 한다. 권취단계에서의 온도강하량은 먼저 권취기에서 권취되는 열연강대의 길이를 계산하여(23) 권취시간을 계산하고(24), 분위기온도 및 형상인자들을 고려하여 권취시 온도강하량을 산출한다(25). 권취로에서 권취된 열연강대는 유지로에서 최장 60분간 유지되며, 권취완료시의 온도강하량 계산과 동일하게 계산한다(26). 열연강대 언코일러에서 온도강하량은 언코일링 시간이 짧기 때문에 영향은 적지만 권취시와는 반대의 단계로 계산된다(27). 언코일러에서 마무리 압연온도계까지 거리에서는 평면 열연강대에서의 온도강하량 계산으로 마무리압연 입측온도 설정치를 계산할 수 있다(28). 이렇게 계산된 마무리 압연 입측 온도는 마무리 압연기에서의 초기 설정치로 사용된다(29). 실직적으로 측정되는 마무리 압연 입측 온도는 스케일의 영향으로 정확히 측정할 수 없기 때문에 마무리 압연 초기 설정을 행하기가 어렵다. 따라서, 모델계산에 의한 정확한 초기온도 확보가 중요하다.Therefore, equivalent heat transfer coefficients should be introduced, taking into account convection and heat transfer. The amount of temperature drop in the winding step is first calculated by calculating the length of the hot rolled steel coil wound in the winding machine (23) and calculating the winding time (24), and calculating the temperature drop amount during the winding in consideration of the ambient temperature and shape factors (25). . The hot rolled steel coil wound in the winding furnace is maintained for up to 60 minutes in the holding furnace, and is calculated in the same manner as in the calculation of the temperature drop upon completion of winding (26). In hot rolled coil uncoiler, the temperature drop is less influenced due to the shorter uncoiling time, but it is calculated in the opposite stage of winding (27). For the distance from the uncoiler to the finish rolling thermometer, the finish rolling input temperature setpoint can be calculated by calculating the temperature drop in the flat hot rolled steel (28). The calculated finish rolling side temperature is used as an initial set point in the finish rolling mill (29). Since the finish rolling side temperature measured substantially cannot be measured accurately by the influence of scale, it is difficult to perform finish rolling initial setting. Therefore, it is important to ensure accurate initial temperature by model calculation.
도 3은 본 발명의 마무리 압연입측온도 산출치와 실측치와의 상관도를 나타낸 것으로서 계산치와 실측치가 잘 일치함을 보여준다. 마무리 압연 입측지점에서 열연강대 선단부의 온도 실측은 열연강대의 권취와 풀림에 의해 표면변형으로 스케일 박리현상이 일어나 정확히 측정하기가 힘들다. 따라서, 정상적인 온도만을 평균 발췌하여 마무리 압연 입측 온도 실측치로 대치하여 계산치와 비교하였다. 계산치는 실측치와 잘 일치하였다.Figure 3 shows the correlation between the final rolling measured temperature measurement value and the measured value of the present invention shows that the calculated value and the measured value is in good agreement. Temperature measurement of the tip of the hot rolled steel strip at the point of finish rolling is difficult to accurately measure due to scale deformation due to surface deformation due to winding and unwinding of the hot rolled steel strip. Therefore, only the normal temperature was averaged and replaced with the final rolling measured temperature measured value, and compared with the calculated value. The calculated values agree well with the measured values.
도 4는 본 발명의 인덕티브 히터 출측온도에 따른 열연강대 길이방향 마무리 압연온도 관계그래프로서, 열연강대 두께가 30mm, 속도 15mpm, 권취분위기 950℃, 유지로 1000℃, 언코일러 분위기 880℃ 조건에서 계산된 결과이다. 인덕티브히터 출축온도에 따라 마무리 압연온도가 거의 결정되며, ISP형 미니밀공정의 경우 인덕티브 히터의 출측온도 설정이 마무리 압연온도를 결정함을 알수 있다.Figure 4 is a graph of the relationship between the hot rolled steel strip longitudinal finish rolling temperature according to the induction heater exit temperature of the present invention, the thickness of the hot rolled steel strip 30mm, speed 15mpm, winding atmosphere 950 ℃, holding 1000 ℃, uncoiler atmosphere at 880 ℃ The calculated result. The finish rolling temperature is almost determined by the induction heater drawing temperature, and in the case of ISP type mini mill process, the exit temperature setting of the inductive heater determines the finishing rolling temperature.
도 5는 본 발명의 열연강대 권취시 분위기온도에 따른 열연강대 길이방향 마무리압연온도 산출치의 관계그래프이다. 열연강대 두께가 30mm, 속도 15mpm, 인덕티브 히터 출측온도가 10600℃, 유지로 1000℃, 언코일러 분위기 880℃ 조건에서 계산된 결과이다. 이 그래프를 보면, 권취시 분위기 온도가 50℃ 변화시 마무리 압연온도는 10℃ 정도 변화한다. 권취 분위기가 마무리 압연 입측온도에 미치는 영향은 적지만 열연강대의 후단부에 미치는 영향은 크다. 이는 권취시 열연코일이 내권부인 열연강대 후단부는 10분 이상을 권취분위기에 노출되어 있으므로, 후단부가 가장 큰 영향을 받게 된다.5 is a relation graph of the hot rolling strip longitudinal finish rolling temperature calculated value according to the ambient temperature at the time of winding the hot rolled steel strip of the present invention. Hot rolled steel strip thickness is 30mm, speed 15mpm, induction heater exit temperature is 10600 ℃, oil and fat is calculated at 1000 ℃, uncoiler atmosphere 880 ℃ conditions. In this graph, the finish rolling temperature changes by about 10 ° C. when the ambient temperature changes by 50 ° C. during winding. Although the effect of the winding atmosphere on the finish rolling side temperature is small, the influence on the rear end of the hot rolled steel strip is large. This is because the rear end portion of the hot rolled steel coil in which the hot rolled coil is wound inside is exposed to the winding atmosphere for 10 minutes or more, and thus the rear end portion is most affected.
따라서, 이 발명으로 미니밀 공정에서 인덕티브 히터, 코일박스 조건에 따라 적정 마무리 압연 입측온도를 결정하는 것이 가능하며, 원하는 마무리 압연 입측온도나 패턴을 얻기 위하여 능동적으로 인덕티브 히터 출측온도목표나 코일박스조업조건을 변동시킬 수 있다.Therefore, with this invention, it is possible to determine the appropriate finish rolling entrance temperature according to the inductive heater and coil box conditions in the mini mill process, and actively obtain the inductive heater exit temperature target or coil box to obtain the desired finish rolling entrance temperature or pattern. The operating conditions can be changed.
상술한 바의 본 발명에 따르면, 미니밀공정에서 열연강대를 생산할 때 마무리 압연기 설정단계에서 정확한 온도를 제시하므로서 적정 롤간격, 롤힘을 설정할 수 있어 선단부 두께 적중률울 높일 수 있으며, 원하는 마무리 압연 입측온도 확보를 위해 적정 인덕티브 히터 승온조건 및 코일박스 가열조건을 설정하는 것이 가능하다.According to the present invention as described above, when producing a hot rolled steel strip in the mini-mill process, it is possible to set the proper roll interval and roll force by presenting the correct temperature in the setting stage of the finishing mill, thereby increasing the tip thickness hit ratio, and securing the desired finish rolling entrance temperature. It is possible to set the proper inductive heater heating condition and coil box heating condition.
Claims (1)
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| KR1019970033882A KR19990010973A (en) | 1997-07-19 | 1997-07-19 | Determination method of finish rolling side temperature of mini mill process |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101330549B1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-11-18 | 현대제철 주식회사 | Method for calculating finishing actual temperature of roughing mill |
-
1997
- 1997-07-19 KR KR1019970033882A patent/KR19990010973A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
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