냉간 압연기에서 스트립의 형상 및 게이지 제어

냉간 압연기에서 스트립의 형상 및 게이지 제어

금속 압연 공정의 경제적 효율성은 최종 압연 제품의 품질 수준과 밀접한 관련이 있습니다. 압연 공정에서 최종 압연 제품의 품질을 향상시키기 위한 최근의 노력은 주로 자동화 제어 고급 방법의 대규모 적용 및 사용에 중점을 두었습니다. 얇은 스트립 생산의 높은 비율은 냉간 압연기에서 매우 중요해졌습니다. 이 경우 스트립 두께와 스트립 형상의 변화에 ​​의해 결정되는 스트립 품질을 위해서는 두께 제어 및 고급 스트립 형상 제어가 필요하다.

평강 제품의 압연은 제품의 품질이 들어오는 재료, 기계 및 전기 장비, 윤활 및 제어 전략 등과 같은 다양한 요인에 의해 영향을 받는 복잡한 프로세스입니다. 중요한 품질 매개변수는 재료 두께, 재료 모양 및 표면 및 응력 분포의 균질성. 비용 효율성을 최적화하고 재료 사용을 최대화하려면 스트립을 최소 허용 두께에 최대한 가깝게 롤다운할 수 있도록 두께에 대한 엄격한 허용 오차가 필수적입니다. 기계, 전기 및 계측 장비와 제어 전략 솔루션이 잘 결합되어야 제품 품질을 효과적으로 최적화할 수 있습니다.

금속 스트립의 냉간 압연은 일련의 공정을 수행하여 원료를 완제품으로 변환하는 공정 중 하나입니다. 이것은 스트립의 두께가 두 개의 대향 롤(일반적으로 4개 높이 배열)에 의해 가해지는 압축력에 의해 감소되는 변형 과정입니다. 롤이 회전하여 그들 사이의 스트립을 당기고 동시에 압착합니다. 스트립은 리버싱 밀 또는 탠덤 밀에서 여러 패스로 압연됩니다. 각 작업 롤은 더 큰 직경의 백업 롤에 의해 지지됩니다. 스트립이 각 패스에서 한 쌍의 작업 롤을 통과함에 따라 두께가 연속적으로 감소합니다. 두께 감소는 작업 롤 사이의 작은 영역(롤 갭 또는 롤 바이트로 표시됨)에서 매우 높은 압축 응력으로 인해 발생합니다. 이 영역에서 금속은 소성 변형되고 스트립과 작업 롤 표면 사이에 미끄러짐이 있습니다. 필요한 압축력은 유압식 램이나 많은 구형 밀에서 전기 모터로 구동되는 나사 배열에 의해 적용됩니다.

냉간 압연은 열간 압연 스트립의 두께를 더욱 줄이고 더 높은 두께 정밀도, 적절한 평탄도 프로파일 및 스트립의 더 높은 표면 품질이 요구되는 압연 제품을 얻는 데 적합한 재료 특성을 달성하기 위해 수행됩니다. 냉간 압연을 통한 스트립 두께 감소는 주로 센서 및 제어 기술 측면에서 서로 다른 자동화 솔루션이 필요한 세 가지 유형의 프로세스를 통해 달성할 수 있습니다.

냉간 압연기에서 사용되는 세 가지 유형의 공정에는 (i) 평평한 금속 스트립이 여러 패스(3에서 7까지)로 처리되고 코일이 풀린 상태인 단일 스탠드 냉간 반전 압연기가 포함됩니다. 스탠드, (ii) 역전 공정으로 두께 감소가 달성되지만 스탠드 수의 증가로 인해 패스 수(1에서 3로)가 감소하는 2개의 스탠드 냉간 역전 밀 및 (iii) 탠덤 냉간 압연기 또는 단순히 탠덤 압연기로 두께 감소가 다수의 비가역 스탠드(일반적으로 3~7개의 비가역 스탠드 범위)로 달성됩니다. 어떤 경우에는 생산성을 높이기 위해 탠덤 밀이 산세척 공정과 결합됩니다. 이 경우 코일이 함께 용접되고 프로세스가 유지보수 이유로만 중지될 것으로 예상되기 때문에 이 프로세스는 연속 탠덤 냉간 압연기로 알려져 있습니다. 이 경우 코일과 다음 코일 사이의 용접도 압연의 대상이 됩니다.

스탠드 출력의 두께 편차는 두 가지 소스에서 파생됩니다. 첫 번째 원인은 (i) 공급 스트립의 두께 편차 및 (ii) 변형 저항에 의해 생성될 수 있는 재료 특성 때문입니다. 이는 주로 다양한 패스 중 재료 경도에 의해 결정되지만 스트립 길이의 시트 화학적 조성에 의해서도 결정됩니다. 두 번째 소스는 압연기에 의해 생성됩니다. 이러한 편차는 주로 스탠드 탄성 모듈에 따라 스탠드 항복으로 인해 나타납니다. 롤링 스트립이 있는 작업 롤의 마찰 계수 변화도 두께 편차에 영향을 줄 수 있습니다.

냉간 압연기(특히 탠덤 압연기)에서 두께 제어, 즉 자동 게이지 제어(AGC) 조절은 루퍼가 없다는 점을 고려해야 하는 정교한 컨트롤러로 달성됩니다(열간 스트립 압연기의 경우처럼 ) 따라서 모든 스탠드의 규제 활동은 압연 공정의 안정성을 보장하기 위해 조정되어야 합니다. 또한 기본 제어는 외부 제어와 구별되어야 합니다. 기본 제어는 HGC(Hydroic Gap Control), SC(Speed ​​Controller), TC(Torque Controller)는 압연 공정의 종류에 의존하지 않는 반면 외부 컨트롤러는 공정의 구조 및 가용성에 따라 크게 변경될 수 있습니다. 센서.

단일 스탠드 냉간 역전 압연기

단일 스탠드 냉간 역전 압연기의 일반적인 두께 컨트롤러와 가장 일반적인 센서 구성이 그림 1에 나와 있습니다. 여기에서 두께 게이지 센서는 x-선 기술을 기반으로 하며 중심선의 두께를 측정하는 것을 목표로 합니다. 두께 프로파일). 속도 게이지 센서는 레이저 기술을 기반으로 하거나 단순히 인코더입니다. 일반적으로 레이저 기술(훨씬 더 비쌈)의 사용은 빠른 가속/선언 기간이 있는 경우에도 필요한 측정 정밀도를 보장해야 하는 경우, 즉 엔코더가 재료와의 접촉을 잃을 수 있는 경우 선호됩니다. 로드 셀은 일반적으로 스탠드 간 장력을 직접 측정하기 위해 각 스탠드 사이에 설치됩니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 단일 스탠드 냉간 반전 압연기의 양쪽에 두께 및 속도 센서(엔코더 가능)가 제공되는 것을 보는 것은 매우 정상입니다.

그림 1 단일 스탠드 냉간 역전 압연기의 두께 제어

단일 스탠드 냉간 역전 압연기의 경우 외부 컨트롤러는 (i) 토크에 의한 장력 제어(TCT)로 입구/출구 장력이 TC에 의해 조절되는 토크를 통해 일정하게 유지되고, 차례로 적용되는 모터를 활용합니다. 코일러/언코일러 릴, (ii) 게이지 제어, 컨트롤러가 두께 측정 'H x-선 출력'을 기반으로 HGC 기준에 대한 트림을 생성하고 다운스트림에서 사용 가능한 갭(GBG)을 통한 피드백 스탠드, (iii) 게이지 제어, 피드-포워드 비아 갭(GFG)에 설치된 X선을 통해 롤링될 들어오는 스트립의 두께 편차를 예상하기 위해 컨트롤러가 HGC 기준에 대한 트림을 생성합니다. 입구 측에서 'H x-ray in' 측정값을 생성하고, (iv) 컨트롤러가 'H x-ray out' 두께의 편차를 보상하는 것을 목표로 하는 게이지 제어, GMC(mass flow via gap)를 이용하여 질량 흐름 원리 및 따라서 e에서 스트립의 속도 측정 ntry 측 및 출구 측 ( 'V in' 및 'V out' ).

보다 정확하게는 스트립 폭 변화가 무시할 수 있기 때문에 질량 흐름 균형 방정식이 충족될 것으로 예상됩니다('H x-ray in' x 'V in' ='H x-ray out 'x 'V out'). 이 방정식을 기반으로 스탠드의 입구 측에서 'H x-ray in' 측정을 추적한 다음 고려된 스탠드 'H MF out' =출구에서 두께의 또 다른 측정을 얻을 수 있습니다. ('H x-ray in' x 'V in'/ V out'). GMC는 'H x-ray out' 신호 대신 'H MF out' 신호를 제어하여 'H MF'로 표시되는 측정에 영향을 미치는 전송 지연이 없기 때문에 GBC보다 더 넓은 안정성 마진과 더 나은 성능을 보장합니다. 아웃'.

2개의 스탠드 콜드 리버싱 밀

2개의 스탠드 냉간 역전 압연기에서 1번 스탠드에 적용된 HGC(그림 2)는 1번 스탠드 출구 두께를 직접 조절하는 것을 목표로 하지 않습니다. 실제로 일부 조절기는 두 개의 스탠드 냉간 역전 압연기 케이스에 도입되어 GMC/ 스탠드 번호 0에서 작동하는 GBC.

그림 2 2개의 스탠드 냉간 역전 압연기의 두께 제어

또한, 스탠드 번호 1 출구의 두께는 GBS(게이지 제어, 속도를 통한 피드백)에 의해 조절됩니다. 이 레귤레이터는 스탠드 번호 1에 적용된 SC가 사용하는 속도 레퍼런스와 아마도 스탠드 번호 0에 적용된 SC가 사용하는 속도 레퍼런스에 작용합니다. 스탠드 간 장력은 실제로 두 개의 상호 배타적인 컨트롤러, 즉 (i ) 0번 스탠드에 적용된 SC의 속도 지령을 다르게 하여 스탠드 사이의 장력을 조절하는 TCS(속도를 통한 장력 조절) 제어기와 0번 스탠드에 적용되는 갭 기준에 작용하는 TCG(간격을 통한 장력 조절) 제어기 1번 스탠드에 적용된 HGC.

활성 유지 TCG 또는 TCS 사이의 선택은 밀링 속도에 따라 다릅니다. 실제로 저속에서는 TCS 결과가 더 빠른 컨트롤러에서 이루어지지만 물론 최종 두께를 보장하는 GBS를 방해할 수 있습니다. 따라서 속도가 임계값에 도달하면 가능한 한 빨리 TCS에서 TCG로 전환하기 위해 적절한 논리가 구현됩니다. 물론 2스탠드 냉간역전 압연기에서는 압연방향을 반대로 하면 0번 스탠드와 1번 스탠드의 역할이 반대로 되어 외부 컨트롤러가 대칭 논리로 적용됩니다.

탠덤 냉간 압연기

탠덤 냉간 압연기에서 더 많은 스탠드(그림 3)의 기여와 센서의 해당 가용성을 고려하기 위해 2개의 스탠드 냉간 반전 압연기에 적용되는 제어 로직이 더욱 확장됩니다. 전형적인 탠덤 냉간 압연기 설치에는 (i) 스탠드 번호 0의 ​​입구 측과 스탠드 번호 0의 ​​출구에서 두께 x-선, (ii) 마지막 출구에서 두께 x-선과 같은 센서가 제공됩니다. 스탠드, (iii) 레이저 속도계는 일반적으로 스탠드 번호 0의 ​​입구/출구에만 설치됩니다. (iv) 모든 스탠드 간 속도와 코일링 속도는 인코더를 통해 측정됩니다. (v) 모든 스탠드 간 장력은 로드셀로 측정됩니다.

2개의 Stand Cold Reversing Mill의 경우와 마찬가지로 GMC/GBC/GFC는 Tandem Stand 번호 0번의 첫 번째 Stand에 적용되는 반면(Fig 3), 최종 두께 조절을 담당하는 GBS는 속도 기준에 따라 작용할 수 있습니다. 모든 스탠드에 대해. 또한, 2개의 스탠드 냉간 역전 압연기의 경우와 같이 모든 스탠드 간 장력은 TCG 또는 TCS에 의해 조절됩니다.

압연기의 안정성을 보장하기 위해 스탠드와 코일러 및 언코일러의 속도를 조정해야 합니다. 이 피드포워드 컨트롤러를 '스피드 마스터'라고 합니다. '스피드 마스터 컨트롤러'는 공장에 있는 다양한 개체의 속도를 조정하기 위해 구현됩니다. 이것은 TCG/TCS에 의해 달성되는 스탠드 간 장력 조절이 TCT에 의해 달성되는 것만큼 빠르지 않은 2개의 스탠드 냉간 반전 압연기/탠덤 냉간 압연기에서 특히 중요합니다.

그림 3 탠덤 냉간 압연기의 두께 제어

냉간 압연기의 평탄도 제어

냉간 압연기의 평탄도 제어는 자동 평탄도 제어(AFC)를 통해 수행됩니다. 냉간 압연기의 레벨 1 폐루프 제어에서 달성해야 하는 제어 작업은 두께(AGC)뿐만 아니라 평탄도(AFC)에 관한 것입니다.

냉간 압연 대상 스트립의 경우, 평탄도는 재료의 폭에 따른 내부 응력 차이의 양으로 정의됩니다. 코일링 중 스트립 내부 응력(소위 형상)의 측정은 지금까지 상당한 투자를 나타내는 형상 측정기 또는 응력계라는 적절한 평탄도 센서를 통해 수행할 수 있습니다. 이러한 센서의 비용으로 인해 공장에는 하나 이상의 평탄도 센서, 즉 공장 출구에 설치된 형상 측정기가 거의 장착되지 않습니다.

평탄도 센서는 AFC 시스템에서 가장 중요한 부분입니다. 본 시스템은 출력의 안정성과 응답성을 고려하여 접촉식 롤형 센서(응력계)를 적용하였습니다. 이전에는 6스탠드 탠덤 냉간 압연기와 같은 고속 및 초박형 냉간 압연기에는 센서와 스트립 사이의 긁힘이 우려되어 접촉 롤러식 평탄도 센서를 사용하지 않았습니다. 이 시스템에서는 센서 속도와 스트립 속도의 동기화를 허용하는 센서 롤러의 보다 정교한 헬퍼 구동 시스템이 스크래치를 방지합니다.

AFC 작업은 일반적으로 형상 측정기에 가장 가깝고 코일 최종 평탄도에 가장 즉각적이고 예측 가능한 영향을 미치기 때문에 마지막 스탠드의 평탄도 액추에이터만 폐쇄 루프에서 활용하여 수행됩니다. 냉간 압연에 사용되는 압연 스탠드에는 일반적으로 고급 평탄도 액추에이터가 있습니다. 일반적으로 탠덤 냉간 압연기/2-스탠드 냉간 반전 압연기에서 스탠드는 4-하이 유형 또는 6-하이 유형(즉, 6롤이 있는 스탠드)일 수 있습니다. 단일 스탠드 냉간 역회전 압연기 공정은 클러스터 압연기 또는 Sendzimir 압연기로 알려진 20-높이 유형의 스탠드를 사용하여 (특히 스테인리스강의 경우) 달성할 수 있습니다.

띠 모양 측정 시스템

스트립 평면도라고도 하는 스트립 모양은 압연기 산업에 종사하는 모든 사람들의 관심사가 되고 있습니다. 스트립 모양이 불량한 스트립으로 만든 제품은 불량품이 될 수 있으므로 스트립 모양이 불량하면 스크랩이 증가할 수 있습니다. 공정 라인의 속도가 증가하고 정교해짐에 따라 잘못된 형태의 공급 원료는 기계를 손상시키거나 생산 속도를 늦출 수 있습니다.

스트립 모양은 너비 대 두께 비율이 증가하고 재료가 더 단단해짐에 따라 제어하기가 점점 더 어려워집니다. 일반적으로 스트립 모양의 결함은 스트립 너비에 따른 비율 감소로 인해 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 이로 인해 스트립의 인접한 부분이 차등 신장되어 내부 응력이 설정되어 좌굴이 발생합니다. 4가지 주요 스트립 모양 결함이 차등 감소에서 발생합니다. 이것은 (i) 느슨한(물결 모양의) 가장자리, (ii) 쿼터 버클, (iii) 중심 충만, (iv) 헤링본(리플)이라고 합니다.

연속 가변 크라운(CVC) 및 페어 크로스(PC) 및 작업 롤 크로싱 및 시프팅(RCS)과 같은 새로운 압연기의 도입은 압연기가 이동 롤, 교차 롤 및 벤딩 롤로 작동합니다.

특정 유형의 압연기의 형상 제어 기능은 스트립 품질에 결정적인 영향을 미칩니다. 제품 포지셔닝에 따라 다양한 압연기 유형의 냉간 압연 스트립 성능에 대한 형상 제어 제어를 분석 및 비교하고 적절한 압연기 유형을 선택하는 것이 필수적입니다.

압연 공정 매개변수의 합리적인 설계는 형상 품질을 보장하는 기초입니다. 압연 공정을 최적화하여 스트립 형상을 개선하는 것은 전통적인 기술 방법입니다. 그러나 이 방법의 수많은 새로운 응용 프로그램이 확립되었습니다. 공정 냉각 및 다중 구역 냉각의 에멀젼 플럭스를 최적화하여 형상 품질을 개선합니다. Roll-Bending force를 최적화하여 스트립 헤드의 불량한 형상으로 인한 Steel-sticking 현상을 방지합니다.

냉간 압연기로 압연된 스트립의 형상 품질, 기계적 특성 및 표면 거칠기는 압연력과 장력을 최적화하여 달성됩니다. 압연력, 스트립 연신율 및 장력을 최적화하여 스트립 형상 및 표면 품질을 종합적으로 개선할 수도 있습니다. 우수한 스트립 형상을 보장한다는 논리 하에 에멀젼의 플럭스, 농도 및 온도를 최적화하여 스트립과 롤 사이의 미끄러짐 및 열 스크래치를 방지합니다. 결과적으로 스트립 표면의 세척 정도가 향상되고 에멀젼 소모가 감소합니다.

국소적 형상 제어는 범위가 작기 때문에 어렵습니다. '볼록 리브'는 전형적인 국부 형상 결함입니다. 최근 몇 년 동안 냉간 압연 스트립 생산 단위의 초점이 되었습니다. 볼록한 리브는 스트립 폭을 따라 국부적인 고점이 존재하기 때문에 발생하며 국부적 고점의 위치에 해당하는 겉보기 벌지를 형성합니다. 이 결함은 코일을 감고 난 후 국부적인 위치에 세로로 볼록한 리브를 발생시켜 제품 품질에 심각한 영향을 미친다. 많은 산업 데이터에 따르면 냉간 압연 스트립의 볼록한 리브는 주로 열간 압연 스트립의 국부적인 고점의 상속에 의해 발생하며 볼록한 스트립을 방지하는 원점을 지적합니다.

엣지 드롭 제어 기술은 절삭 손실을 줄이고 수율을 높일 수 있습니다. 규소강에 에지 드롭 제어 기술을 적용하는 것은 최근 몇 년 동안 점점 더 주목받고 있습니다. 에지 드롭 제어 기술의 성과는 주로 자동 제어 시스템 개발 및 롤 프로파일 설계에서 구현됩니다.

압연 공정 매개변수를 최적화하는 것은 표면 품질을 개선하기 위한 일반적이고 효과적인 기술 조치입니다. 표면 품질 관리는 종종 형상 관리와 결합됩니다. 압연력 및 장력과 같은 공정 매개변수의 최적화를 통해 2개의 스탠드 냉간 역전 압연기의 표면 거칠기와 모양을 종합적으로 제어할 수 있습니다. 압연력, 스트립 연신율 및 압연기의 장력이 최적화되어 스트립의 표면 품질과 모양을 포괄적으로 제어할 수 있습니다. 또한 에멀젼의 플럭스, 농도 및 온도를 최적화하여 스트립의 표면 청정도와 모양을 개선합니다. 현재 종합 제어 기술의 적용은 매우 드뭅니다.

형상 감지는 형상 폐쇄 루프 제어의 기초 또는 달성이며 형상 품질을 개선하는 열쇠입니다. 스트립 모양 측정기는 온라인 감지 '눈'입니다. 압연 공정의 고급 측정기입니다. 스트립 형상 측정기는 형상 감지 롤러와 형상 신호 전송 프로세서의 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 형상계의 개발은 너무 어려워서 오랫동안 소수의 회사에 독점되어 왔습니다. 지난 10년 동안 형상 측정기의 획기적인 발전이 이루어졌습니다. 이음매 없는 형상 감지 롤러와 무선 형상 신호 전송 프로세서가 독자적으로 개발되어 성공적으로 적용되었습니다.

냉간 압연에 사용되는 기존 형상 측정기는 스트립의 너비를 따라 분포된 로드 셀 어레이로 구성됩니다. 각 로드 셀은 접촉하는 스트립 조각에 의해 가해지는 압력을 나타내는 신호를 생성합니다. 결과적으로 형상 측정기는 센서에 배치된 로드 셀의 크기인 치수가 [Shape =(T1 ... Tn)]인 장력 신호 어레이를 생성합니다. 최근에는 초음파를 기반으로 한 비접촉 센서를 사용할 수 있으며 매우 유사한 신호 배열을 제공합니다. 두 개의 다른 스트립 조각과 관련된 특정 장력의 기울기가 있다는 것은 두 조각이 다른 연신율 값을 나타낸다는 것을 의미한다는 점을 지적할 가치가 있습니다. 결과적으로 스트립 조각 사이의 연신율의 과도한 차이는 교정이 필요한 명백한 평탄도 결함을 의미할 수 있습니다.

국제적으로 널리 사용되는 단면 형상 감지 롤러는 단면 형상 감지 롤러입니다(그림 4). 이 롤러는 코어 샤프트, 외부 링 및 압전 센서로 구성됩니다. 스트립은 형상 감지 롤러를 둘러싸서 특정 각도를 형성합니다. 스트립 장력 T가 형상 감지 롤러에 작용하여 압력 N이 발생합니다. 일련의 외부 링과 센서가 형상 감지 롤러의 축 방향을 따라 배열되고 압력 N이 전달 및 감지됩니다. 축 방향 압력 분포는 신호 처리 컴퓨터에 의해 장력 분포로 변환되어 스트립 모양을 계산할 수 있습니다. 이러한 종류의 형상 감지 롤러는 두 가지 이유로 스트립 표면을 부수고 긁을 수 있습니다. 첫째, 외륜 사이에 틈이 존재한다. 둘째, 형상 감지 롤러의 축 방향 온도가 다릅니다. 미터 롤러의 중간과 가장자리 사이의 온도 차이는 약 섭씨 수십도이므로 다른 외부 링 간에 방사형 열팽창 차이가 발생합니다.

단면 형상 검출 롤러의 단점을 극복하기 위해 상감 블록 형상 검출 롤러(그림 4)가 개발되었다. 감지 롤러의 몸체에는 두 개의 직사각형 홈이 가공되어 있으며 각 직사각형 홈에는 센서가 있는 탄성 블록 세트가 설치되어 있습니다. 구조는 단면 감지 롤러의 고르지 않은 열 팽창으로 인한 스트립 표면 긁힘을 효과적으로 방지합니다. 그러나 전류의 '표피 효과'는 열처리를 가하면 직사각형 홈 가장자리와 롤러 몸체의 다른 부분의 경도가 고르지 않게 되기 쉽습니다. 깨진 스트립은 롤러 본체의 부드러운 부분을 쉽게 손상시킬 수 있으며 손상된 롤러 표면은 추가 생산에서 스트립 표면을 긁을 수 있습니다.

위에서 언급한 문제를 완전히 해결하기 위해 새로운 유형의 이음매 없는 형상 감지 롤러(그림 4)가 개발되었습니다. 롤러 본체의 롤러 표면 근처에 원주 방향을 따라 2~4개의 정밀 관통 구멍이 가공됩니다. 구멍과 롤러의 외부 표면 사이의 벽 두께는 6mm에서 8mm 사이입니다. 벽 두께는 압력 전달에 도움이 될 뿐만 아니라 롤러 연삭을 위한 충분한 두께를 유지해야 합니다. 일련의 센서가 각 관통 구멍 내부에 배열됩니다. 롤러 재료는 고탄소 크롬 망간강이며 롤러 표면 경도는 담금질 후 60HRC를 초과합니다. 경화층 두께는 4mm 이상입니다. 이 형상 감지 롤러는 매끄러운 표면, 높은 경도 및 깊은 경화층의 장점을 제공하여 스트립 표면을 분쇄하고 긁는 기술적 문제를 완전히 해결합니다.

센서가 선형성 범위에서 작동하도록 하기 위해 간섭 맞춤 방식으로 센서에 특정 사전 압력이 가해집니다. 실제로 압연 과정에서 감지 롤러의 외부 표면과 내부 센서 사이에는 일정한 온도 차이와 열 변형 차가 존재하며 이러한 차이는 센서와 내벽 사이의 간섭 및 예압의 크기를 약화시키거나 감소시킬 수 있습니다. 쓰루 홀의 감지 신호 왜곡을 초래합니다. 따라서 센서의 조립은 적절한 크기의 간섭과 예압을 가져야 합니다. 이 문제를 해결하기 위해 유한 요소 소프트웨어를 사용하여 압연 과정에서 감지 롤러와 센서의 온도 필드, 열 변형 및 압력 전달을 시뮬레이션합니다. 롤러의 구조 크기와 간섭의 크기가 최적화되었습니다.

탄소 브러시와 슬립 링은 신호 전송 및 전원 공급 장치에 널리 사용되는 구조입니다. 일련의 구리 슬립 링은 감지 롤러 목의 회전 끝에 고정되고 일련의 탄소 브러시는 베어링 초크와 연결된 덮개에 고정됩니다. 감지 롤러의 신호는 와이어를 통해 슬립 링으로 전송됩니다. 그런 다음 회전하는 슬립 링이 신호를 고정된 카본 브러시로 전송합니다. 또한 신호는 장거리 전선을 통해 원격 터미널로 전송됩니다. 전원 공급의 원리는 신호 전송의 원리와 유사합니다. 카본 브러시와 슬립 링 사이의 마찰로 인해 마모, 진동 및 심각한 신호 왜곡이 발생할 수 있습니다. 카본 브러시와 슬립 링은 자주 관리해야 하고 냉각 및 청소 장치가 장착되어 있습니다. 아날로그 신호의 원격 전송은 전자기, 진동, 온도 및 기타 요인에 의해 쉽게 간섭을 받아 오류가 증가할 수 있습니다.

그림 4 감지 롤러의 종류와 무선 신호 처리 시스템

위의 문제를 해결하기 위해 무선 통합 신호 전송 프로세서(그림 4)가 개발되었습니다. 신호 처리기는 회전 헤드와 고정 덮개로 구성됩니다. 회전 헤드는 감지 롤러에 연결되어 동시에 회전합니다. 여자 전원 보드, 아날로그 수집 보드, 디지털 처리 보드, 무선 전송 보드 및 내부 자기 링이 회전 헤드에 배열됩니다. 커버는 베어링 초크에 고정되고 커버에는 무선수신기판, 외부자석링, 전압안정회로기판이 설치된다.

작동 원리는 케이블과 전압 안정화 회로 기판에 의해 무선 수신 기판과 덮개의 외부 자기 링에 전원이 공급되는 것입니다. 회전하는 내부 자기 링은 무선 유도 전송에 의해 전압 안정화 신호를 수신하고 감지 롤러의 모든 센서와 회전 헤드의 모든 회로 기판은 여자 전원 보드에 의해 전원이 공급됩니다. 센서의 출력 신호는 아날로그 수집 보드에 의해 수집되고 디지털 처리 보드는 아날로그-디지털 변환을 구현합니다. 자기 결합 절연 및 광전 절연 조건에서 디지털 처리 및 코딩이 수행됩니다. 그런 다음 신호는 무선 전송 보드로 전달됩니다. 무선 송신 보드는 신호를 고주파 무선 신호로 변환하여 무선 신호를 무선 수신 보드로 전송합니다. 무선 수신 보드는 무선 신호를 유선 신호로 변환합니다. 마지막으로 신호는 차폐 케이블을 통해 원격 신호 처리 컴퓨터로 전송됩니다.

형상 감지는 진동, 전자기, 온도차, 감지 롤러 설치 오류, 변형, 코일 형상 변화 및 기타 요인의 영향을 받으므로 형상 감지 신호는 정밀도를 보장하기 위해 노이즈 제거 및 오류 보정이 필요합니다. 형상 감지 신호의 노이즈를 제거하기 위해 이산 시간 추적 미분기가 적용됩니다.

형상 제어 시스템은 제어 순서에 따라 사전 설정 제어 시스템과 폐루프 제어 시스템으로 나눌 수 있으며 형상 제어 시스템의 모델링에는 메커니즘 및 지능형 모델이 포함됩니다. 사전 설정 제어는 예측 제어이고 폐쇄 루프 제어는 모니터링 제어입니다. 두 제어 시스템은 서로를 보완하고 스트립 모양 품질을 보장합니다. 형상 사전 설정 제어는 폐쇄 루프 제어의 기초입니다. 폐루프 제어 정밀도, 속도 및 안정성은 사전 설정 제어의 정밀도에 직접적인 영향을 받습니다.

형태의 폐쇄 루프 제어의 핵심이자 핵심은 제어 전략과 모델 알고리즘을 포함하는 제어 모델입니다. 스트립 형상 신호가 감지되면 제어 모델은 제어 수단의 조정량(예:롤 틸팅량, 롤 굽힘력, 다중 구역 냉각 스프레이)을 신속하게 계산하여 2차 최적화를 기반으로 스트립 형상의 적시 및 정확한 조정을 달성합니다. 및 히스테리시스 보상.

롤 틸팅 및 벤딩은 가장 유연하고 빠른 형상 제어 수단입니다. 퍼지 이론과 신경망의 두 가지 지능형 방법의 조정을 기반으로 롤 틸팅 및 벤딩 조정의 퍼지 신경 PID(비례 적분 도함수) 모델이 확립되었습니다. 기존 PID 제어 알고리즘은 복잡하고 변경 가능한 롤링 프로세스에 직접 적용할 수 없으므로 미지의 모델을 잘 처리하는 퍼지 이론과 강력한 자가 학습 능력을 갖춘 신경망을 결합하여 형상 제어 효과를 향상시킵니다. .