스트립 평탄도 및 스트립 프로파일의 통합된 모니터링 및 제어 방법과 플랜트 document_id A220623026022

박막 강철 스트립의 연속적인 주조에 있어서, 용융 금속(molten metal)은 주조 롤(casting roll)들에 의해 박막 스트립으로 직접 주조된다. 박막 주조 스트립의 형상은, 여러 가지 중에 특히, 주조 롤들의 주조 표면의 외양에 의해 결정된다. 쌍 롤 주조기(twin roll caster)에서, 용융 금속은 옆에 위치되어 서로 반대방향으로 회전하며 내부적으로 냉각되는 한 쌍의 주조 롤들사이에 넣어지고, 움직이는 주조 롤 표면에서 금속 외피들이 응고되고 주조 롤들 사이의 닙(nip)에서 모아져 박막 주조 스트립 제품이 생산된다. 상기 "닙"이란 용어는 본 명세서에서 주조 롤들이 서로 가장 근접하게 되는 영역 전반을 의미한다. 용융 금속을 레이들(ladle)로부터 움직일 수 있는 턴디시(tundish)와 닙 위에 위치한 코어 노즐(core nozzle)로 구성되는 금속 전달 시스템(metal delivery system)을 통해 부어, 닙 위의 롤들의 주조면 상에 지지되며 닙의 길이방향을 따라 신장된 용융 금속의 주조용 풀(casting pool)을 형성한다. 이러한 주조용 풀은, 주조용 풀의 양쪽 단부를 막도록 보통 주조 롤들의 끝 표면(end surfaces)과 슬라이드 결속된 내화성의 측판(side plate)들 또는 댐(dam)들 사이로 제한된다. 박막 주조 스트립은 주조 롤들 사이의 닙을 통해 아래쪽으로 지나서 가이드 테이블(guide table)을 가로질러 핀치 롤 스탠드(pinch roll stand)에 이르는 전이 경로(transient path)를 지난다. 핀치 롤 스탠드를 빠져 나온 뒤에, 박막 주조 스트립은 열간 압연기(hot rolling mill)로 들어가 통과하는데, 여기서 스트립의 지오메트리(geometry)(즉, 두께, 프로파일, 평탄도)가 제어된 방식(controlled manner)으로 수정될 수 있다. 열간 압연기의 디바이스 다운스트림(downstream)에서 측정되는 "측정된" 스트립 평탄도와 장력 프로파일(tension profile)은, 냉 압연기(cold mill)와 달리(여기서 스트립의 측정된 다운스트림 평탄도 또는 장력 프로파일은 압연기에서 분리되어 만들어진 평탄도 또는 장력 프로파일과 거의 비슷하다.), 평탄도 또는 장력 프로파일이 크리프(creep) 작용으로 인해 다를 수 있기 때문에, 열간 압연기를 실제로 제어하는데 충분치 않다. 높은 온도에서, 강철은 압연기의 입구 및 출구에서 인장 응력(tension stress)에 따라 크리프의 형태로 소성 변형(plastic deformation)을 겪는다. 스트립이 압연기에 들어오고 나가는 영역에서 바깥쪽의 롤 갭(roll gap)을 일으키는 소성 변형은 스트립 프로파일 뿐만 아니라 입구 및 출구에서 인장 응력 프로파일(tension stress profile), 스트립 평탄도의 변화를 일으킨다. 또한 강철 열 압연기의 출구에서 높은 스트립 온도는 직접 접촉에 의한 스트립 평탄도 또는 인장 응력 프로파일의 측정을 어렵게 한다. 평탄도 측정을 위해 비접촉 광학적 방법이 사용되어 왔다. 그러나 어떤 주어진 시간에서 스트립의 일부는 측정된 평탄도 결함들을 보일 뿐이기 때문에 그러한 비접촉 평탄도 측정의 결과는 부분적인 평탄도 측정일 뿐이다. 게다가 스트립에서의 크리프는 롤 스탠드(roll stand) 출구에서의 스트립의 평탄도가 실제의 평탄도 게이지 위치에서 측정된 다운스트림보다 상당히 나쁘게 되는 결과를 가져온다. 박막 스트립의 쌍 롤 주조(twin roll casting)에 있어서, 주조 스트립은 열 압연기에서의 전통적인 스트립에서의 전형적인 것보다 얇다. 쌍 롤 주조에 있어서 전형적으로 박막 스트립은 1.8 내지 1. 6㎜ 정도의 두께로 주조되며 1.4 및 0.8㎜사이의 두께로 압연된다. 열 압연기에의 스트립 입구 온도는 전형적인 열 압연기의 최종 스탠드에서의 온도보다 높은데, 거의 1100℃이다. 박막 스트립 고온 및 주조 프로세스의 중요성은 스트립 입구 장력이 낮다는 것이며, 그러므로 열 압연기에 들어가기 전에 버클링(buckling) 및 크리프에 더 영향을 받을 수 있다. 게다가 박막 스트립 주조에 있어서, 제품은 냉 압연 대체물로 사용될 수 있기 때문에, 용인할 수 있는 평탄도를 유지하면서 원하는 스트립 프로파일의 스트립을 생산하는 것이 바람직하다. 스트립 지오메트리는 주로 주조기에 의해 제어된다. 열간 압연기에 채용된 낮은 장력은 스트립 폭을 가로지르는 점에서 작은 로컬 롤 갭(roll-gap) 에러들과 인장 응력의 손실을 가져오며, 스트립 버클(buckle) 및 나쁜 스트립 평탄도를 초래한다. 우리는 인장 응력이 스트립 평탄도를 제어하는 방법을 제공하는 것을 발견하였다.