KR0171424B1 - 강판의 연속 열간 압연방법 및 접합방법 - Google Patents

Abstract

복수의 강편을 연속적으로 열간 압연함에 있어서, 번잡한 작업을 요하지 않고 강편끼리 간편하고 확실하게 접합하며 연속적으로 압연할 수 있게 하기 위하여, 본 발명에서는 다듬질 압연기의 입구쪽에서 선행 강편의 후단부에 후속 강편의 선단부를 맞대어 사전 접합한 후, 다듬질 압연기로 물려 들어가게 하고 이 압연에서도 강편의 접합이 진행된다.

Description

강판의 연속 열간 압연 방법 및 접합방법

제1도(a)(b)는 본 발명의 실시에 사용하기 적당한 압연 설비의 구성 설명도.

제2도(a)-(c)는 제1 및 제2 발명에 따른 압연 요령의 설명도.

제3도는 강편의 접합온도와 압축응력 관계를 나타내는 그래프.

제4도(a)-(g)는 강편의 평면형상을 나타낸 도면.

제5도(a)(b)는 강편의 결합상황을 나타낸 도면.

제6도는 강편의 맞댄 비율과 절단 분리 상황을 조사한 그래프.

제7도는 강편 두께 방향 단면에서의 압연 전후의 접합 계면 변화를 스카아프 이음하지 않은 예(a)와 스카아프 이음한 예(b)를 비교한 도면.

제8도는 선행 강편 및 후속 강편의 평면도.

제9도는 선행 강편 및 후속 강편의 두께 방향 단면도.

제10도는 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 맞댄 상황의 설명도.

제11도는 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부의 맞댄 접합 상황의 설명도.

제12도는 강편 폭방향 중앙부에서의 두께 방향의 단면의 일예를 나타낸 도면.

제13도는 제 7 및 제 8 발명에 따른 얇은 강판의 고착 상황의 설명도.

제14도는 제 7 및 제 8 발명에 따른 압연시의 압접 상황을 설명한 도면.

제15도는 종래의 방법에 따른 압연시에서의 스케일의 생성을 나타낸 단면도.

제16도는 강편 절단후의 시간이 스케일 두께에 미치는 영향을 조사한 결과를 나타낸 그래프.

제17도는 강편 절단후의 시간이 접합 강도에 미치는 영향을 조사한 결과를 나타낸 그래프.

제18도는 얇은 강판의 고착의 구체적 수단의 일예를 나타낸 설명도.

제19도는 (a)-(f)는 각각 본 발명에 따른 접합 요령의 설명도.

제20도는 (a)는 중합시킨 상태를 나타낸 평면도. (b)는 점용접 요령을 나타낸 측면도.

제21도는 중합시킨 영역의 부분확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 다듬질 압연기준 2, 7, 12, 21 : 선행강편

3, 8, 13, 22 : 후속강편 4 : 핀치로울

5 : 억제로울 6, 9, 18 : 드럼시어

10, 25 : 다듬질 압연기 11 : 접합장치

14 : 얇은 강판 15 : 압연로울

16 : 스케일 19 : 시일 플레이트 용접장치

20 : 끝부분 접합장치 23 : 조압연기의 최종스탠드

24 : 절단장치

본 발명은 복수의 강편을 수개-수십개 연속적으로 열간 압연하는데 적합한 연속 열간 압연 방법 및 그때 접합 작업의 신속·간편화를 꾀한 접합 방법에 관한 것이다.

종래, 열간 압연 타인에서는 압연할 강편을 한 개씩 가열, 조압연, 다듬질 압연하여 소정 두께의 열연판에 다듬질 하였지만 이와 같은 압연 방법에서는 특히, 다듬질 압연에서의 압연 소재가 물려 들어가는 것이 불량하여 라인 정지 등을 일으키기 쉽고, 압연소재의 선단, 후단부의 형상 불량에 기인한 원료에 대한 제품비율이 크게 낮아진다는 문제가 있었기 때문에 최근에는 이와같은 문제를 피하고 생산성을 보다 개선하기 위해 열간 다음질 압연기의 입구쪽 반송라인에서 선행하여 반송되는 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 미리 연결시켜 열간 압연 라인에 연속적으로 공급하는 압연 방법이 채용되고 있다.

이와같은 강편의 연속 압연에 관한 것으로는 일본국 특개소 60-40601호 공보, 동 60-244401호 공보, 동 61-159285호 공보, 동 53-138960호 공보 등을 들 수 있다.

상기 일본국 특개소 60-40601호 공보에 개시된 기술은 압연기의 입구쪽에서 후속 강편의 선단부 절단면을 선행 강편의 후단부 절단면에 대하여 누름으로써 접합하도록 하는 것이다.

그러나, 이러한 기술의 경우 다듬질 압연기의 입구쪽에서 강편끼리 그후의 압연에도 충분히 견딜 만큼 확실히 접합하기 위해서는 강편의 접합 부분에 있을 정도의 비틀림을 줄 필요가 있지만, 이와같은 비틀림을 주도록 후속 강편을 누르기 위해서는 설비 자체가 커야된다.

또, 접합에 필요한 시간도 길어지기 때문에 강편의 반송을 정지한 상태로 접합하는 경우에는 그것을 흡수하기 위한 긴 루우프가 필요하며, 강편의 반송에 동기하여 접합하도록 하는 경우에는 설비 길이를 길게 하지 않으면 안된다는 단점이 있었다.

또, 동 60-244401호 공보나 동 61-159285호 공보에 개시된 기술은 강편의 접합부를 가열 수단으로 소정의 온도로 가열하고 강편을 상호 누름으로써 접합하도록 하는 것이다.

이 접합 요령에 따르면 비교적 낮은 누름력으로 강편끼리 접합할 수 있지만 많은 전력을 필요로 한다는 단점이 있었다.

또한, 동 53-138960호 공보에서는 강편의 끝부분을 최적의 접합 형상으로 가공하는 번잡한 작업이 필요하여 유효한 방법이라고 말할 수 없다.

상술한 기술외에 강편의 연속 압연에 관하여 일본국 특개소 51-59749호 공보에는 선행 강편과 후속하는 강편과의 접합부를 탈 스케일 한후 또는 탈 스케일 및 승온한 후 각 강편을 누른 상태로 점 용접하고 그대로 압연함으로써 순차 접합하면서 압연하는 방법이 개시되어 있고, 동 51-130665호 공보에는 선행 강편의 후단과 후속 강편의 선단을 겹쳐 그 겹친 접합부를 폭 방향에 걸쳐 강편의 축선에 대하여 소정 각도로 경사지게 절단하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 동 51-59749호 공보에 개시된 방법으로 강편을 접합하기 위해 탈 스케일을 해도 스케일의 생성은 10초 동안 수십 ㎛에 달하기 때문에 접합 강도가 충분하다고 말할 수 없다.

또, 이와같은 스케일을 억제하기 위해서는 압연하기 직전에 탈 스케일 또는 승온을 할 필요가 있기 때문에 설비 길이가 길어져 버린다.

또한, 승온할 때에는 비산화성 분위기에서 하기 때문에 설비가 커야된다는 문제도 있었다.

또, 동 51-130665호 공보에 개시된 방법으로는 선행 강편의 후단과 후속 강편의 선단을 겹치는 공정 및 산소 가스 등으로 절단하는 공정으로 장시간 요한다는 문제가 있고, 또 산소 가스로 절단한 단면에는 스케일이 발생한다는 문제도 있었다.

또한, 선행 강편의 후단에 향하여 후속 강편의 선단을 가속하여 누르기 때문에 접합면이 서로 적절하게 접하지 않을 우려가 있었다.

또한, 강편의 연속 압연에 관하여 동 61-144203호 공보에는 압연기의 입구쪽에, 선행하여 반송되는 강편의 후단부와 후속하여 반송되는 강편의 선단부를 그 전면에 걸쳐 맞대어 그들 폭방향 양 가장자리를 미리 접합하고, 이 상태로 압연하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 공보에는 강편을 미리 접합하는 구체적인 방법으로 아아크 용접이 기재되어 있고, 이와같은 방법으로는 미리 접합하는데 시간이 필요하기 때문에 사전 접합 부분에 충분한 접합 강도를 갖기 위해서는 접합 시간을 길게 하지 않을 수 없고 라인을 연장할 필요가 있다는 등의 문제가 있었다.

또, 동 59-137106호 공보에는 조압연기 또는 다듬질 압연기의 입구폭에 프레스 성형기를 배치하고, 이 성형기에 의해서 선행, 후속 양 시이트 바아의 접합부를 각각 소정 형상으로 두께를 줄인 후, 양 끝부분을 서로 보충적으로 겹쳐 압접합과 동시에 점 용접하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 상기의 방법으로는 다음과 같은 문제가 있다.

1) 접합부의 두께 감소 프레스에 필요한 시간이 길다.

2) 이 때문에 프레스 설비를 정지한 상태로 접합할 경우는 긴 루우프가 필요하고, 접합을 주행간에 하는 경우에는 긴 주행거리가 필요하여 설비 길이가 길어진다.

본 발명은 번잡한 작업을 요하지 않고 강편끼리 간편하고 확실하게 접합하고 연속적으로 압연할 수 있는 연속 열간 압연 방법을 제안하는 것을 제 1의 목적으로 한다.

또, 본 발명은 강편의 접합을 단시간에 할 수 있으며 강편의 접합강도를 유리하게 높일 수 있게 하는 연속 열간 압연 방법을 제안하는 것을 제 2의 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 연속 열간 압연 방법에 적용할 신속하고 간편한 접합 방법을 제안하는 것을 제 3의 목적으로 한다. 상기한 목적을 유리하게 달성하는 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 조압연 공정을 경유한 선행 강편과 이것에 계속해서 반송되는 후속의 강편을 연속적으로 다듬질 압연기에 공급하여 열간 압연함에 있어서, 다듬질 압연기의 입구쪽에 선행 강편의 후단부에 후속 강편의 선단부를 맞대어 강편 끝부분의 맞다은 면에 1kg f/mm²이상의 압축 응력을 발생시켜 이 상태를 유지한채로 압연기에 물려 들어가게 하는 것을 특징으로 하는 강편의 연속 열간압연방법(제 1발명).

2. 제 1발명에서, 강편 끝부분의 맞다은 면이 적어도 강편 폭 방향의 양 가장자리 부분을 포함하는 강편의 연속 열간 압연방법(제 2발명).

3. 조압연 공정을 경유한 선행 강편과 이것에 계속해서 반송되는 후속 강편을 연속적으로 다듬질 압연기로 공급하여 열간 압연함에 있어서, 다듬질 압연기의 입구쪽에서, 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 양자를 맞댄 상태에서 적어도 강편의 폭 방향 양 가장자리 부분에서 접하는 형상으로 절단하고, 계속해서 이 양끝부분을 맞대어 미리 접합한 후, 다듬질 압연기로 물려들어가게 하는 것을 특징으로 하는 강편의 연속 열간 압연방법(제 3발명).

4. 제 3발명에서, 선행 강편의 후단부와 후속강편의 선단부를 맞대기 전에 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 양 강편의 마주보는 면이 서로 강편 두께 방향에 대하여 소정각도 없이 평행으로 하기 위해 경사지게 절단하는 공정을 부가하고 강편의 폭방향 양 가장자리에서 스카아프 이음 상태로 접합하는 사전 접합을 하고 다듬질 공정에서 강편 폭방향의 미접합 부분을 접합하는 강편의 연속 열간 압연방법(제 4발명).

5. 제 4발명에서, 선단부와 후단부의 맞댄 상태로 각 강편을 그 폭 방향에 걸쳐서 접촉하는 상태로 절단하는 강편의 연속 열간 압연방법(제 5발명).

6. 제 3발명에서, 사전 접합이 선행 강편과 후속 강편의 피압연면에 얇은 강판을 양자의 맞댄 부분에 덮어 고착시키는 것이고 압연으로 맞댄 부분을 압접하는 강편의 연속 열간 압연방법(제 6발명).

7. 제 6발명에서, 각 강편의 절단후 얇은 강판의 고착까지의 시간이 20초 이내인 강편의 연속 열간 압연방법(제 7발명).

8. 제 6 또는 제 7발명에서, 각 강편을 맞댄 후 얇은 강판의 고착에 앞서 강편 폭 방향의 양 가장자리를 접합하는 강편의 연속 열간 압연방법(제 8발명).

9. 열간 압연에서의 조압연후, 다듬질 압연기 입구폭의 반송 라인에서 선행하는 강편의 후단부와 연속하는 강편의 선단부를 접합할 때, 조압연 단계에서 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부 각각에 강압하를 가하여 양끝부분의 두께를 테이퍼형으로 점차 두께를 줄이고, 계속해서 선행, 후속 양 강편의 테이퍼 두께 감소부를 겹친 후 점 용접하는 것을 특징으로 하는 열간 압연에서의 강편의 접합방법(제 9발명).

10. 제 9발명에서, 선행하는 강편의 후단부와 후속하는 강편의 선단부의 겹친 부분이 각 강편의 복방향 양 가장자리에 있는 열간 압연에서의 강편의 접합방법(제 10발명).

우선, 제 1발명 및 제 2발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 제1도(a)·(b)에 제 1 및 제 2발명의 실시에 사용하기 적합한 설비의 요부를 나타내고, 동도의 번호 1은 다듬질 압연기군, 2는 다듬질 압연기군(1)의 입구쪽에서 선행하여 반송되는 강편(이하, 선행강편이라 적는다). 3은 선행강편(2)에 계속해서 반송되는 후속강편(이하, 후속 강편이라 적는다). 4는 선후 강편(2), (3)의 반송과 접합시에 이들을 눌루는 핀치로울. 5는 핀치로울(4)와 다듬질 압연기군(1) 사이에 설치되고 각 강편(2), (3)의 상하 변동 또는 구부러지는 것을 방지하는 역할 갖는 억제 로울이다.

제 1 및 제 2발명에서는 제2도(a)-(c)에 나타나 있는 다듬질 압연기군(1)의 입구쪽에서, 우선 핀치로울(4)의 회전구동 속도를 적절히 제어하여 각 강편(2), (3)의 후단부, 선단부를 맞대게하여 압축 응력을 발생시켜 각 강편이 접합하는 정도로 진행시키고, 압연기군(1)에 물려 들어가는 시점에서 그 압축 응력과 압하시에 발생하는 압축 응력에 따라 강편끼리 확실하게 밀착시키도록 한 것이기 때문에 번잡한 조작을 요하던지 접합을 위한 전력 소비 없이 수개-수십개의 강편을 연속적으로 압연할 수 있는 것이다.

또한, 압연기군(1)의 입구쪽에서의 각 강편의 맞대게 함에 있어서, 각 끝부분에 스케일이 발생할 때에는 그 접합되지 않을 우려가 있으나 시어(6)에 의한 각 끝부분의 절단후 약 20초 이내이면 그와같은 우려는 없다.

각 강편의 맞댄면에 발생되는 압축 응력으로는 제3도에 나타나 있는 바와같이 1 kg f/mm²이상으로 하는 것이 바람직하다.

또, 다듬질 압연기군(1)의 NO. 1 압연기에서의 압하율은 각 강편의 확실한 결합을 하기 위하여 30% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그런데, 발명자들의 연구에 의하면, 강편의 압연시에, 각 강편의 선단부, 후단부의 전면을 반드시 맞댈 필요는 없고 제4도(a)-(g)와 같은 형상으로 적어도 폭 방향의 양 가장자리 부분을 소정 비율로 맞대면 좋다는 것이 판명되었다.

그래서, 상기 제4도(a)-(g)와 같은 평면 형상으로도 좋다는 것은, 예를들어 제5도(a)와 같은 평면 형상으로 되어있는 강편을 연속적으로 압연함에 있어서, 후속강편(3)의 선단과 선행 강편(2)의 후단을 접합하여 다듬질 압연한 경우에 다듬질 압연에 의한 메찰 플로우에 의하여 강편의 접합면을 제5도(b)와 같이 양 가장자리에서 중앙부로 확대시킬 수 있기 때문이다.

제6도는 다듬질 압연기의 입구쪽에서의 각 강편의 맞닿은 비율과 다듬질 압연에서의 절단 유무와의 관계를 조사한 결과를 나타낸 그래프이지만, 동도에서 명백해진 것과같이 강편을 누룸으로써 맞닿는 비율 W가 강편폭 B에 대하여 편측에 각각 0.1B 이상, 합계 0.2B 이상이면 강편의 압연중에 맞닿는 부분이 분리 절단되도록 한 것은 아니다.

제4도에 나타난 (a)는 선행 강편(2)의 후단부와 후속강편(3)의 선단부를 같은 곡률로 凹형으로 절단한 경우, (b)는 각 강편(2), (3)의 선, 후 끝부분도 凹형이지만 그들의 곡률은 다른 경우, (c)는 한쪽의 평면 형상이 평탄한 상태이고 다른쪽만 凹형인 경우, (d)는 한쪽을 凹형 다른쪽을 凹형으로 하고 凹형의 곡률을 凹형의 곡률보다 약간 큰 경우이고, 여기에서 나타난 예는 어느 경우도 강편의 폭방향 양 가장자리만 접촉시켜 그 중앙부분에 갭을 갖게한 것을 나타낸 것이지만, 본 발명에서는 이밖에 (e), (f)와 같이 양 가장자리 및 중앙의 3점에서 접촉시켜 그 사이에 갭을 두는 것도 좋고 또, 도시되지는 않았지만 접촉부를 4점 내지 그 이상으로 하고 그 사이에 갭을 둔 것이어도 상관없다.

또, (g)와 같이 강편의 폭방향 중앙부를 짧은 형상으로 잘린 것으로도 좋다.

상기와 같은 형상으로 하기 위한 절단 방법으로는 시어, 가스 절단 및 레이저 용단 등을 적용할 수 있지만, 특히 특정의 곡률로 凹형으로 절단하는 경우에는 형상 가공에 시간이 들지않은 2장의 곡선인을 갖는 드럼시어(6)(제1도 참조)가 유리하다.

또한, 강편의 압연에서는 통상 그 맞닿은 부분의 폭방향의 중앙부에 압축응력(a₁)이, 양 가장자리에 인장응력(a₂)이 발생하여 상기와 같은 양 가장자리만을 맞닿게 한 경우에 압연시의 인장응력(a₂)이 다듬질 압연기군(1)의 입구쪽에서 발생된 압축응력(a₃)과 반응시의 압축응력(a₁)의 합계보다 크면 각 강편을 연속하여 압연할 수 없을 우려가 있기 때문에 압연중에는 항상(a₁+ a₃) a₂가 되도록 하는 것이 필요하다.

제 1 및 제 2발명과 같이 강편의 맞닿은 면에 압축 응력을 부가한 채 압연하는 대신에 제 3-제 8발명에서는 다듬질 압연에 앞서 사전 접합을 하고 그런후에 다듬질 압연을 한다.

이와같이 해도 확실한 접합이 효과적으로 달성될 수 있다. 또, 본 발명을 적용하는열간 압연에서는 열간 다듬질 압연 과정에서 장력을 부여함으로써 장력 부여에 의한 접합부의 절단을 방지하기 위해 접합 강도가 높은 것이 요구되는 경우이다.

제 3-제 8발명은 이와같은 요구에 충분히 대응하는 것이다. 사전 접합으로는 스카아프 이음으로 하던지 또는 맞닿는 부분을 덮고 얇은 강판을 고착하는 것이 유리하다.

이하, 사전 접합에 스카아프 이음욜 이용하는 경우에 대하여 설명한다.

제7도에 강편 두께 방향 단면에서의 압연 전후에서의 접합 계면의 변화, 스카아프 이음하지 않은 예(동도(a))와 스카아프 이음한 예(동도(b))를 비교하여 나타낸 것과 같이 스카아프 이음하는 것으로 접합 면적은 커지고, 압연에 의한 접합부의 전단 변형량이 커져 높은 접합 강도가 얻어진다.

스카아프 이음을 적용한 연속 열간 압연에서는 우선 양자가 맞닿은 상태에서 적어도 강편의 폭방향 양 가장자리에 접하는 형상, 예를들면 제8도에 선행 강편(7) 및 후속 강편(8)의 평면도를 나타낸 것과 같은 형상으로 절단한다.

이 절단하는 형상은 제8도에 나타난 예에 한정되지 않고 제4도에 나타난 것과 같은 많은 변화가 가능하다.

이 절단에는 2장의 곡선인을 갖는 드럼시어가 유리하다. 그외, 기로틴 커트식의 전단 장치 등을 사용해도 좋다.

제9도에서, 선행 강편(7) 및 후속 강편(8)을 두께 방향 단면으로 나타나도록 양자의 맞닿은 상태에서의 접촉면이 강편 두께 방향에 대하여 소정 각도를 갖고 평행으로 되도록 경사지게 절단한다.

도면중 9는 이와같은 절단을 담당하는 드럼 시어이다.

이 절단에는 이 드럼시어(9)외에 기로틴 커트식의 전단장치 등이 유리하다.

경사지게 절단하는 각도(제9도의 α)는 강편의 두께 방향에 대하여 0°를 초과하고 60°이하인 범위로 하는 것이 바람직하다. 이상의 절단 공정에서는 순서는 같지 않으며, 상술한 것과 반대로 우선 경사지게 절단한 후 양 가장자리가 접하는 형상으로 절단해도 좋다.

제10도에 평면도(동도(a)) 및 두께방향 단면도(동도(b))를 나타낸 바와같이, 선행 강편(7)의 후단부와 후속 강편(8)의 선단부를 맞대어 강편의 폭방향 양 가장자리를 스카아프 이음 상태로 접합한 후 압연을 실시하여 강편 폭 방향의 미 접합부를 압연에 의해서 접합하는 것이다.

이와같은 절단 및 후공정의 접합까지의 사이는 단시간이기 때문에 절단면에 스케일 발생이 억제된다.

선행 강편(7)의 후단부와 후속 강편(8)의 선단부와의 맞닿게 접합하는 데에는 제11도에 두께 방향 단면도(동도(a)) 및 평면도(동도(b))에 나타나 있는 접합장치(11), 예를들면 점 용접장치, 또 유도 가열 압접장치를 사용하는 것이 유리하다.

또한, 도면중 번호 10은 다듬질 압연기이다.

그런데, 강편 폭방향 가장자리에서의 최저 접합대는 각 가장자리 부분에서 강편폭이 적어도 0.1배, 아울러 0.2배인 것으로 확인되고 있다.

스카아프 이음 사전 접합인 경우에는 제12도에 강편 폭 방향 중앙부에서의 두께 방향의 단면이 나타나 있는 것과 같이 선단부와 후단부의 맞닿은 상태로 각 강편을 그 폭 방향에 걸쳐 접촉하는 형상으로 절단하는 것이 강편 상호의 접합 강도를 보다 유리하게 향상시키기 때문에 바람직하다.

다음에, 사전 접합으로서 맞닿은 부분을 덮고 얇은 강판을 고착하는 경우에 대해서 설명한다.

강편의 각 끝부분을 절단한 후, 즉시 맞닿은 부분을 덮고 얇은 강판을 고착시킴으로써 접합면으로 되는 전단면은 단기(斷氣)되어 스케일의 생성, 성장이 억제되기 때문에 접합 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 각 강편의 맞닿은 부분이 후 공정의 압연에서 서로 소성 변형되어 그 결과 강편의 폭 방향에 걸쳐 압접되기 때문에 접합강도 또한 향상된다.

이 스카아프 이음을 적용한 연속 열간 압연에서는 우선, 열간 압연 설비의 입구족에서 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 맞닿게 한 상태에서 적어도 강편 폭 방향의 양 가장자리에서 접하는 형상으로 절단한다.

이러한 형상으로는 먼저 제4도나 제8도를 이용하여 설명한 대로이다.

상기와 같은 형상으로 하기 위한 절단 방법으로는 시어, 가스 용단 및 레이저 용단등 종래 공지의 방법 어느 것을 적용할 수 있으나 2장의 곡선인을 갖는 드럼 시어를 사용한 절단이 특히 유리하다.

이와같은 절단후, 즉시 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 맞대고 계속해서 이들 강편의 피압연면에 얇은 강판을 맞댄 부분을 덮고 고착시킨다.

제13도에 이와같은 얇은 강판의 고착 상황의 일예를 나타낸다. 도면중 12는 선행 강편, 13은 후속 강편, 14는 시일 플레이트인 얇은 강판이다.

얇은 강판(14)의 고착은 모재의 강편에 완전 용접뿐만 아니라 점 용접으로도 절단부는 단기되기 때문에 적합하다.

또, 얇은 강판(14)의 크기에 대하여, 길이(도면의 L)는 후 공정에서의 압연 접촉호길이 L₀의 1.0 ~ 2.0배 정도가 바람직하다.

또, 얇은 강판(14)의 폭(도면중의 H)은 강편의 맞댄 상태에서의 중앙부의 간격 정도 덮고 있으면 좋고 판폭 전체를 덮어도 좋다.

또한, 얇은 강판(14) 두께는 0.6 ~ 3.0mm 정도가 바람직하다.

얇은 강판의 재질은 피압연재와 동일한 것이 바람직하다. 계속해서 압연을 한다.

본 발명에 따라 전공정에서 강편의 피압연면에 얇은 강판을 맞댄 부분에 덮고 고착시키면 제14도에 압연시의 단면도와 같이 접합부의 갭이 메워지는 방향의 용력(도면중의 화살표)이 발생하고, 강편의 두께 방향 중앙에서 피압연면(표면)으로의 소성 변형에 의하여 갭이 메워지는 것으로 각 강편이 서로 압접되어 접합 강도의 향상을 피할 수 있는 것이다.

또한, 도면중 번호 15는 압연 로울이다.

각 강편의 절단후 얇은 강판의 고착까지의 시간은 가능한 한 짧은 것이 바람직하다.

절단에서 얇은 강판의 고착까지의 시간이 길면 제15도에 압연시의 단면과 같이 압접해야 할 면에 스케일(16)이 발생하여 접합 강도가 저하되기 때문이다.

강편 절단후의 시간이 스케일 두께 및 접합 강도에 미치는 영향을 조사한 결과를 제16도 및 제17도에 각각 그래프로 나타낸다.

또한, 접합강도는 재질 : ss 41, 폭 : 1000mm, 두께 : 30mm의 강편을 서로 맞대게 하고 여러 시간에 걸쳐 시일 플레이트(재질 : ss 41)를 고착한 후, 직경 : 700mm의 압연로울로 두께 20mm까지 압연하여 얻어진 시험편에 냉간 인장 시험을 하고 조사하였다.

이들 그래프에서 소정의 접합강도를 얻기 위해서는 절단후 시일까지의 시간을 20초 이내로 하는 것이 바람직하다는 것으로 판명되었다.

또한, 각 강편을 맞댄후 얇은 강판을 고착하기에 앞서 강편폭 방향의 양 가장자리를 접합하는 것이 접합강도의 향상을 위해 바람직하다.

이 강편 폭 방향의 양 가장자리의 접합은 서로 누르는 것만으로도 어느정도 진행되는 바, 이러한 압연 처리를 하면서 가열을 하면 접합이 효과적으로 촉진되고 접합 시간이 단축되어 유리하다.

가열 방법은 가스버어너, 통전가열 및 유도가열 등 어느것을 사용할 수 있지만, 그중에서도 고번자게를 강편의 판두께 방향으로 관통시키도록 전압을 가하는 방법이 유리하다.

본 발명에 따라 얇은 강판을 고착하는 구체적인 방법의 예를 제18도와 같이 강편 반송 라인에서의 압연기군(17)과 드럼시어(18)과의 사이에 시일 플레이트 용접장치(19)(동도(a)) 또는 시일 플레이트 용접장치를 내장한 끝부분 접합장치(20) (동도(b))를 사용하면 좋다.

다음에, 제9 및 제10발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 제4 및 제5발명에서는 스카아프 이음을 하기 위해서 미리 강편의 단면에 절단 공정을 2회 실시하여 소정의 단면 형상을 만들지만, 제9 및 제10발명에서는 이러한 절단 대신에 각 강편의 끝부분에 강압하를 가하는 것으로 양끝부분의 두께를 테이퍼 형으로 점차 두께를 감소하여 접합하는 것이다.

제19도(a)-(f)에 본 발명에 따른 접합 요령을 시간별로 나타낸다.

또한, 도면중 부호 21, 22는 각각 선행강편 및 후속강편, 23은 조압연기의 최종 스탠드, 24는 절단장치, 25는 다듬질 압연기의 제1스탠드이다.

그런데, 본 발명에서는 선행 강편(21)의 조압연 단계(동도 a)에서 선행 강편(21)의 후단부를 테이퍼 형으로 얇게 두께를 줄인다(동도 b).

또, 후속강편(22)의 선단부도 마찬가지로 테이퍼 형으로 얇게 두께를 줄인다(동도 c).

계속해서, 선행 강편(21)의 후단부 및 후속 강편(22)의 선단부의 형상을 각각 같게 잘른 후(동도 d, e), 양끝부분을 겹쳐서 점용접한다(동도 f).

그런후, 다듬질 압연기로 연속 압연을 계속한다.

또한, 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부의 형상을 같게 자르는 데에는 맞닿는 부분이 평편한 평면 형상 이어도 좋지만, 제20도와 같이 양 끝부분을 각각 어미상(fishtail)으로하여 겹친 부분을 각 강편의 폭 방향 양 가장자리로 한정하는 것이 점 용접 처리의 간략화 또는 다듬질 압연에서의 압연 하중의 경감을 꾀하는 것 이상으로 특히 유리하다.

그래서, 최저 접합대는 각 끝부분에서 강편폭이 적어도 0.1배, 더불어 0.2배인 것으로 확인되고 있다.

또, 제21도와 같이 겹친후의 접합부 두께에 대해서는 강편 두께의 1.3배 이내이면 그후의 다듬질 압연에 지장을 주지 않고 강력한 접합부가 얻어지는 것으로 판명되었다.

따라서, 접합부 두께는 강편 두께의 1.3배 이내로 하는 것이 바람직하며, 이 경우는 점 용접할 때 특별히 압하를 할 필요는 없다.

7스탠드의 탠덤압연기를 갖춘 제1도와 같은 설비를 사용하여 폭 1000mm, 두께 30mm, 맞닿은 부분이 평편한 평면 형상으로 되어있는 시이트 바아(저 탄소강)를 하기의 조건에 따라 눌러 시이트 바아의 맞닿은 면에 압축 응력을 발생시키고 이 상태를 유지한 채로 압연기에 공급하여 판두께 3mm의 열연판으로 다듬질하였다.

a. 누르는 힘 : 면압으로 1kg f/mm²

b. 다듬질 압연기군의 NO. 1 밀의 압하율 : 30%

그 결과, 압연중에 시이트 바아의 맞닿은 부분이 분리 단절되지는 않고 안정하게 압연할 수 있다.

또, 종래의 고주파 가열방법에서 동일 조건이 압연에서의 생산능률을 10%정도 높일 수 있었다.

또, 폭 1000mm, 두께 30mm, 선단부, 후단부의 곡률반경이 20m로 되어있는 제4도(a)와 같은 평면 형상의 저탄소강 시이트 바아를

a. 누르는 힘 : 면압으로 1kg f/mm²

b. NO. 1 밀의 압하율 : 30%

의 조건에 따라 열간 압연한 경우에도 조사하였지만 이와같은 압연에서도 압연중에 시이트바아의 맞닿은 부분이 분리 절단되지 않고 안정하게 압연할 수 있었다.

[실시예 2]

7스탠드의 탠덤 압연기를 갖춘 제11도와 같은 설비를 사용하여 두께 : 30mm, 폭 1200mm의 저탄소강 강편을 그 선행 강편의 후단부 및 후속 강판의 선단부를 각각 제8도와 같은 곡률반경 : 19m의 곡선상으로 절단한 후, 강편 두께 방향에 대하여 45° 각도로 기울여 절단하고 계속해서 폭방향 양 가장자리를 맞대어 점용접하여 접합한 후, 다듬질 압연기로 판두께 : 3mm의 열연판으로 다듬질하였다. 그결과, 압연중에 장력을 가한 경우에도 강편이 맞닿은 부분이 분리 절단되지 않고 안정하게 압연할 수 있었다.

또, 상기의 예에서 곡률반경 : 60m, 강편두께 방향에 대한 각도 : 30°로 변화시켜 선단부와 후단부를 맞대어 누른 상태로 각 강편이 그 폭방향 양 가장자리만 접촉하고 중앙부에서는 겹친 형상으로 절단한바 접합이 보다 강고하게 되었고, 압연중에 강력을 가한 경우에도 강편의 맞닿은 접합부가 분리 절단되지 않고 안정하게 압연할 수 있었다.

[실시예 3]

7스탠드의 탠덤 압연기를 갖춘 제18도와 같은 설비를 사용하여 두께 : 30mm, 폭 1000mm의 저탄소강 강편을 그 선행 강편의 후단부 및 후속 강판의 선단부를 각각 제13도와 같은 곡률반경 : 20m의 곡선상으로 절단하고, 즉시 계속해서 양 강편을 양 가장자리에 맞대어 이 맞댄 부분에 강편과 같은 재질의 길이 100mm, 폭 1000mm, 두께 2.3mm의 얇은 강판을 결과 속 양면에 점 용접하여 고착한 후, 다듬질 압연기로 판두께 : 3.2mm의 열연판으로 다듬질하였다.

절단에서 얇은 강판의 고착까지의 시간은 20초이었다.

그결과, 압연중에 장력을 가한 경우에도 강편의 맞닿은 부분이 분리 절단되지 않고 안정하게 압연할 수 있었다. 얻어진 열연판의 접합강도를 조사한바 12kg f/mm²이었다.

다음에, 상기의 예에서 절단에서 얇은 강판의 고착까지의 시간을 보다 빠르게 5초로한 바, 접합이 보다 강고하였고 압연중에 장력을 가한 경우에도 강편의 맞닿은 접합부가 분리 절단되지 않고 안정하게 압연할 수 있었다.

또한, 얻어진 열연판의 접합 강도를 조사한 바 28kg f/mm²이었다.

다시, 전기의예에서 강편을 폭방향 양 가장자리에 맞닿게한 후, 얇은 강판을 고착하기에 앞서 그 강편을 누르는 힘 2.0kg f/mm²으로 서로 누루면서 교번자계를 강편의 판두께 방향으로 관통시키도록 전압을 가하여 가열 접합하였다.

접합대는 끝부분에서 각각 100mm이었다.

압연중에 장력을 가한 경우에도 강편의 맞닿은 접합부가 분리 절단되지 않고 안정하게 압연할 수 있었다.

또한, 얻어진 열연판의 접합강도를 조사한바 30kg f/mm²이었다.

[실시예 4]

7스탠드의 탠덤압연기를 갖춘 제20도와 같은 설비를 사용하여 두께 : 30mm, 폭 1000mm로 맞닿은 부분이 모두 에미상으로 되도록 크롭시어로 절단된 저탄소강의 선행, 후속 시이트 바아를 하기의 조건에 따라 에지부 점용접함으로써 접한한 후, 다듬질 압연기로 판두께 : 3mm의 열연판으로 다듬질하였다.

a. 겹쳐진 폭 : 양 에지로부터 각각 100mm

b. 겹쳐 점용접한 후의 판두께 : 38mm

그 결과, 압연중에 시이트 바아의 겹쳐서 점용접한 부분이 분리 단절되지는 않고 안정하게 압연할 수 있다.

또, 종래의 두께 감소 프레스 방식에서 동일 조건의 압연에서의 접합에 필요한 시간을 약 5초간 단축할 수 있었다. 이렇게하여 본 발명에 따라 압연중에 강편의 맞닿은 부분이 절단 분리되지 않아 압연 공정의 전단에서 강편끼리 접합하는 번잡한 접합 조작을 생략하여 생산성이 높은 연속 열간 압연이 실현될 수 있기 때문에 열간 압연의 안정 연속화에 커다란 공헌을 한다.

Claims (10)

1. 조압연 공정을 거친 선행 강편과 계속해서 반송되는 후속의 강편을 연속적으로 다듬질 압연기로 공급하여 열간 압연함에 있어서, 다듬질 압연기의 입구쪽에서 선행 강편의 후단부에 후속 강편의 선단부를 맞대고 강편 끝부분의 맞닿은 면에 1kg f/mm²이상의 압축응력을 발생시켜 이 상태를 유지한채 압연기로 물려 들어가게 하는 것을 특징으로 하는 강편의 연속 열간 압연방법.
2. 제1항에 있어서, 강편 끝부분의 맞닿은 면이 적어도 강편 폭방향의 양 가장자리를 포함하는 강편의 연속 열간 압연방법.
3. 조압연 공정을 거친 선행의 강편과 계속해서 반송되는 후속의 강편을 연속적으로 다듬질 압연기로 공급하여 열간 압연함에 있어서, 다듬질 압연기의 입구쪽에서 선행 강편이 후단부와 후속 강편의 선단부를 맞댄 상태에서 적어도 강편의 폭 방향 양 가장자리에서 접하는 형상으로 절단하고, 계속해서 이 양끝부분을 맞대어 사전 접합한 후 다듬질 압연기로 물려 들어가게 하는 것을 특징으로 하는 강편의 연속 열간 압연방법.
4. 제3항에 있어서, 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 맞대기 전에 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부를 양 강편의 마주보는 면이 서로 강편의 두께 방향에 대하여 소정각도 없이 평행되게 하기위해 경사지게 절단하는 공정을 부가하고, 강편의 폭방향 양 가장자리에서 스카아프 이음 상태로 접합하는 사전 접합을 하고 다듬질 압연으로 강편 폭방향의 이 접합 부분을 접합하는 강편의 연속 열간 압연방법.
5. 제4항에 있어서, 선단부와 후단부와의 맞닿은 상태에서 각 강편을 그 폭방향에 걸쳐 접촉하는 형상으로 절단하는 강편의 연속 열간 압연방법.
6. 제3항에 있어서, 사전 접합이 선행 강편과 후속 강편이 피 압연면에 얇은 강판을 양자의 맞댄 부분에 덮고 고착시키는 것으로 되고, 압연에서 맞닿은 부분을 압연하는 강편의 연속 열간 압연방법.
7. 제6항에 있어서, 각 강편의 절단후 얇은 강판의 고착까지의 시간이 20초 이내인 강편의 연속 열간 압연방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 각 강편을 맞댄후 얇은 강판의 고착에 앞서 강편 폭 방향의 양 가장자리를 접합하는 강편의 연속 열간 압연방법.
9. 열간압연에서의 조압연후 다듬질 압연기 입구쪽의 반송라인에서 선행하는 강편의 후단부와 후행하는 강편의 선단부를 접합할 때, 조압연 단계에서 선행 강편의 후단부와 후속 강편의 선단부의 각각에 강압하를 가하고, 양 끝부분의 두께를 테이퍼 상으로 점차 두께를 줄이고 계속해서 선행, 후속 양 강편의 테이퍼 두께 감소부분을 겹친 후 점 용접하는 것을 특징으로 하는 열간 압연에서의 강편의 접합방법.
10. 제9항에 있어서, 선행하는 강편이 후단부와 후행하는 강편의 선단부와의 겹친 부분이 각 강편의 폭 방향 양 가장자리인 열간 압연에서의 강편의 접합방법.