KR100205619B1

KR100205619B1 - 연속압연방법

Info

Publication number: KR100205619B1
Application number: KR1019960032974A
Authority: KR
Inventors: 기이치 마츠오; 아키라 사카이
Original assignee: 야마오카 요지로; 닛폰 고칸 가부시키가이샤
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1999-07-01
Also published as: JP3042379B2; EP0761328A1; KR970009909A; EP0761328B1; DE69604548T2; US5787565A; ATE185292T1; DE69604548D1; JPH0966301A

Abstract

연속주조기(1)에서 연속주조된 빌레트(10)는 연결라인(12)에 바로 공급되어 진다.

그 비렛트 위에 스케일은 스케일제거장치(3)에 의해 제거된다. 그때 선행하는 빌레트의 뒷끝은 연속빌레트를 생산하기 위하여 이동하는 플래쉬 버트용접기(4)를 사용해서 계속되는 빌레트의 앞끝과 용접된다. 용접부(15) 위의 버(burr)는 이동하는 버(burr)-제거장치(5)안에 연삭기(51∼53)에 의해 제거된다. 그 연속 빌레트는 유도가열기(6)에서 가열되어지고, 그때 압연기 라인에서 연속적으로 압연되어 진다.

Description

연속압연방법

제1도는 본 발명을 위한 HDR 연속압연장치의 개략도.

제2도는 본 발명을 위한 이동하는 플래쉬 버트용접기의 개략도.

제3도는 위에 설명된 플래쉬 버트용접기의 내부조임쇠의 단면에서 부분적인 측면도.

제4도는 제3도에 설명된 플래쉬 버트용접기의 내부조임쇠의 정면도.

제5a도는 용접된 부분으로 부터 버(burr)을 제거하기 전에 연속 빌레트의 단면도.

제5b도는 버(burr)가 제거된 후에 연속 빌레트의 단면도.

제6도는 원형 빌레트를 위한 이동하는 버(burr)-제거장치의 개략정면도.

제7a도는 사각 빌레트를 위한 이동하는 버(burr)-제거장치의 개략측면도.

제7b도는 사각 빌레트를 위한 이동하는 버(burr)-제거장치의 개략정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연속주조기 2 : 체인콘베어

3 : 스케일제거장치 4 : 이동식 플래쉬 버트용접기

5 : 이동식 버(burr)제거장치 6 : 유도가열기

7 : 압연기라인 10 : 빌레트

11 : 주조라인 12 : 빌레트연결라인

13 : 압연라인

이 발명은 HDR(열간직접압연) 연속압연의 방법에 관한 것이다. 그중에 연속주조기에 의해 주조된 열간 빌레트들은 봉강과 와이어롯드들(중간선재)을 생산하기 위해 주조시의 높은 온도를 유지하면서 바로 압연기에 공급되어, 연속적으로 연결되면서 계속 압연되어 진다.

HDR 방법은 와이어 롯드, 봉강, 혹은 형강들을 에너지를 절약하여 높은 효율에서 생산하기 위한 한 압연방법으로 알려져 있다.

그 HDR 방법은 주조상태에서 직접 압연기에 주조된 빌레트들을 연속적으로 공급하거나, 혹은 가열장치를 통해 적당한 온도로 가열한 후 압연기 라인에 그들을 공급하고, 이들 빌레트를 연속적으로 압연한다.

그렇지만 그 방법은 빌레트들을 하나씩 게속적으로 압연하기 때문에 제품의 길이가 짧아져 생산수율면에서 빈약하게 된다.

따라서, 압연전에 빌레트들이 연속적으로 연결되는 연속압연방법이 효율을 더 개선하기 위해 최근 시도되어지고 있다.

예로서, 연속압연방법의 그 유형은 JP-a 52-43754에 발표되어져 있다(여기서 참조되는 "JP-a"는 "일본 특허공개공보"를 의미함). 그 발표에 따르면, 연속주조된 빌레트는 한번 냉각되어지고, 그 다음에 가열로에서 적당한 온도로 가열되어 진다.

그로에서 오는 빌레트는 뒷끝은 이동하는 플래쉬 버트용접기를 사용하면서 그 가열장치로부터 오는 게속되는 빌레트의 앞끝과 접합되어 진다.

그때 삭피기가 그 맞대기 용접된 부분으로부터 버(burr)을 제거하기 위해 사용된다. 이렇게 연결된 연속빌레트는 유도가열기에 의해 재가열되어지고, 그리고 연속적으로 압연기라인에서 압연되어진다.

하지만, 종래의 연속압연방법은 빌레트 주조라인과 빌레트 압연 라인을 직접연결하지 않는다. 따라서, 빌레트 가열공정과 빌레트 재가열공정 양쪽은 절대 필요하다. 결과적으로, 빌레트에 의해 보유된 열은 이용되어질 수 없고, 그리고 그것은 에너지 절약의 관점으로 볼 때 그 방법은 불이익한 것이고 또한 큰 규모의 생산라인과 큰 비용이드는 결과가 된다.

그 대신, 단일로에서 빌레트 가열과 재가열을 처리하기 위한 방법이 제안되어 진다(JP-b 57b-11722). (여기서 참조되는 "JP-b"는 "일본 특허공개공보"를 의미함).

그 발법은 빌레트 가열공정과 빌레트 재가열공정 양쪽이 필요한 점에서는 위에 기술한 전통적인 방법의 것과 같다.

추가로, 그 방법은 빌레트를 다른 빌레트와 연결하기 전에 그 압연방향의 반대방향으로 로에서 빌레트를 가져오길 요구한다. 그때 그 연결공정, 용접부 버(burr)제거공정, 재가열공정로(동일로에서), 그리고 압연공정에 들어가기 위해 그 빌레트 장입방향을 바꾸기를 요구한다. 따라서 그 방법은 큰 열손실을 주고 큰 규모의 장치와 큰 비용을 피할 수 없게 된다.

더구나 JP-a 52-43754와 JP-b 57-11722에 기술된 방법들은 성형공구와 같은 공구를 사용해서 그 용접부위에 버(burr)을 힘차게 깍아내는 것이고, 그래서 그 공구의 마모가 심하게 되어, 부적당한 실제의 적용 결과가 된다.

이 방명은 위에 기술한 문제들을 해결하고 에너지 절약하에서 높은 효율로 연속압연을 실행하고 한편으로는 생산라인의 규모를 작게 하는데 목표를 둔다.

이 발명의 목적은 두방법의 특징을 향상시키기 위해 위에 기술된 직접공급압연방법과 연속압연방법을 결합시켜서 HDR 연속압연방법을 마련하는 것이다.

이 발명의 연속압연방법은 여러단계들을 포함한다;

연속주조기에 의한 빌레트 주조;

빌레트가 주조를 통해 얻어진 열을 가지고 있는 동안 연속주조기로부터 압연기에 계속적으로 차례로 빌레트를 공급;

연속빌레트를 생산하기 위해 이동하는 동안 선행하는 빌레트의 뒤끝과 뒤따르는 빌레트의 앞 끝을 연결해서 플래쉬 버트용접 방법을 사용해서 연속빌레트를 만드는 것;

이동하는 동안 연삭기를 사용하면서 연속빌레트의 용접부에 플래쉬 버트용접에 의해 형성된 버(burr)을 제거하는 것 ;

유도 가열로를 사용하면서 지정온도에 그 연속 빌레트를 가열하는 것;

그리고 압연기 라인을 통한 그 가열된 연속 빌레트를 압연하는 것;

그 방법은 더욱이 유압식 스케일 제거장치나 기계식 스케일 제거장치를 사용하면서 플래쉬 버트용접을 적용하기전에 빌레트 위에 스케일을 제거하는 단계를 포함한다.

위에 기술한 방법에, 다수의 연삭기가 그 용접부의 버(burr)을 제거하기 위하여 연속빌레트이 중심축에 대해 동일한 경사각이나 경사의 조건하에 그 빌레트의 외부 바깥둘레에 따라 배치된다.

위에 기술한 방법에서, 다수의 연삭기들이 그 용접부로 부터 버(burr)을 제거하기 위하여 그 연속 빌레트의 이동방향에 따라 따로 배치되어 진다.

제1도는 개별요소의 평면배열을 설명하는 본 발명의 HDR 연속압연설비에 대한 개략도이다.

제1도에서 참고숫자 1은 연속주조기를 표시한다.

이 구체화에서 연속주조기는 두가닥(투스트랜드)을 가진다. 주조라인(11)과 압연라인(13)은 서로 평행하다. 연속주조기(1)에 의해 연속주조된 빌레트(10), 그 빌레트 연결라인(12)에 직각으로 배치된 체인콘베어(2) 위에 이동된다.

그 빌레트 연결라인(12)는 압연라인(13)의 상류 끝에 직선적으로 연결된다.

그 연결라인(12)에는, 스케일 제거장치(3), 이동 플래쉬 버트용접기(4), 이동버(burr)제거 장치(5), 상류로 부터 순서로 유도 가열기(6)가 거기에 준비된다.

참고숫자 7은 압연라인(13)을 구성하는 다수의 압연기 스탠드를 구성하는 압연라인이다.

스케일 제거장치(3)는 예를 들면 고압수의 주입 혹은 회전솔 기계를 사용하면서 빌레트(10)로부터 스케일을 제거한다.

그 스케일 제거는 플래쉬버트용접기를 하는 동안 전기 전도를 개선하고 전극표면의 손상을 방지한다.

빌레트(10)의 스케일 제거부분은 그 빌레트의 전길이를 다할 필요는 없고, 그리고 그것은 플래쉬 버트용접을 위한 전극이 닿는 빌레트(10)의 앞끝부분과 뒷끝부분에 제한되어 진다. 그 빌레트(10)의 양끝 표면은 오히려 스케일이 제거된다.

제2도는 이동하는 플래쉬버트용접기의 개략도를 보이고 제3도는 그 플래쉬 버트용접기의 내부조임쇠 단면에 부분적인 측면도이다.

제4도는 위에 설명된 플래쉬 버트용접기의 내부조임쇠의 정면도이다.

그 용접기(4)는 각 해드에 각기 그 선행하는 빌레트(10a)와 계속되는 빌레트(10b)를 잡기 위해 이동하는 본체(40)내에서 정지된 헤드(41)와 움직이는 해드(42)로 준비되고, 그리고 다수의 유압시린더(43a), (44a), (43b), (44b)로 준비되어 진다.

빌레트 끝쪽에 가까운 유압시린다(43a와 43b) 위의 조임쇠 몸체는 각각이 전극(45)(46)을 형성한다. 정지 해드(41)와 이동해드(42)는 복수의 전도용 유압시린더(47)에 의해 서로 연결되어져 있다. 전극봉을 구동하기 위한 유압시린더(43a), (43b)는 가능한데로 그 빌레트의 끝쪽에 가까이 위치되어진다.

제5a도는 용접기(4)를 사용하는 선행 빌레트(10a)의 뒷끝과 계속되는 빌레트(10b)의 앞끝과에 플래쉬 버트용접으로 형성된 용접부분(15)의 단면도이다.

전기저항 용접의 전복은 외부바깥둘레로부터 그 용접부분(15)를 올린다. 그래서 그 버(burr)(15a)는 아래에 기술된 이동하는 버(burr)제거장치에 의해 제거된다.

제5b도는 용접부로 부터 버(burr)을 제거한후의 빌레트를 보인다.

제6도는 둥근 빌레트를 위한 이동 버(burr)제거장치의 개략도를 보인다.

제7a도는 사각 빌레트를 위한 이동 버(burr)제거장치의 개략측면도이고, 그리고 제7b도는 그 장치의 개략 정면도이다.

제6도에 보이는 그 버(burr)-제거장치(5)는 전동기들에 의해 독립적으로 구동되고 그리고 51∼53의 각 연삭기들은 그 연속빌레트(10c)의 중심축에 대해 경사각을 가지게 배치되고 그리고 51∼53의 각 연삭기들은 연속빌레트(10c) 주위를 함께 회전하는 조건하에 균일한 간격에서 연속빌레트(10c)의 외곽주위에 따라 배치된 다수의 연삭기들 51∼53을 포함한다. 추가로, 51∼53의 각 연삭기는 연속빌레트(10)의 방사상 방향으로 움직일 수 있다.

빌레트(10)의 중심축에 대해 경사각으로 각 연삭기(51∼53)를 배치해서, 비교적 얇은 연삭기가 그 용접부위(15)로 부터 그 버(burr)(15a)의 넓은 범위를 제거할 수 있다.

둥근 빌레트(10)의 경우를 위해, 그 둥근 빌레트(10)의 주위에 다수의 연삭기들(51∼53)을 회전시켜, 그 버(burr)(15a)이 제5b도에서 보는 바와 같이 제거되어 질 수 있다.

사각 빌레트(14)의 경우에는, 그 연삭기들(54∼57)은 제7a도와 제7b도는 보는 바와 같이 그 사각 빌레트(14) 주위에 배치되고, 각 연삭기들은 경사위치로 배치되며 한편 사각 빌레트(14)의 이동방향에 따라 위 아래 연삭기들의 짝(56,57)으로 부터 오른쪽과 왼쪽 연삭기들(54,55)의 짝을 옮겨 놓고, 이리하여 이들 짝들 사이에 기계적인 간섭을 피한다.

따라서, 그 버(burr)는 그 경우에 두계단 작업에 의해 제거된다.

그 유도가열기(6)와 압연기라인(7)은 알려진 장비들이므로 상세한 실예는 생략한다.

본 발명의 방법은 작업순서에 따라 설명한다.

제1도에서 보는 바와 같이 그 빌레트(10)는 연속주조기(1)에 의해 연속주조되고 그리고 예를 들면, 체인콘베어(2)에 이동되거나, 계속적으로 집어내어지면서, 그때 그들은 그 연결라인(12)에 바로 연속적으로 공급되어진다.

그 바로 공급되어진 빌레트(10)는 한편 거의 같은 간격을 지키면서 이동한다. 첫째로, 그 스케일 제거장치(3)에서, 주로 끝들 위에, 앞끝위에, 그리고 빌레트의 뒷끝위에 스케일이 유압이나 기계적인 방법에 의해 제거된다.

다음, 그 선행하는 빌레트(10a)와 계속하는 빌레트(10b)는 유압실린더(43a), (44a), (44b), (44b) 들에 의해 따로따로 각각 죄어지고, 한편 그 이동하는 플래쉬 버트용접기(4)는 빌래트(10)의 속도와 거의 같은 속도로 이동한다.

이렇게 하여 그 전도용 유압시린더(47)는 계속되는 빌레트(10b)를 선행하는 빌레트(a)에 서로 접촉시키기 위해 가깝게 가지고 온다. 큰 전류가 회로단락과 아크발생을 되풀이해서 섬광을 보내고 양쪽끝을 용융상태로 만들기 위해 전극(45), (46)을 통해서 그 빌레트의 양쪽 끝에 적용된다.

그 전도용 유압시린더(47)는 선행하는 빌레트(10a)에 연결하기 위해 계속되는 빌레트(10b)에 전도해서 적용한다. 그 플래쉬 버트용접기(4)는 그 빌레트 이동 속도와 동일한 속도로 제1도에서 보는 바와 같이 그 지정된 행정(Si)을 이동하는 기간동안 플래쉬 버트용접을 처리한다.

그 용접이 완성될 때, 플래쉬 버트용접기(4)는 그 원위치로 돌아온다. 용접기(4)는 더 이상 게속되는 빌레트(10b)와 이리해서 얻어진 연속빌레트(10c)를 연결하기 위해 플래쉬 버트용접을 되풀이한다.

이 방식으로, 그 빌레트들(10)은 계속적으로 그 플래쉬 버트용접에 의해 함께 계속적으로 연결된다. 용접부(15)위에 그 버(burr)(15a)는 이동하는 버(burr)-제거장치(5)에 의해 연속적으로 제거된다.

즉, 그 장치(5)가 그 연속빌레트(10c)에 용접된 부위(15)를 검출할때에는 그 장치가 아래로 이동하는 동안 유압시린더를 사용하여 그 빌레트의 중심을 향해 고정속도로 회전하도록 하는 연삭기(51∼53)들을 이동한다.

그 연삭기들은 빌레트(10c)를 접촉하고, 그리고 그들은 그 위치에 먼저 놓여진다. 빌레트(10c)는 더 이상 아래로 이동된다.

그 연속빌레트(10c)의 용접부(15)는 연삭기(51∼53)의 더 아래면에 도달할때에, 구동모타의 구동전류는 갑자기 증가하고, 그리고 그 용접부(15)의 도착은 전류의 갑작스런 변화에 의해 검출된다. 용접부(15)가 연삭기(51∼53)의 더 낮은면에 도착할때에, 그 회전하는 연삭기(51∼53)은 먼저 조정해둔 위치를 지키면서 그 연속빌레트(10c) 주위를 회전하기 시작한다. 이렇게 그 연속빌레트(10c)의 전 주위의 그 버(burr)(15a)은 연삭된다.

역시 그 버(burr)-제거장치(5)는 제1도에서 보인 그 지정된 행정(S2)을 통해 이동하는 기간동안 그 버(burr)-제거를 처리한다. 그 버(burr)-제거 순환과정을 완성한 뒤, 그 장치(5)는 원위치에 돌아오고, 그리고 그 다음 용접부(15)에 그 버(burr)-제거작업을 되풀이 한다.

이래서 그 용접부(15)위의 버(burr)는 연속적으로 제거된다. 사각 빌레트(14)들이 처리되는 경우에, 연삭기(54∼57)은 제7도에서 보는 바와 같이 배열된다.

그 상류에 있는 연삭기들(54), (55)로 부터 시작하는 그 빌레트를 접근함에 의해, 좌우편에 있는 그 버(burr)가 처음에 제거된다. 두번째로 위 아래편에 있는 그 버(burr)가 2단계 연삭에서 제거된다.

위에 기술된 바와 같이, 그 연속빌레트(10c)는 이동하는 버(burr)-제거장치(5)안에 각용접부(15) 위에 그 버(burr)제거 동작에 종속되어지고, 그리고 그 연속 빌레트(10c)가 950에서 1050℃의 온도로 가열되어지는 그 유도가열기(6)로 이동되어지고, 그리고 더 이상 그 가열된 연속빌레트(10c)는 압연기라인(7)에서 연속압연에 의해 처리되어 진다.

따라서, 그 연속주조된 빌레트(10)들은 스케일 제거단계, 이동 플래쉬버트용접단계, 이동 버(burr)제거단계, 가열단계, 그리고 연속압연단계를 지나기 위해 계속적으로 바로 장입되어 진다. 이리하여 그 빌레트 가열단계는 굉장히 에너지 절약에 공헌하고 그리고 생산라인의 규모를 키우지 않고 고효율 연속압연을 가능케하는 100℃∼200℃만 가열하는 단순공정이다.

그 직접공급된 빌레트가 800에서 900℃ 주위에서 높은 온도를 가지는 동안 그 플래쉬 버트 용접이 수행되어지기 때문에 그 플래쉬 버트용접을 위한 필요한 예열시간이 짤아지고, 그래서 용접시간을 짧게하고 순환(싸이클) 시간을 짧게 한다.

그 플래쉬 버트용접의 채용은 뒤접어 놓은 위에 용접부에 불순물의 포함가능성을 제거하고, 그리고 조직에 변화는 적고, 이렇게 그 접합응력은 그 모재(빌레트)의 접합력과 거의 같이 가져와 진다. 그 플래쉬 버트용접은 제품특성에 대한 문제를 유발하지 않는다. 더구나, 그 빌레트의 외부주위의 용접부에 뒤집음에 의해 올려진 버(burr)는 그 빌레트가 이동하는 기간동안 연삭기들에 의해 제거되어 지고, 그래서 그 버(burr)-제거는 버(burr)-제거의 짧은 시간내에 즉시 운반되어 진다.

연삭휘일을 가진 연삭은 그 연삭기들이 문질러 닳은 상태하에서 조차 그 연삭수행은 오랫동안 유지하는 특징을 가진다. 이래서 함께 연결된 그 연속빌레트들은 유도가열기에서 950℃에서 1050℃의 온도로 가열된다. 그때 그들은 압연기라인에 의해 연속적으로 압연된다.

위에서 기술한 바와 같이, 이 발명은 연속주조되고, 에너지 절약조건하에서 고효율의 연속압연이 생산라인의 규모의 증가없이 달성되어지는 직접공급되는 빌레트를 위한 일련의 연속압연 단계들을 채택한다.

추가로, 그 빌레트 용접시간과 용접부에서 그 버(burr)-제거시간은 열간 직접압연조건에서 짧게 된다. 그래서 싸이클 시간은 짧아진다.

Claims

연속압연방법에 있어서, 연속주조기에 의한 빌레트의 주조단계와; 상기 빌레트들이 주조를 통해 얻어진 열을 내재하고 있는 동안 상기 빌레트들을 계속적으로 차례로 연속주조기에서 압연기로 공급하는 단계와; 선행하는 빌레트의 후단부와 연이어 공급되는 빌레트의 전단부를 연결하여 연속빌레트를 생산하기 위하여 이동중 플래쉬 버트 용접을 사용하는 연속빌레트의 성형단계와; 이동중 연삭기를 이용하여 상기 연속빌레트의 용접부상에 플래쉬 버트 용접에 의해 형성된 버(burr)의 제거단계와; 유도가열기를 이용하여 특정온도까지 상기 연속빌레트를 가열하는 단계와; 압연기 라인을 통해 가열된 연속빌레트를 압연하는 단계와; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제1항에 있어서, 플래쉬 버트 용접의 적용전에 수압스케일제거장치를 이용하여 상기 빌레트상의 스케일을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제1항에 있어서, 플래쉬 버트 용접의 적용전에 기계적인 스케일 제거장치를 이용하여 상기 빌레트상의 스케일을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제1항에 있어서, 용접부상의 버(burr)를 연속빌레트의 중심축에 대하여 등각을 이룬 간격과 경사각에서 상기 빌레트의 외주를 따라 복수개의 연삭기를 배치하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제1항에 있어서, 용접부상의 버(burr)를 연삭기의 변위동안 연속빌레트의 이동방향에 따라 복수개의 연삭기를 배치하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제2항에 있어서, 스케일의 제거를 위한 빌레트의 일부는 플래쉬 버트 용접용 전극과 접촉하는 부분으로 되는 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제2항에 있어서, 기계적인 스케일 제거장치는 브러쉬스케일 제거장치인 것을 특징으로 하는 연속압연방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 연삭기는 연삭휘일인 것을 특징으로 하는 연속압연방법.