KR100226805B1 - 금속띠 부재의 냉간 압연방법 - Google Patents

Abstract

금속띠부재의 냉간압연을 수행함에 있어서, 롤교차압연과 롤평행압연을 조합하고 적어도 최종작업대(직렬배열식 압연기의 경우) 또는 적어도 최종송출(리버스 압연기의 경우)에 롤평행압연방식으로 압연을 수행함으로써, 비틀림이 없는 압연금속띠를 얻을 수 있음과 동시에 광택이 뛰어난 압연금속띠를 얻을 수가 있다. 경우에 따라서, 미리 압하율이 5% 이상인 롤교차 방식에 의한 예비냉간 압연을 금속띠부재에 실시한 다음 , 롤평행압연 또는 롤교차압연과 롤평행압연의 조합에 의한 냉간압연을 수행한다.

Description

[발명의 명칭]

금속띠부재의 냉간압연 방법

[기술분야]

본 발명은 강철띠나 스테인레스 강철띠 등과 같은 금속부재의 냉간압연방법 및 압연기열에 관한 것이며, 특히 롤 교차압연에 있어서 비틀림을 방지하는 방법에 관한 것이다. 또한, 표면광택이 우수한 금속띠를 제조하기 위한 냉간압연방법 및 이에 사용되는 압연기 열에 관한 것이다.

[배경기술]

최근 들어, 압연 금속띠(이하에서는 '압연띠'라 한다)의 형상이나 판두께의 정밀도에 대한 수요자들의 요구가 점점 까다로워지고 있다. 이에 따라, 압연띠의 판크라운을 제어하기 위해, 상하의 작동롤을 단독으로 금속띠(이하에서는 '띠부재'라 한다)에 평행한 면에서 교차시켜서 띠부재를 압연(이것을 '작동롤 교차압연'이라 한다)하거나, 백업 롤과 마주하는 띠부재 평행한 면내에서 교차시켜서 띠부재를 압연(이것을 '쌍 교차압연'이라 한다)하는 방법이 채용되고 있다. 롤 교차압연 방법은 우수한 제어능력을 가지고 있기 때문에, 열간압연에 있어서 이미 실용화되고 있다. 그러나, 치수 및 형상에 대한 높은 정밀도가 요구되는 냉간압연에 적용하는 경우에는, 압연띠에 비틀림을 발생시킬 수 있기 때문에, 그 비틀림을 방지할 수 있는 대책이 필요하다. 즉, 수요자들의 다양한 요구(여러 가지의 판재질, 판두께, 판폭)에 부응하기 위해서는 제어능력이 큰 냉간압연기가 필요한데, 롤 교차압연 방법이 제어 능력면에서 우수하다는 것이 입증되었음에도 불구하고 비틀림문제 때문에 냉간압연에서는 실용화되지 못하고 있었다.

이하, 롤 교차압연을 수행할 때 압연띠에 비틀림이 발생하는 이유를 제 4도에 기초하여 설명한다. 제 4도(a)는 상부작동롤(1)과 하부작동롤(2)을 각각 띠부재(3)에 평행한 면내에서 교차시켜서 띠부재(3)를 압연하는 경우에 압연띠(4)가 비틀리는 것을 설명하는 입체도이다. 작동롤(1,2)의 기하학적인 배치에 기인하여 압연 중에 압연띠(4)의 끝단부 A측이 눌려지고 반대측의 끝단부 B측이 올라감으로써, 압연띠(4)가 비틀린다.

마찬가지로, 제 4도(b)는 롤 교차압연을 수행하는 경우에 압연띠(4)가 비틀리는 것을 설명하는 입체도이다. 제 4도(a)에 도시한 바와 같이, 작동롤(1,2)의 회전축이 띠부재(3)의 압연방향 X와 직각이 아닌 점에 기인하여, 압연띠(4)의 상면에는 판폭방향의 전단력(F1)이 발생하고, 압연띠(4)의 하면에는 판폭방향의 전단력(F2)이 발생하는데, 그 결과 압연띠(4)가 비틀린다. 이 두 가지의 비틀림 방향은 서로 반대이나, 통상의 냉간압연조건에서는 전단력에 의한 비틀림이 크므로, 합성 비틀림은 영(0)이 되지 않는다. 그 결과, 압연띠(4)에 비틀림이 잔존하게 된다.

열간압연에 있어서는 비틀림을 발생시키는 전단력이 압연띠에 작용하더라도 압연직후에 재결정이 일어나므로, 압연띠의 상부와 바닥을 제외하고는 장력이 부여된다. 그 결과로 외관상 압연띠가 편평해지면, 비틀림을 발생시키는 잔류응력이 해소되기 때문에, 실질적으로 압연띠의 비틀림은 문제가 되지 않는다.

냉간압연에 있어서는, 압연직후의 재결정에 의한 원력 해소 작용을 전혀 기대할 수가 없으므로, 압연띠에 비틀림이 발행한다. 특히, 압연띠를 출하하는 경우에 비틀림이 존재하면 품질면에서 커다란 문제가 된다. 또, 비틀림이 존재하는 압연재는 연속 소둔로 등의 프로세스라인에 있어서 띠송풀 작업(strip-passing operation)을 약화시키고, 조업상 문제를 발생시키는 경우가 있다.

일본국 특허공보 평 59-41804호에는 롤 교차압연기를 탠덤으로 배치한 압연라인에 있어서, 상하의 작동롤의 교차방향을 압연기 순서에 역순으로한 압연라인이 개시되어 있다. 또한, 일본국 특허출원 공개공보 평 59-144503호에는 1쌍으로된 작동롤 한 개를 압연방향으로 직각으로 배치하고 그 작동롤에 대해 다른 작동롤(work roll)을 배치한 평행한 면내에서 경사진 압연기 그룹을 가지는 압연라인으로서 각 압연기의 작동롤의 배치를 압연기 순서에 역순으로 한 압연라인이 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 압연라인으로 냉간압연을 수행하더라도, 압연띠의 비틀림 방향이 압연대마다 역으로 될 뿐, 최종 송출(pass)후에도 여전히 압연판에 비틀림이 존대한다. 따라서, 압연띠의 비틀림에 대한 본질적인 해결책이 될 수는 없다.

판크라운을 제어하기 위한 롤 교차압연에는 전술한 바와 같은 압연띠에 비틀림이 생긴다는 문제가 있다. 한편, 압연띠의 치수 및 형상의 정밀도에 대한 수요자들의 요구는 점점 더 까다로워지고 있다. 일본국 특허공보소59-41804호 및 일본국 특허출원 공개공보 소59-144503호에 개시된 압연방법에서는 최종 송출 후에도 여전히 압연띠에 비틀림이 존재한다.

한편, 통상적인 금속띠, 예를 들면, 스테인레스 냉간압연강철띠를 제조하려면, 산세 또는 소둔과 산세를 실시한 스테인레스 열간압연 강철띠에 윤활유를 공급하면서 냉간압연을 실시하고, 계속하여 소둔과 산세 또는 광택 소둔을 실시한 후, 조질(調質) 압연을 실시함으로써 마무리한다. 압연을 거친 후에 그대로 제품으로서 사용되는 경우가 많기 때문에, 특히 우수한 표면 광택이 요구된다. 스테인레스 냉간압연강철띠의 표면광택을 개선하는 방법을 예를 들면 다음과 같다. 먼저, 일본국 특허출원공개공보 평 2-169108호에는 스테인레스 열간압연강철띠에 소둔과 산세를 실시하고, 이어서 바깥표면에 교차하는 홈을 설치한 작동롤을 사용하여 압하율이 5% 이상인 냉간압연을 실시하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, 바깥 표면에 교차하는 홈을 설치한 작동롤로 냉간압연함으로써, 작동롤과 강철띠간에 존재하는 윤활유를 롤바이트(roll bite) 밖으로 배출하려는 것이다. 작동롤과 강철띠간의 강철띠 표면의 오목부속에 다량의 윤활유가 존재하면 롤바이트 중에 작동롤과 강철띠가 접촉하고 있는 동안 윤활유가 빠져나갈 수 없게 된다. 이와 같이하여 봉해진 윤활유가 있으면, 압연후의 강철띠 표면의 오목부는 냉간압연을 실시하기 전보다 다소 작아지기는 하지만, 결과적으로 냉간압연하기 전의 강철띠의 표면거칠기가 냉간압연항 후에도 그대로 남는다.

그러나, 일본국 특허출원 공개공보 평 2-169108호에 개시된 방법에 있어서는, 1)롤에 교차한 홈 가공을 실시하는 공정이 번거롭고, 2)홈의 깊이가 깊고 홈줄의 수가 적은 경우에 피압연재의 표면에 볼록한 흠집이 형성되어, 그 부분이 다음 번 냉간압연시에 높은 면압으로 되어 윤활유 부족으로 타 붙는 현상이 발생되고, 3)교차된 홈은 압연이 진행됨과 동시에 부하가 걸리거나 마모가 발생하여 윤활유를 배출하는 효과가 가모되는 등의 문제점이 있다.

마무리 조질(調質) 압연단계를 거쳐 그대로 제품으로서 사용되는 스테인레스 냉간압연강철띠가 증대하고 있고, 또, 그 스테인레스 냉간압연강철띠는 특히 우수한 표면광택이 요구된다. 스테인레스 냉간압연 강철띠의 표면광택을 개선하기 위해서는, 스테이레스 냉간압연전의 열간압연강철띠의 표면 거칠기를 적게 하면 되는데, 그렇게 하기 위해서는 냉간압연전의 열간압연강철띠의 표면 거칠기를 적게 하거나 또는 냉간압연의 초기단계에서 강철띠의 표면거칠기를 적게 하면 된다는 것은 주지의 사실이다.

그러나, 상기한 일본국 특허출원 공개공보 평 2-169108호에 기재된 방법은 실용화가 곤란하며, 최근의 스테인레스 냉간압연강철띠의 표면광택에 대한 소비자들의 까다로운 요구에 대응할 수가 없다.

그리하여, 본 발명자들은, 금속띠의 표면광택을 향상시키는 방법으로서 금속띠부재의 표면과 작어롤 사이에 판폭방향으로 미끄럼 힘을 주여 금속 표면의 표층을 판폭방향으로 전단변형시켜서 금속띠부재의 표면과 작동롤이 접촉하게 되어, 광택도가 높은 금속표면을 얻을 수가 있다는 것을 발견하였다. 특히, 금속띠부재의 표면과 작동롤간에 판폭방향으로 미끄럼 힘을 부여하기 위한 방법의 하나로서 상하 1쌍의 작동롤을 서로 교차시켜 금속띠부재를 압연하는 것이 효과적이다.

상하 1쌍의 작동롤을 서로 교차시켜 금속띠부재를 압연하는 압연기를 탠덤으로 배열하는 경우, 작동롤 교차압연기를 모든 작업대에 적용하면 압연된 판에 비틀림이 발생하여, 그 상태로는 제품을 제조하기가 어렵다.

본 발명의 목적은 롤 교차 압연방식으로 냉간압연을 행할 때, 비교적 편리한 방법으로 압연띠의 비틀림을 방지하고, 또한 최근의 까다로운 요구에 부응할 수 있는 우수한 표면광택을 가지는 금속띠를 제조하는 방법 및 이를 사용하는 압연기열을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 압연된 금속띠의 비틀림을 없애고 표면광택을 상실하지 않으면서 롤 교차방식 탠덤압연을 수행하는데 있다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 개시]

본 발명의 기본적인 냉간압연방식은, 금속띠부재를 냉간압연함에 있어서, 우선 롤 교차압연 공정을 행한 다음에 롤 평행압연 공정을 행하는 냉간압연방법에 있어서, 적어도 롤 교차압연공정의 작동롤 표면의 거칠기를 중심선 평균거칠기 Ra로 0.1∼ 2㎛로 하고 롤 평행압연 공정의 롤입하율을 3%이상으로 하는 것을 특징으로 한다.

압연된 금속띠부재는 작동롤의 거칠기를 중심선평균 거칠기 Ra 로 0.1∼ 2㎛로 한 작동롤 압연기를 적어도 하나이상의 설치한 롤 교차압연 공정의 단계에서, 교차하는 상하의 작동롤에 의해 판폭방향으로 미끄럼 힘이 가해져서 압연금속띠표면의 표층이 판폭방향으로 전단 변형됨으로써, 압연금속띠으 표면에 고광택이 부여됨과 동시에 비틀림율로 낮게 억제된다.

계속되는 평행압연공정에서는, 평행압연기를 통과하는 금속띠가 총압하율 3% 이상에서 평행압연됨으로써, 전단계의 작업대에서 생긴 판비틀림이 교정되어, 광택이 우수하고 비틀림이 없는 압연이 가능하다.

상기 롤 교차압연공정은 복수의 교차롤에 의한 압연단계로 구성되고, 또 이 압연 단계의 상하교차롤의 교차방향이 서로 역방향이 되도록 배열되는 것이 바람직하다.

상기 롤 평행압연 공정의 총압하율은 8% 이하인 것이 바람직하다.

상기 금속띠부재는 산세한 열연 금속띠에 압하율 5% 이상의 롤 교차 압연에 의한 예비냉간압연을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 금속띠부재는 소둔후 산세한 열연금속띠에 입하율 5% 이상의 롤 교차 압연에 의해 예비냉간압연을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 금속띠부재는 냉간압연 후 중가소둔 또는 중간소둔과 중간산세를 실시한 냉간압연강철띠에 압하율 5% 이상의 롤 교차압연에 의해 예비압연을 실시하는 것이 바람직하다.

상기 금속띠부재는 스테인레스 강철임이 바람직하다.

상기 예비압연의 작동롤의 교차각은 0.2도 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 방법을 적용하는 탠덤 압연기열은, 어떠한 형식이어도 좋고, 롤 교차압연 방식으로 압연이 가능한 모든 압연기 모두는 본 발명에서 실시 가능하다.

특히, 본 발명을 실시함에 있어서 적당한 압연기열로서는, 상하 1상의 작동롤에 의해 금속띠 부재를 냉간압연하는 압연기를 탬덤으로 배열한 직렬배열(탠덤)압연기열에 있어서, 전단계에 상하작동롤의 축중심을 금속띠 부재면에 평행한 면내에서 교차시켜 금속띠부재를 압연하는 냉간압연기를 복수의 작업대에 상기 작동롤의 교창방향이 서로 역방향이 되도록 배치하고, 상기 교차 압연기열의 하류에 적어도 1단의 롤평행압연기를 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 롤 교차 직렬배열압연기열을 설치할 수도 있다.

본 발명의 방법을 적용하는 직렬배열압연기열 또는 리버스압연기에 있어서는 이들의 롤배치는 2중식 뿐만 아니라 3중식, 4중식, 5중식, 6중식 및 젠지미어 압연기(sendzimir mill)와 같은 다중식중의 어떠한 형식이어도 좋고, 롤 교차압연 방식으로 압연이 가능한 압연기는 모두 본 발명의 대상이된다.

[발명을 실시하기 위한 양호한 양태]

본 발명에 있어서, 롤 교차압연이란, 제 3도에 도시한 바와 같이, 피압연 부재로서의 금속띠부재(이하에서는, '띠부재'라 한다)(3)의 압연방향(길이방향)과 직각인 방향에 대해, 상하의 롤축이 각각 역방향으로 소정 각도 (α)를 이루고 압연면과 평행한 면내에서 경사진 상태로 압연하는 것을 의미한다. 다중압연기(4중식, 6중식 등)에서, 이러한 경사는 작동롤에만 부여해도 좋고, 백업 롤에 부여해도 좋다. 평행롤압연이란, 상하의 롤축을 압연방향(길이방향)으로 함께 수직이 되게 하여 압연을 행하는 통상적인 압연을 의미한다.

제 5도를 참조하여 압연금속띠의 비틀림을 측정하는 방법에 대하여 설명한다. 압연부재의 비틀림율(ξ)은 다음과 같은 방법으로 구한다. 우선, 각 작업대를 통과할 때마다 압연부재를 일정한 치수로 절단한 시험편(5)을 제작한다. 이어서, 제5도에 도시한 방법에 의해 시험편(5)의 한쪽끝단을 평면도가 좋은 도구(6)로 고정하고, 시험편(5)의 다른쪽 끝단의 비틀림거리(H)를 측정한다. 그런 다음, 거리(H)를 (길이 L×폭 W)로 나누고, 압연부재의 비틀림율을 계산한다. 압연부재의 비틀림율에 대한 정의는 ξ = H/(L × W)로 한다. 또한, 압연부재의 비틀림율의 정(正)과 부(負)는 다음과 같이 정의 한다. 제 5도에 있어서, 압연방향(X)에 평행한 수직면에 대해 압연부재의 하단의 왼쪽이 우측으로 비틀려있는 경우의 비틀림율을 정(正)이라 하고, 좌측끝단이 도면의 좌측으로 비틀려 있는 경우의 비틀림율을 부(負)라 한다.

제5도는 H가 정, 즉 ξ가 정인 경우이다.

제6도는 , 각 작업대를 통과할 때의 압연부재의 비틀림율을 나타낸 것이다. 즉, 작동롤 지름이 500㎜ 이고 쌍 교차압연이 가능한 5작업대의 직렬배열 압연기열에 있어서 상하의 작동롤의 교차각을 일정(0.75도)하게 해서 고장력강(T.S;100kgf/mm2)의 판부재를 두께가 3.2mm 에서 1.2mm 가 될때까지 압연하였을 때의, 각 작업대에서의 압하율은 각각 20%, 20%, 20% 15% 및 15%로 하였다.

제6도에는 , 모든 작업대의 작동롤의 표면거칠기 Rmax 을 5㎛(도면중의 기초 : ●표와 ○표)와 1.5㎛(도면중의 기초 : ▲표와 △표)의 2수준으로 하고, 모든 작업대의 상하작동롤의 교차방향을 동일하게 하여 압연한 경우(도면중의 기호 : ●표와 ▲표)와 작업대마다에 작동롤의 교차방향을 상호 역으로 해서 압연한 경우(도면중의 기호 ; ○표와 △표)의 압연 부재의 비틀림율을 나타내고 있다.

제6도를 보면 다음과 같은 사실을 알 수가 있다. 우선, 모든 작업대의 상하의 작동롤의 교차방향을 동일하게 하고, 교차각을 일정하게 하여 압연하면 압연부재의 비틀림율은 각 작업대마다 단조롭게 증가한다. 그런 다음에, 상하의 작동롤의 교차방향과 교차각을 동일하게 하더라도, 작동롤의 교차방향과 교차각을 동일하게 하더라도, 작동롤의 표면거칠기를 작게 하여 압연하면 압연재의 비틀림율이 작아진다. 또한, 각 작업대마다 상하의 작동롤의 교차각을 일정하게 한 채로 교차방향을 서로 역으로 하여 압연하면 압연재의 비틀림율은 각 작업대마다 그 정과 부가 역전되어, 그 절대치가 상하의 작동롤의 교차방향을 동일하게 하여 압연한 경우 보다 작아지기는 하지만, 여전히 후방작업대에서 압연할수록 증대한다.

제7도는 제 4 작업대에서의 상하작동롤의교차각과 제 4 작업대를 통과한 압연부재의 비틀림율과의 상관관계를 나타낸 것이다. 직렬배열 압연기열에 있어서,제 1 ~ 제 3 작업대까지는 상하작동롤의 교차각(0.75도)과 교차방향을 일정하게 하고, 이어서 제 4 작업대에서 교차각만을 0.25~1.0 도로 변화시켜 고장력강(T.S. : 100kgf/mm2)의 판부재를 두께가 3.2mm 에서 1.2mm 가 될 때까지 압연했을 때의, 제 4 작업대를 통과한 압연재의 비틀림율을 도시한 것이다. 제 4 작업대의 압하율은 15% 로 하였다.

제7도에는 제 1~제 4 작업대까지의 작동롤의 표면거칠기 Rmax을 5㎛ (도면중의 기호 : ○표), 3㎛(도면중의 기호 : ◇표), 2㎛(도면중의 기호 : □표), 1.5㎛(도면중의 기호 : △표) 및 1㎛(도면중의 기호 : ●표)의 5수준으로 하였을 때의 압연판의 비틀림율로 나타내고 있다.

제7도를 보면 다음과 같은 사실을 알 수가 있다. 작동롤의 표면거칠기가 일정한 경우, 제 4 작업대에서의 상하작동롤의 교차각을 작게 할수록, 압연부재의 비틀리율이 감소한다. 또, 교차각을 0.75도로 하면, 압연부재의 비틀림율이 최대가 되고 0.75도 보다 크게 하면 압연부재의 비틀림율이 재차 감소한다.

제8도는 최종 작업대에서의 압하율과 최종작업대의 통과후의 압연부재의 비틀림율과의 상관관계를 나타낸 것이다. 직렬배열압연기열에 있어서, 제 1~ 제 4 작업대까지는 상하작동롤의 교차각(압연부재의 비틀림율이 최대가 되는 교차각 0.75도)과 교차방향 및 압하율(20%)을 일정하게 하여 고장력강(T.S : 100kgf/mm2)의 판부재를 두께가 3.2mm 에서 1.3mm 이 될 때까지 압연하고, 이어서 제 5 작업대(최종 작업대)에서 상하의 작동롤을 교차시키지 않고 압하율만을 0.20%로 변화시켜 압연하였을 때의 압연부재의 비틀림율을 나타낸 것이다.

제8도에는 제 1~제 5 작업대까지의 작동롤의 표면거칠기 (Rmax)를 5㎛ (도면중의 기호 : ○표), 3㎛(도면중의 기호 : ◇표), 2㎛(도면중의 기호 : □표), 1.5㎛(도면중의 기호 : △표)및 1㎛(도면중의 기호 : ●표)의 4수준으로 하였을 때의 압연부재의 비틀림율을 나타내고 있다.

제8도를 보면 다음과 같은 사실을 알 수가 있다. 제 4 작업대까지의 비틀림율의 크기에 상관없이, 최종작업대에서 상하의 작동롤을 교차시키지 않으면, 최종 작업대에서의 압하율이 커질수록, 압연부재의 비틀림율은 대폭적으로 감소하고, 압하율이 5%을 넘으면 압연부재의 제품으로서의 비틀림은 거의 문제가 되지 않으나, 또한 압하율이 10% 이상으로 되면 압연부재의 비틀림이 전혀 없게 된다.

이상, 직렬배열 압연기열을 사용하여 최종작업대에서만 상하의 작동롤을 판부재에 평행한 면에서 교차시키지 않고 판부재를 압연하는 방식(평행압연 방식)으로 압연함으로써, 압연부재의 비틀림을 감소시킬 수 있다는 것에 대하여 설명하였다.

그러나, 압연부재의 비틀림을 제거하기 위해서는 반드시 최종작업대만을 평행압연하는 것이 아니라 중간의 작업대부터 평행압연을 개시해도 좋다는 것은 전술한 설명으로부터 명백하게 밝혀졌다. 또한, 직렬배열 압연기를 이용하여 얻어지는 이러한 작업절차는 롤 교차가 가능한 리버스 압연기의 경우에 대해서도 완전히 동일하게 들어맞는다.

이상의 내용을 종합하면, 롤 교차 압연을 행함에 있어서, 적어도 최종작업대(직렬배열 압연기열의 경우) 또는 최종 송출(리버스 압연기의 경우)에서는 평행압연방식으로 압연하면 압연부재의 비틀림을 극소화할 수가 있다. 또한, 롤 교차에서의 압연부재의 비틀림율에 따라, 평행압연에서의 압하율을 충분히 크게 하면 비틀림이 전혀 없는 압연부재를 얻을 수가 있다.

또, 전술한 바와 같이 상하작동롤의 교차방향만을 각각의 작업대(각각의 송출)마다 서로 역순으로 하여 압연하더라도, 후방 작업대(후방 송출)에서 압연부재의 비틀림율이 증대하므로 근본적인 해결책이 될 수 없다. 그러나, 상하작동롤의 교차 방향을 동이하게 한 채로 압연하기보다는 압연부재의 비틀림율의 절대치가 감소되므로 본 발명의 압연방법에 부가하여 상하작동롤의 교차방향을 각 작업대(각각의 송출)마다에 서로 역으로 하여 압연하는 방법을 채용하는 것이 가장 바람직하다.

다음은, 표면광택이 우수한 금속띠를 제조하기 위한 본 발명의 냉간 압연방법에 대하여 설명한다.

여기서는, 스테인레스 강철 등의 광택압연에 특히 적합한 양태로 하여 미리 롤 교차로 예비냉간압연을 행하는 경우에 대하여 나타내었다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 방법에 따른 대표적인 실시양태를 도시적으로 나타낸 것이다.

본 발명의 방법은 전용의 예비압연기를 사용하여 실시하는 경우와, 이것을 사용하지 않고, 통상적인(이미설치된) 압연기를 이용하여 실시하는 경우도 대별된다. 표면의 산화물을 산세 등의 수단으로 제거한 금속띠, 또, 열간압연 후에 소둔하고 표면의 산화물을 산세 등의 수단으로 제거한 금속띠, 또는 냉간압연 후에 중간소둔이나 냉간압연 후에 중간소둔 및 중간산세을 실시한 금속띠이다.

1. 전용의 예비압연기를 사용하는 경우(제1도 참조)

예비냉간압연을 행하는 압연기는 롤 교차를 실시할 수 있는 것이면 그 종류를 불문한다. 예를 들면, 하나의 작업대에 2중식, 4중식, 6중식 압연기 등을 사용할 수가 있다.

예비압연기로, 압하율5% 이상의 롤 교차 압연을 수행한 후, ① 또는 ②의 1 작업대의 압연기(젠지미어 압연기와 같은 작은 지름의 작동롤 압연기 이어도 좋다)에 의한 리버스 압연, 또는 ④ 혹은 ⑤의 직렬배열 압연기열(다중작업대의 압연기)에 의한 직렬배열 압연을 수행한다. ①은 리버스 압연을 전부 평행압연방식으로 수행하는 경우이고, ②는 초기의 적어도 1번째 송출을 롤 교차 압연하고, 그후 평행압연을 행하는 경우이다.

④ 및 ⑤는 복수의 롤작업대를 가지는 직렬배열압연기열로 연속적으로 압연하는 방법이다. ④는 이 직렬배열압연의 전부(전 작업대에서의 압연)를 롤 평행압연 방식으로 수행하는 경우고, ⑤는 입구 쪽의 적어도 1작업대에서의 압연을 롤 교차 방식으로 행한 다음에 롤 평행방식으로 압연하는 경우이다.

②,⑤와 같이, 예비압연뿐만 아니라 그후의 압연(본 압연)에 있어서도, 최초에 롤 교차압연을 수행하면, 후에 기술하는 바와 같이, 제품금속띠의 표면광택이 한층 우수하게 된다.

③은 직렬배열 압연 후에 변경적으로, 예를 들면, 젠지미어압연기로 1회 이상의 평행압연을 행하는 것이다. 이때의 직렬배열압연도, 전체 작업대에서 롤 평행압연을 행하는 경우와 입구 쪽의 적어도 1 작업대에서의 압연을 롤 교차로 행하는 경우가 있는데, 후자가 더 바람직하다.

11.전용의 예비압연기를 사용하지 않는 경우(제 2도 참조)

이것은, 통상의 압연기에 의한 초기의 압연을 예비압연으로 하는 방법이다. 이것도, 1 작업대의 압연기에 의한 리버스 압연과 직렬배열압연기 열에 의한 연속압연의 두가지 모두 실시가 가능하다.

⑥은 리버스 압연의 경우이다. 이때는, 초기의 하나이상의 송출 시에 롤 교차 방식의 압연을 행해야 한다. 이 롤 교차 5% 이상의 압하율로 압연을 행하면, 이것이 전술한 예비압연에 상당한다. 그 다음은, 롤 평행압연을 행하여 마무리한다.

⑦은 직렬배열압연의 경우인데, 이때는 입구쪽에 가까운 하나이상의 작업대에서 롤 교차의 예비압연을 행한다. 물론, 롤 교차의 압하율은 5%이상이어야 한다. 그런 다음, 연속적인 작업대에서 평행압연을 행하여 마무리한다. 또한, 도시가 생략되어 있으나, 제 2도의 ⑥ 또는 ⑦의 압연 후 젠지미어 압연기에 의한 압연을 실시해도 좋다는 것은 말할 것도 없다.

본 발명에 따른 방법의 특징은 산세한 띠부재, 바람직하게는 소둔하고 산세한 띠부재에 입하율이 5% 이상의 롤 교차압연 방식에 의한 예비냉각압연을 실시한 다음, 통상의 롤 평행압연 방식에 의한 냉간압연을 실시한다는 데에 있다.

제3도는 예비압연에 있어서의 롤 교차, 즉, 상하의 작동롤을 압연면에 평행한 면내에서 교차가 α로 교차시켜 압연하고 있는 상태를 나타낸 도면인데, (a)는 평면도이고, (b)는 측면도이다. 또한, 압연전의 피압연재를 열간압연 금속띠부재(3)로하고, 압여후의 띠부재를 압연띠(4)로 하고 있다.

띠부재(3)의 상면에서는, 띠부재(3)의 진행방향(X방향)과 상부작동롤(1)의 띠부재(3)에 접촉해 있는 측의 회전둘레 속도의 방향(Y방향)과의 각도가 교차각 α와 같은 각도가 된다. 따라서, 띠부재(3)의 상면에는, 상부작동롤(1)에 의해 판폭방향(Z방향)의 미끄럼 분력(分力)이 발생하고, 띠부재(3) 상면의 표층부가 판폭방향으로 전단변형을 받는다. 또, 롤표면의 연삭면의 볼록부가 판폭방향으로 이동하게 되어,롤과 띠부재의 접촉이 증가한다. 이들 작용에 의해, 띠부재 표면은 균일해지고 피압연부재의 표면거칠기가 작아져서 평활하고 광택이 우수한 압연띠(4)를 얻을 수가 있다. 이러한 현상은, 띠부재(3)의 하면과 하부작동롤(2)과의 사이에서도 동일하게 발생된다.

광택이 뛰어난 압연띠를 얻기 위해서는, 작동롤의 교차작 α를 0.2°이상으로 하는 것이 작동롤의 교차각 α 가 클수록 광택은 개선되나, 한편으로는 압연띠의 표면형상이 중간쯤 신장된다. 교차각 α를 크게 할 경우에는, 오목한 크라운 형상을 가진(롤 끝단부의 지름이 중앙부의 지름보다큰)작동롤을 사용하면 된다.

예비냉간압연의 롤 교차에 의한 압연의 압하율을 5% 이상으로 하는 이유는 다음과 같다.

압하율이 5%에 미치지 못하는 경우에는, 작동롤에 의해 띠부재의 표층부에 작용하는 판폭방향의 미끄럼분력이 작아지고, 띠부재의 표층부가 받는 판폭방향의 전단변형이 작아진다. 또, 압하율 5% 미만으 낮은 압하에서는 롤바이트속에 도입되는 윤활유가 증가하고, 띠부재와 작동롤과의 금속접촉비율이 작아진다. 그 결과, 압연띠의 표면거칠기는 작아지지 않고, 압연띠의 광택 또한 개선되지 않았다. 또한, 압하율이 높을 수록 압연띠의 표면광택은 양호해지나, 압하율이 약 25% 이상이 되면, 그 향상효과는 거의포화된다.

상기의 예비압연은 하나의 송출로 행하거나 또는 복수의 송출로 행하여도, 압하율의 합계가 5% 이상이 되도록 하는 것이 좋다. 통상의 압연 조건에서 25% 정도의 압하는 하나의 송출에서도 가능하다.

열간압연금속띠부재에 압하율이 5% 이상인 롤 교차 의한 예비냉간압연을 실시하는 방법은, 전술한 바와 같이 여러 가지가 있다. 그 중 하나는, 제 1도에 도시한 바와 같이, 전용의 압연기를 사용하는 방법이다. 즉, 띠부재를 산세한 후, 바람직하게는 소둔하고 산세한 후에, 전용의 압연기로 압하율이 5% 이상인 롤 교차 압연방식에 의한 냉간압연을 실시하고, 그런 다음에 통상의 냉간압연기(직렬배열압연기열 혹은 리버스 압연기, 또는 이들의 조합)로 마무리 냉간압연을 실시하는 것이다. 이 전용압연기를 산세라인의 출구측에 설치한 경우에는, 산세한 직후에 예비냉간압연을 실시하게 된다.

전용압연기를 오프라인으로 독립적으로 설치한 경우에는, 산세후의 띠부재를 일단코일에 감고나서 마무리 냉간압연을 실시하기 전에 예비냉간압연을 행하게 된다. 전용의 압연기를 사용하는 경우에는, 설비를 새로 설치해야 하므로 비용이 들지만 본래의 냉간압연기에서의 압연스케줄은 전혀 영향을 받지 않는다.

예비압연의 다른 한 가지의 방법은, 제 2도에 도시한 바와 같이, 통상의 냉간압연기(리버스 압연기 또는 직렬배열압연기열)의 초기의 적어도 1번째 송출(리버스압연기의 경우)또는 입구 쪽의 적어도 1 작업대(직렬배열압연기열의 경우)를 이용하는 것이다. 이 경우에는, 전용의 압연기가 불필요하므로, 설비를 새로 설치하는 것은 문제가 되지않으나, 본래의 냉간압연기에서의 압연스케줄을 변경할 필요가 생기는 경우도 있다.

예비압연 후에는, 통상의 냉간압연(본 압연)을 행하는데, 여기서는 제 1도의 ①및 ④에 도시한 바와 같이 전부를 평행롤방식으로 압연해도 좋고, 또 제 1도의 ② 및 ⑤에 도시한 바와 같이 롤 교차와 롤 평행압연을 병용할 수도 있다. 그리고 ③과 같이 직렬배열압연기열과 젠지미어압연기와 같은 리버스 압연기를 병용해도 좋다는 것은 전술한 바대로이다.

냉간압연기가 리버스 압연기인 경우에는, 초기의 적어도 하나의 송출(제 1 송출이 바람직하다)을 롤 교차 의한 냉간압연으로 하고, 그런 다음, 통상의 평행압연방식에 의한 냉간압연을 실시한다. 냉간압연기가 직렬배열 압연기열인 경우에는, 입구 쪽의 적어도 1작어대(입구쪽 제 1 작업대가 바람직하다)에서 롤 교차 방식에 의한 냉간압연을 실시한 다음, 통상의 평행롤방식에 의한 냉간압연을 실시하는 것이다. 이때의 롤 교차 압하율에 대해서는 특별한 제약은 없다.

이와 같이 압하율이 5% 이상인 롤교차압연방식에 의한 예비냉간압연을 실시한 후, 변경적 본 압연에 있어서도 롤교차압연방식에 의한 냉간압연을 병용한 냉간압연을 수행하면, 압연띠의 광택이 비약적으로 개선된다.

예비냉간압연후의 본 압연에서의 롤 교차 의한 냉간압연은 가능한 한 초기의 송풀(리버스 압연기의 경우) 또는 초기작업대(직렬배열 압연기열의 경우)에서 수행하는 것이 좋다. 바람직하게는 3번째 송출이내)리버스 압연기의 경우)또는 3작업대 이내(직렬배열 압연기열의 경우)에서 실시한다. 그리고, 후속의 나머지 송출, 또는 나머지 작업대에서 압연은 롤 평행방식으로 냉간압연한다. 즉, 냉간압연의 마무리는 반드시 롤 평행방식으로 수행해야 한다. 롤 교차 수행하며, 폭방향의 전단력에 의해 강철판에 비틀림이 발생하므로, 이것을 수정하기 위해 롤평행 방식의 압연으로 마무리를 행하는 것이다.

본 발명에 따른 방법에 있어서의 롤 교차에 사용하는 냉간압연기의 작동롤의 표면거칠기는 Ra로 0.1-2.0㎛의 범위로 하면 효과가 크다. 또, 작동롤의 외경에 대해서는 특별히 한정할 필요는 없으므로, 외경이 150mm이하이거나, 혹은 450mm정도라 하더라도 전혀 문제가 되지 않는다. 사용하는 윤활유는 스테인레스 강철이나 저탄소강의 냉간압연에 통상 사용되고 있는 것이라도 지장은 없다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 예비압연기를 채용한 본 발명의 방법에 따른 실시예를 설명하는 압연라인의 개략도이다.

제2도는 예비압연기를 채용하지 않은 본 발명의 방법에 따른 실시예를 설명하는 압연라인의 개략도이다.

제3도는 롤 교차압연의 원리를 설명하는 도면으로서 (a)는 평면도이고 (b)는 측면도이다.

제4도는 압연금속띠의 사시도로서, (a)는 롤 교차압연에 있어서의 작동롤의 기하학적인 배치에 의해 압연금속띠가 비틀리는 것을 설명하는 입체도이고 (b)는 작동롤의 전단력에 의해서 압연금속띠가 비틀리는 것을 설명하는 입체도이다.

제5도는 압연금속띠의 비틀림율을 산정하는 방법을 설명하는 도면이다.

제6도는 각각의 작업대를 통과할 때 압연금속띠의 비틀림율을 나타낸 도면이다.

제7도는 최종작업대에서의 상하작동롤의 교차각과 최종작업대 통과후의 압연금속띠의 비틀림율과의 상관관계를 나타낸 도면이다.

제8도는 최종작업대에서의 압하율과 최종작업대 통과후의 압연띠의 비틀림율과의 상관관계를 나타낸 도면이다.

제9도는 본 발명의 실시예에 따른 탠덤압여니열의 개략적인 측면도이다.

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 탠덤압연기열의 개략적인 측면도이다.

제11도는 제9도 및 제10도에 도시한 압연기열에서 행한 시험압연에서의 광택도 측정 그래프이다.

제12도는 제4단, 제5단 작업대로 작업롤 교차압연 및 작업롤 평행압연을 행한 시험압연에서의 광택도, 비틀림율, 압하율의 측정 그래프이다.

[실시예]

다음은, 본 발명에 따른 방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

작동롤의 지름이 460mm 이고 쌍 교차압연이 가능한 5개 작업대의 직렬배열 압연기열에 의해, 그리고, 작동롤의 지름이 380mm 이고 쌍 교차압연이 가능한 1개 작업대의 리버스 압연기에 의해, 표 1과 표 2에 강철의 종류, 소재의 두께 및 마무리 두께를 나타낸 판부재를 압연하였다. 작동롤의 표면거칠기는 1.5㎛와 5㎛의 2가지 수준으로 하였는데, 이것들은 중심선 평균거칠기 Ra로 나타내면 각각 0.2㎛ 와 0.7㎛로서, 모두 본 발명의 청구범위를 충족하는 것이다. 압연후의 압연부재의 비틀림율은 표 1 및 표 2에 병기하였다.

시험번호 1-6은 본 발명의 예이다. 최종작업대에서 롤평행압연(작동롤의 교차각이 0도)한 경우이며, 또, 제4-5 작업대에서위 작동롤의 표면 거칠기를 5㎛에 서 1.5㎛로 작게 한 경우이다. 그 결과, 최종 작업대에서의 압하율이 5%로 작은데도 불구하고, 이들 압연부재의 비틀림율은 극히 낮아, 실용적인 면에서 전혀 문제가 없는 수준이었다. 또, 압연후의 연속소둔로를 통과할 때 거의 문제가 없었다.

시험번호 7-12는 본 발명의 예이다. 시험번호 1-6과 마찬가지고, 최종 작업대에서 평행압연(작동롤의 교차각이 0도)한 경우다. 단, 시험번호 1-6에 비해 전체 작업대에서 상하작동롤의 표면거칠기를 5㎛로 하고, 최종작업대에서의 압하율을 10%로 하여 압연한 경우이다. 그 결과, 이들 압연부재의 비틀림율은 극히 낮아, 실용적인 면에서 전혀 문제가 되지 않는 수준이었다. 또한, 압연후의 연속 소둔로를 통화할 때 거의 문제가 없었다.

시험번호 13-16은 본 발명의 예이다. 시험번호 1-6과 마찬가지로, 최종 송출에서 롤평행압연(작동롤의 교차각이 0도)한 경우이다. 그 결과, 이들 압연부재의 비틀림율은 극히 낮아, 실용적인 면에서, 전혀 문제가 되지 않는 수준이었다. 또한, 압연후의 연속소둔로를 통과할 때 거의 문제가 없었다.

시험번호 17-32는 비교예이다. 최종작업대(최종 송출)에서도, 롤 교차압연할 경우이다. 이들 압연부재는 비틀림이 발생하여 압연부재의 상품가치는 극히 저조했다. 게다가, 압연후의 연속소둔로를 통과할 때의 문제점은 본 발명예의 경우에 비해 거의 4배 였다.

[실시예 2]

소둔하고 산세한 페라이트계 스테인레스강(JIS SUS 430)의 열간압연강철띠 (두게 4.5mm)를 소재로 하여, 제 1도에 도시한 라인구성의 설비로 다음과 같은 냉간압연을 수행하였다. 사용한 예비압연기는 작동롤 지름이 450mm, 350mm 및 250mm인 4중압연기와 작동롤 지름이 120mm 및 80mm인 6중 압연기(모두 1개 작업대)이다. 우선, 이들 예비압연기로 표3-표5 에도시한 여러 가지 조건에서 교차롤방식으로 예비냉간압연을 수행한 다음, 지름 450mm의 작동롤과 지름 1420mm의 백업 롤을 구비한 5개 작업대의 직렬배열압연기열, 지름 70mm의 작동롤을 가지는 젠지미어 압연기 및 이들의 조합에 의해, 통상의 평행압연방식에 의한 냉간압ㅇ년(본 압연)을 수행하였다.

예비압연에서 사용한 압연기의 롤지름, 롤교차각(α), 롤표면거칠기 Ra 및 압하율을 표 3- 표 5에 나타내었다. 또한, 모든 조건에서 작동롤의 표면거칠기는 중심선 평균거칠기 Ra에 있어서 본 발명의 청구범위을 만족하는 것이다.

본 압연에서의 냉간압연은 모두 롤형행방식으로 행하며, 압하율은 예비압연의 압하율과의 합계가 82%가 되도록(즉, 최종제품 냉간압연 강철띠의 두께가 0.8mm가 되도록)하였다. 젠지미어압연기에서의 압연은 8번째 송출로 하고, 직렬배열압연과 젠지미어 압연기의 압연을 조합한 경우는, 직렬배열압연으로 1.0mm 까지 압하하고 젠지미어 압연기로 1번째 송출의 압연을하여 0.8mm 마무리 하였다.

예비압연 및 마무리 압연에 사용한 윤활유는 합성에스테르계의 에멀션 압연오일이다.

표 3 내지 표 5에, 얻어진 냉간압연강철띠의 표면광택도를 병기하였다. 이 광택도는 눈으로 판정하였으며, 광택이 양호한 순서대로 A-E의 5단계로 평가하였다.

본 발명에 따른 방법의 효과를 실제로 증명하기 위해, 산세한 열간압연강철띠에 압하율이 5% 인 롤평행방식에 의한 최초의 냉간압연을 실시한 다음, 즉 예비냉간압연을 롤 교차 의하지 않고, 압하율이 5% 인 냉간압연을 실시한 후, 통상의 롤평행방식에 의한 냉간압연을 행한 비교예와, 전혀 예비압연을 실시하지 않고 통상의 롤평행방식에 의한 냉간압연을 행한 비교예의 결과도 표3-표5에 병기하였다.

표 3은, 예비냉간압연을 실시한 후의 본 압연을 직렬배열압연기에 의한 통상의 롤평행압연으로 행한 경우이고, 표 2는 , 그것을 젠지미어압연기에 의한 리버스 압연으로 행한 경우이며, 표 3은, 본 압연을 우선 직렬배열압연기열에 의해 두께 10mm까지 행한 다음, 젠지미어 압연기에 의한 롤평행압연으로 두께 0.8mm까지 행한 경우이다.

표 3에 있어서 시험번호 1-8에 대한 시험결과가 나타나 있다. 본 압연을 직렬배열압연기열에서위 평행한 롤압연만으로 하였으므로, 표면광택도는 B등급이나, 예비압연없이 또는 예비압연을 롤평행방식으로 수행한 비교예(시험번호9,10)에 비하면 본 발명에 따른 방법의 현저한 효과는 명백해진다.

표 4는 시험번호 11-18에 대한 시험결과가 나타나 있다. 본 압연을 젠지미어 압연기로 행하는 것 자체에 표면광택도의 향상효과가 있으나, 비교예의 시험번호 19 및 20에 대비하면 여기서도 본 발명에 따른 방법의 효과는 명백하다.

표 5는 대량생산에 적합한 직렬배열압연을 표면광택도 향상의 효과가 있는 젠지미어압연기에 의한 압연과 조합한 예이다. 비교예인 시험번호 29 및 30에서는 직렬배열압연의 영향이 해소되지 못하여 표면광택이 나쁘지만, 본 발명의 예(시험 번호 21-28)에서는 모두 A등급의 광택도를 보이고 있다.

표 3-표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법의 냉간압연을 실시함으로써, 냉간압연강철띠의 표면광택이 극히 좋아진다. 또, 이 표면광택은, 큰 지름의 작동롤을 가지는 직렬배열압연기열보다도 작은 지름의 작동롤을 가지는 젠지미어압연기를 사용하는 압연쪽이 1등급 정도 양호해지는 것을 알 수가 있다. 그러나, 직렬배열압연기열에만 의존한 냉간압연이라고, 본 발명의 방법에 의하면, 종래의 압연방법에 의한 경우에 비해 표면광택이 크게 개선되어, 종래에는 젠지미어 압연기를 통한 압연에서만 얻을 수 있었던 표면광택도를 얻을 수 있다. 이러한 사실은, 표면광택이 우수한 스테인레스냉간 압연강철띠가 직렬배열 압연기열로 효과적으로 제조가 가능하다는 것을 의미하는 것이다.

[실시예 3]

예비냉간압연후의 본 압연에 있어서, 롤 교차와 롤평행방식의 압연을 조합하여 냉간압연한 예이다. 피압연부재는, 실시예 1과 동일하게 소둔하고 산세한 페라이트계 스테이레스강(JIS SUS 430)의 열간압연강철띠(두께 4.5mm)이다. 예비 압연은, 실시예 1에서 사용한 각종 압연기를 사용하여, 표 6에 나타낸 ①~⑨의 조건으로 행하였다. 표 6의 10은, 이들 압연기에서의 예비압연을 행하지 않는 경우이다.

본 압연은 실시예 2에서 사용한 것과 같은 5개의 작업대로 이루어진 직렬배열 압연기열을 사용하며, 제 1-제 3 작업대중의 적어도 하나의 작업대에서 롤 교차 방식에 의한 냉간압연을 실시한 다음 그 작업대에서 통상의 롤평행방식에 의한 냉간압연을 실시하여, 두께 0.8mm로 마무리하였다. 예비압연과 본 압연에서 사용한 윤활유는 합성에스테르계 에멀션 압연오일이다.

표 7 및 표 8에 예비압연의 조건(표 6의 no. ①~⑨)과 본 압연의 롤교차 방식에 의한 냉간압연의 모든 조건을 나타내었다. 그리고, 롤교차압연후, 롤평행 방식의 압연으로 마무리한 냉간압연 강철띠의 광택도를 표 7 및 표 8에 병기한다. 광택도의 평가기준은 실시예 2와 동일하다.

표7 및 표8에 있어서, 시험번호 1-13은 모두 본 발명의 예이다.

또, 시험번호 14-16은, 예비압연기에서의 압연을 하지 않고, 직접 직렬 배열압연기열의 제 1 작업대, 제 1 및 제 2 작업대 또는, 제 1 -제3 작업대에서 롤교차압연방식에 의한 예비압연을 실시한 다음, 동일한 직렬배열 압연기열을 사용하여 롤평행압연방식에 의한 냉간압연을 실시한 경우이다. 즉, 시험번호 14-16에서는 직렬배열압연에서의 초기가 예비압연이 된다.

표 3의 표면광택도와 표 7 및 표 8의 그것을 비교하면, 롤 교차 예비 냉각압연을 실시하고, 또, 본 압연에 있어서도 처음에 롤교차압연방식에 의한 냉간압연을 실시한 다음, 통상의 롤평행압연방식에 의한 냉간압연을 실시함으로써, 냉간압연강철판의 광택이 비약적으로 향상되는 것을 알 수가 있다. 표 8의 시험번호 11은 롤 교차 1회밖에 실시하지 않았으므로 실질적으로 실시예 1과 동일하며, 본 발명의 청구범위 제3항에 상당하지 않아 광택도는 떨어지나, 시험번호 12,13의 결과를 보면 전용의 압연기에 의한 예비압연을 실시하지 않고, 직접 본래의 압연기로 예비압연에 상당하는 냉간압연을 실시하더라도 동등한 효과가 얻어짐을 알 수가 있다.

이상, 페라이트계 스테인레스강철에 대한 실시예를 설명하였으나, 오스테나이트계 스테인레스강철의 예로서, JIS SUS 304 강철띠의 열간압연 강철띠를 소재로 한 본 발명의 냉간압연을 실시한 경우도, 동일하게 표면광택이 우수한 냉간압연띠를 제조할 수가 있었다.

[실시예 4]

냉간압연후 중간소둔을 실시한 냉간압연강철띠를 소재로 하여, 표1에 나타낸 라인구성의 설비로 하기와 같은 냉간압연을 시행하였다.

소재는 오스테나이트계 스테인레스강철(JIS SUS 304)의 열간압연강철띠(두께 4.5mm)를 2.0mm까지 냉간압연한 후, 광택소둔(무산화 분위기)한 것, 및 페라이트계 스테인레스강철(JIS SUS 430)의 열간압연강철띠(두께 4.5mm)를 1.5mm까지 냉간압연한 후, 소둔하고 산세한 것이다.

사용한 예비압연긴는 작동롤의 지름이 450mm인 4중압연기 및 작동롤의 지름이 120mm인 6중 압연기이다.

우선, 이들 예비 압연기로, 표 9에 나타낸 여러 가지 조건으로 롤 교차 방식에 예비냉간압연을 행한 다음, 지름 450mm의 작동롤과 지름 1420mm의 백업 롤을 구비한 5개 작업대의 직렬배열압연기에 의해 냉간압연(본 압연)을 행하였다. 압연 조건을 표 10에 나타낸다. 본 압연에서의 냉간압연은, 모두 롤평행 방식으로 행하는 경우와, 전단계의 작업대에서 롤 교차 행하는 경우의 2가지의 압연을 행하였다. 압하율은 예비압연의 압하율과의 합계가 75%가 되도록 하였다. 오스테나이트계 스테인레스강철의 경우는 0.6mm, 그리고 페라이트계 스테인레스강철의 경우는 0.45mm로 마무리하였다.

예비압연 및 마무리 압연에 사용한 윤활유는 전술한 실시예 2 내지 3과 동일하며, 합성에스테르계의 에멀션 압연오일이다. 또한, 작동롤 거칠기는 본 발명의 적당한 양태이다. 표 10에 얻어진 냉간압연 강철띠의 표면광택도를 병기하였다. 평가는 실시예 1 내지 2 와 같은 방법으로 A~E 의 5단계로 행하였다.

[실시예 5]

제 9 및 제10도는 본 발명의 냉간압연방법을 실시하는 직렬배열 압연기열을 나타낸 것이다.

제9도는 본 발명에 기초한 직렬배열압연기열의 제1실시예에 대한 개략적인 측면도이다. 제9도는 상하 1쌍의 작동롤(1,2) 및 백업 롤 (7, 7)로 이루어진 압연기 작업대를 압연라인 방향으로 5단계로 나란히 배치하고, 최종(우측끝) 작업대를 제외한 나머지 4개의 작업대중 적어도 1개, 본 실시예에서는 나머지 4개의 작업대 전부에 상하작동롤의 축중심을 금속띠부재면에 평행한 면내에서 교차시킨 작동롤교차 압연기를 배치하고, 최종(우측끝)작업대에는 압하가 경미한 롤평행압연기를 구성한 것을 나타내며, 3은 각각의 압연기 작업대를 통해 화살표 방향으로 이송되는 압연 금속띠부재(이하, '띠부재'라 한다)이다.

제10도는 본 발명의 제 2 실시예인데, 제9도와 동일한 작업대 배열하에서, 상하의 작동롤(1,2)과 상하의 백업 롤(7)을 함께 교차시킨 타입을 나타낸다.

상기의 제3도(a)에 나타낸 바와 같이, 작동롤교차 압연기 작업대에서의 판폭방향 전단변형에 대해서는, 작동롤(1,2)이 교차되어 설치된 제9도 내지 제10도의 제1단에서부터 제4단까지의 각 압연기 작업대에서 띠부재(3)를 끼우는 상하의 작동롤(1,2)이 띠부재(3)의 반송방향과 직교하는 방향에서 띠부재(3)면과 평행한 면내에 각각 각도 α씩 역방향으로 교차하고, 각 압연기 작업대에서의 롤(1,2)의 교차각은 일정한 설계치에 따라 설정된다.

작동롤(1,2)을 교차한 압연기 작업대에서 냉각압연되는 띠부재(3)의 진행속도 VS방향(X 방향)과 작동롤(1,2)의 회전속도 VS방향(Y방향)과의 사이가 교차각 α가되고, 압연부재(3)가 작동롤(1,2)로부터 해방되는 근방에서는 띠부재(3)의 속도 VS와 작동롤 회전속도 VR이 거의 동일하므로, 띠부재(3)와 작동롤(1,2(과의 사이에는 판폭방향으로의 미그럼분력이 발생하여, 띠부재(3)의 표층을 판폭 방향으로 전단변형을 받는데, 이 작용이 띠부재(3)의 표면광택을 향상시킨다.

제11도는 상기 제9도 및 제10도의 압연기열에 의해 압연시험을 행하여 측정한 광택도를 나타낸 그래프인데, 횡축에 압연 송출을, 종축에 광택도를 나타낸다. 도면중의 ○는 롤 교차압연기이고, □는 압하가 경미한 롤평행압연기이다. 또, 시헙기의 작동롤의 지름은 260mm이고, 작동롤의 표면거칠기는 1㎛ Rmax이고, 시험재료의 재질은 2.3mm 두께의 보통강철이며, 압연속도는 5m/min이다.

표 11은, 상기 압연시험의 송출스케줄의 항목을 적은 표이다. 제1단계에서부터 제5단계까지의 압연기 작업대의 교차각 α은 각각 1.5,1.5,1.1,1.0,○이고, 각 압연기 작업대의 압하율은 각각 30%, 30%, 30%, 25%, 3%,로서, 최종작업대는 3%,의 경미한 압하율로 하였다.

제11도에서와 같이, 제 1 단계 내지 제 4 단계의 압연작업대에서의 작동롤 압연에 의해, 띠부재(3)의 표면에는 높은 광택이 부여되고, 또, 최종작업대에서 이정도의 경미한 압하율의 롤평행압연을 행하면, 광택도 GS의 감소비율이 적고, 역으로 이 정도의 경미한 압하율의 롤평행압연에 의해 전단계의 작동을 교차압연으로 띠부재에 생긴 판비틀림을 충분히 교정할 수 있는 효과가 있다.

제12도는 작동롤의 지름을 105mm, 롤교차각을 0.75°압하율을 20%로 한 제4압연작업대와, 롤교차각을 0°로 한 제5단계의 압연작업대를 통과시킨 압연부재의 광택도 GS와 비틀림율 및 2번째 송출, 즉, 제5단계 압연작업대의 압하율의 관계를 측정한 그래프이다. 종축에 비틀림율과 광택도를, 횡축에 2번째 송출의 압하율%을 나타내며, 제5도의 비틀림율의 도해를 나타낸다. 제12도에 있어서, 3번째 송출, 즉 최종작업대에서 3~8%의 압하율로 롤평행압면을 행하면, 비틀림율은 대폭적으로 감소되며, 광택도 GS의 감소는 경미하게 억제됨을 알 수가 있다.

상기의 시험결과로부터 직렬배열압연기에 있어서, 적어도 최종작업대를 제외한 나머지의 전단계작업대 중에서 작동롤 교차압연을 행한 후, 최종작업대에서 작동롤 평행압연기에 의해, 경미한 압연율로 작동롤 평행압연을 행하면, 작동롤 교차압연으로 띠부재에 형성되는 높은 광택도를 잃지 않으며, 작동롤교차압연으로 띠부재에 상긴 판비틀림을 적정하게 교정할 수 있게된다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예 장치에 한정되는 것이 아니라. 본 발명의 기술사상의 범위를 일탈하지 않는 한, 여러 가지로 변경이 가능한 것이다.

본 발명의 방법에 의하면, 롤 교차 발생하는 압연재의 비틀림을 비교적 간편한 방법으로 방지할 수 가 있다. 그 결과, 고품질의 압연금속띠를 생산성 높게 제조할 수가 있게 된다.

또, 본 발명의 냉간압연방법에 의해, 표면광택이 우수한 압연금속띠를 얻을 수가 있다. 특히, 종래의 직렬배열압연기열등의 지름이 큰 작동롤을 이용한 냉간 압연에서는, 젠지미어 압연기 등의 작은 지름의 작동롤을 이용한 냉간압연과 같은 정도의 광택을 확보하는 것을 전혀 불가능하였으나, 직렬배열압연기열에 의한 연속압연에 있어서도 본 발명의 냉간압연방법에 따르면 압연금속띠의 표면광택을 비약적으로 개선할 수가 있다.

본 발명의 방법을 실시하는 직렬배열압연기열에 의하면, 압연금속띠의 광택도를 잃는 일없이, 압연부재의 비틀림을 교정하고, 제품의 품질을 향상시킬 수가 있다.

상기의 사험결과로부터, 직렬배열압연기열에 있어서, 최종작업대를 제외한 나머지 전단계 작업대 중에서 작동롤교차압연을 수행한 뒤, 최종작업대에서 작동롤 평행압연기에 의해, 경미한 압하율로 작돌롤 평행압연을 수행하면, 작동롤 교차압연으로 띠부재에 형성되는 높은 광택도를 잃지 않응며, 작동롤 교차압연으로 띠부재에 생긴 판비틀림을 적정하게 교정할 수가 있게 된다.

Claims (12)

1. 스테인레스 강철띠의 냉간압연 방법에 있어서, 강철띠의 표면과 작동롤사이에서 강철띠의 폭방향으로 강철띠에 미끄럼 힘이 가해져서 강철띠의 폭방향으로 작용하는 전단력에 의해 강철띠의 표층이 변형되어서 강철띠에 표면광택을 제공하도록, 상기 스테인레스 강철띠를 작동롤에 의하여 교차압연 공정을 실행하는 단계와, 상기 교차압연 공정에 의해 생성된 강철띠의 비틀림을 감소시키도록 강철띠를 냉간압연할 때 평행 압연공정을 실행하는 단계를 포함하며, 상기 교차압연 공정에서 상기 작동롤의 표면거칠기를 평균 거칠기 Ra가 0.1 내지 2㎛이 되도록 설정하고, 상기 평행압연공정에서 강철띠의 비틀림을 감소시키는 동시에 강철띠의 표면 광택을 유지하도록 총압하율을 3% 내지 8%가 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 강철띠는 산세한 열간 압연된 강철띠를 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 강철띠는 소둔한 후 산세한 열간 압연된 강철띠는 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 강철띠는 냉간압연 후 중간소둔을 수행한 냉간압연 강철띠를 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 예비 압연을 수행하는 상기 작동롤의 교차각(α)이 0.2도 이상인 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 교차 냉간압연 공정은 다수의 교차롤에 의한 압연 단계를 포함하며, 상기 압연 단계에서의 상부 및 하부 작동롤의 교차방향이 번갈아 역전되어 있느 ㄴ것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 강철띠는 산세된 열간 압연된 강철띠를 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비 압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 강철띠는 소둔한 후 산세한 열간 압연된 강철띠를 5%이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비 압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 강철띠는 냉간압연 후 중간소둔을 수행한 냉간압연 강찰띠를 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비 압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 예비 압연을 수행하는 상기 작동롤 의 교차각(α)이 0.2도 이상인 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 강철띠는 중간 소둔 및 중간 산세한 냉간압연 강철띠를 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.
12. 제6항에 있어서, 상기 강철띠는 중간 소둔 및 중간 산세한 냉간압연 강철띠를 5% 이상의 압하율에서 교차압연시킴으로써 예비압연되는 것을 특징으로 하는 냉간압연 방법.