KR100239281B1 - 띠강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어닐링로(7)내에서 강의 재결정화 온도를 초과하는 온도로 강스트립을 연속적으로 처리하는 단계를 포함하는 강스트립 제조방법에 관한 것이다. 강스트립(4A)은 소정의 반입속도로 어닐링로(7)안으로 이송되고, 이 반입속도보다 빠른 송출속도로 어닐링 로(7)로부터 송출된다. 강스트립(4A)은 어닐링로(7)내에서 강의 크리프 한도를 초과하는 온도에서 인장력을 받는다. 그결과 강스트립이 반입속도와 송출속도간의 차이에 상응하여 영구적으로 신장되고, 이러한 신장에 부합하여 스트립의 두께와 폭이 감소됨과 동시에 스트립의 횡단면이 감소된다.

Description

[발명의 명칭]

띠강의 제조방법

[기술분야]

본 발명은 1,000℃ 내지 1,250℃ 범위의 소둔로(annealing furnace)내에서 띠강을 연속적으로 처리하는 단계를 포함하는 띠강의 제조방법에 관한 것이다.

[발명의 배경]

띠강의 압연은 몇가지 이유로 인하여 수행된다. 그 주목적은 띠강에 소정의 두께를 제공하려는 것이다. 압연은 띠강의 두께를 1 내지 12mm, 바람직하게는 1 내지 6mm 로 감소시키도록 열간압연으로서 수행된다. 그후에, 바람직한 최종두께를 얻을때까지, 냉간압연을 통해서 띠강의 두께를 계속해서 감소시킨다. 냉간압연과 관련하여, 강구조의 재결정화가 진행되는 동안에 하나 또는 그 이상의 소둔 작업이 수행된다.

상기의 기술과 관련하여, 간단하고 실용적인 방법으로 원하는 최종두께를 얻기는 어렵다.

또다른 문제점은 띠강의 폭과 관련이 있다. 다시 말하면, 최종제품은 소정의 바람직한 띠강폭을 가져야 한다. 이러한 요구에 부응하기 위해, 종래에는 소정의 최종폭 보다 큰 폭을 가진 열간압연된 띠강을 냉각압연 작업을 위한 출발재료로서 사용했었다. 이는 다소 불가피한 띠강 단부의 조절을 위해 필요한 것보다 더 많은 양의 단부 스크랩이 띠강의 제작중에 발생된다. 가장자리부분으로부터 스크랩 재료를 형성하는 것은 매우 큰 손실을 초래한다. 왜냐하면, 원료띠강의 폭을 수요자가 요구하는 치수로 맞출수가 없고, 냉간압연기에서 띠강의 폭을 조절할 수 없기 때문이다.

[발명의 간단한 설명]

본 발명의 목적은 위에서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 것이다. 그러한 목적은 첨부된 특허청구의 범위에 기재되어 있는 본 발명의 특징에 의해서 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 특히, 오오스테나이트 스테인레스강용으로 개발되었지만, 다른 등급의 강, 스테인레스강, 다른 합금강 및 탄소용 강으로도 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 원리는 강으로 구성되지 않은, 특히 예를들어 구리와 구리합금과 같이 냉간가공중에 냉간경화 되기 쉬운 금속으로 구성된 금속띠강의 제조용으로도 활용될 수 있다. 본 발명의 다른 특징들은 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해서 명백하게 밝혀질 것이다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 바람직한 실시예와 다양한 특성 및 수행된 실험을 설명한다.

첨부된 도면에는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치가 도시되어 있다.

첨부된 도면에서, 출발재료로서의 열간압연된 띠강이 릴(1)에 감겨져 있으며, 상기 출발재료는 냉간 압연되고 소둔된 띠강으로 이루어질 수도 있다. 절단기는 참조부호 2로 도시되어 있다. 용접기(3)는 띠강의 단면들을 서로 용접하는데 사용된다. 서로 용접되는 단면들로 서로 연결된 긴 띠강(4)은 본 발명에 따라서 처리된다. 도면에 도시되어 있는 제조장치는 다음과 같은 구성부재들을 포함한다. 즉, 띠강 저장기 또는 축적기(5), 1차 제동기(6), 냉간 압연기(16), 2차 제동기(13), 소둔로(7), 강제 공기냉각을 위한 공냉실(8), 띠강의 수냉을 위한 애그리게이트(aggregate)(9), 인발기(10), 휠 연마기(11), 산 세척조(12), 최종 띠강 저장기 또는 축적기(14) 및 최종제품을 수용하는 감기로울러(15)를 포함하고 있다. 또한, 띠강의 측정장치(17) 및 두께측정장치(18)가 구비되어 있다.

본 발명에 따른 방법을 포함하는 통합된 공정에 있어서, 띠강은 먼저 릴(1)로부터 풀려지고, 절단기(2)에 의해서 단부가 절단되며, 용접장치(3)에 의해서 서로 용접된다. 다음에는, 긴 띠강(4)의 완충기를 형성하는 띠강 축적기(5)로 향하게 된다. 이에의해, 연속적인 공정이 완벽하게 연속적으로 수행될 수 있다. 열간압연된 긴 띠강(4)은 띠강 축적기(5)로 들어가게 되면 1 내지 12mm 범위의 두께, 바람직하게는 1 내지 6mm 범위의 두께를 갖게 된다.

띠강 축적기(5)로부터 나온 띠강(4)은 1차 제동기(6)를 거쳐서 냉간압연기(16)로 이송된다. 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 냉간 압연기(16)에서 띠강(4)의 폭은 전혀 변하지 않고 띠강의 두께만이 감소된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 띠강의 두께가 얼마만큼 감소되는지에 대해서는 이후에 설명한다. 그런데, 본 발명의 한 특성에 따르면, 어떤 경우에는 냉간압연기(16)가 배제될 수도 있다.

2차 제동기(13)를 통과한 후에, 냉간압연 띠강(4A)은 소둔로(7)를 거쳐서 공냉실(8)로 들어간다. 소둔된 띠강(4B)은 공냉실에서 강제로 공냉된다. 공냉실(8)을 통과한 띠강은 인발기(10)에 의해서 수냉 애그리게이트(9)를 통해 당겨져 나온다. 소둔로(7)에서 냉간압연 띠강(4A)은 약 20℃ 에서 부터 강의 재결정화 온도를 초과하는 온도까지 가열된다. 대부분의 강에 적절한 온도는 1,000℃ 내지 1,250℃ 사이이다. 바람직하게는, 띠강은 1,080℃ 내지 1,200℃ 범위의 온도로 가열되어야 한다. 1,000℃ 내지 1,250℃ 사이의 온도범위, 바람직하게는 1,080℃ 내지 1,200℃ 의 온도범위내에서 온도를 선택함으로써, 소둔로(7)내에서의 띠강 유지시간이 짧아지고, 이로인해 충분한 유지시간의 확보가 더이상, 제조장치에서 띠강의 제조에 대한 제한요소가 되지 못한다.

금속재료의 인장특성은 온도에 크게 의존한다. 후크의 법칙(Hooke's law)은 고온에서 적용되지 않고, 최소한 극소의 인장에 대해서만 잘 적용된다. 금속재료는 상온에서 동일한 재료에 대한 항복점에 상응하는 인장보다 낮은 적정한 인장에서 이미 변형된다. 상기 조건들은 본 발명에 따른 방법에 활용된다. 냉간 압연된 띠강(4A)이 금속재료의 재결정화 온도를 초과하는 온도로 조성된 소둔로(7)내에서 금속재료의 크리프 한계, 즉 금속재료의 크리프 영역을 초과하는 인장응력을 받게 하면, 소둔된 냉각띠강(4B)이 인발기(10)내로 이송되는 속도와 띠강(4)이 2차 제동기(13)로 이송되는 속도간의 차이에 상응하여 띠강의 종방향으로 영구적인 띠강의 연신을 얻을 수 있다. 이러한 띠강의 영구적인 연신은 띠강이 고온으로 가열되는 지역, 즉 소둔로(7)내에서 완벽하게 나타난다. 바꿔 말하면, 띠강의 연신은 부동의 띠강이 고온에서 소정의 제한된 거리만큼 연장되는 것으로 설명할 수 있다.

인발기(10)를 통과하면서 곧게 펴진 냉간압연띠강(4B)은 휠 연마기(11)와 산 세척조(12)를 통과한 후, 띠강 축적기(14)로 이송된다. 최종적으로, 띠강은 절단기(20)에서 절단되고 당겨감기 로울러(15)상에 감겨진다. 소둔로(7)에서의 늘이기와 이 늘이기를 통해서 달성되는 띠강의 영구적 연신에 있어서, 띠강의 횡단면은 띠강의 연신에 상응하는 크기로 줄어든다. 띠강 횡단면의 감소는 띠강 두께의 감소와 폭의 감소의 형태로 발생한다.

소둔로(7)와 인발기(10) 사이의 적당한 지점에서, 측정장치(17, 18)를 이용하여 신장된 냉간띠강(4B)의 폭과 두께를 측정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인발기(10)와 2차 제동기(13)의 속도는 띠강의 폭의 소정의 치수로 줄어들 정도의 큰 연신을 발생시킬 만큼 차이가 나도록 제어되고 조정된다. 바람직한 치수를 가지는 띠강의 두께는 측정장치(18)에 의해서 측정된다. 그후에, 냉간압연기(16)는 띠강(4)의 두께를 줄임으로써, 냉간 압연기(16)에서서 압연에 기인하는 두께감소와 소둔로(7)에서의 금속재료의 영구적 연신에 기인하는 두께감소는 바람직한 띠강폭에 대한 바람직한 최종 두께에 부합하는 두께를 띠강(4B)에 부여하도록 조정된다. 달리 말하자면, 상기의 바람직한 실시예에 의해서, 여러가지 중요한 잇점을 제공하는 소정의 띠강 두께 및 소정의 띠강 폭을 얻을 수 있다. 냉간압연기(16)의 조절이 소둔로(7)내에서의 띠강의 두께 감소와 폭 감소 간의 상대적인 비율에 영향을 미침을 알 수 있다. 또한, 인발기(10)와 2차 제동기(13)의 속도차이 뿐만 아니라 냉간압연기(16)에서의 롤압력을 조절하는 것은 반복적인 측정과 조정이 필수적이다. 즉, 안정한 상태가 이루어지기전에 소정의 준비기간이 필요하다. 그런데, 이러한 문제점 들은 통상적인 조절기술을 통해서 해결될 수 있다. 또한, 경험적으로 획득한 지식도 상기 조절작업을 위해 활용될 수 있다.

표 1에는 소둔로내에서 띠강의 연속적인 연신과 관련된 10회의 실험으로부터 나온 결과가 나타나 있다. 실험된 모든 띠강은 크롬 18, 니켈 9, 탄소 0.04, 마그네숨 0.5, 실리콘 0.7, 불가피한 불순물 및 그 나머지의 철로 구성되어 있는 아베스타(Avesta) 18-9(SIS 2333)의 등급을 갖는 오오스테나이트 스테인레스강으로 이루어져 있다. 띠강은 먼저 약 2.75mm 의 두께와 약 1,050mm 의 폭으로 열간 압연된다. 띠강은 온도가 1,130℃ 인 경우를 제외하고는, 1,170℃의 온도로 소둔로내에서 가열된다. 실험에서는 8% 와 14% 의 두 가지 다른 연신율이 적용되었다. 연신율이 8% 일때, 소둔로(7)내로의 반입속도는 5m/min 인 반면에, 연신율이 14% 일때의 반입속도는 5m/min 내지 15m/min 범위내에서 변화한다. 최종실험에서, 연신율이 14%이고 반입속도가 15m/min 인 경우에, 소둔 온도는 1,170℃ 에서 1,130℃ 로 저하된다. 연신의 전후에서 띠강의 폭과 두께치수를 측정하며, 또한 필수적인 띠강의 인장력이 기록된다.

실험결과로부터 다음과 같은 결론을 유도할 수 있는데, 이는 최소한 오오스테나이트 스테인레스강에 적용된다.

- 이송속도가 변하더라도, 일정한 연신율에서 폭의 감소는 거의 일정하다.

- 이송속도가 변하더라도, 일정한 연신율에서 두께의 감소는 거의 일정하다.

- 줄어든 부분에서 측정한 띠강의 인장은 증가된 연신치수에 따라 증가된다.

Claims (4)

1. 소둔로(7)내에서 강의 재결정화 온도를 초과하는 온도로 띠강을 연속적으로 처리하는 단계를 포함하는 띠강의 제조방법에 있어서, 띠강(4A)을 소정의 반입속도로 소둔로(7)내로 이송하고 이 반입속도보다 빠른 송출속도로 소둔로(7)로부터 송출하는 단계, 및 상기 소둔로(7)내의 강의 크리프한도를 초과하는 재결정 온도에서 상기 띠강에 인장력을 가함으로써, 상기 송출속도와 반입속도 간의 차이에 상응하는 상기 강스크립(4A)의 영구적인 신장을 초래하고 이러한 신장에 부합하여 상기 띠강(4A)의 폭과 두께를 감소시키는 동시에 상기 띠강(4A)의 횡단면을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 띠강(4A)은 1,000℃ 내지 1,250℃ 범위의 온도에서 상기 인장력을 받는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 띠강(4A)은 소둔로내에서 상기 띠강의 2차 두께감소를 야기하는 연속적인 소둔 단계와 연신 단계를 거치기 전에, 상기 띠강의 1차 두께감소를 야기하는 한번 이상의 열간압연단계를 거치는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 소정의 바람직한 폭과 두께를 가지는 띠강을 제조하기 위해서, 상기 띠강(4A)은 띠강의 2차 두께 감소가 달성됨과 동시에 띠강의 폭이 소정의 최종치수로 줄어들 수 있게 상기 소둔로(7)내에서 연속적으로 신장되며, 상기 띠강(4A)은 상기 냉간압연 작업 및 상기 소둔로(7)내의 작업을 통해서 달성된 총 두께감소를 상기 띠강에 부여하여 수둔후의 띠강의 두께가 최종제품의 소정의 띠강 두께에 상응하도록 최종적인 2차 두께감소를 감안하여 이전의 냉간압연 작동에 의해 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.