KR100245472B1 - 압연기 및 압연방법 및 압연설비 - Google Patents

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KR100245472B1
KR100245472B1 KR1019920025375A KR920025375A KR100245472B1 KR 100245472 B1 KR100245472 B1 KR 100245472B1 KR 1019920025375 A KR1019920025375 A KR 1019920025375A KR 920025375 A KR920025375 A KR 920025375A KR 100245472 B1 KR100245472 B1 KR 100245472B1
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니시히데도시
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가나이 쓰도무
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Abstract

본 발명에서는 상하 작업룰을 크로스시킴으로서 판 크라운 제어를 행하는 압연기에 있어서, 조작측 압하 스크류의 중심과 구동측 압하 스크류의 중심을 연결하는 직선을 압연패스방향에 직각인 선에 대하여 경사지게 한다. 또, 제어하는 크로스각(θ)을 그 압하 중심을 연결하는 직선을 중심으로 하여 +- 양방향으로 변화시킨다. 이에 의하여 종래보다 적은 크로스량으로 큰 판크라운제어가 가능하게 되어, 이퀄라이저빔을 생략할 수 있다. 또, 크로스각에 대한 판 크라운의 제어량 변화가 거의 직선적으로 되어 제어가 용이하게 된다. 또한 2개의 작업롤의 교차각(2θ)은 2°이상이 되기 때문에, 파면천이온도가 변화하지 않아 균일한 품질을 확보할 수 있다.

Description

압연기, 압연방법 및 압연설비
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 2단 압연기의 정면도.
제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도.
제3도는 상하 작업롤의 중립각도 및 크로스각의 제어범위를 나타낸 도.
제4도는 종래의 2단 압연기의 정면도.
제5도는 롤 갭(roll gap)의 설명도.
제6도는 롤 갭의 설명도.
제7도는 상하 작업롤의 크로스각(θ)과 롤 중심으로부터 b만큼 축방향으로 떨어진 점에서의 상하 작업롤 간극의 차(Cb)와의 관계를 나타낸 도.
제8도는 교차각(2θ)과 파면천이온도와의 관계를 나타낸 도.
제9도는 본 발명의 제2실시예에 의한 2단 압연기(트윈 밀)의 부분단면 정면도.
제10도는 제9도의 X-X선 부분 단면도.
제11도는 크로스장치의 유압제어계를 나타낸 도.
제12도는 본 발명의 제3실시예에 의한 4단 보강 롤 크로스식 압연기의 정면도.
제13도는 본 발명의 제4실시예에 의한 4단 페어 크로스식 압연기의 정면도.
제14도는 본 발명의 제5실시예에 의한 4단 보강 롤 크로스식 압연기의 정면도.
제15도는 본 발명의 제6실시예에 의한 4단 압연기의 정면도.
제16도는 제15도의 X VI-X VI선의 부분 단면도.
제17도는 상하 작업롤의 중립각도 및 크로스각의 제어범위를 나타낸 도.
제18도는 본 발명의 제7실시예에 의한 4단 압연기의 압하장치부분의 부분 단면도.
제19도는 본 발명의 제8실시예에 의한 금속판 열간 압연설비의 전체 배치도.
제20도는 본 발명의 제9실시예에 의한 금속판 열간 압연설비의 전체 배치도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 2 : 작업롤 3a, 3b : 상부 베어링 박스
4a, 4b : 하부 베어링 박스 5a, 5b : 조작측 하우징
6a, 6b : 윈도우부 10, 11 : 축선
8a, 8b : 압하 스크류 9a : 압하 너트
20a, 20b, 21a, 21b : 유압실린더
22a, 22b, 23a, 23b : 키퍼 플레이트
32 : 이퀄라이저 빔 90a, 90b : 구동축 지지부
91a, 91b : 베어링 받침면
본 발명은 금속판의 압연기, 압연방법 및 압연설비에 관한 것으로, 특히 상하의 작업롤 및/또는 상하의 보강롤을 서로 크로스시킨 압연기 및 그러한 압연기를 이용한 압연방법 및 그러한 압연기를 포함하는 압연 설비에 관한 것이다.
최근, 금속판재의 특히 열간압연에 있어서의 판크라운 제어법으로서, 롤을 크로스하는 방식이 채용되고 있다. 4단 압연기에서는, 일본국 특개소 47-27159호 공보에 기재된 바와 같이, 작업롤에 작용하는 축방향의 과대한 드러스트력을 피하기 위하여, 보강롤과 함께 크로스하는 페어크로스(pair cross)식이 실용화되어 있다. 이 경우, 압연 하중을 받는 보강롤(back-up roll)의 베어링 중심이 압하장치(screw down device)로서의 압하 스크류(screwdown screw) 또는 유압실린더의 중심과 어긋나기 때문에, 베어링박스에 회전 모멘트가 작용하고, 그 때문에 베어링박스와 밀하우징과의 슬라이딩면에 국부하중이 발생하여, 압하(壓下) 조작의 원활성이 부족하고, 또한 슬라이딩면의 마모를 증진시킨다. 이것을 방지하기 위하여, 예를 들면 일본국 특개소 56-131004호 공보, 일본국 특개소 56-131005호 공보등에 기재된 바와 같이 강성이 큰 이퀄라이저 빔(equalizer beam) 또는 일본국 특개소 57-4307호 공보에 기재된 바와 같이 드러스트 빔(thrust beam)을 설치하여, 구동측과 조작측에서 모멘트를 균형잡는 것이 행하여지고 있다.
또, 예를 들면 일본국 특개소 60-83703호 공보에 기재된 바와 같이, 작업롤을 크로스 압연하면 압연재가 압연 방향과 직각인 방향으로도 변형을 받기 때문에, 압연재의 금속조직상의 품질이 향상하는 경우가 있는 것이 알려져 있다.
한편, 상기 바와 같이 강성이 큰 빔을 설치할 필요가 없는 롤크로스 압연기로서, 보강롤은 크로스하지 않고 작업롤만 크로스시키는 것이 있는데, 이 시도는 페어 크로스보다도 빨리, 예를 들면 일본국 특개소 47-27159호 공보에도 기재되어 있었으나 지금까지 실용화는 성공하지 못했다.
상기 바와 같이, 종래의 롤 크로스방식의 압연기에서는, 압연 하중을 받는 보강롤의 베어링 중심이 압하장치의 중심과 어긋남으로서 발생하는 회전모멘트를 균형잡기 위하여, 강성이 큰 이퀄라이저빔 또는 드러스트빔을 설치할 필요가 있고, 이 때문에 기계가 대형이 되는 결점이 있다.
또, 작업롤을 크로스 압연하면 압연재으이 금속조직상의 품질이 향상하는 경우가 있다는 것이 알려져 있는데, 크로스각이 0°내지 1°전후에 사용되면 그 품질이 변동할 문제가 있다.
또, 상기 작업롤만이 크로스하는 압연기가 실용화되지 않았던 이유의 하나는, 보강롤과 작업롤의 상대 슬립에 의한 롤 마모 문제를 해결할 수 없었기 때문이다. 즉, 작업롤만을 크로스시킨 경우에는, 작업롤과 보강롤 사이에 상대 슬립이 발생하여 작업롤 및 보강롤에 마모가 발생한다. 작업롤은 이러한 원인에 의한 마모보다도 훨씬 더 큰 압연재에 의한 마모 때문에, 2~3시간 만에 교환되어 버리기 때문에 이는 문제가 되지 않는다. 그러나, 보강롤의 경우에는, 보강롤의 교체는 10~20일마다이고, 교체에도 장시간을 요하기 때문에, 급속한 롤 마모에 의하여 롤 교환빈도가 많아지면 생산성이 대폭 저하되게 된다.
또, 상기 작업롤 크로스 압연기를, 크라운 제어를 활용해야만 하는 비철금속의 열간 압연이나, 일반 냉간 압연에 적용하려고 하면 다음과 같은 문제를 발생한다.
즉, 비철금속, 예를 들면, 알루미늄의 열간압연에서는, 알루미늄이 작업롤 표면에 코팅되는데, 이때 작업롤과 보강롤의 크로스각도가 크면 상기 코팅이 벗겨지거나 또는 분포가 불균일해져 압연재의 표면 품질을 현저하게 변동시킬 가능성이 있다.
또, 일반 냉간 압연에서는 롤의 마모를 적게하는 것은 당연한 것이고, 또한 롤의 표면을 극력 일정하게 유지할 필요가 있다. 그러나, 작업롤과 보강롤을 크게 크로스하면, 롤의 마모량은 롤 쿨런트(roll coolant)에 의하여 적게 억제할 수는 있으나, 롤 표면의 조도(roughness)가 급격하게 변화하여, 압연재의 표면 품질을 현저하게 변동시킬 가능성이 있다. 특히 작업롤의 표면 조도가 저하하면 압연재와의 사이에 슬립을 발생시킬 경우가 있고, 이 경우에는 압연 불능이 되기 때문에 조기에 작업롤을 교환할 수 밖에 없게 되어 생산성을 저해하게 된다.
본 발명의 제1목적은, 이퀄라이저 빔을 불필요하게 할 수 있는 크로스방식의 압연기, 압연방법 및 그러한 압연기를 이용한 압연설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은, 크로스압연에 의한 금속조직상의 품질 변동을 적게 억제할 수 있는 크로스방식의 압연기, 압연방법 및 그러한 압연기를 이용한 압연설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3목적은, 설비길이의 단축에 기여하고, 또한 크라운 제어능력이 큰 2단 압연기, 압연방법 및 그러한 2단 압연기를 이용한 압연설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4목적은 작업롤만의 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운 제어를 행하는 4단 압연기에 있어서, 보강롤의 마모를 저감하여, 보강롤의 교환 빈도를 저감할 수 있는 4단 압연기, 압연방법 및 그러한 4단 압연기를 이용한 압연설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 제5목적은, 작업롤만의 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운 제어를 행하는 4단 압연기에 있어서, 판크라운 제어기능을 유지하면서 작업롤의 표면 상태나 조도의 변화를 저감하여 압연재의 표면품질상의 변동을 억제할 수 있는 4단 압연기, 압연방법 및 그러한 4단 압연기를 이용한 압연설비를 제공하는 것이다.
상기 제1 및 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1개념에 의하면, 상하 작업롤과, 상기 상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력(screwdown force)을 부여하는 조작측 압하(壓下) 장치 및 구동측 압하장치를 가지며, 상기 상하 작업롤을 서로 크로스시켜, 그 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운 제어를 행하는 2단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치는 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향으로 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 압연기가 제공된다.
또한, 상기 제1 및 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2개념에 의하면, 상하 작업롤 및 상하 보강롤과, 상기 상하 보강롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 가지며, 상기 상하 작업롤 및 상하 보강롤 중 적어도 상하 보강롤을 서로 크로스시켜, 그 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 4단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치는, 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스방향으로 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 보강롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 4단 압연기가 제공된다.
또, 상기 제1, 제2, 제4 및 제5의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3개념에 의하면, 상하 작업롤 및 상하 보강롤과, 상기 상하 보강롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 가지며, 상기 상하 작업롤을 상기 상하 보강롤에 교차시켜 서로 크로스시키고, 그 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 4단 압연기에 있어서, 상기 상하 보강롤은 그들의 축선 각각이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 상기 상하 작업롤의 대응하는 롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치되고; 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하장치는 각각 그 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 보강롤과 같은 방향으로 같은 각도로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 4단 압연기가 제공된다.
상기 제1~제3개념의 압연기에 있어서, 바람직하게는, 상기 크로스하는 상하의 롤은, 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치로 상기 크로스각을 변화시킬 때의 중립 위치를 가진다.
또, 상기 제1~제3개념의 압연기는, 바람직하게는, 상기 크로스하는 상하의 롤을 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일 각도 위치를 중심으로 하여 서로 반대방향으로 경사지게 이동시키는 구동수단을 구비한다.
또, 상기 제1~제3개념의 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치는 각각 유압 잭 및/또는 압하 스크류를 포함한다.
또, 상기 제1~제3목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제4개념에 의하면, 하나의 밀 하우징과, 상기 밀 하우징에 조립되어 2쌍의 크로스식 2단 밀을 구성하는 제1상하 작업롤 및 제2상하 작업롤과, 상기 제1 및 제2상부 작업롤을 함께 경사지게 이동시키는 제1구동 수단과, 상기 제1 및 제2하부 작업롤을 함께 경사지게 이동시키는 제2구동수단을 구비하며, 상기 제1 및 제2구동 수단에 의하여 상기 제1상하 작업롤 및 상기 제2상하 작업롤의 크로스각을 동시에 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 것을 특징으로 하는 2단 압연기가 제공된다.
상기 제4개념의 2단 압연기에 있어서, 바람직하게는 상기 제1상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치와, 상기 제2상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 제2조작측 압하장치 및 제2구동측 압하 장치를 더 구비하고, 상기 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치는, 각각 이 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여, 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치에 의하여 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 동일한 방향으로 경사지도록 배치되고, 상기 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치는, 각각 그들 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치에 의하여 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 동일한 방향으로 경사지도록 배치되어 있다.
또, 상기 제4개념의 2단 압연기에 있어서, 바람직하게는 상기 제1 및 제2상하 작업롤은 각각 상기 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치 및 상기 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치로 상깅 크로스각을 변화시킬때의 중립위치를 가진다.
또한, 상기 제4개념의 2단 압연기에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1 및 제2구동 수단은, 상기 제1상하 작업롤 및 제2상하 작업롤을, 각각 상기 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치 및 상기 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치를 중심으로 하여, 서로 반대방향으로 경사지게 이동시킨다.
또, 상기 제4개념의 2단 압연기에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1상부 작업롤을 지지하는 제1상부 조작측 베어링 박스 및 제1상부 구동측 베어링 박스와, 상기 제1하부 작업롤을 지지하는 제1하부 조작측 베어링 박스 및 제1하부 구동측 베어링 박스와, 상기 제2상부 작업롤을 지지하는 제2상부 조작측 베어링 박스 및 제2상부 구동측 베어링 박스와, 상기 제2하부 작업롤을 지지하는 제2하부 조작측 베어링 박스 및 제2하부 구동측 베어링 박스를 더 구비하고, 상기 제1상부 조작측 베어링 박스와 상기 제1하부 조작측 베어링 박스, 상기 제1상부 구동측 베어링 박스와 상기 제1하부 구동측 베어링 박스, 상기 제2상부 조작측 베어링 박스와 상기 제2하부 조작측 베어링 박스, 상기 제2상부 구동측 베어링 박스와 상기 제2하부 구동측 베어링 박스는 각각 서로 접촉하여 배치하여 있다.
또한, 상기 제1, 제2, 제4, 제5의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제5개념에 의하면, 적어도 1대의 가역식 애벌 압연기(reversible rough rolling mill)와 마무리 압연기 군을 가지는 열간 압연 설비에 있어서, 상기 가역식 애벌 압연기로서 상기 제1~제3개념 중 어느 하나의 압연기를 배치하고, 상기 마무리 압연기 군의 적어도 하나로서 상기 제2 또는 제3개념의 4단 압연기를 배치한 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비가 제공된다.
또, 상기 제1~제5목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제6개념에 의하면, 적어도 1대의 가역식 애벌 압연기와 마무리 압연기 군을 가지는 열간 압연 설비에 있어서, 상기 가역식 애벌 압연기로서 상기 제4개념의 압연기를 배치하고, 상기 마무리 압연기 군의 적어도 하나로서 상기 제2 또는 제3개념의 4단 압연기를 배치한 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비가 제공된다.
또, 상기 제1 및 제2의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제7개념에 의하면, 상기 제1개념의 2단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양 방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법이 제공된다.
또한, 상기 제1 및 제2의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제8개념에 의하면, 상기 제2개념의 4단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양 방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법이 제공된다.
또, 상기 제1, 제2, 제4, 제5의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제9개념에 의하면, 상기 제3개념의 4단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양 방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법이 제공된다.
상기 제7~제9개념의 압연 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 크로스각의 제어를 상기 압연기에 압연재가 통과하고 있지 않을 때 행한다. 또, 상기 제9개념의 압연 방법에 있어서는, 상기 크로스각의 제어를 상기 압연기에 압연재가 통과하고 있는 압연 중에 행할 수도 있다.
또, 상기 제7~제9개념의 압연 방법에 있어서, 바람직하게는 롤 교체시에는 압연 패스 방향으로 직각인 선에 대하여 상기 크로스각을 제로로 한다.
또, 상기 제1~제3목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제10개념에 의하면, 상기 제4개념의 2단 압연기에 있어서, 상기 제1상하 작업롤 및 상기 제2상하 작업롤의 각각에 있어서, 상기 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도위치 및 상기 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2의 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도위치를 각각 중립위치로 하여 +-양방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법이 제공된다.
상기 제10개념의 압연 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 크로스각의 제어를 상기 압연기에 압연재가 통과하고 있지 않을때 행한다.
또, 상기 제10개념의 압연 방법에 있어서, 바람직하게는 롤 교체시에는 압연 패스 방향으로 직각인 선에 대하여 상기 크로스각을 제로로 한다.
본 발명의 제1~제10개념에 있어서는, 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여 경사지도록 압하 장치를 배치하고, 제어하는 크로스각을 상기 직선을 중심으로 하여 +-양 방향으로 변화시킴으로써, 종래보다 적은 크로스량으로 큰 판크라운제어가 가능하게 되어, 이퀄라이저 빔을 생략할 수 있다. 또, 크로스각에 대한 판크라운의 제어량의 변화가 거의 직선적으로 되어 판크라운의 제어가 용이하게 된다.
또, 일본국 특개소 60-83703호 공보에 기재된 바와 같이, 상하 롤의 교차각(2θ)이 0~0.5°인 범위와 1.0°이상에서는, 파면천이온도(破面遷移溫度)가 변화한다는 것이 알려져 있으나, 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선을 중심으로 하여 제어하는 크로스각을 +-양방향으로 변화시킴으로써 교차각(2θ)은 2°이상이 되기 때문에, 파면천이온도는 변화하지 않아, 저온 인성치(靭性値)는 개선된다. 또, 파면천이온도는 기복없이 일정한 값으로 되어, 균일한 품질이 확보된다.
본 발명의 제4, 제6 및 제10개념에 있어서는, 하나의 하우징에 2쌍의 2단 밀을 조립함으로서, 압연점의 간격이 극히 짧아지기 때문에, 설비 길이의 단축이 가능하게 되고, 그러한 압연기에 제1상하 작업롤과 제2상하 작업롤의 크로스각을 동시에 변화시킴으로써, 2단 압연기에서의 판크라운제어 능력을 증대하여 2단 압연기의 결점이 해소된다.
본 발명의 제3, 제5, 제6 및 제9개념에 있어서는, 보강롤를 고정하고 작업롤만을 크로스각을 변화시키는 4단 압연기에서 상하 보강롤도 그 축선이 경사지도록 배치함으로서, 작업롤과 보강롤이 이루는 각도는 항상 작게 억제되어, 보강롤의 마모가 저감하고, 보강롤의 교환 빈도가 저감된다. 또, 롤 사이의 상대 슬립(relative slip)도 작아져 롤의 표면 상태나 조도의 변동도 작게 억제된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
[제1실시예]
본 발명의 제1실시예를 제1도~제8도에 의하여 설명한다.
제1도 및 제2도에 있어서, 본 실시예의 크로스식 2단 압연기는, 상하 작업롤(1, 2)과 이들 각 작업롤(1, 2)의 양단에 설치되고, 그 작업롤을 회전 가능하게 지지하는 상부 베어링 박스(3a, 3b) 및 하부 베어링 박스(4a, 4b)를 구비하고, 상부 베어링 박스(3a) 및 하부 베어링 박스(4a)는 조작측 하우징(5a)의 윈도우부(6a)에 면하여 배치되고, 상부 베어링 박스(3b) 및 하부 베어링 박스(4b)는 구동측 하우징(5b)의 윈도우부(6b)에 면하여 배치되어 있다. 상부 작업롤(1) 및 하부 작업롤(2)의 축선(10, 11)은 압연 패스방향(H)에 직각인 선(7)에 대하여 서로 반대방향으로 경사지고, 상하 작업롤(1, 2)은 서로 크로스하고 있다. 또한, 제1도 및 제2도에는 도시의 명료화를 위하여 롤의 경사를 과장하여 나타내고 있다. 이는 이하의 도면에 있어서도 마찬가지 이다.
조작측 및 구동측 하우징(5a, 5b)의 상부에는 압하 장치로서 상부 베어링 박스(3a, 3b)에 압하력을 부여하는 압하 스크류(8a, 8b) 및 압하 너트(9a)(하나는 도시생략)가 설치되어 있다. 이 압하 스크류(8a, 8b)는 그 중심(12, 13)을 연결하는 직선ㄹ(14)이 압연 패스방향(H)에 직각인 선(7)에 대하여 상부 작업롤(1)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치되어 있다. 조작측 및 구동측 하우징(5a, 5b)의 하부에는 하부 작업롤(2)의 베어링 박스(4a, 4b)를 받는 조작측 및 구동측 지지부(90a, 90b)가 배치되어 있다. 이 조작측 및 구동측 지지부(90a, 90b)는, 이들 베어링 박스를 받침면(91a, 91b)의 중심(15, 16)(제3도 참조)를 연결하는 직선(17)이 압연 패스방향(H)에 직각인 선(7)에 대하여 하부 작업롤(2)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사져 있다.
조작측 및 구동측 하우징(5a, 5b)의 윈도우부(6a, 6b)에는 상부 작업롤을 경사지게 이동시키기 위한 유압실린더(20a, 21a 및 20b, 21b)를 포함하는 조작측 및 구동측의 2쌍의 상부 크로스장치가 설치되고, 이 상부 크로스장치를 구동함으로서 상부 작업롤(1)의 축선(10)의 각도가 제어된다. 하부 작업롤(2)에 대해서도 같은 조작측 및 구동측의 2쌍의 하부 크로스 장치(도시생략)가 설치되고, 이 하부 크로스장치를 구동함으로서 하부 작업롤(2)의 축선(11)의 각도가 제어된다.
또, 상하 작업롤(1, 2)을 상기 크로스장치에 의하여, 제3도에 나타낸 바와 같이, 직각선(7)에 대하여 1.2°의 각도를 중심으로 하여 각각 반대방향으로 약 ±0.2°의 범위에서 경사지게 이동시켜 크로스각 제어가 행하여 진다. 즉, 상부 작업롤(1)의 축선(10)이 상기의 직각선(7)에 대하여 이루는 각도 및 하부 작업롤(2)의 축선(11)의 직각선(7)에 대하여 이루는 각도를 각각 크로스각이라 정의하고, 그 크로스각을 θ로 하고, 크로스각 제어의 중립위치의 각도(중립각도)를 θo 이라 하면, 크로스각(θ)의 제어범위는 종래와 같이 0~θmax가 아니라, 중립각도(θo)를 중심으로 하여 θo - △θ~θo +△θ의 범위에서 제어된다. 2단 압연기에서는, 압하 장치의 압하력이 직접 작업롤에 작용하기 때문에, 이 크로스각 제어는 원칙적으로 압연기에 판재가 통과하지 않을 때에 행한다.
또, 크로스각 제어의 중립각도(θo)는, 조작측 및 구동측의 압하 스크류(8a, 8b)의 중심(12, 13)을 연결하는 직선(14)이 직각선(7)에 대하여 이루는 각도 및 조작측 및 구동측의 지지부(90a, 90b)의 베어링 박스 받침면(91a, 91b)의 중심(15, 16)을 연결하는 직선(17)이 직선각(7)에 대하여 이루는 각도와 동일한 1.2°이다. 그 결과, 조작측 및 구동측의 압하 스크류(8a, 8b)의 중심(12, 13)은 중립위치에 있는 상부 작업롤의 축선(10)상에 위치하고, 또한 상부 베어링 박스(3a, 3b)의 중심과 일치하고 있다. 마찬가지로, 조작측 및 구동측의 지지부(90a, 90b)의 중심(15, 16)은 중립위치에 있는 하부 작업롤의 축선(11)상에 위치하고, 또한 하부 베어링 박스(4a, 4b)의 중심과 일치하고 있다.
또한, 상부 베어링 박스(3a, 3b)의 위쪽에 압하 스크류 대신 유압 잭을 설치하는 경우에도 베어링 박스(3a, 3b) 및 상부 작업롤(1)과의 위치관계를 압하 스크류의 경우와 동일하다. 또, 하부 베어링 박스(4a, 4b) 아래쪽에 압하용도 또는 패스 라인 레벨조정용 유압 잭등을 설치하는 경우에도, 마찬가지로 그 조작측 및 구동측의 유압잭의 중심을 연결하는 직선이 압연패스방향(H)에 직각인 선(7)에 대하여 하부 작업롤(2)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치하고, 조작측 및 구동측의 유압잭의 중심을 중립위치에 있는 하부 작업롤(2)의 축선(11)상에 위치시키고, 또한 하부 베어링 박스(4a, 4b)의 중심과 일치시킨다.
상하 베어링 박스(3a, 4a)의 축방향은 키퍼플레이트(keeper plate)(22a, 22b 및 23a, 23b)에 의하여 구속되고, 이들 키퍼플레이트는 베어링 박스의 경사 이동을 허용하는 원호면(24a, 24b)을 가지고 있다.
롤 교체시에는, 상하 작업롤(1, 2)의 경사 각도를 0°, 즉 압연 패스방향에 대한 크로스각(θ)을 제로로 하여 하우징(5a, 5b)으로부터 인출하여 교환한다. 도시는 생략했으나 상하 작업롤(1, 2)은 일반 압연기와 마찬가지로, 유니버셜 조인트 및 감속기를 거쳐 모터에 의하여 구동된다.
이상과 같이 구성한 2단 압연기의 동작원리를 설명한다.
먼저, 종래의 크로스식 2단 압연기를 제4도에 의하여 설명한다. 제4도에 있어서, 종래의 크로스식 2단 압연기에서는, 상부 작업롤(1) 및 하부 작업롤(2)의 중립위치가 롤 축선이 압연 패스방향에 직각이 되는 위치에 있고, 압하 스크류(30a) 및 압하 너트(31a)의 중심은 중립위치에 있는 상하 작업롤의 베어링 박스의 중심에 일치하고 있다.
이와 같은 종래의 크로스식 2단 압연기에 있어서는, 제5도 및 제6도에 나타낸 바와 같이, 작업롤(1, 2)을 롤 동체부의 중앙(0)을 중심으로하여 상하 반대방향에 각각 θ만큼 크로스시켰을때, 롤 중심(0)과 그것으로부터 판폭이 (2b)인 판재(40)의 판폭 방향으로 b만큼 떨어진 판 끝의 상하 롤 사이의 간극의 차, 즉 롤 갭(Cb)은 근사적으로 다음식으로 나타내어진다.
따라서, θ를 제로로부터 θmax 까지 변화시킴으로써 얻어지는 롤간극의 변화량 Cb max 는 Cb max = (b2/R) θmax2이다.
또, 롤 중심(0)과 베어링 박스 중심 사이의 거리를 d라 하면, 이때의 베어링 박스 중심의 이동량은 δs=dθmax가 되고, 이 양 만큼 압하 스크류 중심과 베어링 박스 중심이 어긋나게 되어, 베어링 박스에는 이하의 M으로 되는 모멘트가 발생한다.
이 모멘트(M)는, 대형의 핫스트립밀(hot strip mill)의 일예를 들면
P = 3500tf, d=1700mm, θmax = 1.2°/57°
= 0.02 (rad)
M = 1700×0.02×3500 / 2 = 60 tfm
으로 무시할 수 없는 크기가 되고, 이 상태에서는 베어링 박스의 측면과 하우징 정면에서, 제4도에 나타낸 바와 같이 측압(Q)간의 거리(L)를 1m라 하여도 Q는 60tf가 되어, 이상 마모를 발생하고, 또한 압하 조작의 저항이 되어 정상적인 판두께 제어도 행하기 어렵다. 이 결점을 커버하기 위하여, 강성이 큰 이퀄라이저빔(32)을 구동측과 조작측에 걸쳐, 상기 모멘트(M)를 상쇄하는 방법이 취해지고 있음은 앞에서 기재한 바와 같다.
본 발명은 이러한 이퀄라이저 빔을 불필요하게 하는 방법을 제안하는 것이다. 즉, 상기 바와 같이 크로스각(θ)의 제어범위를 종래와 같이, 0~θmax가 아니라 중립각도(θo)를 중심으로 하여 θo - △θ~θo + △θ의 범위에서 제어하영 압하 장치의 중심을 θo에 맞추어 두는 것이다.
이와 같이하면 종래방식에서의 크라운 제어범위는,
본 방식에서는,
동일한 효과를 가지게 하여 C1=C2로 두면,
즉, θo = θmax 라 하면,
θo = 1.5θmax 라 하면,
이 되어, 크로스가의 중립위치로부터의 어긋남 량(△θ)은 종래의 어긋남 량(θmax)의 1/4~1/6으로 작어진다. 이 때문에, 이에 대응하여 압하 장치의 중심으로부터의 베어링 박스 중심의 어긋남 량(δs)도 종래의 어긋남 량의 1/4~1/6로 작아져 이퀄라이저 빔을 설치할 필요성은 없어진다.
상기 어긋남 량이 작아지는 모양을 제7도에 의하여 다시 설명한다. 제7도는 크로스각(θ)에 의하여 롤갭의 b점의 크라운이 변하는 상황을 나타낸다. 종래와 같이 크로스각(θ)을 제로로부터 θ1(θ1=1°로 표시)까지 제어하는 경우의 제어량(△Cb)과 동일한 제어량을 얻기 위해서는, θo =1.2°로 했을 경우 ±0.2°의 제어량으로 충분하다. 즉, 제어량은 1°에서 0.4°로 2/5로 저감하고, 중립 각도로부터의 어긋남 량은 1°에서 0.2°로 1/5로 저감한다. 단, 이 경우, 롤갭(Cb)의 절대치가 지나치게 커지는 경우에는, 작업롤의 이니셜크라운(initial crown)(Cw)을 작게하고, 경우에 따라서는 오목크라운을 만들어 둘 필요가 있다.(Cw<0)
이상과 같이 본 실시예에서는, 상부 작업롤(1)을 중립각도의 선(10)을 기준으로 ±0.2°, 하부 작업롤(2)은 중립각도의 선(11)을 기준으로 상부 작업롤의 크로스 방향과 반대로 ±0.2°크로스시킴으로서, 종래 1°의 크로스각에 의한 압하 장치로부터의 베어링 박스중의 어긋남량은 1/5인 0.2°로 저감할 수 있다. 당연하나, 베어링 박스(3a, 3b 및 4a, 4b)와 밀 하우징(5a, 5b)간의 측압(Q)도 1/5인 12tf로 실제 해가 없을 정도로 경감할 수 있어, 이퀄라이저 빔을 생략할 수 있다.
또, 판크라운의 제어량이 종래에는 크로스각의 제곱에 비례하고 있던 것이, 제7의 각도(θ)가 1.0°~1.4°의 범위에서 대략 직선적으로 되어 제어가 용이하게 되는 효과도 있다.
또한, 제8도는 일본국 특개소 60-83703호 공보의 도면을 인용한 것으로, 횡축은 상하 작업롤의 교차각으로서, 본 명세서에서 사용하는 크로스각(θ)의 2배에 상당한다. 이 도면으로부터 알수 있는 바와 같이, 철을 열간 압연하는 경우, 다른 2종류의 열간 압연조건(I, II)에서, 상하 작업롤의 교차각(2θ)이 0~0.5° 인 범위와 1.0°이상에서는, 파면천이온도가 변화한다. 따라서, 종래기술과 같이 크로스각(θ)을 0~1°의 범위에서 제어하면, 교차각(2θ)은 0~2°의 범위가 되어, 교차각(2θ)이 0.5°내지 1.0°의 범위에서 제어될 때 파면천이온도가 변화하기 때문에, 압연재의 금속조직상의 품질이 변동한다. 이에 대하여 본 실시예에서는, 상기 바와 같이 교차각(2θ)이 0.5°내지 1.0°의 범위에서 제어될 때 파면천이온도가 변화하기 때문에, 압연재의 금속조직상의 품질이 변동한다. 이에 대하여 본 실시예에서는, 상기 바와 같이 교차각(2θ)은 2°이상이 되기 때문에 파면천이온도는 변화하지 않고 저온인성치는 개선된다. 또, 파면천이 온도는 기복이 없이 일정한 값이 되어 균일한 품질을 확보할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 종래보다 적은 크로스량으로 큰 판 크라운 제어가 가능하게 되어, 이퀄라이저 빔을 생략할 수 있고, 압연기가 소형이고 단순한 구조로 할 수 있다. 또, 압연제조의 금속조직의 크로스압연에 의한 효과를 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 판크라운의 제어량이 크로스각의 제곱에 비례하고 있던 것이 거의 직선적으로 되어 제어가 용이하게 되는 효과도 있다.
[제2실시예]
본 발명의 제2실시예를 제9도~제11도에 의하여 설명한다. 본 실시예는 2단 트윈 밀을 크로스식 2단 압연기로 하여 본 발명을 적용한 것이다.
즉, 제9도 및 제10도에 있어서, 본 실시예의 압연기는 조작측 및 구동측 밀하우징(51a, 51b)과 밀하우징(51a, 51b)에 조립된 제1상하 작업롤(52, 53) 및 제2상하 작업롤(54, 54)과 제1상부 작업롤(52)를 지지하는 제1상부 베어링 박스(56a, 56b) 및 제1하부 작업롤(53)를 지지하는 제1하부 베어링 박스(58a, 58b)와, 제2상부 작업롤(54)를 지지하는 제2상부 베어링 박스(57a, 57b) 및 제2하부 작업롤(55)을 지지하는 제2하부 베어링 박스(59a, 59b)를 구비하고 있다. 즉, 본 실시예는 2쌍의 상부 작업롤(52, 54) 및 상부 베어링 박스(56a, 56b, 57a, 57b), 2쌍의 하부 작업롤(53, 55) 및 하부 베어링 박스(58a, 58b, 59a, 59b)를 구비하고 있다. 상부 베어링 박스(56a, 57a) 및 하부 베어링 박스(58a, 59a)는 조작측 하우징(51a)의 윈도우부(60a)에 면하여 배치되고, 상부 베어링 박스(56b, 57b) 및 하부 베어링 박스(58b, 59b)는 구동측 하우징(51b)의 윈도우부(60b)에 면하여 배치되어 있다. 이와 같이 공통의 밀하우징(51a, 51b)속에 2쌍의 2단 밀이 조립되어 있다. 본 명세서에서는 이것을 「트윈 밀」이라 약칭한다.
상부 작업롤(52, 54) 및 하부 작업롤(53, 55)의 축선(61, 63, 및 62, 64)은, 압연 패스 방향(H)에 직각인 선(65, 66)에 대하여 서로 반대방향으로 경사지고, 상하 작업롤은 각각 서로 크로스하고 있다.
조작측 및 구동측 하우징(51a, 51b)의 상부에는 압하 장치로서 상부 베어링 박스(56a, 57a 및 56b, 57b)에 압하력을 부여하는 압하 스크류(67a, 67b, 68a, 68b) 및 압하 너트(69a)(1개만 도시)가 설치되어 있다. 이 압하 스크류는, 제1실시예와 마찬가지로, 그들의 중심(70a, 70b, 71a, 71b)을 연결하는 직선(61, 63)이 압연패스 방향에 직각인 선(65, 66)에 대하여 상부 작업롤(52, 54)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치되어 있다. 조작측 및 구동측 하우징(51a, 51b)의 하부에는 하부 베어링 박스(58a, 58b, 59a, 59b)를 받는 조작측 및 구동측의 지지부(93, 94)(조작측만 도시)가 배치되어 있다. 이 조작측 및 구동측의 지지부(93, 94)는, 그것들의 베어링 박스 받침면(95, 96)의 중심(97, 98)(조작측만 도시)을 연결하는 직선(62, 64)도, 제1실시예와 마찬가지로, 압연패스방향(H)에 직각인 선(65, 66)에 대하여 하부 작업롤(53, 55)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사져 있다.
조작측 및 구동측 하우징의 원도우부(60a, 60b)에는 상부 베어링 박스(56a, 56b, 57a, 57b)를 각각 구동하는 유압실린더(72a, 73a, 72b, 73b)를 포함하는 상부 크로스 장치가 설치되어 있다. 하부 베어링 박스에 대해서도 동일한 유압실린더(74a)(1개만 도시)를 포함하는 하부 크로스 장치가 설치되어 있다. 상부 크로스 장치는 상부 작업롤(52, 54)을 동시에 경사지게 이동시키는 제1구동수단을 구성하고, 하부 크로스 장치는 하부 작업롤(53, 55)을 동시에 경사지게 이동시키는 제2구동수단을 구성하며, 이에 의하여 제1상하 작업롤(52, 53) 및 제2상하 작업롤(54, 55)의 크로스각이 동시에 변화하도록 제어된다.
이와 같은 크로스장치는, 롤의 입구측·출구측을 1세트로 하여, 상부측·하부측 및 조작측·구동측의 각각 4세트가 필요하나 전부를 위치제어식으로 하는 것과, 조작측·구동측 각각 1개는 위치제어식으로 하고 기타는 압력제어식으로 하는 방법이 있다. 후자 쪽이 베어링 박스와 크로스장치 간의 덜걱거림을 용이하게 없앨 수 있기 때문에 우수하다. 이하, 후자의 예를 제11도에 의거하여 설명한다.
상부 베어링 박스(56b, 57a)에 면한 유압실린더(73a, 72b)에는, 제11도에 나타낸 바와 같이, 전환밸브(75)를 거쳐 압력유가 공급된다. 유압실린더(73a, 72b)의 램의 이동량은 그 램에 설치된 로드(76)의 변위량을 검출하는 센서(77)에서 검출된다. 전환밸브(75)는 제어기(78)로부터의 제어신호로 구동되고, 제어기(78)는 압연조건에 따른 지령신호에 의거하여 램의 목표이동량을 산출하고, 이것을 피드백된 센서(77)의 검출신호와 비교하여, 램의 이동량이 목표치와 일치하도록 위치제어를 행한다. 상부 베어링 박스(56a, 57b)에 면한 유압실린더(72a, 73b)에는 감압밸브(79)를 거쳐 압력유가 공급되어, 소정 압력으로 베어링 박스를 가세하도록 압력 제어가 행하여 진다. 하부 베어링 박스에 대한 유압실린더도 마찬가지로 위치제어와 압력제어의 조합으로 구동된다. 이와 같이 조작측과 구동측의 각각 1개를 위치제어, 또 1개를 압력제어로 함으로서, 베어링 박스와 유압실린더 간의 덜걱거림을 발생시키지 않고 정확한 크로스각 제어를 행할 수가 있다.
상하 작업롤(52, 53 및 54, 55)은 이상과 같이 구성한 크로스장치에 의하여 제1실시예와 마찬가지로, 1.2°의 중립각도를 중심으로 하여 각각 반대방향으로 약 ±0.2°의 범위에서 경사지게 이동된다. 즉, 본 실시예에서도, 크로스각 제어의 중립각도(θo)는, 조작측 및 구동측의 압하 스크류(67a, 67b 및 68a, 68b)의 중심(70a, 70b 및 71a, 71b)을 연결하는 직선(61, 63)이 직각선(65, 66)에 대하여 이루는 각도 및 조작측 및 구동측의 지지부(93, 94)의 베어링 박스 받침면(95, 96)의 중심(97, 98)(조작측만 도시)을 연결하는 직선(62, 64)이 직각선(65, 66)에 대하여 이루는 각도와 동일한 1.2°이다. 이 실시예에서도 압하 장치의 압하력이 직접 작업룰에 작용하기 때문에 이 크로스각 제어는 원칙적으로 압연기에 판재가 통과하지 않을때 행한다.
상부 베어링 박스(56a, 56b, 57a, 57b)는 인접한 것들끼리 서로 축방향의 상대이동에 대하여 구속되어 있고, 이와 마찬가지로, 하부 베어링 박스(58a, 58b, 59a, 59b)도 인접한 것들 끼리 서로 축방향의 상대이동에 대하여 구속되고 있고, 이 때문에 크로스각을 변화시킬때의 작업롤의 선회중심은, 압연패스 중심이고, 또한 양작업롤(52와 54 또는 53과 55)의 중간점으로 되어 있다. 또한, 이 선회중심은 인접하는 베어링 박스의 상대이동을 허락하면, 각각의 롤 동체길이의 중심으로 나누는 것도 가능하고, 이렇게 하는 것이 크로스각을 변화시킬 때 롤의 축방향의 중심위치가 축방향으로 이동하는 결점이 없다.
일반적으로, 롤 베어링 박스는 압연하중의 다른 축방향으로 추력(推力)을 받는다. 작업롤을 압연패스방향에 직각인 선에 대하여 크로스시키면, 압연하중의 2~5%의 추력이 발생하는 것이 알려져 있다. 이 추력을 베어링 박스의 중심에서 받아 감당하기 때문에, 베어링 박스는 베어링 중심을 중심으로 하여 좌우로 나눠진 개소를 키퍼플레이트(keeper plate)로 받아내는 방식이 일반적으로 취해지고 있다. 본 실시예에서는 베어링 박스끼리가 접촉되어 있기 때문에 하나의 베어링 박스에 각각 두개의 키퍼플레이트를 설치하는 것은 곤란하게 된다. 그러므로, 상하 4개의 베어링 박스의 한쪽에 키퍼플레이트(80, 81, 82)(하나는 도시생략)를 설치하여, 추력을 받도록 하고 있다. 이들 키퍼플레이트는, 베어링 박스의 경사이동을 허용하는 원호면(83, 84)(조작측만 도시)을 가지고 있다. 이와 같이 추력을 베어링 박스의 한쪽에서 감당했다고 하여도, 베어링 박스가 롤축에 대하여 경사지지 않도록 서로 구속함으로서, 베어링에는 정상적인 추력이 걸리도록 할 수가 있다.
또한, 본 실시예에서의 크로스의 중립각도(θo)를 θo±△θ가 항상 +가 되도록 계획하면, 추력의 방향은 항상 일정한 방향으로 결정되기 때문에, 베어링을 래디얼 베어링과 드러스트 베어링의 조합구조를 취할 경우, 한쪽에만 조합구조를 채용하고, 다른쪽은 래디얼 베어링으로 하는 것도 가능하다. 단, 상부 롤과 하부 롤의 추력의 방향은 당연히 역방향이 된다.
롤 교체시에는, 제1실시예와 마찬가지로, 상하롤의 경사각을 0°, 즉, 압연패스방향에 대하여 크로스각을 제로로 하고, 2쌍의 상하롤 및 베어링 박스를 동시에 하우징(51a, 51b)으로부터 인출하여 교환한다. 도시는 생략 하였으나, 상하롤은 일반 압연기와 마찬가지로, 유니버셜 조인트 및 감속기를 거쳐 모터에 의하여 구동된다.
이상과 같이 본 실시예는 2단 트윈밀을 크로스방식으로 한 적용예로서, 이하 그 작용효과를 설명한다.
2쌍의 2단 압연기를 하나의 밀하우징에 조립한 트윈밀에서는 압연점의 사이가 극히 짧기 때문에, 이것을 열간압연설비의 애벌압연기(rough rolling mill)에 적용하면, 설비길이의 단축, 디스케이링시 1패스분의 고압수 생략에 따른 에너지 절약화 및 압연재의 온도저하의 방지, 스탠드간 사이드 가이드의 생략 등, 설비상, 조작상 큰 이점이 있다. 그러나, 하나의 결점은, 작업롤의 휨에 의한 판크라운의 변화이다. 특히 알루미늄의 애벌압연기에의 적용을 고려하면, 순수 알루미늄과 합금 알루미늄에서는 변형저항이 수배 이상이나 다르기 때문에 압연하중이 크게 변하여 적정한 작업롤 크라운을 크게 변화시키지 않으면 안되는 문제가 발생한다. 4단 압연기로 하면 이 문제는 경감되나, 4단 압연기를 트윈밀로 하는데는 대형이고 지나치게 복잡해져 실용적이 않다. 따라서, 2단 압연기로 크라운제어 능력을 크게할 필요가 있다.
본 실시예에서는, 상기와 같이 2단 트윈밀로 크로스 압연을 행하고, 크라운 제어능력을 증강한 것으로서, 이것에 의하여 2단 압연기의 결점을 해소할 수 있다. 또, 롤베어링 박스의 사이에 개재물을 설치하면, 압연점 사이의 거리가 길어지는 결점과 동시에, 크로스장치도 그 개재물의 사이에도 설치하지 않으면 안되어 비경제적이 된다. 본 실시예에서는, 작업롤의 베어링 박스를 상부 끼리, 하부 끼리 접촉시켜 두면, 크로스장치는 하나라도 됨과 동시에, 압연점의 간격이 극히 짧아지기 때문에 설비길이를 더욱 단축시킬 수 있게 된다.
[제3~제5실시예]
본 발명의 또 다른 실시예를 제12도~제14도에 의하여 설명한다. 제12도는 본 발명의 제3실시예에 의한 4단 보강롤 크로스식 압연기를 나타내고, 제13도는 본 발명의 제4실시예에 의한 4단 페어크로스식 압연기를 나타내며, 제14도는 본 발명의 제5실시예에 의한 4단 보강롤 크로스식 압연기를 나타낸다.
제12도에 있어서, 4단 보강롤 크로스식 압연기는, 상하 작업롤(101, 102)과, 상하 작업롤을 지지하는 상하보강롤(103, 104)과, 각 작업롤의 양단에 설치되어, 그 작업롤을 회전 가능하게 지지하는 상부 베어링 박스(105)(조작측만 도시) 및 하부 베어링 박스(106)(조작측만 도시)와, 각 보강롤의 양단에 설치되어, 그 보강롤을 회전 가능하게 지지하는 상부 베어링 박스(107a, 107b) 및 하부 베어링 박스(108a, 108b)를 구비하고 있다. 상하보강롤(103, 104)의 축선은, 제1실시예의 작업롤과 마찬가지로, 압연패스방향에 직각인 선에 대하여 서로 반대방향으로 경사지고, 상하 보강롤(103, 104)은 서로 크로스하고 있다.
조작측 하우징(109a) 및 구동측 하우징(도시생략)의 상부에는, 압하장치로서 압하 스크류(110a, 110b) 및 압하 너트(111a)(구동측은 도시생략)가 설치되어 있다. 이들 압하 스크류(110a, 110b)는 그 중심(112)(조작측만 도시)을 연결하는 직선이, 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여 상부 보강롤(103)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 하부 보강롤(104)의 베어링 박스(108a, 108b)를 받는 조작측 및 구동측의 지지불(113a, 113b)의 베어링 박스 받침면의 중심(114)(조작측만 도시)을 연결하는 직선은 압연패스 방향에 직각인 선에 대하여 하부 보강롤(104)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사져 있다. 상하 보강롤(103, 104)은, 그들의 베어링 박스(107a, 107b 및 108a, 108b)에 작용하는 크로스장치에 의하여, 1.2°의 중립각도를 중심으로 하여 각각 반대방향으로 약 ±0.2°의 범위로 경사이동되어, 크로스각 제어가 행하여 진다. 또, 도시는 생략하였으나, 상하 베어링 박스(107a, 107b 및 108a, 108b)의 축방향은 키퍼플레이트에 의하여 구속된다.
제13도에 나타낸 4단 페어크로스식 압연기에 있어서는, 상하 작업롤(101A, 102A)의 축선이 상하 보강롤(103, 104)과 함께 압연패스방향에 직각인 선에 대하여 서로 반대방향으로 경사지고, 상하 작업롤(101A, 102A)과 상하 보강롤(103, 104)은 각각 쌍을 이루어 서로 크로스하고 있다. 상하 작업롤(101A, 102A)과 상하 보강롤( 103, 104)은, 그들이 베어링 박스에 작용하는 크로스장치에 의하여 1.2°의 중립각도를 중심으로 하여 각각 반대방향으로 약 ±0.2°의 범위로 경사 이동되어, 크로스각 제어가 행하여진다. 그밖의 구성은 제12도에 나타낸 실시예와 같다.
제14도에 나타낸 4단 보강롤 크로스식 압연기에 있어서는, 조작측 하우징( 109a) 및 구동측 하우징(도시생략)의 하부에는 패스 라인 레벨 조정용 압하 스크류( 115a, 115b) 및 압하 너트(116a)(구동측은 도시생략)가 설치되어 있다. 이들 압하 스크류(116a, 116b)는, 그 중심(117)(조작측만 도시)을 연결하는 직선이 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여 하부 보강롤 (104)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치되어 있다. 그외의 구성은 제12도에 나타낸 실시예와 같다.
제12도는 4단 압연기에서 상하 보강롤만을 크로스한 실시예이고, 제13도는 4단 압연기에서 상부 작업롤과 상부 보강롤 및 하부 작업롤과 하부 보강롤을 함께 크로스한 실시예이다. 제12도의 경우에는, 보강롤과 작업롤 간의 롤 갭이 지금까지 기술하여온 상하 롤 간극의 차(Cb)에 상당하고, 따라서 작업롤을 거쳐 재료에 지금까지와 동일한 효과를 미치는 것은 분명할 것이다. 어느 경우도, 조작측, 구동측 각각의 압하 스크류(1 10a)의 중심은, 각각 중립위치에 있을때의 조작측, 구동측의 상부 보강롤 또는 상부 보강롤의 베어링 박스의 중심과 일치하고 있다.
또, 제14도는 제12도의 4단 보강롤 크로스식 압연기에서 하부 베어링 박스의 아래쪽에도 압하 스크류를 설치한 경우로서, 압하 스크류(110a, 110b)의 경우와 마찬가지로, 압하 스크류(115a, 115b)의 중심은 중립위치에 있을때의 하부 베어링 박스(1 08a, 108b)의 중심과 일치하고 있다.
크로스장치의 경사이동기구 및 롤 교체시, 롤경사각은 0도로 하여 인출 교환하는 방법은, 상기 실시예와 마찬가지다.
또, 이들 실시예에서도, 압하 장치의 압하력이 직접, 경사 이동되는 롤에 작용하기 때문에, 크로스각 제어는 원칙적으로 압연기에 판재가 통과하지 않을때 행한다.
본 실시예에 의해서도, 4단 압연기에서 제1실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
[제6실시예]
본 발명의 제6실시예를 제15도~제17도에 의하여 설명한다.
제15도 및 제16도에 있어서, 본 실시예의 크로스식 4단 압연기는, 상하 작업롤( 201, 202)과, 상하 작업롤를 지지하는 상하 보강롤(203, 204)과, 각 작업롤의 양단에 설치되어, 그 작업롤을 회전 가능하게 지지하는 상부 베어링 박스(205a, 205b) 및 하부 베어링 박스(206a, 206b)와, 각 보강롤의 양단에 설치되어, 그 보강롤을 회전 가능하게 지지하는 상부 베어링 박스(207a, 207b) 및 하부 베어링 박스(208a, 208b)를 구비하고 있다. 작업롤의 상부 베어링 박스(205a, 205b) 및 하부 베어링 박스(206a, 206b)는, 다음에 기술하는 바와 같이 상하 1쌍의 작업롤(201, 202)의 크로스각을 변화시키도록 조작측 및 구동측 하우징(209a, 209b)에 이동 가능하게 설치되어 있고, 보강롤의 상부 베어링 박스(207a, 207b) 및 하부 베어링 박스(208a, 208b)는 작업롤만의 크로스각을 변화시키도록 조작측 및 구동측 하우징(209a, 209b)에 대하여 적어도 패스 사이의 압연중에는 고정적으로 설치되어 있다. 또, 보강롤(203, 204)은 그 축선(218, 219)이 압연패스방향(H)에 직각인 선(217)에 대하여 서로 반대방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치되어 있다.
조작측 하우징(209a) 및 구동측 하우징(209b)의 상부에는 압하 장치 또는 패스라인 높이 조정장치로서 압하 스크류(210a, 210b) 및 압하 너트(211a)(구동측은 도시생략)가 설치되어 있다. 이들 압하 스크류는, 그 중심 (212a, 212b)을 연결하는 직선이 압연패스방향(H)에 직각인 선(217)에 대하여 상부 보강롤(203)의 축선(218)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치되어 있다. 이와 마찬가지로, 하부 보강롤(204)의 베어링 박스(208a, 208b)를 지지하는 조작측 및 구동측 지지부(250a, 250b)의 베어링 박스 받침면의 중심(213a, 213b)(제17도 참조)을 연결하는 직선은 압연패스 방향(H)에 직각인 선(217)에 대하여 하부 보강롤(204)의 축선(219)과 동일한 방향으로 1.2°의 각도로 경사져 있다. 즉, 조작측 및 구동측의 압하 스크류(210a, 210b)의 중심(212a, 212b)은 상부 보강롤(203)의 축선(218)과 일치하고, 지지부(1 50a, 150b)의 베어링 받침면의 중심(213a, 213b)은 하부 보강롤(204)의 축선(219)과 일치하고 있다.
또한, 도시는 생략했으나, 하부 베어링 박스의 아래쪽에 유압잭이 설치된 경우에도, 이와 마찬가지로 그 유압잭의 중심을 연결하는 직선이 압연패스 방향에 직각인 선(217)에 대하여 하부 보강롤(204)과 같은 방향으로 1.2°의 각도로 경사지도록 배치한다.
조작측 및 구동측 하우징(209a, 209b)의 윈도우부(216a, 216b)에는 상부 작업롤을 경사지게 이동하기 위한 유압실린더(120a, 121a 및 120b, 121b)를 포함하는 조작측 및 구동측의 2쌍의 상부 크로스 장치가 설치되고, 이 상부 크로스 장치를 구동함으로써 상부 작업롤(201)의 축선 각도가 제어된다. 하부 작업롤(202)에 대해서도 동일한 조작측 및 구동측의 2쌍의 하부 크로스 장치(도시생략)가 설치되고, 이 하부 크로스 장치를 구동함으로써 하부 작업롤(202)의 축선 각도가 제어된다.
또, 상하 작업롤(201, 202)은 상기 크로스 장치에 의하여, 제17도에 나타낸 바와 같이, 직각선(217)에 대하여 1.2°의 각도를 중심으로 하여 각각 반대방향으로 약 ±0.2°의 범위로 경사지게 이동되어, 크로스각 제어가 행하여 진다. 즉, 상부 작업롤(201)의 축선이 상기 직각선(217)에 대하여 이루는 각도 및 하부 작업롤(202)의 축선이 직각선(217)에 대하여 이루는 각도를 각각 크로스각으로 정의하고, 그 크로스각을 θ라 하고, 크로스각 제어의 중립위치의 각도(중립각도)를 θo라 하면, 크로스각(θ)의 제어범위는 종래와 같이, 0~θmax가 아니라, 중립각도(θo)를 중심으로 하여 θo - △θ~θo +△θ의 범위에서 제어된다. 이 크로스각 제어는, 앞의 실시예와 마찬가지로 압연기에 판재가 통과하고 있지 않을때 행하여도 좋으나, 본 실시예에서는 압하 장치의 압하력은 경사지게 이동되는 작업롤에 직접 작용하지 않기 때문에, 판재를 압연하는 압연중에 크로스각 제어를 행할 수도 있다.
또, 크로스각 제어의 중립각도(θo)는, 조작측 및 구동측의 압하 스크류(210a, 210b)의 중심(212a, 212b)을 연결하는 직선 및 조작측 및 구동측이 지지부(150a, 150b)의 베어링 박스 받침면의 중심(213a, 213b)을 연결하는 직선의 경사각과 동일한 1.2°이고, 또한 상하 보강롤(203, 204)의 축선 (218, 219)의 경사각도와도 같은 1.2°이다. 그 결과, 조자가측 및 구동측의 압하 스크류(210a, 210b)의 중심(212a, 212b) 및 상부 보강롤(203)의 축선(218)은 중립위치에 있는 상부 작업롤의 축선상에 위치하고, 또한, 상부 베어링 박스 (205a, 205b)의 중심과 일치하고 있다. 마찬가지로 조작측 및 구동측의 지지부(250a, 250b)의 베어링 박스 받침면의 중심(213, 213b) 및 하부 보강롤 (204)의 축선(219)은 중립위치에 있는 하부 작업롤의 축선상에 위치하고 또한 하부 베어링 박스(206a, 206b)의 중심과 일치하고 있다.
상하 작업롤 베어링 박스(205a, 205b)의 축방향은 키퍼플레이트(222a, 222b 및 223a, 223b)에 의하여 구속되고, 이들 키퍼플레이트는 베어링 박스의 경사이동을 허용하는 원호면(224a, 224b)을 가지고 있다.
롤 교체시에는, 상하 작업롤(201, 202)의 경사각을 0°, 즉 압연패스방향에 대한 크로스각을 제로로 하여 하우징(209a, 209b)으로부터 인출하여 교환한다. 도시는 생략하였으나, 상하 작업롤(201, 202)은 일반 압연기와 마찬가지로 유니버셜 조인트 및 감속기를 거쳐 모터에 의하여 구동된다.
또한 보강롤의 상부 베어링 박스(207a, 207b) 및 하부 베어링 박스(208a, 208b)는 상기한 바와 같이 조작측 및 구동측 하우징(209a, 209b)에 패스 사이의 압연중에는 고정되어 있으나, 판재가 통과하고 있지 않을 때에 이들 베어링 박스(208a, 208b)를 경사지게 이동시키는 유압실린더를 설치하여도 좋고, 이경우, 보강롤 (203, 204)도 롤 교체시는 경사각을 0°로 하여 하우징(209a, 209b)으로부터 인출하여 교환할 수가 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시예의 4단 압연기의 작용을 설명한다.
먼저, 종래의 작업롤 크로스식 4단 압연기에서는 상하 보강롤의 축선이 압연패스 방향에 직각이 되도록 배치되어 있고, 압하 스크류의 중심은 보강롤의 베어링 박스의 중심에 일치하고 있다.
이와 같은 종래의 크로스식 4단 압연기에 있어서, 작업롤(201, 202)을 롤 동체부의 중앙(0)을 중심으로 하여 상하 반대방향으로 각각 θ 만큼 크로스 시켰을 때, 작업롤(201, 202)은 보강롤(203, 204)에 대해서도 각각 θ 만큼 크로스하게 된다.
이에 대하여 본 실시예에서는, 작업롤(201, 202)의 경사와 같은 방향으로 보강롤(203, 204)의 축선을 압연패스방향에 직각인 선에 대하여 서로 반대방향으로 경사시키고 있어, 기본적으로는 이 구성에 의하여 작업롤(201, 202)과 보강롤(203, 204)의 축선을 이루는 각도는 항상 작게 억제되고, 따라서, 보강롤의 마모가 저감하여, 보강롤의 교환 빈도를 저감할 수 있다. 또, 롤 사이의 상대 슬립도 작고, 작업롤의 표면 상태나 조도의 변동도 작게 억제할 수 있다.
또, 종래의 크로스식 4단 압연기에 있어서, 작업롤(201, 202)를 롤 동체부의 중앙(0)을 중심으로 하여 상하 반대방향으로 각각 θ 만큼 크로스시켰을 때, 앞서의 제5도 및 제6도를 참조하여, 롤 중심(0)과 그로부터 b 만큼 판재의 폭방향으로 떨어진 점의 상하롤 사이의 간극의 차, 즉 롤갭(Cb)은 근사적으로 다음식으로 나타내어진다.
여기서 R은 작업롤의 반경이다. 또, ε은 작업롤과 보강롤에 발생하는 갭엥 의하여 압연하중하에서 롤 사이에 영향을 미치는 비율이나, 통상은 1보다 작기 때문에, 간단화하기 위해 이것을 생략하면 제1실시예에 있어서의 (1)식과 같게 된다.
따라서, θ를 제로로부터 θmax 까지 변화시킴으로써 얻어지는 롤 간극의 변화량 Cbmax는, Cbmax = (b2/R)θmax2이다.
다음에 본 실시예에서는, 크로스각(θ)의 제어범위를 종래와 같이, 압연패스 방향에 직각인 선(217)에 대하여 0~θmax가 아니라, 보강롤 (203, 204)의 축선의 경사각(θo)을 중립각도로 하여, 이 중립각도(θo)를 중심으로 하여 θo - △θ~θo +△θ의 범위에서 제어하는 것이다.
이와 같이 하면, 종래 방식의 크라운제어 범위와의 비교에 관하여 제1실시예에서의 (3)~(7)식이 마찬가지로 성립하여, 보강롤과 작업롤 사이의 각도는 종래의 1/4~1/6로 작아진다. 따라서, 보강롤 (203, 204)과 작업롤(1, 2)간의 축방향의 슬립속도도 마찬가지로 작아져, 보강롤(203, 204)의 마찰을 더욱 저감할 수 있어, 보강롤의 수명을 연장할 수 있다. 또, 작업롤 표면의 조도의 변화도 1/4~1/6로 억제되어, 작업롤의 표면 조도는 압연재와의 슬립작용으로 결정되게 된다. 또한, 롤 사이의 축방향 슬립에 대한 동력손실도 1/4~1/6로 저감할 수가 있다.
또, 상부 작업롤(201)을 중립각도의 선(218)을 기준으로 ±0.2°, 하부 작업롤 (202)은 중립각도의 선(219)을 기준으로 상부 작업롤의 크로스방향과 반대로 ±0.2°크로스시킴으로써, 제7도에 나타낸 바와 같이, 종래 1°인 작업롤과 보강롤 사이의 크로스각을 1/5인 0.2°로 저감할 수 있어, 상기 효과를 얻을 수 있음과 동시에 판 크라운의 변화량이 종래에는 크로스각의 제곱에 비례하고 있던 것이, 거의 직선적으로 되어 제어가 용이하게 되는 효과도 있다.
또, 본 실시예에서는 상하 작업롤의 교차각(2θ)은 항상 2°이상이 되기 때문에, 제8도를 이용하여 설명한 바와 같이 파면천이온도는 변화하지 않고, 저온인성치는 개선된다. 또, 파면천이온도는 변동이 없이 일정한 값이 되어 균일한 품질을 확보할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 판재의 압연중에 크로스각 제어를 할 수 있으므로, 판재의 형상을 측정하면서 리얼타임으로 판재의 형상을 제어할 수 있는 효과도 있다.
[제7실시예]
본 발명의 제7실시예를 제18도에 의하여 설명한다. 본 실시예는 압하 장치 및 보강롤 베어링 박스 부분에 관한 구성을 나타낸 것이다.
최근에 판재용 압연기의 압하 장치는, 냉간 압연기에서는 긴 스트로크의 유압잭을 이용하는 것이 일반적이다. 제18도에 있어서, 조작측 유압잭(225a) 및 구동측 유압잭(225b)은 긴 스크로크의 유압잭이고, 조작측 유압잭(225a)과 구동측 유압잭(225 b)과의 중심을 연결하는 선은 압연패스 방향에 직각인 선에 대하여 경사지고, 보강롤의 축선에 일치하고 있다. 이에 의하여 제15도의 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. 또, 조작측 보강롤의 베어링 박스(207a)는 조작측 하우징(209a)에 설치된 유압실린더(226, 227)에 의하여 도면의 좌측으로 밀리고, 또 도시는 생략했으나 구동측 보강롤의 베어링 박스(207b)도 유압실린더에 의하여 도면의 우측으로 밀려진다. 이에 의하여, 베어링 박스(207a, 207b)에 덜걱거림이 발생하지 않게 되어 있기 때문에, 정밀도 높은 크로스각의 제어가 가능하게된다.
또한, 열간압연에서는, 짧은 스트로크의 유압잭과 스크류식 패스라인 높이 조정장치를 조합하는 것이 일반적이고, 압하 장치는 이와 같은 조합이라도 좋다. 이 경우도, 그들의 중심을 연결하는 선은 압연패스 방향에 직각인 선에 대하여 경사지게 하고, 보강롤의 축선에 일치시키고, 이에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[제8실시예]
본 발명의 제8실시예를 제19도에 의하여 설명한다. 본 실시예는 압연설비의 구성예를 나타낸 것이다.
제19도에 있어서, 본 실시예의 알루미늄 열간 압연설비는, 1대의 가역식 2단 애벌압연기(301)와 4대의 스탠드로 이루어진 마무리 압연기군(302)과, 애벌압연기(3 01)와 마무리 압연기군(302)과의 중간에 배치한 비확장식(non expansible) 드럼식의 권취·권출장치(303)를 구비하고 있다. 애벌압연기(301)는 제1도에 나타낸 제1실시예의 2단 압연기이다. 마무리 압연기군(302)의 4대의 스탠드는, 제12도에 나타낸 제3실시예의 4단 압연기, 제13도에 나타낸 제4실시예의 4단 압연기, 제14도에 나타낸 제5실시예의 4단 압연기, 제15도에 나타낸 제6실시예의 4단 압연기중 어느 하나이다.
도시생략한, 가열로에서 약 500℃로 가열한 후, 추출된 슬라브는 테이블 롤러(304a)상을 반송되어, 2단 애벌압연기(301)에서 약 20~40mm 두께의 애벌바( rough bar)로 가역 압연된다. 최종 패스후의 애벌바는 테이블 롤러(304b)상을 반송되어, 권취·권출장치(303)의 권취드럼(305a)에서 일단 코일(306a)로 권취된다. 권취종료 후, 드럼(305a) 및 코일(306a)은 권출위치로 옮겨져, 각각 권출드럼(305b) 및 권출코일(306b)이 되고, 권출코일(306b)로부터 애벌바가 권출되어, 마무리 압연기군(302)에 의하여 마무리 압연되고, 권취기(307)에 의하여 제품코일(308)로 권취된다.
애벌압연기(301)의 입구측의 테이블길이는, 애벌압연 최종 1패스 분의 바재길이에 상당하는 120m로 설정되고, 애벌압연기(301)와 마무리 압연기군(302)과의 거리는 애벌압연 최종 2패스 분의 바(bar) 부재 길이에 상당하는 84m에 권취·권 출장치(303)의 설치에 요하는 길이 10m를 가산한 94m로 설정되어 있다. 즉, 애벌압연기(301)와 마무리 압연기군(302)과의 거리는, 애벌압연 최종패스 후의 바 부재 길이 이하로 설정되어 있다.
2단 밀의 애벌압연기는, 4단 밀에 비하여 작업롤 직경이 크기 때문에, 맞물리는 점에서 두꺼운 슬라브의 압연에 적합하나, 보강롤이 없기 때문에 롤의 휘어짐이 압연하중에 의하여 크게 변한다. 알루미늄판의 경우, 재질에 의한 압연하중의 변화가 크기 때문에 재료별로 롤의 크라운을 변화시킬 필요가 있다.
본 실시예에서는, 2단 압연기에 제1도에 나타낸 2단 압연기를 채용하였기 때문에, 작업롤의 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 용이하게 실시하고, 이에 의하여 알루미늄판 압연과 같이 압연하중의 변화가 큰 경우에도, 판크라운제어능력을 발휘하여, 압연의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시예에서는, 마무리 압연기군(302)의 4대의 스탠드에, 판크라운의 제어량을 직선적으로 제어할 수 있는 앞서의 실시예의 4단 압연기를 채용하였기 때문에, 마무리 압연에 있어서 판크라운의 제어가 용이하게 되어, 압연 품질을 향상할 수 있다. 또, 제15도에 나타낸 제6실시예의 4단 압연기를 채용했을 경우에는, 작업롤과 보강롤의 크로스각이 작아져 작업롤의 표면 상태의 열화가 억제되이므로, 한층 압연품질의 향상을 기대할 수 있다. 또한 제15도에 나타낸 제6실시예의 4단 압연기를 채용했을 경우에는, 판재의 압연중에 크로스각 제어를 할 수 있으므로, 판재의 형상을 측정하면서 리얼타임으로 판재의 형상을 제어할 수 있어, 형상제어 기능이 향상하는 효과도 있다.
또, 본 실시예에서는, 최종패스 후의 바 부재는 권취·권출장치(303)에서 일단코일로 권취된다. 따라서 애벌·마무리 압연기 사이에 오는 최종 바 부재는 애벌압연 최종 2패스 분으로서, 그 길이는 상기와 같이 84m면 되고, 권취장치를 위한 10m를 필요로 한다 하더라도 애벌·마무리 압연기 사이의 설비길이는 94m면 된다. 이는 권취·권출장치가 없는 종래 기술에서는, 애벌·마무리 압연기 사이의 설비길이는 최종 패스후의 바 부재 길이에 상당하는 172m 정도이었던 것에 비하여 78m 단축된다.
또한, 권취·권출장치(303)를 비확장식 드럼식으로 함으로서 바 부재를 타이트하게 권취할 수 있게 되어, 바 부재 사이의 슬립에 의한 긁힘 발생을 방지할 수 있어, 압연 품질을 향상할 수 있는 효과도 있다.
또한, 이상의 실시예에서는 가역시 애벌 압연기(301)에 제1도에 나타낸 제1실시예의 2단 압연기를 사용했으나, 이것 대신 제12도에 나타낸 제3실시예의 4단 압연기, 제13도에 나타낸 제4실시예의 4단 압연기, 제14도에 나타낸 제5실시예의 4단 압연기, 제15도에 나타낸 제6실시예의 4단 압연기중 어느 하나를 사용하여도 좋고, 이에 의하여도 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[제9실시예]
본 발명의 제9실시예를 제20도에 의하여 설명한다. 본 실시예는 압연설비의 다른 구성예를 나타낸 것이다.
제20도에 있어서, 본 실시예의 알루미늄 열간압연 설비는, 제19도에 나타낸 실시예에 있어서, 1대의 가역식 2단 애벌압연기 대신 2대의 2단 압연기를 포함하는 일체식의 가역식 2단 애벌압연기(330)를 설치한 것이다. 이 애벌압연기(330)는 제9도에 나타낸 제2실시예의 크로스식 2단 트윈밀이다. 다른 구성은, 2단 트윈밀(330)의 채용에 의하여 설비길이가 더욱 단축되어 있는 점을 제외하고는 제8실시예와 동일하다.
이상과 같이 구성한 본 실시예는 상기 제8실시예의 효과를 더욱 확대하는 것이다.
즉, 본 실시예에서는, 2단 트윈밀(300)의 채용에 의하여, 2대의 2단 압연기를 근접 배치한 구성으로 되어 있다. 2대의 2단 압연기의 압하율을 같은 30%로 가정하면, 2단 트윈밀(330)의 입구측의 바재 길이는 애벌압연기 1대인 경우의 120m의 70%인 84m가 되고, 2단 트윈밀(330)의 출구측의 바재 길이는 애벌압연기 1대인 경우의 84m가 0.7×0.7 = 0.49인 41m로 대폭으로 단축된다. 단 애벌 압연기를 2대의 4단밀의 근접배치로 하면, 애벌 압연기가 높은 코스트로 되는 데다가 애벌 압연기 사이의 거리도 6m 정도 길어진다.
본 실시예에서는, 다시 이 점을 개선하기 위하여, 상기와 같이 일체식의 2단 트윈밀로 하고 있다. 이러한 트윈밀로 함으로써 코스트의 상승은 경감할 수 있고, 또 2대의 애벌밀 사이의 거리도 1.5m 정도로 단축할 수 있다. 또한, 애벌밀을 2대로 함으로써 생산능력은 두 배로 증가할 수 있는 능력을 가지기 때문에, 바 부재의 판두께는 더욱 얇게할 수 있어, 마무리 밀의 대수는 적어도 된다. 또, 바 부재가 얇아지기 때문에 발생하는 결점은 온도저하와 테이블의 롤러피치의 단축에 의한 코스트 상승이나, 전자는 코일로 권취함으로서 방지되고, 후자는 테이블 길이가 긴 애벌 밀 입구측에서는 그래도 종래보다 얇아지지 않아도 되고, 또 애벌밀 출구측에서는 얇아지나 테이블 길이가 극단으로 짧아지기 때문에 코스트에 영향을 미치지 않는다.
또 본 실시예에서는 2단 트윈밀(330)에 2쌍의 롤을 동시에 크로스시키는 구성을 채용하고 있기 때문에, 판크라운제어를 용이하게 실시하고, 이에 의하여 알루미늄 판 압연과 같이 압연하중의 변화가 큰 경우에도, 충분한 판 크라운제어능력을 발휘하여 압연 품질을 더욱 향상하고 있다.
본 발명에 의하면 다음의 효과가 얻어진다.
(1) 종래보다 적은 크로스량으로 큰 판크라운제어가 가능하게 되어, 이퀄라이저 빔을 생략할 수 있어, 압연기를 소형이고 단순한 구조로 할 수 있다.
(2) 압연제조의 금속조직의 크로스 압연에 의한 효과를 균일하게 유지할 수 있다.
(3) 판크라운의 제어량이 크로스각의 제곱에 비례하고 있던 것이 거의 직선적으로 되어, 제어가 용이하게 된다.
(4) 2단 트윈밀의 결점이었던 크라운 제어능력의 부족을 간단한 트윈 크로스 방식에 의하여 해소할 수 있고, 특히 애벌 스탠드용으로서 설비길이의 단축·에너지 절약·압연재료의 온도저하방지에 의한 열에너지 절약 등, 큰 효과를 발휘한다.
(5) 작업롤 만의 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 작업롤 크로스식 4단 압연기에 있어서, 보강롤과 작업롤 사이의 각도는 종래보다도 작아지기 때문에, 보강롤의 마모가 저감하고, 보강롤의 교환빈도를 저감할 수 있다.
(6) 또, 보강롤과 작업롤 사이의 각도는 종래보다도 작아지기 때문에, 작업롤과 보강롤 사이의 상대 슬립도 작아져, 작업롤의 표면 상태 및 조도 변화가 억제되고, 이에 의하여 압연재 표면품질의 변동을 억제하고, 또한 압연슬립의 발생을 방지할 수 있다.
(7) 또한, 롤 사이의 축방향 슬립에 의한 동력손실을 저감할 수 있다.
(8)애벌 압연기에 본 발명의 압연기를 채용한 압연설비에 있어서, 작업롤의 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 용이하게 실시하고, 이에 의하여 알루미늄판 압연과 같이 압연하중의 변화가 큰 경우에도, 판크라운 제어능력을 발휘하여, 압연 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 2단 트윈밀을 채용했을 경우에는 판크라운 제어능력이 더욱 커지기 때문에 더욱 양질의 압연을 실시할 수 있다.
(9) 마무리 압연기군에 본 발명의 압연기를 채용한 압연설비에 있어서, 마무리 압연에서 판크라운의 제어가 용이하게 되어, 압연 품질을 향상할 수 있다. 또, 작업롤 크로스타입의 4단 압연기를 채용했을 경우에는, 작업롤과 보강롤의 크로스각이 작아져 작업롤의 표면 상태의 열화가 억제되기 때문에, 한층 압연 품질의 향상을 기대할 수 있음과 동시에, 판재의 압연중에 크로스각 제어를 할 수 있기 때문에, 판재의 형상을 측정하면서 리얼타임으로 판재의 형상을 제어할 수 있어, 높은 형상 제어기능이 얻어진다.

Claims (22)

  1. 상하 작업롤(1, 2)과, 상기 상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하(壓下) 장치(8a, 9a) 및 구동측 압하 장치(8b, 9b)를 가지며, 상기 상하 작업롤을 서로 크로스시켜, 그 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 2단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치(8a, 9a) 및 구동측 압하 장치(8b, 9b)는 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심(12)과 구동측 압하 장치의 중심(13)을 연결하는 직선(14, 17)이 압연 패스 방향에 직각인 선(7)에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤(1)과 같은 방향으로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 압연기.
  2. 상하 작업롤(101, 102) 및 상하 보강롤(103, 104)과, 상기 상하 보강롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치(110) 및 구동측 압하 장치(111)를 가지며, 상기 상하 작업롤 및 상하 보강롤(103, 104)중 적어도 상하 보강롤을 서로 크로스시켜, 그 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 4단 압연기에 있어서, 상기 조작측 압하 장치(110) 및 구동측 압하 장치(111)는, 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심(114)과 구동축 압하 장치(111)의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 보강롤(103)과 같은 방향으로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 4단 압연기.
  3. 상하 작업롤(101A, 102A) 및 상하 보강롤(103, 104)과, 상기 상하 보강롤( 103, 104)의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치(115, 116)를 가지며, 상기 상하 작업롤 상기 상하 보강롤에 교차시켜 서로 크로스시켜, 그 크로스각을 변화시킴으로써 판크라운제어를 행하는 4단 압연기에 있어서, 상기 상하 보강롤은 그들의 축선 각각이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 상기 상하 작업롤의 대응하는 롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치되고; 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치(115, 116)는, 각각 그 조작측 압하 장치의 중심(114)과 구동축 압하 장치의 중심(114)을 연결하는 직선이 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 보강롤과 같은 방향으로 같은 각도로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 4단 압연기.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 크로스하는 상기 상하 롤은, 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치로 상기 크로스각을 변화시킬때의 중립 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 압연기.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 크로스하는 상기 상하 롤을 상기 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일 각도 위치를 중심으로 하여 서로 반대방향으로 경사지게 이동시키는 구동수단(20, 21)을 구비하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조작측 압하 장치(8a, 9a) 및 구동측 압하 장치(8b, 9b)는 각각 유압 잭 및/또는 압하 스크류를 포한하는 것을 특징으로 하는 압연기.
  7. 하나의 밀 하우징(51)과, 상기 밀 하우징에 조립되어 2쌍의 크로스식 2단 밀을 구성하는 제1상하 작업롤 및 제2상하 작업롤과, 상기 제1 및 제2상부 작업롤(52, 54)을 함께 경사지게 이동시키는 제1구동 수단(72)과, 상기 제1 및 제2하부 작업롤(53, 55)을 함께 경사지게 이동시키는 제2구동수단(74)을 구비하며, 상기 제1 및 제2구동 수단에 의하여 상기 제1상하 작업롤 및 상기 제2상하 작업롤의 크로스각을 동시에 변화시킴으로써 판 크라운제어를 행하는 것을 특징으로 하는 2단 압연기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치와, 상기 제2상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치를 더 구비하고, 상기 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치는, 각각 그들 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여, 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치에 의하여 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 동일한 방향으로 경사지도록 배치되고, 상기 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치는, 각각 그들 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치에 의하여 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 동일한 방향으로 경사지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2단압연기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2상하 작업롤은 각각 상기 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치 및 상기 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치로 상기 크로스각을 변화시킬때의 중립위치를 가지는 것을 특징으로 하는 2단
    *압연기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2구동 수단은, 상기 제1상하 작업롤 및 제2상하 작업롤을, 각각 상기 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치 및 상기 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선과 동일한 각도 위치를 중심으로 하여, 서로 반대방향으로 경사지게 이동시키는 것을 특징으로 하는 2단 압연기.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1상부 작업롤을 지지하는 제1상부 조작측 베어링 박스 및 제1상부 구동측 베어링 박스와, 상기 제1하부 작업롤을 지지하는 제1하부 조작측 베어링 박스 및 제1하부 구동측 베어링 박스와, 상기 제2상부 작업롤을 지지하는 제2상부 조작측 베어링 박스 및 제2상부 구동측 베어링 박스와, 상기 제2하부 작업롤을 지지하는 제2하부 조작측 베어링 박스 및 제2하부 구동측 베어링 박스를 더 구비하고, 상기 제1상부 조작측 베어링 박스와 상기 제1하부 조작측 베어링 박스, 상기 제1상부 구동측 베어링 박스와 상기 제1하부 구동측 베어링 박스, 상기 제2상부 조작측 베어링 박스와 상기 제2하부 조작측 베어링 박스, 상기 제2상부 구동측 베어링 박스와, 상기 제2하부 구동측 베어링 박스는 각각 서로 접촉하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 압연기.
  12. 적어도 1대의 가역식 애벌 압연기와 마무리 압연기 군을 가지는 열간 압연 설비에 있어서, 상기 가역식 애벌 압연기로서 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 기재된 압연기를 배치하고, 상기 마무리 압연기 군의 적어도 하나로서 상기 제2항 또는 제3항에 기재된 4단 압연기를 배치한 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  13. 적어도 1대의 가역식 애벌 압연기와 마무리 압연기 군을 가지는 열간 압연 설비에 있어서, 상기 가역식 애벌 압연기로서 제7항 기재의 압연기를 배치하고, 상기 마무리 압연기 군의 적어도 하나로서 상기 제2항 또는 제3항에 기재된 4단 압연기를 배치한 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비.
  14. 상하 작업롤과, 상기 상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 가지며, 상기 상하 작업롤을 서로 크로스시키는 2단 압연기에서, 상기 상하 작업롤의 크로스각을 변화시킴으로써 판 크라운제어를 행하는 압연 방법에 있어서, 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치하고; 상기 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양 방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  15. 상하 작업롤 및 상하 보강롤과, 상기 상하 보강롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 가지며, 상기 상하 작업롤 및 상하 보강롤 중 적어도 상하 보강롤을 서로 크로스시키는 4단 압연기에 있어, 상기 상하 보강롤의 크로스각을 변화시킴으로써 판 크라운제어를 행하는 압연 방법에 있어서, 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 보강롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치하고; 상기 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양 방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  16. 상하 작업롤 및 상하 보강롤과, 상기 상하 보강롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 가지며, 상기 상하 작업롤을 상기 보강롤에 교차시켜 서로 크로스시키는 4단 압연기에 있어, 상기 상하 작업롤의 크로스각을 변화시킴으로써 판 크라운제어를 행하는 압연 방법에 있어서, 상기 상하 보강롤을 그들의 축선 각각이 압연 패스 방향으로 직각인 선에 대하여, 상기 상하 작업롤의 대응하는 롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치하고; 상기 조작측 압하 장치 및 구동측 압하 장치를 각각 그들 조작측 압하 장치의 중심과 구동측 압하 장치의 중심을 연결하는 직선이 압연 패스 방향에 직각인 선에 대하여, 상기 압하력이 부여되는 한쪽의 보강롤과 같은 방향으로 같은 각도로 경사지도록 배치하고; 상기 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양 방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 크로스각의 제어를 상기 압연기에 압연재가 통과하고 있지 않을 때에 행하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 크로스각의 제어를 상기 압연기에 압연재가 통과하고 있는 압연 중에 행하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  19. 제14항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 롤 교체시는 압연패스방향에 직각인 선에 대하여 상기 크로스각을 제로로 하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  20. 하나의 밀 하우징과, 상기 밀 하우징에 조립되어 2쌍의 크로스식 2단 밀을 구성하는 제1상하 작업롤 및 제2상하 작업롤과, 상기 제1 및 제2작업롤을 동시에 경사지게 이동시키는 제1구동수단과, 상기 제1 및 제2하부 작업롤을 동시에 경사지게 이동시키는 제2구동수단과, 상기 제1상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치와, 상기 제2상하 작업롤의 적어도 한쪽에 압하력을 부여하는 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치를 구비한 2단 압연기에 있어, 상기 제1 및 제2구동수단에 의하여 상기 제1상하 작업롤 및 상기 제2상하 작업롤 각각의 크로스각을 동시에 변화시킴으로써 판 크라운제어를 행하는 압연 방법에 있어서, 상기 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치를 각각 그들의 제1조작측 압하 장치의 중심과 제1구동측 압하 장치의 중심을 열결하는 직선이 압연패스 방향에 직각인 선에 대하여 제1조작측 압하 장치 및 제1구동측 압하 장치에 의하여 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 같은 방향으로 경사지도록 배치하고; 상기 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치를 각각 그들의 제2조작측 압하 장치의 중심과 제2구동측 압하 장치의 중심을 열결하는 직선이 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여 제2조작측 압하 장치 및 제2구동측 압하 장치에 의하여 압하력이 부여되는 한쪽의 작업롤과 동일한 방향으로 경사지도록 배치하고; 상기 제1상하 작업롤 및 상기 제2상하 작업롤 각각에 있어, 상기 직선과 동일한 각도위치를 중립위치로 하여 +-양방향으로 상기 크로스각을 제어하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 크로스각의 제어를 상기 압연기에 압연재가 통과하고 있지 않을 때에 행하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
  22. 제20항에 있어서, 롤 교체시에는 압연 패스방향에 직각인 선에 대하여 상기 크로스각을 제로로 하는 것을 특징으로 하는 압연 방법.
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