KR100352605B1 - 초극박 열연판재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판주조장치를 이용하여 주조된 박판을 열간압연기에서 열간압연하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 열간압연기와 박판주조장치 사이에 코일박스를 설치하므로서, 박판주조장치와 압연기를 직접 연결하는 경우 발생하는 문제점들을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 그 외의 압연기에서의 압하률 증가 등의 이점을 얻을 수 있는 초극박 열연판재의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 박판주조장치를 이용하여 주조된 박판을 열간압연기에서 열간압연하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 있어서,

상기 박판주조장치에서 주조된 박판을 그 내부에서 권취하고, 권취된 코일을 풀어 상기 열간압연기로 공급하고 온도조절이 가능하도록 구성되는 코일박스를 박판주조장치와 열간압연기사이에 설치하여 비산화성 분위기에서 주조된 박판을 권취한 다음, 열간압연기로 보내 압연하도록 구성되는 초극박 열연판재의 제조방법을 그 요지로 한다.

Description

초극박 열연판재의 제조방법

본 발명은 박판주조장치를 이용하여 주조된 박판을 열간압연기에서 열간압연하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박판주조장치열간압연기사이에 코일박스를 설치하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 철강산업의 발전방향은 공정의 단축화, 에너지 소비의 최소화, 투자비의 최소화 등으로 요약할 수 있다. 특히 냉연비용을 줄이기 위하여 초극박 열연판재를 만들어 냉연재를 대체하려는 시도가 많이 이루어지고 있다.

현재 일반 열연공정으로 생성되는 열연판재의 두께는 대부분 1.2mm 이상으로 더 얇은 두께의 판재를 생산하려면 많은 기술적인 어려움이 있을 뿐만 아니라 생산성이 급격히 낮아지는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제점 해결하고자 미니밀 공정, 엔드리스 롤링 기술 등을 사용하여 열연판재의 두께를 줄이려고 시도하고 있다. 그러나 이들 공정에 의해 얻어질 수 있는 열연판도 0.8mm 정도가 한계이다. 이러한 한계를 극복할 수 있는 방법은 용강을 직접 박판으로 만드는 박판주조공정을 이용하는 것이다. 박판주조공정에 1-2 스탠드의 열간압연기를 도입하면 0.6mm 까지의 초극박 열연판도 매우 경제적으로 생산할 수 있다.

박판주조공정에 열간압연기를 도입하는 공정에 대한 많은 특허들이 발표되었고 이들 특허들에서 열간압연기를 설치한 목적은 주로 표면품질 향상, 내부 조직의 향상 등을 얻고자 하는 것이었다.

그 예들로는 일특개평 8-252652호, 일특개평 8-300107호, 및 일특개평 9-194947호를 들 수 있다.

상기 일특개평 8-252652호에는 304 스테인레스 열연강판을 박판주조공정에 이어지는 열간압연으로 제조하면 델타페라이트를 저감할 수 있다는 내용이 제시되어 있고, 상기 일특개평 8-300107호에는 박판주조공정에 이어지는 열간압연으로 스테인레스 열연강판을 제조하면 표면품질이 향상된다는 내용이 제시되어 있고, 상기 일특개평 9-194947호에는 이방성이 작은 스테인레스 열연판을 박판주조에 이은 열간압연으로 제조할 수 있다는 내용이 제시되어 있다.

상기한 일본특허공개공보에 제시되어 있는 방법들은 박판주조에 이어 열간압연을 행하면 향상된 품질을 얻을 뿐 아니라 기존의 공정으로 얻을 수 없는 얇은 두께의 열연판을 얻는 많은 장점이 있으나 박판주조공정에 열간압연기를 설치할 경우 후술하는 많은 문제들이 발생한다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 여러 방법들이 제안되었는데, 그 예들로는 방법으로서 일특개평 8-294815호 및 일특개평 9-19748호를 들 수 있다.

상기 일특개평 8-294815호에는 압연기에서 판의 형상제어, 통판중판의 장력의 제어방법이 제시되어 있고, 상기 일특개평 9-19748호에는 사행방지를 위한 핀치롤을 사용하는 방법을 제시되어 있다.

그러나, 이들 방법들은 통판성의 문제에 국한해서 문제 해결법을 제시하였고 이 해결법도 핀치롤을 사용해서는 충분한 장력을 형성할 수 없고 장치가 복잡하다는 등의 여러 문제점들을 여전히 내포하고 있다.

박판주조공정에 열간압연기를 설치할 때 생기는 문제는 통판성의 문제 외에도 다음과 같은 것들이 있다.

여러 문제점들중 가장 큰 문제는 열간압연기가 박판주조장치와 직접 연결되어 있어 만약 열간압연기에서 압연속도와 박판주조장치에서 주조속도가 일치하지 않으면 판파단이 생긴다는 것이다.

박판주조장치의 주조속도와 열간압연기의 압연속도를 일치시킨다는 것은 주조된 주편의 체적과 압연되어나가는 박판의 체적이 일치하는 체적속도의 일치를 의미하는 것으로 주조롤과 압연롤의 회전속도의 일치를 의미하는 것인 아니다. 즉 박판주조장치에서 주조된 주편의 두께가 h₀ 이고 주조속도가 Vo라고 하고 열간압연기에서 압연된 판의 두께를 h라고 하면 압연기 출측에서의 속도는 V는 Vo가 아니고 다음과 같다.

이때 얻어지는 V는 압연기 출측에서의 판의 속도로 실제 압연롤의 속도와는 다르다.

압연롤의 속도는 압연시 압연이론에 의해 구해지는 중립점에서의 속도로 많은 압연변수에 영향을 받는다.

따라서 압연기에서 압연속도는 주조속도, 압하률 및 여러 압연변수에 의해 결정되어야하고 주조속도가 변하면 주조속도와 압연속도 사이에 간단한 상관관계를 가지는 것이 아니고 매우 복잡한 상관관계를 가진다.

그런데 박판주조공정은 주조중 주조롤의 열변형, 용강높이의 변화, 롤표면조건의 변화 등에 의해 일정한 압연하중(RSF)에서 주조속도가 계속 바뀌어야하고 주조속도와 압연속도를 동기화시켜 박판주조장치와 열간압연기에서의 체적속도가 일치되도록 하는 것은 매우 힘들다.

게다가, 박판주조공정에서 얻어지는 두께는 어느 정도 편차를 가지며 이러한 두께 편차는 압하량을 변화시켜 주조속도와 압연속도의 상관관계를 변화시키므로 이 두 속도를 동기화 시켜 판파단 없이 박판주조와 이어지는 열간압연을 실시하는 것을 더욱 어렵게 한다.

두께편차 뿐만 아니라 박판주조에서 얻어지는 주편의 온도도 주조동안 계속 변화하므로 압연하중의 변화를 야기하여 주조속도에 맞는 적정 압연속도를 바꾸므로 압연속도와 주조속도를 동기화 시키는 것은 거의 불가능하고 박판 주조공정과 압연공정을 직접 연결하는 경우에는 판파단 위험이 매우 높다.

박판주조공정과 압연공정을 직접 연결하는데 있어 발생하는 다른 문제는 박판주조공정중 판파단이나 에지댐 손상 등이 발생할 경우 이에 대한 적절한 조치를 취하기 전에 판파단부나 불량주편 부분이 압연기로 취입되어 압연기를 손상시킬 수 있다는 것이다.

박판주조공정에서 판파단이나 에지댐 손상이 발생하면 대부분의 경우 용강이 새서 박판주조장치를 빠져나가는 주편에 붙으므로 특정부의 두께가 매우 두꺼워지게 된다. 이때 주조속도 및 압연속도가 매우 빠르기 때문에 압연중단을 하기 전에 이 부분이 압연기에 취입되어 압연롤을 손상시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구를 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 행하게 된 것으로서, 본 발명은 열간압연기와 박판주조장치 사이에 코일박스를 설치하므로서, 박판주조장치와 압연기를 직접 연결하는 경우 발생하는 문제점들을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 그 외의 압연기에서의 압하율 증가 등의 이점을 얻을 수 있는 초극박 열연판재의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 초극박 열연판재 제조장치의 일례를 나타내는 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1... 박판주조장치 6... 코일박스 8... 압연기 11... 주조롤

본 발명은 박판주조장치를 이용하여 주조된 박판을 열간압연기에서 열간압연하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 있어서,

상기 박판주조장치에서 주조된 박판을 그 내부에서 권취하고, 권취된 코일을 풀어 상기 열간압연기로 공급하고 온도조절이 가능하도록 구성되는 코일박스를 박판주조장치와 열간압연기사이에 설치하여 비산화성 분위기에서 주조된 박판을 권취한 다음, 열간압연기로 보내 압연하도록 구성되는 초극박 열연판재의 제조방법에 관한 것이다.

바람직하게는. 본 발명은 박판주조장치를 이용하여 주조된 박판을 열간압연기에서 열간압연하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 있어서,

상기 박판주조장치에서 주조된 박판을 그 내부에서 권취하고, 권취된 코일을 풀어 상기 열간압연기로 공급하고 온도조절이 가능하도록 구성되는 코일박스를 박판주조장치와 열간압연기사이에 설치하는 단계; 및

초극박 열연판재 제조시 상기 코일박스내의 분위기를 비산화성 분위기로 유지하고, 코일박스내의 온도를 박판의 열간압연온도 보다 30-100℃ 높게 유지하는 단계를 포함하여 구성되는 초극박 열연판재의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명에 따라 초극박 열연판재를 제조하기 위해서는 도 1에 나타난 바와 같이, 박판주조장치(1)와 열간압연기(8)사이에 코일박스(6)를 설치해야 한다.

도 1은 본 발명을 구현하기 위한 열연판재의 제조장치의 일례를 나타내는 것이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 회전하는 두 주조롤(11) 사이에 용강풀(2)을 형성하여 주편(박판)(3)을 제조하고, 제조된 주편은 코일박스(6)에서 일차로 코일링 된다. 박판주조장치(1)와 코일박스(6)사이에는 주편의 보온과 산화방지를 위하여 비산화성 가스 분위기인 분위기 제어용 쉴드(4)가 설치되고, 코일박스(6)직전에는 박판 절단기(5)가 설치되어 코일박스에서 코일링(권취)이 완료되면 주편을 절단하여 새로운 코일링 장치에 코일링 할 수 있도록 한다.

상기 코일박스(6)에서 다 감긴 코일은 압연을 위하여 다시 풀리고 코일박스에 대기중인 다른 코일러가 주조된 박판을 코일링한다.

코일박스에서 풀려나오는 박판은 장력을 조절하는 핀치롤(7)을 거쳐서 압연기(8)로 이송된다. 1 스텐드 이상, 바람직하게는 1-2 스탠드의 압연을 거친 박판은 다시 핀치롤(7)과 냉각장치(9)를 거쳐서 최종 압연 코일(10)로 코일링된다.

상기 코일박스(6)에는 2대 또는 2대 이상, 바람직하게는 2-3대의 박판(압연재)코일러와 박판을 코일링할 코일러로 유도하는 입구측 가이드를 구비시키고, 그리고 이미 코일링이 완료된 박판을 압연기로 내보내는 출구측 가이드를 설치하는 것이 바람직하다.

여기서 입구측 가이드와 출구측 가이드는 각각 위치를 조절하여 2-3대의 코일러중 어느 코일러가 코일링을 실시하고 어느 코일러가 압연기로 박판을 풀어낼 지를 결정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 코일박스(6)의 내부는 비산화성 가스 분위기 상태를 만들어 고온의 박판이 산화되지 않도록 하며 내부의 온도가 조절될 수 있도록 가열장치가 설치된다.

본 발명에 있어서 코일박스의 온도는 적정온도에서 압연될 수 있도록 압연롤까지의 온도감소를 고려하여 압연온도 보다 30-100℃높은 온도로 유지시키는 것이 바람직하다.

그리고, 주편은 코일박스에서 10-60분정도 유지시키는 것이 바람직한데, 그 이유는 주편의 온도를 균일하게 만들 뿐만 아니라 주편의 내부조직의 균일화와 특히, 오스테나이트 스테인레스 강의 경우 델타 페라이트를 저감시킬 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 있어서는 코일박스를 이용하여 압연하중을 낮추고 통판성을 향상시키기 위하여 코일박스의 코일러와 최종압연코일을 감는 코일러속도및 압연속도를 조절하여 압연시 코일박스와 압연기사이에서의 압연재에 걸리는 장력은 1-10kg/㎟이 되도록 제어해주는 것이 바람직하다.

즉, 장력이 너무 큰 경우에는 판파단이 일어나고 장력이 너무 작은 경우에는 장력의 효과가 거의 없으므로 압연시 압연재에 걸리는 장력은 1-10kg/㎟의 장력이 걸리도록 제어해주는 것이 바람직하다.

압연시 압연재에 걸리는 장력은 압연강종및 압연온도에 따라 압연재의 항복강도가 달라지므로 이를 고려하여 장력이 압연재의 항복강도 보다 작도록 유지하여야 한다.

본 발명에 따라 초극박 열연판의 제조 설비에 코일박스를 설치하는 경우 코일박스는 박판주조장치에서 판파단이나 에지댐 손상 등의 돌발사태가 발생할 때 버퍼 역할을 함으로써 압연기를 손상시키지 않을 수 있고 박판주조장치와 압연기가 직접 연결되지 않으므로 주조속도와 압연속도를 동기하여 변화시킬 필요없이 이 두 속도를 독립적으로 조절할 수 있다. 따라서 박판주조장치와 압연장치를 직접 연결할 때 발생되는 문제점을 해결할 수 있을 뿐 아니라 압연기 전방의 장력을 박판주조장치와 압연장치를 직접 연결한 경우보다 휠씬 크게 가할 수 있으므로 통판성을 크게 향상시킬수 있고, 압연시 압연하중을 대폭 낮출 수 있으므로 보다 더 큰 압하량을 가하거나 같은 압하량에서 압연롤의 마모를 감소시키는 장점도 있다.

또한, 적절한 열간 압연온도는 강종에 따라 다른데 박판주조장치와 압연기를 직접 연결한 경우에는 열간압연 온도의 조절이 거의 불가능하여 적절한 압연을 실시할 수 없고 열연판의 재질을 제어할 수도 없다.

그러나 본 발명의 설비에서는 온도조절이 가능한 코일박스 내부에서 주편의 온도를 조절할 수 있으므로 강종에 따라 또는 필요에 따라 열간압연 온도의 조절이 가능하여 품질이 우수하거나 용도에 따라 물성이 다른 열연판을 생산할 수 있다. 코일박스는 열간압연온도를 조절할 뿐만 아니라 압연될 주편의 온도를 균일하게 하는 역할도 한다.

박판주조에서 얻어진 주편은 폭방향, 두께방향과 길이방향으로 온도불균일이 존재하며 이러한 주편을 바로 압연하는 경우에는 다양한 압연결함이 생기게 된다.

따라서 본 발명에서처럼 코일박스를 설치하면 유지되는 시간이 길어서 주편의 온도를 균일하게 할 수 있고 따라서 온도불균일에 의해 야기되는 압연결함을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 박판주조공정에 열간압연기를 설치하여 초극박 열연판재를 제조함에 있어서 박판주조장치와 열간압연기 사이에 온도조절이 가능한 코일박스를 설치하여 그 내부를 비산화성 분위기로 유지하고 적절한 온도로 유지하므로써 박판주조장치와 압연기를 직접 연결하는 경우 발생하는 많은 문제점들을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 압연기에서의 압하율 증가 등의 이점을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 박판주조장치를 이용하여 주조된 박판을 열간압연기에서 열간압연하여 초극박 열연판재를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 박판주조장치에서 주조된 박판을 그 내부에서 권취하고, 권취된 코일을 풀어 상기 열간압연기로 공급하고 온도조절이 가능하도록 구성되는 코일박스를 박판주조장치와 열간압연기사이에 설치하여 주조된 박판을 비산화성 분위기에서 권취한 다음, 열간압연기로 보내 압연하도록 구성되는 초극박 열연판재의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 코일박스내의 온도가 압연재의 열간압연온도 보다 30-100℃높게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 초극박 열연판재의 제조방법
3. 제2항에 있어서, 상기 압연재가 코일박스내에서 10-60분 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 초극박 열연판재의 제조방법
4. 제1항에서 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 코일박스와 압연기사이에서의 압연재에 걸리는 장력이 1-10kg/㎟가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 초극박 열연판재의 제조방법