KR100435304B1 - 판재용 압연기의 압연방법 및 판재용 압연설비 - Google Patents

판재용 압연기의 압연방법 및 판재용 압연설비 Download PDF

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Abstract

판재용 압연기는 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤과, 그 작업롤을 각기 지지하는 중간롤과, 그 중간롤을 각각 지지하는 보강롤을 가지고 각각의 해당작업롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하여 이들 각 작업롤의 그 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향을 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치하였다. 이 압연기의 압연방법은 동일 폭의 판재의 압연 중에 상기 작업롤의 축방향 위치를 소망의 위치에 설정하고, 또한 그 중간롤의 축방향위치를 변경하여 압연재 폭방향 분포를 제어하여 에지드롭을 대폭으로 개선하고, 또한 그 변동을 억제하면서 또한 판재표면 결함을 발생시키지 않고 효율 좋게 압연작업을 행한다.

Description

판재용 압연기의 압연방법 및 판재용 압연설비{ROLLING METHOD FOR STRIP ROLLING MILL AND STRIP ROLLING EQUIPMENT}
본원 발명은 판재용 압연기의 압연방법 및 판재용 압연설비에 관한 것이다.
판재 압연에서는 통상 판폭방향으로 판두께가 분포하여 균일한 두께가 되지 않는다. 특히 종래의 4단형 압연기에서는 판폭 끝부에서 급격하게 두께가 감소하는 이른바 에지드롭이 존재하여 압연제품의 품질저하나 수율저하의 원인이 되었다.
따라서 이미 폭방향 판두께 분포를 변경하고, 또 에지드롭을 감소하는 기술이 요망되고 있다. 예를 들면 6단 압연기로 일본국 특공소59-18127호 공보, 특개 소50-45761호 공보, 닛신제강기보 NO.79(1999)의 47, 48페이지에 개시된 기술을 들 수 있다.
또 일본국 특공소60-51921호 공보, 특개평8-192213호 공보, 특개소61-126903호공보, 일본 특허공고평3-51481호공보, 특개평11-123407호공보, 특개평10-76301호공보를 들 수 있다.
그런데 판재의 압연 중, 판폭이 일정하여도 에지드롭량은 변동한다. 그 이유는 소재의 프로파일이나 경도분포, 압연하중, 롤열팽창량 등이 압연 중 변동하여 이들이 에지드롭량을 변동시키기 때문이다. 여기서 이 변동을 억제하기 위하여 압연 중에 작업롤을 축방향으로 이동하면 압연재의 표면에 중대한 표면 결함이 생기는 문제를 출원인은 발견하였다.
특히, 이 표면문제는 복수의 압연기를 배치하여 압연조업을 한 방향에서만 행하는 탠덤밀보다도 1 또는 소수 스탠드의 압연기로 압연방향을 역전시키면서 다패스 압연을 행하는 가역식 압연기에서 더욱 심각한 문제가 된다.
본 발명의 목적은 에지드롭을 대폭 개선하고, 또한 그 변동을 억제하면서 더욱 판재 표면결함을 발생시키지 않고 효율좋게 압연작업을 행하는 것이다.
본 발명은 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤과, 그 작업롤을 각각 지지하는 중간롤과, 그 중간롤을 각각 지지하는 보강롤을 가지고 각각의 그 작업롤의한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하고, 이들 각 작업롤의 그 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향을 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치한 판재용 압연기의 압연방법에 있어서, 동일 폭의 판재의 압연 중에 그 작업롤의 축방향위치를 소망의 위치에 설정하고, 또한 그 중간롤의 축방향위치를 변경하여 압연재 폭방향 분포를 제어하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명을 적용한 6단 압연기의 옆면도,
도 2는 에지드롭 감소량을 나타내는 도,
도 3은 롤위치와 에지드롭량의 관계를 나타내는 도,
도 4는 본 발명을 적응한 기기 및 제어의 구성도,
도 5는 본 발명을 적응한 기기 및 제어의 구성도,
도 6은 본 발명을 적응한 롤 축방향 장치를 나타내는 압연기의 상면도,
도 7은 본 발명을 적용한 6단 압연기의 옆면도,
도 8은 본 발명을 적용한 6단 압연기의 종단면도이다.
본원 발명의 실시형태를 설명함에 있어서, 먼저 다양한 기술의 개략을 설명한다.
기술(A1)은 6단 압연기로, 비교적 작은 지름의 작업롤과, 축방향으로 이동 가능한 중간롤을 가지고, 중간롤의 한쪽 몸통끝을 끝이 가는 형상으로 하여 판폭끝 부근으로 이동하는 것으로, 폭방향 판두께 분포를 변경할 수 있고, 또한 에지드롭을 감소할 수 있다. 예를 들면 중간롤의 축방향 이동량에 의해 판크라운(폭방향 판두께 분포)을 변경할 수 있다. 또 중간롤의 축방향 이동량에 의해 에지드롭을 감소할 수 있다. 또 4 스탠드 탬덤밀로 WRB (작업롤 벤딩력), IMRB (중간롤 벤딩력), IMRδ(중간롤 이동위치)를 제어하여 에지 10Omm 위치의 판두께에 대한 판두께 편차(에지드롭)를 대폭으로 개선할 수 있다.
기술(A2)은 끝이 가는 부를 가지는 작업롤을 축방향으로 이동 가능하게 하고 그 끝이 가는 부의 기점을 판폭 내부로 이동시켜 가는 것으로, 기하학적 효과에 의해 더욱 직접적으로 에지드롭을 감소할 수 있다. 이 방법을 채용 가능한 압연기의 형식으로서는 다음 기술(A2-1 이나 A2-2)이 있다.
기술(A2-1)은 4단 압연기로, 작업롤을 축방향으로 이동 가능하게 하는 것이다.
EL(작업롤 끝이 가는 부의 기점과 판폭 끝부와의 거리)을 변경함으로써 판끝부에서의 판두께(에지드롭)를 판중심 판두께에 근접시킬 수 있다. 이 방법에는 다시 작업롤의 축방향 이동과 함께 상하 작업롤축을 수평면내에서 역방향으로 크로스 이동하는 방법과 조합시켜 에지드롭의 변동을 억제하는 것도 가능하다.
기술(A2-2)은 6단압연기로서, 작업롤, 중간롤 모두 끝이 가는 부를 가짐과 동시에, 모두 축방향으로 이동가능하게 하여, 상기 기술(A1)과 기술(A2-1)의 양쪽의 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면 이들 효과는 작업롤과 중간롤의 끝이 가는 부 기점을 판단부 부근, 또는 판폭 내부에 위치시킴으로써 가능하게 된다. 또한 작업롤과 중간롤의 양쪽의 끝이 가는 기점(경계)을 동일 위치에 두고, 다시 작업롤을 편마모방지를 위해 사이클릭 시프트시켜 가능하게 된다.
기술(A2-3)은 6단 압연기로, 기술(A2-2)의 작업롤과 중간롤의 끝이 가는 부 대신에 그 선단부에 고리형상의 노치를 설치하여 이 부분의 접촉강성을 낮게 하여 압축변형을 일으키기 쉽게 하여 실질적으로 A2-2의 끝이 가는 부와 동일한 효과를 얻는 것이다.
기술(A2-4)은 기술(A2-2)의 중간롤의 끝이 가는 형상 대신에 중간롤 전체 길이에 S 자형상의 롤 크라운을 부착하고 이것을 축방향으로 이동시켜 실질적으로 기술(A2-2)의 중간롤 축방향 이동과 동일한 효과를 얻는 것이다.
기술(A2-5)은 기타 상하 롤을 크로스하는 방법으로서 상기 4단 압연기의 작업롤을 크로스하는 방법 이 외에 6단 압연기의 중간롤을 크로스하는 방법, 4단 또는 6단 압연기의 보강롤을 크로스하는 방법, 센지마형 12단이나 20단 압연기 등의 상하 롤군을 각각 크로스하는 방법 등이고, 이들은 모두 기술(A2-2)의 중간롤 축방향 이동과 동일한 효과를 얻고자 하는 것이다.
도 2에 종래의 4단 압연기(기술 A0)와 상기 기술(A1) 및 기술(A2-2)에 의한 에지드롭의 비교를 나타낸다. 가로축에 판폭으로부터의 거리(mm)를 취하고, 세로축에 에지드롭의 양(㎛)을 취한 것이다. 종래의 4단 압연기(기술 A0)에서는 전체적으로 0점에서 벗어나고, 특히 판폭 끝 부근에서 큰 에지드롭이 발생하고 있다.
이에 대하여 기술(A1)에서는 에지드롭을 대략 반감할 수 있고, 기술(A2-2)에서는 다시 판끝 부근까지 에지드롭을 감소하고 있다.
여기서 폭방향 판두께 분포, 특히 에지드롭을 감소 또는 변경할 수 있는 방법으로서는, 상기한 바와 같은 각종 롤의 축방향 이동, 롤 벤딩력, 롤 크로스각도, 롤 서멀 크라운변경, 압연하중 또는 압하율 등의 변경을 이용하여 행하는 방법이 있으나, 그 중에서도 끝이 가는 부를 가지는 작업롤의 축방향 이동이 가장 유효하고, 다음으로 끝이 가는 부를 가지는 중간롤의 축방향 이동이 유효하다고 생각된다.
다음에 에지드롭량의 변동에 대하여 설명한다. 판재의 압연 중, 판폭이 일정하여도 에지드롭량은 변동한다. 그 이유는 소재의 프로파일이나 경도분포, 압연하중, 롤열팽창량 등이 압연 중 변동하여 이들이 에지드롭량을 변동시키기 때문이다. 그러나 압연제품의 품질 확보상은 에지드롭을 단지 줄이는 것만이 아니고, 그변동량도 억제하여 균일한 에지드롭량을 가지는 압연제품을 얻지 않으면 안된다. 그것을 위해서는 작업롤에 끝이 가는 부를 설치하고 이것을 압연 중 축방향으로 이동하는 것이 가장 효과적이라고 생각된다. 또 예를 들면 일본국 특공평3-51481호공보 기술의 도 1 중의 B점과 D점 등, 끝이 가는 부의 기점에서 생기는 롤의 편마모량을 줄이기 위하여 작업롤을 압연 중 진동적으로 이동하는 것이 유효하다고 설명되어 있다.
그러나 본건 출원인은 상기에 따르도록 압연 중에 작업롤을 축방향으로 이동하면 압연재의 표면에 중대한 표면결함이 생기는 과제를 발견하였다. 즉 다음과 같은 주로 두 가지의 원인에 의한 표면결함이 생기는 과제가 있다.
첫째로, 판 에지마크원인에 의한 표면결함이다. 판재압연에서는 도 1의 끝이 가는 부의 기점인 D점 외에 압연재의 양폭 끝부(G, H)에 의해 작업롤 표면에 이른바 판 에지마크라 불리우는 감김마크(22, 23)가 발생한다. 이들 마크는 일단 작업롤 표면에 발생하면 그 축방향 이동에 따라 판폭이 변하지 않는 한, 적어도 한 쪽의 마크는 판폭 내부로 이행되어 판 표면에 전사된다. 그 결과, 표면결함을 가지는 압연재를 압연하게 된다.
둘째로, 끝이 가는 부의 기점마크에 의한 표면결함이다. 일본국 특공평3-51481호 공보의 도 1에서의 B, D점은 끝이 가는 형상의 기점이고, 그 상세설명에 있는 바와 같이 롤 편마모는 피할 수 없다. 따라서 가령 사이클릭 시프트로 마모가 감소 또는 분산되어 롤 자신의 문제는 개선할 수 있더라도, 롤 표면은 D점 부근과 그 밖의 부분에서는 그 성상(거칠기, 광택 등)이 다르게 되어 있으므로 에지드롭 개선을 위해 이들 점을 판폭 내로 이행하면 판재 표면 전체에서는 균일한 표면성상은 확보할 수 없어 표면에 얼룩 또는 불균일한 거칠기나 광택분포를 가지는 표면 결함이 있는 압연재를 압연하게 된다.
이상과 같은 기술에서는 동일 폭의 판재의 압연 중에 일어나는 에지드롭량의 변동에 대하여 그 양을 균일하게 유지하기 위하여 끝이 가는 형상의 작업롤을 사용하여 그 이동동작을 행하고자 하면 표면 문제를 일으켜 제품 품질확보가 불충분하였다.
특히 이 표면문제는 복수의 압연기를 배치하여 압연조업을 한 방향으로만 행하는 탬덤밀보다도 1 또는 소수 스탠드의 압연기로 압연방향을 역전시키면서 다패스 압연을 행하는 가역식 압연기에서 더욱 심각한 문제가 된다. 그 이유는 탬덤밀에서는 통상 입구측 스탠드에서의 작업롤 이동을 이용하여 에지드롭 제어를 행하기 때문에 표면품질을 지배하는 후단 스탠드의 작업롤은 축방향 이동할 필요가 없고, 따라서 표면문제에 대처할 수 있는 조업조건이 존재하는 데 대하여, 가역식 압연기에서는 모든 압연패스를 동일한 작업롤로 행하므로 처음의 패스에서 만일 작업롤에 마크가 부착되면 그 패스 중만이 아니라 나중의 어느 패스에서 작업롤을 이동하여도 판 표면에 마크를 부착하게 되기 때문이다.
물론 탬덤밀에서도 혹시 후단 스탠드에서 작업롤의 축방향 이동이 필요한 압연조건이 있는 경우는 이 표면문제는 존재한다.
또 설비형식에 의하지 않고 마크가 부착된 작업롤을 마크가 없는 작업롤로 다시 조립하여도 좋으나, 그 경우는 재조립 작업시간이 필요하게 되어 설비의 생산효율이 저하하여 버린다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 도 1 및 도 8에 나타내는 바와 같이 띠형상의 판재인 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤(1A, 1B)과, 그 상하 한 쌍의 작업롤을 각각 지지하는 상하 한 쌍의 중간롤(2A, 2B)과, 그 상하 한 쌍의 중간롤을 지지하는 상하 한 쌍의 보강롤(3A, 3B)을 구비하고 있다. 또 작업롤(1A, 1B)을 롤 축방향으로 이동하는 이동장치와, 중간롤(2A, 2B)을 롤 축방향으로 이동하는 이동장치를 구비하고 있다.
이들 이동장치의 일례를 작업롤에 예를 들어 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6에 있어서 작업롤(1A)의 작업롤용 초크(7)를 지지하는 시프트지지부재(30)와, 이것과 연결된 시프트헤드(31)가 설치되고, 시프트헤드(31)에는 한 쪽의 작업롤용 초크(7)와의 결합을 자율롭게 하기 위한 훅(32) 및 결합실린더(33)로 이루어지는 시프트 착탈장치가 설치되어 있다. 또한 시프트헤드(31)에는 하우징(6)에 고정된 시프트 실린더(34)가 연결된 구조로 되어 있다. 이와 같이 함으로써 시프트 착탈장치를 고정상태로 하여 시프트 실린더(34)를 동작시킴으로써 작업롤(1A) 및 시프트지지부재(30)를 자유로운 위치로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 또 시프트 지지부재(30)에는 작업롤 벤더(13)가 내장되어 있고, 그 때문에 작업롤(1A)을 시프트하여도 벤딩력의 작용점은 변하지 않아 시프트 스트로크를 크게 취할 수 있다. 또한 중간롤(2A, 2B)의 이동장치에 관해서도 동일한 구조로 가능하게 되기 때문에 도시는 생략한다.
작업롤(1A, 1B)은 그 한 쪽의 몸통 끝부에 끝이 가는 부(4A, 4B)를 각각 가지고 마찬가지로 중간롤(2A, 2B)은 끝이 가는 부(5A, 5B)를 가지고 이들 끝이 가는 부가 교대 배치가 되도록 압연기(24)의 밀 하우징(6) 속에 배치되어 있다. 즉 롤 몸통부의 한쪽 측의 롤 끝부 근방에 롤끝을 향하여 롤지름이 감소하는 끝이 가는 부를 가지는 롤 윤곽형상을 구비한 한 쌍의 작업롤(1A, 1B)로서, 이들 각 작업롤(1A, 1B)의 끝이 가는 부(4A, 4B)가 서로 롤 축방향을 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치되어 있다. 여기서 롤 끝부 근방이라는 것은 실질적으로 압연재의 진폭 끝부가 압연시에 폭방향에서 끝이 가는 부(4A, 4B)의 범위에 위치하고 있으면 좋고, 판폭 끝부로부터 바깥쪽의 롤 끝부 부분에서는 끝이 가는 형상으로 하지 않아도 실질적인 효과는 기대할 수 있다.
또 상하 한 쌍의 작업롤을 회전 가능하게 지지하는 상하 각각의 작업롤용 초크(7, 8)와, 상하 각각의 작업롤(1A, 1B)을 회전구동하는 회전구동용 스핀들(9, 10)과, 상하 한 쌍의 중간롤(2A, 2B)을 회전 가능하게 지지하는 상하의 중간롤용초크(11, 12)를 구비하고 있다. 그리고 작업롤(1A, 1B)의 휨을 제어하기 위한 작업롤 벤더(13)와, 중간롤(2A, 2B)의 휨을 제어하는 중간롤 벤더(14)와, 보강롤 (3A, 3B)을 회전 가능하게 지지하는 보강롤용 초크(15, 16)와, 보강롤용 베어링 (17)과, 압하 스크류(18)를 구비하고 있다.
작업롤(1A, 1B)은 동일 폭의 판재 압연 중은 그 위치를 소망의 위치에 설정하여 중간롤을 축방향으로 이동시키고, 압연재의 특히 폭 끝부 부근의 판두께 분포를 일정하게 되도록 개선 제어한다.
또 압연 중인 작업롤(1A, 1B)의 설정위치로서, 그 끝이 가는 형상의 기점을판폭 내부에 위치시킨다. 즉 압연재의 판폭에 따라 동일 판폭의 압연 중에 작업롤 (1A, 1B)의 롤 축방향 위치를 소망의 위치에 설정한다. 이 때문에 상기한 작업롤의 표면문제를 억제할 수 있다. 특히 압연재의 판폭에 따라 동일 판폭의 압연 중에 작업롤(1A, 1B)의 롤 축방향 위치를 그 끝이 가는 형상의 기점이 판폭 내가 되도록설정함으로써 더욱 끝이 가는 부의 영향으로 폭 끝부 부근의 판두께 분포를 균일화할 수 있다.
또한 적어도 압연재에 직접 접촉하는 작업롤(1A, 1B)에 대해서는, 그 끝이 가는 부의 기점부분의 편마모에 의해 롤 표면의 성상이 균일하게 되지 않는 것을 방지하기 위하여 그 기점부분을 각진 형상이 아닌 원호형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 또 작업롤(1A, 1B)의 롤 축방향의 소망의 위치는 임의의 위치에 고정하는 것이 바람직하다. 단, 실제 조업상 지장이 없을 정도로 약간의 범위를 마련하여도 좋다.
본 실시예에서는 압연재(19)를 압연할 때에 작업롤의 끝이 가는 부(4A, 4B)의 기점(20A, 20B)은 압연재(19)의 폭방향 끝부(G, H)보다 각각 안쪽의 소망의 위치에 설정된다. 그 때 상하의 기점(20A, 20B)은 반드시 압연재(19)의 중심(C)에서 동일 거리에 설정할 필요는 없다. 또 끝이 가는 부 기점(20)은 편마모방지를 위해 각을 둥글게 하여 원호형상으로 하고 있다.
도 1에 있어서 압연재(19)의 양 끝부(G, H)에 의해 작업롤(1)의 표면에 판에지마크인 감김마크(22, 23)가 발생한다. 이 마크는 판 끝부가 작업롤의 어느 위치에 있어도 발생하고, 발생한 후, 만약 작업롤을 축방향으로 이동하면 이 마크(22,23)의 어느 한쪽이 판폭 내로 들어와 표면문제를 야기한다.
따라서 본 실시예에서는 동일 폭의 판재의 압연을 속행하는 한 작업롤의 축방향이동동작은 행하지 않으나, 작업롤에 설치되어 있는 끝이 가는 부 기점을 판폭 끝보다 내부에 위치함으로써 에지드롭은 대폭으로 개선된다.
그런데 동일폭재를 압연 중이더라도 에지드롭량은 변동한다. 그 이유는 상기한 바와 같이 동일 압연재 중에서도 소재의 프로파일이나 경도분포, 압연하중, 롤 열팽창량 등이 변동하기 때문이다.
따라서 본 실시예에서는 상기 작업롤의 끝이 가는 형상에 의해 에지드롭의 대부분은 이미 개선되어 있으므로 나머지 적어진 에지드롭의 변동에 대해서는 이를 억제하여 균일한 에지드롭량을 얻기 위하여 중간롤의 축방향 이동을 이용한다. 이는 중간롤 이동에 의해 작업롤만큼 직접적이지는 않으나, 에지드롭을 변경할 수 있어 상기 나머지 에지드롭에 대해서는 충분히 억제할 수 있기 때문이다.
이 때문에 본 실시예에서는 압연된 적어도 1 코일 내에서의 실제 에지드롭량의 평균치와 목표 에지드롭량이 거의 일치하는 소망의 위치에 작업롤 축방향위치가 설정된다. 또한 상기한 작업롤의 소망의 설정위치를 미리 알 필요가 있으나, 이는 조업경험을 어느정도 쌓음으로써 발견할 수 있다.
만약 무엇인가의 이유로 일치하지 않은 경우는 다음 코일에서 그 위치를 수정하여도 좋다. 단 그 위치수정은 작업롤의 조립 교환시기가 바람직하다.
또 본 실시예에서는 1 코일 내에서의 실제 에지드롭량과 목표 에지드롭량의 차에 의해 중간롤 축방향 이동위치가 제어된다.
도 3에 본 발명의 실시예에 의한 에지드롭 제어결과의 예를 나타낸다. 기호 (E)는 에지드롭량을 나타내고, 이 예에 있어서는 예를 들면 에지드롭량은 판폭 끝으로부터 100mm 위치에서의 판두께와 판폭 끝으로부터 10mm 위치에서의 판두께를 비교한 차이다. 즉 판폭 끝으로부터 100mm 위치에서의 판두께를 기준으로 하여 판폭 끝으로부터 10mm 위치에서의 판두께가 어느정도 작아져 있는지를 나타내는 것이다. 또 도면 중의 기호 δw는 작업롤의 위치를 나타내고, 여기서는 작업롤 끝이 가는 부의 기점과, 이 끝이 가는 부측의 압연재 끝부와의 롤 축방향에서의 거리이다. 즉 도 1에 있어서의 위치(D)(작업롤 끝이 가는 부의 기점)와 위치(H)(이 끝이 가는 부측의 압연재 끝부)와의 롤 축방향(판폭방향)에서의 거리, 도 1에 있어서의 위치(G)와 위치(F)의 롤 축방향(판폭방향)에서의 거리이다.
도 3(a)는 작업롤, 중간롤 모두 축방향 이동을 전혀 적용하지 않는 방식의 경우이다. 이 경우 에지드롭량(E)은 1 코일 압연 중에 여러가지의 이유에 의해 평균치(E1)(약 25㎛) 주변에서 20㎛ 내지 30㎛의 범위에서 크게 변동하고 있다. 그리고 그 평균치(E1)는 목표치(E0)인 10㎛와 크게 다른 것을 알 수 있다.
도 3(b)는 작업롤은 축방향으로 이동하고, 중간롤은 축방향으로 이동하지 않는 방식의 경우이다. 이에 의하여 작업롤의 축방향 이동이 에지드롭 수정에 매우 유효하고, 따라서 적어도 에지드롭 수정을 위해 1 코일 압연 중, 중간롤의 이동을 이용할 필요는 통상없다고 생각된다. 그리고 작업롤위치(δw)의 이동만을 사용한 결과, 에지드롭량(E)은 목표치(E0)에 거의 일치하고, 또 그 변동도 작게 억제되어 있다. 단 이 방식에서는 당연히 작업롤의 축방향으로의 이동이 행하여지고 있고,작업롤 표면에 부착한 마크로 압연재 표면에 전사마크가 발생하여 제품표면 품질상의 결함제품이 되는 과제가 남는다.
도 3(c)는 작업롤을 소망의 위치까지 축방향 이동하여 압연 중은 그 위치로 하고, 중간롤을 압연 중 축방향으로 이동하는 방식이다. 이 방식에서는 압연 전에 작업롤을 소망의 위치(δw0)에 설정하여 1 코일을 압연한다. 또한 δw0의 값은 예를 들면 미리 상기 도 3(a)의 압연에서의 E1의 값으로부터 구할 수 있다. 또는 도 3(b)의 압연경험이 있으면 그 때의 δw의 평균치(δw0)로서 미리 구하여 둘 수 있다. 이와 같이 하면 압연 후의 에지드롭량의 평균치를 목표치(E0)에 대략 일치시킬 수 있고, 또한 압연 중 작업롤의 위치이동은 없으므로 표면문제는 발생하지 않는다.
한편, 작업롤의 설정위치에서는 억제되지 않는 나머지의 에지드롭의 변동에 대하여 중간롤 축방향위치(6i)의 이동이 적응되어 결과적으로 에지드롭량은 목표대로의 값으로 개선제어되었다.
다음에 도 4 및 도 5에 본 발명을 적용한 기기 및 제어구성예를 나타낸다.
도 4는 1 스탠드 가역식 압연기의 예로서, 본 실시예를 적용한 가역식 6단의 압연기(24)와, 압연 중의 실제의 에지드롭량을 측정하는 측정수단을 구비하고 있다. 이 압연기(24)는 도 1 및 도 8에 나타내는 6단의 압연기이다. 도 4에서는 압연기(24)의 전후에 에지드롭을 측정 가능한 검출기(25A, 25B)를 배치하여 압연재 (19)의 에지드롭을 측정할 수 있다.
작업롤은 작업롤위치 설정수단에 의해, 동일 판폭 중에 그 끝이 가는 부가판폭 내가 되는 소망의 축방향위치에 설정된다.
검출기(25A, 25B)에서 측정된 실제의 에지드롭량은 제어장치(26)에 전달된다. 제어장치(26)에서는 미리 목표치(E0)가 입력되어 에지드롭량의 목표가 설정되어 있다. 그리고 제어장치(26)에서는 검출기(25A, 25B)에서 측정된 실제 에지드롭량신호(27)와 목표치(E0)의 편차로부터 압연기(24)의 중간롤용 이동장치에 중간롤의 축방향 이동량의 지시신호(28)를 보낸다. 여기서 이 편차가 적어지도록 중간롤을 축방향으로 이동시켜 에지드롭을 제어하면서 반복하여 가역압연한다.
또 제어장치(26)로 검출기(25A, 25B)에서 측정된 실제 에지드롭량 신호(27)와 목표치(E0)의 편차로부터 압연기(24)의 작업롤용의 이동장치에 작업롤의 축방향위치 설정을 위해 설정위치의 지시신호(28)를 보내는 것도 가능하다. 이와 같이 함으로써 더욱 적절한 작업롤위치에 설정할 수 있다.
이와 같이 가역식 압연에 있어서, 본 실시예를 적용함으로써 표면의 문제를 발생하는 일 없이 에지드롭의 저감이 되고, 또한 압연 중의 에지드롭량 변동에도 대응하여 안정된 압연으로 균일한 판두께의 압연재를 얻을 수 있다. 특히 반복하여 가역 압연하므로 표면의 문제를 발생하는 일 없이 판두께를 제어할 수 있기때문에 그 효과는 현저하다.
도 5는 1방향 압연의 예를 나타내고, 압연기(24A)와 압연기(24B)를 탠덤배치하여 압연재(19)를 압연하는 압연설비이다. 이 압연기(24A)와 압연기(24B)에 본 발명을 적용하고, 이들의 입구측 및 출구측에 에지드롭량을 측정하는 측정수단을 설치하고 있다.
작업롤은 작업롤위치 설정수단에 의해 동일 판폭 압연 중에 그 끝이 가는 부가 판폭 내가 되는 소망의 축방향위치에 설정된다.
검출기(25A, 25B)에서 측정된 실제의 에지드롭량은, 제어장치(26)에 전달된다. 제어장치(26)에서는 미리 목표치(E0)가 입력되어 에지드롭량의 목표가 설정되어 있다. 그리고 제어장치(26)에서는 검출기(25A, 25B)에서 측정된 실제 에지드롭량신호(27A나 27B)와 목표치(E0)의 편차로부터 압연기(24A) 및 압연기(24B)의 중간롤용 이동장치에 중간롤의 축방향으로의 이동량의 지시신호(28)를 내어 롤을 축방향 이동시켜 에지드롭을 제어한다. 또한 제어장치(26)에서 검출기(25A, 25B)에서 측정된 실제 에지드롭량 신호(27A나 27B)와 목표치(E0)의 편차로부터 압연기 (24A) 및 압연기(25B)의 작업롤용 이동장치에 작업롤의 축방향위치의 설정의 지시신호(28)를 내어 작업롤을 소망의 축방향위치에 설정하여도 좋다. 이와 같이 함으로써 더욱 적절한 작업롤위치에 설정할 수 있다.
이와 같이 탠덤압연에 있어서, 본 실시예를 적용함으로써 표면의 문제를 발생하는 일 없이 에지드롭의 저감이 되고, 또 압연 중인 에지드롭의 변동에도 대응하여 안정된 압연으로 균일한 판두께의 압연재를 얻을 수 있다.
도 7에 본 발명에 의한 6단형 판재압연기의 다른 실시예를 나타낸다.
이 6단 압연기에서는 상하 한 쌍의 작업롤(1A, 1B) 및 상하 한 쌍의 중간롤(2A, 2B), 보강롤(3A, 3B)을 가지고, 작업롤(1A, 1B)은 그 한 쪽의 몸통 끝부에 고리형상의 노치부(29A, 29B)를 각각 가지고, 또 중간롤(2A, 2B)에는 S 자형상의 롤크라운(41A, 41B)이 부착되어 이들이 점대칭 배치가 되도록 배치되어 있다.
그리고 작업롤(1), 중간롤(2)은 도시되어 있지 않은 각각의 축방향 이동장치에 의해 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한 압연기의 그 밖의 구성기기는 도 1의 설비와 동일하므로 도시를 생략하고 있다.
본 실시예에서는 압연재(19)를 압연할 때에 작업롤의 고리형상 노치(29A, 29B)의 기점(40A, 40B)은 압연재(19)의 폭방향 끝부(G, H)보다 각각 안쪽의 소망의 위치에 설정된다. 그 때 상하의 기점(40A, 40B)은 반드시 압연재(19)의 중심 (C)으로부터 동일 거리에 설정할 필요는 없다.
그러면 도 7에 있어서도, 압연재(19)의 양 끝부(G, H)에 의해 작업롤(1)의 표면에 판에지마크인 감김마크(22, 23)가 발생하는 과제가 있다. 이 마크가 발생한 후, 작업롤을 축방향으로 이동하면 마크의 어느 한쪽이 판폭 내로 들어와 표면문제를 야기한다.
본 실시예에서는 작업롤에 설치되어 있는 노치부에서의 작업롤의 변형강성이 낮아지는 것을 이용하여 기점을 판폭 끝으로부터 내부에 위치함으로써 에지드롭을 개선, 감소할 수 있다.
또 본 실시예에서는 상기 작업롤 노치에 의해서도 잔류하는 에지드롭의 변동에 대하여 S 자형상의 롤크라운을 가지는 중간롤의 축방향으로 이동을 이용하여 이를 억제할 수 있다.
또한 이들 실시예는 압연설비로서는, 탠덤밀과 같은 일 방향 밀에서도 적용할 수 있으나, 가역식 압연기에 적용함으로써 더 한층 현저한 효과를 기대할 수 있다. 또 열연압연기에도 적용할 수 있으나, 냉간압연에 적용함으로써 표면 품질문제에 엄격한 냉간 압연압연기에서 더 한층 현저한 효과를 기대된다.
제어방식으로서는 FF(FEEDFOWARD), FB(FEEDBACE), 프리세트제어의 어느 하나를 적용하여도 좋고, 또 에지드롭량은 이것을 검출하는 검출기를 사용하면 더욱 효과적이나, 에지드롭을 미리 측정하거나 예측하여 두면 검출기가 없어도 좋다. 또한 폭방향 판두께 분포를 수정할 수 있는 방법으로서는 상기한 바와 같이 끝이 가는 부를 가지는 작업롤, 중간롤의 축방향으로의 이동 이 외에도 끝부에 고리형상의 노치를 가진 롤이나, S 자의 롤크라운을 가지는 롤을 축방향으로 이동하는 방법이 있고, 또 그 외 롤 벤딩력제어, 롤서멀크라운제어, 롤크로스각도제어, 다시 압연하중 또는 압하율을 변경하는 방법이 효과를 가지고 있고, 이들 방법을 사용하여 본 발명을 실시할 수 있고, 따라서 이들 방법을 사용하는 경우도 본 발명의 적용범위이다.
또 예를 들면 2단 압연기에서 작업롤을 축방향으로 이동 가능하게 함과 동시에 크로스이동 가능하게 한 경우나, 4단 압연기에서 작업롤을 축방향으로 이동 가능하게 하고, 다시 상하 보강롤을 크로스이동 또는 축방향 이동 가능하게 하면 본 발명과 동일한 기능, 효과를 얻을 수 있다.
또 센지머형 6단, 12단 또는 20단 압연기에서 상하 작업롤을 축방향으로 이동가능하게 함과 동시에, 상하의 롤군을 각각 크로스이동 가능하게 하여도 본 발명과 동일한 기능, 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시형태에서는 압연기의 단수에는 제한이 없고, 2단, 4단, 6단, 12단, 20단 등 많은 압연기 등에 적용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의해 판재압연에서 에지드롭을 감소하고 폭방향 두께를 균일화시키고, 또한 표면성상이 우수한 판재를 압연할 수 있어 압연제품의 품질향상과 그 수율향상에 기여할 수 있다.
본 발명에 의하면 에지드롭을 대폭 개선하고, 또한 그 변동을 억제하면서 더욱 판재 표면결함을 발생시키지 않고 효율적으로 압연작업을 행할 수 있다는 효과를 가진다.

Claims (24)

  1. 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤과;
    상기 작업롤을 각각 지지하는 중간롤과;
    상기 중간롤을 각각 지지하는 보강롤을 가지고, 각각의 상기 작업롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하고, 이들 각 작업롤의 상기 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향을 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치한 판재용 압연기의 압연방법에 있어서,
    동일 폭의 판재의 압연 중에 상기 작업롤의 축방향위치를 소망의 위치에 고정한 상태에서, 또한 상기 중간롤의 축방향위치를 변경하여 압연재 폭방향 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 판재용 압연기의 압연방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압연재 폭방향 분포의 제어는, 주로 압연재의 폭 끝부 부근의 판두께 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 작업롤의 축방향에서 고정되는 소망의 위치를 상기 작업롤의 끝이 가는 부 형상의 기점이 압연재의 판폭 내부가 되는 위치로 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    적어도 상기 작업롤의 끝이 가는 형상의 기점부분을 원호형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    압연하는 압연재의 폭변경에 따라 상기 작업롤의 축방향에 고정되는 소망의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    압연방향을 역전하여 가역 압연하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    압연되는 적어도 1 코일 내에서의 실제 에지드롭량의 평균치와 목표 에지드롭량이 대략 일치하도록 작업롤의 축방향위치를 고정하는 것을 특징으로 한 압연방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    압연되는 적어도 1 코일 내에서의 실제 에지드롭량과 목표 에지드롭량과의 차에 의거하여 중간롤 축방향위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  9. 상하 한 쌍의 작업롤과;
    상기 작업롤을 롤 축방향으로 이동 가능하게 하는 이동장치를 구비한 판재압연기의 압연방법에 있어서,
    압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 것이 가능한 적어도 하나의 제어수단을 더욱 설치하고,
    상기 작업롤의 축방향위치는 동일 폭의 판재의 압연 중에는 소망의 위치에 고정하여 상기 제어수단에 의해 그 압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 판재용 압연기의 압연방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 작업롤의 한쪽 끝부 근방을 끝이 가는 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 것이 가능한 제어수단으로서, 중간롤의 한쪽 끝부 근방을 끝이 가는형상으로 하여 축방향 이동시키는 것, 또는 중간롤의 한쪽 끝부 근방을 고리형상의 노치형상으로 하여 축방향 이동시키는 것, 또는 중간롤에 S 자형상의 롤크라운을 부착하여 축방향으로 이동하는 것 중 적어도 하나로 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    압연되는 적어도 1 코일 내에서의 실제 에지드롭량의 평균치와 목표 에지드롭량이 대략 일치하도록 작업롤 축방향위치를 고정하는 것을 특징으로 한 압연방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    압연되는 적어도 1 코일 내에서 실제 에지드롭량과 목표 에지드롭량과의 차에 의거하여 압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  14. 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤과;
    상기 작업롤을 각각 지지하는 중간롤과;
    상기 중간롤을 각각 지지하는 보강롤을 가지고, 각각의 상기 작업롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하고, 이들 각 작업롤의 상기 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향에 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치하고,
    상기 중간롤과 접촉하는 상기 작업롤의 끝이 가는 부와 롤 축방향으로 반대측에 각각의 상기 중간롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치한 판재용 압연기의 압연방법에 있어서,
    동일 폭의 판재의 압연 중에 상기 작업롤의 축방향위치를 소망의 위치에 고정하고,
    또한 상기 중간롤의 축방향위치를 변경하여 압연재 폭방향 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 판재용 압연기의 압연방법.
  15. 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤과;
    상기 작업롤을 각각 지지하는 중간롤과;
    상기 중간롤을 각각 지지하는 보강롤을 가지고, 각각의 상기 작업롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하고, 이들 각 작업롤의 상기 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향에 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치하고, 각각의 상기 중간롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하고, 상하 각각 동일측에서 상기 작업롤의 끝이 가는 부와 상기 중간롤의 끝이 가는 부가 롤 몸통부의 반대측에 위치하 도록 배치한 판재용 압연기의 압연방법에 있어서,
    동일 폭의 판재의 압연 중에 상기 작업롤의 축방향위치를 소망의 위치에 고정하고,
    또한 상기 중간롤의 축방향위치를 변경하여 압연재 폭방향 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 판재용 압연기의 압연방법.
  16. 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업롤과;
    상기 작업롤을 각각 지지하는 중간롤과;
    상기 중간롤을 각각 지지하는 보강롤을 가지고, 각각의 상기 작업롤의 한쪽 끝부 근방에 끝이 가는 부를 설치하고, 이들 각 작업롤의 상기 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향에 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치한 판재용 압연기의 압연방법에 있어서,
    동일 폭의 판재의 압연 중에 상기 작업롤의 축방향위치를 설정하는 장치에 의해 상기 작업롤의 축방향위치를 소망의 위치에 고정한 상태에서, 또한 상기 중간롤의 축방향위치를 이동하는 이동장치에 의해 상기 중간롤의 축방향위치를 변경하여 압연재 폭방향 분포를 제어하는 것을 특징으로 하는 판재용 압연기의 압연방법.
  17. 롤 몸통부의 한쪽 측의 롤 끝부 근방에 롤끝을 향하여 롤지름이 감소하는 끝이 가는 부를 가지는 롤윤곽형상을 구비한 한 쌍의 작업롤으로서, 이들 각 작업롤의 상기 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향에 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치된 상기 작업롤과, 상기 작업롤을 롤 축방향으로 이동 가능하게 하는 이동장치와, 상기 작업롤을 동일 폭의 판재의 압연 중에 롤 축방향위치를 소망의 위치에 고정하는 축방향위치 설정장치를 설치한 것을 특징으로 하는 판재용 압연설비.
  18. 작업롤을 롤 축방향으로 이동가능하게 하는 이동장치와;
    상기 작업롤을 동일 폭의 판재의 압연 중에 롤 축방향위치를 소망의 위치에 고정하는 축방향위치 설정장치를 구비하고, 압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 제어수단을 더욱 설치한 것을 특징으로 하는 판재용 압연설비.
  19. 작업롤을 롤 축방향으로 이동가능하게 하는 이동장치와;
    상기 작업롤을 동일 폭의 판재의 압연 중에 롤 축방향위치를 소망의 위치에 고정하는 축방향위치 설정장치를 구비하고,
    압연재의 폭방향 판두께 분포를 측정 또는 예측하는 수단과;
    상기 압연재의 목표로 하는 폭방향 판두께 분포와 상기 측정 또는 예측된 폭방향 판두께 분포의 차를 적게 하도록 압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 제어수단을 더욱 설치한 것을 특징으로 하는 판재용 압연설비.
  20. 롤 몸통부의 한쪽 측의 롤 끝부 근방에 롤 끝을 향하여 롤 지름이 감소하는 끝이 가는 부를 가지는 롤 윤곽형상을 구비한 한 쌍의 작업롤로서, 이들 각 작업롤의 상기 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향에 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치된 상기 작업롤과, 각 작업롤을 각각 지지하는 한 쌍의 중간롤과, 그 한 쌍의 중간롤을 지지하는 한 쌍의 보강롤과;
    상기 작업롤을 롤 축방향으로 이동 가능한 이동장치와, 상기 작업롤을 동일판폭재의 압연 중에 롤 축방향위치를 소망의 위치에 고정하는 축방향위치 설정장치와;
    상기 중간롤을 롤 축방향으로 이동 가능한 이동장치와, 압연 중에 상기 중간롤을 압연재 폭방향 판두께 분포에 따라서 롤 축방향위치를 변경하여 제어하는 제어장치를 설치한 것을 특징으로 하는 판재용 압연설비.
  21. 롤 몸통부의 한쪽 측의 롤 끝부 근방에 롤끝을 향하여 롤 지름이 감소하는 끝이 가는 부를 가지는 롤 윤곽형상을 구비한 한 쌍의 작업롤로서, 이들 각 작업롤의 끝이 가는 부가 서로 롤 축방향을 따른 롤 몸통부의 반대측에 위치하도록 배치된 상기 작업롤과, 각 작업롤을 각각 지지하는 한 쌍의 중간롤과, 그 한 쌍의 중간롤을 지지하는 한 쌍의 보강롤을 구비한 가역식 판재용 압연설비로서,
    상기 작업롤을 롤 축방향으로 이동 가능한 이동장치와, 상기 작업롤을 동일 폭의 판재의 압연 중에 롤 축방향 위치를 소망의 위치에 고정하는 축방향위치 설정장치와;
    상기 중간롤을 롤 축방향으로 이동 가능한 이동장치와, 가역압연 중에 상기중간롤을 압연재 폭방향 판두께 분포에 따라 롤 축방향위치를 변경하여 제어하는 제어장치를 설치한 것을 특징으로 하는 판재용 압연설비.
  22. 제 9항에 있어서,
    상기 작업롤의 한쪽 끝부 근방을 고리형상의 노치형상으로 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  23. 제 9항에 있어서,
    압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 것이 가능한 제어수단으로서, 상기 작업롤에 벤딩력을 부여하는 것, 또는 상기 중간롤에 벤딩력을 부여하는 것 중 어느 하나로 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  24. 제 9항에 있어서,
    압연재의 폭방향 판두께 분포를 제어하는 것이 가능한 제어수단으로서, 상기 작업롤을 교차시키는 것, 또는 상기 중간롤을 교차시키는 것 중 어느 하나로 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
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