KR100442035B1 - 열간압연스트립을연속적또는비연속적으로압연하기위한생산설비 - Google Patents

열간압연스트립을연속적또는비연속적으로압연하기위한생산설비 Download PDF

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Abstract

주조기를 통해 생산된 스트립으로부터 오스테나이트계 또는 페라이트계의 조작을 가진 열간압연스트립을 연속적 또는 비연속적으로 압연하기 위하여 본 생산설비가 창안되었는데, 본 생산설비에는 연속주조기(1)뒤, 균일로(2) 앞에 있는 절단기(3)하나와, 균일로(2)의 뒤, 압연기(4)의 앞에 또 다른 절단기(3)와 방청장치(7)가 배열되어 있으며, 또한 본 생산설비에는 압연기(4)의 뒤에 가열장치 또는 냉각장치(9) 하나와 스트립와인더 또는 감기기계(20) 하나가 배열되어 있다.
본 생산설비는 제 1압연롤지지대그룹(4)으로서 다수의, 예를 들어 5개의 4단 롤지지대(6)들로 구성된 연속적으로 작동하는 압연열과, 제 1압연롤지지대그룹의 연속하는 4단 롤지지대들 사이에 제공되어 있는 각각의 가열장치(8)들과, 이중 와인더 또는 이중 감기기계(11)로서 스트립와인더 또는 감기기계가 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

열간 압연 스트립을 연속적 또는 비연속적으로 압연하기 위한 생산설비
본 발명은 연속주조기에 의해 만들어진 슬래브로부터 열간 압연 스트립을 압연하기 위한 생산설비에 관한 것이다.
이 생산설비에는 연속주조기 또는 주조기의 뒷쪽에 있으면서 균열로(均熱爐) 앞쪽에 있는 하나의 절단기와, 균열로 뒷쪽에 있으면서 압연기 앞쪽에 있는 다른 하나의 절단기와 그리고 방청장치가 배열되어 있으며, 압연기 뒤쪽에 가열장치 혹은 냉각장치와, 와인더 또는 감기기계가 있다.
열간 압연된 스트립을 생산하는 압연장치는 현재 통상 개개의 지지대내에서의 변형이 오스테나이트계로 되도록 구조되고 작동된다. 다시 말해서, 개개의 롤지지대에서의 압연온도가 Fe/C 선도의 GOS-라인의 윗편에 놓여 있도록 된다.
미세입도의 최종 조직을 얻기 위해 가능한한 GOS-라인에 근접하게 놓여 있어야 하는 최종의 경로를 지난 후에야 비로서 냉각부 및 감기부에서의 조직상의 변형을 수반하는 감기 온도로의 냉각이 행해진다. 탄소함량이 0.2% 이하인 강철에 있어서, 상기 기술된 방법에 따라 압연을 행하는 경우 최종 압연 온도 즉 압연열의 최종 롤지지대에서의 온도는 탄소함량의 높음에 따라 840 내지 920℃로 놓여 있다.
최종 압연온도의 유지는 최종 압연속도의 선택을 통해 수행된다.
이 방법은 압연열의 타입에 따라 1.3mm의 최소 스트립 두께 이상의 스트립 두께에 대해서 별문제없이 이용될 수 있다. 하지만 스트립 두께가 최소두께 이하로 내려가면, 필요되는 압연속도는 스트립 선단에서 초당 12m이상의 값에 도달하며; 이 속도는 비연속적인 작업에 있어서는 압연열을 뒤따르는 롤러테이블상의 자유배출측에서 스트립이 더 이상 제어될 수 없는 정도로 높다.
상기된 문제들에도 불구하고, 보다 작은 최종두께를 지향하는 개발의 경향이 있으며, 이것은 이런 경향이 보다 작은 압연속도를 이루기 위해서 최종압연온도를 낮추게 되는 것을 의미한다. 이와 같은 압연공정은 일명 페라이트압연으로 공지되어 있는데 그 이유는 이들 공정이 GOS라인 이하의 온도에서, 즉 α,γ혼합결정의 영역이나 GPS라인 아래의 페라이트 영역에서 이루어지기 때문이다.
바람직한 방법에 따라, 초기압연이 15mm의 중간두께로 오스테나이트계 범위에서 수행되고 최종 압연이 1.3mm이하의 가장 작은 최종두께로 페라이트계 범위에서 수행된다.
이들 2개의 공정단계 사이에서, 압연물은 오스테나이트계의 범위에서의 최종 압연온도로부터 페라이트계 범위에서의 압연온도로 냉각되어야 한다.
이것은 840℃ 내지 920℃의 온도범위로부터 600℃ 내지 780℃의 온도범위로 냉각하는 것을 의미한다.
제2변형단계 다음의 최종압연온도는 600℃ 내지 780℃의 범위에 또한 있어 결과적으로 감기부에서 감긴후 조직의 재결정화가 발생하는 온도치로 있게 된다.
추가적인 냉각변형 또는 가열처리 없이 제품의 사용을 가능하게 하는 조직이 생성된다.
양호한 결과를 위한 필요요건은 오스테나이트계 범위에서 페라이트계 범위내로 냉각시키는데 최소냉각 시간으로 이루어져야 한다는 것이다. 이러한 최소냉각 시간은 오스테나이트에서 페라이트로의 변태가 충분한 정도로 이루어질 수 있도록 유지되어져야만 한다.
상기된 공정의 실현은 종래 열간압연 광폭 스트립용 압연열에서는 매우 어렵다.
오스테나이트계 범위에서 페라이트 범위내로의 변태는 15mm의 두께 범위에서, 즉 압연물이 종래 방식의 다듬질 압연열의 대략 중간에 있을 때의 두께 범위에서 수행되어야 한다. 다듬질 압연열의 중간에서 하나의 롤지지대로부터 다음의 롤지지대로의 스트립 주행시간이 단지 수초가 걸리기 때문에 냉각을 실현하는 것은 원리적으로 가능하지만, 변태를 위해 필요되는 시간을 실현하는 것은 불가능하다. 따라서, 종래의 열간압연 광폭 스트립용 압연열에서 상기된 방법에 따라 페라이트 압연을 수행하는 것은 가능하지 않다.
배출속도를 소정치로 제한하여 스트립의 일정 선택가능한 부분의 압하가 페라이트 범위에서 발생할 수 있도록 하기 위해, 아직 공개되지 않은 한 특허출원에서는 압연열의 적어도 제1롤지지대가 가역롤지지대로 이루어져 있으며, 적어도 감기노가 가역롤지지대의 앞과 뒤에 배열되어 있고, 감기노와 그 뒤를 잇는 가역롤지지대 사이에 제어가능한 냉각장치가 제공되는, 열간 압연 스트립을 압연하기 위한 생산설비가 제안되었다.
이 생산설비는 종래의 설비와 같이 오스테나이트계 범위에서 작동될 수 있다.
초기압연열 또는 박판슬래브주조기로 부터 공급되고 약 50mm의 두께를 가지는 압연물은 약 1100℃로 노에서 가열되고, 하나 또는 그 이상의 롤지지대로 구성된 가역압연열(스텍켈열)에서 이 열의 하나 또는 그 이상의 롤지지대를 조절함에의해 압연되며, 이 압연물은 스텍켈열에 접속해 있는 스텍켈노 또는 감기노에서 권취된다.
스텍켈 열을 역전시킨후, 이 스트립은 스텍켈노로부터 인출되어 스텍켈 열의 하나 또는 그 이상의 롤지지대에서 약 10mm의 두께로 압연되어 유입측상의 스텍켈노에서 순차적으로 감겨진다. 이 지점에서, 스트립의 온도는 여전히 약 850℃이상으로 유지된다. 이제 이 스트립은 유입측상의 스텍켈노로부터 풀려져서 스텍켈 지지대에서 그리고 압연열의 나머지부에서 약 1mm 두께로 압연되고 그다음 감기기계에 의해 권취된다.
압연된 스트립이 유입측상의 스텍켈노에서 감겨지는 지점앞에 냉각유니트를 배열시키는 것이 또한 가능하며, 여기에서 냉각유니트는 약 10mm의 두께를 갖는 스트립을 850℃ 온도 이하로 냉각시킨다. 페라이트 변태후, 스트립은 스텍켈 열과 압연열의 나머지부에서 압연되어 약 1mm의 두께를 가지며, 더 이상의 냉각 혹은 열처리 없이도 스트립을 사용할 수 있다.
가역작동을 하는 스텍켈열과 부속적인 스텍켈노 또는 감기노를 가지고서 열간 압연 스트립 생산물을 압연하는 것은 문제되지 않는다.
본 발명의 과제는, 오스테나이트계 또는 페라이트계의 조직을 가지는 열간 압연 스트립을 연속적 또는 비연속적으로 압연하기 위한 생산설비를 제공하는 것이다.
이 과제는 본 발명에 따라 다음 사항을 통해 해결된다:
- 제1 압연롤지지대 그룹으로서 다수의, 예컨대 5개의 4단 롤지지대들로 형성된 연속적으로 작동하는 압연열을 구비하고,
- 상기 제1 압연롤지지대 그룹의 연속하는 4단 롤지지대들 사이에 제공된 개별의 가열장치들을 구비하고,
- 이중 와인더 또는 이중 감기기계로서 스트립감기부 또는 감기기계가 배열되어 있다.
이러한 설비구성에 의해 오스테나이트계 조직 및 대략 2.5mm 내지 12mm두께를 가진 열간압연 스트립을 완전히 연속적으로 생산해 내는 것이 가능하다.
하기되는 본 발명의 다른 구성에서는, 다수의, 예컨대 3개의 다듬질롤지지대로 이루어져 연속적 또는 비연속적으로 작동하는 제2 압연롤지지대 그룹이 추가적인 압연열로서 제1 압연롤지지대 그룹 또는 그것의 냉각장치 또는 가열장치의 뒤에 배열되어 있고, 그 압연열 안에는 연속하는 다듬질롤 지지대들 사이에 개별의 가열장치 또는 냉각장치가 또한 배열되어 있으며, 이 제2 압연롤지지대 그룹 뒤에 또 다른 하나의 절단기 및 제2 이중 와인더 또는 이중 감기기계가 배열되어 있다.
이 제2 압연롤지지대 그룹에서 앞에 있는 제1 압연롤지지대 그룹에서 나온 열간 압연 스트립이 오스테나이트계 또는 페라이트계의 조직을 가지며 0.5mm와 2.0mm 사이의 두께를 가진 스트립으로 완전히 연속적으로 압연되는데, 이것은 열간 압연 스트립을 양 압연롤지지대 그룹 사이에 있는 냉각장치 및 가열장치에 의해 그리고 제2 압연롤지지대 그룹의 롤지지대들 사이의 처리장치들에 의해 정확한 온도로 조절하는 것이 가능하기 때문이다.
본 발명의 또다른 구성에서는 제2 압연롤지지대 그룹 뒤에 즉 제2 이중 와인더 또는 이중 감기기계 뒤에 층류 냉각기를 가진 롤러 테이블 섹션이 배열되어 있고, 이 롤러 테이블 섹션 뒤에는 다시 하나의 절단기와 제3 이중 와인더 또는 이중 감기기계가 배열되어 있다.
이 제3의 배열에서는 본 발명에 따라 다음을 가능케한다. 두개의 압연롤지지대 그룹의 작동으로써 열간 압연 스트립을 오스테나이트계의 조직과 1mm이상의 두께를 가진 열간 압연 스트립으로 완전히 연속적으로 압연할 수 있게 해 주는데, 이는 적어도 두개의 압연롤지지대 그룹 사이에, 경우에 따라서는 제1 압연롤지지대 그룹과 제2 압연롤지지대 그룹의 롤지지대들 사이에 추가적인 열공급에 의해, 열공급을 행할 수 있기 때문에 가능하다.
연속적인 작업에 있어서, 압연열에 있는 어느 하나의 압연롤지지대 그룹에서 문제가 발생하게 되면, 균열로의 앞과 뒤에 있는 절단기만이 사용되는 반면에, 그 압연열에 있는 다른 절단기들 각각은 그것들의 바로 뒤에 배열된 이중 와인더 혹은 이중 감기기계와만 연속적인 작업으로 함께 작동한다.
본 발명의 다른 중요한 특징은 압연열의 양 압연롤지지대 그룹 각각이 최대 변형작업을 행하는데 있어서 절대적으로 필요한 롤지지대의 수보다 최소한 하나 이상 많은 수의 다수의 개별 롤지지대를 포함하고 있다는 것이다.
본 발명에 따른 장점으로 다음이 가능해진다. 예컨대 가공로울교체와 같은 압연롤지지대 그룹의 임의의 한 압연롤지지대에 대한 "인-라인" 유지보수작업을 행하면서도 완전히 연속적인 작동상태로 나머지의 압연지지대들이 변형작업을 수행할 수 있게 해준다. 유리하게도 두개의 압연지지대 그룹 앞에는 3m/min과 18m/min 사이의 주조속도로 작업가능한 주조기가 배치되어 있다.
도면을 참조하여 본 발명에 따라 오스테나이트계 또는 페라이트계의 조직을 가진 열간 압연 스트립을 연속적 또는 비연속적으로 압연하기 위한 생산설비를 상세히 설명한다.
본 생산설비는 연속주조기로서 대략 3m/min 내지 18m/min의 주조속도용으로 설계된 주조기(1)를 갖추고 있다.
이 주조기 뒤에는 재료관리를 위한 균열로(2)가 배치되어 있고, 균열로의 앞과 뒤에는 각각 하나의 절단기(3)가 있다. 이 두개의 절단기들(3)은 연속적인 작동상태에서 균열로(2)의 뒤에 배치된 압연열에 문제가 생겼을 때 사용된다.
앞서 언급된 압연열에는 균열로(2)와 제1 압연롤지지대 그룹(4)사이에 슬래브(5)의 초기 압연을 위해 방청장치(7)가 배열되어 있다.
제1 압연롤지지대 그룹(4)은 연속적인 압연작업을 위해 장치된 다수의, 예를 들어 5개의 4단 롤지지대(6)를 포함하고 있다.
압연롤지지대 그룹에서 두개의 연속하는 4단 롤지지대(6) 사이에는 가열장치(8)가, 다시 말하면 제시된 도면에서 5개의 4단 지지대(6)들 사이에 4개의 가열장치(8)가 배열되어 있는데, 이것은 압연기로부터 나온 스트립을 정확한 압연온도로 유지시키기 위한 것이다.
앞으로 설명될 본 작업방식을 위해서 상기된 각각의 가열장치(8)들 대신에 또는 그것들에 추가하여 냉각장치가 각각 설치될 수 있다는 것을 여기서 언급해 두겠다.
제1 압연롤지지대 그룹(4)의 뒤에는 가열장치 또는 냉각장치(9)가 하나 설치되어 있고 그 뒤에는 절단기(10)가 하나 제공되어 있다.
절단기(10) 뒤에는 이중 와인더(11)가 있는데, 이 이중 와인더는 생산설비의 제1의 제조열의 끝부분을 형성하는 것이다.
이 생산설비의 제 1의 제조열은 오스테나이트계 조직 및 대략 2.5mm이상의 두께를 가진 열간압연스트립(5')을 완전히 연속적으로 압연하는데에 알맞다.
앞에서 설명된 제 1의 제조열에는 제 2의 제조열이 연속되어 있다.
이 제 2의 제조열에는 다수의, 예를 들어 3개의 4단 다듬질롤지지대(13)들을 구비한 제2 압연롤지지대 그룹(12)을 포함하고 있고, 여기에는 두 개의 연속하는 다듬질롤지지대(13)들 사이에 개별의 가열장치 또는 냉각장치(14)들이 구비되는데, 이 실시예에서는 2개의 가열장치 또는 냉각장치(14)가 배열되어 있다.
4단 다듬질롤지지대(13) 및 가열 또는 냉각장치들(14)을 갖춘 제2 압연롤지지대 그룹(12)의 뒤에는 연속적인 작업시 스트립을 절단하기 위한 절단기(15)가 구비되어 있고, 이중 와인더(16)가 제 2의 제조열의 끝부분을 형성하고 있다.
제 2의 제조열은 오스테나이트계 또는 페라이트계의 구조를 가지면서 0.5mm와 2.0mm사이의 두께를 지닌 열간압연스트립(5")으로 완전히 연속적으로 압연할 수 있도록 되어 있다. 이를 성취하기 위해 제1의 제조열로부터 나와서 개방되어 있는 절단기(10)를 그냥 통과하고 이중 와인더(11)를 거쳐나온 열간압연스트립(5')에 제1 압연롤지지대 그룹(4)과 제2 압연롤지지대 그룹(12) 사이에 있는 냉각장치 또는 가열장치(9) 그리고 경우에 따라서는 제2 롤압연지지대그룹(12)의 4단 다듬질롤지지대들(13) 사이에 있는 냉각장치 또는 가열장치(14)가 작용하는 것이 필요하고, 이에 의해 스트립은 정확한 조직범위내로 압연된다.
오스테나이트계 또는 페라이트계의 조직을 가지는 열간압연스트립(5")은 이중 와인더(16)에 의해 수용되고 절단기(15)에 의해 분할된다.
본 생산설비의 제 2의 제조열에는 제 3의 제조열이 뒤따른다. 이 제3의 제조열은 롤러 테이블 섹션(17)과 층류냉각기(18)로 구성되어 있고, 제2 압연롤지지대 그룹(12) 후방의 이중 와인더(16) 뒤에 배치되어 있다.
층류냉각기(18)에는 절단기(19)가 하나 뒤따르고 이것 뒤에는 다시 이중 와인더(20)가 뒤따르고 있다.
제 3의 제조열로써 오스테나이트계 조직 및 2mm이상의 두께를 가지는 열간압연스트립(5''')을 완전히 연속적으로 생산하게 된다. 게다가 제1 압연롤지지대 그룹(4)에서도 연속적으로 압연이 행해지고 제2 압연롤지지대 그룹(12)에서도 연속적으로 압연이 행해진다.
본 생산설비의 3개의 제조열이 모두 작동하게 되면, 박편슬래브주조기(1)로부터 공급된 슬래브(5)는 전체 제조열을 통해 연속적으로 이동되고, 최종적인 열간압연스트립(5''')은 이중 와인더(20)에 의해 수용되고, 절단기(19)만이 작동하는 경우 나머지 모든 절단기(3,10,15)들은 작동하지 않고 개방상태에 있게 된다.
마지막으로 확실을 기하기 위해 다음 사실이 고려되어야 한다. 제1 압연롤지지대 그룹(4)에서도 제2 압연롤지지대 그룹(12)에서도 각각의 개별 지지대(6 및 13)의 수는 관계된 압연롤지지대그룹(4 및 12)에서 행해지는 변형작업에 필요한 지지대 수보다 최소한 하나 이상은 초과되도록 선택하는 것이 바람직하다는 것이다.
이것은 특별한 가능성을 제공해주는데, 그것은 예컨대 가공로울교체와 같은 4단 롤지지대(6) 도는 4단 다듬질롤지지대(13)중 임의의 하나에 대한 "인-라인" 유지보수작업을 하면서도 그 나머지의 4단 롤지지대(6) 또는 4단 다듬질롤지지대(13)들이 완전히 연속적인 동작 상태로 변형작업을 수행할 수 있게 해준다는 것이다.
도면은 본 발명에 따라 오스테나이트 또는 페라이트계의 조직을 가진 열간 압연 스트립을 연속적 또는 비연속적으로 압연하기 위한 생산설비의 배치도.
"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"
1: 연속주조기, 박편슬래브주조기 2: 균열로 3: 절단기
4: 제1압연롤 지지대그룹 5: 슬래브 6: 4단 지지대
7: 방청장치 8: 가열장치 9: 가열 또는 냉각장치
10: 연속적인 작동을 위한 절단기 11: 이중 와인더
12: 제2압연롤 지지대그룹 13: 4단 다듬질롤 지지대
14: 가열 또는 냉각장치 15: 연속적인 작동을 위한 절단기
16: 이중 와인더 17: 롤러 테이블 섹션
18: 층류냉각기 19: 연속적인 작동을 위한 절단기
20: 이중 와인더

Claims (9)

  1. 연속주조기(1)를 통해 생산된 슬래브(5)로부터 열간압연스트립을 압연하기 위한 생산설비로서,
    - 연속주조장치/주조기(1)의 뒤, 균열로(2)의 앞에 하나의 절단기(3)가, 균열로(2)의 뒤, 압연기(4) 앞에 또 하나의 절단기(3) 및 방청장치(7)가 배열되어 있으며,
    - 압연기 뒤에 가열장치 또는 냉각장치(9) 하나와 스트립와인더 또는 감기기계 하나가 있는, 상기의 생산설비에 있어서,
    - 제1 압연롤지지대 그룹(4)으로서 다수의, 예컨대 5개의 4단 롤지지대(6)로 형성된 연속적으로 작동하는 압연열을 구비하고,
    - 제1 압연롤지지대 그룹(4)의 연속하는 4단 롤지지대(6)들 사이에 제공된 개별의 가열장치들(8)을 구비하고,
    - 이중 와인더 또는 이중 감기기계(11)로서 스트립와인더 또는 감기기계가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  2. 제 1항에 있어서, 제1 압연롤지지대 그룹(4) 및 가열장치 또는 냉각장치(9) 뒤에 다수의, 예컨대 3개의 4단 롤지지대(13)들로 이루어진 제2 압연롤지지대 그름(12)이 연속적 또는 비연속적으로 작동하는 추가적인 압연열로서 배열되어 있고, 그 속에는 연속하는 다듬질롤지지대(13)들 사이에 다시 개별의 가열장치 또는냉각장치(14)가 배열되어 있으며, 제2 압연롤지지대 그룹(12) 뒤에 또다른 하나의 절단기(15)와 그리고 제 2 이중 와인더 또는 이중 감기기계(16)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제2 압연롤지지대 그룹(12) 뒤에 즉 제 2 이중 와인더 또는 이중 감기기계(16) 뒤에 층류냉각기(18)를 가진 롤러 테이블 섹션(17)이 배열되어 있고, 그 롤러 테이블 섹션 뒤에는 다시 하나의 절단기(19)와 제 3 이중 와인더 또는 이중 감기기계(20)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연속적인 압연열의 두 개의 압연롤지지대 그룹(4,12)은 각각 다수의 개별 롤지지대(6 내지 13)들을 구비하고 있으며, 그 수는 변형작업을 수행해내는데 필요한 롤지지대의 수보다 적어도 하나 이상은 많은 수인 것을 특징으로 하는 생산설비.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 대략 3m/min와 18m/min 사이의 주조속도로 작업가능한 주조기(1)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  6. 제 3항에 있어서, 연속적인 압연열의 두 개의 압연롤지지대 그룹(4,12)은 각각 다수의 개별 롤지지대(6 내지 13)들을 구비하고 있으며, 그 수는 변형작업을 수행해내는 데 필요한 롤지지대의 수보다 적어도 하나 이상은 많은 수인 것을 특징으로 하는 생산설비.
  7. 제 3항에 있어서, 대략 3m/min와 18m/min 사이의 주조속도로 작업가능한 주조기(1)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  8. 제 4항에 있어서, 대략 3m/min와 18m/min 사이의 주조속도로 작업가능한 주조기(1)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  9. 제 6항에 있어서, 대략 3m/min와 18m/min 사이의 주조속도로 작업가능한 주조기(1)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 생산설비.
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