상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가열로, 조압연기, 사상압연기, 가속냉각 장치및 열간 교정기를 이용하여 고장력강을 제조하는 방법에 있어서,
조압연기와 사상압연기 사이에 다수개의 센서들을 장착하여 그 사이에서 공유 냉각 영역을 설정하고; 가열로에서 추출된 소재를 재결정온도 구간에서 조압연기에 의해 조압연을 실시하여 중간목표 두께와 중간 목표온도에 도달토록 하며; 상기 조압연 완료재를 차례로 상기 공유 냉각영역으로 이송하여 다수개를 1개의 그룹(Group)으로 편성하여 일시에 냉각시키고; 일정시간 경과 후 냉각이 종료된 조압연 완료재를 차례로 인출하여 사상압연기에 의해 사상압연시켜 압연 종료두께와 압연종료 온도로 압연시킴을 특징으로 하는 가속냉각강의 생산성 향상을 위한 제조방법을 마련함에 의한다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 방법에 따른 고장력강의 생산성을 향상시키는 제조방법은, 인장강도 50kg.f/㎟급 이상의 고장력강판에 적용된다.
본 발명은 도 3b)에 도시된 바와 같이, 조압연기(120)와 사상압연기(130) 사이에 다수개의 센서(9f)(9d)(9a)(9e)들을 장착하여 그 사이에서 공유 냉각영역(12)을 설정한다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이 조압연기(120)와 사상 압연기(130) 사이에 공유 냉각영역(12)을 설정하는 단계(20)가 이루어진다. 이는 도 3b)에 도시된 바와 같이, 다수개의 근접 센서(9f)(9d)(9a)(9e)등을 일정 간격을 두고서 설치하며, 이들 근접 센서(9f)(9d)(9a)(9e)들은 중앙 제어실의 콘트롤러(미도시)에 전기적인 신호를 송출하며, 이러한 센서(9f)(9d)(9a)(9e)들 사이를 공유 냉각영역(12)으로 설정한다.
그리고, 가열로(100)에서 950~1200℃로 가열된 상태로 추출된 소재를 단계(22)에서 1차 열간압연 중간 목표두께(K)와 중간 목표온도(T2)까지 조압연을 실시한다.
이때, 1차 열간 압연 중간 목표두께(K)는 작업 초기에 설정된 잔류 압하율과 제품 목표두께를 이용하여 하기 식(1)에 의해 구한다.
식(1) : K = L/(1-RRR/100)
[여기서, L : 압연 목표두께(mm)
RRR : 잔류압하율(Remained Rolling Ratio : %)]
다음에는 조압연이 완료된 소재는 공유 냉각영역(12)으로 진입하며, 이러한 공유 냉각영역(12)에서의 냉각 대기시간을 단계(24)에서 하기 식(2)를 이용하여 구한다.
일반적으로 잘 알려진 바에 따르면, 시간 경과에 따른 자연 냉각시 온도 강하량(Tdown) 계산식은,
Tdown= T1-(1/(1/(T1+273)3+GSTR*Time/K)(1/3)-273)
[여기서, T1 : 조압연 완료시의 온도(℃)
GSTR : 온도 방사 계수(5.6E-11)
Time : 자연냉각 시간(초)]
이다. 따라서, 조압연 종료이후 부터 중간 목표온도(T2) 까지의 자연 냉각시간(Time)은 하기 식(2)와 같이 나타낼 수 있다.
식 (2) : Time = K*(1/(T1+273-Tdown)3 - 1/(T1+273)3)/GSTR
[여기서, Tdown = T1- T2
T2 : 중간 목표온도(℃)] 이다.
다음에는 상기 조압연 완료재를 차례로 상기 공유 냉각영역(12)으로 이송하여 다수 개를 1개의 그룹(Group)으로 편성하여 일시에 냉각시키게 되는 바, 상기 공유 냉각영역(12)으로의 진입은 단계(26)에서 공유 냉각영역(12)의 입측 롤러테이블(Roller Table)로 소재를 이송하게 된다.
또한, 다음 단계(28)에서는 도3 b)의 센서(9f)에서 소재가 검출되면 이를 일시 정지시킨 후, 다음 단계(30)에서 냉각중인 선행 소재의 존재 유무가 판별된다.
이러한 경우, 냉각중인 선행소재가 없으면, 다음 단계(32)에서 일시 정지시킨 소재(대기재)를 공유 냉각영역(12)으로 진입시키고, 냉각중인 선행소재가 있으면 단계(34)에서 선행소재와 대기재를 1개의 그룹(Group)으로 편성하여 모두 공유 냉각영역(12)(우측)으로 이송시킨다.
한편, 냉각 그룹편성은, 조압연 완료재가 공유 냉각영역(12) 입측 롤러테이블(미도시)에 있는 도3 b)의 센서(9f)에 의해 검출되고, 선행 냉각중인 소재가 롤러테이블과의 국부적인 접촉에 의해 소재의 온도편차를 유발하지 않도록 좌.우로 이송되면서 공유 냉각영역(12)의 좌측 센서(9d)에 검출되면, 공유 냉각영역(12)의 입측 롤러테이블 상에 있는 바로 진입하는 소재와 함께 동시에 우측으로 이송함으로써 모두 공유 냉각영역(12)으로 진입하도록 수행된다.
다음, 단계(36)에는 1개의 그룹으로 편성된 공유 냉각영역(12)의 소재가 우측으로 이송되어 공유 냉각영역(12)의 우측 센서(9a)에 검출되었는지가 판별되고, 만일 검출되었다면 다음 단계(40)에서 최 선행재의 냉각이 종료 되었는가를 판단하여 냉각이 종료되었으면, 단계(42)에서 최 선행재를 냉각 그룹에서 분리하여 사상압연을 실시하고, 나머지 소재는 좌측으로 이송하며, 최 선행재의 냉각이 종료되지 않았으 면 단계(42)에서 냉각중인 소재 전체를 좌측으로 이송시킨다.
한편, 1개의 그룹으로 편성된 냉각그룹에서 냉각이 완료된 냉각 종료재의 분리는, 냉각대기중에 롤러테이블에 의해서 좌.우로 이송중인 소재가 센서(9a)에 검출되고, 콘트롤러(미도시)로 부터 최 선행재의 냉각종료 신호가 발생하면, 상기 최선행재가 센서(9e)에 의해서 검출될 때까지 이송하며, 이때 최 선행재는 사상압연기(130)로 이송되고, 잔류소재는 좌측의 공유 냉각영역(12)으로 되돌려 이송됨으로써 냉각이 계속 수행된다.
여기서, 최 선행재의 냉각종료 판단신호는 잔류 냉각시간과 냉각중인 최 선행재를 센서 (9a) 위치에서 사상압연기(130)까지의 이송 및 작업준비를 위한 시간을 고려하여 하기 식(3)을 만족하는 것으로 한다.
식 (3) : 잔류 냉각시간(현재시각 - 조압연 종료시각) ≤ α
한편, α값은 센서(9a)의 위치에서 사상압연기(130)까지의 이송시간과 냉각중인 소재가 좌측으로 이송하였다가, 다시 우측으로 이송하여 센서(9a)에 검출될 때까지 소요되는 시간 중 큰 값으로 한다.
다음으로는 일정시간 경과 후 냉각이 종료된 조압연 완료재를 차례로 인출하여 사상압연기에 의해 사상 압연시켜 압연 목표두께(L)와 압연종료 온도(T3)로 압연시키게 되며, 이는 냉각이 완료된 최 선행재는 사상압연기(130)측으로 이동시키고, 다음 단계(45)에서 잔류 냉각재가 잔류되는 지를 판별한다. 만일 공유 냉각영역(12)에 1군의 그룹내에 남은 나머지 조압연 완료재가 있다면, 이들은 단계(47)에서 좌측으로 이동하여 다시 공유 냉각영역(12)으로 진입되고, 만일 없다면 단계(46)에서 종료된다.
그리고, 다시 공유 냉각영역(12)으로 진입된 소재들은 단계(50)에서 공유 냉각영역(12)의 좌측 센서(9d)에 의해서 소재가 검출되면, 이들 냉각중인 소재를 단계(52)에서 우측방향으로 이송시키고, 그렇지 않으면 좌측방향으로 계속 이송시킨다.
이어서, 상기의 이송 과정을 제품두께 40mm이상에 대해 계속 수행하여 롤러테이블과 소재가 국부적으로 접촉하여 발생할 수 있는 소재의 온도편차를 방지하고, 조압연 완료재들은 공유 냉각영역(12)의 길이 및 냉각 대기시간의 허용 한계내에서 최대한 장입하되, 최대 장입 매수는 냉각 대기시간을 조압연시간 또는 사상압연시간 중에서 큰 값으로 나눈 값의 정수보다 작은 수로 하여 과냉각이 발생하지 않도록 한다.
[실시예]
표2는 제품두께: 40∼80mm, 제품폭: 1600∼3500mm의 범위에 속하는 강판을 조압연 영역(122) 1매 및 사상압연영역(124) 1매를 냉각시키는 종래 방법과 조압연기(120)와 사상압연기(130) 사이에 공유냉각영역(12)을 설정하여 집단냉각 시키는 본 발명방법을 비교 실시하였다. 본 실험은 각각의 방법에 따라서 100매 씩 압연한 후의 생산성을 비교한 것으로서, 본 발명 방법에 의한 경우의 압연 피치(pitc)는 평균 3매 동시 냉각을 기준으로 한 것이다.
본 발명에 의하면, 각 압연소재당 압연피치들이 각각 208초로서, 이는 종래에 비해 각각의 압연 소재당 중간 목표온도(T2)까지 도달하는 데에 각각의 소재당 105초가 감소되어 압연처리 생산성은 189.6[Ton/Hour]인 것이었다.
이는, 종래의 방법에 의한 경우의 압연처리 생산성 130.0[Ton/Hour] 대비 약 59.6[Ton/Hour] 이 향상하였음을 알 수 있다.
표 2 : 종래방법과 본 발명 방법에 의해 제조된 제품의 생산성을 나타냄.
구 분 |
종래 방법 |
본 발명 |
대상재 |
Ton/Hour |
130.0 |
189.6 |
제품두께 ≥ 40 mm 평균 중량 : 11.3 톤 |
각각의 소재의 압연피치 |
313 초 |
208초 |