KR100551719B1 - 압연 밴드의 압연방법 - Google Patents

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Abstract

압연 테이블(6)에 최소한 두 개의 압연대(7, 8)를 설치하여 압연 밴드(3, 4)를 제조하는 압연법으로서, 각각의 압연대는 따로 수평 조정이 가능한 상, 하 작업롤(10, 11)이 설치되어 있고, 두 개의 롤만으로 구성되어 있거나(2단 압연기) 또는 지지롤(9)의 직접 또는 중간롤을 통해서 지지롤이 설치되어 있는 압연대이거나, 최소 2회의 패스에 걸쳐서 재료가 압연되는 가역롤이 설치되어 있는 가역압연대이고, 이 압연대에서 압연 밴드의 상태를 변화시키는 방법에 있어서, 열간 및 냉간밴드(3, 4)에서도 최적 평활도가 얻어지고, 최소한 하나의 밴드 부위에서 밴드폭에 대한 목표 비평활형상이 제시되고, 그 밴드 부위에서 실제 얻어진 비평활형상을 조사하고 설정된 비평활형상과 비교하고, 이를 이용하여 차이를 계산해 내고 기계적으로 또는 비기계적으로 작용하는 조절부재를 사용하여서 이 차이를 가능한 최소화시킨다.
본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치는 다음과 같은 최소한 두 개 또는 다수의 조절부재를 포함하고 있다. 즉, 이동 가능한 작업롤(10, 11) 또는 작업롤 굽힘 장치(13), 작업롤(10, 11)을 쌍으로 교차시키는 수단 과 지지롤(9), 작업롤(10, 11)용 국부 냉각기(15), 작업롤(10, 11)의 길이 부분에 있는 열 덮개(18), 마무리 테이블 앞, 안 또는 뒤의 밴드 가장자리 가열기(14), 예: 이동롤통로 부위, 마무리 테이블 앞, 안 또는 뒤의 밴드 가장자리 냉각기(16), 마무리 테이블 안의 밴드 가장자리 윤활기(17).

Description

압연 밴드의 압연방법{METHOD FOR ROLLING A BAND}
본 발명은 밴드 테이블에 최소한 두 개의 압연대를 설치하여 압연 밴드(스트립)를 제조하는 압연방법과 그 압연장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각각의 압연대는, 따로 수평 조정이 가능한 상, 하 작업롤이 설치되어 있고, 두 개의 롤만으로 구성되어 있거나(2단 압연기) 또는 그 것의 각각에 직접 또는 중간롤을 통해서 지지롤이 설치되어 있는 압연대이거나, 최소 2회의 패스에 걸쳐서 재료가 압연되는 가역롤이 설치되어 있는 압연대이고, 이 압연대에서 압연 밴드의 상태를 변화시키고, 조절부재를 사용하여 프로필(단면 윤곽) 및 평활도를 압연 밴드에 제공하는 것을 특징으로 한다.
실제로 열간밴드의 평활에 대한 요구는 냉간밴드의 평활과 마찬가지로 지속적으로 증가되었다. 후방 압연기에도 더 많은 압하량과 더 높은 압연력을 요구하는 결과를 가져오는 더 얇고 더 폭이 넓은 제품에 대한 요구 때문에 열간압연에 대한 한계 조건이 더욱 어려워졌다. 여기에서 압하량이 많아지면 마모가 증가하고(CSP 장치), 테이블에 부하가 높아지면 "열적 크라운(Crown)"이 높아진다. 알루미늄 밴드 테이블을 사용한 연속 압연밴드 제조를 예시로 들 수 있다.
그러므로 최적의 "예비 설정"을 실시하여 극한의 한계조건에서도 높은 밴드 평활도를 엄수하고, 테이블내에서의 평활도도 향상시키는데에는, 기본적 기술 및 경제적인 요구가 생기고, 이러한 요구는 용도를 비롯하여 운반 롤러 통로에 있는 열간밴드의 냉각 시와 코일에서의 냉각시 예상 공정에 따라서 달라진다.
판 재료를 열간 압연할 때 압연 공정에서 열적 크라운과 작업롤의 마모 및 작업롤의 탄성변형이 비교적 크게 발생하게 된다. 조절부재를 사용하여 상기 현상을 교정하지 않으면 계속된 압연용 재료의 사용량 증가로 인하여 롤 형상이 변형되어진다. 이 현상은 압연대를 거치면서 그리고 패스를 거치면서 다르게 나타난다. 상기와 같은 현상으로 인하여 밴드 형태뿐만 아니라 설정된 열간밴드 평활도도 변하고 그 결과로 냉간밴드 평활도도 변하게 된다.
일정한 폭으로 압연할 때 압연 공정 내에서 밴드는 동일 폭 또는 대체로 비슷한 폭으로 압연하게 된다. 이때 일정한 점(예, C40 또는 C25)으로 설정한 밴드 프로필의 값과 밴드 프로필 형상이 같이 변할 뿐만 아니라, 밴드의 중간 부위 뿐만 아니라 특히 가장자리 근처에 대하여 설정된 밴드 평활도도 변한다. 이때 예를 들면 롤의 열적 크라운의 감소 또는 작업롤 가장자리의 마모는 원하지 않는 프로필 이상을 초래하게 된다. 즉 상기 현상은 가장자리 부위의 두꺼워짐(융기) 또는 이와 반대로 가장자리 부위의 두께 감소를 의미하는 것이다. 상기한 프로필의 이상으로 인하여 일정 폭을 가지는 밴드의 압연가능 길이가 상당히 제한되어진다. 이로서 일정 폭의 압연 길이는 일정한 폭 또는 대체로 비슷한 폭으로 압연되는 모든 밴드 길이의 합으로 결정되어 진다.
특허 DE 30 38 865 C1에는 작업롤의 열적 크라운과 작업롤 마모의 변화를 수평이동 부재 및/또는 굽힘 부재와 같은 적당한 조절부재, 예를 들면 "CVC"-(연속 변이 크라운) 이동 또는 적절한 냉각을 이용하여 보정하는 방법이 알려져 있다.
특허 EP 0 276 743 B1에는 밴드의 구형화 및/또는 가장자리 감소를 조정하기 위하여 밴드폭을 포함한 압연 조건에 따라서 작업롤의 수평 이동도를 비롯하여 탠덤압연기의 압연대의 상승 쪽에 위치하는 일단의 압연대의 작업롤에 작용하는 굽힘강도를 조절하는 방법이 알려져 있다.
뜻하지 않은 프로필 형상과 비평활형상을 방지하는 것을 목적으로 작업롤의 마모와 열적 크라운을 조정하기 위하여 압연대의 하강 측에 위치한 부위에서 작업롤을 소정의 시간 간격으로 앞뒤로 이동시킨다. 이때 후방 압연대는 모든 밴드 쪽으로 적절한 정도만큼 이동하고, 최대로 이동하고 난 후에는, 반대로 이동한다. 상기와 같은 반복 이동을 통하여 넓은 범위에 걸쳐서 작업롤의 마모는 균일하게 진행된다.
특허 EP 0 618 020 A1에는 압연밴드의 프로필과 평활도에 영향을 미치도록 조절부재가 압연 밴드에 작용하는, 수평방향으로 조절 가능한 상, 하 작업롤이 설치되어 있는 상기와 같은 타입의 압연대를 사용한 압연 밴드의 압연법이 알려져 있다. 상기한 특허의 압연법에서는, 유연성 있는 압연 공정으로도, 압연 밴드의 목표 프로필 형상이 주어질 때, 압연 밴드의 프로필 정확도와 평활도에 대한 요구 조건을 충족시킬 수 있는데연이은 두 그룹의 조절부재가 압연 밴드에 영향을 미치게되고, 임계 두께 이상인 압연 밴드 두께에 대해서는 첫 그룹의 조절부재가 사용되고 주로 압연 밴드의 중간 부위의 형상이 영향을 받는다. 반면에, 임계 두께 이하인 밴드 가장자리 부위의 압연 밴드 두께에 대해서는 두 번째 그룹의 조절부재가 사용된다.
높아진 요구 조건, 특히 극한의 한계 조건에서의 평활도에 대한 요구조건을 만족시키기 위해서는 현재까지 알려진 기술로는 아직 불충분하다. 이러한 것은 특히 열간밴드의 제조 시에 발생한다. 즉 큰 두께 및 재료 교체 이외에도 무엇보다 좁고 넓은 방향으로 폭을 도약시키고자(혼합 압연) 압연 공정을 유연하게 설정할 수 있도록 할 때 생긴다. 그 외에도 경제적 이유 때문에 동일 폭으로 된 밴드의 제조 수량을 하나의 압연 프로그램을 사용하여 프로필 정확성과 평활도를 해치지 않고 높여야 한다.
본 발명은 유연한 압연 프로그램을 사용하여도 열간 압연 밴드 평활도와 냉간압연 밴드 평활도를 비롯하여 프로필 정확도와 같은 것에 대한 높은 요구 조건을 만족시키고, 제품 용도를 비롯한 운반 롤러 경로에서 열간밴드의 냉각 시와 코일에 있어서의 냉각시의 공정과 관련한 최적의 예비 설정을 통하여 테이블내에서의 높은 평활도를 달성하고 또한 극한 한계 조건에서도 높은 밴드 평활도가 얻어지도록 하는 것을 특징으로 하는 압연방법과 압연장치를 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기 방법은 냉간 테이블 및 냉간 압연대에 응용되어진다. 또한 여기에서는 밴드 가장자리 부위에 형상 변화가 일어나도록 하고 가능한 한 "가장자리 탈락"이 없는 형상이 얻어지도록 하고, 특히 밴드 가장자리의 비평활도와 밴드 응력이 한계내에 유지되어야 한다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 청구항 제1항에 기술된 것을 특징으로 하여 청구항 제1항의 개념에 제시된 종류의 압연 밴드의 압연방법을 제공한다. 상기 방법에 있어서 밴드의 기준점에 관련된 요구 평활도를 더 이상 벗어나지 않도록 하고, 그렇지 않으면 오히려 밴드폭에 대한 목표 비평활형상이 제시되고, 다른 한편에서는 특정 밴드 부위에서 얻어진 비평활형상을 조사하고 설정된 비평활형상과 비교하고, 이를 이용하여 차이를 계산해 내고 구비된 기계적으로 또는 비기계적으로 작용하는 독특한 조절부재를 사용하여 이 차이를 가능한 최소화시킨다.
본 발명에 제시된 방법을 이용하여, 극한 한계조건에서도 최적의 예비 설정을 실시함으로서 양호한 밴드 평활도를 달성한다.
상기 조건에서 롤 세트의 탄성 거동에 영향을 미치는 모든 조절부재 및 인자는 폭에 대하여 포물선 모양의 밴드 연신이 일어나게 할 수 있다. 특히 모서리 부분에 대하여 물결 형태 및 밴드 연신의 변화를 일으키는 원인에는 다음과 같은 원인들이 있다.
- 작업롤의 마모
- 열적 크라운(국부 냉각, 열차단 덮개)
- 예컨대 롤 편평화에 의한 압연력
- 특수 롤연마 (융기 방지롤, 경사롤)
- 온라인 작업롤 연마기
- 가장자리 부위의 밴드 온도변화(증가/감소)
- 밴드 가장자리 윤활
필요에 따라서 주로 포물선 효과 또는 가장자리 부위에서 높은 정도의 효과를 나타내게 되는 조절부재가 작동되어진다.
본 발명에 따른 방법에서는, 사용 용도와 더불어 운반 롤러 경로 및 코일에서 열간밴드의 냉각 시에 공정에 따라 밴드의 목표 형상과 평활도가 미리 설정된다. 이 경우 예를 들면 C40 점과 관련된 목표 평활도 값 또는 목표 비평활도 값만을 미리 설정하는 것은 불충분하고, 그러므로 폭 전체에 대하여 밴드 연신/수축 또는 높은 정도의 평활도를 얻도록 하는 것이 중요하다.
예를 들면 목표 평활도 및 비평활도 값의 설정 대신 또는 이 설정에 추가로 폭에 대한 목표 응력분포 또는 목표 연신의 프로필을 설정하고 실제로 얻어진 또는 계산된 응력 분포 및 연신과 서로 비교하는 것이 가능하다. 그 다음에 이때 얻어진 차이가 계산되어지고 이 차이를 가능한 최소화시키는 방식으로 독특한 조절부재가 사용된다.
밴드 형상과 밴드 형상의 변화를 비롯하여 폭에 대한 밴드 응력분포 및 밴드 연신의 조사에 관한 방법을 흐름도 형태로 도 12에 나타내었다.
폭에 대한 소정 밴드 응력분포 및 밴드 연신을 달성하기 위한 방법의 절차를 흐름도 형태로 도 13에 나타내었다.
냉간 상태에서 평탄한 밴드를 달성하기 위하여 열간 테이블 내에서 밴드 길이에 대하여 열간밴드에 다양한 비평활형상을 설정하는 것이 유리하다.
다양한 열간밴드의 비평활도를 미리 설정함에 있어서 밴드 길이에 대하여 작업롤 굽힘, PC 압연대 조절각, CVC 이동 또는 다른 조절부재가 가변적으로 조정되어진다.
또한 상기 방법에서, 차이가 불충분하게 최소화되었을 때 해당 압연대의 입력 조건이 변하게 되어 결과가 최적화된다. 이때 기계적으로 작용하는 조절부재뿐만 아니라 추가로 물리적으로 작용하는 조절부재도 사용된다. 상기 조절부재는 밴드의 머리 뿐 아니라 밴드 길이에 대해서 예비 조정기로서 가변적으로 조절할 수 있다. 물리적으로 작용하는 조절부재는 예를 들면 밴드 가장자리 냉각, 밴드 가장자리 가열, 압연력 분포 또는 밴드 가장자리 윤활과 같은 것들이 있다.
이때 발생하는 변화 및 밴드의 상태 변화를 더 잘 파악하기 위하여 밴드폭을 본체 부위와 가장자리 부위로 분할하여 목표치 및 실측치를 표시하게 된다. 비평활형상은 다항식 y* = A2x2 + A4x4 + A6x6 + Anxn 으로 나타낼 수 있으며, 상기 식에서 y*는 밴드 연신, 밴드 비평활도 및 밴드 응력의 좌표이고 x는 밴드폭 좌표를 나타낸다.
본 발명의 방법의 또 다른 유리한 실시형태에 따라, 양과 음의 한계(밴드 응력, 평활도, 밴드 연신, 밴드 수축)가 목표치 근처에서 규정되고, 밴드 응력 분포, 평활도 분포, 밴드 연신/수축의 분포가 한계 내에 놓이도록 조절부재가 사용된다.
밴드폭에 대하여 포물선 또는 더 높은 차수 모양의 밴드 연신/수축을 얻기 위하여 압연 재료의 탄성 거동에 영향을 미치는 조절부재가 사용되어지며, 조절부재는 CVC 작업롤을 위한 축방향 이동 수단 또는 롤을 위한 굽힘장치, 또는 두개의 장치 모두를 포함한다.
또한 본 발명에서는, 열간밴드 및 냉간밴드 상태에서 뾰쪽한 물결 모양이 생기는 것을 방지하기 위하여 압연력이 적어도 최종 압연대에서 감소되고 전방에 설치된 압연대에서 압연력이 증가하도록 압연력의 재분배가 실행된다.
운반 롤러 경로 및 코일에 있는 압연밴드의 냉각과 그리고 이때 발생하는 밴드 몸체 및 밴드 가장자리 부분에서의 밴드 연신/수축 과정이 분석되고, 측정된 또는 계산된 길이 변화는 조절부재를 적절하게 예비 설정함으로써 적어도 최종 압연대에서 보상된다.
그리고 최종적으로 본 발명에 따른 방법에서는, 기계적으로 작용하는 조절부재가 사용되고, 비기계적(예를 들면, 양 또는 음의 열적 조절 수단)으로 작용하는 조절부재로 상기 기계적으로 작용하는 조절부재를 보조한다.
본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치는 압연 장치부에 장치에 관한 청구항에서 제시된 특징을 갖는 적어도 두 개 또는 그 이상의 조절부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는 축방향으로 이동가능한 CVC 작업롤 또는 작업롤 굽힘장치를 포함하고 있다. 추가로 작업롤은 교차 가능하게 형성되어 있다. 작업롤의 열적 영향을 위해서 예를 들면 열차단 덮개를 설치하거나 또는 경우에 따라서 국부 냉각기를 설치할 수 있다. 게다가 작업롤은 특수 롤연마 또는 온라인 연마기를 구비한다. 필요에 따라서 밴드 가장자리 부위에 대한 열적 교정이 필요하다면, 마무리 압연 테이블의 앞, 안 또는 뒤를 비롯하여 예를 들면 운반 롤러 경로에 밴드 가장자리 가열기, 또한 마무리 압연 테이블의 앞, 안 또는 뒤에 밴드 가장자리 냉각장치를 설치할 수 있다. 그리고 최종적으로 마무리 압연 테이블 안에 밴드 가장자리 윤활장치를 설치를 할 수 있다.
본 발명의 보다 상세한 내용, 특징 및 장점은 도면에 도시된 실시예의 다음 설명으로부터 명확하게 나타난다.
도 1은 압연밴드(3, 4)의 폭에 대하여 설정된 목표 비평활형상을 달성 가능하게 하는 압연 테이블(6)의 일부 개략도로서, 기계적인 조절부재는 기호만을 표시하여 나타낸 것이고, 보조 부품을 포함하고, 컴퓨터 및 측정기는 블랙 박스 형태로 나타내었다.
장치는 여러 개의 압연대로 구성되어 있는데, 이들 중에서 예시로 첫 번째와 최종 압연대 (7, 8)만이 도면에 표시되어 있다. 그러나 여러 패스에 걸쳐서 압연하는 가역 압연대로 구성된 압연 테이블도 포함되어질 수 있다. 각각의 압연대(7, 8)는 지지롤(9)로 지지된 수평조절 가능한 상, 하 작업롤(10, 11)로 구성되어 있다. 상, 하 작업롤은 축방향 이동 가능하고 특히 CVC-이동장치(12) 및 작업롤 굽힘 장치(13)가 설치되어 있으며, 연마 또는 열적으로 마모된 형상을 나타내는 작업롤(10, 11)은 CVC-이동장치(12) 및 작업롤 굽힘장치(13)를 통해서 밴드 중간 부위 또는 밴드 가장자리 부위에서의 기계적 조절부재로서 사용된다.
상기의 기계적 조절부재(12, 13)를 보강하기 위하여, 마무리 압연 테이블의 첫째 압연대의 앞과 뒤에 압연밴드(3, 4)의 가장자리 가열 상태를 변화시키기 위한 밴드 가장자리 가열기(14)가 설치되어 있다. 작업롤(10, 11)의 열적 크라운의 변화에 의한 밴드 형상의 열적 조정을 위하여 압연 테이블(6)에는 전방 및 후방 압연대 부위에서 작업롤 국부 냉각기(15)가 설치되는데, 예를 들면 작업롤(10, 11)을 향해서 적당한 구간에 첫째 압연대(7)의 후방에 표시된 것과 같이 분사노즐 형태로 설치되어 있다. 밴드 가장자리의 열적 조정을 위하여, 측면 유도부내에 설치한, 분사노즐로 구성되어 있는 밴드 가장자리 냉각기(16)와, 마지막 압연대(8)에서 나타낸 것과 같이, 작업롤 덮개가 설치되어 있다. 밴드 가장자리 부위에 위치한 작업롤(10, 11)의 윤활부(17)는 롤 간극에서의 부하 분포를 비롯하여 밴드 형상에도 영향을 미친다. 밴드 형상을 연속적으로 조사하기 위하여 마지막 압연대(8)의 뒤에 두께, 평활도 및 온도 측정기(19, 20, 21)가 설치되어 있다.
측정기(19-21, 25, 26)를 비롯하여 기계적 조절부재(12, 13)의 표시 장치, 열 및 기타 영향을 주는 부품(14, 18)은 밴드 형상 및 평활도 계산기(22)에 연결되어 있다. 조사된 측정치, 특히 밴드(3, 4)의 프로필, 평활도 및 비평활도의 측정치는 미리 연결한 제어 시스템 및 조절부재의 교정에 대하여 직접적으로 이용할 수 있다. 상기의 목적은 실제 얻어진 압연밴드의 비평활형상을 설정한 목표 비평활도의 값과 비교하여 차이를 계산하고 사용 가능한 기계적 또는 물리적으로 작용하는 독특한 조절부재를 사용함으로서 본 발명의 상기 내용에 기술한 바와 같이 차이를 가능한 한 최대로 최소화시키는 것이다. 프로필 및 평활도 계산을 위한 최적 초기 조건을 유지하기 위하여, 특히 들어오는 밴드 형상은 프로필 측정기(25)에 의해, 그리고 들어오는 밴드 평활도는 평활도 측정기(26)를 사용하여 검출된다. 패스 스케쥴 계산기(23)는 입력 데이터를 밴드 형상 및 평활도 계산기(22)에 제공한다. 원하는 압연력 균일 분포를 위한 목적으로 데이터 반송부(24)가 설치된다.
밴드 형상 및 밴드 연신(ΔL/L)i (B)의 조사와 폭(B)에 대한 밴드 응력 분포 σi (B)의 취급 방법이 도 2a에서 도 2e까지에 표시되어 있다. 폭에 대하여 설정된 목표 비평활도 및 목표 밴드 연신을 산출하는 방식 절차는 도 12에 흐름도로 표시되어 있다. 도 2a에서 실선의 곡선은 들어오는 밴드 형상 yein (B), 그리고 점선의 곡선은 나가는 밴드 형상 yaus을 나타낸다. 도 2b는 들어오고 나가는 밴드 형상 사이의 차이를 나타내는 것이고, 도 2c는 밴드 가장자리 부위 (a)를 나타내는 밴드 연신 (B)을 나타내고 상기에서 나머지 곡선은 소위 "밴드 본체 부위를 나타내고 k는 밴드폭에 대한 진행 지수이다. 점선 표시 곡선은 밴드폭에 대한 양 및 음 평활도 한계의 형태를 나타내는 것이다. 도 2d에 밴드 연신의 분포 및 포물선형 부분으로 한계가 표시되어 있고 도 2e에 높은 차수 부분으로 그 한계가 표시되어 있다.
도 3a는 압연된 밴드의 폭에 대한 압연 프로그램의 도면을 나타낸 것이다. 상기 도면은 총 185개의 코일의 압연 시에 1000mm와 2000mm 사이에서 적절한 간격으로 측정한 폭의 변화 즉, 폭의 차이를 나타낸 것이다. 도 3b는 추가로 동일한 상기 압연 프로그램에서 동일 코일에 대하여 1600과 3600 마이크로미터 사이의 압연 재료의 두께 변화를 측정하여 표시한 것이다. 넓은 밴드의 압연 시에 예시한 도 3a, 도 3b에 해당하는 압연 프로그램을 따를 때 짧은 시간의 인장력으로 융기가 발생할 수 있다. 상기 결과는 도 4에 도시된 융기방지롤을 사용하여 성공적으로 방지되어진다.
밴드 형상의 변화는 도 5c와 도 5d에 명백하게 나타나있다. 상기 형상 변화는 압연대(3-6)에 대한 도 6a에서 도 6d까지에서 알 수 있는 것과 같이 특히 밴드 가장자리 부위에서 밴드 연신을 일으킨다. 상기 도면에서 종축은 높은 정도의 평활도, 횡축은 코일 수를 나타낸 것이다. 도 5d와 도 6b로부터 특히 코일 20에서 80까지의 부분에서 융기방지롤의 사용에 의한 밴드형상 변화를 뚜렷하게 알 수 있다.
또한 작업롤의 마모 및 열적 크라운이 바람직하지 않은 밴드 연신 및 밴드 수축을 야기할 수 있다. 그러므로 밴드 연신의 한계에 대한 한계, 평활도 또는 높은 정도의 평활도의 한계에 대한 한계를 도입하여야 한다. 이러한 평활도 한계의 도입은 예를 들면 F3에서 F6까지의 압연대에 대한 도 7a에서 도 7d(일점쇄선)에서 알 수 있다. 밴드 형상 및 밴드 평활도의 최적화를 목적으로 CVC롤, 융기방지롤 및 종래의 롤에 대한 F1에서 F6까지의 압연대의 조정된 설정 이동위치가 도 8a 내지 도 8f에 표시되어 있다. 도 7d의 출구측 압연대에 대해서는 밴드 가장자리를 위한 높은 수준의 음의 목표 비평활도가 설정되었다. 특히 도 7d에 표시된 것과 같이, 예를 들면 밴드 가장자리에서의 뾰족한 물결과 같은 높은 정도의 물결 부분은 열간밴드에서 뿐만 아니라 냉간밴드에서도 성공적으로 제거된다.
형상 제어를 위한 또 다른 조절부재는 도 9에 표시되어 있다. 경사롤의 형태로 되어 있는 것을 알 수 있으며, 상기 도면에서 축방향의 길이는 횡축, 직경 차이는 종축으로 표시되어 있다.
밴드 형상, 평활형상 및 밴드 연신의 형태에 미치는 경사롤의 효과는 도 10a에서 도 10d까지에서 알 수 있다. 도 10a의 실시형태에서는 원하는 밴드 형상이 얻어진다. 그러나 도 10b에 따르면, 가장자리 부위에서 바람직하지 않은 짧은 줄이 나타난다. 가장자리에서의 너무 높은 인장력에 의해서 밴드가 찢어질 위험성이 매우 높다. 상기의 문제점을 해결하기 위하여 높은 수준의 평활도 한계가 도입된다.
도 10d에 따른 평활도 형태가 허용 한계 내에서 유지되기 때문에 도 10c에 나타난 원하는 밴드 형상은 그렇게 편평하지 않다. 높은 정도의 평활도를 향상시키는 것을 목적으로 이동 위치를 최적화할 때 본체 평활도를 보증하기 위하여 굽힘을 사용한다.
높은 정도의 목표 평활도 부근에 평활도 한계선을 설정하는 것이 유리하다. 평활도 한계선은 밴드/코일의 냉각 시에 밴드 가장자리에서 예상되는 물결 부분의 억제 및 테이블 내에서의 안전한 이송을 보장하는 목적을 갖고 있다.
뾰족한 물결 부분은 종종 압연 테이블에서 발생하게 된다. 그 원인은 예를 들면 도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이 압연대 F6에서 압연력이 너무 높기 때문이다.
압연력 수준은 흔히 압연대에 따라서 낮아지지 않고, 일정하거나 또는 도 11a의 F6에서와 같이 약간 증가한다. 상기와 같은 현상은 도 11c에 표시된 바와 같이 특히 얇은 밴드인 경우 밴드 가장자리 부위를 길게 하는 결과를 발생시키게 된다.
목표 평활형상 (ΔL/L)ziel 및 평활도 한계 (ΔL/L)lim가 또한 도 11c에 표시되어 있다. 이러한 과정이 밴드 가장자리의 온도가 자연적으로 약간 낮아지는 열간 압연에서 발생할 때 코일에 대한 열간밴드의 냉각과정에서 상황은 더욱 악화되어진다. 이런 상황은 도 11d 내지 도 11f에 따라 F4/F5에서 압연력을 증가시키고 F6에서 압연력을 감소시켜 압연력을 재분배함으로써 향상된다.
이에 따른 본체 비평활도의 변화는 조절부재, 작업롤 굽힘 또는 CVC 롤을 사용하여 보상될 수 있다. 냉간밴드 평활도를 향상시키기 위하여, 운반 롤러 경로와 코일에서 열간밴드의 냉각 과정에서의 공정 분석을 실시하여 폭에 대한 열간밴드의 목표 밴드 연신을 조사할 수 있다. 상기 실시 방법은 도 13에 흐름도로 표시되어 있다.
전체 반복 스케줄에 통합된 압연력 재분배 방식이 도 12에 도시되어 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해, 평활도의 개선이 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 압연방법 실시를 위한 장치 구성도,
도 2a 내지 도 2e는 밴드폭에 대하여 밴드 연신의 측정을 나타내는 도면,
도 3a 및 도 3b는 압연 제품의 폭/두께에 따른 압연 프로그램의 각 도면,
도 4는 융기 방지 롤의 형상(EP 0 672 471 A1에 따름)을 나타내는 도면,
도 5a 및 도 5f는 압연대 1에서 6까지에서 가장자리 부위에서 압연에 의해 밴드 융기 제거 시에 융기방지롤의 영향을 나타낸 도면,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 방법을 사용하지 않은 높은 정도의 평활도를 나타낸 도면,
도 7a 내지 도 7d는 가장자리 부위에서 음의 목표 평활도의 설정과 평활도 한계의 도입을 나타내는 도면,
도 8a 내지 도 8f는 CVC롤, 융기방지롤 및 종래의 롤의 이동위치 변화에 의한 형상 조절을 나타낸 도면,
도 9는 경사롤의 형태를 나타낸 도면,
도 10a 내지 도 10d는 평활도 한계를 고려하거나 고려하지 않은 경사롤의 영향을 나타낸 도면,
도 11a 내지 도 11f는 밴드 평활도 형상 및 밴드폭에서 밴드 연신 형상에 미치는 압연력 재분배의 영향을 나타낸 도면,
도 12는 폭에 대한 소정 밴드 연신을 얻기 위한 흐름도,
도 13은 냉간밴드 비평활도 및 그 감소 효과를 일으키기 위한 흐름도.

Claims (17)

  1. 수평방향으로 조절가능한 상하 작업롤을 구비하고 있고 상기 작업롤이 단독으로 압연 작업을 실행하거나(2단 압연기), 또는 각각의 작업롤이 직접 또는 중간롤을 통하여 지지롤에 지지되어 있는 형태의 적어도 두 개의 압연대를 구비하고 있는 압연기에서 압연이 실행되거나, 적어도 2회의 패스에 의해 압연되며 상기 압연 패스에서 밴드의 상태가 변경되는 가역 압연대에서 압연 밴드를 제조하는 압연방법에 있어서, 예비 설정을 위해 압연 밴드의 용도와 운반 롤러 경로 및 코일에서의 냉각 동안의 공정에 따라 산출된 목표 비평활형상을 밴드 몸체 및 에지 구역에 대해 미리 설정하고, 실제 얻어진 비평활형상을 검출하여 미리 설정된 비평활형상과 비교하고, 비평활형상의 차이를 계산하고, 기계적으로 작용하는 조절부재 또는 비기계적으로 작용하는 조절부재, 예를 들면 정 또는 부의 열 영향 요소를 사용하여 그 차이를 최소화 시켜, 열간 압연 밴드 비평활형상이 밴드의 냉각후에 원하는 냉간 밴드 평활도가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 목표 비평활형상 설정에 추가하여 폭에 대한 목표 응력분포 또는 목표 연신의 프로필을 설정하고, 실제로 얻어진 응력 분포 및 연신을 목표 응력분포 또는 목표 연신과 서로 비교하고, 이때 얻어진 차이가 계산되고 그 차이가 가능한 최소화되도록 조절부재가 사용되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 냉간 상태에서 평탄한 밴드를 달성하기 위하여 열간 상태에서 밴드 길이에 대하여 상이한 비평활형상을 설정하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 차이가 불충분하게 최소화되었을 때 입력 조건, 즉 밴드 형상, 평활형상 및 밴드온도 분포와 같은 압연대에 들어가는 밴드의 특성이 변경되어 결과가 최적화되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상이한 밴드의 비평활형상을 달성하기 위하여 작업롤 굽힘, PC 압연대 조절각, CVC 이동 또는 추가적인 다른 기계적 또는 비기계적으로 작용하는 조절부재가 밴드 길이에 대하여 일정하게 또는 가변적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 목표치, 비평활형상 및 수학적 계산은 밴드폭을 몸체 부위와 가장자리 부위로 분할하여 실시하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 비평활형상이 다항식 y* = A2x2 + A4x4 + A6x6 + Anxn 으로 나타내어지며, 여기에서 y*는 밴드 연신, 밴드 비평활도 및 밴드 응력의 좌표이고 x는 밴드폭 좌표를 나타내는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 비평활형상이 점함수(x, y)로서 선택적으로 표현되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  9. 제 7항 또는 제 8 항에 있어서, 비평활형상의 목표치가 제7항에 따른 다항식 또는 제8항에 따른 점함수(x, y)로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 목표치에 가깝게 양과 음의 한계(밴드 응력, 평활도, 밴드 연신, 밴드 수축)를 규정하고 상기 조절부재를 사용하여, 밴드 응력 분포, 평활도 분포, 밴드 연신/수축의 분포가 한계 이내로 되거나 한계의 초과가 최소화되도록 하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 허용 비평활형상의 한계는 제7항에 따른 다항식 또는 제8항에 따른 점함수(x, y)로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 밴드의 폭에 대한 목표 비평활형상 및 평활 한계는 상이한 압연대 및 패스에 대하여 다양한 형상 및 수준으로 제공되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 밴드폭에 대하여 포물선 또는 보다 높은 차수의 밴드 연신/수축을 얻기 위하여 롤의 탄성 거동에 영향을 미치는 조절부재가 사용되고, 상기 조절부재는 작업롤용 축방향 이동 수단 또는 작업롤용 굽힘장치중의 하나 또는 둘 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 열간밴드 및 냉간밴드 상태에서 뾰쪽한 물결 모양이 생기는 것을 방지하기 위하여 적어도 최종 압연대에서는 압연력이 감소되고 전방에 설치된 압연대에서는 압연력이 증가되도록 압연력의 분포를 실행하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 운반 롤러 경로 및 코일에서의 압연밴드의 냉각 동안의 공정과 그리고 이때 발생한 몸체 및 밴드 가장자리 부분에서의 밴드 연신/수축을 분석하고, 산출된 길이변화는 조절부재의 적절한 예비 설정에 의해 적어도 최종 압연대에서 보정되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 측정된 비평활형상을 목표 평활형상과 비교하고, 그 차이를 적응 목적으로 활용하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 측정된 비평활형상과 목표 평활형상 사이의 차이를 분석하고, 그 차이를 포물선형 부분 및 높은 수준의 부분으로 분할하고, 그 결과에 따라서 상응하게 조절부재가 사용되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
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