KR100562641B1 - 스테인레스 열연판의 잔류응력제거를 위한 열간압연방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스테인레스 열연판의 열간압연방법에 있어서, 스테인레스 열간압연 공정의 #2 조압연스텐드 및 #4 조압연스텐드 출측에 폭감응형 이동식 질소개스 분사장치를 설치함과 동시에 열간압연시에 열연판 엣지부 100 ~ 200mm 부분에 저온고압의 질소개스를 분사하여 이부분의 온도편차를 감소시키므로서 스테인레스 열간압연판의 뒤틀림 현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 열연판의 열간압연방법을 제공한다.
잔류응력, 열간압연, 질소개스
Description
도 1은 종래기술에 관한 스테인레스강 열연공장의 열간압연과정 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 스테인레스강 열연공장의 열간압연과정 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 스테인레스 열연판의 잔류응력제거를 위한 열간압연방법의 모식도.
도 4는 열간압연시 압연방향 인장응력의 폭방향 분포를 도시하는 도면.
도 5는 종래기술 및 본 발명에 의한 열간압연시의 열연판의 온도분포곡선을 도시한 그래프도.
도 6은 종래기술 및 본 발명에 의한 열간압연시의 열연판 잔류응력 분포곡선을 도시한 그래프도.
본 발명은 스테인레스 열연판의 잔류응력제거를 위한 열간압연방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 이동식 질소개스 분사장치를 이용하여 열연판 엣지부에 저온고압의 질소개스를 분사, 이 부분의 온도편차를 감소시키므로서 스테인레스 열간 압연판의 뒤틀림 현상을 억제하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 온도편차가 발생하는 열간압연공장, 소둔공장등에서 사용가능하다.
일반적으로, 기존 일반강의 열연판 균일온도분포 확보방법에는 사상압연 입측에 엣지히터 (edge heater)를 설치하여 사상압연되기 전에 열연판 단부를 급가열하여 온도를 보상하는 방법과 사상압연후 런아웃테이블상에 균일냉각장치인 에지마스크(edge mask, 일본국 특허공보 소59-197313)를 설치하여 열연판 단부에 떨어지는 라미나 프로우를 차단하므로서 설치전 열연판 단부의 온도저하를 보상할 수 있는 장치가 사용되고 있다.
그러나 이 장치들은 조압연 단계에서 큰 불균일 온도분포가 없는 일반강 경우에 적용하면 큰 효과를 얻을 수 있으나, 열연공장의 선공정인 조압연 단계에서 불균일 온도분포가 크게 발생하는 STS 열연판 경우에는 이를 보상하기에 미흡한 것으로 보인다.
한편, 상기의 에지마스크와 엣지히터는 열연판 엣지부 70mm 이하 저온도 부분의 온도를 상승시키는 효과는 있으나, 엣지부 70mm ~ 200mm부분의 온도 피크를 더욱 상승시키기 때문에 열연판의 균일한 냉각효과 및 온도분포를 얻을 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스테인레스강 열간압연시 발생하는 온도편차로 인한 열연코일의 뒤틀림현상을 방지하기 위해 안 출된 것으로서, 열간압연 공정의 #2 조압연스텐드, 및 #4 조압연스텐드 출측에 폭감응형 이동식 질소개스 분사장치를 설치하여 열간압연시 열연판 엣지부 부분에 저온고압의 질소개스를 분사하여 스테인레스 열연판의 잔류응력 제거 열간압연방법을 마련하는 것을 그 목적으로 한다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 구성은, 스테인레스 강판 열간압연 공정의 조압연스탠드 출측에 분사장치가 설치되는 스테인레스 열연판의 열간압연방법에 있어서, 상기 분사장치는 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치이고, 상기 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치는 상기 스테인레스 강판 엣지부 100~200 ㎜ 영역에 질소가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 열연판의 잔류응력제거를 위한 열간압연방법으로 이루어져 있다.
여기서, 상기 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치는 #2 조압연스텐드 및 #4 조압연스텐드의 양 출측에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치는 #2 조압연스텐드 및 #4 조압연스텐드의 양 출측에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래기술에 관한 스테인레스강 열간압연방법을 나타내는 것으로, 열간압연중 롤갭내에서 엣지부의 과도한 인장응력으로 인해 75 ~ 200mm 부분에 가공발열이 발생하여 온도편차를 가져오게 된다. 도 4는 열간압연시 압연방향 인장응력의 폭방향 분포를 나타낸다. 열간압연시 롤갭(roll gap)내에서 양 엣지부에 과도한 압연방향 인장응력이 발생함을 알 수 있고, 결국 이 부위에 가공발열이 발생하여 폭방향 온도편차를 가져온다. 이 때문에 냉각시 열연판 각 부위의 수축율 차이가 발생하게 되어 완전 냉각후 잔류응력의 차이가 나타나 뒤틀림 현상을 가져오게 된다.
도 2는 본 발명으로 안출된 열간압연방법의 개략도로서 도 1의 기존방법과 달리, 열간압연 공정의 #2 조압연스텐드 및 #4 조압연스텐드 출측에 자동 폭감응형 이동식 질소개스 분사장치를 설치하여 열간압연시 열연판 엣지부 100 ~ 200mm부분(도 3)에 저온고압의 질소개스를 분사하여 이부분의 온도편차를 감소시켜 수축시 잔류응력의 발생을 억제하므로 열간 압연판의 뒤틀림 현상을 효과적으로 억제하는 방법으로 이루어져 있다.
한편, 온도편차 감소를 위해 고압수 분사방법을 고려할 수 있으나, 고압수 분사시에는 그 충돌압에 의해 열연판표면의 스케일층이 박리되어 이를 이용한 후속압연시의 윤활효과를 기대 못하므로 충돌압이 낮으면서 효과적으로 이 부분의 온도를 감소시키는 상기방법이 본 발명의 목적에 적합하다.
도 5는 기존 및 본 발명에 의한 열간압연방법을 사용하였을 경우, STS 열연판(STS430) 온도분포곡선을 나타낸다. 먼저 기존의 방법으로 열간압연하였을 경우, 열연판 엣지부의 온도편차는 100 ~ 200mm 사이가 중심부온도 대비 100℃이상 높게 나타난다. 그러나 본 발명에 의한 방법으로 #2 조압연스텐드 출측에서 저온고압의 질소개스를 분사하면 피크부의 온도를 50℃이상 감소시킬 수 있으며 또한 #4 조압연스텐드 출측에서 질소개스를 분사하면 피크부의 온도를 열연바 평균온도인 1150℃정도까지 감소시킬 수 있다. 한편 극 엣지부의 온도는 본 발명의 방법과 더불어 고압수 디스케일러(descaler)의 분사를 조절함으로서 온도상승을 유도할 수 있다.
도 6은 기존 및 본 발명에 의한 열간압연방법을 사용하였을 경우, STS 열연판 잔류응력 분포곡선을 나타낸다. 먼저 기존의 방법으로 열간압연하였을 경우, 열 연판 엣지부의 잔류응력 편차(가장 높은 부분 - 가장 낮은 부분)가 10 kgf/mm2 정도로 분석되어 예상하는 바와같이 열연코일에서 뒤틀림 현상이 발생하고 있으나, 본 발명에 의한 방법을 사용시 편차를 크게 줄여 3 kgf/mm2 정도를 확보하여 뒤틀림 현상 억제가 가능하다.
표 1은 기존 및 본 발명에 의해 열간압연되었을 경우, STS430의 잔류응력 편차, 뒤틀림현상의 정도, 실수율을 나타내는 비교표이다.
도 5와 도 6의 분석 결과 에서 나타낸 바와같이 본 발명에 의한 방법을 사용 하였을 경우, 엣지부의 온도편차는 150℃ 정도, 잔류응력의 편차는 7 kgf/mm2정도를 감소시킬 수 있어 열연판 뒤틀림의 정도는 70 ~ 80%를 감소시킬 수 있다. 따라서 실수율에서는 거의 100%에 달하는 결과를 가져온다.
| 온도편차 | 잔류응력 편차 | 뒤틀림 현상 정도 | 실수율 | |
| 기존 열간압연방법 | △90℃ | 10 kgf/mm2 | 8/100 | 80% |
| 본 발명에 의한 열간압연방법 | △20℃ | 3 kgf/mm2 | 2~3/100 | 99% |
상술한 바와 같이, 본 발명은 스테인레스강을 열간압연하는 열연공장에서 발생하는 온도변차에 기인된 잔류응력에 의한 뒤틀림현상을 제거시켜 후공정 부하를 감소시킬 수 있고, 열연판을 절단시 휨현상이 나타나지 않아 제품으로 가공시 균일 한 형상을 갖게 되어 불량율을 감소시킬 수 있으므로 우수한 품질의 스테인레스 열연강판 을 제조할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 스테인레스 강판 열간압연 공정의 조압연스탠드 출측에 분사장치가 설치되는 스테인레스 열연판의 열간압연방법에 있어서,상기 분사장치는 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치이고,상기 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치는 상기 스테인레스 강판 엣지부 100~200 ㎜ 영역에 질소가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 열연판의 잔류응력제거를 위한 열간압연방법.
- 제1항에 있어서, 상기 폭감응형 이동식 질소가스 분사장치는 #2 조압연스텐드 및 #4 조압연스텐드의 양 출측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 열연판의 열간압연방법.
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