KR100587424B1 - 열간압연설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비에 관한 것이다.
코일박스(2)로부터 풀려나온 금속바(11)를 사상압연하는 사상밀(4)을 구비하고, 코일박스(2)와 사상밀(4)의 거리(S1)가 70m 이하로 설정되며, 코일박스(2)와 사상밀(4) 사이에 선행 금속바(9)의 후단과 후행 금속바(6)의 선단을 금속바(11)의 주행 중에 접합하는 접합장치(3)를 배치하고, 코일박스(2)와 사상밀(4)과의 적정배치를 규정하여 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속바(11)의 주행중에 선행 금속바(9)와 후행 금속바(6)의 접합을 행한다.

Description

열간압연설비{HOT ROLLING FACILITIES}
본 발명은 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하는 열간압연설비에 관한 것이다.
금속판의 열간압연설비는 조압연기와 사상압연기에 의해서 소정 두께의 금속판을 얻도록 구성되어 있다. 조압연기를 통과한 금속판(금속바)은 사상압연기로 이송되는 바, 각각의 압연기의 금속바 주행속도가 다르기 때문에 조압연기를 완전하게 빠져나온 후에 금속바가 사상압연기로 이송되는 설비가 알려져 있다. (예를들면 「우리나라의 최근 핫스트립 제조기술」제2판, 사단법인 일본제강협회 p.187 ∼ 190)
이와같은 설비에서는 금속바의 후단이 조압연기를 빠져나온 후에 사상압연기로 이송되도록 되어있기 때문에 조압연기와 사상압연기의 거리는 금속바의 길이 이상으로 설정되어 있다. 조압연기의 최종단과 사상압연기의 첫번째간의 거리는 95m 이상인 것이 대부분이다.
한편, 조압연기와 사상압연기의 사이에 금속바를 접합하고, 사상압연을 연속해서 행하도록 하는 것이 개발되어 있다. 사상압연을 연속해서 행하기 위해서는 고속으로 금속바끼리를 접합할 필요가 있으며, 이에 대한 여러 기술이 제안되고 있다.
고속으로 금속바끼리를 접합하는 기술로서, 예를들면 선행 금속바의 후단과 후행 금속바의 선단을 중첩시키고 양 측의 금속바를 동시에 전단해서 전단과정에서 신생면끼리를 직접 접촉시켜 접합하는 기술이 알려져 있다.( 예를들면, 일본특개평 9-174117호) 상기 기술은 전단에 의한 접합이기 때문에 단순하면서도 단시간에 접합이 가능하게 되어 열간압연설비에 적합한 방식으로 알려지고 있다.
종래부터 열간압연설비에서 조압연기나 사상압연기 등의 배치나 연속압연을 가능하게 하기 위한 접합장치에 관한 제안은 다양하게 이루어져 왔다. 그러나 구체적인 배치상황 등은 특정됨이 없이, 한정된 장소에서의 신설이나 기존의 설비에 대한 장치의 추가설치에 대한 기술은 확립되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 상기 상황을 감안하여 창안된 것으로, 장치의 적절한 배치상황에 의해서 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판간의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해서 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비를 제공함에 목적을 두고 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 청구항1에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행 중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 단시간 접합장치에 의한 접합범위가 적정하게 규정된다.
상기 목적을 달성하기 위한 청구항2에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 조압연기와 사상압연기를 90m 내지 160m의 거리에 배치하고 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 단시간 접합장치에 의한 접합범위가 적정하게 규정되어 단시간 접합장치를 추가로 설치한 경우에도 기존의 설비범위가 적정하게 규정된다.
상기 목적을 달성하기 위한 청구항3에 따른 본 발명의 열간압연설비는 조압연기와 사상압연기를 90m 내지 160m의 거리로 배치하고, 조압연기와 사상압연기 사이에 코일박스를 설치하며, 사상압연기는 코일박스로부터 풀려나온 금속판의 사상압연을 행하고, 코일박스와 사상압연기의 거리가 70m 이하로 설정되고, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하며, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 단시간 접합장치에 의한 접합범위가 적정하게 규정됨과 아울러 단시간 접합장치를 추가로 설치한 경우에도 기존의 설비범위가 적정하게 규정되어 코일박스와 사상압연기의 적정배치가 규정된다.
청구항4에 따른 본 발명의 열간압연설비는 청구항1 내지 청구항3 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 사상압연기의 인입측 금속판의 진행속도의 최대치가 70m/min 이상으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 사상압연기의 인입측의 금속판의 진행속도가 적정하게 규정된다.
청구항5에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항1 내지 청구항4 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 접합장치는 접합개시로부터 접합종료까지의 거리가 15m 이하로 설정되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 접합장치의 적정배치가 규정된다.
청구항6에 따른 본 발명의 열간압연설비는 청구항3에 기재된 열간압연설비에 있어서, 조압연기와 코일박스 사이의 거리가 40m 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비이다.
이에 따라, 압연기로부터 코일박스까지가 적정하게 규정된다.
청구항7에 따른 본 발명의 열간압연설비는 청구항1 내지 청구항4 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 단시간 접합장치는 접합개시로부터 접합종료까지에 필요로 하는 거리가 대략 1m 이하로 설정되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 단시간 접합장치의 접합개시로부터 접합종료까지에 필요로 하는 거리가 규정된다.
청구항8에 따른 열간압연설비는 청구항1 또는 청구항2 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 단시간 접합장치에서의 접합시에는 선행 금속판과 후행 금속판과의 압연이 중복되지 않도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 연속압연에 있어서 접합시에 조압연기와 사상압연기에서 동시에 물려 들어가는 상태가 발생되지 않도록 규정된다.
청구항9에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항5 또는 청구항7 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 중첩시키는 수단을 구비하고, 단시간 접합장치는 금속판의 중첩부를 협지하고 그 양측으로부터 압입하여 전단하면서 접합하는 한 쌍의 전단날을 구비한 접합기구인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단이 전단과정에서 전단면끼리가 소성유동변형에 의해 접합되는 것이 규정된다.
청구항10에 따른 열간압연설비는 청구항1 내지 청구항9 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 단시간 접합장치와 사상압연기 사이에 바히터나 에지히터 중 적어도 어느 하나가 배치된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 바히터나 에지히터를 구비한 설비의 적정배치가 규정된다.
도1을 참조하여 열간압연설비의 전체상황을 설명한다. 도1에는 본 발명의 일실시형태에 속하는 열간압연설비의 전체구성이 도시되어 있다.
본 실시형태예의 열간압연설비에는 상류측으로부터 조압연기(조압연 밀)(1), 코일박스(2), 접합장치(3), 복수단의 압연기로 구성되는 사상압연기(사상밀)(4) 및 다운코일러(5)가 구비되어 있다.
조압연 밀(1)에서 압연된 금속판(후행 금속바)(6)은 코일박스(2)의 코일러에 권취되고, 조압연 밀(1)과 사상밀(4)의 주행속도의 차이가 조정된다. 코일박스(2)의 코일러로부터 권출된 후행 금속바(6)는 선단이 크랍쉬어(7)에 의해 절단된 후 접합장치(3)의 중첩장치(8)에서 선행 금속판(9)의 후단[필요에 따라서는 크랍쉬어(7)에 의해 단부가 절단된]에 중첩된다.
후행 금속바(6)의 선단과 선행 금속바(9)의 후단이 접합장치(3)의 접합기(10)에서 접합되고, 접합부의 크랍이 크랍처리장치(12)에서 절단된다. 접합장치(3)에서 접합되어 연속상태로 된 금속바(11)는 사상밀로 이송된다.
접합장치(3)는 선행 금속바(9)의 후단과 후행 금속바(6)의 선단을 금속바의 주행 중에 접합하는 구성으로서, 단시간에 접합이 가능한 단시간 접합장치로 되어 있다. 그리고 주행 중에 접합을 실시하기 위해 접합기가 금속바의 주행을 추종하여 이동하는 구성이나, 접합기가 금속바의 주행에 추종하여 요동하는 구성이 적용가능하다.
예를들면, 상세한 설명은 후술되지만, 접합장치(3)의 접합기(10)는 선행 금속바(9)의 후단과 후행 금속바(6)의 선단과의 중첩부를 누르고 그 양측으로부터 압입하여 전단하면서 접합하는 한 쌍의 전단날을 구비하는 접합기로 구성되어 있다.
접합기(10)로는 전단하면서 접합하는 방식 이외에도 단시간에 주행 중에 금속바를 접합가능한 것이면 유도가열방식, 레이져 가열방식, 용삭방식 등의 다른 방식의 접합기를 적용하는 것이 가능하다.
사상밀(4)로 이송된 금속바(11)는 복수단의 압연기에 의해서 소정의 판두께로 순차 열간압연되어 소정의 판두께로 압연되고, 소정의 판두께로 압연된 금속바(11)는 다운코일러(5)에 권취되어 진다.
도면 부호 중, 13은 코일박스(2)의 인출측에 설치된 레벨러이고, 14는 접합장치(3)의 인출측에 설치된 레벨러이며, 15는 사상밀(4)의 인입측에 설치된 크랍쉬어이고, 16은 레벨러(14)와 크랍쉬어(15)의 사이에 배치된 에지히터이며, 17은 에지히터(16)의 후류측에 설치된 바히터이다.
한편, 레벨러(13, 14), 크랍쉬어(15), 에지히터(16), 바히터(17)의 배치는 열간압연설비의 상황 등에 따라서 적절하게 선택하여 배치되며, 배치위치나 배치의 유무 등은 도시된 예에 한정되지 않는다.
선행 금속바(9)의 후단 및 후행 금속바(6)의 선단을 절단하는 크랍쉬어(7)는 금속바를 맞대어 접합하는 경우에는 필요하게 되나, 금속바를 중첩시켜 전단과정에서 접합하는 경우에는 반드시 필요한 것은 아니기 때문에 생략이 가능하다.
도2 내지 도6을 참조하여 접합장치(3)의 접합기(10)를 구체적으로 설명한다. 도2, 도3에는 접합기(10)의 개략구성이, 도4에는 접합완료 상태의 개념이, 도5 및 도6에는 전단날 구동기구의 개념이 각각 도시되어 있다.
도2 및 도3에 의거하여 접합기(10) 개략적인 구조를 설명한다. 도2는 접합개시 상태이고, 도3은 접합완료 상태이다.
도2에서와 같이, 선행 금속바(9)의 후단(21)상에 후행 금속바(6)의 선단(22)이 중첩되고, 후단(21)과 선단(22)이 중첩되어진 부분은 돌기(25)를 갖는 상부날(26)과 돌기(27)를 갖는 하부날(28)로 눌러 진다. 즉, 돌기(25, 27)가 후단(21)과 선단(22)의 표면에 접촉한 상태로 된다.
선행 금속바(9)의 후단(21)과 후행 금속바(6)의 선단(22)이 중첩되어진 부위에는 상클램프(31)와 하클램프(32)가 접촉하고 있다. 상클램프(31)는 상지지장치(33)에 의해 임의의 유압력으로 지지되고, 하클램프(32)는 하지지장치(34)에 의해 임의의 유압력으로 지지되고 있다.
상부날(26), 상클램프(31), 상지지장치(33)는 상부날 집합체(35)로서 일체로 형성되어 있다. 그리고 하부날(28), 하클램프(32), 하지지장치(34)는 하부날 집합체(36)로서 일체로 형성되어 있다.
상부날 집합체(35) 및 하부날 집합체(36)는 하우징(37)의 포스트에 안내되어 선행 금속바(9) 및 후행 금속바(6)의 두께방향으로 이동하도록 지지되어 있다. 상부날 집합체(35) 및 하부날 집합체(36)는 후술하는 링크기구에 의해 근접·이격가능하도록 구성되며, 선행 금속바(9) 및 후행 금속바(6)를 눌러서 상부날 집합체(35)와 하부날 집합체(36)가 서로 근접 또는 이격된다. 접합과정은 접근이동으로 되고, 접합 후에는 이격이동된다.
또, 상부날(26)이나 하부날(28)은 어느 한 쪽만을 이동시키는 구성으로 하는 것도 가능하다.
도3에서와 같이, 상부날(26)과 하부날(28)이 선행 금속바(9) 및 후행 금속바(6)를 전단하는 과정에서 선행 금속바(9) 및 후행 금속바(6)는 서로 전단면에서 소성유동변형하여 접합되어 일체로 연속된 금속바(11)가 형성된다.
도4에서와 같이, 접합동작의 완료위치에서는 연속된 금속바의 접합부위에 상크랍(38) 및 하크랍(39)이 각각 상하로 엇갈리게 위치한다. 이어서 상부날(26)과 하부날(28)을 이격시켜서 상하의 전단날 사이가 임의의 양으로 되기까지 후퇴시킨다.
접합시에는 각각 상하로 엇갈린 위치에 존재하는 상크랍(38) 및 하크랍(39)은 크랍처리장치(12)(도1 참조)에 의해 제거되어 연속하는 금속바(11)가 사상밀로 이송된다.
접합기(10)에 의한 선행 금속바(9)와 후행 금속바(6)의 접합은, 금속바의 주행에 동조하여 행해진다. 이를 위해 도5 및 도6에서와 같은 전단날 구동기구를 통해서 접합기(10)의 동조이동 및 상부날(26)과 하부날(28)의 근접·이격이동이 행해진다. 다시 말하면, 상부날(26)과 하부날(28)은 선행 금속바(9)와 후행 금속바(6)의 접합점의 이동궤적을 따라서 이동되도록 되어 있다.
도5 및 도6에 의거하여 전단날 구동기구를 설명한다. 도5는 접합개시 이전의 상태를 나타낸 것이고, 도6은 접합완료시의 상태를 나타낸 것이다.
상부날(26)과 하부날(28)은 접합개시 이전의 위치로부터 접합완료 위치를 경유하여 접합개시 이전의 위치로 복귀한다. 이 때, 접합하는 금속바가 라인속도로 하류방향으로 진행하고 있기 때문에 상부날(26)과 하부날(28)은 이러한 진행에 동조되면서 점선으로 표시된 상부날 궤적, 하부날 궤적을 이동한다.
주크랭크축(41)은 중심(A)에 대하여 2개의 편심축을 갖고 있다. 상편심축(42)은 링크(43)을 통하여 상부날(26)과 연결되고, 하편심축(44)은 링크(45)를 통하여 하부날(28)에 연결되어 있다. 주크랭크축(41)의 회전각에 대응하여 상부날(26) 및 하부날(28)을 상하(압입 또는 후퇴)로 이동시킨다.
주크랭크축(41)과 동조관계로 결합되는 동조축(46)이 구비되고, 동조축(46)은 요동레버(47)를 통하여 상편심축(42)의 링크(43) 및 하편심축(44)의 링크(45)와 연계되어 있다.
동조축(46)과의 연계에 의해서 상부날(26)과 하부날(28)이 금속바에 접촉하고 있는 동안에는 금속바의 진행과 대략 동일한 속도로 금속바의 진행방향으로 상부날(26)과 하부날(28)을 이동시키고, 상부날(26) 및 하부날(28)이 금속바로부터 멀어지면 상부날(26) 및 하부날(28)을 원래의 위치로 복귀시킨다.
상술한 접합장치(3)에서 상부날(26)과 하부날(28)이 선행 금속바(9)와 후행 금속바(6)의 접합점 이동궤적을 따라서 상하방향으로 이동되어, 예를들면 접합개시로부터 접합종료까지에 필요로 하는 거리가 약 1m 이하로 설정되어 진다.
도1에 도시된 열간압연설비에서는, 코일박스(2)를 구비한 설비를 예로들어 설명하고 있다. 코일박스(2)를 구비하지 않는 열간압연설비의 경우에는 후행 금속바(6)의 후단이 조압연 밀(1)을 빠져나온 후, 또는 선행 금속바(9)의 선단이 사상밀(4)에 물려들어가기 전에, 접합장치(3)에서의 접합이 행해지도록 설정되어 있다.
즉, 접합장치(3)에서의 접합시에는 선행 금속바(9)가 후행 금속바(6)의 압연이 중복되지 않도록 설정된다.
상술한 접합장치(3)에서는 금속바의 두께방향에 대하여 양측으로부터 전단날을 압입하여 전단과정에서 전단면끼리를 소성유동변형시켜 선행 금속바(9)와 후행 금속바(6)를 접합하고 있기 때문에 높은 접합강도에 더하여 단시간에 금속바의 접합이 가능하게 된다.
이에 더하여, 접합장치로서 단시간에 접합이 가능한 장치라면 도7에서와 같이 주행하우징(51)에 고정날(52) 및 승강날(53)을 구비한 주행전단장치(54)를 적용하는 것도 가능하다. 금속바의 주행에 동기시켜 주행하우징(51)을 주행시키고, 주행 중에 승강날(53)을 하강시켜서 고정날(52)과의 사이에서 전단을 행하여 선행 금속바(9)와 후행 금속바(6)의 접합을 행하는 것도 가능하다.
이 때, 접합을 위한 거리(접합개시로부터 접합종료까지의 거리)는 예를들면 10m 정도로 되어 극히 간단한 구성으로 전단에 의한 접합이 가능하게 된다.
도1에 도시된 열간압연설비는 접합장치(3)의 접합개시로부터 접합종료까지의 거리가 약 1m 이하로 설정되어 있다. 도7에 도시된 주행전단장치(54)를 적용한 경우에도 접합개시로부터 접합종료까지의 거리가 10m 정도로 된다. 다시 말하면, 사상밀(4)의 상류측에 선행 금속바(9)의 후단과 선행 금속바(6)의 선단을 금속바의 주행 중에 접합하는 접합장치가 배치되고, 접합장치는 접합개시로부터 접합종료까지의 거리가 15m 이하로 설정된다.
그리고 도1에 도시된 열간압연설비는 코일박스(2)로부터 풀려나온 금속바의 사상압연을 행하는 사상밀(4)을 구비하고, 코일박스(2)와 사상밀(4)의 거리(S1)가 70m 이하로 설정된다. 코일박스(2)와 사상밀(4) 사이에는 선행 금속바(9)의 선단과 후행 금속바(6)의 후단을 금속바의 주행 중에 접합하는 접합장치(3)가 배치된다.
일반적으로, 조압연 밀(1)과 사상밀(4)을 구비한 열간압연설비에서 금속바의 후단이 조압연 밀(1)을 빠져나온 후에 사상밀(4)로 물려들어가도록 되어 있다. 이를 위해 기존의 설비(배치 압연)에서는 조압연 밀(1)과 사상밀(4)간의 거리가 90m 내지 160m의 거리로 설정된다.
도1에 도시된 열간압연설비에서, 코일박스(2)와 사상밀(4)의 거리(S1)가 70m 이하로 설정되고 있기 때문에 조압연 밀(1)과 사상밀(4)과의 거리가 110m 내지 160m로 설정되어 있는 기존의 설비에 대해서도 접합장치(3)를 적용하여 연속압연이 가능한 열간압연설비로 하는 것이 가능하다.
예를들면, 조압연 밀이 1부터 3단으로 구성되어 있는 경우에 조압연 밀(1)의 최종단에서 리버스 압연을 행하는 것이 있다. 최종 패스의 금속바의 길이보다도 조압연 밀(1)로부터 코일박스(2)까지의 거리가 짧으면 선행재로 되어 권취된 코일과 간섭을 일으키게 된다. 이 때문에 조압연 밀(1)의 최종단으로부터 코일박스(2)까지의 거리는 예를들면 40m 정도를 필요로 하게 된다.
본 실시형태예의 열간압연설비에서는 코일박스(2)와 사상밀(4)의 거리(S1)가 70m 이하로 설정되어 있기 때문에 조압연 밀(1)의 최종단으로부터 코일박스(2)까지의 거리를 일예로 40m 정도 확보하여도 조압연 밀(1)과 사상밀(4)과의 거리가 110m인 기존의 설비에 대해서 적용이 가능하게 된다. 즉, 조압연 밀(1)과 코일박스(2)까지의 거리가 40m 이상으로 설정된다.
코일박스(2)와 사상밀(4)의 거리(S1)가 70m 이하로서 50m 정도로 설치가능하면 조압연 밀(1)과 사상밀(4)간의 거리가 90m인 설비에서도 적용이 가능하게 된다.
또한 도1에 도시된 열간압연설비에서는 사상밀(4)의 상류측에 선행 금속바(9)의 후단과 후행 금속바(6)의 선단을 금속바의 주행 중에 접합하는 접합장치(3)를 배치시키고, 접합장치(3)는 사상밀(4)의 전방의 거리(S2)에서 접합이 개시되고 사상밀(4)의 전방의 거리 S3에서 접합이 종료되도록 설정되어 있다. 그리고 거리 S2는 55m 이하의 범위로 설정되고, 거리 S3는 최소치가 15m의 범위로 설정되고 있다.
조압연 밀(1)과 사상밀(4)과의 거리가 짧은 압연설비를 포함해서 거의 모든 압연설비에 연속압연을 적용가능하도록 하는 데에 본 발명의 목적이 있다. 이를 위해서 조압연 밀(1)과 사상밀(4)의 거리가 90m로부터 160m에 이르는 설비에 수용될 필요가 있고, 코일박스(2)와 사상밀(4)과의 거리(도1의 S1)을 70m 이하로 하면, 조압연 밀(1)의 최종단 리버스 시점에 약 40m의 스페이스가 필요하게 되므로 적어도 조압연 밀(1)과 사상밀(4)과의 거리가 110m에서 160m인 설비에 적용가능하게 된다. 특히, 코일박스(2)와 사상밀(4) 사이(도1의 S1)를 50m로 할 수 있으면 조압연 밀(1)과 사상밀(4)의 거리가 90m인 설비에 대해서도 연속압연설비로서 적용하는 것이 가능하다.
상기의 비특허 공지문헌에 의하면, 합계 16열의 밀 레이아웃이 개시되어 있다. 조압연 밀의 최종단과 사상밀과의 거리가 110m부터 160m인 11열이 있고, 약 70%는 이 범위에 포함된다. 적어도 조압연 밀이 최종단과 사상밀과의 거리가 110m부터 160m인 설비에 연속압연을 적용가능하도록 하면 대부분의 기존설비에 대하여 연속압연설비로 하는 것이 가능하게 된다.
조압연 밀(1)의 최종단과 코일박스(2)와의 거리를 40m 이하로 설정한 이유는 아래와 같다.
표준이 되는 금속바로서 사상밀(4)의 입측 금속바의 두께를 일예로 32mm로 하고, 금속바의 단위 폭당 중량을 일예로 18kg/mm로 하면 금속바의 길이 L은,
L＝18/(32×7.85×10-6) ＝71.7×103＝71.7m로 된다. 여기서, 7.85×10-6kg/㎟은 금속바의 비중이다.
조압연 밀(1)의 최종 패스의 한 패스 전의 패스의 입측 금속바의 두께 tl은, 조압연 밀(1)의 최종패스와 한 패스 전의 패스의 압하율을 30%로 하면,
t1 ×(1―0.3)(1―0.3) ＝32
따라서, t1 ＝65.3
이때,
금속바의 길이는 71.7×(32/65.3)＝35.1m〈 40m로 된다.
따라서, 조압연 밀(1)의 최종단과 코일박스(2)와의 거리가 40m 이상이면, 조압연 밀(1)의 최종 패스의 첫번째 전 패스의 인입측 금속바가 코일박스(2)와 간섭을 일으키는 것을 피할 수 있다.
그리고, 조압연 밀(1)의 최종단이 사상밀(4)의 방향으로 1패스만 행하도록 한 경우에는, 조압연 밀(1)의 최종단과 코일박스(2)와의 거리가 40m 이상으로 되어도 코일박스(2)로부터 권출중인 선행 금속바에 간섭을 일으킴이 없이 후행 금속바를 조압연하면서 코일박스(2)에 권취하는 것이 가능하다.
접합장치(3)에 있어서, 접합개시로부터 접합종료까지의 거리(도1에서 S5)를 15m 이하로 설정한 이유는 아래와 같다.
상기의 비특허 공지문헌에 의하면, 사상밀이 최종열 압연기(F1) 전방에 크랍쉬어가 존재한다. 이 F1과 크랍쉬어와의 거리는 대부분의 경우에 10m 이하로 되어 있다. 따라서 이러한 스페이스를 확보하기 위하여 접합종료 위치와 사상밀(4)(F1)과의 거리(도1에서 S3)를 10m 이상으로 유지할 필요가 있다. 크랍쉬어 장치의 폭과 크랍처리장치(12)의 스페이스를 고려하면, 접합종료위치와 사상밀(4)(F1)과의 거리(도1에서 S3)를 적어도 15m 확보할 필요가 있다.
또한, 도1에서와 같이, 설비면에서 레벨러(14)나 에지히터(16) 또는 바히터(17)를 필요로 하는 경우가 있다. 이러한 설비는 각각 고유의 크기를 가지고 있는바, 최대 25m의 스페이스가 있으면 전부 설치하는 것이 가능하다.
코일박스(2)로부터 접합개시까지의 거리(도1에서 S4)는 최소 15m를 필요로 할 것으로 생각된다. 즉, 선행 금속바가 권출 완료된 후, 후행 금속바가 감기기 시작하는데 선행금속바를 추격하여 중첩시킬 필요가 있는 경우에는 중첩을 위하여 후행 금속바를 증속할 필요가 있다.
후행 금속바의 권출 시작이 선행 금속바의 권출완료 5초 후로 하면, 선행 금속바의 진행속도가 70m/min인 경우, 5초에
(70/60)×5＝5.83m
진행한다.
후행 금속바의 권출 시작을 경과시간 0초로 해서 횡측으로 하고, 종축을 코일박스 권취중심으로부터의 거리로 하면, 선행 금속바와 후행 금속바의 관계는 도8에서와 같이 정리가 가능하다. 도면중 실선은 선행 금속바의 후단위치이고, 점선은 후행 금속바의 선단위치를 나타낸 것이다.
선행 금속바의 권출속도를 150m/min으로 하면,
후행 금속바의 선단위치(점선)는,
y ＝2.5x
로 되고,
선행 금속바의 후단위치(실선)는,
y ＝1.17x ＋5.83으로 된다.
후행 금속바의 후단위치(점선)와 선행 금속바의 후단위치(실선)의 교차점은 (4.38, 11.0)이고, 코일박스(2)의 권취중심으로부터 11.0m에서 후행 금속바의 선단이 선행 금속바의 후단에 따라붙게 된다. 중첩시켜 접합하는 경우에는 그 때문에 이동거리를 필요로 하는바, 적어도 코일박스(2)의 권취중심으로부터 15m 떨어진 위치로부터 접합개시가 가능하다.
이에 따라, 코일박스(2)로부터 접합개시까지의 거리(도1의 S4)는 15m 이상을 필요로 하게 된다.(도9의 No.2에 해당)
도9에는 조압연 밀과 사상밀과의 거리, 코일박스(2)와 사상밀(4)과의 거리 S1, 접합개시점과 사상밀(4)과의 거리 S2, 접합종료점과 사상밀(4)과의 거리 S3, 코일박스(2)와 접합개시점과의 거리 S4, 접합개시점과 접합종료점과의 거리 S5에 대한 조합예를 도표로 나타내고 있다.
도9에서 No.6의 조건은, 코일박스(2)와 접합개시점과의 거리 S4가 15m에 만족하지 않기 때문에 레이아웃으로는 성립하지 않아서 평가는 ×로 된다. 그 외의 No.1, No.2, No.3, No.4, No.5, No.7은 각기 레이아웃이 성립하기 때문에 평가는 ○로 된다. No.7은 조압연 밀과 사상밀의 거리가 90m이고, 코일박스(2)와 사상밀의 거리가 70m이기 때문에 조압연 밀과 코일박스(2)의 거리가 20m로 되고, 조압연 밀의 최종단이 사상밀 방향으로 1패스만 행하는 경우에 성립하는 레이아웃이다.
도1에 있어서, 크랍쉬어(15)를 생략하는 것도 고려된다. 크랍쉬어(15)는 금속바를 접합시키지 않고 간헐적으로 사상압연하는 경우의 금속바의 선후단을 절단하기 위한 용도 등으로 사용되어 진다.
이때, 접합장치(3)의 입측에 크랍쉬어(7)가 존재하는 경우, 크랍쉬어(15)의 기능을 크랍쉬어(7)가 대신하는 것도 가능하다. 사상압연전 금속바 선후단부의 절단은 선후단의 불규칙한 크랍부 제거 외에도 금속바의 선후단이 냉각되어 사상밀(4)에 물려들어가거나 마무리가 되지 못한 때의 불안정 압연을 피할 목적으로도 행하여 진다.
접합장치(3)가 사상밀(4)에 근접하면 크랍쉬어(7)도 사상밀(4)에 근접되어 금속바의 선후단 절단 후의 선후단의 온도저하를 억제할 수 있다. 예를들면, S5가 15m, S3가 15m, S2가 16m, S4가 15m일 때, S1은 31m로 된다. S4의 중간위치에 크랍쉬어(7)를 배치하면 크랍쉬어(7)로부터 사상밀(4)까지의 거리는 약 24m로 할 수 있다. 상술한 공지문헌에서는 크랍쉬어와 사상밀간의 거리가 최장 28.308m이어서 실적(實績)의 범위내로 하는 것이 가능하다.
한편, 크랍쉬어(15)를 생략할 수 있다면, S3가 15m인 조건에서 접합장치(3)와 사상밀(4) 사이에 에지히터(16)나 바히터(17)을 설치하는 것도 가능하게 된다.
또한 도1에 도시된 열간압연설비에서 사상밀(4)의 인입측 금속바의 진행속도 최대치는 70m/min 이상으로 설정되어 진다.
도10에는 사상밀(4)의 입측 금속바의 진행속도(사상밀 입측 바속도)와 사상밀(4)로 압연한 후의 마무리 판두께 사이의 관계가 나타나 있다. 여기서, 실선은 사상밀 입측 바속도의 상한을 표시하고, 일점쇄선은 사상밀의 입측 바속도의 하한을 표시하고 있다. 가열로의 성능 등 설비적인 제약이 있기 때문에 협폭재는 실선에 근접되고, 광폭재는 일점쇄선에 근접하는 속도로 된다.
도10에 점선으로 도시된 바와같이, 사상밀의 입측 바속도가 60m/min인 때에는, 실선이 2.5mm, 일점쇄선이 6.0mm 이하의 마무리 판두께의 압연이 연속화 가능하게 된다. 사상밀 입측 바속도가 70m/min인 때에는, 실선이 4.0mm, 일점쇄선이 12.0mm 이하의 마무리 판두께의 압연이 연속화 가능하게 된다.
이 같이, 사상밀의 입측 바속도의 최대치를 70m/min 이상으로 설정하는 것에 의해 넓은 범위의 마무리 판두께에 대하여 연속조업이 가능하게 된다.
청구항1에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행 중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정되고 있기 때문에 단시간 접합장치에 의한 접합범위가 적정하게 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판과의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항2에 속한 본 발명의 열간압연설비는, 조압연기와 사상압연기를 90m 내지 160m의 거리로 배치하고, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정되며, 단시간 접합장치에 의한 접합범위가 적정하게 규정되어 단시간 접합장치를 추가로 설치한 경우에도 기존의 설비범위가 적정하게 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항3에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 조압연기와 사상압연기를 90m 내지 160m의 거리로 설치하고, 조압연기와 사상압연기 사이에 코일박스를 설치하고, 사상압연기는 코일박스로부터 풀려나온 금속판의 사상압연을 행하며, 코일박스와 사상압연기의 거리가 70m 이하로 설정되고, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행 중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정되어 단시간 접합장치에 의한 접합범위가 적정하게 규정됨과 아울러 단시간 접합장치를 추가로 설치한 경우에도 기존의 설비범위가 적정하게 규정되고, 코일박스와 사상압연기의 적정한 배치가 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항4에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항1 내지 청구항3 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 사상압연기의 인입측 금속판의 진행속도의 최대치가 70m/min 이상으로 설정되고 있기 때문에 사상압연기의 인입측 금속판의 진행속도가 적정하게 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항5에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항1 내지 청구항4 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 접합장치는 접합개시부터 접합종료까지의 거리가 15m 이하로 설정되기 때문에 접합장치의 적정배치가 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항6에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항3에 기재된 열간압연설비에 있어서, 조압연기와 코일박스의 거리가 40m 이상으로 설정되기 때문에 압연기로부터 코일박스까지가 적정하게 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항7에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항1 내지 청구항4 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 단시간 접합장치는 접합개시부터 접합종료까지에 필요로 하는 거리가 1m 이하로 설정되어 단시간 접합장치의 접합개시부터 접합종료까지에 필요로 하는 거리가 적정하게 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항8에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항1 또는 청구항2 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 단시간 접합장치로 접합시에는 선행 금속판과 후행 금속판의 압연이 중복되지 않도록 설정되기 때문에 연속압연에 있어서 접합시에 조압연기와 사상압연기로 동시에 물려들어가능 상태가 없도록 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항9에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항5 또는 청구항7 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 중첩시키는 중첩수단을 구비하고, 단시간 접합장치는 금속판의 중첩부를 눌러서 그 양 측으로부터 압입해서 전단하면서 접합하는 한 쌍의 전단날을 구비한 접합기구이기 때문에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단이 전단과정에서 전단면끼리 소성유동변형에 의해 접합되는 것이 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하게 된다.
청구항10에 따른 본 발명의 열간압연설비는, 청구항1 내지 청구항9 중 어느 한 항 기재의 열간압연설비에 있어서, 단시간 접합장치와 사상압연기의 사이에 바히터 또는 에지히터 중 적어도 어느 하나를 배치하고 있기 때문에 바히터 또는 에지히터를 구비한 설비의 적정배치가 규정된다.
이에 따라, 장치의 적절한 배치상황에 의해 금속판의 주행 중에 선행 금속판과 후행 금속판의 접합을 행하고, 적절한 장치배치에 의해 연속압연을 가능하게 한 열간압연설비로 구성하는 것이 가능하다.
도1은 본 발명의 일실시형태에 따른 열간압연설비의 전체구성도.
도2는 접합기(10)의 개략구성도.
도3은 접합기(10)의 개략구성도.
도4는 접합완료 상태의 개념도.
도5는 전단날 구동기구의 개념도.
도6은 전단날 구동기구의 개념도.
도7은 다른 실시형태예에 따른 접합장치의 개념도.
도8은 금속바의 위치변화를 표시한 그래프.
도9는 레이아웃예를 표시한 도표.
도10은 사상밀(4)의 인입측 금속바의 진행속도와 사상밀(4)의 마무리 판두께의 관계를 표시한 그래프.
((도면중 주요부분에 대한 부호의 설명))
1. 조압연기(조압연 밀)
2. 코일박스
3. 접합장치
4. 사상압연기(사상밀)
5. 다운코일러
6. 후행 금속바
7. 크랍쉬어
8. 중첩장치
9. 선행 금속바
10. 압연기
11. 금속바
12. 크랍 처리장치
13, 14. 레벨러
15. 크랍쉬어
16. 에지히터
17. 바히터
21. 후단
22. 선단
25, 27. 돌기
26. 상부날
28. 하부날
31. 상클램프
32. 하클램프
33. 상지지장치
34. 하지지장치
35. 상부날 집합체
36. 하부날 집합체
37. 하우징
38.상크랍
39.하크랍
41. 주크랭크축
42. 상편심축
43,45. 링크
44. 하편심축
46. 동조축
47. 요동레버
51. 주행 하우징
52. 고정날
53. 승강날
54. 주행 전단장치

Claims (10)

  1. 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정된 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  2. 조압연기와 사상압연기를 90m 내지 160m의 거리로 설치하고, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정된 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  3. 조압연기와 사상압연기를 90m 내지 160m의 거리로 설치하고, 조압연기와 사상압연기 사이에 코일박스를 설치하고, 사상압연기는 코일박스로부터 풀려나온 금속판의 사상압연을 행하며, 코일박스와 사상압연기의 거리가 70m 이하로 설정되고, 사상압연기의 상류측에 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 금속판의 주행중에 단시간에 접합하는 단시간 접합장치를 배치하고, 단시간 접합장치는 사상압연기의 최대 55m 이내의 전방에서 접합을 개시하도록 설정됨과 아울러 적어도 사상압연기의 15m 전방에서 접합을 종료하도록 설정된 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 사상압연기의 인입측 금속판의 진행속도의 최대치가 70m/min 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 열간압연설 비.
  5. 제1항에 있어서, 단시간 접합장치는 접합개시부터 접합종료까지의 거리가 15m 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  6. 제3항에 있어서, 조압연기와 코일박스의 거리가 40m 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  7. 제1항에 있어서, 단시간 접합장치는 접합개시부터 접합종료까지 필요로 하는 거리가 1m 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  8. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 단시간 접합장치에서 접합시에는 선행 금속판과 후행 금속판의 압연이 중복되지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  9. 제5항에 있어서, 선행 금속판의 후단과 후행 금속판의 선단을 중첩시키는 중첩수단을 구비하고, 단시간 접합장치는 금속판의 중첩부를 눌러서 그 양 측으로부터 압입해서 전단하면서 접합하는 한 쌍의 전단날을 구비한 접합기구인 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
  10. 제1항에 있어서, 접합장치와 사상압연기의 사이에 바히터 또는 에지히터 중 적어도 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 열간압연설비.
KR1020040059015A 2003-07-31 2004-07-28 열간압연설비 KR100587424B1 (ko)

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