KR100656429B1

KR100656429B1 - 압연용 복합롤의 제조방법

Info

Publication number: KR100656429B1
Application number: KR1020060000123A
Authority: KR
Inventors: 홍진영; 국만호; 박진수; 정봉호
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2006-01-02
Filing date: 2006-01-02
Publication date: 2006-12-11

Abstract

본 발명은, 고속으로 회전하는 원심 몰드에 외층재 용탕을 주입하여 중공 외층을 형성한 후, 축부용 용탕을 몰드 내에 중공 외층 내로 주입하여 외층에 축부를 야금학적으로 접착하는 압연용 복합롤의 제조방법에 있어서, 상기 외층재의 주입온도는 액상온도(TL)보다 75℃ ~ 95℃ 높게 하고, 상기 몰드의 도형두께는 1.8 ~ 2.2mm으로 하여 제조하므로, 조직결함이 내포된 칠 영역(chill zone)을 최소화하여 균일하고 미세한 표면조직을 가지게 한다.

Description

압연용 복합롤의 제조방법{manufacturing method for roll for rolling}

도1의 (a) 및 (b)는 종래 압연용 복합롤에서 칠 영역(chill zone)부에 형성된 기지편석 및 탄화물편석을 나타내는 사진,

도2는 외층재의 주입온도에 따른 chill zone 생성 깊이 변화를 나타내는 도트 그래프,

도3은 외층재의 주입온도에 따른 SDAS(Secondary Dendrite Arm Spacing)를 나타내는 그래프,

도4는 몰드 도형두께에 따른 chill zone 생성 깊이 변화를 나타내는 도트 그래프,

도5는 몰드 도형두께에 따른 SDAS(Secondary Dendrite Arm Spacing)를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 압연용 복합롤의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 열간 또는 냉간 압연용 롤로서는 원심주조법으로 제조된 복합롤이 널리 사용되고 있다. 복합롤은 마모 저항 및 인성을 동시에 보유하기 위해, 내 마모성재로 된 외층과, 인성이 큰 회주철 또는 구성흑연주철로 된 축부로 구성된 구조를 갖는다. 이들 복합롤은 고속으로 회전하는 원심주형에 외층용 용탕을 주입하여 중공 외층을 형성하고, 그후 축부용 용탕을 주형내에 중공 외층내로 주입하여 외층에 축부를 야금학적으로 접착하여 제조된다. 이 경우에, 외층 내부의 열부는 축부용 용탕의 열에 의해 재용융되고 재응고된다.

이런 원심 주조 복합롤에서, 외층은 고 내마모성을 위한 경질 탄화물을 포함하는 것이 좋다. 최근의 압연용 롤은 실제 압연에서 생산성 향상 및 특수강 생산비중의 증가 등으로 인해 예전보다 더욱 가혹한 조건에서 압연이 실시되고 있다. 따라서, 압연용 롤은 종래의 Ni-Grain 롤에서 Cr, Mo, V, Nb 등의 성분을 변경하여 보다 향상된 내마모성을 가지는 방향으로 개발되고 있다.

그러나, 이러한 내마모성 향상 외에 압연재 품질에 직접적인 영향을 주는 롤 표면조직에 대한 개선이 요구되고 있다.

압연용 복합롤에서 외층의 조직은 표면에서 일정깊이까지는 빠른 냉각속도에 의해 칠 영역(chill zone)이 형성된다. 이 칠 영역(chill zone) 내부에는 도1의 (a)에 보는 바와 같은 기지 편석이나, 도1의 (b)에 보는 바와 같은 탄화물 편석이 형성되어 있다. 이러한 기지 편석이나 탄화물 편석은 조직 결함으로서, 실제 압연공정에 투입시 압연품질에 악영향을 주기 때문에 반드시 제거되어야 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 롤 표면조직의 결함을 개선하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 외층재의 주입온도와 몰드 도형두께를 조절하여 조직 결함이 내포된 칠 영역(chill zone)을 최소화하여 균일하고 미세한 표면조직을 가지는 압연용 복합롤의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 고속으로 회전하는 원심 몰드에 외층재 용탕을 주입하여 중공 외층을 형성한 후, 축부용 용탕을 몰드 내에 중공 외층내로 주입하여 외층에 축부를 야금학적으로 접착하는 압연용 복합롤의 제조방법에 있어서, 상기 외층재의 주입온도는 액상온도(TL)보다 75℃ ~ 95℃ 높게 하고, 상기 몰드의 도형두께는 1.8 ~ 2.2mm으로 하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에서는 후판용 열간압연 복합롤에 대해 예를 들어 설명한다. 본 발명이 적용되는 압연용 복합롤은 고속으로 회전하는 원심 몰드에 외층재 용탕을 주입하여 중공 외층을 형성한 후, 축부용 용탕을 몰드 내에 중공 외층내로 주입하여 외층에 축부를 야금학적으로 접착하게 된다.

상기 외층재의 주입온도는 액상온도(TL : Temperature of Liquid)보다 75℃ ~ 95℃ 높게 한다. 외층재의 주입온도가 제한치보다 낮은 경우에는 초기 주입된 외층재 용탕이 먼저 응고하여 롤 표면에 국부적인 이상조직을 초래할 수 있다.

몰드 도형두께는 몰드의 내경 및 두께에 따라 달라지는데, 후판용 압연롤과 같은 대형 롤의 제작에 사용되는 몰드의 경우에는 1.8mm ~ 2.2mm로 한다.

도2는 몰드의 도형두께를 동일하게 하고 외층재의 주입온도를 변화시켜 주입온도가 외층재의 칠 영역(chill zone) 깊이에 미치는 영향을 조사하여 그 결과를 나타낸 도트 그래프이다. 도2에서 보는 바와 같이 chill zone 깊이는 외층재의 주입온도가 증가함에 따라 약간 증가하지만 그 차는 크지 않음을 알 수 있다.

그리고, 외층재의 주입온도가 높을 경우 조직이 조대해져 롤의 표면거칠기가 저하되어 압연품질에 악영향을 미치게 되는데, 도3은 외층재의 주입온도에 따른 SDAS(Secondary Dendrite Arm Spacing)를 측정하여 나타낸 그래프이다. 도3에서 보는 바와 같이 외층재의 주입온도가 높아짐에 따라 SDAS 값이 높아지므로 외층재 주입온도는 가능한 낮게 하는 것이 외층재 표면 거칠기 측면에서 유리함을 알 수 있다. 따라서 외층재 주입온도는 미세조직 측면에서는 낮을수록 유리하지만 기지 및 탄화물 편석을 야기시키는 chill zone 생성 깊이의 감소에는 크게 영향을 주지 못함을 알 수 있다.

도4는 외층재의 냉각속도에 영향을 미치는 몰드 도형두께를 변화시켜 chill zone 깊이 변화를 측정하여 나타낸 도트 그래프이다. 도4에서 보는 바와 같이 몰드 도형두께가 증가할수록 외층재 chill zone 깊이는 감소함을 알 수 있고, 특히 1.5mm에서 2.0mm로 증가했을 때 큰 폭으로 chill zone 깊이가 감소됨을 알 수 있다. 도형두께가 2.5mm의 경우의 chill zone 깊이는 도형두께 2.0mm의 chill zone 깊이와는 크게 차이가 나지 않는다.

그리고, 도5는 몰드 도형두께에 따른 SDAS의 측정결과를 나타낸 그래프인데, 이로서, 몰드 도형두께가 외층재 미세조직에 미치는 영향을 파악하여 적정 도형두께를 선정할 수 있다. 도5에서 보는 바와 같이, 몰드 도형두께를 1.5mm에서 2.0mm로 증가시킨 경우에 SDAS 값은 크게 차이가 나지 않으나, 몰드 도형두께 2.5mm인 경우에는 SDAS 값이 큰폭으로 증가하여 미세조직 측면에서는 나쁜 것으로 판단된다. 따라서, 기지 및 탄화물 편석을 야기시키는 chill zone 깊이를 감소시키면서 외층재 표면거칠기에 영향을 주지 않는 도형두께 1.8mm ~ 2.2mm가 바람직한데, 도형두께 2.0mm가 최적임을 알 수 있다.

본 발명에 의한 압연용 복합롤의 제조방법에 의하면, 외층재의 주입온도와 몰드 도형두께를 조절하여 조직결함이 내포된 칠 영역(chill zone)을 최소화하여 균일하고 미세한 표면조직을 가지게 함으로써, 압연롤의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims

고속으로 회전하는 원심 몰드에 외층재 용탕을 주입하여 중공 외층을 형성한 후, 축부용 용탕을 몰드 내에 중공 외층내로 주입하여 외층에 축부를 야금학적으로 접착하는 압연용 복합롤의 제조방법에 있어서,

상기 외층재의 주입온도는 액상온도(TL)보다 75℃ ~ 95℃ 높게 하고, 상기 몰드의 도형두께는 1.8 ~ 2.2mm으로 하는 것을 특징으로 하는 압연용 복합롤의 제조방법.