KR100765038B1 - Joining method of austenite stainless steel for endless hot rolling - Google Patents

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KR100765038B1
KR100765038B1 KR1020050130101A KR20050130101A KR100765038B1 KR 100765038 B1 KR100765038 B1 KR 100765038B1 KR 1020050130101 A KR1020050130101 A KR 1020050130101A KR 20050130101 A KR20050130101 A KR 20050130101A KR 100765038 B1 KR100765038 B1 KR 100765038B1
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강윤희
엄상호
원천수
하상욱
호리이 겐지
유수기 도시히로
후루모토 히데아키
시로가 시게노리
후나모토 다카오
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주식회사 포스코
미쯔비시 히다찌 세이떼쯔 기까이 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강을 연속으로 열간압연하는데 있어서 열간압연재들의 접합조건을 제어하여 사상압연단계에서 판파단이 일어나지 않고 통판할 수 있는 연속열간압연재의 전단접합방법 및 이를 위한 연속열간압연설비에 관한 것이다.The present invention is to control the bonding conditions of the hot rolled materials in the continuous hot rolling of austenitic stainless steel, the shear bonding method of the continuous hot rolled material that can be mailed without breaking the plate in the finishing rolling step and the continuous hot for the same It relates to a rolling equipment.

본 발명은 중량%로 Cr;12% ~ 26%, Ni;6~22%를 함유하고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 또는 Cr; 12% ~ 26%, Ni;6~22%에 Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V 등의 원소가 적어도 하나 이상이 3.00% 이하로 포함되어 있고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 열간압연설비에서 후행하는 금속바의 선단과 선행하는 금속바의 후단을 중첩하여 접합하는 접합기를 이용하여 전단접합하고 접합된 금속바의 접합면이 상기 금속바의 두께방향을 따라 경사지게 형성되도록 금속바를 상호접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법을 제공한다.The present invention comprises austenitic stainless steel or Cr containing 12% to 26% of Cr, 6% to 22% of Ni, and other unavoidable impurities and remaining Fe by weight; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% contains at least one or more elements of Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V, etc. up to 3.00% and other unavoidable impurities and remaining Fe The austenitic stainless steel metal bar is shear-bonded using a jointer that overlaps the leading end of the metal bar and the preceding end of the preceding metal bar in a hot rolling facility, and the joining surface of the joined metal bar is the thickness of the metal bar. Provided is a shear bonding method of an austenitic stainless steel continuous hot rolled material for joining metal bars to be inclined along a direction.

오스테나이트계 스테인리스강, 연속압연, 열간압연, 전단접합, 접합조건, 랩, 디스케일링압력 Austenitic stainless steels, continuous rolling, hot rolling, shear bonding, bonding conditions, wraps, descaling pressures

Description

오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법{JOINING METHOD OF AUSTENITE STAINLESS STEEL FOR ENDLESS HOT ROLLING}[JOINING METHOD OF AUSTENITE STAINLESS STEEL FOR ENDLESS HOT ROLLING} Austenitic Stainless Steel Continuous Hot Rolled Material

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연설비의 기본구성을 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a basic configuration of an austenitic stainless steel continuous hot rolling facility according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합기로서 접합이 종료된 금속바를 나타내는 구성도이다.2 is a block diagram showing a metal bar in which bonding is completed as a bonding machine according to an embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합완료된 금속바의 상태를 나타내는 개념도이다.Figure 3 is a conceptual diagram showing the state of the bonded metal bar according to an embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고상접합의 자유에너지 변화를 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing a change in free energy of a solid state junction according to an embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고상접합시 스케일 혼입율과 접합강도비의 관계를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the scale mixing ratio and the bonding strength ratio during solid state bonding according to an embodiment of the present invention.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합면에 작용하는 접합력을 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing the bonding force acting on the bonding surface according to an embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지부의 접합강도 저하 및 균열발생 원인을 나타내는 개념도이다.Figure 7 is a conceptual diagram showing the cause of the joint strength degradation and crack generation of the edge portion according to an embodiment of the present invention.

도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 성능에 미치는 접합변수 및 각 접합변수의 상관관계를 설명하는 블럭도이다.8 is a block diagram illustrating a correlation between a joint variable and each joint variable on the joint performance according to an embodiment of the present invention.

도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트로우크 율과 랩을 정의를 설명하는 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating the definition of a stroke rate and a lap according to an embodiment of the present invention.

도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 온도와 접합부 강도비 및 균열율의 관계를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing a relationship between descaling temperature, joint strength ratio, and crack ratio according to an embodiment of the present invention.

도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 압력과 접합부 강도비 및 균열율의 관계를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing a relationship between descaling pressure, joint strength ratio, and crack ratio according to an embodiment of the present invention.

도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합온도와 접합부 강도비 및 균열율의 관계를 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing a relationship between a joining temperature, a joint strength ratio, and a crack ratio according to an embodiment of the present invention.

도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 랩과 접합부 강도비의 관계를 나타내는 그래프이다.Figure 13 is a graph showing the relationship between the wrap and the joint strength ratio according to an embodiment of the present invention.

도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트로우크율과 접합부 강도비의 관계를 나타내는 그래프이다.14 is a graph showing a relationship between a stroke rate and a joint strength ratio according to an embodiment of the present invention.

도15a와b는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부 사상압연의 통판시험 결과를 나타내는 그래프이다.15A and 15B are graphs showing the results of a sheet test of joint mapping rolling according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 열간압연 공정에서 열간압연재를 상호 접합하여 연속적으로 열간 압연하는 연속열간압연재의 접합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오스테나이트계 스테인리스강을 연속으로 열간압연하는데 있어서 열간압연재들의 접합조건을 제어하여 사상압연단계에서 판파단이 일어나지 않고 통판할 수 있는 연속열간압연재의 전단접합방법 및 이를 위한 연속열간압연설비에 관한 것이다.The present invention relates to a method of joining a continuous hot rolled material in which hot rolled materials are joined to each other in a hot rolling process and continuously hot rolled. More particularly, the present invention relates to a method of joining hot rolled materials in continuous hot rolling of an austenitic stainless steel. The present invention relates to a shear joining method of a continuous hot rolled material that can be plated without breaking a sheet during finishing rolling by controlling the bonding conditions, and a continuous hot rolling facility for the same.

금속판재를 열간압연으로 생산하는 기술분야에서 사상압연을 연속화 함으로서 생산성과 품질의 향상 그리고 조업을 자동화하려는 요구가 강하게 일어나고 있다.In the technical field of producing hot rolled metal sheets, there is a strong demand to improve productivity, quality and automate operations by continually finishing finishing rolling.

이러한 연속열간압연분야에서 중요한 점은 선행하는 열간압연판재(이하 "금속바"라고 한다.)의 후단과 후행하는 금속바를 상호 접합하는 금속바의 접합기술에 있다.An important point in this continuous hot rolling field is the joining technology of metal bars for joining the back end of the preceding hot rolled sheet material (hereinafter referred to as "metal bar") and the following metal bar to each other.

열간압연공정에서 금속바의 접합은 조압연기와 사상압연기 사이에서 이루어지고 있으며, 이와 같이 조압연기 이후의 공정에서 금속바들을 상호 접합시키게 되면 사상압연공정에서 압연되는 금속바들을 연속적으로 압연할 수 있게 된다.In the hot rolling process, the joining of the metal bars is performed between the rough mill and the finishing mill. Thus, when the metal bars are joined together in the post-rolling process, the metal bars rolled in the finishing mill process can be continuously rolled. do.

따라서 사상압연을 연속적으로 수행하기 위해서는 주행중인 금속바와 금속바를 고속으로 접합할 필요가 있으며, 이러한 접합을 위하여 여러 가지 기술이 제안되고 있다.Therefore, in order to continuously perform the finishing rolling, it is necessary to join the metal bar and the metal bar at high speed, and various techniques have been proposed for such bonding.

지금까지 알려져 있는 접합기술로서는 크게 용융접합법과 고상접합법으로 구분된다.Conventionally known bonding techniques are largely classified into a melt bonding method and a solid state bonding method.

용융접합법으로 금속바를 상호 접합할 경우 용융된 접합부의 온도가 인접 부분의 온도보다 높기 때문에 용융접합부의 연화현상이 발생하여 접합부가 모재부에 비해 접합강도가 떨어진다는 단점이 있다.When the metal bars are bonded to each other by the melt bonding method, since the temperature of the molten joint is higher than the temperature of the adjacent portion, softening of the molten joint occurs, and thus the joint is inferior in bonding strength to the base material.

그리고 고상접합법으로 알려져 있는 기술로는 일본국 특허공개공보 평9-17411호(이하 "411발명" 이라 한다.)에 개시된 금속판의 접합방법이 있다.As a technique known as the solid phase bonding method, there is a method of joining a metal plate disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-17411 (hereinafter referred to as "411 invention").

이러한 411발명은 선행하는 금속바의 후단부와 후행하는 금속바의 선단부를 상하로 중첩시키고, 중첩된 두 금속바를 동시에 전단함으로써 전단 과정에서 생성되는 두 금속바의 전단면을 직접 접촉시켜 접합하는 기술이다.This invention 411 overlaps the leading end of the preceding metal bar and the trailing end of the following metal bar up and down, and by shearing the two overlapping metal bars at the same time by directly contacting and joining the shear surfaces of the two metal bars generated in the shearing process to be.

이러한 411발명은 전단에 의해 접합이 이루어지기 때문에 간단하고 단시간에 접합이 가능하며 필요한 공간도 작기 때문에 사상압연시 온도저하가 적은 등 열간 연연속 압연설비로서 많은 장점을 가지고 있다.The 411 invention has many advantages as a hot continuous rolling equipment such as simple and short time bonding because the bonding is performed by shearing, and the required space is small, so that the temperature decreases during finishing rolling.

그러나 이러한 411발명은 접합된 접합부가 그 형상이 불균일하고 접합된 표면에 표면 스케일이 혼입되어 접합부의 접합강도를 현저하게 떨어진다는 단점이 있다.However, the 411 invention has disadvantages in that the bonded joints are inhomogeneous in shape and surface scale is mixed on the bonded surfaces, thereby significantly reducing the joint strength of the bonded joints.

또한 411발명을 적용하여 금속바를 접합할 경우 접합부 단면 상, 하부와 폭 방향 양 끝단부에 미접합부가 발생하거나 접합력이 약한 부위가 존재한다는 단점이 있고 이와 더불어 접합면으로도 표면 스케일이 혼입되어 접합강도가 떨어진다는 문제점이 있다.In addition, when applying a metal bar by applying the 411 invention, there is a disadvantage in that an unbonded portion is generated or a weakly bonded portion exists at both ends of the lower portion and in the width direction on the cross section of the joint, and the surface scale is also mixed as the joint surface. There is a problem that the strength drops.

한편, 오스테나이트계 스테인리스강은 상온에서 미세조직이 대부분 오스테나이트조직으로 이루어지고 비자성이며 열전도율은 낮고 인성은 우수하며 연성이 뛰아나고 내식성이 좋아서 건축자재나, 주방용기기, 산업설비, 전자부품 그리고 자량용 부품 등에 널리 사용된다.On the other hand, austenitic stainless steel is composed of mostly austenitic microstructures at room temperature, and is nonmagnetic, has low thermal conductivity, excellent toughness, excellent ductility, good corrosion resistance, and is suitable for construction materials, kitchen appliances, industrial equipment, electronic parts, Widely used for self-contained parts.

이와 같은 오스테나이트계 스테인리스강을 접합기술을 적용하여 연속열간압연을 수행할 경우 생산성 증가와 박물화가 가능해지는 등 많은 장점이 있다.When austenitic stainless steel is subjected to continuous hot rolling by applying a bonding technology, there are many advantages such as increased productivity and thinning.

그러나 이러한 오스테나이트계 스테인리스강은 고온에서 스케일이 생성되고이러한 스케일은 두께는 비교적 얇으나 스케일이 매우 치밀하기 때문에 압연공정에서 스케일을 제거하는 것이 매우 곤란하기 때문에 연속열간압연을 적용하는데 많은 문제점을 수반한다.However, these austenitic stainless steels are scaled at high temperatures, and since these scales are relatively thin in thickness but very dense in scale, it is very difficult to remove them in the rolling process. do.

지금까지 알려진 연속 압연을 위한 접합기술로서는 용융접합인 유도가열방식(일본공개특허공보 제1993-000202호 및 제1997-314216호 참조)과 레이저 용접방식(일본공개특허공보 제1995-024504호 및 제1997-010803호 참고)이 있다. Conventionally known joining techniques for continuous rolling include induction heating methods (see Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 1993-000202 and 1997-314216) and laser welding methods (Japanese Laid-Open Patent Publications 1995-024504 and No. 1) which are melt joints. See 1997-010803).

유도가열방식의 경우의 연속 압연은 판재를 가열하고 압착한 다음 비드(bead)를 제거하는 순으로 공정이 진행되며, 선후행 판재의 맞대기 접합면에 존재하는 스케일들은 압착과정에서 접합부 바깥의 비드로 밀려난다. In the case of induction heating, continuous rolling is performed by heating the plate and pressing it, and then removing the beads. Scales existing on the butt joint surface of the trailing plate are transferred to the beads outside the joint during the pressing process. Pushed back.

그러나 스테인리스강의 스케일들은 모재와의 밀착성이 강하고 스케일 자체도 연성이 있어 제거가 어렵다. 따라서 유도가열 접합부에 남아 있는 스케일이 접합강도를 현저히 저하시킨다는 문제가 있다. However, the stainless steel scales are difficult to remove because they are in close contact with the base metal and the scale itself is soft. Therefore, there is a problem that the scale remaining in the induction heating junction significantly reduces the bonding strength.

이를 방지하기 위하여 환원성 분위기에서 유도가열하는 방식을 고려해 볼 수 있으나 이 경우에는 대기에 노출되어 있는 열연라인 중 특정부분만을 환원성 분위기로 제어하여야만 하므로 대형설비에서 특정라인만을 분위기 제어한다는 것은 매우 어려울 뿐만 아니라 생산단가도 측면에서도 원가상승의 주요 원인이 된다. In order to prevent this, induction heating may be considered in a reducing atmosphere, but in this case, only a specific part of the hot rolling line exposed to the atmosphere should be controlled as a reducing atmosphere, so it is very difficult to control the atmosphere only in a large facility. Production costs are also a major source of cost hikes.

그리고 레이저 용접의 경우에는 레이저 빔이 매우 작기 때문에 접합 대상면들 이 밀착되어야만 접합이 가능하다. In the case of laser welding, since the laser beam is very small, the joining is possible only when the joining surfaces are in close contact.

이를 위하여 용접재료를 사용하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 그러나 용접재료를 사용하는 방법은 접합 대상면 사이의 갭(gap)을 제어하는 것이 중요한 문제로 남게된다. For this purpose, a method of using a welding material may be considered. However, in the method of using the welding material, it is important to control the gap between the joining surfaces.

접합 대상면 사이의 갭을 제어하기 위해서는 접합기 앞에 위치한 크롭쉐어(crop shear)에 의하여 접합대상재를 절단하는 정도가 매우 중요하지만, 고온상태에서 압연이 진행된다는 공정적인 측면과 연성과 인성이 매우 높다는 오스테나이트계 스테인리스강 고유의 특성이 있기 때문에 접합대상재의 절단면에 대한 정밀도를 확보하는 것은 매우 곤란하다. In order to control the gap between the surfaces to be joined, it is very important to cut the joining material by the crop shear located in front of the joining machine.However, the process aspect and the ductility and toughness of rolling at high temperature are very high. Because of the inherent characteristics of austenitic stainless steel, it is very difficult to secure the precision of the cut surface of the joining material.

이상과 같은 문제점 때문에 오스테나이트계 스테인리스강의 경우 연속열간압연을 거의 적용하지 않고 있다.Due to the above problems, austenitic stainless steel hardly applies continuous hot rolling.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 오스테나이트계 스테인리스강에 대하여 연속열간압연을 적용할 수 있는 전단접합방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention is to solve such a conventional problem, an object of the present invention is to provide a shear bonding method that can be applied to continuous hot rolling for austenitic stainless steel.

본 발명의 또 다른 목적은 오스테나이트계 스테인리스강의 금속바를 접합할 경우 사상압연공정에서 금속바의 접합부가 사상압연의 하중을 충분히 부담할 수 있고 사상압연 스탠드 간의 인장장력을 이겨낼 수 있는 인장특성을 확보하는 전단접합조건을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to secure a tensile property that can join a metal bar of austenitic stainless steel to fully bear the load of finishing rolling in the finishing rolling process and overcome the tensile tension between the finishing rolling stands in the finishing rolling process. To provide shear bonding conditions.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중량%로 Cr;12% ~ 26%, Ni;6~22%를 함유하고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 또는 Cr; 12% ~ 26%, Ni;6~22%에 Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V 등의 원소가 적어도 하나 이상이 3.00% 이하로 포함되어 있고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 열간압연설비에서 후행하는 금속바의 선단과 선행하는 금속바의 후단을 중첩하여 접합하는 접합기를 이용하여 전단접합하고 접합된 금속바의 접합면이 상기 금속바의 두께방향을 따라 경사지게 형성되도록 금속바를 상호접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is austenitic stainless steel or Cr containing Cr; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% by weight and other unavoidable impurities and the remaining Fe; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% contains at least one or more elements of Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V, etc. up to 3.00% and other unavoidable impurities and remaining Fe The austenitic stainless steel metal bar is shear-bonded using a jointer that overlaps the leading end of the metal bar and the preceding end of the preceding metal bar in a hot rolling facility, and the joining surface of the joined metal bar is the thickness of the metal bar. Provided is a shear bonding method of an austenitic stainless steel continuous hot rolled material for joining metal bars to be inclined along a direction.

또한 본 발명은 상기 금속바의 접합 예정부를, 50 MPa 이하의 압력으로 디스케일링하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for shear joining austenitic stainless steel continuous hot rolled material which descales the joining portion of the metal bar to a pressure of 50 MPa or less.

또한 본 발명은 상기 금속바를 전단접합할 경우 상기 접합기의 상부날과 하부날이 상호 중첩되는 거리인 랩의 범위는 3mm 내지 19mm로 하여 전단접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법을 제공한다.In addition, the present invention is a shear bonding method of the austenitic stainless steel continuous hot rolled material to be sheared in the range of the range that the upper edge and the lower blade of the bonding machine overlaps when the metal bar is shear bonded to the range of 3mm to 19mm. To provide.

또한 본 발명은 상기 금속바를 전단접합할 경우 상기 접합기의 상부날과 하부날이 이동한 거리의 합을 금속바의 두께로 나눈 스트로우크 율을 1.30 내지 1.65으로 하여 전단접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법을 제공한다.In addition, the present invention is an austenitic stainless steel continuous to shear bonding the shear rate by dividing the sum of the distance traveled by the upper blade and the lower blade of the adapter by the thickness of the metal bar when shear bonding the metal bar to 1.30 to 1.65 It provides a shear bonding method of hot rolled material.

그리고 본 발명에서 상기 금속바를 전단접합할 경우 상기 접합기의 상부날과 하부날 모두 상하로 동시에 이동하면서 전단접합하거나 상부날과 하부날 중 어느 한쪽만 이동하면서 전단접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법을 제공한다.In the present invention, when the metal bar is shear bonded, an austenitic stainless steel continuous hot pressure for shear bonding while both the upper blade and the lower blade of the joint move up and down at the same time, or shear bonding while only one of the upper blade and the lower blade is moved. Provides shear bonding method of soft materials.

또한 본 발명은 중량%로 Cr;12% ~ 26%, Ni;6~22%를 함유하고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 또는 Cr; 12% ~ 26%, Ni;6~22%에 Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V 등의 원소가 적어도 하나 이상이 3.00% 이하로 포함되어 있고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 슬라브를 조압연하는 조압연기;In addition, the present invention is austenitic stainless steel or Cr containing Cr; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% by weight and consisting of other unavoidable impurities and the remaining Fe; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% contains at least one or more elements of Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V, etc. up to 3.00% and other unavoidable impurities and remaining Fe Rough rolling mill for rough rolling the austenitic stainless steel slab made;

상기 조압연된 금속바를 코일상태로 권취하는 코일박스;A coil box for winding the roughly rolled metal bar in a coil state;

상기 코일박스의 코일러로부터 풀리는 금속바의 접합 예정부를 디스케일링하는 디스케일링장치;A descaling device for descaling a joining portion of the metal bar released from the coiler of the coil box;

상기 디스케일링된 금속바를 선행금속바의 후단과 후행금속바의 선단을 상호중첩하여 중첩부를 문 상태에서 그 양 측으로부터 압입하여 전단하면서 전단접합하는 한 쌍의 전단날이 구비되어 있는 전단접합장치; 및A shear bonding device provided with a pair of shear blades for shearing the descaled metal bar by overlapping the rear end of the preceding metal bar and the leading end of the trailing metal bar by pressing the overlapping portion from both sides thereof in the state of the door; And

상기 전단접합된 금속바를 사상압연하는 사상압연기A finishing mill for finishing rolling the shear bonded metal bar

를 포함하는 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 연속열간압연하는 열간압연설비을 제공한다.It provides a hot rolling facility for continuously hot rolling austenitic stainless steel metal bar comprising a.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에서 오스테나이트계 스테인리스강은 중량%(이하 본 발명에서 %는 특별한 언급이 없는 한 중량 %를 의미한다.)로 Cr;12% ~ 26%, Ni;6~22%를 함유하고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 Fe-Cr-Ni계 스테인리스강을 주로 의미한다. 그리고 오스테나이트계 스테인리스강은 상온에서의 미세조직이 대부분 오스테나이트 조직으로 이루어지며, 값비싼 Ni을 대체하기 위하여 Mn, N 등이 첨가되는 경우도 있다.In the present invention, the austenitic stainless steel in the present invention contains Cr; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% by weight (% in the present invention means% by weight unless otherwise specified), and other unavoidable. Mainly refers to Fe-Cr-Ni stainless steel consisting of impurities and the remaining Fe. In addition, the austenitic stainless steel is made of mostly austenite structure at room temperature, and Mn and N may be added to replace expensive Ni.

따라서 본 발명에서 오스테나이트계 스테인리스강이라 함은 Fe-Cr-Ni계를 기본성분계로 하고 그 미세조직이 오스테나이트 조직을 갖는 스테인리스강은 모두 포함되는 것을 의미한다. 따라서 Fe-Cr-Ni계를 기본 조성으로 하고 여기에 Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al 등의 원소 또는 V, Nb, Ti, B와 같은 특수원소가 적어도 하나 이상이라도 포함되는 경우(이 경우 각 원소의 함유량을 한정하지는 않지만 3.00% 이하가 바람직하다.)까지 모두 오스테나이트계 스테인리스강에 포함되는 것으로 본다.Therefore, the austenitic stainless steel in the present invention means that the Fe-Cr-Ni-based as a basic component system and all of the stainless steel having austenitic structure of the microstructure. Therefore, if the Fe-Cr-Ni-based base composition and contains at least one element, such as Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, or at least one special element such as V, Nb, Ti, B (In this case, the content of each element is not limited, but 3.00% or less is preferable.) All are considered to be contained in the austenitic stainless steel.

또한, 본 발명에서 전단접합이란 중첩된 금속바의 접합부에 대향하는 전단날이 위치하여 전달날에 의하여 전단하는 과정에서 접합부의 전단면이 상호 눌러지는 전단압력에 의하여 발생한 소성유동변형에 의하여 금속바가 상호 접합되며 이 때 접합부의 접합면은 금속바의 두께방향을 따라 경사지게 형성되는 것을 의미한다.In addition, in the present invention, the shear bonding means that the metal bar is formed by the plastic flow deformation caused by the shear pressure that is pressed by the shear surfaces of the joints in the process of shearing the shear blades facing each other by the transfer blades. In this case, the bonding surface of the bonding portion is formed to be inclined along the thickness direction of the metal bar.

먼저, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강을 전단접합하여 연속열간압연을 수행하기 위한 열간압연설비와 이 설비를 이용하여 오스테나이트계 스테인리스강을 전단접합하는 방법을 도1내지 도4를 참조하여 함께 설명한다.First, a hot rolling facility for performing continuous hot rolling by shear joining austenitic stainless steel according to the present invention, and a method of shear joining austenitic stainless steel using this equipment with reference to FIGS. 1 to 4. Explain together.

도 1에는 본 발명의 일 실시 형태예에 따른 열간압연설비의 전체 구성을 나타내고 있다.1, the whole structure of the hot rolling facility which concerns on the example of one Embodiment of this invention is shown.

도1을 참조하면, 본 발명에 따른 열간압연설비는, 크게 상류측으로부터 조압연기(10), 코일박스(20), 접합장치(30), 복수의 압연기로 구성되는 사상압연기(40) 그리고 다운코일러(50)로 이루어져 있다.Referring to Figure 1, the hot rolling equipment according to the present invention, the rough rolling mill 10, the coil box 20, the joining device 30, a rolling mill 40 consisting of a plurality of rolling mills from the upstream side and down It consists of a coiler 50.

오스테나이트계 스테인리스강 슬라브를 상기 조압연기(10)에서 압연하여 제조된 오스테나이트계 스테인리스강의 금속바는 코일박스(20)의 코일러에서 코일상태로 권취된다. 이와 같은 코일박스(20)는 조압연기(10)와 사상압연기(40)에서 주행하는 금속바의 속도 차이를 조정하게 된다.The metal bars of the austenitic stainless steel manufactured by rolling the austenitic stainless steel slab in the roughing mill 10 are wound in a coil state in the coiler of the coil box 20. Such a coil box 20 is to adjust the speed difference of the metal bar running in the roughing mill 10 and the finishing mill 40.

코일박스(20)의 코일러로부터 풀리는 후행금속바(60)는 그 선단이 크롭쉬어에 의해 절단된 후, 접합하고자 하는 금속바의 접합 예정부의 표면을 부분 디스케일링장치(81)에서 디스케일링하고 접합장치(30)의 중첩장치(80)에서 선행금속바(90)의 후단에 중첩된다. 이때 필요에 따라 선행금속바의 단부는 크롭쉬어에 의해 절단될 수 있다.The trailing metal bar 60 released from the coiler of the coil box 20 is descaled by the partial descaling device 81 after the front end thereof is cut by CropShier and then the surface of the joining part of the metal bar to be joined is descaled. The overlapping device 80 of the bonding device 30 overlaps with the rear end of the preceding metal bar 90. At this time, if necessary, the end of the preceding metal bar may be cut by the crop shear.

후행금속바(60)의 선단과 선행금속바(90)의 후단이 접합장치(30)의 접합기(100)에서 접합되고, 접합부의 크롭이 크롭처리장치(120)에 의해 절단된다. 접합장치(30)에서 접합되어 연속된 상태가 된 금속바(110)는 사상압연기(40)로 이송된다.The leading end of the trailing metal bar 60 and the trailing end of the preceding metal bar 90 are joined at the bonding machine 100 of the bonding apparatus 30, and the crop of the bonding portion is cut by the cropping apparatus 120. The metal bars 110 joined in the bonding apparatus 30 to be in a continuous state are transferred to the finishing mill 40.

여기서 접합장치(30)는, 선행금속바(90)의 후단과 후행금속바(60)의 선단을 주행 중인 상태에서 접합하는 설비로서, 짧은 시간내에 전단접합이 가능한 단시간 접합장치이다.Here, the bonding apparatus 30 is a facility which joins the rear end of the leading metal bar 90 and the tip of the trailing metal bar 60 in the running state, and is a short time joining apparatus which can shear-bond in a short time.

그리고, 주행 중인 상태에서 금속바들을 전단접합하기 위하여, 접합기(30)는 금속바의 주행에 따라 이동할 수 있도록 되어 있으며, 접합기(30)가 금속바의 주행에 따라 요동시키는 설비가 추가로 설치될 수 있다.And, in order to shear-bond the metal bars in the running state, the adapter 30 is to be able to move in accordance with the running of the metal bar, the adapter 30 is to be installed additionally to the equipment to swing as the metal bar running. Can be.

예를 들어, 접합장치(30)의 접합기(100)에는, 후술하는 바와 같이, 선행금속바(90)의 후단과 후행금속바(60)의 선단이 중첩된 중첩부를 문 상태에서 그 양 측으로부터 압입하여 전단하면서 전단접합하는 한 쌍의 전단날이 구비되어 있다.For example, the joining device 100 of the joining apparatus 30 has an overlapping portion where the rear end of the leading metal bar 90 and the leading end of the trailing metal bar 60 overlap with each other in the state of door, as will be described later. A pair of shear blades is provided for shear bonding while being pressed and sheared.

그리고 사상압연기(40)로 이송된 금속바(110)는 복수의 압연기를 통하여 순차적으로 열간압연되어 필요한 두께로 제조되고 이후 다운코일러(50)에서 권취된다.Then, the metal bar 110 transferred to the finishing mill 40 is hot rolled sequentially through a plurality of rolling mills to be manufactured to a required thickness, and then wound in the downcoiler 50.

도1에서 미 설명 도면 부호 130과 140은 코일박스(20)와 접합장치(30)의 각 출구 측에 설치된 레벨라이고, 도면 부호150은 사상압연기의 입구측에 설치된 크롭쉬어이며, 도면부호 160은 상기 레벨라(140)와 크롭쉬어(150) 사이에 배치된 에지히터이며, 도면부호 170은 에지히터(160)의 전방에 배치된 바히터를 나타낸다.In FIG. 1, reference numerals 130 and 140 are level lines installed at each outlet side of the coil box 20 and the bonding apparatus 30, and reference numeral 150 is a crop shear installed at the inlet side of the finishing mill, and reference numeral 160 Denotes an edge heater disposed between the leveler 140 and the crop shear 150, and reference numeral 170 denotes a bar heater disposed in front of the edge heater 160.

이러한 레벨라(130)(140)나 크롭쉬어(150) 그리고 에지히터(160) 및 바히터(170)들은 열간압연되는 소재 및 열간압연 조건에 따라 선택적으로 배치될 수 있으며, 도 1에서 이들 설비의 설치 위치나 설치유무 등은 하나의 예로 나타낸 것으로 다양한 변형이 가능하다.The levelers 130 and 140 or the crop shear 150 and the edge heaters 160 and the bar heaters 170 may be selectively arranged according to the hot rolled material and the hot rolling conditions. The installation location or the presence of the installation is shown as an example and various modifications are possible.

그리고, 선행금속바(90)의 후단 및 후행금속바(60)의 선단을 절단하는 크롭쉬어(70)는 금속바를 맞대기 접합하는 경우에 필요로 되나, 금속바를 중첩시켜 전단하는 과정으로 전단접합하는 경우에는 필요치 않기 때문에 생략될 수도 있다.The crop shear 70 for cutting the rear end of the leading metal bar 90 and the leading end of the trailing metal bar 60 is required for butt-bonding the metal bars, but is shear bonded in a process of overlapping and shearing the metal bars. It may be omitted since it is not necessary.

다음은 도2와 도3을 참조하여, 본 발명에 따른 접합기(100) 및 전단접합과정의 오스테나이트계 스테인리스강의 금속바를 자세히 설명한다.Next, referring to Figures 2 and 3, the abutment 100 and the metal bar of the austenitic stainless steel of the shear bonding process according to the present invention will be described in detail.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 접합기(100)는 크게 상부날 집합체(120)와 하부날 집합체(130) 그리고 이들을 이동 가능하게 지지하는 하우징(110)으로 이루어져 있다.Referring to Figure 2, the adapter 100 according to the present invention is largely composed of the upper blade assembly 120 and the lower blade assembly 130 and the housing 110 for supporting them to be movable.

여기서 상부날 집합체(120)는 상부날(121)과 상부클램프(122) 그리고 상부지지장치(123)로 이루어지며, 이들은 모두 일체로 구성되어 있다. 그리고, 하부날 집합체(130)는 하부날(131)과 하부클램프(132) 그리고 하부지지장치(133)로 이루어지며, 이들은 모두 일체로 구성되어 있다.Here, the upper blade assembly 120 is composed of the upper blade 121, the upper clamp 122 and the upper support device 123, all of which are formed integrally. The lower blade assembly 130 includes a lower blade 131, a lower clamp 132, and a lower support device 133, all of which are integrally formed.

그리고 상부날 집합체(120)와 하부날 집합체(130)는 하우징(110)의 포스트부(미도시)에 의해 안내되며, 선행금속바(90) 및 후행금속바(60)의 두께 방향으로 이동이 가능하도록 지지된다. 또한 상부날 집합체(120)와 하부날 집합체(130)은 링크 기구(미도시)에 의해 접근 및 이반될 수 있도록 구성되어 있다.And the upper blade assembly 120 and the lower blade assembly 130 is guided by a post portion (not shown) of the housing 110, the movement in the thickness direction of the leading metal bar 90 and the trailing metal bar (60). Supported as possible. In addition, the upper blade assembly 120 and the lower blade assembly 130 is configured to be accessible and carried by a link mechanism (not shown).

이와 같은 본 발명에 따른 접합기(100)내부로 오스테나이트계 스테인리스강의 선행금속바(90)의 후단(210)위에 후행금속바(60)의 선단(220)이 중첩된 상태로 안내 된다.The tip 220 of the trailing metal bar 60 is guided in the state in which the trailing metal bar 60 is superposed on the rear end 210 of the aforesaid metal bar 90 of the austenitic stainless steel.

그러면 오스테나이트계 스테인리스강의 선행금속바(90)의 후단(91) 위에 후행금속바(60)의 선단(61)이 중첩되게 되고, 선단(61)과 후단(91)이 중첩된 부분은 상부날과 하부날의 돌기(124)(134) 사이에 물려지게 된다. 즉, 상부날과 하부날의 돌기(124)(134)가 선단(61)과 후단(91)의 표면에 접촉하게 된다.Then, the front end 61 of the trailing metal bar 60 overlaps the rear end 91 of the front metal bar 90 of the austenitic stainless steel, and the portion of the front end 61 and the rear end 91 overlaps the upper blade. And between the projections 124 and 134 of the lower blade. That is, the protrusions 124 and 134 of the upper blade and the lower blade come into contact with the surfaces of the front end 61 and the rear end 91.

그리고, 선행금속바(90)의 후단(91)과 후행금속바(60)의 선단(61)이 중첩된 부위에는, 상부클램프(122)와 하부클램프(132)가 접촉하게 된다. 여기서 상부클램프(122)는 상부지지장치(123)에 의해 유압력으로 지지되고, 하부클램프(132)는 하부지지장치(133)에 의해 유압력으로 지지되어 있다.In addition, the upper clamp 122 and the lower clamp 132 are in contact with a portion where the rear end 91 of the leading metal bar 90 and the leading end 61 of the trailing metal bar 60 overlap with each other. Here, the upper clamp 122 is supported by the hydraulic force by the upper support device 123, the lower clamp 132 is supported by the hydraulic force by the lower support device 133.

이와 같은 상태에서 상부날(121)과 하부날(131)이 선행금속바(90)와 후행금속바(60)를 전단하게 되면, 선행금속바(90)와 후행금속바(60)의 각 전단면이 소성유동변형에 의해 서로 전단접합되어 일체로 연속접합된 금속바(110)가 된다.When the upper blade 121 and the lower blade 131 shears the leading metal bar 90 and the trailing metal bar 60 in such a state, each front of the leading metal bar 90 and the trailing metal bar 60 is moved. The cross sections are shear bonded to each other by plastic flow deformation to form a metal bar 110 that is integrally continuously joined.

이와 같이 오스테나이트계 스테인리스강의 단부가 전단접합을 완료하게 되면 연속된 금속바의 접합부위에는 후행금속바(60)의 선단(61)이 절단된 상부크롭이 위치하고 선행금속바(90)의 후단(91)이 절단된 하부크롭이 위치하게 된다. 그리고 금속바가 서로 접합이 완료되면 상부날(121)과 하부날(131)은 일정한 이격거리를 가질 때까지 후퇴한다.As such, when the end of the austenitic stainless steel completes the shear bonding, the upper crop in which the leading end 61 of the trailing metal bar 60 is cut is located at the joint portion of the continuous metal bar, and the rear end 91 of the preceding metal bar 90 is placed. ), The lower crop is cut. When the metal bars are bonded to each other, the upper blade 121 and the lower blade 131 retreat until they have a predetermined distance.

금속바의 전단접합에 따라 절단된 상부크롭과 하부크롭은 도1에 나타나 있는 크롭처리장치(120)에 의해 제거되고, 연속된 금속바(110)는 사상압연기(40)로 이송되게 된다.The upper crop and the lower crop cut by shear bonding of the metal bars are removed by the crop processing apparatus 120 shown in FIG. 1, and the continuous metal bars 110 are transferred to the finishing mill 40.

여기서 금속바의 접합부가 사상압연기(40)를 통과할 때에는 사상압연시 강한 압축응력 및 굴곡 그리고 사상압연기의 각 스탠드 사이에서 굴곡 또는 인장 등의 외력이 작용하기 때문에 상기 접합부는 가혹한 공정조건하에 놓여지게 된다.Here, when the joint of the metal bar passes through the finishing mill 40, a strong compressive stress and bending during finishing rolling and an external force such as bending or tension acts between each stand of the finishing mill, so that the joint is placed under severe process conditions. do.

이때, 오스테나이트계 스테인리스강 금속바의 접합부는 파단되지 않고 사상압연기(40)를 통과시킬 수 있을 정도의 접합강도를 유지할 필요가 있다.At this time, it is necessary to maintain the bonding strength enough to pass the finishing mill 40 without breaking the abutment portion of the austenitic stainless steel metal bar.

이하에서는 연속열간압연에서 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 전단접 합할 경우 접합부의 접합강도를 제어하기 위한 접합공정의 공정변수에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the process parameters of the bonding process for controlling the bonding strength of the joint when shear bonding the austenitic stainless steel metal bar in continuous hot rolling will be described in detail.

먼저, 도4를 참조하여, 두 개의 금속바를 고상접합하는 공정을 금속열역학적으로 설명한다.First, referring to FIG. 4, a process of solid-state bonding two metal bars is explained by metal thermodynamics.

고상접합은 두 개의 자유 표면(free surface)이 한 개의 계면(interface)로 되는 공정이라고 볼 수 있다. 이 경우 열역학적으로 고상접합 공정에서 자유 에너지 변화를 계산해 보면 아래 수학식 1과 같다.Solid state bonding is a process in which two free surfaces become one interface. In this case, when the free energy change is calculated in the solid state bonding process, Equation 1 is used.

γinterface - 2γfree surface = -1.7γfree surface -----------(1)γ interface -2γ free surface = -1.7γ free surface ----------- (1)

수학식 1에서 계면에너지는 자유표면 에너지의 30% 이하의 값을 갖기 때문에 자유에너지 변화는 -1.7γfree surface 으로 나타낼 수 있다. 그리고 γfree surface 는 양의 값을 갖기 때문에 전체 에너지의 변화는 음의 값을 가지며 이는 자발반응 즉, 외력이 전혀 없어도 두 표면은 저절로 접합이 된다는 것을 의미한다.In Equation 1, since the interfacial energy has a value of 30% or less of the free surface energy, the free energy change may be represented as -1.7γ free surface . And since the γ free surface has a positive value, the change in total energy has a negative value, which means that the two surfaces will spontaneously join without spontaneous reaction, ie no external force.

그러나 실제로는 두 표면이 대기 중에서 외력 없이 자연적으로 접합되는 경우는 없으며, 이것은 판재 표면의 요철과 스케일이 두 표면의 접합을 방해하기 때문이다.In practice, however, the two surfaces do not bond naturally in the atmosphere without external forces, because the unevenness and scale of the plate surface prevent the joining of the two surfaces.

두 개의 금속바가 서로 접합되기 위해서는 접합되고자 하는 금속바의 표면에 있는 원자들끼리 인력이 작용하여야 하며 원자간 인력이 작용하기 위해서는 원자간 거리가 Å(10-8m) 단위이어야 한다.In order to bond two metal bars to each other, the attraction of atoms on the surface of the metal bar to be bonded must be applied, and the distance between atoms must be Å (10 -8 m) for the attraction between atoms.

그러나 금속바의 표면은 기계가공을 하더라도 요철이 존재하기 때문에 두 개 금속바 표면의 원자간 거리는 Å 단위보다는 훨씬 멀다. 이 점을 고려하여 통상의 고상접합에서는 강한 압력(압축력)을 인가하게 되며 상온에서는 매우 큰 힘이 필요하기 때문에 금속바를 고온으로 가열하게 된다.However, even if the surface of the metal bar is machined and uneven, the distance between atoms of the two metal bar surfaces is far greater than the unit of Å. In consideration of this point, in general solid state bonding, a strong pressure (compression force) is applied, and a very large force is required at room temperature, thereby heating the metal bar to a high temperature.

그러나 이와 같이 강한 압력을 인가하게 되더라도 금속바의 표면에 존재하거나 금속바를 가열할 경우 금속바의 표면에 생성되는 스케일이 접합력을 저하시키게 된다. 따라서 오스테나이트계 스테인리스강의 연속열간압연시 충분한 접합부의 접합강도를 확보하기 위해서는 반드시 스케일을 저감시켜야만 한다.However, even when such a strong pressure is applied, the scale generated on the surface of the metal bar when the metal bar is present on the surface of the metal bar or when the metal bar is heated deteriorates the bonding force. Therefore, it is necessary to reduce the scale in order to secure the joint strength sufficient in the continuous hot rolling of austenitic stainless steel.

종래의 고상접합법으로 두 개의 금속바를 접합하는 방법에서는 극히 예외적으로 스케일 혼입을 억제하는 접합이 가능할 수도 있다. 그러나 이 경우에서도 열간압연이 1,000 ℃ 정도의 고온에서 행해지기 때문에 두 개의 금속바가 중첩되는 예정면에서 고온 산화에 의한 스케일이 자연적으로 발생하며 이를 제거하기 위하여 디스케일링 하더라도 순간적으로 표면에 스케일이 생성된다.In the conventional method of joining two metal bars by a solid state joining method, an extremely exceptional bonding may be possible to suppress scale mixing. However, even in this case, since hot rolling is performed at a high temperature of about 1,000 ° C., a scale due to high temperature oxidation naturally occurs at a plane where two metal bars overlap, and scale is instantaneously generated even if descaling to remove it. .

또한 고온에서는 소재의 연성이 매우 높기 때문에 중첩되는 예정면에 존재하는 스케일이 접합부로 혼입되게 되며 이 같은 스케일 혼입은 접합강도를 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.In addition, since the ductility of the material is very high at high temperature, the scale existing on the overlapping predetermined surface is mixed into the joint, and the mixing of the scale acts as a cause of lowering the bonding strength.

도 5를 참조하여 이와 같이 열간에서 두 금속바를 접합할 경우 접합부의 접합율과 접합강도비를 설명한다.Referring to FIG. 5, the joining ratio and the joining strength ratio of the joining part when the two metal bars are joined in the hot manner will be described.

도5에서 직선은 접합부 내에 스케일이 혼입되지 않아 이론적으로 스케일간의 접합력은 전혀 없는 경우를 가정하였을 때의 접합율과 접합강도와의 관계를 나타내는 것이다. 이와 같이 이론적으로는 접합율과 접합강도는 선형의 관계로 나타나기 때문에 접합율이 증가하면 접합강도비도 증가하여야 한다. 여기서 접합율은 접합부 중 스케일이 없이 완전하게 접합된 길이를 접합부 전체길이로 나눈 백분율로 표시한 것이다. 이것은 접합부내에 스케일 혼입이 많아질수록 접합율은 낮아지고 따라서 접합강도비도 낮아진다는 사실을 나타낸 것이다.In FIG. 5, the straight line shows the relationship between the bonding ratio and the bonding strength when the scale is not mixed in the joint and theoretically there is no bonding force between the scales. In theory, the bond rate and the bond strength appear in a linear relationship, so the bond strength ratio should increase as the bond rate increases. Here, the joining rate is expressed as a percentage obtained by dividing the total length of the joint without a scale by the total length of the joint. This indicates that the more scale incorporation in the joint, the lower the bonding ratio and thus the lower the bond strength ratio.

그러나 실제의 열간압연공정에서는 고온의 온도 조건 때문에 스케일이 발생할 수 밖에 없고 스케일간에도 약한 접합력이 존재하기 때문에 직선보다 약간 높은 접합강도비 즉 점선과 같은 관계를 나타내게 된다.However, in the actual hot rolling process, scale is inevitable due to high temperature conditions, and weak bonding force exists between scales, and thus, a relationship similar to that of a straight line is slightly higher than a straight line.

다음, 연속열간압연에서 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 전단접합할 경우 접합부의 접합강도를 제어하기 위한 접합조건에 대하여 설명한다.Next, the joining conditions for controlling the joint strength of the joint in the case of shear joining the austenitic stainless steel metal bar in continuous hot rolling will be described.

도 6을 참조하여 본 발명에 따른 접합기(100)의 전단접합과정을 설명한다.Referring to Figure 6 describes the shear bonding process of the adapter 100 according to the present invention.

도6에서와 같이, 두 개의 금속바를 전단접합에 의하여 접합시키는 힘은 상부날(121)과 하부날(131)이 누르는 압축하중 중 접합부에 수직한 방향의 분력이며 여기에 전단에 의하여 발생하는 두 개의 신생면끼리의 마찰력이 접합력을 증가시키게 된다.As shown in FIG. 6, the force for joining the two metal bars by shear bonding is the component force in the direction perpendicular to the joint portion of the compressive load pressed by the upper blade 121 and the lower blade 131, and two forces generated by shearing Friction between the new faces of the dog increases the bonding force.

이와 같은 힘들에 의해 도6의 오른 쪽에서와 같이 서로 마주보는 압력들이 작용하여 접합이 발생하게 된다.Due to such forces, the pressures facing each other act as shown in the right side of FIG.

이 때 이 힘은 접합기(100)와 공정조건의 함수로서 이 힘이 부족하면 접합부가 충분한 접합강도를 가지지 못한다. 한편, 상부날과 하부날에 있는 돌기(124)(134)는 금속바가 전단 시 금속의 유동을 막아주는 역할을 하여 접합력을 견고하게 한다.At this time, this force is a function of the jointer 100 and the process conditions, the lack of this force does not have a sufficient joint strength. On the other hand, the protrusions (124, 134) on the upper blade and the lower blade serves to block the flow of the metal during shearing to strengthen the bonding force.

또한 도 7에서와 같이 금속바의 폭 방향으로 중앙부는 주위의 구속으로 전혀 문제가 없으나 금속바 폭 방향의 양 단부는 전혀 구속이 없는 자유표면상태로 된다.In addition, as shown in FIG. 7, the center portion in the width direction of the metal bar has no problem due to the restraint of the surroundings, but both ends of the metal bar width direction are in a free surface state without any restraint.

이와 같이 금속바의 접합시 자유표면상태인 양 단부는 도7에서와 같이 바깥 방향으로 벌어지기 때문에 마주보는 방향의 힘이 경사지게 된다.As such, both ends of the free surface state when the metal bar is joined are opened outward as shown in FIG. 7, and thus the force in the opposite direction is inclined.

따라서 금속바의 양 단부는 접합강도가 떨어지게 되고 이 부분에는 접합시 도7의 오른쪽에서와 같이 부분 산화도 일어나게 되며 이것이 후속하는 사상압연시에 균열 발생의 원인이 되며 균열이 커지면 판 파단이 발생하게 된다.Therefore, both ends of the metal bar are inferior in bonding strength and partial oxidation occurs in this part as shown in the right side of Fig. 7, which causes cracking during subsequent finishing rolling, and when the crack increases, plate breakage occurs. do.

또한 접합부의 형상도 접합강도에 영향을 미치게 되며, 전단접합을 적용하는 경우에는 접합방법의 특성상 접합부 단면의 상, 하부에 미접합부가 존재하며 이 미접합부의 위치 및 크기에 따라서 접합강도가 변하게 된다.In addition, the shape of the joint also affects the joint strength, and in the case of applying the shear joint, unbonded portions exist at the top and bottom of the joint section due to the nature of the joining method, and the joint strength changes according to the position and size of the unbonded joint. .

이상과 같은 설명을 고려하여 접합부의 성능에 미치는 각종 제어인자들의 영향을 정리하면 도8에서와 같다.In consideration of the above description, the influence of various control factors on the performance of the joint is summarized as in FIG. 8.

도8에서와 같이 금속바 접합부의 성능에는 소재특성과 공정변수 그리고 접합장치가 접합부의 접합강도에 모두 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 8, it can be seen that the material properties, process variables, and the joining device affect both the joint strength of the joint in the performance of the metal bar joint.

그러나 여기서 소재특성과 접합장치는 제어가 곤란하므로 실제 금속바를 접합할 경우에는 공정변수를 조절하는 것이 접합조건을 제어하는데 용이하고 그 효과가 확실하다.However, the material properties and the bonding apparatus are difficult to control, so in the case of joining a metal bar, it is easy to control the joining conditions and the effect is sure when controlling the metal bar.

이러한 공정변수로서는 디스케일링 조건과 접합조건이 있다.These process variables include descaling conditions and bonding conditions.

디스케일링 조건은 디스케일링시의 온도 및 압력을 제어하여 스케일의 혼입 을 억제할 수 있으며, 접합조건은 금속바의 접합시 온도와 랩(Lap) 그리고 스트로우크(stroke) 율을 제어하여 접합부의 접합력와 접합부의 형상을 조절할 수 있다.Descaling condition can control the temperature and pressure during descaling to suppress the mixing of scale, and the bonding condition controls the joining force of the joint by controlling the temperature, lap and stroke rate when joining the metal bar. The shape of the joint can be adjusted.

이상과 같은 다섯 가지 공정변수를 적절히 조절함으로서 접합강도를 떨어트리는 요인인 스케일 혼입문제와 접합력 부족문제 그리고 접합부의 형상을 제어할 수 있고 이러한 공정변수를 제어함으로써 금속바 접합부의 강도 저하를 억제할 수 있다.By appropriately adjusting the above five process variables, it is possible to control the scale mixing problem, the lack of bonding force, and the shape of the joint, which are factors that reduce the joint strength. have.

여기서 공정변수의 접합조건인 스트로우크 율과 랩의 정의를 도9을 참조하여 설명한다.Here, the definition of the stroke rate and the lap, which are the bonding conditions of the process variables, will be described with reference to FIG.

스트로우크 율은 접합기(100)의 상부날(121)과 하부날(131)이 상하로 움직인 거리의 합을 금속바의 두께로 나눈 값을 나타낸다. 따라서 스트로우크 율이 커지면 접합부 두께는 감소하게 된다.The stroke rate represents a value obtained by dividing the sum of the distances that the upper blade 121 and the lower blade 131 of the adapter 100 moves up and down by the thickness of the metal bar. Therefore, as the stroke rate increases, the joint thickness decreases.

그리고 랩은 상부날(121)과 하부날(131)이 상호 중첩되는 거리이다. 그러나 전단 날(상부날과 하부날)이 소정의 각을 가지고 있어서 전단날이 전단한 이후에는 스트로우크 율에 따라 설정치와 약간의 차이가 발생할 수도 있다. 따라서 실제로 금속바를 전단접합할 경우에는 실제 측정이 불가능하기 때문에 접합기의 설정치로 제어하는 것이 바람직하다.And the wrap is the distance that the upper blade 121 and the lower blade 131 overlap each other. However, since the shear blades (upper blades and lower blades) have a predetermined angle, a slight difference may occur with the set value depending on the stroke rate after the shear blades are sheared. Therefore, it is preferable to control the setting value of the bonding machine because the actual measurement is impossible in the case of actually shear bonding the metal bar.

이상 설명한 본 발명에 따른 열간압연설비 및 이를 이용한 접합방법은 전단접합을 수행하므로 전단과 동시에 생성될 수 있는 스케일이 존재하지 않게 된다. 따라서 전단에 의한 신생면끼리만 접합이 이루어지기 때문에 스케일이 존재하지 않고 이로 인하여 발생할 수 있는 판파단과 같은 후속공정상의 문제를 방지할 수 있 으며, 절단면의 정밀도 또한 전혀 고려하지 않아도 되기 때문에 오스테나이트계 스테인리스강에 적용하는 것이 가능하다.The hot rolling facility and the joining method using the same according to the present invention described above do not have a scale that can be generated at the same time as shearing. Therefore, since only the new surfaces are joined by shearing, there is no scale, and it is possible to prevent subsequent process problems such as plate breakage, which may occur. It is possible to apply to stainless steel.

더욱이 본 발명에 따른 접합방법은 고상접합이므로 열간압연 설비라인 상에서 별도의 열원을 공급하지 않고도 열간으로 가열되어 있는 금속바 자체의 온도 범위 내에서 전단접합을 수행할 수 있기 때문에 예열 및 후열이 필요하지 않으며 별도의 열원 도입에 따른 금속바 접합부의 균열을 방지할 수 있다.Furthermore, since the bonding method according to the present invention is a solid-state bonding, it is possible to perform shear bonding within the temperature range of the metal bar itself that is hotly heated without supplying a separate heat source on the hot rolling facility line, so that preheating and postheating are not necessary. Also, it is possible to prevent cracking of the metal bar joint due to the introduction of a separate heat source.

또한 종래의 용접접합 방법과는 달리 전단력만을 이용하므로 오스테나이트계 스테인리스강의 접합공정시 스케일 혼입문제 뿐만아니라 기공 혼입문제를 근본적으로 방지하는 기술적 효과가 있다.In addition, unlike the conventional welding method, since only the shear force is used, there is a technical effect of fundamentally preventing the pore mixing problem as well as the scale mixing problem in the bonding process of the austenitic stainless steel.

따라서 본 발명에 따른 전단접합 방법은 연속열간압연공정에서 오스테나이트계 스테인리스강의 접합에 매우 유용한 방법이며 공정변수만 적절히 제어하면 접합부의 사상압연 통판성을 확보하는 것이 가능하다.Therefore, the shear joining method according to the present invention is a very useful method for joining austenitic stainless steel in a continuous hot rolling process, and it is possible to secure the filamentary rolling plateability of the joint only by controlling the process variables appropriately.

이하에서는 이러한 점을 고려하여 오스테나이트계 스테인리스강의 전단접합시 공정변수와 공정조건에 대하여 실시예를 통하여 살펴본다.Hereinafter, the process variables and the process conditions during shear bonding of the austenitic stainless steel in consideration of this point will be described through the examples.

[실시예]EXAMPLE

아래 표1의 조성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스강의 금속바를 이용하여 도1내지 도3에 나타나 있는 연속열간압연설비에서 금속바의 전단접합시의 공정변수를 실험하였다.Process variables of shear bonding of metal bars in the continuous hot rolling facility shown in FIGS. 1 to 3 were tested using the metal bars of austenitic stainless steel having the composition shown in Table 1 below.

강종Steel grade 화학조성(wt%)Chemical composition (wt%) CC SiSi MnMn PP SS CrCr NiNi CuCu MoMo AlAl VV STS304STS304 0.0580.058 0.5210.521 1.111.11 0.0290.029 0.0030.003 18.4418.44 8.108.10 0.2830.283 0.1530.153 0.0020.002 0.0780.078 STS316STS316 0.0410.041 0.570.57 1.061.06 0.0270.027 0.0030.003 17.0017.00 10.3010.30 0.1930.193 2.032.03 0.0030.003 0.0450.045 STS304LSTS304L 0.0180.018 0.360.36 1.171.17 0.0290.029 0.0030.003 18.6518.65 10.2010.20 0.2230.223 1.1621.162 0.0020.002 0.0560.056

이하 도10내지 도15에 나타낸 실험그래프는 표1에 나타난 강종의 평균 실험값을 나타내는 것이다. 이것은 표1에 나타낸 STS304, STS316, STS304L 과 같은 대표적인 오스테나이트 스레인리스강에 대하여 도10 내지 도15에서와 같은 다양한 실험을 해 본 결과 접합강도비(후술)등의 특성이 유사한 패턴을 나타내고 있기 때문에 이하에서 설명하는 도면과 오스테나이트계 스테인리스강의 물리적 특성은 표1의 강종에 대한 평균값으로 나타내었다.10 to 15 show the average experimental values of the steel grades shown in Table 1 below. This is similar to the characteristics of the bonding strength ratio (described later) as a result of various experiments as shown in FIGS. 10 to 15 for typical austenitic strainless steels such as STS304, STS316, and STS304L shown in Table 1. Therefore, the physical properties of the drawings and the austenitic stainless steels described below are shown as average values for the steel grades in Table 1.

도 10은 접합부 강도비와 금속바 에지의 균열율(edge crack ratio)에 미치는 디스케일링 온도의 영향을 나타낸 것이다.FIG. 10 shows the effect of descaling temperature on the joint strength ratio and the edge crack ratio of the metal bar edge.

여기서 접합부 강도비란 아래와 수학식 2와 같다Wherein the strength ratio of the joint is as shown in Equation 2 below

접합부 강도비 = 금속바의 접합부 분분의 강도/ 금속바의 모재부분의 강도 -- (2)Joint strength ratio = strength of the metal part of the joint / strength of the base material of the metal bar-(2)

그리고 에지 균열율은 아래 수학식 3과 같다.The edge crack ratio is shown in Equation 3 below.

에지 균열율= 좌, 우 균열길이의 합/ 금속바의 폭 -- (3)Edge crack ratio = sum of left and right crack lengths / width of metal bars-(3)

도10에서와 같이 오스테나이트계 스테인리스강의 경우 금속바를 전단접합할 경우 디스케일링 온도 변수는 접합강도비와 에지 균열율에 미치는 영향이 크지 않다는 것을 알 수 있다.In the case of austenitic stainless steel as shown in FIG. 10, it can be seen that the descaling temperature parameter has little effect on the bonding strength ratio and the edge cracking rate when shearing metal bars.

그리고 사상압연 시, 접합강도비가 낮으면 첫 번째 또는 두 번째 패스에서 판 파단이 발생하며 에지 균열율이 높아지면 후단부에서 판 파단이 발생한다는 것을 알 수 있었다.In case of filamentary rolling, it was found that plate failure occurred in the first or second pass when the bond strength ratio was low, and plate failure occurred in the rear end when the edge crack ratio increased.

도 11은 접합부 강도비와 금속바 에지의 균열율(edge crack ratio)에 미치는 디스케일링 압력의 영향을 나타낸 것이다.FIG. 11 shows the effect of descaling pressure on the joint strength ratio and the edge crack ratio of the metal bar edge.

도11에서와 같이 접합된 금속바를 사상압연기에서 사상압연하여 통판성을 시험한 결과, 접합강도비는 52% 이상일 경우 금속바의 접합부 파단 없이 사상압연이 가능하다는 것을 알 수 있다. 그리고 에지균열율의 경우 30%까지는 통판이 가능하였다.As shown in FIG. 11, when the bonded metal bars were subjected to finishing rolling by using a finishing mill, test results were found that when the bonding strength ratio is 52% or more, finishing rolling can be performed without breaking the joints of the metal bars. And up to 30% of the edge crack rate was possible through mail.

또한 도11에서와 같이 디스케일링 압력은 증가할수록 접합부로의 스케일 혼입이 감소하기 때문에 접합부의 접합부 강도가 증가하고 폭 방향 양 단부의 미접합부 면적이 줄어들기 때문에 에지 균열율도 감소한다.In addition, as the descaling pressure increases as shown in Fig. 11, since the scale mixing into the joint decreases, the edge cracking rate also decreases because the joint strength of the joint increases and the area of the non-junction at both ends in the width direction decreases.

그러나 디스케일링 압력이 너무 높아지면 분사되는 수량이 많아지게 되어 접합부의 온도저하가 커지기 때문에 후속 공정인 사상압연에 필요한 온도 확보가 어렵게 된다.However, if the descaling pressure is too high, the amount of sprayed is increased and the temperature decreases at the junction, so that it is difficult to secure the temperature necessary for finishing the rolling process.

또한 과도한 디스케일링 압력에 의해 고온강도가 약한 금속바의 모재가 심하게 손상되어 접합부의 표면에 요철이 심하게 발생하여 접합성이 떨어지게 된다.In addition, due to excessive descaling pressure, the base metal of the metal bar having high high temperature strength is severely damaged, and the unevenness is severely generated on the surface of the joint, resulting in poor bonding.

이상과 같은 실험결과 오스테나이트계 스테인리스강을 접합기로 전단접합할 경우 접합기(100) 이전의 디스케일링 장치(81)에서의 디스케일링 압력은 50MPa 이하로 제어하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.As a result of the above experiment, it can be seen that when de-scaling pressure of the descaling device 81 before the splicer 100 is controlled to 50 MPa or less when the austenitic stainless steel is shear bonded to the splicer.

이와 같이 오스테나이트계 스테인리스강은 고온강도가 높기 때문에 50MPa 정도의 높은 압력에서도 접합강도의 저하폭과 에지 균열율의 상승폭이 작다.As described above, the austenitic stainless steel has a high high temperature strength, so that even at a high pressure of about 50 MPa, the extent of decrease in bonding strength and the increase in edge crack rate are small.

또한 오스테나이트계 스테인리스강의 경우에는 디스케일링 압력이 0 MPa인 경우에도 사상압연공정에서 통판이 가능한 접합강도와 낮은 에지 균열율이 얻어지기 때문에 디스케일링을 생략하는 것도 가능하다.In the case of the austenitic stainless steel, descaling can be omitted, even when the descaling pressure is 0 MPa, because a bonding strength and a low edge crack ratio that can be used in the finishing rolling process are obtained.

도 12는 오스테나이트계 스테인리스강의 전단접합시 접합온도에 따른 접합강도비를 나타낸 것이다.12 shows the bonding strength ratio according to the bonding temperature during shear bonding of the austenitic stainless steel.

그러나 도12에서와 같이 오스테나이트계 스테인리스강의 전단접합시 접합온도는 접합부 강도비에 영향이 거의 없었으며 에지 균열율에도 영향을 주지 않았다.However, as shown in FIG. 12, the bonding temperature of the austenitic stainless steel during shear bonding had little effect on the joint strength ratio and did not affect the edge cracking rate.

도 13은 오스테나이트계 스테인리스강의 전단접합시 랩의 변화에 따른 접합부의 강도비를 나타낸것이다.Figure 13 shows the strength ratio of the joint portion according to the change of the lap when shear bonding of the austenitic stainless steel.

도13에 나타난 바와 같이 랩과 접합강도비는 가우시안(Gaussian) 분포 즉, 포물선의 관계를 나타내고 있다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 13, it can be seen that the lap and bond strength ratios show a Gaussian distribution, that is, a parabolic relationship.

이것은 랩이 증가하면 접합강도비가 증가하여 3mm 이상에서는 통판기준(후술한다)을 만족하기 시작하고 16mm 이상에서는 다시 감소하기 시작하여 19mm를 넘으면 통판기준을 만족시키지 못하였다.This resulted in an increase in the bonding strength ratio as the lap increased, and began to meet the mailing standards (described later) above 3mm, and began to decrease again above 16mm.

이와 같이 랩의 범위가 3mm 내지 19mm의 범위에서 통판기준을 만족하는 이유는 다음과 같다.The reason why the range of the lap satisfies the mail order standard in the range of 3 mm to 19 mm is as follows.

즉, 랩이 증가하게 되면 접합강도가 증가하는 이유는 랩이 증가함에 따라 접합선의 각도는 작아지며, 따라서 전단날의 수직응력 중 접합선 수직방향 분력이 증가하기 때문이며 랩 양이 소정의 값보다 커지면 필요한 하중이 커지기 때문에 접합강도가 감소한다.That is, as the lap increases, the joint strength increases because the lap angle decreases as the lap increases, so the vertical component of the shear line increases in the vertical stress of the shear edge. As the load increases, the bond strength decreases.

따라서 랩의 범위는 3mm 내지 19mm의 범위가 바람직하다.Therefore, the range of the wrap is preferably in the range of 3mm to 19mm.

스테나이트계 스테인리스강은 소재 자체의 고온강도가 높기 때문에랩의 하한치 범위가 비교적 높게 나타나고 있다.Because of the high temperature strength of the material itself, stenite-based stainless steel has a relatively high lower limit of the wrap.

한편, 에지 균열율은 디스케일링 압력에 의해서는 큰 영향을 받았으나 랩에 의한 영향은 거의 나타나지 않았다. 이것은 랩이 증가함에 따라 접합력은 증가하지만 에지부에서는 접합력이 감소하거나 에지부에 산화가 발생하여 그 효과가 현저히 미미하기 때문이다.On the other hand, the edge crack ratio was greatly affected by the descaling pressure, but little by the lap. This is because the bonding force increases as the lap increases, but the bonding force decreases at the edge portion, or oxidation occurs at the edge portion, and the effect is remarkably insignificant.

그리고 전단날은 사용하면 할수록 마모가 일어나 랩 양이 수시로 변하고 실제 열연라인에서는 측정이 어렵기 때문에 본 발명에서의 랩 양은 접합기(100)에서의 설정치를 의미한다.And as the shear blade is used, the wear amount changes frequently, and the amount of wrap in the present invention is difficult to measure in the actual hot rolling line.

도 14는 오스테나이트계 스테인리스강의 전단접합시 스트로우크 율에 따른 금속바의 파단하중을나타내는 그래프이다.14 is a graph showing the breaking load of the metal bar according to the stroke rate during shear bonding of the austenitic stainless steel.

도14에서와 같이 스트로우크 율이 증가함에 따라 접합부의 파단하중은 서서히 증가하다가 1.30을 지나면서 통판기준을 만족하였으며 1.30 이상에서는 거의 포화현상을 나타내다가 1.60 이상에서는 다시 감소하였다. 그러나 1.65까지는 통판기준을 만족하고 있다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 14, as the stroke rate increased, the breaking load of the joint gradually increased, and then passed the 1.30 to satisfy the mailing criterion, which was almost saturated at 1.30 or more, and then decreased again at 1.60 or more. However, it can be seen that up to 1.65, it satisfies the mailing standard.

따라서 오스테나이트계 스테인리스강의 경우 전단접합시 접합기(100)의 스트로우크 율은 1.30 ~ 1.65이 바람직하다.Therefore, in the case of austenitic stainless steel, the stroke rate of the jointer 100 during shear bonding is preferably 1.30 to 1.65.

이 때 스트로우크는 접합기(100)의 상부날과 하부날을 동시에 상하로 이동하게하여 전단접합을 할 수도 있고, 상부날과 하부날 중 어느 하나만을 이동하면서 전단접합을 할 수도 있다.In this case, the stroke may be shear bonded by simultaneously moving the upper and lower blades of the adapter 100 upward and downward, or may be shear bonded while moving only one of the upper and lower blades.

다른 접합조건과 달리 스트로우크 율은 접합부의 두께에 영향을 미친다. 즉, 스트로우크 율이 증가하면 접합부의 두께가 얇아지기 때문에 접합강도는 올라가더라도 하중은 감소할 수도 있기 때문에 스트로우크 율과 접합부의 파단하중과의 관계를 조사하였으며 도 14에서 알 수 있듯이 스트로우크 율이 증가하면 접합부 두께가 얇아짐에도 불구하고 파단 하중이 증가하고 있으며 이는 접합강도비는 스트로크 율이 증가함에 따라 현저히 상승한다는 것을 의미하고 있다.Unlike other joint conditions, the stroke rate affects the thickness of the joint. In other words, as the stroke rate increases, the thickness of the joint becomes thinner, and thus the load may decrease even if the joint strength increases, so the relationship between the stroke rate and the breaking load of the joint is investigated. This increase results in an increase in the breaking load despite the thinning of the joint, which means that the joint strength ratio increases significantly as the stroke rate increases.

또한 스트로우크 율이 증가하면 연신율도 향상되었으나 에지 균열율에 미치는 영향은 크지 않았다. 이와 같이 스트로우크 율이 증가함에 따라 파단응력 및 파단하중이 증가하는 현상은 스트로우크 율 증가에 따라 접합력이 증가하고 또 판 두께 방향 상, 하부 미접합부의 위치 및 형상이 다르게 나타나기 때문이다.In addition, as the stroke rate increased, the elongation also improved, but the effect on edge cracking rate was not significant. As the stroke rate increases, the breaking stress and breaking load increase because the bonding force increases as the stroke rate increases, and the position and shape of the lower unbonded part appear differently in the plate thickness direction.

도15는 본 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강을 열간압연설비에 전단접합을 하고 사상압연기에서 통판실험을 한 결과를 나타내고 있으며 도15에 의하여 본 발명에 의한 통판기준을 확인할 수 있다.FIG. 15 shows a result of shear bonding of austenitic stainless steel according to the present embodiment to a hot rolling facility and a mailing test in a finishing mill. FIG. 15 shows a mailing standard according to the present invention.

도 15는 표1에 나타난 성분조성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스강 강재를 이용하여 전단접합한 다음 접합된 금속바를 열연공장의 사상압연기에서 압연한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 15 shows the result of shear bonding using an austenitic stainless steel having the composition shown in Table 1 and then rolling the bonded metal bar in a finishing mill in a hot rolling mill.

도15의 그래프에 나타난 실험재는 폭 450mm인 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 전단접합한 후, 접합된 실험재 두 세트를 측면 용접하여 폭을 840mm ~ 900mm로 만든 다음, 다시 전, 후면에 동일한 두께의 바를 용접하여 길이 900mm의 금속바로 만들었다. 그리고 이러한 금속바를 가열로에서 가열한 다음 사상압연을 실시한 결과이다.The test material shown in the graph of FIG. 15 was shear bonded to an austenitic stainless steel metal bar having a width of 450 mm, and then lateral welded to two sets of bonded test materials to form a width of 840 mm to 900 mm. The bars were welded to metal bars of 900 mm length. The metal bars are heated in a furnace and then subjected to finishing rolling.

이러한 시험결과 접합강도비가 52% 이하인 금속바들은 사상압연에서 모두 판 파단이 일어났으며 접합강도비가 52% 이상의 금속바들은 통판에 성공하였다.As a result of this test, all of the metal bars with a bonding strength ratio of 52% or less occurred in plate breaking during finishing rolling, and metal bars with a bonding strength ratio of 52% or more succeeded in mailing.

이와 같이 사상압연의 통판에 성공한 금속바의 접합부 에지균열은 20% 이하로 나타났다.As such, the edge cracks of the joints of the metal bars that were successful in finishing rolling were found to be less than 20%.

한편, 스트로우크 율이 고정된 경우에는 접합강도비로 통판 기준을 설정하여도 문제가 없으나 스트로우크 율이 변하면 접합부 두께가 달라지기 때문에 이를 감안하여 정리한 결과를 도15의 아래 그림에 나타내었다. 여기서 접합하중비란 아래 수학식 4에 나타난 바와 같고 이러한 접합하중비에 대한 통판기준은 31.5%이다.On the other hand, if the stroke rate is fixed, there is no problem even if the plate standard is set by the bonding strength ratio, but when the stroke rate is changed, the thickness of the joint is changed. The bond load ratio is as shown in Equation 4 below, and the mail order criterion for this bond load ratio is 31.5%.

접합하중비 = 접합부 파단하중/모재 파단하중 -- (4)Bond load ratio = bond break load / base material break load-(4)

이상 도15에서 나타난 바와 같이 사상압연단계에서의 통판기준은 금속바의 파단 없이 사상압연의 접합강도비 및 파단하중을 만족하는 것을 의미한다.As shown in FIG. 15, the plate standard in the finishing rolling step means that the bonding strength ratio and the breaking load of the finishing rolling are satisfied without breaking the metal bar.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이상과 같은 오스테나이트계 스테인리스강의 연속열간압연시 접합부에서의 접합조건에 특정되는 것이 아니라 이러한 오스테나이트계 스테인리스강의 연속열간압연의 전단접합에 필요한 다양한 접합방법에 적용하는 것이 가능하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not specific to the bonding conditions at the joints during continuous hot rolling of the austenitic stainless steel, but is a shear bonding of continuous hot rolling of the austenitic stainless steel. It is possible to apply to various joining methods required.

따라서 본원 발명은 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Therefore, the present invention can be modified and implemented in various ways within the scope of the claims and the detailed description of the invention, and this also belongs to the scope of the invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법은 지금까지 적용되지 않았던 오스테나이트계 스테인리스강의 열간압연재를 전단접합에 의하여 접합이 가능하게 하여 연속열간압연을 할 수 있게 하는 기술적 효과가 있다.As described above, the shear bonding method of the austenitic stainless steel continuous hot rolled material according to the present invention enables continuous hot rolling by joining the hot rolled material of the austenitic stainless steel by shear bonding, which has not been applied until now. There is a technical effect to make it possible.

또한, 본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강의 금속바를 접합할 경우 사상압연공정에서 금속바의 접합부가 사상압연의 하중을 충분히 부담할 수 있고 사상압연 스탠드 간의 인장장력을 이겨낼 수 있는 인장특성을 확보하는 전단접합조건을 제공하는 기술적 효과가 있다.In addition, in the present invention, when joining the metal bar of the austenitic stainless steel, the shear of the metal bar joint in the finishing rolling process to secure the tensile characteristics that can bear the load of the finishing rolling and can overcome the tensile tension between the finishing rolling stand There is a technical effect of providing the bonding conditions.

여기에 더하여 본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강을 연속열간압연할 경우 금속바를 상호 접합하여도 후속하는 사상압연공정에서 판 파단없이 압연을 연속적으로 수행할 수 있는 공정변수를 제공하는 기술적 효과가 있다.In addition, the present invention has a technical effect of providing a process variable capable of continuously performing rolling without breaking a plate in subsequent finishing rolling processes even when the metal bars are bonded to each other when continuously hot rolling austenitic stainless steel.

이상과 같이 본 발명의 공정조건 범위를 적용하면 오스테나이트계 스테인리스강이라고 하더라도 금속바의 접합부는 사상압연에 의한 강한 압축하중과 스탠드 사이에 걸리는 인장하중에도 내성이 충분한 성능을 가져 사상압연에서 판 파단 즉 접합부 파단이 일어나지 않고도 연속열간압연이 가능해진다.As described above, if the process condition range of the present invention is applied, even in the case of austenitic stainless steel, the joining part of the metal bar has sufficient resistance against the strong compressive load caused by the finishing rolling and the tensile load applied between the stand, so that the plate breaks at the finishing rolling. That is, continuous hot rolling can be performed without breaking the joint.

Claims (10)

중량%로 Cr;12% ~ 26%, Ni;6~22%를 함유하고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 또는 Cr; 12% ~ 26%, Ni;6~22%에 Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V 등의 원소가 적어도 하나 이상이 3.00% 이하로 포함되어 있고 기타 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강 금속바를 열간압연설비에서 후행하는 금속바의 선단과 선행하는 금속바의 후단을, 상기 접합기의 상부날과 하부날이 상호 중첩되는 거리인 랩의 범위를 3mm 내지 19mm로 중첩시켜 접합하는 접합기를 이용하여, 상기 접합기의 상부날과 하부날이 이동한 거리의 합을 금속바의 두께로 나눈 스트로우크 율이 1.50 내지 1.65이 되도록 하여 전단접합하고 접합된 금속바의 접합면이 상기 금속바의 두께방향을 따라 경사지게 형성되도록 금속바를 상호접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법.Austenitic stainless steel or Cr, containing 12% to 26% Cr by weight, 6% to 22% Ni, and other unavoidable impurities; 12% to 26%, Ni; 6 to 22% contains at least one or more elements of Si, Mn, P, S, Cu, Mo, Al, V, etc. up to 3.00% and other unavoidable impurities and remaining Fe The formed austenitic stainless steel metal bar overlaps the front end of the metal bar following the hot rolled equipment and the rear end of the preceding metal bar with a range of 3 mm to 19 mm that is a distance at which the upper and lower blades of the splicer overlap each other. The joint surface of the bonded metal bar is shear bonded by the sum of the distance traveled by the upper blade and the lower blade of the adapter by the thickness of the metal bar to be 1.50 to 1.65. Shear bonding method of the austenitic stainless steel continuous hot rolled material for bonding the metal bars to be inclined along the thickness direction of the metal bar. 제1항에서In claim 1 상기 금속바의 접합 예정부를, 50 MPa 이하의 압력으로 디스케일링하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법.A method of shear bonding of an austenitic stainless steel continuous hot rolled material, which descales a joining scheduled portion of the metal bar to a pressure of 50 MPa or less. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제2항에서In claim 2 상기 금속바를 전단접합할 경우 상기 접합기의 상부날과 하부날이 상호 중첩되는 거리인 랩의 범위는 3mm 내지 19mm로 하여 전단접합하는 오스테나이트계 스테인리스강 연속열간압연재의 전단접합방법.The shear bonding method of the austenitic stainless steel continuous hot rolled material to shear bonding the range of the overlapping distance of the upper blade and the lower blade of the adapter when the metal bar is sheared to each other 3mm to 19mm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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