KR100853666B1 - 열간 압연 설비 및 열간 압연 설비의 작업 방법 - Google Patents

열간 압연 설비 및 열간 압연 설비의 작업 방법 Download PDF

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Abstract

열간 압연 설비는 상이한 난이도로 성형될 수 있는 재료가 1 ㎜ 미만까지의 두께로 압연될 수 있도록 구성되고 제어될 수 있어야 하는데, 그 경우에 최종 롤 스탠드의 출구에서는 투입된 재료와는 무관하게 스트립 속도가 15 m/sec를 상회하지 않아야 하고 열연 스트립이 오스테나이트 조직을 가져야 한다. 그를 위해, 쉽게 성형될 수 있는 재료에 있어 약 50 ㎜의 박 슬래브 두께를 사용하고, 7개의 롤 스탠드 중의 제1 롤 스탠드를 작동시키지 않거나 평활화 패스로만 가동시키며, 제1 롤 스탠드 전후에서 슬래브로부터 스케일을 제거하고, 제2 내지 제7 롤 스탠드가 1 ㎜ 미만까지의 압하를 구현하도록 조치한다.
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열간 압연 설비, 열연 스트립, 롤 스탠드, 오스테나이트 조직, 박 슬래브, 유출 온도, 스트립 속도, 스케일

Description

열간 압연 설비 및 열간 압연 설비의 작업 방법{HOT ROLLING INSTALLATION AND METHOD OF OPERATING A HOT ROLLING INSTALLATION}
본 발명은 상이한 강도 등급을 갖는 각종의 재료로부터 광범위한 품목의 박 열연 스트립을 압연하는 열간 압연 설비 및 그러한 유형의 열간 압연 설비를 작업시키는 방법에 관한 것이다.
연속 주조 장치 및 보상로(compensating furnace)에 연이어 배치되는 7 스탠드 열연 스트립 라인이 공지되어 있다. 그러한 유형의 열간 압연 설비에 의해 상이한 강도 등급을 가지고 있어 상이한 난이도로 성형될 수 있는 각종의 재료로부터 두께 1.5 내지 1.2 ㎜의 열연 스트립이 압연될 수 있는데, 스트립은 최종 롤 스탠드의 출구에서도 여전히 오스테나이트 조직을 갖는다. 최종 롤 스탠드의 출구에서의 스트립 속도는 열간 압연 설비에 후속된 예컨대 전단기 및 권취기와 같은 유닛에 의해서도 제어될 수 있다.
그러한 열연 스트립 라인에 의해서는 적어도 강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료에 대해 열연 스트립의 두께를 추가로 낮추는 것이 불가능하다. 그 이유는 여러 가지이다: 한편으로, 열연 스트립 라인의 최종 롤 스탠드의 출구에서의 스트립 평균 온도가 오스테나이트계 압연에 필요한 온도(약 860℃)를 하회하지 않아야 하고, 다른 한편으로 열연 스트립 라인의 최종 롤 스탠드의 출구에서의 속도가 약 12.5 m/sec를 상회하지 않아야 하는데, 왜냐하면 그렇지 않을 경우에는 열연 스트립이 더 이상 간단한 수단에 의해 유출 롤러 테이블로 안내된 연후에 권취될 수 있게 되지 못하기 때문이다. 또한, 15 m/sec를 넘는 회전 속도로 권취하기 위해 매우 많은 비용을 들여 가속되어야 하는 권취기는 고가일 뿐만 아니라 어렵게만 제어될 수 있다.
강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 오스테나이트 영역의 재료를 1.2 ㎜ 미만, 특히 1 ㎜ 미만인 두께로 압연해야 할 경우, 그러한 공지의 설비에서는 최종 롤 스탠드로부터의 유출 속도가 15 m/sec를 넘는 값으로 주어진다. 보다 더 느린 유출 속도를 세팅하면, 최종 롤 스탠드에서 이미 오스테나이트계 압연에 필요한 스트립 온도가 하회된다. 즉, 더 이상 오스테나이트계 압연이 이뤄지지 않게 된다.
강도 등급이 높아 어렵게 성형될 수 있는 재료를 압연할 경우에는 7 스탠드 열연 스트립 라인에 의해 1.2 ㎜ 미만의 두께까지도 얻어지는데, 그것은 속도가 낮더라도 많은 압연 작업을 통해 최종 롤 스탠드의 배후에서 여전히 오스테나이트 조직을 만나게 되기 때문이다. 그러나, 그러한 열간 압연 설비는 작은 최종 두께를 갖는 강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료에는 적합하지 않다.
그러한 유형의 7 스탠드 열연 스트립 라인을 저속으로 가동하다가 권취기에 의해 인장력을 생성한 후에 전체의 설비를 가속시키는 것이 이미 공지되어 있다. 가속 단계 동안 압연되는 스트립은 저질품이기 일쑤이므로, 그러한 유형의 설비는 효율적으로 작업되지 못한다.
그에 덧붙여, 특히 열간 압연 설비의 구동 요소는 고속에서 보다 더 높은 응력을 받아 신속하게 마모되기 때문에, 고가의 구동 부품, 권취기, 및 전단기와 매 우 정확하고도 동적인 제어 기구가 마련되어야만 원하는 스트립 품질이 보장되게 된다.
본 발명의 목적은 강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료를 압연하더라도, 최종 롤 스탠드의 출구에서의 출측 두께가 1.2 ㎜ 미만, 특히 1 ㎜ 미만이 되도록 하는 열간 압연 과정 후에, 오스테나이트계 압연을 보장하는 스트립 온도가 여전히 존재하고, 그러면서도 압연물의 유출 속도가 15 m/sec를 넘지 않아 용이하게 제어될 수 있는 작업 경과가 주어질 수 있고, 설비의 마모가 감소될 수 있으며, 비용도 역시 간단하게 구성된 유닛에 의해 낮게 유지될 수 있도록 열간 압연 설비 및 그 열간 압연 설비를 작업시키는 방법을 구성하는 것이다.
그러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 열간 압연 설비에 의해 달성된다. 그러한 열간 압연 설비에 의해, 상이한 강도 등급을 가져 상이한 난이도로 성형될 수 있는 각조의 열연 스트립이 당연히 아무런 문제도 없이 약 1.2 ㎜의 두께까지는 압연될 수 있게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 특징들을 조합시키면, 상이한 강도 등급을 가져 상이한 난이도로 성형될 수 있는 각종의 재료에 대해 1.2 ㎜ 미만, 특히 1 ㎜ 미만의 열연 스트립 두께도 역시 수용될 수 있는 비용으로 압연될 수 있게 된다.
도 1은 투입되는 재료와는 무관하게, 모든 재료에 따라 생기는 상이한 조건에도 불구하고, 최종 롤 스탠드에서의 최종 압연 온도가 오스테나이트계 압연을 보장하고 약 15 m/sec 미만의 속도를 성취하도록, 상이한 강도 등급을 가져 상이한 난이도로 성형될 수 있는 각종의 재료에 대해 작동될 수 있는 열간 압연 설비를 나타낸 도면이다.
*도면부호의 설명
1 박 슬래브 주조 설비 2 전단기
3 롤러 하쓰 킬른 4 전단기
5 스케일 세정기
6 중간 스탠드 스케일 제거 장치
7 열연 스트립 라인 8 냉각 직선 코스
9 플라잉 전단기 10 권취기
이하, 본 발명을 첨부 도면에 기초하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
열간 압연 설비는 박 슬래브 주조 설비(1)를 포함하는데, 그것의 빌렛 가이드는 박 슬래브 주조 설비의 출구에서 약 45 내지 70 ㎜의 박 슬래브 두께가 얻어지도록 제어될 수 있다. 연속적으로 주조되는 박 슬래브는 전단기(2)에 의해 분할될 수 있다. 그 경우, 마감 압연된 코일의 길이 또는 그 길이의 수배에 해당되는 슬래브 길이가 설정될 수 있다. 절단된 슬래브는 온도를 보상하는 역할을 하는 롤러 하쓰 킬른(roller hearth kiln)(3)에서 예컨대 1150℃의 온도로 유지된다. 롤러 하쓰 킬른(3) 다음에는 고장 시에만 사용되는 전단기(4)가 이어진다.
롤러 하쓰 킬른(3)의 배후에는 스케일 세정기(scale washer)(5)가 이어지고, 그 뒤로는 롤 스탠드(F1 내지 F7)를 구비한 7 스탠드 열연 스트립 라인(7)이 후속된다. 열연 스트립 라인(7)의 출구에는 냉각 직선 코스(8)가 마련되고, 그 다음에 는 스트립 주행 방향으로 플라잉 전단기(9)가 이어지는데, 그 플라잉 전단기(9)는 반연속적으로 또는 연속적으로 압연하는 경우에 사용된다. 그러한 열간 압연 설비는 선택적으로 로터 와인더(rotor winder)로서도 형성될 수 있는 2대의 권취기(10)로 종료된다.
롤 스탠드(F1)와 롤 스탠드(F2) 사이에는 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6)가 배치된다.
강도 등급이 높아 어렵게 성형될 수 있는 재료를 압연하려면, 원하는 최종 두께 및 주조 생성물에 따라 두께가 45 내지 70 ㎜, 바람직하게는 55 ㎜인 슬래브가 사용되도록 박 슬래브 주조 설비(1)를 세팅한다. 7개의 롤 스탠드(F1 내지 F7)가 모두 조정된다. 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6)는 작동되지 않는다. 그러한 가동 형식에서는 높은 압연력 및 어렵게 성형될 수 있는 압연 대상 재료에 도입되는 다량의 작업을 통해 롤 스탠드(F7)의 출구에서 1 ㎜ 미만의 열연 스트립 두께가 얻어지게 되는데, 그 경우에 속도가 약 15 m/sec를 상회하지 않음에도 불구하고 오스테나이트 조직을 갖는 열연 스트립이 나오게 된다.
최종 두께가 >1 ㎜인 강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료를 압연하려면, 55 내지 70 ㎜의 박 슬래브 두께를 선택한다. 모든 롤 스탠드(F1 내지 F7)가 작동되는 반면에, 중간 스탠드 스케일 제거 장치는 작동되지 않는다.
최종 두께가 1 ㎜ 미만인 강도가 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료를 압연할 경우에는 박 슬래브 주조 설비(1)를 45 내지 50 ㎜의 박 슬래브 두께에 맞춰 세팅해야 한다. 롤 스탠드(F1)는 작동되지 않거나 압하량이 작은 평활화 패스(smoothing pass)로만 조정된다. 그러한 평활화 패스는 슬래브 표면을 보다 더 평활하게 하여 스케일 세정기(5)의 배후에서 균일한 스케일 층이 형성될 수 있도록 만든다. 그럼으로써, 작동 상태에 있는 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6)가 보다 더 용이하게 새로 발생된 스케일을 제거할 수 있게 된다. 즉, 롤 스탠드(F1)가 평활화 패스로 조정되지 않았을 경우보다 스케일 제거제가 슬래브 상에 덜 침적되게 된다.
롤 스탠드(F2 내지 F7)는 통상적으로 7개의 롤 스탠드 모두가 조정되는 작업 형식에서보다 약간 더 강력하게 조정된다. 단지 롤 스탠드(F2 내지 F7)만을 작동시킴으로써, 보다 더 낮은 최종 압연 속도가 얻어지게 된다. 그럼에도 불구하고, 초기 슬래브 두께를 보다 더 작게 하고 롤 스탠드(F2 내지 F7)를 보다 더 강력하게 조정함으로써, 1 ㎜ 미만의 최종 압연 두께가 얻어지는데, 그 경우에 압연물은 오스테나이트 조직 영역에 있는 온도를 나타낸다.
그에 따라, 본 발명에 따른 열간 압연 설비에 의해 강도 등급이 높아 어렵게 성형될 수 있는 재료는 물론 강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료도 롤 스탠드(F7)에서의 유출 속도가 15 m/sec를 넘기는 일이 없이 1 ㎜ 미만의 두께까지 오스테나이트 조직 영역으로 압연될 수 있게 된다. 그리하여, 전체의 공정이 간단하게 구성되고, 예컨대 전단기 및 권취기와 같은 열간 압연 설비의 유닛들이 그 간단하고도 저렴한 구조를 유지하게 된다. 비용을 높일 필요가 없어진다.

Claims (5)

  1. 상이한 강도 등급을 갖는 각종의 재료의 압연물로부터 광범위한 품목의 박 열연 스트립을 압연하는 열간 압연 설비에 있어서,
    연속적으로 슬래브를 주조하는 박 슬래브 주조 설비(1),
    박 슬래브 주조 설비(1)에 후속되어 연속 주조된 슬래브를 마감 압연된 코일의 길이 또는 그 길이의 수배에 각각 해당되는 원하는 길이로 분할하는 전단기(2),
    분할된 슬래브를 완화시키고 탬퍼링하는 롤러 하쓰 킬른(3),
    롤러 하쓰 킬른(3)에 후속된 스케일 세정기(5), 및 7 스탠드 열연 스트립 라인(7)을 구비하되, 그 열간 스트립 라인(7)의 제1 롤 스탠드(F1)와 제2 롤 스탠드(F2) 사이에 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6)가 마련되고,
    열연 스트립 라인(7)의 단부에 배치된 냉각 직선 코스(8), 반연속적으로 또는 연속적으로 압연되는 스트립을 세분하는 전단기(9), 및 스트립을 코일로 권취하는 하나 이상의 권취기(10)를 구비하되, 박 슬래브 주조 설비(1)는 세팅될 수 있는 빌렛 가이드를 구비하는 특징들이 조합되는 것을 특징으로 하는 박 열연 스트립 주조용 열간 압연 설비.
  2. 강도 등급이 낮아 쉽게 성형될 수 있는 재료의 박 스트립을 압연하기 위해, 노 온도가 미리 주어졌을 때에 제7 롤 스탠드(F7)의 출구에서 오스테나이트 조직을 갖는 열연 스트립 및 제어될 수 있는 속도가 얻어지도록 압연용 제2 내지 제7 롤 스탠드(F2 내지 F7)를 조정하고, 제1 롤 스탠드(F1)를 열어 두며, 스케일 세정기(5)와 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6) 사이에서 새로 발생된 스케일이 슬래브로부터 분리되도록 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6)를 구동하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 열간 압연 설비의 작업 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 제1 롤 스탠드(F1)를 평활화 패스로 조정하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비의 작업 방법.
  4. 강도 등급이 높아 어렵게 성형될 수 있는 재료의 박 스트립을 압연하기 위해, 노 온도가 미리 주어지고 속도가 제어될 수 있을 때에 제7 롤 스탠드(F7)의 출구에서 오스테나이트 조직을 갖는 압연물이 얻어지도록 모든 압연용 롤 스탠드(F1 내지 F7)를 조정하고, 중간 스탠드 스케일 제거 장치(6)를 작동시키지 않는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 따른 열간 압연 설비의 작업 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 노 온도를 최종 롤 스탠드(F7)를 지난 후의 열연 스트립의 유출 온도가 오스테나이트계 압연에 필요한 온도 미만으로 떨어지지 않도록 하는 약 1150℃로 두고, 제어될 수 있는 스트립 속도를 약 15 m/sec까지로 하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 설비의 작업 방법.
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