KR100939376B1 - 델타 페라이트의 분해 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

델타 페라이트의 분해 장치 및 그 방법이 제공된다. 상기 델타 페라이트의 분해 장치는 쌍롤식 박판 주조기의 주조롤, 상기 주조롤에 의하여 제조된 박판을 통과시키는 분위기 유지 챔버, 및 상기 분위기 유지 챔버를 통과한 박판을 압연하는 압연기를 포함하되, 상기 분위기 유지 챔버는 상기 박판이 지그재그로 움직이도록 배치된 복수의 가이드 롤을 구비하며, 상기 가이드 롤에 의하여 상기 박판의 델타 페라이트가 제거된다.

쌍롤식 박판주조기, 분위기 유지 챔버, 가이드 롤

Description

델타 페라이트의 분해 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR RESOLVING DELTA FERRITE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 델타 페라이트 분해 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쌍롤식 박판주조기에 의하여 제조된 박판의 델타 페라이트의 분해 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 쌍롤형 박판 주조에 관한 것이다. 도 1을 참조하면, 박판(7)을 연속 주조하는 이 기술에서, 용융금속은 냉각되는 반대방향으로 회전하는 두 개의 주조 롤(3) 사이에 노즐(2)을 통하여 주입되고, 응고되어 응고쉘이 형성되고, 롤 닢에서 압하되어, 박판(7)이 생성된다. 롤(3)의 단부에는 세라믹으로 구성된 댐이 있어, 단부로의 용강 유출을 막는다. 주조 롤(3)은 내부에 냉각수 홀이 있어 이곳에 냉각수를 공급하여, 롤(3)을 냉각시키고, 롤(3)은 구리 등과 같이 열전달이 양호한 재질로 만들어져 있고, 표면에는 내마모를 위한 니켈등과 같은 코팅이 되어 있다. 코팅층은 강의 응고를 양호하게 하기 위하여 숏 브라스트와 같은 방법을 이용하여 무방향 조도가 형성되어 있다. 주조롤(3)에는 판의 형상을 제어하기 위한 크라운을 부여하고 있고 주조된 박판(7)은 분위기 유지 챔버(8)를 지나 압연기(10)를 통하여 열연코일을 생산한다.

쌍롤식 박판주조기를 이용하여 박판(7)을 제조하는데 있어서, 폭 방향으로의 응고 균일화를 달성하는데 어려움이 있다. 특히 박판(7)의 폭 방향 에지 측은 응고가 충분하지 못하여, 응고쉘 중앙에 액상이 잔류하여, 생산된 박판(7)의 표면이 부풀어 오르는 벌징 등이 발생할 수 있다. 그리고 박판(7)의 폭 방향 에지 측은 응고속도가 늦기 때문에 최종 생산된 박판(7)의 내부 미세 조직에서 자성을 띠는 델타페라이트가 다량 잔류하여, 최종 냉연된 박판(7)을 성형 시에 성형성에 나쁜 영향을 준다.

한편, 박판(7) 폭 방향 응고가 균일하게 된다 하더라도 델타페라이트가 잔류하기 때문에 냉연된 박판(7)의 성형성은 물론이고 내식성에 취약하므로 되도록 델타페라이트 잔류를 작게 하거나 없도록 하는 작업이 중요하다. 현재는 쌍롤형 주조기에서 주조된 박판(7)을 압연을 함으로서 델타페라이트를 감소시키고 있고 감소된 상태로 냉연공정을 통과하면 소수의 델타페라이트가 잔류한다. 이런 제품은 그릇이나 일상생활에 사용하는 제품으로 제작할 때 아무런 문제가 없다.

하지만, 부식이 강한 곳에서 사용하는 제품을 제작할 때는 매우 미량의 델타페라이트 잔류된 제품을 사용하는 것이 좋다. 일반 열연라인의 열연코일은 델타페라이트가 매우 극소수 존재하기 때문에 전혀 문제가 없다.

하지만, 쌍롤형 박판주조기에서 주조된 열연코일은 델타페라이트 함량이 열연라인의 코일에 비해 다소 높게 잔류하는 문제가 있다. 그러므로 박판(7)의 폭 방향 에지 측의 응고와 델타페라이트 저감이 매우 중요하다.

본 발명의 목적은 쌍롤식 박판 주조기에서 생산된 박판의 델타 페라이트 분해 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 델타 페라이트의 분해 장치는 쌍롤식 박판 주조기의 주조롤, 상기 주조롤에 의하여 제조된 박판을 통과시키는 분위기 유지 챔버, 및 상기 분위기 유지 챔버를 통과한 박판을 압연하는 압연기를 포함하되, 상기 분위기 유지 챔버는 상기 박판이 지그재그로 움직이도록 배치된 복수의 가이드 롤을 구비하며, 상기 가이드 롤에 의하여 상기 박판의 델타 페라이트가 제거된다. 상기 분위기 유지 챔버의 온도는 상기 박판 자체의 온도에 의하여 유지된다.

상기 델타 페라이트의 분해 방법은 쌍롤식 박판 주조기에 의하여 박판을 제조하는 단계, 분위기 유지 챔버의 중앙부에 복수 개의 가이드 롤을 배치하는 단계, 상기 박판을 상기 복수 개의 가이드 롤의 사이 및 압연기에 통과시키는 단계, 그리고 상기 복수 개의 가이드 롤을 상기 분위기 유지 챔버의 좌우 측면으로 배치하여, 상기 박판의 경로를 지그재그로 변환하고, 상기 박판의 델타 페라이트를 분해하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 쌍롤형 박판 주조기의 분위기 유지 챔버내에 가이드 롤을 배치하고 박판이 분위기 유지 챔버를 통과하는 시간을 조절해줌으로써 박판 내부의 델타페라이트를 완전히 분해하거나 아주 많은 양을 분해하여 압연기를 통과하도록 하면 박판의 델타페라이트 잔류량이 거의 없어져서 제품 제작 시 성형성이나 내식성 등에 문제를 제거할 수 있는 품질이 양호한 박판을 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 각각의 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되게 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명은 강의 박판(7) 주조에 관한 것이다. 박판(7)은 도 1에 도시된 쌍롤 주조기에서 연속 주조한다. 이 기술에서, 용융금속(4)은 냉각되는 반대방향으로 회전하는 두개의 주조 롤(3) 사이에 노즐(2)을 통하여 주입되고, 응고되어 응고쉘이 형성되고, 롤 닢에서 압하되어, 박판(7)이 생성된다. 롤(3)의 단부에는 세라믹으로 구성된 댐(5)이 있어, 단부로의 용강 유출을 막는다. 그리고 주조된 박판(7)은 압연기(10)를 거쳐 10~40% 열간압연되어 코일링된다. 주조 롤(3)은 내부에 냉각수 홀이 있어 이곳에 냉각수를 공급하여, 롤(3)을 냉각시키고, 롤(3)은 구리 등과 같이 열전달이 양호한 재질로 만들어져 있고, 표면에는 내마모를 위한 니켈등과 같은 코팅이 되어 있다. 코팅층은 강의 응고를 양호하게 하기 위하여 숏 브라스트와 같은 방법을 이용하여 무방향 조도가 형성되어 있다. 보통의 쌍롤형 주조의 박판(7)은 분위기 유지 챔버(8)를 지나 압연기(10)를 통과한다. 이때 박판(7)은 1200도 가량의 고온이며, 분위기 유지 챔버(8)를 빠져나가서 압연기(10)를 통과한다.

본 발명에서 박판(7)은 분위기 유지 챔버(8)에 체류하는 시간이 길어지게 하여 델타페라이트를 분해한 상태에서 챔버(8)를 빠져 나오고 압연기(10)를 통과한다. 이 방법은 도 2에 나타나듯이 가이드 롤(11)을 좌우로 배치시켜 주조가 시작되면 좌우로 엇갈리게 작동하게 하여 도 3과 같은 상태로 만든다. 분위기 유지 챔버(8)의 온도는 박판 온도로 상승되어 마치 가열로와 같은 작용을 하게 된다. 분위기 유지 챔버(8)의 길이는 일반적으로 약 6~8m 정도이므로 가이드 롤(11)의 배치는 5열 정도로 하면 된다. 챔버(8)의 양쪽 벽면에 가이드 롤(11)이 지나다닐 수 있도록 통로를 만들고 작용은 공압/유압 실린더로 작동시키고 회전동력은 없이 구성한다.

쌍롤식 박판 주조기에서 주조를 하면 박판(7)의 내부 조직에 델타페라이트가 잔류한다. 도 4는 박판(7)의 폭방향 델타페라이트 분포를 나타내고 있다. 이 박판(7)이 압연기(10)를 거치면 잔류하고 있는 박판(7)의 델타페라이트 중에서 일부가 분해된다. 도 5는 압연기(10)에서 압연율에 따라 델타페라이트 분해율을 나타낸 그림이다. 압하율이 30% 일 때 델타페라이트 분해율이 9% 정도이기 때문에 주조된 박판(7)의 델타페라이트가 압연기(10)를 지나면 박판(7) 중앙부 기준 2% 중에서 0.18%가 분해된다. 매우 적은 양이기 때문에 델타페라이트 분해율을 매우 크게 올려서 완전히 분해 되거나 아주 미량이 잔류토록 해야 한다. 그러므로 본 발명은 주조가 시작되면 가이드 롤(11)의 작동으로 분위기 유지 챔버(8)를 빠져나가는 시간이 늦춰지도록 하여 박판(7)의 자체 온도에 의해 델타페라이트가 분해되도록 한다.

도 6은 온도별로 시간에 따른 델타페라이트 분해량이다. 도 6에서 2분 정도면 델타페라이트 분해량이 절반 정도 분해가 된다. 주조속도를 40mpm이라 가정했을 때 2분 동안 분위기 챔버(8)에 있기 위해서는 80m의 박판(7)이 있어야 한다. 챔버(8)의 길이가 8m이고 가이드 롤(11)이 5열이면 약 75m 정도이기 때문에 1150도 박판 온도 조건에서 델타페라이트가 절반으로 줄어든다. 그렇다면 속도가 높으면 박판(7)의 길이가 더 길어져야 하지만 속도가 높으면 박판(7)의 온도가 높아지기 때문에 문제가 없다. 경험에 의하면 주조속도가 100mpm으로 늘어나면 박판(7)의 온도는 1300도를 상회하는 온도이기 때문에 앞에서 언급한 내용을 뒷받침해줄 수 있다. 만일 이보다 더 체류시간을 길게 가져가고 싶으면 분위기 유지 챔버(8)를 조금 더 크게 하면서 가이드 롤(11)의 배열을 조금 더 길게 가져가면 박판(7)이 분위기 유지 챔버(8)에 머물 수 있는 시간을 더 확보할 수 있다.

도 1은 기존의 쌍롤식 박판 주조기의 모식도이다.

도 2는 본 발명의 쌍롤식 박판 주조 공정의 주조실험 전 모식도이다.

도 3은 본 발명의 쌍롤식 박판 주조 공정의 주조실험 중 모식도이다.

도 4는 쌍롤식 박판 주조 공정에서 생산된 박판의 델타페라이트 분포를 나타내는 그래프이다.

도 5는 압연기에서 압하율에 따른 델타페라인트 분해율을 나타내는 그래프이다.

도 6은 온도별 시간에 따른 델타페라이트 분해율 실험 결과를 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

7: 주조 박판 8: 분위기 유기 챔버

10: 압연기 11: 가이드 롤

Claims (3)

1. 쌍롤식 박판 주조기의 주조롤;

   상기 주조롤에 의하여 제조된 박판을 통과시키는 분위기 유지 챔버; 및

   상기 분위기 유지 챔버를 통과한 박판을 압연하는 압연기;를 포함하되,

   상기 분위기 유지 챔버에는 복수의 가이드 롤이 좌우로 배치되어 엇갈리게 작동되도록 이루어지고, 상기 분위기 유지 챔버의 양쪽 벽면에는 상기 복수의 가이드 롤이 지나다닐 수 있는 다수의 통로가 설치되며, 상기 복수의 가이드 롤이 좌우로 엇갈리게 작동되어 박판이 지그재그로 움직이도록 함으로서 박판의 델타 페라이트가 제거되는 델타 페라이트의 분해 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 분위기 유지 챔버의 온도는 상기 박판 자체의 온도에 의하여 유지되는 델타 페라이트의 분해 장치.
3. 쌍롤식 박판 주조기에 의하여 박판을 제조하는 단계;

   분위기 유지 챔버의 중앙부에 복수 개의 가이드 롤을 배치하는 단계;

   상기 박판을 상기 복수 개의 가이드 롤의 사이 및 압연기에 통과시키는 단계; 그리고

   상기 복수 개의 가이드 롤을 상기 분위기 유지 챔버의 좌우 측면으로 배치하여, 상기 박판의 경로를 지그재그로 변환하고, 상기 박판의 델타 페라이트를 분해하는 단계를 포함하는 델타 페라이트의 분해 방법.

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