KR101008370B1 - 연속 열간 압연기 및 압연 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 열간 압연기 및 압연 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 강판을 연속적으로 압연할 수 있도록 수평방향으로 이격되어 설치된 입측 압연롤과 출측 압연롤; 상기 압연롤 사이에 설치되고, 상하 운동이 가능한 롤러를 포함하며, 상기 롤러의 상하 운동에 의하여 강판의 장력을 조절하는 루퍼; 및 강판의 접합부가 입측 압연롤로 진입될 경우, 상기롤러의 상승 한계치를 감소시키고, 이에 따라 입측 압연롤의 회전속도를 감속 조절하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 연속 열간 압연기 및 압연 방법은 루퍼에 의해 강판 접합부에 과다한 장력이 발생하지 않으므로 강판의 파단 현상을 줄일 수 있으며, 강판의 사상압연을 안정적으로 수행하여 보다 좋은 압연제품을 생산할 수 있다.

연속 열간 압연, 루퍼, 제어, 롤러, 루퍼 각도

Description

연속 열간 압연기 및 압연 방법{Continuous hot finishing rolling mill and method}

본 발명은 연속 열간 압연기 및 압연 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 루퍼에 의해 강판 접합부에 과다한 장력이 발생하지 않게 하여 강판의 파단 현상을 줄일 수 있으며, 강판의 사상압연을 안정적으로 수행하여 보다 좋은 압연제품을 생산할 수 있는 연속 열간 압연기 및 압연 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열간 압연 공정은 조압연과 사상 압연 공정으로 구분되며, 조압연은 주조기에서 이동되어 온 슬라브를 강판의 형태로 1차 압연하는 공정이고, 사상 압연은 조압연된 강판을 최종 목표 두께로 압연하여 열연 코일로 만드는 공정이다.

종래에는 슬라브를 하나씩 단속적으로 압연하였으나, 이와 같이 강판을 단속적으로 압연하는 경우에는 생산성이 낮아지게 될 뿐만 아니라, 압연속도가 상이한 강판의 선, 후단부에 대한 압하율 변화에 따른 두께 불량과 같은 품질 불량이 다량 으로 발생되는 문제점이 있었다.

이를 극복하고자 압연 주인 강판의 후단부와 다음에 압연할 강판의 선단부를 용접시켜 연속적으로 압연을 수행하는 방식이 개발되었다.

이와 같은 연속압연을 통해 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기존의 압연방식에서 발생되던 강판 선, 후단부에서의 품질 불량을 크게 줄일 수 있다.

또한, 연속적으로 압연되기 때문에 압연유의 사용 제어가 용이해져 압연유의 사용량을 증가시키기 쉬우며, 그에 따라 압연 작업롤과 강판 사이의 마찰력을 감소시켜 고압하 압연이 가능해짐으로써 새로운 특성의 강판 제품을 생산하는 것도 가능하다.

이와 같은 연속 열간 압연이 원활하게 실시되기 위해서는 강판의 접합부가 사상 압연기의 각 압연롤을 통과하는 동안 파단되거나 손상되는 등의 문제를 일으키지 않아야 한다.

강판이 압연 도중 절단되면 생산차질뿐만 아니라 설비의 손상을 발생시키며, 특히 사상 압연기에서는 루퍼에 의한 과도한 장력이 발생하므로 2개의 강판이 연결된 접합부에서 파단이 일어날 가능성이 매우 높기 때문에 접합부가 사상압연기를 통과할 때 발생될 수 있는 루퍼 작동에 의한 강판의 파단 현상을 줄이기 위한 방법이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 루퍼에 의해 강판 접합부에 과다한 장력이 발생하지 않게 하여 강판의 파단 현상을 줄일 수 있으며, 강판의 사상압연을 안정적으로 수행하여 보다 좋은 압연제품을 생산할 수 있는 연속 열간 압연기 및 압연 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

본 발명의 일 측면에 따르면,

강판을 연속적으로 압연할 수 있도록 수평방향으로 이격되어 설치된 입측 압연롤과 출측 압연롤;

상기 압연롤 사이에 설치되고, 상하 운동이 가능한 롤러를 포함하며, 상기 롤러의 상하 운동에 의하여 강판의 장력을 조절하는 루퍼; 및

강판의 접합부가 입측 압연롤로 진입될 경우, 상기롤러의 상승 한계치를 감소시키고, 이에 따라 입측 압연롤의 회전속도를 감속 조절하는 제어장치를 포함하는 연속 열간 압연기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

입측 압연롤과 출측 압연롤이 차례로 설치되고, 상기 압연롤 사이에 루퍼가 설치된 연속 열간 압연기에 2 개 이상이 연결된 강판을 통과시켜 연속 압연하는 방법으로서,

강판 접합부의 진입을 판정하는 단계;

상기 강판 접합부에 걸리는 장력을 줄이기 위하여 루퍼 각도의 상승 한계치를 감소시키는 단계; 및

상기 루퍼 각도의 감소에 따른 강판의 장력 감소를 보상하기 위하여 입측 압연롤의 회전 속도를 낮추는 단계를 포함하는 연속 열간 압연방법이 제공된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연속 열간 압연기 및 압연 방법은 루퍼에 의해 강판 접합부에 과다한 장력이 발생하지 않으므로 강판의 파단 현상을 줄일 수 있으며, 강판의 사상압연을 안정적으로 수행하여 보다 좋은 압연제품을 생산할 수 있다.

연속 열간 압연설비는 조압연기와 사상압연기 및 권취기로 구성되어 있으며, 조압연기와 사상압연기 사이에는 접합 장치가 설치되어 있고, 사상압연기와 권취기 사이에는 냉각장치 및 고속 절단기가 설치되어 있다.

조압연기는 주조기에서 이동되어온 슬라브를 강판의 형태로 1차 압연하며, 이후 강판은 사상압연기에서 2차로 압연된다.

한편, 조압연기와 사상압연기 사이에는 접합 장치가 설치되어 있으며, 이 접합장치는 서로 다른 강판(선행 강판과 후행 강판)을 연결한다. 즉, 접합장치는 이미 사상압연기에서 압연되고 있는 선행 강판의 후단과 조압연기에서 압연된 후행 강판의 선단을 용접 등의 방법으로 접합시켜 사상압연작업이 연속적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같이 서로 다른 강판(선행 강판과 후행 강판)이 접합되어 열간압연작업이 연속적으로 이루어지게 되면, 강판코일의 생산속도를 향상시킬 수 있으며, 강판의 선, 후단부에서 발생되던 압연불량을 크게 줄일 수 있다.

본 발명은 강판을 연속적으로 압연할 수 있는 연속 열간 압연기로서, 특히 사상압연기에 관한 것이며, 강판을 연속적으로 압연할 수 있도록 수평방향으로 이격되어 설치된 입측 압연롤과 출측 압연롤; 상기 압연롤 사이에 설치되고, 상하 운동이 가능한 롤러를 포함하며, 상기 롤러의 상하 운동에 의하여 강판의 장력을 조절하는 루퍼; 및 강판의 접합부가 입측 압연롤로 진입될 경우, 상기 롤러의 상승 한계치를 감소시키고, 이에 따라 입측 압연롤의 회전속도를 감속 조절하는 제어장치를 포함한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 연속 열간 압연기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명 의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연기의 구성도이고,도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연 방법의 제어방식을 나타낸 그래프이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연 방법을 나타내는 흐름도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연기(1)는 입측 압연롤(2)과 출측 압연롤(3), 롤러(11)를 포함하는 루퍼(10) 및 제어장치(20)를 포함한다.

각 압연롤(2, 3)은 한 쌍의 작업롤(WR)과 지지롤(BR)이 상, 하로 적층 배열된 4단 형식으로 구성되며, 중앙에 위치한 한 쌍의 작업롤은 강판(S)과 직접 접촉되어 강판을 이동시키는 구동 롤이며, 각 작업롤 외측에 위치한 지지롤은 작업롤에 하중을 부여하여 작업롤을 통한 강판의 압연이 이루어지도록 하는 하중 부여용 피구동 롤이다.

한편, 압연롤(2, 3) 사이에는 상기 작업롤 보다 직경이 작은 롤러(11)를 포함하는 루퍼(10)가 설치되며, 이러한 루퍼(10)는 각 압연롤을 통과하는 강판(S)이 자중에 의해 중력 방향으로 처지는 것을 방지하면서 강판(S)에 일정한 장력이 부여되도록 하는 역할을 수행하게 된다.

루퍼(10)의 동작을 구체적으로 설명하면,

압연롤(2, 3) 사이에서 진행하는 강판의 길이가 두 압연롤(2, 3)간의 거리보 다 길어지거나 짧아지는 현상이 발생될 수 있으며, 강판(S)의 길이가 두 압연롤(2, 3) 사이의 거리보다 짧아지는 경우에는 강판에 부여되는 장력이 급격히 상승하여 작업롤(WR)과 강판(S) 사이에서 슬립이 발생되거나 강판의 길이가 압연롤 간의 거리와 일치되도록 연신될 수도 있으며, 강판(S)의 길이가 두 압연롤(2, 3) 사이의 거리보다 길어지는 경우에는 강판에 부여되는 장력이 감소되면서 두 압연롤(2, 3) 사이에서 강판(S)이 출렁거리게 되는 현상이 발생된다.

특히, 강판(S)의 길이가 두 압연롤의 간격보다 길어져 출렁거리는 현상이 발생되면 압연 사고의 위험도 커지고, 작업성이 떨어지게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 진행하는 강판(S)의 저면에 밀착되어 일정한 압력으로 상판을 상향 이동시킬 수 있도록 구동 모터축(도시되지 않음)을 중심으로 상하 방향으로 왕복 회전 가능한 롤러(11)를 포함하는 루퍼(10)가 인접하는 2개의 압연롤(2, 3) 사이에 설치되며, 강판의 길이가 증가하여 장력이 감소되면 루퍼가 상향 회전하여 강판(S)을 위로 밀어 장력을 상승시키게 되고, 강판(S)의 길이 증가분이 감소하여 장력이 상승하게 되면 그 힘에 의해 루퍼가 하향 회전하여 강판의 높이가 낮아지면서 강판(S)의 장력을 일정한 수준으로 유지시키게 된다.

이때, 강판의 접합부는 일반 강판(선행 강판 및 후행 강판)에 비해 강도가 낮으며, 루퍼(10)에 의하여 선행 강판 또는 후행 강판에서와 같은 장력이 주어지게 되는 경우에는 파단이 일어날 가능성이 매우 높다.

이에 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연기(1)는 강판(S) 접합부가 루퍼(10)를 통과하는 동안에 루퍼 각도(θ)를 조절한 후, 이에 따라 입측 압연롤(2)의 회전속도를 조절하는 제어장치(22)를 포함한다.

상기 제어장치(20)는 입측 압연롤(2)의 일측에 설치되어 강판(S) 접합부의 진입을 판정하는 검출부(22)와 상기 검출부(22)에서 송출된 전기신호를 입력받아 강판 접합부의 요구 장력에 맞도록 루퍼 각도(θ)의 상승 한계치를 감소시키는 장력 제어부(21) 및 상기 루퍼 각도(θ)의 감소에 따른 강판(S)의 장력 감소를 보상하기 위하여 입측 압연롤(2)의 회전 속도를 낮추는 속도 제어부(23)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어장치(20)는 선행 강판 및 후행 강판의 통과구간에 대한 설정 장력보다 강판 접합부가 통과하는 구간에 대한 설정 장력이 낮게 입력되어 있으며, 이러한 설정 장력은 루퍼 각도(θ)에 의하여 결정된다.

따라서 검출부(22)에서 강판 접합부의 진입을 판정하게 되면, 장력 제어부(21)에서 강판 접합부에 걸리는 장력을 줄이기 위하여 루퍼 각도(θ)를 낮추게 되고(롤러의 하방 이동), 속도 제어부(23)에서는 이러한 루퍼 각도(θ)의 감소에 따른 강판(S)의 장력 감소를 보상하기 위하여 입측 압연롤(2)의 회전 속도를 낮추게 된다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안 에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연기의 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연 방법의 제어방식을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 열간 압연 방법을 나타내는 흐름도.

Claims (5)

1. 강판을 연속적으로 압연할 수 있도록 수평방향으로 이격되어 설치된 입측 압연롤과 출측 압연롤;

   상기 압연롤 사이에 설치되고, 상하 운동이 가능한 롤러를 포함하며, 상기 롤러의 상하 운동에 의하여 강판의 장력을 조절하는 루퍼; 및

   강판의 접합부가 입측 압연롤로 진입될 경우, 상기롤러의 상승 한계치를 감소시키고, 이에 따라 입측 압연롤의 회전속도를 감속 조절하는 제어장치를 포함하는 연속 열간 압연기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 루퍼는 구동축을 중심으로 루퍼 각도만큼 회전함으로써 롤러의 상하 운동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속 열간 압연기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치는,

   강판 접합부의 요구 장력에 맞도록 루퍼 각도의 상승 한계치를 감소시키는 장력 제어부; 및

   상기 루퍼 각도의 감소에 따른 강판의 장력을 보상하기 위하여 입측 압연롤의 회전 속도를 낮추는 속도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 열간 압연기.
4. 제 3 항에 있어서,

   입측 압연롤의 일측에 설치되어 강판 접합부의 진입을 판정하는 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 열간 압연기.
5. 입측 압연롤과 출측 압연롤이 차례로 설치되고, 상기 압연롤 사이에 루퍼가 설치된 연속 열간 압연기에 2 개 이상이 연결된 강판을 통과시켜 연속 압연하는 방법으로서,

   강판 접합부의 진입을 판정하는 단계;

   상기 강판 접합부에 걸리는 장력을 줄이기 위하여 루퍼 각도의 상승 한계치를 감소시키는 단계; 및

   상기 루퍼 각도의 감소에 따른 강판의 장력 감소를 보상하기 위하여 입측 압연롤의 회전 속도를 낮추는 단계를 포함하는 연속 열간 압연방법.

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