KR101087433B1

KR101087433B1 - 다단 압연롤 장치 및 이를 이용한 강판 코일의 압연방법

Info

Publication number: KR101087433B1
Application number: KR1020090092008A
Authority: KR
Inventors: 고강희; 전진화
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-11-25
Also published as: KR20110034477A

Abstract

본 발명은 다단으로 구성된 다수 개의 압연롤을 이용하여 강판 코일의 부위별 및 구간별 압연을 달리하여 다양한 형상으로 강판 코일을 압연할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 강판 코일의 이송 경로상에 상,하로 회전 가능하게 배치되고 강판 코일의 부위별로 각각 배치되는 다수 개의 상,하 압연롤로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 서로 다른 두께의 이종 소재를 용접하는 TWB 공정에 비해 용접 단계가 생략되어 원가를 절감할 수 있으면서, 다양한 형태의 압연 형태를 구현할 수 있으므로 복잡한 구조의 부품에 적용할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

다단 압연롤 장치 및 이를 이용한 강판 코일의 압연방법{MULT-STEP ROLLING ROLL AND ROLLING METHOD USING THEREOF}

본 발명은 다단 압연롤 장치 및 이를 이용한 강판 코일의 압연방법에 관한 것으로, 특히 다단으로 구성된 다수 개의 압연롤을 이용하여 강판 코일의 부위별 및 구간별 압연을 달리하여 다양한 형상으로 강판 코일을 압연할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 자동차의 사이드 이너 패널, 사이드 아우터 패널, 센터 플로어 패널 등은 성형 후 강성 확보와 충돌 성능 향상을 위해 보강재를 덧붙이거나 TWB(Tailor Welded Blank) 기술을 적용하고 있다.

TWB는 강도가 다르거나 두께가 다른 두 판재를 용접을 통하여 하나의 판재 형태로 만든 후 성형하여 강성과 충돌성능을 향상시키는 방법이다.

즉, TWB 부품은 두께 또는 강도가 서로 다른 강판을 스템핑(stamping) 가공전에 용접한 자동차부품을 말한다.

이렇게 함으로써 기존의 성형방법보다 부품수 감소, 차체 경량화, 제조원가 절감, 품질향상, 충돌 안전성 향상,차체구조의 단순화라는 장점을 얻을 수 있다.

현재 TWB 부품에서 가장 적용이 많이 되고 있는 부품으로는 도어 이너, 사이드부재가 있는데 응력이 집중되는 부분에 두꺼운 강판을 사용하고 응력집중이 보다 적은 부분에 얇은 강판을 사용함으로써 최적의 효과를 얻을수 있게 한다.

그런데, TWB 기술은 이종(異種)의 판재를 하나로 결합하는 공정이기 때문에 용접공정이 필수적으로 요구되므로 원가 상승의 요인이 되며, 용접선 부근에서 기계적 특성이 급격하게 변하게 됨에 따라 성형성이 저하되는 문제점이 있다.

용접이 필요없는 기술인 TRB(Tailor Rolled Blanks)는 두께가 일정한 Metal sheet를 Flexible Rolling 공정을 통해 만들어져 두께가 다른 제품을 말하며, 보통 직사각형 형태로 제작된다.

기존 TRB 공정은 프레스 성형이 될 블랭크의 크기에 맞게 슬릿팅이 되어 있는 코일에 두께 차이를 갖도록 압연을 실시하는 경우, 코일의 길이방향에 수직으로만 압연이 가능하고 전체 폭 길이만큼 압연을 시행해야 한다.

또한, 압연에 의해 코일이 너비 방향으로 신장되므로, 압연롤은 코일의 너비보다 더 길게 형성된 것을 사용해야 하는 제약이 있다.

실제 TRB 공정은 코일이 두께 차이를 갖도록 압연한 후에, 압연시 발생된 코일 내부의 응력을 풀어주기 위해 풀림 처리한 후에 블랭크 크기에 맞게 절단하는 공정을 갖는다.

하지만, 기존 TRB 공정은 앞서 설명한 바와 같이 부품의 형상과 관계없이 코일의 길이방향의 수직방향으로만 압연이 이루어지게 되므로, 다양한 형태의 부품 가공에 제약이 많을 뿐만 아니라, 부위별 압연을 실시할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 TRB 기술에서 다단 압연롤을 이용하여 코일의 부위별 및 구간별 압연이 가능하도록 그 구조가 개선된 다단 압연롤 장치 및 이를 이용한 강판 코일의 압연방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 강판 코일의 이송 경로상에 배치되며 상기 강판 코일의 부위별로 각각 배치되는 회전 가능한 다수개의 상,하 압연롤 로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 다수개의 상,하 압연롤은 상기 강판 코일의 이송 방향으로 계단식으로 배치된다.

상기 상,하 압연롤은 단부가 다른 근접된 상,하 압연롤과 상기 강판 코일의 이송 방향으로 일부위가 겹치도록 배치된다.

본 발명의 다른 특징적인 요소는, 강판 코일의 이송 경로 상에 배치되며 상기 강판 코일의 부위별로 각각 배치된 다수개의 상,하 압연롤 측으로 강판 코일을 이송시키면서 압연하되,

상기 상,하 압연롤들 중 일부 또는 전부를 압연하여 강판 코일의 부위별로 압연을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수개의 상,하 압연롤을 상기 강판 코일의 이송 방향으로 계단식으로 배치한다.

더 바람직하게는, 상기 다수개의 상,하 압연롤의 단부가 서로 겹치는 오버랩 구간을 갖도록 배치한다.

본 발명은 다단으로 구성된 다수 개의 압연롤을 이용하여 강판 코일의 부위별 및 구간별 압연을 달리하여 다양한 형상으로 강판 코일을 압연할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 다양한 형태의 압연 형태를 구현할 수 있으므로, 서로 다른 두께의 이종 소재를 용접하는 TWB 공정에 비해 용접 단계가 생략되어 원가를 절감할 수 있으면서, 복잡한 구조의 부품에 적용할 수 있는 유용한 효과를 갖 는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 다단 압연롤 장치는, 도 1 내지 3을 참조하여 설명하면, 그 구성은 강판 코일(C)의 이송 경로상에 상,하로 회전 가능하게 배치되고 강판 코일(C)의 부위별로 각각 배치되는 다수 개의 상,하 압연롤(110)(120)로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 다수 개의 상,하 압연롤(110)(120)은 정면에서 볼 때 동일선상이 아니라 다수 개의 축 선상에 각각 회전 가능하게 배치되므로, 평면 상에서 볼 때 계단식으로 배치된다.

또한, 다수 개의 상,하 압연롤(110)(120)은 각각의 단부가 다른 근접된 상,하 압연롤(110)(120)과 강판 코일(C)의 이송 방향으로 일부위가 겹치도록 배치된다.

즉, 상 압연롤(110)들중, 서로 인접된 것들(110a-110b),(110b-110c),(110c-110d),(110d-110e)(110e-110f)끼리 단부가 서로 겹치는 오버랩 구간을 갖는다.

이는, 강판의 이송방향에 대해 상,하 압연롤(110)(120)들이 서로 다른 부위를 압연할 수 있도록 다수개 배치되므로, 동일한 일직선상에 배치할 경우 압연롤 사이의 갭이 발생하여 압연 자국이 발생할 우려가 있기 때문이다.

상,하 압연롤(110)(120)을 회전시키고 압연시키는 구성은, 공지의 것과 동일하게 롤 구동부와 작업롤과 백업롤로 구성된 구성요소와 동일하므로, 여기서는 그 에 대한 표현을 하지 않기로 한다.

강판 코일(C)의 전폭이 1000~2000mm 범위 내에 해당하므로, 상,하 압연롤(110)(120)은 폭 길이가 150~250mm의 길이로 5~10개를 배치하는 것이 바람직하다.

여기서, 상,하 압연롤(110)(120)은 서로 단부가 겹치도록 배치하되, 서로 동일한 폭을 갖는 것을 배치하거나, 서로 다른 폭을 갖는 것을 배치할 수도 있다.

상,하 압연롤(110)(120)은 근접된 상,하 압연롤(110)(120)의 단부가 겹치는 부위가 20~50mm 정도가 바람직하나, 굳이 이에 한정되지는 아니한다.

그리고, 강판 코일(C)의 폭 외측으로 상,하 압연롤(110)(120)이 돌출되도록 배치하는 것이 바람직하다.

이는, 강판 코일(C)의 압연 후에 폭 방향으로 신장되는 것을 고려한 것이다.

본 발명의 다단 압연롤 장치를 이용한 강판 코일의 압연방법은, 강판 코일(C)의 이송 경로 상에 배치되며 강판 코일(C)의 부위별로 각각 배치된 다수개의 상,하 압연롤(110)(120) 측으로 강판 코일(C)을 이송시키면서 압연하는 과정에서 상,하 압연롤(110)(120)들 중 일부 또는 전부를 압연하여 강판 코일(C)의 부위별로 압연을 수행한다.

강판 코일(C)은 중간에 배치된 상,하 압연롤(110)(120)을 기준으로 양측의 와인딩 머신에 의해 와인딩되거나, 리와인딩되면서 압연된다.

상,하 압연롤(110)(120)을 강판 코일(C)의 이동 경로상에 배치할 때, 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)을 상기 강판 코일(C)의 이송 방향으로 계단식으로 배치 하고, 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)의 단부가 서로 겹치는 오버랩 구간을 갖도록 배치하는 것이 바람직하다.

상기한 배치과정이 완료된 후에, 본 발명은 압연과정에서 상,하 압연롤(110)(120)의 압연 구동시간을 제한할 경우, 도 4a에서와 같이, 강판 코일(C)의 특정 구간에만 압연 부위(C1)가 발생하도록 압연할 수 있다.

또한, 상기한 강판 코일(C)을 상,하 압연롤(110)(120)들 사이로 이송시키면서 압연하는 과정에서, 도 4b와 같이 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)들 중에 일부가 압연할 경우, 강판 코일(C)의 부위 중 특정 부위만 압연 부위(C1)가 발생하도록 압연할 수 있다.

상기한 압연 구동 및 작동 시간의 조절은 공지의 프로그램 로직을 이용하여 생산하고자 하는 부품의 설계 형상에 따라 각각의 상,하 압연롤(110)(120)의 구동을 제어할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.

즉, 본 발명은 다단으로 구성된 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)들의 일부 또는 전부의 압연 동작 및 작동 시간을 개별적으로 조절함에 따라 다양한 두께 및 형태의 압연 형상을 얻을 수 있으므로, 다양한 부품에 적용할 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 다단 압연롤 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 평면도.

도 3은 본 발명의 상 압연롤의 배치구조를 나타낸 사시도.

도 4a,4b는 본 발명의 다단 압연롤 장치에 의해 압연된 강판 코일의 압연 형태를 각각 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 다단 압연롤 장치 110 : 상 압연롤

120 : 하 압연롤 C : 강판 코일

C1 : 압연 부위

Claims

강판 코일(C)의 이송 경로상에 배치되며 상기 강판 코일(C)의 부위별로 각각 배치되는 회전 가능한 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 압연롤 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)은 상기 강판 코일(C)의 이송 방향으로 계단식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다단 압연롤 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 상,하 압연롤(110)(120)은 단부가 다른 근접된 상,하 압연롤(110)(120)과 상기 강판 코일(C)의 이송 방향으로 일부위가 겹치도록 배치되는 것을 특징으로 하는 다단 압연롤 장치.
강판 코일(C)의 이송 경로 상에 배치되며 상기 강판 코일(C)의 부위별로 각각 배치된 다수개의 상,하 압연롤(110)(120) 측으로 강판 코일(C)을 이송시키면서 압연하되,

상기 상,하 압연롤(110)(120)들 중 일부 또는 전부를 압연하여 강판 코일(C)의 부위별로 압연을 수행하는 것을 특징으로 하는 다단 압연롤 장치를 이용한 강판 코일의 압연 방법.
청구항 4에 있어서,

상기 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)을 상기 강판 코일(C)의 이송 방향으로 계단식으로 배치하는 것을 특징으로 하는 다단 압연롤 장치를 이용한 강판 코일의 압연 방법.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,

상기 다수개의 상,하 압연롤(110)(120)의 단부가 서로 겹치는 오버랩 구간을 갖도록 배치하는 것을 특징으로 하는 다단 압연롤 장치를 이용한 강판 코일의 압연 방법.