KR101197999B1 - 강판의 제조방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

강판의 제조방법 및 장치가 제공된다. 강판의 제조방법은 압연기와 압연기에 의해 압연된 강판을 가속 냉각시키기 위한 복수의 구간들을 포함하는 가속 냉각기 및 가속 냉각기에 의해 가속 냉각된 강판을 열간 교정하기 위한 열간 교정기를 이용한 강판의 제조방법으로서, 복수의 구간들 중 압연된 강판을 가속 냉각시킬 적어도 하나 이상의 구간을 가속 냉각 구간으로 설정하는 단계; 설정된 가속 냉각 구간 동안 압연된 강판을 가속 냉각시키는 단계; 가속 냉각 구간을 통과한 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 제한하는 단계; 및 제한된 이송 속도로 가속 냉각된 강판을 열간 교정하는 단계를 포함하여 구성된다. 이를 통해 강판의 열간 교정 효율(즉, 강판의 평탄도)을 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.

Description

강판의 제조방법 및 장치{METHOD OF APPARATUS FOR FABRICATING STEEL PLATE}
본 발명은 강판의 이송 속도를 제어하여 열간 교정기의 효율을 높일 수 있는 강판의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 후판에서 생산되는 제품은 압연 및 가속냉각 프로세스(On-line accelerated cooling process)에 따라 크게 2가지로 구분된다. 그 하나가 제어 압연 및 가속 냉각 작업을 통해 온도 제어를 하는 TMCP(Thermo Mechanical Control Process)강과 온도 제어를 하지 않고 일반 압연을 실시하는 일반강으로 나눌 수 있다. 이들의 공통점은 강도, 인성, 용접성 등 기계적 성질을 확보하기 위해 후판의 기본 공정인 가열 공정부터 압연 공정, 가속 냉각 공정(TMCP강만 해당), 열간 교정 공정 등의 세부 단위 공정들을 필수적으로 거치고, 미세조직(microstructure)을 제어하여 물성을 확보함과 동시에 제품의 형상품질을 확보해야 한다는 점이다. 여기서, 제품의 형상품질이라 함은 고객이 요구하는 제품의 평탄도(C만곡, 사이드 웨이브 등)을 말한다.
통상 평탄도의 발생 형태 및 원인은 압연 작업시 길이 방향 및 폭방향의 하중편차에 의해 발생되는 압연성 평탄도 불량과, 가속 냉각 작업시 강판 상하부의 온도차이, 강판의 길이 방향 및 폭방향의 온도 차이에 의해 발생되는 가속 냉각성 평탄도 불량이 있을 수 있다. 이러한 평탄도 불량이 발생하게 되면, 열간 교정기를 통해 강판의 잔류 응력을 해소하여 강판을 평탄하게 하는 열간 교정 작업을 행하게 된다.
특히 열간 교정 작업을 수행할 때에는 강판의 이송 속도 , 교정기 롤갭, 롤크라운 등을 설정하게 되는데, 교정효율을 향상시키기 위해서 강판의 이송 속도는 최대한 저속으로 설정하여 교정하는 것이 평탄도 향상에 유리하다.
하지만, 종래 기술에 의하면, 가속 냉각기를 통과하면서 가속된 강판의 이송 속도 그대로 열간 교정기를 통과하기 때문에 강판의 열간 교정 효율(즉, 강판의 평탄도)이 좋지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 강판의 이송 속도를 제어하여 강판의 열간 교정 효율(즉, 강판의 평탄도)을 높일 수 있는 강판의 제조방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면,
압연기와 상기 압연기에 의해 압연된 강판을 가속 냉각시키기 위한 복수의 구간들을 포함하는 가속 냉각기 및 상기 가속 냉각기에 의해 가속 냉각된 강판을 열간 교정하기 위한 열간 교정기를 이용한 강판의 제조방법으로서,
상기 복수의 구간들 중 상기 압연된 강판을 가속 냉각시킬 적어도 하나 이상의 구간을 가속 냉각 구간으로 설정하는 단계;
상기 설정된 가속 냉각 구간 동안 상기 압연된 강판을 가속 냉각시키는 단계;
상기 가속 냉각 구간을 통과한 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 제한하는 단계; 및
상기 제한된 이송 속도로 상기 가속 냉각된 강판을 열간 교정하는 단계를 포함하는 강판의 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 이송 속도를 제한하는 단계는, 상기 가속 냉각 구간을 통과한 시점의 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하는 단계를 포함하거나, 또는 상기 가속 냉각된 강판이 가속 냉각 구간을 통과하는 시점의 이송 속도 보다 낮은 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가속 냉각 구간을 통과하는 시점은, 상기 가속 냉각된 강판의 후단이 상기 가속 냉각 구간을 완전히 통과한 시점일 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면,
압연기;
상기 압연기에 의해 압연된 강판을 가속 냉각시키기 위한 복수의 구간들을 포함하는 가속 냉각기;
상기 가속 냉각기에 의해 가속 냉각된 강판을 열간 교정하기 위한 열간 교정기; 및
상기 강판의 이송 속도를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 모듈을 포함하며,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 구간들 중 상기 압연된 강판을 가속 냉각시킬 적어도 하나 이상의 구간을 상기 가속 냉각기의 가속 냉각 구간으로 설정하고,
상기 가속 냉각기를 제어하여 상기 설정된 가속 냉각 구간 동안 상기 압연된 강판을 가속 냉각시키며,
상기 가속 냉각 구간을 통과한 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 제한하고,
상기 열간 교정기를 제어하여 상기 제한된 이송 속도로 상기 가속 냉각된 강판을 열간 교정하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 장치를 제공한다.
여기서, 상기 제어 모듈은 상기 가속 냉각 구간을 통과하는 시점의 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하거나, 또는 상기 가속 냉각된 강판이 가속 냉각 구간을 통과하는 시점의 이송 속도 보다 낮은 속도를 상기 제한된 이송 속도로 할 수 있다.
또한, 상기 가속 냉각 구간을 통과하는 시점은, 상기 가속 냉각된 강판의 후단이 상기 가속 냉각 구간을 완전히 통과한 시점일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 가속 냉각 구간을 통과한 강판의 이송 속도를 제한함으로서, 열간 교정기를 저속으로 통과하도록 함으로써 강판의 열간 교정 효율(즉, 강판의 평탄도)을 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 가속 냉각기의 가속 냉각 구간에 따라 강판의 이송 속도를 제한함으로써, 강판의 열간 교정 효율(즉, 강판의 평탄도)을 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 제조 장치의 전체 구성도이다.
강판의 제조 장치는 강판(S)의 형상을 제어하기 위한 사상 압연기(100)와, 압연된 강판(S)을 가속 냉각시키기 위한 가속 냉각기(110)와, 가속 냉각된 강판(S)을 열간 교정하기 위한 열간 교정기(120)와, 이송되는 강판(S)의 이송 속도를 제어하는 이송속도 제어모듈(140)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 강판의 제조 장치는 간이 교정기(130)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 제조 장치를 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 사상 압연기(finishing mill)(100)는 슬래브를 고객이 요구하는 사이즈에 맞게 연속적으로 압연함으로써, 강판(S)의 형상을 제어할 수 있다. 압연된 강판(S)은 간이 교정기(130)로 이송될 수 있다.
간이 교정기(130)는 압연된 강판을 간이 교정하여 강판(S)의 평탄도를 개선시키는 장치로, 이러한 간이 교정기(130)는 필요에 따라 제거될 수 있음은 물론이다.
한편, 가속 냉각기(110)('MULPIC'이라고도 함)는 다수의 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 G 뱅크, 여기서, '뱅크'라는 용어는 각각의 가속 냉각 구간을 의미함)로 이루어질 수 있으며, 다수의 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 G 뱅크)은 필요에 따라 설정된 가속 냉각 구간만이 가동될 수 있다. 도 1의 실시예에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크의 가속 냉각 구간만이 압연된 강판(S)을 가속 냉각하는데 사용되고 있음을 알 수 있다. 이러한 가속 냉각기(110)는 압연된 강판(S)을 가속 냉각시키며, 가속 냉각된 강판(S)을 열간 교정기(120)로 이송시킬 수 있다.
열간 교정기(120)는 가속 냉각된 강판(S)에 대해 열간 교정(hot levelling) 프로세스를 수행함으로써, 강판(S)의 평탄도를 개선할 수 있다. 도 1에서는 도시되지 않았지만, 열간 교정 이후 추가적으로 냉간 교정 프로세스가 수행될 수도 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
마지막으로, 이송속도 제어모듈(140)은 사상 압연기(100), 간이 교정기(130), 가속 냉각기(110) 및 열간 교정기(120)의 동작을 제어함과 동시에 강판(S)의 이송 속도를 제어하게 된다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 사상 압연기(100)를 통과한 강판(S)은 1차 이송 속도로 간이 교정기(130)로 이송되며, 1차 감속이 이루어진다. 이후 1차 감속이 이루어진 가속 냉각 진입 속도로 간이 교정기(130)를 통과하여 가속 냉각기(110)의 첫번째 가속 냉각 구간(A 뱅크)로 진입하게 된다. 이후 가속 냉각기(110)를 통과하는 동안 강판(S)의 속도는 점차적으로 가속하게 된다(도 1의 '가속 구간' 참조).
본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명의 이송속도 제어모듈(140)은 강판(S)이 가속 냉각기(110)의 복수의 구간들(A 뱅크 내지 G 뱅크) 중 설정된 가속 냉각 구간(도 1에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크)을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송 속도를 제한함으로써, 열간 교정기(120)로 진입되는 속도(도 1에서는 '가속 냉각 탈출 속도'로 표기됨)를 낮출 수 있다.
일 실시예로, 이송속도 제어모듈(140)은, 도 1의 M1에서 도시된 바와 같이, 강판(S)이 가속 냉각 구간(도 1에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크)을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송속도를 가속냉각 탈출속도로 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에 의하면, 이송속도 제어모듈(140)은, 도 1의 M2에서 도시된 바와 같이, 강판(S)이 가속 냉각 구간(도 1에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크)을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송속도보다 낮은 속도를 가속냉각 탈출속도로 제어할 수 있다.
한편, 도 1에서는, 강판(S)의 후단이 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 C 뱅크)을 완전히 통과한 시점(T)을 강판(S)의 이송 속도를 제한하는 시점으로 예시하고 있다. 하지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 강판(S)의 선단이 가속 냉각 구간의 마지막 구간(C 뱅크)에 도달하는 시점을 강판(S)의 이송 속도를 제한하는 시점으로 하거나, 강판(S)의 중단이 가속 냉각 구간의 마지막 구간(C 뱅크)에 도달하는 시점을 강판(S)의 이송 속도를 제한하는 시점으로 하는 등 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명할 것이다.
하기의 표 1은 강판(S)의 두께와 강판(S)의 길이에 따른 가속냉각 탈출속도를 예시한 것으로, 설정된 가속 냉각 구간을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송 속도를 가속 냉각 탈출 속도로 제한한 경우를 설명하고 있다.
가속 냉각 탈출 속도 가속 냉각 탈출 속도
강판두께(20mm)×강판길이(20M) 1.353m/s (B 뱅크) 1.525m/s (G 뱅크)
강판두께(60mm)×강판길이(10M) 0.624m/s (D 뱅크) 0.661m.s (G 뱅크)
표 1에 도시된 바와 같이, 두께(20mm)×길이(20M)인 강판(S)에 대해서 A 뱅크 내지 B 뱅크를 가속 냉각 구간으로 설정한 경우, 본원발명의 일 실시예에 의한 가속 냉각 탈출 속도는 1.353m/s이다. 이는 가속 냉각기(110)의 실질적인 가속 구간인 가속 냉각 구간을 고려하지 않고 가속 냉각기(110)의 마지막 구간인 G 뱅크의 강판(S)의 이송 속도를 일률적으로 가속 냉각 탈출 속도(1.525m/s)로 하는 종래 기술에 비해 열간 교정기(120)로 진입하는 속도를 대략 11% 정도 낮출 수 있음을 알 수 있다.
또한, 표 1에 도시된 바와 같이, 두께(60mm)×길이(10M)인 강판(S)에 대해서 A 뱅크 내지 D 뱅크를 가속 냉각 구간으로 설정한 경우, 본원발명의 일 실시예에 의한 가속 냉각 탈출 속도는 0.624m/s이다. 이는 가속 냉각기(110)의 실질적인 가속 구간인 가속 냉각 구간을 고려하지 않고 가속 냉각기(110)의 마지막 구간인 G 뱅크의 강판(S)의 이송 속도를 일률적으로 가속 냉각 탈출 속도(0.661m/s)로 하는 종래 기술에 비해 열간 교정기(120)로 진입하는 속도를 대략 6% 정도 낮출 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가속 냉각기(110)의 가속 냉각 구간을 고려하여 강판(S)의 이송 속도를 제한함으로써, 강판의 열간 교정 효율(즉, 강판의 평탄도)을 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다. 이하 발명의 간명화를 위해 도 1에서 설명된 사항과 중복되는 사항에 대한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 단계 200에서, 이송속도 제어모듈(140)은 가속 냉각기(110)의 복수의 구간들(A 뱅크 내지 G 뱅크) 중 압연된 강판(S)을 가속 냉각시킬 적어도 하나 이상의 구간을 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 C 뱅크)으로 설정한다.
이후 단계 201에서, 사상 압연기(100)에 의해 압연된 강판(S)은 1차 이송 속도로 간이 교정기(130)를 통과하며 1차 감속이 이루어진다. 이후 1차 감속이 이루어진 가속 냉각 진입 속도로 간이 교정기(130)를 통과하여 가속 냉각기(110)의 첫번째 가속 냉각 구간(A 뱅크)로 진입하게 된다. 이후 가속 냉각기(110)의 나머지 가속 냉각 구간(B 뱅크 및 C 뱅크)를 통과하는 강판(S)의 속도는 점차적으로 가속하게 된다(도 1의 '가속 구간' 참조).
이후, 단계 202에서, 이송속도 제어모듈(140)은 강판(S)이 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 C 뱅크)를 통과했는지 판단한다. 강판(S)이 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 C 뱅크)를 완전히 통과했다면 단계 203으로, 통과하지 않았다면 단계 201로 진행한다.
단계 203에서, 이송속도 제어모듈(140)은 강판(S)이 가속 냉각기(110)의 복수의 구간들(A 뱅크 내지 G 뱅크) 중 설정된 가속 냉각 구간(도 1에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크)을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송 속도를 제한함으로써, 열간 교정기(120)로 진입되는 속도(도 1에서는 '가속 냉각 탈출 속도'로 표기됨)를 제한할 수 있다. 일 실시예로, 이송속도 제어모듈(140)은, 도 1의 M1에서 도시된 바와 같이, 강판(S)이 가속 냉각 구간(도 1에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크)을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송속도를 가속냉각 탈출속도로 제한할 수 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 이송속도 제어모듈(140)은, 도 1의 M2에서 도시된 바와 같이, 강판(S)이 가속 냉각 구간(도 1에서는 A 뱅크 내지 C 뱅크)을 통과한 시점(T)의 강판(S)의 이송속도보다 낮은 속도를 가속냉각 탈출속도로 제한할 수 있다.
한편, 도 1에서는, 강판(S)의 후단이 가속 냉각 구간(A 뱅크 내지 C 뱅크)을 완전히 통과한 시점(T)을 강판(S)의 이송 속도를 제한하는 시점으로 예시하고 있다. 하지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 강판(S)의 선단이 가속 냉각 구간의 마지막 구간(C 뱅크)에 도달하는 시점을 강판(S)의 이송 속도를 제한하는 시점으로 하거나, 강판(S)의 중단이 가속 냉각 구간의 마지막 구간(C 뱅크)에 도달하는 시점을 강판(S)의 이송 속도를 제한하는 시점으로 하는 등 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명할 것이다.
이후 단계 204에서, 열간 교정기(120)는 가속 냉각된 강판(S)에 대해 열간 교정(hot levelling) 프로세스를 수행함으로써, 강판(S)의 평탄도를 개선할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 가속 냉각 구간을 통과한 강판의 이송 속도를 제한함으로서, 열간 교정기를 저속으로 통과하도록 함으로써 강판의 열간 교정 효율을 높일 수 있는 기술적 효과가 있다. 또한, 가속 냉각기의 가속 냉각 구간에 따라 강판의 이송 속도를 제한함으로써, 강판의 열간 교정 효율을 높일 수 있는 기술적 효과가 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 사상 압연기
110: 가속 냉각기
120: 열간 교정기
130: 간이 교정기
140: 이송속도 제어 모듈
S: 강판

Claims (8)

  1. 압연기와 상기 압연기에 의해 압연된 강판을 가속 냉각시키기 위한 복수의 구간들을 포함하는 가속 냉각기 및 상기 가속 냉각기에 의해 가속 냉각된 강판을 열간 교정하기 위한 열간 교정기를 이용한 강판의 제조방법으로서,
    상기 복수의 구간들 중 상기 압연된 강판을 가속 냉각시킬 적어도 하나 이상의 구간을 가속 냉각 구간으로 설정하는 단계;
    상기 설정된 가속 냉각 구간 동안 상기 압연된 강판을 가속 냉각시키는 단계;
    상기 가속 냉각 구간을 통과한 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 제한하는 단계; 및
    상기 제한된 이송 속도로 상기 가속 냉각된 강판을 열간 교정하는 단계를 포함하는 강판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 속도를 제한하는 단계는,
    상기 가속 냉각 구간을 통과한 시점의 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하는 단계를 포함하는 강판의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송 속도를 제한하는 단계는,
    상기 가속 냉각된 강판이 가속 냉각 구간을 통과하는 시점의 이송 속도 보다 낮은 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하는 단계를 포함하는 강판의 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가속 냉각 구간을 통과하는 시점은,
    상기 가속 냉각된 강판의 후단이 상기 가속 냉각 구간을 완전히 통과한 시점인 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.
  5. 압연기;
    상기 압연기에 의해 압연된 강판을 가속 냉각시키기 위한 복수의 구간들을 포함하는 가속 냉각기;
    상기 가속 냉각기에 의해 가속 냉각된 강판을 열간 교정하기 위한 열간 교정기; 및
    상기 강판의 이송 속도를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 모듈을 포함하며,
    상기 제어 모듈은,
    상기 복수의 구간들 중 상기 압연된 강판을 가속 냉각시킬 적어도 하나 이상의 구간을 상기 가속 냉각기의 가속 냉각 구간으로 설정하고,
    상기 가속 냉각기를 제어하여 상기 설정된 가속 냉각 구간 동안 상기 압연된 강판을 가속 냉각시키며,
    상기 가속 냉각 구간을 통과한 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 제한하고,
    상기 열간 교정기를 제어하여 상기 제한된 이송 속도로 상기 가속 냉각된 강판을 열간 교정하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 가속 냉각 구간을 통과하는 시점의 상기 가속 냉각된 강판의 이송 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하는 강판의 제조 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 가속 냉각된 강판이 가속 냉각 구간을 통과하는 시점의 이송 속도 보다 낮은 속도를 상기 제한된 이송 속도로 하는 강판의 제조 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 가속 냉각 구간을 통과하는 시점은,
    상기 가속 냉각된 강판의 후단이 상기 가속 냉각 구간을 완전히 통과한 시점인 것을 특징으로 하는 강판의 제조 장치.
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