KR101208346B1 - 중공롤의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 중공롤은, 판재를 원통으로 성형한 후 양단부에 용접부를 형성하여 이음하고, 판재 및 용접부의 표면을 고주파 유도 가열 및 담금질하여 형성된 표면경화층을 가지는 쉘(shell)과, 상기 쉘의 개구부를 차폐하는 허브(hub)와, 상기 허브를 관통하여 고정된 샤프트(shaft)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

중공롤의 제조 방법{A Method of manufacturing cylindrical roll}
본 발명은 중공롤 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접부의 결함이 최소화되고, 경도 제어가 용이하며, 작업성 및 재현성이 향상되도록 한 중공롤 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
중공롤은 브라이들롤, 스티어링롤, 디플렉터롤 및 루퍼롤 등으로 분류되며, 철계 및 비철금속의 냉간압연, 산세 및 스케일 제거 공정에서 판재에 장력(Tension)을 가하여 평탄도를 유지하는 기능을 가진다.
이중에서 브라이들롤은 경도가 높은 스트립이 고장력하에서 접촉하거나 부식성이 높은 산세액에 노출되므로 마모 및 부식에 대한 저항특성이 우수하여야 하고 높은 평탄도가 요구된다.
종래의 중공롤은 주조, 링단조 등의 공정을 통해 제조하였으나, 점차 대형화되고, 긴 수명이 요구됨에 따라 그 요구특성을 만족시킬 수 없게 되었다.
링단조법의 경우 제조 가능한 외경의 크기에는 제약이 없으나, 폭에는 제약이 있어 대구경 및 긴 압연롤에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
그리고, 주조법의 경우 얇은 중곡롤에는 부적합하며 형상에 따라 금형이 준비되어야 하므로 막대한 투자비가 요구된다.
또한, 주조법은 핀홀이 표면에 산재하기 쉽고, 도금 등을 표면에 시행하면 결함이 발생하며, 이와 더불어 내면 결함 및 축과의 용접 결함 등이 산재하는 문제점이 있다.
이에 따라 일본의 신일본제출, 고베, 스미또모 등의 대형 철강회사들은 용접구조용 브라이들 롤을 개량하는데 많은 연구 및 투자를 하고 있다.
그러나, 이러한 브라이들 롤은 판재 압연시 형성된 층상의 펄라이트 및 페라이트 조직으로 인해 요구 조건을 만족하는 롤의 제조가 어려우며, 용접부 및 밴딩부에 집중된 응력을 제거하는 데에도 어려움을 겪고 있으며, 이러한 문제점을 해소하기 위한 기술개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 정적 밸런스가 우수하고, 미세하고 균일한 조직을 가지므로 인해 표면경도가 높고 경도 편차가 적어 수명이 연장되도록 한 중공롤 및 이의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 가공시간이 단축되며, 제조 설비가 저렴하고, 소재비가 적게 들어 롤의 제조비가 현저히 감소하도록 한 중공롤 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 중공롤은, 판재를 원통으로 성형한 후 양단부에 용접부를 형성하여 이음하고, 판재 및 용접부의 표면을 고주파 유도 가열 및 담금질하여 형성된 표면경화층을 가지는 쉘(shell)과, 상기 쉘의 개구부를 차폐하는 허브(hub)와, 상기 허브를 관통하여 고정된 샤프트(shaft)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 용접부는 상기 판재에 포함된 탄소농도에 대하여 ±10%의 탄소 농도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 용접부의 표면경화층은 판재의 표면경화층 경도에 대하여 ±5%의 경도값을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 쉘의 표면 전체에 형성된 표면경화층은 3 내지 10㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 용접부의 표면경도는 표면경화층의 표면경도에 대하여 ±5% 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법은, 쉘(shell) 성형용 판재와, 허브 및 샤프트를 준비하는 소재준비단계와, 상기 판재를 열처리하는 제1노말라이징단계와, 열처리된 판재를 판권(板卷)가공하여 원통 형상으로 구부리는 제1성형단계와, 원통 형상의 소재를 어닐링하여 응력을 제거하는 제1응력제거단계와, 상기 원통 형상의 소재 단부를 용접하여 폐곡선을 형성하는 용접단계와, 용접부의 조직 개선을 위해 열처리하는 제2노말라이징단계와, 상기 소재를 성형하여 진원도를 확보하는 제2성형단계와, 상기 제2성형단계에서 발생한 내부 응력을 감소시키기 위한 제2응력제거단계와, 고주파 가열을 실시하여 표면을 경화하는 표면경화단계와, 상기 표면경화단계에 따라 상승한 내부 응력을 낮추기 위한 템퍼링단계와, 상기 원통 소재의 외면을 가공하여 쉘을 완성하는 가공단계와, 상기 쉘과 허브 및 샤프트를 결합하는 부품결합단계와, 상기 쉘의 표면에 도금층 또는 피복층을 형성하여 중공롤을 완성하는 표면처리단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1노말라이징단계 및 제2노말라이징단계는 830℃ 내지 920℃ 온도 범위에서 실시됨을 특징으로 한다.
상기 제1응력제거단계와 제2응력제거단계는 600 내지 700℃ 온도 범위에서 실시됨을 특징으로 한다.
상기 용접단계는, ESW(Electro Slag Welding) 공정이 채택됨을 특징으로 한다.
상기 표면경화단계는 1 내지 10㎑의 주파수 범위에서 920 내지 980℃로 가열하는 과정임을 특징으로 한다.
상기 템퍼링단계는 150 내지 250℃의 온도 범위에서 실시됨을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중공롤은 정적 밸런스가 우수하고, 미세하고 균일한 조직을 가지므로 인해 표면경도가 높고 경도 편차가 적어 수명이 연장되는 이점이 있다.
그리고, 중공롤의 표면 결함이 전무하여 중공롤에 의해 생산되는 판재의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예의 제조방법에 따르면, 가공시간이 단축되며, 제조 설비가 저렴하고, 소재비가 적게 들어 롤의 제조비가 현저히 감소하는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 중공롤의 외관을 보인 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 3 은 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 제1노말라이징단계 전/후 판재의 미세조직을 비교한 사진.
도 4 는 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 용접단계 후 판재의 단면 사진.
도 5 는 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 용접단계 전 용접부와 판재 및 경계부의 미세 조직 사진.
도 6 은 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 용접단계 후 용접부와 판재 및 경계부의 미세 조직 사진.
도 7 은 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 표면경화단계 후 표면경화층의 두께 방향 위치별 경도 변화를 나타낸 그래프.
도 8 은 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 표면경화단계 후 판재와 용접부의 미세 조직 비교 사진.
도 9 는 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 표면경화단계 후 쉘(shell)의 위치별 경도를 측정한 데이터.
도 10 은 본 발명에 의한 중공롤의 제조 방법에서 일 단계인 템퍼링단계 전/후 용접부와 판재의 경계부에 대한 경도 변화를 비교한 그래프.
이하에서는 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 중공롤의 구성을 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 중공롤의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부된 도 1과 같이, 본 발명에 의한 중공롤(100)은 내부가 빈 원통 형상의 쉘(shell,120)과, 상기 쉘(120)의 개구된 전/후면을 차폐하는 허브(hub,140)와, 상기 허브(140)를 관통한 상태로 열박음 결합하여 고정되는 샤프트(shaft,160)를 포함하여 구성된다.
상기 쉘(120)은 본 발명에 의한 중공롤(100)의 요부 구성으로서, 브라이들 롤, 스테어링 롤, 디플렉터 롤, 루퍼 롤 등에 적용 가능하도록 제조된다.
즉, 상기 중공롤(100)은 판재를 원통으로 성형한 후 양단부에 용접부(도 4의 도면부호 W 참조)를 형성하여 이음하고, 판재 및 용접부(W)의 표면을 고주파 유도 가열 및 담금질하여 쉘(120)의 표면 전체에 표면경화층(122)이 형성되며, 상기 쉘(120)의 표면 전체에 형성된 표면경화층(122)은 미세하고 균일한 조직을 가지며, 균일한 표면경도를 갖도록 구성되어 긴 수명을 갖도록 형성된다.
그리고, 다양한 역할을 수행할 수 있도록 하기 위해 상기 중공롤(100)은 마모 및 부식에 대한 저항특성이 우수하며 높은 평탄도를 갖도록 성형된다.
또한, 상기 표면경화층(122)의 외면에는 도금층 또는 피복층이 형성된다.
상기 쉘(120)은 0.3 내지 0.8중량%의 탄소를 함유하는 탄소강으로 이루어진 판재가 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 SM50C 후판을 프레스에 의한 형 구부림과 3개의 롤에 의한 롤 밴딩을 적용하여 내부가 빈 원통 형상을 만든 후 용접함으로써 제조된다.
그리고 용접에 의해 형성된 용접부(도 4의 도면부호 W 참조)는 판재와 동일한 재질로 형성하되 핀홀이나 깨짐 등의 결함이 없도록 함이 바람직하다.
이에 따라 상기 용접부(W)는 본 발명의 실시예에서 일렉트로 슬래그 용접법을 적용하였으며, 쉘(120)의 탄소 함량에 대하여 ±10%의 탄소농도를 갖는 재질로 형성됨이 바람직하다.
이것은, 상기 용접부(W)와 쉘(120)의 탄소 함량을 극히 유사하게 구성함으로써 고주파 가열 경화시에 변형이 최소화될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 쉘(120)은 고주파 가열 처리를 통해 50 내지 80의 표면경도(Hs)를 가지며, 상기 표면경화층(122)은 3 내지 10 ㎜의 두께를 갖도록 구성된다.
상기 허브(140)와 샤프트(160)는 쉘(120)과 대비할 때 상대적으로 경화처리나 성형의 용이하므로 제조 공정에 대한 별도의 상세 설명은 생략하기로 한다.
이하 상기와 같이 구성되는 중공롤(100)을 제조하는 방법을 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도가 도시되어 있다.
도면과 같이, 상기 중공롤(100)은 본 발명에 의한 중공롤(100) 제조 방법은, 쉘(shell) 성형용 판재와, 허브(140) 및 샤프트(160)를 준비하는 소재준비단계(S100)와, 상기 판재를 열처리하는 제1노말라이징단계(S200)와, 열처리된 판재를 판권(板卷)가공하여 원통 형상으로 구부리는 제1성형단계(S300)와, 원통 형상의 소재를 어닐링하여 응력을 제거하는 제1응력제거단계(S400)와, 상기 원통 형상의 소재 단부를 용접하여 폐곡선을 형성하는 용접단계(S500)와, 용접부(W)의 조직 개선을 위해 열처리하는 제2노말라이징단계(S600)와, 상기 소재를 성형하여 진원도를 확보하는 제2성형단계(S700)와, 상기 제2성형단계(S700)에서 발생한 내부 응력을 감소시키기 위한 제2응력제거단계(S800)와, 고주파 가열을 실시하여 표면을 경화하는 표면경화단계(S900)와, 상기 표면경화단계(S900)에 따라 상승한 내부 응력을 낮추기 위한 템퍼링단계(S1000)와, 상기 원통 소재의 외면을 정삭 가공하여 쉘(120)을 완성하는 가공단계(S1100)와, 상기 쉘(120)과 허브(140) 및 샤프트(160)를 결합하는 부품결합단계(S1200)와, 상기 쉘(120)의 표면에 도금층 또는 피복층을 형성하여 중공롤(100)을 완성하는 표면처리단계(S1300)를 순차적으로 실시하여 제조된다.
상기 소재준비단계(S100)에서 쉘(120)을 제조하기 위한 판재는 두께 50㎜의 SM50C 열연판재를 적용하였으며, 제1노말라이징단계(S200)에서 상기 판재는 판재 제조시 내부에 형성된 응력이 제거되고 결정립이 미세화된다.
상기 제1노말라이징단계(S200)는 본 발명의 실시예에서 830 내지 920℃의 온도 범위에서 실시하였다.
즉, 도 3은 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법에서 일 단계인 제1노말라이징단계(S200) 전/후 판재의 미세조직을 비교한 사진으로서, 제1노말라이징단계(S200) 전 판재의 조직은 850℃에서 150분간 제1노말라이징단계(S200)를 실시한 후에 미세하게 변화된 것을 알 수 있다.
상기 제1노말라이징단계(S200) 이후에는 상기 판재를 원통 형상으로 성형하는 제1성형단계가 실시된다.
상기 제1성형단계(S300)는 판재를 프레스 성형하고, 3개의 롤러를 이용한 판권(판감기) 작업을 실시하여 판재의 양단부가 이격된 원통 형상을 갖도록 하는 과정이다.
상기 제1성형단계(S300) 이후에는 제1응력제거단계(S400)가 실시된다. 상기 제1응력제거단계(S400)는 제1성형단계(S300) 실시 중에 판재 내부에 발생한 응력을 제거하기 위한 과정으로, 본 발명의 실시예에서 제1응력제거단계(S400)는 600 내지 700℃ 온도 범위에서 실시된다.
상기 제1응력제거단계(S400) 이후에는 용접단계(S500)가 실시된다. 상기 용접단계(S500)는 서로 이격되어 있는 판재의 양단부를 용접하여 내부가 길이 방향으로만 개구된 원통 형상을 갖도록 하는 과정이다.
본 발명의 실시예에서 상기 용접단계(S500)는 일렉트로 슬래그 용접(ESW.Electro Slag Welding) 공정을 채택하였으며, 첨부된 도 4와 같이 상기 용접부(W)는 서로 이격된 판재 사이를 완전히 채운 상태가 된다.
상기 용접단계(S500) 이후에는 제2노말라이징단계(S600)가 실시된다. 상기 제2노말라이징단계(S600)는 용접부(W)의 조직을 개선하기 위한 과정으로, 830℃ 내지 920℃ 온도 범위에서 실시됨이 바람직하다.
상기와 같은 조건하에서 상기 제2노말라이징단계(S600)를 실시한 후 용접부(W)의 인장강도는 588 내지 628N/㎟, 항복강도는 345 내지 384N/㎟, 연신율은 20 내지 22%를 나타내었다.
그리고, 첨부된 도 5와 도 6의 미세조직 사진과 같이 용접부(W) 도 5 및 도 6의 (a)와 판재부(c), 그리고 경계부(b)의 조직이 유사하게 변화된 것을 확인할 수 있다.
즉, 도 5는 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법에서 일 단계인 용접단계(S500) 전 용접부(W)와 판재 및 경계부의 미세 조직 사진이고, 도 6은 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법에서 일 단계인 용접단계(S500) 후 용접부(W)와 판재 및 경계부의 미세 조직 사진으로서, 제2노말라이징단계(S600) 전에는 도 5와 같이 용접부(W) 도5의 (a)와 판재의 조직이 현격히 상이한 양상을 띄었으나, 제2노말라이징단계(S600)를 실시한 후에는 도 6과 같이 유사한 미세 조직을 나타내었다.
상기 제2노말라이징단계(S600) 이후에는 제2성형단계(S700)가 실시된다. 상기 제2성형단계(S700)는 용접부(W)가 형성되어 진원도가 벗어난 대상물의 표면을 가공하여 진원도를 맞추기 위한 과정이다.
상기 제2성형단계(S700) 이후에는 제2응력제거단계(S800)가 실시된다. 상기 제2응력제거단계(S800)는 제2성형단계(S700) 중에 발생한 내부 응력을 제거하기 위한 과정이다.
상기 제2응력제거단계(S800) 이후에는 표면경화단계(S900)가 실시된다. 상기 표면경화단계(S900)는 쉘(120)의 표면 전체에 표면경화층(122)을 형성하기 위한 과정으로, 표면경화단계(S900) 실시 이후 도 7 및 도 8과 같이 높은 경도를 가지는 경화부가 형성된다.
즉, 도 7은 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법에서 일 단계인 표면경화단계(S900) 후 표면경화층(122)의 두께 방향 위치별 경도 변화를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법에서 일 단계인 표면경화단계(S900) 후 판재와 용접부(W)의 미세 조직 비교 사진으로서, 보다 구체적으로는 도 7은 직경 800㎜(좌측)와 1200㎜(우측)인 쉘(120)에 대하여 표면경화층(122)의 높이 및 구배를 측정한 그래프이고, 도 8은 도 7의 표면 경도 분포를 나타낸 것이다.
도면과 같이, 상기 표면경화단계(S900) 실시 후에 형성된 표면경화층(122)은 표면부가 710 이상의 경도(Hv)를 나타내었고, 표면으로부터 9㎜ 깊이에 있는 부위의 경우 최저 300 정도의 경도(Hv)를 나타내었다.
그리고, 상기 표면경화단계(S900) 이후 쉘(120)의 표면 부위별 경도 분포를 측정한 결과, 도 9와 같이 73 내지 75를 나타내었다.
본 발명의 실시예에서 상기 표면경화단계(S900)는 1 내지 10㎑의 주파수 범위에서 920 내지 980℃의 온도 범위로 가열하여 실시하였다.
상기 표면경화단계(S900) 이후에는 템퍼링단계(S1000)가 실시된다. 상기 템퍼링단계(S1000)는 용접부(W)와 판재의 경계로부터 떨어진 거리가 가변하더라도 균일한 경도를 나타내도록 하는 과정으로, 상기 템퍼링단계(S1000) 실시 전/후의 경도 변화는 도 10과 같다.
도 10은 본 발명에 의한 중공롤(100)의 제조 방법에서 일 단계인 템퍼링단계(S1000) 전/후 용접부(W)와 판재의 경계부에 대한 경도 변화를 비교한 그래프로서, 템퍼링단계(S1000)를 실시하기 전에는 용접부(W)에서 거리가 멀어짐에 따라 경도의 편차가 심하였으나, 상기 템퍼링단계(S100)를 실시한 이후에는 경도의 편차가 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
상기 템퍼링단계(S1000) 이후에는 상기 쉘(120)의 외면을 정삭 가공하여 치수정밀도를 높이는 가공단계(S1100)가 실시되며, 상기 가공단계(S1100)를 거쳐 완성된 쉘(120)은 부품결합단계(S1200)를 거쳐 상기 샤프트(160) 및 허브(140)와 결합되어 도 1과 같은 중공롤(100)을 형성하게 된다.
상기 부품결합단계(S1200) 이후에는 표면처리단계(S1300)를 실시하여 마모율을 저하시키게 된다. 상기 표면처리단계(S1300)는 크롬도금층을 형성하거나, 용사코팅층을 형성하는 과정일 수 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
100. 중공롤 120. 쉘
122. 표면경화층 140. 허브
160. 샤프트 S100. 소재준비단계
S200. 제1노말라이징단계 S300. 제1성형단계
S400. 제1응력제거단계 S500. 용접단계
S600. 제2노말랑리징단계 S700. 제2성형단계
S800. 제2응력제거단계 S900. 표면경화단계
S1000. 템퍼링단계 S1100. 가공단계
S1200. 부품결합단계 S1300. 표면처리단계
W . 용접부

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 쉘(shell)을 성형하기 위한 SM50C 열연판재와, 허브 및 샤프트를 준비하는 소재준비단계와,
    상기 판재를 830℃ 내지 920℃ 온도 범위로 열처리하는 제1노말라이징단계와,
    열처리된 판재를 판권(板卷)가공하여 원통 형상으로 구부리는 제1성형단계와,
    원통 형상의 소재를 600 내지 700℃ 온도 범위에서 어닐링하여 응력을 제거하는 제1응력제거단계와,
    상기 원통 형상의 소재 단부를 용접하여 폐곡선을 형성하는 용접단계와,
    용접부의 조직 개선을 위해 830℃ 내지 920℃ 온도 범위로 열처리하는 제2노말라이징단계와,
    상기 소재를 성형하여 진원도를 확보하는 제2성형단계와,
    상기 제2성형단계에서 발생한 내부 응력을 감소시키기 위해 600 내지 700℃ 온도 범위로 가열하는 제2응력제거단계와,
    1 내지 10㎑의 주파수 범위에서 920 내지 980℃로 고주파 가열하여 표면경화층을 형성하는 표면경화단계와,
    상기 표면경화단계에 따라 상승한 내부 응력을 낮추기 위한 템퍼링단계와,
    상기 원통 소재의 외면을 가공하여 쉘을 완성하는 가공단계와,
    상기 쉘의 개구된 양측을 허브로 차폐하고, 상기 허브와 샤프트를 열박음하여 결합하는 부품결합단계와,
    상기 표면경화층의 표면에 크롬도금층 또는 용사코팅층을 형성하여 중공롤을 완성하는 표면처리단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중공롤의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1노말라이징단계는 SM50C 열연판재 제조시에 내부에 형성된 응력을 제거하고 결정립을 미세화하는 과정임을 특징으로 하는 중공롤의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제2성형단계는,
    상기 용접단계 실시 중에 진원도가 벗어난 대상물의 표면을 가공하는 과정임을 특징으로 하는 중공롤의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 용접단계는, ESW(Electro Slag Welding) 공정이 채택됨을 특징으로 하는 중공롤의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 템퍼링단계는 150 내지 250℃의 온도 범위에서 실시됨을 특징으로 하는 중공롤의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000140912A (ja) * 1998-11-12 2000-05-23 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 中空ロール胴体用筒体及びその製造方法
KR101008744B1 (ko) * 2010-03-24 2011-01-14 문영호 고주파 롤 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000140912A (ja) * 1998-11-12 2000-05-23 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 中空ロール胴体用筒体及びその製造方法
KR101008744B1 (ko) * 2010-03-24 2011-01-14 문영호 고주파 롤 및 그 제조방법

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