KR101230371B1 - 단일 순환 압연 라인을 위해 2개의 주조 라인을 구비한극박 핫 스틸 스트립을 위한 제조 라인 및 그 처리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 100mm 이하의 두께인 얇은 슬래브(slab)를 위한 2개의 주조 라인(a, b)으로부터 핫 스틸 스트립(hot steel strip)을 제조하기 위한 제조 라인(production line)으로서, 그 중 하나(a)만이 압연 라인(e, g)에 정렬되는, 제조 라인에 관한 것이다. 가열로 쌍 중 제 2 쌍의 가열로(B1, B2)는 상기 라인으로부터 압연 라인으로 경로(k)를 따라 전달 가능하며, 단일 스트립 제조를 위해 그 역도 가능하다. 더욱이, 유도 가열로(f)가 마감 압연기(g)의 상류에 제공된다. 또한, 상응하는 제조 처리가 기재된다.

Description

단일 순환 압연 라인을 위해 2개의 주조 라인을 구비한 극박 핫 스틸 스트립을 위한 제조 라인 및 그 처리{PROCESS AND PRODUCTION LINE FOR MANUFACTURING HOT ULTRATHIN STEEL STRIPS WITH TWO CASTING LINES FOR A SINGLE ENDLESS ROLLING LINE}
본 발명은 극박 핫 스트립(ultrathin hot strip)을 제조하는 제조 라인에 관한 것으로, 얇은 슬래브(slab)를 위한 2개의 주조 라인 및 순환 작업(endless operation), 즉 연속성(continuity)을 감안한 단일 압연 라인을 포함하며, 뿐만 아니라 상응하는 제조 프로세스에 관한 것이다.
핫 스틸 스트립의 제조를 위해, 2개의 주조 라인 및 각각이 연결된 1개의 압연기(rolling mill)를 갖는 슬래브 플랜트를 사용하는 것은 공지되어 있으나, 극박 스트립을 연속적으로 획득하도록 제품을 압연하는 가능성을 제시하지 않았다.
공지된 2개의 주조 라인을 구비한 얇은 슬래브에서, 압연기는 "코일-박스(coil-box)"를 통하여 연결된 2개의 압연 라인 사이의 중심에 위치하며, 그 내측에서 프리-스트립(pre-strip)이 각각의 시간마다 "단계적(step-by-step)" 또는 "워킹빔(walking-beam)" 시스템에 의해 압연기에 전달된다. 따라서, 압연기 공급부가 방해를 받고 순환 압연은 연속성을 감안하여 이루어질 수 없으며, 이는 도 1에 도 시된 바와 같은 종래 기술에 따른 기술로부터 명백한 결과이다.
단일 압연기를 구비한 2개의 주조 라인으로부터 핫 스트립을 제조하는 두 번째 방법은, 2개의 긴 터널 가열로를 제공하는 것으로, 그 각각은 각각의 주조 라인에 따라 정렬되고 그 중 오직 하나만이 압연기에 정렬되며, 단일 슬래브들이 상기 가열로 내에서 가열되는데, 상기 슬래브들 각각은 하나의 코일에 상응한다. 이들 모두는 독립된 섹션으로 형성된 단부를 가지며, 상기 섹션은 하나의 라인으로부터 다른 라인으로 이동이 가능하며 코일에 상응하는 슬래브의 섹션 전체를 포함할 수 있을 정도의 충분한 크기를 갖는다. 따라서, 압연 라인과 정렬되지 않는 제 2 주조 라인의 슬래브를 압연하는 것도 가능하다. 그러나 이러한 기술적 양상에서 가능한 순환 압연 작업에서는 압연기 진입속도가 매우 낮아서 주조 속도와 동일하다는 문제, 가열로 내측의 약 300미터 길이의 단일 랩 처리에 관한 문제 등 몇 가지 문제가 있다. 이러한 예시가 도 2에 간략히 도시된다.
본 출원과 동일 명칭의 EP 1196256은, 중앙 위치에서 압연기에 연결된 2개의 주조 라인을 사용하여 극박 스트립을 제조하기 위한 시스템을 개시하며, 내측 맨드럴(mandrel)을 구비한 4개의 가열로로부터 공급되어 프리-스트립의 와인딩/언와인딩(winding/unwinding) 단계를 허용하고, 동시에 압연기가 위치한 중앙 영역을 향해 회전 및 쉬프팅(shifting)이 가능하다. 하지만, 이러한 해결책에서도, 압연기가 2개의 주조 라인 중 어느 하나와도 동축이 아니어서 이로부터 가열로가 압연기로 변위되는 것이 항상 필요하기 때문에, 실질적인 "순환식" 압연 작업을 획득하는 것은 불가능하다. 더욱이, 4개의 가열로의 "전달-회전 및 후속 회귀"의 사이클에 필요한 시간은 매우 짧고 임계치인데, 적어도 50톤 무게의 프리-스트립 와인딩의 경우 사이클 시간의 짧음 정도를 감소시킬 것이 요구됨에 따라 주조 시퀀스 동안 특히 압연 교체와 같은 압연기 상의 간섭이 수반되어 더욱 그러하다. 결론적으로, 장비의 크기가 과도하게 크고 수반되는 플랜트는 비용면에서 매우 복잡하고 번잡하다.
역시 본 발명과 동일 명칭의 WO 94/29042에서 동일한 문제가 고려되는데, 그 도면에 따르면 언와인딩 유닛이 주조 라인 양쪽에 대해 엇갈려 있으며, EP 1196256과의 유일한 차이점은, 전체 가열로 대신 코일이 와인딩된 맨드럴이 이동 가능하다는 점이다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술 상의 불편함을 극복하여 순환 압연, 즉 어떠한 불연속성 없이 2개의 주조 라인으로부터 핫 스틸 스트립을 제조하는 것이며, 추가하여 하나의 주조 라인, 즉 압연 라인에 정렬된 주조 라인으로부터 순환 압연을 선택할 가능성을 제공하는 것이다. 유사하게, 본 발명의 또 다른 목적은 극박 핫 스틸 스트립을 제조하는 프로세스를 제공하는 것으로서 2개의 별도 라인으로부터 제조품의 압연이 단일 스트립과 관련하여 그리고 상기 라인 중 하나로부터 연속성을 감안하여 이루어진다.
전술한 종래 기술 시스템에서 이루어지는 대신, 압연기에 정렬되고 출구에서 적어도 30mm의 두께의 프리-스트립을 갖는 주조 라인들 중 하나에서 최종 압연 단계로 직접 이송될 수 있음이 발견되었다. 실제, 제 1 예(도 1) 및 제 3 예(EP 1196256)에서는 주조 라인으로부터 온 프리-스트립은 순환 압연에 적합한 속도를 가지지만 압연기는 2개의 라인 중 그 어느 하나에도 정렬되지 않는 반면에, 제 2 예(도 2)는 2개의 주조 라인 중 어느 하나에 정렬되지만 슬래브가 상응하는 단일 코일 중 하나에 차례로 공급된다는 사실로 인하여 연속성을 감안하게 되므로, 상호 구분된다.
본 발명의 다른 목적은, 오직 한 쌍의 가열로만을 이송하는 경우 충분한 시간이 보통의 일반적 작동 또는 비상 유지를 위해 허용되기 때문에, 전술한 종래 기술의 고유한 임계 시간의 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 포개어진 가열로에 의해 상호 연결된 2개의 주조 라인의 보다 안전한 관리가 가능하도록 제공하는 것이며, 여기에서 내부 맨드럴이 제공되며, 적어도 연간 2만톤의 핫 스틸 스트립의 제조가 가능하며 동시에 1mm 이하의 두께의 얇은 스트립을 제조하기 위한 순환식 압연을 이룰 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스트립 자체의 가능한 스케일 트랙(scale track)과 같이 입구 및 출구 압연 사이에서 그리고 가열로 내에서 와인딩/언와인딩 단계에서 이에 관련된 후속 문제 및 스케일 제조를 감소하도록, 가열로 진입 온도가 종래 기술에서 예측되는 약 1100℃의 온도에 비교하여 낮게(약 900℃) 작동함으로써, 디스켈링(descaling) 단계의 온도 손실을 감소시키는 것이다.
이러한 목적들은 첨부된 청구범위에 의해 규정된 관련 처리 및 제조 라인을 통해 이루어진다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적, 장점 및 특징들은, 제조 라인 및 관련된 처리의 첨부된 도면 및 이하의 상세한 설명을 통해 명백할 것이며, 이는 제한적이지 않은 실시예이다.
도 1 및 2는, 2개의 주조 라인으로부터 극박 핫-스틸 스트립을 제조하기 위한 2개의 시스템의 2개의 도면을 간략화한 것이다.
도 3은, 본 발명에 따른 제조 라인의 측면도를 간략히 도시한다. 그리고
그 다음 간략화된 도면인 도 4는, 도 3의 플랜트 상에 존재하며 순환 압연 시스템의 4개의 가열로의 와인딩-언와인딩-압연 사이클 단계 및 순서를 도시한 것이다.
도 3을 참조하여, (a, b)는 이미 EP 1196256에 개시된 바와 같이, 액상 코어 감소 및 이에 연결된 직접 압연(러핑(roughing))을 구비한 얇은 슬래브 주조 라인을 지칭한다. 각각의 라인이 전단부(c, c')에 이어져서 프리-스트립을 커팅하며, (배치(batch)형) 단일 스트립 제조시 가열로에 2개의 쌍의 가스를 각각 공급하며, 상기 가열로는 라인(a)에 속하는 내측 맨드럴을 제공받고(A1, A2), 라인(b)에 속하는 내측 맨드럴을 제공받는다(B1, B2). 공지된 바와 같이, 와인딩 또는 언와인딩 작동 동안 수직면에서 서로에 대해 평행하게 맨드럴을 구비하고 상호 포개어진 상기 가열로들은 쉬프팅되고 그 축을 따라 회전할 수 있어서, 프리-스트립이 각각의 상류 라인으로부터 수용되고 하류 마감 압연기(finishing mill)(g)에 전송됨을 보장한다. 제 1 형식의 작동으로서, 바이패스 섹션(d)은 라인(a) 상의 제 1 쌍의 가열로의 가열로(A1, A2) 사이에 제공되어, 연속적인 프리-스트립의 절연된 압연부 경로(roller path)(e) 이후 상기 압연기(g) 내에서 순환식 압연을 허용하며, 전단부(c)에 의해 커팅되지 않는다.
물론, 이러한 시스템에서, 배치형 단일 스트립을 위한 압연 작동이 가능하며, 이를 위해 압연기(g)가 정렬된 라인(a)에 대해 엇갈린 맨드럴을 구비한 가열로(B1, B2) 쌍이 (특히, 압연부 경로(e)의 위치에서, 하지만 반대 방향으로만 이동 불가능한) 그러한 라인으로 이동할 수 있으며, 또한 경로(k)를 따라 최초 위치로 복귀할 수 있어서, 그러한 이동을 위한 수단이 제공된다. 이러한 시스템은 압연부 경로(e)의 하류와 마감 압연기(g)의 상류에서 유도 가열로(induction heating furnace)(f)로서 완결되며, 후속하여 빠른 냉각기(rapid cooling)(h); 필요한 무게에 이르도록 스트립을 커팅하기 위한 플라잉 절단부(flying shear)(i); 연속성을 감안한 순환 압연에서 사용되는 카루솔-타입 와인딩 릴(carousel-type winding reel)(l); 냉각수 스프레이를 전송하기 위한 압연부 경로(m); 및 불연속적으로 모든 주조 라인으로부터 이송되는 제품의 최종 와인딩을 위한 다운코일러(downcoiler)(n)와 접촉한다.
2개의 쌍의 가열로(A1, A2 및 B1, B2) 상에서 와인딩된 프리-스트립 코일을 개략적으로 도시하는, 그리고 (굽은 화살표는 회전 동안 가열로(B1, B2)의 축의 회전 방향을 나타내는데 반하여) 직선 화살표로 개략적으로 표시된 경로(k)를 도시하는 도 4를 참조하여, 순환 시스템의 작동 여부에 상관없이 가열로의 와인딩-언와인딩-압연 사이클의 단계 및 시퀀스가 설명된다. 보다 특정적으로, 도 4A에는 가열로(A1) 내용물이 압연 중인 상황이며, 이는 "마감 압연기"(g)를 향한 방향을 지시하는 화살표(FM)로 개략적으로 지시된다. 도 4B는 그 후속 단계를 나타내며, 가열로(A1)의 전체 제품이 압연되고, 후속하는 코일의 프리-스트립이 가열로(A2) 내에서 여전히 와인딩되며, 그리고 가열로(B1)의 내용물이 압연 중이며, 그 사이에 상기 가열로가 마감 압연기 라인을 따라 쉬프팅되어 그 와인딩이 완료되고, 라인(b)로부터 공급된 다른 코일은 가열로(B2) 내에서 형성되는 단계이다. 도 4C에서, 그 사이 완전히 와인딩된 가열로(A2)의 프리-스트립 코일이 마감 압연기에서 공급되며, 이제는 비워진 가열로(B1)가 최초 위치로 복귀하고 가열로(B2)에 코일 공급이 거의 완료되었으며, 다음 도 4D에 도시된 바와 같이 상기 가열로가 압연 라인 상에 위치하여 경로(k)를 따라 쉬프팅되고 (A1) 상의 코일은 와인딩이 거의 완료되어 도 4A의 상황으로 다시 사이클을 시작하고 (A2)는 비워지고 (B1)은 라인(b) 상의 새로운 코일을 와인딩하기 시작한다.
이로부터, 오직 한 쌍의 가열로의 전달을 통하여, EP 1196256에 제공된 문제점 면에서 전술한 바와 같이 여유 시간 범위가 획득 가능하다는 장점을 갖는다.
추가로, EP 1196256에 개시된 맨드럴을 구비한 가열로의 상류가 아닌 하류에서 마감 압연기의 입구에 위치하는 유도 가열로(f)는 주조 및 러핑 라인의 하류에서 1100℃ 대신 약 900℃의 온도를 갖는다. 더욱이, 유도 가열로(f)의 가열 동안 물질의 재-산화(re-oxidation)가 이루어지고, 이는 이전의 "주조 압연" 단계에서 형성된 스케일이 다시 긴장되어(re-emerge) 하부 수압 및 수량을 디스케일링(descaling)하도록 만들 수 있으며 동시에 스트립 표면 품질을 증진시킨다는 장점을 갖는다.
프리-스트립 두께는 30mm 이하이며, 이동 가능한 가열로(B1, B2)에서 코일 무게가 인정할만한 한계 내에서 유지되도록 그 값이 15mm 이하에 이르도록 할 수 있다. 단일 스트립이 2개의 모든 주조 라인(a, b)에서 제조되는 경우 맨드럴을 구비한 2개의 쌍의 가열로를 사용함으로써 압연된 스트립의 두께는 1.0mm 내지 12.0mm 사이에서 이루어진다. 그러나 압연기(g)에 정렬된 주조 라인(a)만을 사용함으로써 1.0mm 미만의 두께의 극박 스트립을 연속적으로 획득하는 것도 가능하다.
종래의 "소규모 공장"에서 얇은 슬래브 기술을 사용하는 것보다 우세하다는 측면에서 낮은 디스케일링 압력 및 감소된 물 레벨은 프리-스트립 상의 온도 손실 감소에 관련되며, 이는 1.0mm 미만의 두께의 극박 스트립 제조가 가능하기 위한 필수 조건임을 주지하여야 한다.

Claims (9)

100mm 이하의 두께인 얇은 슬래브(slab)를 위한 두 개의 주조 라인(a, b)으로부터 핫 스틸 스트립(hot steel strip)을 제조하기 위한 제조 장치로서,
두 개의 주조 라인(a, b) 중 하나(a)만이 압연 라인(e, g)에 정렬되며,
각각 맨드럴(mandrel)을 구비한 상호 포개어진 두 개의 쌍의 가열로(A1, A2; B1, B2)를 포함하며, 제 1 쌍의 가열로(A1, A2)는 상기 압연 라인(e, g)에 정렬된 상기 주조 라인(a) 상에 고정적으로 장착되고, 제 2 쌍의 가열로(B1, B2)는 상기 라인(b) 상에 이동 가능하게 장착되어 다른 라인을 향해 전달될 수 있으며, 상기 두 개의 쌍의 가열로들은 30mm 미만의 두께를 갖는 프리-스트립(pre-strip)의 와인딩/언와인딩(winding/unwinding)을 위한 내측 맨드럴을 각각 구비하며,
압연부 경로(roller path)(e)를 통하여 마감 압연기(finishing rolling mill)(g)로의 순환식 전달을 보장하기 위한 상기 두 개의 가열로(A1, A2) 사이에서의 바이패스 섹션(bypass length)(d), 및 배치(batch)형 제조 작동이 가능하도록 상기 한 쌍의 가열로(B1, B2)를 라인(b)에서 라인(a)으로 전달하기 위한 전달 경로(k)를 더 포함하며,
맨드럴을 구비한 상기 가열로들의 하류 및 상기 마감 압연기(g)의 바로 상류에 유도 가열로(induction furnace)(f)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각각의 라인(a, b) 상에는 맨드럴을 구비한 상기 가열로 쌍들의 상류에의 각 전단부(c, c')를 포함하며,
라인(a) 상에 장착되는 그 중 하나의 전단부(c)는, 라인(b) 상에 있는 다른 전단부(c)를 대신하여, 불연속 압연에서 오직 배치형 제조시에 프리-스트립의 커팅이 가능하도록 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 압연기(g) 하류에, 순환 제조에 있어서 코일 무게가 미리 결정된 값에 이를때까지 마감된 스트립을 커팅하도록 작동하는 수단을 포함하는 플라잉 전단부(flying shear)(i)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 바이패스 섹션(d)은 상기 압연 라인(e, g)에 정렬된 단열 압연부 경로로서 형성되는 것을 특징으로 하는,
제조 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 쌍의 가열로(B1, B2) 및 상기 제 1 쌍의 가열로(A1, A2)로부터의 제품을 압연하는 단계와 동기화되어, 상기 전달 경로(k)를 따라 상기 제 2 쌍의 가열로(B1, B2)를 이송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 쌍의 가열로(B1, B2)를 위해, 상기 압연부 경로(e)는 상기 라인(a)에 대해 횡방향으로 이동이 가능하며, 상기 압연기(g)는 상기 전달 경로(k)의 반대 방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 하는,
제조 장치.
100mm 이하의 두께인 얇은 슬래브를 위해 두 개의 주조 라인(a, b)으로부터 단일 압연 라인으로 공급되는, 극박 핫 스틸 스트립을 제조하기 위한 방법으로서,
두 개의 주조 라인(a, b) 중 제 1 주조 라인은 압연 라인에 정렬되며,
각각의 라인을 위해, 회전가능 가열 수단 상에 와인딩되고 언와인딩시 후속적으로 압연될(rolled) 30mm 미만의 두께인 프리-스트립 또는 슬래브를 획득하기 위해 액상 코어 제거 단계 및 후속하는 러핑(roughing) 단계를 포함하며,
1.0mm 미만의 두께인 극박 스트립을 획득하기 위해, 바이패스 섹션 및 마감 압연 단계를 통한 연속 솔루션(solution of continuity)을 사용하지 않고 오직 상기 제 1 주조 라인만을 사용할 것인지, 또는 각각의 주조 라인에 대해 상기 회전가능 가열 수단 상에서 와인딩되기 전 커팅시 1.0 내지 12.0mm의 두께인 배치형 단일 스트립을 제조할 것인지 선택이 가능하며,
상기 압연 라인에 정렬되지 않은 주조 라인에 대해 상기 가열 수단을 전달하는 단계가 제공되어, 상기 가열 수단을 상기 제 1 라인에 상응하도록 이끌고 이들이 최초 위치로 복귀하도록 하는 것을 특징으로 하는,
극박 핫 스틸 스트립 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 가열 회전 수단과 상기 마감 압연 사이에 유도 가열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
극박 핫 스틸 스트립 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 주조 라인의 단부에서 상기 프리-스트립 온도는 단일 스트립 제조를 위한 와인딩에 상응하여 900℃인 것을 특징으로 하는,
극박 핫 스틸 스트립 제조 방법.
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