KR101249116B1 - 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법 - Google Patents
표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
오스테나이트계 스테인리스 강판을 냉간압연 시, 강압하 압연 및 고속압연을 통하여 대폭적으로 패스수를 저감시킴에 따라 고생산성의 압연작업을 가능하게 하며, 아울러 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공하는 데 있다. 본 발명에 따른 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법은 스테인리스 강판의 냉간압연 시 15 ~ 30㎟/s의 고점도 압연유를 사용하여, 제1 압연패스에서 온간압연을 행하는 단계; 및 상기 제1 패스 이후의 중간압연패스부터 최종압연패스에서 고압하, 고속압연을 행하는 단계;를 포함한다.
냉연강판, 표면광택, 압연유, 온간압연
Description
본 발명은 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저점도, 소경 클러스터 밀에 의한 낮은 저압하, 다 패스 압연에 의한 낮은 생산성을 해결하면서도 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 스테인리스의 냉간압연은 열연강판을 소둔, 산세한 후 10㎟/s 이하의 점도가 낮은 광유계 압연유로, 작동롤 지름 φ120㎜ 이하의 소경롤로 이루어진 젠지미어밀과 같은 클러스터밀에서 18% 이하의 낮은 압하율로 복수회의 왕복압연방식으로 행해지고 있다. 특히, 최종압연 패스에서는 우수한 표면광택을 얻기 위하여 표면거칠기(Ra) 0.1㎜ 이하의 곱게 연마된 신롤로 교체하여 최대 압연속도의 1/2 이하로 압연하기 때문에 생산성이 현저히 떨어진다.
오스테나이트계 스테인리스 강판을 냉간압연하는 경우, 소재의 변형저항이 매우 크고 가공경화가 심한 조건에서 미려한 표면광택까지도 만족시켜야 하기 때문에 소경롤의 젠지미어밀에서도 압연 패스수가 매우 많아 생산성이 현저히 떨어지는 실정이다.
이러한 저압하율, 다패스에 의한 저생산성을 해결하기 위한 수단으로는 수용성 압연유의 채용에 의한 고속압연과 여러 대의 압연밀을 일렬로 배열하여 순차적으로 연속압연하는 탠덤압연화가 행해지고 있는데, 이러한 연속압연방식은 탄소강압연에서와 같은 대경롤 탠덤압연방식과 소경롤 탠덤압연방식이 채용되고 있다.
그러나, 종래의 소경롤 클러스터 압연밀에서의 고속압연 방식은 표면품질 확보 측면에서 종래의 압연에 비해 고속압연은 가능하지만, 고압하가 곤란하여 압연패스수를 줄일 수 없다는 단점이 있다. 그리고, 연속압연 방식은 탄소강압연에서와 같은 강압하 압연 및 고속압연과는 거리가 멀고 또한 표면품질의 확보에 문제가 있다.
오스테나이트계 스테인리스 냉연강판의 냉간압연에 있어, 생산성을 향상시키기 위한 수단으로 종래 초기 압연패스 전에 강판을 80~200℃로 미리 가열하여 마르텐사이트 생성을 억제함으로써 고압하 압연이 가능하도록 하는 온간압연방법(일본 특개 H01-021013, H09-103803) 등이 제시되었다. 그러나, 입측 소재강판의 가열을 위한 별도의 가열장치를 필요로 하고, 중간패스 이후의 압연 작업에서는 별도의 온간압연을 제시하고 있지 않아 온간압연 작업의 효과가 크게 떨어지는 등 온간압연작업 방법이 확립되어 있지 않는 실정이다.
또한, 온간압연에 의한 압하율 증대와 더불어 고속압연을 위한 방법으로 수용성 압연유의 채용이 제안되었으나(일본특개 H09-103803), 고광택 표면품질의 확보 측면에서 여전히 많은 과제를 안고 있다는 문제가 있다.
한편, 종래 스테인리스강의 냉간압연에 주로 사용되고 있는 저점도 압연유의 경우, 초기 패스에서는 온간압연에 의해 압하율을 증대할 수 있으나, 중간패스 이후부터는 윤활성 부족으로 인한 히트스트리크 등의 표면결함 다발로 압연패스수 저감에는 한계가 있다. 또한, 최종 패스에서 역시 고광택 표면품질의 확보라는 측면에서 압연속도를 대폭 낮출 수밖에 없는 실정으로 초기 패스의 온간압연 효과가 대폭 감소된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 오스테나이트계 스테인리스 강판을 냉간압연 시, 강압하 압연 및 고속압연을 통하여 대폭적으로 패스수를 저감시킴에 따라 고생산성의 압연작업을 가능하게 하며, 아울러 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법은 스테인리스 강판의 냉간압연 시 15 ~ 30㎟/s의 고점도 압연유를 사용하여, 제1 압연패스에서 온간압연을 행하는 단계; 및 상기 제1 패스 이후의 중간압연패스부터 최종압연패스에서 고압하, 고속압연을 행하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 제1 압연패스 시 압하율을 25~35%로 할 수 있다.
그리고, 상기 제1 압연패스 시 온간압연은 압연유를 60~70℃로 급속가열하여 상기 스테인리스 강판의 상하면에 분사할 수 있다.
아울러, 상기 제1 압연패스 시 150mpm 이하의 저속압연을 행할 수 있다.
또한, 상기 중간압연패스 시 압하율을 20~30%로 할 수 있다.
그리고, 상기 중간압연패스 시 500mpm 내지 600mpm 범위로 고속압연을 행할 수 있다.
더욱이, 상기 최종압연패스에서의 출측 온도가 150~180℃가 되도록 출측에서 냉각을 행할 수 있다.
또한, 상기 최종압연패스에서의 입측 압연유를 50~70℃로 분사할 수 있다.
여기서, 상기 스테인리스 강판은 오스테나이트계일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 초기 및 중간압연패스에서 고점도, 온간압연을 통해 강압하, 고속압연에 의해 패스수를 대폭적으로 줄이고, 최종패스압연에서 압연유의 점도를 크게 낮춤과 동시에 강압하 고속압연을 통해 고광택 표면품질의 스테인리스를 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 도 1에서 보이는 바와 같이 소경 클러스터 압연밀(1)과 입측의 페이오프 릴(6), 페이오프 릴(6)과 압연밀(1) 사이에 강판의 온간 가열을 위한 강판 가열용 압연유 분사노즐헤드(4), 강판가열용 분사노즐헤드(4)에 공급되는 압연유를 급속가열하는 급속가열기(8), 입측롤 압연유 분사노즐헤드(2), 스테인리스 압연강판, 출측롤 냉각수 분사노즐헤드(3), 텐션릴(7), 압연밀(1)과 출측 텐션릴(7) 사이에 강판의 표면온도를 측정하는 온도계(5,5')로 구성된다.
본 발명은 STS304 등으로 대표되는 오스테나이트계 스테인리스강판의 냉간압 연에 있어, 고속 및 고압하를 통한 패스수 절감과 이러한 압연조건에서도 표면광택이 우수한 냉연강판을 제조할 수 있는 새로운 냉간윤활압연 방법을 제공한다.
젠지미어 압연기로 대표되는 소경 다단롤 클러스터 밀에 의한 기존의 왕복압연에서는 초기의 패스에서 중~저속압연, 중간패스 압연에서는 고속압연, 최종 패스에서는 저속압연이 일반적이다. 하지만, 이는 초기 패스의 경우, 소재 표면이 거칠며, 점도가 낮은 압연유를 사용하기 때문에 히트 스트리크 등의 표면결함의 발생으로 인해 압하율을 크게 하기 곤란하다. 특히 최종패스에서는 고광택의 미려한 표면품질을 확보하기 위해 새로 교체된 미려하게 연마된 신롤의 표면거칠기가 소재의 표면에 충실히 전사되도록 하기 위해서 일반적으로 롤 바이트 내로의 기름 유입량을 최소한으로 하기 위해 중간압연패스에서의 압연속도에 비해 1/2 이하의 저속 압연방식을 채용하고 있는 것이 보통이다.
이러한 기존의 왕복 압연방식에서의 저압하 및 다패스 압연에서의 저생산성을 해결하기 위해서는 압하율의 증대를 통한 패스수의 절감과 고속압연이 이루어져야 할 필요가 있다.
이에 따라, 압하율의 증대를 통한 압연패스수 축소를 위해서는 먼저 압연유의 윤활성을 향상시키는 방법과 소재의 변형저항의 감소가 바람직하다.
이 중, 광유계 압연유의 윤활성의 향상을 위해서는 압연유의 점도를 향상시켜야 한다. 이를 위해 구체적으로 기존의 10 ㎟/s(@40℃) 이하의 저점도 압연유를 고점도 압연유로 변경할 필요가 있다. 즉, 기존의 10 ㎟/s(@40℃) 이하의 압연유를 15㎟/s 내지 30㎟/s로 올리는 것이 바람직하다. 압연유가 15㎟/s 내지 30㎟/s 의 점도를 가질 때, 윤활성이 가장 좋다. 그리고, 압연유의 점도는 보다 바람직하게 15㎟/s 내지 25㎟/s가 적합하다.
이 경우, 첫 패스의 압하율을 25% 이상으로 잡는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 25% 내지 35%의 압하율이 적합하다. 25% 미만의 압하율은 패스수 저감에 크게 기여하지 않으며, 35%를 초과할 경우에는 히트스트리크(heat streak) 발생의 염려가 있기 때문이다.
한편, 첫 패스에서의 강압하를 꾀하기 위하여, 종래의 온간압연에서와 같이 입측소재 강판을 가열할 필요가 있다. 도 1에서는, 종래 제안된 일본공개특허 H09-103803)처럼 별도의 강판가열장치를 설치할 필요없이, 첫 패스 압연 입측에서 고온의 압연유를 강판의 상하면에 분사하여 강판을 미리 가열하도록 한다. 그리고, 도 2에서 보는 바와 같이 강판의 온도를 50℃ 이상으로 올려도 압연하중의 감소에 상당한 효과가 있기 때문에, 강판에 분사되는 압연유의 온도는 60~70℃가 적당하며, 70℃를 초과하면 압연유의 열화를 초래하기 때문에 바람직하지 않다.
첫 패스 입측 강판의 온간가열을 위해 분사되는 압연유는 순간 가열기(2)를 통해 60℃ 내지 70℃로 급속가열하여 스트립의 상하면에 분사한다. 이 방법은 강판 입측소재의 가열을 위한 별도의 장치 없이 분사 직전에 급속가열하여 가열된 압연유를 강판 표면에 분사하여 60~70℃로 가열하는 방법으로, 첫 패스 압연은 150mpm 이하의 저속압연이 바람직하다. 압연속도가 150mpm을 초과하는 고속압연 시에는 강판의 온도가 충분히 가열되지 않는다.
또한, 1차 압연부터 최종패스 전 압연까지는 고점도 압연유를 입출측에서 분 사한다. 그리고, 중간패스에서는 가급적 스트립의 출측온도가 130℃ 이하가 될 정도로만 출측롤 및 강판을 냉각한다. 이때, 출측의 강판온도를 측정하기 위한 수단으로 접촉식, 방사식 온도계(5) 어느 경우도 적용 가능하다.
본 발명에서는 중간패스 압연의 경우 저압하 조건에서 고속압연을 행하는 종래의 압연방식과는 달리, 고점도의 압연유를 사용하여 고압하, 고속압연을 행하여 히트스트리크가 발생하지 않는 압연유 한계 내에서 강판의 온도를 가능한 한 높게 유지하여 소성변형일을 최소한으로 함으로써, 강압하를 통한 압연패스수 저감을 꾀할 수 있다. 즉, 중간압연패스 시 20~30%의 압하율 및 500mpm 내지 600mpm 범위로 고속압연을 행한다.
한편, 최종패스에서는 고광택의 표면품질을 확보하기 위해 고점도 압연유의 점도를 최소한으로 할 목적으로 60℃의 고온의 압연유를 입측에서 분사하면서 고속압연을 행하도록 한다.
이를 위해서는 비교적 고점도의 압연유를 사용하여 각 압연패스에 적합한 경계윤활 조건을 도출하고, 이 가운데 특히 압연유의 온도에 따른 점도 변화에 주목하여 이를 이용한다. 즉 상온에서의 압연유의 점도가 높다 하더라도 압연유의 온도가 높아지면 점도가 떨어지게 된다. 이와 같이 점도가 떨어지면 유막 두께가 더욱 얇아지게 되어, 고속압연 조건에서도 유막이 얇아지는 효과를 이용하여 최종패스의 압연에서도 고속압연으로 표면을 마무리 압연하는 효과를 기대할 수 있다.
오스테나이트계 스테인리스강의 냉간압연에 있어 높은 변형저항을 최소로 하기 위한 방법으로, 1패스 압연을 행하기 전에 강판소재를 50℃ 이상으로 가열하여 압연을 행하고, 2패스 이후 압연에서는 냉간압연에서의 소성가공발열과 마찰발열에 의해 가열된 강판을 입측온도 140℃ 이하, 바람직하게는 130℃ 이하로 하고, 출측온도는 190℃ 이하, 바람직하게는 150~180℃로 제한한 후 압연을 행하면 히트스트리크 등의 표면결함의 발생 없이 소성가공 변형일을 최소한으로 억제함으로써 압연패스수를 대폭 줄일 수 있다.
또한, 최종압연패스에서의 입측 압연유 분사온도를 50℃이상 70℃ 이하로 분사하면, 고속의 압연에서도 고광택도의 표면품질을 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 일실시예의 효과를 표 1에, 다른 실시예의 효과를 표 2에 나타내었다.
| Pass No. | 입측두께(h0) | 출측두께(h1) | 압하율(%) | 압연속도(mpm) |
| 비교예1 | 3.5 | 3.1 | 11.4 | 250 |
| 비교예2 | 3.1 | 2.7 | 12.9 | 500 |
| 비교예3 | 2.7 | 2.3 | 14.8 | 500 |
| 비교예4 | 2.3 | 2 | 13.0 | 500 |
| 비교예5 | 2 | 1.74 | 13.0 | 500 |
| 비교예6 | 1.73 | 1.51 | 12.7 | 500 |
| 비교예7 | 1.51 | 1.3 | 13.9 | 500 |
| 비교예8 | 1.3 | 1.12 | 13.8 | 500 |
| 비교예9 | 1.12 | 1 | 10.7 | 200 |
| 발명예1 | 3.5 | 2.6 | 25.7 | 150 |
| 발명예2 | 2.6 | 2 | 23.1 | 500 |
| 발명예3 | 2 | 1.5 | 25.0 | 500 |
| 발명예4 | 1.5 | 1.2 | 20.0 | 500 |
| 발명예5 | 1.2 | 1 | 16.7 | 500 |
| Pass No. | 입측두께(h0) | 출측두께(h1) | 압하율(%) | 압연속도(mpm) |
| 비교예1 | 3 | 2.5 | 16.7 | 300 |
| 비교예2 | 2.5 | 2 | 20.0 | 500 |
| 비교예3 | 2 | 1.7 | 15.0 | 500 |
| 비교예4 | 1.7 | 1.45 | 14.7 | 500 |
| 비교예5 | 1.45 | 1.25 | 13.7 | 500 |
| 비교예6 | 1.25 | 1.1 | 12.0 | 500 |
| 비교예7 | 1.1 | 1 | 9.1 | 300 |
| 발명예1 | 3 | 2.2 | 26.7 | 200 |
| 발명예2 | 2.2 | 1.7 | 22.7 | 500 |
| 발명예3 | 1.7 | 1.3 | 23.5 | 500 |
| 발명예4 | 1.4 | 1.15 | 17.9 | 500 |
| 발명예5 | 1.15 | 1 | 13.0 | 500 |
일실시예와 다른 실시예에서 나타나는 바와 같이, 새로운 압연방법에 의해 기존의 11~15패스의 압연이 7~9패스로 대폭 감소되어 20~30%의 생산성 향상 효과가 얻어지고, 표면광택의 경우도 기존 대비 동등 이상의 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 오스테나이트계 스테인리스 강판을 냉간압연함에 있어서, 강압하 압연 및 고속압연을 통한 대폭적인 패스수 저감으로 고생산성의 압연작업을 가능하게 하며, 아울러 표면광택이 미려한 스테인리스 냉연강판을 제조할 수 있다.
이를 위하여 본 발명에서는 15 ~30 mm2/s의 고점도를 갖는 광유계 냉간압연유로 소경의 클러스터 밀에서 냉간압연을 행한다. 이때, 첫 패스에서는 압연 전에 60~70℃로 급속 가열된 고온의 압연유를 강판의 표면에 분사하여 온간으로 가열하면서 25~30%의 강압하 온간압연을 행한다. 그리고, 2~(n-1)패스에서는 20~30%의 고압하 및 고속압연을 행한다. 또한, 최종패스에서는 고광택 표면을 얻기 위해 50~70℃로 급속 가열하여 점도를 대폭 낮춘 고온의 압연유를 압연기 입측에서 분사하고, 15~20%의 압하율로 고속압연을 행한다.
이와 같이, 초기 및 중간압연패스에서 고점도, 온간압연을 통해 강압하, 고속압연에 의해 패스수를 대폭 줄이고, 최종패스압연에서 압연유를 점도를 대폭 낮춤과 동시에 강압하 고속압연을 통해 고광택 표면품질을 얻을 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 압연밀과 주변 설비 구성도를 나타내는 단면도.
도 2는 강판온도와 압연하중과의 관계를 나타내는 그래프.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
1 : 압연밀 1-1 : 작동롤
1-2 : 보강롤 2 : 입측 압연유 분사노즐헤드
3 : 출측압연유 분사노즐헤드 4 : 강판가열용 압연유 분사노즐헤드
5,5' : 강판표면온도 측정장치 6 : 페이오프릴
7 : 텐션릴 8 : 압연유 급속가열장치
Claims (9)
- 스테인리스 강판의 냉간압연 시 15 ~ 30㎟/s의 고점도 압연유를 사용하여,제1 압연패스에서 온간압연을 행하는 단계; 및상기 제1 압연패스 이후의 중간압연패스부터 최종압연패스에서 고압하, 고속압연을 행하는 단계;를 포함하되,상기 제1 압연패스 시 150mpm 이하의 저속압연을 행하는 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 압연패스 시 압하율을 25~35%로 하는 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 압연패스 시 온간압연은 압연유를 60~70℃로 급속가열하여 상기 스테인리스 강판의 상하면에 분사하는 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 중간압연패스 시 압하율을 20~30%로 하는 표면광택이 우수한 스테인리스 강판의 냉연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 중간압연패스 시 500mpm 내지 600mpm 범위로 고속압연을 행하는 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 최종압연패스에서의 출측 온도가 150~180℃가 되도록 출측에서 냉각을 행하는 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 최종압연패스의 입측에서 압연유를 50~70℃로 분사하는 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 스테인리스 강판은 오스테나이트계인 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법.
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| KR1020090128107A KR101249116B1 (ko) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | 표면광택이 우수한 스테인리스 냉연강판의 제조방법 |
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| KR20110071513A KR20110071513A (ko) | 2011-06-29 |
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| KR (1) | KR101249116B1 (ko) |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210010008A (ko) | 2019-07-19 | 2021-01-27 | (주)에스와이스틸 | 금속 표면처리 및 테이핑 시스템 |
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| KR101312791B1 (ko) * | 2011-08-01 | 2013-09-27 | 주식회사 포스코 | 연속압연장치 및 이를 이용한 페라이트계 스테인리스강의 연속압연방법 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10277604A (ja) * | 1997-04-04 | 1998-10-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ステンレス鋼板の冷間圧延方法 |
-
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- 2009-12-21 KR KR1020090128107A patent/KR101249116B1/ko active IP Right Grant
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