KR101260815B1 - 경질 초극박재 냉연 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께 0.17mm 미만의 경질 극박재 냉연 제조 방법으로서 연속냉간압연기에서 1차 냉간압연 후, 강판에 압연유를 잔류시킨 상태로 이중냉간압연기에서 2차 냉간압연을 실시하며, 이중냉간압연기의 제1 밀 스탠드와 제2 밀 스탠드의 압하율 비는 2.5:1~3:1이고, 양 밀 스탠드 사이의 강판에 인가되는 장력은 20~30 Kg/mm2로 유지하는 것을 특징으로 하는 경질 극박재 냉연 제조 방법을 공개한다. 본 발명에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 시설 추가 비용 없이 기존의 설비를 활용하여 높은 생산성을 가지는 동시에 우수한 형상품질을 갖는 0.17mmt 미만의 초극박 경질 냉연강판의 생산이 가능한 효과를 제공한다.

Description

경질 초극박재 냉연 제조 방법{Cold Rolling Method for Full Hard Ultra Thin Plate}

본 발명은 경질 초극박재 생산 방법에 관한 것이다.

연속냉간압연(TCM, Tandem Cold rolling Mill)은 수요자의 요구에 따른 두께로 압연하면서 형상품질도 확보하는 방법인데, 통상 0.17mmt 미만의 초극박 경질재(Full Hard) 제품의 경우 연속냉간압연이 적용되지 못하고 있다. 그 이유는 초극박 제품을 생산하기 위하여 압하율을 95% 이상으로 할 경우, 과도한 롤하중(Roll Force) 및 장력(Tension)을 부가해야 하는데, 이는 압연기 및 소재 모두에 과부하를 유발하여 판파단 증가로 인한 생산성 저하 및 안전성 저하를 초래할 수 있으며, 또한 적정 작업범위를 초과함에 따라 두께 제어가 열악해지며, 특히 형상불량이 급증하기 때문이다.

초극박재 형상 불량의 대표적인 유형은 도1에서 보는 바와 같이, 특히 0.17mmt 미만 경질재에서 단파장의 에지 웨이브(edge wave)가 발생하여 급준도가 현저히 떨어지는 현상이다. 급준도는 형상 등급을 정하는 단위로서 에지 웨이브의 높이와 피치의 비로 정의된다.

이러한 문제를 해결하는 종래의 방식은 먼저 TCM으로 압연을 실시하고 열위한 형상품질은 정정설비에서 별도로 Leveling하여 형상교정을 실시함으로써 급준도를 확보하는 방식이었다. 그러나 이러한 방법은 추가적인 정정설비가 필요할 뿐 아니라, 생산성이 떨어지며, 형상품질을 확보하는 것이 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 설비 추가 비용 없이, 형상품질이 우수한 초극박재를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 두께 0.17mm 미만의 경질 극박재 냉연 제조 방법으로서 연속냉간압연기에서 1차 냉간압연 후, 강판에 압연유를 잔류시킨 상태로 이중냉간압연기에서 2차 냉간압연을 실시하며, 이중냉간압연기의 제1 밀 스탠드와 제2 밀 스탠드의 압하율 비는 2.5:1~3:1이고, 양 밀 스탠드 사이의 강판에 인가되는 장력은 20~30 Kg/mm2로 유지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 1차 냉간압연 두께는 0.20~0.23mm이고, 2차 냉간압연 두께는 0.10~0.16mm 인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 압연유 농도가 1.0~1.8% 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 이중냉간압연기의 워크롤(work roll)의 조도가 0.15~0.40㎛Ra인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 이중냉간압연기의 압연속도가 500~800 mpm인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 이중냉간압연기의 워크롤(work roll)의 직경이 200~280mm인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은 시설 추가 비용 없이 기존의 설비를 활용하여 높은 생산성을 가지는 동시에 우수한 형상품질을 갖는 0.17mmt 미만의 초극박 경질 냉연강판의 생산이 가능한 효과를 제공한다.

도1은 종래 기술에 따라 제작되어 에지 웨이브가 발생된 초극박 경질판재의 사진이다.
도2는 연속냉간압연기의 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중냉간압연기의 개략도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서 상대적인 척도는 변경될 수 있으며, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.

이하에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 두께 0.17mm 미만의 초극박 경질재(Full Hard) 냉연강판 제조 방법으로서 연속냉간압연기(TCM)에서 1차 냉간압연 후, 강판에서 잔류 압연유를 탈지(脫脂)하지 않은 상태로 이중냉간압연기(DRM, Double Reduced Mill 또는 Double Cold Rolling Mill)에서 2차 냉간압연을 실시하는 것에 특징이 있다. TCM에서 1차 냉간압연 후 잔류압연유를 탈지하지 않고 DRM에서 2차 냉간압연을 실시하면, 잔류압연유에 포함된 유분 및 철분(Fe)이 DRM에서 2차 냉간압연시 윤활성 증대로 이어져 우수한 윤활성이 확보되는 효과가 있다.

연속냉간압연기는 도2에 개략적으로 도시된 바와 같이 당해 기술분야에서 잘 알려져 있는 설비로서, TCM(Tandem Cold rolling Mill) 또는 PCM(Pickling & tandem Cold Rolling Mill)이라 불리우며, 1차 냉간압연을 수행할 수 있는 한, 본 발명을 위하여 특별히 제한되지는 아니한다.

이중냉간압연기(DRM)는 도3에서 보는 바와 같이, 제1 밀 스탠드(100, Mill Stand)와 제2 밀 스탠드(200)를 구비하며 그 입력측에 제1 브라이들 롤(120, Tension Bridle Roll), 출력 측에 제2 브라이들 롤(220)이 배치되며, 그 외측에 페이오프 릴(130, Pay Off Reel)과 장력 릴(230, Tension Reel)이 각각 배치된다. 제1 및 제2 브라이들 롤(120,130)에 의하여 제1 밀 스탠드(100)와 제2 밀 스탠드(200) 사이의 장력이 유지된다. 제1 및 제 2 밀 스탠드에는 각각 워크롤(101,201)과 롤하중 실린더(102,202; Roll Force Cylinder)가 구비되어 압하율을 조정할 수 있도록 되어 있다.

위와 같은 초극박 경질재(Full Hard) 냉연강판 제조 방법에서 형상 품질인 급준도를 만족시키기 위해서는 밀 스탠드간 압하율비, 밀 스탠드간 장력, 압연유의 농도, 워크롤 조도, 워크롤 직경 등의 변수를 적정 범위로 유지하는 것이 중요하다. 아래 표1은 본발명의 실시예를 비교예와 비교한 표이다.

구분	압하율비	압연유 농도(%)	워크롤 조도 (㎛Ra)	워크롤 직경 (mm)	Interstand Tension (Kg/mm2)	압연속도(mpm)	급준도 (%)
실시예1	3:1	1.6	0.2	230	30	800	0.50
					25	700	0.70
					20	600	1.00
실시예2	2.7:1	1.6	0.2	230	30	700	0.60
					25	600	0.80
					20	500	1.20
실시예3	2.5:1	1.6	0.2	230	30	700	0.80
					25	600	1.20
					20	500	1.50
비교예1	2:1	3.0	0.1	280	15	400	1.60
비교예2	1.7:1	3.0	0.2	230	15	200	2.00
비교예3	1.5:1	1.6	0.1	230	15	300	1.80

위와 같은 초극박 경질재(Full Hard) 냉연강판 제조 방법에서 형상 품질인 급준도를 만족시키기 위해서는 제1 밀 스탠드와 제2 밀 스탠드간의 압하 배분이 매우 중요하다. DRM에서의 총압하율은 30~40%정도로 적용하고, 제1 밀 스탠드와 제2 밀 스탠드의 압하율 비는 2.5:1~3:1의 범위로 조정하고, 양 스탠드 사이의 강판에 걸리는 장력은 20~30 Kg/mm2를 유지할 때, 요구되는 급준도 1.5% 이하를 달성할 수 있다.

1차 냉간 압연을 수행하는 TCM의 소재인 열연 강판(Hot Coil)의 두께는 본 방법의 발명에 큰 영향을 끼치는 것은 아니나, 대략 1.8~3.0mm 두께 범위에서 선택하고, 1차 냉간압연 두께는 0.20~0.23mm 범위로, 2차 냉간압연 두께는 0.10~0.16mm 로 조정하는 것이 최적의 생산 수율을 가져온다. 2차 냉간 압연 두께의 상한을 0.16mm로 하는 것은 0.17~0.18mmt 제품은 TCM에서도 생산 가능한 정도이므로 굳이 본 발명을 적용할 필요성이 적으며, 하한치 0.10mm는 물리적으로 가능한 극초박 두께에 해당된다.

압연유 농도는 1.0~1.8%의 범위를 갖도록 조정되는데, 이는 본 방법에서 적정 윤활성을 확보하기 위하여 요구되는 경계마찰 윤활 영역에 해당되는 마찰계수 0.1~0.01를 생성하는 범위에 해당된다.

제1 밀 스탠드와 제2 밀 스탠드의 워크롤(work roll)의 조도는 0.15~0.40㎛Ra을 갖도록 조절한다. 워크롤(work roll)의 조도가 위 상한치를 넘어서면 경계마찰 윤활 범위를 벗어나 적정 윤활이 확보되지 아니하며, 위 하한치에 못 미치면 과윤활이 발생되어 불안정한 냉간압연 작업을 초래시키고, 워크롤 가공시간이 과도하게 상승하여 워크롤 원단위가 증가하는 문제점이 발생된다.

DRM에서의 압연속도는 생산성과 직결된 것으로 상기와 같은 방법에 따라 500~800 mpm의 압연속도가 얻어질 수 있다.

DRM의 워크롤(work roll) 직경은 최소 판두께를 결정하는 인자 중의 하나로, 상기 제조방법에서 비교적 소직경인 200~280mm 범위의 워크롤이 사용된다.

위 방법에 따른 경질 극박재 냉연 제조 방법은, 시설 추가 비용 없이 기존의 설비를 활용하여 500~800 mpm의 압연속도에 상응하는 높은 생산성을 가지는 동시에, 급준도 1.5% 이하의 우수한 형상품질을 갖는 0.17mmt 미만의 초극박 경질 냉연강판의 생산이 가능한 효과를 제공한다.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해진다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.

100: 제1 밀 스탠드
101,201: 워크롤
102,202: 롤하중 실린더
120: 제1 브라이들 롤
130: 페이오프 릴
200: 제2 밀 스탠드
220: 제2 브라이들 롤
230: 장력 릴

Claims (6)

1. 두께 0.17mm 미만의 경질 극박재 냉연 제조 방법에 있어서,
   연속냉간압연기(TCM)에서 1차 냉간압연 후, 강판에 압연유를 잔류시킨 상태로 이중냉간압연기(DRM)에서 2차 냉간압연을 실시하며,
   이중냉간압연기의 제1 밀 스탠드와 제2 밀 스탠드의 압하율 비는 2.5:1~3:1이고, 양 밀 스탠드 사이의 강판에 인가되는 장력은 20~30 Kg/mm2로 유지하되,
   상기 이중냉간압연기의 워크롤(work roll)의 직경은 200~280mm인경질 극박재 냉연 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   1차 냉간압연 두께는 0.20~0.23mm이고, 2차 냉간압연 두께는 0.10~0.16mm 인 경질 극박재 냉연 제조 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   압연유 농도는 1.0~1.8% 이하인 경질 극박재 냉연 제조 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   이중냉간압연기의 워크롤(work roll)의 조도는 0.15~0.40㎛Ra인 경질 극박재 냉연 제조 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   이중냉간압연기의 압연속도는 500~800 mpm인 경질 극박재 냉연 제조 방법.
   
6. 삭제

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