KR101332196B1 - 금속 스트립 제조 방법 및 이 방법을 실행하기 위한 생산 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 소재의 열간 압연 스트립을 제조하기 위한 방법 및 그 생산 시스템에 관한 것으로서, 주조된 스트립은 조악한 스트립으로서 우선 보호 가스 조건에서 미세조직의 균질화를 위한 제1 공정을 통과하고, 그런 다음 조악한 스트립은, 후속하여 두께 압하를 목적으로 압연 공정으로 처리되기 전에, 하나 이상의 추가 열처리 공정으로 처리된다. 두께 압하 후에 조악한 스트립은, 최종적으로 절단 장치를 통과하면서 완전하게 압연된 열간 압연 스트립으로서 후행하는 조악한 스트립으로부터 절단 분리되기 전에, 자체 미세조직의 균질화 또는 재결정화를 위한 제2 공정을 통과한다.
Description
본 발명은, 청구항 제1항의 전제부의 특징들을 포함하여, 주조된 금속, 특히 강을 소재로 열간 압연 스트립을 연속 및 비연속적으로 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구항 제9항의 전제부의 특징들에 따라 상기 방법을 실행하기 위한 생산 시스템에 관한 것이다.
수평의 스트립 주조를 위한 공지된 방법으로는 다양한 강종의 용융물을 20mm 미만의 스트립 두께로 최종 치수에 가깝게 주조할 수 있다. 이 경우 특히 C, Mn, Al 및 Si의 함량이 높은 경량 구조강을 바람직하게 제조할 수 있다.
본 발명의 목적은, 스트립 주조 시스템에서 열간 스트립을 제조하기 위한 방법과, 권취 유닛 또는 적층 유닛을 포함하는 스트립 주조 시스템에 있어서, 주조 공정에 후속하는 처리 단계들이 제조할 주조 스트립의 품질 및 재료 물성과 관련하여 그 주조 스트립에 부정적인 영향을 미치지 않으며, 그리고 주조 스트립은 주조 공정 후에, 예컨대 적층된 박판들, 또는 코일(Coil)과 같이 이송 또는 보관할 수 있는 사전 설정된 크기 단위로 분리될 수 있는 방식으로, 상기 제조 방법 및 스트립 주조 시스템을 개량하는 것에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 독립 청구항 제1항 및 제8항의 특징들에 의해 달성된다.
그러므로 청구항 제1항의 특징부의 특징들에 따라, 스트립 주조를 통해 제조된 조악한 스트립은 미세조직의 균질화를 위해 보호 가스 대기 조건에 있으면서 조악한 스트립의 온도의 선택적 유지, 온도의 감소 또는 온도의 상승, 드라이버, 루퍼, 드라이버 에러와 결부되어 균질화하기 위한 제1 균질화 구역을 통과한다. 그런 다음 조악한 스트립은 조악한 스트립의 온도를 선택적으로 유지하거나, 조악한 스트립의 온도를 감소시키거나, 또는 조악한 스트립의 온도를 상승시키기 위해 온도 설정 장치를 통과한다. 추가 경로에서 조악한 스트립은 하나 이상의 패스를 포함하는 열간 압연 공정에서 49% 미만의 두께 압하 공정으로 처리된다. 그런 다음 조악한 스트립은, 열간 스트립으로서 후행하는 조악한 스트립으로부터 절단 분리되기 전에 제2 균질화 구역을 통과한다.
제1 균질화 구역에서 아르곤/CO2-질소 혼합기가 불활성화 가스로서 이용된다. 제1 균질화 구역에서, 900 ~ 1000℃의 영역에서 온도의 유지, 200℃만큼 온도의 감소 및 250℃만큼 온도의 상승이 이루어진다.
재료가 굽혀져 코일로 권취될 수 있도록 하기 위해, 상기 재료는 장력 응력 및 압축 응력이 발생하는 조건에서 변형을 허용하는 적합한 미세조직을 보유하도록 해야 한다.
상기 미세조직 특성은 패스를 포함하는 하나 이상의 압연 공정에 의해 최대 49%의 변형도까지 달성된다.
이와 같은 변형 공정을 통해서는 재료의 재결정화가 개시된다. 뒤이은 제2 균질화 구역에서는, 열간 압연 스트립의 온도가 유지되거나, 온도가 그에 상응하게 감소되거나, 또는 온도가 그에 상응하게 상승되는 조건에서, 앞선 공정으로 획득된 열간 압연 스트립은 적어도 테두리 영역에서 재결정화가 이루어진다.
제1 롤 스탠드의 후방에 배치되는 제2 균질화 구역에서 재료는 재결정화될 수 있고, 그로 인해 장력 응력 및 압축 응력을 흡수할 수 있다. 이와 같은 재결정화 절차는 특히, 무엇보다 매우 오랜 응고 간격을 보유할 수 있는 경량 구조강에서, 다시 말하면 용융물로부터의 응고 개시 시점부터 완전한 응고 시점까지 대체로 큰 "온도 영역(temperature window)"을 형성하고, 그에 따라 영점 강도 온도(zero-strength temperature) 또는 영점 점도 온도(zero-viscosity temperature)를 보유하는 경량 구조강에서 적합하다.
조악한 스트립이 제2 균질화 구역을 통과한 후에, 열간 스트립은 압연 속도 또는 스트립 이송 속도와 동기화된 작동 속도를 갖는 절단 장치로 공급되어 조악한 스트립에서 사전 지정된 길이로 절단되고, 권취 시스템에서 코일로 권취된다.
그러나 열간 스트립의 절단 공정은 열간 스트립이 제2 균질화 구역에서 유출된 직후에도 이루어질 수 있으며, 이런 경우 소정의 길이로 절단된 열간 스트립이 적합한 이송 유닛들을 통해 적층 시스템으로 안내되어 해당 위치에 플레이트의 형태로 적층된다.
본 발명에 따른 방법의 구현예에서 주조 공정은 압연 공정으로부터 분리된다.
이런 점은, 한편으로 주조 속도가 용융물의 응고 과정의 진행에 따라 선택될 수 있고, 다른 한편으로 열간 압연 공정이 정의된 열간 스트립 온도의 조건에서 사전 설정된 변형도에 도달할 때까지 이루어질 수 있다는 장점을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 추가 구현예에서, 미세조직을 균질화하기 위한 제1 공정 후에 조악한 스트립의 이송 속도는 질량 흐름 제어 유닛에 의해 영향을 받는다. 그로 인해, 제조 방법 이내에서 후속하는 공정 순서들로 인한 간섭이 주조 과정 및 주조 스트립에 부정적인 영향을 미치고, 예컨대 두께 변동, 오버플로, 가장자리 수축 및 스트립 파열 또는 흐름 중지를 야기할 수 있는 점은 방지된다.
특허 청구항 제9항의 특징들에 따라, 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 생산 시스템은 공지된 주조기로 구성되며, 이 주조기의 후방에는 보호 가스 환경 조건에 있으면서 주조된 조악한 스트립의 미세조직에 영향을 미치기 위한 제1 균질화 구역이 배치되며, 이 제1 균질화 구역 내에서는 조악한 스트립의 온도가 선택적으로 유지되거나, 감소되거나, 또는 상승된다. 제1 균질화 구역의 후방에는 조악한 스트립의 온도를 선택적으로 유지하거나, 온도를 감소시키거나, 또는 온도를 상승시키기 위한 제1 온도 설정 장치가 배치된다. 조악한 스트립의 이송 방향에서 볼 때, 제1 온도 설정 장치의 후방에는, 제1 및 제2 조악한 스트립 이송 부재 사이에 질량 흐름 제어 유닛이 개재되는 조건에서, 제2 온도 설정 장치가 배치되며, 이 제2 온도 설정 장치 내에서는 주조 스트립이 적합한 압연 온도로 설정되는데, 더욱 정확하게 말하면 선택적으로 주조 스트립의 온도 유지를 통해, 온도의 감소를 통해, 또는 온도의 상승을 통해 설정된다.
제2 온도 설정 장치의 후방에는 제1 롤 스탠드가 배치되며, 이 제1 롤 스탠드 내에서는 하나 이상의 패스를 이용하여 적합한 온도를 갖는 조악한 스트립이 49% 미만의 두께 압하 공정으로 처리된다. 그런 다음 제1 롤 스탠드 후방에 배치되는 제2 균질화 구역 내에서 조악한 스트립은 열간 스트립으로서 700 ~ 900℃의 온도 조건에서 특히 열간 스트립의 테두리 영역에서 재결정화되며, 그럼으로써 재료는, 미세조직이 악화 되지 않으면서, 권취 또는 적층 시에 발생하는 소성 변형으로서 장력 또는 압축력을 흡수할 수 있게 된다.
마지막으로 제2 균질화 구역의 후방에는 열간 스트립의 이송 유닛의 이송 속도와 동기화된 작동 속도로 구동되는 절단 유닛이 배치된다. 절단 유닛 내에서는 유닛으로 연속해서 공급되는 열간 압연된 열간 스트립이 절단되고, 이후 권취되거나, 또는 플레이트로서 적층된다.
본 발명에 따른 생산 시스템의 추가 구현예에서, 제1 온도 설정 장치의 후방에는 댄서 롤(dancer roll) 또는 루프 리프터(loop lifter)로 형성된 질량 흐름 제어 유닛이 배치된다. 이 경우 질량 흐름 제어 유닛은, 조악한 스트립의 이송 방향에서 볼 때, 제1 조악한 스트립 이송 부재와 제2 조악한 스트립 이송 부재 사이에 개재된다. 또한, 본 발명의 구현예에서 롤 스탠드 전방에는 제2 온도 설정 장치가 배치되며, 이 제2 온도 설정 장치 내에서는 조악한 스트립이, 하나 이상의 패스를 포함하는 열간 압연 공정으로 처리될 수 있도록 하기 위해, 적합한 압연 온도로 설정되며, 그럼으로써 그런 다음 조악한 스트립은 열간 스트립으로서 총 변형의 49% 미만의 변형도를 보유하게 된다.
마지막으로 본 발명의 구현예에서 절단 유닛의 후방에는 권취 또는 적층 장치가 배치되며, 이 장치 내에서 열간 스트립은 코일로 권취되거나, 개별 플레이트로서 적층된다.
본 발명의 추가 특징들 및 장점들은 도면에 도시된 실시예에 대한 다음의 설명에서 제시된다.
도 1은 권취 또는 적층 유닛을 포함하여, 최종 치수에 가까운 스트립 주조를 위한 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 생산 시스템을 도시한 개략도이다.
단 하나의 도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 본 발명에 따른 생산 시스템을 개략도로 도시하고 있다. 생산 시스템은, 주조 절차 또는 주조 공정을 실행하기 위해 수평의 스트립 주조 시스템 형태의 주조기(1)를 포함하며, 주조기는 2개의 편향 롤러(3, 3')를 구비하여 순환하는 컨베이어 벨트(2) 형태로 형성된 이송 유닛을 포함한다. 또한, 주조기(1)는 측면 밀봉부(4)를 구비하며, 이 측면 밀봉부는 공급된 용융물(5)이 이송 유닛(2)으로부터 우측 및 좌측으로 유출될 수 있는 점을 방지한다. 용융물(5)은 레이들(6)(ladle)에 의해 주조기(1)로 이송되며, 레이들(6)의 바닥에 형성된 개구부(7)를 통해 공급 용기(8) 내로 유입된다. 상기 공급 용기(8)는 오버플로 용기와 같이 형성된다.
그러나 이송 유닛(2)의 상부 스트랜드의 밑면을 집중 냉각하기 위한 유닛들과, 대응하는 보호 가스 환경을 갖는 주조기(1)의 완전한 하우징은 상세하게 도시되어 있지 않다.
이송 유닛(2)의 순환하는 컨베이어 벨트 상에 용융물(5)이 공급된 후에, 집중적인 냉각을 바탕으로, 주조 또는 조악한 스트립(9)이 응고 및 형성되며, 이 스트립은 이송 유닛(2)의 말단부에서 대부분 완전 응고된다.
온도 평형화 및 응력 완화를 위해 주조기(1)에 이어서는 제1 균질화 구역(10)이 배치되되, 이 균질화 구역은 단열된 하우징(11)과 롤러 테이블을 포함한다. 상기 제1 균질화 구역은 선택적으로, 주조 또는 조악한 스트립(9)의 온도를 유지하거나, 추가로 냉각하거나, 또는 대체되는 실시예에 따라 다소 가열하기 위해 이용될 수 있다. 특히, 상기 제1 균질화 구역(10) 내에서는, 주조 또는 조악한 스트립(9)이 불활성화 가스로서 아르곤-CO2-질소 혼합기로 이루어진 보호 가스 환경 조건에서 선택적으로 약 900 ~ 1000℃의 온도에서 유지하는 것을 통해, 약 200℃만큼 온도를 감소시키는 것을 통해, 또는 온도를 약 250℃만큼 상승시키는 것을 통해, 미세조직의 균질화를 위한 제1 공정으로 처리된다.
그런 다음 주조된 조악한 스트립(9)은 제1 온도 설정 장치(12)를 통과하고, 그런 다음 제1 조악한 스트립 이송 부재(14) 및 제2 조악한 스트립 이송 부재(14')에 의해서, 제1 조악한 스트립 이송 부재(14)와 제2 조악한 스트립 이송 부재(14') 사이에 개재되고 댄서 롤 또는 루프 리프터로 형성된 질량 흐름 제어 유닛(13)을 통해서, 제2 온도 설정 장치(15)로 공급된다. 이 제2 온도 설정 장치(15) 내에서, 주조된 조악한 스트립(9)은 압연 온도로 설정되고, 그런 다음 상기 주조된 조악한 스트립(9)은 후속하는 제1 롤 스탠드(16)에서 총 변형의 49% 미만의 변형도를 보유할 때까지 하나 이상의 패스를 통과하면서 열간 압연 공정으로 처리된다. 상기 제2 온도 설정 장치(15) 내에서 주조된 조악한 스트립(9)은 선택적으로 약 880 ~ 940℃의 온도로 유지되거나, 약 50℃만큼 그 온도가 감소되거나, 또는 대체되는 실시예에 따라 약 50℃만큼 그 온도가 상승된다. 주조된 조악한 스트립(9)은 제1 롤 스탠드(16)를 통과한 후에 이어서 제2 균질화 구역(17)으로 공급되고, 이 제2 균질화 구역 내에서 주조된 조악한 스트립(9)은 균질화를 위한, 특히 미세조직의 재결정화를 위한 제2 공정으로 처리된다. 이는 제2 균질화 구역(17) 내에서 선택적으로 주조된 조악한 스트립(9)의 온도가 약 700 ~ 900℃의 온도로 유지되거나, 그 온도가 약 100℃만큼 감소되거나, 또는 그 온도가 약 50℃만큼 상승되는 것을 통해 이루어진다. 그런 다음 제2 균질화 구역(17)에 후속하여 주조된 조악한 스트립(9)은 이송 속도 또는 스트립 속도와 동기화되고 전단기의 형태로 형성된 절단 장치(18)를 통과하며, 그런 후에 주조된 조악한 스트립(9)으로부터 분리된 완전하게 압연된 열간 스트립으로서, 권취 유닛(19) 또는 적층 유닛(20)으로 공급된다.
Claims (15)
- 주조된 금속으로 열간 압연된 스트립을 연속 또는 비연속적으로 제조하기 위한 방법으로서, 주조된 스트립은 조악한 스트립으로서 하나 이상의 열처리 공정으로 처리되고, 후속하여 열간 압연 스트립으로서 권취 또는 적층되는, 상기 제조 방법에 있어서,
주조 공정으로부터 얻어진 조악한 스트립은, 보호 가스 조건에 있는 환경에서, 900 ~ 1000℃로 온도를 유지하는 것을 통해, 200℃만큼 온도를 감소시키는 것을 통해, 또는 250℃만큼 온도를 상승시키는 것을 통해 미세조직을 균질화하기 위한 제1 공정으로 처리되고;
조악한 스트립은 제1 균질화 공정 후에 880 ~ 940℃로 온도를 유지하는 것을 통해, 50℃만큼 온도를 감소시키는 것을 통해, 또는 50℃만큼 온도를 상승시키는 것을 통해 하나 이상의 추가 열처리 공정으로 처리되고;
조악한 스트립은 추가 경로에서 하나 이상의 패스를 포함하는 열간 압연 공정으로 처리되며, 이때 조악한 스트립은 49% 미만의 두께 압하 공정으로 처리되고;
뒤이어 조악한 스트립은, 700 ~ 900℃에서 온도를 유지하는 것을 통해, 100℃만큼 온도를 감소시키는 것을 통해, 또는 50℃만큼 온도를 상승시키는 것을 통해 미세조직을 균질화 또는 재결정화하기 위한 제2 균질화 공정으로 처리되며, 그리고
그런 다음 조악한 스트립은 이송 속도 또는 벨트 속도와 동기화된 절단 장치를 통과하고 절단되어 압연된 열간 스트립으로 분리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법. - 제1항에 있어서, 주조 공정은 압연 공정으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 조악한 스트립의 이송 속도는 질량 흐름 제어 유닛에 의해 영향을 받는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 조악한 스트립은, 열간 압연 전에 상기 하나 이상의 추가 열처리 공정으로 처리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 조악한 스트립은, 상기 하나 이상의 추가 열처리 공정 이후에 열간 압연되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 조악한 스트립은, 열간 압연 후에 조악한 스트립을 재결정화하기 위한 제2 균질화 공정으로 처리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 조악한 스트립은, 제2 균질화 공정 후에 조악한 스트립의 이송 속도와 동기화된 절단 장치를 통과하고, 조악한 스트립의 절단된 부분은 후속하여 열간 스트립으로서 권취 또는 적층되는 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 주조 금속은 강(steel)인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 따른 제조 방법을 실행하기 위한 생산 시스템으로서,
사전 지정된 두께를 갖는 주조 또는 조악한 스트립(6)을 제조하기 위한 하나 이상의 주조기(1)와, 주조 스트립을 이송하기 위한 하나 이상의 이송 유닛(2)과, 주조 또는 조악한 스트립의 미세조직에 영향을 주기 위해 온도가 유지되거나, 감소되거나, 또는 상승되는 하나 이상의 제1 균질화 구역(10)과, 온도가 유지되거나, 감소되거나, 또는 상승되는 하나 이상의 추가 온도 구역과, 조악한 스트립(9)의 부분적인 변형을 달성하기 위한 하나 이상의 제1 롤 스탠드(16)와, 하나 이상의 절단 유닛(18)과, 하나 이상의 권취 또는 적층 유닛(19; 20)을 포함하는 상기 생산 시스템에 있어서,
상기 주조기(1)의 후방에는 보호 가스 환경 조건에 있는 상기 제1 균질화 구역(10)이 배치되고, 이 제1 균질화 구역 내에서는 온도가 유지되거나, 감소되거나, 또는 상승되고;
상기 제1 균질화 구역(10)의 후방에는 온도를 유지하거나, 온도를 감소시키거나, 또는 온도를 상승시키기 위한 온도 설정 장치(15)가 배치되고;
상기 온도 설정 장치(15)의 후방에는, 하나 이상의 패스를 이용하여 조악한 스트립이 49% 미만의 두께 압하 공정으로 처리되는 제1 롤 스탠드(16)가 배치되고;
상기 롤 스탠드(16)의 후방에는, 적어도 테두리 영역에서 열간 압연 스트립의 재결정화를 확보하기 위해, 온도가 유지되거나, 감소되거나, 또는 상승되는 제2 균질화 구역(17)이 배치되며; 그리고
상기 제2 균질화 구역(17)의 후방에는 절단 유닛(18)이 배치되고, 이 절단 유닛의 작동 속도는 이송 유닛(2)의 속도와 동기화되며, 압연되는 조악한 스트립은 열간 스트립으로서 조악한 스트립으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템. - 제9항에 있어서, 주조 공정은 압연 공정으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
- 제9항에 있어서, 상기 제1 균질화 구역(10)의 후방에는 댄서 롤 또는 루프 리프터로 형성되는 질량 흐름 제어 유닛(13)이 배치되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
- 제9항에 있어서, 질량 흐름 제어 유닛(13)은, 조악한 스트립(9)의 이송 방향에서 볼 때, 제1 조악한 스트립 이송 부재(14)와 제2 조악한 스트립 이송 부재(14') 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
- 제9항에 있어서, 벨트의 이송 방향에서 제1 균질화 구역(10)의 후방에 제1 온도 설정 장치(12) 및 질량 흐름 제어 유닛(13)이 배치되되, 상기 질량 흐름 제어 유닛은 제2 온도 설정 장치(15)의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
- 제13항에 있어서, 제1 온도 설정 장치(12)와 질량 흐름 제어 유닛(13) 사이에, 그리고/또는 질량 흐름 제어 유닛(13)과 제2 온도 설정 장치(15) 사이에 이송 부재(14, 14')가 개재되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
- 제9항에 있어서, 절단 유닛(18)의 후방에는 권취 장치(19) 또는 적층 장치(20)가 배치되는 것을 특징으로 하는 생산 시스템.
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