KR101495956B1 - 스테인리스강의 연속압연장치 - Google Patents

스테인리스강의 연속압연장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스테인리스강을 압연하는 압연롤을 각각 구비하는 두개 이상의 압연스탠드; 상기 압연스탠드의 입측 및 출측에서 상기 압연롤에 제1 압연유를 공급하는 제1 압연유공급부; 및 상기 압연스탠드의 입측에서 상기 스테인리스강에 제2 압연유를 공급하는 제2 압연유공급부;를 포함하고, 상기 제1 압연유는 상기 제2 압연유보다 낮은 점도를 갖는 스테인리스강의 연속압연장치에 관한 것이다.

Description

스테인리스강의 연속압연장치 {CONTINUOUS ROLLING APPARATUS Of STAINLESS STEEL}
본 발명은 스테인리스강의 연속압연장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탠덤압연식 스테인리스강을 연속압연하는 공정에서 다양한 강종과 다양한 사이즈의 스테인리스강에 대한 강압하와 고속압연이 가능하도록 하는 스테인리스강의 연속압연장치에 관한 것이다.
통상, 변형저항이 큰 스테인리스강은 젠지미어밀로 대표되는 지름이 40mm 내지 120mm인 소경의 다중롤 압연기를 이용하여 다패스 왕복압연으로 압연되며, 상기 스테인리스강을 압연할 때 7mm2/s 내지 10mm2/s (@40℃)의 광유계 니트압연유 또는 에멀션유를 압연유로 사용한다. 상기 소경의 다중롤 압연기를 이용하여 타패스 왕복압연을 이용한 압연공정은 다품종의 소량생산으로는 적합할 수 있으나, 소품종 다량생산의 경우에는 생산성이 낮아 문제된다.
따라서, 이를 해결하기 위하여 다양한 연구가 진행되었으며, 그중 하나로 스테인리스강을 냉간압연하는데 높은 생산성으로 압연하는 연속압연공정이 개발되었으며, 이때 소경의 젠지미어밀을 순차적으로 배치하여 상기 스테인리스강을 압연한다. 반면, 스테인리스강을 고속으로 고압하하기 위하여 윤활성과 냉각성을 갖는 에멀션유를 압연유를 사용하였으나, 고광택 표면품질 및 고속압연을 동시에 실현하는 데에는 여전히 문제가 있다.
또한, 스테인리스강을 연속압연하기 위하여 소경의 젠지미어밀 대신 작동롤 지름이 130mm 내지 150mm인 중경의 지-하이 밀 (Z-Hi mil)을 2대 내지 6대, 바람직하기로는 4대를 연속으로 배치하는 탠덤압연기로 이용하되 압연유로는 광유계 니트유를 사용하여 스테인리스강을 연속으로 압연하는 공정이 개발되었다. 반면, 중경의 지-하이 밀로 이루어진 스테인리스강을 연속압연할 때, 작동롤 지름이 젠지미어밀에 비하여 크고, 탠덤압연기를 구성하는 압연스탠드의 개수에 대한 제약 등으로 인하여 스테인리스강의 표면광택을 유지하기 위해서 1패스에서 가할 수 있는 압하율 및 압연속도가 낮은 수준으로 수행된다. 또한, 스테인리스강의 탠덤압연기를 이용하여 압연할 수 있는 스테인리스강의 강종 및 크기에 대한 제약이 있으며, 특히 압연속도의 경우에는 기존의 다패스 왕복압연기는 압연중간에 압연속도를 고속으로 증가시킬 수 있는 자유도가 있는 반면, 탠덤압연기는 최종 압연스탠드의 출측압연속도에 의하여 선행하는 압연스탠드의 압연속도가 결정되므로 고속으로 압연하기 위한 탠덤압연기의 장점이 제대로 발휘되지 못한다. 실제로도, 이와 같은 탠덤압연기는 표면품질이 그다지 엄격하지 않은 강종을 대상으로 사용하고, 이때 총압하율도 60% 내외이고, 압연속도로 최대 250mpm 정도이다.
또한, 종래 광유계 저점도의 압연유를 다량으로 분사하는 탠덤압연기를 이용한 스테인리스강의 연속압연에서 윤활 및 냉각성능을 보완하기 위하여 상기 광유계 저점도의 압연유의 분사유량을 증가시키거나 또는 압연스탠드 사이에 판 냉각을 실시하는 등이 수행되나 이에 의한 효과도 미미한 실정이다.
본 발명은 스테인리스강을 연속압연하는 공정에서, 고속 및 고압하로 연속압연하여 생산성이 향상시키고 동시에 스테인리스강의 표면품질을 향상시킬 수 있는 스테인리스강의 연속압연장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스테인리스강의 연속압연장치는 다양한 강종 및 다양한 사이즈의 스테인리스강을 압연할 수 있고, 스테인리스강의 연속압연의 공정효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 다양한 강종 및 다양한 사이즈의 스테인리스강을 연속압연할 수 있는 스테인리스강의 연속압연장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 스테인리스강을 연속압연하되, 표면품질이 우수하고 생산성이 증가된 스테인리스강을 제작할 수 있는 스테인리스강의 연속압연장치를 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 스테인리스강을 압연하는 압연롤을 각각 구비하는 두개 이상의 압연스탠드; 상기 압연스탠드의 입측 및 출측에서 상기 압연롤에 제1 압연유를 공급하는 제1 압연유공급부; 및 상기 압연스탠드의 입측에서 상기 스테인리스강에 제2 압연유를 공급하는 제2 압연유공급부;를 포함하고, 상기 제1 압연유는 상기 제2 압연유보다 낮은 점도를 갖는 스테인리스강의 연속압연장치를 포함한다.
상기 제1 압연유의 점도는 10mm2/s 내지 18mm2/s (@40℃)이고, 상기 제2 압연유의 점도는 25mm2/s 내지 40mm2/s (@40℃)일 수 있다.
상기 제1 압연유는 상기 압연롤과 스테인리스강 사이로 공급되고, 상기 제2 압연유는 스테인리스강이 압연롤을 통과하기 전에 상기 제1 압연유보다 먼저 스테인리스강의 표면으로 공급될 수 있다.
상기 제2 압연유의 공급압력은 10kg/cm2 내지 20kg/cm2일 수 있다.
상기 제2 압연유의 분사유량은 100cc/min 내지 500cc/min일 수 있다.
상기 압연스탠드는 순차적으로 구비되는 제1 내지 제4 압연스탠드를 포함하고, 상기 제2 압연유는 상기 제1 및 제2 압연스탠드의 입측으로 분사되고, 상기 제1 압연유는 상기 제1 내지 제4 압연스탠드의 입측 및 출측으로 분사될 수 있다.
상기 압연스탠드는 순차적으로 구비되는 제1 내지 제4 압연스탠드를 포함하고, 상기 제2 압연유는 상기 제1 및 제2 압연스탠드의 입측으로 분사되고, 상기 제1 압연유는 상기 제1 내지 제4 압연스탠드의 입측 및 출측으로 분사될 수 있다.
상기 스테인리스강의 연속압연장치는 상기 압연스탠드로 공급된 제1 압연유를 수집하는 리턴탱크와, 상기 리턴탱크에서 유출되는 제1 압연유를 여과하는 여과부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 압연유는 상기 여과부를 통과하여 상기 제1 압연유공급부로 회수되고, 상기 압연스탠드의 입측 및 출측으로 공급되어 재사용될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 다양한 강종 및 다양한 사이즈의 스테인리스강을 연속압연할 수 있는 스테인리스강의 연속압연장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 스테인리스강을 연속압연하되, 표면품질이 우수하고 생산성이 증가된 스테인리스강을 제작할 수 있는 스테인리스강의 연속압연장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인리스강의 연속압연장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 제2 압연유의 분사유량에 따른 압연하중강소를 나타낸 그래프.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스테인리스강의 연속압연장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테인리스강의 연속압연장치 (100)는 스테인리스강 (s)을 압연하는 압연롤 (111)을 각각 구비한 두개 이상의 압연스탠드 (110); 상기 압연스탠드 (110)의 입측 및 출측에서 상기 압연롤 (111)에 제1 압연유 (a)를 공급하는 제1 압연유공급부 (120); 및 상기 압연스탠드 (110)의 입측에서 상기 스테인리스강 (s)에 제2 압연유 (b)를 공급하는 제2 압연유공급부 (130);를 포함하고, 상기 제1 압연유 (s)는 상기 제2 압연유 (b)보다 낮은 점도를 갖도록 구비된다. 또한, 상기 스테인리스강 (s)을 압연하는 압연롤 (111)의 지름은 f130~150mm일 수 있다. 예컨대, 상기 연속압연장치 (100)는 스테인리스강 (s)을 냉간압연하는 장치를 포함할 수 있다.
상기 스테인리스강의 연속압연장치 (100)에는 압연스탠드 (110)가 2개 이상 내지 6대 이하로 구비될 수 있고, 본 실시예에서는 상기 압연스탠드 (110)를 4개로 설명하나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 압연스탠드 (110)는 순차적으로 구비되는 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)를 포함할 수 있고, 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)에는 각각 압연롤 (111)이 구비되어 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)를 통과하는 스테인리스강 (s)의 소정의 압하율 및 압하속도로 연속압연할 수 있다. 상기 압연롤 (111)은 상기 스테인리스강 (s)의 상부 및 하부에 각각 구비되어 스테인리스강 (s)을 압연할 수 있는데, 예컨대, 상기 압연롤 (111)은 지름이 f130~150mm인 지-하이 밀을 포함할 수 있다. 상기 압연스탠드 (110)를 사이에 두고, 스테인리스강 (s)이 와이딩 또는 리와인딩되도록 릴 (10)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 압연스탠드 (110)의 전단부에는 용접기 (20) 및 루퍼 (30)가 구비되어 상기 스테인리스강 (s)의 연속압연이 용이하도록 할 수 있다.
상기 제1 압연유공급부 (120)는 제1 압연유 (a)를 상기 압연스탠드 (110)의 입측 및 출측에서 상기 압연롤 (111)에 공급하고, 상기 제2 압연유공급부 (130)는 제2 압연유 (b)를 상기 압연스탠드 (110)의 입측에서 상기 스테인리스강 (s)에 공급할 수 있다. 상기 제1 압연유공급부 (120)는 제1 압연유 (a)가 저장되는 제1 압연유탱크 (121)와 상기 제1 압연유탱크 (121)에 연결되어 상기 제1 압연유 (a)을 압연스탠드 (110)로 공급하도록 제1 압연유이송라인 (123)이 구비될 수 있다. 상기 제1 압연유이송라인 (123)은 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)로 각각 연결되도록 4개의 제1 압연유이송라인 (123)로 이루어질 수 있다. 상기 제1 압연유이송라인 (123)에는 각각 제1 압연유펌프 (122)가 구비되어 제1 압연유 (a)의 공급유량 등을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 압연유이송라인 (123)의 일단에는 제1 압연유분사부 (124)가 구비되며, 상기 제1 압연유분사부 (124)는 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)의 내부에서, 압연롤 (111)의 입측 및 출측으로 각각 제1 압연유 (a)를 공급할 수 있다.
상기 스테인리스강의 연속압연장치 (100)는 상기 압연스탠드 (110)로 공급된 제1 압연유 (a)를 수집하는 리턴탱크 (140)와, 상기 리턴탱크 (140)에서 유출되는 제1 압연유 (a)를 여과하는 여과부 (150)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 압연유 (a)는 상기 여과부 (150)를 통과하여 상기 제1 압연유공급부 (110)로 회수되고, 상기 압연스탠드 (110)의 입측 및 출측으로 공급되어 재사용될 수 있다. 다량으로 공급되는 제1 압연유 (a)는 리턴탱크 (140)로 수집된 후, 여과부 (150)를 거쳐서 오염이 제거되고, 상기 제1 압연유 (a)를 재사용함으로써 공정비를 절감할 수 있다.
상기 제2 압연유공급부 (130)는 제2 압연유 (b)를 저장하는 제2 압연유탱크 (131)과 제2 압연유 (b)의 이동통로로 작용하는 제2 압연유이송라인 (133)이 구비될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)의 입측으로 각각 연결되는 제2 압연유이송라인 (133)이 구비될 수 있다. 상기 제2 압연유이송라인 (133)은 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)의 출측으로 연결되되 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)의 외부에서 스테인리스강 (s)으로 제2 압연유 (b)를 공급할 수 있다. 이때, 상기 제2 압연유이송라인 (133)의 일단에는 제2 압연유분사부 (134)가 구비되어 제2 압연유 (b)를 상기 스테인리스강 (s)의 상부면 및 하부면에 모두 공급할 수 있다. 또한, 상기 제2 압연유이송라인 (133)에는 제2 압연유 (b)의 공급유량을 제어하기 위하여 제2 압연유펌프 (132)가 구비될 수 있다.
스테인리스강의 연속압연장치 (100)에서 상기 제1 압연유 (a)가 사용되는 양은 상기 제2 압연유 (b)가 사용되는 양보다 많은 양이 사용될 수 있다. 상기 제1 압연유 (a)는 저점도의 광유계 압연유를 포함할 수 있으며, 상기 제1 압연유 (a)를 다량으로 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)의 입측 및 출측에서 압연롤 (111)과 스테인리스강 (s) 사이로 분사될 수 있다. 반면, 제2 압연유 (b)는 고점도의 광유계 압연유를 소량으로 분사할 수 있는데, 상기 제1 내지 제4 압연스탠드 (110a, 110b, 110c, 110d)에서 상기 제1 압연유 (a)가 분사되기전에 각각의 압연스탠드의 입측에서 상기 스테인리스강 (s)의 표면에 분사될 수 있다. 이때, 상기 제1 압연유 (a)는 다량이 분사되나, 상기 제2 압연유 (b)는 압연부하에 따라 소량으로 분사될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 압연유 (a)의 점도는 10mm2/s 내지 18mm2/s (@40℃)이고, 상기 제2 압연유 (b)의 점도는 25mm2/s 내지 40mm2/s (@40℃)일 수 있다. 상기 제1 및 제2 압연유 (a, b)는 서로 다른 특징을 갖는 두가지의 오일의 혼합에 의한 성상변화를 방지하기 위하여 동일한 베이스오일을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제1 압연유 (a)의 점도는 상기 제2 압연유 (b)보다 낮은 점도일 수 있으며, 스테인리스강 (s)을 압연할 때 스테인리스강 (s) 표면광택에 영향을 미칠 수 있다. 상기 제1 압연유 (a)의 점도가 10mm2/s 미만인 경우에는 상기 스테인리스강 (s)을 압연 효율을 저하시킬 수 있고, 상기 제1 압연유 (a)의 점도가 18mm2/s 초과인 경우에는 압연 효율을 증가시키는 데 반하여 스테인리스강 (s)의 표면광택을 확보하기 어렵다. 또한, 상기 제2 압연유 (b)의 점도가 25mm2/s 미만인 경우에는 윤활성을 충분히 증가시키지 못하므로 고압하 및 고속압연을 방해한다. 반면, 상기 제2 압연유 (b)의 점도가 40mm2/s 초과인 경우에는 점도가 너무 높아 스테인리스강 (s) 표면에 히트스트리크 등을 유발하여 스테인리스강 (s)의 표면품질저하을 초래할 수 있다.
상기 제1 압연유 (a)의 압연유량은 1000 lpm/스탠드 내지 5000 lpm/스탠드이고, 공급유량 2000 lpm/스탠드 내지 4000 lpm/스탠드일 수 있다. 상기 제1 압연유 (a)는 다량으로 각각의 압연스탠드 (110)로 공급되고, 이와는 별도로 상기 제2 압연유 (b)는 상기 스테인리스강 (s)이 압연롤 (111)로 진입하기 전에 미리 스테인리스강 (s)의 표면에 소량 전면 도포될 수 있다. 상기 제2 압연유 (b)는 고점도로 고압하 압연 및 고속압연에서 윤활성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2 압연유 (b)는 상기 압연스탠드 중에서 압하율이 상대적으로 높은 압연스탠드로 공급되는 것이 바람직하다.
도 2는 제2 압연유의 분사유량에 따른 압연하중강소를 나타낸 그래프이다.
예컨대, 상기 제2 압연유의 공급압력은 10kg/cm2 내지 20kg/cm2이며, 상기 제2 압연유의 분사유량은 100cc/min/압연스탠드 내지 500cc/min/압연스탠드인 것이 바람직하다. 상기 제2 압연유의 공급압력이 10kg/cm2 미만이면, 각각의 압연스탠드 사이에서 상기 스테인리스강의 표면에 구비된 제1 압연유에 의한 유막을 걷어내고 상기 제2 압연유를 스테인리스강의 표면에 부착시키기 어려울 수 있다. 반면, 상기 제2 압연유의 공급압력이 20kg/cm2를 초과하면, 상기 제2 압연유의 분사량이 증가되어 상기 제2 압연유의 부착효과가 이미 포화되었으므로, 제2 압연유를 불필요하게 낭비하게 되어 생산비를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 압연유의 분사유량이 100cc/min/압연스탠드 미만이면, 상기 제2 압연유에 의한 압연하중의 감소효과가 미미하며, 제2 압연유의 분사유량이 500cc/min/압연스탠드 초과인 경우, 상기 제2 압연유에 의한 압연하중의 감소효과에 비하여 소비되는 제2 압연유가 증가되므로 불필요한 낭비를 유발할 수 있다.
통상. 스테인리스강을 연속압연에서, 저점도의 광유계 압연유를 이용하여 압연롤의 입측 및 출축에서 다량으로 공급될 수 있다. 이때, 상기 저점도의 광유계 압연유는 스테인리스강의 고광택의 표면품질을 확보하기 위하여 공급될 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 압연스탠드의 압연롤은 작동롤 지름이 130mm 내지 150mm인 지-하이 밀을 포함할 수 있는데, 상기 압연롤의 지름은 통상 스테인리스강을 연속압연하는데 사용되는 젠지미어밀의 소경롤의 지름에 비하여 크고, 상기 압연스탠드 수의 제한으로 압연하중이 많이 걸릴 수 있다. 따라서, 광유계 압연유인 제1 압연유를 다량 분사하여도 압연스탠드 당 압하율을 높게 잡을 수 없고, 소성가공 및 마찰발열로 인하여 고속압연이 매우 곤란하다. 스테인리스강의 경우에는 총압하율이 최대 60%이고, 압연속도는 최대 250mpm이 거의 연속압연의 한계로 작용한다. 따라서, 상기 스테인리스강을 최종 두께로 압연하기 위하여 탠던압연식인 연속압연기를 2회 내지 3회로 복수회 실시하는 경우도 발생하여 스테인리스강의 생산성을 현저하게 저하시킨다. 즉, 종래의 탠던압연식인 연속압연기는 스테인리스강을 제한된 강종 및 제한된 사이즈로만 적용할 수 있었으며, 적용하더라도 고압하 및 고속압연이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 통상의 지-하이밀을 압연롤로 구비하는 연속압연기를 이용한 스테인리스강의 연속압연에서, 압연유는 스테인리스강의 표면광택을 확보하기 위하여 탄소강의 에멀션 압연유를 사용하는 대신에 광유계 니트오일 (neat oil)을 사용하기 때문에 윤활성 및 냉각성이 열위하다. 따라서, 상기 연속압연기를 사용하여 스테인리스강을 연속압연하는 데에는 탄소강과는 달리 고압하 및 고속압연이 곤란한 근원적인 문제를 내포하고 있다. 즉, 윤활성 및 냉각성이 좋은 에멀션 압연유를 사용하여 압연하는 경우에는 스테인리스강을 용이하게 압연하여 고압하 및 고속압연이 가능하나 스테인리스강의 표면광택 저하라는 새로운 문제가 발생한다. 반면, 스테인리스강의 표면광택을 확보하기 위하여 광유계 니트오일을 사용하는 경우에는 고압하 및 고속압연이 어려워서 소정 두께의 스테인리스강을 확보하기 어렵고, 확보하더라도 복수회 압연을 수행해야하므로 생산성이 저하된다.
본 발명은 지-하이 밀을 압연롤로 사용하는 탠덤압연식 연속압연기를 이용하여 스테인리스강을 연속압연하는 경우, 광유형 니트오일을 압연유를 사용하여 상기 스테인리스강의 표면광택을 확보하고 동시에 고압하 및 고속압연이 가능하도록 신규한 압연유 분사시스템을 채용한 스테인리스강의 연속압연기를 포함한다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명의 권리 범위가 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
제1 내지 제4 압연스탠드로 이루어지고, 상기 제1 내지 제4 압연스탠드에는 각각 지름이 f130~150mm인 지-하이 밀을 압연롤로 구비한 탠덤압연식 연속압연기를 이용하여 아래 표에 기재된 조건으로 스테인리스강을 압연하였다. 이때, 표 1 및 표 2의 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 3에서의 스테인리스강은 3.0t x 1290mm인 STS304의 열연소둔산세코일을 이용하였다. 또한, 비교예 4와 실시예 4 및 5에서의 스테인리스강은 3.0t x 1290mm인 STS430의 열연소둔산세코일을 이용하였다.
아래 표 1은 비교예 1 내지 비교예 4를 나타내었고, 표 2는 실시예 1 내지 실시예 5를 나타내었다. 표 1의 비교예의 경우에는 제1 압연유만을 이용하여 스테인리스강을 연속압연하였고, 아래 표 2의 실시예의 경우에는 제1 및 제2 압연유를 함께 이용하여 스테인리스강을 연속압연하였다. 제1 압연유는 광유계 압연유로, 점도는 7cSt 내지 15cSt이고, 비누화는 20mgKOH/g 내지 40mgKOH/g이며, 인화점은 150℃이다. 또한, 제2 압연유는 상기 제1 압연유와 동일한 베이스오일의 광유계 압연유로, 점도는 20cSt 내지 30cSt이고, 비누화는 20mgKOH/g 내지 40mgKOH/g이며, 인화점은 150℃이다. 각각의 표에서 1패스는 스테인리스강이 제1 압연스탠드를 통과하는 것을 의미하고, 2패스 내지 4패스는 각각 제2 압연스탠드 내지 제4 압연스탠드를 통과하는 것을 의미한다.
실시예와 비교예는 순차적으로 구비되는 제1 내지 제4 압연스탠드를 통과하는데, 상기 비교예의 경우에는 제1 압연유만을 이용하고, 실시예의 경우에는 제1 및 제2 압연유를 모두 이용하여 연속압연하였다. 이때, 상기 제2 압연유는 상기 제1 및 제2 압연스탠드의 입측으로 분사되되 상기 제1 압연유는 상기 제1 내지 제4 압연스탠드의 입측 및 출측으로 분사되도록 하였다.
구분 패스 입측두께 (mm) 출측두께 (mm) 압하율 (%) 총압하율 (%) 압연속도 (mpm) 출측온도 (?) 제1 압연유 제2 압연유 히트스트리크
비교예 1 1 3.0 2.0 33.3 33.3 167 유 무
2 2.0 1.4 30.0 53.3 195 유 무
3 1.4 1.0 28.8 66.7 227 유 무
4 1.0 0.8 20.0 73.3 250 164 유 무 o
비교예 2 1 3.0 2.0 33.3 33.3 113 유 무
2 2.0 1.5 25.0 50.0 150 유 무
3 1.5 1.15 23.3 61.7 196 유 무
4 1.15 0.9 21.7 70.0 250 156 유 무 o
비교예 3 1 3.0 2.25 25.0 25.0 111 유 무
2 2.25 1.6 28.9 46.7 156 유 무
3 1.6 1.2 25.0 60.0 208 유 무
4 1.2 1.0 16.7 66.7 250 150 유 무 o
비교예 4 1 3.0 2.25 25.0 25.0 111 유 무
2 2.25 1.60 28.9 46.7 156 유 무
3 1.60 1.20 25.0 60.0 208 유 무
4 1.20 1.00 16.7 66.7 250 114 유 무 o
구분 패스 입측두께 (mm) 출측두께 (mm) 압하율 (%) 총압하율 (%) 압연속도 (mpm) 출측온도 (?) 제1 압연유 제2 압연유 히트스트리크
실시예 1 1 3.0 2.0 33.3 33.3 167 유 유
2 2.0 1.4 30.0 53.3 195 유 유
3 1.4 1.0 28.8 66.7 227 유 유
4 1.0 0.8 20.0 73.3 250 148 유 유 x
실시예 2 1 3.0 2.0 33.3 33.3 113 유 유
2 2.0 1.5 25.0 50.0 150 유 유
3 1.5 1.15 23.3 61.7 196 유 유
4 1.15 0.9 21.7 70.0 250 145 유 유 x
실시예 3 1 3.0 2.25 25.0 25.0 111 유 유
2 2.25 1.6 28.9 46.7 156 유 유
3 1.6 1.2 25.0 60.0 208 유 무
4 1.2 1.0 16.7 66.7 250 145 유 무 x
실시예 4 1 3.0 2.25 25.0 25.0 111 유 유
2 2.25 1.60 28.9 46.7 156 유 유
3 1.60 1.20 25.0 60.0 208 유 유
4 1.20 1.00 16.7 66.7 250 104 유 유 x
실시예 5 1 3.0 2.25 25.0 25.0 111 유 유
2 2.25 1.60 28.9 46.7 156 유 유
3 1.60 1.20 25.0 60.0 208 유 무
4 1.20 1.00 16.7 66.7 250 104 유 무 x
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 비교예 1과 실시예 1은 각 패스당 압하율을 유사하게 하여 총압하율은 73.3%이고, 각 패스에서의 압연속도를 동일하게 하되 비교예 1은 제2 압연유를 사용하지 않고, 실시예 1은 제2 압연유를 사용하여 연속압연하였다. 비교예 1의 경우에는 스테인리스강의 표면에 히트스트리크가 발생하는 반면 실시예 1에서는 상기 비교예 1과 동일한 압하율 및 압연속도로 연속압연하였음에도 히트스티리크가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 비교예 2 및 실시예 2와, 비교예 3 및 실시예 3에서도 각각 각 패스당 압하율 및 압연속도와 총압하율을 동일하게 하되, 제2 압연유의 사용여부만을 달리하여 연속압연하였다. 이때에도, 비교예 2 및 3에서는 히트스트리크가 발생하였으나, 실시예 2 및 3는 히트스트리크가 발생하지 않고 우수한 표면품질을 확보할 수 있었다.
또한, 실시예 1 및 2와 실시예 3을 비교하면, 실시예 1 및 2는 1패스 내지 4패스에서 모두 제2 압연유를 사용하였으나, 실시예 3에서는 1패스와 2패스에서만 제2 압연유를 사용하였고, 3패스와 4패스에서는 압연유를 사용하지 않았다. 즉, 실시예 3과 같이 1패스 및 2패스, 즉 제1 및 제2 압연스탠드의 입측으로만 제2 압연유를 분사하고, 제1 압연유는 제1 내지 제4 압연스탠드의 모두에 분사하는 경우에는 히트스트리크가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 상기 제1 및 제2 압연스탠드로만 제2 압연유를 공급함으로써 이는 전단부의 압연스탠드에서 공급되는 고점도의 제2 압연유가 후단부에 구비되는 압연스탠드로 영향을 미치는 잔존효과가 존재하기 때문이다. 따라서, 상기 제2 압연유는 후단부에 구비되는 압연스탠드보다 전단부에 구비되는 압연스탠드로 공급되는 것이 효율적임을 확인할 수 있었다.
표 1에서 비교예 1 내지 3은 STS304의 스테인리스강을 이용하였고, 비교예 4는 STS430의 스테인리스강을 이용하였다. 또한, 표 2에서 실시예 1 내지 3은 STS304의 스테인리스강을 이용하였고, 실시예 4 및 5는 STS430의 스테인리스강을 이용하였다. 표 1의 비교예 1 내지 4는 모두 히트스트리크가 발생하였으나, 표 2의 실시예 1 내지 5는 히트스트리크가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 본 실시예에 따른 스테인리스강의 연속압연기는 강종과 무관하게 적용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 3 및 실시예 5는 제1 및 제2 연속압연기에서만 제2 압연유를 공급한 것으로, 스테인리스강의 종류와 무관하게 상기 제2 압연유는 상기 제1 및 제2 압연스탠드의 입측으로 분사되고, 상기 제1 압연유는 상기 제1 내지 제4 압연스탠드의 입측 및 출측으로 분사되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
탠덤압연식 연속압연기를 이용하여 탄소강을 압연하는 경우에는, 70% 이상의 강압하와 1500mpm 이상의 고속압연이 가능한데 반하여, 스테인리스강의 경우에는 에멀션 압연유를 이용하면 최대 67%의 압하율과 600mpm의 압연속도로 연속압연되며, 광유계 니트오일을 이용하는 경우에는 최대 60%의 압하율과 250mpm의 압연속도로 압연된다. 또한, 상기 탠덤압연식 연속압연기를 사용하는 경우에는 스테인리스강의 최종두께와 표면품질을 좌우하는 최종 압연스탠드의 압연속도에 의하여 전체 압연공정의 속도가 제한되기 때문에 고속으로 압연하는 경우에는 표면광택이 현저하게 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 탠덤압연식 연속압연기를 사용하되, 전술한 공정상의 문제를 해결하여 높은 생산성으로 스테인리스강을 연속압연하는 스테인리스강의 연속압연기에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스테인리스강의 연속압연기는 소경의 젠지미어밀에 의하여 얻는 것과 동등 수준 이상으로 우수한 표면광택을 갖는 스테인리스강을 얻을 수 있다. 또한, 고부하의 고압하 및 고속압연에서도 히트 스티리크 (heat streak) 등의 표면결함이 발생하지 않고, 사이즈 및 강종에 따른 제약없이 스테인리스강을 연속압연할 수 있는 스테인리스강의 연속압연기를 제공할 수 있다.
본 실시예에 따른 스테인리스강의 연속압연기는 제1 및 제2 압연유를 공급할 수 있는 별도의 제1 및 제2 압연유공급부를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 압연유공급부는 개별적으로 제어되어 상기 제1 및 제2 압연유를 공급할 수 있다. 예컨대, 스테인리스강을 냉간압연할 때 일반적인 부하로 압연하는 경우에는 제1 압연유를 다량으로 공급하여 냉간압연할 수 있고, 고부하 및 고속으로 가혹한 조건에서 냉간압연하는 경우에는 상기 제1 압연유를 공급하는데 더하여, 상기 압연스탠드의 입측에서 스테인리스강의 표면으로 소량의 제2 압연유를 미리 공급할 수 있다. 따라서, 상기 스테인리스강이 압연롤에 인입되기 전에 제2 압연유가 분사되므로, 연속압연의 윤활이 용이하도록 할 수 있다.
상기 제1 및 제2 압연유공급부는 개별적으로 공급될 수 있으며, 스테인리스강의 종류 및 사이즈, 압연부하 등에 따라 공급방식을 다양하게 변형하여 적용할 수 있다. 상기 제1 압연유에 의하여 스테인리스강의 고광택의 표면품질을 확보함과 동시에, 상기 제2 압연유에 의하여 부족한 윤활 및 냉각특성을 보완하여 상기 스테인리스강을 고압하 및 고속으로 연속압연할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 스테인리스강의 연속압연기 110: 압연스탠드
120: 제1 압연유공급부 130: 제2 압연유공급부
140: 리턴탱크 150: 여과부

Claims (9)

  1. 스테인리스강을 압연하는 압연롤을 각각 구비하는 두개 이상의 압연스탠드;
    상기 압연스탠드의 입측 및 출측에서 상기 압연롤에 제1 압연유를 공급하는 제1 압연유공급부; 및
    상기 압연스탠드의 입측에서 상기 스테인리스강에 제2 압연유를 공급하는 제2 압연유공급부;를 포함하고,
    상기 제1 압연유는 상기 제2 압연유보다 낮은 점도를 가지며,
    상기 제1 압연유는 상기 압연롤과 스테인리스강 사이로 공급되고, 상기 제2 압연유는 스테인리스강이 압연롤을 통과하기 전에 상기 제1 압연유보다 먼저 스테인리스강의 표면으로 공급되는 스테인리스강의 연속압연장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압연유의 점도는 10mm2/s 내지 18mm2/s (@40℃)이고, 상기 제2 압연유의 점도는 25mm2/s 내지 40mm2/s (@40℃)인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 연속압연장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 압연유의 공급압력은 10kg/cm2 내지 20kg/cm2인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 연속압연장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 압연유의 분사유량은 100cc/min 내지 500cc/min인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 연속압연장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압연스탠드는 순차적으로 구비되는 제1 내지 제4 압연스탠드를 포함하고, 상기 제2 압연유는 상기 제1 및 제2 압연스탠드의 입측으로 분사되고, 상기 제1 압연유는 상기 제1 내지 제4 압연스탠드의 입측 및 출측으로 분사되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 연속압연장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스테인리스강의 연속압연장치는 상기 압연스탠드로 공급되어 사용된 제1 압연유가 수집되는 리턴탱크와, 상기 리턴탱크에 수집된 제1 압연유를 여과하는 여과부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 연속압연장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 압연유는 상기 여과부를 통과하여 상기 제1 압연유공급부로 회수된 후 상기 압연스탠드의 입측 및 출측으로 공급되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 연속압연장치.
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