KR101584500B1 - 조압연의 가열로 장치 및 이를 이용한 온도제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간압연 공정 중 조압연의 가열로 공정에 있어서, 상기 가열로로 진입하는 소재를 예열하는 예열대; 상기 예열대에서 예열된 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도로 가열하는 가열대; 및 상기 가열대에서 가열된 소재의 온도를 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열대;를 포함하고, 상기 예열대와 가열대 사이에는 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로를 포함하는 조압연의 가열로 장치 및 이를 이용한 온도제어 방법을 제공할 수 있다.

Description

조압연의 가열로 장치 및 이를 이용한 온도제어 방법{The temperature control method for rougher mill in hot rolling process}

본 발명은 조압연 공정에서의 장치 및 온도제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 조압연의 가열로 공정에서의 장치 및 이를 이용하여 온도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열간압연은 소재를 가열로에서 가열한 이후, 조압연 -> 사상 압연-> 냉각 -> 권취 등의 제조공정을 통해 생산된다. 즉 가열로, 조압연기, 사상압연기 및 냉각기를 거쳐 슬라브 형태인 금속을 가공하여 플레이트의 형태로 권취기의 권취롤에 말아주는 것이 일반적이다. 이때 상기 조압연의 경우 두께가 200~250mm 정도의 소재를 5-7 pass 압연을 통해 30~35mm의 두께를 갖는 바(Bar) 형태를 만들고, 후공정인 사상 압연으로 이송하는 역할을 하게 된다. 한편, 가열로에서 가열을 하는 과정에서 소재의 상향 효과라고 하는 형상 불량이 발생하는 경우가 있다. 즉, 이러한 형상 불량은 소재의 길이방향에서 상부가 위로 들리는 것을 의미하며, 이렇게 상향이 발생한 소재가 조압연 단계로 진입하게 되면 정상적인 압연을 진행할 수가 없게 되거나 또는 설비사고를 일으킬 수 있다. 또한, 상향이 발생한 소재는 수요가로의 공급이 불가능하므로 상향이 발생한 부위를 제거하거나 이를 다시 압연하는 등의 추가적인 설비가 필요하므로 실질적인 생산량 저하의 원인이 되고 있다.

또한, 소재의 길이 방향 상부가 설비 간섭이 되는 경우에는 이물질이 소재에 낙하되고 이것이 압연되어 소재 표면 품질에 악영향을 끼칠 수 있다. 그리고, 소재의 상향이 심한 경우에는 소재가 설비의 볼트에 간섭이 되어 볼트가 소재에 압입되어 사상 압연 단계에서 함께 압연되는 경우도 발생한다. 상기 문제를 가진 채 압연되는 열연 코일(Coil)은 냉연 공정에서 판파단 발생 또는 냉연 진행이 안 될 수도 있는 위험 부담을 가지기 때문에 선 공정인 열연 공정에서 소재의 상향을 억제하는 기술이 필요한 실정이다.

기존의 소재의 상향을 방지하는 기술은 추가적인 설비를 마련하여 롤러의 압연을 통해 물리적으로 상향을 방지하는 것이 있으나, 이러한 추가적인 설비는 추가적인 제작비용이 들어가며 공정이 증가함에 따라서 제작 시간이 증가하기 때문에 생산량의 저하를 가져올 수 있는 문제가 있다. 그러므로, 추가적인 설비 마련 없이 가열로에서의 소재 상향을 저감할 수 있는 기술 개발이 시급한 실정이다.

대한민국 공개특허문헌 제10-2011-0070540호

본 발명은 조압연의 가열로 공정에서 온도를 제어하여 소재의 상향 발생을 저감하고 소재 표면 품질의 향상 및 설비 간섭 방지를 통한 생산성 향상이 가능한 조압연의 가열로 장치 및 이를 이용한 온도제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은 열간압연 공정 중 조압연의 가열로 공정에 있어서, 상기 가열로로 진입하는 소재를 예열하는 예열대; 상기 예열대에서 예열된 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도로 가열하는 가열대; 및 상기 가열대에서 가열된 소재의 온도를 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열대;를 포함하고, 상기 예열대와 가열대 사이에는 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로를 포함하는 조압연의 가열로 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 가열로 장치는 상기 예열대에 비하여 상기 소재를 급속하게 가열한 후 가열된 소재의 온도를 일정하게 유지시키는 조압연의 가열로 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 가열대는 급속 가열을 통하여 890 내지 900℃로 상기 소재를 가열하는 조압연의 가열로 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 균열대는 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도를 통해 상기 소재를 가열하는 조압연의 가열로 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도는 885℃를 시작으로 880℃로 끝나는 조압연의 가열로 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면은 열간압연 공정 중 조압연의 가열로 공정에 있어서, 상기 가열로로 진입하는 소재를 예열하는 예열 단계; 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로 단계; 상기 예열대에서 예열된 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도로 가열하는 가열 단계; 상기 가열대에서 가열된 소재의 온도를 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열 단계;를 포함하는 조압연의 가열로 온도제어 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 가열 단계는 예열 단계에 비하여 상기 소재를 급속하게 가열한 후 가열된 소재의 온도를 일정하게 유지시키는 조압연의 가열로 온도제어 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 가열 단계는 급속 가열을 통하여 890 내지 900℃로 상기 소재를 가열하는 조압연의 가열로 온도제어 방법를 제공할 수 있다.

또한, 상기 균열 단계는 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도를 통해 상기 소재를 가열하는 조압연의 가열로 온도제어 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도는 885℃를 시작으로 880℃로 끝나는 조압연의 가열로 온도제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 조압연의 가열로 장치 및 이를 이용한 온도제어 방법은 소재의 상향 발생을 저감하여 소재 표면 품질을 향상시키고, 소재 상향으로 인한 설비 간섭을 미연에 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 기존의 가열로 장치에서의 각 단계 및 소재의 상향이 주로 발생하는 구간을 도식화한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로 장치의 예열대와 가열대의 사이에 존재하는 공로 발생 구간을 나타내기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로에서의 가열 패턴과 기존의 가열 패턴을 비교하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로에서의 가열 패턴에 의한 소재의 상하부 간의 온도 편차와 기존 가열 패턴에 의한 소재 상하부 간의 온도 편차를 비교하기 위한 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명에 따른 일 실시 예에 불과하다. 따라서 권리범위는 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자가 도출해낼 수 있는 모든 범위를 포함한다고 볼 것이며, 이하의 실시 예에 국한된다고 보지 않음이 타당하다. 또한, 본 발명에서 의미하는 소재의 상하부 온도 편차는 특별히 다른 서술이 없으면 소재의 두께 방향의 상하부 온도 편차를 의미하며, 본 발명의 소재로는 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 티타늄(Ti) 조압연 소재를 의미할 수 있다.

도 1은 기존의 조압연의 가열로 장치를 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 소재를 가열하는 공정인 가열로 공정은 예열대(100), 가열대(200) 및 균열대(300)로 구분할 수 있다. 각각의 단계에서는 소재를 가열함에 따라서 소재의 품질 향상을 도모한다. 그러나, 가열로에서 필히 발생할 수 밖에 없는 소재의 상하부 온도 편차로 인하여 소재가 상향하는 등의 휨 현상이 발생하여 소재의 품질을 저하시킨다. 특히, 소재의 상향은 예열대(100)와 가열대(200) 사이 구간(a)에서 주로 발생한다. 이러한 현상은 온도에 따라 소재의 신장 또는 수축의 정도가 달라지는데 가열 단계에서 소재의 모든 부분에 동일한 정도의 가열을 할 수 없다는 점에서 부분마다의 온도 편차가 발생하고 이로 인해 소재의 형상의 변형이 일어나기 때문이다. 따라서, 소재의 부분간의 온도 편차를 줄여주는 것이 중요하다. 특히, 소재의 상향은 소재의 길이 또는 두께 방향의 상부와 하부간의 온도 편차에 의해서 발생할 수 있는데, 상부와 하부간의 온도 편차를 줄여주는 가열로 장치를 통해 소재의 상향을 저감시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조압연의 가열로 장치를 도시한 것으로, 도 2를 참고하면 가열로로 진입하는 소재를 예열하는 예열대(110), 상기 예열대에서 예열된 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도로 가열하는 가열대(210) 및 상기 가열대(210)에서 가열된 소재의 온도를 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열대(310)를 포함하고, 상기 예열대(110)와 가열대(210) 사이에는 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로(400)를 포함할 수 있다.

가열로의 예열대(110)에서는 통상적으로 소재를 860 내지 870℃로 가열하게 된다. 예열대(110) 초기부터 후기로 갈수록 점점 온도가 높아져서 가열대(210)로 넘어가는 순간에는 870℃ 정도의 수준에 이르게 되는 것이다. 그러나, 소재의 길이 방향으로 일부는 가열상태에 놓이고 일부는 출구로 나오거나 아직 입구에 머물러 있는 상태가 됨에 따라서 길이 방향에 따른 온도 편차가 생기게 되고, 또한 예열대(110)에서 가열되는 소재는 두께 방향의 상부에서부터 열이 전달이 되기 때문에 하부까지 모든 열이 전달되기 위해서는 일정한 시간이 걸리게 되고 결국 상부에는 숙열도가 높지만 하부에는 숙열도가 낮아 상부와 하부에 온도차이가 발생하게 된다.

따라서, 상부와 하부의 온도차이를 저감시키기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 열간압연의 조압연 온도제어 방법은 예열대(110)와 가열대(210) 사이에 가열하는 온도를 일정 시간동안 일정하게 유지하는 공로(400)를 둘 수 있다. 일정한 온도로 가열한다는 것은 일정한 열량으로 소재를 가열한다는 것과 같은 의미이며, 일정 열량으로 소재 표면을 가열하게 되면 표면부터 그 내부까지 열이 전달되게 된다. 이때, 소재는 부분에 따라 동일한 열용량을 가지며 이에 따라서 일정한 열량으로 가열하게 되면, 열이 전달되는 순서인 표면부터 시작하여 자신의 열용량과 전달되는 열량의 평형 지점의 온도에서 더 이상 온도가 오르지 않는 시점이 발생한다. 이러한 현상은 내부까지 이어지게 되며 결과적으로 표면부터 시작해서 내부까지 동일한 온도를 가지는 시점이 나타나게 되는 것이다. 이러한 과정을 통하여 소재 상하부 간의 온도 편차를 저감시킬 수 있다.

이러한 공로(400) 동안에 소재의 두께 방향의 상부에서 숙열되는 정도와 하부에서 숙열되는 정도는 그 차이가 줄어들게 되며 결국 상하부 온도 편차를 줄이는 효과를 가져올 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로 장치를 이용하여 소재를 가열한 결과, 기존의 가열로 장치를 사용하였을 때에 비하여 명백히 상향이 저감되는 효과를 볼 수 있었다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조압연의 가열로 장치는 예열대(110)에 비하여 소재를 급속하게 가열한 후 가열된 소재의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 공로(400)로 인하여 두께 방향 상하부의 온도 편차를 저감시키는 것은 소재의 상향을 방지하는 효과가 있으나, 소재의 전반적인 숙열도를 감소시키는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 가열대(210)에서는 온도 편차 저감을 위해 감소시켰던 숙열도에 대한 보상으로 기존과 대비해 높은 온도로 급속 가열하는 단계를 거칠 수 있다. 가열대(210)의 온도에는 소재의 전반적인 숙열도를 증가시킨다는 의미에서 공로(400)가 존재하지 않았던 기존의 가열대(210) 온도와 대비하여 더 높은 온도로 가열할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조압연의 가열로 장치의 가열대(210)에서의 온도 수치에 대해서는 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 평균 875℃ 정도로 가열했던 것에서, 890 내지 900℃로 가열할 수 있다.

그리고, 가열대(210)에서는 급속 가열에 의하여 소재를 가열하는데 이는 목표 온도까지 한번에 온도를 올린 이후에 다음 단계인 균열대(310)로 넘어가기 전까지 온도 변화 없이 동일하게 가열하는 것을 지칭할 수 있다. 따라서, 가열대(210)에서는 목표 온도까지 온도를 급속으로 올리는 것이 중요할 수 있다. 목표 온도까지 급속으로 올린 이후에 일정 시간동안 일정 온도로 유지하면서 소재를 가열하는 것은 소재 전반에 걸친 숙열도를 일정하게 해주어 소재의 길이 방향 또는 두께 방향의 상하부 간의 온도 편차를 줄일 수 있다.

급속 가열은 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 기존의 가열로 장치에서 예열대(110) 출구 온도에서 가열대(210) 출구 온도까지 온도를 올리는데 걸리는 시간의 1/10 내지 1/5의 시간이 소요되는 것을 의미할 수 있다.

일정한 온도로 가열하는 것은 전술한 바와 같이, 일정한 열량으로 소재를 가열한다는 것과 같은 의미이며, 일정 열량으로 소재 표면을 가열하게 되면 표면부터 그 내부까지 열이 전달되게 된다. 이때, 소재는 부분에 따라 동일한 열용량을 가지며 이에 따라서 일정한 열량으로 가열하게 되면, 열이 전달되는 순서인 표면부터 시작하여 자신의 열용량과 전달되는 열량의 평형 지점의 온도에서 더 이상 온도가 오르지 않는 시점이 발생한다. 이러한 현상은 내부까지 이어지게 되며 결과적으로 표면부터 시작해서 내부까지 동일한 온도를 가지는 시점이 나타나게 되는 것이다. 이러한 과정을 통하여 소재 상하부 간의 온도 편차를 저감시킬 수 있다.

점차적으로 온도를 올리면서 가열하게 되면, 소재에 전달되는 열량이 계속해서 변하게 되며 따라서 공정이 끝나는 그 순간까지도 소재 표면의 온도는 계속해서 변하게 된다. 이에 따라서 내부로 전달되는 열량도 달라지기 때문에 내부의 온도도 계속해서 변하게 된다. 결국 공정이 막바지에 이르더라도 소재의 표면과 내부의 온도 편차는 크게 나타날 수 있는 것이다. 따라서, 급속 가열을 통해 목표 온도까지 급속도로 가열을 하고 이후에는 동일한 온도를 유지하면서 소재에 동일한 열량을 계속해서 주게 되면 일정 시간 이후에는 소재 표면의 온도는 일정하게 유지되게 되며 소재 표면부터 점차적으로 내부로 갈 수록 표면 온도와 비슷한 온도가 되면서 온도가 일정하게 유지되기 때문에 소재의 표면과 내부의 온도차를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조압연의 가열로 장치는 균열대(310)에서 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도를 통해 소재를 가열할 수 있다.

가열대(210)를 거친 소재의 표면 온도는 소재의 전체적인 평균 온도에 비해서 높을 수 밖에 없다. 따라서, 소재의 두께 방향 상하부의 온도 편차가 발생할 수 밖에 없다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열대(210)를 거치더라도 온도 편차는 발생할 수 밖에 없다. 이는 열량이 전달되는 소재의 깊이에 따라서 전달되는 열량에 차이가 발생할 수 밖에 없기 때문이다. 소재는 열을 전달하는 전도체이지만, 열을 100% 전달하는 소재는 아니기 때문에 소재의 깊이에 따라서 소실되는 열량이 발생할 수 밖에 없는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조압연의 가열로 장치는 균열대(310)에서 소재의 상하부간의 온도 편차를 줄이기 위한 단계별 가열을 실시할 수 있다. 특히, 소재의 표면 온도를 낮추어 소재 내부의 온도와 일정 수준으로 비슷하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 온도를 낮추는 단계는 온도를 높이는 단계와는 달리 급속으로 낮추게 되면 소재의 경도 및 스케일 발생 등에 있어서 많은 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 단계별로 온도를 낮추는 단계를 포함할 수 있다. 단계의 수에는 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 2 내지 4 단계에 걸쳐서 온도를 낮출 수 있다. 또한, 단계별 온도에도 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 가열로에서 출강되는 소재의 온도를 고려했을 때, 885℃로 시작하여 880℃로 마무리 될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로의 가열 패턴을 기존의 가열 패턴과 비교한 그래프이다. 도 3을 참고하면, 예열대(110)와 가열대(210) 사이에 온도를 일정하게 유지한 채로 일정 시간동안 소재를 가열하는 공로(400) 발생 구간을 확인할 수 있으며, 가열대(210)에서는 소재 상하부 온도 편차 저감을 위해 희생했던 숙열도에 대한 보상으로 기존 가열 패턴보다 높은 온도로 가열하는 모습을 볼 수 있다. 또한, 가열대(210)로 넘어가는 구간에서는 급속 가열을 통해 목표로 하는 온도까지 빠른 시간에 도달할 수 있게 하며, 이후에는 동일한 온도를 유지하는 것을 알 수 있다. 또한, 균열대(310)에서는 3단 가열을 통해서 점차적으로 온도를 낮춰 소재 상하부간의 온도 편차를 줄이는 것을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로의 가열 패턴에 의한 소재 상하부 온도 편차를 기존 가열 패턴의 의한 것과 비교한 그래프를 나타낸 것이다. 도 4를 참고하면, 기존의 가열 패턴과 대비하여 예열대(110)에서는 소재 상하부간 온도 편차에 차이가 없다. 그러나, 예열대(110)에서 가열대(210)로 넘어가는 구간에 있는 공로(400)를 거친 이후부터 소재의 상하부 간의 온도편차가 줄어들며, 가열대(210)에서 급속 가열을 거치면서 온도 편차가 더 줄어드는 것을 알 수 있고 균열대(310)에서 단계별 가열을 통해 온도 편차가 줄어든 상태로 유지되는 것을 볼 수 있다.

하기 표 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조압연의 가열로 장치에 의한 실험 결과를 나타낸 것이다.

구분	가열로 온도(℃)			실험 결과
	예열대	가열대	균열대
1차	860	875	885	소재 상향 극심
2차	860	880	870	1차 대비 양호
3차	860	910	870	2차 대비 효과 미미
최종	860	900(급속가열)	885 → 880	소재 상향 저감 효과 극대

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 가열대(210)에서 급속 가열을 통해 목표 온도까지 도달한 후에 일정 온도를 유지한 채 가열하는 것과 균열대(310)에서 단계적 가열을 통해 표면 온도를 하향시키는 것이 소재의 상하부 온도 편차를 줄이는 역할을 하였고 그 결과 소재가 상향되는 것을 저감시키는 결과를 가져오게 된 것이다.

또한, 본 발명의 일 측면은 상기 조압연의 가열로 장치를 이용한 온도제어 방법을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로는, 열간압연 공정 중 조압연의 가열로 공정에 있어서, 상기 가열로로 진입하는 소재를 예열하는 예열 단계, 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로 단계, 상기 예열대(110)에서 예열된 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도로 가열하는 가열 단계 및 상기 가열대(210)에서 가열된 소재의 온도를 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열 단계를 포함하는 조압연의 가열로 온도제어 방법을 제공할 수 있다.

예열 단계는 전술한 바와 같이 통상적으로 소재를 860 내지 870℃로 가열하게 된다. 예열 단계 초기부터 후기로 갈수록 점점 온도가 높아져서 가열대(210)로 넘어가는 순간에는 870℃ 정도의 수준에 이르게 되는 것이다. 그러나, 소재의 길이 방향으로 일부는 가열상태에 놓이고 일부는 출구로 나오거나 아직 입구에 머물러 있는 상태가 됨에 따라서 길이 방향에 따른 온도 편차가 생기게 되고, 또한 예열 단계에서 가열되는 소재는 두께 방향의 상부에서부터 열이 전달이 되기 때문에 하부까지 모든 열이 전달되기 위해서는 일정한 시간이 걸리게 되고 결국 상부에는 숙열도가 높지만 하부에는 숙열도가 낮아 상부와 하부에 온도차이가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로 단계를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일정한 온도로 가열한다는 것은 일정한 열량으로 소재를 가열한다는 것과 같은 의미이며, 소재의 상부와 하부의 숙열도 차이를 적게하게 하기 위해서는 일정 온도로 소재 상부에 일정 열량을 전달하여 소재 상부가 열량 포화상태에 이르면 더이상 온도가 오르지 않고 하부로 열을 전달하게 된다. 따라서 일정 시간이 지나면 상부와 하부의 열용량 차이가 저갑될 수 있다. 이러한 과정을 통하여 소재 상하부 간의 온도 편차를 저감시킬 수 있다.

공로 단계를 거친 소재는 가열 단계로 진입할 수 있다. 가열 단계는 공로 단계로 인하여 소재 전반에 걸쳐 떨어진 숙열도를 보상하기 위하여 높은 온도로 급속 가열하는 단계를 거칠 수 있다. 이는 기존의 가열 단계와 비교하여 더 높은 온도로 가열함과 동시에 목표 온도까지 승온 시키는 시간이 기존과 대비하여, 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 1/10 내지 1/5로 감축되는 것을 의미할 수 있다. 또한, 가열 단계에서의 가열 온도에 대해서는 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 890 내지 900℃로 가열할 수 있다.

그리고, 급속 가열은 목표 온도까지 온도를 한번에 올린 이후에 다음 단계로 넘어가기 전까지 온도 변화 없이 동일하게 가열하는 것을 지칭할 수 있다. 목표 온도까지 급속으로 올린 이후에 일정 시간 동안 일정 온도로 유지하면서 소재를 가열하는 것은 소재 전반에 걸친 숙열도를 일정하게 해주어 소재의 길이 방향 또는 두께 방향의 상하부 간의 온도 편차를 줄일 수 있다. 일정한 온도로 가열하는 것은 전술한 바와 같이, 일정한 열량으로 소재를 가열한다는 것과 같은 의미이며, 일정 열량으로 소재 표면을 가열하게 되면 표면부터 그 내부까지 열이 전달되게 된다. 이때, 소재는 부분에 따라 동일한 열용량을 가지며 이에 따라서 일정한 열량으로 가열하게 되면, 열이 전달되는 순서인 표면부터 시작하여 자신의 열용량과 전달되는 열량의 평형 지점의 온도에서 더 이상 온도가 오르지 않는 시점이 발생한다. 이러한 현상은 내부까지 이어지게 되며 결과적으로 표면부터 시작해서 내부까지 동일한 온도를 가지는 시점이 나타나게 되는 것이다. 이러한 과정을 통하여 소재 상하부 간의 온도 편차를 저감시킬 수 있다.

또한, 균열 단계에서는 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도를 통해 소재를 가열할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열로 온도제어 방법에 따라서 가열 단계까지 거치더라도 필연적으로 발생할 수 밖에 없는 온도 편차를 줄이기 위한 것일 수 있다. 단계의 수에는 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 2 내지 4 단계에 걸쳐서 온도를 낮출 수 있다. 또한, 단계별 온도에도 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 가열로에서 출강되는 소재의 온도를 고려했을 때, 885℃로 시작하여 880℃로 마무리 될 수 있다.

100,110: 예열대 200,210: 가열대
300,310: 균열대 400: 공로
a: 소재 상향이 주로 발생하는 구간

Claims (10)

1. 열간압연 공정 중 티타늄(Ti) 조압연 소재의 가열로 공정에 있어서,
   상기 가열로로 진입하는 상기 소재를 860 내지 870℃로 예열하는 예열대;
   상기 예열대에서 예열된 상기 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도인 900℃로 급속 가열한 후 가열된 소재의 온도를 일정하게 유지하여 가열하는 가열대; 및
   상기 가열대에서 가열된 상기 소재의 온도를 885℃를 시작으로 880℃로 끝나는 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도를 통해 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열대;를 포함하고,
   상기 예열대와 가열대 사이에는 상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로를 포함하는 조압연의 가열로 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 열간압연 공정 중 티타늄(Ti) 조압연 소재의 가열로 공정에 있어서,
   상기 가열로로 진입하는 상기 소재를 860 내지 870℃로 예열하는 예열 단계;
   상기 소재 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여 가열 온도를 일정시간 동안 유지하는 공로 단계;
   상기 예열 단계에서 예열된 소재를 가열로 공정의 출구 온도보다 더 높은 온도인 900℃로 급속 가열한 후 가열된 소재의 온도를 일정하게 유지하여 가열하는 가열 단계; 및
   상기 가열 단계에서 가열된 소재의 온도를 885℃를 시작으로 880℃로 끝나는 적어도 두 가지 이상의 단계별 온도를 통해 상기 가열로 공정의 출구 온도에 대응하는 온도로 가열하는 균열 단계;를 포함하는 조압연의 가열로 온도제어 방법.
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