KR101661826B1 - 열간 슬래브의 형상 조절 설비 및 형상 조절 방법 - Google Patents

Abstract

종래 기술에서는 슬래브 폭 압하시의 앞뒤 단부 비정상 변형에서 기인하는 수율 로스와 판두께의 증가를 최소한으로 억제하고, 또한 높은 생산성으로 원하는 목표 치수로 슬래브를 성형할 수 없다. 슬래브 폭 압하를 실시하는 폭 프레스기 (2) 의 슬래브 반송 방향 상류측에 수평 압연기 (1), 또는 상류측과 하류측에 각각 입측 수평 압연기 (1), 출측 수평 압연기 (3) 를 배치하여 구성한 슬래브 형상 조절 설비를 이용하여 1 개의 열간 슬래브 (10) 에 대해 수평 압연기 (1) 또는 수평 압연기 (1) 와 수평 압연기 (3) 에 의한 판두께 압연과 폭 프레스기 (2) 에 의한 폭 압하를 동시에 실시한다.

Description

열간 슬래브의 형상 조절 설비 및 형상 조절 방법{HOT SLAB SHAPE CONTROL EQUIPMENT AND SHAPE CONTROL METHOD}

본 발명은 열간 슬래브 (hot slab) 의 형상 조절 설비 (shape control equipment) 및 형상 조절 방법에 관한 것이다. 상세하게는 연속 주조 (continuous casting) 로 제조된 슬래브의 판두께, 판폭을 성형함에 있어서, 슬래브 선미단 (top and tail ends of slab) 의 평면 형상 (plain view pattern) 을 제어하여 크롭 로스 (crop loss) 를 저감함과 함께, 슬래브 선단 폭 중앙부의 국부적인 두께 증가를 억제하여 조압연의 패스수 저감 (reducing pass number of rough rolling) 과 반송 불량 (conveying trouble) 의 문제를 해소하는 열간 슬래브의 형상 조절 설비 및 형상 조절 방법에 관한 것이다.

연속 주조기로 용탕 주입되는 슬래브의 용탕 주입 속도 (casting speed) 는 슬래브 폭에 거의 의존하지 않는 점에서, 생산성 향상을 목적으로 하여 광폭으로 슬래브를 용탕 주입하고, 열간 압연 라인에서 제품 폭에 따른 소정 판폭으로 폭 압하 (reduce the width of a slab) 하는 수법이 채택되고 있다. 폭 압하를 실시하는 장치로서는 사이징 밀 (sizing mill) 이나 사이징 프레스 (sizing press) 가 개발되어 사용되고 있다. 이 사이징 밀은 판폭 방향 양측으로 대향 배치되는 압연용 롤에 의해 슬래브 폭 압연을 실시하는 장치이지만, 롤과 슬래브의 접촉 길이 (contact length) 가 짧기 때문에 슬래브 폭 단부로의 전단 변형 (shear deformation) 이 크고, 피쉬 테일 (fish tail) 이라고 불리는 슬래브 선미단에서의 오목 형상 (concave shape) 을 유발하여 수율 악화의 원인이 되고 있었다. 그러한 배경으로부터, 슬래브와의 접촉 길이를 증가시켜 피쉬 테일을 억제하는 목적에서 사이징 프레스가 개발되어 큰 폭의 수율 향상을 달성하였다. 이 사이징 프레스에 의한 가공은 폭 압하 하중이 슬래브­금형 사이의 접촉 길이에 거의 비례한다. 이 때문에, 설비 하중을 제약하는 관점에서 최대 300 ㎜ 정도의 폭 변경을 하고 있다. 그러나, 일반적인 열연 강대 제품의 폭은 700 ㎜ ~ 2200 ㎜ 정도로 다양하다. 열간 압연 라인에서 사이징 프레스 장치를 활용한다고 해도, 연속 주조 공정에서는 다른 기회에 복수 수준의 폭의 슬래브를 용탕 주입할 필요가 있다.

또, 사이징 프레스의 능력을 증대시켜 폭 압하량을 크게 했을 경우, 사이징 프레스 가공에는 다음과 같은 두 가지 문제가 생긴다. 하나는 큰 폭 압하에 의해 슬래브 선단 두께가 증가하고 폭 프레스 후의 조압연의 패스수가 증가하여 생산 능률이 저하된다는 문제 A 이다. 또 하나는 슬래브 비정상부 (길이 방향 양단부) 의 평면 형상을 직사각 형상으로 제작할 수 없어, 도 14 와 같이, 조압연 후에 크롭 로스 (crop loss) 가 증가하여 수율이 악화된다는 문제 B 이다.

상기 문제 A 에 대해, 종래, 폭 압하 후의 물림성을 향상시키기 위해, 도 15 에 나타내는 금형 경사각 θ 을 크게 하고, 슬래브 두께 방향의 두께 증가위치를 컨트롤하여 두께 증가를 방지하는 방법 A 가 알려져 있다 (특허문헌 1 참조). 그러나, 슬래브 폭이 좁은 경우나 폭 압하량이 큰 경우에는 효과가 작다. 상기 문제 B 에 대해, 종래, 도 16 에 나타내는 슬래브와 금형의 접촉 길이 L 를 조정하여 선미단 형상을 조절하는 방법 B 가 알려져 있다 (특허문헌 2 참조).

한편, 설비에 대한 부담을 증가시키지 않고, 또한 수율 하락의 원인이 되는 선미단에서의 피쉬 테일이라고 불리는 오목 형상을 억제하면서 연속 주조 슬래브의 폭 변경량을 확대하는 방법으로서 사이징 밀과 사이징 프레스를 조합한 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 3). 이는 피쉬 테일을 방지하기 위해, 사이징 프레스에 의해 슬래브 선미단에 미리 예비성형을 실시한 후에 사이징 밀로 정상부의 폭 변경을 실시하는 방법이며, 650 ㎜ 정도의 큰 폭 변경을 달성하고 있다. 또, 사이징 프레스 예비성형에서의 큰 폭 변경시에는 슬래브 선단의 판두께가 증가하여 반송용 롤에 충돌함으로써 반송이 곤란해진다. 그 때문에, 반송 라인에 설치된 상부 방향으로 하중을 부여할 수 있는 하부 롤에 의해 기계적으로 슬래브 선단을 교정하는 장치도 고안되어 운용되고 있다 (특허문헌 4).

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2009－6361호 특허문헌 2 : 일본 특허공보 제 2561251호 특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 2008－254036호 특허문헌 4 : 일본 공개특허공보 2008－254033호

그러나, 상기 서술한 종래 기술에서는 다음과 같은 과제가 있었다.

상기 종래의 방법 A 에서는 슬래브 선단 두께 증가 저감에 대한 효과가 작아, 대폭적인 능률 향상으로는 이어지지 않았다. 금형의 각도는 일정하므로, 슬래브 폭에 따라서는 충분한 효과가 얻어지지 않는다. 또, 상기 종래의 방법 B 에서는 금형 길이가 유한하기 때문에 효과에는 한계가 있다. 두께 증가 억제 효과에 대해서는 특별히 언급하지 않았고, 효과가 부족하다고 생각된다.

또, 특허문헌 3 에서는 수직형 압연기에서의 1 패스 마다의 폭 변경량이 작아, 슬래브의 폭 변경을 크게 하기 위해서는 많은 압연 패스수가 필요하기 때문에 생산성이 나쁨과 함께 슬래브 온도가 저하된다. 또한 슬래브 선단을 사이징 프레스에 의해 큰 폭 압하하기 때문에, 선단부에서 큰 두께증가가 일어나, 특허문헌 4에 있는 바와 같은 교정 장치의 도입이 전제 조건이 되고 있기 때문에, 설치 공간, 설비비, 런닝코스트 등등, 많은 점에서 문제를 가지고 있다.

요컨대, 종래 기술에서는 슬래브 폭 압하시의 앞뒤 단부 비정상 변형에서 기인하는 수율 손실과 판두께의 증가를 최소한으로 억제하고, 또한 높은 생산성으로 원하는 목표 치수로 슬래브를 성형할 수 없다는 과제가 있었다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구하여 다음과 같은 요지 구성이 되는 본 발명을 완성시켰다.

(1) 가열로로부터 추출된 열간 슬래브인 판의 판폭, 선단 평면 형상과 판두께 프로필을 조절하는 설비로서, 판두께 방향 양측으로 대향 배치되는 수평 압연 롤을 갖는 수평 압연기와, 판폭 방향 양측으로 대향 배치되는 1 쌍의 폭 프레스 금형을 갖는 폭 프레스기를, 슬래브 반송 방향의 상류측으로부터 수평 압연기, 폭 프레스기의 순으로, 가열로 추출시의 슬래브 길이보다 짧은 배치 간격으로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 슬래브의 형상 조절 설비.

(2) 상기 폭 프레스기의 하류측에 근접하여 또 1 쌍의 수평 압연 롤을 갖는 수평 압연기를 설치한 슬래브 반송 방향 상류측으로부터 입측 압연기, 폭 프레스기, 출측 압연기의 순으로 설치하여 이루어지는 (1) 에 기재된 열간 슬래브의 형상 조절 설비.

(3) (1) 에 기재된 열간 슬래브의 형상 조절 설비를 사용한 열간 슬래브의 사이징폭 압하 방법으로서, 1 개의 열간 슬래브에 대해 상기 수평 압연기에 의한 판두께 압연과 상기 폭 프레스기에 의한 폭 압하를 동시에 실시하는 것을 특징으로 하는 열간 슬래브의 형상 조절 방법.

(4) (3) 에 있어서, 상기 폭 프레스기에 의한 폭 압하중에 상기 수평 압연기의 압연 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 열간 슬래브의 형상 조절 방법.

(5) (2) 에 기재된 형상 조절 설비를 사용하는 형상 조절 방법으로서, 가열로로부터 추출된 열간 슬래브를 슬래브 전체 길이에 걸쳐 폭 프레스기로 1 회 혹은 2 회 이상 폭 압하함에 있어서, 슬래브 선미단의 폭 압하의 사이에 입출측 압연기에서의 수평 압연에 의해 압축력·인장력을 부여하고, 또한 출측 압연기에서의 압연 개시 시에 입측 압연기에 의해 압축력을 가하는 것을 특징으로 하는 열간 슬래브의 형상 조절 방법.

본 발명에 의하면, 사이징 프레스 공정에서의 슬래브의 폭 변경에 의해 발생하는 선미단의 피쉬 테일 형상을 작게 억제하면서, 반송 불량이나, 폭 변경 후의 슬래브를 하류의 조압연기로 수평 압연할 때의 물림 불량, 패스수 증가의 원인이 되는 슬래브 선단 폭 중앙부의 국부적인 두께 증가를 방지할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면 선미단 형상을 양호하게 유지하면서 대폭적인 폭 변경을 실시할 수 있기 때문에, 수율의 향상과 연속 주조기의 능률 향상을 기대할 수 있다.

도 1 은 청구항 1 에 기재된 본 발명에 관련된 열간 슬래브의 형상 조절 설비의 개요를 나타내는 측면도 (a) 및 평면도 (b) 이다.
도 2 는 청구항 2 에 기재된 본 발명에 관련된 열간 슬래브의 형상 조절 설비의 개요를 나타내는 측면도 (a) 및 평면도 (b) 이다.
도 3 은 종래의 폭 프레스기에 의한 폭 압하시의 후방 분력을 나타내는 설명도이다.
도 4 는 종래의 폭 압하에 의해 피쉬 테일부가 형성된 경우의 판폭 중앙부의 두께 증가를 나타내는 설명도이다.
도 5 는 수평 압연기 하류측에서 압축력을 부하했을 때의 중립점의 이동예를 나타내는 선도이다.
도 6 은 실시예 1 에 있어서의 폭 프레스 후의 슬래브 선단부의 평면 형상의 변화예를 나타내는 선도이다.
도 7 은 실시예 1 에 있어서의 폭 프레스 후의 슬래브 선단부의 슬래브 폭 방향에 대한 판두께 분포의 변화예를 나타내는 선도이다.
도 8 은 실시예 1 에 있어서의 폭 프레스 후의 슬래브 폭 중앙부의 길이 방향에 대한 판두께 분포의 변화예를 나타내는 선도이다.
도 9 는 실시예 2 에 있어서의 폭 프레스 후의 슬래브 선단부의 평면 형상의 변화예를 나타내는 선도이다.
도 10 은 입측 (a), 출측 (b) 의 각 압연기에 의해 압축력을 부하했을 때의 중립점의 이동예를 나타내는 선도이다.
도 11 은 본 발명예와 비교예의 폭 조절 후의 슬래브 선미 단부 평면 형상을 나타내는 선도이다.
도 12 는 본 발명예와 비교예의 폭 조절 후의 슬래브 선미 단부 평면 형상을 나타내는 선도이다.
도 13 은 실시예 3 의 폭 조절 방법의 개요를 나타내는 측면도이다.
도 14 는 조압연 후의 시트 바의 크롭 로스를 나타내는 평면도이다.
도 15 는 금형 경사각 θ 을 나타내는 평면도이다.
도 16 은 슬래브와 금형의 접촉 길이 L 를 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 작용 효과를 함께 설명한다. 이하의 설명에 있어서, "하중", "힘" 은 모두 단위면적당 양이다.

통상적인 사이징 프레스에 의한 슬래브의 폭 압하에서는 폭 압하량을 크게 하는 경우에는 금형 스트로크가 부족하기 때문에 금형 2K 의 경사부로부터 폭 압하를 개시한다. 그 때에, 금형 경사각이 커짐에 따라 슬래브 선단에서의 피쉬 테일량이 증가하고, 이에 수반하여 슬래브 선단 판폭 중앙부에서의 국소적인 판두께 증가가 일어난다.

본 발명자들은 사이징 프레스에 의한 폭 압하에 의해 발생되는 슬래브 선단 변형 메커니즘에 대해 상세하게 검토한 결과, 그 유리한 제어 방법을 착상했다. 사이징 프레스에 의한 폭 압하에서는 폭 압하 하중 P 는 금형 경사각 (θ) 에 의해 분해되어 도 3 에 나타내는 바와 같은 슬래브를 후퇴시키는 힘 (Psinθ) 을 일으킨다. 한편으로, 금형 (2K) 과 슬래브 (10) 의 접촉역에서는 마찰력 (μP; μ는 마찰 계수이다) 이 작용하여 그 수평 방향 분력 (μPcosθ) 이 슬래브 (10) 의 후퇴를 저지한다. 이들 두 힘에 의해, 슬래브 선단부에는 큰 전단력이 발생하고, 슬래브 (10) 의 후퇴와 함께 피쉬 테일부 (10FT) 를 형성한다. 또, 이 후방 분력 (Psinθ) 에 의한 전단력은 금형 경사 각도 (θ) 가 커짐에 따라 증가한다.

슬래브 선단 형상이 피쉬 테일로 되었을 경우, 슬래브 선단부에 있어서 슬래브 폭 중앙부 (10WC) 의 국소적인 판두께 증가가 유발된다. 도 4 에 슬래브 선단이 피쉬 테일 형상으로 된 후의 슬래브 폭 중앙부 (10WC) 의 두께 증가의 메커니즘과 두께 증가 후의 슬래브 폭 중앙부 (10WC) 의 길이 방향 판두께 분포의 외관을 나타낸다. 선단에 피쉬 테일부 (10FT) 가 형성되면 슬래브 선단에 재료가 없는 부분 (재료 없음부) 이 생겨 이 부분의 재료의 구속이 없어진다. 이로써, 피쉬 테일부 (10FT) 는 재료로부터의 반력을 받지 않아 소성 변형량이 작아지고, 한편으로 폭 압하에 의해 변형되는 재료의 체적은 일정하기 때문에 슬래브 선단부에 있어서 슬래브 폭 중앙부 (10WC) 에 변형이 집중되어 국부적인 두께 증가를 유발한다.

상기 서술한 메커니즘에 의하면, 선단 피쉬 테일과 판두께의 국소두께 증가의 억제에는 근본 원인인 후방 분력의 저감이 유효하다고 생각된다.

본 발명의 실시형태에 대해 도 1 을 이용하여 설명한다. 도 1 은 상기 (1) 에 기재된 본 발명에 관련된 열간 슬래브의 형상 조절 설비의 개요를 나타내는 측면도 (a) 및 평면도 (b) 이다. 판두께 방향 양측으로 대향 배치되는 수평 압연 롤 (1HR) 을 갖는 수평 압연기 (1) 와 판폭 방향 양측으로 대향 배치되는 1 쌍의 금형 (폭 프레스 금형; 2K) 을 갖는 폭 프레스기 (2) 를, 슬래브 반송 방향의 상류측으로부터 수평 압연기 (1), 폭 프레스기 (2) 의 순으로, 가열로 추출시의 슬래브 길이보다 짧은 배치 간격 (η) 으로 설치한다. 즉, 가열로 추출시의 슬래브 길이를 L0 로 나타내면 0＜η＜L0 이다. 또한, 바람직하게는 0＜η＜0.3×L0 이다.

이 설비를 이용하여 1 개의 열간 슬래브에 대해 수평 압연기 (1) 에 의한 판두께 압연과 폭 프레스기 (2) 에 의한 폭 압하를 동시에 실시하는 것이다. 그럼으로써, 폭 프레스기 (2) 의 금형 (2K) 에 의한 폭 압하중에 그 상류측의 수평 압연기 (1) 의 수평 압연 롤 (1HR) 에 의한 이송으로 슬래브에 상기 후방 분력 (Psinθ) 에 대항하는 압축력을 가할 수 있고 이로써 선단 형상을 제어하는 것이다. 이 방법에 의해, 슬래브 폭이나 폭 압하량에 의하지 않고 선단부의 피쉬 테일을 억제할 수 있다. 또한 피쉬 테일부로 인해 일어나는 슬래브 폭 중앙부의 국부적인 두께 증가도 억제한 큰 폭 압하가 가능해진다.

여기서, 수평 압연기 (1) 는 압연 슬립이 일어나지 않고 또한 그 수평 압연기 출측의 판에 압축력이 작용하도록 압연 속도 제어를 실시하는 것이 바람직하다.

판 압연에 있어서의 슬립 발생 조건은 롤 바이트 (roll bite) 내에 중립점 (neutral point in flat rolling) 이 존재하는지 여부로 판정할 수 있다. 수평 압연기에 의해 압축력을 부하하는 것을 상정한 압연 해석을 실시한 결과를 도 5 에 나타낸다. 해석 조건은 두께 260 ㎜, 온도 1000 ℃ 상당의 슬래브를 φ1000 ㎜ 의 롤에 의한 245 ㎜ 두께까지 수평 압하했다. 수평 압연기의 하류측으로부터 압입력을 부하함으로써 중립점이 롤 바이트 출구측으로 이동한다. 본 압연 조건에서는 약 11 ㎫ 이하의 압입력이면 슬립 발생이 없음을 알 수 있었다. 이 압입력 즉 압축력에 의해 슬래브 선단부의 형상을 제어했다.

실시예 1

실시예 1 로서 폭 1450 ㎜, 슬래브 두께 260 ㎜ 의 슬래브를 대상으로 하여, 2 번으로 나누어 325 ㎜ 씩의 폭 압하를 실시하고, 합계 폭 압하량 650 ㎜ 로 했을 경우에 대해 본 발명을 적용했다. 폭 압하는 금형 경사부로부터 개시하고, 1 패스째만 후방 분력에 대항하는 압축력 9 ㎫ 를 수평 압연기에 의해 부여했다. 도 6 에 폭 압하 후의 선단 평면 형상을 나타낸다. 통상적인 폭 압하 (압축력 0 ㎫) 에서는 거대한 피쉬 테일 형상이 된다. 그러나, 압축력을 가한 조건에서는 피쉬 테일 형상을 억제할 수 있어 크롭 로스를 76.2 % 삭감할 수 있었다. 또, 도 7 에 슬래브 선단의 판두께 프로필을 나타낸다. 압축력의 부여에 의해 선단부의 판두께 증가를 15 % 정도 막을 수 있었다. 또, 도 8 에는 슬래브 폭 중앙부 길이 방향의 판두께 분포를 나타낸다. 슬래브 최선단부의 국소적인 두께 증가가 억제되어 조압연의 패스수 저감 효과와 슬래브의 반송 불량 문제의 해결을 기대할 수 있다.

실시예 2

실시예 2 로서 폭 1650 ㎜, 슬래브 두께 260 ㎜ 의 슬래브를 대상으로 하여, 1 번의 폭 압하로 폭 압하량 250 ㎜ 로 한 경우에 대해 본 발명을 적용했다. 슬래브 폭에 대해 폭 압하량이 작은 조건에서는 두께 증가의 문제는 없지만, 피쉬 테일 변형이 현저해진다. 이러한 조건하의 압축력 부여에 의한 피쉬 테일 억제 효과를 나타낸다. 폭 압하는 금형 경사부로부터 개시하고, 후방 분력에 대항하는 압축력으로서 7 ㎫ 와 9 ㎫ 를 부여했다. 도 9 에 폭 압하 후의 선단 평면 형상을 나타낸다. 적절한 압축력의 부여에 의해 선단 평면 형상을 제어하여 크롭 로스를 92 % 삭감할 수 있음을 확인했다.

도 2 는 상기 (2) 에 기재된 본 발명에 관련된 열간 슬래브의 형상 조절 설비의 개요를 나타내는 측면도 (a) 및 평면도 (b) 이다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 관련된 형상 조절 설비는 가열로 (도시 생략) 로부터 추출된 열간 슬래브를 형상 조절하는 설비이다. 좌우 1 쌍의 금형으로 슬래브를 폭 압하하는 폭 프레스기 (2) 와 그 폭 프레스기 (2) 에 근접하여 그 폭 프레스기의 상류측인 입측과 하류측인 출측에 각각 배치된, 상하 1 쌍의 롤로 슬래브를 수평 압연하는 입측 압연기 (1) 와 출측 압연기 (3) 를 갖는다. 입측 압연기 (1) 와 출측 압연기 (3) 의 롤 축심간 거리는 폭 압하 후의 슬래브 길이 이내로 한다.

본 발명에 관련된 형상 조정 방법에서는 상기 형상 조절 설비를 이용하여 가열로로부터 추출된 열간 슬래브를 슬래브 전체 길이에 걸쳐 폭 프레스기 (2) 로 1 회 혹은 2 회 이상 폭 압하했다. 이 때, 슬래브 선미단의 폭 압하 사이에 입출측 압연기에서의 수평 압연에 의해 압축력·인장력을 부여하고, 또한 출측 압연기에서의 압연 개시 시에 입측 압연기에 의해 압축력을 가했다.

상기 압축력·인장력은 입출측의 압연기에 있어서의 압연 중립점이 롤 바이트내에 존재한다는 요건 (슬립이 생기지 않는 요건) 을 만족시키도록 부여하는 것이 중요하다. 이 요건을 만족하는 압축력의 범위는 압연 이론으로 계산할 수 있다. 예를 들어 도 10 은 입측 (a), 출측 (b) 의 각 압연기에서, 슬래브를 폭 프레스기에 압입할 수 있는 압축력을 산출한 결과를 나타내는 선도이다. 계산 조건은 초기 슬래브 사이즈 = 260 ㎜ 두께 × 1450 ㎜ 두께, 온도 = 1100 ℃, 롤 직경 = 1000 ㎜φ, 마찰 계수 = 0.3, 입측, 출측의 각 수평 압연기의 출측 두께 = 245 ㎜ 로 했다.

도 10 (a) 에서, 입측 압연기에서는 롤 바이트 출구측으로부터의 압입력 (압연기에서 폭 프레스기로의 압축력) 이 증가함에 따라 중립점이 롤 바이트 출구측으로 이행되지만, 11.0 ㎫ 이하의 압축력이면 슬립이 생기지 않는다. 도 10 (b) 에서, 출측 압연기에서는 롤 바이트 출구측으로부터의 압입력 (압연기에서 사이징 프레스기로의 압축력) 이 증가함에 따라 중립점이 롤 바이트 출구측으로 이행되지만, 17.2 ㎫ 이하의 압축력이면 슬립이 생기지 않는다.

실시예 3

도 2 에 나타낸 형태의 형상 조절 설비 (여기서는 입측 압연기와 출측 압연기의 롤 축심간 거리 ≤ 초기 슬래브 길이로 했다) 를 이용하여 초기 사이즈가 폭 1450 ㎜ 두께 260 ㎜ 인 슬래브에 폭 프레스기에 의해 전체 길이에 걸친 250 ㎜ 폭 압하를 1 회 행했다. 이 때, 선단부 폭 압하시에 입측 압연기에 의해 슬래브 진행 방향에 대해 7.7 ㎫ 의 압축력, 미단부 폭 압하시에 출측 압연기에 의해 슬래브 진행 방향에 대해 7.7 ㎫ 의 압축력을 가하는 경우 (본 발명예) 와 상기 압축력을 가하지 않는 경우 (비교예) 의 두 조건으로 폭 조절을 실시하고, 크롭 로스량을 비교했다. 그 결과, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 본 발명예 (○) 에서는 폭 조절 후의 슬래브 선미단 평면 형상을 비교예 (●) 에 비해 보다 직사각형에 가까운 형상으로 할 수 있었다. 그 결과, (a) 선단 크롭 중량이 대 비교예 비로 84.3% 감소 (계산식： (1 － 본 발명예 크롭 로스 중량 / 비교예 크롭 로스 중량) × 100 (%)) 하고, (b) 미단 크롭 중량이 대 비교예 비로 22.3% 감소 (계산식： (1 － 본 발명예 크롭 로스 중량 / 비교예 크롭 로스 중량) × 100 (%)) 했다.

실시예 4

실시예 3 에 사용한 것과 동일한 폭 조절 설비를 이용하여 초기 사이즈가 폭 1450 ㎜ 두께 260 ㎜ 인 슬래브에 폭 프레스기에 의해 전체 길이폭 압하를 2 회로 나누어 각 회 325 ㎜, 합계 650 ㎜ 의 폭 압하를 행했다. 이 때, 각 폭 압하회에 대해, 선단부 폭 압하시에 입측 압연기에 의해 슬래브 진행 방향에 대해 7.7 ㎫ 의 압축력, 미단부 폭 압하시에 출측 압연기에 의해 슬래브 진행 방향에 대해 7.7 ㎫ 의 압축력을 가하는 경우 (본 발명예) 와 상기 압축력을 가하지 않는 경우 (비교예) 의 두 조건으로 폭 조절을 실시하고, 크롭 로스량을 비교했다. 그 결과, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 본 발명예 (○) 에서는 폭 조절 후의 슬래브 선미단 평면 형상이 비교예 (●) 에 비해 더욱 직사각형에 가까운 형상으로 할 수 있었다. 그 결과, (a) 선단 크롭 중량이 대 비교예 비로 85.0 % 감소 (계산식： (1 － 본 발명예 크롭 로스 중량 / 비교예 크롭 로스 중량) × 100 (%)) 하고, (b) 미단 크롭 중량이 대 비교예 비로 80.5 % 감소 (계산식： (1－본 발명예 크롭 로스 중량 / 비교예 크롭 로스 중량) × 100 (%)) 했다.

실시예 5

실시예 3 에 사용한 것과 동일한 형상 조절 설비를 이용하여 초기 슬래브 사이즈가 폭 900 ㎜ 두께 260 ㎜ 인 슬래브에 폭 프레스기에 의해 전체 길이에 걸친 350 ㎜ 폭 압하를 1 회 행했다. 이어서 출측 압연기로 수평 압연할 때에, 그 수평 압연의 개시시 (선단 물림시) 에, 입측 압연기에 의해 슬래브 진행 방향에 대해 여러 상이한 압축력 (압입 압력) 을 가하는 경우 (본 발명예) 와 가하지 않는 경우 (비교예) 의 여러 가지 조건으로 폭 조절을 실시했다. 출측 압연기의 출측 슬래브 두께 (출측 압연기 출측 두께라고 약칭한다), 압하율, 물림 각도 (상세하게는 물림 각도의 상한), 압연 하중을 조사하고, 그 결과를 표 1 에 나타낸다.

폭 압하 후 (출측 압연기 입측) 의 슬래브는 슬래브 선단부의 폭 중앙부에서 최대 400 ㎜ 까지 두께가 증가했다. 표 1 에서, 압입 압력을 가하지 않은 비교예에서는 출측 압연기 출측 두께가 초기 슬래브 두께 260 ㎜ 보다 컸다. 또한 압하율, 물림 각도, 압연 하중이 모두 낮은 레벨이며, 다음 공정의 조압연에 있어서의 패스수 삭감 (이에 따른 생산성 향상) 은 바랄 수 없었다. 이에 비해, 압입 압력을 가한 본 발명예에서는 압입 압력을 늘려 가면, 출측 압연기 출측 두께가 크게 저감되어 압하율, 물림 각도, 압연 하중이 모두 증대되었다. 압입 압력 10 ㎫ 에서는 비교예에 비해, 출측 압연기 출측 두께를 1/3 이하로 저감시킬 수 있어 물림 각도를 2 배 이상으로 증대시킬 수 있고, 다음 공정의 조압연에서의 패스수 삭감, 이에 따른 생산성 향상으로 이어졌다.

또한, 압연 하중은 비교예에 비해 최대 3 배 정도로 증대되었지만, 장치 능력의 범위내이므로 문제가 되지는 않았다.

1 : 입측 수평 압연기
1HR: 입측 수평 압연 롤
2 : 폭 프레스기
2K : 금형 (폭 프레스 금형)
3 : 출측 압연기
3HR : 출측 수평 압연 롤
10 : 슬래브 (열간 슬래브)
10WC : 슬래브 폭 중앙부
10FT : 피쉬 테일부
η : 수평 압연기와 폭 프레스기의 배치 간격
P : 폭 압하 하중
θ : 금형 경사각
μ : 마찰 계수

Claims (5)

1. 가열로로부터 추출된 열간 슬래브인 판의, 판두께 방향 양측으로 대향 배치되는 수평 압연 롤을 갖는 수평 압연기와, 판폭 방향 양측으로 대향 배치되는 1 쌍의 폭 프레스 금형을 갖는 폭 프레스기를, 슬래브 반송 방향의 상류측으로부터 상기 수평 압연기인 입측 수평 압연기, 상기 폭 프레스기의 순으로, 가열로 추출시의 슬래브 길이보다 짧은 배치 간격으로 설치하여 이루어지는, 열간 슬래브의 형상 조절 설비를 사용한 열간 슬래브의 형상 조절 방법으로서, 1 개의 열간 슬래브에 대해 상기 수평 압연기에 의한 판두께 압연과 상기 폭 프레스기에 의한 폭 압하를 동시에 실시하고, 상기 폭 프레스기에 의한 폭 압하 중에 압연 슬립이 일어나지 않고 또한 상기 수평 압연기 출측의 판에 압축력이 작용하도록 상기 수평 압연기의 압연 속도 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 열간 슬래브의 형상 조절 방법.
2. 가열로로부터 추출된 열간 슬래브인 판의, 판두께 방향 양측으로 대향 배치되는 수평 압연 롤을 갖는 수평 압연기 2 기 (機) 와, 판폭 방향 양측으로 대향 배치되는 한 쌍의 폭 프레스 금형을 갖는 폭 프레스기를, 슬래브 반송 방향의 상류측으로부터 상기 수평 압연기인 입측 수평 압연기, 상기 폭 프레스기, 상기 수평 압연기인 출측 수평 압연기의 순으로, 가열로 추출시의 슬래브 길이보다 짧은 배치 간격으로 설치하여 이루어지는 열간 슬래브의 형상 조절 설비를 사용하는 형상 조절 방법으로서, 가열로로부터 추출된 열간 슬래브를 슬래브 전체 길이에 걸쳐 폭 프레스기로 1 회 혹은 2 회 이상 폭 압하함에 있어서, 슬래브 선미단의 폭 압하의 사이에 입출측 수평 압연기에서의 수평 압연에 의해 압축력·인장력을 부여하고, 또한 출측 수평 압연기에서의 압연 개시 시에 입측 수평 압연기에 의해 압축력을 가하는 것을 특징으로 하는 열간 슬래브의 형상 조절 방법.
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