KR101726046B1 - 연주압연장치 및 연주압연방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치는 주편을 생산하는 연주기, 상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기를 구비하여, 상기 주편을 압하하는 압연기, 상기 조압연기 입측 또는 상기 사상압연기 입측 중 적어도 한곳에 위치하는 절단기 및 상기 절단기와 전기적으로 연결되어 상기 절단기의 구동을 조정하며, 상기 연주기와 압연기에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 절단기에 의해 상기 주편을 절단하는 불연속압연모드의 전환 여부를 판단하여, 상기 연속압연모드 또는 불연속압연모드를 선택하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00025

여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.

Description

연주압연장치 및 연주압연방법{Continuous casting and rolling apparatus and method}
본 발명은 연주압연장치 및 연주압연방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속압연모드와 불연속압연모드의 전환을 선택하는 발명에 관한 것이다.
연주기에서 응고된 주편의 고온을 이용하여 압연기에서 압연을 수행하는 공정은 설비비와 운영비가 기존 공정대비 저렴하기 때문에, 현재 널리 사용되고 있다.
또한, 이렇게 연속 주조와 압연을 연속적으로 이용하면서도, 상기 연속 주조와는 별도로 압연을 실시할 수 있는 불연속적인 공정도 실시할 수 있는데, 이는 한국 공개특허번호 1990-7001437에 자세히 나와 있다.
즉, 연속주조공정과 압연공정을 연속적으로 실시하는 연속압연모드와 상기 연속주조공정과 상기 압연공정을 불연속적으로 실시하는 불연속압연모드로 각각 실시될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 연속압연모드는 연주기와 압연기 사이의 주편이 연속되어 제공되기 때문에 압연기에서의 압연 과정이 연주기에서의 주편 생산속도 등에 종속되나, 불연속압연모드는 연주기와 압연기 사이에서 주편이 연속되어 제공되는 것은 아니므로 압연기에서의 압연 과정이 연주기와 종속되는 정도가 연속압연모드보다는 완화된다.
이와 같이, 연속압연모드와 불연속압연모드는 공정 상태가 상이할 수 있는데, 종래에는 이러한 연속압연모드와 불연속압연모드의 선택이 임의적이었으며, 명확한 기준에 의해 선택되는 것은 아니었다.
즉, 종래에는 연속압연모드 또는 불연속압연모드의 가능 여부를 실제 조업을 통해 확인하는 시행착오를 거치게 되었다. 다시 말해, 연속압연모드로 공정을 실행 후 배출되는 압연강판의 상태를 확인하는 방식으로 진행되었던 것이다.
그러나, 시행 착오에 의한 모드의 선택은 모드 선택 전의 불필요한 하자 제품을 생산하는 낭비점이 있었고, 임의로 주편의 상태를 고려하지 않고 연속압연모드 또는 불연속압연모드를 선택하게 되면, 필요로 하는 압연강판의 품질이 확보되지 않는 문제가 발생할 수 있었다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 연주압연장치 및 연주압연방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 연속압연모드와 불연속압연모드의 전환을 선택하여 품질이 확보된 압연강판 제품을 생산할 수 있는 연주압연장치 및 연주압연방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치는 주편을 생산하는 연주기, 상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기를 구비하여, 상기 주편을 압하하는 압연기, 상기 조압연기 입측 또는 상기 사상압연기 입측 중 적어도 한곳에 위치하는 절단기 및 상기 절단기와 전기적으로 연결되어 상기 절단기의 구동을 조정하며, 상기 연주기와 압연기에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 절단기에 의해 상기 주편을 절단하는 불연속압연모드의 전환 여부를 판단하여, 상기 연속압연모드 또는 불연속압연모드를 선택하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00001
여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치의 상기 조압연기 및 사상압연기 중 적어도 하나의 입측에 위치하는 가열기를 더 포함하며, 상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00002
여기서, W는 연주기 출측에서의 주편 폭(mm), EH는 주편이 받는 열량(MW)이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치의 상기 조압연기 입측에 위치하는 제1스케일제거기와 상기 사상압연기의 입측에 위치하는 제2스케일제거기를 구비하는 스케일제거기를 더 포함하며, 상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00003
여기서, PR은 제1스케일제거기에 투입되는 압력(bar), PF는 제2스케일제거기에 투입되는 압력(bar)이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 연주기에서 주편을 생산하는 주조단계, 상기 주편을 압연기로 압하하는 압연단계 및 상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계를 포함하며, 상기 모드선택단계는 상기 압연기의 출측에서의 온도가 상기 주편이 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 이상인 경우에 연속압연모드로 수행되고, 상기 압연기의 출측에서의 온도가 상기 주편이 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 미만인 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 연주기에서 주편을 생산하는 주조단계, 상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기로 상기 주편을 압하하는 압연단계 및 상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계를 포함하며, 상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00004
여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 연주기에서 주편을 생산하는 주조단계, 상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기로 상기 주편을 압하하는 압연단계, 상기 조압연기 및 사상압연기 중 적어도 하나의 입측에 위치하는 가열기로 상기 주편을 가열하는 가열단계, 상기 조압연기 입측에 위치하는 제1스케일제거기와 상기 사상압연기의 입측에 위치하는 제2스케일제거기에 의해서 상기 주편 표면의 스케일을 제거하는 스케일 제거단계 및 상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계를 포함하며, 상기 모드선택단계는, 연주기 출측에서의 주편 두께, 연주기 출측에서의 주편 폭, 연주기 출측에서의 주편 속도, 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이, 주편이 받는 열량, 연주기 출측에서의 주편의 평균온도, 조압연기의 스탠드 수, 사상압연기의 스탠드 수, 제1스케일제거기에 투입되는 압력, 제2스케일제거기에 투입되는 압력 및 사상압연기 출측에서의 주편 두께를 기준으로 연속압연모드와 불연속압연모드를 선택하여 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법의 상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00005
여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), W는 연주기 출측에서의 주편 폭(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), EH는 주편이 받는 열량(MW), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, PR은 제1스케일제거기에 투입되는 압력(bar), PF는 제2스케일제거기에 투입되는 압력(bar), t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 상기 조압연기의 스탠드 수(NR)는 0 ~ 3개이고, 상기 사상압연기의 스탠드 수(NF)는 5 ~ 7개이며, 상기 제1스케일제거기에 투입되는 압력(PR)은 0 ~ 200bar이고, 상기 제2스케일제거기에 투입되는 압력(PF)은 200 ~ 300bar이며, 상기 사상압연기 출측에서의 주편의 두께(t)는 1.0 ~ 3.0mm인 경우에, 상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00006
여기서, A는 0.3553 ~ 0.4247이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 상기 주편이 받는 열량(EH)이 10 ~ 25MW인 경우에, 상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00007
여기서, A는 0.3553 ~ 0.4247이며, B는 39020 ~ 97550이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 상기 연주기의 출측에서의 평균온도(T)는 1000 ~ 1250℃이며, 상기 조압연기의 스탠드 수(NR)는 3개, 상기 사상압연기의 스탠드 수(NF)는 5개이고, 상기 제1스케일제거기에 투입되는 압력(PR)은 200bar, 상기 제2스케일제거기에 투입되는 압력(PF)은 300bar이며, 상기 사상압연기 출측에서의 주편의 두께(t)는 1.5mm인 경우에, 상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112015054021215-pat00008
여기서, C는 0.0315 ~ 0.1404이다.
본 발명의 연주압연장치 및 연주압연방법은 연속압연모드와 불연속압연모드의 전환을 선택한 경우의 압연강판 제품의 품질을 확보할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
더하여, 연속압연모드와 불연속압연모드의 선택을 위한 불필요한 선행 시행 착오의 공정이 불필요하여, 시행 착오 공정에 의한 주편의 낭비를 줄일 수 있는 이점도 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 연주압연장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 연주압연방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 또 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 연주압연장치 및 연주압연방법은 연속압연모드와 불연속압연모드의 전환을 선택하는 발명에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 연주압연장치 및 연주압연방법은 연속압연모드와 불연속압연모드의 전환을 선택한 경우의 압연강판 제품의 품질을 확보할 수 있는 발명인 것이다.
더하여, 연속압연모드와 불연속압연모드의 선택을 위한 불필요한 선행 시행 착오의 공정이 불필요하여, 시행 착오 공정에 의한 주편의 낭비를 줄일 수 있는 이점도 가질 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치는 주편을 생산하는 연주기(10), 상기 연주기(10) 출측에 위치하는 조압연기(21)와 상기 조압연기(21) 출측에 위치하는 사상압연기(22)를 구비하여, 상기 주편을 압하하는 압연기(20), 상기 조압연기(21) 입측 또는 상기 사상압연기(22) 입측 중 적어도 한곳에 위치하는 절단기(30) 및 상기 절단기(30)와 전기적으로 연결되어 상기 절단기(30)의 구동을 조정하며, 상기 연주기(10)와 압연기(20)에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 절단기(30)에 의해 상기 주편을 절단하는 불연속압연모드의 전환 여부를 판단하여, 상기 연속압연모드 또는 불연속압연모드를 선택하는 제어기(60)를 포함하며, 상기 제어기(60)가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수학식1을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식1 ]
Figure 112015054021215-pat00009
여기서, H는 연주기(10) 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기(10) 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기(10) 출측에서 사상압연기(22) 출측까지의 길이(m), T는 연주기(10) 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기(21)의 스탠드 수, NF는 사상압연기(22)의 스탠드 수, t는 사상압연기(22) 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
이와 같이, 상기 수학식1을 만족하는 것은, 상기 사상압연기(22)의 출측에서의 온도가 주편 또는 최종 압연강판이 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 이상으로 제공될 수 있어, 생산된 압연강판의 품질을 확보할 수 있기 때문이다. 이하의 수학식들도 동일한 이유로 제시되었다.
상기 연주기(10)는 주조 공정을 통하여 용강으로부터 주편을 생산하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 연주기(10)는 턴디쉬에서 주형으로 용강을 공급하며, 공급된 용강은 열량을 빼앗기면서 주편을 형성하게 되고, 상기 주편은 세그먼트롤(Segment Roll)과 핀치롤(Pinch Roll)에 의해서 가이드 되며 이동되어 후술할 압연기(20)로 공급될 수 있다.
다만, 이러한 연주기(10)는 상기 용강의 응고 속도에 의존하여 주편을 생산하기 때문에, 생산 속도를 조절하는 것이 곤란하다. 그렇기 때문에, 상기 연주기(10)에서 생산된 주편을 연속적으로 전달받아 후술할 압연기(20)로 압하하여 제품을 생산하는 것은 속도의 제약이 있게 된다.
그러나, 상기 연주기(10)에서 배출된 주편은 평균 온도가 높기 때문에, 압연기(20)에서 압연작업시에 필요로 하는 온도를 어느 정도 확보할 수 있는 이점이 있다.
상기 압연기(20)는 상기 연주기(10)에서 생산된 주편을 전달받아 압하하여 압연강판을 생산하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 압연기(20)는 압연롤 쌍 사이로 상기 주편을 통과시키면서 압하할 수 있으며, 이러한 압연롤 쌍이 제공되는 압연스탠드가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 압연기(20)는 상기 연주기(10)에서 제공되는 주편을 최종 두께로 압하한 최종 압연강판 제품으로 생산하기 전에 중간 두께로 압연을 실시하는 조압연기(21)와, 상기 조압연기(21)에서 중간 두께로 압하한 주편을 다시 최종 두께의 압연강판으로 생산하는 사상압연기(22)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 조압연기(21)는 상기 연주기(10)의 출측에 위치하여, 상기 연주기(10)가 생산한 주편을 전달받아 압연 작업을 수행하게 되고, 상기 사상압연기(22)는 상기 조압연기(21)의 출측에 위치하여, 상기 조압연기(21)에서 압연 작업을 실시한 주편을 전달받아 압하를 실시하여 최종 압연강판 제품으로 생산하기 위한 압연 작업을 수행하게 된다.
특히, 상기 조압연기(21)와 사상압연기(22)에 제공되는 압연스탠드의 수는 생산되는 압연강판 소재의 재질 등의 특성에 따라서 조절될 수 있으며, 전체 설비에서 상기 조압연기(21) 또는 사상압연기(22)가 확보하고 있는 압연스탠드의 수가 상기 조압연기(21) 또는 사상압연기(22)가 제공하는 압연스탠드의 개수는 아니며, 확보된 압연스탠드의 개수에서 실제로 구동에 사용된 개수가 상기 조압연기(21) 또는 사상압연기(22)가 제공하는 압연스탠드의 개수가 된다.
상기 절단기(30)는 불연속압연모드로 실시하기 위해서, 연주압연장치의 중간 부분에서 상기 주편을 절단하기 위해서 제공될 수 있다.
즉, 상기 절단기(30)는 상기 조압연기(21)의 입측 또는 상기 사상압연기(22)의 입측에 위치할 수 있으며, 더욱 상세하게는 상기 조압연기(21)와 상기 연주기(10) 사이 및 상기 사상압연기(22)와 조압연기(21) 사이의 위치 중에 적어도 하나의 위치에 제공할 수 있는 것이다.
더하여, 상기 절단기(30)는 상기 주편이 압하되어 완성된 최종 압연강판 제품을 배출하기 위해서, 상기 사상압연기(22) 출측에 추가적으로 제공될 수도 있다.
특히, 상기 절단기(30)는 후술할 제어기(60)와 전기적으로 연결됨으로써, 상기 주편의 절단 여부를 수행하게 되는데, 이는 상기 제어기(60)에서 연속압연모드 또는 불연속압연모드를 선택하여 수행하기 위해서이다.
즉, 상기 제어기(60)에서 상기 절단기(30)의 작업을 지시하여 상기 주편의 절단을 실시하게 되면 불연속압연모드로 수행되는 것이고, 상기 제어기(60)가 상기 절단기(30)의 동작을 지시하지 않으면 상기 주편은 상기 연주기(10)에서 상기 압연기(20)까지 연속체로 제공되어 연속압연모드를 수행하게 되는 것이다.
여기서, 상기 제어기(60)가 상기 절단기(30)를 구동시키지 않아 연속압연모드가 선택되어 수행되는 경우에는 상기 수학식1을 만족하여야 한다.
즉, 상기 수학식1을 만족하지 못하는 경우에 연속압연모드로 수행되는 경우에는 최종 생산된 압연강판 제품은 하자가 있는 제품으로 생산되어 사용되지 못하고 폐기된다.
그밖에, 본원의 연주압연장치는 가열기(40), 스케일제거기(50) 등을 더 구비하여 연주압연 공정을 실시할 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치의 상기 조압연기(21) 및 사상압연기(22) 중 적어도 하나의 입측에 위치하는 가열기(40)를 더 포함하며, 상기 제어기(60)가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수학식2를 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식2 ]
Figure 112015054021215-pat00010
여기서, W는 연주기(10) 출측에서의 주편 폭(mm), EH는 주편이 받는 열량(MW)이다.
그리고, 상기 가열기(40)에 대하여 더 설명을 하면, 상기 가열기(40)는 상기 연주기(10)에서 전달된 주편이 포함하고 있는 열에 의한 온도가 상기 압연기(20)로 압연을 수행하기에 부족한 경우에 가열을 실시하여 압연에 필요한 온도로 상승시켜 압연을 실시하기 위해 제시된 것이다.
이를 위해, 상기 가열기(40)는 가열로에 버너가 구비된 형태로 제시될 수도 있으나, 가열 온도의 제어를 용이하게 하기 위해서 유도코일에 의해 가열하는 유도가열의 형태로 제시되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가열기(40)는 상기 조압연기(21) 또는 상기 사상압연기(22)의 입측에 제시되는 것이 바람직하며, 구체적으로는 상기 절단기(30)와 조압연기(21) 사이 위치 및 상기 조압연기(21)와 사상압연기(22) 사이 위치 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.
특히, 이러한 가열기(40)를 포함하는 연주압연장치가 연속압연모드로 수행되는 경우에 상기 수학식2를 만족해야하며, 이는 최종 생산된 압연강판 제품은 하자가 있는 제품으로 생산되어 사용되지 못하고 폐기되는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연주압연장치의 상기 조압연기(21) 입측에 위치하는 제1스케일제거기(51)와 상기 사상압연기(22)의 입측에 위치하는 제2스케일제거기(52)를 구비하는 스케일제거기(50)를 더 포함하며, 상기 제어기(60)가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수학식3을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식3 ]
Figure 112015054021215-pat00011
여기서, PR은 제1스케일제거기(51)에 투입되는 압력(bar), PF는 제2스케일제거기(52)에 투입되는 압력(bar)이다.
그리고, 상기 스케일제거기(50)에 대하여 더 설명을 하면, 상기 스케일제거기(50)는 상기 주편의 표면상의 이물질을 제거하기 위한 역할을 하며, 이를 위해 상기 스케일제거기(50)는 상기 조압연기(21) 또는 사상압연기(22)로 상기 주편이 진입하기 전에 스케일제거를 수행하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 스케일제거기(50)는 상기 조압연기(21) 입측에 제1스케일제거기(51), 상기 사상압연기(22) 입측에 제2스케일제거기(52)를 제공할 수 있는 것이다.
특히, 이러한 가열기(40)를 포함하는 연주압연장치가 연속압연모드로 수행되는 경우에 상기 수학식3을 만족해야하며, 이는 최종 생산된 압연강판 제품은 하자가 있는 제품으로 생산되어 사용되지 못하고 폐기되는 것을 방지하기 위한 것이다.
일례로, H는 80mm, W는 1000mm, V는 6.5m/min, L은 100m, EH는 10MW, T는 1200℃, NR은 3개, NF는 5개, PR은 200bar, PF는 300bar, t는 1.5mm인 경우에, 상기 수학식3은 "520000 > 495395"로써 만족하여, 상기 조건에서는 연속압연모드로 수행되어도 필요로 하는 압연강판의 품질을 확보할 수 있게 된다.
이후에서는, 본 발명의 일 실시예인 연주압연장치 이외에, 다른 실시예인 연주압연방법에 대하여 설명한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 연주기(10)에서 주편을 생산하는 주조단계, 상기 주편을 압연기(20)로 압하하는 압연단계 및 상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계를 포함하며, 상기 모드선택단계는 상기 압연기(20)의 출측에서의 온도가 상기 주편이 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 이상인 경우에 연속압연모드로 수행되고, 상기 압연기(20)의 출측에서의 온도가 상기 주편이 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 미만인 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 연속주조단계는 상기 연주기(10)에 의해서 주편을 생산하는 단계로써, 연속 주조에 의해서 용강을 전달받아 주편을 제공하게 된다. 이때, 상기 연속주조단계의 초기에 생성되는 주편은 압연기(20)로 제공되어 압연단계를 수행하게 된다.
상기 압연단계는 상기 연속주조단계에서 생산된 주편을 전달받아 압하하여 압연강판의 제품을 생산하는 단계이다.
여기서, 상기 압연단계는 상기 조압연기(21)와 사상압연기(22)에 의해서 조압연단계, 사상압연단계로 구분되어 수행될 수도 있다. 즉, 상기 연주기(10) 출측에 제공되는 조압연기(21)에서 최종 압연강판 두께의 중간 단계로써 중간 두께로 압연을 실시하는 조압연단계와, 상기 조압연기(21) 출측에 제공되는 사상압연기(22)에서 최종 압연강판의 두께로 압연을 실시하는 사상압연단계로 구분될 수 있는 것이다.
상기 모드선택단계는 상기 연속압연모드와 불연속압연모드를 선택하는 단계로썬, 이와 같은 모드선택단계는 압연기(20) 출측의 주편 온도에 따라서 판단되어 수행되게 된다.
즉, 상기 압연기(20) 중에서 사상압연기(22)의 출측으로 배출되는 주편의 온도가 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 이상인 경우에는 연속압연모드로 수행하고, 상기 사상압연기(22)의 출측으로 배출되는 주편의 온도가 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도 미만인 경우에는 불연속압연모드로 수행하는 것이다.
그리고, 상기 연속압연모드나 불연속압연모드를 구분하는 것은 압연단계를 절단된 주편으로 수행하는지 여부로 정의되는 것인바, 상기 모드선택단계의 수행은 적어도 상기 압연단계 전에 수행되어야 한다.
더 자세하게는 상기 모드선택단계는 상기 조압연단계 또는 사상압연단계 전에 수행되는 것이 바람직한 것이다.
따라서, 상기 모드선택단계는 압연단계 전에서 수행되면 되기 때문에, 상기 연속주조단계 전에 수행되어도 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 연주기(10)에서 주편을 생산하는 주조단계, 상기 연주기(10) 출측에 위치하는 조압연기(21)와 상기 조압연기(21) 출측에 위치하는 사상압연기(22)로 상기 주편을 압하하는 압연단계 및 상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계를 포함하며, 상기 모드선택단계는, 아래의 수학식4를 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식4 ]
Figure 112015054021215-pat00012
여기서, H는 연주기(10) 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기(10) 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기(10) 출측에서 사상압연기(22) 출측까지의 길이(m), T는 연주기(10) 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기(21)의 스탠드 수, NF는 사상압연기(22)의 스탠드 수, t는 사상압연기(22) 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
즉, 상기 모드선택단계는 상기 수학식4를 기준으로 연속압연모드와 불연속압연모드를 선택하여 수행할 수도 있다.
그리고, 상기 수학식4는 후술할 가열단계, 스케일제거단계를 포함하지 않는 경우에만 만족하는 조건으로써, 가열단계, 스케일제거단계를 포함하는 경우에는 후술할 수학식5에 의해서 판단되어야 한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 연주기(10)에서 주편을 생산하는 주조단계, 상기 연주기(10) 출측에 위치하는 조압연기(21)와 상기 조압연기(21) 출측에 위치하는 사상압연기(22)로 상기 주편을 압하하는 압연단계, 상기 조압연기(21) 및 사상압연기(22) 중 적어도 하나의 입측에 위치하는 가열기(40)로 상기 주편을 가열하는 가열단계, 상기 조압연기(21) 입측에 위치하는 제1스케일제거기(51)와 상기 사상압연기(22)의 입측에 위치하는 제2스케일제거기(52)에 의해서 상기 주편 표면의 스케일을 제거하는 스케일 제거단계 및 상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계를 포함하며, 상기 모드선택단계는, 연주기(10) 출측에서의 주편 두께, 연주기(10) 출측에서의 주편 폭, 연주기(10) 출측에서의 주편 속도, 연주기(10) 출측에서 사상압연기(22) 출측까지의 길이, 주편이 받는 열량, 연주기(10) 출측에서의 주편의 평균온도, 조압연기(21)의 스탠드 수, 사상압연기(22)의 스탠드 수, 제1스케일제거기(51)에 투입되는 압력, 제2스케일제거기(52)에 투입되는 압력 및 사상압연기(22) 출측에서의 주편 두께를 기준으로 연속압연모드와 불연속압연모드를 선택하여 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가열단계는 상기 주편의 온도가 상기 압연단계를 수행하기 위한 온도에 미치지 못할 경우에, 상기 주편을 가열하는 단계이다.
여기서, 상기 가열단계는 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 실시될 수 있다. 다시 말해, 상기 압연단계 중에 조압연단계 전 또는 조압연단계와 사상압연단계 사이에 수행될 수 있는 것이다.
이를 위해, 전술한 가열기(40)가 상기 조압연기(21) 입측 또는 상기 사상압연기(22) 입측에 구비되어 상기 주편에 대하여 가열을 수행하게 된다.
그리고, 상기 스케일제거단계는 상기 주편의 표면상의 이물질을 제거하는 단계로써, 전술한 스케일제거기(50)에 의해서 수행될 수 있으며, 구체적으로 상기 조압연기(21) 입측의 제1스케일제거기(51) 또는 상기 사상압연기(22) 입측의 제2스케일제거기(52)에 의해서 수행될 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법의 상기 모드선택단계는, 아래의 수학식5를 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식5 ]
Figure 112015054021215-pat00013
여기서, H는 연주기(10) 출측에서의 주편 두께(mm), W는 연주기(10) 출측에서의 주편 폭(mm), V는 연주기(10) 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기(10) 출측에서 사상압연기(22) 출측까지의 길이(m), EH는 주편이 받는 열량(MW), T는 연주기(10) 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기(21)의 스탠드 수, NF는 사상압연기(22)의 스탠드 수, PR은 제1스케일제거기(51)에 투입되는 압력(bar), PF는 제2스케일제거기(52)에 투입되는 압력(bar), t는 사상압연기(22) 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
상기 수학식5에서는 전체 구간에서의 공냉(air cooling)에 의한 영향, 가열기(40)에서의 가열의 영향, 조압연기(21)와 사상압연기(22)에서의 압하시의 영향, 제1스케일제거기(51), 제2스케일제거기(52)에서의 스케일 제거 과정에 의한 영향을 고려할 수 있게 된다.
첫번째로, 전체 구간에서의 공냉의 영향은, 일반적으로 뜨거운 주편이 공기 중에 노출되서 주편과 외부 공기의 온도차이에 의한 열전달로 인해서 발생한다. 이때, 소재 내부에서는 전도(conduction)에 의해 열이 전파되며 외부 공기로는 대류(convection) 및 복사(radiation)에 의해 열이 전달된다. 이를 고려한 변수는 V, L이 대표적이다.
두번째로, 가열기(40)에서의 가열의 영향은 상기 가열기(40)에서 상기 주편에 투입한 열량에 의해서 가열됨에 의한 영향으로, 이를 고려한 변수는 EH가 대표적이다.
세번째로, 조압연기(21)와 사상압연기(22)에서의 압하시의 영향은, 주편을 압하시에 발생하는 변형에너지, 마찰에너지, 손실에너지을 고려하게 되며, 일반적으로 변형 및 마찰에너지로 발생하는 온도 상승효과보다 주편에서 압연롤로 손실되는 에너지량이 많아 결과적으로 온도가 하락하게 된다. 이를 고려한 변수는 NR , NF이 대표적이다.
네번째로, 제1스케일제거기(51), 제2스케일제거기(52)에서의 스케일 제거 과정에 의한 영향은 스케일제거기(50)가 가하는 압력에 의해서 냉각되는 현상에 의한 것으로, 일반적으로 스케일제거기(50)에서 공급하는 압력이 증가하면 스케일 제거의 능력은 향상되나, 주편이 잃는 에너지량이 많아지게 되어 주편의 온도가 하락하는 영향이다. 이를 고려한 변수는 PR, PF가 대표적이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 상기 조압연기(21)의 스탠드 수(NR)는 0 ~ 3개이고, 상기 사상압연기(22)의 스탠드 수(NF)는 5 ~ 7개이며, 상기 제1스케일제거기(51)에 투입되는 압력(PR)은 0 ~ 200bar이고, 상기 제2스케일제거기(52)에 투입되는 압력(PF)은 200 ~ 300bar이며, 상기 사상압연기(22) 출측에서의 주편의 두께(t)는 1.0 ~ 3.0mm인 경우에, 상기 모드선택단계는, 아래의 수학식6을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식6 ]
Figure 112015054021215-pat00014
여기서, A는 0.3553 ~ 0.4247이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 상기 주편이 받는 열량(EH)이 10 ~ 25MW인 경우에, 상기 모드선택단계는, 아래의 수학식7을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식7 ]
Figure 112015054021215-pat00015
여기서, A는 0.3553 ~ 0.4247이며, B는 39020 ~ 97550이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주압연방법은 상기 연주기(10)의 출측에서의 평균온도(T)는 1000 ~ 1250℃이며, 상기 조압연기(21)의 스탠드 수(NR)는 3개, 상기 사상압연기(22)의 스탠드 수(NF)는 5개이고, 상기 제1스케일제거기(51)에 투입되는 압력(PR)은 200bar, 상기 제2스케일제거기(52)에 투입되는 압력(PF)은 300bar이며, 상기 사상압연기(22) 출측에서의 주편의 두께(t)는 1.5mm인 경우에, 상기 모드선택단계는, 아래의 수학식8을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
[ 수학식8 ]
Figure 112015054021215-pat00016
여기서, C는 0.0315 ~ 0.1404이다.
다시 말해, 상기 수학식6 내지 수학식8은 상기 수학식5의 변수들 중에서 비중요 변수에 대하여 일반적으로 사용되는 수치를 대입하여 정리한 수학식들로써, 상기 모드선택단계를 일반적인 환경에서 좀 더 간결하게 판단할 수 있게 제시된 것이다.
10: 연주기 20: 압연기
21: 조압연기 22: 사상압연기
30: 절단기 40: 가열기
50: 스케일제거기 51: 제1스케일제거기
52: 제2스케일제거기 60: 제어기

Claims (10)

  1. 주편을 생산하는 연주기;
    상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기를 구비하여, 상기 주편을 압하하는 압연기;
    상기 조압연기 입측 및 상기 사상압연기 입측 중 적어도 한곳에 위치하는 절단기; 및
    상기 절단기와 전기적으로 연결되어 상기 절단기의 구동을 조정하며, 상기 연주기와 압연기에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 절단기에 의해 상기 주편을 절단하는 불연속압연모드의 전환 여부를 판단하여, 상기 연속압연모드 또는 불연속압연모드를 선택하는 제어기;
    를 포함하며,
    압연품질 하자에 의한 압연강판 제품의 폐기를 방지하도록, 상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족함에 의해서 상기 사상압연기 출측에서의 압연강판 온도가 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도로 한정됨을 예측할 수 있는 것을 특징으로 하는 연주압연장치.
    Figure 112016112872147-pat00017

    여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조압연기 및 사상압연기 중 적어도 하나의 입측에 위치하는 가열기;
    를 더 포함하며,
    상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 연주압연장치.
    Figure 112015054021215-pat00018

    여기서, W는 연주기 출측에서의 주편 폭(mm), EH는 주편이 받는 열량(MW)이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조압연기 입측에 위치하는 제1스케일제거기와 상기 사상압연기의 입측에 위치하는 제2스케일제거기를 구비하는 스케일제거기;
    를 더 포함하며,
    상기 제어기가 연속압연모드를 선택하는 경우에 아래의 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 연주압연장치.
    Figure 112015054021215-pat00019

    여기서, PR은 제1스케일제거기에 투입되는 압력(bar), PF는 제2스케일제거기에 투입되는 압력(bar)이다.
  4. 삭제
  5. 연주기에서 주편을 생산하는 주조단계;
    상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기로 상기 주편을 압하하는 압연단계; 및
    상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계;
    를 포함하며,
    상기 모드선택단계는, 압연품질 하자에 의한 압연강판 제품의 폐기를 방지하도록, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 상기 사상압연기 출측에서의 압연강판 온도가 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도로 한정됨을 예측할 수 있어 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연주압연방법.
    Figure 112016112872147-pat00020

    여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
  6. 삭제
  7. 연주기에서 주편을 생산하는 주조단계;
    상기 연주기 출측에 위치하는 조압연기와 상기 조압연기 출측에 위치하는 사상압연기로 상기 주편을 압하하는 압연단계;
    상기 조압연기 및 사상압연기 중 적어도 하나의 입측에 위치하는 가열기로 상기 주편을 가열하는 가열단계;
    상기 조압연기 입측에 위치하는 제1스케일제거기와 상기 사상압연기의 입측에 위치하는 제2스케일제거기에 의해서 상기 주편 표면의 스케일을 제거하는 스케일 제거단계; 및
    상기 주조단계와 압연단계에서 상기 주편이 연속체로 제공되는 연속압연모드와, 상기 주편이 상기 압연단계 전 또는 압연단계 중에 절단되는 불연속압연모드의 전환을, 상기 압연단계 전에 선택하는 모드선택단계;
    를 포함하며,
    상기 모드선택단계는, 압연품질 하자에 의한 압연강판 제품의 폐기를 방지하도록, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 상기 사상압연기 출측에서의 압연강판 온도가 오스테나이트 조직 상태로 제공될 수 있는 온도로 한정됨을 예측할 수 있어 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연주압연방법.
    Figure 112016112872147-pat00021

    여기서, H는 연주기 출측에서의 주편 두께(mm), W는 연주기 출측에서의 주편 폭(mm), V는 연주기 출측에서의 주편 속도(m/min), L은 연주기 출측에서 사상압연기 출측까지의 길이(m), EH는 주편이 받는 열량(MW), T는 연주기 출측에서의 주편의 평균온도(℃), NR은 조압연기의 스탠드 수, NF는 사상압연기의 스탠드 수, PR은 제1스케일제거기에 투입되는 압력(bar), PF는 제2스케일제거기에 투입되는 압력(bar), t는 사상압연기 출측에서의 주편 두께(mm)이다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조압연기의 스탠드 수(NR)는 0 ~ 3개이고, 상기 사상압연기의 스탠드 수(NF)는 5 ~ 7개이며, 상기 제1스케일제거기에 투입되는 압력(PR)은 0 ~ 200bar이고, 상기 제2스케일제거기에 투입되는 압력(PF)은 200 ~ 300bar이며, 상기 사상압연기 출측에서의 주편의 두께(t)는 1.0 ~ 3.0mm인 경우에,
    상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연주압연방법.
    Figure 112015054021215-pat00022

    여기서, A는 0.3553 ~ 0.4247이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주편이 받는 열량(EH)이 10 ~ 25MW인 경우에,
    상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연주압연방법.
    Figure 112015054021215-pat00023

    여기서, A는 0.3553 ~ 0.4247이며, B는 39020 ~ 97550이다.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 연주기의 출측에서의 평균온도(T)는 1000 ~ 1250℃이며, 상기 조압연기의 스탠드 수(NR)는 3개, 상기 사상압연기의 스탠드 수(NF)는 5개이고, 상기 제1스케일제거기에 투입되는 압력(PR)은 200bar, 상기 제2스케일제거기에 투입되는 압력(PF)은 300bar이며, 상기 사상압연기 출측에서의 주편의 두께(t)는 1.5mm인 경우에,
    상기 모드선택단계는, 아래의 수식을 만족하는 경우에는 연속압연모드로 수행되고, 불만족하는 경우에는 불연속압연모드로 선택하여 수행되는 것을 특징으로 하는 연주압연방법.
    Figure 112015054021215-pat00024

    여기서, C는 0.0315 ~ 0.1404이다.
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