KR101753623B1

KR101753623B1 - 열간 압연기

Info

Publication number: KR101753623B1
Application number: KR1020157033711A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 자이델; 폴커 쿤쩨; 마티아스 키핑; 페터 주다우
Original assignee: 에스엠에스 그룹 게엠베하
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-05-02
Publication date: 2017-07-19
Also published as: CN105324189A; US9694405B2; CN105324189B; US20160082490A1; JP2016520432A; KR20160003790A; EP2991779B2; JP6088115B2; RU2015151575A; WO2014177679A1; EP2991779B1; RU2633422C2; DE102013219507A1; EP2991779A1

Abstract

본 발명은 압연 스톡, 특히 스트립을 다듬질 압연하기 위한 다듬질 압연기열(1)을 포함하는 열간 압연기에 관한 것이며, 다듬질 압연기열(1)은 압연 스톡의 이송 방향(F)으로 연이어 배치되는 다수의 롤 스탠드(2, 3, 4)를 포함한다. 다듬질 압연 동안 압연력 레벨을 개량하기 위해, 본 발명에 따라서, 적어도 이송 방향(F)으로 연속되는 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이에 열 손실로부터 압연 스톡을 보호하는 하나 이상의 단열 부재(5)가 배치된다.

Description

열간 압연기{HOT-ROLLING MILL}

본 발명은 압연 스톡, 특히 스트립을 다듬질 압연하기 위한 다듬질 압연기열을 포함하는 열간 압연기에 관한 것이며, 다듬질 압연기열은 압연 스톡의 이송 방향으로 연이어 배치되는 다수의 롤 스탠드를 포함하며, 적어도 이송 방향으로 연속되는 2개의 롤 스탠드 사이에 열 손실로부터 압연 스톡을 보호할 수 있는 하나 이상의 단열 부재가 배치된다.

고온의 후 슬래브, 박 슬래브, 박판 또는 스트립은 이송 동안 에너지를 주변으로 방출한다. 이런 온도 손실을 줄이기 위해, 고온의 제품의 상부 또는 그 하부 또는 그 옆에 배치되는 단열 커버들이 이용된다. 일반적인 해결책은 WO 2012/080368 A1 및 JP S61 71121 A에서 개시되어 있다. 그 밖에도, 열간압연 스트립 압연기열에서 조압연기열과 다듬질 압연기열 사이의 롤러 컨베이어를 위한 단열 커버들을 이용하는 점은 공지되었다. 이에 대해서는, 상응하는 단열 부재들이 기재되어 있는 EP 0 005 340 B1, EP 0 059 093 B1, US 4 595 358 및 US 5 711 175가 참조된다. 이런 특허 공보들에는 단열 부재들의 효율성 및 내구성을 달성하기 위해 그 단열 부재들을 어떻게 형성할 수 있는지 그 방법도 기재되어 있다.

본 발명의 과제는, 다듬질 압연 동안 스트립 온도 레벨 및 압연력 레벨이 개선될 수 있도록 열간 압연기를 개량하는 것에 있다.

본 발명에 의한 상기 과제의 해결책은, 하나 이상의 단열 부재의 영역에 에어 벤트(air vent) 및/또는 횡방향 물 비산장치(transverse water spray device)가 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 다듬질 압연기열의 모든 롤 스탠드 사이에는 단열 부재들이 배치된다.

이 경우, 이송 방향으로 2개의 롤 스탠드 사이의 이격 간격은 바람직하게는 25m 미만이며, 바람직하게는 심지어 7m 미만이다.

이 경우, 바람직하게는, 2개의 롤 스탠드 사이의 이격 간격의 25% 이상의 길이 영역에 하나 이상의 단열 부재가 구비된다. 그러나 바람직하게는 실제로 롤 스탠드들 사이의 전체 이격 간격에 단열 부재들이 구비된다.

하나 이상의 단열 부재 또는 단열 부재의 부분들은 롤 스탠드 상에 직접 설치되거나 그 롤 스탠드 내에 통합될 수 있거나, 또는 스탠드 설치부(stand installation part) 상에 설치될 수 있다.

단열 부재와 압연 스톡 사이에, 또는 단열 부재의 옆에, 특히 리브(rib) 또는 브래킷의 형태인 하나 이상의 보호 부재가 배치될 수 있다. 보호 부재는 단열 부재와 연결될 수 있다. 또한, 상호 간에 연결되는 복수의 보호 부재도 제공될 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 보호 부재는 바람직하게는 내온성 재료로 구성된다.

또한, 하나 이상의 보호 부재는 냉각장치를 구비할 수 있다.

다수의 보호 부재는 2개의 롤 스탠드 사이에 제공될 수 있고, 이송 방향으로 2개의 롤 스탠드 사이에서 연속되는 보호 부재들은 압연 스톡의 폭 방향으로 상호 간에 상대적으로 오프셋 되어 배치된다.

보호 부재들은 직선으로 연장될 수 있고, 그리고/또는 이송 방향에 대해 소정의 각도, 바람직하게는 0°와 45° 사이의 각도를 취할 수 있다.

하나 이상의 단열 부재는 회동 가능하게, 그리고/또는 병진 운동 가능하게 배치될 수 있다.

2개의 롤 스탠드 사이의 영역은 바람직하게는 롤러 컨베이어를 구비하지 않는다. 스탠드 간 이격 간격이 상대적으로 더 큰 경우, 스탠드 영역들 외부의 구간들에는 롤러 컨베이어가 구비될 수 있다. 그러나 바람직하게는 2개의 롤 스탠드 사이의 영역이 이송 테이블(transfer table), 가이드 테이블 및/또는 루퍼(looper)를 구비하는 점이 제공된다.

삭제

하나 이상의 단열 부재는 바람직하게는 세라믹 재료를 함유하거나, 또는 세라믹 재료로 구성된다.

또한, 하나 이상의 단열 부재는 물로부터 보호받도록 하기 위해 보호판(protection plate)을 구비할 수 있다.

단열 부재는 바람직하게는 흡수 절연 부재(absorption insulation element) 또는 반사 절연 부재(reflection insulation element)이다.

그러므로 스탠드 간 이격 간격이 상대적으로 작은 경우, 스탠드 설치부들은 단열 커버들이 그 내부에 통합될 수 있도록 설치된다. 단열부는, 자체의 스탠드 간 이격 간격이 25m 미만, 바람직하게는 7m 미만인 2개 이상의 다듬질 롤 스탠드 사이에 배치된다. 단열부는, 예컨대 이송 테이블, 루퍼 테이블, 인입 및 인출 가이드, 스트리퍼(stripper) 또는 물 편향기(water deflector)의 파지 장치들, 스트립의 상면 및/또는 하면 상의 프레임, 및/또는 스트립의 측면의 프레임과 같이, 스탠드 설치부 내에 설치되거나 통합된다.

스트립 접촉(선단 상향 만곡, 선단 하향 만곡, 롤 손상)을 통한 파괴로부터 단열부의 보호를 위해, 리브들 또는 브래킷들은 폭에 걸쳐서 특정한 이격 간격들로 스탠드 설치부들 상에 고정되거나, 또는 스탠드 설치부들 사이에 배치될 수 있으며, 그리고 리브들 또는 브래킷들의 하부 또는 그들 사이에 단열 커버들이 배치될 수 있다. 리브들은 보강부로서 상호 간에 연결될 수 있다. 또한, 리브들 또는 브래킷들은 스탠드에서 스탠드로 스트립의 안내 또는 이송을 용이하게 하기도 한다.

리브들 또는 브래킷들은 내온성 재료로 구성되거나, 또는 내부로부터 냉각된다. 요컨대 리브들 또는 브래킷들은 자신들 사이에 배치되는 단열 부재보다도 더 저온으로, 또는 그와 다른 방식으로 온도 조절될 수 있다.

리브들 또는 브래킷들은, 폭에 걸쳐서 단열 작용이 최대한 균일하게 수행되도록, 단열판들과 함께 배치될 수 있다. 이처럼 스트립의 폭에 걸쳐서 최대한 균일한 단열 작용을 보장하고, 그리고/또는 경우에 따라 상대적으로 더 저온인 리브들 또는 브래킷들을 통한 국소적 냉각 작용을 방지하거나 분배하기 위해, 바람직하게는 스탠드에서 스탠드로, 또는 이송 테이블에서 리브가 형성된 또 다른 설치부로, 그리고 상면에서 하면으로 폭에 걸쳐서 리브들의 오프셋식 배치가 제공된다.

오프셋식 배치에 대한 대안, 또는 그에 추가로, 리브들 또는 브래킷들은, 폭에 걸쳐서 앞서 언급한 균일성을 보장하기 위해, (상면도로 볼 때) 압연 방향에 대해 비스듬하게(다시 말해 소정의 각도로) 배치될 수 있다.

단열판들은 필요한 경우에 예컨대 스탠드들 사이, 또는 스크랩 챔버들 사이에서 이송 동안 스트립 선단(strip head)의 관찰을 보장하기 위해, 회동 이탈될 수 있다. 또한, 롤 교환을 위한 절연된 인입 및 인출 가이드들이 스탠드 영역(압연 영역)에서 인출 이송될 수 있다.

다듬질 롤 스탠드들 사이의 단열부는, 바람직하게는, 배치 모드(batch mode) 외에도 바람직하게는 연속 압연을 위해서도 이용되는 (예컨대 주조 설비와 압연 설비가 연결되어 있는 경우) 압연 설비를 위해 이용된다. 이 경우, 단열 작용은 최종 압연 온도의 증가를 위해, 그리고/또는 에너지 소비량의 감소를 위해 다듬질 압연기열의 상류 및 그 내부에서 상대적으로 더 낮은 가열 수요에 근거하여 특히 긍정적으로 작용한다. 효과는 특히 중요하고 (압연 스톡의 두께와 속도의 곱으로서 표현되는) 제품 질량 유량이 650㎜ × m/min 미만일 경우 바람직하며, 그리고 질량 유량이 500㎜ × m/min 미만일 경우 특히 바람직하다.

스탠드들 사이에서는 바람직하게는 롤러 컨베이어가 이용되는 것이 아니라, 절연된 이송 테이블들, 가이드 테이블들 및/또는 루퍼들이 이용된다.

또한, 단열 장치를 포함하는 영역들로부터 (특히 하면 상에서) 물을 멀리 이격시키기 위해, 에어 벤트들 및/또는 횡방향 물 비산(飛散)장치들도 제공될 수 있다. 또한, 상기 영역에서 부품들은 최대한 내부 냉각장치를 구비한다.

바람직하게는 세라믹 절연부를 포함하는 단열 커버는, 예컨대 중간 스탠드 냉각장치 또는 롤 냉각장치의 도포되는 물, 또는 또 다른 물이 그 단열 커버로부터 멀리 이격되도록, 보호판으로 라이닝될 수 있고, 그리고/또는 프레임(예컨대 상부 스트리퍼 홀더)의 배면 상에 고정될 수 있다.

이 경우, 단열판들은 그 자체로, 또는 스탠드 설치부들과 함께 모듈로 교환 가능하게 구성된다.

이 경우, 다듬질 롤 스탠드들 사이의 절연 영역은, 바람직하게는 스탠드들 사이에 스탠드 간 이격 간격의 25% 이상이 절연되도록 최대화된다.

예컨대 중간 스탠드 냉각장치는 루퍼의 구동 샤프트 내에 통합된다. 또한, 측면 가이드들은, 보어들을 통해 스탠드 내로, 또는 스탠드를 통해 안내되거나, 또는 스탠드 사이의 가이드들 하부에 배치되는 이동 부재들을 통해 위치 조정될 수 있다. 이런 조치들을 통해, 절연부들을 장착한 스탠드 영역들은 확대된다.

다듬질 압연기열의 내부에서 단열 커버들의 효과는 최적화된다. 예컨대 단열 커버들을 고온 상태로 이동되게 하거나 가열하는 상대적으로 더 두꺼운 인입 스트립들이 제공된다. 이 경우, 충분히 높은 최종 압연 온도를 달성하기 위해, 부분적으로 활성 상태인 스탠드 개수는 감소될 수 있다. 또한, 온도에 비임계인 스트립들이 공급 스트립들로서 이용될 수 있다. 그런 다음, 상대적으로 더 얇은 스트립들이 압연되고, 그리고/또는 상대적으로 더 높은 최종 압연 온도를 필요로 하고 고온의 단열 커버들을 최적으로 이용하는 스트립들이 압연된다.

이 경우, 다듬질 압연기열의 내부에서 단열 커버들의 작용은 바람직하게는 공정 모델에 의해 압연기열(압하량 분배, 모터 부하, 압연력, 속도, 온도 등)을 설정하기 위해 고려된다. 이를 위해, 특히 압연 시간 및 경우에 따른 휴지 시간(pause time) 동안 단열 커버 표면들의 온도 조건의 동적 변화뿐만 아니라, 단열 표면에 대한 리브들 또는 브래킷들의 표면의 비율도 함께 고려된다.

단열부는, 절연 표면이 높은 온도로 가열되는 흡수 절연부일 수 있다. 그 밖에도, 조사되는 열이 반사되는 반사 절연부도 가능하다.

매우 바람직한 것으로서 확인된 점에 따르면, 본 발명에 따른 구현예의 경우, 다중 스탠드형 열간압연 스트립 압연기열의 내부에서 온도 손실의 감소에 근거하여 압연력 레벨의 긍정적인 영향이 달성될 수 있다. 동일한 방식으로, 열 손실은 감소되고, 스트립 온도 밸런스는 바람직한 영향을 받게 된다.

부분적으로 롤 스탠드들은 상호 간에 구조적으로 다르거나, 또는 국소적으로 약간 오프셋 되어 배치되며, 그로 인해 언어상 조압연기열과 다듬질 압연기열로 세분화된다.

앞서 명시한 조건들을 충족하는 다중 스탠드형 조압연기열이 이용된다면, 조압연기열의 내부에서도 상응하는 절연 조치들이 제공된다.

본문 및 특허청구범위에서는 다듬질 압연기열 개념에 대한 특징이 기재된다. 그러나 조압연기열이 이웃 스탠드들에 대한 이격 간격이 그에 상응하게 작은 스탠드들로 구성되는 명시한 다듬질 압연기열의 특성을 갖는다면, 본원의 보호 범위는 상기 조압연기열 또는 또 다른 명칭의 스탠드들에도 적용된다.

도면에는 본 발명의 한 실시예가 도시되어 있다.

도 1은 열간 압연기의 다듬질 압연기열의 일부분을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 부분을 개략적으로 도시한 대응하는 상면도이다.

도면들에는, 본원의 경우 3개의 롤 스탠드(2, 3 및 4)만이 확인되는 다듬질 압연기열(1)의 일부분이 개략적으로 도시되어 있다. 각각의 롤 스탠드(2, 3, 4)는 한 쌍의 작업 롤(9)과, 이들 작업 롤을 지지하는 지지 롤들을 포함한다. 롤 스탠드(2, 3, 4)들은 이송 방향(F)으로 연속해서 배치되어 미도시한 스트립을 압연한다. 이 경우, 롤 스탠드(2, 3, 4)들은 이격 간격(a)에 위치된다(도 1 참조).

여기서 핵심은, 이송 방향(F)으로 연속되는 각각 2개의 롤 스탠드(2와 3 또는 3과 4) 사이에 단열 부재(5)들이 배치된다는 점이다. 단열 부재들에 의해, 스트립은 열 손실로부터 보호된다.

이 경우, 단열 부재(5)들은 물로부터 보호받도록 하기 위해 보호판(덮개판)(7)을 구비할 수 있다. 이런 점에 한해서, 보호판(7)은 물 편향기로서 이용된다.

추가의 바람직한 특징은, 단열 부재(5)들이 한편으로 안정화되도록 하기 위해, 그리고 다른 한편으로는 압연할 스트립과 충돌되지 않도록 하기 위해 리브들의 형태인 보호 부재(6)들을 구비한다는 점에 있다.

이 경우, 특히 도 2에서는, 리브(6)들이 스트립의 중심에 대해 대칭으로 배치되는 점을 확인할 수 있다. 이와 동시에, 이송 방향(F)으로 개별 단열 부재(5)들의 순차 배치와 관해서는 폭 방향으로 오프셋이 제공된다. 이는 균일한 열적 거동을 가능하게 한다.

또한, 보강을 위해, 리브(6)들을 연결하는 횡방향 스트럿(8)들(transverse strut)이 제공된다. 이런 점에 한해서, 안정된 구조가 제공된다. 이 경우, 리브(6)들은, 도 2에서 확인할 수 있는 것처럼, 이송 방향(F)에 대해 소정의 각도(α) 하에 연장될 수 있다.

또한, 도 1에서 화살표들에 의해서는, 단열 부재(5)들이 필요한 경우 자신들의 작업 위치에서 이탈할 수 있도록 하기 위해 회동 가능하게 배치될 수 있는 점이 예시되어 있다.

이 경우, 단열 부재(5)들은, 그 대응하는 섹션도 효율적으로 열적 절연하기 위해, 인출 가이드(10)들 또는 인입 가이드(11)들의 영역에 배치될 수 있다.

1: 다듬질 압연기열
2: 롤 스탠드
3: 롤 스탠드
4: 롤 스탠드
5: 단열 부재
6: 보호 부재(리브, 브래킷)
7: 보호판
8: 횡방향 스트럿
9: 작업 롤
10: 인출 가이드
11: 인입 가이드
F: 이송 방향
a: 2개의 롤 스탠드 사이의 이격 간격
α: 각도

Claims

압연 스톡을 다듬질 압연하기 위한 다듬질 압연기열(1)을 포함하는 열간 압연기로서, 다듬질 압연기열(1)은 압연 스톡의 이송 방향(F)으로 연이어 배치되는 다수의 롤 스탠드(2, 3, 4)를 포함하고, 적어도 이송 방향(F)으로 연속되는 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이에 열 손실로부터 압연 스톡을 보호할 수 있는 하나 이상의 단열 부재(5)가 배치되는, 상기 열간 압연기에 있어서,
상기 하나 이상의 단열 부재(5)의 영역에 에어 벤트장치 및 횡방향 물 비산장치 중 적어도 하나가 배치되고,
상기 단열 부재(5)와 상기 압연 스톡 사이에, 또는 상기 단열 부재(5)의 옆에 하나 이상의 보호 부재(6)가 배치되고,
2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이에 다수의 보호 부재(6)가 제공되며, 이송 방향(F)으로 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이에서 상호 간에 뒤따르는 상기 보호 부재(6)들은 상기 압연 스톡의 폭 방향으로 상호 간에 상대적으로 오프셋 되어 배치되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항에 있어서, 모든 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이에 단열 부재(5)들이 배치되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 이송 방향(F)으로 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이의 이격 간격(a)은 25m 미만인 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이의 이격 간격(a)의 25% 이상의 길이 영역에 하나 이상의 단열 부재(5)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 단열 부재(5) 또는 이 단열 부재의 부분들은 상기 롤 스탠드(2, 3, 4) 상에 직접 설치되거나 그 내에 통합되거나, 또는 스탠드 설치부 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 보호 부재(6)는 상기 단열 부재(5)와 연결되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 보호 부재(6)는 내온성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 보호 부재(6)는 냉각장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 보호 부재(6)들은 직선으로 연장되거나, 또는 이송 방향(F)에 대해 소정의 각도(α)를 취하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 단열 부재(5)는 회동 가능하게, 또는 병진 운동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이의 영역은 롤러 컨베이어를 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 롤 스탠드(2, 3, 4) 사이의 영역은 이송 테이블, 가이드 테이블 및 루퍼 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 단열 부재(5)는 세라믹 재료를 함유하거나, 또는 세라믹 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 단열 부재(5)는 물로부터 보호받도록 하기 위해 보호판(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 단열 부재(5)는 흡수 절연 부재인 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 단열 부재(5)는 반사 절연 부재인 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다듬질 압연기열의 내부에서 단열 커버들은 인입 또는 공급 스트립들을 통해 가열되고, 그런 다음 고온의 단열 커버들을 이용하는 온도에 임계인 스트립들(예컨대 박 스트립들)이 압연되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제20항에 있어서, 상기 다듬질 압연기열의 내부에서 상기 단열 커버들의 작용은 공정 모델에 의해 압연기열을 설정하기 위해, 또는 압연 공정 동안 온도의 동적 변화 동안 고려되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다듬질 압연기열 내부의 단열부는 두께와 속도의 곱으로 표현되는 제품 질량 유량이 650㎜ x m/min 미만일 경우 이용되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
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