KR101822611B1 - 열연 강판의 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 가열된 슬래브를 압연하여 열연 강판을 제작하는 제1 압연 단계; 제1 압연된 상기 열연 강판에 대하여 냉각을 수행하는 제1 냉각 단계; 상기 제1 냉각 단계의 수행 중 상기 열연 강판에 대한 압연을 수행하는 제2 압연 단계; 제2 압연된 상기 열연 강판을 권취하는 권취 단계; 및 상기 권취된 열연 강판을 냉각하는 제2 냉각 단계를 포함하는 열연 강판의 제조 방법 및 그 장치가 제공된다.
위와 같은 본 발명에 따르면, 냉각 중인 열연 강판의 2차 압연에 의해 오스테나이트 조직에 가공 또는 변형을 가함으로써, 종래 가공 또는 변형을 가하지 않는 경우와 비교하여, 페라이트 조직으로의 상 변태 속도를 빠르게 할 수 있다. 따라서 변태 발열 과정을 조속히 마무리하여 변태 발열로 인한 문제점을 최소화할 수 있다.

Description

열연 강판의 제조 방법 및 그 장치{Method and apparatus for manufacturing hot rolled steel}

본 발명은 열연 강판의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연 강판을 제조할 때 열연 강판의 냉각 과정에서 발생하는 변태 발열로 인한 문제점을 해결할 수 있는 열연 강판의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 열연 강판은 연속주조에 의하여 제조된 슬래브(Slab)를 고온으로 재가열한 뒤, 조압연, 사상압연 등 열간압연 과정을 거쳐 원하는 두께와 폭으로 제조된다. 이렇게 열간압연 과정을 거쳐 얻어지는 열연 강판은 냉각대인 런 아웃 테이블(Run Out Table, 이하, 'ROT'라고도 함)로 옮겨져 요구되는 품질에 따라 냉각이 가해지게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 열연 강판의 제조 공정을 나타낸 개략도이다.

도면을 참조하면, 열연 강판 제조 공정은 일반적으로 가열로에서 가열된 바(Bar) 상태의 슬래브(1)를 압연기(10)에서 1.0 ~ 20 mm의 열연 강판(2)이 되도록 압연을 행한 뒤, 압연기에서 인출된 열연 강판을 냉각설비(20)에서 최종 제품의 재질보증을 위해 냉각수로 냉각함으로써 목표로 하는 최종 온도로 맞춘 후, 권취기(30)에서 열연 강판을 권취하는 것으로 마무리 된다.

그런데 상기한 바와 같이, 열연 강판을 냉각할 때에는 변태 발열(오스테나이트에서 페라이트로 상의 형태가 변할 때 수반되는 발열반응)로 인한 제품의 변형 등과 같은 다양한 문제가 발생한다.

따라서 위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 열연 강판을 제조할 때, 변태발열을 조기에 빼줄 수 있는 제조방법 및 그 장치가 필요하다

본 발명에 대한 선행기술로는 공개특허 2016-0063172호를 예시할 수 있다.

본 발명은 상기한 필요성에 부합하기 위하여 창출된 것으로서, 슬래브를 압연하여 제작된 열연 강판의 냉각 과정에서 압연을 함께 수행하여, 변태 발열을 조기에 빼줄 수 있도록 구현된 열연 강판의 제조 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열연 강판의 제조 방법은, 가열된 슬래브를 압연하여 열연 강판을 제작하는 제1 압연 단계; 제1 압연된 상기 열연 강판에 대하여 냉각을 수행하는 제1 냉각 단계; 상기 제1 냉각 단계의 수행 중 상기 열연 강판에 대한 압연을 수행하는 제2 압연 단계; 및 제2 압연된 상기 열연 강판을 권취하는 권취 단계를 포함한다.

여기서 상기 열연 강판의 제조 방법은 상기 권취된 열연 강판을 냉각하는 제2 냉각 단계를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 압연 단계는, 350 ~ 800 ℃ 온도의 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 더욱이 상기 제2 압연 단계는, 상기 제1 냉각 단계와 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 게다가 상기 권취 단계는, 상기 열연 강판의 온도가 400 내지 650 ℃의 온도 범위가 되도록 재가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 가열된 슬래브를 압연하여 열연 강판을 제작하는 제1 압연부; 상기 제1 압연부에서 압연되어 배출되는 상기 열연 강판에 냉각수를 공급하여 냉각을 수행하는 제1 냉각부; 상기 제1 냉각부의 내측에 설치되어 냉각되는 열연 강판을 다시 압연하는 제2 압연부; 및 상기 압연된 열연 강판을 권취하는 권취기를 포함하는 열연 강판의 제조 장치가 제공된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 냉각 중인 열연 강판의 2차 압연에 의해 오스테나이트 조직에 가공 또는 변형을 가함으로써, 종래 가공 또는 변형을 가하지 않는 경우와 비교하여, 페라이트 조직으로의 상 변태 속도를 빠르게 할 수 있다. 따라서 변태 발열 과정을 조속히 마무리하여 변태 발열로 인한 문제점을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 열연 강판의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열연 강판의 제조 방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 도 2에 나타낸 열연 강판의 제조 방법을 구현할 수 있는 열연 강판 제조 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열연 강판의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열연 강판의 제조 방법은, 제1 압연 단계(S110), 제1 냉각 단계(S120), 제2 압연 단계(S130) 및 권취 단계(S140)를 포함한다.

상기한 바와 같은 열연 강판의 제조 방법을 구현할 수 있는 일 실시예로서, 도 3에는 열연 강판 제조 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열연 강판의 제조 장치(100)는, 제1 압연부(110), 제1 냉각부(120), 제2 압연부(130) 및 권취부(140)를 포함한다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열연 강판의 제조 방법 및 그 장치를 설명하도록 한다.

우선, 슬래브(Slab;1)를 준비한다. 여기서 슬래브(1)는 열연 강판의 소재로 사용되는 철강 반제품으로서, 통상 납작하고 긴 직사각형 형태로 제작되나, 그 형상이 한정되는 것은 아니다. 이러한 슬래브(1)의 두께, 길이 및 폭은 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 그리고 상기 슬래브(1)는 주재료인 철에, 용도 및 필요에 따라 탄소(C), 니켈(Ni), 망간(Mn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 인(P), 황(S) 등과 같은 다양한 금속이 포함될 수 있다. 통상 슬래브는 고로에서 가열되어 소정의 크기를 갖도록 제작되는 데, 이때 슬래브(1)의 온도는 800 내지 1200 ℃의 온도 범위를 갖는다.

상기 제1 압연 단계(S110)에서는, 사용자가 필요로 하는 두께를 갖는 열연 강판(2)으로 제작한다. 이를 위해 소정의 고로에서 배출되는 슬래브(1)를 제1 압연부(110)를 이용하여 압연을 수행한다.

상기 제1 냉각 단계(S120)에서는, 상기한 제1 압연 단계(S110)를 수행한 열연 강판을 제1 냉각부(120)로 이동시켜 소정의 온도로 냉각시키는 단계이다.

상기 제1 냉각부(120)는, 도시된 바와 같이 그 내측의 상부와 하부에 냉각수 분사 노즐(122)을 복수로 배치할 수 있다. 이러한 냉각수 분사 노즐(122)은 열연 강판(2)에 냉각수를 분사하여 냉각과정을 수행한다. 다만 이와 같은 제 1냉각부의 구조 및 형상은 예시적인 것으로서, 목적에 부합할 수 있는 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있다.

한편 상기 제1 냉각 단계(S120)의 냉각 과정에 의해, 상기 열연 강판(2)에서는 오스테나이트에서 페라이트로 조직으로의 상 변태가 발생한다. 이때 수반되는 변태 발열(발열반응)로 인해 열연 강판(2)의 변형 등과 같은 문제가 발생한다.

위와 같은 변태 발열의 문제를 해결하기 위해, 상기 제2 압연 단계(S130)에서는 제1 냉각 단계(S120)가 수행되는 도중, 열연 강판(2)에 대하여 2차 압연을 수행한다. 즉, 제2 압연 단계(S130)는 제1 냉각 단계(S120)와 동시에 수행될 수 있다. 그리고 제2 압연 단계(S130)의 수행이 종료됨과 동시에 제1 냉각 단계(S120)도 종료될 수 있다. 이를 위해 상기 제1 냉각부(120)의 내부에 설치된 제2 압연부(130)에 의해 상기 열연 강판(2)은 2차로 압연된다. 여기서 상기 제2 압연부(130)는 제1 냉각부(120)의 내부에 설치되어 있기 때문에, 제2 압연부(130)에 의한 열연 강판(2)의 2차 압연은 800 ℃ 이하 온도의 분위기에서 수행될 수 있다.

상기한 바와 같이, 제1 냉각부(120)에서 냉각 중인 열연 강판(2)을 제2 압연부(130)에서 2차로 압연함으로서, 오스테나이트 조직에 가공 또는 소성 변형을 가할 수 있다. 이와 같은 소성 변형 및 가공은 오스테나이트에 결합 전위를 생성시켜 페라이트의 핵 생성 및 성장을 촉진시킬 수 있다. 따라서 종래 가공 또는 변형을 가하지 않는 경우와 비교하여, 페라이트 조직으로의 상 변태 속도를 빠르게 할 수 있다. 이에 따라 변태 발열 과정을 조속히 마무리하여 변태 발열로 인한 문제점을 최소화할 수 있다.

상기 제2 압연부(130)는, 도시된 바와 같이 열연 강판(2)의 상부와 하부에 각각 제1 단위 압연 롤러(132)와 제2 단위 압연 롤러(134)가 배치되도록 구성할 수 있다. 제1 단위 압연 롤러(132)와 제2 단위 압연 롤러(134)는 제1 냉각부(120)의 내측 중앙에 배치되되 제2 단위 압연 롤러(134)는 제1 단위 압연 롤러(132)의 직하방에 배치되어 있다.

상기 권취 단계(S140)에서는, 상기 제2 압연 단계(S130)와 제1 냉각 단계(S120)를 수행한 열연 강판을 권취부(140)를 이용하여 권취한다. 한편 상기 제2 압연 단계(S130)와 제1 냉각 단계(S120)를 수행한 열연 강판의 온도가 권취 온도에 도달하지 못하여 열연 강판의 권취를 용이하게 수행하기 어려운 경우, 열연 강판을 재가열하여 권취 작업이 용이하게 수행되도록 할 수 있다. 여기서 열연 강판의 권취 온도로는 400 내지 650 ℃의 온도 범위를 예시할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 권취된 상기 열연 강판의 온도가 소정의 온도 수준이 되도록 다시 냉각하는 제2 냉각 단계(S150)를 더 포함할 수 있다. 여기서 권취된 상기 열연 강판은 소정의 위치에 배치하여 자연 냉각되도록 할 수도 있지만, 별도 구비된 냉기 공급기를 이용하여 냉기를 공급함으로써, 잔류하고 있는 오스테나이트를 페라이트로 신속히 상 변태 가 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 슬래브 2: 열연 강판
100: 열연 강판 제조 장치 110: 제1 압연부
120: 제1 냉각부 130: 제2 압연부
140: 권취부

Claims (6)

1. 가열된 슬래브를 압연하여 열연 강판을 제작하는 제1 압연 단계;
   제1 압연된 상기 열연 강판에 대하여 냉각을 수행하는 제1 냉각 단계;
   상기 제1 냉각 단계의 수행 중 상기 열연 강판에 대한 제2 압연을 수행하는 제2 압연 단계; 및
   제2 압연된 상기 열연 강판을 권취하되, 상기 열연 강판의 온도가 권취 온도보다 낮으면 상기 열연 강판의 온도가 상기 권취 온도가 되도록 재가열하여 권취하는 권취 단계를 포함하고,
   상기 제2 압연 단계에서 상기 제1 냉각 단계와 상기 제2 압연은 동시에 이루어지는 열연 강판의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 권취된 열연 강판을 냉각하는 제2 냉각 단계를 더 포함하는 열연 강판의 제조 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 압연 단계는, 350 ~ 800 ℃ 온도의 분위기에서 수행되는 열연 강판의 제조 방법.
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 권취 온도는, 400 내지 650 ℃의 온도 범위를 갖는 열연 강판의 제조 방법.
6. 가열된 슬래브를 압연하여 열연 강판을 제작하는 제1 압연부;
   상기 제1 압연부에서 압연되어 배출되는 상기 열연 강판에 냉각수를 공급하여 냉각을 수행하는 제1 냉각부;
   상기 제1 냉각부의 내측 중앙에 상기 열연 강판의 상부에 배치되는 제1 단위 압연 롤러와 상기 열연 강판의 하부에 배치되되 상기 제1 단위 압연 롤러의 직하방으로 배치되는 제2 단위 압연 롤러를 포함하고, 상기 제1 냉각부로 유입되어 냉각되는 상기 열연 강판을 다시 압연하여 상기 열연 강판의 오스테나이트에 결합 전위를 생성시켜 페라이트의 핵 생성 및 성장이 촉진되도록 하는 제2 압연부; 및
   상기 압연된 열연 강판을 권취하는 권취기를 포함하고,
   상기 제1 냉각부에 의한 냉각과 상기 제2 압연부에 의한 압연은 동시에 이루어지는 열연 강판의 제조 장치.
   

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