KR102483849B1 - 금속 클래드 플레이트를 단기 공정으로 제조하는 제조장치 및 방법 - Google Patents

금속 클래드 플레이트를 단기 공정으로 제조하는 제조장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102483849B1
KR102483849B1 KR1020207036605A KR20207036605A KR102483849B1 KR 102483849 B1 KR102483849 B1 KR 102483849B1 KR 1020207036605 A KR1020207036605 A KR 1020207036605A KR 20207036605 A KR20207036605 A KR 20207036605A KR 102483849 B1 KR102483849 B1 KR 102483849B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cladding
cooling
strip
raw material
rolls
Prior art date
Application number
KR1020207036605A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210013123A (ko
Inventor
칭펑 장
시하이 자오
Original Assignee
바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 filed Critical 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
Publication of KR20210013123A publication Critical patent/KR20210013123A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102483849B1 publication Critical patent/KR102483849B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0007—Cutting or shearing the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/02—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/008—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of clad ingots, i.e. the molten metal being cast against a continuous strip forming part of the cast product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0665—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0665—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating
    • B22D11/0668—Accessories therefor for treating the casting surfaces, e.g. calibrating, cleaning, dressing, preheating for dressing, coating or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • B22D11/0682—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0007—Cutting or shearing the product
    • B21B2015/0014—Cutting or shearing the product transversely to the rolling direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조장치는 언코일러(1), 핀치 롤(2), 샷 블라스팅 기계(3), 용접 장비(4), 용접 핀치 롤(5), 유도 가열 장비(6)로 구성된 원료 공급 장비, 및 유량 분배기(7), 2개의 성형 냉각 롤(8), 2차 냉각 레벨링 롤(9), 압연기 핀치 롤(10), 압연기(11), 온라인 냉각 장비(12), 레벨러(13) 및 하나 이상의 분할 전단기(14) 및 코일러(15)를 포함한다. 또한, 단기 공정 금속 복합 플레이트의 제조를 위한 제조방법이 개시된다. 제조장치 및 방법은 단일 재료 생산을 위한 연속 주조, 압연 및 열처리 수단을 복합 플레이트 스트립의 연속 및 대규모 생산과 결합하여 복합 플레이트의 생산 효율성을 크게 향상시킨다. 두께 사양이 다른 단면 또는 양면 복합 플레이트의 생산이 가능하며, 기저층 또는 클래딩 재료의 선택 범위가 넓으며 탄소강, 스테인리스 강, 특수 합금, 티타늄, 구리 등이 포함된다. 복합 플레이트의 연속 주조 및 압연을 통해 에너지 소비를 절감하고 비용을 절감할 수 있다.

Description

금속 클래드 플레이트를 단기 공정으로 제조하는 제조장치 및 방법
본 발명은 철 및 강철 야금 생산 분야에 관한 것으로, 특히 상이한 재료 조합을 갖는 금속 클래드 플레이트 제품을 생산하기 위해 짧은 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
현대 기술과 국가 경제의 발달로 사용자는 재료 성능에 대한 보다 엄격한 요구 사항을 제시하고 있으며 단일 금속 재료는 실제 사용 프로세스에서 다양한 측면에서 성능 요구 사항을 충족할 수 없다. 따라서 기능성과 구조를 겸비한 금속 클래딩 소재가 등장하고, 사용자 개개인의 욕구를 충족시키는 데 중요한 역할을 하며, 사용자들의 관심과 사용이 증가하고 있다. 클래딩 스트립을 제조하기 위한 몇 가지 일반적인 방법 및 장치는 다음과 같다.
1. 폭발성 클래딩: 서로 다른 두 금속 재료의 접촉면을 클리닝하고 그 사이의 경계면에 폭발물을 추가한다. 폭발로 인한 순간 고온을 사용하여 재료를 함께 용접할 수 있다. 이 방법으로 만든 복합 스트립은 접착력이 부족하고 복합 강도가 낮아 단일 시트 및 소량 배치 생산에만 적합하다.
2. 롤-본딩된 클래딩(roll-bonded cladding): 복합물을 위해 스테인리스 스틸 및 탄소강의 표면을 클리닝하고, 이들을 정렬하고, 주변 영역을 진공 청소시키고, 용접한 다음 가열 및 압연하여 복합물을 완성한다. 이 방법으로 만든 복합 스트립은 충분히 접착되고 그 복합 강도가 높지만 생산 효율이 낮기 때문에 이 방법은 단일 시트 및 소규모 배치 생산에만 적합하다.
3. 원심 주조 클래딩(Centrifugal casted cladding): 용융 탄소강과 용융 스테인리스 스틸이 원심분리기에 순차적으로 추가된다. 용융 탄소강과 용융 스테인리스 스틸은 연속적으로 고상화되어 환상 복합 파이프를 형성한다. 그런 다음 교정(straightening), 가열, 롤링 및 기타 프로세스가 수행된다.
롤-본딩된 클래딩은 현재 이상적인 합성 공정(compositing process)이다. 이 공정으로 생산된 복합 스트립은 계면에서 완전한 야금학적 결합, 높은 복합 강도 및 우수한 제품 성능을 갖지만 빌렛 조립(billet assembly)의 효율성은 낮다. 빌렛 조립 공정에는 여러 공정이 포함된다. 연속적이고 자동화된 대규모 생산을 실현하기 어렵기 때문에 비용이 높다. 최근 몇 년 동안, 연속 주조 및 압연에 의해 생산된 복합 플레이트, 박판 연속 주조 등과 같은 클래드 플레이트의 연속 생산을 위한 일부 공정 및 방법이 등장하였다. 예를 들어, CN1714957A는 다른 금속 재료의 복합 플레이트 또는 스트립을 생산하기 위한 방법 및 장비를 개시하고 있다. 금속 재료가 다른 단면 또는 양면 복합 플레이트 또는 스트립의 연속 주조 및 압연은 동일한 연속 주조 기계에서 용융 탄소강 및 스테인리스 스틸에 대해 2-3개의 몰드를 사용하여 수행된다. 몰드는 상하 좌우에 4개의 스틸 스트립으로 구성되어 있어 동시에 순환 운동을 하여 과거와는 달리 몰드의 형태를 바꾼다. 기저층 금속 및 복합층 금속은 몰드에서 액체 금속의 고상화에 의해 형성된다.
CN101780532A는 액상 복합 슬래브의 연속 주조 방법을 개시한다. 기본 금속 용융물과 복합 금속 용융물은 롤과 측면 씰 플레이트(side seal plates)를 결정화하여 형성된 롤형 결정화기 용융 풀(crystallizer molten pool)에 별도로 주입된다. 중간 격막은 용융 풀을 원료 용해 캐비티(base material dissolved cavity) 및 복합 재료 용해 캐비티(composite material dissolved cavity)로 분리한다. 그런 다음 몰드에 형성된 복합 슬래브를 수평으로 맞추고 길이로 절단한다. 단점은 용강의 고상화에 의해 복합층과 기저층이 동시에 형성되기 때문에 두 가지 유형의 용강이 혼합되지 않도록 하고 두 재료를 적절한 온도에서 접착될 수 있도록 해야 하는 접착 제어가 어렵다.
CN104249135A는 복합 스트립의 이중 롤러 얇은 스트립을 제조하는 방법을 개시한다. 이중 롤러 얇은 스트립의 연속 주조를 위해 중간 스트립이 용융 풀로 보내진다. 용융 금속은 결정화 롤러와 중간 스트립의 냉각 작용으로 빠르게 고상화되어 단면 또는 양면 복합 스트립을 형성한다. 유사하게, CN103495618A는 주조 및 압연에 의해 금속 클래드 플레이트를 제조하는 장치 및 방법을 개시한다. 합성될 원료는 얇은 스트립 연속 주조기의 용융 풀로 보내지고, 용융 풀에서 합성될 용융 금속은 원료의 표면에서 고상화된다. 2차 냉각, 레벨링 및 압연 후 복합 스트립이 생산된다. 두 가지 방법 모두 얇은 스트립의 연속 주조 기술을 기반으로 하므로 준비된 제품은 주로 얇은 스트립이며 고상화된 복합층의 두께가 제한되어 두꺼운 복합층을 가진 복합 스트립을 준비하는데 적합하지 않다.
CN105215307A는 이중층 복합 플레이트의 생산 기술 및 생산 장비를 개시한다. 두 개의 턴디시와 두 개의 몰드를 사용하여 서로 다른 재료를 연속적으로 고상화시켜 복합 플레이트를 제조한다. 첫 번째 몰드에서 고상화된 캐스트 슬래브가 두 번째 몰드로 들어가서 두 번째 재료가 고상화를 위해 표면에 부착될 수 있다. 그런 다음 2차 냉각, 압연 및 기타 작업 절차 후에 단면 복합 플레이트가 생산된다.
CN1141962A는 복합 스트립의 연속 생산을 위한 반전 고정 방법(reversal-fixation method)을 개시한다. 코일을 풀고 스케일을 제거하고 패시베이션한(passivized) 후 원료 스트립을 200~1000℃의 온도에서 예열하고 결정화 탱크로 도입하여 탱크 안의 용융 금속과 연속 컴파운딩을 수행한다.
위에서 언급한 특허는 복합 플레이트의 생산 효율을 높이고 연속 생산을 달성하기 위해 개발된 새로운 기술이지만 각각 몇 가지 단점이 있다.
본 발명은 금속 클래드 플레이트의 생산 효율을 높이고 생산 비용을 절감할 수 있는 단기 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 제조 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 단기 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 제조 장치 및 방법에 대한 장치 및 구체적인 단계는 다음과 같다:
언코일러(uncoliler, 1), 핀치 롤(pinch roll, 2), 샷 블라스팅 기계(shot blasting machine, 3), 용접 장비(welding equipment, 4), 용접 핀치 롤(welding pinch roll, 5), 유도 가열 장비(induction heating equipment, 6)로 구성된 원료 공급 장비(base material supply device), 및 유량 분배기(flow distributor, 7), 2개의 성형 냉각 롤(molding cooling rolls, 8), 2차 냉각 레벨링 롤(secondary cooling leveling roll, 9), 압연기 핀치 롤(rolling mill pinch roll, 10), 압연기(rolling mill, 11), 온라인 냉각 장비(online cooling equipment, 12), 레벨러(leveler, 13) 및 하나 이상의 분할 전단기(dividing shear, 14) 및 코일러(coiler, 15)를 포함하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트(metal clad plates)의 제조장치로서,
여기서 두 개의 성형 냉각 롤(8)의 양쪽에 배치된 두 개의 원료(base material) 공급 장비가 있고, 상기 유량 분배기(7)는 성형 냉각 롤(8) 위에 배치되고, 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이에 용강(molten steel)을 주조하는 데 사용되어 용융 금속 풀(molten metal pool, B)을 형성하며, 두 개의 성형 냉각 롤(8)은 각각 두 개의 원료 공급 장비로부터 운반된 원료 스트립(base material strips, A)을 수용하는 데 사용되어, 각 원료 스트립(A)을 해당 성형 냉각 롤(8)을 따라 용융 금속 풀에 담근 다음 클래딩 슬래브(cladding slab, C)로 롤링시키고, 2차 냉각 레벨링 롤(9)을 사용하여 두 개의 성형 냉각 롤(8)에서 운반된 클래딩 슬래브(C)를 평탄화시키며, 상기 압연기 핀치 롤(10)은 평탄화된 클래딩 슬래브(C)를 운반하는 데 사용되고, 상기 압연기(11)는 상기 압연기 핀치 롤(10)로부터 이송된 클래딩 슬래브(C)를 롤링하는데 사용되어 클래딩 스트립(D)을 형성하며, 상기 온라인 냉각 장비(12)는 압연기(11)에서 이송된 클래딩 스트립(D)을 냉각하는데 사용되고, 상기 레벨러(13)는 냉각된 클래딩 스트립(D)을 레벨링하기 위해 사용되며, 상기 분할 전단기(14)는 길이 절단(cut-to-length)을 수행하기 위해 사용되고, 상기 코일러(15)는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 코일링하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조장치가 제공된다.
다음 단계를 포함하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트를 이용한 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법:
1) 언코일러(1)로 2-25 mm 두께의 원료 스트립(A)을 언코일링하고 이를 핀치 롤(2)과 함께 표면 클리닝을 위한 샷 블라스팅 기계(3)로 보내며; 표면 클리닝을 위해 핀치 롤(2)에 의해 26-100 mm 두께의 원료 스트립을 상기 샷 블라스팅 기계(3)로 직접 보내는 동안; 이어서, 원료 스트립의 연속 공급을 달성하기 위해 용접 장비(4)로 헤드-투-테일(head-to-tail)에 의해 샷 블라스팅된 원료 스트립을 용접하거나 또는 다음 공정에 직접 들어가는 단계;
2) 용접 핀치 롤(5)이 있는 용접된 원료 스트립을 가열을 위해 상기 유도 가열 장비(6)로 보내되, 여기서 상기 유도 가열 장비는 질소 또는 아르곤 보호 분위기로 충전되고, 가열 온도는 100℃ 내지 1200℃이며, 가열 속도는 스트립의 두께에 따라 1~50℃/s인 단계;
3) 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이에 유량 분배기(7)에 포함된 용융 기본 금속을 주입하여 용융 금속 풀(B)을 형성하고 상기 용융 금속 풀 표면에 아르곤을 불어 넣어 용융물의 산화를 감소시키되, 여기서 용융 금속의 온도는 원료 스트립의 융점보다 30~165℃ 높고, 2) 단계에서 가열된 원료 스트립(A)은 상기 성형 냉각 롤을 따라 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀로 0.1~30 m/min의 속도로 들어가며 기저층과 원료 스트립을 용융시키고 클래딩하여 클래딩 슬래브(C)를 형성하는 단계;
4) 상기 성형 냉각 롤에서 나온 후에, 상기 클래딩 슬래브(C)는 2차 냉각 레벨링 롤(9)로 들어가 다시 냉각되고 클래딩 슬래브(C)의 표면이 변형되고 평탄화되되, 여기서 냉각수가 상기 2차 냉각 레벨링 롤 또는 상기 클래딩 슬래브(C)의 내부로 유입되어 사방에 물을 분사하여 냉각시키는 단계; 및
5) 추가 냉각 및 평탄화 후 상기 클래딩 슬래브는 압연기 핀치 롤(10)로 보내진 다음, 상기 압연기(11)로 들어가 두께가 다른 0.5~100 mm의 클래딩 스트립(D)으로 압연되는 단계.
선택적으로, 상기 방법은 상기 5) 단계 이후에 다음 단계를 추가로 포함한다.
6) 상기 압연 클래딩 스트립(D)은 온라인 냉각 장비(12)에 의해 온라인으로 냉각되고, 온라인 냉각 속도는 1~60℃/s, 최종 냉각 온도는 50~600℃인 단계; 및
7) 온라인 냉각 후 상기 클래딩 스트립(D)은 레벨링을 위해 레벨러(13)로 들어가고, 분할 전단기(14)는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 길이에 맞게 절단하거나 또는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 코일러(15)에 의해 코일링하는 단계.
선택적으로, 상기 원료 스트립은 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금, 티타늄 및 구리 중 하나이고; 상기 기저층 금속은 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금, 티타늄 및 구리중 하나이다.
선택적으로, 단일 원료 스트립이 하나의 성형 냉각 롤의 표면으로부터 용융 금속 풀로 들어가서 단면 클래딩 슬래브를 형성한다.
선택적으로, 2개의 원료 스트립이 2개의 성형 냉각 롤의 표면으로부터 용융 금속 풀로 들어가 양면 클래딩 슬래브를 형성한다.
선택적으로, 상기 용융 금속의 온도는 원료 스트립의 융점보다 100~165℃ 높다.
선택적으로, 상기 2) 단계에서 가열된 원료 스트립(A)은 0.1-10 m/min의 속도로 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀에 들어간다.
선택적으로, 상기 단계 2)에서, 상기 가열 온도는 상기 클래딩 슬래브의 원료 스트립에 대한 기저층의 두께 비율에 의해 결정된다.
선택적으로, 가열 온도 및 두께 비율이 다음 중 하나 이상을 충족한다.
두께 비율이 5 미만이면 가열 온도는 850~1200℃이고;
두께 비율이 5~10이면 가열 온도는 600~850℃이며;
두께 비율이 10~20이면 가열 온도는 300~600℃이고;
두께 비율이 20 초과이면 가열 온도는 300℃ 미만이다.
본 발명에 따른 단기 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다:
1) 본 발명에서 제공하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트 제조장치 및 방법은 단일 재료 생산에 사용되는 연속 주조, 압연 및 열처리 방법과 복합 스트립의 연속 및 대규모 생산 방법을 결합하여, 클래드 플레이트의 생산 효율을 크게 향상시킨다.
2) 본 발명에서 제공하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트 제조장치 및 방법은 두께 사양이 다른 단면 또는 양면 클래드 플레이트를 생산하는데 사용될 수 있다. 기저층 물질 또는 클래드층 물질은 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금강, 티타늄, 구리 등을 포함하여 광범위한 범위에서 선택될 수 있다.
3) 본 발명의 단기 공정의 금속 클래드 플레이트 제조장치 및 제조방법은 클래드 플레이트의 연속 주조 및 연속 압연을 구현하여 에너지 소비를 줄이고 비용을 절감한다.
도 1은 본 발명의 단기 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 제조장치 및 방법의 장치 부분의 특정 구조의 개략도이다.
도 1에서, 1 - 언코일러(uncoiler), 2 - 핀치 롤(pinch roll), 3- 샷 블라스팅 기계(shot blasting machine), 4 - 용접 장비(welding equipment), 5 - 용접 핀치 롤(welding pinch roll), 6 - 유도 가열 장비(induction heating equipment), 7 - 유량 분배기(flow distributor), 8 - 성형 냉각 롤(molding cooling roll), 9 - 2차 냉각 레벨링 롤(secondary cooling leveling roll), 10 - 압연기 핀치 롤(rolling mill pinch roll), 11 - 압연기(rolling mill), 12 - 온라인 냉각 장비(online cooling equipment), 13 - 레벨러(leveler), 14 - 분할 전단기(dividing shear), 15 - 코일러(coiler), A - 원료 스트립(base material strip), B - 용융 금속 풀(molten metal pool), C - 클래딩 슬래브(cladding slab), D - 클래딩 스트립(cladding strip).
이하, 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명의 단기 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 제조장치 및 방법에 대해 더 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 언코일러(uncoliler, 1), 핀치 롤(pinch roll, 2), 샷 블라스팅 기계(shot blasting machine, 3), 용접 장비(welding equipment, 4), 용접 핀치 롤(welding pinch roll, 5), 유도 가열 장비(induction heating equipment, 6)로 구성된 원료 공급 장비(base material supply device), 및 유량 분배기(flow distributor, 7), 2개의 성형 냉각 롤(molding cooling rolls, 8), 2차 냉각 레벨링 롤(secondary cooling leveling roll, 9), 압연기 핀치 롤(rolling mill pinch roll, 10), 압연기(rolling mill, 11), 온라인 냉각 장비(online cooling equipment, 12), 레벨러(leveler, 13) 및 하나 이상의 분할 전단기(dividing shear, 14) 및 코일러(coiler, 15)를 포함하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조장치를 제공한다.
두 개의 성형 냉각 롤(8)의 양쪽에 배치된 두 개의 원료(base material) 공급 장비가 있다. 상기 유량 분배기(7)는 성형 냉각 롤(8) 위에 배치되고, 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이에 용강(molten steel)을 주조하는 데 사용되어 용융 금속 풀(molten metal pool, B)을 형성한다. 두 개의 성형 냉각 롤(8)은 각각 두 개의 원료 공급 장비로부터 운반된 원료 스트립(base material strips, A)을 수용하는 데 사용되어, 각 원료 스트립(A)을 해당 성형 냉각 롤(8)을 따라 용융 금속 풀에 담근 다음 클래딩 슬래브(cladding slab, C)로 롤링시킨다. 2차 냉각 레벨링 롤(9)을 사용하여 두 개의 성형 냉각 롤(8)에서 운반된 클래딩 슬래브(C)를 평탄화시킨다. 상기 압연기 핀치 롤(10)은 평탄화된 클래딩 슬래브(C)를 운반하는 데 사용된다. 상기 압연기(11)는 상기 압연기 핀치 롤(10)로부터 이송된 클래딩 슬래브(C)를 롤링하는데 사용되어 클래딩 스트립(D)을 형성한다. 상기 온라인 냉각 장비(12)는 압연기(11)에서 이송된 클래딩 스트립(D)을 냉각하는데 사용된다. 상기 레벨러(13)는 냉각된 클래딩 스트립(D)을 레벨링하기 위해 사용된다. 상기 코일러(15)는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 코일링하기 위해 사용된다.
본 발명은 다음 단계를 포함하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트를 이용한 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법을 추가로 제공한다:
1) 언코일러(1)로 2-25 mm 두께의 원료 스트립(A)을 언코일링하고 이를 핀치 롤(2)과 함께 표면 클리닝을 위한 샷 블라스팅 기계(3)로 보내며; 표면 클리닝을 위해 핀치 롤(2)에 의해 26-100 mm 두께의 원료 스트립을 상기 샷 블라스팅 기계(3)로 직접 보내는 동안; 이어서, 원료 스트립(두꺼운 사양)의 연속 공급을 달성하기 위해 용접 장비(4)로 헤드-투-테일(head-to-tail)에 의해 샷 블라스팅된 원료 스트립을 용접하거나 또는 다음 공정에 직접 들어가는 단계;
2) 용접 핀치 롤(5)이 있는 용접된 원료 스트립을 가열을 위해 상기 유도 가열 장비(6)로 보내되, 여기서 상기 유도 가열 장비는 질소 또는 아르곤 보호 분위기로 충전되고, 가열 온도는 100℃ 내지 1200℃이며, 가열 속도는 다른 두께에 따라 1~50℃/s인 단계; 원료 스트립은 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금, 티타늄, 구리와 같은 금속이기 때문에 가열의 목적은 후속 단계에서 원료 스트립과 클래딩 용융 금속을 쉽게 클래딩하고 원료 표면의 금속 용융을 촉진시킨다.
여기에서, 가열 온도는 클래딩 슬래브의 원료 스트립에 대한 기저층의 두께 비율에 의해 결정될 수 있다. 선택적으로 가열 온도 및 두께 비율이 다음 중 하나 이상을 충족한다. 두께 비율이 5 미만이면 가열 온도는 850~1200℃이고; 두께 비율이 5~10이면 가열 온도는 600~850℃이며; 두께 비율이 10~20이면 가열 온도는 300~600℃이고; 두께 비율이 20 초과이면 가열 온도는 300℃ 미만이다.
3) 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이에 유량 분배기(7)에 포함된 용융 기본 금속을 주입하여 용융 금속 풀(B)을 형성하고 상기 용융 금속 풀 표면에 아르곤을 불어 넣어 용융물의 산화를 감소시키고, 용융 금속의 온도는 원료 스트립의 융점보다 30~165℃ 높다. 용융 금속의 온도가 30℃ 미만이거나 165℃보다 높으면 금속 결합에 도움이 되지 않는다. 바람직하게는, 용융 금속의 온도는 원료 스트립의 융점보다 100-165℃ 더 높다. 기본 금속은 탄소강, 스테인리스 강, 특수 합금, 티타늄, 구리 등일 수 있다. 2) 단계에서 가열된 원료 스트립(A)은 성형 냉각 롤을 따라 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀에 0.1-30 m/min의 속도로 들어간다. 원료 스트립이 30 m/min 초과의 속도로 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀에 들어가면 클래딩 경계의 결합에 도움이 되지 않는다. 바람직하게는, 2) 단계에서 가열된 원료 스트립(A)은 0.1-10 m/min의 속도로 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀에 들어간다.
고온 용융 금속은 상대적으로 낮은 온도에서 원료 스트립의 표면과 접촉하여 원료의 표면이 약간 녹는다. 동시에, 기저층으로서의 용융 금속은 원료 스트립의 표면에 비교적 저온으로 고상화되어 기저층과 원료 스트립의 용융 및 클래딩을 구현한다. 용융 금속은 상대적으로 저온의 원료 스트립과 성형 냉각 롤의 결합 작용으로 서서히 고상화되고 클래딩 슬래브(C)로 롤링되며, 여기서 단일 원료 스트립이 성형 냉각 롤의 표면에서 용융 금속 풀로 들어가서 단면 클래딩 슬래브를 생산할 수 있고, 두 개의 원료 스트립이 두 성형 냉각 롤의 표면에서 용융 금속 풀로 들어가서 양면 클래딩 슬래브를 생산할 수 있다.
4) 클래딩 슬래브(C)가 상기 성형 냉각 롤에서 나와 2차 냉각 레벨링 롤(9)로 들어간다. 2차 냉각 레벨링 롤에 의해 클래딩 슬래브에서 2차 냉각이 수행되고 표면이 변형되고 평탄화된다. 여기에서 2차 냉각 레벨링 롤의 내부로 냉각수를 도입하거나 클래딩 슬래브(C)를 사방에 물을 분사하여 냉각시켜 불완전 고상화된 클래딩 슬래브를 이 단계에서 추가로 고상화시킨다.
5) 추가 냉각 및 평탄화 후 클래딩 슬래브는 압연기 핀치 롤(10)로 보내져 두께가 다른 0.5~100 mm의 클래딩 스트립(D)으로 압연될 압연기(11)로 들어간다. 압연 공정 중에 클래딩 스트립의 클래드 인터페이스(clad interface)가 더 압축되고 고온에서 변형되고 클래드 인터페이스 구조의 미세 구조가 회복되고 재결정되며 고온 하에서 입자 성장 및 요소 확산이 인터페이스의 재결합을 촉진한다.
또한, 5) 단계 이후에 다음 단계가 포함될 수 있다.
6) 상기 압연 클래딩 스트립(D)은 원하는 제품의 성능에 따라 온라인 냉각 장비(12)에 의해 온라인으로 냉각되고, 제품의 두께에 따라 온라인 냉각 속도는 1~60℃/s, 최종 냉각 온도는 50~600℃이다. 냉각 공정은 주로 다양한 유형의 클래드 플레이트의 성능 요구 사항을 충족하기 위한 것이다.
7) 온라인 냉각 후 클래딩 스트립(D)은 레벨링을 위해 레벨러(13)로 들어가고, 분할 전단기(14)는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 길이에 맞게 절단을 수행하는 데에 사용하고, 코일러(15)는 실제 필요에 따라 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 코일링하는 데에 사용된다.
클래딩 효과를 향상시키기 위해 본 발명은 원료 스트립의 두께에 따라 가열 후에 원료의 예열 온도, 용융 금속의 온도 및 원료 스트립의 주행 속도의 세 가지 수단 중 하나 이상을 다음과 같이 조절하여 클래딩을 구현할 수 있다. 따라서 본 발명은 다양한 두께의 원료 스트립을 사용하여 단면 또는 양면 클래드 플레이트의 제조에 적합하다. 원료 스트립의 두께는 2~100 mm 범위이며 상기 클래드 플레이트의 두께는 0.5~100 mm이다. 바람직하게는, 원료 스트립의 두께는 2~50 mm일 수 있고, 상기 클래드 플레이트의 두께는 3~12 mm일 수 있다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 실시예의 설명에 의해 제한적으로 이해되어서는 안된다.
실시예 1: 양면 클래드 플레이트
1) 클래딩 재료로 사용되는 두께 2 mm의 316L은 양면의 원료 공급 장비에 의해 제공되고, 즉, 두 개의 원료 스트립(A)이 언코일러(1)에 의해 각각 언코일링된 다음 핀치 롤(2)에 의해 표면 클리닝을 위한 샷 블라스팅 기계(3)로 보내지며, 샷 블라스팅 후 스틸 플레이트는 용접 장비(4)로 들어가 이전 스틸 플레이트의 테일과 현재-코일 스틸 플레이트의 헤드의 용접을 완료하여 클래딩 316L의 지속적인 공급을 구현한다.
2) 용접된 클래딩 316L 스틸 플레이트는 가열을 위해 용접 핀치 롤(5)에 의해 유도 가열 장비(6)로 보내지며, 원료 대 원료 스트립의 두께 비율은 2.5이고, 가열 온도는 850℃이며, 유도 가열 장비는 도입된 질소에 의해 보호되며 가열 속도는 10℃/s이다.
3) 가열된 클래딩 316L 스틸 플레이트(융점은 1445℃이다.)는 성형 냉각 롤(8)의 표면을 따라 3 m/min의 용융 금속 풀(B)을 통과하고, 유량 분배기(7)의 Q235B 용강은 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이의 용융 금속 풀(B) 내로 주조되고, 주조 온도는 1610℃이며, 용융 풀의 표면은 용강의 산화를 줄이기 위해 아르곤으로 날려, Q235B 용강은 316L의 표면과 접촉하여 고상화되고, 클래딩 316L 스틸 플레이트의 표면은 약간 녹아서 클래드 층과 기저층의 예비 용융 및 클래딩을 구현하여 기저층 Q235B 및 클래딩 316L 스틸 플레이트를 가진 클래딩 슬래브(C)를 형성한다. 클래딩 슬래브(C)는 두께가 2+10+2 mm인 양면 클래딩 슬래브이다.
4) 클래딩 슬래브(C)는 성형 냉각 롤(8)에서 빠져나와 2차 냉각 레벨링 롤(9)로 들어간다. 냉각수는 냉각을 위해 2차 냉각 레벨링 롤(9) 내부로 유입된다. 불완전 고상화된 클래딩 슬래브(C)는 2차 냉각 레벨링 롤(9)의 표면과 접촉하여 냉각되어 추가 고상화되고, 동시에 2차 냉각 레벨링 롤(9)은 클래딩 슬래브(C)의 표면 품질을 향상시키기 위해 약간의 표면 압력을 제공한다.
5) 압연기 핀치 롤(10)은 클래딩 슬래브(C)를 압연기(11)로 보내고, 압연 온도는 1120℃이며, 3.5mm(0.5+2.5+0.5mm)의 두께를 가진 클래딩 스트립(D)은 압연에 의해 형성되고 상기 클래딩 스트립(D)은 양면 클래딩 스트립이며 최종 압연 온도는 1000℃이다. 압연 후 얻어진 클래딩 스트립(D)은 온라인 냉각 장비(12)를 사용하여 온라인으로 냉각되며, 냉각 온도는 950℃, 최종 냉각 온도는 400℃, 냉각 속도는 45℃/s이다.
6) 냉각된 클래딩 스트립(D)은 레벨링을 위해 레벨러(13)로 들어가고 레벨링된 클래딩 스트립은 코일러(15)에 의해 코일링된다.
실시예 2: 단면 클래드 플레이트
1) 클래딩 재료로 사용되는 두께 3 mm의 304L은 단면의 원료 공급 장비에 의해 제공되고, 즉, 원료 스트립(A)이 언코일러(1)에 의해 각각 언코일링된 다음 핀치 롤(2)에 의해 표면 클리닝을 위한 샷 블라스팅 기계(3)로 보내지며, 샷 블라스팅 후 스틸 플레이트는 용접 장비(4)로 들어가 이전 스틸 플레이트의 테일과 현재 스틸 플레이트의 헤드의 용접을 완료하여 클래딩 304L의 지속적인 공급을 구현한다.
2) 용접된 클래딩 304L 스틸 플레이트는 가열을 위해 용접 핀치 롤(5)에 의해 유도 가열 장비(6)로 보내지며, 원료 대 원료 스트립의 두께 비율은 2이고, 가열 온도는 850℃이며, 유도 가열 장비는 도입된 질소에 의해 보호되며 가열 속도는 10℃/s이다.
3) 가열된 클래딩 304L 스틸 플레이트(융점은 1455℃이다.)는 성형 냉각 롤(8)의 표면을 따라 2 m/min의 용융 금속 풀(B)을 통과하고, 유량 분배기(7)의 Q345B 용강은 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이의 용융 금속 풀(B) 내로 주조되고, 주조 온도는 1610℃이며, 용융 풀의 표면은 용강의 산화를 줄이기 위해 아르곤으로 날려, Q345B 용강은 304L의 표면과 접촉하여 고상화되고, 클래딩 304L 스틸 플레이트의 표면은 약간 녹아서 클래드 층과 기저층의 예비 용융 및 클래딩을 구현하여 기저층 Q345B 및 클래딩 316L 스틸 플레이트를 가진 클래딩 슬래브(C)를 형성한다. 클래딩 슬래브(C)는 두께가 3+6 mm인 단면 클래딩 슬래브이다.
4) 클래딩 슬래브(C)는 성형 냉각 롤(8)에서 빠져나와 2차 냉각 레벨링 롤(9)로 들어간다. 냉각수는 냉각을 위해 2차 냉각 레벨링 롤(9) 내부로 유입된다. 불완전 고상화된 클래딩 슬래브(C)는 2차 냉각 레벨링 롤(9)의 표면과 접촉하여 냉각되어 추가 고상화되고, 동시에 2차 냉각 레벨링 롤(9)은 클래딩 슬래브(C)의 표면 품질을 향상시키기 위해 약간의 표면 압력을 제공한다.
5) 압연기 핀치 롤(10)은 클래딩 슬래브(C)를 압연기(11)로 보내고, 압연 온도는 1160℃이며, 3mm(1+2mm)의 두께를 가진 클래딩 스트립(D)은 압연에 의해 형성되고 상기 클래딩 스트립(D)은 단면 클래딩 스트립이며 최종 압연 온도는 980℃이다. 압연 후 얻어진 클래딩 스트립(D)은 온라인 냉각 장비(12)를 사용하여 온라인으로 냉각되며, 냉각 온도는 950℃, 최종 냉각 온도는 420℃, 냉각 속도는 45℃/s이다.
6) 냉각된 클래딩 스트립(D)은 레벨링을 위해 레벨러(13)로 들어가고 레벨링된 클래딩 스트립은 코일러(15)에 의해 코일링된다.
실시예 3: 단면 클래딩 파이프 라인 스틸 플레이트
1) 클래딩 재료로 사용되는 두께 50 mm의 304L은 단면의 원료 공급 장비에 의해 제공되고, 즉, 이 두꺼운 원료 스트립(A)이 핀치 롤(2)에 의해 표면 클리닝을 위한 샷 블라스팅 기계(3)로 보내진다.
2) 두꺼운 원료 스트립은 가열을 위해 유도 가열 장비(6)로 보내지며, 원료 대 원료 스트립의 두께 비율은 0.2이고, 가열 온도는 1100℃이며, 유도 가열 장비는 도입된 질소에 의해 보호되며 가열 속도는 5℃/s이다.
3) 가열된 클래딩 304L 스틸 플레이트는 성형 냉각 롤(8)의 표면을 따라 1 m/min의 용융 금속 풀(B)을 통과하고, 유량 분배기(7)의 X70 파이프라인 용강은 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이의 용융 금속 풀(B) 내로 주조되고, 두께는 10 mm이며, 주조 온도는 1550℃이다. 용융 풀의 표면은 용강의 산화를 줄이기 위해 아르곤으로 날려, X70 용강은 온도가 600℃인 304L의 표면과 접촉하여 고상화되고, 클래딩 304L 스틸 플레이트의 표면은 약간 녹아서 클래드 층과 기저층의 예비 용융 및 클래딩을 구현하여 기저층 X70 및 클래딩 316L 스틸 플레이트를 가진 클래딩 슬래브(C)를 형성한다. 클래딩 슬래브(C)는 두께가 10+50 mm인 단면 클래딩 슬래브이다.
4) 클래딩 슬래브(C)는 성형 냉각 롤(8)에서 빠져나와 2차 냉각 레벨링 롤(9)로 들어간다. 냉각수는 냉각을 위해 2차 냉각 레벨링 롤(9) 내부로 유입된다. 클래딩 슬래브(C)는 2차 냉각 레벨링 롤(9)의 표면과 접촉하여 추가로 냉각되고, 동시에 2차 냉각 레벨링 롤(9)은 클래딩 슬래브(C)의 표면 품질을 향상시키기 위해 약간의 표면 압력을 제공한다.
5) 압연기 핀치 롤(10)은 클래딩 슬래브(C)를 압연기(11)로 보내고, 압연 온도는 1160℃이며, 12mm(2+10mm)의 두께를 가진 클래딩 스트립(D)은 압연에 의해 형성되고 상기 복합 플레이트(D)는 단면 복합 파이프라인 플레이트이며 최종 압연 온도는 980℃이다. 압연 후 얻어진 복합 플레이트(D)는 온라인 냉각 장비(12)를 사용하여 온라인으로 냉각되며, 냉각 온도는 780℃, 최종 냉각 온도는 500℃, 냉각 속도는 25℃/s이다.
6) 냉각된 복합 플레이트(D)는 레벨링을 위해 레벨러(13)로 들어가고 레벨링된 복합 플레이트는 오프라인을 위한 냉각 베드로 보내진다.
실시예 4: 양면 클래드 플레이트
1) 클래딩 재료로 사용되는 두께 2 mm의 316L은 양면 상에 원료 공급 장비에 의해 제공된다. 원료 대 원료 스트립의 두께 비율은 7이고, 가열 온도는 730℃이며, 유도 가열 장비는 도입된 질소에 의해 보호되며 가열 속도는 20℃/s이다.
2) 가열된 클래딩-층 316L 스틸 플레이트(융점은 1445℃이다.)는 성형 냉각 롤(8)의 표면을 따라 1 m/min의 용융 금속 풀(B)을 통과하고, 유량 분배기(7)의 SCM435 용강은 1540℃의 주조 온도에서 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이의 용융 금속 풀(B) 내로 주조되어 기저층 SCM435 및 클래딩 316L 스틸 플레이트를 가지며, 2+28+2mm 두께의 클래딩 슬래브(C)를 형성한다.
3) 클래딩 슬래브(C)는 성형 냉각 롤(8)에서 빠져나와 2차 냉각 레벨링 롤(9) 섹션 또는 물 냉각 섹션으로 들어간다. 불완전 고상화된 클래딩 슬래브(C)는 추가로 고상화되고, 1200℃의 압연기(11)로 들어가며 10mm(0.625+8.75+0.625mm) 두께의 클래딩 스트립(D) 내로 압연된다.
본 발명의 짧은 공정으로 금속 클래드 플레이트를 제조하는 제조장치 및 방법에서, 단일 재료의 생산에 사용되는 연속 주조, 압연 및 열처리 방법은 클래딩 스트립의 연속 및 대규모 생산과 잘 결합되어 클래드 플레이트의 생산 효율이 크게 향상된다. 본 발명에서는 두께가 다른 단면 또는 양면 클래드 플레이트를 생산할 수 있으며, 원료 또는 클래딩 재료를 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금, 티타늄, 구리 등 다양한 범위에서 선택할 수 있다. 본 발명은 클래드 플레이트의 연속 주조 및 연속 압연을 구현하여 에너지 소비를 줄이고 비용을 절감한다.
1: 언코일러(uncoiler), 2: 핀치 롤(pinch roll)
3: 샷 블라스팅 기계(shot blasting machine)
4: 용접 장비(welding equipment), 5: 용접 핀치 롤(welding pinch roll)
6: 유도 가열 장비(induction heating equipment)
7: 유량 분배기(flow distributor)
8: 성형 냉각 롤(molding cooling roll)
9: 2차 냉각 레벨링 롤(secondary cooling leveling roll)
10: 압연기 핀치 롤(rolling mill pinch roll)
11: 압연기(rolling mill)
12: 온라인 냉각 장비(online cooling equipment)
13: 레벨러(leveler), 14 - 분할 전단기(dividing shear)
15: 코일러(coiler)
A: 원료 스트립(base material strip)
B: 용융 금속 풀(molten metal pool)
C: 클래딩 슬래브(cladding slab)
D: 클래딩 스트립(cladding strip)

Claims (10)

  1. 언코일러(uncoliler, 1), 핀치 롤(pinch roll, 2), 샷 블라스팅 기계(shot blasting machine, 3), 용접 장비(welding equipment, 4), 용접 핀치 롤(welding pinch roll, 5), 유도 가열 장비(induction heating equipment, 6)로 구성된 원료 공급 장비(base material supply device), 및 유량 분배기(flow distributor, 7), 2개의 성형 냉각 롤(molding cooling rolls, 8), 2차 냉각 레벨링 롤(secondary cooling leveling roll, 9), 압연기 핀치 롤(rolling mill pinch roll, 10), 압연기(rolling mill, 11), 온라인 냉각 장비(online cooling equipment, 12), 레벨러(leveler, 13) 및 하나 이상의 분할 전단기(dividing shear, 14) 및 코일러(coiler, 15)를 포함하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트(metal clad plates)의 제조장치로서,
    여기서 두 개의 성형 냉각 롤(8)의 양쪽에 배치된 두 개의 원료(base material) 공급 장비가 있고, 상기 유량 분배기(7)는 성형 냉각 롤(8) 위에 배치되고, 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이에 용강(molten steel)을 주조하는 데 사용되어 용융 금속 풀(molten metal pool, B)을 형성하며, 두 개의 성형 냉각 롤(8)은 각각 두 개의 원료 공급 장비로부터 운반된 원료 스트립(base material strips, A)을 수용하는 데 사용되어, 각 원료 스트립(A)을 해당 성형 냉각 롤(8)을 따라 용융 금속 풀에 담근 다음 클래딩 슬래브(cladding slab, C)로 롤링시키고, 2차 냉각 레벨링 롤(9)을 사용하여 두 개의 성형 냉각 롤(8)에서 운반된 클래딩 슬래브(C)를 평탄화시키며, 상기 압연기 핀치 롤(10)은 평탄화된 클래딩 슬래브(C)를 운반하는 데 사용되고, 상기 압연기(11)는 상기 압연기 핀치 롤(10)로부터 이송된 클래딩 슬래브(C)를 롤링하는데 사용되어 클래딩 스트립(D)을 형성하며, 상기 온라인 냉각 장비(12)는 압연기(11)에서 이송된 클래딩 스트립(D)을 냉각하는데 사용되고, 상기 레벨러(13)는 냉각된 클래딩 스트립(D)을 레벨링하기 위해 사용되며, 상기 분할 전단기(14)는 길이 절단(cut-to-length)을 수행하기 위해 사용되고, 상기 코일러(15)는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 코일링하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조장치.
  2. 다음 단계를 포함하는 제1항의 단기 공정의 금속 클래드 플레이트를 이용한 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법:
    1) 언코일러(1)로 2-25 mm 두께의 원료 스트립(A)을 언코일링하고 이를 핀치 롤(2)과 함께 표면 클리닝을 위한 샷 블라스팅 기계(3)로 보내며; 표면 클리닝을 위해 핀치 롤(2)에 의해 26-100 mm 두께의 원료 스트립을 상기 샷 블라스팅 기계(3)로 직접 보내는 동안; 이어서, 원료 스트립의 연속 공급을 달성하기 위해 용접 장비(4)로 헤드-투-테일(head-to-tail)에 의해 샷 블라스팅된 원료 스트립을 용접하거나 또는 다음 공정에 직접 들어가는 단계;
    2) 용접 핀치 롤(5)이 있는 용접된 원료 스트립을 가열을 위해 상기 유도 가열 장비(6)로 보내되, 여기서 상기 유도 가열 장비는 질소 또는 아르곤 보호 분위기로 충전되고, 가열 온도는 100℃ 내지 1200℃이며, 가열 속도는 스트립의 두께에 따라 1~50℃/s인 단계;
    3) 두 개의 성형 냉각 롤(8) 사이에 유량 분배기(7)에 포함된 용융 기본 금속을 주입하여 용융 금속 풀(B)을 형성하고 상기 용융 금속 풀 표면에 아르곤을 불어 넣어 용융물의 산화를 감소시키되, 여기서 용융 금속의 온도는 원료 스트립의 융점보다 30~165℃ 높고, 2) 단계에서 가열된 원료 스트립(A)은 상기 성형 냉각 롤을 따라 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀로 0.1~30 m/min의 속도로 들어가며 기저층과 원료 스트립을 용융시키고 클래딩하여 클래딩 슬래브(C)를 형성하는 단계;
    4) 상기 성형 냉각 롤에서 나온 후에, 상기 클래딩 슬래브(C)는 2차 냉각 레벨링 롤(9)로 들어가 다시 냉각되고 클래딩 슬래브(C)의 표면이 변형되고 평탄화되되, 여기서 냉각수가 상기 2차 냉각 레벨링 롤 또는 상기 클래딩 슬래브(C)의 내부로 유입되어 사방에 물을 분사하여 냉각시키는 단계; 및
    5) 추가 냉각 및 평탄화 후 상기 클래딩 슬래브는 압연기 핀치 롤(10)로 보내진 다음, 상기 압연기(11)로 들어가 두께가 다른 0.5~100 mm의 클래딩 스트립(D)으로 압연되는 단계.
  3. 제2항에 있어서, 상기 5) 단계 이후에 다음 단계를 추가로 포함하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법:
    6) 상기 압연 클래딩 스트립(D)은 온라인 냉각 장비(12)에 의해 온라인으로 냉각되고, 온라인 냉각 속도는 1~60℃/s, 최종 냉각 온도는 50~600℃인 단계; 및
    7) 온라인 냉각 후 상기 클래딩 스트립(D)은 레벨링을 위해 레벨러(13)로 들어가고, 분할 전단기(14)는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 길이에 맞게 절단하거나 또는 레벨링된 클래딩 스트립(D)을 코일러(15)에 의해 코일링하는 단계.
  4. 제2항에 있어서, 상기 원료 스트립은 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금, 티타늄 및 구리 중 하나이고; 상기 기저층 금속은 탄소강, 스테인리스 스틸, 특수 합금, 티타늄 및 구리중 하나인 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 단일 원료 스트립이 하나의 성형 냉각 롤의 표면으로부터 용융 금속 풀로 들어가서 단면 클래딩 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서, 2개의 원료 스트립이 2개의 성형 냉각 롤의 표면으로부터 용융 금속 풀로 들어가 양면 클래딩 슬래브를 형성하는 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 용융 금속의 온도는 원료 스트립의 융점보다 100~165℃ 높은 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 2) 단계에서 가열된 원료 스트립(A)은 0.1-10 m/min의 속도로 성형 냉각 롤 사이의 용융 금속 풀에 들어가는 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 단계 2)에서, 상기 가열 온도는 상기 클래딩 슬래브의 원료 스트립에 대한 기저층의 두께 비율에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 가열 온도 및 두께 비율이 다음 중 하나 이상을 충족하는 것을 특징으로 하는 단기 공정의 금속 클래드 플레이트의 제조방법:
    두께 비율이 5 미만이면 가열 온도는 850~1200℃이고;
    두께 비율이 5~10이면 가열 온도는 600~850℃이며;
    두께 비율이 10~20이면 가열 온도는 300~600℃이고;
    두께 비율이 20 초과이면 가열 온도는 300℃ 미만임.
KR1020207036605A 2018-06-29 2019-06-24 금속 클래드 플레이트를 단기 공정으로 제조하는 제조장치 및 방법 KR102483849B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810702405.8A CN110653261A (zh) 2018-06-29 2018-06-29 一种短流程制备金属复合板的生产装置和方法
CN201810702405.8 2018-06-29
PCT/CN2019/092529 WO2020001396A1 (zh) 2018-06-29 2019-06-24 一种短流程制备金属复合板的生产装置和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210013123A KR20210013123A (ko) 2021-02-03
KR102483849B1 true KR102483849B1 (ko) 2023-01-02

Family

ID=68986061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207036605A KR102483849B1 (ko) 2018-06-29 2019-06-24 금속 클래드 플레이트를 단기 공정으로 제조하는 제조장치 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11697150B2 (ko)
EP (1) EP3797888B1 (ko)
JP (1) JP7253576B2 (ko)
KR (1) KR102483849B1 (ko)
CN (1) CN110653261A (ko)
WO (1) WO2020001396A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110653261A (zh) 2018-06-29 2020-01-07 宝山钢铁股份有限公司 一种短流程制备金属复合板的生产装置和方法
CN112934969B (zh) * 2021-01-25 2022-12-16 太原科技大学 一种棒材智能化精整作业系统
CN113664462B (zh) * 2021-07-26 2023-03-21 北京科技大学 一种不锈钢包覆碳钢复合板的短流程制备方法
CN114427046B (zh) * 2021-12-27 2023-08-01 中南大学 一种合金的短流程制备装置和制备方法
CN114433798A (zh) * 2022-02-18 2022-05-06 太原理工大学 一种大厚比铝-镁-铝复合板的铸轧成形装置及方法
CN114433625B (zh) * 2022-02-18 2024-04-30 太原理工大学 一种双层金属复合板波-平铸轧装置及方法
CN114523750B (zh) * 2022-02-28 2023-04-11 宿迁亚森械友新材料有限公司 一种复合板制造装置及制造方法
CN117463782B (zh) * 2023-11-21 2024-05-28 佛山通宝精密合金股份有限公司 Ti-Al-Ti多层层状复合材料的制备方法及其制得的复合材料

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102039309A (zh) * 2009-10-23 2011-05-04 宝山钢铁股份有限公司 双辊双带复合结构薄带连铸连轧方法
CN103252369A (zh) * 2012-02-20 2013-08-21 秋海滨 固-液相金属铸轧复合方法及设备

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6149748A (ja) * 1984-08-15 1986-03-11 Nippon Kokan Kk <Nkk> クラツド鋼鋳片の連続鋳造方法
JPS6149749A (ja) * 1984-08-16 1986-03-11 Nippon Kokan Kk <Nkk> クラツド鋼鋳片の連続鋳造方法
JPS6277153A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Nippon Steel Corp 金属複合板製造方法及び装置
JP2600649B2 (ja) 1986-03-06 1997-04-16 株式会社島津製作所 寒冷発生装置
JPS62159953U (ko) * 1986-04-01 1987-10-12
JPS63112045A (ja) * 1986-10-28 1988-05-17 Nkk Corp クラツド板材の連続製造方法及びその装置
US5480496A (en) * 1994-03-29 1996-01-02 Reynolds Metals Company Method of making twin roll cast clad material using drag cast liner stock and article produced thereby
JPH09108701A (ja) * 1994-12-15 1997-04-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造鋳片の直送圧延方法および装置
JPH08291337A (ja) * 1995-04-20 1996-11-05 Nippon Steel Corp ストリップ連続鋳造圧延熱処理設備及び熱間帯鋼板の製造方法
JPH0976078A (ja) * 1995-09-18 1997-03-25 Sumitomo Light Metal Ind Ltd クラッド材の製造方法
CN1050157C (zh) 1996-05-27 2000-03-08 宝山钢铁(集团)公司 反向凝固复合板带连续生产方法
CN1714957B (zh) 2004-11-25 2011-09-14 李铁铎 一种不同金属材料的复合板、带的生产方法及设备
CN1326645C (zh) * 2004-12-30 2007-07-18 李铁铎 一种不锈钢复合板带坯连铸机
DE102006054932A1 (de) * 2005-12-16 2007-09-13 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Gießwalzen
US8122940B2 (en) * 2008-07-16 2012-02-28 Fata Hunter, Inc. Method for twin roll casting of aluminum clad magnesium
CN101462122A (zh) * 2009-01-16 2009-06-24 湖南晟通科技集团有限公司 一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法及设备
CN101780532B (zh) 2009-12-30 2012-10-24 中国第一重型机械股份公司 液相复合板坯连铸方法
CN102962418B (zh) * 2012-12-11 2015-02-04 武汉钢铁(集团)公司 高硅钢薄带的铸轧复合生产方法及其装置
CN104249135A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 宝山钢铁股份有限公司 一种复合板带的双辊薄带制备方法
CN103495618B (zh) 2013-09-12 2016-01-20 武汉钢铁(集团)公司 金属复合板的铸轧复合生产装置及方法
CN104525566B (zh) * 2014-12-12 2016-08-17 燕山大学 一种复合板材连铸连轧设备及工艺
JP6337853B2 (ja) 2015-08-05 2018-06-06 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の調質圧延方法
CN105215307A (zh) 2015-11-10 2016-01-06 张侃 一种双层复合板的生产工艺及设备
CN105290352B (zh) * 2015-11-20 2018-07-06 燕山大学 利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法
DE102017220434A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Sms Group Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines kontinuierlichen bandförmigen Verbundmaterials
CN108160708B (zh) * 2018-01-18 2019-03-22 燕山大学 一种快速制备带喷涂夹层的双层金属复合板的铸轧装置及方法
CN110653261A (zh) 2018-06-29 2020-01-07 宝山钢铁股份有限公司 一种短流程制备金属复合板的生产装置和方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102039309A (zh) * 2009-10-23 2011-05-04 宝山钢铁股份有限公司 双辊双带复合结构薄带连铸连轧方法
CN103252369A (zh) * 2012-02-20 2013-08-21 秋海滨 固-液相金属铸轧复合方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210013123A (ko) 2021-02-03
US20210276078A1 (en) 2021-09-09
JP7253576B2 (ja) 2023-04-06
EP3797888A1 (en) 2021-03-31
US11697150B2 (en) 2023-07-11
EP3797888B1 (en) 2023-01-04
EP3797888A4 (en) 2021-07-14
WO2020001396A1 (zh) 2020-01-02
JP2021527569A (ja) 2021-10-14
CN110653261A (zh) 2020-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102483849B1 (ko) 금속 클래드 플레이트를 단기 공정으로 제조하는 제조장치 및 방법
US11788167B2 (en) Device and method for manufacturing metal clad strips continuously
US11639538B2 (en) Device and method for manufacturing metal clad plates in way of continuous casting and rolling
CN105290352B (zh) 利用固液铸轧设备制造网状增强夹层复合材料的连续铸轧方法
CN105643215A (zh) 金属基多层/梯度复合板材的直接成形制造方法及其工艺装置
JP2004508942A (ja) 鋼ストリップ製造方法
CN103495618A (zh) 金属复合板的铸轧复合生产装置及方法
CN100583313C (zh) 一种铜包铝复合导线的短流程制备方法
US3743005A (en) Process for producing hot rolled three layer steel products from continuously cast hollow tubes
JP2004509770A (ja) 鋼ストリップ製造方法
JPH11505476A (ja) 金属複合材料製造方法及び装置
CN101683709B (zh) 薄带连铸连续生产中口径焊管的方法
JPH0452052A (ja) クラッド板の連続鋳造方法及び連続鋳造装置
EP4368385A1 (en) Bimetallic composite material billet and preparation method thereof
JPS61135463A (ja) 金属クラツド材の連続鋳造方法ならびにその装置
JPS5997743A (ja) 鉛蓄電池用格子基板の製造方法
JPS61135462A (ja) 金属クラツド材の連続鋳造装置
KR20200075433A (ko) 연속 주조를 이용한 클래드 강판의 제조방법
JPS5913300B2 (ja) 金属の連続鋳造方法
JPH0344437A (ja) ＴｉＡ１金属間化合物薄板の製造方法
JPS60255239A (ja) クラツド鋼鋳片の連続鋳造方法
JPS60180651A (ja) 電気抵抗溶接鋼管用鋼板の製造方法
JPS59113956A (ja) 鉛基合金の連続鋳造圧延製造法
CN101691011A (zh) 一种特殊钢和合金的坯料生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant