KR19990053855A - 모서리 직각도가 우수한 후강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 후판압연기에 의한 폭내기압연공정중 회전롤의 좌우 직경 차이로 인해 발생하는 폭내기압연재의 모서리부분의 귀나옴 현상을 방지하여 길이내기압연후 소재의 모서리부분의 직각도를 개선하기 위한 후강판의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 후강판의 제조시 폭내기압연된 압연재(5b)를 회전롤러테이블상에서 90。 수평회전시킨 후, 측면안내판(4)에 의해 센터링(centering)시키고, 압연재(5b)의 폭(w)과 길이(L)를 측정하여 스큐각(θ)을 구하고, 상기 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내를 벗어나는 경우에는 수학식 3에 의해 회전제한거리(K)를 구하고,

이같이 구한 회전제한거리(K)만큼 압연재(5b)를 회전시킨 다음, 길이내기 1패스압연을 수행하므로써 모서리 직각도가 우수한 후강판의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

모서리 직각도가 우수한 후강판의 제조방법

본 발명은 모서리 직각도가 우수한 후강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폭내기후판압연공정에서 폭내기압연후 소재의 모서리부분의 직각도를 개선하기 위한 후강판의 압연방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조 또는 분괴압연기에 의해 제조된 슬라브를 가역압연기를 사용해서 후판제품을 생산하는 경우 도1a와 같은 후강판 제조장치(100)를 통해 후판압연이 행해진다. 도1의 후강판 제조장치(100)는 크게 회전롤러(1)상에 소재를 센터링(centering)하기 위한 측면안내판(side guide plate)(4), 회전롤러(1)를 구동시키는 구동부(2)를 포함하는 회전롤러테이블(10)과 상기 회전롤러테이블(10)과 이웃하여 위치한 가역식압연기(20)를 포함하여 구성된다. 상기 회전롤러(1)는 서로 직경이 다른 롤러(1a)(1b)가 엇갈려 배열되며 양단은 베어링(3a)(3b)에 열결되어 구동부(2)측의 모터(2a)(2b)에 의해 각 롤러별로 구동 가능하여 회전롤러테이블(10)상에 안치된 소재를 자유자재로 수평회전하도록 구성된다. 도1b는 이러한 후강판 제조장치의 측면을 보이고 있다.

상기 후강판 제조장치의 회전롤러테이블(10)상에는 소재의 폭과 길이 측정이 가능한 측정장치(30)가 위치하여 이들 소재 정보를 기초로 제어부(40)에서 압하스케쥴을 계산하여 압연이 제어된다. 상기 폭길이측정장치(30)은 레이저빔을 이용한 계측기, 소재의 헌열에 의해 빛의 세기에 따라 배경과 뚜렷이 구분되는 성질을 이용한 적외선 계측기 등을 이용할 수 있다.

이러한 후강판 제조장치에 의한 후판압연은, 먼저 슬라브(5)를 가역식압연기(20)에서 판길이방향으로 압연해서 폭내기압연조건을 갖추도록 슬라브의 두께를 균일하게 고르기압연을 행하여 도2와 같이 고르기압연완료재(5a)를 얻는다. 다음 이 고르기압연완료재(5a)를 회전롤러테이블(10)상에서 90°수평회전하여 다시 가역식압연기(20)에 의해 폭방향으로 압연해서 소정의 폭치수를 확보한다. 소위 폭내기압연공정에 의해 폭내기압연완료재(5b)를 얻는다. 그 다음, 상기 폭내기압연완료재(5b)를 90°수평회전해서 소정의 판 두께, 길이 및 기계적 성질이 얻어지도록 가역식압연기(20)에서 길이방향으로 사상압연하므로써 압연완료재(5c)를 얻는다.

한편, 상기 폭내기압연공정에서는 압연재의 폭이 길이방향으로 바뀌어 압연길이가 짧게 되는데, 이러한 소재, 즉 고르기압연완료재(5a)는 회전롤러테이블(10)상에서 소재에 접하는 롤의 수가 적어서 도1a와 같이 가역식압연기(20)에 진입하는 중 회전롤러(1b)와 피드롤러(feed roller)(6)의 경계선에서 회전롤러(1b)의 직경이 큰 쪽의 이송거리가 크므로 화살표와 같은 방향으로 틀어지게 되어 폭내기압연을 완료한 후에 길이내기압연을 실시하기 위하여 90。 수평회전시키면 폭내기압연완료재(5b)는 도3a와 같이 평행사변형의 형상을 나타낸다. 이렇게 틀어진 상태에서 가역식압연기(20)에서 길이내기압연을 완료하면 도3b와 같이 압연완료재(5c)의 선, 미단부의 형상이 삐죽하게 튀어 나와서 제품(5d)의 형상을 직사각형의 형상으로 절단하여 생산하는 후판의 경우는 선, 미단부의 삐죽하게 튀어나온 부분(A,B)은 제품화할 수 없어서 스크랩(scrap)으로 처리되므로 실수율 저하의 원인이 되고 있다.

종래에는 이같은 폭내기압연중에 발생한 귀나옴 현상을 보상하기 위하여 길이내기압연과정에서 작업자가 육안으로 판단하여 반대방향으로 일정량 만큼 회전하여 후판압연을 실시해 왔다. 그러나, 이러한 방법은 모서리 보상을 위한 회전량을 산출하는데 복잡한 수식 및 계산이 필요하고 작업자별 숙련도 및 경험 차이에 의해 귀나옴 현상을 완벽하게 보상하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 후판 압연기의 폭내기압연과정에서 소재가 대각선 방향으로 틀어져도 길이내기압연과정에서 폭내기압연중에 틀어진 량을 보다 과학적인 방식을 이용하여 다시 보상함으로써 최종 압연완료재의 선미단부의 크롭(crop) 형상을 좌우 대칭이 되도록 하여 모서리의 직각도를 개선하고 제품의 실수율을 향상시킬 수 있는 후강판의 제조방법을 제공함에 있다.

도1은 통상의 후강판의 제조장치의 개략 구성도

도2는 통상의 후판압연과정도

도3은 폭내기압연재의 변형된 모습을 보이는 모식도

도4는 본 발명의 후판압연의 흐름도

도5는 본 발명의 후판압연을 설명하는 모식도

도6은 종래와 본 발명의 실시 결과 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ...... 회전롤러 2 ...... 구동부

3 ...... 베어링 4 ...... 측면안내판

5 ...... 슬라브 6 ...... 피드롤러

10 ..... 회전롤러테이블 20 ..... 가역압연기

30 ..... 폭길이측정장치 40 ..... 제어부

상기 목적달성을 위한 본 발명은 가역식압연기와 이웃하여 설치된 회전롤러테이블, 측면안내판 및 폭길이 측정장치를 포함하여 구성되는 후강판의 제조장치를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 있어서,

슬라브를 상기 압연기에서 두께를 균일하게 하는 고르기압연을 행하는 단계;

고르기압연된 압연재를 회전롤러테이블상에서 90。 수평회전시킨 후, 폭내기압연을 하는 단계;

폭내기압연된 폭내기압연완료재를 회전롤러테이블에서 90。 회전후 길이내기압연을 위해 측면안내판에 의해 센터링하는 단계;

폭내기압연완료재의 폭(w)과 길이(L)를 폭길이측정장치에 의해 측정하고, 스큐각(θ)을 구하는 단계;

상기 폭과 길이정보를 기초로 길이내기 압하스케쥴을 구하는 단계;

상기 스큐각(θ)이 미리 설정된 목표스큐각(θo)의 허용범위에 해당되는지 여부를 판단하는 단계;

상기 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내에 해당되는 경우에는 통상의 방법으로 길이내기압연을 하고 상기 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내를 벗어나는 경우에는 수학식 1에 의해 보상각(θ1) 및 수학식 2에 의해 폭내기 압연완료재의 대각선과 밑변 사이의 각(θ2)를 구하는 단계;

θ1 = ( SWeps × θ)/ PLeps

( SWeps: 폭내기압연시의 압하율(%), PLeps: 길이내기압연 제1패스의 압하율(%))

θ2 = tan^-1{w/(L+α)}

상기에서 구한 보상각(θ1)과 대각선과 밑변 사이의 각(θ2)를 이용하여 수학식 3에 의해 회전제한거리(K)를 구하는 단계; 및

상기와 같이 구한 측면안내판의 회전제한거리(K)만큼 폭내기압연완료재를 회전시키고, 길이내기 1패스압연후, 길이내기 1패스압연된 압연재를 센터링한 다음, 통상의 방법으로 길이내기 잔류패스를 수행하여 후강판을 제조하는 단계; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모서리 직각도가 우수한 후강판의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면을 통해 상세히 설명한다.

우선, 본 발명은 도1과 같은 가역식압연기(20)와 이웃하여 설치된 회전롤러테이블(10), 측면안내판(4) 및 폭길이 측정장치(30)를 포함하여 구성되는 후강판의 제조장치(100)를 이용한 후강판의 제조이면 어디에든 적용될 수 있다.

이러한 후강판 제조장치를 이용한 본 발명의 제조과정이 도4에 나타나 있다. 먼저, 본 발명은 상기 후강판 제조장치(100)의 가역식압연기(20)에 의해 슬라브(5)를 두께를 균일하게 하는 고르기압연을 행하고, 회전롤러테이블(10)상에서 구동부(2)의 모터(2a)(2b)를 서로 역방향으로 구동시켜 상기 고르기압연된 압연재를 90。 수평회전시킨 후, 가역식압연기(20)에서 폭내기압연을 실시한다. 이때 폭내기압연을 실시하는 도중에 슬라브(5)가 압연기(20)에 진입하는 과정에서 화살표방향으로 틀어지게 되어 도3a와 같이 폭내기압연을 마친 압연재의 모서리부분은 일정한 각도만큼, 즉 압연재의 폭방향 중심선과 수직선이 이루는 각(이하, 단지 `스큐각(θ)') 만큼 비틀린 평행사변형의 형상을 갖게 된다. 따라서, 이러한 압연재를 길이내기압연 종료후에 선미단부의 형상을 좌우 대칭형으로 얻어야 하므로 상기 스큐각(θ)이 미리 설정된 목표스큐각(θo)의 허용범위에 해당되는지 여부를 판단하여 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내에 해당되는 경우에는 측정장치(30)에서 측정된 폭과 길이정보에 의해 제어부(40)에서 소재의 모서리 직각도와 압하스케쥴을 계산하여 통상의 방법으로 길이내기압연을 하면 된다. 본 발명의 경우 후강판의 직각도에 대한 허용범위는 0.1。 이내로 제한함이 바람직하다.

한편, 상기 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내를 벗어나는 경우에는 길이내기압연 종료후에 선미단부의 형상을 좌우 대칭형으로 얻어야 하므로 도5a와 같이, 화살표방향으로 각 θ1 만큼 회전시켜 보상한 후 길이내기압연을 실시하여야만 한다.

본 발명에서는 상기 스큐각(θ)에 대한 보상각(θ1)을 다음과 같이 구한다. 우선, 도3a에서 tan θ = α/ w 이므로 스큐각(θ)은 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

θ= tan^-1(α/w )

여기서, w: 폭내기압연완료재의 폭

α: 폭내기압연완료재의 모서리 틀어짐량(이하, 단지 `스큐량')

따라서, 폭내기압연된 폭내기압연완료재를 회전롤러테이블에서 90。 회전후 길이내기압연을 위해 측면안내판(4)에 의해 센터링한 다음, 다시 측면안내판(4)을 벌리고, 폭길이측정장치(30)에 의해 폭내기압연완료재의 폭(w)과 길이(L)를 측정하면, 수학식 4에 의해 스큐각(θ)을 구할 수 있다.

또한, 폭내기압연후 길이내기압연시 스큐량(α) 보상을 위한 압하율은 폭내기압연시의 압하율과 동일할 경우에는

폭내기압연(%)× 스큐각(θ) = 폭내기압하율(%) × 보상각(θ1)

이 성립되어 보상각(θ1)은 스큐각(θ)과 동일한 값이 된다. 그러나, 길이내기압연 제1패스에 스큐보상을 위해 역회전시켜서 압하하는 압하율이 폭내기압연시의 압하율과 차이가 발생하면 보상각(θ1)은 스큐각(θ)과 동일한 값을 나타내므로

SWeps × θ = PLeps × θ1

θ1 = ( SWeps × θ)/ PLeps

이때, SWeps: 폭내기압연시의 압하율(%)

PLeps: 길이내기압연 제1패스의 압하율(%)

여기서, 압연재를 보상각(θ1)만큼 정확히 회전시키기 위해서는 도5a와 같이 측면안내판(4)을 K 만큼 벌리고 도1의 구동모터(2a)(2b)를 서로 역방향으로 회전시켜야 한다. 따라서 측면안내판(4)을 설정하기 이전에 상기 회전제한거리(K) 값을 구해야 하며, 이를 위해서는 압연재의 대각선 길이(CL) 및 폭내기압연완료재에서 대각선과 밑변이 이루는 각(θ2)를 먼저 알아야 한다.

도3a에서와 같이, 압연재의 대각선 길이(CL)는 기하학적 관계에서 폭내기압연완료재의 길이(L)과 폭(w), 스큐량(α)를 기초로 하여 수학식 5와 같이 표현된다.

또, 폭내기압연완료재의 대각선과 밑변이 이루는 각, θ2 는

tanθ2 = w/(L+α)

이므로

θ2 = tan^-1{w/(L+α)}

따라서, 측면안내판(4)의 회전제한거리(K)는 수학식 1, 2 및 5의 조합에 의해 수학식 8과 같이 구할 수 있다. 즉, 도5b에서

sin(θ1+θ2) = K / CL

이므로

K = sin^-1(θ1+θ2)/ CL

따라서, 회전제한거리인 측면안내판(4)의 K값은

로 구할 수 있다.

이같이 구한 회전제한거리(K)를 기초로 측면안내판(4)을 회전제한거리(K)만큼 벌린다. 그리고, 폭내기압연완료재가 상기 측면안내판(4)에 접촉할 때까지 구동부(2)에 의해 폭내기압연완료재를 회전시킨다음, 압연재의 회전이 완료되면 측면안내판(4)을 적당량 벌리고 길이내기 제1패스압연을 행한다.

이후 길이내기 제1패스압연이 완료되면 다시 측면안내판(4)에 의해 압연재를 센터링하여 측면안내판(4)의 중심선을 회전롤러테이블(10)의 중심선에 맞춘 다음, 통상의 방법으로 길이내기 잔류패스를 수행하면 모서리 직각도가 우수한 후강판을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

임의의 후판재를 종래의 방법과 본 발명의 방법으로 압연을 실시한 후 압연재의 모서리 귀에 발생된 길이를 측정하고, 각각에 대해서 귀발생 길이별로 후판재 매수를 통계처리하여 도6a와 도6b에 나타내었다.

종래의 경우 도6a에 도시된 바와 같이, 후판재의 모서리 귀발생 길이가 평균 240mm인 반면, 본 발명의 경우 도6a에 도시된 바와 같이, 평균 139mm로서 후판재의 선,미단부의 스크랩 길이가 현저하게 줄어들었음을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 폭내기압연중에 대각선 방향으로 틀어져서 평행사변형의 형상이 된 압연재를 길이내기압연 제1패스에 교정하여 작업함으로써 압연 종료후의 판 모서리 형상이 직각화되어 압연완료재의 선, 미단부의 스크랩 길이가 현저히 줄어 실수율 향상에 큰 기여를 하게 되었다.

Claims (2)

1. 가역식압연기와 이웃하여 설치된 회전롤러테이블, 측면안내판 및 폭길이 측정장치를 포함하여 구성되는 후강판의 제조장치를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 있어서,

   슬라브를 상기 압연기에서 두께를 균일하게 하는 고르기압연을 행하는 단계;

   고르기압연된 압연재를 회전롤러테이블상에서 90。 수평회전시킨 후, 폭내기압연을 하는 단계;

   폭내기압연된 폭내기압연완료재를 회전롤러테이블에서 90。 회전후 길이내기압연을 위해 측면안내판에 의해 센터링하는 단계;

   폭내기압연완료재의 폭(w)과 길이(L)를 폭길이측정장치에 의해 측정하고, 스큐각(θ)을 구하는 단계;

   상기 폭과 길이정보를 기초로 길이내기 압하스케쥴을 구하는 단계;

   상기 스큐각(θ)이 미리 설정된 목표스큐각(θo)의 허용범위에 해당되는지 여부를 판단하는 단계;

   상기 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내에 해당되는 경우에는 통상의 방법으로 길이내기압연을 하고 상기 스큐각(θ)이 목표스큐각(θo)의 허용범위내를 벗어나는 경우에는 수학식 1에 의해 보상각(θ1) 및 수학식 2에 의해 폭내기 압연완료재의 대각선과 밑변 사이의 각(θ2)를 구하는 단계;

   θ1 = ( SWeps × θ)/ PLeps

   ( SWeps: 폭내기압연시의 압하율(%), PLeps: 길이내기압연 제1패스의 압하율(%))

   θ2 = tan^-1{w/(L+α)}

   상기에서 구한 보상각(θ1)과 대각선과 밑변 사이의 각(θ2)를 이용하여 수학식 3에 의해 회전제한거리(K)를 구하는 단계; 및

   상기와 같이 구한 측면안내판의 회전제한거리(K)만큼 폭내기압연완료재를 회전시키고, 길이내기 1패스압연후, 길이내기 1패스압연된 압연재를 센터링한 다음, 통상의 방법으로 길이내기 잔류패스를 수행하여 후강판을 제조하는 단계; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모서리 직각도가 우수한 후강판의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 스큐각(θ)의 허용범위는 0.1。 이내로 설정함을 특징으로 하는 제조방법