KR20000006500A - 형강을교정하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변태 영역(Ar1-Ar3)내의 온도에서 압연된 형강을 교정하는 방법에 관한 것인데, 여기서 형강은 적어도 교정중에는 그것의 단면에 걸쳐 균일한 온도 분포를 필수적으로 가진다. 형강의 교정은 스트레칭 또는 업세팅에 의해 일어날 수 있다. 균일한 온도 분포 및 교정이 일어나는 시점의 선정 때문에, 형강은 그것이 편평한 알파 범위로 변이되고, 내부 응력이 없으며 열적으로 균일한 상태에 있다.

Description

형강을 교정하는 방법{METHOD OF STRAIGHTENING SECTIONAL STEEL}

본 발명은 압연된 형강을 교정하는 방법에 관한 것이다.

예컨대 I-형강, U-형강 또는 L-형강과 같은 압연된 형강의 냉각은 일반적으로 냉각대 위에서 일어난다. 불균일한 냉각 때문에, 단면은 비틀어진다. 이 비틀림은 편평도 및 단면의 내부 응력에 있어서 나쁜 효과를 가진다. 함께 취합한다면, 이들 두개의 품질 기준은 스트립 압연에 있어서의 품질 기준 편평도와 비교될 수 있다. 저하된 편평도(형강 곡률, 비틀림 및 굽힘 곡률)는 높은 내부 응력이 일어날 때 종종 발생한다. 만곡된 형강은 추가로 가공되어야만 한다. 내부 응력은 형강의 하중 지지 용량을 감소시킨다.

종래 기술에 따르면, 만곡이 발생했을 때, 만곡은 한번 또는 그 이상의 교정공정에 의해서 낮은 형강 온도에서 허용가능한 범위까지 회복된다. 이런 목적을 위해 사용되는 것은 롤러 교정 기계 및 교정 공정이다.

형강을 연속적으로 교정하는 롤러 교정 기계는 초기에는 형강의 또다른 곡률을 정해진 크기로 생성한다. 이런 작용이 일어날 때, 존재하고 있던 내부 응력은 새로 형성된 내부 응력에 의해 제거된다. 하지만, 이것은 근본적으로 형강의 전체 단면에 걸쳐 일어나는 것이 불가능하다. 중성 파이버의 영역에 있어서, 재료 영역은 전 교정 공정에 걸쳐 영향을 받지 않은 채로 유지된다. 제1 굽힘 공정이 일어난 후에, 제품은 곡률의 여러번의 변화를 가진 정해진 교번(交番)의 굽힘을 받아야 한다. 이는 교정 공정 후에 형강이 편평하게 되도록 내부 응력을 변화시킨다. 근본적으로, 잔류 내부 응력이 남는다. 형강내에 남아있는 내부 응력은 단면의 하중 지지 용량과 관련하여 상기 언급된 문제점 때문에 불리하다. 상당히 큰 곡률을 가지고 있는 형강은 또한 교정 공정 중에 예컨대 기계내로 파고들어가는 것과 같은 문제점을 드러낸다.

단속적으로 행하는 교정 공정에 있어서, 허용불가능하게 심하게 만곡된 형강의 개별적인 부분들은 만곡과 반대방향인 가능한한 큰 굽힘 공정에 의해 하나씩 보정된다. 교정 프레스를 사용할 경우, 내부 응력 상태에 영향을 주는 것은 불가능하다. 교정 공정 이후의 불연속적이고 알지 못하는 내부 응력 상태는 형강의 하중 지지 용량에 불리한 효과를 가진다. 이런 공정은 형강의 제조시 재료 유동에 악영향을 미치며 많은 시간을 필요로 한다.

종래 기술에서는 또한 Stahl und Eisen 10 (1989)호의 171-176쪽에 개시된바와 같은, 압연 롤링 중에 형강을 선택적으로 냉각하는 방법 및 장치가 공지되어 있다. 불균일한 강재 질량 분포 때문에, 형강은 불균일하게 냉각된다. 형강을 선택적으로 냉각시킴으로써, 형강의 전 단면에 걸쳐 균일한 온도를 성취하는 것이 가능하다. 이는 제품의 물질 특성을 향상시킨다. 선택적으로 냉각시키기 위해, 롤링 트레인은 일반적인 롤링 속도로 롤링하는 것을 용이하게 하는 냉각 장치를 가지고 있다. 냉각 장치는 조정가능하여, 상이한 치수를 가진 형강들이 냉각될 수 있다. 마지막으로, 형강에 대해 롤링 유동 중에 일어나는 형강에 대한 열처리를 제공하는 것이 이 참고자료에 개시되어 있는데, 롤링 열이 이 공정을 위해 사용된다.

상기 설명된 종래 기술로부터 시작하여, 형강의 제조 중에 재료 유동을 악화시키지 않고, 고품질을 가지고 곡률을 거의 가지지 않으며 내부 응력이 낮은 형강을 생산하는, 압연된 형강을 교정하기 위한 방법을 제공하는 것이 본 발명의 주된 목적이다.

도 1 및 도 2는 형강 HEB 140을 스트레칭함으로써 교정할 때의 본 발명에 의한 방법을 도시하는 다이아그램; 및

도 3 및 도 4는 형강 C 240을 스트레칭함으로써 교정할 때의 본 발명에 의한 방법을 도시하는 다이아그램.

본 발명은 냉각된 형강의 형상이 형강의 가장 고온인 영역이 온도(Ar1)(변태점) 바로 아래에 있는 시점에서의 형강의 전 단면에 걸친 형상 및 온도 분포에 의존한다는 것을 기초로 하고 있다. 단면의 완전한 변태 이후의 엄격하게 균일한 온도 분포로, 이 시점에서 가지고 있는 형강의 형상은 유지된다.

본 발명은 형강을 교정하기 위해, 형강의 전 단면에 걸쳐 기술적으로 균일한 온도 분포가 이루어지는 이 시점을 이용한다는 개념을 기초로 하고 있다. 본 발명에 따라, 온도 분포가 균일하므로, 변태 범위(Ar1-Ar3)내에 있는 모든 온도가 이용될 수 있다.

형강의 교정은 스트레칭 또는 업세팅에 의해 일어날 수 있다. 균일한 온도 분포 및 본 발명에 의한 교정 온도와 그에따른 교정이 일어나는 시점의 선정 때문에, 형강은 편평하고 내부 응력이 없으며 열적으로 균일한 상태인 알파 범위내로 변이된다. 결과적으로, 이 상태는 주위 온도까지 완전히 냉각된 이후에도, 형강이 불균일한 냉각 때문에 순간적으로 다시 만곡되고 그리고/또는 형강이 완전히 냉각될 때까지 탄성 변형력이 강해지더라도 유지된다.

본 발명의 유익한 또다른 발전에 의해, 형강은 변태 범위의 하한(Ar1)에 근접한 온도에서, 특히 온도가, 임의의 내부 응력이 강재의 재조직화의 상(Ar1-Ar3)에 있어서 즉각적으로 제거되기 때문에, Ar1 아래로 막 떨어졌을 때, 교정된다.

형강이 변태 범위(Ar1-Ar3)내의 고온에서 교정될 때, 온도는 형강의 내부 응력이 최소인 점에서 바람직하게 선정된다.

형강의 균일한, 즉 기술적으로 균일한 분포는 롤링 중 및/또는 후에 선택적으로 냉각 및/또는 가열에 의해 성취될 수 있다.

선택적으로, 전 단면에 걸친 균일한 온도 분포는 강재의 롤링 중에 온도 패턴(pattern)에 목표한 방식으로 영향을 줌으로써 성취될 수 있다.

본 발명이 특징으로 하고 있는 신규의 여러 특성들은 명세서에 첨부되어 그 일부분을 이루고 있는 청구의 범위내의 특징들로 규정된다. 본 발명의 더 원활한 이해를 위해, 그것의 작용상의 장점, 그것의 사용에 의해 얻어지는 대상은 도면을참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 설명한다.

(실시예)

형강(HEB 140)은 대략 200 m 반경의 초기 곡률을 가지고 있다. 선택적인, 수냉에 의해, 형강의 전 단면에 걸친 균일한 온도 분포가 약 700℃에서 성취된다.

도 1은 스트레칭에 의한 교정의 시점에서의 온도에 의존하는, 주위 온도까지 냉각시킨 이후에 기대되는, 형강의 잔류 곡률을 도시하고 있다. 700℃의 스트레칭 온도에서 기대되는 잔류 곡률은 없다는 것을 분명히 알 수 있다.

도 2는 스트레칭 온도에 의존하는, 기대되는 형강의 내부 압축 및 인장 응력의 상대적인 최대 값을 도시하고 있다. 윗쪽 곡선은 기대되는 내부 압축 응력의 상대적인 최대 값을 도시하고 있고, 반면에 아랫쪽 곡선은 형강의 내부 인장 응력의 최대 값을 도시하고 있다. 도 2는 715℃의 스트레칭 온도에서, 낮은 내부 압축 응력뿐만 아니라 낮은 내부 인장 응력이 생기며, 동시에 기대되는 잔류 곡률은 사실상 0임(도 1 참조)을 분명히 보여주고 있다.

도 3은 그것의 자중 때문에 초기에는 편평한 형강(C 240)에 대한 도 1의 다이아그램에 대응하는 다이아그램이다. 이 경우에 있어서도, 플랜지의 외면에서의 선택적인 수냉에 의해, 균일한 온도 분포가 약 700℃의 온도에서 형강의 전 단면에 걸쳐 성취되었다.

이 형강은 712℃, 702℃ 및 570℃의 스트레칭 온도에서 곡률을 가지지 않는다. 하지만, 잔류 곡률이 나타나지 않을 때, 형강의 상대적으로 낮은 내부 압축 응력 및 인장 응력은 570℃에서만 기대된다는 것을 형강(C 240)에 대한 도 2의 다이아그램에 대응하는 다이아그램인 도 4로부터 알 수 있다. 더 낮은 내부 응력은 720℃ 이상의 온도에서 형강(C 240)을 스트레칭할 때 얻어질 수 있지만; 이 경우, 약간의 잔류 곡률이 수용되어져야만 할 것이다.

700℃가 아닌 다른 균일한 온도를 선정할 때, 잔류 곡률 및 내부 응력의 다른 조합이 생기는 것은 둘 모두의 실시예에 대해 해당한다.

본 발명에 의한 교정 방법은 온도 분포가 전 단면에 걸쳐 균일하지만 형강의 길이방향에 걸쳐 변할 때에도 사용될 수 있다. 불균일한 온도 패턴 때문에 형강의 길이방향 축선을 따라 생기는 상이한 유동 응력들은 상이한 형상 변화 속도 때문에 서로 비슷해져, 소성 변화가 가장 낮은 기본 강도의 위치에서뿐만 아니라 전체 형강을 따라 기대되어진다.

본 발명의 특정 실시예가 발명적 원리를 설명하기 위해 상세히 도시되고 설명되었지만, 그와같은 원리로부터 벗어남이 없이 다른 방법으로 실시될 수 있을 것이다.

형강의 교정은 스트레칭 또는 업세팅에 의해 일어날 수 있다. 균일한 온도 분포 및 본 발명에 의한 교정 온도와 그에따른 교정이 일어나는 시점의 선정 때문에, 형강은 편평하고 내부 응력이 없으며 열적으로 균일한 상태인 알파 범위내로 변이된다. 결과적으로, 이 상태는 주위 온도까지 완전히 냉각된 이후에도, 형강이 불균일한 냉각 때문에 순간적으로 다시 만곡되고 그리고/또는 형강이 완전히 냉각될 때까지 탄성 변형력이 강해지더라도 유지된다.

Claims (5)

1. 변태 범위(Ar1-Ar3)내의 온도에서 형강을 교정하는 단계를 포함하고, 형강은 적어도 교정 중에는 그것의 전 단면에 걸쳐 균일한 온도 분포를 가지는 것을 특징으로 하는 압연된 형강을 교정하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 변태 범위의 하한(Ar1)에 근접한 온도에서 형강을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 형강의 내부 응력이 최소인 변태 범위(Ar1-Ar3)내의 온도에서 형강을 교정하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 형강을 롤링시키는 도중 및 그 이후 중 적어도 어느 한 시기에 냉각 및 가열 중의 어느 한 단계를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 강재의 롤링 중에 목적한 방식으로 온도 패턴에 영향을 주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.