KR20000038830A - 열간압연강판의 냉각제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간압연강판의 냉각제어방법에 관한 것으로서,열연강판을 냉각함에 있어서 강의 변태특성을 이용하여 냉각조건을 적절히 제어함으로써 강의 재질편차를 최소화할 수 있는 열연강판의 냉각제어방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 열간압연설비를 이용하여 열간압연을 행하는 방법에 있어서,

강의 변태특성등을 이용하여 냉각종료중간냉각뱅크 및 냉각개시중간냉각뱅크를 구하여 실제 열간압연시 압연된 강판을 상기한 냉각종료중간냉각뱅크까지는 상기한 각각의 냉각능으로 냉각뱅크에 의해 냉각을 실시한 다음, 상기 냉각개시중간냉각뱅크까지 공냉을 한 후, 그 이후에는 권취온도를 고려하여 냉각뱅크에 의해 냉각하는 단계를 포함하여 구성되는 열간압연강판의 냉각제어방법을 그 요지로 한다.

Description

열간압연강판의 냉각제어방법

본 발명은 열간압연강판의 냉각제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열연강판의 냉각중 변태가 활발한 특정온도구역에 공냉구간을 설정하여 재질의 편차를 최소화할 수 있는 열연강판의 냉각제어방법에 관한 것이다.

열간압연시 열연강재인 강판은 압연한 후 냉각을 하고, 권취기(coiler)에서 권취함으로써 일반 코일로 제조된다. 이러한 강코일을 제조하는데 있어서 강코일은 적합한 온도로 냉각되어져야 한다.

상기 열연강판은 예를들어 도 1에 도시된 냉각시스템에 의해 냉각된다.

즉, 도 1과 같이, 열간압연시스템에서는 마무리압연기(1)에서 강판(2)이 압연된 후 강판이 런 아웃 테이블(run-out-table)(3)상을 이동한 후 권취기(4)에 의해 감기도록 되어 있다.

강판을 적합한 온도에서 냉각시키는 냉각장치가 런아웃테이블을 따라 배치된다.

또한, 냉각장치에서는 냉각장치의 입구에 냉각되어질 강판의 온도를 측정하기 위한 입측온도계(5a)와 런아웃테이블상의 중간에 위치해 온도를 측정하는 중간온도계(5b) 및 냉각장치의 출측에 냉각된 후의 강판의 온도를 측정하기 위한 출측온도계(5c)가 설치된다.

냉각장치는 2개의 부분으로 분리되어 런아웃테이블을 사이에 두고 상하에 배치된다.

각각의 분리된 부분은 강판에 물을 부어 강판을 냉각시키는 수냉부와 공기로 강판을 냉각시키는 공냉부로 구성된다.

냉각장치의 상부와 하부에 배치되어 있는 수냉부와 공냉부는 각각 냉각뱅크(bank)(31-38)로 분할된다.

각각의 냉각뱅크는 강판을 냉각정도를 나타내는 냉각능력을 제어할 수 있다.

한편, 열연강판의 냉각제어방법은 각 강종에 따라 목표 마무리압연온도(또는 목표 냉각입측온도)(이하, 단지 `FDT'라고도 함) 및 냉각출측온도(또는 목표권취온도)(이하, 단지 `CT'라고도 함)를 설정하고, 그에 따라 상기 FDT 및 CT를 적중시키는 방법이다.

상기한 종래방법의 경우에는 먼저 목표 FDT, 목표 CT 및 목표 통판속도(VEL)를 이용하여 공냉량을 계산하고 필요 수냉량을 산출한 후 실제 물이 주수되는 주수 뱅크의 수를 결정한다. 강판이 마무리압연대를 빠져나온 후 FDT 와 통판속도가 측정되면 목표 FDT와 목표 통판속도 대신 실적 FDT와 실적 통판속도를 이용하여 일정 주기마다 수냉량을 재계산하여 주수뱅크의 수를 재설정한다. 이후 강판이 런아웃테이블를 빠져 나와 CT가 측정되며 이 실적 CT를 이용하여 피드백 뱅크의 주수를 통해 CT를 맞추게 된다.

상기한 종래의 냉각제어방법에서는 강종에 무관하게 냉각개시 뱅크(bank)를 일정하게 제어한다.

따라서, 상기한 종래의 냉각제어방법에 있어서는 권취온도, 압연종료온도, 통판속도등이 목표치 대비 관리범위내에서 변화하고 있다.

그러나, 상기한 종래방법에 따라 냉각제어를 한 경우에도 재질 측면에서 보면 상당한 편차가 발생하고 있는데 이에 대하여 0.05∼0.15%의 C를 함유하는 강을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

먼저 권취온도의 경우에는 첫째, CT가 낮을 수록 재질편차의 발생이 증가하며, 이것은 CT의 제어정도에도 관련이 되나 제2상조직의 변화(펄라이트와 베이나이트)를 수반하므로서 재질편차가 발생하는 경우가 많으며, 둘째, CT가 베이나이트 개시온도 근처에 있을 경우 조직이 불균일해지면서 상당한 편차를 야기할 경우가 있다.

셋째, 연강재에서는 재질 편차가 거의 발생하지 않는데, 이것은 조직이 거의 페라이트 단상이며 페라이트 변태가 수냉 종료전에 종료하기 때문에 CT에는 무관하기 때문이다.

한편, FDT의 경우에는 냉각변화는 냉각개시온도및 냉각종료온도의 변화를 수반하며 냉각개시온도의 변화가 냉각종료온도의 변화에 비해 크게 나타난다.

따라서, 연강재에서는 FDT의 변화에 따라 페라이트 평균변태온도가 영향을 받게 되며 이에 따라 재질편차가 발생한다.

40kg급 강재에서는 변태종료온도가 Tbs(베이나이트 변태개시온도)와 유사한 경우 제2상의 변태가 상당한 영향을 받게 되어 재질편차가 발생한다.

상기 통판속도의 변화는 후물(7mm이상재)에서는 거의 변화가 없으나 박물에서는 약 2배 정도의 변화가 있다.

따라서, 통판속도의 변화가 심한 부분에서 CT의 적중율은 떨어지며 이에 따라 재질 편차가 발생하기도 한다.

상기 통판속도가 변화하는 경우 냉각속도의 변화는 크게 수반하지 않으나, 박물에서는 냉각개시온도 및 냉각종료온도의 변화를 수반하기도 한다.

따라서, FDT의 경우에서와 유사한 재질편차가 발생한다.

상기한 바와 같이, 종래의 냉각방법에 따라 열연강판을 냉각하는 경우에는 재질편차가 발생되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 열연강판을 냉각함에 있어서 강의 변태특성을 이용하여 냉각조건을 적절히 제어함으로써 강의 재질편차를 최소화할 수 있는 열연강판의 냉각제어방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 일반 런아웃테이블 냉각시스템의 개략도

도 2는 본 발명법과 종래방법에 대한 권취온도(CT)변화에 따른 인장강도의 변화를 나타내는 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ...마무리압연기 3 ...런아웃테이블 4 ...권취기 31-38 ...냉각뱅크

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 열간압연기 및 열간압연된 열연강판을 상,하에서 냉각시키기 위한 다수개의 냉각 뱅크를 길이 방향 및 폭 방향으로 구비하고 있는 냉각장치, 및 냉각장치를 통과한 열연강판을 권취하기 위한 권취기를 포함하여 구성되는 열간압연설비를 이용하여 열간압연을 행하는 방법에 있어서,

목표로 하는 강의 조직을 선정하는 단계;

상기 강에 대하여 연속냉각변태곡선(이하, "CCT 다이어그램"이라 칭함)을 작성하는 단계;

상기 CCT 다이어그램으로 부터 다양한 냉각속도에 대하여 목표로 하는 강의 조직이 얻어질 수 있는 중간온도(Tm)를 구하는 단계;

목표로 하는 강의 조직을 얻기 위하여 각각의 냉각속도에 의해 구해진 상기 중간온도(Tm)에서 유지하는 유지시간(t)을 구하는 단계;

냉각시 각 냉각뱅크의 냉각능[온도강하량(ΔTc)]을 구하는 단계;

냉각장치에 들어오는 냉각입측온도(FDT)를 측정하는 단계;

상기 냉각입측온도(FDT)와 중간온도(Tm)와의 차이(ΔT)를 구하는 단계;

상기 길이방향으로의 냉각뱅크의 냉각능을 합한 값이 상기 ΔT와 일치하는 냉각뱅크(이하, "냉각종료중간냉각뱅크"라 칭함)를 구하는 단계;

강판이 상기 냉각종료중간냉각뱅크를 통과한 지점에서 상기 유지시간(t)을 지난직후의 강판을 냉각하는 냉각뱅크(이하,"냉각개시중간냉각뱅크"라 칭함)를 구하는 단계;

실제 열간압연시 압연된 강판을 상기한 냉각종료중간냉각뱅크까지는 상기한 각각의 냉각능으로 냉각뱅크에 의해 냉각을 실시한 다음, 상기 냉각개시중간냉각뱅크까지 공냉을 한 후, 그 이후에는 권취온도(CT)를 고려하여 냉각뱅크에 의해 냉각하는 단계를 포함하여 구성되는 열간압연강판의 냉각제어방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 종래의 냉각제어방법에서와 같이 제어변수인 FDT, CT 및 통판속도를 일정범위내애서 관리함에도 불구하고 재질편차가 발생하는 문제점을 보완하기 위하여 냉각중 변태가 활발한 특정온도구역에 공냉구간을 설정하여 제어변수들의 변화에 무관하게 재질이 일정할 수 있도록 제어하는 방법이다.

즉, 본 발명은 냉각 중 변태가 활발한 영역의 온도를 일정하게 제어하는 방법으로서 냉각 중 변태가 활발한 영역의 온도를 변태등을 고려하여 결정하고 그 후 공냉구간의 길이를 결정한 후, 변태가 활발한 영역까지는 냉각하고 공냉구간에서는 공냉을 한 다음, 권취온도를 고려하여 냉각을 행하는 냉각이력 제어방법이다.

본 발명은 열간압연기 및 열간압연된 열연강판을 상,하에서 냉각시키기 위한 다수개의 냉각 뱅크를 길이 방향 및 폭 방향으로 구비하고 있는 냉각장치, 및 냉각장치를 통과한 열연강판을 권취하기 위한 권취기를 포함하여 구성되는 열간압연설비를 이용하여 열간압연을 행하는 방법에 적용된다.

본 발명에 따라 열연강판의 냉각을 제어하기 위해서는 목표로 하는 강의 조직즉,얻고자하는 강의 조직을 선정해야 한다.

다음에, 상기 강에 대하여 CCT 다이어그램을 작성한다.

물론, 문헌이나 조업실적등을 이용할 수도 있다.

다음에, 상기 CCT 다이어그램으로 부터 다양한 냉각속도에 대하여 목표로 하는 강의 조직이 얻어질 수 있는 중간온도(Tm)를 구한다.

상기한 다양한 냉각속도는 적용하고자하는 냉각장치등의 사양등을 고려하여 선정하는 것이 바람직하다.

상기 목표로 하는 강의 조직을 얻기 위하여 각각의 냉각속도에 대하여 구해진 상기 중간온도(Tm)에서 유지하는 유지시간(t)을 구한다.

그리고, 런 아웃 테이블의 상,하에 설치된 각 냉각뱅크의 냉각능[온도강하량(ΔTc)]을 구한다.

또한, 냉각장치에 들어오는 냉각입측온도(FDT)를 측정하여 상기 냉각입측온도(FDT)와 중간온도와의 차이(ΔT)를 구한다.

상기한 데이타들을 이용하여 먼저 냉각종료중간냉각뱅크를 결정하고 다음에 냉각개시중간냉각뱅크를 결정하는데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 길이방향으로의 냉각뱅크의 냉각능을 합한 값이 상기 ΔT와 일치하는 냉각종료중간냉각뱅크를 구한다.

다음에, 강판이 상기 냉각종료중간냉각뱅크를 통과한 지점에서 상기 유지시간을 지난직후의 강판을 냉각하는 냉각개시중간냉각뱅크를 구한다.

실제 열간압연시 압연된 강판을 상기한 냉각종료중간냉각뱅크까지는 상기한 각각의 냉각능으로 냉각뱅크에 의해 냉각을 실시한 다음, 상기 냉각개시중간냉각뱅크까지 공냉을 한 후, 그 이후에는 권취온도(CT)를 고려하여 냉각뱅크에 의해 냉각하므로서 강재의 재질편차가 최소화 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.

실시예

본 발명의 효과를 확인하기 위하여 본 발명법및 종래방법에 대하여 재질제어 모사실험을 행하였다. 이때, 대상강종은 편차가 가장 심한 SS400강이며, 그 두께는 2.5mm로 하였고, 모사는 FDT, CT, 통판속도를 변화시키며 시뮬레이션을 행하였다.

본 발명의 경우에는 공냉을 개시할 온도는 Tbs + 10℃를 사용하였고 공냉 뱅크의 수는 3개를 사용하였다.

상기 공냉개시온도는 펄라이트 변태가 활발한 온도를 선택하였기 때문에 조직은 페라이트와 펄라이트 이상 조직이 형성되었으며, 소량의 베이나이트가 형성되었다.

그리고, 본 발명법및 종래방법에 따라 냉각을 제어한 후, CT변화에 따른 재질편차를 조사하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명법에 의해 냉각을 제어하는 경우가 종래의 방법에 의해 냉각을 제어하는 경우 보다 재질 편차가 적음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 열연강판의 냉각중 변태가 활발한 특정온도구역에 공냉구간을 설정하여 공냉시킴으로써, 원하는 조직의 형성이 가능함과 동시에 제어변수들의 변화에 무관하게 재질을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 열간압연기 및 열간압연된 열연강판을 상,하에서 냉각시키기 위한 다수개의 냉각 뱅크를 길이 방향 및 폭 방향으로 구비하고 있는 냉각장치, 및 냉각장치를 통과한 열연강판을 권취하기 위한 권취기를 포함하여 구성되는 열간압연설비를 이용하여 열간압연을 행하는 방법에 있어서,

   목표로 하는 강의 조직을 선정하는 단계;

   상기 강에 대하여 연속냉각변태곡선(CCT 다이어그램)을 작성하는 단계;

   상기 CCT 다이어그램으로 부터 다양한 냉각속도에 대하여 목표로 하는 강의 조직이 얻어질 수 있는 중간온도(Tm)를 구하는 단계;

   목표로 하는 강의 조직을 얻기 위하여 각각의 냉각속도에 의해 구해진 상기 중간온도(Tm)에서 유지하는 유지시간(t)을 구하는 단계;

   냉각시 각 냉각뱅크의 냉각능[온도강하량(ΔTc)]을 구하는 단계;

   냉각장치에 들어오는 냉각입측온도(FDT)를 측정하는 단계;

   상기 냉각입측온도(FDT)와 중간온도(Tm)와의 차이(ΔT)를 구하는 단계;

   상기 길이방향으로의 냉각뱅크의 냉각능을 합한 값이 상기 ΔT와 일치하는 냉각종료중간냉각뱅크를 구하는 단계;

   강판이 상기 냉각종료중간냉각뱅크를 통과한 지점에서 상기 유지시간(t)을 지난직후의 강판을 냉각하는 냉각개시중간냉각뱅크를 구하는 단계;

   실제 열간압연시 압연된 강판을 상기한 냉각종료중간냉각뱅크까지는 상기한 각각의 냉각능으로 냉각뱅크에 의해 냉각을 실시한 다음, 상기 냉각개시중간냉각뱅크까지 공냉을 한 후, 그 이후에는 권취온도(CT)를 고려하여 냉각뱅크에 의해 냉각하는 단계를 포함하여 구성되는 열간압연강판의 냉각제어방법