KR20010009875A - 후 강판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬라브를 후판압연하여 후강판을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 슬라브 치수의 측정실적을 이용하여 최적의 압연방법을 결정하고 이 결정된 압연방법에 따라 압연하므로써 후 강판의 치수 불량을 최소화할 수 있는 후 강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 슬라브를 후판압연하여 후 강판을 제조하는 방법에 있어서, 슬라브의 치수 및 중량 등 측정실적과 지시(목표)중량 및 치수를 비교함으로서 지시된 압연 방법으로 작업할 경우 불량발생여부를 판단하여 불량발생예상시 압연방법을 변경하거나 작업을 취소하는 후 강판의 제조방법을 그 요지로 한다.

Description

후 강판의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING A THICK STEEL PLATE}
본 발명은 슬라브를 후판압연하여 후강판을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 슬라브(소재) 치수의 측정실적을 이용하여 압연방법을 결정하고, 그 결정된 압연방법에 따라 압연하여 후 강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
후판 압연은 다른 압연공정과 다르게 압연완료후의 치수 즉, 두께, 폭, 및 길이가 모두 규격 대비 만족되어야 한다.
따라서, 정해진 제품의 두께, 폭 및 길이를 만족시키기 위해서는 소재(슬라브)설계시에 치수 제어오차 범위를 고려하여 압연 목표치수를 결정한다.
소재 설계시에 결정하는 압연 목표치수에 있어서 압연목표두께는 제품두께에 두께제어 오차를 가산하여 결정하고, 압연목표폭은 제품폭에 폭내기 압연오차, 양 에지(edge)절단량 및 캠버(camber)보정량 등을 가산하여 결정하며, 최종적으로 압연판 길이는 제품길이에 압연후 발생하는 선, 미단의 불균일 변형부인 크롭(crop)량 및 중간 분할 절단량을 고려하여 결정한다.
압연 목표 두께, 폭 및 길이가 결정되면 " 중량= 압연목표두께×폭×길이×비중"에 의해 슬라브(slab)의 중량을 결정한다.
이와 같은 방식으로 슬라브 중량이 결정되면, 이 중량을 만족할 수 있는 슬라브의 두께, 폭 및 길이가 설계되어 연속주조 또는 분괴압연기에 의해 슬라브가 제조되고 이어서 후판 압연기에 의해 제품치수를 만족시키기 위한 압연이 실시된다.
일반적으로 연속주조 또는 분괴압연기에 의해 제조된 슬라브를 가역 압연기를 사용해서 후판제품을 생산하는 경우에는 도 1(a)와 같은 압연과정을 거친다.
즉, 먼저 슬라브 SL을 판 길이 방향으로 압연해서 폭내기압연 조건을 갖추도록 슬라브 두께를 균일하게 고르기한다.
소위 고르기 압연 공정 X에 의해 고르기 압연 완료재 SB를 얻는다.
다음에 이것을 90。수평회전해서 고르기 압연완료재 SB를 폭방향으로 압연해서 소정의 폭 치수를 확보한다.
소위 폭내기 압연공정 Y에 의해 폭내기 압연완료재 SW를 얻는다.
다시 이것을 90。수평회전해서 폭내기 압연완료재 SW를 소정의 판두께, 길이 및 기계적 성질이 얻어지도록 길이 방향으로 압연해서 목표치수를 얻는 사상압연공정 Z를 행해 압연완료재 PL을 얻는다.
그러나, 폭내기 압연공정에서 폭내기 압연량이 많은 경우에는 압연 완료 후 판의 양 에지의 크롭이 많이 나타나는 현상, 즉, 압연완료 후의 판 폭에 있어서 판길이 방향의 선,미단부의 폭보다 중앙부의 폭이 더 큰 형상(concave)을 개선하기 위하여 도 1의 (b)와 같이 소재길이를 제품폭으로 함으로써 폭내기 압연을 줄이는 방법이 채용되고 있고, 또 소재 회전시간을 단축하여 생산성을 높이기 위하여 소재의 길이와 압연폭의 차이가 관리범위에 들어오면 도 1의 (c)방식, 그리고 소재의 폭과 압연폭의 차이가 관리범위에 들어오면 도 1의 (d)의 방식을 채용하고 있다.
한편, 연속주조 또는 분괴압연기에 의해 제조된 슬라브의 두께, 폭 및 길이는 제조과정에서 발생하는 치수제어오차 및 슬라브 표면의 흠제거를 위한 스카핑(scarfing) 등에 의해 설계시의 치수 대비 적은 경우가 발생하여 실제 슬라브의 중량은 소재설계당시의 중량보다 적어져서 이 소재로 압연을 실시했을 경우에는 중량 부족에 의해 도 2의 (b)와 같이 압연완료 후 강판의 길이가 부족하게 되어 불합격 판정을 받게 된다.
위와 같은 현상에 의해 후판공정에서 발생하는 강판의 길이부족을 방지하기 위하여 슬라브 제조공정에서는 슬라브의 길이를 원래 계획된 길이보다 더 길게 절단함으로써 슬라브의 중량 부족현상을 보증하기도 한다.
이와 같은 방법에 의해 슬라브 중량이 계획된 중량과 동등한 수준이 되면 슬라브 체적과 압연목표치수의 체적은 같으므로 이론적으로 체적에 의한 제품치수는 만족하게 되지만 실제의 경우는 도 2에 도시한 압연방법중 (b)와 같이 압연완료 후의 폭이 계획된 치수보다 커서 상대적으로 길이가 부족하거나 (c)의 경우와 같이 폭이 부족하여 불합격 되는 경우가 발생하게 된다.
본 발명자는 상기한 종래방법의 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 슬라브 치수의 측정실적을 이용하여 최적의 압연방법을 결정하고 이 결정된 압연방법에 따라 압연하므로써 후 강판의 치수 불량을 최소화할 수 있는 후 강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 압연재를 가역 압연기에서 압연하는 과정을 나타내는 모식도
도 2는 압연 완료후의 압연재 치수와 후강판제품과의 관계를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 장치의 구성도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 . . . 후 강판 제품 2 . . . 압연 완료후의 강판
3 . . . 압연소재(슬라브) 5 . . . 소재의 폭 측정센서
6 . . . 소재의 길이 측정센서 8 . . . 소재 중량 측정기
13 . . . 가열로
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 가열로와 압연기 그리고 가열로 장입측에 폭, 길이 및 중량측정기를 포함하여 구성되는 후강판 제조장치를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 있어서,
목표압연강판의 두께, 길이 및 폭을 설정하는 단계;
상기 목표압연강판의 제조를 위한 목표 슬라브의 중량, 길이 및 폭을 설정하는 단계;
상기 목표 슬라브를 이용하여 목표압연강판을 제조하는 방법을, 슬라브 → 고르기 압연 → 90。수평회전 → 폭내기 압연 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(A 타입 압연방법), 슬라브 → 폭내기 압연 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(B 타입 압연방법), 슬라브 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(C 타입 압연방법), 및 슬라브 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(D 타입 압연방법)으로 이루어지는 압연방법 그룹중에서 선택하는 단계;
압연전에 슬라브의 폭, 길이 및 중량을 측정하는 단계;
측정된 슬라브의 중량과 목표 슬라브의 중량과의 차이를 구하고, 그 차이가 관리범위를 벗어나면 압연작업을 취소하는 단계;
측정된 슬라브의 중량과 목표 슬라브의 중량과의 차이(중량 차이)가 관리범위 이내에 있는 경우에는 측정된 슬라브의 폭과 목표 슬라브의 폭과의 차이(폭 차이) 및 측정된 슬라브의 길이와 목표 슬라브의 길이와의 차이(길이 차이)를 구하고, 폭 차이와 길이 차이가 모두 관리범위이내에 있으면 상기에서 설정된 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계;
상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이 및 길이 차이중의 적어도 하나가 관리범위를 벗어나는 경우에는 하기 식(1)을 이용하여 슬라브의 두께(CSLth)를 구하고, 이렇게 구한 슬라브 계산 두께(CSLth) 및 하기 식(2)를 이용하여 압연 후 강판 길이(CASln)를 구한 다음, 압연판계산길이(CASln)와 상기에서 설정된 압연판목표길이(TASln)를 비교하여 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)보다 작으면 작업을 취소하고, 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 무관하게 A타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계;
CSLth = Mwt×106/(MSLwd×MSLln×ρ) . . . . . . . (1)
[ 여기서, Mwt : 슬라브 측정중량(kg)
MSLwd : 슬라브 측정폭(mm)
MSLln : 슬라브 측정길이(mm)
ρ : 비중 ]
CASln = CSLth × MSLwd ×MSLln/(TASth × TASwd) . . . . . . . (2)
[여기서, TASth : 압연목표두께(mm)
TASwd : 압연목표 폭(mm) ]
상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 측정 슬라브의 폭과 압연판목표폭과의차이가 관리범위내에 있고, 상기 길이 차이가 관리범위를 벗어나고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 관계없이 D 타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계;
상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 측정 슬라브의 길이와 압연판목표폭과의 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이가 관리범위를 벗어나고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 관계없이 C 타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계; 및
상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이가 관리범위를 벗어나고, 상기 측정 슬라브의 길이가 압연판목표폭보다 작고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 A 타입 압연방법 또는 B 타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 후 강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 가열로와 압연기 그리고 가열로 장입측에 폭, 길이 및 중량측정기를 포함하여 구성되는 후강판 제조장치를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 적절히 적용된다.
후강판 제조장치를 이용하여 본 발명에 따라 후강판을 제조하기 위해서는 목표압연강판의 두께, 길이 및 폭을 설정해야 한다.
상기 목표압연강판의 두께, 길이 및 폭은 수요자들의 요구에 따라 설정되는 값이다.
다음에, 상기 목표압연강판의 제조를 위한 목표 슬라브의 중량, 길이 및 폭을 설정한다.
다음에, 상기 목표 슬라브를 이용하여 목표압연강판을 제조하는 방법을, 슬라브 → 고르기 압연 → 90。수평회전 → 폭내기 압연 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(A 타입 압연방법), 슬라브 → 폭내기 압연 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(B 타입 압연방법), 슬라브 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(C 타입 압연방법), 및 슬라브 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(D 타입 압연방법)으로 이루어지는 압연방법 그룹중에서 선택한다.
상기 압연방법의 선택은 강판의 형상 및 생산성등을 고려하여 선정된다.
다음에, 슬라브의 폭, 길이 및 중량을 측정한다.
측정된 슬라브의 중량과 목표 슬라브의 중량과의 차이를 구하고, 그 차이가 관리범위를 벗아나면 설정된 압연작업을 취소한다.
한편, 측정된 슬라브의 중량과 목표 슬라브의 중량과의 차이(중량 차이)가 관리범위 이내에 있는 경우에는 측정된 슬라브의 폭과 목표 슬라브의 폭과의 차이(폭 차이) 및 측정된 슬라브의 길이와 목표 슬라브의 길이와의 차이(길이 차이)를 구하고, 폭 차이와 길이 차이가 모두 관리범위이내에 있으면 상기에서 설정된 압연방법에 따라 압연을 수행한다.
상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이및 길이 차이중 적어도 하나가 관리범위를 벗어나는 경우에는 하기 식(1)을 이용하여 슬라브의 두께(CSLth)를 구하고, 이렇게 구한 슬라브 계산 두께(CSLth) 및 하기 식(2)를 이용하여 압연 후 강판 길이(CASln)를 구한 다음, 압연판계산길이(CASln)와 상기에서 설정된 압연판목표길이(TASln)를 비교하여 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)보다 작으면 작업을 취소하고, 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 무관하게 A타입 압연방법에 따라 압연을 수행한다.
CSLth = Mwt×106/(MSLwd×MSLln×ρ) . . . . . . . (1)
[ 여기서, Mwt : 슬라브 측정중량(kg)
MSLwd : 슬라브 측정폭(mm)
MSLln : 슬라브 측정길이(mm)
ρ : 비중 ]
CASln = CSLth × MSLwd ×MSLln/(TASth × TASwd) . . . . . . . (2)
[여기서, TASth : 압연목표두께(mm)
TASwd : 압연목표 폭(mm)
설정된 압연방법이 도 1(c)의 C타입 압연방법인 경우에는 슬라브 길이가 압연 완료 후의 폭이 되므로 상기 식(2)의 목표폭(TASwd) 대신 슬라브 측정길이(MSLln)를 사용하고, 설정된 압연방법이 도 1의 (d)의 D 타입 압연방법인 경우에는 슬라브의 폭이 압연 후의 폭이 되므로 상기 식(2)의 목표폭(TASwd) 대신 슬라브 측정폭(MSLwd)을 사용한다.
여기서는 상기 식(2)을 간소화하기 위하여 길이내기 압연중 발생하는 폭 퍼짐량은 고려되지 않았다.
또한, 상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 측정 슬라브의 폭과 압연판목표폭과의차이가 관리범위내에 있고, 상기 길이 차이가 관리범위를 벗어나고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 관계없이 D 타입 압연방법에 따라 압연을 수행한다.
또한, 상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 측정 슬라브의 길이와 압연판목표폭과의 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이가 관리범위를 벗어나고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 관계없이 C 타입 압연방법에 따라 압연을 수행한다.
또한, 상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이가 관리범위를 벗어나고, 상기 측정 슬라브의 길이가 압연판목표폭보다 작고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 A 타입 압연방법 또는 B 타입 압연방법에 따라 압연을 수행한다.
상기와 같이 후판압연을 수행하므로써 본 발명에 따라 후강판이 제조된다.
상기한 관리범위는 공장의 제어능력 및 실수율 관리 수준에 따라 다르지만 중량은 2% 이하, 폭 및 길이는 각각 5mm 이하가 바람직하다.
이하, 본 발명을 구현하기 위한 장치의 일례를 나타내는 도 3을 통해 본 발명의 실례를 구체적으로 설명한다.
도 3에 나타난 바와 같이, 작업지시된 슬라브(3)가 가열로 장입측 롤러 테이블(4)에서 가열로(13)내에 장입을 위해 화살표방향으로 이송되면 롤러 테이블(4)의 양 옆에 설치되어 있는 폭 측정용 센서(5)에 의해 폭이 측정된다.
이어서 중량측정기(8)에 도달되면 소재위치검출기(7)에 의해 소재가 검출되어 롤러테이블 제어기(11)에 의해 소재가 정지되면 길이측정센서(6) 및 중량측정센서(8)에 의해 슬라브 길이 및 중량이 측정되고, 폭, 길이 측정실적은 폭, 길이 측정실적 처리기(9), 그리고 중량은 중량실적처리기(10)를 통하여 공정제어컴퓨터(11)에 전달된다.
측정실적을 수집한 공정제어 컴퓨터(11)에서는 슬라브 측정실적에 의해 작업방법을 판단, 결정하기 위하여 측정중량을 지시(목표)중량과 비교하고 측정중량이 지시중량 대비 부족하면 압연후 치수 부족이 예상되므로 작업을 취소하여 슬라브(3)를 롤러테이블 밖으로 들어내어 작업을 취소한다.
도 3에서 부호 12는 롤러테이블제어기를 나타낸다.
그러나, 측정중량이 지시중량보다 크면 체적상으로는 압연목표치의 달성이 가능하지만 슬라브 표면 스카핑에 의해 중량이 부족한 현상을 길이로 보상하였다면 도 1의 압연방법중 (b),(c)의 경우에는 길이가 부족하고, (d)의 경우에는 폭이 부족한 현상이 발생할 수 있으므로 슬라브의 측정폭과 길이를 지시치수와 비교하여 그 차이가 관리범위 이내 이면 원래 지시된 압연방법에 의해 작업을 실시하고, 그렇지 않으면 상기한 방법에 따라 압연방법을 결정한 후, 압연을 행한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
두께 ×폭 ×길이 지시치가 220mm×1900mm×300mm이며 지시중량이 9844kg인 슬라브를 표 1과 같은 측정실적과 압연목표치수로 압연할 경우, 지시된 압연방법 그대로 작업하는 종래방법과 본 발명방법에 따라 압연방법을 바꾸어 압연한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
단, 여기서 길이내기 압연시의 폭퍼짐량은 압하량의 7%로 계산하였다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 측정중량은 지시중량대비 5kg이 크지만 종래방법에서는 타입C의 경우 압연후 강판 폭이 목표 폭보다 30mm더 커서 길이부족이 발생하고, 타입D의 경우에는 압연후 강판폭이 목표 폭 대비 20mm 작아서 폭부족이 발생함에 반하여, 본 발명방법의 경우는 압연방법을 바꾸어 압연한 결과 강판 폭과 길이를 모두 만족하게 되어 불량이 발생하지 않음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 슬라브 치수의 측정실적을 이용하여 최적의 압연방법을 결정하고 이 결정된 압연방법에 따라 압연하므로써 후 강판의 치수 불량을 최소화하여 실수율 향상 및 주문외 제품을 감소시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 가열로와 압연기 그리고 가열로 장입측에 폭, 길이 및 중량측정기를 포함하여 구성되는 후강판 제조장치를 이용하여 후강판을 제조하는 방법에 있어서,
    목표압연강판의 두께, 길이 및 폭을 설정하는 단계;
    상기 목표압연강판의 제조를 위한 목표 슬라브의 중량, 길이 및 폭을 설정하는 단계;
    상기 목표 슬라브를 이용하여 목표압연강판을 제조하는 방법을, 슬라브 → 고르기 압연 → 90。수평회전 → 폭내기 압연 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(A 타입 압연방법), 슬라브 → 폭내기 압연 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(B 타입 압연방법), 슬라브 → 90。수평회전 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(C 타입 압연방법), 및 슬라브 → 사상압연으로 이루어지는 압연방법(D 타입 압연방법)으로 이루어지는 압연방법 그룹중에서 선택하는 단계;
    압연전에 슬라브의 폭, 길이 및 중량을 측정하는 단계;
    측정된 슬라브의 중량과 목표 슬라브의 중량과의 차이를 구하고, 그 차이가 관리범위를 벗아나면 압연작업을 취소하는 단계;
    측정된 슬라브의 중량과 목표 슬라브의 중량과의 차이(중량 차이)가 관리범위 이내에 있는 경우에는 측정된 슬라브의 폭과 목표 슬라브의 폭과의 차이(폭 차이) 및 측정된 슬라브의 길이와 목표 슬라브의 길이와의 차이(길이 차이)를 구하고, 폭 차이와 길이 차이가 모두 관리범위이내에 있으면 상기에서 설정된 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계;
    상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이 및 길이 차이중의 적어도 하나가 관리범위를 벗어나는 경우에는 하기 식(1)을 이용하여 슬라브의 두께(CSLth)를 구하고, 이렇게 구한 슬라브 계산 두께(CSLth) 및 하기 식(2)를 이용하여 압연 후 강판 길이(CASln)를 구한 다음, 압연판계산길이(CASln)와 상기에서 설정된 압연판목표길이(TASln)를 비교하여 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)보다 작으면 작업을 취소하고, 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 무관하게 A타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계;
    CSLth = Mwt×106/(MSLwd×MSLln×ρ) . . . . . . . (1)
    [ 여기서, Mwt : 슬라브 측정중량(kg)
    MSLwd : 슬라브 측정폭(mm)
    MSLln : 슬라브 측정길이(mm)
    ρ : 비중 ]
    CASln = CSLth × MSLwd ×MSLln/(TASth × TASwd) . . . . . . . (2)
    [여기서, TASth : 압연목표두께(mm)
    TASwd : 압연목표 폭(mm) ]
    상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 측정 슬라브의 폭과 압연판목표폭과의차이가 관리범위내에 있고, 상기 길이 차이가 관리범위를 벗어나고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 관계없이 D 타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계;
    상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 측정 슬라브의 길이와 압연판목표폭과의 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이가 관리범위를 벗어나고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 설정된 압연방법에 관계없이 C 타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계; 및
    상기 중량 차이가 관리범위내에 있고, 상기 폭 차이가 관리범위를 벗어나고, 상기 측정 슬라브의 길이가 압연판목표폭보다 작고, 압연판계산길이(CASln)가 압연판목표길이(TASln)와 같거나 큰 경우에는 A 타입 압연방법 또는 B 타입 압연방법에 따라 압연을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 후 강판의 제조방법
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