KR20010015565A - 금속 스트립을 압연하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

금속 스트립을 압연하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 어닐링 섹션 및 템퍼링 섹션이 뒤에 연결된 냉간 압연 트레인에 의해 금속 스트립, 특히 강 스트립을 압연하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립의 배출 두께 또는 설정 두께는 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 설정 경도 및 설정 두께에 따라 결정된다.

Description

금속 스트립을 압연하기 위한 방법 및 장치 {PROCESS AND INSTALLATION FOR ROLLING A METAL STRIP}
본 발명은, 냉간 압연 트레인(cold rolling train)에 의해 금속 스트립을 압연하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 상기 냉간 압연 트레인 뒤에는 어닐링 섹션(annealing section) 및 템퍼링 섹션(tempering section)이 배치된다. 이러한 압연 트레인에서는 의도한 재료 경도를 얻는 것이 어렵다는 것이 밝혀졌다.
도 1은 본 발명에 따른 압연 트레인을 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 보정 펙터의 결정을 도시하고,
도 3은 금속 스트립의 길이에 걸쳐 일정한 경도를 얻기 위한 방법을 도시한다.
본 발명의 목적은, 의도한 재료 경도가 정확하게 얻어지는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 이때, 템퍼링 섹션으로부터 배출될 때 금속 스트립의 두께에 대한 의도한 값을 얻는 것이 바람직하다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 제 1항에 따른 방법 또는 청구항 제 14항에 따른 장치에 의해 달성된다. 여기서 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립의 배출 두께 또는 설정 두께는 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 설정 경도 및 설정 두께에 따라 결정된다. 이러한 방식으로 템퍼링 섹션으로부터 압연 스트립이 배출될 때 의도한 설정 경도를 얻는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 매우 바람직한 실시예에서는, 템퍼링 섹션의 작용, 특히 금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계 및 특히 재료 경도에 대한 어닐링 섹션의 작용이 고려된다. 본 발명의 이러한 매우 바람직한 실시예에 따라, 어닐링 섹션에서의 재료 경도 감소를 고려하여 그리고 템퍼링 섹션에서 금속 스트립의 경도와 금속 스트립 두께 감소도 사이의 관계를 고려하여, 냉간 압연 트레인으로부터 압연 스트립이 배출될 때 상기 압연 스트립의 두께가 미리 주어져서, 템퍼링 섹션에서 금속 스트립의 두께가 금속 스트립의 의도한 설정 두께로 감소될 때 의도한 설정 경도가 세팅된다. 이러한 방식으로 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 의도한 설정 경도를 얻을 때 정확성이 뚜렷히 향상되는 것으로 밝혀졌다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서 템퍼링 섹션의 작용, 특히 금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소 사이의 관계가 냉간 압연 트레인의 작용으로부터, 즉 특히 냉간 압연 트레인에서 금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계로부터 검출된다. 금속 스트립의 두께 감소도와 재료 경도 사이의 관계에 대한 패턴(pattern) 형성은 냉간 압연 트레인의 스탠드(stand) 또는 냉간 압연 트레인의 선택된 몇몇 스탠드에서 금속 스트립의 두께 감소도와 재료 경도 사이의 관계를 토대로 이루어진다.
또한, 바람직한 대안적인 실시예에서는 템퍼링 섹션의 작용, 특히 금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계가 특히 연속 시도에 의해 미리 결정된다.
바람직한 실시예에서, 템퍼링 섹션으로부터 배출시 금속 스트립의 측정된 실제 경도와 설정 경도의 비교에 의해, 검출된 템퍼링 섹션의 작용, 특히 금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계가, 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 설정 경도와 실제 경도의 측정값 사이의 차이를 줄이는 의미로 보정된다.
바람직한 실시예에서, 템퍼링 섹션의 작용으로부터, 특히 금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계로부터 검출된, 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께 또는 설정 두께에 대한 설정값은, 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 실제 경도와 설정 경도의 비교에 의해, 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 설정 경도와 실제 경도 사이의 차이를 감소시키는 의미로 보정된다.
금속 스트립의 경도와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계에 대한 정확한 샐플 형성과 관련된 이러한 조치에 의해 의도한 설정 경도가 매우 우수하게 얻어진다. 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 경도에 대한 측정값이 제공되지 않으면, 패턴 적용을 위한 실제값의 검출을 위한 장치(1)에서 공지된 바와 같이, 실제값이 바람직하게 역 패턴 형성에 의해 검출된다.
본 발명에 따른 방법은 금속 스트립의 전체 길이에 걸쳐 일정한 재료 경도가 얻어질 때 매우 바람직하게 이용되며, 이것에 의해 불량 발생이 현저히 억제된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 템퍼링 섹션에서 금속 스트립의 두께가 적어도 10%, 특히 적어도 20% 감소된다. 또한, 템퍼링 섹션에서 금속 스트립의 두께가 20 내지 40% 만큼 감소되는 것이 바람직하다.
추가 장점 및 발명적 특성은 도면에 의해 그리고 종속항과 관련되어 하기의 실시예 설명에 나타난다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 압연 트레인을 도시한다. 여기서, 예를 들어 4개의 스탠드(21, 22, 23, 24)를 갖는 냉간 압연 트레인(2) 뒤에는 어닐링 섹션(3) 및 템퍼링 섹션(4)이 배치된다. 예를 들어 열간 압연 트레인(1)으로부터 배출되는 금속 스트립은 도 1에 따른 실시예에서 냉간 압연 트레인(2)으로 유입되고 계속해서 축소된다. 그 다음, 금속 스트립은 어닐링 섹션(3)에서 어닐링되고 템퍼링 섹션(4)에서 조질 압연(skin pass rolling)되고 본 발명에 따라 그 두께가 감소된다. 함수 블록(5, 6, 7)에 나타난 관계는 냉간 압연 트레인(2), 어닐링 섹션(3) 및 템퍼링 섹션(4)에서의 재료 경도 변화를 도시한다. 두께가 HEKTM이고 경도가 KF0인 금속 스트립이 냉간 압연 트레인(2)으로 유입되고 두께 HAKTM및 경도 KFKTM으로 냉간 압연 트레인(2)으로부터 배출된다. 함수 블록 5는 금속 스트립의 재료 경도(KF)와 두께 감소도(EPS) 사이의 물리적 관계를 나타낸다. 이 경우, 두께 감소도(EPS)는
로 규정되며, 여기서 HE는 금속 스트립의 유입 두께이고, HA는 배출 두께이다. 어닐링 섹션(3)에서 재료 경도(KF)는 함수 블록 6이 도시하는 것 처럼, 냉간 압연 트레인에서 금속 스트립의 두께 감소에 따라 감소된다. 이때, 재료 두께는 변동없이 유지된다. 즉, HAKTM= HEDCR이다. 어닐링 섹션(3)을 통과한 후 금속 스트립은 재료 경도 KF0를 갖는다. 본 실시예에서 템퍼링 섹션(4)은 2개의 압연 스탠드(41, 42)를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 압연 스트립은 제 1 스탠드(41)에 의해 축소된다. 제 2 스탠드(42)에 의해서는 압연 스트립의 의도한 표면 상태 및 평평도가 얻어진다. HEDCR의 스트립 두께 및 KF0의 재료 경도로 템퍼링 섹션(4)에 유입되는 압연 스트립은, 함수 블록 7이 도시하는 바와 같이, HADCR의 스트립 두께 및 KFDCR의 재료 경도로 배출된다. 본 발명에 따른 방법에 따라, 템퍼링 섹션(4)에서의 두께 감소에 의해 배출 두께 HADCR및 재료 경도 KFDCR에 대한 의도한 값이 얻어지도록, 함수 블록 6과 7에 따른 관계에 상응하게 한쌍의 값 HAKTM및 KFKTM이 세팅된다. 압연 스트립이 냉간 압연 트레인에 유입될 때 예를 들어 4 mm의 두께(HEKTM) 및 300 N/mm2의 경도(KF0)를 가지면, 금속 스트립의 의도한 두께(HADCR)는 0.3 mm이고, 금속 스트립의 의도한 경도(KFDCR)는 450 N/mm2이며, 따라서 예시적인 실시예를 위한 금속 스트립은 냉간 압연 트레인(3)에서, HAKTM= 0.5 mm 및 KFKTM= 600 N/mm2가 되도록 압연된다. 그 다음 이어지는 어닐링 섹션(3)에서 금속 스트립의 경도는 다시 경도 KF0, 즉 300 N/mm2로 감소된다. 그 다음, 템퍼링 섹션(4)에서 금속 스트립이 0.5 mm의 유입 경도(HEDCR)에서 0.3 mm의 배출 경도(HADCR)로 감소됨으로써, 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 경도(KFDCR)가 의도한 450 N/mm2로 높아진다. 본 발명에 따른 방법의 한계는 템퍼링 섹션(4)에서의 가능한 축소에 따른다. 장치(1)(MSOKFO, MSIKFI 그리고 KFEMSE)에 따른 장치(1)의 재료 경도 패턴의 고려하에
HEKTM= 4mm
HADCR= 0.3mm
KFO = 300N/mm2
KFI = 350N/mm2
KFE = 0.7이면,
템퍼링 섹션에서 10 ... 40%의 감소 변화에서 약 35%의 경도 변화가 얻어질 수 있다. 이 경우, 템퍼링 섹션(4)에서 0.33 내지 0.5 mm의 유입 두께(HEDCR) 변화가 가능하다. 이러한 변화는 330 N/mm2내지 440 N/mm2의 재료 경도 변화를 가능하게 한다.
함수 블록 5와 7에 상응하는 개략적으로 도시된 패턴 형성을 위해서는 장치(1)에 따른 매우 바람직한 패턴이 사용된다. 또한, 재료 경도(KF)와 두께 감소도(EPS) 사이의 관계에 대한 패턴을 냉간 압연 트레인에 대해서 그리고 템퍼링 섹션(4)에 대해서도 적용하는 것이 바람직한 것으로 입증되었다. 여기서, 냉간 압연 트레인을 위해 검출된, 금속 스트립의 경도(KF)와 금속 스트립의 두께 감소도(EPS) 사이의 관계가 매우 바람직한 방식으로, 템퍼링 섹션(4)으로부터 금속 스트립이 배출될 때 실제 경도와 설정 경도의 비교에 의해, 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 설정값과 실제값 사이의 차이를 줄이는 의미로 보정된다. 이러한 방식의 보정은 도 2에 도시된다. 템퍼링 섹션에서 재료 경도의 조절은 하기의 자동화 단계에 상응하게 실행될 수 있다:
1. 계산에 의한 예비 제어(8) 단계, 및 템퍼링 섹션(4)을 지난후 금속 스트립의 경도(HKFDCR) 및 두께(HADCR)에 대한 설정값에 상응하는 배출 두께(HAKTM)로 냉간 압연 트레인에서 압연하는 단계.
2. 템퍼링 섹션(4)에서 얻어진 경도(KFDCR)의 검출에 의한 반복 실행 (recycling)(9)단계, 및 KFDCR의 설정값에 대한 차이에 상응하게 냉간 압연 트레인(2)으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HAKTM)에 대한 보정값(α)을 형성 단계.
3. 냉간 압연 트레인(2)에서 스트립 길이에 걸쳐 재료 경도 곡선, 즉 금속 스트립의 경도(KF)와 두께 감소도(EPS) 사이의 관계를 검출하는 단계, 및 계산하는 단계, 그리고 검출된 재료 경도 곡선 및 금속 스트립의 경도(KFDCR)에 대한 설정값에 상응하게 스트립 길이에 걸쳐 스트립 두께(HAKTM)를 압연하는 단계.
예비 제어(8)시 금속 스트립의 의도한 경도(KFDCR)에 상응하는 금속 스트립의 배출 두께(HAKTM)가 자세히 계산된다. 이것은, 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HADCR), 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 경도(KFDCR), 냉간 압연 트레인으로의 유입시 금속 스트립의 두께(HEKTM) 그리고 압연 스트립의 재료 특성(MT)에 따라 이루어진다. 예비 제어(8)의 배출값은 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HAKTM) 및 금속 스트립의 재료 패러미터(ME)이다. 이러한 재료 패러미터(ME)는 실제로 금속 스트립의 경도(KFDCR)를 설명하는 패러미터이다. 본 실시예에서 상기 패러미터는 금속 스트립의 경도(KFDCR)와 금속 스트립의 두께 감소도 사이의 관계를 설명하는 패러미터(KFO, KFI, KFE)이다. 이러한 패턴 형성에 대한 개별 사항은 장치(1)에서 도출될 수 있다. 금속 스트립의 두께(HADCR) 및 경도(KFDCR)에 대한 실제값에 따라 반복 실행(9)으로 보정값(α)이 검출되고, 상기 보정값(α)에 의해 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HAKTM)에 대한 값이 보정된다. 이때, 상기 보정 패러미터(α)와 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립의 의도한 두께(HAKTM)를 곱하는 것이 매우 바람직한 것으로 입증되었다. 상기 보정값(α)은, 템퍼링 섹션으로부터의 배출시 금속 스트립의 실제 두께(HADCR)와 이에 상응하는 설정값 사이의 차이가 최소화되도록 형성된다.
열간 압연 트레인을 통과한 후 외부 와인딩 및 내부 와인딩을 급속히 냉각함으로써 스트립 단부의 높은 경도가 얻어진다. 금속 스트립의 길이(BL)에 걸쳐 금속 스트립의 경도(KF0) 변화를 나타내는 도 3의 곡선(13)이 도시하는 것 처럼, 냉간 압연 트레인을 통과한 후 중간 어닐링도 이러한 작용을 제거하지 못한다. 특히 디프 드로잉(deep drawing) 재료에서 이러한 단부는 일반적으로 템퍼링 섹션을 통과한 후 절단된다. 왜냐 하면, 금속 스트립의 경도(KFDCR)가 스트립 길이에 걸쳐 일정해야 하기 때문이다. 이때, 높은 절단 비율 및 추가 비용은 높은 비용 부담을 야기한다. 15% 까지의 재료 경도 상승이 이루어진다. 이러한 재료 경도는 약 50m의 스트립 길이에 걸쳐 점차적으로 감소한다. 15%의 재료 경도 상승시 템퍼링 섹션에서의 두께 감소도(EPSDCR)는 본 발명에 따라 약 15% 만큼 줄어든다. 이것은 특히, 전체 감소도가 EPSDCR>30%일 때 매우 바람직하다. 15%의 감소도 변화는 전술한 예에서 50 ㎛ 또는 6%의 유입 두께 변화를 의미한다.
도 3의 곡선들(13, 14, 15, 16, 17)은 금속 스트립의 길이에 걸쳐 일정한 경도(KF)를 얻기 위한 본 발명에 따른 방법의 사용을 나타낸다. 냉간 압연 트레인으로부터의 배출시 금속 스트립은 곡선 13에 상응하는 경도(KF0)를 갖는다. 스트립 단부, 즉 10 및 12 영역에서 금속 스트립은 중간 영역에서보다 큰 경도를 갖는다. 10 및 12 영역은 예를 들어 각각 50 m의 스트립 길이를 갖는다. 냉간 압연 트레인은 본 발명에 따라, 금속 스트립이 냉간 압연 트레인으로부터 배출될 때 곡선 14에 상응하는 두께를 갖도록 세팅된다. 곡선 15가 도시하는 바와 같이, 템퍼링 섹션에서의 두께 감소(EPSDCR)시 곡선 16 및 17에 상응하게 금속 스트립의 두께(HADCR) 및 경도(KFDCR)의 일정한 진행이 이루어지도록, 곡선 14의 진행이 선택된다.

Claims (14)

  1. 어닐링 섹션(3) 및 템퍼링 섹션(4) 앞에 연결된 냉간 압연 트레인(2)에 의해 금속 스트립, 특히 강 스트립을 압연하기 위한 방법에 있어서, 냉간 압연 트레인(2)으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HAKTM) 또는 설정 두께를 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 경도(KFDCR) 및 두께(HADCR)에 대한 설정값에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    냉간 압연 트레인(2)으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HAKTM) 또는 설정 두께를 템퍼링 섹션(4)의 작용에 따라, 특히 템퍼링 섹션(4)의 압연 패턴(7)에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)의 압연 패턴(7)에 의해 금속 스트립의 경도(KF)와 금속 스트립의 두께 감소도(EPS) 사이의 관계에 대한 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    냉간 압연 트레인(2)으로부터의 배출시 금속 스트립의 두께(HAKTM) 또는 설정 두께를 어닐링 섹션(3)의 작용에 따라, 특히 어닐링 섹션(3)의 패턴에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2항, 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)의 작용, 특히 금속 스트립의 경도(KF)와 금속 스트립의 두께 감소도(EPS) 사이의 관계를 냉간 압연 트레인(2)의 작용으로부터, 특히 냉간 압연 트레인(2)의 스탠드(21, 22, 23, 24) 또는 상기 스탠드(21, 22, 23, 24) 중 선택된 스탠드에서 금속 스트립의 경도(KF)와 두께 감소도(EPS) 사이의 관계로부터 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 2항, 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)의 작용, 특히 금속 스트립의 경도(KF)와 금속 스트립의 두께 감소도(EPS) 사이의 관계를 연속 시도에 의해 미리 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)의 검출된 작용, 특히 금속 스트립의 경도(KF)와 금속 스트립의 두께 감소도(EPS) 사이의 검출된 관계를, 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 측정된 실제 경도(KFDCR)값과 금속 스트립의 설정 경도의 비교에 의해, 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 설정 경도와 측정된 실제 경도(KFDCR)값 사이의 차이를 줄이는 의미로 보정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 2항, 제 3항, 제 4항, 제 5항 또는 제 7항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)의 작용으로부터, 특히 금속 스트립의 경도(KF)와 금속 스트립의 두께 감소도(EPS) 사이의 관계로부터 냉간 압연 트레인(2)으로부터의 배출시 검출된 금속 스트립의 두께(HAKTM) 또는 설정 두께에 대한 설정값을, 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 실제 경도(KFDCR)와 설정 경도의 비교에 의해, 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 설정 경도와 실제 경도(KFDCR) 사이의 차이를 줄이는 의미로 보정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 금속 스트립의 경도(KFDCR)를 상기 금속 스트립의 길이(BL)에 걸쳐 일정하게 또는 넓은 범위에 걸쳐 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 스탠드(41, 42)를 갖는 템퍼링 섹션(4)에서 적어도 하나의 스탠드(41)를 금속 스트립의 두께를 감소시키는데 사용하고, 적어도 하나의 스탠드(42)는 금속 스트립 표면의 평평도를 세팅하고 상기 표면에 영향을 주는데 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    2개의 스탠드를 갖는 템퍼링 섹션(4)에서 제 1 스탠드(41)를 금속 스트립의 두께를 감소시키는데 사용하고, 제 2 스탠드(42)를 금속 스트립 표면의 평평도를 세팅하고 상기 표면에 영향을 주는데 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)에서 금속 스트립의 두께를 적어도 10% 만큼, 특히 20% 만큼 줄이는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    템퍼링 섹션(4)에서 금속 스트립의 두께를 20% 내지 40% 줄이는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 금속 스트립을 압연하기 위한, 특히 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치가 어닐링 섹션(3) 및 템퍼링 섹션(4) 앞에 연결된 냉간 압연 장치(2) 및 계산 장치를 포함하며, 상기 계산 장치가 템퍼링 섹션(4)으로부터의 배출시 설정 경도 및 설정 두께에 따라 냉간 압연 트레인(2)으로부터의 배출시 강 배출 두께 또는 설정 두께를 결정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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