KR20010094750A - 금속 스트립을 적응성 있고 경제적으로 산세 및 냉간압연하기 위한 작업 방법 및 설비 - Google Patents

금속 스트립을 적응성 있고 경제적으로 산세 및 냉간압연하기 위한 작업 방법 및 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 라인에 배열된 금속 산세 장치, 이러한 장치의 감는 면에 제공되는 와인더 장치 및 냉간 압연기로 이루어진 금속 스트립을 산세 및 냉간 압연하기 위한 작업 방법 및 설비에 관한 것으로 다음과 같이 선택적으로 이어진 작업 단계들을 갖는다.
a. 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 제1 압하 경로 쪽으로 와인더 장치를 우회하여 냉간 압연기 내로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계, 또는
b. 상기 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 상기 와인더 장치에서 하나의 코일로 감기고, 코일이 풀리는 위치로 변경된 후 상기 냉간 압연기 내로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계, 또는
c. 상기 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 열간 압연 스트립으로서 상기 와인더 장치에서 완성 스트립으로 감기는 단계, 또는
d. 사전 산세된 열간 압연 스트립들이 상기 와인더 장치에 공급되고, 풀리는 위치로부터 상기 냉간 압연기로 유입되고 다수의 변형 경로들에서 압연되는 단계.

Description

금속 스트립을 적응성 있고 경제적으로 산세 및 냉간 압연하기 위한 작업 방법 및 설비 {WORKING METHOD AND INSTALLATION FOR THE FLEXIBLE AND ECONOMICAL PICKLING AND COLD-ROLLING OF METAL STRIPS}
금속 산세 장치 및 압연기를 연결하여 소위 연속 압연기로 구동시키는 것이 잘 알려져 있다. 압연기의 이런 배열은 불연속적인 스레드업(thread-up) 구동을 없앰으로써 많은 이점을 지니며, 대체로 시간당 생산량을 대단히 높여준다. 그러나 이 배열은 투자 비용이 너무 많이 들어서, 수많은 설비 사업자들은 소량의 생산을 위해서는 별도의 금속 산세 및 압연기 설비에 또 다시 투자를 해야 한다.
그럼에도 불구하고 생산량을 보다 늘리기 위하여 고려된 다수의 스탠드로 이루어진 가역 압연기(reversing rolling mill) 및/또는 초대형 코일은 금속 산세 장치 및 압연기로만 제작할 수 있다고 여겨졌다. 이 초대형 코일을 압연기 후단에서다시 감고 분할함으로써 이동 및 연속 가공할 수 있다(EP 0724919 A2). 이러한 설비들을 와인딩 장치(winding machine)용으로 사용하기 위해서는 초대형 특수 구조가 필요하다. 이렇게 함으로써 비용면에서 경쟁력이 다시 저하된다.
본 발명의 목적은 구동 조건에 따라 설비 부품을 추가로 설치하거나 떼어내지 않고도 최소 투자비 및 인건비로 통상적인 크기의 코일 및 장치를 사용하여 중소 규모 생산용의 적응성이 좋고 경제적인 산세 압연 구동 방법 및 설비를 제공하는 데 있다.
본 발명은 하나의 라인에 배열된 금속 산세 장치(metal pickling device), 이 장치의 감는 면에 구비된 와인더 장치(winder arrangement) 및 냉간 압연기(cold rolling mill)로 이루어진 설비로 금속 스트립을 적응성 있고 경제적으로, 특히 중소 규모의 생산량으로 산세(pickling) 및 냉간 압연(cold-rolling)하기 위한 작업 방법 및 설비에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 하나의 라인에 배열된 금속 산세 장치, 이 장치의 감는 면에 구비된 와인더 장치 및 냉간 압연기로 이루어진 설비를 활용하고, 다음과 같이 교대로 이어진 상이한 작업 단계를 통해 달성된다. 이러한 작업 단계는,
a. 금속 산세 장치에서 배출된 스트립(strip)이 제1 압하 경로(reduction pass) 쪽으로 와인더 장치를 우회하여 냉간 압연기 내로 유입되고 다수의 변형 경로(deformation pass)에서 압연되는 단계, 또는
b. 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 와인더 장치에서 하나의 코일로 감기고, 이 코일이 풀리는 위치로 변경한 후 냉간 압연기 내로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계, 또는
c. 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 열간 압연 스트립(hot-rolled strip)으로 와인더 장치에서 완성 스트립(finished strip)으로 감기는 단계, 또는
d. 사전 산세된 열간 압연 스트립들이 와인더 장치에 공급되고, 코일이 풀리는 위치로부터 냉간 압연기로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계
들이다.
따라서 본 발명에 따라 제안된 해결 방안의 경우 산세 및 압연기의 소위 "부분 결합(part join)"이 이루어지므로, 3가지 구동 방식인 연속 압연, 부분 결합 및 불연속 구동을 모두 하나의 동일한 설비에서 동일하게 할 수 있다.
본 발명은 주로 작업 단계 a, 작업 단계 b 또는 작업 단계 d를 거쳐 제조된 스트립을 냉간 압연이 행해지는 가역 압연기 내로 유입시키고 다수의 가역 경로(reversing pass)에서 압연하는 것을 제안한다. 하나 또는 다수의 가역 경로를 거친 후 스트립을 가역 압연기 양쪽에 배열된 적어도 하나의 가역 와인더(reversing winder)에 감는다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 작업 단계 a, 작업 단계 b 또는 작업 단계 d를 거쳐 제조된 스트립의 냉간 압연이 이루어지는 2개 또는 3개의 스탠드로 이루어진 탠덤 트레인(tandem train) 상의 한 경로에서 스트립이 압연될 수 있고, 또 다른 대안에 따르면 하나 또는 다수의 가역 경로를 거친 스트립은 탠덤 트레인 양쪽에 배열된 적어도 하나의 가역 와인더에 감길 수 있다.
와인더 장치는 금속 스트립을 본 발명에 따른 작업 단계들에 따라 적응성 있고 경제적으로 산세 및 냉간 압연하는 특징을 지닌다. 와인더 장치는 각 와인더 맨드렐(winder mandrel)마다 2개의 분리된 구동 장치를 갖춘 수평 또는 수직 회전 와인더(turning winder)로 이루어지고, 2개의 구동 장치는 주로 회전시에 풀린다. 이러한 장치들은 잘 알려져 있다. 본 발명의 경우, 모든 작업 단계를 실행하기 위해서는 이러한 장치들을 본 발명에 따른 전체 설비 내에 고정시키기만 하면 된다.
와인더 맨드렐이 금속 산세 장치 후단에서 감긴 코일을 압연대 중앙에 맞추어 다시 풀기 위해서는, 회전 와인더의 와인더 맨드렐을 하우징(housing) 내에 축상 이동 가능하도록 배열하는 것이 바람직하다.
가역 압연기는 재래식 가역 스탠드 또는 탠덤 스탠드 그룹으로 이루어질 수 있다. 이러한 탠덤 스탠드 그룹은 양쪽에 가역 와인더를 구비하고 2개 또는 3개의 스탠드로 이루어진다. 가역 스탠드의 가역 와인더로 스트립을 배출하고, 회전 와인더의 와인더 맨드렐은 금속 산세 장치로부터 배출되는 새 코일을 위하여 비워진다.
특히 경로마다의 압하(reduction per pass)가 많이 필요할 때, 예를 들면 하나의 경로에서만 압연이 이루어질 때, 냉간 압연기는 비교적 많은 변형이 가능한 6층 형태의 스탠드(6-high stand)를 구비하는 것이 바람직하다.
이러한 작업 방법을 실행하도록 본 발명에 따라 형성된 설비는 상당히 가변적이고, 최소한의 인원으로 가동할 수 있으며, 공간을 거의 차지하지 않고 투자 비용이 미미할 뿐만 아니라, 얇은 열간 스트립을 제조하면 설비의 경제성도 최대로 된다. 이는 박판(thin slab) 설비 또는 스트립 주조 설비로 열간 스트립을 점점 더 많이 제조할 수 있는 것과 동일하다.
본 발명에 따른 설비를 개략적으로 보여주는 도면을 참조하여 이하에서 설명한다.
디코일러(decoiler)(1)로부터 풀린 스트립(B)을 구동 풀리(driving pulley)(2)를 통과시켜 통상적인 사전 준비를 마친 후, 가공을 위해 스러스트 산세 장치(thrust pickling)로서 형성된 금속 산세 장치(3)에 공급한다. 금속 산세 장치(3)는 기체 세정기(washer), 스크랩 절단기(scrap cutter) 및 분할 절단기(parting shear) 등과 같은 종래의 마무리 라인 장치(finishing line device) 후단 출구쪽에 수평 회전 와인더(5)를 구비하고 있다. 산세 장치에서 배출된 스트립(B)은 수평인 회전 와인더(5)에 감긴다. 회전 와인더(5)는 별도의 구동 장치를 지닌 코일 감기용 와인더 맨드렐(coiling winder mandrel)(6) 및 코일 풀기용 와인더 맨드렐(uncoiling winder mandrel)(7)을 구비한다. 즉 각 와인더 맨드렐은 회전시 주로 풀리는 자체 구동 장치를 지니고 있다. 코일 감기용 와인더 맨드렐(6) 및 코일 풀기용 와인더 맨드렐(7)은 하우징 내에 축방향으로 이동할 수 있도록 배열되어 있어서, 금속 산세 장치(3) 후단에 있는 코일 풀기용 와인더 맨드렐(7)은 금속 산세 장치(3) 후단에서 감긴 코일(8)을 후속 가역 압연기(9) 중앙에 맞추어 다시 풀 수 있다.
가역 압연기(9)를 이루는 종래의 가역 스탠드는 코일(8)을 제1 압하 경로 후에 가역 와인더(10) 상에서 받는다. 그러면 회전 와인더(5)의 코일 풀기용 와인더 맨드렐(7)은 코일 감기용 와인더 맨드렐(6)과의 교환을 위해 비워지고, 다시 금속 산세 장치(3)로 제어된다.
도면 하부에 나타낸 바와 같이, 가역 스탠드(9)는 스탠드(9a, 9b)를 지닐 수있고, 2개 또는 3개의 스탠드로 이루어진 탠덤 트레인일 수 있다. 가역 스탠드는 고압하율(제1 스탠드에서 50% 이상)을 위해 주로 6층 구조[비교적 작은 작동 롤러(working roller)들이 중간 롤러(intermediate roller) 및 백업 롤러(backing-up roller) 위에 세워져 있다]로 되어 있으므로, 산세된 스트립(B)의 일부를 하나의 경로에서 압연할 수 있다. 이 경우, 도시한 바와 같이 회전 와인더(5)를 "통과하는 것(cross)"은 소위 연속 구동에서나 가능하다.
가역 압연기에 여러 개의 경로가 필요한 경우, 금속 산세 장치(3)가 작동 정지되면 냉간 압연되지 않은 P.O. 코일을 제조할 수 있다. 이 경우 스트립(B)은 금속 산세 장치(3) 후단에서 회전 와인더(5)의 코일 감기용 와인더 맨드렐(6)에 감기고, 최종 제품으로 배출된다. 이러한 P.O. 코일은 가역 압연기(9)의 가동이 장기간 중지되는 경우에도, 즉 예를 들면 백업 롤러의 교환시에도 산세할 수 있다.
설비의 적응성 때문에, 금속 산세 장치(3)가 예정대로 정지할 때 준비 상태로 사전 산세되는 코일(8)을 가역 압연기(9)에서 압연할 수도 있다. 이러한 코일(8)은 회전 와인더(5)의 코일 풀기용 와인더 맨드렐(7)에 공급되어, 여기서 풀려져 가역 압연기(9)에 공급된다.

Claims (8)

  1. 하나의 라인에 배열된 금속 산세(pickling) 장치, 상기 장치의 감는 면에 구비된 와인더 장치 및 냉간 압연기로 이루어진 설비로 금속 스트립을 적응성 있고 경제적이며, 특히 중소 규모의 생산량으로 산세 및 냉간 압연하기 위한 작업 방법에 있어서,
    상이한 작업 단계들, 즉
    a. 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 제1 압하 경로 쪽으로 와인더 장치를 우회하여 냉간 압연기 내로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계, 또는
    b. 상기 금속 산세 장치에서 배출된 스트립이 상기 와인더 장치의 한 코일에 감기고, 상기 코일이 풀리는 위치로 변경된 후 상기 냉간 압연기 내로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계, 또는
    c. 상기 금속 산세 장치에서 배출된 스트립은 열간 압연 스트립으로서, 상기 와인더 장치에서 완성 스트립으로 감기는 단계, 또는
    d. 사전에 산세된 열간 압연 스트립들이 상기 와인더 장치에 공급되고, 풀린 위치로부터 상기 냉간 압연기로 유입되고 다수의 변형 경로에서 압연되는 단계
    가 선택적으로 이루어지는 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업 단계 a, 상기 작업 단계 b 또는 상기 작업 단계 d를 거쳐 제조한 스트립을 냉간 압연이 이루어지는 가역 압연기 내로 유입시키고 다수의 가역 경로에서 압연하며, 하나 또는 다수의 가역 경로를 거친 상기 스트립을 상기 가역 압연기 양쪽에 배열된 적어도 하나의 가역 와인더에 감는 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작업 단계 a, 상기 작업 단계 b 또는 상기 작업 단계 d를 거쳐 제조된 상기 스트립을 2개 또는 3개의 스탠드(stand)로 이루어진 탠덤 트레인(tandem train)에서 냉간 압연하고, 상기 탠덤 트레인의 한 경로에서 상기 스트립을 압연하는 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작업 단계 a, 작업 단계 b 또는 작업 단계 d를 거쳐 제조된 상기 스트립을 2개 또는 3개의 스탠드로 이루어진 탠덤 트레인에서 냉간 압연하고, 하나 또는 다수의 가역 경로를 거친 상기 스트립을 상기 탠덤 트레인 양쪽에 배열된 적어도 하나의 가역 와인더에 감는 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 방법.
  5. 하나의 라인에 배열된 금속 산세 장치, 상기 장치의 감는 면에 구비된 와인더 장치 및 냉간 압연기로 이루어진 제1항 내지 제4항에 따른 작업 방법을 실행하기 위한 설비로, 적응성 있고 경제적이며 중소 규모의 생산량으로 금속 스트립을 산세 및 냉간 압연하기 위한 설비에 있어서,
    상기 와인더 장치를 코일 감기용 와인더 맨드렐(6) 및 코일 풀기용 와인더 맨드렐(7)마다 2개의 분리된 구동 장치를 구비한 수평 또는 수직 회전 와인더(5)로서 형성하고, 상기 2개의 구동 장치는 주로 회전시 풀리는 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 설비.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코일 감기용 와인더 맨드렐(6) 및 상기 코일 풀기용 와인더 맨드렐(7)을 하우징 내에서 축 방향으로 이동할 수 있도록 배치한 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 설비.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    가역 압연기(9)를 가역 와인더(10, 11)가 양쪽에 배열된 2개 또는 3개의 스탠드로 이루어진 탠덤 스탠드 그룹(9a, 9b)으로 형성한 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 설비.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가역 압연기(9)가 6층 스탠드(9a, 9b)를 구비하는 금속 스트립의 산세 및 냉간 압연 설비.
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