KR20040055975A - 후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법에 관한 것으로, 수평롤에 의해 폭내기압연을 실시하는 입측 폭 1600~4200mm 조건의 후판을 제조하는 강 슬라브의 열간압연방법에 있어서, 폭내기압연중의 수평압연에 의한 슬라브 길이방향 폭퍼짐량과 길이내기압연공정에서의 폭퍼짐량을 강의 조업조건과 온도조건에 따라 구분하여 설명중 식 4,5에 의해 슬라브길이변화량을 구하는 단계와: 길이내기압연공정에서의 압연패스별 폭퍼짐량을 구하고 이를 합하여 설명중 식 6,7에 의해 총폭퍼짐량을 구하는 단계와; 상기와 같이 구한 수평롤에 의한 슬라브 길이변화량과 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 이용하여 설명중 식 8에 의해 폭내기종료패스의 목표두께를 구하는 단계와; 상기와 같이 구한 폭내기종료패스의 목표두께를 이용하여 설명중 식 9에 의해 수평롤의 개도를 구하는 단계와; 상기와 같이 구한 폭내기종료패스에서의 롤 개도를 설정하여 압연한 다음 통상의 방법인 길이내기압연 공정을 실시하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 폭내기압연시 슬라브 길이변화량과 길이내기압연시의 폭퍼짐량을 강의 조업조건별로 구분하여 구하고 이를 이용하여 폭내기종료패스에서의 수평롤을 정밀제어함으로써 후판제품의 폭품질을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

Description

후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법{WIDTH CONTROL OF BROADSIDE ROLLING IN HOT PLATE MILL}

본 발명은 압연기 전후면의 폭계측기를 이용하여 강의 조업조건별 및 온도조건별 폭퍼짐량을 수식화하고 폭내기공정에서의 슬라브길이 변화량을 고려하여 폭내기 종료패스의 목표두께를 정밀하게 설정할 수 있도록 한 후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법에 관한 것이다.

통상, 열간 후판압연공정은 도 1에서와 같이 슬라브(1)의 폭을 목표 폭으로 맞추기 위한 폭내기압연(broadside rolling) 공정과 폭내기 압연후 슬라브(1)를 90°회전하여 최종 제품의 두께까지 압연하는 길이내기압연(longitudinal rolling) 공정으로 구분된다.

폭내기압연을 실시하기 위해서는 슬라브(1)를 90°회전하게 되므로 슬라브(1)의 길이는 폭방향이 되며, 슬라브(1)의 폭은 길이방향, 즉 압연방향이 되게 된다.

이때, 폭내기압연 공정에서의 목표폭을 얻기 위한 통상적인 방법은 폭내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 무시하고 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 강의 조업조건에 구분없이 경험에 의한 수식을 사용하여 압연패스별 폭퍼짐량을 구하여 목표로 하는 폭을 얻기 위한 폭내기공정의 목표두께를 산출하게 된다.

이러한 통상적인 방법에 따른 수평롤(2)을 이용한 후판압연 공정에 있어서 폭내기압연시 목표판폭을 얻기 위한 폭내기 목표두께(H_b) 식은 체적일정조건으로부터 하기한 식 1과 같이 표현된다.

(식 1)

여기서, H₀, W₀, L₀는 각각 폭내기압연 전의 슬라브두께, 폭, 길이를 나타내고; H_b, W_b, L_b는 폭내기압연 후의 두께, 폭, 길이를 나타낸다.

후판압연 공정에 있어서는 수평롤(2)에 의한 폭내기압연시 폭방향으로의 폭퍼짐량은 그다지 크지 않다고 보고 폭내기압연전의 길이와 폭내기압연후의 길이가 같다고 가정하여 하기한 식 2,3과 같이 간이화하여 사용하여 왔다.

(식 2)

(식 3)

여기서, H_i-1, H_i는 i 패스 입측, 출측 두께; △H_i는 i 패스 압하량; W_i는 i 패스 입측 폭; R_h는 수평롤 반경을 각각 나타낸다.

그리고, △W_i는 길이내기압연 공정에서의 수평압연에 의한 패스별 폭퍼짐량으로 이 값은 식 3과 같이 경험식에 의존하여 강의 종류에 구분 없이 동일한 상수(C=10) 값을 사용하였다.

그런데, 이와 같은 폭내기압연 공정에서의 목표두께설정 방법은 폭내기압연시 폭퍼짐량을 고려하지 못하여 발생하는 폭정도 오차와, 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 강의 종류나 압연온도에 관계없이 동일한 경험식의 사용에 따른 폭정도 오차 등 폭정도 하락의 주요 요인이 된다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 국내특허의 경우(출원번호 1996-0068735) 엣저압연기를 포함하는 열간 후판압연 공정에 있어서 판폭제어방법을 출원하였는데 상기 판폭제어방법은 엣저압연기를 포함하는 조건으로 수평압연에 의한 폭퍼짐량과 엣저압연에 의한 폭감소량이 중첩된 폭내기압연 공정에서의 폭변화량을 구하는 방식으로 하고, 길이내기압연 공정에서의 폭 퍼짐량의 경우는 통상적인 방법을 사용하였다.

따라서, 엣저압연기가 없이 수평연기만을 갖는 압연조건에서 순수 수평압연에 의한 폭내기압연 공정에서의 목표두께 산출식에는 문제가 있으며, 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 통상의 방법으로 사용함으로써 폭정도 개선에는 한계가 있었다.

최근 수요가의 후판제품에 대한 칫수품질의 엄격한 요구증대와 더불어 고정도의 판폭을 확보하기 위해서는 폭내기압연 공정에서의 정밀한 목표두께 설정, 압연기의 두께제어정도 그리고 압연패스간 폭제어 방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 수평롤을 사용하여 폭내기 압연을 실시하는 후판압연공정에 있어 수평압연에 의한 폭퍼짐량과 후속공정인 길이내기 압연공정에서의 수평압연에 의한 폭퍼짐량을 압연기 전후면의 폭계측기를 이용하여 측정하고 이를 강의 조업조건별로 세분화하여 구한 후 폭내기공정의 목표두께를 계산하여 수평롤의 갭을 설정함으로써 고정도의 판폭을 얻을 수 있는 후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 후판압연공정의 모식도,

도 2 폭내기압연공정을 나타내는 개념도,

도 3 압연패스간 폭 추출공정의 개념도,

도 4 길이내기압연공정을 나타내는 모식도,

도 5 종래방법과 제안방법과의 압연패스별 폭퍼짐량을 나타내는 비교도

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1....슬라브 2....수평롤

3....폭계측기

본 발명의 상기한 목적은, 수평롤에 의해 폭내기압연을 실시하는 입측 폭 1600~4200mm 조건의 후판을 제조하는 강 슬라브의 열간압연방법에 있어서, 폭내기압연중의 수평압연에 의한 슬라브 길이방향 폭퍼짐량과 길이내기압연공정에서의 폭퍼짐량을 강의 조업조건과 온도조건에 따라 구분하여 후술할 식 4,5에 의해 슬라브길이변화량을 구하는 단계와: 길이내기압연공정에서의 압연패스별 폭퍼짐량을 구하고 이를 합하여 후술할 식 6,7에 의해 총폭퍼짐량을 구하는 단계와; 상기와 같이 구한 수평롤에 의한 슬라브 길이변화량과 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 이용하여 후술할 식 8에 의해 폭내기종료패스의 목표두께를 구하는 단계와; 상기와 같이 구한 폭내기종료패스의 목표두께를 이용하여 후술할 식 9에 의해 수평롤의 개도를 구하는 단계와; 상기와 같이 구한 폭내기종료패스에서의 롤 개도를 설정하여 압연한 다음 통상의 방법인 길이내기압연 공정을 실시하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면에 의거하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 본 발명은 수평롤(2)에 의해 폭내기압연을 실시하는 강 슬라브(1)의 열간압연 방법에 적용되는 것으로, 폭내기공정에서의 목표폭을 확보하기 위해서 하기와 같은 방법에 의해 폭내기종료패스에서의 목표두께를 설정한다.

폭내기압연시 슬라브(1)의 폭방향으로 폭퍼짐량을 계산하기 위해서는 하기식 4,5와 같이 슬라브 길이변화량(△L_t)을 구하여야 한다.

(식 4)

(식 5)

여기서, j 는 폭내기압연 패스 수; n 은 폭내기압연 총 패스수로써 2~6패스 범위이고; L_j는 j 패스별 슬라브 길이변화량; T₀는 기준온도(1250℃); T_j는 j 패스별 온도; R_j는 j 패스 압하율; p, q, u, s는 강의 종류에 따라 변화하는 계수로써 압연기 전후면의 폭계측기(3)로부터 측정된 값을 이용하여 폭퍼짐계수와 상관성을 비교한 후 회귀분석을 통하여 구한 값이다.

이때, 수평압연 폭퍼짐량예측에 사용된 수식의 적용범위는 입측 폭 1600~4200mm 범위이다.

다음, 길이내기압연 공정에서의 압연패스 스케줄에 따라 패스별 폭퍼짐량(△W_i)을 구하고, 이를 합하여 총 폭퍼짐량(△W_t)을 하기 식 6,7에 의해 구한다.

(식 6)

(식 7)

여기서, i 는 길이내기압연 패스수; m 은 길이내기압연 총 패스수이며 6~16패스범위이다.

다음, 상기와 같이 구한 폭내기압연시 슬라브 길이방향 폭퍼짐량(△L_t)과 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량(△W_t)을 이용하여 하기 식 8에 의해 폭내기종료패스의 목표두께(H_b ^*)를 구한다.

(식 8)

상기와 같이 구한 폭내기종료패스에서의 목표두께(H_b ^*)을 이용하여 하기 식 9에 의해 수평롤(2)의 개도(S_j)를 설정한다.

(식 9)

여기서, S_j-I는 폭내기 종료패스이전의 수평롤갭(horizontal roll gap), H_j-1는 폭내기 종료패스의 입측두께, P_j는 이때의 예측 압연하중 그리고 M은 압연기 밀 상수(mill modulus)를 각각 나타낸다.

다음, 상기와 같은 방법으로 폭내기 목표두께를 설정하여 폭내기압연을 완료한 다음 통상의 방법으로 강 슬라브(1)의 길이내기압연을 실시함으로써 정밀한 목표폭을 갖는 압연판이 제조되게 된다.

[실시예]

본 발명의 압연패스별 폭퍼짐 예측방법을 실제조업에 적용하였을 경우에 종전의 폭퍼짐예측방법과의 비교한 결과를 표 1의 조건에 따라 도 5의 그래프로 나타내었다.

도 5에서와 같이, 본 발명을 적용하는 경우에 종전의 방법과는 압연패스별 폭퍼짐량의 차이가 현저함을 알 수 있으며 이와 같은 결과는 최종 압연 판의 폭정도에 영향을 미침을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 수평롤에 의해 폭내기압연을 실시하는 열간 후판압연 공정에 있어서 폭내기압연시 슬라브 길이변화량과 길이내기압연시의 폭퍼짐량을 강의 조업조건별로 구분하여 구하고 이를 이용하여 폭내기종료패스에서의 수평롤을 정밀제어함으로써 후판제품의 폭품질을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 수평롤에 의해 폭내기압연을 실시하는 입측 폭 1600~4200mm 조건의 후판을 제조하는 강 슬라브의 열간압연방법에 있어서,

   폭내기압연중의 수평압연에 의한 슬라브 길이방향 폭퍼짐량과 길이내기압연공정에서의 폭퍼짐량을 강의 조업조건과 온도조건에 따라 구분하여 하기한 식에 의해 슬라브길이변화량을 구하는 단계와:

   ;

   (여기서, j 는 폭내기압연 패스 수; n 은 폭내기압연 총 패스수로써 2~6패스 범위이고; L_j는 j 패스별 슬라브 길이변화량; T₀는 기준온도(1250℃); T_j는 j 패스별 온도; R_j는 j 패스 압하율; p, q, u, s는 강의 종류에 따라 변화하는 계수임)

   길이내기압연공정에서의 압연패스별 폭퍼짐량을 구하고 이를 합하여 하기한 식에 의해 총폭퍼짐량을 구하는 단계와;

   ;

   (여기서, i 는 길이내기압연 패스수; m 은 길이내기압연 총 패스수이며 6~16패스범위임)

   상기와 같이 구한 수평롤에 의한 슬라브 길이변화량과 길이내기압연 공정에서의 폭퍼짐량을 이용하여 하기한 식에 의해 폭내기종료패스의 목표두께를 구하는 단계와;

   상기와 같이 구한 폭내기종료패스의 목표두께를 이용하여 하기 식에 의해 수평롤의 개도를 구하는 단계와;

   (여기서, S_j-I는 폭내기 종료패스이전의 수평롤갭, H_j-1는 폭내기 종료패스의 입측두께, P_j는 이때의 예측 압연하중, M은 압연기 밀 상수임)

   상기와 같이 구한 폭내기종료패스에서의 롤 개도를 설정하여 압연한 다음 통상의 방법인 길이내기압연 공정을 실시하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 후판압연 폭내기 공정의 판폭 제어방법.