KR20070085051A - 압연에 의해 금속 제품을 제조하기 위한 장치 - Google Patents

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울리히 스코다도프
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에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 압연에 의해 금속 제품(1)을 제조하기 위한 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬래브가 일차 성형을 통해 제조되는 제1 영역(2); 상기 슬래브를 압연하기 위한 적어도 하나의 제1 압연 장치(4)가 배치되며, 재료의 흐름 방향(F)에서 상기 제1 영역(2)의 후방에 위치하는 제2 영역(3); 상기 슬래브 또는 이 슬래브로부터 제조된 중간 제품을 압연하기 위한 적어도 하나의 제2 압연 장치(6)가 배치되며, 재료의 흐름 방향(F)에서 상기 제2 영역(3)의 후방에 위치하는 제3 영역(5); 그리고 압연된 재료를 위한 적어도 하나의 후처리 장치(8)가 배치되며, 재료의 흐름 방향(F)에서 상기 제3 영역의 후방에 위치하는 제4 영역(7)을; 포함하는 상기 제조 장치에 관한 것이다. 제조 장치의 경제성을 증대하기 위해, 제조 장치는 본 발명에 따라 상기 금속 제품(1)이 제2 영역(3) 및 제3 영역(5) 사이에서 제거되고 이송되어, 제3 영역(5)과 제4 영역(7) 사이에서 가공 공정으로 다시 공급될 수 있도록 하기 위해 이용되는 이송 장치(9)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112006050069112-PCT00001
슬래브, 연속 주조, 압연 장치, 이송 장치, 가열로, 후처리 장치

Description

압연에 의해 금속 제품을 제조하기 위한 장치{DEVICE FOR PRODUCING A METALLIC PRODUCT BY ROLLING}
본 발명은 압연에 의해 금속 제품을 제조하기 위한 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일차 성형을 통해 슬래브가 제조되는 제1 영역; 상기 슬래브를 압연하기 위한 적어도 하나의 제1 압연 장치가 배치되며, 재료의 흐름 방향에서 상기 제1 영역의 후방에 위치하는 제2 영역; 상기 슬래브 또는 이 슬래브로 제조된 중간 제품을 압연하기 위한 적어도 하나의 제2 압연 장치가 배치되며, 재료의 흐름 방향에서 상기 제2 영역의 후방에 위치하는 제3 영역; 그리고 압연된 재료를 위한 적어도 하나의 후처리 장치가 배치되며, 재료의 흐름 방향에서 상기 제3 영역의 후방에 위치하는 제4 영역;을 포함하는 상기 제조 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 종류의 압연 장치는 종래 기술로부터 공지되어 있다. 이와 같은 압연 장치에서는 예컨대 강 소재 혹은 비철 소재로 이루어진 박판 및/또는 스트립 형태의 평판 재료가 제조될 수 있다. 연속 주조 장치에서는 금속 스트랜드가 주조되고, 이 금속 스트랜드는 슬래브로서 조압연 라인(제1 압연 장치)을 통과하고, 이어서 마무리 압연 라인(제2 압연 장치)을 통과하여 안내된다. 그리고 상기 마무리 압연 라인에서 상기 슬래브로부터 그 기하 구조와 관련하여 완성된 제품이 압연된다. 이어서 압연된 제품의 후처리, 더욱 상세하게는 냉각, 권취 또는 경우에 따라 열간 교정이 이루어진다.
조압연 라인에서 슬래브는 우선적으로 노 내에서 압연 온도로 가열되고, 그 다음에 단일 혹은 다중 스탠드식 압연 시스템 내에서, 압연 재료의 90도 회전을 실행할 수 있는 압연 시퀀스를 이용하여, 목표하는 박판 치수로 압연될 수 있다. 압연할 재료를 위한 특수 회전 장치는 예컨대 DE-OS 14 52 161 및 DE-OS 16 52 560으로부터 공지되어 있다.
마무리 압연 라인에서 특히 바람직한 압연 공정으로서 입증된 방식은 스테켈 압연(Steckel rolling)이다. 스테켈 압연 장치는 재료의 흐름 방향에서 전방에 설치된 제1 노와 후방에 배치된 제2 노를 포함하고 있다. 이러한 기술에 대해서는 스테켈 압연 공정에 대한 내용이 기술되어 있는 WO 96/40456, WO 96/41024 및 WO 00/03042로부터 알 수 있다. 이와 관련하여 예컨대 길이가 긴 연속 주조 슬래브는, 스테켈 라인 상에서 회전됨이 없이, 가열된 스테켈 노(heated Steckel furnace) 내의 마무리 압연 공정 사이에서 압연 재료의 권취를 통해, 매우 긴 길이의 최종 제품으로 압연된다. 이 최종 제품은 선택적으로 마지막 공정 후에 코일로 권취되거나 혹은 전단기에 의해 개별 박판으로 분리된다. 이때 상기 개별 박판은 냉각 및 교정될 수 있다.
스테켈 압연 공정은 사전 압연된 슬래브를 금속 스트립으로 가공할 때에 다양한 장점을 갖는다. 특히, 상대적으로 작은 설계 공간에서 상대적으로 얇은 스트랜드로 압연 공정이 개시될 수 있다.
그러나 바람직하지 못한 점으로, 수많은 공정의 실행이 스테켈 압연 스탠드 상에서 상대적으로 오랫동안 지속된다. 그러므로 마무리 압연 장치의 스테켈 압연부는 종종 시스템의 처리량 및 그에 따른 경제성을 제한하는 제조 장치의 좁은 통로를 갖고 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 최초에 언급한 종류의 제조 장치에 있어서 무엇보다 스테켈 압연 공정을 활용할 때에 시스템의 더욱 높은 경제성이 달성되는 방식으로 상기 제조 장치를 개선하는 것에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 금속 제품이 제조 장치의 제2 영역 및 제3 영역 사이에서 제거되어 이송되며, 그리고 제조 장치의 제3 영역 및 제4 영역 사이에서 다시 가공 공정으로 공급될 수 있도록 하기 위해 이용되는 이송 장치를 통해 달성된다.
다시 말해 본 발명은, 마무리 압연 시스템을 이용하기 위해 제2 압연 장치에서(즉, 마무리 압연 라인 상에서)의 압연을 배제하면서, 오로지 제1 압연 장치(즉, 조압연 라인)만이 이용되고, 그에 따라 (오로지 제1 압연 장치상에서만 압연된 제품을 위한 후처리 장치를 이용할 수 있도록 하기 위해) 사전 압연된 재료가 제2 압연 시스템에 대해 평행하게 이 제1 압연 시스템을 바이패스 하면서 이송되고, 후처리 장치 전방에서 다시 가공 공정으로 공급된다는 점에 그 초점을 맞추고 있다.
바람직하게는 제2 압연 장치는 적어도 하나의 롤 스탠드를 포함하는 스테켈 압연 장치이다. 그리고 금속 제품의 흐름 방향에서 상기 스테켈 압연 장치의 전방에는 제1 노가 배치되며, 그 후방에는 제2 노가 배치된다. 다시 말해 이와 같은 장치상에서는 스테켈 압연 공정이 실행된다.
후처리 장치는 바람직하게는 압연된 제품을 위해 제공되는 냉각 장치이다.
제2 압연 장치를, 다시 말해 특히 스테켈 압연 장치를 바이패스 하기 위한 이송 장치는 제2 압연 장치에 대해 평행하게 배치된 롤러 레일을 포함할 수 있다. 또한, 상기 이송 장치는 재료의 흐름 방향에 대해 횡방향으로 금속 제품이 이송될 수 있도록 하는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 수단을 포함할 수 있다. 그로 인해 제1 압연 장치에서 사전 압연된 재료는 바이패스의 종류에 따라 상기 제1 압연 장치로부터 직접적으로 후처리 시스템으로 이송될 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 제조 장치의 제1 영역에 연속 주조 시스템이 제공된다. 본 발명의 제조 장치의 제1 영역 혹은 제2 영역에는 슬래브 저장부가 배치될 수 있다. 이와 관련하여 바람직하게는 슬래브 저장부와 제1 압연 장치 사이에 압연될 제품을 위해서, 이 제품을 최적의 압연 온도로 상승시키기 위하여 적어도 하나의 가열로(바람직하게는 2개의 노)가 배치된다. 또한, 상기 적어도 하나의 가열로와 상기 제1 압연 장치 사이에는 스케일 제거 장치가 배치될 수 있다.
최종적으로 바람직하게는 금속 제품의 흐름 방향에서 상기 스테켈 압연 장치의 제2 노 후방에는 전단기가 배치된다.
금속 제품을 압연하기 위한 장치의 도시된 실시예를 이용하여 제조 방법의 경제성은 분명하게 증대될 수 있다. 왜냐하면 제1 압연 장치는, (제2 압연 장치 내에서) 스테켈 압연이 이루어지는 동안 또 다른 제품용으로 활용될 수 있으며, 그런 다음 상기 또 다른 제품은 후처리 시스템에서 직접적으로 가공 처리되기 때문이다.
도1은 압연에 의해 금속 제품을 제조하기 위한 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도2는 제조 장치를 이용하여 가공되는 금속 제품에 대한 경로-시간 다이어그램이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1: 금속 제품 2: 제1 영역(주조)
3: 제2 영역 4: 제1 압연 장치
5: 제3 영역 6: 제2 압연 장치
7: 제4 영역 8: 후처리 장치
9: 이송 장치 10: 롤 스탠드(스테켈 스탠드)
11: 제1 노(스테켈 노) 12: 제2 노(스테켈 노)
13: 냉각 장치 14: 롤러 레일
15: 가로 이송 수단 16: 가로 이송 수단
17: 연속 주조 시스템 18: 슬래브 저장부
19: 가열로 20: 스케일 제거 장치
21: 전단기 22: 권취기
23: 열간 교정기 F: 재료의 흐름 방향
이하에서 본 발명은 도면에 도시된 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도1에서 금속 제품(1)이 제조되거나 가공되는 제조 장치를 볼 수 있다. 본발명의 제조 장치는 본질적으로 4개의 영역(2, 3, 5, 7)을 포함하며, 이들 영역은 금속 제품의 흐름 방향(F)으로 상호 간에 연결되어 있다. 제1 영역(2)에서, 상기 제품(1)의 일차 성형, 즉 주조가 이루어진다. 이 제1 영역에는 연속 주조 시스템(17)이 배치되어 있으며, 이 연속 주조 시스템에서 공지된 방식으로 용융 금속(강, 경금속)으로부터 스트랜드 재료가 제조되며, 이 스트랜드 재료는 슬래브로서 추가 가공된다. 이와 관련하여 바람직하게는 상기 연속 주조 시스템(17) 후방에, 주조된 슬래브가 안내되는 슬래브 저장부(18)가 제공될 수 있다.
슬래브 저장부에 저장되어 있는 슬래브는 필요에 따라 냉간 상태로 혹은 열간 상태로 혹은 조합되어 적어도 하나의 가열로(19) 내로 이송되며, 이 가열로 내에서 상기 슬래브는 뒤이은 압연을 위해 요구되는 필요한 온도로 가열된다. 상기 가열로(19)로부터 슬래브가 배출된 후에, 상기 슬래브는 스케일 제거 장치(20)(일차 스케일 제거 장치)에서 스케일이 제거되고 조압연 라인으로 공급된다.
상기 조압연 라인은 도1에 개략적으로 도시된 제1 압연 장치(4)를 구비하여 본 발명의 제조 장치의 제2 영역(3)에 걸쳐 연장된다. 상기 조압연 라인은 수평 롤 스탠드와 경우에 따라 수직 스탠드뿐만 아니라 슬래브 회전을 위한 스탠드 전방 및 후방에 각각 제공되는 하나 혹은 2개의 회전 장치로 구성된다.
그러므로 제1 압연 장치(4)를 이용하여, 금속 제품은 이미 소정의 용도를 위 해 충분히 성형되는 방식으로 압연될 수 있으며, 그럼으로써 불필요하게 추가의 압연 공정이 계속될 필요가 없게 된다.
다시 말해 슬래브는 제1 압연 장치(4) 상에서 소정의 온도를 갖는 소정의 중간 치수 상태로 압연되어, 마무리 압연 라인으로 공급될 수 있다. 또한, 이에 대체되는 방법에 따라, 상기 제1 압연 장치(4) 상에서 슬래브를 소정의 온도를 갖는 소정의 최종 치수 상태로 압연할 수 있으며, 그리고 다음에 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이 상기 슬래브를 계속 이송할 수 있다.
만일, 상기 제1 압연 장치(4)에서 사전 압연된 재료가 추가로 압연되어야 한다고 하면, 상기 재료는 제2 압연 장치(6)가 배치되어 있는 제3 영역(5)으로 이송된다. 상기 제2 압연 장치는 스테켈 압연 장치이다. 다시 말해, 상기 제2 압연 장치는 롤 스탠드(10)를 구비한 스테켈 압연 장치이다. 그리고 흐름 방향(F)에서 상기 스테켈 압연 장치의 전방에는 제1 스테켈 노(11)가 배치되며, 그리고 그 후방에는 제2 스테켈 노(12)가 배치된다.
또한, 상기 스테켈 압연 장치의 후방에는 전단기(21)가 제공될 수 있다. 이러한 전단기는 스테켈 공정을 위해 압연 제품 단부를 잘라내기 위해 이용될 뿐 아니라 마지막 마무리 압연 공정 후에 절단하는 전단기로서 이용될 수도 있다. 도1에는 롤 스탠드(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 마무리 압연 라인은 수평 스탠드 및 수직 스탠드를 포함할 수 있다. 그에 따라 상기 금속 제품(1)은 상기 마무리 압연 라인에서 소정의 온도를 갖는 목표하는 최종 치수 제품으로 압연되며, 상기 제품은 스테켈 노(11, 12) 내의 공정 사이에서 권취된다. 또한, 상기 마무리 압연 라인은 통상적인 이중 스탠드식 박판 라인에서와 같이 스테켈 공정 없이 박판을 마무리 압연하기 위해 이용될 수도 있다.
모든 경우에 있어서, 다시 말해 오로지 제1 압연 장치(4)에서만 압연할 때 뿐만 아니라 제2 압연 장치(6)에서 추가 압연할 때에도, 본 발명의 제조 장치의 제4 영역(7) 내에 배치되는 후처리 시스템(8) 내에서의 압연 제품의 후처리가 이어진다.
상기 후처리 시스템(8)은 냉각 장치(13)를 포함하며, 이 냉각 장치 내에서 압연되어 여전히 고온인 재료가 기술상의 요건에 따라 그리고 공지된 방식으로 템퍼링 처리된다. 또한, 상기 후처리 시스템에는 실시예에 따라 완성된 스트립을 권취하기 위한 권취기(22)와 열간 교정기(23)가 제공되어 있으며, 그럼으로써 완성된 제품은 냉각 구간에서 냉각된 후에 권취되거나 혹은 교정기로 계속 이송될 수 있게 된다.
필요에 따라, 제1 압연 장치(4)에서 압연된 금속 제품을, (시간상 병행하여 재료가 스테켈 압연 공정을 통해 가공될 수 있는) 제2 압연 장치(6)를 바이패스 하면서, 직접적으로 후처리 장치(8)로 공급할 수 있도록 하기 위해, 제2 압연 장치(6) 또는 제3 영역(5)의 바이패스를 나타내는 이송 장치(9)가 제공된다. 오로지 개략적으로 도시된 수단(15)을 이용하여, 제2 영역(3)을 벗어나는 제품은 본질적인 가공 구간으로부터 흐름 방향(F)에 대해 횡방향으로 배출되고, 그런 다음 롤러 레일(14)을 통해 흐름 방향(F)으로 이송된다. 이와 관련하여 상기 롤러 레일(14)은 제2 압연 장치(6)를 포함하는 마무리 압연 라인에 대해 평행하게 연장된다. 상기 롤러 레일(14)의 단부에는 상기 제품(1)이 흐름 방향(F)에 대해 횡방향으로 다시 본질적인 가공 구간 내로 이송될 수 있도록 하는 수단(16)이 배치되며, 그럼으로써 재료는 직접적으로 그리고 제3 영역(5)을 바이패스 하여 상기 후처리 장치(8) 내에 도달하게 된다. 그런 다음 냉각 장치(13) 내에서 냉각이 이루어지며, 그리고 경우에 따라 추가의 후처리 공정(권취, 교정)이 이루어진다.
이와 같은 실시예를 이용하여, 본 발명의 제조 장치에서는 제2 영역(3) 내의 제1 압연 장치(4)뿐만 아니라 제4 영역(7) 내의 후처리 장치(8)가 금속 제품의 처리 및 가공을 위해 각각 이용되며, 한편 제3 영역(5) 내의 제2 압연 장치(6)에서는 상대적으로 시간이 많이 소요되는 스테켈 압연 공정이 실현되는 것이 달성된다. 그로 인해, 제3 영역(5)과 특히 스테켈 압연 시스템(마무리 압연 라인)을 더욱 길게 적용할 때에도, 압연을 위한 냉각기간을 가지거나 그렇지 않으면서 제1 압연 장치(4)(조압연 라인)에서의 압연을 실행할 수 있으며, 그런 다음 제품을 마무리 압연 라인을 우회시켜 후처리 단계, 예컨대 수냉각 장치 및/또는 열간 교정기로 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 제안이 제공되지 않는다면, 제1 압연 장치(4) 및 후처리 장치(8)는 스테켈 압연이 이루어지는 동안 계속해서 수동적인 상태일 수 있으며, 이는 시스템의 경제성을 저하시킨다.
도2에는 구체적인 실시예에 대한 경로-시간 다이어그램이 도시되어 있다. 이러한 다이어그램에 따라, 가공될 금속 제품이 시간에 걸쳐 압연기를 통과하여 어떻게 이동하는지를 알 수 있다. 상기 다이어그램에는 각각의 상단부 및 하단부의 도식과 함께 각각의 제품에 대한 특성 곡선이 재현되어 있다.
150mm x 2,500mm x 16m의 치수를 갖는 슬래브는 본 실시예에 따라 제1 노(RHF1)(도1의 제1 가열로(19)에 상응함)에서 가열되고, (수단(PD) 내에서 스케일 제거된 후에) 조압연 라인(RM)(도1의 제1 압연 장치(4)에 상응함) 내에서 45mm의 예비 스트립 두께로 축소된다. 이어서 사전 압연된 슬래브는 마무리 압연 라인(FM)(도1의 제2 압연 장치(6)에 상응함) 내에서 스테켈 공정을 통해 5mm의 완성 스트립 두께로 압연된다. 그 이후에는 전단기(SH), 냉각 구간(ACC) 및 권취기(DC)가 배치되어 있다.
상기 마무리 압연 라인(FM)에서 스트립 압연이 실행되는 동안, 상기 조압연 라인(RM) 상에서는 250mm x 2,100mm x 2,100mm 치수를 갖는 2개의 슬래브는 한쪽의 노(RHF2)(도1의 노(19)에 상응함)에서 가열되고, 예컨대 15개의 공정 내에서 회전을 통해 10mm x 3,650mm x 30m의 치수를 갖는 박판으로 압연되며, 그리고 평행 롤러 레일(도1의 9)을 통해 상기 마무리 압연 라인(FM)을 우회하여, 냉각 구간(ACC)(도1의 냉각 장치(13)에 상응함)이나 혹은 교정기로 이송될 수 있다. 그런 후에 다시 상기 조압연 및 마무리 압연 라인에서 스트립 압연이 이루어질 수 있다.
이와 같은 실시예에 따라, 총 3개의 제품을 동시에 압연함으로써 생산성은 약 37% 증가하게 된다.

Claims (10)

  1. 압연에 의해 금속 제품(1)을 제조하기 위한 제조 장치로서, 더욱 상세하게는
    일차 성형을 통해 슬래브가 제조되는 제1 영역(2);
    상기 슬래브를 압연하기 위한 적어도 하나의 제1 압연 장치(4)가 배치되며, 재료의 흐름 방향(F)에서 상기 제1 영역(2)의 후방에 위치하는 제2 영역(3);
    상기 슬래브 또는 이 슬래브로 제조된 중간 제품을 압연하기 위한 적어도 하나의 제2 압연 장치(6)가 배치되며, 재료의 흐름 방향(F)에서 상기 제2 영역(3)의 후방에 위치하는 제3 영역(5); 및
    압연된 재료용으로 적어도 하나의 후처리 장치(8)가 배치되며, 재료의 흐름 방향에서 상기 제3 영역(5)의 후방에 위치하는 제4 영역(7);을 포함하는 상기 제조 장치에 있어서,
    금속 제품(1)이 상기 제2 영역(3) 및 상기 제3 영역(5) 사이에서 제거되고 이송되어, 상기 제3 영역(5)과 상기 제4 영역(7) 사이에서 다시 가공 공정으로 공급될 수 있도록 하기 위해 이용되는 이송 장치(9)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 압연 장치(6)는 적어도 하나의 롤 스탠드(10)를 포함하는 스테켈 압연 장치이며, 그리고 상기 금속 제품(1)의 흐름 방향에서 상기 스테켈 압연 장치의 전방에는 제1 노(11)가 배치되며, 그 후방에는 제2 노(12)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 후처리 장치(8)는 압연된 제품(1)을 위한 냉각 장치(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 장치(9)는 제2 압연 장치(6)에 대해 평행하게 배치된 롤러 레일(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 장치(9)는 금속 제품(1)이 재료의 흐름 방향(F)에 대해 횡방향으로 이송될 수 있도록 하기 위한 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 수단(15, 16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 영역(2)은 연속 주조 시스템(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 영역(2) 또는 제2 영역(3)에 슬래브 저장부(18)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 슬래브 저장부(18)와 제1 압연 장치(4) 사이에 적어도 하나의 가열로(19)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 적어도 하나의 가열로(19)와 제1 압연 장치(4) 사이에 스케일 제거 장치(20)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 제품(1)의 흐름 방향(F)에서 상기 제2 노(12)의 후방에 전단기(21)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
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