KR20090007777A - 박 슬래브를 기반으로 하는 열간 압연 스트립 규소강의 제조 방법 및 그 시스템 - Google Patents

박 슬래브를 기반으로 하는 열간 압연 스트립 규소강의 제조 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 예컨대 전기 강판과 같은 입자 방향성 강판으로 추가 가공하기 위해 규소 합금 강으로 열간 압연 스트립을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 주조 제품, 본원에서는 예컨대 최대 120mm 두께를 갖는 박 슬래브가 열적 전처리 공정으로 처리되고, 이어서 목표하는 재결정 상태로 설정될 수 있도록 열간 압연기열에서 압연 공정으로 처리된다. 이와 관련하여 본 발명에 따라, 열적 전처리의 범주에서, 최종 압연 온도(TWE)의 설정을 위해, 적어도 1200℃, 바람직하게는 1250℃ 이상을 달성하여 열간 압연기열(9a 또는 9b) 내에 유입되는 주조 제품(2)의 유입 온도(Tein)는 적어도 하나의 예열 단계(3) 및 집중 가열 단계(6)에 의해 설정된다.
Figure 112008082348298-PCT00001
열간 압연 스트립 규소 합금강, 입자 방향성 강판, 박 슬래브, 최종 압연 온도, 유입 온도, 예열 단계, 집중 가열 단계

Description

박 슬래브를 기반으로 하는 열간 압연 스트립 규소강의 제조 방법 및 그 시스템{A METHOD AND A SYSTEM FOR PRODUCING HOT-ROLLED STRIP SILICON STEEL BASED ON THIN SLABS}
본 발명은, 전기 강판(electric sheet)과 같은 입자 방향성 강판으로 추가 가공하기 위해 규소 합금 강으로 열간 압연 스트립(출발 재료)을 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 추가 가공은 본 발명의 대상이 아니다. 추가 가공은 냉간 압연 공장에서 이루어진다.
종래 기술로부터는 일반적인 형식의 방법 및 시스템이 다양하게 공지되어 있다. 이와 관련하여 예시에 따라 하기와 같은 2가지 인용 문헌이 참조된다:
주조 열(casting heat)로 스트립 및 시트를 압연하기 위한 방법 및 시스템은 공지되었으며, 예컨대 강과 철(Stahl & Eisen), 2권(1993년), 37쪽 이하에 기술되어 있다. 여기에 기술된 시스템의 경우, 특수하게 구성된 영구 몰드를 구비한 연속 주조기에 의해 박 슬래브가 제조되며, 개별 길이로 절단되고, 온도 보상을 위해 롤러 허스로(roller hearth furnace)로 공급된다. 이어서 슬래브는 뒤이은 압연기열에 대해 분명히 상대적으로 더욱 높은 유입 속도로 가속화되고, 스케일 제거되며, 압연기열로 공급된다. 5.5m/min의 주조 속도를 갖는 정상(stationary) 생산 작동 모드에서, 박 슬래브는 1080℃의 평균 온도를 보유한 롤러 허스로에 도달한다. 롤러 허스로부터 유출될 때의 유출 온도는 약 1100℃이다. 따라서 압연 공정을 위해 필요한 에너지는 거의 완전하게 주조된 스트랜드 내에 보유된 열량으로부터 충족된다. 압연기에서 온도는 압연 속도의 변화와 냉각 공정에 의해, 그리고 롤 접촉으로 제어되며, 그럼으로써 880℃의 최종 압연 온도가 설정된다. 그런 다음 냉각 구간에서 저속 냉각 공정과 뒤이은 권취 공정이 이루어지게 된다.
주조 제품이 압연기열 내로 유입되기 전, 그 주조 제품을 가열하기 위한 다단계식 온도 설정 시스템은, EP 1 469 954로부터 공지되었다.
또한, EP 0 415 987 B2로부터는 약 50mm 두께의 박 슬래브로부터 스트립 강 또는 강판을 연속 제조하기 위한 방법이 공지되었다. 이 공지된 방법의 경우, 박 슬래브는 유출 방향이 수평으로 형성된 만곡형 연속 주조기에서 제조된다. 상기 연속 제조 방법은, 하기와 같은 처리 단계를 포함한다: 1100℃ 이상의 온도 조건에서 만곡형 가이드 슈트(guide chute)에서 스트랜드의 응고 후 박 슬래브의 압연 단계, 분사 또는 디스케일링 중 슬래브의 냉각 단계, 약 1100℃의 온도로 가열하는 유도식 재가열 단계, 및 적어도 하나의 압연기열 내에서 박 슬래브의 압연 단계. 슬래브 내부의 온도는 가열에 의해 설정되며, 그럼으로써 압연기열의 변형 장치들에서 온도 기울기가 설정되고, 더욱 정확하게 말하면, 최종 롤 스탠드 내에서 일차 공형 온도는 우수한 변형에 충분한 크기 이내의 범위에 있는 정도로 설정된다. 여기서 압연기열의 제3 및 최종 롤 스탠드에서 압연 제품 온도는 예컨대 988℃로 감소하며, 그에 따른 온도는 최종 변형 단계를 위한 일차 공형 온도로서 충분하다. 압연 제품은 953℃ 또는 그 이하의 온도 조건에서 최종 롤 스탠드로부터 유출되고, 그런 후에 계속해서 온도가 감소하는 조건에서 원하는 길이로 절단되어 적층되거나, 또는 권취된다. 필요에 따라 개별 롤 스탠드들 사이에는 유도식 중간 가열을 위한 하나 또는 그 이상의 단계가 제공될 수 있다.
공지된 두 방법의 공통점에 따르면, 다듬질 압연 단계로 유입되는 유입 온도가, 결정된 최종 압연 온도가 유지될 수 있는 방식으로 설정된다.
본 발명의 목적은, EP 0 415 987 B2로부터 출발하여, 입자 방향성 강판으로 추가 가공하기 위해 규소 합금 강으로 열간 압연 스트립 출발 재료를 제조하는데 이용하는 공지된 방법 및 공지된 시스템에서 이루어지는 열처리를 더욱 효과적으로 개선하는 것에 있다.
상기 목적은 청구항 제1항에 청구된 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법으로, 최초 간단한 방식으로 다듬질 라인 내로 유입되는 유입 온도가 설정되며, 이런 유입 온도는 압연 제품에서의 바람직한 석출 형태(precipitation morphology)를 보장한다. 종래 기술로부터 공지된 일단계 온도 설정 시스템은, 여기서 목표되고/요구되는 재결정 상태를 설정하기 위해 요구되고 바람직하게는 압연기열 내 유입 온도인 1250℃를 초과하는 높은 온도로 주조 제품을 가열하지 못한다. 이런 높은 온도는 청구된 방법의 경우 바람직하게는, 일차 에너지 가열 단계와 유도 가열식 단계를 포함하는, 주조 제품의 2단계 예열이 실행됨으로써 달성된다. 또한, 청구된 2단계 열적 전처리의 경우 바람직하게는 주조 제품이 (필요에 따라) 1250℃ 이상의 온도로 가열될 뿐 아니라, 또 다른 목표되는 조직 또는 재결정 상태의 설정을 위해 요구되는 점에서 상대적으로 더욱 낮은 유입 온도로 가열된다. 이런 점에 한해서 청구된 방법은 매우 범용적으로 이용될 수 있다.
후속하는 다듬질 압연기열 내에서 온도의 제어는, 달성할 최종 조직에 따라 결정되고, 중간 스탠드 냉각장치의 이용과 압연 속도의 조합을 통해 설정된다.
방법과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)와 최종 압연 속도는, 강의 완전한 재결정화가 더 이상 이루어지지 않는 그런 값으로 설정되며, 그리고 압연 제품은 열간 압연기열 내에서의 최종 공형 후 최종 압연 온도(TWE)로부터, 스트립 두께에 걸쳐 목표되는 재결정 상태의 설정 또는 동결을 보장하는 온도(TA)로 감소한다. 이와 관련하여 본 발명의 추가적인 구현예 특성에 따라 권장되는 점에 따르면, 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)는 적어도 950℃, 바람직하게는 1000℃ 이상의 온도로 설정되며, 이어서 바람직하게는 곧바로 뒤이어 압연 제품은 10초 이내에 최대 650℃, 바람직하게는 600℃ 이하, 특히 바람직하게는 450℃ 이하의 온도(TA)로 강하된다. 이와 관련하여 열간 압연 스트립의 완전한 재결정화는 억제된다. 권취 온도의 선택에 의해, 스트립 두께에 걸친 재결정화된 조직의 비율이 설정된다.
본 발명의 추가적인 구현예 특징에 따르면, 예열 단계에서, 주조 제품의 온도는 1000℃와 1100℃ 사이의 값으로 설정되고, 뒤이은 집중 가열 단계에서 온도는 1250℃의 값으로 상승한다. 이와 관련하여 바람직한 구현예에 따라 예열 단계는 가스 또는 오일 가열 로 내에서 실행되고, 뒤이은 집중 가열 단계는 유도 가열 단계로 실행된다. 이는, 최대 1200℃ 이상의 온도까지 이루어지는 가열 단계가 유도식 가열 구역으로 변위되는 동안, 예열이 롤러 허스로에서 개시될 수 있는 특별한 장점을 갖는다. 그에 따라, 롤러 허스로가 매우 높은 하중을 받고, 경우에 따라 열적 파괴를 초래할 수도 있는 점은 억제된다.
압연 제품의 표면 품질에 미치는, 강하게 가열된 일차 스케일 층의 바람직하지 못한 작용을 억제하기 위해, 슬래브 표면은 스케일이 제거된다. 이를 위해, 본 발명의 추가적인 구현예 특징에 따르면, 예열 단계와 집중 가열 단계 사이에서 디스케일링 장치를 이용한 디스케일링 공정이 실행된다. 다시 말해 그런 후에 다듬질 압연 단계로 유입되는 유입 온도의 설정은 유도 가열 단계에 의해 이루어진다. 이와 관련하여 다듬질 압연 단계는 단일 또는 다중 스탠드의 조압연기열(roughing train)과 다중 스탠드의 최종 압연기열로 구성될 수 있다. 이때 조압연기열과 최종 압연기열 사이의 간격은 롤러 테이블 또는 가열된 열 터널에 의해 연결될 수 있다.
또한, 표면 품질을 개선하기 위해, 본 발명의 추가적인 구현예 특징에 따라, 집중 가열 단계 후에, 제2 디스케일링 단계로 추가적인 디스케일링 공정이 실행된다.
그 밖의 점에서, 전술한 디스케일링 공정에 추가로, 또는 단독으로, 거의 롤러 허스로 전방에서는, 스케일이 증가하는 것으로부터 로의 롤러를 보호하고, 그에 따라 바람직하지 못한 흔적으로부터 슬래브 밑면을 보호하며, 그리고 슬래브 내로의 열전달을 개선할 수 있도록, 스케일의 제거가 실행된다.
또한, 본 발명의 기초가 되는 전술한 목적은, 청구항 제8항에 청구된 시스템에 의해 달성된다. 여기서 제공되는 장점과 관련하여, 반복을 피하기 위해, 앞서 본 발명에 따른 방법에 대해 기술한 장점이 참조된다.
본 발명에 따른 시스템의 바람직한 실시예에 따르면, 압연 제품을 냉각하기 위한 장치가, 600℃ 이하, 바람직하게는 450℃ 이하의 온도로 압연 제품을 담금질하기 위한 컴포넌트를 포함한다.
본 발명의 추가적인 구현예 특징에 따라 권장되는 점에 따르면, 열간 압연기열은 콤팩트한 다듬질 라인으로서 형성된다. 이에 대체되는 구현예 특징에 따르면, 열간 압연기열은 적어도 하나의 조엽기열과 적어도 하나의 최종 압연기열로 분리되어 형성된다.
본 발명의 추가적인 장점 및 상세 내용은 종속항들과, 도면에 도시된 본 발명의 실시예가 더욱 상세하게 설명되는 하기의 설명으로부터 지시된다. 이와 관련하여 앞서 제시한 특징들의 조합 이외에도, 그 특징들은 단독으로, 또는 또 다른 조합 방법으로 본 발명의 본질을 형성한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 시스템을 도시한 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1: 열간 스트립 제조 시스템 2a: 연속 주조 시스템
2: 주조 제품(스트랜드) 3: 예열 장치(롤러 허스로)
4: 전단기 5: 디스케일링 장치
6: 집중 가열 단계 7: 온도 설정 시스템
8: 제2 디스케일링 단계
9a: 열간 압연기열로서 형성되는 콤팩트 다듬질 라인
9b: 열간 압연기열의 조압연기열 및 최종 압연기열
10: 중간 스탠드 냉각 장치 11: 냉각 장치(냉각 구간)
12: 급속 냉각 장치
13: 수냉식 냉각 바(water-cooled cooling bar)
14: 권취 장치
도 1은 입자 방향성 강판, 예컨대 전기 강판을 추가 가공하기 위해 규소 합금 강으로 강판 또는 스트립 형태의 압연 제품을 제조하기 위한 시스템(1)을 도시하고 있다. 본원에 따라 상기 강판 또는 스트립 형태의 압연 제품은 중간 냉각 공정 없이 주변 온도에서 열처리되고 압연되며, 그럼으로써 그런 후에 목표하는 조직 특성을 보유하는 압연 제품이 이용된다. 상기 시스템(1)은 연속 주조 시스템(1a)을 포함한다. 최종 치수에 가깝게 주조되는, 주조 제품(2) 형태의 스트랜드는 롤러 허스로(3) 전방에서 전단기(4)에 의해 슬래브로 절단되고, 그런 다음 절단된 슬래브는 주조 열로부터 벗어나면서 곧바로 1000 내지 1100℃의 온도로 가열되거나, 또는 온도 보상 과정을 거칠 수 있도록, 롤러 허스로(3) 내로 유입된다. 슬래브는 바람직하게는 최대 120mm의 두께를 보유하는 박 슬래브이다. 그런 후에 가열된 슬래브는 바람직하게는 디스케일링 장치(5)를 통과하고, 이어서 집중 가열 단계로 유입된다. 여기서 슬래브는 짧고 빠른 가열 공정을 통해 1100 내지 1300℃, 바람직하게는 1250℃ 이상의 유입 온도로 가열된다. 이와 관련하여 예열 단계(3)는 롤러 허스로(3)와 같이 가스 또는 오일로 가열되는 로에서 실행되고, 뒤이은 집중 가열 단계(6)는 유도 가열 단계로 실행된다. 이와 관련하여 집중 가열 단계(6)는 압연기 내로 유입되는 주조 제품(2)의 유입 온도(Tein)가 1200℃ 이상이 되게끔 보장할 수 있도록 형성되어야 한다. 예열 단계(3) 및 집중 가열 단계(6)는 온도 설정 시스템(7)을 형성한다. 열처리를 실행하기 위한 수단은, 예열 단계(3)와, 집중 가열 단계(6)와, 중간 스탠드 냉각 장치(10)를 포함한다.
주조 제품(2)은 집중 가열 단계(6)를 통과한 후, 재차 스케일 제거되고(제2 디스케일링 단계(8)), 열간 압연기열(9a 또는 9b) 내로 유입된다. 열간 압연기열(9a 또는 9b)은 콤팩트 다듬질 라인(9a)을 나타내거나, 또는 조압연기열 및 최종 압연기열(9b)로 분리될 수 있다. 두 부분 압연기열의 각각에 구성되는 스탠드의 개수는 결정되어 있지 않다.
본 발명에 따른 방법의 경우, 최종 압연 온도(TWE)를 설정하기 위해, 적어도 1200℃, 바람직하게는 1250℃ 이상을 달성하여, 압연기의 열간 압연기열(9a 또는 9b) 내에 유입되는 주조 제품(2)의 유입 온도(Tein)는 다단계식 열처리에 의해 설정 되며, 그리고 주조 제품은 주조 열로부터 벗어나면서 곧바로 열적 전처리 공정으로 공급된다. 다단계식 열처리는 온도 설정 시스템(7)으로 이루어진다. 이 온도 설정 시스템은, 주조 제품(2)을 예열하기 위한 예열 단계(3)와, 열간 압연기열 내로 유입되는 주조 제품(2)의 유입 온도(Tein)를 설정하기 위한 집중 가열 단계(6)를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 경우, 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)와 그 최종 압연 속도는, 강의 완전한 재결정화가 더 이상 이루어지지 않는 그런 값으로 설정된다. 압연 제품은, 열간 압연기열 내에서의 최종 공형 후 열적 후처리의 범주에서 최종 압연 온도(TWE)로부터 온도(TA)로 강하되며, 그럼으로써 압연 제품의 목표되는 재결정 상태는 열간 압연기열의 단부에서 스트립 두께에 걸쳐 보장된다. 이와 관련하여, 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)는 적어도 950℃, 바람직하게는 1000℃ 이상의 온도로 설정되며, 이어서 압연 제품은 10초 이내에 최대 650℃, 바람직하게는 600℃ 이하, 특히 바람직하게는 450℃ 이하의 온도(TA)로 강하된다. 도 1 참조.
압연 후 열적 후처리는 급속 냉각 장치(12)와 보통의 수냉식 냉각 바(13)로 조합되어 이루어진다. 그런 다음 냉각된 압연 제품은 권취 장치(14) 상에 권취된다.

Claims (11)

  1. 예컨대 전기 강판과 같이 입자 방향성 강판으로 추가 가공하기 위해, 규소 합금 강 주조 제품으로 열간 압연 스트립 압연 제품, 예컨대 박 슬래브를 제조하기 위한 제조 방법으로서,
    상기 주조 제품(2)은 제1 단계에서 열적 전처리 공정으로 처리되고, 제2 단계에서 예열된 주조 제품은 열간 압연기열에서의 압연 공정으로 처리되며; 그리고 압연 제품은 상기 방식으로 목표되는 최종 압연 온도(TWE)에서 차후의 추가 가공을 고려할 때 적합한 재결정 상태로 전환되는 상기 제조 방법에 있어서,
    상기 주조 제품(2)은 열적 전처리의 범주에서 열간 압연기열에서 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)의 설정을 위해 적어도 하나의 예열 단계(3) 및 집중 가열 단계(6)를 통과하고, 이런 방식으로 열간 압연기열(9a 또는 9b) 내로 유입되기 위해 적어도 1200℃의 유입 온도(Tein)로 예열되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)와 최종 압연 속도는, 강의 완전한 재결정화가 더 이상 이루어지지 않는 그런 값으로 설정되며, 그리고 상기 압연 제품은 열간 압연기열 내에서의 최종 공형 후 최종 압연 온도(TWE)로부터, 스트립 두께에 걸쳐 열간 압연기열의 단부에서 설정되는 목표되는 재결정 상 태의 동결을 보장하는 온도(TA)로 강하되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)는 적어도 950℃, 바람직하게는 1000℃ 이상의 온도로 설정되며, 그리고 열간 압연 후에 상기 압연 제품은 10초 이내에 최대 650℃, 바람직하게는 600℃ 이하, 특히 바람직하게는 450℃ 이하의 온도(TA)로 강하되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 예열 단계(3)에서 상기 주조 제품(2)의 온도는 1000과 1100℃ 사이의 값으로 설정되며, 그리고 뒤이은 집중 가열 단계(6)에서 온도는 1250℃의 값으로 상승하는 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 예열 단계(3)는 가스 또는 오일로 가열되는 로에서 실행되고, 뒤이은 집중 가열 단계(6)는 유도 가열 단계로 실행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 예열 단계(3)와 상기 집중 가열 단계(6) 사이에서 디스케일링 장치(5)를 이용한 디스케일링 공정이 실행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집중 가열 단계(6) 후에, 제2 디스케일링 단계(8)에서 추가적인 디스케일링 공정이 실행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따르는 제조 방법을 적용함으로써,
    규소 합금 강 형태의 주조 제품으로, 예컨대 전기 강판과 같은 입자 방향성 강판을 차후에 추가 가공하기 위해, 열간 압연 스트립 압연 제품을 제조하기 위한 제조 시스템(1)으로서,
    상기 제조 시스템은,
    상기 주조 제품(2)을 제조하기 위한 연속 주조 시스템(1a)과;
    상기 주조 제품을 예열하기 위한 온도 설정 시스템(7)과;
    상기 온도 설정 시스템(7) 후방에 배치되는 압연기(9a 또는 9b)를 포함하며,
    상기 온도 설정 시스템(7)과 상기 압연기(9)는, 소정의 최종 압연 온도(TWE)에서, 상기 주조 제품(2)을, 차후 추가 가공을 고려할 때 적합한 재결정 상태를 보유하는 압연 제품으로 전환하는 역할을 하는 상기 제조 시스템에 있어서,
    상기 온도 설정 시스템(7)은, 압연기열에서 상기 압연 제품의 최종 압연 온도(TWE)를 설정하기 위해, 상기 주조 제품(2)을 예열하기 위한 예열 단계(3)와, 1200℃ 이상, 바람직하게는 1250℃ 이상을 달성하는 열간 압연기열 내 유입 온도(Tein)로 상기 주조 제품(2)을 집중 가열하기 위한 집중 가열 단계(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 압연 제품의 냉각 장치(11)는 600℃ 이하, 바람직하게는 450℃ 이하의 온도로 담금질하기 위한 컴포넌트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 열간 압연기열은 콤팩트 다듬질 라인(9a)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 열간 압연기열은 적어도 하나의 조압연기열과 적어도 하나의 최종 압연기열(9b)로 분리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템.
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