KR20090076971A - 금속 스트립, 특히 강 스트립 압연 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 스트립, 특히 강 스트립(S)의 압연 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서 금속 스트립이 적어도 하나의 롤 스탠드의 롤 간극을 통과하고, 소망하는 형상과 롤 간극 형상 간에 차이가 발생하면 상기 롤 스탠드의 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 회전축(L1, L2)을 따라 시프트되어 롤 간극을 획정한다. 본 발명은 이러한 방식의 방법에 의해 압연 제품에 대해 엄격한 치수 정밀도를 만족시킬 것을 요구받는 평탄형 제품을 압연하는 것을 가능하게 한다. 이를 위해, 본 발명에 따라, 당해 최대 시프트 위치들(V2, V4, V6 …, V28, V28, V30, V32 …, V53)의 도달을 함수로 하여 시프트 방향(R-, R+)의 정기적 변경에 의존하는 당해 시프트 전략을 따라서 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 동일 방향으로 시프트된다.

열간 압연, 롤 간극 윤곽, 워크 롤 시프트

Description

금속 스트립, 특히 강 스트립 압연 방법{METHOD OF ROLLING METAL STRIP, IN PARTICULAR STEEL STRIP}

본 발명은 금속 스트립, 특히 강 스트립 압연 방법에 관한 것으로, 금속 스트립은 적어도 하나의 롤 스탠드의 롤 간극을 통과하고, 롤 간극을 획정하는 상기 롤 스탠드의 워크 롤들은, 롤 간극의 형상과 소망하는 형상 간에 차이가 발생하는 경우에 롤 회전축을 따라 시프트 한다.

예를 들어, T. Nakanishi et al., "Application of Work Roll Shift Mill-HCW Mill-to Hot Strip Plate Rolling", Hitachi Review, Vol. 34 (1985), No. 4 및 K. Eckelsbach, G.Kneppe, D. Rosenthal, H. Wolters "Schedule-Free Rolling Strategies Based on Contour Control for Flexible Hot Strip Mill Concepts", SMS-Schloemann-Siemag AG, Duesseldorf and Hilchenbach/Germany, ISIDIM '97 Conference Proceedings, 163-171쪽에는 워크 롤들의 마모가 롤 간극의 윤곽에 상당한 영향을 미치는 것으로 설명되어 있다. 롤-간극 윤곽은 또한 워크 롤들의 크라운에 의한 영향을 받는데, 소위 "써멀 크라운"(thermal crown)은 압연 조업에 의해 진행되는 과열(heating-up)에 의해 나타나는 결과이다. 롤들의 마모와 써멀 크라운 모두가 매우 심해지면 롤-간극 윤곽, 이에 따라 상기 롤 간극을 통과하는 금속 스 트립 역시 소망하는 형상과 차이가 생겨서 허용 가능한 공차 범위를 벗어나게 된다

롤의 마모와 크라운 형성에 의한 워크 롤들의 형상의 차이에도 불구하고, 적당한 롤-간극 윤곽을 보증하기 위해, 예를 들어, 유럽 특허 제0 276 743 B1호에는 워크 롤들을 워크 롤들의 회전축을 따라 서로 반대 방향으로 주기적으로 시프트(shift)하는 것이 제안되어 있다. 이 경우, 이상적인 원통형 또는 크라운 형상으로 연삭된 워크 롤들이 사용되었다.

상기의 실제 단계를 수행한 결과, 롤의 마모와 써멀 크라운은 용인될 수 있을 정도로 규제되어서, 압연되는 평판형 제품상에 소위 고 스폿(high spot) 또는 험프(hump) 발생의 위험성이 상당히 감소되었다. 그러나, 실제에 있어서 상기 방법은 형상의 원치 않는 차이를 완전히 예방할 수 있는 성공적인 방법은 아니다.

예를 들어, 독일 특허 공보 제30 38 865 C1호에 개시되어 있는 방식으로 소위 CVC 연삭부(CVC grind)가 중간 롤들 또는 지지 롤들에 제공되어 있고, 상기 롤들에 의해 당해 롤 스탠드의 워크 롤들이 지지되어 있는, 중간 롤들 또는 지지 롤들이, 롤-간극 윤곽이 포물선 성분(2차 성분(2nd order component))이 되는 방식으로 축 방향으로 시프트되는 것이, 독일 특허 공개 공보 제10 2004 031 354 A1호에 공지되어 있다. 열간 압연기에 존재하는 워크-롤 직경에 대한 워크-롤 길이의 비(ratio)에서, 상기 성분은 워크 롤들의 굽힘(bending)으로 표현되는 성분에 대응한다. 굽힘력의 변동에 의해, CVC 롤들이 반대 방향으로 주기적으로 시프트되어서 롤-간극 윤곽에 어떠한 변화도 초래하지 않으면서도 마모를 보상할 수 있게 된다. 그러나, 워크 롤들 자체의 직접적인 시프트와는 달리, 중간 또는 지지 롤들의 시프 트는 상당히 큰 범위의 조정을 필요로 하게 되며, 만약 이것이 롤-간극 윤곽에 영향을 미치는 경우에는, 상기 공정에 한계가 부여된다. 이러한 방식으로, 조업 중에 비교적 짧은 시간이 경과한 후에, 마모되지 않은 워크 롤의 영역과 닳지 않은 워크 롤의 영역 간에 급격한 전이부가 형성되어서, 압연 제품상에 소위 타이트 에지(tight edge)를 형성하게 된다. 이러한 유형의 "타이트 에지"는 압연하는 중에 압연되는 금속 스트립의 에지상에 짧은 주기로 물결치는 에지를 형성하게 된다. 워크 롤들이 그 워크 롤들의 마모를 보상하기 위해 사용되는 조정 범위를 지나쳐 시프트되는 경우에 이러한 현상이 발생할 수 있다. 공지된 방법에서 사용되고 있는 롤들의 경우에서, 이러한 현상의 발생은 일반적으로 조기에 롤들을 교체하게 하거나 또는 스케쥴-프리 압연 프로그램, 즉 스트립이 압연될 때에 그 스트립의 폭을 참고하지 않으면서 수행되는 압연 프로그램에 대해 심한 제약을 가하게 된다.

상술한 선행 기술이, 롤-간극 윤곽이 본질적으로 포물선, 즉 2차 함수로 감소될 수 있는 것으로 가정하더라도, 실제로 롤 간극의 형상은 2차 함수 외에도 4차 성분 및 심지어는 그보다 고차의 성분으로 구성될 수도 있다. 이것은 생산되는 압연 제품의 목표 두께가 매우 작을 것이 요구될 때와 같이, 롤 압력이 높은 경우에 특히 그러하다. 압연 스톡들이 그 폭이 롤 간극의 폭에 비해 크게 압연될 때에, 4차 및 고차 성분들이 롤 간극에 특히 영향을 미치며, 이에 따라 압연 스톡의 폭에 대한 워크 롤들의 폭의 비(ratio)가 반대로 크게 된다. 큰 폭의 압연 스톡이 정밀하게 압연될 때에, 박형 금속 스트립 내에서 압연 방향을 가로지르는 방향으로 소재가 거의 유동할 수 없기 때문에, 이들 조업 조건들은 평탄부에 상당한 균 열(flaw)을 야기할 수 있다.

형상의 고차 성분들의 영향을 최소화하기 위해, 유럽 특허 제0 294 544 B1과 국제 특허 공개 공보 03/022470호에는, 반대 방향으로의 축 방향 시프트에 의해 4차 및 고차 성분에 영향을 미치는 롤에 대한 연삭이 제안되어 있다.

유럽 특허 제0 672 471 B1호는, 반대 방향으로의 축 시프트에 의해 롤-간극 윤곽의 가장자리 영역에서 형상의 고차 성분들이 주로 영향을 받을 수 있는, "안티-험프 롤"(anti-hump roll)에 대해 개시하고 있다. 이러한 종류의 롤들이 마모와 써멀 크라운을 교정하기 위해 주기적으로 서로에 대해 상대적으로 시프트하면, 결과적으로 굽힘에 의해 보정되지 않는 4차 및 고차 성분들이 생성된다. 만약 롤들을 장기간 압연한 후에 시프트하면, 타이트 에지의 위험도 존재한다. 이에 따라 이러한 유형의 롤들이 사용될 때에는 압연 스케쥴에 대해 심한 제약을 가할 필요가 있게 된다.

마모 및 과열에 따른 롤 스탠드 롤들의 형상의 변화에 대한 악영향을 없애거나 보정하기 위한 많은 시도들이 있었음에도 불구하고, 실제에 있어서 롤-간극 윤곽에서 4차 또는 고차 형상 성분들이 교정되는 데에는 많은 어려움이 있다. 이는 압연 소재의 폭이 롤들의 폭에 비해 상대적으로 넓은 열간 압연 라인인 경우에 특히 그러하다. 특수하게 연삭된 롤들이 사용되고, 상기 롤들을 반대 방향으로 주기적으로 시프트시키더라도, 획득되는 압연 제품상에 비-평탄함이 생성되는 것을 감수해야만 한다.

전술한 종래 기술을 배경으로 하여, 본 발명의 목적은 치수 정밀도와 관련하여 매우 엄격한 사양을 만족시키는 평탄형 제품을 압연할 수 있는 방법을 정립하는 것이다. 이러한 의도는, 특히 본 발명이 강 스트립을 열간 압연하고, 특히 스트립 캐스트에서 평탄함(flatness)을 개선시키는 방법을 보증하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 기재된 청구범위에 의해 달성된다. 본 발명에 따라 상기 목적을 달성하기 위한 실시예들이 종속항들에 개시되어 있다.

본 발명은 압연 공정에 따른 마모와 써멀 크라운(thermal crown)의 영향을 균일화하기 위해 주기적인 시프트가 수행되는 방식을 이용하며, 본 경우에 있어서, 4차 또는 고차의 형상 성분들에 의한 영향이 최소화되어 동일한 범위로 된다. 동시에, 본 발명에 따른 공정절차는 시프트 경로를 더 크게 함으로써, 조업시에 롤들의 가동시간을 증대시키고, 시프트가 롤들의 마모 프로파일의 특정 형태에 부합되게 수행되는 방식으로 이루어져서 롤-간극 윤곽이 용이하게 최적화될 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 먼저 롤 스탠드의 워크 롤들을 서로 다른 방향, 반대 방향, 개별 방향으로 시프트시키지 않고, 그 대신에 동일한 방향, 즉 각 롤들을 일체로 동일 방향으로 시프트시킨다. 동시에, 본 발명은 롤들이 최적의 가동시간 동안 사용될 수 있는 시프트 전략을 활용한다.

전술한 바와 같이, 롤들에 마모가 생긴 경우, 롤 스탠드의 워크 롤들이 본 발명에 따라 동일 방향으로 서로가 평행하게 시프트된다는 것을 명심해야 한다. 롤 간극 윤곽 자체가 이러한 시프트에 의해 변경되지 않기 때문에, 본 발명에 따라 평행하게 이루어지는 시프트는 평탄도를 최적으로 할 수 있다. 놀랍게도, 모든 경우에서 양 롤들의 시프트가 오로지 한 방향으로만 이루어짐에도 불구하고, 스트립들은 이동 방향과 이동 패스를 유지하는데, 다시 말하면 스트립의 이동이 본 발명에 따라 한 방향으로만 이루어지는 경우에 있어서 롤들의 이동에 의한 간섭을 받지 않는다.

본 발명에 따르면, 롤 간극이 2차 함수를 따르는 포물선 형태가 되도록 시프트 전략이 선택되기 때문에, 어떠한 문제도 야기하지 않으면서 시프트 경로를 매우 길게 할 수가 있고, 또한 시프트 속도를 고속으로 할 수가 있다. 결국, 특정 롤들에 대해 개별적으로 또는 함께 굽힘 하중을 가함으로써 형상의 차이가 용이하게 제거될 수 있다.

3차 또는 고차의 홀수차 형상 성분들과 결합될 수 있는 5차 롤 연삭부, 또는 다시 말하면 소위 "CVC 플러스" 롤, 또는 대략 5차 연삭부 또는 소위 "스마트 크라운" 롤의 사용에 의해, 본 발명에 따른 조업 모드에 있어서, 영향을 받는 롤 간극 윤곽에 대한 조정 영역이 상당히 확대될 수 있다. 이것은 또한 대략적으로 개량된 안티-험프 롤(anti-hump roll) 및 "테이퍼진" 롤 또는 "CVC 테이퍼진" 롤에도 적용된다.

워크 롤들이 동일한 방향을 따라 축 방향으로 시프트될 때에 롤-간극 윤곽에 어떠한 변화도 생기지 않도록 하기 위해서, 폭 전체에 걸쳐 롤-간극 윤곽이 일정하게 유지되어야 한다. 이에 따라, 본 경우에 있어서 필수적으로 롤들이 대칭 형상이어야 하며, 특히 좌우 대칭(mirror-image) 형상이어야 한다. 이에 따라, 당해 시프트 위치에서, 폭을 가로질러 바라보았을 때에 롤들 사이의 거리가 일정하여, 이에 따라 롤-간극 윤곽이 일정한, 소위 "중립 위치"(neutral position)가 있어야만 한다. 이 경우에, 폭 전체에 걸쳐서 롤 직경은 변동할 수 있다. 이것은, 크라운 중심의 가상의 제로점에 대해 상대적으로 주어진 지점에서, 하부 워크 롤 상에 포지티브 연삭부 윤곽은 그 지점에서 상부 워크 롤 상의 네거티브 윤곽이 형성되어 있어 양자가 대응된다는 것을 의미한다. 독일 특허 공보 DE 30 38 865 C1호(2차 롤-간극 윤곽), 유럽 특허 EP 0 294 544 B1호와 국제 특허 공개 공보 WO 03/022470호(2차 및 4차 롤-간극 윤곽)에 따른 롤 연삭부들 및 좌우 대칭 형태의 롤 연삭부(예를 들어 유럽 특허 공보 EP 0 672 471 B1호, 고차 롤 연삭부)에 의한 경우에 그러하다.

그러나, 본 발명에 따라 적용되는 롤들의 동일 방향으로의 시프트에 따른 결과에 따른 본 발명의 중요 이점은, 3차 롤 연삭부(예를 들어 굽힘에 의해 보상될 수 있는 CVC 연삭부) 및 5차 및 더 고차의 홀수 차의 롤 연삭부들에 의해 최초로, 마모 및 써멀 크라운에 의해 야기되는 비-평탄함을 신뢰성 있게 조절할 수 있다는 것이다. 이러한 방식에 의해서만, 열간 압연 스탠드에서 5차 또는 약 5차 롤 연삭부의 현명한 사용이 가능해진다. 열간 압연 스탠드에서, 높은 압연 온도에 의한 압연 제품의 에지 영역에 마모가 증가하여 롤들이 열적으로 유도되는 크라운을 형성하는 경향이 있다.

롤-간극 윤곽에 4차 또는 고차의 형상 성분들이 설정될 수 있도록, 평행한 주기적 시프트가 중단될 수 있고, 롤 세트가 중립 위치로 이동한다. 그런 다음, 소망하는 롤-간극 윤곽이 설정되도록 롤 세트가 반대 방향으로 시프트된다. 이 경우에, 롤들 모두가 시프트될 수도 있고, 또는 하나의 롤은 고정되어 있고, 다른 하나의 롤만이 당해 경우에 있어서 요구되는 위치로 이동할 수도 있다.

본 발명에 따른 공정 절차에 따라, 그리고 3차 롤 연삭부가 사용되는 경우, 롤 간극 내에서 2차 성분들이 보상될 필요는 없게 된다. 이에 따라, 이러한 유형의 조합을 사용하면, 시프트/굽힘에 민감하여 부정확한 계산에 의해 발생하는 비-평탄함의 위험성도 더 이상 없게 된다.

5차 또는 대략 5차의 롤 연삭부가 있는 때에, 본 발명에 따른 하나의 롤만의 시프트에 의해, 일 측면 상의 1/4 파장이 제거될 수 있다(3차 비-평탄함). 이를 위해, 어떠한 롤이든 간에 상대 롤(counter roll)은 중립 위치에 있어야만 한다. 본 경우에 있어서 또한 발생하는 제로, 1차 및 2차 성분들은 간극을 줄이고, 피봇팅(pivoting) 및 굽힘에 의해 보상될 수 있다. 본 경우에서 허용되는 조정 양은 기존에 알려져 있는 방식으로 계산될 수 있다.

선택적으로, 전술한 계산용 옵션 대신에 0차 및 1차 성분들을 위해 사용될 수 있는 것은 독일 특허 공개 공보 DE 197 18 529 A1호에 개시되어 있는 바와 같은 피봇팅에 의해 레귤레이팅 장치들 또는 보정용 장치들을 모니터링하는 것이다. 본 경우에 존재하는 형상 조건들이 거의 동일하기 때문에, 열간 압연 스탠드 상에서, 당해 효과가 다양한 굽힘과 같은 고속 액츄에이터에 의해 지지되거나 보조될 수도 있다. 일 측면에 가해지는 굽힘력이 변동하는 결과, 3차 성분들은 상기 수단에 의해 롤-간극 윤곽 내에 형성되는 것에 거의 근사(approximation)하게 형성된다.

3차 롤 연삭부가 존재할 때에, 단지 하나의 롤만이 시프트하는 경우, 중립 위치로부터 일탈한 지점에서 발생할 수도 있다. 따라서 본 발명의 유리한 실시예는 마모 및 써멀 크라운을 보충적으로 규제하기 위해, 본 발명에 따라 평행하게 움직이는 것에 추가하여 또는 이와는 별도로 롤 세트들이 반대 방향으로 이동하도록 한다. 예를 들어, 롤-간극 윤곽 내에서의 2차 변화가 이러한 방식으로 일어날 수 있다. 이 경우에도 0차 및 1차 성분들은 적절한 방식으로 보정되어야 한다. 게다가, 예를 들어 유럽 특허 EP 0 294 544 B1 또는 국제 특허 공개 공보 WO 03/022470호에 개시되어 있는 종래 기술에 따른 형상의 롤들은, 압연 제품상에 나타나는 비대칭성 3차 비-평탄함을 제거하기 위해 개별적으로 시프트될 수도 있다. 이러한 방식의 시프트를 하는 경우, 시프트에 형성된 형상의 3차 성분은 워크 롤들의 차동 굽힘(differential bending)에 의해 보조될 수도 있다. 이 경우 일 측면 상에 다소간의 굽힘이 적절하게 가해질 수 있다. 양 방법에서 발생하는 추가의 1차 성분은 피봇팅에 의해 제거될 수 있고, 2차 성분은 롤들 상에 가해지는 총 굽힘력을 증가시키거나 감소시킴으로써 제거될 수 있다.

본 발명의 추가의 이점은 고 압연 압력 또는 압연력에 의해 발생할 수 있는 비-평탄함이 본 발명에 의해 제공되는 5차 및 그 보다 더 높은 홀수 차의 압연 연삭부(연삭부들의 개별적 또는 서로 조합 사용 및 3차 연삭부들과의 조합)의 사용에 의해 완전하게 제거될 수 있다는 것이다. 이러한 경우, 평행한 시프트에 의해 달성되는 주기적인 마모-지향 시프트가 될 가능성이 유지된다. 따라서, 본 발명은 우수한 치수 정밀도로 특히 박 스트립, 특히 열간 압연 스트립 생산이 가능하도록 한다.

당해 경우에서 사용되는 롤 연삭부와 관계없이 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시프트의 긴 이동경로는 본 발명에 따라 조절된 롤 스탠드의 롤들이 종래 기술에 의한 경우보다 장시간 동안 사용될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 방법은 박 슬래브용 주조 시스템 또는 박 스트립 주조 시스템의 하류부에 배치된 롤 스탠드에 적용되기에 특히 적합하다. 박 스트립 주조 시스템은 특히 폭이 일정한 주조 소재를 공급하고, 주조 공정으로부터 야기되는 롤들의 마모 파라미터와 압연 전략이 사전에 정확하게 결정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 롤-크라운 폭과 실제의 열간 압연 라인 상에 존재하는 압연 제품의 폭에 대한 롤 직경의 비를 가지고서, 롤들의 굽힘이 롤 간극 내에 윤곽의 2차 성분들을 생성한다는 것을 명심해야 한다. 다른 한편으로, 대응하는 냉간 압연 스탠드 또는 텐덤 라인 상에서 굽힘에 의해 4차 성분들이 생성되는 경향이 다소 있다. 이들 응용 분야에서, 본 발명에 따른 공정 절차는 당해 워크 롤들 모두가 압연에 의해 획득되는 제품이 최적으로 되도록 한다.

워크 롤들의 사용 시간의 최적화와 이들의 마모 패턴의 규제의 관점에서 유리한 본 발명의 실시예는, 시작 위치와 시프트 위치가 도달하는 그 최대값 위치 사이에, 적어도 6번, 특히 적어도 10번 시프트 방향을 전환시키는 것을 특징으로 한다. 경험적으로는, 최대값에 도달하는 위치까지 방향 전환을 많이 하면 할수록 압연 결과가 더 우수해진다.

그러나, 실제의 그리고 이론상의 연구는 워크 롤의 마모는 최대 크기의 시프트 위치들에 있는 2개의 압연 조업들 사이에서, 워크 롤들이 최대 시프트 위치들 사이에 있는 시프트 위치를 차지하는 적어도 하나의 압연 조업이 수행됨으로써 감소될 수 있다는 것을 보여주고 있다.

금속 스트립 압연의 종료점 또는 압연 중에 압연되는 금속 스트립의 당해 길이의 이동을 시프트 개시를 위한 가이드라인으로 고려하여야 한다. 예를 들어 통상적인 길이의 강 스트립을 열간 압연할 때에의 실제의 경험을 통해, 통상적인 조업 조건에서 워크 롤들에 심한 마모가 발생하는 경우 그 지점 이후에서 압연되는 스트립들에 대해 최적의 결과가 도출되도록 하기 위해 심한 마모가 발생하는 지점에서 워크 롤들을 조절할 필요가 있음을 알 수 있다. 실제 작업자들에게 특히 효용 가치가 있는 본 발명의 실시예는, 워크 롤들이 하나의 시프트된 위치에 있을 때에 적어도 하나의 금속 스트립 전체 길이가 압연되도록 하고, 그 금속 스트립에 대한 압연이 종료한 후에 워크 롤들을 시프트시킨다.

그러나, 워크 롤들의 과열(heating-up)에 의한 크라운이 더 효율적으로 교정될 수 있도록 하기 위해, 당해 롤 스탠드의 형상에 대한 공차를 설정하고, 당해 경우에 적용된 압연 파라미터에 의한 사전 설정값(시프트력, 압연 속도, 압연력, 롤 연삭부의 트위스팅 액션, 마찰 계수)을 제한하고, 워크 롤들의 시프트가 동일 방향으로 가능하면 신속하면서 정상상태(steady)로 이루어지도록 하는 것이 유용하다. 하중을 가하는 이러한 방식의 시프트에 의한 자명한 용도는 연속 또는 반-연속 압연이다. 또한 연속적으로 또는 지정 길이를 압연한 후에 수행되는 것도 가능하다.

롤-간극 윤곽을 설정함에 있어서 가능하면 자유도를 크게 부여하기 위해, 당해 롤-간극 윤곽을 설정하기 위해 하나 또는 그 이상의 방향으로 공지의 방식으로 워크 롤들을 피봇하거나 및/또는 굽히는(bend) 것도 도움이 된다. 예를 들면, 워크 롤들 상에 써멀 크라운이 발생하는 결과 및 당해 롤-간극 윤곽을 설정하기 위해 반대 방향으로 시프트된 2차 포물선형 또는 CVD 연삭부를 구비한 롤들을 사용하는 경우와, 변위가능한 쵸크(chock)를 구비한 롤 스탠드의 경우에 있어서, 롤-간극 포물선의 역전 지점의 이동(displacement)을 스트립의 중심으로부터 멀어지게 할 수 있다. 이러한 편차는 롤 간극에 1차 다항식으로 규정될 수 있는 롤 간극에 대해 경사진 위치 형상을 띠는 형상의 차이를 야기한다. 이러한 형상의 차이는 워크 롤들의 변위 방향으로 롤 간극을 개방하도록 워크 롤들을 피봇시킴으로써 제거될 수 있다. 롤 세트의 중심축 주위로 피봇 이동할 때에 이러한 개방이 필수적인 것은 아니다.

이하에서, 실시예를 나타내는 도면들을 참조하면서 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면들은 개략도이고, 보다 명료하게 하기 위해 도면들은 일부 과장되어 있다.

도 1은 압연 공정을 시작할 때 또는 워크 롤들이 새로운 상태로 되어 있는 때에 시작 위치("0" 위치)에 있는, 3차 CVC 연삭부를 구비하는 한 쌍의 워크 롤들을 도시한다.

도 2는 동일 방향으로 시프트한 도 1에 도시한 워크 롤들을 도시한다.

도 3은 압연 공정을 시작할 때 또는 작업 롤들이 새로운 상태로 되어 있는 때에 시작 위치("0" 위치)에 있는, 5차 CVC 연삭부를 구비하는 한 쌍의 워크 롤들을 도시한다.

도 4는 동일 방향으로 시프트한 도 3에 도시한 워크 롤들을 도시한다.

도 5는 본 발명에 따른 시프트 전략을 보여준다.

도 6은 강 스트립을 열간 압연할 때에 본 발명에 따른 시프트 전략에 따른 형상 차이의 결과를 도시한다.

도 7은 강 스트립을 열간 압연할 때에 마모 및 써멀 크라운에 대한 보정이 이루어지지 않은 경우에 있어서의 형상 차이의 결과를 도시한다.

도 1 및 도 3에 시작 위치(starting position)가 도시되어 있고, 워크 롤 A1/1과 A1/2 모두는 새로운 상태에서 사용되는 3차 연삭부(third order grind)를 구비하고(도 1 및 도 2), 워크 롤 A2/1과 A2/2는 5차 연삭부를 구비하며, 모든 경우에서 압연되는 강 스트립(S)에 대해 최적화된 평탄도(flatness)를 보증하는 선형 롤-간극 윤곽을 얻었다.

롤 간극을 빠져나오는 스트립(S)의 형상 차이가 공차 범위를 벗어나거나, 또는 새로운 강 스트립을 압연하기 전에 예방 조치로서, 본 발명에 따른 방식으로, 상기 롤들의 회전축(L1, L2)을 따라 R- 또는 R+ 방향으로 워크 롤들(A1/1, A1/2) 또는 워크 롤들(A2/1, A2/2)을 쌍으로 하여 동일 방향으로 이동시킨다. 워크 롤들(A1/1, A1/2) 또는 워크 롤들(A2/1, A2/2) 쌍의 중심이 강 스트립(S)의 중심축(M)에 대해 이동하더라도, 놀랍게도, 강 스트립의 형상에 악 영향을 미치는 강 스트립(S)의 이동의 분열(곡선 발생)은 일어나지 않는다. 그 대신, 워크 롤들(A1/1, A1/2) 및 워크 롤들(A2/1, A2/2) 쌍이 평행하게 시프트하기 때문에, 롤 간극은 시작 위치에서 설정되었던 최적 형상을 유지한다(도 1 및 도 3).

이 경우에, 워크 롤들 쌍의 동일 방향으로의 시프트는 도 5에 일례로 도시한 시프트 전략을 따른다. 도 5에 도시한 좌표계에서, 쌍롤 방식의 스트립 주조기에 의해 각각 주조되는 강 스트립들(S1-S53)의 열간 압연시에 설정되어 있는 시프트 위치들(V1-V53)이 도시되어 있고, 이 경우에 사용된 워크 롤들을 도 5에 도시하지는 않았지만, 예를 들면 도 1 내지 도 4에서 도시된 워크 롤들(A1/1, A1/2) 및 워크 롤들(A2/1, A2/2)에 상당하는 형상의 워크 롤들이 사용될 수 있다. 모든 강 스트립들(S1-S53)의 폭은 동일하다.

도 5에서, 횡좌표(X-축) 상의 위치는 도 1 및 도 3에 도시한 지점에 위치하고 있는 워크 롤들의 시작 위치를 나타낸다(워크 롤들의 "0" 지점). 종좌표(Y-축) 상에는, 시작 위치에 대해 상대적으로 양의 방향(R+)(도 1 내지 도 4에서 오른쪽 방향)으로, 또는 음의 방향(R+)(도 1 내지 도 4에서 왼쪽 방향)으로 각각 시프트한 후에 워크 롤들이 점유하는 각각의 시프트 위치들(V1-V53)을 나타낸다.

여기서 기술하고 있는 시프트 전략에 있어서, 강 스트립이 압연 패스를 통과한 후에 적당한 시프트를 필요로 하는 마모 상태로 되기 때문에, 모든 경우에서 워크 롤들은 본 발명에 따른 방식에 따라 강 스트립들(S1-S53) 중 하나의 스트립의 열간 압연이 종료된 후에 동일 방향으로 평행하게 시프트하였다.

이에 따라서, 시작 위치(V1)("0" 위치)에 있는 워크 롤들을 사용하여 제1 강 스트립(S1)을 열간 압연하였다. 상기 강 스트립(S1)을 열간 압연한 후에, 워크 롤들을 R+인 양의 시프트 방향으로 시프트하여 제1 시프트 위치(V2)에 도달하도록 하였다. 상기 시프트 위치(V2)에 있는 워크 롤들을 사용하여 강 스트립(S2)을 강 스 트립 전체에 대해 압연하였다.

기본적으로, 시프트 위치(V2)로부터 출발하여 R+의 양의 시프트 방향(오른쪽 방향)으로 더 시프트하는 것이 가능하다. 그러나, 본 경우에 있어서, 시프트 위치(V2)는 시프트 방향으로의 제1 변화가 이루어지는 제1 최대 시프트 위치인 것으로 간주된다.

이에 따라, 강 스트립(S2)의 열간 압연이 종료된 후에, 워크 롤들은 시작 위치(V1)에 대해 상대적으로 음의 시프트 영역인 R-의 시프트 방향으로 시프트된다. 상기 시프트된 시프트 위치(V3)에 있는 워크 롤들을 사용하여 강 스트립(S3)의 열간 압연을 수행한다.

시작 위치에 대해 상대적으로 음의 영역에 있는(좌측으로 시프트) 시프트 위치(V3)가 이전에 도달했었던 시프트 위치(V2)보다 시작 위치(V1)에 가깝기 때문에, 다시 말하면, 시프트 위치(V2)보다 시프트 거리가 작기 때문에, 강 스트립(S3)의 열간 압연이 종료한 후에, 워크 롤들은 다시 시프트 위치(V4)에 도달할 때까지 음의 방향인 R- 시프트 방향으로 시프트된다. 상기 시프트 위치(V4)는, 이전에 시작 위치(V1)로부터 R+ 시프트 방향으로 도달했었던 최대 시프트 위치(V2)와 동일한 거리에 있다.

따라서, 시프트 위치(V4)에서 강 스트립(S4)을 열간 압연한 후에, R- 시프트 방향에서 최대 위치에 있는 워크 롤들이 시프트 위치(V5)에 도달할 때까지 R+ 시프트 방향으로 시프트된다. 상기 시프트 위치(V5)는 이전에 도달했었던 시프트 위치(V4) 보다는 시작 위치(V1)로부터 덜 떨어져 있기 때문에, 시프트 위치(V5)에서 강 스트립(S5)을 열간 압연한 후에, 워크 롤들은 시프트 위치(V6)에 도달할 때까지 계속해서 R+ 시프트 방향으로 시프트할 수 있다.

시프트 위치(V6)와 시작 위치(V1) 간의 거리는 시프트 위치(V4)와 시작 위치(V1) 간의 거리보다 크기 때문에, 시프트 위치(V6)에서 수행되었던 강 스트립(S6)의 열간 압연이 종료된 후에 시프트 방향으로 새로운 변화가 이루어졌다.

강 스트립들(S7-S26)(시프트 위치들(V7-V26))에 대해서 전술한 공정 절차가 연속적으로 수행된다. 본 경우에 있어서, 열간 압연된 강 스트립들(S15, S19, S21, S23)의 워크 롤들의 시프트 위치들(V15, V19, V21, V23 및 V25)은 시작 위치(V1)와 동일한 위치에 있다는 점을 주목해야 한다.

조절된 위치(V26)에 도달하였을 때에, 시프트 조절된 워크 롤들의 이동경로가 최대값에 도달하고, 거기서부터 워크 롤들의 시프트 순서가 거꾸로 된다.

따라서, 시프트 위치(V26)에서 수행된 강 스트립(S26)의 열간 압연이 종료한 후에, 워크 롤들은 우선 워크 롤들이 시프트 위치(V27)에 도달할 때까지 R-의 시프트 방향으로 시프트된다. 시프트 위치(V27)는 시작 위치(V1)와 일치한다. 시작 위치(V1)로부터 어느 정도의 거리도 떨어져 있지 않음으로 인해, 조절된 위치(V27)가 최대 시프트 값을 구성하지 않기 때문에, 조절된 위치(V27)가 조절된 위치(V27)보다 시작 위치에 대한 상대적 거리가 작더라도, 상기 조절된 위치(V27)에서 강 스트립(S27)의 열간 압연을 종료한 후에, 워크 롤들을 계속해서 R- 시프트 방향을 따라 시프트 위치(V28)로 시프트시킨다.

시프트 위치(V28)와 시작 위치(V1) 간의 거리는 최대 시프트 값을 나타내는 시프트 위치(V26)와 시작 위치(V1) 간의 거리와 동일하다. 따라서, 시프트 위치(V28)에서 강 스트립(S28)에 대한 열간 압연을 수행한 후에 시프트 방향이 변경된다. 이에 따라, 워크 롤들이 시프트 위치(V29)에 도달할 때까지 R+ 시프트 방향으로 다시 시프트되며, 시프트 위치(V29)는 시작 위치(V1)와 동일하다.

시프트 위치(V29)에서 강 스트립(S29)을 열간 압연한 후에, 워크 롤들은 시프트 위치(V30)에 도달할 때까지 R+ 시프트 방향으로 계속해서 시프트된다. 시프트 위치(V30)는 시프트 위치(V22)에 대응하므로, 시프트 위치(V30)의 시작 위치(V1)로부터의 거리는 시프트 위치(V28)의 시작 위치(V1)로부터의 거리보다 작다. 따라서, 시프트 방향의 추가적인 역전이 일어나는 최대 시프트 위치로 간주된다.

상기 공정절차는 시프트 위치가 시작 위치(V1)와 일치하는 시프트 위치(V53)에 도달할 때까지 계속된다. 시프트 위치(V53)에서, 워크 롤들의 마모 상태와 관련하여 워크 롤들의 시프트의 이동경로를 더 이상 추가로 단축시킬 어떠한 목적도 나타나지 않는다. 시프트 위치(V53) 자체는 전술한 바와 같은 시프트와 동일한 시프트 사이클을 반복하여 수행할 것인지, 가능하다면 다르게, 특히 시프트 이동경로를 더 짧게 하면서도 원리적으로는 방향 전환이 동일한 순서로 되는 시프트를 수행할 것인지 여부, 또는 워크 롤들의 마모 상태에 따라서는 압연된 금속 스트립(S)의 형상의 차이가 용인될 수 없을 정도로 될 수도 있기 때문에, 워크 롤(A1/1, A1/2) 또는 워크 롤(A2/1, A2/2)들 중 적어도 어느 하나를 교체할 것인지 여부를 결정해야 하는 최소값을 형성한다.

전술한 시프트 전략의 경우에 있어서, 시작 위치(V1)와 시프트의 최대값을 나타내는 시프트 위치(26) 사이의 조절된 위치들(V1-V26)이 배치되고, 시프트 위치(V27)를 중심으로 시프트 위치들(V28-V54) 사이에 상기 시프트 위치들과 좌우 대칭인 시프트 위치들이 배치된다. 다시 말하면, 상술한 시프트 전략의 경우에, 시작 위치(V1)로부터 시작하는 최대 시프트 위치들(V2, V4, V6, V8, V10, V12, V14, V16, V18, V20, V22, V24, V26) 각각의 크기의 증가가, 시프트의 최소값을 나타내는 최종 시프트 위치(V53)에 도달할 때까지 연속적으로 조절된 위치(V28)로부터 감소가 시작하여 최대 시프트 위치들(V28, V30, V32, V34, V36, V38, V40, V42, V44, V48, V50, V52)로 크기의 감소가 일어나는 방식과 동일한 방식으로 수행된다.

금속 스트립의 형상, 특히 스트립의 에지 영역의 형상 차이가 허용되는 공차 외에 있거나 또는 소망하지 않을 때까지 전술한 사이클이 반복될 수 있다. 그런 다음, 적당한 방식으로 시프트 이동경로를 단축하거나 또는 주기적 시프트를 완전히 정지할 수 있다.

상술한 시프트 전략은 스트립 캐스팅 또는 박 슬래브 시스템의 일부인 롤 스탠드에 특히 성공적인 것으로 판명되었다. 다른 전략들 및 특히 시프트 방향을 변경시키는 각 시프트 위치들에서 증가 및 감소가 상술한 바와 같은 대칭이 아닌 시프트 전략들이, 롤 스탠드에서 압연되는 금속 스트립의 폭들이 다양한 경우에 특히 필요할 수 있다. 이상적으로는, 유럽 특허 공개 공보 EP 0 953 384 A2호에 개시되어 있는 방식으로, 압연 지속 시간(rolling campaign)을 커버하는 완전한 압연 스케쥴이 감안되어야 한다.

워크 롤들의 마모(X)가 압연 결과에 영향을 미치고, 또한 과열에 의해 발생 하는 워크 롤들의 크라운(B)도 압연 결과에 영향을 미치며, 도 6은 이들에 의한 영향이 본 발명에 따른 시프트 전략에 의해 어떻게 보정되는지를 보여주고 있다. 이 경우에, 본 발명에 따른 공정절차는 당해 케이스에서 얻어지는 강 스트립(S)에 대해 최적의 평탄도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 타이트 에지(K) 형성이 예방될 수 있다. 도 5를 참고하여 설명한 조정 사이클에 의해, 워크 롤을 가로지르는 워크 롤들의 시프트 영역(E)을 도 6에 도시하였다.

비교하기 위한 것으로, 도 7에 도시되어 있는 것은 워크 롤의 마모(X)가 증가하고, 워크 롤들의 크라운(B)이 증가함에도 그 워크 롤들에 대해 전혀 조정이 이루어지지 않는 경우의 스트립 프로파일이다.

Claims (8)

1. 금속 스트립이 적어도 하나의 롤 스탠드의 롤 간극을 통과하고, 롤 간극 형상과 그 롤 간극 형상의 소망하는 형상 간에 차이가 발생하면 롤 간극을 획정하는 상기 롤 스탠드의 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 회전축(L1, L2)을 따라 시프트하는 금속 스트립, 특히 강 스트립(S, S1-S53)의 압연 방법으로서,

   a) 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 동일 방향(R+, R-)으로 각각 시프트되고,

   b) 시작 위치(V1)로부터 시작하여, 시프트 방향(R-, R+)으로 제1 전환이 일어나는 최대 시프트 위치들(V2, V4, V6 …, V26)에 도달할 때까지 당해 시프트 방향(R+, R-)이 유지되고,

   c) 시작 위치(V1)에 대해 상대적으로 이전에 반대 시프트 방향(R-, R+)에서 도달했던 최대 시프트 위치들(V2, V4, V6 …, V26)보다 크거나 또는 동일한 최대 시프트 위치들(V2, V4, V6 …, V26)에 도달할 때까지 당해 경우에서 시작된 시프트 방향(R+, R-)이 유지되고,

   d) 당해 최대 시프트 위치(V2, V4, V6 …, V26)에 도달한 후에, 시프트 방향(R+, R-)이 역전되고,

   e) 당해 최대 시프트 위치(V2, V4, V6 …, V26)가 최대값(V26)에 이를 때까지 상기 단계 c)와 단계 d)를 반복 시행하고,

   f) 최대값(V26)에 대응하는 최대 시프트 위치로부터 시작하여, 시작 위 치(V1)에 대해 상대적으로 이전에 반대 시프트 방향(R-, R+)에서 도달했던 최대 시프트 위치들(V28, V30, V32 …, V52)보다 작거나 또는 동일한 최대 시프트 위치들(V28, V30, V32 …, V52)에 도달할 때까지 당해 시프트 방향(R-, R+)이 유지되고,

   g) 당해 최대 시프트 위치(V28, V30, V32 …, V52)에 도달한 후에, 시프트 방향(R+, R-)이 역전되고,

   h) 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)의 당해 최대 시프트 위치(V28, V30, V32 …, V52)가 최소값(V53)에 상당할 때까지 상기 단계 f)와 단계 g)를 반복 시행하고,

   i) 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)의 마모 상태가 허용 가능한 범위 내이거나, 또는 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2) 중 적어도 하나의 마모 상태가 허용 가능한 범위를 벗어나서 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 교체된 경우, 단계 b) 내지 단계 h)를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
2. 제1항에 있어서, 시작 위치(V1)와 시프트 위치가 최대값(V28)인 위치 사이에서 시프트 방향(R+, R-) 전환이 적어도 6번, 특히 적어도 10번 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
3. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 최대 크기의 시프트 위치들(V2, V4, V6 …, V28, V28, V30, V32 …, V52)에 있는 2개의 압연 조업들 사이에서, 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 상기 최대 시프트 위치들(V2, V4, V6 …, V28, V28, V30, V32 …, V52) 사이에 있는 시프트 위치(V3, V5, V7 …, V25)를 차지하는 적어도 하나의 압연 조업이 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 당해 롤-간극 윤곽이 설정되도록, 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 워크 롤들의 회전축(L1, L2)을 따라 반대 방향으로 시프트되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 당해 롤-간극 윤곽이 설정되도록, 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2) 중 하나의 워크 롤이 고정되어 있는 중에, 다른 워크 롤이 워크 롤 회전축(L1, L2)을 따라 시프트되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 하나의 시프트 위치(V1-V53)에 위치할 때에 적어도 하나의 금속 스트립의 전체 길이가 압연되고, 상기 금속 스트립의 압연이 종료된 후에 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)의 시프트가 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 압연 공정 중에, 압연력에 의해 발생하는 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)의 변형을 교정하기 위해 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)에 굽힘 하중이 가해지는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.
8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 당해 롤-간극 윤곽이 설정되도록 워크 롤들(A1/1, A1/2; A2/1, A2/2)이 피봇되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 압연 방법.

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