KR20170056668A - 중강판 제조 설비 및 제조 방법 - Google Patents

중강판 제조 설비 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강 합금으로 중강판(4)들의 제조를 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 용강을 연속 주조하는 단계와, 획득된 주조 스트랜드를 슬래브로 일차 성형하고 바로 이어서 주조 열로부터 다수의 성형 단계에서 원하는 중강판 치수로 슬래브를 재성형하거나 열간압연하는 단계와, 그 즉시 후속하여 획득된 중강판(4)의 목표하는 냉각을 실현하면서 중강판(4)을 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 중강판(4)은 생산 방향(3)으로 중강판 자체의 열처리 전에 또는 후에 원하는 개별 판 길이로 절단된다. 상기 방법의 경우, 상이한 중강판 품질들의 유연한 제조를 가능하게 하는 중강판의 제조를 위한 해결책이 제공되어야 한다. 이는, 압연 열로부터 원하는 제1 온도로 수행되는 획득된 중강판(4)의 목표하는 냉각과, 그 즉시 후속하여 원하는 제2 온도로 수행되는 중강판(4)의 목표하는 가열 및 그 즉시 후속하여 원하는 제3 온도로 수행되는 중강판(4)의 냉각의 조합 공정으로서 150℃ ~ 1,100℃의 온도 범위에서의 열처리가 실행되는 것을 통해 달성된다.

Description

중강판 제조 설비 및 제조 방법{INSTALLATION AND METHOD FOR PRODUCING HEAVY PLATE}
본 발명은 강 합금으로 중강판들의 제조를 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 용강을 연속 주조하는 단계와, 획득된 주조 스트랜드를 슬래브로 일차 성형하고 바로 이어서 주조 열로부터 다수의 성형 단계에서 원하는 중강판 치수로 슬래브를 재성형하거나 열간압연하는 단계와, 그 즉시 후속하여 획득된 중강판의 목표하는 냉각을 실현하면서 중강판을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 중강판은 생산 방향으로 중강판 자체의 열처리 전에 또는 후에 원하는 개별 판 길이로 절단된다.
또한, 본 발명은 상기 방법의 실행을 위한 장치에도 관한 것이며, 상기 장치는, 용강의 즉각적인 연속 처리 및/또는 가공을 위해 용강이 그 내에서 연속해서 주조될 수 있는 주조 기계; 용강으로부터 주조된 주조 스트랜드가 그 내에서 슬래브로 성형될 수 있는 일차 성형 기계; 슬래브가 그 내에서 주조 열로부터 다수의 성형 단계에서 원하는 중강판 치수를 갖는 중강판으로 압연될 수 있는 재성형 기계 또는 압연 기계; 및 열처리 기계; 그리고 생산 방향으로 열처리 기계의 상류 또는 하류에 배치되는 중강판 절단 장치를; 구비하는 설비를 포함한다.
개별 코일 가공 방법, 반연속 가공 방법 또는 연속 가공 방법에서 열간압연 스트립의 제조 시 통상 곧바로 주조 열로부터 연속 주조 방법에서 제조된 슬래브는 재가열로(reheating furnace) 또는 균열로(soaking furnace)로 공급되며, 이런 노 내에서는 후속하는 다듬질 압연 공정을 위해 원하는 온도가 설정된다. 다듬질 압연기 내에서 슬래브는 복수의 패스로 원하는 최종 두께로 완전하게 압연된다.
강판의 제조를 위한 방법은 EP 0 415 987 B1로부터 공지되어 있다. 상기 방법의 경우, 연속 주조 방법에 의해 슬래브가 제조되며, 그 다음 슬래브는 슬래브 두께의 압하를 위한 제1 성형 단계를 통과한 후에 노 내에서 가열되고, 그런 후에 슬래브는 다듬질 압연기 내로 유입되고, 이 다듬질 압연기 내에서 슬래브는 강판 또는 스트립 강으로 완전하게 압연된다. 다수의 성형 단계를 포함하는 압연기 내에서, 강 스트립은, 목표하는 성형 단계들 및 목표하는 냉각 및 가열 단계들의 조합 단계로 구성되는 처리 공정으로 처리된다. 이 경우, 목표한 바대로 설정된 온도 조건, 특정 온도에서 목표한 바대로 실현되는 성형도(forming degree) 조건 및 성형 속도 조건에서의 성형으로 상기 조합 공정을 통해 강 스트립의 원하는 기계적 특성들의 설정이 수행된다. 다듬질 압연기를 통과한 후에, 다듬질 압연된 강판은 원하는 판 길이들로 절단되어 적층된다. 다듬질 압연기열을 통과한 후에, 제조된 강판 상에서는 더 이상 목표하는 열처리가 실행되지 않는다.
WO 2006/106376 A1로부터는, 연속 주조되는 주조 스트랜드에서 후속하는 열간압연 공정으로 제조되어 10 ~ 100㎜의 두께를 보유하는 박판들의 제조를 위한 방법이 공지되어 있다. 열간압연 공정은 개별 롤 스탠드들 사이에 배치되는 냉각 장치들 및 이 냉각 장치들로 실현될 수 있는 압연된 강판의 냉각 공정과 조합될 수 있다. 압연기열을 통과한 후에, 강판은 냉각 시스템의 형태인 열처리 기계를 통해 안내되고, 그런 후에 박강판들(sheet steel plate)은 각각 원하는 길이로 절단된다.
이처럼 종래 기술에서 공지된 방법에서의 문제점은, 1,100℃를 상회하는 온도 범위에서 강재들의 빠른 재결정화로 인해 입자 미세화 과정들이 매우 빠르게 실행된다는 점, 그리고 실제로는 항상 슬래브에서는 각각의 입자 미세화 성형 단계마다 그 후에 국소 온도(local temperature)에 따르는 입자 성장을 야기하는 온도장(temperature field)이 나타난다는 점이다. 국소적으로 상이한 입자 성장의 결과로서, 적어도, 슬래브로부터 압연된 박판의 폭에 걸쳐서 상이한 미세조직이 형성되며, 이런 미세조직은 완성된 박판 내에서, 각각의 강도 값 및/또는 각각의 인성 값(toughness value)을 통해 형성되는 비균질한 기계적 특성으로서 나타난다. 따라서 종래 기술로부터 공지된 방법들 및 장치들에 의해서는, 동일한 품질에서 높은 인성 요건을 충족하는 박판들, 특히 중강판들을 확실하게 제조할 수 없다. 또한, 종래 기술에서 중강판들의 제조를 위해 종래 개시되고 오직 재성형/가열/냉각과 후속하는 냉각으로 이루어지는 조합 공정만을 포함하는 방법들 및 장치들에 의해서도 인도 상태(delivery state)(+QT)(담금질 및 뜨임된 상태)의 박판을 제조할 수 없다. 자체의 인도 표준에 준하여 목표하는 열처리, 불림(normalization) 또는 풀림 공정(annealing)으로 강제 처리되어야만 하는 강재들 역시도 공지된 설비들에서는 마찬가지로 제조할 수 없다.
본 발명의 과제는, 앞에서 언급한 단점들을 초래하지 않으면서 상이한 중강판 품질들의 유연한 제조를 가능하게 하는 중강판의 제조를 위한 해결책을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 최초에 더 상세하게 설명한 방법에서, 본 발명에 따라, 압연 열로부터 원하는 제1 온도로 수행되는 획득된 중강판의 목표하는 냉각과, 그 즉시 후속하여 원하는 제2 온도로 수행되는 중강판의 목표하는 가열 및 그 즉시 후속하여 원하는 제3 온도로 수행되는 중강판의 냉각의 조합 공정으로서 150℃ ~ 1,100℃의 온도 범위에서의 열처리가 실행되는 것을 통해 해결된다.
상기 과제는, 최초에 더 상세하게 설명한 유형의 장치에서, 열처리 기계가 적어도 하나의 냉각 장치 및 적어도 하나의 가열 장치를 포함하고, 이 냉각 장치 및 가열 장치는, 결과적으로 압연 열로부터 원하는 제1 온도로 수행되는 획득된 중강판의 목표하는 냉각과, 그 즉시 후속하여 원하는 제2 온도로 수행되는 중강판의 목표하는 가열 및 그 즉시 후속하여 원하는 제3 온도로 수행되는 중강판의 냉각의 조합 공정의 형태로 150℃ ~ 1,100℃의 온도 범위에서 중강판의 열처리가 실행될 수 있는 방식으로 구성되는 것을 통해 해결된다.
본 발명에 따라서, 압연 공정을 실행한 직후에, 그리고 그에 따라 중강판 치수로 슬래브를 완전하게 압연한 후에, 다수의 단계로 중강판의 목표하는 냉각 단계, 목표하는 재가열 단계, 및 다시 목표하는 냉각 단계를 포함하는 열처리가 실행되기 때문에, 완성된 중강판 내에는 폭에 걸쳐서도 균등한 온도장이 형성되고 그 결과로 완성된 중강판 내에는 균일한 미세조직이 형성되며, 그럼으로써 중강판은 균질한 기계적 특성, 다시 말해 균질한 강성 및/또는 인성 분포를 보유하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치에 의해, 불림된 상태의 중강판, 다시 말하면 높은 인성을 갖는 강재들뿐만 아니라, 담금질 및 뜨임된 상태의 중강판, 다시 말해 높은 강도를 갖는 강재들 및 풀림된 상태의 특수강들, 다시 말해 풀림 처리로 처리된 강재들도 제조할 수 있다.
중강판은 본 출원의 범위에서 표준 EN 10029에 의거하여 중강판으로서 정의되는 평판 제품을 의미한다. 본원의 방법에 의해서는, 예컨대 표준 EN 10025-2:2004에서 축약부호로 지칭되는 것과 같은 매우 다양한 강종들이 제조될 수 있다. 요컨대 "압연된 것과 같은" 중강판(축약부호: +AR)뿐 아니라, 불림된 중강판(축약부호: +N) 또는 열기계적으로 압연된 중강판(축약부호: +M) 및 담금질 및 뜨임된 중강판(축약부호: +QT) 역시도 제조될 수 있다. 그리고 이 모두는 동일한 장치 또는 설비로 제조될 수 있다.
불림 상태의 중강판의 제조를 위한 바람직한 접근법은, 본 발명의 구현예에 따라서, 중강판이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 압연 열로부터, γ 철(γ 고용체; 오스테나이트)에서 α 철(α 고용체; 페라이트)로의 완전한 변태 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 γ 철에서 α 철로의 완전한 변태 온도, 즉 AC3 온도를 상회하는 불림 온도(normalizing temperature)로서 균질한 오스테나이트의 범위 이내에 있는 원하는 제2 온도로 가열되며, 그리고 마지막으로 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각되는 조치를 포함할 수 있다.
그와 반대로, 고강도 중강판을 제조해야 한다면, 본 발명에 따른 구현예에서는, 중강판이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 압연 열로부터 베이나이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 가열을 통해 베이나이트 변태의 범위 내에 있는, 원하는 제2 온도로서의 온도에서 유지되며, 그리고 마지막으로 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각되는 조치들이 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 방법으로 최고 강도의 박판들도 제조할 수 있다. 이런 경우에, 본 발명은 구현예에 따라, 중강판이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 압연 열로부터, 마르텐사이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 가열을 통해, γ 철에서 α 철로의 변태 온도, 즉 AC1 온도를 하회하는, 원하는 제2 온도로서의 풀림 온도로 가열되며, 그리고 마지막으로 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각되는 조치들을 특징으로 한다.
바람직하고 적합한 방식으로, 제공되는 열처리는 상온(room temperature)으로의 냉각을 포함한다. 그러므로 본 발명에 따라, 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 수행되는 최종 냉각은 공기 냉각으로서 실행된다.
압연 열로부터 중강판의 냉각을 위해서는 강제 냉각(forced cooling)이 적합하다. 그러므로 본 발명의 구현예에 따라서, 추가로, 압연 열로부터 중강판의 냉각은 중강판의 재성형 또는 열간압연 단계에 그 즉시 후속하는 원하는 제1 온도로의 열처리에서 강력한 물 또는 공기 냉각에 의해 실행된다.
그러나 그 밖에도, 제조되거나 생성되는 중강판이 이미 교정 기계 또는 교정 장치를 통과했을 때 비로소, 또는 아직 통과할 때에도, 상기 중강판에서 냉각 및/또는 가열 단계들 중 일부분 또는 추가 냉각 및/또는 가열 단계들을 실행할 수도 있다. 이런 점에 한해, 본 발명의 개선예에 따라서, 마찬가지로, 열처리의 일부분, 특히 추가 냉각 및/또는 가열 단계들을 포함하는 열처리의 일부분은, 중강판이 교정 기계를 통과한 후에, 그리고 중강판이 적층되기 전에 실행된다.
또한, 바람직하면서도 적합하게는, 중강판은 이 중강판 자체가 원하는 제2 온도로 가열된 후에 교정되고 이에 후속하여 적층되는데, 이는 본 발명에 의해 마찬가지로 제공된다.
본원의 방법은 중강판에서 특히 적합하게 실행되며, 그럼으로써 본 발명은, 추가로, 다수의 성형 단계에서 8㎜를 초과하는 두께, 특히 40㎜ ~ 400㎜의 두께와 1,200㎜를 초과하는 폭을 보유하는 중강판이 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법의 실행을 위해, 본 발명에 따른 장치는, 적합하고 바람직한 구현예에 따라서, 원하는 제3 온도로의 중강판의 냉각이 적어도 부분적으로 열처리 기계의 외부에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
불림된 박판의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법을 바람직하게 실행할 수 있도록 하기 위해, 본원의 장치는, 구현예에 따라서, 중강판이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 냉각 장치에 의해 압연 열로부터, γ 철(γ 고용체; 오스테나이트)에서 α 철(α 고용체; 페라이트)로의 완전한 변태 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 중강판이 가열 장치에 의해 γ 철에서 α 철로의 완전한 변태 온도, 즉 AC3 온도를 상회하는 불림 온도로서 균질한 오스테나이트의 범위 이내에 있는 원하는 제2 온도로 가열될 수 있으며, 그리고 마지막으로 중강판이 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각될 수 있는 방식으로, 열처리 기계가 구성되는 것을 특징으로 한다.
미세조직의 베이나이트 상태에서 자체의 사용 특성들을 보유하는 고강도 박판의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법을 이용할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에 따른 장치는, 추가로, 중강판이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 냉각 장치에 의해 압연 열로부터, 베이나이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각될 수 있고, 바로 이어서 중강판이 가열 장치에 의해 가열을 통해 베이나이트 변태의 범위 내에 있는, 원하는 제2 온도로서의 온도에서 유지될 수 있으며, 그리고 마지막으로 중강판이 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각될 수 있는 방식으로, 열처리 기계가 구성되는 것을 특징으로 한다.
최고 강도를 갖는 박판들의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 장치의 특히 적합한 구현예는, 중강판이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 냉각 장치에 의해 마르텐사이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각될 수 있고, 바로 이어서 중강판이 가열 장치에 의해 가열을 통해 γ 철에서 α 철로의 변태 온도, 즉 AC1 온도를 하회하는, 원하는 제2 온도로서의 풀림 온도로 가열될 수 있으며, 그리고 마지막으로 중강판이 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각될 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 방식으로, 본원의 장치는, 압연 기계의 다수의 성형 단계에서 8㎜를 초과하는 두께, 특히 40㎜ ~ 400㎜의 두께와 1,200㎜를 초과하는 폭을 보유하는 중강판을 제조하도록 구성되고 형성되도록 구성되며, 이는 본 발명에 의해 마찬가지로 제공된다.
또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 장치는 중강판의 생산 방향으로 가열 장치의 하류에 배치되는 교정 기계를 포함하며, 이는 본 발명의 개선예에 따라 마찬가지로 제공된다.
마지막으로, 본 발명은, 동시에, 중강판의 생산 방향으로, 바람직하게는 각각 적어도 하나의 추가 냉각 장치 및 적어도 하나의 추가 가열 장치를 구비하여 교정 기계의 하류에 배치되는 하나 또는 복수의 추가 열처리 기계를 포함하는 것 역시도 특징으로 한다. 본 발명의 상기 구현예는, 제조된 중강판의 교정 단계 후에도 압연된 중강판에서 열처리 방법들 또는 열처리 조치들을 실행할 수 있는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 하기에서 도면에 따라서 예시로서 더 상세하게 설명된다.
도 1의 상부 부분도는 연속 중강판의 제조를 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한 개략도이고, 그 하부 부분도는 본원의 장치의 길이 및 본원의 장치의 개별 설비 부분들에 걸쳐서 각각 제조된 평판 제품 내에서의 온도 프로파일을 나타낸 개략도이다.
도 2의 상부 부분도는 개별 중강판의 제조를 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한 개략도이고, 그 하부 부분도는 본원의 장치의 길이 및 본원의 장치의 개별 설비 부분들에 걸쳐서 각각 제조된 평판 제품 내에서의 온도 프로파일을 나타낸 개략도이다.
도 1 및 도 2의 생산 설비의 형태로 도시되고 전체적으로 각각 1 또는 1'로 표시된 장치들은, 오직 도 1에 따른 실시형태의 경우 절단 장치(2)가 화살표(3)로 예시된 중강판(4)의 생산 방향으로 열처리 기계(5)의 하류에서 유출구 측에 배치되고 도 2에 따른 실시예의 경우에는 열처리 기계(5)의 상류에서 유입구 측에 배치되는 점에서만 서로 구별된다. 그에 따라, 도 1에 따르는 장치(1)는 생산 설비의 연속 모드에서 중강판(4)들의 제조를 가능하게 하는데, 그 이유는 연속 중강판으로서 생산되는 평판 재료가 열처리 기계(5) 내에서 실행된 열처리 후에 비로소 절단 장치(2)에 의해 개별 판 길이들로 절단되기 때문이다. 다시 말해, 이런 경우에, 연속 평판 재료는 생산 설비의 형태로 형성되는 장치(1)의 개별 설비 부분들 또는 설비 장치들을 통과하여 열처리 기계(5)의 하류에까지 도달한다. 그런 후에, 개별 판 길이들로 절단된 중강판(4)들은 교정 기계(6)를 통과하고, 그 다음 배출 유닛(7)에 의해 통상적인 방식으로 적층된다. 도 2에 따른 실시형태의 경우, 생산된 연속 평판 재료는 이미 열처리 기계(5) 내로의 유입 전에 개별 판 길이들로 절단되며, 그럼으로써 이미 개별 판 길이들로 분리된 중강판(4)들은 열처리 기계(5)를 통과하고 그 다음 바로 이어서 교정 기계(6) 및 배출 유닛(7)을 통과하게 된다. 도 2에 따르는 장치(1')에서 개별 박판 모드로 중강판의 생산은 특히 매우 높은 전단 강도를 보유하는 담금질 및 뜨임된 박판들의 제조 및 처리를 위해 바람직하다. 그에 반해 열처리 기계(5)를 통과한 후에 상대적으로 낮은 강도 값을 보유하는 상대적으로 낮은 강도의 중강판들은 도 2에 따른 설비에 의해 개별 박판 모드로 제조될 수 있을 뿐만 아니라 도 1에 따르는 설비에 의해서는 연속 박판 모드로도 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 장치(1 및 1')들의 경우, 즉각적인 연속 처리 및/또는 가공에서, 용강은 연속 주조 기계로서 형성되는 주조 기계(8) 내에서 연속해서 주조된다. 이때 형성되는 주조 스트랜드는 통상적인 방식으로 주조 기계(8)에 할당된 일차 성형 기계(9) 내에서 슬래브로 성형되며, 그 다음 슬래브는 스케일 제거 장치(10)를 통과한 후에 재성형 기계를 형성하는 압연 기계(11) 내에서 주조 열로부터 다수의 성형 단계에서 압연되어 각각 원하는 중강판 치수를 갖는 중강판(4)을 형성한다. 그 다음, 일차 성형되고 재성형되는 중강판(4)은 도 1에 따르는 설비의 경우 열처리 기계(5)를 통과하고, 그 후에 횡방향 절단 장치인 절단 장치(2)에 의해 개별 길이로 절단된다. 도 2에 따르는 장치(1')의 경우에는, 일차 성형되고 재성형되는 제품인 중강판(4)은 열처리 기계(5) 내로 유입 전에 마찬가지로 횡방향 절단 장치로서 형성되는 절단 장치(2)에 의해 개별 판 길이들로 분리되어 개별 박판으로서 열처리 기계(5)를 통과하여 이동된다. 두 장치(1 및 1') 모두의 경우 열처리 기계(5)는 하나의 냉각 장치(12)와 하나의 가열 장치(13)를 포함한다. 그런 후에, 중강판(4)들은 교정 기계(6)를 통과하고 배출 유닛(7) 내에서 적층된다. 미도시한 방식으로, 교정 기계(6)와 배출 유닛(7) 사이에도, 특히 열처리로 처리되어야만 하는 품질들을 위해 필요하다면, 추가 열처리 기계(5)들이 배치될 수 있다. 상기 열처리 기계들 역시도 각각 하나의 냉각 장치 및 하나의 가열 장치를 포함할 수 있으며, 그럼으로써 상기 열처리 기계들에 의해서도 역시 강화된 공기 냉각 또는 물 냉각과 후속하여 불림 온도로 수행되는 가열로 이루어진 조합 공정이 실행될 수 있게 된다.
미도시한 방식으로, 재성형 기계 또는 압연 기계(11)는 통상적인 방식으로 프로파일 및 평탄성 설정을 위한 장치들 및 압연 스톡의 표면 온도의 제어를 위한 장치들을 구비한다.
도 1에 따른 장치(1)의 실시형태는 높은 전단 속도가 달성될 수 있으면서 얇은 두께 및 낮은 전단 강도를 보유하는 중강판들을 위해 적합하다. 도 2에 따른 장치(1')의 실시형태에 의해, 최고 강도 값들을 갖는 중강판들 역시도 제조되는데, 그 이유는 절단 장치(2)에서의 절단이 생산 방향(3)으로 압연 기계(11)에서 유출된 직후에 압연 열로부터, 그리고 그에 따라 높은 온도 범위에서 수행되기 때문이다. 상기 온도들에서, 통상적으로 중강판으로 처리되는 재료들은 여전히 낮은 전단 강도를 보유한다.
도 1 및 도 2에 도시되고 앞에서 기재한 장치(1 및 1')들에 의해서는, 중강판들은 곧바로 연속 주조 기계의 주조 열로부터 제조된다. 5분 이상으로 상온으로의 냉각은 수행되지 않는다. 주조된 슬래브들은 적어도 40㎜의 두께를 보유하며, 최대로 가능한 슬래브 두께는 후속하는 재성형 기계 및 압연 기계(11)의 구성 및 기계적 조건들을 통해, 그리고 재성형 기계 및 압연 기계의 유출구에서 요구되거나 의도되는 중강판(4)의 두께를 통해 제한된다. 슬래브 폭은 특별히 제한되는 것이 아니라, 상기 유형의 기계들로 통상 종래 기술에 따라서 달성 가능한 슬래브 폭에 상응한다. 연속 주조 기계는 아치형 기계, 수직 편향 기계, 수직 기계 또는 수평 연속 주조 기계일 수 있다. 액상 코어를 이용한 변형을 통한 주조 스트랜드의 두께 압하(액상 코어 압하) 또는 주조 스트랜드의 최종 응고 영역에서 극미한 성형(동적 경압하; Dynamic Soft Reduction)은 본 발명에 따른 방법의 실행을 위해 필요한 것이 아니지만, 그러나 원하는 경우에는 실행될 수 있다.
연속 주조되는 주조 스트랜드는 1,150℃ 내지 1,300℃의 평균 온도를 가지고 코어가 완전 응고된 상태로 일차 성형 기계(9)의 유출구 영역에서 유출된다. 그 다음, 스케일 형성의 경향이 강한 강종들 또는 재료들은 스케일 제거 장치(10) 내에서 스케일 제거된다. 고합금 재료들의 경우 상기 공정 단계는 경우에 따라 생략될 수 있지만, 그러나 상기 재료들의 경우 후속하는 재성형 기계 또는 압연 기계(11)에서 제1 성형 단계 후에 표면의 세척이 권장된다. 동일한 방식으로, 스케일 형성의 경향이 상대적으로 더 높은 재료들 또는 강종들은 통상적인 방식으로 재성형 기계 또는 압연 기계(11) 내에서의 제1 성형 단계 전에 세척되며, 이는 통상적으로 가압수(pressurized water) 또는 증기로 수행되지만, 그러나 연마 작용성 성분들이 첨가 혼합된 물 또는 드라이아이스를 이용한 세척과 같은 대안의 방법들도 마찬가지로 가능하다. 가압수를 이용한 스케일 제거의 경우 회전형 시스템들을 제공하는 점이 바람직하다.
주조 기계(8) 및 일차 성형 기계(9) 내에서 실행되는 성형 공정에 이어서 그 다음에는 재성형 기계 또는 압연 기계(11) 내에서 1회의 성형이 수행되거나, 또는 0.7를 상회하는 누적 대수의 성형도(accumulated logarithmic forming degree)를 갖는 적어도 2개의 성형 단계를 포함하는 성형 공정이 수행된다. 그 결과로, 슬래브의 주조 구조는 재성형된 구조로 변태되고 그에 따라 이용되는 강 재료의 기본 인성이 달성되며 경우에 따른 코어 다공성(core porosity)은 폐쇄된다. 각각 요구되는 최종 두께에 따라서, 적어도 2개의 성형 단계를 실행하는 2개보다 많은 스탠드가 압연 기계(11)를 구성할 수 있으며, 그럼으로써 중강판의 각각의 요구되는 최종 두께에 따라서 추가 성형 단계들이 연이어 수행될 수 있게 된다. 압연 기계(11)를 통과한 후에 원하는 중강판 치수로 재성형되고 압연된 중강판(4)은 950℃ 내지 1,100℃ 범위의 온도를 보유한 상태로 압연 기계(11)에서 유출된다. 그에 따라, 중강판(4)은 상기 위치에서 불림식 압연(normalizing rolling)을 위해 최적인 온도를 상회하는 온도를 보유한다. 그럼에도, 중강판(4)들 또는 각각의 중강판(4)의 원하는 특성들을 설정할 수 있도록 하기 위해, 그 즉시 후속하여, 압연 열로부터, 중강판(4)이 재성형 및 압연 단계에 이어서 곧바로 공급되는 열처리 기계(5)를 이용한 열처리가 수행된다. 이를 위해, 압연 스톡, 다시 말하면 중강판(4)은 생산 설비 또는 본원의 장치(1 또는 1') 내에서 계속 잔존한다.
도 1 및 도 2의 하부 부분도들에는, 설비 길이(I) 및 그에 따른 각각의 생산 시간(s)에 걸쳐서, 각각의 장치(1 또는 1')에서 제조되는 평판 제품의 온도 프로파일(T)들이 도시되어 있다. 열처리 기계(5)에 의해서는 이 열처리 기계에 이를 때까지 동일한 온도 및 냉각 프로파일들에 따라서 이동한 중강판(4)들이 서로 상이하게 처리되며, 그럼으로써 상이한 품질들 및 강도 값들이 생성될 수 있다.
실선(14)을 통해 도시된 온도 프로파일 및 공정 시퀀스의 경우, 불림 상태의 중강판(4)이 제조된다. 이를 위해, 압연된 중강판(4)은 열처리 기계(5) 내에서 냉각 장치(12)로 공급되고 여기서 γ 철, 다시 말하면 형성되는 γ 고용체 또는 오스테나이트에서 α 철, 다시 말해 형성되는 α 고용체 또는 페라이트로의 변태가 완전하게 진행되는 조건의 온도(T)로 냉각된다. 다시 말해, 중강판(4)은 γ 철에서 α 철로의 변태 범위의 하한의 최종 온도를 나타내는 온도 라인(15)의 아래에 위치하는 온도로 냉각된다. 이 경우, 냉각 속도는, 마르텐사이트 또는 베이나이트와 같은 경질 미세조직의 어떠한 부분도 발생하지 않는 방식으로 할당된다. 바로 이어서 상기 유형으로 냉각된 중강판(4)은 불림으로 처리되며, 이를 위해 중강판(4)의 온도는 각각의 재료의 AC3 온도를 초과하여 상승되고 단시간 동안 상기 조건에서 유지된다. 이는, 중강판(4)이 냉각 장치(12)를 통과한 후에 생산 방향(3)으로 통과하는 가열 장치(13)에 의해 수행된다. 가열 장치(13) 내에서, AC3 온도를 상회하는 온도로 수행되는 중강판(4)의 원하는 가열은 개방형 가스 연소부 또는 빔라인 가열부(beamline heating)를 포함한 통상의 롤러 허스로에 의해, 유도 가열 장치에 의해, 또는 이른바 "직염법(Direct Flame Impingement)" 또는 상기 연소 가능성 또는 가열 장치 가능성 모두로 구성되는 조합 방법의 적용에 의해 수행될 수 있다. 가열 장치(13)는, 자체가 150℃ 내지 1,100℃의 온도 범위에서 작동될 수 있는 방식으로 구성된다. 바로 이어서, 주변 온도로 공기 중에서 제조된 중강판(4)의 냉각이 수행되며, 이는 통상적으로 중강판(4)이 열처리 기계(5)에서 유출된 후에 실행된다. 곡선(14)의 파형을 통해 식별 표시되고 앞에서 기재한 방법, 특히 열처리 방법은 "불림 상태의" 품질 상태(+N)를 보유해야 하는 모든 박판 종류를 위해 적합하다.
점선 냉각 곡선 및 열처리 라인(16)의 파형은, 베이나이트 미세조직 상태를 특징으로 하는 사용 특성들을 보유하는 고강도 박판들의 제조 동안의 온도 프로파일을 나타낸다. 상기 유형의 품질들의 제조를 위해, 압연된 중강판(4)은 열처리 기계(5) 내에서 냉각 장치(12)에 의해, 베이나이트 변태의 시작을 표시하는 온도 라인(17)과 마르텐사이트 미세조직으로 미세조직의 변태의 시작을 표시하는 온도 라인(18) 사이에 위치하는 온도들로 냉각된다. 중강판(4)이 냉각 장치(12)를 통과한 후에 생산 방향(3)으로 그 내로 유입되는 가열 장치(13)에 의해 중강판(4)은 열처리 기계(5)의 내부에서 그 다음 온도 라인(17)과 온도 라인(18) 사이에 위치하는 범위에서 유지되며, 그럼으로써 베이나이트 미세조직으로 미세조직의 변태는 계속하여 진행된다. 상기 방법, 특히 열처리 방법에 의해, 우수한 성형 및 마모 특성들을 갖는 고강도 및 최고 강도의 중강판(4)들뿐만 아니라, 정의된 함량의 잔여 오스테나이트를 함유하는 중강판(4)들이 제조된다. 또한, 상기 방법, 또는 온도 라인(16)의 파형에 따라서 제조된 중강판(4)은 열처리 기계(5)에서 유출된 후에 공기 중에서 주변 온도로 냉각된다.
도 1 및 도 2의 하부 부분도들에 파선으로 도시된 추가의 온도 프로파일 곡선(19)은, 최고 강도의 중강판(4)이 제조되어야 할 때, 중강판(4)의 냉각 및 가열 과정을 반영한 것이다. 이를 위해, 압연된 중강판(4)은 열처리 기계(5)의 냉각 장치(12) 내에서, 마르텐사이트 변태의 시작을 표시하는 온도 라인(18)의 아래에 위치하는 온도들로 상대적으로 강하게 냉각된다. 그런 후에, 중강판(4)은 가열 장치(13) 내에서 각각의 재료의 AC1 온도를 하회이며, 그리고 그에 따라 γ 철에서 α 철로의 변태 범위의 종료를 제한하는 온도를 하회하는 온도로 풀림된다. 후속하여, 그리고 바로 이어서, 중강판(4)은 열처리 기계(5)에서 유출된 후에 다시금 공기 중에서 주변 온도로 냉각된다.
앞에서 기재한 열처리 방법들 외에도, 냉각 및 가열의 추가 조합 공정들, 다시 말하면 냉각 정지 온도 및 풀림 온도의 추가 조합 공정들이 본 발명에 따른 장치(1 및 1')들에서 실행될 수 있다. 예컨대 장치(1 및 1')들 내에서 고합금 강재들의 고용화 열처리(solution annealing), 또는 사전에 담금질된 중강판(4)들의 석출 경화를 실행할 수 있다. 또한, 이 경우, 각각의 교정 기계(6)와, 중강판(4)을 스택으로 공급하는 배출 유닛(7) 사이에서 중강판(4)의 추가의 경우에 따른 다단계 처리들이 상응하는 열처리 기계들 내에서 실행될 수도 있다. 또한, 이 경우, 상기 열처리 기계들 역시도 바람직하게는 하나의 냉각 장치와 이에 생산 방향(3)으로 후속하는 하나의 가열 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는, 여타의 경우로 종래 기술로부터 공지된 방법들에 따른 제조 동안 개별 길이로 각각의 중강판의 제조 공정에 직접적으로 통합되지 않은 후속하는 열처리를 필요로 하는 중강판들의 제조 동안 에너지의 절약을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 장치(1 및 1')들에 의해, 불림된 상태의 중강판(4)들, 예컨대 강종 S355J2+N은 강재 브랜드 또는 강종의 담금질 및 뜨임된 중강판들, 예컨대 강종 S355+QT와 동일한 방식으로 주조 시퀀스로 제조될 수 있다. 다시 말하면, 설비 내에서 주조 시퀀스로 용강으로부터 자체의 화학적 조성 또는 기본 조성은 동일하지만, 그러나 자체의 열처리는 서로 상이하게 수행되는 중강판(4)들이 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 장치(1 및 1')들로 실행될 수 있는 방법의 경우, 종래 기술에 비해, 상온으로 제조된 슬래브의 냉각, 열간압연 단계 전에 상기 슬래브의 재가열, 그리고 추가로 열처리 전에 냉각 및 가열은 생략된다. 본 발명에 따른 장치(1 및 1')들의 추가 장점은, 상기 장치들을 이용하여, 베이나이트 단계에서 풀림하는 것을 통해 베이나이트 미세조직을 갖는 고강도 강재들로부터 중강판(4)들을 제조할 수 있다는 점에 있다.
1, 1': (중강판 제조) 장치
2: 중강판 절단 장치
3: 생산 방향
4: 중강판
5: 열처리 기계
6: 교정 기계
8: 주조 기계
9: 일차 성형 기계
12: 냉각 장치
13: 가열 장치

Claims (17)

  1. 강 합금으로 중강판(4)들의 제조를 위한 방법으로서, 상기 방법은 용강을 연속 주조하는 단계와, 획득된 주조 스트랜드를 슬래브로 일차 성형하고 바로 이어서 주조 열로부터 다수의 성형 단계로 원하는 중강판 치수로 슬래브를 재성형하거나 열간압연하는 단계와, 그 즉시 후속하여 획득된 중강판(4)의 목표하는 냉각을 실현하면서 중강판(4)을 열처리하는 단계를 포함하며, 중강판(4)은 생산 방향(3)으로 중강판 자체의 열처리 전에 또는 후에 원하는 개별 판 길이로 절단되는 것인, 상기 방법에 있어서,
    압연 열로부터 원하는 제1 온도로 수행되는 상기 획득된 중강판(4)의 목표하는 냉각과, 그 즉시 후속하여 원하는 제2 온도로 수행되는 상기 중강판(4)의 목표하는 가열 및 그 즉시 후속하여 원하는 제3 온도로 수행되는 상기 중강판(4)의 냉각의 조합 공정으로서 150℃ ~ 1,100℃의 온도 범위에서의 열처리가 실행되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중강판(4)은 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 압연 열로부터, γ 철(γ 고용체; 오스테나이트)에서 α 철(α 고용체; 페라이트)로의 완전한 변태 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 γ 철에서 α 철로의 완전한 변태 온도, 즉 AC3 온도를 상회하는 불림 온도로서 균질한 오스테나이트의 범위 이내에 있는 원하는 제2 온도로 가열되며, 그리고 마지막으로 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중강판(4)은 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 압연 열로부터, 베이나이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 가열을 통해 베이나이트 변태의 범위 이내에 있는, 원하는 제2 온도로서의 온도에서 유지되며, 그리고 마지막으로 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중강판(4)은 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 압연 열로부터, 마르텐사이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각되고, 바로 이어서 가열을 통해 γ 철에서 α 철로의 변태 온도, 즉 AC1 온도를 하회하는, 원하는 제2 온도로서의 풀림 온도로 가열되며, 그리고 마지막으로 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 수행되는 최종 냉각은 공기 냉각으로서 실행되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 압연 열로부터 상기 중강판(4)의 냉각은, 상기 중강판(4)의 재성형 또는 열간압연 단계에 그 즉시 후속하는 원하는 제1 온도로의 열처리에서, 강력한 물 또는 공기 냉각에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리의 일부분, 특히 추가 냉각 및/또는 가열 단계들을 포함하는 상기 열처리의 일부분은, 상기 중강판(4)이 교정 기계(6)를 통과한 후에, 그리고 상기 중강판이 적층되기 전에 실행되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중강판(4)은 이 중강판 자체가 원하는 제2 온도로 가열된 후에 교정되고 이에 후속하여 적층되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 성형 단계에서, 8㎜를 초과하는 두께, 특히 40㎜ ~ 400㎜의 두께와 1,200㎜를 초과하는 폭을 보유하는 중강판(4)이 제조되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 방법의 실행을 위한 장치(1, 1')로서, 용강의 즉각적인 연속 처리 및/또는 가공을 위해 용강이 그 내에서 연속해서 주조될 수 있는 주조 기계(8); 상기 용강으로부터 주조된 주조 스트랜드가 그 내에서 슬래브로 성형될 수 있는 일차 성형 기계(9); 상기 슬래브가 그 내에서 주조 열로부터 다수의 성형 단계에서 원하는 중강판 치수를 갖는 중강판(4)으로 압연될 수 있는 재성형 기계 또는 압연 기계(11); 및 열처리 기계(5); 그리고 생산 방향(3)으로 열처리 기계(5)의 상류 또는 하류에 배치되는 중강판 절단 장치(2)를; 구비한 설비를 포함하는 상기 장치에 있어서,
    상기 열처리 기계(5)는 적어도 하나의 냉각 장치(12)와 적어도 하나의 가열 장치(13)를 포함하며, 상기 냉각 장치 및 상기 가열 장치는, 결과적으로 압연 열로부터 원하는 제1 온도로 수행되는 상기 획득된 중강판(4)의 목표하는 냉각과, 그 즉시 후속하여 원하는 제2 온도로 수행되는 상기 중강판(4)의 목표하는 가열 및 그 즉시 후속하여 원하는 제3 온도로 수행되는 상기 중강판(4)의 냉각의 조합 공정의 형태로 150℃ ~ 1,100℃의 온도 범위에서 상기 중강판(4)의 열처리가 실행될 수 있는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  11. 제10항에 있어서, 원하는 제3 온도로의 상기 중강판(4)의 냉각은 적어도 부분적으로 상기 열처리 기계(5)의 외부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열처리 기계(5)는, 상기 중강판(4)이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 상기 냉각 장치(12)에 의해 압연 열로부터, γ 철(γ 고용체; 오스테나이트)에서 α 철(α 고용체; 페라이트)로의 완전한 변태 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각될 수 있고, 바로 이어서 상기 중강판(4)이 γ 철에서 α 철로의 완전한 변태 온도, 즉 AC3 온도를 상회하는 불림 온도로서 균질한 오스테나이트의 범위 이내에 있는 원하는 제2 온도로 가열될 수 있으며, 그리고 마지막으로 상기 중강판(4)이 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각될 수 있는 방식으로, 구성되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열처리 기계(5)는, 상기 중강판(4)이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 상기 냉각 장치(12)에 의해 압연 열로부터, 베이나이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각될 수 있고, 바로 이어서 상기 중강판(4)이 상기 가열 장치(13)에 의해 가열을 통해 베이나이트 변태의 범위 이내에 있는, 원하는 제2 온도로서의 온도에서 유지될 수 있으며, 그리고 마지막으로 상기 중강판(4)이 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각될 수 있는 방식으로, 구성되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열처리 기계(5)는, 상기 중강판(4)이 재성형 또는 열간압연 단계 후에 그 즉시 후속하는 열처리에서 상기 냉각 장치(12)에 의해 압연 열로부터 마르텐사이트 형성 온도를 하회하는 원하는 제1 온도로 냉각될 수 있고, 바로 이어서 상기 중강판(4)이 상기 가열 장치(13)에 의해 가열을 통해 γ 철에서 α 철로의 변태 온도, 즉 AC1 온도를 하회하는, 원하는 제2 온도로서의 풀림 온도로 가열될 수 있으며, 그리고 마지막으로 상기 중강판(4)이 원하는 제3 온도로서의 주변 온도로 냉각될 수 있는 방식으로, 구성되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 압연 기계(11)의 다수의 성형 단계에서 8㎜를 초과하는 두께, 특히 40㎜ ~ 400㎜의 두께와 1,200㎜를 초과하는 폭을 보유하는 중강판(4)을 제조하도록 구성되고 형성되는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 중강판(4)의 생산 방향(3)으로 상기 가열 장치(13)의 하류에 배치되는 교정 기계(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
  17. 제16항에 있어서, 상기 장치는, 상기 중강판(4)의 생산 방향(3)으로, 바람직하게는 각각 적어도 하나의 추가 냉각 장치 및 적어도 하나의 추가 가열 장치를 구비하여 상기 교정 기계(6)의 하류에 배치되는 하나 또는 복수의 추가 열처리 기계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중강판 제조 장치(1, 1').
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