KR930008326B1 - 압연방법 및 압연장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압연방법 및 압연장치

제 1 도는 본 실시예에 의한 압연장치의 개념도.

제 2 도는 그 요부확대도.

제 3 도는 본 실시예에 의한 돌기부핀치로울의 사시도.

제 4 도는 오목부가 형성된 띠판의 사시도.

제 5 도와 제 6 도는 압연하중과 압하율과의 관계를 표시한 그래프.

제 7 도는 로울표면상의 블록돌기형상을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 압연장치 (11) : 압연기

(12) : 오목부 (13) : 오목부여기

(14), (15) : 워어크로울 (22), (23) : 돌기부핀치로울

L : 유체 M : 띠판

본 발명은, 예를들면, 강, 알루미늄 등의 금속판, 형강, 봉강등을 마찰계수를 저감시켜서 압연할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래부터, 예를들면, 강, 알루미늄 등의 띠판을 압연하는 것으로서, 예를들면 열간압연의 경우에는, 열간스트립밀(hot strip mill)이, 또, 냉간압연의 경우에는 텐덤코울드밀(tandem cold mill)이 각각 사용되고 있으며, 상하 1쌍의 회전하는 워어크로울(work roll) 사이에 띠판을 끼우므로서, 그 띠판을 얇게 압연하고 있다. 이 압연시에 발생하는 워어크로울과 띠판과의 마찰을 가소시키기 위하여, 종래부터, 워어크로울표면에 압연윤활제등의 유체가 공급되고 있으며, 그렇게 하므로서 소성변형에 소요되는 부하를 경감시키고 있다. 또 이와 동시에 상기 윤활제에 의해서 워어크로울의 마모나 피압연재의 표면의 상처발생을 방지하고 있다.

그러나, 예를들면 열간압연의 경우, 띠판의 온도는 약 1200℃∼900℃에 달하고 있으며, 워어크로울에 공급된 압연윤활제는, 일반적으로 200℃를 초과하면 연소하여 유체윤활제로서의 기능을 상실하고 만다. 그리고 워어코로울의 경우 일부에 부착되어 있는 압연윤활제가 윤활효과를 발휘할 뿐이므로, 그 효과는 불충분하게 되어, 로울마모가 증가하게 된다. 이 로울마모의 증가에따라, 띠판과 로울과의 마찰계구가 증대하고 이 때문에 띠판의 압하율을 유지하는데 높은 압연하중을 부가(附可)할 필요가 있다.

또, 종래의 열간압연에 있어서는 워어크로울과 띠판과의 사이에는 공기이외의 유체는 존재하지 않고, 공기는 그 압축성때문에 경계막으로는 될 수 없으므로, 띠판의 전체영역에서 금속끼리가 접촉하는 경계마찰상태로 되는 것으로 생각되고 있다. 그 때문에 워어크로울과 띠판과의 사이의 마찰계수는, 적어도 μ

0.2가 되고, 압연하중의 증대, 로울의 표면황폐화, 로울마모등의 문제가 있다.

이 때문에, 압연된 띠판의 폭방향에 걸쳐서, 띠판에 국부적인 돌기와 같은 하이스포트(high spot), 형살불량, 지그재그행(蛇行)등의 얼룩이 발생하게 된다고 하는 문제가 있다.

또, 냉각압연의 경우는, 띠판과 이것을 압연하는 워어크로울과의 접촉호(接燭弧)내는 압하율을 높이기 위하여 초고압의 상태로 되어 있으며, 압연윤활제가 이 로울과의 접촉호내에 충분히 들어갈 수 없어, 윤활효과를 충분히 발휘할 수 없는 문제가 있다.

이상 설명한 사정에 비추어, 본 발명은 압연기의 로울마모를 저감시키는 동시에, 압연하중을 낮게 하면서 종래와 마찬가지의 압하율을 유지할 수 있고, 또한 큼팩트한 압연장치를 얻을 수 있는, 띠판의 압연방법 및 압연장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압연방법의 구성은, 피압연재의 표면에 다수개의 오목부를 형성하고, 이 오목부에 윤활용의 유체를 가두어 넣으면서 압연하는 것을 특징으로 하고, 또, 한편의 본 발명의 압연장치의 구성은, 피압연재를 압연하는 압연기의 들어가는 쪽에, 피압연재의 표면에 윤활용의 유체를 고이게하는 다수개의 오목부를 형성시키는 오목부부여기를 설치한 것을 특징으로 한다.

압연기의 들어가는 쪽에 설치한 오목부부여기에 의해서 피압연재의 표면에 다수개의 오목부를 형성하고, 그 후 압연기에 의해서 압연될때에, 이들 오목부에 윤활용의 유체를 고이게하여 가두어 넣고, 피압연재가 눌려질때 상기 가두어 넣은 윤활용의 유체가 얇게 연신되어 경계막이 된다 .또한, 이들 오목부는 피압연재의 압연에 따라서 소멸하고, 압연처리후의 피압연재의 표면은 평활하게 된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

제 1 도는, 본 발명의 압연장치의 개념도, 제 2 도는 그 요부확대도이다. 이를 도면에 표시한 바와같이, 압연장치(10)는 띠판 M을 압연하는 압연기(11)과. 이 압연기(11)의 들어가는 쪽에 있어서 상기 띠판 M의 양면에 오목부(12)를 형성하는 오목부부여기 (13)을 가지고 있다.

이 압연기(11)에는, 띠판 M을 압연하는 상하워어크로울(14), (15), 및 이들 상하워어크로울(14), (15)의 반력을 받도륵 전접(轉接)하는 백업로울(backup roll) (16), (17)이, 하우징 (18)에 각각 회전가능하게 지지되어 있다.

또, 워어크로울(14), (15)와 띠판 M과의 각각의 접촉부분에 윤활용의 유제 L을 뿜어대도록, 노즐(19),(20)이 각각 배치되어 있다.

이 압연기(11)의 상류쪽에 설치되는 오목부부여기(13)에는, 제 3 도에 표시한 바와같은 다수개의 돌기(21)를 가진 1쌍의 돌기부핀치로울(pinch roll) (22). (23)이 반송되는 띠판 M을 사이에 끼우도록 하우징(24)에 회전가능하게 지지되어 있다.

또한, 이 돌기 (21)에 의해서 형성되는 오목부(12)의 곡율은, 워어크로울(14)의 곡율보다도 크게하여, 압연할때에 완전히 눌려지는 것이라면 상기 오목부(12)의 형상은 어떠한 형상이라도 된다.

또, 이들 핀치로울(22), (23)은, 반송되는 띠판 M의 소성변형에 의해서 돌기(21)과 대응한 오목부(12)가 전사(轉寫)될 정도의 압력으로 상기 띠판 M을 협압(狹壓)하고 있다.

따라서, 제 1 도중, 우방향으로 띠판 M이 반송되면, 먼저 오목부부여기(13)에 의해서, 제 4 도에 표시한 바와같이 띠판 M의 양표면에 다수개의 오목부(12)가 형성된다. 또, 상기 오목부(12)가 형성된 띠판 M이 압연기(11)로 반송되면, 워어크로울(14), (15)와 띠판 M과의 접촉부분에 내뿜어진 유체 L이 워어크로울 (14), (15)의 접촉호 α내로 물려들어 오기전에 상기 오목부(12)내에 고이게 된다. 그후, 띠판 M이 압연될 때, 오목부(12)내의 윤활용유체 L은 워어크로울(14), (15)와의 표면과 오목부(12)의 개구가장자리부(開口綠部)가 접촉하므로서, 일시적으로 오목부(12)내에 가두어 넣어진다. 또는 워어크로울(14), (15)의 회전에 따라서 오목부(12)내에 도입된다. 또, 압연됨에 따라서, 이들 오목부(12)내에 가두어 넣어진 유체 L은, 오목부(12)가 서서히 접촉호내에서 얇게 퍼지므로서, 워어크로울(14),(15)와 띠판 M과의 접촉부분에 걸쳐서 경계막을 형성한다. 이 경계막이 형성되므로서, 종래에 비해서 유제 L이 띠판 M의 압연시에 다량을 접촉호 α내에 남아, 로울마모가 감소된다.

또, 띠판 M에 다수개의 오목부(12)를 형성하므로서. 이 오목부(12)에 고이는 만큼 유체 L을 뿜어내어 가두어 넣으면 되므로, 유체 L의 사용량을 종래보다 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 오목부(12)를 형성시키기 위하여 돌기부핀치로울(22), (23)을 사용하여 전조(轉造)에 의해서 소성가공을 실시하였으나, 기타, 프레스가공, 또 절사가공에 의해서 오목부(12)를 형성하도록 해도 된다.

여기서, 본 발명의 워어크로울과 띠판과의 마찰계수감소에 의해, 로울과 띠판과의 사이에 작용하는 마찰전단응력 τ의 일반식을 이하에 표시한다.

τ=_aτ_b+(1-a)τ_f

여기서, τ_h=μ_p: 경계마찰 영역,

: 액체마찰영역, μ : 경계마찰계수, p : 로울면압, η : 액체의 점도, U :액체의 속도, h : 유체의 속도, a : 경계마찰영역의 면적비율 통상, μ=0.2∼0.5, τ_b〉τ_f이다.

따라서, 면적비율 a를 작게 하면 마찰전단응력 τ를 작게할 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서는, 이 면적비율 a를 작게 하기 위하여, 압연전의 띠판 M의 표면에 다수개의 오목부(12)를 형성해두고, 이 오목부(12)에 유체 L을 가두어 넣고 압연하는 것으로 하고 있다. 따라서, 띠판 M에 형성하는 오목부(12)에 유체 L을 거두어 넣으므로서, 면적비율 a의 값을 임의로 조절하는 것이 가능해진다.

또, 소량의 유체 L을 오목부(12)에 가두어 넣는 것만으로, 종래에 비해서 유체윤활효과를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 사용하는 윤활용의 유체 L은, 종래와 마찬가지의 광물유등의 윤활유 혹은 물과 윤활유등의 혼합물, 또는 물만이라도 되며, 특히 열간압연의 경우는, 띠판의 온도조건(고온)에서 액채상으로 되는 용융염 및 유리등을 사용해도 된다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에서는, 띠판 M의 열간압연, 냉간압연을 불문하고, 어느 압연에 있어서도 마찰계수의 절감을 실현할 수 있다.

또, 열간압연의 경우에는, 가두어 넣어진 유체의 단열효과에 의해, 띠판으로부터 워어크로울에 전달되는 열량을 감소하는 일이 가능해지고, 띠판이 워어크로울에 의해서 냉각되는 일이 없어지며, 또 로울의 내열성 문제등에 대해서도 유효하다.

다음에 본 발명의 효과를 나타내는 시험예를 표시한다.

본 시험예에 있어서는, 띠판으로서 두께 10mm의 Al판을 사용해서, 직경 200mm의 워어크로울을 가진 압연기에 의해, 상온에 있어서 압연의 시험을 행하였다.

윤활제로서는 물을, 또, Al판으로는 직경 3mm의 오목부를 3mm피치로 기계 가공한 것을 사용하였다.

또한, 비교예로서 오목부를 형성하지 않는 Al판을 사용해서 마찬가지로 시험하였다. 시험의 효과를 제 5 도에 표시 한다.

제 5 도에 표시한 바와같이, 본 시험예에 의한 압연하중의 저감효과는, 오목부를 형성하지 않는 것과 비교해서, 약 2∼4할이나 크게 본 발명의 유효성이 나타났다. 다음에 다른 시험예로서 띠판으로 두께 26mm∼37mm의 보통강판을 사용하여 직경 308mm의 워어크로울을 가진 압연기에 의해 판온도를 1000℃로 가열하여 압연시험을 행하였다.

윤활제로서는 물을 사용하고, 또 강판은 제 7 도에 도시한 바와같은 블록돌기를 표면상에 부설(付設)한 로울로 먼저 압하되어 표면에 오목부가 성형된다. 또한 비교예로서 오목부를 형성하지 않은 강판을 사용하여 마찬가지로 시험하였다. 시험의 효과를 제 6 도에 도시한다. 제 6 도에 도시한 바와같이 본 시험예에 의한 압연하중의 저감효과는 오목부를 형성하지 않은 것과 비교하여 약 2∼4할이나 크게 본 발명의 유효성이 나타났다. 여기에서, 제 7 도에서 도시한 블록돌기를 가진 로울로판을 압하할때의 압하력을 변화시키므로서 판에 형성되는 오목부의 깊이는 1.16mm, 1.57mm, 1.82의 3조건으로 변경하여 시험을 행하였다.

이와같이 본 발명에 의하면, 종래에 비해서 압연하중을 대표적으로 저감하는 것이 가능해지므로, 예를들면 워어크로울을 지지하는 백업로울 및 하우징등의 압연기를 구성하는 각 부재를, 콤팩트하게 형성하는 일이 가능해지며, 또 압연기를 염가로 제조할 수 있다.

이상, 실시예, 시험예와 함께 상세히 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 피압연재의 압연시 마찰계수를 저감시킬 수 있어, 압연하중을 대폭적으로 낮게 해도 높은 압하율을 얻는다고 하는 효과가 있다. 또, 압연로울의 표면거치러짐, 마모도 감소되는 동시에 유체가 단열제로서의 효과가 있어서 내열성도 유효하게 된다. 또 압연하중을 낮게 함에 따라 압연기를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

Claims (2)

1. 피압연재의 표면애 다수개의 오목부를 형성하고, 이 오목부에 윤활용의 유체를 가두어 넣으면서 압연하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
2. 피압연재를 압연하는 압연기의 들어가는 쪽에, 피압연재의 표면에 윤활용의 유체를 고이게 하는 다수개의 오목부를 형성시키는 오목부부여기를 설치한 것을 특징으로 하는 압연장치.

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