KR950010601B1 - 냉간압연공정에 있어서 압연조건 설정방법 - Google Patents

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Description

냉간압연공정에 있어서 압연조건 설정방법

제1도는 종래방법의 압하조건 설정단계도.

제2도는 본발명의 압하조건 설정단계도.

제3도는 압하율에 따른 강판온도 변화도이다.

본 발명은 냉가압연공정에 있어서 압연조건을 설정하는 방법에 관한 것으로서, 특히 종래방법과 비교할때 최종 스탠드의 압연하중 및 스탠드별출측강온도를 새로운 고려사항으로 추가하는 압연조건 설정방법에 관한 것이다.

종래의 냉간압연공정에서는 해당스탠드의 최대 압하량, 최대 모터부하 및 압연속도등을 고려하여, 압연수식모델의 가장 기본적인 2차원 압연이론과 현장경험을 토대로 압연소재의 크기나 강종에 따른 압하가능한 출측두께와 각 스탠드별 압하량을 계산하였다.

종래의 방법에서는 경험을 기초로 함으로 인하여 일반적으로 적용할 수 있는 이론적인 기준을 제시하지 못하였고, 따라서 강종에 따른 적정 압하조건을 정하는데 많은 어려움이 있었다.

또한, 냉간연속압연에 있어서 최종스탠드가 본래의 목적인 형상제어와 강판에 조도를 부여할 수 있는 기능을 할 수 있도록 압하조건이 설정되어야 하는데, 종래의 방법에서는 이러한 사항이 고려되지 않고 있었다. 한편, 압연시 과압하량으로 압연하게 되면 소재표면에 긁힌 자국과 같은 표면결합(Heat Scratch)이 생기고 작업롤에도 손상을 주게 되는데 종래방법에서는 과압이 되지 않도록 하는 조건을 별도로 설정하지 않았다.

본 발명은 종래방법의 결점을 해결하기 위한 것으로, 압연하중이나 모터부하등 만을 고려하여 압연조건을 결정하는 종래의 방법에, 과압에 의해 과열홈이 발생되지 않도록 하는 조건과, 최종 스탠드에서 강판의 균일한 표면조도부여 및 양호한 형상을 부여할 수 있도록 하는 조건을 고려하여 압연조건을 설정하고, 이에 의거 압연공정을 설계하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 종래방법에 대하여 설명한다.

종래방법에 있어서는, 스탠드별 최대압하력, 최대 모터부하, 압연속도, 냉연작업 목표두께, 강종등의 조건을 입력하여 계산상의 압연조건을 정하고, 이와같이 계산된 조건을 해당스탠드에 적용시켜 각 스탠드별로 구체적인 압연조건을 정하도록 하였다.

이때, 압연조건을 계산함에 있어서는, 일반적으로 압연소재의 단위 중량당 필요한 압연에너지를 판의 연실율의 함수로서 표시한 회귀식을 근거로 계산하였다.

종래 방법에 있어서 압연조건을 정하는 과정은 제1도에 나타난 바와같으며 크게 다음의 2단계로 구분된다.

첫째, 스탠드별 최대 압하력, 최대모터부하 및 압연속도와 냉연작업목표두께, 강종등의 조건을 입력·계산하여 해당스탠드에 있어서 입측 소재두께를 우선 설정하는 단계 ; 및 둘째, 설정된 입측소재 두께에 따른 압연하중(P) 및 모터부하(T)를 계산한 후, 이를 허용 압연하중(Pa) 및 허용모터부하(Ta)와 비교하여, 허용치를 넘지 아니하는 범위에서 최대 입측소재 두께를 정하여 해당 스탠드의 입하조건을 설정하는 단계이다.

압연 연속공정에 있어서 스탠드는 5개가 있는데, 각 스탠드별 압하조건은 상기 두단계를 각 해당 스탠드에 적용시켜 정하게 된다.

본 발명은, 종래방법에서의 고려조건에, 최종 스탠드의 압연하중이 1000톤을 넘지 않도록 하는 조건과, 출측강판온도가 허용출측강판온도를 넘지 않도록 하는 조건을 추가로 고려하여 압연조건을 정하도록 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 압연공정설계방법에 비하여, 과압에 의한 과열홈이 발생되지 않고, 최종스탠드에서 강판의 균일한 표면조도 및 란의 형상이 양호하게 될 수 있도록 하는 그러한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 각 스탠드에 있어서, 입축소재 두께를 가능한 최대치가 되도록 함으로써, 냉간압연 단계에서의 압연효율을 높힐뿐만아니라, 이후의 열간압연에서의 생산성도 증갈시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 있어서 압연조건을 정하는 과정은 제2도에 나타나 있으며, 이 과정은 크게 3단계로 구분된다.

첫째, 스탠드별 최대 압하력, 최대모터부하 및 압연속도와 냉연작업 목표두께 강종등의 통상외 고려사항을 입력·계산하여 해당스탠드에 있어서 입측 소재 두께를 우선 설정하는 단계 ; 둘재, 설정된 입측소재 두께에 따른 압연하중(P) 및 모터부하(T)를 계산한후, 이를 허용 압연하중(Pa) 및 허용모터부하(Ta)와 비교하여, 허용치를 넘지 않도록하고, 또 최종 스탠드의 압연하중이 1000톤을 넘지 않도록 확인하는 단계 ; 및 셋째, 스탠별 출측강판온도를 계산한 후, 이를 허용출측강판온도와 비교하여, 허용치를 넘지 아니하는 범위에서 해당스탠드의 최고 출측강판온도를 정하고, 이에따라 입측소재두께를 조절하여 해당스탠드의 압하조건을 설정하는 단계이다.

각 스탠드별 압하조건은 상기 3단계를 5개 스탠드 각각에 적용시켜 정하게 된다.

본 발명에 있어서, 첫째 단계는 종래방법에 있어서와 동일한 것으로서, 주어진 조건들에 의거 해당 스탠드에 있어서 입측소재의 두께(Ho)를 일단 설정하는 단계이다. 둘째단계에서 계산된 압연하중(P) 및 모터부하(T)가 허용압연하중(Pa) 및 모터부하(Ta)를 넘지 않도록 하는 것은 종래방법에 있어서와 동일하다. 그러나, 본 발명에서는 최종스탠드의 압연하중이 1000톤을 넘지 않도록 확인도록 되어 있는데, 이는 최종스탠드가 본래의 목적인 형상제어와 강판표면의 조도부여 기능을 수행할 수 있기 위해서는 최종스탠드 압하배분이 1000톤을 넘지 않도록 공정설계가 이루어져야 하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서와 같이 최종스탠드의 압연하중이 1000톤이 넘지 않도록 하면, 강판의 균일한 표면조도 및 양호한 판의 형상을 얻을수가 있게 되는 것이다. 셋째단계는 계산된 출측강판온도가 허용출측온도를 넘지않도록 압하조건을 설정하는 것인데, 이는 과압에 의한 과열홈이 생기지 않도록 하기 위함이다.

압하율과 강판온도는 밀접한 관계가 있다. 즉 압하율이 높으면 강판온도는 상승한다. 또한 강판온도가 과도하게 높아지면 강판에 과열홈(FP)가 발생하게 된다. 제3도는 각 스탠드에 있어서, 압하율에 따른 강판온도의 변화를 나타내고 있다. 제3도에 의하면, 각 스탠드별로 압하율이 높으면 강판온도도 상승되고 있음을 알 수 있다. 또한, 압연속도 V=1800m/min에 있어서 스탠드 5의 압하율이 33일때 강판온도는 300로서 과열홈이 발생함을 보여주고 있다. 이와같이 볼때, 출측강판온도를 미리 고려하는 것이 강판의 과열홈의 발생을 방지하는데 중요하다는 것을 알 수 있다.

츨측강판온도의 계산은 마찰열의 50%와 변형열의 거의 전부가 강판에 존재하게 된다는 W. L. Roberts의 식에 의해 온도 상승값을 구한다. 한편, 각 스탠드 입구온도는 Newton의 냉각법칙에 의해 구한다. W. L. Roberts의 식은 다음과 같다.

여기서 T : Roll bite출구 강판온도, T : Roll bite입구 강판온도, r : 압하율, Pm : 평균압연압력, ε : 변형량, ρ : 밀도, C : 비열, J : 열의 일량, H : 열전단계수, ν₀: 출측판속도, h₀: 출축판두께, χ : 스탠드간 거리, exp : 지수함수, Tc : 냉각온도.

상기 식에 의하여 계산된 출측강판온도를 허용 출측강판온도와 비교하여, 허용치를 넘지 아니하는 범위에서 해당스탠드의 최고 출측 강판온도를 정하고, 이에 맞추어 입측소재두께를 조절하여 해당 스탠드의 압하조건을 설정한다. 이하 실시예에 의거 본 발명을 설명한다.

[실시예 1]

A, B냉연공장에 있어서, 종래방법에 의한 경우와 본 발명에 따라 공정설계를 변경한 경우의 생산성을 비교하였다. 표 1은 그 결과를 나타낸 것이다.

표 1에서 보듯이, 종래방법에 비교하여 본 발명의 경우가, 그 생산성에 있어서 훨씬 우수하였다.

[실시예 2]

(a), (b) 및 (c)의 3개의 냉연공장에 종래방법과 본 발명을 각각 적용하여 평균속도를 측정하였다. 표 2는 그 결과를 나타낸 것이다.

○ : 상승, △ : 유사, × : 하락.

표 2에서와 같이 평균속도에 있어서, 본 발명의 경우가 종래방법에 비교하여 우수하거나 비슷하였다.

[실시예 3]

(a), (b) 및 (c)의 3개의 냉연공장에 종래방법과 본 발명을 각각 적용하여 두께 적중율을 측정하였다. 표 3은 그 결과를 나타낸 것이다.

○ : 상승, △ : 유사, × : 하락.

표 3에서와 같이 두께 적중율에 있어서도, 본 발명의 경우가 종래방법에 비교하여 우수하거나 비슷하였다.

[실시예 4]

(a), (b) 및 (c)의 3개의 냉연공장에 종래방법과 본 발명을 각각 적용하여 굽준도를 측정하였다. 표 4는 그 결과를 나타낸 것이다.

○ : 상승, △ : 유사, × : 하락.

표 4에서와 같이, 급준도에 있어도, 본 발명의 경우가 종래방법에 비교항 우수하거나 비슷하였다.

본 발명은 최대 압연하중이나 모터부하등을 고려하여 공정설계하는 기존의 방식에 과압하시 과열홈이 발생되지 않고 최종 스탠드에 강판의 균일한 표면조도 및 양호한 판의 형상을 부여하는 새로운 인자들을 추가 고려하여 새로운 냉간압연의 공정설계방법을 설정함으로서 냉간압연의 작업성 향상은 물론 열간압연의 생산성을 증사기키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉간압연공정에서 각 해당스탠드의 압연조건을 정함에 있어서, 스탠드별 최대 압하력, 최대 모터부하 및 압연속도와 냉연작업 목표두께, 강종등 통상의 고려사항을 입력·계산하여 해당 스탠드에 있어서 입측소재두께를 우선 설정하는 단계 ; 설정된 입측소재 두께에 따른 압연하중 및 모터부하를 계산한 후 이를 허용 압연하중 및 허용모터부하와 비교하여 허용치를 넘지않도록하고, 또 최종 스탠드의 압연하중이 1000톤을 넘지 않도록 확인하는 단계 ; 및, 스탠드별 출측강판온도를 계산한 후 이를 허용출측 강판온도와 비교하여 허용치를 넘지 아니하는 범위에서 해당스탠드의 최고 출측강판온도를 정하고 이에 따라 입측소재두께를 조절하여 해당스탠드의 압하조건을 설정하는 단계를 포함하는 냉간압연공정에 있어서 압연조건 설정방법.