KR960010237B1 - 엔드리스 열간압연방법 - Google Patents

Abstract

없음

Description

엔드리스 열간압연방법

제1도는 판크라운과 로울이동위치 및 벤딩력과의 관계를 나타내는 그래프.

제2도는 압연주기내의 인접하는 압연재의 목표크라운을 부여할 수 있는 로울이동범위와 그 로울이동범위로 부터 선택한 로울이동위치의 변경패턴에 따른 로울벤더의 벤딩력의 변경패턴과를 나타내는 그래프.

제3도는 압연주기내의 인접하는 압연재에 목표크라운을 부여할 수 있는 로울이동범위와 그 로울이동범위내로 부터 선택한 로울이동위치의 변경패턴에 따라 로울벤더의 벤딩력의 변경패턴과를 나타내는 그래프.

제4도는 압연주기 구성을 나타내는 프로우 챠트.

제5도는 본 발명을 실시하는 열간 끝마무리 압연기의 개략 측면도.

제6도는 본 발명을 실시하는 열간 끝마무리 압연기의 개략 정면도.

제7도는 압연주기내의 인접하는 강대에 목표크라운을 부여할 수 있는 로울이동범위와 그 로울이동범위내로 부터 선택한 로울이동위치의 변경패턴에 따른 로울벤더의 벤딩력의 변경패턴을 나타내는 그래프.

제8도는 판크라운과 목표크라운과의 차이를 나타내는 그래프.

제9도는 엔드리스 열간압연주기내의 모든 강대에 대해 목표크라운을 얻기 위한 공통 로울이동범위를 나타내는 그래프.

제10도는 로울벤더의 벤딩력의 변경패턴을 나타내는 그래프.

본 발명은 열간 끝마무리 압연을 사용해서 강대(이하, 압연전 및 압연중에는 압연재료, 압연후에는 강대로 칭한다)를 압연함에 있어, 판의 폭, 판의 두께 및 강판의 종류중 어느 것인가가 1가지 또는 2가지 이상이 다른 압연재를 각각 끝마무리 압연전에 접합시키므로써 끊어지는 일이 없이 연속해서 끝마무리 압연하는 엔드리스(endless) 열간압연방법에 관한 것이며, 특히, 각 압연재에 적절한 크라운(crown)을 부여하므로써, 강대의 비정상부를 삭감하려고 하는 것이다.

종래에 연간압연기를 사용해서 강대를 제조하는 경우 압연재의 판의 폭 방향으로 판의 두께 제어수단은 로울벤딩(roll bending)법에 의한 방법이 일반적이었다.

그러나, 최근에는 강대의 판의 두께의 정밀도에 대한 요구가 해마다 엄격해져 가고, 그러한 로울벤딩법에 의지하는 것만으로는 충분한 크라운제어가 되지 않게 되어 있다.

여기서 크라운 제어능력을 증대시키는 기술로서 로울단부에 테이퍼(taper)를 부여해서 로울을 축방향으로 이동시키는 압연기(일본국 특공소 56-30014호 공보참조) 등의 이동 압연기가 제안되어 로울벤딩과 병용되기에 이르렀다.

이것을 제5도 및 제6도에 기초해서 열간 끝마무리 압연기나 6단 압연기의 경우에 대해 설명한다.

이 압연기는 압연재(1)에 압연력을 직접 작용시키는 한쌍의 워크로울(work roll)(2) 한쪽에 테이퍼를 갖는 한쌍의 중간로울(3) 한쌍의 백업로울(back up roll)(4)로 구성된다.

워크로울(2)는 유압실린더로 작동하는 로울벤더(roll bender)(9)에 의해 상하로 이동가능하다.

중간로울(3)은 랙피니언(도시생략)에 의해 로울측방향으로 이동가능하게 부착되어 있다.

이 압연기에 있어서 선행압연재와 후행압연재와의 사이에 판의 폭, 판의 두께 및 강판의 종류등에 변경이 있는 경우 선행압연재의 압연을 종료시킨 후, 압연을 일단 정지시키고, 중간로울(3)을 소정의 이동위치까지 이동시키고 그런 연후에 워크로울(2)의 벤딩력을 제어하므로써, 후행압연재의 크라운형상을 제어하면서 압연하고 있었다.

그런데, 최근에 열간 끝마무린 탠덤(tandem)압연의 효율화를 도모하기 위해 강대의 판의 폭 판의 두께 또는 강판의 종류가 다른 압연재를 끝마무리 압연전에 접합시킨 후 끝마무리 압연을 연속해서 행하는 소위 엔드리스 압연이 행해지고 있다.

이 경우, 크라운을 목표크라운으로 하기 위해서는, 압연중에 로울벤딩력 및 로울이동위치를 강대의 치수 및 강판종류에 적합한 값으로 변경시킬 필요가 있다.

그러나, 로울벤더는 유압제어이기 때문에 응답속도가 비교적 빠른 것에 대해 로울이동위치의 변경속도는 대단히 느리고, 그때문에 이동위치변경을 행하는 경우에 특히 강대의 접합부 부근에서 목표크라운이 달성되지 않고, 비정상부가 다수 발생한다고 하는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해 일본국 특개소 62-3818에는 판의 폭이 다른 압연재를 압연전에 접합해서 연속 압연하는 방법이 제안되어 있다.

이 방법은 접합부 근방에서 판의 폭을 측정하여 판의 폭이 다른 분만큼 로울이동위치를 변경시키고, 그런연후에 목표크라운을 일정하게 하기 위해 로울벤딩력을 변경시켜서 연속압연하는 방법이다.

그러나, 이 방법은 선행압연재와 후행압연재의 로울이동범위에 대해 고려되어 있지 않고, 로울이동범위를 벗어난 채로 압연하면 전술한 바와같이 강대의 접합부 근방에서 비정상부가 발생한다고 하는 문제점은 여전히 해소되지 않고 있다.

본 발명의 목적은 비교적 응답이 느린 로울이동위치의 변경을 유리하게 행할 수 있는 압연주기를 구성하고, 이것에 의해 강대의 접합부 부근에 다수발생하는 비정상부를 삭감하려고 하는 것이다.

본 발명은 조압연기와 로울벤더 및 로울이동기구를 갖는 끝마무리 압연기로 이루어진 열간강대압연기(hot strip mill)에 의해 다른 종류의 압연재를 접합해서 연속적으로 압연해서 강대를 얻는데 있어서, 다음의 단계에 의해 강대를 연속적으로 압연하는 엔드리스 열간압연방법이다.

(a) 개개의 압연재에 대해 목표크라운을 얻을 수 있는 각 로울이동범위를 산출하고, (b) 각각 인접하는 압연재가 공통 로울이동범위를 갖도록 압연순서를 정한 후, (c) 조압연기와 끝마무리 압연기의 사이에 있어서 선행압연재의 후단에 후행압연재의 선단을 접하고, (d) 접합부 근방에서 선행압연재로 부터 후행압연재로 로울이동위치를 변경시킴에 있어 접합점에서 공통이동위치를 통과하도록 로울이동위치를 변경시킨후, (e) 목표크라운을 달성하도록 로울이동 변경패턴에 맞추어서 로울벤딩력을 변경시키면서 압연한다.

일반적으로 압연후의 판의 두께 분포의 예측은 분할모델이라 불리는 시뮬레이션(simulation)에 의해 행해지고 있다.

이 방법은 압연재가 변형하는 때의 압연하중으로 부터 로울의 휨량 및 편향량을 산출하여 로울의 초기 크라운 로울의 열크라운 및 로울의 마모량으로 부터 판의 두께 분포를 산출하는 것이다.

여기서 압연하중은 압연재의 변형저항, 로울직경, 판의 폭, 판의 두께 및 장력등의 압연조건으로 부터 구해진다.

또, 로울의 열크라운은 압연재로 부터의 열전도 소성가공에 수반하는 발열, 마찰열등의 차이분에 의한 열전도 모델등에 의해 또한 로울마모량은 압연길이, 압연하중, 로울직경 및 로울재질에 의해 각각 실적을 거쳐서 구할 수가 있다.

예를 들면, 제1도는 명백한 바와같이 상술한 방법을 사용하면 압연조건 및 로울의 초기크라운으로 부터 이동압연기에 있어서의 로울이동위치 및 로울벤딩력과 판크라운과의 관계를 구할 수가 있다.

제1도에 있어서, 목표크라운을 정하면, 로울벤더의 벤딩력의 최소로 부터 최대의 범위내에 있어서 목표크라운을 얻기위한 로울이동범우가 결정된다.

즉, 이 로울이동범위내에 로울이동위치를 설정하므로써 압연기의 로울벤더능력내에서 압연재의 목표크라운을 부여할 수가 있다.

다음에 엔드리스 압연주기내의 인접하는 압연재에 목표크라운을 부여할 수 있는 로울이동범위와 그 로울이동범위내로 부터 선택한 이동위치의 변경패터에 따른 로울벤더의 벤딩력의 변경패턴을 제2도 및 제3도에 나타낸다.

제2도는 인접하는 압연재간에서 공통 로울이동범위가 존재하지 않는 경우를, 도 제3도에서는 공통 로울이동범위가 존재하는 경우를 각각 나타낸다.

전술한 바와같이 로울벤더는 고속응답이며, 그 변경에 요하는 시간은 근소하다. 그러나, 로울이동위치를 압연재의 접합부에서 순시로 변경시키는 것은 불가능하며, 변경에는 시간이 걸린다. 따라서 제2도의 경우, 여하한 로울이동변경 패턴이라도 선행압연재 및 후행압연재의 어느 것인가 또는 쌍방의 접합부 부근에 목표크라운이 얻어지지 않은 비정상부가 발생해 버린다.

이에 대해, 제3도의 경우는 접합부의 바로 앞에서 부터 로울이동위치의 변경을 개시하여 접합부에 있어서는 선행압연재와 후행압연재와의 공통 로울이동범위내의 로울이동위치로 하므로써 비정상부를 삭감시키는 것이 가능하게 된다. 여기서, 본 발명에 따른 압연주기 구성의 수순을 플로우차트로서 제4도에 나타낸다.

우선 최초에 압연순에 따른 열크라운 및 로울마모량을 가정해서 미리 강판의 종류, 판의 폭, 판의 두께 및 압연 순서마다에 목표크라운을 얻을 수 있는 각 로울이동범위를 구해둔다.

다음에 압연주기내의 인접하는 압연재의 각 로울이동범위에 공통되는 로울이동범위가 얻어지도록 압연수선, 강판의 종류, 판의 폭 및 판의 두께를 결정하면 된다.

이때 주기구성에 의해 열크라운 및 로울마모량이 최초의 가정과 약간 다르기 때문에, 필요하면 열크라운 및 로울마모량을 재차 산출하여 결정한 압연주기에 공통 로울이동범위가 존재하는가를 검증하면 된다. 이 경우 압연재끼리의 접합은 용접, 단압, 또는 끼워맞춤형식의 어느 것이라도 된다.

접합하는 장소는 끝마무리 압연기에 들아가지 전에 행한다.

상기한 압연방법의 실시예를 제5도 및 제6도에 기초해서 설명한다.

열간 끝마무리 압연기의 입구측에 설치된 접합점의 검출기(5)에 의해 공급되어 오는 압연재(1)의 접합부가 검출되고, 이 검출신호는 계산기(7)로 입력된다.

이 접합점 검출기(5)와 압연기와의 사이에는 예를 들면, 아이들 로울(idle roll)에 PLG를 부착시켜서 구성된 재료추적용로울(6)이 설치되어서, 이 재료 추적용로울(6)으로 부터 계산기(7)에의 검출신호의 입력시점을 기준으로 해서, 후행압연재(1)이 압연기에 물려들어가는 시간이 계산기(7)에서 계산된다.

다음의 압연재에 적합한 위치에서의 접합점에서 공통 로울이동위치를 통과하는 것과 같은 로울 이동변경 패턴을 산출하여, 이산출신호를 중간로울(3)을 이동시키는 로울 이동용 전동기와 스크류잭(screw jack)과를 조합시킨 장치로 출력시킨다.

중간로울(3)에는 이 중간로울(3)의 축방향으로의 로울이동위치를 검출하는 로울이동위치검출기(10)이 부착되어 있고, 중간로울(3)이 이동하면 그 이동위치가 검출되어서 로울이동위치검출기(10)으로 부터의 신호가 계산기(7)로 입력된다.

이 로울이동위치검출기(10)으로서는 전동기 또는 스크류잭의 축단말기에 PLG를 부착시켜서 로울이동량을 측정하게 된다.

계산기(7)은 로울이동위치검출기(10)으로 부터의 신호값에 따라 로울벤딩력을 산출하고, 이산출치에 따른 양만큼 압력제어밸브(8)의 개방도를 제어해서 로울벤더실린더(9)를 작동시킨다.

이 로울벤딩력을 제어설정하는 수단으로서는 상기한 바와같이 일반적으로는 벤딩력이 유압실린더인 로울벤더실린더(9)를 사용해서 행하는 것이기 때문에 유압 압력을 변화시키므로써 벤딩력을 변경설정한다.

끝마무리 압연을 종료한 강대(1A)는 도시되어 있지 않으나, 루우퍼(looper)에 권취된다. 이 경우, 강대(1A)는 권취가 완료되기전에 강판의 종류치수등 마다에 접합부에서 절단된다.

별지 삽입 본실시예는 6단 압연기에 대해 설명했으나, 4단 압연기, 즉 한쌍의 워크로울과 한쌍의 백업로울에 의해 워크로울을 이동시키느 압연기에도 적용된다.

다음에 로울벤더 및 로울이동기구를 갖는 열간 끝마무리 압연기에 의해 다른 종류의 압연재를 접합해서 연속적으로 압연을 시행함에 있어 미리 동일 압연 주기내의 각 압연재의 목표크라운에 적합한 각 로울이동범위에 50% 이상의 공통의 로울이동범위가 존재하는 경우 압연주기를 정하여 압연개시전에 로울이동위치를 상기한 공통 이동범위내에 설정하여 압연중에는 로울이동위치를 고정시키는 한편, 로울벤더의 벤딩력을 조절해서 크라운제어를 행하면서 연속적으로 압연이 가능하다.

여기서 각 압연재의 공통 로울이동범위를 개개의 압연재의 목표크라운을 얻을 수 있는 로울이동범위의 50% 이상으로 한정한 것은 압연재의 성분, 치수, 온도, 윤활조건 등 압연하중, 즉 판크라운에 영향을 미치는 외부 요인에 대처하기 위한 로울벤더가 여유를 갖고, 대응할 수 있는 범위이다.

이 경우 압연중에는 로울이동위치를 고정시키고, 로울벤딩력만을 변경해서 목표크라운을 얻는 방법에 대해 기술했으나, 공통 로울이동범위가 50% 미만의 경우에는 전술한 압연재의 접합점에서 공통 로울이동위치를 통과하도록 로울이동을 시행한 후, 로울벤더로 벤딩력을 변경시켜서 압연하면 된다.

[실시예 1]

조압연기 3스탠드 및 끝마무리 압연기 7스탠드로 된 열간강대압연기에 의해 끝마무리 판의 두께 2∼4mm 및 판의 폭 900-1300mm의 강대 200개를 압연함에 있어, 끝마무리 압연기에 의한 압연은 20개 단위의 엔드리스 압연으로 했다.

또한, 끝마무리 압연기의 워크로울의 직경은 전단 4스탠드가 800mm 및 후단 3스탠드가 600mm, 워크로울벤더는 ±200ton f/chack로 워크로울은 그 중앙부로 부터 2차곡선적으로 가늘어져서 동체단말에서 0.6mm의 테이퍼를 한쪽에 부여한 것을 상하에서 점대칭이 되도록 배치했다.

이 엔드리스 압연에 있어서 표 1에 나타내는 압연주기를 설정하여 제7도에 나타내는 바에 따라 주행간에서의 로울이동위치의 변경은 12째와 13개째의 인접하는 압연재간의 공통 이동범위내에서 행하고, 로울이동위치 변경패턴에 따라 로울벤더의 벤딩력을 변경시키는 조작을 행하였다.

또 비교로서 인접하는 압연재간에 공통 로울이동범위가 존재하는가를 확인하지 않고, 엔드리스 압연주기를 구성한 종래의 방법에 따른 압연을 행하였다.

[표 1]

이렇게 해서 압연을 종료한 강대의 목표크라운과 실제로 얻어진 판크라운의 차이를 전체압연재의 수에 대한 비로서 제8도에 나타낸다.

이 도면으로 부터 종래의 방법에서는 목표크라운이 얻어지지 않는 강대가 존재하지만 본 발명의 방법에 의하면 대부분의 강대에 있어서 목표크라운이 얻어지는 것을 알 수 있다.

[실시예 2]

표 2에 나타내는 압연주기는 한 테이퍼로울을 워크로울로 사용한 연간 끝마무리 압연기에 있어서의 일반재와 고변형저항재의 합주기이다.

그리고 이 압연주기에 있어서 모든 압연재의 각 목표크라운을 얻기 위한 최적이동범위를 제9도에 나타내는 바와같이 로울이동위치 20-50mm에 20개 전체 강대의 공통 이동범위가 존재하는 것을 알 수 있다.

따라서 압연개시전에 그 범위내에 이동위치를 설정하여 압연중은 제10도에 나타내는 바와같이 압연재마다에 로울벤딩력을 변경시키므로서 주기내의 전체의 강대에 대해 목표크라운을 얻을 수가 있었다.

[표 2]

본 발명의 방법에 의하면 엔드리스 열간압연에 있어서의 압연 주기구성을 최적화하여 압연중의 로울이동위치변경 및 로울벤딩력의 변경에 의해 엔드리스 주기내의 모든 강대의 전장에 걸쳐 목표크라운을 부여할 수가 있다.

따라서, 강대에 있어서의 목표크라운이 얻어지지 않는 비정상부가 대표 삭감되기 때문에 원료에 대한 제품의 비율이 향상에 크게 기여한다.

또 로울의 교체시간이 대폭 단축된다.

Claims (3)

1. 조압연기와 로울벤더 및 로울이동기구를 갖는 끝마무리 압연기로 이루어지는 열간대판 압연기에 의해 다른 종류의 압연재를 접합해서 연속적으로 압연해서 강대를 얻는데 있어서, (a) 개개의 압연재에 대해 목표크라운을 얻을 수 있는 각 로울이동범위를 산출하고, (b) 각각 인접하는 압연재가 공통 로울이동범위를 갖도록 압연순서를 정한후, (c) 조압연기와 끝마무리 압연기의 사이에 있어서 선행압연재의 후단에 후행압연재의 선단을 접합시키고, (d) 접합부 근방에서 선행압연재로 부터 후행압연재로 로울이동위치를 변경시킴에 있어서 접합점에서 공통이동위치를 통과하도록 로울이동위치를 변경시킨 후, (e) 목표크라운을 달성하도록 로울이동변경 패턴에 맞추어 로울벤딩력을 변경시키면서 압연하는 단계에 의해 강대를 연속적으로 압연하는 엔드리스 열간압연방법.
2. 제 1 항에 있어서, 접합수단이 용접 또는 단압인 것을 특징으로 하는 엔드리스 열간압연방법.
3. 제 1 항에 있어서, 접합을 행하는 모든 압연재의 공통 로울이동범위가 개개의 압연재의 목표크라운을 얻을 수가 있는 로울이동범위의 50% 이상이 경우, 이동위치를 변경시키는 일이 없이 로울벤딩력만을 변경시키면서 연속적으로 압연하는 것을 특징으로 하는 엔드리스 열간압연방법.