WO2019124732A1 - 압연장치 및 압연방법 - Google Patents

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WO2019124732A1
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rolling oil
rolling
roll
coolant
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최대곤
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주식회사 포스코
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    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally

Definitions

  • the present invention relates to a rolling apparatus and a rolling method.
  • a hot rolling process for producing a hot-rolled steel sheet is generally performed by using a rolling mill 10. Specifically, the hot rolled steel sheet 1 is conveyed by a conveying roll to a rough rolling apparatus 12 Rolled in a finishing mill and cooled in a run out table 14 and then wound into a coil form in a take-up machine 15 can do.
  • An object of the present invention is to reduce the rolling load in a hydraulic press and improve the rolling quality.
  • the present invention relates to a rolling apparatus and a rolling method.
  • a rolling apparatus comprises a work roll for pressing a material to be conveyed, a rolling oil supply unit for supplying rolling oil at an entrance side of the work roll, a coolant supply unit for supplying a coolant at the exit side of the work roll, And a rolling oil removing unit provided in a transfer path of the workpiece and provided to burn and remove the rolling oil present in the work roll when the workpiece does not contact the work roll.
  • the rolling oil removing unit includes a heating member for contacting the work roll and the backup roll contacting the work roll to heat the rolling oil present in the work roll and the backup roll; And moving means connected to the heating member to move the heating member.
  • the rolling oil supply unit and the coolant supply unit are provided so that the rolling oil removing unit stops supplying the rolling oil and the coolant while removing the rolling oil from the surface of the work roll, And may be provided to supply the rolling oil and coolant, respectively, after the entry to the work roll inlet side is completed.
  • the rolling oil removing unit may be provided to remove the rolling oil present on the backup roll surface contacting the work roll.
  • the moving means includes: a moving bracket connected to and extending to the heating member; And a driving member connected to the moving bracket to move the moving bracket.
  • the coolant supply unit is provided at the mouth side of the work roll and can be provided to supply the coolant at the entrance of the work roll.
  • the image forming apparatus may further include an image pickup unit provided in the conveying path of the workpiece and provided to acquire image information of the surface of the work roll and the backup roll.
  • the present invention as another aspect provides the following rolling method.
  • the rolling method according to the present invention is a method of rolling oil while supplying rolling oil from the inlet side of a work roll and supplying the coolant from the outlet side of the work roll to stop the supply of the rolling oil and the coolant to the work roll, A heating step of heating and burning the rolling oil present on the surface of the work roll in one state; And a cooling step of supplying the rolling oil and the coolant after the new material that follows the workpiece is drawn into the workpiece inlet side.
  • the heating step may also be performed on the backup roll contacting the work roll.
  • the heating step may be performed by bringing a heating member having at least the same temperature as the ignition point of the rolling oil present on the work roll and the backup roll surface into contact with the work roll and the backup roll surface.
  • the heating step may be performed by moving the heating member and bringing the heating member into contact with or contact with the work roll and the backup roll surface.
  • the method further includes a photographing step performed during rolling to obtain image information of the work roll surface.
  • the cooling step may further include a pre-cooling step of supplying the rolling oil and the coolant until the new material, after the completion of the heating step, is drawn into the work roll inlet side.
  • the lifetime of the rolling apparatus can be extended, and the rolling quality can be improved.
  • FIG. 1 schematically shows a conventional hot rolling process.
  • Fig. 2 shows a material in which the non-entry portion is generated.
  • 3 to 6 schematically show a rolling apparatus according to the present invention.
  • Fig. 7 shows the maximum rolling reduction according to the roll radius and the friction coefficient.
  • FIG. 8 schematically shows a rolling apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing a change in rolling load of a material tail portion according to the supply of coolant and rolling oil according to the present invention.
  • FIG. 11 schematically shows a rolling method according to the present invention.
  • rolling apparatus and rolling method according to the present invention described below can be applied to any rolling process such as rough rolling, intermediate rolling, finishing rolling and final rolling.
  • the rolling apparatus includes a work roll 110 that presses a material S to be conveyed.
  • the work roll 110 can be pressed by the backup roll 150, and it is obvious that such a work roll 110 is also provided in the lower part of the work S (not shown).
  • a rolling oil supply unit 120 for supplying rolling oil may be provided at the entrance side of the work roll 110 for pressing the conveyed material to supply the rolling oil to the work roll 110.
  • a wiper plate 111 is provided under the rolling oil supply unit 120 to discharge the rolling oil.
  • the kind of the rolling oil to be used at this time can be appropriately selected depending on the type of the material (S), the rolling process, the rolling conditions, and the like, and the method of discharging the rolling oil through the wiper plate 111 can be appropriately selected by the person skilled in the art to be.
  • a coolant supply unit 130 for supplying a coolant to the work roll 110 to cool the work roll 110 may be provided on the exit side of the work roll 110.
  • the second wiper plate 112 is provided in the lower part of the coolant supply unit to perform the discharge of the coolant and the type of the coolant used in the coolant supply unit is appropriately determined depending on the kind of the material S, It is something that can be selected and applied.
  • a rolling oil removing unit 140 is provided at an inlet side of the work roll 110 into which the work S is fed, so that the rolling oil present in the work roll 110 can be heated and removed. At this time, the rolling oil removing unit 140 may be provided to remove the rolling oil present in the backup roll 150 as well as the work roll 110, if necessary.
  • the rolling oil of the work roll 110 is removed, 150) is more effective in reducing rolling load and improving product quality.
  • the rolling oil varies depending on the kind, the ordinary rolling oil has a volatility point of 500 ° C to 600 ° C.
  • the temperature of the rolling oil removing unit 140 is preferably set to be equal to or higher than the volatilization point of the rolling oil.
  • the rolling oil removing unit includes a heating member 141 facing the work roll 110 and the backup roll 150 and a heating member 141 connected to the heating member 141 to connect the heating member 141 to the work roll 110 and the backup roll 150 And a moving means 142 for moving the moving means 142 relative to the moving means 142.
  • the moving means 142 includes a driving member 144 which can be supported and fixed by a fixing member or the like not shown in the drawing and a moving bracket 143 connecting the driving member 144 and the heating member 141 can do.
  • the driving member may be provided with a cylinder, but the present invention is not limited thereto.
  • the driving member 144 When the driving member 144 is provided with a cylinder, the body of the cylinder is fixed to a fixing member (not shown), and the piston rod can be connected to the moving bracket.
  • the heating member 141 may contact the surface of the work roll 110 and the back-up roll 150 due to elongation or contraction of the piston rod, or may be in a non-contact state.
  • the work roll 110 and the backup roll 150 are provided around the work roll 110 and the backup roll 150 in order to control the contact and non-contact of the heating member 141 in accordance with the state of the rolling oil present in the work roll 110 and the backup roll 150 May be provided.
  • the photographing unit 160 includes a photographing member 161 for photographing the surface of the work roll 110 and the backup roll 150.
  • the type of photographing member is not limited to the present invention but may be appropriately selected by a person skilled in the art Can be applied.
  • a plurality of imaging members 161 may be provided facing the work roll 110 and the backup roll 150 or may be provided facing either the work roll 110 or the backup roll 150 It is possible.
  • the pressure of the rolling oil through the rolling oil injection header 121 of the rolling oil supply unit and the rolling oil injection nozzle 122 connected thereto Stop the supply.
  • the coolant injected from the cooling header 131 and the cooling nozzles 132 connected thereto also stops after the workpiece 110 has completely exited the work roll 110.
  • the rolling apparatus according to the present invention is supplied with the rolling oil and the coolant while the workpiece is in contact with the work roll 110.
  • the work roll 110 and the backup roll 150 can be prevented from being brought into contact with each other due to an abrupt rolling load increase phenomenon and an increase in rolling load, which are caused by stopping the supply of the rolling oil and the coolant, It is possible to prevent the occurrence of the damage of the material, and to prevent the quality of the material rolling due to the instantaneous rolling load from rising and the dimensional deviation of the material from being generated.
  • the driving member operates to bring the heating member 141 into contact with the work roll 110 and the backup roll 150 surface.
  • the heating member 141 is preferably heated to a temperature equal to or higher than the volatilization point of the rolling oil to be used.
  • the heating member 141 may be formed using a coil or the like built in a circular body (not shown) It is not limited by the invention, but can be appropriately selected and applied by those skilled in the art.
  • the heating member 141 is brought into contact with the surface of the work roll 110 and the back-up roll 150 by controlling the driving member so that the heating member 141 can be contacted without repetition.
  • the period in which the heating member 141 is brought into contact with and does not make contact may be varied depending on the state of the work roll 110 and the backup roll 150.
  • the image information of the work roll 110 and the backup roll 150 acquired through the imaging unit 160 can be utilized positively and the temperature of the work roll 110 and the backup roll 150 A measurement unit (not shown) may be separately provided.
  • the driving member may be operated as shown in FIG. 5 to release the heating member 141 from the surface of the work roll 110 and the backup roll 150.
  • the coolant can be supplied to the work roll 110 and the backup roll 150 through the cooling nozzles of the coolant supply unit.
  • the coolant supply unit may also be provided to the backup roll 150 as necessary.
  • the coolant may be supplied through the coolant supply unit and the rolling oil may be supplied through the rolling oil supply unit, but this may also be appropriately selected depending on the characteristics of the material, the rolling process, and the rolling conditions.
  • the work S can be brought into contact with the work roll 110 as shown in FIG. Since the rolling of the subsequent material S is proceeding, the supply of the rolling oil through the rolling oil supply unit can be performed.
  • an inlet side cooling header 133 and an inlet side cooling nozzle 134 connected to the inlet side cooling header 133 are also provided on the inlet side of the work roll 110 to facilitate cooling of the work roll 110 You may.
  • the inlet side cooling header 133 and the inlet side cooling nozzle 134 connected to the inlet side cooling header 133 also face the backup roll 150, and the coolant is also supplied to the backup roll 150
  • the cooling of the work roll 110 and the backup roll can be performed more efficiently.
  • the rolling oil supply unit 120, the coolant supply unit 130, the rolling oil removing unit (140 in FIG. 3) and the photographing unit 160 are connected to the control unit 170 And the operator confirms the image information of the work roll 110 and the backup roll through the control unit 170 and controls the supply and supply stop of the coolant and the rolling oil and controls the heating member 141 on the work roll 110, And the backup roll.
  • the usual coefficient of friction between material and work roll is about 0.25 to 0.3. From the numerical value of maximum rolling reduction, it can be seen that the maximum rolling reduction is more influenced by the friction coefficient than the roll radius.
  • the present invention by removing the rolling oil present in the work roll and the backup roll through the rolling oil removing unit, it is possible to maintain the friction coefficient and the maximum rolling reduction amount in an optimal state.
  • Fig. 9 shows a state in which the material (S in Fig. 6) of the rolling oil and the coolant supplied from the rolling oil supply unit (120 in Fig. 6) and the coolant supply unit A roll force variation of the tail of the material (S) is observed.
  • This graph shows the change of the rolling load according to the length of the material, and 'A' denotes the tail portion and the end portion of the material.
  • this section can occur from an area ranging from about 10% to 20% of the total length of the material to the end of the material.
  • the rolling load increases sharply in the section from about 800 m to 1000 m when the material length is 1000 m. If the rolling load is rapidly increased as described above, a chattering mark may be generated on the surface of the work roll, and the surface of the work roll may be peeled off or the dimensional deviation of the tail portion of the work may occur.
  • a method of supplying rolling oil at the mouth side of a work roll and rolling it while supplying coolant at the exit side of the work roll as shown in Fig.
  • the supply of the rolling oil, the supply of the coolant, and the removal of the rolling oil can be performed not only for the work roll but also for the backup roll.
  • the work roll and the backup roll are collectively referred to as a work roll.
  • the rolling method according to the present invention includes a heating step (S210) in which the supply of the rolling oil and the coolant to the work roll is stopped, heating the rolling oil present on the surface of the work roll in a state in which the material is not in contact with the work roll (S210) And a cooling step (S220) for supplying the rolling oil and the coolant after the new material is drawn into the work roll inlet side.
  • the heating step according to the invention can be carried out with the workpiece completely deviating from the work roll and the supply of the coolant and the rolling oil is also stopped with the workpiece completely deviating from the work roll. At least one of the coolant and the rolling oil may be supplied again to the work roll before the following material is drawn into the work roll.
  • the heating step may be performed by bringing a heating member having at least the same temperature as the ignition point of the rolling oil present on the surface of the work roll into contact with the surface of the work roll, and may also be performed on the backup roll.
  • the heating member may repeatedly detach and attach the heating member to the surface of the work roll. This may vary depending on the temperature change of the work roll surface and the removal of the rolling oil.
  • the rolling method according to the present invention can be performed by supplying a coolant at the entrance side of the work roll.
  • the cooling step S220 may include a pre-cooling step of supplying a rolling oil and a coolant to the work rolls and the backup rolls until a new material is fed to the work rolls after the completion of the heating step, (Not shown).
  • the pre-cooling step may be performed when it is necessary to cool the work rolls and backup roll surfaces that have risen in the heating step and may be cooled to a temperature suitable for the material properties of the following material and the rolling conditions.
  • the photographing step (S230) of acquiring the image information of the work roll and the backup roll through the photographing unit may be performed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

본 발명은 압연장치 및 압연방법에 관한 것으로서, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 압연장치는 이송되는 소재를 가압하는 워크롤;과, 상기 워크롤의 입측에서 압연유를 공급하는 압연유공급유닛;과, 상기 워크롤의 출측에서 냉각제를 공급하는 냉각제공급유닛; 및 상기 소재의 이송 경로에 구비되고, 상기 소재가 상기 워크롤에 비접촉할 시에 상기 워크롤에 존재하는 압연유를 태워 제거하게 제공되는 압연유제거유닛;을 포함할 수 있다.

Description

압연장치 및 압연방법
본 발명은 압연장치 및 압연방법에 관한 것이다.
일반적으로 열연 강판을 생산하는 열간 압연 공정은 도 1에서 보이듯, 압연설비(10)를 이용해 수행되며, 구체적으로는 가열로(11)를 거친 소재(1)를 이송롤에 의해 조압연장치(12, Roughing Mill)로 이송하여 조압연한 뒤, 사상압연장치(13, Finishing Mill)에서 마무리 압연하고, 런아웃테이블(14, Run Out Table)에서 냉각한 뒤, 권취기(15)에서 코일 형태로 권취할 수 있다.
그런데 고부하가 걸리는 고부하강 소재에 대한 열간 압연시에는 각각의 압연장치의 압연롤에 압연유를 공급하면 압연롤과 소재와의 마찰을 감소시킬 수 있고, 압연롤 표면에 유막을 형성하여 압연롤 자체의 표면도 보호할 수 있다.
그러나, 압연유를 사용하는 유압연은 선행되는 소재의 압연이 끝난 뒤에 후행되는 소재가 압연롤 사이로 인입될 때, 상기 압연롤 표면에 잔존하는 압연유 때문에 도 2에서 보이듯, 후행되는 소재(1)가 원활하게 인입되지 못하여 소재의 미진입부(1a)가 발생하는 슬립(slip) 현상이 발생하게 되는 문제가 있다.
또한, 이와 같은 슬립 현상이 발생할 경우, 압연부하가 상승할 뿐만 아니라, 설비를 구동하는 전력에도 과부하가 걸릴 수 있고, 압연롤이 손상될 수 있음은 물론, 압연 소재의 품질까지 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은 유압연에서 압연부하를 저감하고, 압연 품질을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 장치 가동에 소모되는 전력을 줄이고, 장치의 수명을 연장하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 압연장치 및 압연방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압연장치는 이송되는 소재를 가압하는 워크롤;과, 상기 워크롤의 입측에서 압연유를 공급하는 압연유공급유닛;과, 상기 워크롤의 출측에서 냉각제를 공급하는 냉각제공급유닛; 및 상기 소재의 이송 경로에 구비되고, 상기 소재가 상기 워크롤에 비접촉할 시에 상기 워크롤에 존재하는 압연유를 태워 제거하게 제공되는 압연유제거유닛;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 압연유제거유닛은, 상기 워크롤 및 상기 워크롤에 접촉하는 백업롤에 접촉하여 상기 워크롤 및 상기 백업롤에 존재하는 압연유를 가열하는 가열부재; 및 상기 가열부재에 연결되어 상기 가열부재를 이동시키는 이동수단;을 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 압연유공급유닛 및 상기 냉각제공급유닛은, 상기 압연유제거유닛이 상기 워크롤 표면에서 압연유를 제거하는 동안 각각 압연유 및 냉각제 공급을 중단하게 제공되고, 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입 완료된 이후 각각 압연유 및 냉각제를 공급하게 제공될 수 있다.
그리고 바람직하게, 상기 압연유제거유닛은, 상기 워크롤에 접촉하는 백업롤 표면에 존재하는 압연유도 제거하게 제공될 수 있다.
한편 바람직하게, 상기 이동수단은, 상기 가열부재에 연결되어 연장되는 이동브라켓; 및 상기 이동브라켓에 연결되어 상기 이동브라켓을 이동시키는 구동부재;를 포함할 수 있다.
그리고 바람직하게, 상기 냉각제공급유닛은, 상기 워크롤의 입측에도 구비되어 상기 워크롤의 입측에서 냉각제를 공급하게 제공될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 소재의 이송 경로에 구비되어 상기 워크롤 및 상기 백업롤의 표면의 영상정보를 획득하게 제공되는 촬영유닛;을 더 포함할 수 있다.
한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 아래와 같은 압연방법을 제공한다.
본 발명에 따른 압연방법은 워크롤의 입측에서 압연유를 공급하고, 워크롤의 출측에서 냉각제를 공급하면서 압연하는 방법으로, 상기 워크롤에 압연유 및 냉각제 공급이 중지되고, 소재가 상기 워크롤에 비접촉한 상태에서 상기 워크롤 표면에 존재하는 압연유를 가열하여 태우는 가열단계; 및 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입 완료된 이후 압연유 및 냉각제공급을 실시하는 냉각단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열단계는, 상기 워크롤에 접촉하는 백업롤에 대해서도 수행될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 가열단계는, 상기 워크롤 및 상기 백업롤 표면에 존재하는 압연유의 발화점과 적어도 동일한 온도를 가지는 가열부재를 상기 워크롤 및 상기 백업롤 표면에 접촉시켜 수행될 수 있다.
그리고 바람직하게, 상기 가열단계는, 상기 가열부재를 이동시켜 상기 워크롤 및 상기 백업롤 표면에 접촉 또는 비접촉시켜 수행될 수 있다.
또한 바람직하게, 압연 중에 수행되며, 상기 워크롤 표면의 영상정보를 획득하는 촬영단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고 바람직하게, 상기 냉각단계는, 상기 가열단계 완료 이후부터 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입되기 이전까지 압연유 및 냉각제공급을 실시하는 사전냉각단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 압연부하 및 장치 가동에 소모되는 전력량을 저감할 수 있다.
또한, 압연장치의 수명을 연장할 수 있고, 압연 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 통상의 열간 압연 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 미진입부가 발생한 소재를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 압연장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 롤 반경 및 마찰계수에 따른 최대 압하량을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 압연장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 냉각제 및 압연유 공급에 따른 소재 테일 부의 압연하중 변화를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 냉각제 및 압연유 공급에 따른 소재 테일 부의 압연하중 변화를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 압연방법을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 실시 예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
또한, 아래에서 설명하는 본 발명에 따른 압연장치 및 압연방법은 조압연, 중간압연, 사상압연, 최종압연 등 어떠한 압연공정에도 적용될 수 있다.
먼저, 도 3에서 보이듯, 본 발명에 따른 압연장치는 이송되는 소재(S)를 가압하는 워크롤(110)을 포함한다. 이때, 상기 워크롤(110)은 백업롤(150)에 의해 가압될 수 있고, 이러한 워크롤(110)은 도면에는 도시되지 않았지만 소재(S)의 하부에도 구비됨은 자명하다.
이송되는 소재를 가압하는 워크롤(110)의 입측에는 압연유를 공급하는 압연유공급유닛(120)이 구비되어 워크롤(110)에 압연유를 공급할 수 있다. 그리고, 상기 압연유공급유닛(120)의 하부에는 와이퍼판(111)이 구비되어 압연유의 배출을 수행한다.
이때 사용되는 압연유의 종류는 소재(S)의 종류, 압연 공정, 압연 조건 등에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있고, 와이퍼판(111)을 통한 압연유의 배출 방법도 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
워크롤(110)의 출측에는 워크롤(110)에 냉각제를 공급해 워크롤(110)을 냉각하는 냉각제공급유닛(130)이 구비될 수 있다. 냉각제공급유닛의 하부에도 제2 와이퍼판(112)이 구비되어 냉각제의 배출을 수행할 수 있고, 냉각제공급유닛에서 사용하는 냉각제의 종류 또한 소재(S)의 종류, 압연 공정, 압연 조건 등에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
소재(S)가 인입되는 워크롤(110)의 입측에는 압연유제거유닛(140)이 구비되어 워크롤(110)에 존재하는 압연유를 가열하여 제거할 수 있다. 이때, 압연유제거유닛(140)은 워크롤(110) 뿐만 아니라 필요에 따라 백업롤(150)에 존재하는 압연유도 제거하게 구비될 수 있다.
워크롤(110)과 백업롤(150)은 서로 접촉하여 회전하므로 워크롤(110)에 존재하는 압연유는 백업롤(150)에도 존재하기 때문에 워크롤(110)의 압연유를 제거함과 동시에 백업롤(150)의 압연유도 제거하는 것이 압연하중 저하 및 제품 품질 향상에 더욱 효과적이다.
압연유는 종류에 따라 차이가 있으나, 통상의 압연유는 휘발점이 500℃~600℃에 이른다. 이러한 압연유를 가열하여 태워 없애기 위해 압연유제거유닛(140)의 온도는 압연유의 휘발점 이상이 되도록 구비됨이 바람직하다.
압연유제거유닛은 워크롤(110) 및 백업롤(150)에 대면하는 가열부재(141), 상기 가열부재(141)에 연결되어 상기 가열부재(141)를 워크롤(110) 및 백업롤(150)에 대하여 이동시키는 이동수단(142)을 포함할 수 있다.
이동수단(142)은 도면에는 도시되지 않은 고정부재 등에 의해 지지 및 고정될 수 있는 구동부재(144), 상기 구동부재(144)와 상기 가열부재(141)를 연결하는 이동브라켓(143)을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에서 상기 구동부재는 실린더로 구비될 수 있으나 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니다.
구동부재(144)를 실린더로 구비하는 경우에 실린더의 몸체는 도시되지 않은 고정부재에 고정되고, 피스톤로드는 상기 이동브라켓에 연결될 수 있다.
이에 따라 피스톤로드의 신장 또는 수축에 의해 가열부재(141)가 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 표면에 접촉할 수도 있고, 비접촉할 수도 있다.
워크롤(110) 및 백업롤(150)에 존재하는 압연유의 상태에 따라 가열부재(141)의 접촉 및 비접촉을 조절하기 위해 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 주변에는 촬영유닛(160)이 구비될 수 있다.
촬영유닛(160)은 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 표면을 촬영하는 촬영부재(161)를 포함하며, 촬영부재의 종류는 본 발명에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있다.
또한, 상기 촬영부재(161)는 워크롤(110) 및 백업롤(150) 모두에 대면하게 복수개가 마련될 수도 있고, 워크롤(110) 및 백업롤(150) 중 어느 하나에만 대면하게 마련될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 압연장치의 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 4에서 보이듯, 워크롤(110)에 접촉하던 소재(도 3의 S)가 워크롤(110)을 빠져나가고, 상기 소재에 후행되는 또 다른 소재가 워크롤(110) 입측에 인입되기 이전에 가열부재(141)를 통한 압연유 제거가 이루어진다.
즉, 본 발명에서는 워크롤(110)에 접촉하던 소재가 워크롤(110)을 완전히 빠져나간 이후에 압연유공급유닛의 압연유분사헤더(121) 및 여기에 연결된 압연유분사노즐(122)을 통한 압연유의 공급을 중지한다.
아울러, 냉각헤더(131) 및 여기에 연결된 냉각노즐(132)에서 분사되는 냉각제도 소재가 워크롤(110)을 완전히 빠져나간 이후에 중지한다.
따라서, 본 발명에 따른 압연장치는 소재가 워크롤(110)과 접촉하고 있는 동안에는 압연유 및 냉각제가 공급되게 된다.
이와 같은 본 발명에 따르면 소재가 워크롤(110)을 완전히 빠져나가기 이전에 압연유 및 냉각제 공급이 중단됨으로써 발생하는 급작스런 압연하중 상승 현상 및 압연하중 상승으로 인해 워크롤(110)과 백업롤(150)이 손상되는 현상을 방지할 수 있고, 순간적 압연하중 상승으로 인한 소재 압연 품질 불량 및 소재 치수 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 소재가 워크롤(110)을 완전히 빠져나가면 구동부재가 동작하여 가열부재(141)를 워크롤(110) 및 백업롤(150) 표면에 접촉시킨다. 이때, 가열부재(141)는 사용되는 압연유의 휘발점 이상으로 가열되어 있는 것이 바람직하고, 가열부재(141)는 원형의 몸체(미도시) 안에 내장된 코일 등을 이용해 구성될 수 있으나 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며, 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
이때, 상기 가열부재(141)의 표면에 완충부재(미도시)를 구비하면 가열부재(141)와 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 접촉으로 인해 롤 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 구동부재를 제어함으로써 가열부재(141)를 워크롤(110) 및 백업롤(150) 표면에 접촉시켰다가 비접촉시켰다가를 반복할 수 있다. 가열부재(141)를 접촉시켰다가 비접촉시키는 주기는 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 상태에 의해 달라질 수 있다.
따라서, 촬영유닛(160)을 통해 획득한 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 영상정보를 적극 활용할 수 있고, 이에 더하여 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 온도를 측정하는 온도측정유닛(미도시)을 별도로 구비할 수도 있다.
압연유제거유닛에 의해 압연유 제거를 완료했으면 도 5와 같이 구동부재를 동작시켜 가열부재(141)를 워크롤(110) 및 백업롤(150) 표면에서 접촉해제시킬 수 있다.
그리고, 냉각제공급유닛의 냉각노즐을 통해 워크롤(110) 및 백업롤(150)에 냉각제를 공급할 수 있다. 이때, 도면에서는 냉각제공급유닛이 워크롤(110)에만 대면하게 도시되었으나, 필요에 따라 냉각제공급유닛은 백업롤(150)에도 대면하게 구비될 수 있다.
아울러, 냉각제공급유닛을 통해 냉각제를 공급함과 동시에 압연유공급유닛을 통해 압연유를 공급할 수도 있으나 이 또한 소재의 특성, 압연 공정 및 압연 조건에 의해 적절히 선택될 수 있는 사항이다.
위와 같은 과정을 통해 워크롤(110) 및 백업롤(150)의 표면 온도가 적정선이 유지되면 도 6과 같이 소재(S)를 인입시켜 워크롤(110)에 접촉시킬 수 있다. 후행되는 소재(S)의 압연이 진행되고 있는 상태이므로 압연유공급유닛을 통한 압연유의 공급이 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 워크롤(110)의 냉각을 보다 용이하게 수행하기 위해서는 워크롤(110)의 입측에도 입측냉각헤더(133) 및 상기 입측냉각헤더(133)에 연결된 입측냉각노즐(134)을 구비할 수도 있다.
또한, 도 8에서 보이듯, 입측냉각헤더(133) 및 상기 입측냉각헤더(133)에 연결된 입측냉각노즐(134)을 백업롤(150)에도 대면하게 하고, 백업롤(150)에도 냉각제를 공급하게 함으로써 워크롤(110) 및 백업롤의 냉각을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다.
또한 바람직하게는, 도 5 및 도 6에서 보이듯, 압연유공급유닛(120), 냉각제공급유닛(130), 압연유제거유닛(도 3의 140) 및 촬영유닛(160)은 제어유닛(170)에 연결될 수 있고, 작업자는 제어유닛(170)을 통해 워크롤(110) 및 백업롤의 영상 정보를 확인하고, 냉각제와 압연유의 공급 및 공급 중지를 제어하며, 가열부재(141)를 워크롤(110) 및 백업롤에 접촉 또는 비접촉시킬 수 있다.
도 7은 압연장치 전단의 최대 압하량 및 인자별 민감도를 나타낸 것이다.
압연유를 사용하지 않는 압연의 경우 소재와 워크롤 간의 통상적인 마찰계수는 0.25 ~ 0.3 정도로 최대 압하량의 수치를 보면 최대 압하량은 롤의 반경보다 마찰계수에 더욱 영향을 받는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 압연유제거유닛을 통해 워크롤 및 백업롤에 존재하는 압연유를 제거함으로써 마찰계수 및 최대 압하량을 최적의 상태로 유지할 수 있다.
한편, 도 9에는 압연유공급유닛(도 6의 120) 및 냉각제공급유닛(도 6의 130)에서 공급되는 압연유 및 냉각제를 소재(도 6의 S)가 워크롤(도 6의 110)과 접촉하고 있는 상태에서 중단했을 경우에 나타나는 소재(S) 테일(tail) 부의 압연하중(roll force) 변동이 나타나있다. 이 그래프는 소재의 길이에 따른 압연하중의 변화를 나타내고, 'A'는 소재의 테일부 및 단부를 나타낸다.
도 9를 참조하면 소재와 워크롤이 접촉하고 있는 상태에서 냉각제 및 압연유의 공급이 중단되면 X축 방향인 소재의 길이방향으로 테일부쪽으로 갈수록 Y축 방향인 압연하중이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다.
특히, 이 구간은 소재의 전체 길이의 약 10%~20%에 이르는 영역에서부터 소재의 최후단까지에 걸쳐서 발생할 수 있다. 도 9에서 보이는 경우는, 소재 길이가 1000m일 때, 약 800m에서 1000m까지의 구간에서 압연하중이 급격히 상승함을 알 수 있다. 이와 같이 압연하중이 급격히 상승하게 되면 워크롤 표면에 채터링 마크가 발생할 수 있고, 워크롤 표면이 박리되거나 소재의 테일 부의 치수 편차가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명과 같이 소재(도 6의 S)가 워크롤(도 6의 110)을 완전히 빠져나가 소재와 워크롤의 접촉이 해제된 상태에서 냉각제와 압연유의 공급을 중단하고, 여전히 소재가 워크롤과 접촉되지 않은 상태에서 가열부재(도 6의 141)를 통해 워크롤(도 6의 110) 및 백업롤(도 6의 110) 표면의 압연유를 제거한 뒤, 후행되는 소재가 인입되기 이전에 냉각제 및 압연유 중 적어도 하나를 공급한 상태에서 후행되는 소재를 인입하여 압연을 이어가면 도 10에서 보이듯, 압연하중의 급격한 상승을 방지할 수 있다.
따라서, 워크롤 표면 채터링 마크가 발생하는 현상, 워크롤 표면이 박리되는 현상, 소재 치수 불량 및 표면 불량 등을 방지할 수 있다.
한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 도 11에서 보이듯, 워크롤의 입측에서 압연유를 공급하고, 워크롤의 출측에서 냉각제를 공급하면서 압연하는 방법을 제공한다. 이때, 압연유 공급, 냉각제 공급, 압연유 제거 작업은 워크롤 뿐만 아니라 백업롤에 대해서도 수행될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 워크롤 및 백업롤을 워크롤로 통칭하도록 한다.
본 발명에 따른 압연방법은 워크롤에 압연유 및 냉각제 공급이 중지되고, 소재가 상기 워크롤에 비접촉한 상태에서 상기 워크롤 표면에 존재하는 압연유를 가열하여 태우는 가열단계(S210) 및 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입 완료된 이후 압연유 및 냉각제공급을 실시하는 냉각단계(S220)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가열단계는 소재가 워크롤로부터 완전히 빠져나간 상태에서 수행될 수 있고, 냉각제 및 압연유의 공급도 소재가 워크롤로부터 완전히 빠져나간 상태에서 중지된다. 그리고, 후행되는 소재가 워크롤에 인입되기 전에, 냉각제 및 압연유 중 적어도 하나는 상기 워크롤에 다시 공급될 수 있다.
그리고, 상기 가열단계는 상기 워크롤 표면에 존재하는 압연유의 발화점과 적어도 동일한 온도를 가지는 가열부재를 상기 워크롤 표면에 접촉시켜 수행될 수 있고, 백업롤에 대해서도 수행될 수 있다.
또한, 가열부재는 상기 워크롤 표면에서 압연유를 제거함에 있어서, 가열부재를 상기 워크롤 표면에 떼고, 붙이는 것을 반복할 수 있다. 이는 워크롤 표면의 온도 변화 및 압연유 제거 상황 등에 의해 달라질 수 있는 사항이다.
아울러, 본 발명에 따른 압연방법은 워크롤의 입측에서도 냉각제를 공급함으로써 수행될 수 있다.
또한, 상기 냉각단계(S220)는 상기 가열단계 완료 이후부터 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입되기 이전까지 상기 워크롤 및 상기 백업롤에 압연유 및 냉각제공급을 실시하는 사전냉각단계(미도시)를 포함할 수 있다. 사전냉각단계는 가열단계에서 상승한 워크롤 및 백업롤 표면을 냉각해야할 필요가 있을 때 수행될 수 있고, 후행되는 소재의 물성 및 압연조건에 적합한 온도까지 냉각될 수 있다.
이때, 상기의 가열단계(S210) 및 냉각단계(S220) 중에는 촬영유닛을 통해 워크롤, 백업롤의 영상 정보를 획득하는 촬영단계(S230)가 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시 예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (13)

  1. 이송되는 소재를 가압하는 워크롤;
    상기 워크롤의 입측에서 압연유를 공급하는 압연유공급유닛;
    상기 워크롤의 출측에서 냉각제를 공급하는 냉각제공급유닛; 및
    상기 소재의 이송 경로에 구비되고, 상기 소재가 상기 워크롤에 비접촉할 시에 상기 워크롤에 존재하는 압연유를 태워 제거하게 제공되는 압연유제거유닛;
    을 포함하는 압연장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압연유제거유닛은,
    상기 워크롤 및 상기 워크롤에 접촉하는 백업롤에 접촉하여 상기 워크롤 및 상기 백업롤에 존재하는 압연유를 가열하는 가열부재; 및
    상기 가열부재에 연결되어 상기 가열부재를 이동시키는 이동수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압연유공급유닛 및 상기 냉각제공급유닛은,
    상기 압연유제거유닛이 상기 워크롤 표면에서 압연유를 제거하는 동안 각각 압연유 및 냉각제 공급을 중단하게 제공되고, 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입 완료된 이후 각각 압연유 및 냉각제를 공급하게 제공되는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압연유제거유닛은,
    상기 워크롤에 접촉하는 백업롤 표면에 존재하는 압연유도 제거하게 제공되는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    상기 가열부재에 연결되어 연장되는 이동브라켓; 및
    상기 이동브라켓에 연결되어 상기 이동브라켓을 이동시키는 구동부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제공급유닛은,
    상기 워크롤의 입측에도 구비되어 상기 워크롤의 입측에서 냉각제를 공급하게 제공되는 것을 특징으로 하는 압연장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소재의 이송 경로에 구비되어 상기 워크롤 및 상기 백업롤의 표면의 영상정보를 획득하게 제공되는 촬영유닛;
    을 더 포함하는 압연장치.
  8. 워크롤의 입측에서 압연유를 공급하고, 워크롤의 출측에서 냉각제를 공급하면서 압연하는 방법으로,
    상기 워크롤에 압연유 및 냉각제 공급이 중지되고, 소재가 상기 워크롤에 비접촉한 상태에서 상기 워크롤 표면에 존재하는 압연유를 가열하여 태우는 가열단계; 및
    상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입 완료된 이후 압연유 및 냉각제공급을 실시하는 냉각단계;
    를 포함하는 압연방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가열단계는,
    상기 워크롤에 접촉하는 백업롤에 대해서도 수행되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가열단계는,
    상기 워크롤 및 상기 백업롤 표면에 존재하는 압연유의 발화점과 적어도 동일한 온도를 가지는 가열부재를 상기 워크롤 및 상기 백업롤 표면에 접촉시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가열단계는,
    상기 가열부재를 이동시켜 상기 워크롤 및 상기 백업롤 표면에 접촉 또는 비접촉시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
  12. 제11항에 있어서,
    압연 중에 수행되며, 상기 워크롤 표면의 영상정보를 획득하는 촬영단계;
    를 더 포함하는 압연방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각단계는,
    상기 가열단계 완료 이후부터 상기 소재에 후행되는 새로운 소재가 상기 워크롤 입측으로 인입되기 이전까지 압연유 및 냉각제공급을 실시하는 사전냉각단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연방법.
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