KR0136193B1 - 교차롤을 이용한 폭늘림 압연방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 압연소재의 진행방향과 일정한 각도로 롤을 교차시킨 상태로 수평압연을 행하여 압연소재의 폭을 늘림으로서, 일정한 폭의 1차 소재로부터 다양한 폭을 갖는 열연판재를 제조하는 폭늘림 압연방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본발명은 다수개의 상부롤과 하부롤을 포함한 압연기에 의해 소재를 압연하는 방법에 있어서, 상기 압연기의 상부롤과 하부롤을 60°이하의 각도를 이루도록 교차시켜 교차 압연한, 다음 다시 평행수평압연을 실시하는 교차롤을 이용한 폭늘림 압연방법에 관한 것을 그요지로 한다.

Description

교차롤을 이용한 폭늘림 압연방법

제1도는 본발명에 따른 교차롤에 의한 폭늘림 압연 방법에 대한 개략 구성도로서,

(a)는 평면도

(b)는 정면도

제2도는 본발명에 따른 교차롤에 의한 폭늘림 압연시 단면형상 변화와 폭증가를 나타내는 개략도

본발명은 일정규격의 슬라브를 다양한 폭의 열연판재로 하는 폭늘림 압연 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교차롤을 이용한 폭늘림 압연방법에 관한 것이다.

통상 연속주조 등의 방법으로 제조된 일정한 폭을 지닌 슬라브 1차 소재는 다음공정인 열간압연 공정에서 다양한 폭의 열연판재로 제조된다.

이러한 다양한 치수의 열연판재를 제조하는 폭가변 압연방법에는 여러 가지 방법이 있는데, 종래의 방법중 대표적인 방법을 예로 들면 다음과 같다.

첫째, 판재폭을 줄이는 방법으로는 수직의 에저롤(edger roll)을 이용한 폭압연 또는 사이징 프레스(Sizing press)를 이용한 폭단조에 의한 방법을 들 수 있는데, 이수직의 에저롤 또는 사이징 프레스를 이용하여 판재의 폭을 줄이는 방법의 경우 폭줄임과 동시에 폭방향 양단부가 변형집중에 의해 부풀어 오르는 소위 도그본(dog-bone)이 형성되며, 이와 같이 형성된 도그본은 다음의 평행롤에 의한 수평압연을 거치면서 폭퍼짐 현상에 의해 다시 폭방향으로 늘어나므로 폭줄임에 의한 폭가변의 효율을 저하시킨다. 뿐만아니라, 박슬라브(thin slab)와 같이 두께가 얇은 경우에는 폭이 줄어들기 보다는 버클링(buckling)이 일어나므로 박슬라브에는 적용하기 어려운 단점을 갖고 있다.

둘째, 폭줄임과 반대로 판재폭을 늘이는 방법으로는 그루브롤(groove roll)등과 같은 이형롤을 이용하는 압연방법 및 후판 압연처럼 슬라브를 폭방향으로 압연하는 방법이 있다. 이중 그루브롤을 이용하는 방법은 슬라브의 폭방향 중심부를 국부적으로 압연하므로서 폭을 늘이는 방법인데, 이 경우 롤의 단면이 일정한 형태로 고정되어 있어 그루브의 폭을 가변시키지 못하므로 폭늘림량에 한계가 있다는 단점이 있으며, 또한 그루브 압연된 소재를 다시 균일한 두께로 압연하기 위한 평행률이 필수적인 단점이 있다. 폭방향으로 압연하여 폭을 늘이는 방법의 경우에는 슬라브의 길이가 압연기의 통판가능폭에 의해 결정되므로 길이가 긴 슬라브에는 적용이 불가능하며, 슬라브를 수직으로 돌리기 위한 설비가 요구된다.

이에따라 본 발명자는 상기한 종래 방법의 문제점 및 비효율성을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그결과에 근거하여 본발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 압연소재의 진행방향과 일정한 각도로 롤을 교차시킨 상태로 수평압연을 행하여 압연소재의 폭을 늘림으로서, 일정한 폭의 1차 소재로부터 다양한 폭을 갖는 열연판재를 제조하는 폭늘림 압연방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본발명을 설명한다.

본 발명은 다수개의 상부롤과 하부롤을 포함한 압연기에 의해 소재를 압연하는 방법에 있어서, 상기 압연기의 상부롤과 하부롤을 60°이하의 각도를 이루도록 교차시켜 교차압연한 다음, 다시 평행수평압연을 실시하는 교차롤을 이용한 폭늘림 압연방법에 관한 것이다.

이하 본발명을 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 제1도(가)에 도시된 바와 같이, 상부롤(1)과 하부롤(2)을 일정한 각도(θ)를 두어 교차시킨 상태로 소재(3)를 수평압연을 행하여 폭을 늘임으로서 일정한 폭의 1차소재로부터 다양한 폭의 열연판재를 제조하는데 그 특징이 있다. 이와같은 교차롤에 의한 압연시 실제 압하를 주는 유효롤경(Re)은, 제1도(나)에 나타난 바와같이 타원형이 되며, 이때 롤의 반경을 R이라하고, 교차각을 θ라고 할 때 다음과 같이 단반경(Rs)는 항상 롤의 반경(R)과 같으나, 장반경(Rl)은 교차각(θ)에 따라 변화된다.

Rs = R, Rl = R/Sin(θ/2)

따라서, 교차롤에 의한 압연시 두께 방향의 압하는 상기 교차각(θ)에 따라 결정되는 폭방향의 유효롤경(Re)의 변화에 의해 소재의 폭방향 중심부에 집중된다. 본발명의 실험결과에 따르면, 교차각 θ가 60°이상으로 되면 압연되는 판형상 단면이 비대칭이 될 뿐만아니라 통판관계등 압연성이 나쁘기 때문에 60°이하의 교차각을 이루면서 압연함이 바람직함을 알 수 있었다.

본 발명에 의한 폭가변과정은 교차롤에 의한 폭증가와 두께 균일화를 위한 평행롤에 의한 압연시의 폭증가의 두 단계로 일어나는데, 이를 제2도를 통하여 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시된 바와같이, 슬라브 또는 전패스(pass)를 거친 1차 압연소재(3)는 (A)와 같은 단면현상을 이루다가 교차롤(1)(2)을 통과하면서 중심부가 얇아지고 일정체적을 유지하기 위하여 길이 방향 및 폭방향으로 연신되어(B)와 같은 단면형상을 이루므로서 초기 소재폭(L)이 교차압연후 소재폭이 L+△ℓ'으로 된다. 이때, 소재(3)의 폭방향 양단의 미압연부 또는 압하량이 작은 부위에 의해 길이방향으로의 연신이 구속되므로 교차롤(1)(2)에 의한 두께 압연의 효과는 대부분 폭방향으로의 연신, 즉 폭의 증가로 나타난다. 이와같이 교차롤(1)(2)에 의해 폭이 늘어난 소재는 평행롤(4)에 의해 균일한 두께의 판재로 압연되면 폭퍼짐 현상에 따라 이차적인 폭증가(△ℓ)가 이루어져 소재폭이 L+△ℓ로 되는 것이다.

즉, 한 번의 압연에 의한 폭증가량(△ℓ'+△ℓ)은 압하량 및 교차롤의 교차각도(θ)를 변화시켜 압하부의 유효롤경(Re)를 변경시킴으로서 제어가 가능하며 이를 통해 다양한 폭의 열연판재를 제조할수 있다.

한편, 상기 상부롤(1)과 하부롤(2)의 회전방향의 역전이 가능한 가역식 압연기의 경우 교차각을 점차 줄이면서, 다시말하면 압하부위를 점차 늘이면서 교차 압연을 반복하는 방법으로 큰폭의 증가를 얻을 수 있다. 특히, 상부롤(1)과 하부롤(2)을 평행하게 즉, 교차각도를 0도로 하면 종래의 평행롤 작업도 가능하므로 가역식 압연기의 경우 하나의 압연기 만으로도 교차압연과 평행수평압연을 수행할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

통상의 연속주조에 의해 제조되는 철강의 연주 슬라부의 크기를 1/20로 축소한 폭80㎜, 두께 12㎜의 플라스티신 슬라브를 1차 소재로 하고 직경 35㎜의 압연롤을 이용하여 본 발명의 교차롤을 이용한 방법 및 평행롤을 이용한 종래의 방법으로 압연하여 폭증가 정도를 비교하였다.

즉, 발명방법은 교차롤에 의한 폭방향 중심부 압연과 평행롤에 의한 두께 균일화를 위한 2단계의 압연을 거치게 되는데, 교차롤에 의한 1차 압연의 경우 교차롤의 교차각도는 60°, 폭방향 중심부(최대압하부)의 두께가 8㎜가 되도록 압연하였으며, 이를 평행롤을 이용하여 두께가 6㎜인 균일한 두께의 판재로 2차 압연하였다.

또한, 종래의 방법처럼 평행롤 만으로 압연할 때의 폭증가량은 동일한 크기의 슬라브를 평행롤을 사용하여 8㎜로 1차압연 후, 다시 6㎜로 2차 압연하였다.

각 압연 후 늘어난 폭을 측정하여 다음의 식으로 정의 되는 폭퍼짐율을 계산하고 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.

교차롤을 이용한 경우와 평행롤만으로 압연한 경우의 폭퍼짐을 측정결과를 비교한 상기 표1에 나타난 바와 같이, 교차롤을 이용하여 압연한 경우, 약 10.63%의 폭퍼짐율이 얻어졌으며, 이는 평행롤 만으로 압연하였을 경우의 폭퍼짐율인 약 1.25%와 비교해 볼 때 8.5배의 큰 양임을 알 수 있다. 이와같은 본발명에 의한 폭퍼짐율을 폭 1600㎜, 두께 240㎜의 실제 슬라브의 경우로 환산하면, 약 170㎜정도의 폭 증가에 해당하는 것이다.

상술한 바와같이, 본발명은 종래의 에저롤 또는 사이징 프레스를 이용하여 폭을 줄이는 방법들과는 달리, 일정한 규격의 슬라브를 교차롤에 의해 압연하여 폭을 늘임으로서, 소재의 폭퍼짐 정도를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 박슬라브의 경우도 폭 가변이 가능하므로 다양한 폭의 열연판재를 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 다수개의 상부롤과 하부롤을 포함한 압연기에 의해 소재를 압연하는 방법에 있어서, 상기 압연기의 상부롤과 하부롤을 60°이하의 각도를 이루도록 교차시켜 교차압연한 다음 다시 평행 수평압연을 실시함을 특징으로 하는 교차롤을 이용한 폭늘림 압연방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 압연기는 상부롤과 하부롤의 교차각을 제어할 수 있는 가역식 압연기이고, 상기 교차압연과 평행 수평압연이 상기 가역식 압연기로 실시됨을 특징으로 하는 압연방법.