KR101453129B1 - 스테인리스강 스트립의 냉각시의 평평함 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 피니싱 라인에서 풀림 후 냉각과 관련하여 스테인리스강 스트립의 평평함을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 스트립 (1) 은 먼저 스트립 이동 방향 (2) 에서 스트립 (1) 의 전체 폭에 대해 스트립 이동 방향에 대해 횡단하여 위치된 적어도 한 그룹의 공급 장치 (5, 6) 를 통해 적어도 하나의 냉각 매체를 공급함으로써 냉각되고, 냉각 매체의 양은 평평함을 위해 스트립의 원하는 온도의 기록되고 미리결정된 데이터 (7) 를 이용하여 조정되고, 그 다음 스트립의 온도가 판정되고 (8), 온도 판정 후, 그 판정된 온도값이 상기 미리결정된 온도값과 상이하면, 복수의 평평함 제어 유닛 (12) 을 포함하고 스트립 이동 방향 (2) 에 대해 횡단하여 위치하는 제어 장치 (11) 를 사용하여 평평함을 제어하기 전에, 스트립 이동 방향 (2) 에 대해 횡단하여 위치된 적어도 한 그룹의 공급 장치 (9) 를 통해 적어도 하나의 냉각 매체를 공급함으로써 추가의 냉각 단계를 실행한다.

Description

스테인리스강 스트립의 냉각시의 평평함 제어 방법 및 장치{METHOD AND EQUIPMENT OF FLATNESS CONTROL IN COOLING A STAINLESS STEEL STRIP}

본 발명은 스테인리스강 스트립의 피니싱 라인 (finishing line) 에서 풀림 후 냉각과 관련하여 평평함을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

얇은 스테인리스강 스트립과 같은 얇은 금속 스트립을 제조할 때, 스트립을 위한 재료는 우선 3 ㎜ 의 두께로 열간 압연되고 그 후 두께를 더 감소시키기 위해 냉간 압연된다. 냉간 압연은 하나의 냉간 압연 밀 또는 수개의 후속하는 냉간 압연 밀을 통해 수회 통과하면서 실행된다. 냉간 압연은 스테인리스강, 특히 오스테나이트 스테인리스강의 기계적인 강도를 증가시키는데, 이 기계적인 강도 자체는 많은 용도에 있어서 바람직하다. 그러나, 스트립은 또한 작업, 예컨대 벤딩, 스탬핑, 엠보싱하는 것이 실질적으로 불가능해 진다. 그러므로, 강의 재결정화 온도를 초과하는 온도, 즉 1050 ℃ 초과의 온도로 스트립을 가열함으로써 냉간 압연 공정의 완료시에 스트립을 풀림하는 것이다. 그 후, 스트립은 냉각 박스에서 냉각된다. 풀림 노에서 스트립을 가열할 때, 스트립의 측부에 부분적으로는 산화물 스케일의 형태로 산화물이 형성된다. 냉각된 스트립은 예컨대 숏블라스팅 (shot-blasting) 기계에서 스케일제거되고, 그 후 산세 욕에서 산세된다. 산세 후에, 종결 냉간 압연이 조질 압연 (skin-pass rolling) 으로서 달성된다. 조질 압연으로부터의 스트립은 예컨대 용접 튜브 제조에 사용될 수 있다. 대안적으로는, 조질 압연으로부터의 스트립은 스트립을 많은 용도에 사용하기 위해 개별적인 그리고 원하는 특성을 달성하도록 풀림 노에서 더 처리될 수 있다.

스트립을 별도의 단계에서 처리할 때, 스트립 생산물이 우수한 품질을 가지도록 스트립의 평평함이 제어될 것이다. EP 특허출원 1153673 은, 플레이트 또는 시트가 열간 압연의 완료 후에 상온으로 냉각될 때 플레이트 또는 시트의 가장자리 부분에서 물결부가 발생하는 것을 방지하는 금속 플레이트 평평함 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은, 직렬 피니싱 밀의 두 압연 스탠드 사이에서 또는 리버싱 피니싱 밀 (reversing finishing mill) 로의 입구 및/또는 리버싱 피니싱 밀로부터의 출구에서 또는 열간 압연 완료 후에 또는 피니싱 압연 완료 후 금속 시트 또는 플레이트를 열간 레벨링 (hot levelling) 및 냉각한 후에, 금속 시트 또는 플레이트의 폭을 가로지르는 중앙부 및 가장자리부에서 금속 시트 또는 플레이트의 표면 온도의 측정을 통해 금속 시트 또는 플레이트의 표면 온도 분포를 균등화함으로써 금속 시트 또는 플레이트의 평평함을 제어한다. EP 특허출원 1153673 의 목적은 압연 동안 온도의 하강 전에 금속 시트 또는 플레이트에 대해 가로로 균일한 온도를 유지시키기 위해서 금속 시트 또는 플레이트의 표면에 열이 이르게 하는 것이다.

JP 특허출원 2002-045907 은 금속 시트의 평평함을 제어하기 위한 방법 및 장치를 기재한다. 금속 시트의 표면 온도가 열간 직렬 밀의 피니싱 밀 사이에서 또는 직렬 밀의 출구에서 측정되고, 통상적인 온도에서 발생되는 열응력의 잔류 응력이 표면 온도에 기초하여 추정되며, 피니싱 밀에 의해 폭 방향으로 부여된 잔류 응력은 그 잔류 응력에 의해 물결 형상이 발생되지 않도록 제어된다. JP 특허출원 2002-045907 의 목적은 압연 동안 온도의 하강 전에 평평한 금속 시트를 성취하는 것이다.

JP 특허출원 2002-045908 에 기재된 방법 및 장치는, 이 JP 특허출원 2002-045908 의 목적이 냉각 매체로서 물만을 사용하여 철, 알루미늄 또는 티타늄으로 이루어진 두꺼운 플레이트 또는 시트의 열간 압연 동안 이전의 공정 단계로부터 따라오는 비평평함을 곧게 하는 것이라는 점에서, 상기 EP 특허출원 1153673 및 JP 특허출원 2002-045907 의 방법 및 장치와 상이하다.

상기 종래기술 공보, JP 특허출원 2002-045907 및 2002-045908 과 EP 특허출원 1153673 에 기재된 온도 측정에 기초한 평평함 제어는, 평평함을 위해 우수하고 균일한 압연 결과가 달성되도록 조질 압연 (skin-pass rolling) 과 같은 피니싱 압연에서 압연되기 전에 재료의 표면 온도 분포를 안정적으로 유지시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 얇은 금속 스트립이 피니싱 라인에서 풀림될 때 냉각 동안 얇은 금속 스트립의 온도를 판정하는 것을 통해 얇은 금속 스트립에 대한 평평함을 제어하기 위한 향상된 방법 및 장치를 만드는 것이다. 본 발명의 본질적인 특징은 첨부의 청구항에 기재되어 있다.

본 발명에 따르면, 피니싱 풀림 처리로부터의 얇은 열간 스테인리스강 스트립은 냉각 영역, 온도 판정 영역 및 평평함 제어부를 통해 안내된다. 냉각 영역은, 한 그룹의 공급 장치의 냉각 효과가 본질적으로 스트립 폭의 전체 영역에서 연장되도록 스트립 이동 방향에 대해 본질적으로 횡단 위치에 위치되는 노즐과 같은 냉각 매체를 위한 적어도 2 그룹의 공급 장치를 포함한다. 온도 판정 영역은 스테인리스강 스트립 위에 위치되는 것이 바람직한 온도 판정 장치를 포함한다. 온도 판정 장치는 또한 적어도 한 그룹의 노즐이 스트립 이동 방향에 있어서 온도 판정 장치 뒤에 위치되도록 위치된다. 평평함 제어부는 스트립 이동 방향에 대해 스트립의 횡단 방향으로 별도의 영역에서 평평함을 제어하는 장치를 포함한다. 평평함 제어 장치는 스트립 이동 방향에 있어서 냉각 영역 뒤에 위치되고, 평평함 제어 장치는 또한 스트립 밑에 위치되는 것이 바람직하다.

냉각 매체를 위한 공급 장치, 온도 판정 장치 및 평평함 제어 장치는 본 발명의 냉각 및 평평함 제어의 작동을 제어하는 컴퓨터와 같은 중앙 처리 유닛과 전기적으로 연결된다. 중앙 처리 유닛은 또한 온도 판정 장치 및 평평함 제어 장치로부터 수신된 데이터를 기록한다. 중앙 처리 유닛은 냉각 영역에서 냉각 매체를 위한 공급 장치의 작동 제어시에 이런 미리결정되고 기록된 데이터를 이용한다.

본 발명에 따라 스테인리스강 스트립에 냉각 매체를 공급하기 위해 사용되는 노즐은 냉각 매체의 공급원에 기계적으로 연결된다. 스트립 이동 방향에 대해 본질적으로 횡단 위치에 위치된 적어도 한 그룹의 노즐이 냉각될 스트립 밑에 위치된다. 냉각 매체는 스트립 밑에 위치된 노즐을 통해 스트립에 공급되는 물인 것이 바람직하다. 그러나, 냉각 매체는 또한 부분적으로 가스, 질소 또는 아르곤 같은 불활성 가스이고, 가스가 적어도 스트립을 넘어서 위치된 노즐을 통해 스트립에 공급된다.

본 발명에 따른 평평함 제어는 롤유형 제어 장치를 사용하여 실행된다. 이런 롤유형 제어 장치는 회전가능한 축을 포함하고, 평평함 제어 유닛이 적어도 스트립 폭의 전체 영역에서 연장되도록 축 주위에 평평함 제어 유닛이 연속적으로 장착된다. 스트립 이동 방향에 대한 스트립의 횡단 방향의 각각의 평평함 제어 유닛의 폭은 본질적으로 동일한 것이 바람직하다. 평평함 제어부는 구역들로 나누어지는데, 이 구역들의 폭은 평평함 제어 유닛의 폭이 된다. 평평함 제어 유닛은, 평평함 제어 유닛이 스트립과 연속적인 기계적 접촉을 하도록 회전가능한 축 내에서 회전한다.

온도 판정 장치는 스트립 이동 방향에 대해 횡단하여 이동가능하게 설치되고 스테인리스강 스트립의 표면 온도를 판정하기 위해 스트립의 표면을 본질적으로 연속적으로 스캔하는 서모스캐너 (thermoscanner) 인 것이 바람직하다. 서모스캐너는, 서모스캐너가 스트립 이동 방향에 대해 스트립의 횡단 방향으로 구역에서 스트립의 표면 온도를 판정하도록 작동한다. 온도 판정을 위한 구역의 폭은 평평함 제어부의 구역의 폭과 본질적으로 유사하다.

스트립 이동 방향에 대해 본질적으로 횡단 위치에 있으며 스테인리스강 스트립의 표면에 냉각 매체를 공급하기 위해 사용되는 노즐의 그룹은, 각각의 평평함 제어 구역에 하나의 노즐이 제공되고 한 그룹의 노즐이 스트립의 전체 폭을 커버하도록 스트립에 대해 폭으로 위치된다. 노즐은, 노즐이 향하는 영역에 대해 각각의 노즐이 본질적으로 웨지형상 샤워 (wedge-shaped shower) 의 냉각 매체를 형성하도록 구성된다. 따라서, 한 그룹의 각각의 노즐은 냉각 매체로 본질적으로 스트립의 단지 한 구역만을 커버한다.

본 발명의 방법 및 장치가 작동 중일 때, 열간 스트립은 복수의 그룹의 노즐에 의해 불활성 가스가 스트립의 표면에 발사되는 냉각 영역에서 먼저 예냉각된다. 예냉각 영역에는, 냉각될 스트립의 표면에 냉각 매체로서 물을 발사하기 위해 적어도 한 그룹의 노즐이 설치되는 것이 바람직하다. 그 후, 서모스캐너가 스트립의 별도의 구역의 온도를 판정하고, 각각의 구역의 온도 판정의 값은 스트립의 평평함을 위해 중앙 처리 유닛에 기록된 데이터와 비교된다. 온도의 값이 평평함의 미리결정된 원하는 값과 본질적으로 상이할 경우, 평평함 제어 전에 스트립의 표면에 적어도 한 그룹의 노즐을 통해 물을 발사함으로써 스트립은 더 냉각된다. 평평함 제어의 값은 중앙 처리 유닛에 기록되고, 데이터는 스트립의 전체 폭의 기대하는 평평함을 위해 원하는 온도를 달성하도록 적어도 예냉각 영역에서 노즐을 조정하는데 사용된다.

본 발명의 방법 및 장치는 두께가 1 ㎜ 미만인 스트립에 특히 적합하다. 본 발명 내에서 원하는 평평함이 달성될 때, 피니싱 라인에서 스트립의 속도는 증가되고, 그러므로 피니싱 라인의 용량 또한 더 커진다.

본 발명은 도면을 참조하여 이하에서 더 상세하게 기재된다.

도 1 은 비스듬한 위치에서 바라본 본 발명의 일 바람직한 실시형태를 개략적으로 나타낸다.
도 2 는 아래서 비스듬하게 바라본 도 1 의 실시형태를 개략적으로 나타낸다.

도 1 내지 도 2 에 따르면, 냉각될 열간 스트립 (1) 은 화살표 (2) 로 나타내는 방향으로 이동하고 있다. 스트립 (1) 은 도시된 바와 같이 구역 (3) 으로 나누어진다. 스트립 (1) 은 우선 노즐 (5, 6) 의 그룹을 포함하는 예냉각 영역 (4) 을 지나간다. 노즐 (5, 6) 은 냉각 매체의 공급원 (비도시) 과 기계적으로 연결되어 있고, 그룹 노즐 (5, 6) 은 노즐 옆 노즐의 개별적인 방식으로 중앙 처리 유닛인 컴퓨터 (7) 에 전기적으로 연결되어 있다. 노즐 (5, 6) 의 그룹은, 냉각 매체가 그룹의 한 노즐 (5, 6) 을 통해 스트립 (1) 의 한 구역 (3) 에 발사되도록, 스트립 (1) 의 이동 방향 (2) 에 대해 횡단 위치에 위치된다. 노즐 (5, 6) 은 냉각 매체가 도면에 도시된 바와 같이 웨지형상 발사물을 형성하도록 구성된다. 노즐 (5, 6) 은, 각각의 노즐 (5, 6) 이 20 °와 30 °사이의 웨지형상 발사물을 위한 피크각 (α) 을 가지도록 스트립 (1) 에 대해 위치된다. 노즐 (5) 을 통해 공급된 냉각 매체는 가스이고, 노즐 (6) 을 통해 공급된 냉각 매체는 물이다. 냉각 매체의 양은 컴퓨터 (7) 에 기록된 미리결정된 값을 이용하여 각각의 별도의 노즐 (5, 6) 에 대해 조정된다.

예냉각 영역 (4) 을 통해 이동한 후, 스트립 (1) 의 별도의 구역 (3) 의 온도가 컴퓨터 (7) 와 전기적으로 연결되는 서모스캐너 (8) 에 의해 판정된다. 별도의 구역 (3) 으로부터 판정된 온도값은 컴퓨터 (7) 에 기록되고, 이 새로운 판정된 온도값은 컴퓨터 (7) 에서 각각의 별도의 구역 (3) 의 미리결정되고 원하는 온도값과 비교된다. 판정된 온도의 값과 미리결정된 원하는 온도의 값이 서로 상이할 경우, 스트립 (1) 의 이동 방향 (2) 에 대해 화살표 (17) 와 같이 횡단하여 이동가능하게 설치된 서모스캐너 (8) 뒤에 그리고 횡단 위치에 위치된, 각각의 구역 (3) 을 위한 노즐을 구비하는 노즐 (9) 의 그룹이 온도값의 차를 동등하게 하기 위해 이용된다. 미리결정된 온도값과 판정된 온도값 사이의 차로 인해 발사물이 필요한 경우, 냉각 매체로서 물을 스트립 (1) 에 발사하기 위해 노즐 옆 노즐의 개별적인 방식으로 각각의 노즐 (9) 이 조정되도록 노즐 (9) 의 그룹이 컴퓨터 (7) 와 전기적으로 연결된다. 스트립 (1) 은 더 이동되어 평평함 제어장치 (11) 로 간다. 스트립 (1) 의 평평함은 평평함 제어장치 (11) 의 회전가능한 축 (13) 주위에 설치되는 평평함 제어 유닛 (12) 을 이용하여 판정된다. 평평함 제어 유닛 (12) 은 유닛 옆 유닛으로 컴퓨터 (7) 와 전기적으로 연결 (16) 되고, 각각의 유닛 (12) 에 의해 판정된 평평함 제어값은 컴퓨터 (7) 에 기록된다. 평평함 제어 유닛 (12) 은 스트립 (1) 에 대해 종방향으로 도시되어 있는 구역 (3) 과 동일한 폭을 갖는다.

Claims (11)

1. 피니싱 라인에서 풀림 후 냉각과 관련하여 스테인리스강 스트립의 평평함을 제어하는 방법에 있어서,
   상기 스트립 (1) 은 먼저 스트립 이동 방향 (2) 에서 스트립 이동 방향에 대해 횡단하여 위치된 적어도 한 그룹의 공급 장치 (5, 6) 를 통해 적어도 하나의 냉각 매체를 스트립 (1) 의 전체 폭에 대해 스트립 (1) 의 표면에 공급함으로써 냉각되고, 냉각 매체의 양은 평평함을 위해 스트립의 원하는 온도의 기록되고 미리결정된 데이터 (7) 를 이용하여 조정되고, 그 다음 스트립의 온도가 판정되고 (8), 온도 판정 후, 상기 판정된 온도값이 상기 미리결정된 온도값과 상이하면, 복수의 평평함 제어 유닛 (12) 을 포함하고 스트립 이동 방향 (2) 에 대해 횡단하여 위치하는 제어 장치 (11) 를 사용하여 평평함을 제어하기 전에, 온도 판정 장치 뒤에 그리고 스트립 이동 방향 (2) 에 대해 횡단하여 위치된 적어도 한 그룹의 공급 장치 (9) 를 통해 적어도 하나의 냉각 매체를 스트립 (1) 의 전체 폭에 대해 스트립 (1) 의 표면에 공급함으로써 추가의 냉각 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도는 스트립 이동 방향 (2) 에 대해 횡단하여 이동가능한 (17) 서모스캐너 (8) 를 이용하여 판정되며, 이 서모스캐너 (8) 를 사용하여 온도는 스트립의 종방향 구역 (3) 에서 판정되며, 이 구역 (3) 은 평평함 제어 유닛 (12) 의 폭에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 냉각 매체를 위한 상기 그룹의 공급 장치 (5, 6, 9) 는 미리결정되고 각각 결정된 데이터를 사용하여 냉각 매체의 양이 개별적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각 매체는 노즐 (5, 6, 9) 을 통해 스트립에 웨지형상으로 발사되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 노즐 (5, 6, 9) 의 그룹을 위한 웨지형상으로 발사하기 위한 피크각 (α) 은 20 °와 30 °사이인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 피니싱 라인에서 풀림 후 냉각과 관련하여 스테인리스강 스트립의 평평함을 제어하는 장치에 있어서, 스트립 (1) 의 폭은, 평평함 제어 장치 (11) 의 평평함 제어 유닛 (12) 에 의해, 스트립의 온도를 판정 (8) 하는데 활용되도록 그리고 온도 판정장치 (8) 전후의 냉각 영역에 냉각 매체를 위한 공급 장치 (5, 6, 9) 를 위치시키는데 활용되도록 종방향 구역 (3) 에서 규정되고, 적어도 한 그룹의 공급 장치 (9) 는 온도 판정장치 뒤에 위치되며, 판정된 온도값이 미리결정된 온도값과 상이하면, 온도값의 차를 동등하게 하기 위해 상기 적어도 한 그룹의 공급 장치 (9) 는 적어도 하나의 냉각 매체를 스트립 (1) 의 전체 폭에 대해 스트립 (1) 의 표면에 공급하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 냉각 매체를 위한 공급 장치 (5, 6, 9) 는 스트립 이동 방향 (2) 에 대해 횡단하여 스트립 (1) 의 전체 폭에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 삭제
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 냉각 매체로서 물을 사용하기 위한 상기 적어도 하나의 공급 장치 (6, 9) 는 스트립 (1) 밑에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 온도 판정을 위해 서모스캐너 (8) 가 이용되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 냉각 매체 (5, 6, 9) 를 위한 공급 장치, 온도 판정을 위한 장치 (8) 및 평평함 제어 유닛 (12) 은 중앙 처리 유닛 (7) 과 전기적으로 연결되는 (10, 14, 15, 16) 것을 특징으로 하는 장치.

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