KR101482257B1

KR101482257B1 - 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법

Info

Publication number: KR101482257B1
Application number: KR20070136291A
Authority: KR
Inventors: 천명식; 김용민; 우병성; 김용권
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2015-01-13
Also published as: CN101909772A; CN101909772B; WO2009082095A2; WO2009082095A3; KR20090068606A

Abstract

본 발명은 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 측면 압연 롤러는 슬라브 측면에 대하여 경사부가 형성되도록 압연을 하는 적어도 하나 이상의 경사 압연부와; 상기 경사면과 연이어 함몰부가 형성되도록 압연을 하게 되는 적어도 하나 이상의 곡면 압연부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 압연공정에서 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역의 크기를 감소시킬 수 있고, 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 상부 방향의 들림, 틀어짐 또는 이탈 현상을 방지하게 되어 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 최소화할 수 있으며, 슬라브의 상부 또는 하부면(폭 방향 에지면)으로 노출되는 벌징 현상 또는 슬라브의 표리면으로 솟아오르는 도그 본 현상을 감소시킬 수 있다.

압연, 슬라브, 에지부, 벌징, 도그 본

Description

측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법{SIDE ROLLING ROLLER AND ROLLING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 슬라브의 에지부의 결함영역을 감소시키기 위한 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법에 관한 것이다.

일반적으로, 슬라브에 대한 압연공정은 5 내지 7 패스의 압연과정을 통해 슬라브의 두께와 폭에 대한 제품의 기준 치수에 적합하도록 수행되고 있다.

종래의 압연공정은 도 1에 도시된 것과 같이 슬라브(1)의 폭에 대한 압연을 수행하는 측면 압연 롤러(2)와 슬라브(1)의 두께에 대한 압연을 수행하는 두께 압연 롤러(3)가 구비된다. 이러한 압연 시스템(10)은 최종 제품두께까지 마무리 압연을 수행하여 압연된 슬라브(1)의 표면 상태를 매끄럽게 하는 마무리 압연 롤러(4)를 구비하기도 한다. 또, 마무리 압연 롤러(4)의 전후 위치(양단부의 위치)에는 텐션릴(5)이 구비될 수 있으며, 압연이 이루어진 슬라브를 롤 형태로 권취하는 권취릴(6)이 더 구비될 수 있다.

이와 같은 압연 시스템(10)은 제품이 설정된 규격으로 생산될 수 있도록 슬라브(1)의 두께와 폭을 정밀하게 맞추는데 그 목적이 있다. 상기와 같이 마무리 압연 롤러(4)가 구비되는 경우, 상기 슬라브(1)의 폭에 대한 압연을 수행하는 압연기는 조압연기(roughing mill)로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 슬라브의 폭에 대한 압연을 수행하는 측면 압연 롤러(2)는 일반적으로 엣저 롤(edger roll)이라 불리기도 한다.

이와 같은 압연 시스템(10)에 의해 일정한 규격을 가지는 슬라브(1)는 압연공정을 거쳐 요구하는 제품두께까지 압연하게 되는데, 도 2에 도시된 것과 같이 슬라브(1)의 폭 방향의 각 에지부에는 약 15mm 정도로 선상형 결함이 발생한다. 이러한 결함은 상기 슬라브(1)의 전체 폭에 대하여(즉, 양쪽 에지부를 합하여) 약 30mm 정도의 선상형 결함 발생폭을 형성한다. 이와 같은 에지부의 결함영역(1a)을 에지 심(edge seam) 또는 슬라브 에지(slab edge) 등으로 표현하기도 한다. 이와 같이 슬라브(1)의 에지부에 발생하는 결함영역(1a)이 증가하면, 절단하는 에지부의 폭이 증가하게 된다. 따라서, 최종 생산되는 제품의 폭을 설계할 때, 절단되어야만 하는 치수를 고려하여 여유값(공차 값)을 크게 주어 설계해야 하기 때문에, 결함영역(1a)이 증가하게 되면 그만큼 제품실수율의 저하를 가져오게 되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 3에 도시된 것과 같이 측면 압연 롤러(2)에서 가이드부(2b)의 중앙에 구비되는 압연부(2a)에 경사면이 구비되도록 구성하는 구조가 제안되었다. 이와 같이 제안된 측면 압연 롤러(2)는 압연부(2a)가 하부 방향으로 압연부의 내측 중심 방향으로 경사지도록 구성되어, 압연공정이 진행될 때 측면 압연 롤러(2)의 압연부(2a)의 하향 경사면에 의해 슬라브(1)의 측면 접촉면이 상기 압연부(2a)의 하단부로 향하도록 하고 있다.

이와 같이 슬라브(1)의 측면 압연을 위하여 구조를 개선한 종래의 측면 압연 롤러(2)의 경우에도 슬라브(1)의 두께 방향의 압연시 발생하는 벌징(bulging)량을 줄이지 못하고, 슬라브(1)의 에지부(측면부)에 대한 압연으로 인하여 도그 본(dog bone)과 같은 형상이 슬라브(1)의 에지부에 발생하여 에지부의 두께가 증가하게 된다. 다시 말해서, 종래의 슬라브(1)에 대한 측면 압연 롤러(2)에 의하면, 슬라브(1)의 두께에 대한 압연에 있어, 벌징량이 증가되는 것을 방지할 수 없고, 이를 개선하기 위해 변형된 측면 압연 롤러(2)의 경우에도 슬라브(1)의 에지부에 형성되는 결함영역(1a)의 벌징 형태가 비대칭하게 형성되어 슬라브(1)의 표면(즉, 상부면과 하부면)으로 결함영역(1a)의 폭이 증가하는 문제를 해결하지 못하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 사이징 프레스(sizing press) 설비를 이용하여 슬라브의 에지부에 대한 결함영역을 감소하기 위한 방법이 제안되었다. 이는 슬라브 측면과 접촉하는 엔빌(anvil) 면을 돌출 형태로 구비하여 슬라브의 측면 영역이 표리면(슬라브의 상부 및 하부면)으로 이동하는 양을 줄이는 방법이다. 그리고, 열간 슬라브의 대폭 압하 방법으로서, 조압연 라인에 배치된 통상의 폭 압연기의 폭 방향의 압하량을 20mm 이하로 작게 하여 수평 압연시 벌징량을 5mm 이하가 되도록, 조압연 과정에서 슬라브를 사이징 프레스 전면으로 역 운송하여 대폭 압하를 실시하는 방법 등이 제안된 바 있다.

상기와 같이 대폭 압하를 주는 사이징 프레스를 이용하는 경우, 엔빌 형상을 국부적으로 볼록하게 개조하여 슬라브의 에지부 단부를 오목하게 해줌으로써 벌징을 억제하는 효과가 있었다. 그러나, 대폭 압하를 가하는 일반강과 소폭 압하를 가하는 스테인리스강의 엔빌이 각각 구비되어 있어야 하는 문제가 여전히 존재하고, 압연시 상부 일반강과 하부 스테인리스강의 엔빌이 작업조건에 따라 상하이동이 가능한 사이징 프레스에서나 가능한 방법으로 알려져 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 목적은 슬라브의 압연공정에 있어 에지부에 발생하는 결함영역의 크기를 감소시키고자 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 일 목적은 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 감소시키기 위하여 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 상부로 들려지는 현상이 방지될 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 감소시키기 위하여 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 틀어지는 현상이 방지될 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 감소시키기 위하여 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 이송 축에서 이탈되는 현상이 방지될 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 감소시키기 위하여 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브의 측면 영역이 슬라브의 상부 또는 하부면으로 노출되는 벌징 현상이 감소할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 감소시키기 위하여 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브의 측면 영역이 슬라브의 상부 또는 하부면으로 불룩하게 솟는 도그 본의 현상이 발생되는 것을 최대한 억제될 수 있도록 하는 데에 있다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명은 기본적으로 슬라브의 측면 압연에 의해 발생하는 벌징 또는 도그 본과 같은 현상의 발생을 최대한 억제하여 슬라브의 에지부의 결함영역을 최소화할 수 있는 측면 압연 롤러 및 압연방법을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 측면 압연 롤러는 슬라브 측면에 대하여 경사부가 형성되도록 압연을 하는 적어도 하나 이상의 경사 압연부와; 상기 슬라브 측면에 상기 경사부와 연이어 함몰부가 형성되도록 압연을 하게 되는 적어도 하나 이상의 곡면 압연부를 포함하여 구성될 수도 있다.

이 경우, 경사 압연부는 슬라브의 측면 상부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되고, 곡면 압연부는 슬라브의 측면 하부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되게 구성할 수도 있다.

다른 한편, 경사 압연부는 슬라브가 측면 압연에 의한 압축력으로 인해 들리거나, 틀어지거나, 또는 이탈되는 것을 방지하기 위하여 0.1 내지 2 도의 경사도를 갖도록 구성될 수도 있다. 그리고, 곡면 압연부는 곡면 압연부의 단부의 직경보다 중앙부의 직경이 2 내지 6mm 더 두껍게 형성될 수도 있다. 또한, 경사 압연부의 단부 최대 직경은 상기 곡면 압연부의 최대 직경보다 크거나 같은 직경으로 형성될 수도 있다.

또 다른 한편, 경사 압연부는 슬라브의 측면 상부 위치와 하부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되고, 곡면 압연부는 슬라브의 측면 중앙부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치될 수도 있다. 그리고, 경사 압연부는 상부에 위치되는 경사 압연부의 경사도가 하부에 위치되는 경사 압연부의 경사도보다 크게 형성될 수도 있다.

본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 슬라브의 압연방법은 슬라브에 대한 폭 방향의 압연이 수행되는 단계와; 상기 슬라브에 대한 두께 방향의 압연이 수행되는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 슬라브의 폭 방향에 대한 압연은 슬라브 측면에 대하여 적어도 하나 이상의 경사부와 상기 경사부와 연이어 함몰부가 형성되도록 압연이 수행되게 이루어질 수도 있다.

이 경우, 슬라브에 대한 압연은 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 함께 수행하는 단계와; 두께 방향의 압연을 수행하는 단계가 조합되어 이루어질 수도 있다.

한편, 상기 압연은 슬라브를 정방향과 역방향으로 이송시켜 하나의 측면 압연 롤러 및 두께 압연 롤러에 의해 수행될 수도 있다.

이와 달리, 슬라브에 대한 압연은 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연의 수행단계와; 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연의 수행단계와; 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연의 수행단계가 조합되어 이루어질 수도 있다.

다른 한편, 슬라브에 대한 압연은 1차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 수행하는 단계와; 2차 패스로 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와; 3차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 수행하는 단계와; 4차 패스로 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와; 5차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와; 6차 패스로 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와; 7차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대하여 0 내지 5mm 사이로 폭을 감소하도록 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 수행하는 단계를 포함하여 이루어질 수도 있다.

이 경우, 1차 패스와 3차 패스는 폭 방향의 압연이 최대로 이루어질 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 압연공정에서 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역의 크기를 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 상부로 들려지는 현상이 방지되도록 하여, 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 최소화할 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 틀어지는 현상이 방지되도록 하여, 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 최소화할 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 슬라브가 측면 압연 롤러에 의해 이송 축에서 이탈되는 현상이 방지되도록 하여, 슬라브의 에지부에 발생하는 결함영역을 최소화할 수 있다.

그리고, 또한 본 발명에 따르면, 슬라브의 측면 영역이 슬라브의 상부 또는 하부면(폭 방향 에지면)으로 노출되는 벌징 현상을 감소시킬 수 있다.

그리고, 또한 본 발명에 따르면, 슬라브의 측면에 대한 압연을 하는 과정에서 슬라브의 측면 영역이 슬라브의 상부 또는 하부면으로 불룩하게 솟는 도그 본 현상을 감소시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법에 대하여 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예 에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 슬라브의 측면 압연에 의해 발생하는 벌징 또는 도그 본과 같은 현상의 발생을 최대한 억제하여 슬라브의 에지부의 결함영역을 최소화할 수 있는 측면 압연 롤러 및 압연방법을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 측면 압연 롤러를 설명하면, 도 4a에 도시된 것과 같이, 슬라브(1)의 이탈을 방지하기 위한 가이드부(122)의 중앙에 배치되는 압연부(121)는 슬라브(1)의 측면에 대한 압연이 이루어질 때, 슬라브(1)가 하부 방향으로 눌려져 슬라브(1)의 전방 단부 영역이 들리는 현상을 방지하도록 구성될 수도 있다. 이러한 구성을 위하여 상기 압연부(121)는 경사 압연부(121a)가 구비될 수 있다. 한편, 슬라브(1)의 에지부가 측면 방향으로 부풀어지는 벌징을 최소화하기 위하여 상기 압연부(121)는 곡면 압연부(121b)가 더 구비될 수도 있다.

상기 경사 압연부(121a)는 슬라브(1)의 측면에 대하여 폭 방향에 대한 압축력이 작용하는 한편, 슬라브(1)의 에지부가 하부 방향으로 눌려지도록 하는 작용력이 함께 작용하게 된다. 예를 들어 상기 경사 압연부(121a)에 의해 슬라브(1)의 측면에는 경사부(1b)가 형성되어 상대적으로 슬라브(1)가 하부 방향으로 향하는 작용력이 발생하도록 구성될 수 있다.

이러한 작용력에 의해 상기 슬라브(1)는 측면 방향에 대한 압연과정에 있어서, 안정된 위치, 다시 말해서 항상 일정한 위치로 이송될 수 있게 된다. 이와 같은 작용에 의해 상기 슬라브(1)는 일 단부(에지부)가 다른 일단부(에지부)에 대하여 상대적으로 높거나 낮게 위치되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 슬라브(1)의 뒤틀어지는 현상이 방지될 수 있다.

이와 같이 슬라브(1)가 안정된 위치로 이송되면서, 측면(즉, 에지부)에 대한 압연이 이루어지는 경우, 슬라브(1)의 양단부(에지부)에서 발생하는 결함영역(1a)은 양 단부(에지부)에 동일한 영역으로 발생할 수 있게 된다. 따라서, 압연공정 이후 슬라브의 에지부에 대한 절단공정에서 절단되는 영역이 항상 일정한 영역으로 절단될 수 있도록 구성될 수 있게 된다.

한편, 상기 슬라브(1)가 안정된 위치로 이송되도록 구비되는 경사 압연부(121a)에 의해 슬라브(1)가 이송 경로로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있게 되어 슬라브(1)의 일 단부(에지부)에 발생하는 결함영역(1a)이 항상 일정한 영역으로 발생할 수 있도록 하므로, 절단되어야만 하는 결함영역(1a)에 대한 설계가 최적의 상태로 가능하게 될 수 있다.

즉, 상기 측면 압연 롤러(120)는 압연부(121)에 경사 압연부(121a)가 구비되어, 슬라브(1)의 이동 상태가 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이와 더불어 상기 측면 압연 롤러(120)에는 압연부(121)와 함께, 곡면 압연부(121b)가 더 구비될 수 있다. 상기 곡면 압연부(121b)는 두께 압연 롤러(130; 도 5a 참조)에 의해 슬라브(1)의 에지부가 폭 방향으로 불어나와 측면 영역이 슬라브(1)의 상부 또는 하부면을 이루게 되는 형상을 최대한 억제하기 위한 것이다.

다시 말해서, 상기 곡면 압연부(121b)는 슬라브(1)의 에지부의 측면에 오목한 함몰부(1c)를 형성하여, 두께 압연 롤러(130)에 의해 슬라브(1)가 두께 방향으로 눌려질 경우, 슬라브(1)의 측면으로부터 튀어나오는 영역이 상기 함몰부(1c)에 의해 상대적으로 감소될 수 있도록 하여 벌징 현상이 감소될 수 있다.

즉, 상기 측면 압연 롤러(120)의 압연부(121)는 경사 압연부(121a)와 곡면 압연부(121b)에 의해 슬라브(1)가 안정된 이송 상태를 유지하면서, 슬라브(1)의 측면으로 불거져 나오는 벌징량을 감소시켜 슬라브(1)의 에지부에 대한 결함영역(1a)이 감소될 수 있도록 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 경사 압연부(121a)는 측면 압연 롤러(120)의 압연부(121)의 상부에 위치되고, 상기 곡면 압연부(121b)는 측면 압연 롤러(120)의 압연부(121)의 하부에 위치되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 측면 압연 롤러(120)의 상부에 위치되는 가이드부(122)에 의해 안내되는 슬라브(1)는 상기 경사 압연부(121a)에 의해 폭 방향에 대한 압연 작용과 함께, 하부 방향으로 눌려지는 작용력이 함께 제공되어 슬라브(1)의 측면에 경사부(1b)를 형성하면서 안정된(일정한) 상태로 이송되며, 곡면 압연부(121b)에 의해 측면 방향으로 압연력이 제공되어 슬라브(1)의 측면에 함몰부(1c)를 형성하게 된다.

이와 같이 형성되는 상기 경사부(1b)와 함몰부(1c)는 두께 압연 롤러(130)에 의해 슬라브(1)가 두께 방향으로 압연되는 경우, 상기 함몰부(1c)의 영역에서 벌징 현상이 대부분 발생하게 되고, 상기 경사부(1b)의 극히 일부 영역만 슬라브(1)의 상부면을 이루게 된다. 따라서, 슬라브(1)의 측면 압연 후 두께 방향의 압연에 의해 슬라브(1)의 에지부에서 발생하는 벌징 현상이 감소할 수 있고, 더욱이 벌징 현상에 의해 슬라브(1)의 측면이 슬라브(1)의 상부면 또는 하부면으로 솟아오르는 형상이 억제될 수 있게 된다.

상기 경우에 있어서, 경사 압연부(121a)는 수직 방향에 대하여 약 0.1 내지 2 도의 경사도를 갖도록 구성될 수도 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 경사 압연부(121a)의 경사도는 상기 측면 압연 롤러(120)의 상부에 배치되는 가이드부(122)로부터 압연부(121)의 내측(중심부) 방향으로 하향 경사지도록 형성될 수 있으며, 상기 경사도에 의해 슬라브(1)가 측면 압연 롤러(120)의 하부 방향으로 눌려지도록 작용력이 제공되게 구성될 수 있다.

한편, 상기 곡면 압연부(121b)는 곡면 압연부의 단부, 즉 상기 경사 압연부(121a)와 접하는 일측 단부 및 가이드부(122)와 접하는 타측 단부보다 중앙부 영역의 직경이 약 2 내지 6mm 정도 더 두껍게 형성될 수도 있다. 상기 두께의 차이는 슬라브(1)의 측면에 대한 함몰부(1c)의 함몰 정도를 결정하기 위한 것으로, 상기 곡면 압연부(121b)의 중앙부 두께는 압연되는 슬라브(1)의 규격에 따라 달리 정해질 수도 있다.

따라서, 압연되는 슬라브(1)의 규격에 따라 상기 곡면 압연부(121b)의 최대 직경이 상기 경사 압연부(121a)의 최대 직경과 같거나, 경사 압연부(121a)의 최대 직경이 상기 곡면 압연부(121b)의 최대 직경보다 크게 형성될 수도 있다. 다시 말해서, 측면 압연 롤러(120)를 구성하는 가이드부(122)와 인접한 상기 곡면 압연부(121b)의 단부 직경이 곡면 압연부(121b)의 중앙부 직경보다 크거나 같은 직경으로 형성될 수도 있다.

이와 같은 구성에 의해, 슬라브(1)는 경사 압연부(121a)에 의해 하부로 눌려지는 상태로 측면 압연이 수행되고, 반복되는 압연과정에서 슬라브(1)의 측면(에지부)에 대한 측면 압연이 다시 수행될 때, 상기 경사 압연부(121a)와 곡면 압연부(121b)의 경계면에 형성되는 요부(121c)와, 곡면 압연부(121b)와 하부의 가이드부(122)에 의해 형성되는 다른 요부(121e)에 의해 슬라브(1)의 경사부(1b)와 함몰부(1c)의 영역(하부 방향의 단부 영역)이 지지되어 측면 압연이 수행될 수 있다. 이 경우에도 상기 경사 압연부(121a)에 의한 작용력이 함께 제공될 수 있다.

따라서, 반복되는 압연과정에서 슬라브(1)의 두께가 얇게 되는 경우에도 상기 경사 압연부(121a)에 의해 슬라브(1)가 하부 방향으로 충분한 작용력이 발생하게 되어 안정된 이송상태를 유지하여 슬라브(1)의 측면(즉, 에지부)에 대한 압연이 일정한 상태로 이루어질 수 있다. 즉, 슬라브(1)의 에지부에 발생하는 결합영역(1a)이 일정한 영역으로 형성되어 압연공정 이후 슬라브(1)의 에지부에 대한 절단공정의 설계가 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 상기 측면 압연 롤러(120)는 압연부(121)의 다른 구성의 일 예로, 도 4b에 도시된 것과 같이, 상기 압연부(121)는 중앙부의 위치에 곡면 압연부(121b)가 구비되고, 상기 곡면 압연부(121b)의 상부 및 하부 방향의 단부에 경사 압연부(121a,121f)가 더 구비되도록 구성될 수도 있다. 이에 따라, 슬라브(1)의 하부에도 경사부(1f)가 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 곡면 압연부(121b)의 상부 위치에 구비되는 경사 압연부(121a)는 상기 곡면 압연부(121b)의 하부 위치에 구비되는 경사 압연부(121f)의 경사도보다 더 큰 경사도를 이루도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 구성에 의해 반복되는 압연과정에 의해 두께가 얇아지는 슬라브(1)의 상부 테두리가 상기 곡면 압연부(121b)의 상부 위치에 구비되는 경사 압연부(121a)에 의해 충분한 작용력을 제공받을 수 있게 되어 슬라브(1)가 안정된 상태로 측면 압연이 이루어질 수 있다.

도 5a에는 상기 설명된 본 발명의 실시예에 따른 측면 압연 롤러(120)가 구비되는 압연 시스템(100)이 도시되어 있다. 상기 압연 시스템(100)은 슬라브(1)의 폭에 대한 압연을 수행하는 측면 압연 롤러(120)와 슬라브(1)의 두께에 대한 압연을 수행하는 두께 압연 롤러(130)가 구비되며, 상기 압연과정에 의해 압연되는 슬라브(1)의 표면 상태를 매끄럽게 하는 마무리 압연 롤러(140)가 더 구비될 수도 있다. 상기 마무리 압연 롤러(140)의 전후 위치(양단부의 위치)에는 텐션릴(150)이 구비될 수도 있다. 이와 같이 압연이 이루어진 슬라브를 롤 형태로 권취하는 권취릴(160)이 더 구비될 수도 있다.

상기 압연 시스템(100)은 일반적이 압연 시스템과 동일한 구성으로 이루어질 수 있는데, 측면 압연의 수행을 위한 측면 압연 롤러(120)의 구성은 상기 설명된 본 발명의 실시예에 따른 구성으로 구비될 수 있다. 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 압연 시스템(100)을 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압연방법에 대한 일 예를 설명하면, 도 5b에 도시된 것과 같이 반복된 가역 및 비가역 압연이 조합되어 구성될 수 있다. 즉, 슬라브(1)에 대한 압연방법은 상기 측면 압연 롤러(120)에 의해 상기 슬라브(1)의 폭 방향에 대한 압연과 두께 압연 롤러(130)에 의해 상기 슬라브(1)의 두께 방향에 대한 압연이 반복되도록 조합되어 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 슬라브(1)의 폭 방향에 대한 압연은 상기 측면 압연 롤러(120)에 의해 슬라브(1)의 측면에 대하여 적어도 하나 이상의 경사부(1b)와 상기 경사부(1b)에 연이어 함몰부(1c)가 형성되도록 압연이 이루어질 수 있다.

이와 같은 압연방법에 있어서, 처음 측면 압연 롤러(120)에 의해 슬라브(1)의 폭 방향에 대한 압연이 수행되면, 슬라브(1)의 측면(에지부)에는 두께 방향을 기준으로 부풀어 오르는 도그 본 모양이 만들어져 슬라브(1)의 두께에 비하여 에지부가 더 두꺼운 상태로 된다. 이와 같은 도그 본의 발생에 의한 두께 증가분은 두께 압연 롤러(130)에 의해 슬라브(1)의 두께 방향에 대한 압연이 수행되면, 슬라브(1)의 폭 방향으로는 슬라브(1)의 넓이가 넓어지면서, 두께 방향에 대해서는 얇아지게 된다.

이 경우, 두께 압연 롤러(130)와 슬라브(1)의 접촉면에 대한 변형량과 슬라브(1)의 두께 중심부의 변형량의 차이로 인하여 슬라브(1)의 측면이 부풀어오르는 벌징 현상이 발생하게 된다.

이와 같은 벌징은 압연이 증가함에 따라 표리면(슬라브의 상부 및 하부면)으로 이동되어 슬라브(1)의 에지부가 단속 또는 연속형의 선상형 결함이 발생하게 되는데, 이와 같은 슬라브의 에지부의 결함영역은 두께에 대한 압하량과 폭 방향에 대한 압연량이 증가할수록 증가하게 되며, 슬라브의 코너부 온도가 저하되는 에지부에서 발생한다.

따라서, 본 발명의 슬라브(1)에 대한 압연방법은 상기 측면 압연 롤러(120)에 의해 슬라브(1)의 측면에 함몰부(1c)가 형성되도록 하는 슬라브(1)의 폭 방향의 압연과 상기 함몰부(1c)에 벌징 현상이 발생하도록 하는 두께 방향의 압연을 함께 수행하는 과정과, 슬라브(1)의 두께 방향의 압연만을 수행하는 과정을 조합하여 이루어질 수도 있다.

상기 압연과정은 단일의 측면 압연 롤러(120)와 두께 압연 롤러(130)에 의해 수행되거나, 복수의 측면 압연 롤러(120)와 두께 압연 롤러(130)를 조합하여 배치한 상태에서 압연이 수행되도록 할 수도 있다.

상기와 같이 측면 압연과 두께 압연이 조합되어 이루어지는 압연방법 중 하나의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 이 압연방법은 기본적으로 정방향의 이송과 역방향의 이송에 의한 압연이 이루어지는 가역 압연, 또는 복수의 측면 압연 롤러(120)와 두께 압연 롤러(130)가 조합되어 일렬로 배열됨으로써 정방향의 이송만으로 압연이 이루어지도록 할 수도 있다.

한편, 역방향의 이송에 의한 압연 시에는 슬라브(1)의 측면에 대한 압연이 수행되지 않도록 할 수도 있고, 정방향의 이송에 의한 압연시 슬라브(1)의 측면에 대한 압연은 선택된 패스에서만 이루어지도록 할 수도 있다. 다른 한편으로 정방향의 이송에 의한 슬라브(1)의 측면에 대한 선택된 패스에서 압연은 각각 다른 압하량에 의해 압연이 이루어지도록 할 수도 있다.

이러한 압연방법의 일 예로, 가역 방식의 압연을 기초로 하여 전체 압연공정 이 7회의 패스로 이루어지도록 구성할 수 있다. 1, 3, 5, 7차 패스는 정방향의 이송에 의한 압연이 이루어지고, 2, 4, 6차 패스는 역방향의 이송에 의한 압연이 이루어지도록 구성될 수 있다.

이와 같은 압연방법에서, 정방향의 이송에 의한 압연인 1차 및 3차 패스에서는 슬라브(1)에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연이 함께 수행되도록 할 수 있다. 그리고, 2차, 4차, 5차, 6차 및 7차 패스에서는 슬라브(1)의 두께 방향에 대한 압연만을 수행할 수도 있다.

이 경우, 초기 1차 및 3차 패스에서 측면에 대한 압연의 압하량을 부가하여 분배 가능하도록 할 수도 있다. 다시 말해서, 가역 방식의 압연과정으로 슬라브에 대한 수직(두께) 및 수평(폭) 방향의 압연이 반복되어 수행됨으로써 슬라브를 일정두께를 갖는 제품으로 바로 제조하게 되므로, 측면 압연 롤러(120)의 곡면 압연부(121b)가 위치되는 측면 압연 롤러(120)의 배럴 길이보다 작은 두께로 유입되는 패스에서는 비대칭 압연에 의해 표리면(슬라브의 상부 또는 하부면)의 결함영역(1a)이 증가하게 된다. 따라서, 이 경우, 슬라브의 측면에 대한 압연은 실시하지 않고 두께 방향에 대한 압연만을 수행할 수 있다.

예를 들어, 통상적으로 슬라브는 200mm의 두께로 제조되어 압연이 수행되고 있는데, 슬라브의 측면에 대한 단면형상이 1차 및 2차 패스에서는 형상비(측면 압연 롤러와 슬라브의 측면 접촉 길이/슬라브의 입출 측 평균두께)가 0.83 이하이므로 더블 벌징(double bulging)을 갖고 3차 패스 이후부터는 형상비가 0.83 이상인 싱글 벌징(single bulging)으로 바뀌게 될 수 있다.

상기 더블 벌징은 슬라브의 측면이 측면 압연에 의해 함몰부(1c)가 형성되므로, 벌징량이 싱글 벌징에 비하여 작기 때문에 더블 벌징을 유지하도록 하고, 압하량이 큰 3차 패스에서 슬라브의 측면에 함몰부(1c)를 형성시켜야 슬라브의 결함영역(1a)의 크기를 감소시킬 수 있다.

따라서, 1차 패스에서 슬라브에 대한 3차 패스를 수행할 때 슬라브의 유입시 두께에 상응하는 함몰부(1c)를 미리 형성하여, 1차 패스 및 2차 패스에서의 두께 방향의 압연이 수행되는 동안 발생하는 벌징량을 억제할 수 있다. 그리고, 3차 내지 7차 패스의 두께 방향의 압연이 수행하는 동안 발생하는 벌징량은 3차 패스에서 형성된 슬라브의 함몰부(1c)에 의해 억제되도록 할 수도 있다

이 경우, 5차 패스에서 측면 방향의 압연을 수행되지 않고, 7차 패스에서 슬라브의 측면 방향의 압연은 슬라브의 단부(에지부)의 직각 형상이 최대한 유지될 수 있도록 5mm 이내의 변형을 유발하는 약한 압연이 수행될 수도 있다.

다른 예로, 상기 각 패스는 슬라브의 측면에 발생하는 벌징량을 최소화하기 위하여, 슬라브의 측면에 대한 선택적인 측면 방향의 압연이 수행될 수 있고, 이 경우, 압하량은 선택적으로 조절될 수도 있다. 이러한 측면 방향에 대한 압연과 압하량의 선택은 압연되는 슬라브의 재질 또는 규격에 따라 다르게 정해질 수 있다.

도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 측면 압연 롤러를 이용하여 종래의 압연방식에 의한 슬라브를 압연한 경우, 슬라브에 발생하는 결함영역이 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 측면 압연 롤러와 압연방법에 의해 슬라브를 압연한 경우, 슬라브에 발생하는 결함영역이 더욱 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 측면 압연 롤러를 이용하는 경우, 종래의 압연방법 대비 평균 30mm에서 평균 26.7mm로 저감되는 효과를 보였으며, 본 발명에서 제안한 압연방법을 적용한 경우 평균 25.6mm로 슬라브의 결함영역의 감소효과를 얻을 수 있어 4.4mm만큼의 실수율 향상의 효과가 있었다.

상기 설명된 측면 압연 롤러와 이를 이용한 압연방법은 각 실시예들에 의해 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

도 1a는 종래의 압연공정을 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 압연공정에 의해 압연된 슬라브의 에지부에 결합이 발생하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 3은 종래의 압연공정에 이용되는 측면 압연 롤러의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 압연 롤러의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 4b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 측면 압연 롤러의 다른 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 압연 롤러가 적용된 압연공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연방법을 나타내는 도면이다.

도 6은 종래의 방식에 의한 압연과 본 발명에 의한 압연을 통해 슬라브의 에지부에 발생한 결함의 정도를 비교하는 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

1 ... 슬라브 1a ... 결함영역

1b,1f ... 경사부 1c ... 함몰부

100 ... 압연 시스템 120 ... 측면 압연 롤러

121 ... 압연부 121a,121f ... 경사 압연부

121b ... 곡면 압연부 121c,121e ... 요부

122 ... 가이드부

130 ... 두께 압연 롤러 140 ... 마무리 압연 롤러

150 ... 텐션릴 160 ... 권취릴

Claims

슬라브 측면에 대하여 경사부가 형성되도록 압연을 하는 적어도 하나 이상의 경사 압연부와;

상기 슬라브 측면에 상기 경사부와 연이어 함몰부가 형성되도록 압연을 하게 되는 적어도 하나 이상의 곡면 압연부

를 포함하는 측면 압연 롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 경사 압연부는 슬라브의 측면 상부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되고, 상기 곡면 압연부는 슬라브의 측면 하부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 측면 압연 롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 경사 압연부는 슬라브가 측면 압연에 의한 압축력으로 인해 들리거나, 틀어지거나, 또는 이탈되는 것을 방지하기 위하여 0.1 내지 2 도의 경사도를 갖는 것을 특징으로 하는 측면 압연 롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 곡면 압연부는 곡면 압연부의 단부의 직경 보다 중앙부의 직경이 2 내지 6mm 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 압연 롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 경사 압연부의 단부 최대 직경은 상기 곡면 압연부의 최대 직경보다 크거나 같은 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 압연 롤러.
제 1 항에 있어서, 상기 경사 압연부는 상기 슬라브 측면의 상부 위치와 하부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되고, 상기 곡면 압연부는 상기 슬라브 측면의 중앙부 위치에 대하여 압연 가능하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 측면 압연 롤러.
제 6 항에 있어서, 상기 경사 압연부는 상부에 위치되는 경사 압연부의 경사도가 하부에 위치되는 경사 압연부의 경사도보다 큰 것을 특징으로 하는 측면 압연 롤러.
슬라브에 대한 폭 방향의 압연이 수행되는 단계와;

상기 슬라브에 대한 두께 방향의 압연이 수행되는 단계

를 포함하며,

상기 슬라브의 폭 방향에 대한 압연은 슬라브 측면에 대하여 적어도 하나 이상의 경사부와, 상기 경사부와 연이어 함몰부가 형성되도록 압연이 수행되는 압연방법.
제 8 항에 있어서, 상기 슬라브에 대한 압연은

폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 함께 수행하는 단계와;

두께 방향의 압연을 수행하는 단계가 조합되어 이루어지는 것을 특징으로 하 는 압연방법.
제 9 항에 있어서, 상기 압연은 슬라브를 정방향과 역방향으로 이송시켜 하나의 측면 압연 롤러 및 두께 압연 롤러에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 압연방법.
제 8 항에 있어서, 상기 슬라브에 대한 압연은

정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연의 수행단계와;

역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연의 수행단계와;

정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연의 수행단계가 조합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 압연방법.
제 8 항에 있어서, 상기 슬라브에 대한 압연은

1차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 수행하는 단계와;

2차 패스로 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와;

3차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 수행하는 단계와;

4차 패스로 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와;

5차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와;

6차 패스로 역방향으로 진행하는 슬라브에 대한 두께 방향의 압연만을 수행하는 단계와;

7차 패스로 정방향으로 진행하는 슬라브에 대하여 0 내지 5mm 사이로 폭을 감소하도록 수행되는 폭 방향의 압연과 두께 방향의 압연을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압연방법.
제 12 항에 있어서, 상기 1차 패스와 3차 패스는 폭 방향의 압연이 최대인 것을 특징으로 하는 압연방법.