KR20090043392A - Method and apparatus for manufacturing hot plate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 후판의 냉각과 교정이 동일 구간에서 같이 이루어지도록 한 후판의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thick plate and an apparatus thereof in which cooling and calibration of the thick plate are performed in the same section.
본 발명에 의한 후판의 제조장치는, 복수개의 압연 롤러가 상,하로 배치되어 이송설비인 롤러 테이블의 상측에 안착된 상태로 롤러 테이블의 회전에 따라 이송되는 강판을 열간 압연하는 열간 압연기와, 열간 압연기에 의해 압연된 강판을 냉각수로 분사하여 냉각하도록 다수개의 냉각수 분사노즐이 상,하로 서로 이격되게 배치되고 배치된 냉각수 분사노즐 사이에 상,하로 배치되어 강판을 교정하는 다수개의 교정기 롤러를 구비한 냉각장치로 구성된다.The apparatus for manufacturing a thick plate according to the present invention includes a hot rolling mill for hot rolling a steel sheet conveyed according to the rotation of the roller table in a state in which a plurality of rolling rollers are arranged up and down and seated on an upper side of a roller table, which is a transporting facility. A plurality of coolant jetting nozzles are arranged up and down spaced apart from each other and arranged up and down between the coolant jetting nozzles arranged to be spaced apart from each other up and down so as to cool by spraying the steel sheet rolled by a cold water with a cooler roller It consists of a chiller.
이에 따르면 본 발명은 냉각수에 의한 냉각작용과 교정기 롤러에 의한 교정작업이 같이 이루어지게 됨에 따라, 강판의 교정전 냉각시작온도를 제어할 수 있으며, 강판의 교정후 발생될 수 있는 비틀림이나 휨 현상을 억제하여 강판의 평탄도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공정 라인을 단축할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.According to the present invention, as the cooling action by the coolant and the correction work by the straightener roller are performed together, it is possible to control the cooling start temperature before the correction of the steel sheet, and to eliminate the torsion or bending that may occur after the correction of the steel sheet. Not only can it improve the flatness of the steel sheet, but also has a useful effect of shortening the process line.
또한, 제어부의 선택에 따라 교정중 냉각수를 분사하지 않는 항온 유지구간을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 냉각 온도를 미세 조절하여 금속의 조직을 미세 제어할 수 있다.In addition, according to the selection of the controller, not only the constant temperature maintaining section which does not spray the coolant during calibration can be formed, but also the fine structure of the metal can be finely controlled by finely controlling the cooling temperature.
Description
본 발명은 후판의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 열간 압연이 완료된 후에 냉각작업과 교정작업이 동시에 이루어지도록 함으로써, 강판의 평탄도를 향상시키고 냉각시작온도를 유지 및 제어를 용이하게 할 수 있도록 한 후판의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thick plate and an apparatus thereof, and in particular, by performing a cooling operation and a calibration operation at the same time after the hot rolling is completed, it is possible to improve the flatness of the steel sheet and to easily maintain and control the cooling start temperature. The present invention relates to a method for manufacturing a thick plate and an apparatus thereof.
두께가 6mm이상인 후판은 도 1에 나타난, 가열로, 압연기, 가속냉각장치, 열간교정기로 구성되는 제조설비에서 제조되고 있다. 즉, 슬라브를 가열하여 목표로 하는 두께와 폭으로 압연하여 얻은 날판을 가속 냉각한 다음, 열간상태에서 열간교정기에 의해 곧 바로 교정을 실시하고 날판의 에지와 전후단을 절단하여 제품(후판)으로 제조된다.A thick plate having a thickness of 6 mm or more is manufactured in a manufacturing facility composed of a heating furnace, a rolling mill, an accelerated cooling device, and a hot straightener shown in FIG. That is, the slab obtained by heating the slab and rolling it to the target thickness and width is accelerated and cooled, and then immediately corrected by a hot calibrator in the hot state, and the edges and front and rear ends of the blade are cut to the product (thick plate). Are manufactured.
날판은 압연과 가속냉각과정에서 날판의 두께방향과 판의 폭방향으로 잔류응력이 잔존한다. 이러한 날판을 가속냉각하면 냉각후에 잔류응력에 의해 판이 변형된다. 판의 변형은 열간교정기에서 교정된다.The blade has residual stress in the thickness direction of the blade and the width of the plate during rolling and accelerated cooling. Accelerated cooling of the blade deforms the plate due to residual stress after cooling. The deformation of the plates is corrected in the hot calibrator.
그런데, 열간교정은 가속냉각에 의해 온도가 급격히 낮아진 후에 행해지기 때문에 교정이 제대로 되지 않아 평탄도가 좋지 않다. 따라서, 후판을 냉간에서 다시 교정하여야 한다. 열간상태에서 교정을 행하는 것이 교정효과가 가장 크다. 동일한 교정기에서 열간상태는 80mm 두께까지 교정이 되지만, 냉간상태에서는 20 ~ 25mm 까지 밖에 교정이 안된다. 따라서, 냉간교정에서는 특수교정 과정을 위해 시간이 소요되어 생산성이 떨어진다.However, since the hot calibration is performed after the temperature is drastically lowered by the accelerated cooling, the calibration is not performed properly and the flatness is not good. Therefore, the thick plate must be recalibrated in cold. Correcting in the hot state has the greatest correction effect. In the same calibrator, the hot state can be calibrated to 80mm thickness, but in cold state, it can only calibrate to 20 ~ 25mm. Therefore, in cold calibration, it takes time for the special calibration process and the productivity falls.
이를 해결하기 위하여, 한국 공개특허공보 2004-0056056호는 도 2에 나타난 바와 같이, 압연기의 전단과 후단에 열간교정기를 배치하여 열간에서 판의 변형을 교정하는 장치를 제안하고 있다. 이 장치에 의해 판의 압연과 교정을 동시에 수행하게 되고, 판의 교정도 열간에서 수행하게 되어 평탄도를 높일 수는 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0056056 proposes an apparatus for correcting deformation of a plate in hot by arranging hot straighteners at the front and rear ends of a rolling mill, as shown in FIG. By this device, the rolling and straightening of the plate can be performed at the same time, and the flatness of the plate can also be performed in the hot state, thereby increasing the flatness.
그러나, 설비의 구성이 복잡하고, 압연과 교정을 반복하여 행하기 때문에 생산성이 떨어진다. 일반적인 압연속도는 2m/s이상이지만, 교정속도는 1m/s 이하이므로 계속적인 속도 하락으로 생산성이 급격히 떨어진다.However, since the structure of a facility is complicated and rolling and straightening are performed repeatedly, productivity falls. The general rolling speed is more than 2m / s, but the calibration speed is less than 1m / s, the productivity drops sharply due to the continuous speed drop.
한편, 도 3에는 가속냉각장치의 전단에 간이교정기를 설치하여 날판을 열간에서 교정하는 장치가 제시되어 있다. 간이교정기에 의해 날판 선후단의 들림 또는 처짐부를 교정하기 위한 것이다. 간이교정기에 의한 교정은 열간에서 행해지기 때문에 평탄도를 낮출 수 있을 것 같지만, 간이 교정은 특성상 날판 전체의 압연형상을 제어하는데 한계가 있다.On the other hand, Figure 3 shows a device for straightening the blades by installing a simple straightener in front of the accelerated cooling device. It is for correcting lift or deflection of the leading edge of blade by simple calibrator. Since the calibration by the simple calibrator is performed in the hot state, it is possible to lower the flatness, but the simple calibration has a limitation in controlling the rolling shape of the whole blade due to its characteristics.
도 3의 하단부에는 판의 이동경로에 따른 판의 이송속도가 제시되어 있다. 압연 속도로 이송 후 간이교정기 전면에서 가속냉각 초기속도로 감속이 이루어진다. 감속후 길이방향 온도 제어를 위해 가속냉각 모델이 계산한 만큼 날판 이송속 도의 증가가 이루어지며, 최종 열간 교정을 하게 된다.In the lower part of Figure 3 is shown the feed speed of the plate according to the movement path of the plate. After the transfer at the rolling speed, deceleration is performed at the initial speed of the accelerated cooling at the front of the simple calibrator. After deceleration, the blade feed speed increases as calculated by the accelerated cooling model for the longitudinal temperature control, and the final hot calibration is performed.
이러한 제조방법에서는 압연평탄도 불량시 평탄도 제어에 근본적 한계가 있었다. 간이 교정기만으로는 선후단부 들림 또는 처짐을 제외한 다른 압연 평탄도를 제어하는데 한계가 있다. 이는 냉각 종료 후 평탄도 불량이라는 결과를 만들게 된다.In this manufacturing method, there is a fundamental limitation in the control of flatness when the rolling flatness is poor. The simple braces alone have limitations in controlling the rolling flatness other than lifting or deflecting the trailing end. This results in poor flatness after the end of cooling.
또한, 한국 특허 등록 제 660201호 "평판이 우수한 후판의 제조방법"에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 압연기에서 압연한 날판을 주수없이 가속냉각장치를 통과시켜 열간교정하고, 열간교정한 날판을 가속냉각장치의 전단으로 역방향 이송하고 정방향으로 재이송하면서 가속냉각하며, 가속냉각한 날판을 열간교정하는 방법을 채택하고 있다.In addition, in Korean Patent Registration No. 660201, "Method for manufacturing a thick plate having excellent flat plate", as shown in FIG. 4, the blade rolled in the rolling mill is hot-calibrated through an accelerated cooling device without pouring water, thereby accelerating the hot-calibrated blade. It adopts the method of accelerated cooling and hot-calibrating the accelerated cooling blade while conveying backward to the front of the cooling device and re-forwarding forward.
그런데, 상기한 경우에는 설비와 공정(리버싱)이 증가됨에 따라 생산성이 저하될 우려가 있었다.However, in the above-described case, there is a fear that productivity decreases as facilities and processes (reversing) are increased.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 냉각시작온도의 유지 및 제어가 용이하고 평탄도 향상을 통해 균일 냉각이 가능하도록 함과 아울러, 교정설비와 냉각설비의 공정을 단축할 수 있도록 한 후판의 제조방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and its object is to maintain and control the cooling start temperature and to allow uniform cooling through improved flatness, as well as the calibration and cooling facilities. The present invention provides a method for manufacturing a thick plate and an apparatus thereof, which can shorten the process.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 강판을 롤러 테이블을 통해 이송시켜 열간 압연기를 통해 압연한 후에, The present invention for achieving the above object is transferred to a steel sheet through a roller table and then rolled through a hot rolling mill,
상기 압연된 강판을 상,하로 이격되게 설치된 다수의 냉각수 분사노즐 사이에 교정기 롤러를 상,하로 배치한 냉각장치를 통과시켜서,By passing the rolled steel sheet through a cooling device arranged up and down, a straightener roller between a plurality of cooling water injection nozzles spaced up and down,
상기 강판이 상기 냉각장치의 냉각 도중에 교정작업이 같이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.The steel sheet is characterized in that the calibration work is performed during the cooling of the cooling device.
또한, 본 발명은 상기 냉각수 분사노즐들이 전기적으로 연결된 제어부를 통해 냉각수의 분사를 각각 제어하여 상기 냉각장치를 통과하는 강판의 냉각온도를 조절하는 것이다.In addition, the present invention is to control the cooling temperature of the steel sheet passing through the cooling device by controlling the injection of the cooling water through the control unit electrically connected to the cooling water injection nozzles.
본 발명의 다른 특징적인 요소로는, 롤러 테이블을 따라 이송되는 강판을 열간 압연하는 열간 압연기와,Another characteristic element of this invention is the hot rolling mill which hot-rolls the steel plate conveyed along a roller table,
상기 열간 압연기에 의해 압연된 강판을 냉각하기 위하여 상,하측에 서로 이격된 다수개의 냉각수 분사노즐을 가지며, 상기 냉각수 분사노즐들중 일부 사이에 교정기 롤러가 각각 설치되어 상기 강판을 교정하는 냉각장치를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to cool the steel sheet rolled by the hot rolling mill has a plurality of cooling water injection nozzles spaced apart from each other on the upper and lower sides, and a calibrator roller is provided between some of the cooling water injection nozzles respectively to correct the steel sheet Characterized in that provided.
상기 교정기 롤러는 상기 냉각장치의 중간 부위에 해당되는 상기 냉각수 분사노즐 사이에 교번적으로 설치된 것이다.The straightener rollers are alternately installed between the coolant injection nozzles corresponding to the intermediate portion of the cooling device.
상기 냉각수 분사노즐들에 각각 전기적으로 연결되고 상기 냉각수 분사노즐들의 냉각수 분사를 각각 제어하는 제어부를 더 구비한 것이다.And a control unit electrically connected to the cooling water injection nozzles and controlling the cooling water injection of the cooling water injection nozzles, respectively.
본 발명은 후판의 냉각과 교정이 동일 구간에서 같이 이루어지도록 한 후판의 제조방법 및 그 장치에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 냉각수에 의한 냉각작용과 교정기 롤러에 의한 교정작업이 같이 이루어지게 됨에 따라, 강판의 교정전 냉각시작온도를 제어할 수 있으며, 강판의 교정후 발생될 수 있는 비틀림이나 휨 현상을 억제하여 강판의 평탄도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공정 라인을 단축할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.The present invention relates to a method for manufacturing a thick plate and a device for allowing the plate to be cooled and calibrated in the same section, according to the present invention, the cooling operation by the coolant and the calibration operation by the straightener roller are performed together. As a result, it is possible to control the cooling start temperature before the correction of the steel sheet, and to improve the flatness of the steel sheet by shortening the warpage or warpage that may occur after the steel sheet correction, and also to shorten the process line. Has a useful effect.
또한, 제어부의 선택에 따라 교정중 냉각수를 분사하지 않는 항온 유지구간을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 냉각 온도를 미세 조절하여 금속의 조직을 미세 제어할 수 있다.In addition, according to the selection of the controller, not only the constant temperature maintaining section which does not spray the coolant during calibration can be formed, but also the fine structure of the metal can be finely controlled by finely controlling the cooling temperature.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 후판의 제조방법 및 그 장치는, 도 5를 참조하여 설명하되, 먼저 제조장치에 대해 설명하기로 한다.A method for manufacturing a thick plate according to the present invention and an apparatus thereof will be described with reference to FIG. 5, but first, a manufacturing apparatus will be described.
본 발명에 의한 후판의 제조장치는, 복수개의 압연 롤러(22)가 상,하로 배치되어 이송설비인 롤러 테이블(30)의 상측에 안착된 상태로 롤러 테이블(30)의 회전에 따라 이송되는 강판(10)을 열간 압연하는 열간 압연기(20)와, 열간 압연기(20)에 의해 압연된 강판(10)을 냉각수로 분사하여 냉각하도록 다수개의 냉각수 분사노즐(45)이 상,하로 서로 이격되게 배치되고 배치된 냉각수 분사노즐(45) 사이에 상,하로 배치되어 강판(10)을 교정하는 다수개의 교정기 롤러(50)를 구비한 냉각장치(40)로 구성된다.In the apparatus for manufacturing a thick plate according to the present invention, a plurality of
더 상세히 설명하면, 냉각장치(40)는 냉각장치 본체의 내부에 다수개의 냉각수 분사노즐(45)과 교정기 롤러(50)를 서로 교번적으로 배치하여 냉각수의 외부 비산을 방지하면서 강판(10)의 냉각과 교정이 같은 장소에서 이루어지도록 한 것이다.In more detail, the
바람직하게는, 교정기 롤러(50)는 강판(10)이 통과되는 상,하측에 각각 배치되고 냉각수 분사노즐(45)이 설치된 냉각장치(40)의 중간 부위에 배치되어 교정후 냉각수 분사에 의해 강판(10)의 마무리 냉각이 이루어지도록 한 것이다.Preferably, the
냉각수 분사노즐(45)은 밸브 형태로 구성되어 냉각수가 공급되는 냉각수 공급배관(미도시)을 통해 공급된 냉각수를 선택적으로 분사하도록 된 것이다.Cooling
또한, 냉각장치(40)는 각각의 냉각수 분사노즐(45)에 전기적으로 연결되어 개폐를 제어하는 제어부(70)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 제어부(70)는 강판(10)의 종류 및 성격에 따라 냉각수 분사노즐(45)을 선택적으로 개폐할 수 있다.In addition, the
이때, 제어부(70)는 냉각수 분사노즐(45)이 냉각수를 분사하지 않도록 함으로써, 교정중 냉각을 하지 않는 항온유지구간을 형성할 수 있다.In this case, the
이하에서는, 본 발명의 제조방법을 앞서 설명한 제조장치를 근거로 설명하기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described based on the manufacturing apparatus described above.
롤러 테이블(30)의 상측에 강판(10)을 안착시켜 열간 압연기(20)측을 통과시켜 열간 압연하고, 열간 압연된 강판(10)을 냉각장치(40)측으로 이송시켜 냉각수를 분사하여 냉각하고 교정기 롤러(50)로 교정하는 작업을 같이 수행한다.The
이때, 강판(10)측에 분사되는 냉각수에 의한 냉각작용과 교정기 롤러(50)에 의한 교정작업이 같이 이루어지게 됨에 따라, 강판(10)의 교정전 냉각시작온도를 제어할 수 있으며 강판(10)의 교정후 발생될 수 있는 비틀림이나 휨 현상을 억제하여 강판(10)의 평탄도를 향상시킬 수 있으며, 공정 라인을 단축할 수 있다.At this time, as the cooling operation by the coolant sprayed on the
또한, 제어부(70)에서 냉각수 분사노즐(45)측에 전기적 제어신호를 출력하여 각각의 냉각수 분사노즐(45)의 개폐동작을 제어함으로써, 강판(10)의 교정중에 냉각이 이루어지거나, 교정중 냉각을 하지 않는 항온유지구간을 형성하거나 냉각을 하더라도 일부 냉각수 노즐을 개방하여 강판(10)의 냉각온도를 조절하여 금속의 미세조직을 제어할 수도 있다.In addition, the
금속의 미세 조직을 사용자가 선택할 수 있으며, 일 예로 금속의 냉각 시간과 냉각 온도 구간에 따른 금속 조직의 변태를 나타낸 그래프인 도 6에서와 같이, Ⅰ의 경우에는 금속 조직이 냉각구간에서 페라이트와 펄라이트가 공존하게 되고, Ⅱ의 경우에는 금속 조직이 페라이트와 베이나이트, Ⅲ의 경우에는 베이나이트, Ⅳ 의 경우에는 베이나이트와 마르텐 사이트, Ⅴ의 급속한 냉각으로 인해 마르텐 사이트의 조직을 갖는다.The user can select the microstructure of the metal, for example, as shown in Figure 6, a graph showing the transformation of the metal structure according to the cooling time and the cooling temperature interval of the metal, in the case of I, the metal structure in the cooling section ferrite and pearlite In the case of II, the metal structure has ferrite and bainite, the bainite in III, bainite and martensite in IV, and martensite structure due to rapid cooling of V.
그리고 교정기 롤러(50)가 냉각장치(40)의 중간에 배치되어 있으므로, 교정이 완료된 강판(10)의 후방 마무리 냉각을 수행할 수 있다.And since the
이후에, 마무리 냉각이 완료된 강판(10)은 공지의 냉각상측으로 이송되어 절단기를 거쳐 절단되어 제품(후판)으로 완성되는 공지의 과정을 갖는다.Subsequently, the
도 1은 종래 가속 냉각기를 채택하는 후판 제조설비의 일 예를 보인 구성도.1 is a configuration diagram showing an example of a thick plate manufacturing equipment employing a conventional accelerated cooler.
도 2는 종래 열간교정기와 압연기가 일체로 형성된 후판 제조설비의 일 예를 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing an example of a thick plate manufacturing equipment formed with a conventional hot straightener and a rolling mill integrally.
도 3은 종래 후판 제조방법을 나타낸 개략도.3 is a schematic view showing a conventional thick plate manufacturing method.
도 4는 종래 후판 제조방법의 다른 예를 보인 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing another example of a conventional thick plate manufacturing method.
도 5는 본 발명에 따른 후판의 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도.Figure 5 is a schematic view showing a manufacturing apparatus of a thick plate according to the present invention.
도 6은 상온에서 금속의 냉각 온도 구간과 시간 흐름에 따른 금속 조직의 변태를 나타내기 위한 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the transformation of the metal structure over time and the cooling temperature section of the metal at room temperature.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 강판 20 : 열간 압연기10
22 : 압연 롤러 30 : 롤러 테이블22: rolling roller 30: roller table
40 : 냉각장치 45 : 냉각수 분사노즐40: cooling device 45: cooling water injection nozzle
50 : 교정기 롤러 70 : 제어부50: straightener roller 70: control unit
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