KR20100026974A - 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치 - Google Patents

연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 전기로 및 고로에서 정련된 용강을 연속주조에 의해 슬라브로 만든 후 재가열하고 열간 압연하여 열연강판으로 제조하는 슬라브 캐스팅 공정과; 상기 슬라브 캐스팅 공정 실시 후 상기 열연강판을 밀폐오븐을 통해 블랭크로 이송하여 블랭킹하는 블랭킹 공정과; 상기 블랭킹 공정 후 프레스 금형으로 이송하여 프레스 성형하는 프레스 경화 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 열간압연시 나오는 고온의 강판을 바로 프레스 경화 공정에 투입하므로 추가적인 재가열 공정이 요구되지 않아 공정단순화를 통한 원가절감의 효과를 기대할 수 있는 이점이 있다.
프레스 경화용 부품, 공정 일체화

Description

연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치{Press hardening method constituted continuous process, and apparatus}
본 발명은 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정이 단순화되도록 열간압연 및 프레스 경화 공정을 일체화하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
자동차용 부품에 사용되는 일반 가공용 강판은 강도가 상승하면 성형성이 낮아지는 것이 일반적이므로 복잡하고 성형량이 많은 부품에는 강도가 낮으면서 연신율이 높은 강판을 주로 사용하게 된다. 그 결과 최종 부품의 강도가 낮고, 강성확보를 위해 소재 두께를 증가시키게 되어 부품의 중량이 증가한다. 이를 해결하기 위해 프레스 경화용 부품이 적용된다.
프레스 경화 부품의 제조방법은, 보론(B) 성분을 첨가하여 경화능을 향상시킨 강재를 Ac3 변태점 이상인 900℃ 정도의 고온으로 가열하여 완전 오스테나이트화시킨 다음, 이 강판을 프레스 금형에서 한 번에 부품형상으로 고온성형하면서 급속냉각을 통해 마르텐사이트화하여 고강도 자동차 부품을 제조하는 공법이다.
주지된 바와 같이, 강판은 고온으로 가열되면 연성이 좋아지기 때문에 냉간 가공된 강판에 비해 성형성이 우수하고 그 강도(1400MPa)가 아주 높아 자동차의 경량화에 크게 기여할 수 있으며, 또한 가공 후 형상변형(Springback)이 거의 없어서 성형이 어려운 초고강도 요구 부품에 적용된다.
프레스 경화 공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 권취된 열연강판 코일(C)로부터 경화되기 전의 블랭크(B)가 직선형 가열로(O)를 통해 재가열된 후에, 로봇(R)을 통해 프레스(P)측으로 이송되어 프레스 성형되는 공정들로 구성된다.(고온성형)
그리고, 종래 프레스 경화 공정에 공급하는 열연강판은 전기로 및 고로에서 나온 용탕을 연속주조에 의해 슬라브로 만든 후 재가열하여 연성이 좋은 오스테나이트 변태온도 이상(약 1100℃)에서 압연한 후, 고압 냉각수에 의해서 스케일을 제거하면서 원하는 치수와 형태로 만들고 냉각과정을 거쳐 코일형태로 제조된다.(슬라브캐스팅)
그런데, 상술한 프레스 경화용 부품의 제조 방법은 열연강판 제조 공정과 프레스 경화 공정이 분리되어 있어 프레스 경화 공정에 앞서 재가열과 냉각이라는 공정이 추가되고, 이로 인해 생산비용 및 공정시간 측면에서 불리한 문제점이 있다.
즉, 종래의 프레스 경화용 부품의 제조 방법은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, (a)용탕 제조 - (b)연속주조 - (c)슬라브 제조 - (d)슬라브 재가열 - (e)열간압연 - (f)권취 과정 순으로 진행되는 슬라브캐스팅 공정을 통해 제조된 열연강판을 이용하여 (g)블랭킹 - (h)강판 재가열 - (i)성형 - (j)냉각 - (k)완부품(고강도 부품)제조 과정 순으로 프레스 경화 공정을 진행하게 되므로 강판 재가열 강치가 반드시 수단 되어야 하고, 작업시간도 길어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 프레스 경화용 부품의 제조과정에서 열간압연에 연속하여 프레스 경화 공정이 이루어지도록 열간압연 및 프레스 경화 공정라인을 일체화하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전기로 및 고로에서 정련된 용강을 연속주조에 의해 슬라브로 만든 후 재가열하고 열간 압연하여 열연강판으로 제조하는 슬라브 캐스팅 공정과; 상기 슬라브 캐스팅 공정 실시 후 상기 열연강판을 밀폐오븐을 통해 블랭크로 이송하여 블랭킹하는 블랭킹 공정과; 상기 블랭킹 공정 후 프레스 금형으로 이송하여 프레스 성형하는 프레스 경화 공정;을 포함한다.
전기로 및 고로에서 정련된 용강을 연속주조에 의해 열연강판으로 제조하는 박슬라브캐스팅 또는 스트립캐스팅 공정과; 상기 박슬라브캐스팅 또는 스트립캐스팅 공정 실시 후 밀폐오븐을 통해 상기 열연강판을 블랭크로 이송하여 블랭킹하는 블랭킹 공정과; 상기 블랭킹 공정 후 상기 열연강판을 상기 밀폐오븐의 출구에 배치된 프레스 금형으로 이송하여 프레스 성형하는 프레스 경화 공정;을 포함한다.
상기 열연강판의 블랭킹 공정은 고로 또는 전기로로부터 열풍을 공급받는 밀폐오븐 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진다.
상기 밀폐오븐 내부의 온도는 상기 열연강판의 온도가 오스테나이트영역으로 유지되게 1000~1200℃범위로 유지한다.
상기 프레스 경화 공정에서 프레스 성형된 강판은 조직이 마르텐사이트가 되도록 냉각한다.
상기 프레스 금형의 이상 발생시, 상기 열연강판의 이송 경로로 변경하는 경로변경공정을 포함한다.
상기 경로변경공정은 감지부가 프레스 금형의 이상을 감지하는 단계와, 제어부가 상기 감지부가 감지한 신호를 인가받아 프레스 금형에 이상이 발생했는지 여부를 판단하고 이상 발생시 비상절단기와 유도롤러를 구동시켜 열연강판의 이송 경로를 변경하는 단계와, 이송 경로가 변경된 열연강판을 권취하는 단계를 포함한다.
상기 프레스 금형의 이상 발생시, 블랭킹 된 열연강판을 연속적으로 프레스 성형할 수 있도록 복수의 프레스 금형을 운용하며, 상기 블랭킹 된 열연강판은 상기 프레스 금형의 이상을 감지한 감지부의 신호를 인가받은 제어부의 판단에 의해 이송 방향이 결정된 후, 상기 밀폐오븐 출측과 상기 프레스 금형 사이에 배치되는 고속이송장치를 통해 해당 프레스 금형으로 공급된다.
열연강판을 제조하는 슬라브 캐스팅 설비와; 상기 슬라브 캐스팅 설비의 압연기 출측에 배치되어 열연강판을 일정크기로 블랭킹하는 블랭크와; 상기 블랭크의 출측에 상, 하부 금형이 상하로 배치되어 블랭킹된 열연강판을 고온 성형하는 프레스 금형과; 상기 블랭크가 내부에 위치되게 상기 압연기의 출측과 상기 프레스 금형 사이에 설치되고, 내부를 통과하는 상기 열연강판의 온도가 오스테나이트 영역 으로 유지되게 고로 또는 전기로의 공기통로에 연결되는 밀폐오븐;을 포함한다.
상기 밀폐오븐은 입구와 출구를 구비하며 내부에는 상기 열연강판이 이송되도록 입구에서 출구 방향으로 연장 설치된 이송라인이 구비된다.
상기 압연기의 출측과 상기 밀폐오븐 사이에는 상기 프레스 금형의 이상 발생시 열연강판의 이송 경로를 상기 압연기 출측 하부로 유도하는 유도롤러와, 상기 유도롤러에 의해 하부로 유도된 열연강판을 권취하는 권취기가 구비된다.
상기 프레스 금형은 복수개가 구비되며, 상기 밀폐오븐 출측과 상기 프레스 금형 사이에는 상기 밀폐오븐 출측으로 배출된 열연강판을 각각의 프레스 금형으로 이송하기 위한 고속이송장치가 구비된다.
본 발명은 강판제조시 수반되는 열간압연 이후의 냉각 및 권취 공정을 생략하고, 열간압연시의 온도를 고온으로 유지하여 미세조직 변태 전에 강판이 프레스 경화 공정에 공급되도록 한다. 그리고 프레스 성형 후에는 냉각속도 제어를 통하여 고강도의 부품제조가 가능하도록 한다.
상술한 방법은 열간압연시 나오는 고온의 강판을 바로 프레스 경화 공정에 투입하므로 추가적인 재가열 공정이 요구되지 않는다. 따라서 공정단순화를 통한 원가절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 열연강판의 냉각 및 권취, 재가열을 위한 별도의 설비를 구비하지 않아도 되므로 생산비가 절감되고, 열간압연에 이어 프레스 경화 공정이 연속적으로 이루어지므로 생산성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 프레스 금형의 이상 발생에 대비한 구성이 구비되어 연속공정이 연속하여 진행될 수 있으므로 생산 효율성이 증대되는 효과가 있다.
이하 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법 및 그 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 프레스 경화 방법은, 전기로 및 고로에서 정련된 용강을 연속주조에 의해 슬라브로 만든 후 재가열하고 열간 압연하여 열연강판으로 제조하는 슬라브캐스팅 공정과; 상기 슬라브캐스팅 공정에서 제조된 열연강판을 이송하여 블랭킹하고 프레스 성형하는 프레스 경화 공정;이 연속적으로 이루어지도록 하는 것이다.
이를 위하여 슬라브캐스팅 공정과 프레스 경화 공정은 연속 라인으로 구성되며, 열연강판을 제조하는 슬라브캐스팅 설비의 출측에는 냉각과 권취를 위한 설비 대신 열연강판을 일정 폭으로 절단하는 블랭크(B)와 고온 성형기인 프레스 금형(P)을 배치한다. 참고로, 프레스 금형(P)은 상, 하부 금형을 채용하며, 열연강판의 표면 조직 경화를 위해 냉각수가 상, 하부 금형에 각각 마련된 일련의 구성으로 되어 있다.
상술한 구성에 의해 슬라브캐스팅 공정은 (a)용탕 제조 - (b)연속주조 - (c)슬라브 제조 - (d)슬라브 재가열 - (e)열간압연 과정 순으로 진행되고, 프레스 경화 공정은 (f)블랭킹 - (g)성형 - (h)냉각 - (i)완부품 제조 과정 순으로 진행된다. 두 공정은 연속하여 진행되며 각 공정과 공정시 변화되는 온도는 도 3과 도 4 에 도시된 바와 같다.
상기 과정에 의해, 슬라브 캐스팅 설비에서 최종 열간압연된 열연강판(S)은 블랭크(B)로 이송되어 일정 폭으로 절단되고 연속하여 프레스 금형(P)측으로 이송되어 프레스 성형되는 공정이 연속하여 진행된다.
프레스 성형은 고온성형으로, 열연강판을 연성이 좋은 오스테나이트 변태온도 이상에서 실시해야 하므로 압연공정시 열연강판의 온도가 프레스 성형 공정에서도 유지될 수 있도록 밀폐오븐(M) 내에서 실시한다.
압연과 블랭킹 공정은 프레스 성형의 전단계로, 압연과 블랭킹 공정에서 열연강판(S)이 대기 중에 노출되면 초당 20℃정도의 냉각이 발생되고, 블랭킹 공정이 종료된 후 프레스 성형시 오스테나이트 변태온도가 낮아 열연강판의 성형성이 떨어지게 된다. 따라서 프레스 성형 전 과정에서 밀폐구간을 둘 필요가 있다. 또한, 밀폐구간은 열연강판의 산화를 방지하는 역할도 한다.
도 6에서 보듯이, 밀폐오븐(M)의 내부에는 일정 크기의 내부공간이 형성되고, 상기 내부공간은 입구 및 출구를 통해서 외부와 연통된다. 상기 내부공간에는 입구 및 출구 방향으로 연장되는 이송라인(L)이 설치되어 있어 열연강판이 입구에서 출구방향으로 이송될 수 있도록 구성된다.
밀폐오븐(L)의 온도는 전기로 또는 고로에서 나오는 고온의 공기를 송풍하여 유지되며 열간압연시 온도를 1000℃이상으로 보았을 때 프레스 성형 시점에서 블랭킹된 열연강판 즉, 열연강판 블랭크(S1)의 온도가 900℃이상으로 유지되게 1000~1200℃로 유지한다. 이는 블랭킹 공정에서 프레스 성형 공정까지 열연강판의 이동시간이 대략 8초로 이 시간 동안 열연강판의 냉각이 이루어지는 점을 고려한 것이다.
하지만 프레스 성형 설비의 규격과 열연강판의 폭 및 두께에 따라 열연강판의 이동시간 및 냉각에 차이가 발생할 수 있으므로 이를 고려하여 밀폐오븐(M) 내부의 온도를 조절할 수 있다. 이를 위하여 밀폐오븐(M)은 고로 또는 전기로의 공기통로(10)에 연결되어 내부공간으로 고온의 공기가 일정하게 공급될 수 있도록 되어 있다.
한편, 본 발명은 연속공정으로 이루어지므로 프레스 금형의 이상 발생에 대비한 구성을 둔다.
첫번째 대안으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 압연기(R) 출측과 밀폐오븐(M) 사이 하부에 권취기(20)가 구비된다. 권취기(20)는 프레스 금형(P)의 이상 발생시 열연강판을 블랭킹 하지 않고 감아 줄 수 있는 구성이다.
권취기(20)의 상부로는 열연강판(S)을 밀폐오븐(M)이 아닌 권취기(20)로 유도하기 위한 유도롤러(21,23)가 구비된다.
유도롤러(21,23)는 상부유도롤러(21)와 하부유도롤러(23)로 구성된다. 상부유도롤러(21)는 하부유도롤러(23)에 대해 상하 이동가능하게 구비되어, 프레스 금형이 정상적으로 동작되는 경우에는 상승하여 열간압연된 열연강판(S)이 밀폐오븐(M) 내부로 자연스럽게 이동될 수 있도록 하고, 프레스 금형(P)의 이상이 발생되는 경우에는 하강하여 열연강판(S)의 이송 경로를 밀폐오븐(M)이 아닌 권취기(20)로 유도한다.
참고로, 상부유도롤러(21)는 외부의 구동원 또는 유압에 의해 상하 이동 가능하다.
프레스 금형(P)의 이상 발생을 감지하기 위한 감지부(25)가 구비된다. 감지부(25)는 프레스 금형(25)과 근접한 위치에 설치되어 프레스 금형(25)의 이상 발생을 감지하게 된다. 감지부(25)는 일반적인 센서로 통상적으로 널리 사용되는 것이다. 그리고 프레스 금형(P)의 이상 발생에 대한 감지부(25)의 신호는 제어부(27)에 전달된다.
제어부(27)는 감지부(25)의 감지신호를 인가받아 프레스 금형(P)에 이상이 발생했다고 판단되면 상부유도롤러(21)를 하부유도롤러(23) 위치까지 하강시켜 압연된 열연강판(S)을 하부로 유도하여 권취기(20)에서 권취되도록 제어한다.
압연기(R) 출측과 유도롤러(21,23) 사이에는 비상절단기(29)가 구비된다. 비상절단기(29)는 상부유도롤러(21) 하강시 이송중인 열연강판(S)을 절단하는 역할을 한다. 이는 압연된 열연강판(S)을 하부로 유도하여 권취기(20)에서 권취하기 위해서는 이송중인 열연강판(S)의 절단과정이 필요하기 때문이다.
즉, 본 발명은 프레스 금형(P)의 이상 발생시, 열연강판(S)의 이송 경로로 변경하는 경로변경공정을 포함한다.
경로변경공정은 감지부(25)가 프레스 금형(P)의 이상을 감지하고 신호를 출력하는 단계와, 제어부(27)가 감지부(25)가 감지한 신호를 인가받아 프레스 금형(P)에 이상이 발생했는지 여부를 판단하고 이상 발생시 비상절단기(29)와 유도롤러(21,23)를 구동시켜 열연강판(S)의 이송 경로를 변경하는 단계와, 이송 경로가 변경된 열연강판(S)을 권취하는 단계를 포함한다.
참고로, 도 7의 도면부호 28은 열연강판 블랭크(S1)를 프레스 금형(P)로 이송하는 로봇이다. 본 실시예에서는 열연강판 블랭크(S1)를 로봇을 이용하여 프레스 금형(P)에 공급하는 것으로 도시하였으나 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 로봇 없이 롤러를 프레스 금형(P)까지 연결하여 연속라인으로 구성할 수도 있다.
두번째 대안으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 프레스 금형(P1,P2,P3)을 운용한다. 예컨데, 이는 하나의 프레스 금형(P1)에 이상이 발생되면 밀폐오븐(M)의 출구로 인출된 열연강판 블랭크(S1)를 이상이 발생하지 않은 프레스 금형(P2,P3)으로 분배하여 프레스 성형을 연속적으로 수행하도록 하기 위함이다.
밀폐오븐(M)과 프레스 금형(P1,P2,P3) 사이에는 고속이송장치(30)가 구비된다. 고속이송장치(30)는 밀폐오븐(M)의 출구로 인출된 열연강판 블랭크(S1)을 복수의 프레스 금형(P1,P2,P3) 중 어느 하나의 프레스 금형으로 이송하기 위한 장치이다.
고속이송장치(30)는 주라인(31)과, 주라인(31)으로부터 분기된 보조라인(33)을 구비한다. 주라인(31)과 보조라인(33)은 예컨데 다수의 롤러로 이루어지며, 주라인(31)의 경우에는 롤러가 정방향 또는 역방향으로 회전하여 열연강판 블랭크(S1)를 각각의 보조라인(33)측으로 이송한다.
그리고, 보조라인(33)측으로 이송된 열연강판 블랭크(S1)은 프레스 금형의 상, 하형 금형사이로 이송되어 프레스 성형된다. 이때, 보조라인(33)의 단부에 로봇을 구비하여 이송된 열연강판 블랭크(S1)을 프레스 금형(P1,P2,P3)의 상, 하형 금형사이로 이송할 수도 있다.
프레스 금형(P1,P2,P3)의 이상 발생을 감지하기 위한 감지부(35)가 구비된다. 감지부(35)는 프레스 금형(P1,P2,P3)과 근접한 위치에 설치되어 프레스 금형(P1,P2,P3)의 이상 발생을 감지하게 된다. 감지부(35)는 일반적인 센서로 통상적으로 널리 사용되는 것이다. 그리고 프레스 금형(P1,P2,P3)의 이상 발생에 대한 감지부(35)의 신호는 제어부(39)에 전달된다.
제어부(39)는 감지부(35)의 감지신호를 인가받아 밀폐오븐(M)의 출구로 인출된 열연강판 블랭크(S1)의 이송방향을 결정한 후 고속이송장치(30)의 작동을 제어한다.
구체적으로, 제어부(39)는 감지부(35)의 감지신호를 인가받아 프레스 금형(P1)에 이상이 발생했다고 판단되면, 이상이 발생하지 않은 나머지 프레스 금형(P2,P3)으로 열연강판 블랭크(S1)를 분배되도록 고속이송장치(30)의 작동을 제어한다.
두번째 대안을 채택하는 경우에는 열연강판 블랭크(S1)의 이송속도에 따라 프레스 금형(P1,P2,P3)을 가변적으로 운용하여 열연강판 블랭크(S1)의 온도를 고온으로 유지하기에 유리하다.
그리고, 복수의 프레스 금형(P1,P2,P3) 중 어느 하나의 프레스 금형(P1)에 이상이 발생하더라도 슬라브 캐스팅 설비에서 최종 열간압연된 열연강판(S)은 블랭크(B)로 이송되어 일정 폭으로 절단되고 연속하여 나머지 프레스 금형(P2,P3)측으로 이송되어 프레스 성형되는 공정이 연속하여 진행될 수 있다.
프레스 성형이 된 열연강판은 도 9에 도시된, CCT곡선에서 강도가 낮은 페라이트, 펄라이트 변태곡선을 지나지 않도록 수냉하여 열연강판의 조직이 마르텐사이트가 되도록 한다.
한편, 상술한 프레스 경화 방법은 슬라브캐스팅뿐 아니라 압연라인이 짧은 박슬라브(Thin slab)캐스팅, 스트립(Strip)캐스팅 설비에도 적용된다.
박슬라브캐스팅과 스트립캐스팅에 적용되는 경우 프레스 경화용 부품의 제조 공정은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, (a)용탕제조 - (b)연속주조 - (c)열연강판 - (d)블랭킹 - (e)성형 - (f)냉각의 과정 순으로 진행되며, 기존의 슬라브 제조와 슬라브 재가열, 권취 및 프레스 성형을 위한 열연강판 재가열 과정이 생략된다.
이하 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법의 작용을 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 6를 참조하면서, 프레스 경화용 부품을 제조하는 과정을 설명하기로 한다.
우선, 연속주조된 슬라브의 열간압연이 이루어지면, 압연된 열연강판(S)은 밀폐오븐(M) 내로 이송된다. 밀폐오븐에 장입된 열연강판은 이송라인을 통해 블랭크(B)측으로 이송되고 일정크기로 블랭킹(절단)된다. 블랭킹된 열연강판(S1)은 연속적으로 이송된 후 밀폐오븐(M)의 출구측으로 인출된다.
이때, 밀폐오븐(M)의 내부온도는 대략 1000℃로 프레스 성형시까지 열연강판의 온도를 오스테나이트영역으로 유지하는 역할을 한다. 밀폐오븐(M)이 설치된 구 간은 슬라브캐스팅과 박슬라브캐스팅/스트립캐스팅의 열간압연 공정의 온도를 고려하여 위치의 차이를 둘 수 있다.(도 10 및 도 11 참조)
이후, 밀폐오븐(M)의 출구로 인출된 열연강판 블랭크(S1)는 프레스 금형의 상,하형 금형 사이로 이송되어 프레스 성형을 통해 완제품(S2)으로 제조된다. 프레스 성형된 열연강판은 수냉을 통해 조직이 강도가 높은 마르텐사이트가 되도록 한다.
상술한 과정에 의해 제조된 프레스 경화용 부품은 실험결과, 도 12에 도시된 마르텐사이트 조직을 갖는 것이 확인되었다.
이와 같은 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법은, 슬라브캐스팅 설비 및 박슬라브캐스팅 설비/ 스트립캐스팅 설비의 출측에 프레스 경화 공정을 위한 블랭크, 프레스 금형을 연속라인으로 구성함으로써 프레스 경화용 부품의 제조공정을 연속라인으로 만들어 공정을 단순화한다.
그에 따라, 열간압연 후 냉각하여 코일로 권취하는 공정과 프레스 성형을 위해 열연강판을 재가열하는 공정이 생략된다. 여기서, 재가열 공정이 생략되더라도 열간압연 후 열연강판이 프레스 성형되기 전까지의 온도를 밀폐오븐을 통해서 오스테나이트 변태온도 이상으로 유지하므로 고강도의 부품제조가 가능하다.
한편, 프레스 금형(P)에 이상이 발생되는 경우에는 상부유도롤러(21)를 하부유도롤러(23) 위치까지 하강시켜 압연된 열연강판(S)을 하부로 유도하여 권취기(20)에서 권취하여 프레스 금형의 이상 발생에 대비할 수 있다.
또한, 복수개의 프레스 금형(P1,P2,P3)을 구비하여 어느 하나의 금형(P1)에 이상이 발생하더라도 나머지 프레스 금형(P2,P3)측으로 이송되어 프레스 성형되는 공정이 연속하여 진행될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 프레스 경화 공정을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2 및 도 3는 종래 프레스 경화 방법을 나타낸 공정도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법을 나타낸 공정도.
도 6는 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치의 바람직한 실시예가 채용된 밀폐오븐의 구성을 보인 개략도.
도 7는 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치의 다른 실시예가 채용된 밀폐오븐의 구성을 보인 개략도.
도 8은 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치의 또 다른 실시예가 채용된 밀폐오븐의 구성을 보인 개략도.
도 9는 본 발명의 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법에서 성형 및 냉각에 따른 온도변화를 나타낸 CCT곡선.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도.
도 12는 본 발명에 의해 제조된 프레스 경화형 부품의 조직사진.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
B:블랭크 P:프레스 금형
M:밀폐오븐 S,S1,S2:강판
L:이송라인 10:공기통로
20:권취기 21,23:상,하부유도롤러
27:제어부 P1,P2,P3:프레스 금형
30:고속이송장치 31:주라인
33:보조라인 35:감지부
R:압연기

Claims (12)

  1. 전기로 및 고로에서 정련된 용강을 연속주조에 의해 슬라브로 만든 후 재가열하고 열간 압연하여 열연강판으로 제조하는 슬라브 캐스팅 공정과;
    상기 슬라브 캐스팅 공정 실시 후 상기 열연강판을 밀폐오븐을 통해 블랭크로 이송하여 블랭킹하는 블랭킹 공정과;
    상기 블랭킹 공정 후 프레스 금형으로 이송하여 프레스 성형하는 프레스 경화 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  2. 전기로 및 고로에서 정련된 용강을 연속주조에 의해 열연강판으로 제조하는 박슬라브캐스팅 또는 스트립캐스팅 공정과;
    상기 박슬라브캐스팅 또는 스트립캐스팅 공정 실시 후 밀폐오븐을 통해 상기 열연강판을 블랭크로 이송하여 블랭킹하는 블랭킹 공정과;
    상기 블랭킹 공정 후 상기 열연강판을 상기 밀폐오븐의 출구에 배치된 프레스 금형으로 이송하여 프레스 성형하는 프레스 경화 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 열연강판의 블랭킹 공정은 고로 또는 전기로로부터 열풍을 공급받는 밀 폐오븐 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 밀폐오븐 내부의 온도는 상기 열연강판의 온도가 오스테나이트영역으로 유지되게 1000~1200℃범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 프레스 경화 공정에서 프레스 성형된 강판은 조직이 마르텐사이트가 되도록 냉각하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프레스 금형의 이상 발생시, 상기 열연강판의 이송 경로로 변경하는 경로변경공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 경로변경공정은
    감지부가 프레스 금형의 이상을 감지하고 신호를 출력하는 단계와,
    제어부가 상기 감지부가 감지한 신호를 인가받아 프레스 금형에 이상이 발생했는지 여부를 판단하고 이상 발생시 비상절단기와 유도롤러를 구동시켜 열연강판의 이송 경로를 변경하는 단계와,
    이송 경로가 변경된 열연강판을 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프레스 금형의 이상 발생시, 블랭킹 된 열연강판을 연속적으로 프레스 성형할 수 있도록 복수의 프레스 금형을 운용하며,
    상기 블랭킹 된 열연강판은 상기 프레스 금형의 이상을 감지한 감지부의 신호를 인가받은 제어부의 판단에 의해 이송 방향이 결정된 후, 상기 밀폐오븐 출측과 상기 프레스 금형 사이에 배치되는 고속이송장치를 통해 해당 프레스 금형으로 공급되는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 방법.
  9. 열연강판을 제조하는 슬라브 캐스팅 설비와;
    상기 슬라브 캐스팅 설비의 압연기 출측에 배치되어 열연강판을 일정크기로 블랭킹하는 블랭크와;
    상기 블랭크의 출측에 상, 하부 금형이 상하로 배치되어 블랭킹된 열연강판을 고온 성형하는 프레스 금형과;
    상기 블랭크가 내부에 위치되게 상기 압연기의 출측과 상기 프레스 금형 사 이에 설치되고, 내부를 통과하는 상기 열연강판의 온도가 오스테나이트 영역으로 유지되게 고로 또는 전기로의 공기통로에 연결되는 밀폐오븐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 밀폐오븐은 입구와 출구를 구비하며 내부에는 상기 열연강판이 이송되도록 입구에서 출구 방향으로 연장 설치된 이송라인이 구비되는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 압연기의 출측과 상기 밀폐오븐 사이에는 상기 프레스 금형의 이상 발생시 열연강판의 이송 경로를 상기 압연기 출측 하부로 유도하는 유도롤러와,
    상기 유도롤러에 의해 하부로 유도된 열연강판을 권취하는 권취기가 구비되는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 프레스 금형은 복수개가 구비되며,
    상기 밀폐오븐 출측과 상기 프레스 금형 사이에는 상기 밀폐오븐 출측으로 배출된 열연강판을 각각의 프레스 금형으로 이송하기 위한 고속이송장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 연속공정으로 이루어진 프레스 경화 장치.
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