KR20120102740A - 슬래브 열간 압연 방법 및 열간 압연기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬래브(1), 특히 강재 슬래브를 열간 압연하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 슬래브(1)는 열간 압연기(2) 내에서 다양한 온도 조건에서 2회 이상의 성형 단계로 처리되고, 상기 슬래브(1)는 2회의 상기 유형의 성형 단계 사이에서 냉각된다. 열간 압연 시에 페라이트 형태의 조기 형성을 방지하기 위해, 본 발명에 따라서, 슬래브(1)의 냉각은, 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3, 4)들이 슬래브(1)의 중심 영역(5)보다 더 낮은 냉각 효율로 냉각되는 방식으로 이루어진다. 또한, 본 발명은 슬래브를 열간 압연하기 위한 열간 압연기(2)에 관한 것이다.

Description

슬래브 열간 압연 방법 및 열간 압연기{METHOD FOR HOT-ROLLING A SLAB AND HOT-ROLLING MILL}
본 발명은 슬래브, 특히 강재 슬래브를 열간 압연하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 슬래브는 열간 압연기 내에서 다양한 온도 조건에서 2회 이상의 성형 단계로 처리되고, 상기 슬래브는 2회의 상기 유형의 성형 단계 사이에서 냉각된다. 또한, 본 발명은 슬래브를 열간 압연하기 위한 열간 압연기에 관한 것이다.
슬래브의 열간 압연 공정은 종래 기술에서 충분히 공지되었다. 이 경우 바람직한 방법으로서는 다상 열간 압연 공정(multi-phase hot-rolling process)이 이용되며, 다른 한편으로 특별한 방법은 열 기계적 압연 공정(TM 방법)이다.
상기 방법의 전형적인 적용은 미소 합금강 소재로 열간 압연된 강재 스트립 또는 강판을 제조하는 것에 있다.
이 경우 목표는 열간 압연된 슬래브로 제조되는 재료의 높은 균질성이며, 다시 말하면 재료 특성은 재료 내부적으로 공간상 일정해야 한다. 이를 달성하기 위해, 열간 압연 공정 동안 슬래브의 내부적으로, 다시 말하면 중간 슬래브의 내부적으로, 결과적으로는 최종 제품에서 균일한 특성이 제공되게 하는 가능한 한 높은 온도 균일성이 요구된다.
열간 압연 시에 개별 압연 작동 단계들이 (열 기계적 압연 공정에서 전형적인 것처럼) 진행된다면, 개별 압연 단계들 사이에 일시 정지 단계(pause)들이 삽입되며, 이들 일시 정지 단계에서는 슬래브가 균일하게 더욱 낮은 신규 온도로 냉각된다. 목표 온도에 도달하면, 곧바로 후속 압연 단계가 개시된다. 이 경우 기술 측면에서 바람직하게는 중간 슬래브가 균일한 온도를 보유한다.
대기 시간 동안 슬래브의 측면 영역들은 슬래브의 코어보다 더욱 빠르게 냉각된다. 그 결과는 저온 상태의 가장자리이다. 이처럼 저온의 가장자리는 후속하는 압연 패스(rolling pass)들에서 문제가 될 수 있다. 또한, 그 결과로 최종 제품의 특성이 악화될 수 있다. 압연 단계들 간의 대기 시간은 슬래브 두께와 더불어 증가하기 때문에, 중간 슬래브가 두꺼운 경우 상기 문제는 특히 자주 확인된다.
그러므로 본 발명의 목적은 최초에 언급한 유형의 방법 및 대응하는 압연기에 있어서, 앞서 언급한 단점들이 방지되는 방식으로 상기 방법 및 압연기를 개량하는 것에 있다. 그에 따라 추가의 목적은 중간 슬래브 및 최종 제품의 높은 품질을 유지할 수 있게 하는 것에 있다. 또 다른 목적은, 첫 번째 슬래브 냉각 후에 열간 압연 공정을 최적의 조건에서 실행할 수 있도록 하는 것에 있다.
본 발명에 의한 상기 목적의 해결 방법은 방법에 따라, 슬래브의 측면 단부 영역들이 슬래브의 중심 영역보다 더욱 낮은 냉각 효율로 냉각되는 방식으로 슬래브의 능동 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
슬래브의 냉각은 바람직하게는 냉각 매체의 기능에 의해 이루어지되, 슬래브의 측면 단부 영역들은 냉각 매체로부터 적어도 부분적으로 차폐된다.
슬래브의 냉각은 중간 냉각 구조부 내에서, 또는 냉각 구역에서 이루어질 수 있다.
능동 냉각의 제어를 통해서는 경우에 따라 능동 냉각 단계 동안 오스테나이트 형태로부터 페라이트 형태로 바람직하지 못한 변환이 이루어지지 않게 하는 점이 보장된다.
이 경우 슬래브의 열간 압연 공정은 바람직하게는 다상 압연 공정, 특히 열 기계적 압연 공정이다.
슬래브를 열간 압연하기 위해 제안되는 열간 압연기는 2개 이상의 열간 압연 롤 스탠드를 포함하며, 이들 열간 압연 롤 스탠드 사이에, 또는 조압연 스탠드의 전방에는 내부에서 슬래브가 냉각될 수 있는 하나 이상의 냉각 스테이션이 배치된다. 상기 열간 압연기는, 냉각 스테이션이, 슬래브의 측면 단부 영역들이 슬래브의 중심 영역보다 더욱 낮은 냉각 효율로 냉각되도록 슬래브의 냉각이 이루어지는 방식으로 슬래브에 제공되는 냉각 효율이 슬래브의 폭에 걸쳐서 가변될 수 있게 하는 수단들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수단들은 바람직한 실시예에 따라 냉각 매체로부터 보호하기 위해 슬래브의 측면 단부 영역들을 덮을 수 있도록 형성되는 덮개 부재들이다.
또한, 상기 수단은 슬래브 상에 냉각 매체를 방출하기 위한 냉각 바(cooling bar)이며, 냉각 매체의 분사 제트 폭은 슬래브의 폭에 걸쳐서 조정될 수 있다.
냉각 스테이션은 바람직하게는 중간 냉각 구조부이거나 냉각 구역이다.
또한, 본 발명에 따라, 열간 압연 시에, 슬래브의 측면 영역들(가장자리들)이 냉각되지 않도록 구성되는 능동 중간 냉각이 실행된다. 따라서, 능동 냉각 공정 후에, 그리고 보상 시간 후에는, 냉각이 능동적으로, 또는 수동적으로(공기 중 냉각) 이루어지는지의 여부와 무관하게, 종래 방식으로 냉각되는 슬래브보다 더욱 균일한 온도 분포를 나타내는 슬래브를 얻게 된다.
열간 압연기는, 냉각 공정이 경우에 따라 연결된 온도 계산 장치에 의해, 페라이트 석출 온도의 하회가 방지될 수 있음으로써 경우에 따라 바람직하지 못한 페라이트 형태 형성이 배제될 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
마지막으로 열간 압연기는, 냉각 폭이 전기식 또는 기계식 장치에 의해 대응하는 냉각 폭으로 조정되는 것을 특징으로 한다.
도면에는 본 발명의 실시예들이 도시되어 있다.
도 1은 사이에 개재된 냉각 스테이션과 함께 2개의 열간 압연 롤 스탠드만이 도시되어 있는 열간 압연기를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 냉각 스테이션의 상부의 절반 부분에 대해 도 1에 따른 절단선 A-B를 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 대체되는 해결 방법으로서 냉각 스테이션의 상부의 절반 부분에 대해 도 1에 따른 절단선 A-B를 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에는 내부에서 슬래브(1)가 압연될 수 있는 열간 압연기(2)가 도시되어 있다. 이를 위해 다수의 열간 압연 롤 스탠드(8, 9)가 제공되되, 도 1에는 상기 스탠드 중 2개만이 도시되어 있다. 슬래브는 압연 시에 압연 방향(W)으로 이송되며, 이때 공지된 방식으로 압연된다. 슬래브는 압연 시에 열 기계적 가공 공정으로 처리된다.
그에 따라서 슬래브(1)는 제1 열간 압연 롤 스탠드(8)에서 두께가 압하된다. 스탠드(8)의 후방에서는 슬래브(1)가 냉각되되, 이를 위해 슬래브는 본원의 경우 중간 냉각 구조부로서 형성되는 냉각 스테이션(7)을 통해 안내된다.
그런 다음, 냉각 스테이션(7)의 후방에서는, 열간 압연 롤 스탠드(9)에서, 더욱 정확하게는 롤 스탠드(8)에서보다 더욱 낮은 온도 조건으로 슬래브(1)가 재차 압연된다.
냉각 스테이션(7) 내에서 슬래브(1)의 냉각은 본원의 경우 물의 형태인 냉각 매체(6)의 분사를 통해 이루어진다. 이를 위해 공지된 냉각 바(12)가 제공된다.
제1 구현예에 따른 슬래브(1)의 냉각이 이루어지는 방법은 도 2로부터 알 수 있다. 이에 따라 슬래브(1)는 냉각 바 아래에서 이송 방향(W)으로 냉각 매체(6)의 분사 제트 아래를 통과하여 이송되며[아래로부터도 마찬가지로 슬래브에 냉각 바로부터 냉각 매체가 분사된다(이는 도시되어 있지 않음)], 그럼으로써 슬래브(1)가 냉각된다. 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3 및 4)에서 냉각을 감소시키기 위해, 덮개 판(10 및 11)들이 제공되며, 이들 덮개 판은 양방향 화살표 방향으로 슬래브에서 충분히 큰 측면 영역이 냉각 매체(6)와 직접 접촉하지 않을 정도로 슬래브 중심의 방향으로 이동된다. 그에 반해 슬래브의 중심 영역(5)에는 냉각 매체의 완전한 냉각 효율이 제공된다.
덮개 판(10 및 11)들의 위치를 선택하는 것을 통해, 슬래브(1)의 측면 영역(3, 4)들이 어느 정도까지 보호되어야하는지에 대해 영향을 줄 수 있으며, 그럼으로써 언급한 파라미터의 선택을 통해 전체적으로 슬래브(1)의 폭에 걸쳐서 균일한 온도 분포가 보장될 수 있다. 슬래브의 폭과 위치는 냉각 스테이션(7)의 전방에서 이루어지는 슬래브의 최종 센터링 공정으로부터 알 수 있게 되고, 레벨(Level)-2로부터 전달될 수 있다. 덮개 판(10 및 11)들의 세팅 내지 포지셔닝은 그에 상응하게 이루어진다.
그럼에도 상대적으로 빠르면서도 그에 따라 경제적인 열간 압연 제조가 가능해지는데, 그 이유는 냉각 스테이션(7) 내 능동 냉각에 의해 슬래브(1)의 신속한 냉각 공정이 이루어질 수 있으며, 그럼으로써 스탠드(9) 내에서의 후속하는 추가의 열간 압연 공정이 곧바로 개시될 수 있기 때문이다.
본원의 개념의 또 다른 실시예는 도 3에 도시되어 있다. 이에 따라서는 슬래브(1)의 충분한 폭을 덮는 냉각 바(12)가 이용된다. 그러나 슬라이드 플레이트(10' 및 11')들도 냉각 바(12)에 제공된다. 이들 슬라이드 플레이트는 냉각 바(12)의 가장자리 영역과 특히 가장자리 영역에 위치하는 노즐들을 덮으며, 그럼으로써 냉각 분사 제트의 폭이 다소 크게 조정될 수 있게 된다. 이를 위해 슬라이드 플레이트(10', 11')들은 양방향 화살표의 방향으로 그에 상응하게 변위된다. 효과는 도 2에 따른 해결 방법에서와 동일하다. 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3, 4)들은 보다 적은 냉각 매체를 공급받으며, 그에 반해 중심 영역(5)에는 최대 냉각 효율이 제공된다.
다시 말해 슬래브의 가장자리는 능동 냉각 공정 동안 (냉각 구역에서처럼) 인출형 "서랍부"(moving-out drawer)에 의해 보호될 수 있거나(도 2에 따른 해결 방법 참조), 또는 항상 냉각 바들만 제어되면서 이들 냉각 바의 분사 패턴이 특히 특정한 슬래브 폭에 적합하게 구성되는 것을 통해 보호될 수 있다(도 3에 따른 해결 방법 참조).
물론 본 발명에 따른 개념의 또 다른 기술적 변형도 가능하다.
따라서 이동 슬래브(1)의 가장자리가 저온 상태인 문제가 방지되며, 요컨대 슬래브는 횡단면에 걸쳐서 균일한 온도를 보유하게 된다.
1: 슬래브
2: 열간 압연기
3: 슬래브의 측면 단부 영역
4: 슬래브의 측면 단부 영역
5: 슬래브의 중심 영역
6: 냉각 매체
7: 냉각 스테이션(중간 냉각 구조부)
8: 열간 압연 롤 스탠드
9: 열간 압연 롤 스탠드
10: 덮기 위한 수단
10': 덮기 위한 수단
11: 덮기 위한 수단
11': 덮기 위한 수단
12: 냉각 바(cooling bar)
W: 압연 방향

Claims (12)

  1. 슬래브(1), 특히 강재 슬래브를 열간 압연하기 위한 방법으로서, 상기 슬래브(1)는 열간 압연기(2) 내에서 다양한 온도 조건에서 2회 이상의 성형 단계로 처리되며, 상기 슬래브(1)는 2회의 상기 유형의 성형 단계 사이에서 능동적으로 냉각되는, 상기 열간 압연 방법에 있어서,
    슬래브(1)의 냉각은, 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3, 4)들이 슬래브(1)의 중심 영역(5)보다 더욱 낮은 냉각 효율로 냉각되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  2. 제1항에 있어서, 슬래브(1)의 냉각은 냉각 매체(6)의 기능에 의해 이루어지되, 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3, 4)들은 냉각 매체(6)로부터 적어도 부분적으로 차폐되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 슬래브(1)의 냉각은 중간 냉각 구조부(7) 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 슬래브(1)의 냉각은 냉각 구역에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 슬래브(1)의 열간 압연 공정은 다상 압연 공정, 특히 열 기계적 압연 공정인 것을 특징으로 하는 열간 압연 방법.
  6. 슬래브(1), 특히 강재 슬래브를 열간 압연하기 위한 열간 압연기(2)로서, 상기 열간 압연기(2)는 2개 이상의 열간 압연 롤 스탠드(8, 9)를 포함하며, 그리고 상기 열간 압연 롤 스탠드들 사이에, 또는 조압연 스탠드의 전방에는 내부에서 슬래브(1)가 냉각될 수 있는 하나 이상의 냉각 스테이션(7)이 배치되는, 상기 열간 압연기에 있어서,
    상기 냉각 스테이션(7)은, 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3, 4)들이 슬래브(1)의 중심 영역(5)보다 더욱 낮은 냉각 효율로 냉각되도록 슬래브(1)의 냉각이 이루어지는 방식으로 슬래브(1)에 제공되는 냉각 효율이 슬래브(1)의 폭에 걸쳐서 가변될 수 있게 하는 수단(10, 11; 10', 11', 12)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
  7. 제6항에 있어서, 수단(10, 11)들은 냉각 매체(6)로부터 보호하기 위해 슬래브(1)의 측면 단부 영역(3, 4)들을 덮을 수 있도록 형성되는 덮개 부재들인 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
  8. 제6항에 있어서, 수단(10', 11', 12)들은 슬래브(1) 상에 냉각 매체(6)를 방출하기 위한 냉각 바(12)이되, 냉각 매체(6)의 분사 제트 폭이 슬래브(1)의 폭에 걸쳐서 조정될 수 있는(10', 11') 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 스테이션(7)은 중간 냉각 구조부인 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 스테이션(7)은 냉각 구역인 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 공정이 경우에 따라 연결된 온도 계산 장치에 의해, 페라이트 석출 온도의 하회가 방지됨으로써 경우에 따라 바람직하지 못한 페라이트 형태 형성이 배제될 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 폭이 전기식 또는 기계식 장치에 의해 대응하는 냉각 폭으로 조정되는 것을 특징으로 하는 열간 압연기.
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