KR20160123276A - 냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속의 압력 처리 분야에 관한 것으로 냉간 압연 스트립의 준비시 사용될 수 있다. 본 발명에 의해 해결된 문제점은 냉간 압연을 위한 반가공의 압연 스톡의 준비시 산세척 작업을 배제할 수 있다는 것이다. 산세척의 사용 없이 반가공의 압연 스톡의 표면의 완전한 디스케일링은 압축에 대한 그리고 압축 대 변형 구역 길이의 비율에 대해 예정된 값에 따라 압연기의 롤들로 반가공의 압연 스톡의 예비 냉간 압연을 수행함으로써 제공된다. 압연은 두 개의 연속적으로 장착되는 압연기 중 하나에서 수행될 수 있다.

Description

냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법{METHOD FOR PREPARING HOT-ROLLED SEMIFINISHED STEEL ROLLED STOCK FOR COLD ROLLING}

본 발명은 금속의 압력 처리에 관한 것으로 냉간 압연된 강재 스트립의 준비시 냉각 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡의 준비시 사용될 수 있다.

냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법이 공지되며, 상기 방법은 스트립의 계획 톤수에 따라 2 내지 4%의 한계 내의 미리 결정된 압축성과 미리 결정된 경도 및 표면 거칠기를 가지는 스킨 패스 압연기 롤(roll)들로 상기 스톡의 예비 냉간 압연 및 후속하는 산세척(pickling)을 포함한다(2002년 6월 20일에 발간된, RU 2183516호).

냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법이 공지되며, 이 방법은 이러한 롤들의 드럼의 규정된 표면 거칠기 매개변수 및 열간 스트립이 코일로 롤링되는 온도의 상승으로 증가하는, 상대적 압축성이 2 내지 8%인, 프로파일 라인의 최대 밀도에 따른 스킨 패스 압연기 롤들로 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하고 후속하여 산세척하는 것을 포함한다(2012년 7월 24일에 발간된 RU 2492006호).

열거되고 공지된 방법의 공통 단점은 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 반가공의 압연 스톡의 표면의 스케일링(scale) 및 완전한 디스케일링(de-scaling)의 충분한 기계적 파괴를 하지 않아서 반가공의 압연 스톡을 후속하여 산세척하는 것이 필요하다는 점에 있다.

본 발명의 요지와 가장 근접한 종래 기술은 압축성이 3 내지 8%인 스킨 패스 압연기 롤들로 이의 예비적 냉간 압연 및 후속하는 산세척을 포함하는 냉간 압연을 위한 열간 압연 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법이다(P.I. Polukhin 등에 의한 책, Prokatnoe proizvodstvo , Moscow, "Metallurgia", 1982년 485 내지 487쪽 참조)-이는 가장 관련된 종래 기술이다.

가장 관련된 종래 기술뿐만 아니라 다른 종래 기술의 단점은 이의 예비 냉간 압연 동안 반가공의 압연 스톡의 표면의 스케일 및 완전한 디스케일링의 불충분한 기계적 파괴이며, 이는 반가공의 압연 스톡의 후속한 산세척을 회피하는 것을 불가능하게 한다.

본 발명의 기본을 형성하는 기술적 과제는 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 동안 반가공의 압연 스톡 표면의 완전한 디스케일링이며, 이는 열간 압연된 반가공의 압연 스톡의 환경적으로 위험한 산세척 공정 및 이의 비용을 회피하는 것을 가능하게 한다.

기술적 결과는 아래와 같이 달성된다: 냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법은 미리 결정된 압축성을 가진 압연기의 롤들로 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것을 포함한다. 신규성은 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 압축 대 변형 구역 길이의 비율이 3.8±0.5%/mm이고 압축성이 12 내지 35%인 압연기 롤들로 수행되는 것이다. 지시 매개변수에 의한 롤링은 유리하게는 두 개의 연속적으로 장착된 압연기들 중 하나의 롤들로 수행된다. 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연할 때 반가공의 압연 스톡의 표면과 압연기 롤들 사이에 작동 그리스 (operating grease)를 도포하는 것이 유리하다. 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연한 후, 반가공의 압연 스톡이 코일로 감겨지는 추가 기술이 요구되는 경우, 코일로 감겨지기 전에 교정처리 (straightening)를 받고, 예비 냉간 압연 후 반가공의 압연 스톡을 인장하에서 냉간 압연하는 연속 롤 스탠드에 배치되는 추가 기술이 요구되는 경우, 반가공의 압연 스톡의 교정이 수행되지 않는다.

본 발명의 방법에서 반가공의 압연 스톡의 표면의 완전한 디스케일링은 3개의 인자의 연결 효과에 의해 실시된다:

1. 압축성의 증가 및 이에 대응하여 반가공의 압연 스톡의 압연의 증가. 반가공의 압연 스톡의 증가된 압연은:

- 취성 스케일(brittle scale)의 기계적 파괴의 정도를 증가시키고;

- 변형 공정에서의 반가공의 압연 스톡을 압연하는 동안 반가공의 압연 스톡의 표면으로부터 디스케일링이 아닌 스케일 부분을 뜯어내기 위해 롤들에 대한 상태를 생성하는, 변형 존의 전방 슬립 존에서 그리고 크리프 존(creep zone)에서의 반가공의 압연 스톡의 선형 속도와 롤들의 원주 방향 속도 사이의 차이를 증가하는 것이 가능하다.

2. 반가공의 압연 스톡이 예를 들면 500 mm의 직경을 갖는 롤들로 8%만큼 압축될 때 가장 관련된 종래 기술의 양의 대략 3배인, 변형 구역 길이의 감소 및 이에 따른 3.8±0.5%/mm의 반가공의 압연 스톡 대 변형 구역 길이의 압축 비율을 제공하는 목적을 갖는 롤들의 직경 감소. 반가공의 압연 스톡 대 변형 구역 길이의 압축 비율의 증가는 변형 구역 길이의 단위당 반가공의 압연 스톡의 선형 속도와 롤들의 원주 방향 속도 사이의 차이, 즉 변형 공정에서의 압연 동안 반가공의 압연 스톡의 표면으로부터 디스케일링되지 않는 스케일 부분이 롤들에 의해 뜯겨지는 세기를 증가시킨다. 더욱이, 짧은 길이의 변형 존은 "롤드-인 스케일(rolled-in scale)" 결함 없이 반가공의 압연 스톡을 롤링하기 위한 조건을 형성한다.

3. "롤드-인 스케일" 결함 없이 반가공의 압연 스톡을 롤링하기 위한 조건을 개선하는, 롤들에 의해 디스케일링되고 뜯겨지는 스케일 입자를 작동 그리스로 덮음.

열간-압연된 반가공의 강재 압연 스톡은 변형 구역 길이에 대한 압축 비율이 3.8±0.5%/mm이고 압축성이 12 내지 35%인 두 개의 연속적으로 장착된 롤링 압연기 중 하나의 롤들로 예비 냉간 압연 처리된다. 하나의 압연기에서 마모된 롤들이 교체되는 동안, 반가공의 압연 스톡의 압연이 다른 압연기에서 수행된다.

3.8±0.5%/mm의 변형 구역 길이에 대한 압축 비율을 제공하기 위하여 예를 들면 2.7 mm의 두께를 가지는 반가공의 압연 스톡을 롤링하기 위해 80 mm 미만의 직경을 갖는 압연기 롤들을 갖는 것이 필요하기 때문에 12% 미만의 반가공의 압연 스톡의 압축성은 유용하지 않다. 산업적 상태에서 (1500 내지 2000 mm의 폭을 가지는) 특히 넓은 반가공의 압연 스톡이 압연될 때 이 같은 직경을 갖는 롤들을 사용하는 가능성을 제공하는 것이 기술적으로 어렵다.

이는 변형 구역 길이의 증가 및 이에 대응하여 "롤드-인 스케일" 결함에 대한 전제 조건의 개선을 초래하기 때문에, 35% 초과의 반가공의 압연 스톡의 압축성은 추천되지 않는다.

반가공의 압연 스톡의 표면의 완전한 디-스케일링이 가능하지 않기 때문에, 3.3%/mm 미만의 변형 구역 길이에 대한 반가공의 압연 스톡의 압축 비율이 허용될 수 없는 반면, 반가공의 압연 스톡이 롤링 후 매우 불만족스런 평탄성을 가지게 되기 때문에 4.3%/mm 초과의 비율이 추천되지 않는다.

반가공의 압연 스톡을 롤링하기 위해, 미리 결정된 치수를 가진 반가공의 압연 스톡의 냉간 압연 및 압축을 수행하기에 충분한 강도를 가지는 최소로 가능한 직경의 롤들이 사용된다.

선택된 직경을 갖는, 롤들 상의 반가공의 압연 스톡의 예비 롤링은 12 내지 35%의 경계 내에서 압축을 수행하며, 여기서 변형 구역 길이에 대한 이의 비율은 3.8±0.5%/mm이다. 이는 "롤드-인 스케일" 결함의 발생 없이 반가공의 압연 스톡의 표면의 완전한 디-스케일링을 초래한다.

반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 동안 롤들과 반가공의 압연 스톡의 표면 사이에 작동 그리스, 예를 들면 스핀들 오일을 도포하는 것이 유리하다. 그리스는 롤들에 의해 제거되거나 뜯겨지는 스케일의 스케일 입자 둘레를 자체적으로 덮어서, "롤드-인 스케일" 결함 없이 반가공의 압연 스톡을 롤링하기 위한 조건을 개선한다.

본 발명의 방법에서 반가공의 압연 스톡의 압축성의 본질적 증가 및 롤들의 직경의 감소는 불가피하게 이들의 마모 속도를 증가시키고 최대로 허용가능한 마모에 이르기 까지 롤들의 사용 수명이 짧아지게 한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 방법에서 두 개의 연속적으로 장착된 롤링 압연기의 사용은 하나의 압연기에서 마모된 롤들의 교체 동안 다른 압연기에서 반가공의 압연 스톡의 예비 냉각 압연을 수행하는 것을 가능하게 한다. 즉, 두 개의 압연기의 사용은 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연할 때 요구되는 생산성을 제공하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 방법에서 불안정한 마찰 상태는 롤링 후 반가공의 압연 스톡의 불만족스런 평탄도를 초래하는, 롤들에 의한 반가공의 압연 스톡의 표면으로부터 스케일의 일 부분이 뜯겨지는 공정의 불연속성에 의해 반가공의 압연 스톡의 표면과 롤들 사이에서 발전한다. 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연한 후 코일로 감겨지는 추가 기술이 요구되는 경우, 반가공의 압연 스톡은 따라서 임의의 공지된 방법에 의해 코일로 감겨지기 전에 교정처리, 예를 들면 시트 교정 기계에서 교정처리된다. 예비 냉간 압연 후 추가 기술이 인장하에서 냉간 압연되도록 연속 롤 스탠드 내로 반가공의 압연 스톡의 공급을 요구되는 경우, 반가공의 압연 스톡의 교정이 수행되지 않는다.

일 실시예의 예시

EN 10111 표준의 그레이드 DD11에 대응하는, GOST 1050에 따른 그레이드 10의 196 mm의 폭 및 h=2 mm의 두께를 갖는 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 4절판(quarto) 480 압연기 상에서 수행되었다. 열간 압연되고 산세척된 반가공의 강재 압연 스톡의 표준적인 냉간 압연에 대해 사용된 압연기의 작업 롤들은 D = 180 mm의 직경 및 그라인딩된 작업 표면(해칭(hatching) 없음)을 갖는다. 반가공의 압연 스톡은 초당 1 미터의 속도에서 ε = 25%의 압축성으로 전방 및 후방 인장 없이 압연되었다. 스핀들 오일은 보통 열간 압연되고 산세척된 반가공의 강재 압연 스톡을 냉간 압연할 때 인가되는 작동 그리스로서 사용되었다. 오일은 이를 롤링하기 바로 전에 초당 1 방울의 속도로 반가공의 압연 스톡의 폭의 중심으로 공급되었다. 반가공의 압연 스톡 대 변형 구역 길이의 압축 비율이 3.73%/mm이었던 반면, 공지된 공식

에 의해 결정된, 변형 구역 길이(L)은 6.7 mm이었다. 주어진 매개변수에 의한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 예비 냉간 압연한 결과는 "롤드-인 스케일" 결함의 부재 및 이의 표면의 완전한 디스케일링을 보여주었다. 롤링 후 반가공의 롤링 스톡은 불만족스런 평탄도를 가지며, 이에 따라 시트 교정 기계에서 교정되고 코일로 감겨지기 전에 수행되었다.

후속적으로 동일한 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 90 mm의 직경을 갖는 작업 롤들에 의해 12%의 압축성으로 그리고 230 mm의 직경을 갖는 작업 롤들에 의해 35%의 압축성으로 수행되었다. 위에서 주어진 공식에 의해 규정된 변형 구역 길이는 대응적으로 3.28 및 8.97 mm이었다. 반가공의 압연 스톡 대 변형 구역 길이의 압축의 비율은 대응적으로 3.65 및 3.90%/mm이었다. 양 경우에서 반가공의 압연 스톡의 표면의 완전한 디스케일링이 "롤드-인 스케일" 결함 없이, 달성되었다.

이에 따라 실험 결과는 본 발명의 기초를 형성하는 과제의 실행을 위한 본 발명의 기술적 해법 및 환경을 오염시키는 산세척 공정을 적용하는 공지된 목적에 대한 이의 장점의 적용 가능성이 확인되었다.

Claims (4)

1. 냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법으로서, 미리 결정된 압축성을 가진 압연기의 롤들로 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것을 포함하는 방법에 있어서,
   상기 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 변형 구역 길이에 대한 압축 비율이 3.8±0.5%/mm이고 압축성이 12 내지 35%인 압연기의 롤들로 수행되는 것을 특징으로 하는,
   냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 준비하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 두 개의 연속적으로 장착된 압연기들 중 하나의 롤들 상에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
   냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 제조하기 위한 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 반가공의 압연 스톡을 예비 냉간 압연하는 것은 상기 반가공의 압연 스톡의 표면과 상기 롤들 사이에 작동 그리스(operating grease)를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는,
   냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 제조하기 위한 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 예비 냉간 압연 후, 상기 반가공의 압연 스톡이 교정처리(straightening)를 받는 것을 특징으로 하는,
   냉간 압연을 위한 열간 압연된 반가공의 강재 압연 스톡을 제조하기 위한 방법.