KR920010766B1 - 습식조질 압연방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

습식조질 압연방법
제1도는 조질압연에서의 압하율과 표면경도 HR30T 및 조질도와의 관계를 나타내는 선도.
제2a도는 본 발명의 적용된 습식조질 압연기의 일반예를 나타내는 시스템도.
제2b도는 본 발명의 적용된 습식조절 압연기의 구체예를 나타내는 시스템도.
제2c도, 제2d도 및 제2e도는 본 발명이 적용된 습식조절 압연기의 다른 예를 나타내는 시스템도.
제3도는 종래방법(I)(II)와 본 발명의 방법에 있어서의 조질압연 실시결과를 나타내는 선도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 압연기 12 : 입구측 판의 두께 측정계
13 : 압하율 연산장치 14 : 목표판의 두께 연산장치
15 : 판의 두께 제어장치 16 : 제어작동기
16A : 압하제어장치 17 : 박강판
18 : 질량흐름판의 두께 연산장치 19 : 입구측 판의 속도계
20 : 출구측 판의 속도계 21 : 게이지미터 판두께 연산장치
22 : 하중계 23 : 입구측 판의 두께 편차연산장치
24 : 목표입구측 판의 두께 편차연산장치
25 : 출구측의 판의 두께 측정계
본 발명은 박강판등의 습식조질(調質)압연방법에 관한 것이다.
박강판 특히 주석도금원판의 경도의 조정은 일반적으로는 제강단계에서의 강중의 성분의 조정, 어니일링 처리에 있어서의 온도와 시간의 조정에 의해 실시되고 있고, 조질압연단계에서 실시되는 일은 없었다.
즉 종래의 조질압연은 완전한 건식압연방식이었기 때문에 압하율이 1.5%이하에서 일정하게 되도록 제어되어 있고, 그 목적은 항복신장의 소멸, 강판조도의 조정, 형상교정에 있다.
그러나, 최근 생산능력의 향상, 작업의 간략화 및 제조비용의 절감을 목적으로해서 조질압연을 습식으로 행하므로서 압하율을 변경하고, 결과로서 경도를 조정하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 상기한 조질압연방법에서도 경도를 조정하기 위해서는 원판의 경도의 관리뿐만이 아니고, 조질압연의 압하율을 일정하게 할 필요가 있다.
실제로는 원판에 판의 두께 변동이 있기 때문에 직접 압하율을 제어하는 것이 어렵고, 압연기의 입구측 판의 속도와 출구측판의 속도를 측정해서 신장율을 연산하고 이것을 일정하게 하는 신장율의 일정한 제어가 행해지고 있고, 예를들면 일본국 특개소 62-13209호 공보에 기재되어 있다.
이것은 신장율(ε)과 압하율(γ)와의 사이에 재료의 질량흐름(mass-flow, 단위시간에 주어진 영역을 통과하는 유체의 질량)이 일정한 점에서 항상 다음식이 성립되고 있는 것으로 부터 말할 수가 있다.
Figure kpo00001
그러나, 상기한 종래의 신장율을 일정하게 제어하는 조질 압연방법에서는 박강판의 품질중에서 경도에 대해서만 보증하고 있을뿐으로서 판의 두께 정밀도를 향상시킬 수가 없다.
즉, 냉간압연시에 형성된 판의 두께 정밀도가 나쁜 부분은 상술한 신장율 제어만으로서는 최종제품의 판의 두께 정밀도도 같은 모양으로 나빠지고 품질이 대폭 저하한다는 문제점이 있다.
또한, 단순히 판의 두께 제어를 실시하는 것만으로는 판의 두께 정밀도의 향상은 도모할 수 있지만, 경도의 보증을 행하는 것은 불가능하게 된다.
본 발명은 피압연제품의 경도를 보증하면서 판의 두께 정밀도를 향상시킬 수가 있는 박강판등의 습식조질 압연방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 피압연재료의 경도를 압하율의 변경에 의해 조정하는 습식조질압연방법에 있어서, 판의 두께 제어를 행하는 때에 요구되는 제품의 경도관리범위로 부터 압하율의 허용 상한, 하한치를 결정하고, 이 허용상한, 하한치의 범위내로 압하율이 들어가도록 압연기의 입구측에서 측정된 판의 두께로부터 목표로하는 출구측 판의 두께를 결정하고, 이 값을 목표로 판의 두께 제어를 행하도록 한 것이다.
다른 형태에 대해서는 다음의 구체적인 예로부터 판명된다.
우선, 제품(극저탄소강)의 경도와 조질압연에서의 압하율과의 관계를 제1도에 나타낸다.
제1도의 세로축의 재료의 조질도 T-1~T-6(일본공업규격 G3303「석도강판 및 석도원판」의 1회 압연제품의 조질도를 나타낸다)는 각각 6정도의 표면경도[로크웰(Rockwell) T경도; HR30T]의 범위를 갖고 있다.
또, 그림중의 선이 띠모양으로 되어 있는 것은 원판의 경도가 일정하지 않고, 어떤 변동이 있는 것을 나타내고 있다.
제1도로부터 원판의 경도의 변동의 폭은 조질도의 허용범위보다 좁기 때문에 지정된 조질도의 범위로 만든 재료가 들어가는 조건을 만족시키는 압하율에는 어느 정도의 폭이 존재하는 것을 알 수 있다.
즉, 예를들면 재료의 조질도가 T-4이면 상기 일본공업규격 G3303에 의해 HR30T=58~64이며, 제1도로부터 원판의 경도의 변동을 고려해서 허용되는 압하율의 범위는 약 9-11%임을 알 수 있다.
이상과 같이 제1도에 의하면, 표면경도의 관리범위로부터 원판의 경도의 변동도 고려해서 압하율의 허용범위를 결정할 수 있기 때문에, 이 압하율의 범위내이면 표면경도를 관리범위내로 억제하면서 판의 두께를 보다 정밀도가 좋은 방향으로 제어하는 것이 가능하다.
다음에 본 발명의 제어시스템에 대해 상세하게 설명한다.
제2a도는 본 발명의 적용된 습식조질압연기의 일반예를 나타내는 시스템도이다.
제2a도에 있어서, (11)은 압연기, (12)는 압연기 입구측의 판의 두께 측정계, (13)은 압하율 연산장치, (14)는 목표하는 판의 두께 연산장치, (15)는 판의 두께 제어장치, (16)은 제어작동기, (17)은 박강판이다.
즉, 압하율 연산장치(13)은 압연기(11)의 입구측의 판의 두께 측정계(12)로부터 얻어진 박강판(17)의 실측한 입구측의 판의 두께(H)와 압연기(11)의 출구측에서의 당초의 목표로하는 판의 두께(ho)로부터 하기하는 (1)식에 의해 압하율(γ)를 연산한다.
Figure kpo00002
목표하는 판의 두께 연산장치(14)는 각 피압연재료에 대해서 연산된 상기한 압하율(γ)가 전술한 허용압하율 범위(하한치:γ1, 상한치:γu)내인가 아닌가에 의해 하기하는(a) 또는 (b)와 같이 목표하는 판의 두께를 연산한다.
(a)압하율이 허용압하율 범위내인 경우(γ1
Figure kpo00003
γ
Figure kpo00004
γu)에는, 판의 두께제어장치(15)의 압연기 출구측 목표 판의 두께 (ho′)를 통상과 같은(ho)로 한다.
Figure kpo00005
(b)압하율이 허용압하율 범위 밖인 경우(γ〈γ1·γ〉γu)에는, 판의 두께 제어장치(15)의 압연기 출구측 목표 판의 두께(ho′)를 하기하는 (3)식 또는 (4)식과 같이 설정한다.
Figure kpo00006
판의 두께 제어장치(15)는 상기한 목표하는 판의 두께 연산장치(14)가 설정한(ho′)를 압연기 출구측 목표판의 두께로해서 제어작동기(16)에 의해 판의 두께 제어를 행한다.
또한, 제어작동기(16)은 구체적으로는 압하제어장치, 장력제어장치, 또는 속도제어장치의 어느것이라도 좋다.
또, 제어방식도 피이드 포워드(feed-forward)방식이나 피이드 백(feed-back)방식이라도 좋고, 각각의 제어목표치에 상기한 압연기 출구측 목표 판의 두께(ho′)를 설정하면 된다.
제2b도는 제어작동기를 압하제어장치로 하고 피이드포워드 방식으로 판의 두께 제어를 하는 구체적인 예를 나타내는 시스템도이다.
제2b도에 있어서, (11)은 압연기, (12)는 판의 두께 측정계, (15)는 판의 두께 제어장치, (16A)는 압하 제어장치이며, (23)은 입구측 판의 두께 편차연산장치, (24)는 목표입구측 판의 두께 편차 연산장치이다.
즉, 입구측 판의 두께 편차 연산장치(23)은 압연기(11)의 입구측의 판의 두께 측정계(12)로부터 얻어진 박강판(17)의 실측 입구측 판의 두께(H)와, 압연기(11)의 입구측에서의 설정판의 두께(Ho)로부터 입구측 판의 두께 편차(△H)를 연산한다.
목표 입구측 판의 두께 편차 연산장치(24)는 실측 입구측 판의 두께 편차(△H)가 압하율 범위로부터 계산되는 입구측 판의 두께 편차허용범위(하한치 △H1, 상한치△Hu)내인가 어떤가에 의해 수정가능한 입구측 판의 두께 편차(H′)를 설정한다.
판의 두께 제어장치(15)는 상기 한 목표 입구측 판의 두께 편차 연산장치(24)가 설정한 입구측 판의 두께 편차(△H′)를 수정해야할 입구측 판의 두께 편차로서 압하위치를 계산하고 압하제어장치(16A)에 의해 피이드포워드방식으로서 판의 두께를 제어를 행한다.
제2c도는 제어작동기를 압하제어장치로하고, 피이드백 방식으로 판의 두께 제어를 하는 구체적 예를 나타내는 시스템도이다.
제2c도에 있어서, (11)은 압연기, (12)는 압연기 입구측의 판의 두께 측정계, (13)은 압하율 연산장치, (14)는 목표 판의 두께 연산장치, (15)는 판의 두께 제어장치, (16A)는 압하제어장치, (25)는 압연기 출구측의 판의 두께 측정계, (17)은 박강판이다.
즉, 압하율 연산장치(13)은 압연기(11)의 입구측의 판의 두께 측정계(12)로부터 얻어진 박강판(17)의 실측 입구측 판의 두께(H)와 압연기(11)의 출구측에서의 당초의 목표판의 두께(ho)로부터 전기한(1)식에 의해 압하율(γ)를 연산한다.
목표판의 두께 연산장치(14)는 각 피압연재료에 대해서 연산된 상기한 압하율(γ)가 전술한 허용압하율 범위(하한치 γ1, 상한치 γu)내인가 어떤가에 의해 전기한(a) 또는 (b)와 같이 목표판의 두께를 설정한다.
또한, 이 압연기의 출구측 목표판의 두께의 변경은 압연기 입구측의 판의 두께 측정계(12)의 위치에 존재한 부분이 압연기 출구측의 판의 두께 측정계(25)의 위치까지 이동해온 시점에서 실시한다.
판의 두께 제어장치(15)는 상기한 압연기 출구측 목표판의 두께(ho′)와 압연기 출구측의 판의 두께 측정계(25)로부터 실측된 판의 두께(h)와의 편차를 수정해야할 출구측 판의 두께 편차로서 로울러 간격변경량(△S)를 연산하고 압하제어 장치(16A)에 의해 판의 두께 제어를 실행한다.
또, 제2c도의 시스템은 입구측 판의 두께 측정계(12)의 출력을 직접 사용해서 상기한 압연기 출구측 목표판의 두께(ho′)에 피이드 포워드 방식으로 판의 두께제어를 행하는 것(제2b도의 시스템)과 병용해서 사용하는 것도 가능하다.
제2d도는 본 발명이 적용된 습식 조질압연기의 다른 구체적인 예를 나타내는 시스템도이다.
제2e도에 있어서, (11)은 압연기, (12)는 판의 두께측정계, (13)은 압하율 연산장치, (14)는 목표판의 두께 연산장치, (15)는 판의 두께 제어장치, (16)은 압하 제어장치, (17)은 박강판, (18)은 질량흐름판의 두께 연산장치, (19)는 압연기 입구측 판의 속도계, (20)은 압연기 출구측판의 속도계이다.
즉, 압하율 연산장치(13)은 압연기(11)의 입구측 판의 두께 측정계(12)로부터 얻어진 박강판(17)의 실측 입구측 판의 두께(H), 압연기(11)의 출구측에서의 당초의 목표 판의 두께(ho)로부터 전기한 (1)식에 의해 압하율(γ)를 연산함과 아울러 전기한 제2a도에서 기술한 바와같은 조작을 행한다.
또한, 이 압연기 출구측 목표판의 두께의 변경은 압연기 입구측의 판의 두께 측정계(12)의 위치에 존재한 부분이 압연기 바로 아래로 이동해온 시점에서 실시한다.
한편, 질량흐름 판의 두께 연산장치(18)은 압연기 입구측 판의 속도계(19)로부터 얻어진 입구측 판의 속도(Vin)과 압연기 출구측 판의 속도계(20)에 의해 얻어진 출구측 판의 속도(Vout)와 압연기 입구측의 판의 두께 측정계(12)로부터 측정된 입구측판의 두께(H)로부터 추정되는 압연기 바로 앞의 판의 두께(H′)를 사용해서 하기하는 (5)식에 의해 질량흐름 판의 두께(h)를 연산한다.
Figure kpo00007
또한, 입구측 판의 두께(H)로 부터 압연기 바로앞의 판의 두께(H′)를 추정하는 방법은 입구측 판의 두께 측정계(12)와 압연기(11)과의 사이의 거리를 (L)로하면, 입구측 판의 두께 측정계(12)의 위치에 존재한 부분이 압연기 바로 아래로 이동하기 까지에 L/Vin 초 걸리기 때문에, L/Vin 초 전에 측정된 입구측 판의 두께(H)를 현시점에서의 압연기 바로 앞의 두께(H′)로 하는 방법이다.
판의 두께 제어장치(15)는 상기한 압연기 출구측 목표판의 두께(ho′)와 질량흐름판의 두께(h)와의 편차를 수정해야 할 출구측 판의 두께 편차로서 로울러 간격변경량(△S)를 연산하고 압하제어장치(16)에 의해 판의 두께 제어를 실행한다.
제2e도는 본 발명의 적용된 습식 조질압연기의 다른 구체적인 예를 나타내는 시스템도이다.
제2e도에 있어서, (11)은 압연기, (12)는 판의 두께 측정계, (13)은 압하율 연산장치, (14)는 목표판의 두께 연산장치, (15)는 판의 두께제어장치, (16)은 압하 제어장치, (17)은 박강판, (21)은 게이지 미터(gauge meter)판두께 연산장치, (22)는 하중계이다.
다음에 전기한 제2a도와 같은 조작을 행한다.
한편, 게이지미터 판두께 연산장치(21)은 압하제어장치(16)으로 부터 얻어진 로울러 간격치(S)와 하중계(22)로부터 얻어진 하중치(P)를 사용해서 하기하는 (6)식에 의해 게이지미터 판두께(h)를 연산한다.
Figure kpo00008
여기서 M : 압연기의 강성, So : 로울러 간격 보정치
판의 두께 제어장치(15)는 상기한 압연기 출구측 목표판의 두께(ho′)와 게이지미터 판의 두께(h)와의 편차를 수정 해야할 출구측 판의 두께 편차로서 로울러 간격변경량(△S)를 연산하고 압하제어장치(16)에 의해 판의 두께 제어를 실행한다.
[실시예]
판이 두께 0.2mm, 폭 800mm의 극저탄소강에 대해 조질도(T-4), 소위 압하율 10%(허용 압하율 9-11%)를 유지하고 조질압연을 실시한 때의 본 발명법(B)-(E)(제2b-e도에 대응하고 있다)와 종래 방법(I)(신장율 제어만), 종래방법(II)(통상의 판의 두께제어)의 비교를 제3도에 나타낸다.
종래방법(I)에서는 압하율의 변동은 9.5%-10.5%의 범위내에 들어 있고, 양호하지만 판의 두께는 원판의 영향을 받아 변동이 크고, 최대로 2.5%의 판의 두께의 변동이 생기고 있다.
또, 종래방법(II)에서는 판의 두께제어를 실시하고 있기 때문에 판의 두께 변동은 ±1%의 범위내에 들어있지만, 압하율은 변동이 크고, 허용 압하율의 범위를 넘어있는 부분도 생기고 있다.
한편, 본 발명의 방법(B)-(E)의 어느것을 사용해도 원판의 판의 두께 변동이 적은 부분에서는 완전히 판의 두께 제어를 하고 있기 때문에 ±1%의 범위내에 들어 있다.
또, 판의 두께 변동이 큰 부분에서도 종래의 방법(I)에 비해 출구측 판의 두께 변동량을 적게할 수 있다.
압하율은 역으로 종래방법(I)보다도 변동이 크게 되지만, 종래방법(II)와 간이 허용압하율을 넘는 일은 없고, 경도를 기준범위내로 집어넣고 압연할 수가 있다.
이상과 같이 본 발명의 방법에 의하면, 박강판등의 습식 조질압연에 있어서 압하율을 변동해서 제품의 경도를 조정하면서 또한, 판의 두께의 정밀도의 향상이 도모되기 때문에 주석도금 원판등의 제품의 품질을 보다더 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 파입연재료의 경도를 압하율의 변경에 의해 조정하는 습식조질압연방법에 있어서, 판의 두께제어를 하 때에 요구되는 제품의 경도관리범위로 부터 압하율의 허용 상한, 하한치를 결정하고, 이 허용 상한, 하한치의 범위내로 압하율이 들어가도록 압연기 입구측에서 측정된 판의 두께로 부터 목표하는 출구측 판의 두께를 결정하고, 이 값을 목표로 판의 두께 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 습식조질압연방법.
  2. 제1항에 있어서, 판의 두께를 측정하고 목표하는 출구측 판의 두께가 되도록 수정해야할 입구측 판의 두께 편차를 계산하고, 이 값을 사용해서 피이드 포워드(feed-forward)방식으로 판의 두께제어를 행하는 습식조질 압연방법.
  3. 제1항에 있어서, 판의 두께제어에 있어서, 압연기 출구측에서 판의 두께를 측정해서 이 값과 목표하는 출구측 판의 두께와의 편차를 사용해서 피이드백 방식으로 판의 두께제어를 행하는 습식조질압연방법.
  4. 제1항에 있어서, 판의 두께제어에 있어서, 압연기 입구측에서 측정한 판의 두께와 판의 속도 및 압연기 출구측에서 측정한 판의 속도로부터 압연기 바로 아래의 판의 두께를 연산하고, 이 값과 목표 출구측 판의 두께와의 편차를 사용해서 판의 두께제어를 행하는 습식조질압연방법.
  5. 제1항에 있어서, 판의 두께 제어에 있어서, 로울러 간격치와 압연하중치로부터 압연기 바로 아래의 판의 두께를 연산하고, 이 값과 목표 출구측 판의 두께와의 편차를 사용해서 판의 두께제어를 행하는 습식조질압연방법.
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