제조공정
산업 제조
강의 냉간 압연
철강 냉간 압연의 주요 목적은 열간 압연 강대의 두께(보통 1.5mm ~ 5mm 범위)를 일반적으로 할 수 없는 더 얇은 두께(보통 0.12mm ~ 2.5mm 범위)로 줄이는 것입니다. 열간 스트립 밀에서 열간 압연 중에 달성됩니다. 두께 감소 외에 냉간 압연은 강재의 표면 조도 개선, 두께 공차 개선, 다양한 템퍼 제공, 물리적 특성 개선 및 표면 코팅용 스트립 준비를 위해 수행됩니다.
냉간 압연은 냉간 압연 시트를 훨씬 향상된 제품으로 만듭니다. 냉간 압연 강재 제품은 두께, 모양, 너비, 표면 마감 및 고도로 엔지니어링된 최종 사용자 응용 프로그램의 필요성을 보완하는 기타 특수 품질 기능을 잘 제어합니다. 다양한 최종 사용자 요구 사항을 충족하기 위해 냉간 압연 시트는 높은 성형성, 깊은 드로잉성, 고강도, 높은 내덴트성, 우수한 자기 특성, 용접성, 에나멜성 및 도장성과 같은 특정 속성을 제공하도록 야금학적으로 설계되었습니다.
열연 강대의 냉간 압연은 일반적으로 실온에서 재결정 온도 이하에서 수행됩니다. 냉간 압연 공정에서는 일반적으로 압연 전에 열간 압연 스트립에 열이 가해지지 않습니다. 그러나 압연되는 스트립의 접촉면에서 마찰 에너지는 열로 변환됩니다. 이 열은 급속 단열 공정에서 압연되는 스트립의 온도를 섭씨 50도에서 약 250도까지 증가시킬 수 있습니다.
냉간 압연 공정 중 두께 감소는 전위 운동에 의해 발생하는 소성 변형 때문입니다. 이러한 전위의 축적으로 인해 강철이 단단해집니다. 이것은 강도와 변형 경화를 최대 20%까지 증가시킵니다. 이러한 전위는 냉간 압연 강의 연성을 감소시켜 성형 작업에 쓸모가 없습니다. 냉간 압연 강재는 연성을 회복하기 위해 냉간 압연 과정에서 미세 조직 내에 축적된 응력을 완화하기 위한 소둔 공정을 거쳐야 합니다.
열연강판의 두께는 최종 냉간압연 및 소둔 제품의 특성이 냉간압하율에 영향을 받기 때문에 중요하다. 이것은 각 열간 압연 코일의 두께가 냉간 압연기에 적절한 퍼센트 냉간 감소를 달성하기 위해 특정 두께를 제공하도록 주의 깊게 제어된다는 것을 의미합니다. 무엇보다도 냉간 감소율은 어닐링 후 제품의 성형 거동에 영향을 미칩니다.
냉간 압연 딥 드로잉 품질을 통해 추가 딥 드로잉 품질 및 추가 딥 드로잉 플러스 품질의 강철이 생산되어 다운스트림 산업의 자동차 애플리케이션에 대한 딥 드로잉 요구 사항을 충족합니다.
일반 탄소강의 냉간 압연에는 다음 4단계가 포함됩니다.
절임 스트립의 냉간 압연
산세된 열간 압연 스트립의 냉간 압연은 산세된 열간 압연 코일을 풀기 위한 입구 단부 릴과 냉간 압연 스트립을 권취하기 위한 출구 단부 릴이 있는 압연기를 통해 강대를 가공함으로써 달성된다. 그 사이에 냉간 압연을 수행하기 위한 압연기 스탠드가 하나 이상(일반적으로 최대 6개) 있습니다. 각 밀 스탠드에는 스트립에 높은 압축 응력을 전달하기 위해 거대한 모터로 구동되는 수직으로 쌓인 롤이 있습니다. 밀 스탠드는 2-높이, 4-높이 또는 6-높이가 될 수 있습니다. 4-high 스탠드는 다른 두 가지 유형에 비해 최대 이점을 제공하므로 더 널리 사용됩니다.
단일 또는 2개의 스탠드 냉간 압연기는 일반적으로 역전 압연기입니다. 리버싱 밀(reversing mill)은 철강이 한쪽에서 압연기로 들어가 다른 쪽으로 갔다가 다시 압연기를 통과하는 곳입니다. 밀을 통과할 때마다 롤 이동 방향이 바뀝니다. 리버싱 밀의 이 작업에서 절인 스트립은 단일 또는 두 개의 스탠드 밀의 각 측면에 있는 맨드릴 사이에서 앞뒤로 통과합니다. 스트립은 최종 필요한 두께에 도달할 때까지 각 패스에서 두께가 감소합니다.
멀티 스탠드 밀(보통 3-6개 스탠드)은 일반적으로 연속 탠덤 밀입니다. 열간 압연 산세 스트립은 입구 엔드 릴에서 탠덤 냉간 압연기로 공급되고 스트립이 마지막 스탠드를 나갈 때 원하는 최종 두께를 얻기 위해 각 스탠드에서 사전 설정된 비율만큼 두께가 점진적으로 감소합니다. 마지막 스탠드 후 스트립은 코일러에서 감겨집니다.
고합금 및 스테인리스강 압연의 경우 A Z 밀 또는 Sendzimir 밀이 사용되며 일반적으로 약 50mm의 매우 작은 직경의 작업 롤로 작동하며 피라미드 모양의 롤(숫자 6~20개)로 뒷받침됩니다. 스택. 이 롤 설정을 통해 작업 롤을 통해 극도로 높은 힘을 가할 수 있지만 작업 롤이 심하게 구부러지는 것을 방지할 수 있습니다. Sendzimir 압연기의 테이크업 롤도 압연기를 통과할 때 코일에 장력을 가합니다. 고압력과 장력이 결합되어 밀을 얇고 평평하게 압연할 수 있습니다.
냉간 압연기에서 열간 압연 스트립의 일반적인 감소는 50%에서 90% 사이입니다. 각 스탠드 또는 패스의 감소는 각 패스의 최대 감소 이하로 떨어지지 않고 균일하게 분배되어야 합니다. 일반적으로 평탄도, 게이지 및 표면 조도를 더 잘 제어할 수 있도록 마지막 패스에서 가장 낮은 비율 감소를 취합니다.
냉간 압연은 롤러 내에서 압축하여 스트립의 두께를 줄입니다. 입력 측에서 롤의 드라이브에는 해당하는 에너지 공급 장치가 필요합니다. 높은 롤 힘이 가해지기 때문에 스트립은 성형 열에 의해 섭씨 250도까지 가열됩니다. 롤과 롤 스트립을 냉각시키기 위해 오일, 물 또는 에멀젼으로 윤활 및 냉각됩니다. 롤링 오일의 예로는 지방유, 광유 또는 팜유가 있습니다. 물이 없는 압연유는 300℃ 이상의 인화점이 필요합니다. 윤활의 주요 이유는 압연력과 압연 모멘트의 감소, 공구 마모의 감소 및 스트립 표면의 향상입니다.
최신 냉간 탠덤 압연기는 최대 2500m/min의 압연 속도로 산세된 열간 압연 스트립을 최소 두께 0.12mm까지 압연할 수 있습니다. 연속 탠덤 밀은 연간 최대 250만 톤의 용량을 가질 수 있습니다.
현대의 냉간 압연 연속 탠덤 밀에는 일반적으로 다음과 같은 기능이 있습니다.
냉간 압연 후 스트립은 매우 냉간 가공되어 대부분의 응용 분야에 유용하지 않습니다. 강철을 부드럽게 하고 더 성형할 수 있게 하려면 열처리를 해야 합니다.
5개의 스탠드 탠덤 냉간 압연기의 일반적인 개략도가 그림 1에 나와 있습니다.
그림 1 5개 스탠드 탠덤 냉간 압연기의 일반적인 개략도
어닐링된 스트립의 템퍼 롤링 또는 스킨 패스 롤링
소둔로에서 꺼낸 냉간 압연 코일은 죽은 연성 상태이므로 스킨 패스 압연 또는 스킨 패스 밀에서 조질 압연을 거칩니다. 이것은 냉연강판의 제어된 광축소를 포함하며 다음과 같은 이유로 수행됩니다.
조질 압연은 일반적으로 0.25% ~ 1.0% 범위의 소량의 냉간 압연을 제공합니다. 템퍼 압연으로 표면이 매끄럽고 항복점 현상(이후 작업에서 과도한 신축 및 주름)이 제거됩니다. 이것은 강철을 추가 성형 및 연신 작업을 위해 더 연성으로 만듭니다. 조질 압연 후 냉간 압연 강판에 방청유를 도포합니다.
단일 스킨 패스 밀은 일반적으로 배치 어닐링 단계를 따르고 매우 유연하게 구현될 수 있는 독립적인 압연 시설입니다. 이 밀은 하드 스트립과 울트라 마일드 스트립을 모두 처리할 수 있습니다. 또한 냉간 압연 강판에 완벽한 마감을 제공합니다.
DCR 압연기 또는 DCR 템퍼 밀로 알려진 특별한 경우가 있습니다. DCR은 'Double cold reduction'의 약자입니다. 이 2개의 스탠드 시설은 첫 번째 스탠드의 두께 감소와 두 번째 스탠드의 스킨 통과를 결합합니다. 스킨 통과를 위해 두 스탠드를 모두 사용하는 것도 가능합니다. 이 경우 정의된 항복점과 같은 강철 속성이 첫 번째 스탠드에서 설정되고 두 번째 스탠드에서 원하는 표면 특성이 스트립으로 전송됩니다.
스킨 패스 밀은 연속 어닐링 라인의 출구 섹션에 일렬로 직접 설치할 수도 있습니다. 스트립은 공정 라인에서 완성할 수 있으며 코일 처리에 드는 노력과 비용이 크게 줄어들기 때문에 몇 가지 장점이 있습니다.
냉간 압연 스트립은 얼마나 많은 냉간 가공을 수행했는지에 따라 스킨 압연, 쿼터 하드, 하프 하드, 풀 하드 등 다양한 조건에서 생산될 수 있습니다. 이 냉간 가공(경도)은 열처리 템퍼와는 관련이 없지만 종종 템퍼라고 합니다.
1/4 경질 시트는 파손 없이 자체적으로 구부러질 수 있습니다(롤링 방향에 수직). 하프 하드 시트는 90도 구부릴 수 있고 전체 하드 시트는 45도 구부릴 수 있습니다. 따라서 이러한 재료는 파손 없이 많은 양의 굽힘 및 변형을 포함하는 응용 분야에 사용할 수 있습니다.
제조공정
압연기의 역사적 발전 금속 가공에서 압연은 금속을 하나 이상의 롤 쌍에 통과시켜 두께를 줄이고, 두께를 균일하게 하고, 원하는 모양을 제공하고, 원하는 기계적 특성을 부여하는 금속 성형 공정입니다. 압연에서 가공물은 끊임없이 회전하는 롤 사이의 압축력에 의해 변형됩니다. 즉, 금속이 회전하는 롤 사이를 통과하여 가해지는 힘에 의해 재료의 두께가 감소합니다. 금속의 모양과 내부 구조가 모두 변경됩니다. 금속 압연 공정은 핀으로 반죽을 압연하는 것과 비교할 수 있습니다. 압연은 현대 사회에서 가장 중요한 제조 공정 중 하나입니다.
냉간 압연기에서 스트립의 형상 및 게이지 제어 금속 압연 공정의 경제적 효율성은 최종 압연 제품의 품질 수준과 밀접한 관련이 있습니다. 압연 공정에서 최종 압연 제품의 품질을 향상시키기 위한 최근의 노력은 주로 자동화 제어 고급 방법의 대규모 적용 및 사용에 중점을 두었습니다. 얇은 스트립 생산의 높은 비율은 냉간 압연기에서 매우 중요해졌습니다. 이 경우 스트립 두께와 스트립 형상의 변화에 의해 결정되는 스트립 품질을 위해서는 두께 제어 및 고급 스트립 형상 제어가 필요하다. 평강 제품의 압연은 제품의 품질이 들어오는 재료