막대와 막대의 끝없는 롤링

막대와 막대의 끝없는 회전

끝없는 압연 기술은 빌릿에서 막대와 막대(롱 제품이라고도 함)를 압연하는 가장 진보된 공정 방법입니다. 압연기 트레인에 재료를 지속적으로 공급하기 위해 빌릿을 끝없이 연결하도록 설계된 용접 장치로 구성됩니다. 이는 압연기 트레인 스탠드의 상류측에 있는 재가열로에서 나오는 빌릿의 용접으로 가능합니다. 실제로 압연되는 Billet의 Tail end와 압연되는 Billet의 Head End의 접합은 Endless Rolling 기술의 핵심 요소 중 하나입니다.

무한압연은 1990년대 후반부터 상업운전이 되었지만 일정 수준의 기술적 성숙도에 도달하기까지는 오랜 시간이 걸렸다. 그 주요 원인은 (i) 단시간에 큰 단면적의 열간 빌렛 용접 기술 개발의 어려움, (ii) 수율 향상에 필요한 높은 접합 품질 달성, (iii) ) 표면 결함을 방지하고 빌릿의 변형을 방지하기 위해 짧은 시간에 용접 이음의 완전하고 부드러운 디버링 기술 개발의 어려움 및 (iv) 품질 차이 달성 압연 과정에서 접합부가 긴 길이로 압연되기 때문에 압연기의 제품 범위를 제한하고 화학 조성의 균일 성 및 기계적 안정성을 감소시키기 때문에 허용 범위 내에서 나머지 빌릿과의 용접 접합 완제품 압연.

무한 롤링 컨셉

끝없는 압연 공정 개념은 이전에 개별 빌렛을 고려하는 원칙에 기반을 둔 전체 압연 방법의 변화로 이어졌으며, 결과적으로 기단 입구, 압연, 꼬리 끝 출구 및 빌렛 간격의 사이클이 발생했습니다. 이 주기는 현재의 봉 압연기 및 봉 압연기에서 기존 장비 및 제어 시스템의 설계를 지시했습니다.

재가열로에서 나오는 빌렛 표면의 스케일은 석회질 제거 상자를 통과할 때 고압의 워터 제트에 의해 제거됩니다. 그 후, 빌릿의 헤드 끝단은 압연기 스탠드의 황삭 그룹에 들어간 빌릿의 끝단과 용접됩니다. 압연기에서 빌렛이 앞으로 이동하면서 용접 과정이 완료됩니다. 용접기는 2개의 브러시리스 모터로 구동되는 움직이는 자동차에 고정되거나 양쪽 또는 양쪽에 핀치 롤 세트가 있습니다. 두 빌릿의 속도는 일치해야 합니다. 그런 다음 유압으로 구동되는 용접기의 클램프 척이 양쪽 끝을 고정합니다. 이렇게 하면 용접할 두 빌릿의 끝면이 중앙에 놓이게 됩니다. 전체 용접 공정의 첫 번째 단계는 단면을 녹인 다음 빌렛을 압출(업셋팅)하는 것입니다. 이 과정에서 두 개의 빌렛이 용접됩니다. 이 용접 방법은 용접 라인의 물리적 구조가 소스 빌렛의 구조와 일치하도록 보장하므로 용접 라인의 품질이 유지됩니다.

무한 롤링 기술의 특성으로 인해 드라이브 시스템이 몇 가지 특별한 요구 사항을 충족해야 합니다. 첫 번째 요구 사항은 용접기 장비의 안전과 용접 과정의 정확성을 보장하는 것입니다. 이를 위해 용접기 헤드 엔드에서 빌렛의 속도는 압연의 첫 번째 스탠드에서 선형 압연 속도와 같아야 합니다. 두 번째 요구 사항은 석회질 제거 상자를 통과할 때 석회질 제거 효과를 보장하기 위해 더 낮은 빌렛의 속도가 이미 압연 중인 빌렛의 속도를 따라잡을 수 있도록 빌렛이 디스케일링된 후에 증가하는지 확인하는 것입니다. 밀. 따라서 재가열로에서 압연기 스탠드의 황삭 그룹까지 롤러 테이블의 구동 시스템은 다단계 속도 구동 시스템이어야 합니다. 주의해야 할 세 번째 요구 사항은 압연 공정 중 임의 조건의 영향으로 인해 발생합니다. 이러한 임의의 조건 때문에 이미 압연 중인 빌렛을 압연할 빌렛을 따라잡는 위치가 매번 다릅니다. 따라서 추적에 응답하는 드라이브 시스템은 위치 서보 시스템에 해당합니다. 무한 압연을 위해 접합되는 빌렛의 속도 곡선은 그림 1과 같습니다.

그림 1 압연될 빌렛의 속도 곡선

용접 과정

빌렛이 앞으로 나아가면서 용접 과정이 완료됩니다. 이것은 두 개의 빌릿 끝단 사이에 제어된 전기 아크를 설정하여 양쪽의 강철 재료를 충분한 양으로 녹여서 이후에 뒤집히고(압착) 수압 업셋 장치를 사용하여 함께 결합되도록 함으로써 달성됩니다. 강재의 일부는 실제로 두 개의 빌릿 끝단에서 '확산'(버)됩니다. 용접 완료 후 용접 접합부에 발생한 Burr를 디버링 기계로 제거하고 압연 중에 추적합니다. 제거된 버 재료의 총량은 압연기 수율 손실(12m 길이의 빌릿 중량의 0.2% ~ 0.3% 범위)로 계산되며 이는 빌릿의 크기에 직접적으로 의존합니다. 위 작업의 전체 시리즈가 자동화되어 밀 작업자의 작업 부하를 증가시키지 않고 무한 압연이 달성됩니다.

또한 재가열로와 조압연기 사이의 협소한 공간 내에서 용접을 완료하기 위해 일반적으로 플래시 맞대기 용접 방식을 사용하며, 가능한 짧은 시간 내에 용접을 수행한다. 재가열로와 조압연기 사이에 용접기를 설치하고 용접기 전후에 핀치롤을 설치한다. 종래의 압연에서는 재가열로의 순차제어에서 빌렛 추출 타이밍을 조절하거나 용접기의 순차제어에서 핀치롤의 이송속도를 용접기 전후로 조절하여 빌렛 사이에 항상 일정한 간격을 제공하였다. 황삭 공장. 한편, 무한 압연에서 빌릿의 용접을 위해, 빌릿 이송 속도는 전면 및 후면 핀치 롤에 의해 제어된다. 그 후, 용접기의 속도는 빌렛의 이송속도와 동기화되고, 빌렛 단부에 용접 및 업세팅이 적용된다.

무한 압연의 용접 접합 방법은 플러시 맞대기 용접입니다. 빌릿의 용접 접합 중에 많은 양의 스파크 및 스패터링이 발생합니다. 이러한 스파크 및 스패터링은 용접부의 하부 뿐만 아니라 접합부의 상부 및 양측을 포함한 모든 방향에서 발생한다. 인접 스트랜드에서 롤링되는 바와 로드의 장비 및/또는 품질 문제를 일으키는 스패터링에 대한 우려가 있습니다. 이것은 무한 압연 공정의 주요 과제 중 하나이며 빌릿의 용접 작업에서 예열 및 후속 플래싱 단계 동안 생성된 스파크 및 스패터 재료의 효과적인 억제가 필요합니다. 이 물질은 용접 영역 주위에 제어할 수 없이 퍼질 때마다 용접 장치 구성 요소와 센서 및 인코더를 포함하는 사라지는 롤러 시스템 위에 잠재적으로 해로운 방식으로 달라붙습니다. 스패터링의 영향을 최대한 최소화하기 위해 막대와 막대의 끝없는 롤링을 위한 장비 공급업체마다 다양한 방법이 개발되었습니다. 빌릿의 용접 절차와 디버링 작업은 그림 2와 같습니다.

그림 2 빌릿의 용접 절차 및 디버링 작업

이상적인 상황에서 모든 재료는 동일한 가열 및 압연 주기를 가져야 합니다. 새로운 공장에서 끝없는 빌렛 용접으로 이 조건에 가까운 레이아웃 설계가 가능합니다. 그러나 기존 공장에서 재가열로를 떠나 첫 번째 압연 스탠드에 도달하는 시간은 빌릿의 전면과 후미 사이에서 상당히 다를 수 있습니다. 또한 압연 과정에서 두 개의 빌렛을 접합하는 동안 부여된 에너지로 인해 작은 길이의 빌렛의 온도가 상승하는 반면, 용접기의 수냉식 클램프가 접합된 표면은 양면에서 더 낮은 온도가 우세합니다. 자료와 접촉합니다.

무한 연속 압연 공정에 주로 영향을 미치는 두 가지 요소는 (i) 롤 마모 및 (ii) 온도 차이입니다. 롤 마모를 보상하려면 재료 확산의 변화, 연결된 스탠드 사이의 장력 유지 요구 사항 및 개별 스탠드에 과부하가 발생할 가능성을 고려하여 롤 간격을 약간 변경해야 합니다. 주기적인 온도 편차를 최소화하기 위해 통계적 압력 제어를 사용하여 일관된 온도를 달성해야 합니다.

공차, 야금 품질 및 압연기 작동을 개선하는 일관된 조건을 마무리 압연기에 제공하려면 무한 작동을 가능한 한 안정적으로 만드는 것이 필요합니다. 실제로 보상해야 하는 효과 중 일부는 (i) 진입 시간 주기가 헤드에서 테일까지 동일한 빌릿 온도를 제공하지 않을 수 있음, (ii) 접합 프로세스가 온도 차이를 생성하고, (iii) 용접 조인트의 디버링입니다. 작은 단면적 차이를 만듭니다. 또한 완성된 코일 중량(압연 제품이 감겨진 경우)이 더 이상 빌릿 중량에 묶이지 않으므로 품질 식별과 정확한 코일 중량이 충족될 수 있도록 트래킹을 설계해야 합니다.

빌렛이 앞으로 나아가면서 용접 과정이 완료됩니다. 이를 위해서는 무한 롤링 제어 시스템이 구동 제어, 루프 제어 및 시퀀스 제어로 구성되어야 합니다.

용접 프로세스 자동화

효과적인 자동화 시스템은 요구되는 품질 수준과 공정 안정성의 달성을 보장하기 때문에 용접 공정 제어를 위한 핵심 구성요소입니다. 성공적으로 잘 수행된 용접 이음은 (i) 압연 제품에 표면 결함을 생성하지 않는 압연 공정 중 용접 이음의 견고성 및 기계적 안정성, (ii) 만족스럽고 일관된 등의 주요 특성 중 일부를 보여야 합니다. 모든 저탄소 및 중간 탄소 등급(탄소 함량이 최대 0.4%인 등급)에 대해 최대 4% ~ 8% 범위의 허용 가능한 변동 한계 내에 있는 탈탄 값(용접 영역에서) 및 (iii) 절대 편차 막대의 정상 값의 +/- 8%를 초과하지 않는 항복 강도 및 인장 강도 값.

용융 재료의 균질성이 불량하고 용접 영역 내부에 공동 및 기포가 있는 경우 위의 요구 사항이 충족되지 않을 수 있습니다. 이러한 결함은 전기 아크의 불안정성 또는 업셋 단계의 불만족스러운 실행, 보다 구체적으로 적용된 압력 및 두 빌릿 끝 사이에 필요한 기하학적 '압착'의 달성으로 인해 발생합니다. 따라서 (i) 로를 떠나는 빌릿의 온도, (ii) 빌릿 융합 특성에 따른 접합면의 온도, (iii) 다양한 매개변수를 엄격하고 시간에 맞춰 실시간으로 모니터링할 수 있는 전용 자동화 시스템이 필요합니다. ) 클램프의 위치, 클램프와 클램프를 통과하는 전류 사이의 장력, (iv) 접합면의 연소 속도, (v) 후레싱 동안의 연소 길이, (vi) 용융 깊이 및 플래시 시간, (vii) 압력 화가 나는 단계에서 깊이를 '압박'합니다.

무한 롤링 프로세스의 이점

Endless Rolling 공정은 아래와 같은 몇 가지 장점이 있습니다.

• 빌릿 간 간격 시간이 제거됩니다. 이는 압연기의 작동 매개변수에 변화가 없기 때문에 재가열로에서 사용할 수 있는 내장 용량이 있는 경우 최대 8% ~ 12% 범위에서 압연기의 생산 능력을 증가시킵니다. 재가열로에서 내장 용량을 사용할 수 없는 경우 압연기 출력은 더 낮은 압연 속도로 달성할 수 있습니다. 그 결과 특정 전력 소비가 절감되고 변경 가능한 작동 부품의 마모가 감소합니다.
• 머리와 꼬리 절단을 제거하여 특정 롤 패스 디자인과 작물 가위의 레이아웃에 따라 0.7% ~ 0.9% 범위의 수확량 증가를 가져옵니다.
• 압연기의 운전은 하나의 무한 빌렛의 압연으로 인해 셋업의 일관성이 있어 더 높은 수준의 안정성을 갖는다.
• 제분소에서 자갈이 생성될 위험이 크게 줄어듭니다.
• 하나의 끝없는 빌렛이 롤링되기 때문에 냉각 베드에 짧은 막대가 거의 생성되지 않습니다. 그 결과 특정 롤 패스 디자인, 제품 크기 및 압연기의 자동화 수준에 따라 최대 1%까지 수율이 증가할 수 있습니다.
• 압연 스탠드 및 가이드의 헤드 바이트 수가 급격히 감소하여 결과적으로 기계적 타격이 감소하고 압연 작업 중 온도 안정성이 향상되어 변경 가능한 부품의 수명이 연장됩니다.






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