압연기(Rolling Mill) 종류: 2하이/3하이/4하이/탠덤/클러스터/플래니터리 비교 가이드

압연기(Rolling Mill)란?

압연기는 회전하는 롤 사이에 소재를 통과시켜 압축 변형으로 단면적 감소·길이 증가시키는 장비입니다. 롤 수·배열·크기에 따라 6대 기본 타입으로 분류되며, 제품 종류(판재, 봉강, 형강, 파이프), 소재(강, 알루미늄, 비철), 생산량, 정밀도 요구에 따라 선택됩니다.

1. 2하이 압연기 (Two-High Rolling Mill)

상하 2개 롤 대향 회전. 가장 기본 구조.

• 비가역식(Non-reversing): 롤 회전 방향 고정. 소재 왕복 이송 위해 컨베이어/리턴 롤러 필요. 구조 단순, 저가.
• 가역식(Reversing): 롤 정역 회전 전환으로 소재 왕복 압연. 왕복 이송 불필요, 공간 절약. 중후판, 열간 압연 라인 표준.

2. 3하이 압연기 (Three-High Rolling Mill)

상중하 3롤 평행 배치. 중간 롤 회전 방향 반대, 상/하 롤 동방향. 소재 상중간→중하간 교차 통과로 1패스 2회 압하. 2작업물 동시 처리 가능. 중형 봉강/형강 라인.

3. 4하이 압연기 (Four-High Rolling Mill)

작업 롤(소경, 2개) + 백업 롤(대경, 2개). 작업 롤 휨 방지로 박판 고정밀 압연 가능. 냉간 압연, 박판/박호일 표준. 작업 롤 직경 최소화(최소 20~30mm) 가능.

4. 탠덤 압연기 (Tandem Rolling Mill / Continuous Mill)

4하이 스탠드 2~7기 직렬 연결. 소재 연속 통과하며 단계적 압하. 고속(최대 20 m/s), 대량 생산(냉간 판재 라인 표준). 스탠드간 텐션 제어(인터스탠드 텐션)로 형상·두께 정밀 제어.

5. 클러스터 압연기 (Cluster Mill / Sendzimir Mill)

작업 롤(초소경) 양측에 2개 이상 백업 롤 다단 지지. 극박판(호일, 0.006mm~), 고강도재(스테인리스, 티타늄, 니켈합금) 압연. 젠지미르 밀이 대표적. 작업 롤 직경 10~30mm.

6. 플래니터리 압연기 (Planetary Rolling Mill)

대형 백업 롤 1개 주위에 다수(약 10~20개) 플래니터리 작업 롤 위성 배치. 각 위성 롤 일정 압하량 분담. 단일 패스 대압하(두께 90% 감소 가능). 클러스터>플래니터리>탠덤 순 압하 능력. 강대(steel strip) 열간 압연 특화.

타입별 비교 요약

현대 압연기 트렌드

• 서보 드라이브/풀 전기식: 유압 제거, 에너지 효율↑, 응답성↑
• 롤 형상 제어: 워크 롤 벤딩, 백업 롤 벤딩, 시프트, 크로스 프로파일 제어
• 인라인 두께/형상 측정기(엑스레이, 레이저, 초음파) + 모델 기반 제어(MPC)
• 디지털 트윈: 압연 시뮬레이션-실물 동기화로 세트업 시간 단축, 품질 예측
• 초고강도강(1.5~2.0 GPa) 압연 대응: 고강성 프레임, 고토크 모터, 고내마모 롤 소재

압연기는 '금속 성형의 심장'입니다. 탠덤 밀 한 라인에서 연간 200만 톤 이상 냉연 강판을 생산하며, 클러스터 밀로 6μm 알루미늄 호일을 만듭니다. 롤 수명 관리(연마 주기, 프로파일 복원), 베어링 상태 모니터링, 오일 미스트/냉각수 관리 등 설비 신뢰성 확보가 수익성 직결 요소입니다.