[철강] 압연 생산공정

압연 생산공정

                      주조(Remelt) -> 열간압연(Hot Mill) -> 냉간압연(Cold Mill) -> 제품(Finishing)

 

주조(Remelt)

원재료

잉곳(ingot), 하드너(Hardener), 스크랩(Scrap)

*잉곳: 제련 후 주형에 부어 고체화한 금속 덩이

 

용해로/유지로(Melting F'ce, Holding F'ce)

용해로에서 용해된 용탕은 유지로에서 탈가스 및 성분 보정을 거쳐 주조기로 이동된다.

 

주조기(Casting)

여과공정을 거친 용탕은 직접냉각 주조공정을 거쳐 슬라브로 제소된다

*주조: 금속을 녹여 액체로 만들어 형에 부어 굳히는 가공 방법

 

슬라브(slab, sheet ingot)

용해 및 주조 공정을 거쳐 주조기에서 직육면체 형태인 슬라브를 제작한다.

 

열간압연(Hot Mill)

 

면삭기(scalping)

슬라브 표면의 산화물을 제거하기 위하여 슬라브 한 면당 5~15mm 정도로 양면을 면삭한다

균열로(homogenization)

압연과 같은 가공을 할 수 있도록 겉과 속의 온도가 다른 쇳덩이를 고르게 가열하는 노

균질화 처리를 통한 주괴 내부 응력을 완화하고, 미세조직을 변경하여 후 공정에 적합한 재질을 확보한다.

 

열간압연기(hot rolling)

재료의 재결정 온도 이상의 온도에서 압연을 행함

 

가열로(Reheating Furnace)

압연에 앞서 슬래브를 가열

 

디스케일링(Descaling)

고압의 수압으로 금속표면에 주사하여 슬라브 표면의 스케일을 제거하고 사상 압연에 요구되는 적정 치수의 bar로 압연한다.

 

조압연(Roughing Mill)

슬래브를 수요가가 원하는 폭과 두께로 압연한다. 하우징 안에 2개의 롤이 있음

 

인터미디어트 스탠드(Intermediate Stand)

해당 롤 스탠드에는 슬래브의 온도, 두께, 폭 및 표면 품질을 검사하기 위한 측정 스테이션이 있음

 

러프 스트립(강판) 냉각(Rough Strip Cooling)

온도가 재료의 성질에 영향을 미치기 때문에 이 과정에서 다른 강철 미세 구조가 개발될 수 있다.

 

에지 히터(Edge Heater)

슬래브 양옆 부위의 온도 저하를 막기 위해 다시 재가열

 

크롭핑 쉬어(Cropping Shear)

거친 스트립의 선단을 잘라 깨끗한 가장자리를 만듦

 

디스케일링

 

피니싱 트레인(Finishing Train)

7개의 롤링 스탠드가 필요한 두께로 거친 스트립을 줄여주며 라인의 끝에서 측정 스테이션이 결과를 확인

 

측정 시스템(Measuring System)

 

냉각 작업(Cooling Section)

균일 살포, 층류 냉각방식으로 온도 감소를 정밀하게 제어

 

측정 시스템

 

 

냉간압연(Cold Mill)

 

냉간압연기(cold rolling)

냉각된 coil에 대해 재결정 온도 이하에서 스트립의 두께를 더욱 줄이기 위해 사용

 

코일 탈지(coil degreasing line)

코일 표면의 압연유를 제거하여 오일과 관련된 결함을 방지

* 탈지: 금속의 표면에 도포되어 있는 방청유, 압연유, 절삭유 등 유기물질과 쇳가루, 연마재 등과 같은 무기물질을 금속 표면에서 제거하는 것

 

소둔(annealing)

가공 경화된 재료를 가공하기 쉬운 상태로 되돌리기 위해 적당한 온도로 가열

소둔 공정은 냉연강판의 재질을 좌우하는 공정으로 냉간압연을 통해 변형된 결정 조직을 600~850도로 가열하여 일정 온도에서 유지한 후 냉각시킨다. 소둔 과정을 거치면서 냉간압 연시 생긴 철판의 내부응력을 제거하며, 재결정 조직을 갖게 되면서 가공성이 향상된다.

소량생산에 적합한 상자 소둔(Batch Annealing Fumace)과 대량생산에 적합한 연속 소둔(Continuous Annealing Line) 방식이 있다.

 

제품(Finishing)

기타 공정

VSB

앞에 과정에서 생긴 스크랩을 제거해주는 과정

 

사상 압연

연속된 롤을 지나면서 압연되면서 최종 두께와 재질, 형상을 확보하는 과정

 

런 아웃 테이블

냉각수에 의해 권취되기전에 냉각되는 과정

* 권취: 실, 극판 따위를 두루마리 형태로 둥글게 마는 것

 

권취기

이동과 보관이 쉽도록 코일 형태로 마는 과정

 

조압연기

고객이 원하는 두께를 만들기 위해 일차적으로 두께를 감소시키는 설비이다. 조압연기에서는 약 120~300mm 두께의 슬라브가 약 20~50mm 두께로 감소된다. 조압연은 정방향과 역방향을 번갈아가며 압연한다.

 

사상 압연기(마무리 압연기)

어느 정도 두께가 얇아진 슬래브를 고객이 요구하는 사이즈에 맞게 정밀하게 압연하는 설비

6~7개의 압연 스탠드를 연속적으로 배열해 연속 압연이 가능하며, 제품의 두께를 보통 1.2~20mm 사이로 맞춘다.

 

냉각

보통 수냉 방식을 이용하며, 요구하는 기계적 성질을 얻기 위해서 400~700도로 냉각한다. 냉각시 제품에 흠집이 생기거나 이물질이 묻으면 제품의 완성도가 크게 떨어진다.

 

권취설비

압연된 열연강판의 권취기의 맨드릴에 감아 코일 형태로 만들어 주는 설비이다.

 

교정설비

압연기를 통과한 제품 표면에 굴곡 없이 평평하게 펴주는 설비

 

연속 산세압연설비(PL/TCM:Pickling Line/Tandem Cold Mill)

산세 공정과 냉간압연이 함께 연결되어 있는 설비

 

청정설비

냉연 압연 시 강판의 표면에 부착된 압연유, 철분 및 먼지 등의 불순물을 뜨거운 알칼리 용액이나 전해 탈지 등의 세정방법을 이용하여 제거하는 설비

 

조질압연= 스캔 패스 밀(Skin Pass Mill, SPM), 템퍼 밀(Temper Mill, TM)

냉간압연의 공정이며, 소둔을 마친 강판을 통상 1~2%의 압하율로 압연해 항복점 연신 제거와 표면조도(거칠기)를 부여하여 제품의 형상 및 기계적 성질을 개선하는 공정이다.

 

가역식 압연기(Reversing Mill, 리버싱 밀)

 

* 형강의 압연기는 보통 조압연기, 에저, 마무리 압연기까지 3개의 세트로 이루어져 있는데, 에서만 2 롤이고 나머지는 상하좌우 4 롤로 이뤄져 있다. RUM+EM을 서너 차례 왕복 압연을 하고 난 뒤 최종적으로 마무리 압연기를 한번 통과하게 되면 제품의 형상으로 나오게 된다.

 

* 절단/포장 단계에서 시어(shear), 절단 톱(saw), 연삭 절단기(abrasive cutter) 들을 이용해 고객의 주문길이로 절단하고 표준규격에 따라 포장한다.

 

* 선재의 품질을 좌우하는 중요한 사항인 탈탄 형상은 억제하기 위해 비교적 저온에서 충분히 예열한 후 압연 가능 온도로 신속한 가열 및 균열이 필요하다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고

www.youtube.com/watch?v=XQ55Ymt50EU