July. 06. 2010 http://www.sacfurnace.com/ 0
CONTENTS 1. 철강 Plant 공정. - 제선, 제강, 압연공정이란? - 철강제품제조공정, 제품종류, 제조설비. - 철강제조공정. 용어설명. - 압연 Plant 공정 ( 열연, 냉연 ) 2. 열간압연제조공정. - 강봉제조공정. - 강판제조공정. 3. 냉간압연제조공정. - 강판제조공정 (Mild, STS). - 강관제조공정. 4. 압연설비기본개념. -Rolling Mill 압연원리및설비구성. - 열간압연 ( 압연, 단조, 인발 ) - 압연공장 Layout. 1
1. 철강제조공정 ( 제철 - 제강 - 연주 - 압연 ) 2
1. 철강압연제조공정 제철공정 ( 제선 제강 연주 ) 압연공정 ( 열간 / 냉간 ) 압연제품판재봉재선재 3
1.1. 철강제조공정 ( 제철 - 제강 - 연주 - 압연 ) 철광석에서여러가지강재를만들기위해서는다음과같은공정이필요함. 제철 ( 제선공정 )- Ironmaking. ( 製鐵 ) 철광석과소결공장에서분광석을사전처리하여만든소결광그리고코크스공장에서건류한코크스를고로 ( 용광로 ) 에장입한다음열을가하여철광석을녹여서용선을만드는공정. 물론고로의출선능력향상을위한과정인철광석소결공정, 코크스제조공정도포함하고있음. ( 제철, 고로공정 ) 제강 ( 제강공정 )- Steelmaking. ( 製鋼 ) 고로에서레들카 (Ladle Car) 로이송된용선, 고철및부원료를전로에장입한후산소를불어넣어용선중의불순물을제거시키고필요한성분을첨가시켜목표성분과적정온도의용강을만드는공정이다. 주설비로는용선예비처리설비, LD 전로, 노외정련설비등이있음. ( 제강, 전기로공정 ) 연속주조공정 - Continuous Casting.( 連鑄 ) 제강공정에서생산된용강을주형 (Mold) 에주입하고연속적으로인발하면서냉각시켜직접소정의반제품슬래브 (Slab), 불룸 (Bloom), 빌릿 (Billet) 등을제조하는공정. 이방법은종래의조괴 - 분괴공정을생략하여생산성향상에기여하였고균질의반제품을생산할수있어현재는일부고급합금강을제외하고대부분의강종을연주공정에서생산하고있음. 주요설비로는 Ladle Turret, Tundish, 주형, Roll 및냉각대, Pinch Roll 등으로구성. 압연공정 ( 열간, 냉간 )- Hot Cold Rolling.( 壓延 ) 연주기에서생산된반제품을열연, 후판, 선재, 형강, 봉강공장으로이송시켜재가열후각각의열간압연기에서소정의형상및치수를갖는제품을생산하는공정즉, 반제품을 1,100~1,300 도가열하여두개의롤 (Roll) 사이에밀어넣고압착시켜여러가지형태의강재를만드는공정임. 형태에따라판재압연과봉재, 선재압연으로나누고, 압연온도에따라열간압연과냉간압연으로나눔. 이와같이제철공정은순서는제선 - 제강 - 연주 - 압연순서로이루어짐. ( 제강공정은제선공정없이제강 ( 전기로 ) 공정에서시작함. ( 예, 포항제철, 동부제강 ) 4
1.1. 철강제조공정 ( 압연 ) 압연공정제강공장연주기에서생산된반제품 ( 슬래브, 블룸, 빌렛, 잉곳 ) 을열연, 후판, 선재, 형강, 봉강공장으로이송시켜재가열후각각의열간압연기 ( 회전하는 Roll 사이를통과시켜 ) 에서소정의형상및치수를갖는제품을생산하는공정임, 반제품을가열하여두개의롤 (Roll) 사이에밀어넣고압착시켜여러가지형태 ( 판재, 봉재, 선재, 형재, 관 ) 의강재를만드는공정으로가공압연온도에따라열간압연과냉간압연공정으로나눔. 압연설비 ( 봉재 ). 압연라인은분괴, 조압연 (Roughing Mill), 다듬질압연 (Finishing, Sizing Mill) 등이일렬로연속배열된템덤 (Tandem) 방식이대부분이며분괴압연기에는가열된잉곳및블룸 (Bloom: 최대 370 480mm) 을빌릿 (Billet : 규격 160 160mm) 으로 1 차압연한다. 수직수평 (V.H) 식조압연기 (Roughing Mill) 는여러대의압연기를수직, 수평으로서로엇갈리게배치하여압연중압연소재의비틀림을방지하고인장응력을제어한다. 봉강제품의최종규격을결정하는다듬질압연기는일반적으로많이채용하고있는 V.H 방식과특수한 3 방롤방식이있는데 3 방롤방식은국내유일하게삼미특수강이채용하고있으며, Kocks 사의 3 개의롤 (Roll) 이 120 도각도로배치되어치수정밀도향상및고강성제어압연이가능하다. 특히압연과동시에압연소재의냉각온도를자동조절함으로서열처리효과도누릴수있는압연방식을적용하고있다. 특수강업체에서는대부분봉강압연후속라인에선재압연라인을두고있으며 5.5 ~ 20mm 의선재를생산한다. 선재압연기는정밀압연기로고속, 고강성, 연속제어압연이가능한설비가주종을이루고있다. 선재압연을거친제품은제어냉각대 (Stelmor Conveyor) 에서다양한제어냉각으로조직을개선하고제조공정중에서열처리를시행하여물성치를개선한다. 압연공장현황 ( 국내 ) 종합제철공장인포항제철, 현대제철을필두로, 특수강봉재공장으론삼미특수강 ( 현포스코특수강 ), 기아특수강 ( 현세아베스틸 ) 이대표적이며, 판재공장으론연합제철, 현대히이스코등이있으며, STS 판재공장으론 BNG, 삼양금속등이있습니다. 5
1.2. 철강용어설명 철 (Iron) 탄소함량 : 2.5 ~ 4.5 % C, 선철 (Pig Iron)- 제강원료使用 / 주철 (Cast Iron)- 주조재료使用. 강 (Steel) 탄소함량 : 0.03 ~ 1.2% C 이하, 일반강 ( 탄소강, Carbon Steel) / 특수강 ( 합금강, Alloy Steel ). 제철철광석을제련하여철을뽑아내는일. 주로선철 ( 銑鐵 ) 을만들때까지의공정. 제강무쇠를불려만든쇠붙이 ( 선철 ) 로강철을만듬. 연주녹은금속을금형속을연속적으로주조하여, 적당한길이나모양으로끊어굳히는방법. 압연 (Rolling), 상온 ( 냉간 ) 이나고온 ( 열간 ) 으로가열하여회전하는롤을이용, 막대, 선, 판 ( 板 ), 봉 ( 棒 ) 등을만듬. 단조 (Forging), 금속을큰힘 (Pressure) 으로두들기거나눌러서필요한형체로만듬. 인발 (Drawing, 伸線 ), 일정한모양의구멍 ( 금형, Dies) 으로금속을통과시켜잡아당겨선 ( 線 ), 관 ( 管 ) 을만듬. 압출 (Extrusion), 좁은구멍따위로눌러서밀어냄으로서관이나봉을만듬. 6
1.2 철강제품제조공정및제품종류 제강연주공정제품명설비명제품규격 제강 Ingot Casting Ingot 연주 Bloom Continuous Casting 130 ~ 480 mm Slab Continuous Casting 50 ~ 300 mm Billet Continuous Casting 130 ~ 180 mm 열간압연공정 후판 Tandem Mill, Bloomer, 6 ~ 20 mm 판재 열연강판 Tandem Mill. Steckel Mill. 2 ~ 6 mm 봉재. 선재 Round Bar Roughing, Finishing Mill 20 ~ 80 mm Wire Rod Roughing, Finishing, Block Mill 5.5 ~ 32 mm 철근 Roughing, Finishing Mill 철근 이형재 이형재 Roughing, Finishing Mill I,H-Beam, Channel 단조품 Press, Hammer Forging Pipe Extrusion, Seamless Pipe, 냉간압연공정 Pickling PL PO 강판 Cold Rolling Tandem Mill. CR, 냉연강판 일반강 아연도금 CGL 아연도강판. 연속소둔 CAL 일반강판 전기강판 ACL 전기강판 STS Cold Rolling Cold Rolling Mill (20 Hi ) 0.05 ~ 3.2 ~ 6.0 mm 열처리 APL, BAL 2B, BA, 가공공정 CGL, SS, SL Coil, Sheet 가공 인발 Bar Turning mc, Drawing Round Bar, Wire Pipe Pipe Bending M/c, Pipe 7
1.2 철강제조설비 대분류 중분류 설비명 적용 가열로 Walkinh Beam F'ce 소재이송- Walking Beam 형식을적용 Walkinh Hearth F'ce 소재이송- Walking Hearth 형식을적용 Pusher Furnace 소재이송- Pusher 형식을적용 열간압연설비대형압연 Bloomer Mill 대형 Ingot, Slab 압연기. Tandem Mill 연속직렬압연기, 대량생산용. Steckel Mill 정역다단압연기, 소량생산용. 봉재압연 Roughing Mill 1차압연용. Intermediate Mill 2차압연용. Finishing Mill 3차압연용. Sizing Mill 최종압연기, Sizing 용. Cooling Bed 봉재용냉각대. 선재압연 Wire Rod Mill 선재압연용 Block Mill. Laying Head Coil 형상제조기. Garrel Coil 형상제조기. (Reel Type.) Stelmore Coil 냉각속도조정용, Conveyor. 이형재압연 Section Mill 이형재압연기 ( 단조, 압출 ) Hydraulic Presser 유압단조기. Air Hammer 공압단조기. Extrusion 압출성형기, 무계목강관압출기. 8
1.2 철강제조설비 대분류 중분류 설비명 적용 열처리설비 열처리 CAL 일반강연속소둔설비 HAPL STS 소둔산세설비 Batch (Box) Type Box형소둔설비 Pickling 산세설비. 정정설비 교정기 Leveler 교정설비 절단기 Cutting, Shearing 절단설비 표면가공 Shot Blaster 쇼트설비 Bar Turning m/c 봉가공설비 냉간압연설비준비설비 CB, CG, Coil 연결용접, Grinding 설비. 압연설비 Sendzimir Mill (20, 12 Hi) 가역냉간다단압연설비 2, 4, Hi Mill 냉간압연설비 열처리설비 BAL, APL, Bell Type STS 열처리설비 CGL, CAL, ACL, 일반강열처리설비 산세설비 Pickling (APL) 산세설비 정정설비 SS, SL, Shearing, Slitting 설비. Inspection, Packing 검사, 포장설비 9
1.2 압연공정 ( 열간, 냉간 ) 열간압연공정 Slab 50 ~ 300 mm t Bloom 130 ~ 410 sq. Billet- 130 ~ 180 sq. 판재압연공정봉재압연공정선재압연공정 가열로 가열로 가열로 압연기 압연기 압연기 열처리 단조 사상압연 교정기 산세 냉각대 / 코일 Hot Coil, 후판 Round Bar, 형강 Bar / Wire 2.0~ 6.0~ 20 t. 80 ~ 250 dia. 13~80 / 5.5~20dia. 냉간압연공정 판재가공공정봉재가공공정선재가공공정 압연기 열처리 열처리 열처리 교정 교정 교정 가공, 검사 가공, 검사 정정 산세 산세 Cold Coil, Sheet Round Bar, 형강 Coil. Wire Rod 0.05~3.2~6.0t. 13 ~ 250 dia. 5.5 ~ 32 dia. 10 8
1.3 철강제조공정 11
1.3. 철강제조공정 12
1.3 철강제조공정 ( 봉재, 판재 ) 13
1.3 철강제조공정 ( 봉재, 선재 ) 14
1.3 철강제조공정 ( 봉재, 선재 ) 15
1.3 철강제조공정 ( 판재, 봉재, 선재 ) 16
1.3 철강제조공정 ( 판재 ) 17
1.3. 철강제조공정 ( 일괄공정 ) Thin Slab Casting with Hot Rolling Mill 18
2.1 열간압연공정 19
2.1. 열간압연공정 20
2.1. 열간압연공정 21
2.2. 열간냉간압연공정 ( 판재 ) 22
2.2 열간압연공정 ( 형강 ) Section Mill 23
2.2 열간압연공정 ( 선재 ) 24
2.2 열간압연공정 ( 관재 ) 25
2.2 열간압연공정 ( 주강, 단조 ) 26
2.2 열간압연공정 ( 주강, 단조 ) 27
3.1 냉간압연공정 ( 판재 ) 28
3.1 냉간압연공정 ( 판재 ) 냉연강판제조공정 냉연강판 ( PO / CR ) 아연도금, 칼라강판 ( CGL / CCL ) 29
3.2 냉간압연공정 (STS 판재 ) 30
3.2 냉간압연공정 (STS 판재 ) 31
3.2. 강관제조공정 32
4.1. ROLLING MILL 20 Hi- Sendzimir mill 33
4.1. ROLLING MILL (20HI SENDZIMIR MILL) 34
4.1. ROLLING MILL 6 Hi Mill- 구조도 35
4.1. ROLLING MILL Cold Rolling Mill- Control Funtion 36
4.1. ROLLING MILL Tandem Mill- Control Funtion 37
4.1. ROLLING MILL Rolling Mill- 압연형태 압연설비 - Roll 형태 38
4.1. ROLLING MILL 6 Hi Mill- 형상교정방법 39
4.1. ROLLING MILL Cold Rolling Mill- Control Technology 40
4.1. 열간압연 Hot Rolling Mill- 형상교정방법 July. 06. 2010 http://www.sacfurnace.com/ 41
4.1 열간압연 압연 Rolling 형태 42
4.1. 열간압연 Hot Rolling Mill- 압연이론 July. 06. 2010 http://www.sacfurnace.com/ 43
4.2 열간압연 (Pass Schedule) Billet- Forming Shape (Roll Groove 형상 ) 44
4.2 열간압연 ( 단조, 인발 ) Ring 단조 45
4.2 열간압연 ( 단조, 인발 ) Plate Bending Cold Drawing ( 인발 ) 이형재 - 형상 46
4.3. 철강산업설비의향후기술발전 47
4.4. 압연공장 ( 봉재, 선재 ) Layout 48
4.4. 압연공장 (STS 판재 ) Layout Unit: 10 m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 1 Hot-S.L D.G. # 1 B.A. SL 1 2 Thin Gauge Rolling shop 2 3 C.B Mill # 2 B.A. SKP SBL 3 4 Mill SKP SS SL 4 Thick Gauge Rolling shop 5 5 Mill 6 Annealing & Pickling Line 6 7 Elect. Room Utility Area WTP Electric Room Waste Acid Treatment 7 Coil Storage Area 8 Packing Area 8 9 C.G R/G N2-Gas NH3 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 49
Rolling Mill Plant July. 06. 2010 편집 : 조봉래 50