최근 몇 년 동안 중후강판의 성능에 대한 요구가 어느 정도 응용 분야의 차이에 달려 있지만 성능에 대한 요구는 갈수록 높아지고 있다. 특히 성능 요구 사항에는 고강도 및 용접 성능 향상 등 여러 가지 측면이 포함됩니다. 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 정확한 재료 설계 기술과 고급 제조 기술이 과제의 정수이다.
이에 따라 일본 JFE 철강사는 물 담금질을 핵심 기술로 하는 열기계제어공정 (TMCP) 이 강도, 인성, 우수한 용접성을 생산하는 강판 기술을 개발하기 시작했다. 다음은 JFE 철강회사에서 개발한 중판 제조 기술에 대해 간략하게 설명합니다. 여기에는 중판 가속 냉각 신기술 슈퍼 OLAC 기술 및 냉각 후 온라인 열처리 공정 HOP 기술 (온라인 열처리 공정) 이 포함됩니다. 또한 새로운 기능을 갖춘 냉교정기를 적용하여 판의 잔여 응력을 0 으로 낮추는 Easyfab 강판의 제조 기술에 대해서도 설명합니다. 슈퍼 OLAC 기술 개발
압연 기술을 제어하는 것과 마찬가지로 가속 냉각 기술은 TMCP 공정의 핵심 기술입니다. JFE 철강회사는 온라인 가속 냉각 기술을 성공적으로 적용하여 중판을 생산하는 세계 최초의 철강기업이다.
1990 년대 초 가속 냉각 기술을 통해 제조된 TMCP 강은 강판 강도와 용접 성능을 높이는 목적을 달성하여 용접 구조건축용 강철 사용의 형평성과 건물의 안전성을 높이고 조선공업에 응용하기 시작했다. 그러나, 최근 몇 년 동안 강판 품질에 대한 요구가 점점 더 엄격해졌다. 예를 들면 강도 감소를 줄이는 것이다. 새로운 요구 사항을 충족하기 위해 JFE 철강사는 전통적인 냉각 기술과 관련된 솔루션을 얻기 위해 많은 연구를 수행했으며, 슈퍼 OLAC 공정이라는 차세대 가속 냉각 공정을 개발하여 JFE 철강사의 서일본 제철소에 적용했습니다.
중판수 담금질 중 열전달과 비등 현상은 크게 두 가지 방법, 즉 핵상태 비등과 막상태 비등으로 나눌 수 있다. 앞의 끓는 가운데 냉각수는 강철과 직접 접촉하고 열은 생성된 기포를 통해 전달된다. 반면 뒤의 끓는 가운데 강철과 냉각수 사이에 증기막이 형성되고 열은 증기막을 통해 전달된다. 핵 세포 비등의 냉각 능력은 박막 비등보다 높다. 판재 냉각 초기, 판재 표면 온도가 비교적 높아서 막상태 비등이 주도적인 역할을 했다. 그러나 판의 표면 온도가 낮아지면서 증기막이 불안정해지면서 냉각수가 판자에 직접 닿기 시작하면서 끓어오르면서 핵상태가 끓어오르게 된다. 또한 순간 끓는 상태에서 막 비등과 핵 비등이 있을 때 냉각 능력은 지속적인 냉각에 따라 증가한다. 스프레이 냉각, 층류 냉각 등과 같은 전통적인 냉각 방식을 사용할 때 냉각수를 증가시켜 냉각을 강화하면 냉각이 순식간에 끓어오르는 핵세포 비등과 막 비등의 혼합이다. 따라서 냉각이 불안정해지고 연속 냉각 과정에서 온도 편차가 발생하여 판의 품질이 불안정해집니다.
이 문제를 해결하기 위해 JFE 철강사는 냉각 시작 시 강판의 전체 표면이 순식간에 끓고 핵이 끓지 않도록 하는 냉각 방법을 연구했다. 판재의 위쪽 냉각에 대한 연구에 따르면 노즐이 가능한 한 판재에 가까워져 냉각수가 한 방향, 즉 판재 이동 방향으로 이동하는 방법을 제시하고, 판재 아래의 냉각은 싱크대에 밀집된 노즐을 이용해 스프레이 냉각을 하는 방법, 즉 수류 냉각 판재를 가져가는 방법을 제시했다. 이 냉각 방법은 판의 위, 아래 양쪽에서 높은 냉각 능력을 가진 핵세포의 비등을 실현한다. 두께가 30mm 이상인 판재 냉각의 경우 이 방법은 냉각 속도의 이론적 한계에 해당하는 매우 높은 냉각 속도에 도달했습니다.
이 냉각 방식은 기존의 가속 냉각 방식보다 2 ~ 5 배 빠르다. 또한 하이퍼온라인 가속 냉각 처리 후 판 표면의 온도 분포가 매우 균일합니다.
초가속 냉각 설비가 가동된 지 5 년 만에 300 여만 톤의 중판을 처리했다. 2003 년 5 월, JFE 철강회사 서일본제강소 중판 공장 2 호 초가속 냉각 설비를 가동하고, 3 번 설비는 2004 년 7 월에 생산에 들어갔다. 지금까지 JFE 철강회사의 3 개 중앙판 공장은 모두 가속 냉각 설비를 갖추고 있다. "점프"
지금까지 조정 강판의 열처리는 모두 압연기와 독립된 열처리 설비가 오프라인으로 진행되었다. 이러한 오프라인 열처리의 효율성을 높이기 위해 JFE 철강사는 서일본 제강소 후쿠야마 공장에 소위 HOP 열처리 공정 설비를 설치하고 가동했다.
JFE 철강회사는 이전에 2m 폭의 굵은 강철 가공물의 감지 난방 설비를 개발하여 열연기 마무리 압연기 앞에 적용했다. 그러나 폭이 4.52 미터에 달하는 판재를 가열하기 위해서는 대형 신형 감응 난방 설비를 개발해야 한다. 새로 개발된 고주파 전원 공급 장치 몇 대로 구성된 장치는 동시에 작동하며, 이 기술의 응용은 획기적인 발전으로, 국제적으로 처음으로 중판의 감응 가열을 실현하였다.
새로 개발된 HOP 는 전자기 코일에서 생성된 감지 전류를 이용하여 판재로 생성된 열을 가열하는 유도 가열 방법입니다. 난방 효율과 장비 단순화 측면에서 솔레노이드 코일을 사용할 수 있습니다. 열은 보드 내부에서 생성되지만 입력 전력을 제어하여 생성된 열을 엄격하게 제어할 수 있습니다. 유도 가열에 의해 생성 된 열은 열유속으로 변환되며, 가스 가열시 열통량 105- 107W/m2 에 해당하며 가스 가열보다 약 100 배 높기 때문에 큰 에너지 밀도의 가열이 가능합니다.
HOP 장비는 열 교정기 바로 다음에 위치하며, 이 배치는 초온라인 가속 냉각 후 판의 현열을 효과적으로 활용하여 난방 효율을 높일 수 있습니다. 따라서 HOP 는 센서가 열 교정기에 더 가까운 위치에 설치된 통합 난방 공정 장비로 설계되었습니다.
홉 가공 장비에는 다음과 같은 두 가지 특징이 있습니다.
(1) 압연의 경우 동시 온라인 열처리 압연-가속 냉각-열처리의 완전한 온라인 프로세스를 구축하여 대규모 생산을 실현하여 매우 짧은 납기를 충족시킬 수 있습니다.
(2) 새로운 판의 미세 구조는 제어 가능합니다. HOP 와 슈퍼 온라인 가속 냉각 장치의 결합으로 상전이와 탄소와 질소의 침전을 자유롭게 제어할 수 있습니다.
셋. 다기능 미드플레인 "Easyfab"
특히 조선, 건축, 다리 제작 분야에서는 중판이 다양한 모양과 크기로 절단된 후 조립물로 쓰인다. 그러나 최근에는 편리성에 대한 요구가 더욱 엄격해졌다. 이를 위해 JFE 철강회사는 절삭 성능이 좋은 거래 가능한 중판을 생산했다. 초온라인 가속 냉각의 제어 냉각 특성을 이용하여' Easyfab' 판은 변형되지 않고, 자르지 않고, 조립 효율이 높고, 가공 성능이 좋고, 피로 수명이 긴 재질이 된다.
1. 초온라인 가속 냉각 공정 장비 제어 잔류 응력 기술
일반적으로 판재의 잔류 응력은 주로 압연이 끝날 때의 온도 분포 차이로 인해 발생합니다. 일정한 온도 분포를 가진 판자가 실온으로 냉각되면 위치가 다르기 때문에 균일하지 않은 냉수축이 발생할 수 있다. 이 불균일 한 냉간 수축은 잔류 응력을 발생시킵니다. 전통적인 가속 냉각 기술을 사용하면 냉각이 멈춘 직후 발생하는 온도차가 매우 커서 판자 안이든 판자 사이든 큰 응력 차이가 발생합니다. 따라서 전단 과정에도 변형 편차가 있습니다. 냉각 균일성이 좋은 가속 냉각 기술, 즉 초온라인 가속 냉각 기술을 사용하면 냉각 중지 후 판의 온도 분포가 즉시 균일하여 TMCP 판의 잔류 응력이 일반 압연판 (무수냉각) 과 같은 수준으로 낮아집니다.
새로운 기능 초저 잔류 응력 강판 냉간 교정기 개발.
일반적으로 소위 교정 과정에서 냉교정기 (C/L) 를 사용하여 판의 평탄도를 교정합니다. C/L 함수를 사용하여 판의 전체 폭에 균일한 큰 변형을 주고, 초온라인 가속 냉각의 균일 냉각을 사용하여 잔류 응력이 매우 낮은 판자를 생산할 수 있습니다. C/L 에서 굽힘 변형이 증가함에 따라 직선화 후 잔류 응력이 감소합니다. 또한 C/L 전 잔류 응력이 낮은 초온라인 가속 냉각 보드는 기존의 가속 냉각 보드보다 작은 C/L 굽힘 변형을 통해 초저 잔류 응력 영역을 얻을 수 있습니다. 2003 년 6 월 5438 일부터 10 월까지 JFE 철강사는 서일본제강소 중판공장에 C/L 의 새로운 기능을 추가하여 직선화 능력을 확대하고 초저잔류 응력의 중판을 생산하기 위한 것이다.
(1) 유압 동적 컨트롤을 사용한 수직 굽힘 보정
(2) 쐐기 컨트롤을 사용하여 수평 굽힘을 보정합니다.
C/L 의 새로운 기능이 추가되어 판의 폭이 크고 균일한 구부리기 변형을 만들 수 있습니다. 널찍한 판의 교정에 대하여, 즉 균일한 대압하량 교정 기술을 건립하였다.
앞서 언급했듯이 균일 냉각 기능을 갖춘 슈퍼 온라인 가속 냉각 기술을 사용하고 새로운 기능을 갖춘 매우 효과적인 C/L 을 사용하여 잔류 응력이 매우 낮은 판재를 생산할 수 있습니다.