작성 조봉래 - daum

July. 06. 2010

http://www.sacfurnace.com/작성: 조 봉 래

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CONTENTS

1. Process Line (Stainless Steel)1.1 Cold Rolling- Flow Chart1.2 Material Flow 1.3 Main Specification1.4 Layout (APL, BAL)1.5 Tension Map 1.6 Terminal- Description 1.7 Technical Issue

2. Entry Section 2.1 Pay off Reel (POR)2.2 Flattener2.3 Entry Shear (refer to Exit)2.4 Welder (Narrow Lap Seam)2.5 Degreasing Section2.6 Entry Looper

3. Exit Section 3.1 Exit Looper (refer to Entry)3.2 Picking Section3.3 Skin Pass Mill (SPM)3.4 Tension Leveler (TLL)3.5 Exit Shear, Side Trimmer.3.6 Inspection- Strip Defect3.7 Tension Reel (refer to Entry) 3.8 CPC & EPC System3.9 Roll Specification

4. Calculation Data4.1 Bridle Roll- Tension, Roll dia. 4.2 POR, TR - Calculation.

1.1 Cold Rolling (STS)- Flow Chart

3

1.2 Material Flow (APL, BAL)

Incoming Materials

Degreasing Section Pickling Section

Entry Section Brush Tank Pickling Tank

Entry Coil Skid, Car Hot Water Rinse Tank Rinse Tank / Dryer

No. 1.2 Pay off Reel Cold Water Rinse Tank Bridle / Steering Roll

Paper Winder Hot Air Dryer Exit Section

Pinch Roll & Flattener Alkali System Exit Looper

Carry over Conveyor Bridle / Steering Roll SKP, TLL

Entry Shear Entry Looper Inspection

Pinch Roll & Side Guide Tension / Dancer Roll Exit Shear

Welder Annealing Furnace Recoiler

Bridle Roll Cooling Section

Production

4

1.3 Main Specification (APL, BAL)

ITEM APL (Annealing & Pickling Line) BAL (Bright Annealing Line)

Raw material

Material Stainless Steel, AISI 300, 400 series Stainless Steel, 300, 400 series

Tensile Strength max. 130 kg/mm² as rolled max. 130 kg/mm² as rolled

max. 70 kg//mm2 annealed max. 70 kg//mm2 annealed

Yield Strength max. 130 kg/mm² as rolled max. 130 kg/mm² as rolled

max. 40 kg//mm2 annealed max. 40 kg//mm2 annealed

Coil Dimension

Coil Width 600 - 1,350 mm 600 - 1,350 mm

Input Gauge 0.3 ~ 3.0 mm 0.2 ~ 2.0 mm

Weight Max. 20 ton Max. 20 ton

Inside dia. 610 mm 610 mm

Outside dia. Max. 2,000 mm, with Spool, Paper Max. 2,000 mm, with Spool, Paper

Production

Material

Tensile Strength max. 80 kg//mm2 annealed max. 80 kg//mm2 annealed

Yield Strength max. 60 kg//mm2 annealed max. 60 kg//mm2 annealed

T * V value 40 10

Line Speed Max. 60 mpm Max. 50 mpm

Ent / Exit Max. 80 mpm Max. 60 mpm

Capacity 18 ton / hr 5 ton / hr

Production 11,000 ton / month 3,000 ton / month

5

1.4.1 Process Line- Layout (HAPL)

.

.

6

1.4.2 Process Line- Layout (CAPL)

7

1.4.3 Process Line- Layout (BAL)

Raw materialCoil Width 300 - 670 mm Horizontal Bright Annealing LineInput gauge 0.1 ~ 1.5 mmWeight Max. 10 tonInside dia. 508 mmOutside dia. Max. 2,000 mm,

ProductionTensile Strength max. 80 kg//mm2 Yield Strength max. 60 kg//mm2 T * V value 7Line Speed Max. 40 mpmCapacity 2.0 ton / hrProduction 1,200 ton / month

Looper Looper

Pay off Reel Tension ReelShear Degreasing Heating Furnace

Welder Cooling ShearS/R B/R S/R B/R

B/R

Entry section Welder Cleaning section Heating section Cooling section Looper Exit sectionCoil Skid Side Guide Pre- Degreasing tank Tension control Temper Cooling Looper car Pinch RollCoil car Clamper Cleaness Furnace Fast Cooling Zone Bridle Roll Strip Cleaner#1.2.Pay off Reel Welder Brush Scrubber tank Heating Cooling Blower Steering roll ShearPaper Winder Inspection #1.Rinse tank Muffle Cooler CPC EPC.Coil Opener Bridle Roll #2.Rinse tank Muffle Expansion System Tension Meter Deflector RollPinch Roll Dryer Tension control sys Tension ReelFlatterner Pure Water System Entry Sealing Paper UnwinderCarry Over Converor Alkali mixing tank Exit Sealing Coil CarCrop Shear Oil Separator Ammonia Dissociator Coil Skid

Fume Exhaust Fire indicater system Spool ChargerSteering roll Gas Exhaust system Paper Charger

Safety System Belt WrapperDancer Roll

8

1.5 Tension Map

Section STS (BAL, APL) Mild (CGL, CAL)

Pay off Reel 0.7 ~ 1.5 1.0 ~ 1.5

Degreasing 1.0 ~ 1.5 1.0 ~ 2.0

Looper 1.0 ~ 2.0 1.0 ~ 2.0

Furnace Section 0.3 ~ 0.8 0.3 ~ 1.2

Pickling Section 1.5 ~ 3.0

Skin Pass Mill 5.0 ~ 20.0 3.0 ~ 5.0

Tension Leveler 6.0 ~ 15.0 8.0 ~ 10.0

Looper 1.0 ~ 2.0 1.0 ~ 2.0

Tension Reel 1.5 ~ 3.0 1.5 ~ 3.0

1.6 Terminal- Description

1. Entry Section

Entry Section은 Pay-off Reel에서부터 Entry Looper에 걸치는 Line을 일컬으며,Process Line에 Strip을 공급하기 위한 前공정으로서 Pay-off Reel로부터 공급되는 strip은 용접기에서 선행 coil의 후단부와 후행coil을 Welder (Seam 혹은 Spot Type)에 의해 연결이 되어 Strip은 연속적으로 통판작업이 진행이 되고.

Entry Section의 주요설비의 하나로 Pre-Cleaning Section을 들 수 있다. BAL 혹은 CGL 의 경우, 입측으로 공급된 Coil 들은 압연유 ,압연 철분 및 이물질이 표면에 부착되어 있으며, 이러한 이물질들을 완전히 제거되지 않은 채 BA 분위기 로에 들어갈 경우 분위기형성이 어려워짐으로, 냉연 Coil의 표면 압연유및 이물질은 Pre-Cleaning Section에서 제거하여야 되는데, 탈지조 (Degreasing Section)은 Alkaline Solution (NaOH)에 의한 화학적 청정과 Brush Scrubber에 의한 기계적 청정으로 나뉜다. 이 때 NaOH 용액의 온도및 농도 등이 주요 변수로 작용하며, Brushing Scrubber의 주기적인 교환이 역시 표면 청정에 있어 주요 관리사항이 된다.

Entry Looper는 입측의 용접 중에 발생되는 Welding Time으로 인한 Line정지나 속도 저하시 Process Section (Heating, Pickling) 이일정한 속도로 운전되도록 Strip을 저장하는 역할을 한다. Looper는 수직형과 수평형이 있으며, 보통 2.5~3분 정도의 저장량을확보하도록 설계한다.

2. Delivery (Exit) Section

Delivery Section은 Heating Section 출측에서 부터 Coil이 권취되는 Tension Reel에 걸치는 Line을 일컬으며,Heating Section 을 통과한 후 상온으로 냉각된 Strip은 표면에 다량의 Scale 이 발생하기 때문에 이의 제거를 위해 산세공정 (Pickling Section)을 거치고 또한 교정공정 Skin Pass Mill(SPM) 및 Tension Leveler(TLL)로 진행하여 형상 및 평탄도 교정을 하게 된다.

산세 및 교정공정을 거친 Strip은 입측과 마찬가지로 Delivery Loop 로 진행되며, 출측 설비 정지시 중앙설비의 정상작업이 가능하도록이곳에서 Strip이 저장된다. Looper를 통과한 Strip은 검사대에서 제품 품질 판정을 받게 되며 이 과정에서 합격된 제품만이 수요가에게공급된다. 검사대를 통과한 Strip은 출측 Shear 에서 분활되어 Tension Reel에서 권취되어 Coil car에 의해 Skid로 운반된다.

또한 전체 Line의 Strip 사행으로 인한 Center 이탈을 방지하기 위해 Roll에 Crown을 주거나 혹은 CPC, EPC 장치가 필요위치에설치되어 Center 이탈을 방지하고 있다.

1.7 Technical Issue

Division Technical Issue

Entry Section

Pay off Reel Tension, Reel Dia, CPC, Motor Power.

Flattener Roll Gap Adjustment

Welder Welder Type, Welding Sequence & Time.

Pre-Treatment Degreasing Type, Tank Length, Cleaning Effect.

Looper Type, Handling Time, Looper Capacity, Length.

Exit Section

Pickling Section Process, Length, Chemical Type

Skin Pass Mill Roll Dia. Tension, Elongation

Tension Levelling Leveller Type. Tension, Elongation

Shear & Trimmer Shearing Force, Hydraulic Power, Trimmer Gap

EPC & CPC System Theory, Application.

Tension Reel Mandrel Dia. Tension, EPC, Motor Power

Roll Specification, Roll Dia. Crown, Rubber Material

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2 Entry Section

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2.1.1 Reel – 구조 (1)

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2.1.2 Reel – 구조 (2)

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2.1.3 Reel Mandrel– Dia. Length

Mandrel – Dia. Length 선정

Mandrel Condition Hot Coil Cold Coil

Pay off Reel Expansion + 30 ~ 40 mm + 15 ~ 25 mm

Collapse - 70 ~100 mm - 30 ~ 50 mm

Tension Reel Expansion + 0 mm + 0 mm

Collapse - 25 ~ 30 mm - 20 ~ 30 mm

Mandrel- Barrel Length Barrel Length = Strip Width * (1.10 ~ 1.25 )

Normal Mandrel Dia.= 508 / 610 mm

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2.1.4 Reel – 설계시 고려사항

Items Description

Material Steel Grade, Ts, Ys,

General Strip Width Widthness, Thickness,

Coil Diameter (OD, ID), Weight,

Speed Max. Threading, Acc, Dcc

Line Tension Unit Tension, Tension, Motor Power

Productivity Operating Time,

Pass Line Height, Direction,

Reel Winding Direction Over , Under

Coil Handling Transfer Car, Crane,

Mandrel Diameter, Length, Gripper, Coating

Other Gripper, Stripper, Out Board,

Paper Winder Dia, Weight

Other Belt Wrapper Position

CPC, EPC Maker, Stroke,

Other Spool, Snubber Roll, Band, Weigher, Lubrication.

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2.2 Flattener- Roll Gap Adjustment

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2.4 Welder -Layout

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2.4.1 Welder (Narrow Lap Seam)

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2.4.2 Welder, Notcher

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2.4.3 Welding Sequence

21

2.4.4 Welding- Sequence &Time

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2.5. Degreasing 방식

세정 방식- 종류

세정제 사용방법 특기사항

TCE 용제(트리크로에칠렌)

*침적 방식*증류 방식

린스공정 불필요 .환경문제,독극물- 현재는 채용 감소 추세임.

알카리 세정 *침적 , Spray 방식*Brush 세정.

*지금까지 채용이 제일 많다.*배수처리 설비가 별도 필요.

탄화수소계 *침적 방식*Spray 방식

*품질적으로 안정 하다.*최근에 채용하는 경향이 증가 추세.

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2.5.1 Degreasing Section (알카리 탈지설비)

Alkali탈지-설비구성

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2.5.2 Degreasing System- 세정능력

Div.

Alkali Electric Hot Water Cleanness

RemarkSpray Dipping Brushing Cleaning Brushing Rinse %

Case-1 O O 13~ 19

Case-2 O O 88~ 94

Case-3 O O O O 86~ 90 STS

Case-4 O O O O O over 95 CGL

Case-5 O O O O O over 95

탈지방법- 세정능력 비교

Strip 표면 이물질 부착량 (세정효과)(유분-90%, 철분, 기타- 10%)

Cleaning 前 Max. 600 mg/m2

Cleaning 後 Max. 15 mg/m2

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2.5.3 Degreasing System- 주요사양

구분 항 목 주요 사양 비고

알카리세정Tank

방법 Spray Nozzle or Dipping 방식

Tank 재질( Steel or STS 304 )

알카리액 NaOH 3~ 5%, 60~ 80도

Spray 압력 3 kg/cm2, 상하 6~ 8 set.

Scrubber Tank ( #1, 2 )

Brush Roll Brush 재질- Nylon, 2set, 역회전 방식( 효과 좋음 )

Spray 압력 2~3 kg/cm2, 100 ~ 300 L/min.

Hot Water Rinse Tank (#1,2)

Spray 압력 3~5 kg/cm2, 500 ~ 2,000 L/min.

Tank 재질( STS 304 )Water Water 온도 60~ 80도

Wringer Roll Double Roll Type, 재질- Hyparon,

Dryer

Spray Spray Nozzle , 90~ 120도

Steam Heater

Blower 100 m3/min, 1,000~ 2,000 mmAq,

26

2.5.4 Degreasing System- Flow Diagram

27

2.5.5 탈지설비- 설계 요령(1)

28


Brush Roll

29


Brush Roll- Spray Nozzle 설계

Brush 재질- Nylon or P.P

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2.5.8 탈지설비- 수질기준

수질분석- 비교표

Rinse용- 세정수 수질- Rinse불량이 될 경우- Strip 표면의 변색이나 녹 및 Water Mark 등의 품질 결함의 원인이 된다.

- 그 원인은 수질에 함유된 Cl-, Ca+, Mg+, Ion이 문제임.- 근래에 연수 대신, 순수를 채용하는 추세임.

Alkali 용해용- 용액 수질- 알카리를 용해하는 물은 Mg+ Ca++ 등이 많은 해수나 경수를 사용하면 잘 용해되지 않기 때문에

사용할 수 없고, 비눗물이 잘 풀리는 연수를 이용해야 함.

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2.5.9 Brush Roll- Motor Power

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2.6.1 Looper - Capacity (Entry)

Condition : Entry welder 3-cut Mode

Entry Max.speed : 550 mpm

Entry Threading Speed : 80 mpm

Entry Acc.Rate : 40 mpm/s

Entry Dec. Rate : 40 mpm/s

80

450

550

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

Entry Down Time Entry Up Time

Entry Production Time

time

Entry Looper- Handling Time (1)

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2.6.2 Looper - Capacity (Entry)

No. Handling Sequence Time(Sec) Length(M)

1 Deceleration : 450 to 80 mpm 9.25 40.85

2 Threading to Welder by 80 mpm 12.75 17.00

3 Deceleration to Welder : 80 to 0 2.00 1.33

4 Welding 33.00 0.00

5 Threading to Notcher 3.70 2.28

6 Notching 12.00 0.00

7 Accelerating : 0 to 450 mpm 11.25 42.18

Entry Down Time 83.95 103.64

8 Recovering Looper 318.09 525.98

Entry Up Time 318.09 525.98

Entry Production Time 402.04 -

□ Entry Looper Capacity : Lp

450/60 * 83.95 = Lp + 103.64

Lp = effective strip storage length = 525.98 m

□ Entry Up Time : Tup

Tup = 318.09 sec

□ Entry Production Time : Tp

Tp = Td + Tup

= 83.95 + 318.09 = 402.04 sec

Entry Looper- Handling Time (2)

Looper Storage 량 –

일반적으로 Max. Speed 의2.5 ~ 3분 가량 저장량으로 한다.

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2.6.3 Looper- Handling Time

Exit Looper Time- Simple 계산

mech. stop point

quick stop point for entry sec.

normal stop of carriage

mech. stop point

bottom roll level

looper structure

ground level

quick stop position for center sec.

1100

20900 mm

(effective looper stroke)

2500

1700

100

1300

1600

100

29800 24500 (max. looper stroke)

harmonic positionstarting point for quick stop of entry sec.

harmonic zone(tuning range)

starting point for quick stop of center sec.

A

B

200

100

200

2.6.5 Looper Tower (Vertical)- Configuration

A : Entry Speed 550 mpm to 450 mpm

by Quick Stop rate 60mpm/s

A = (550-450) / 60 * (550-450)/60/2/32

= 0.0434 m

B : Center Speed 450 mpm to 0 mpm

by Quick stop rate 60mpm/s

B = 450 / 60 * 450 / 60 / 2 /32 = 0.878 m

35

36

3. Exit Section

산세 전처리 설비- Salt Bath(Kolene법) Type- 중성염 전해산세(Neolyte) Type

산세 처리설비- 질산(HNO3) 전해산세- 혼산(HF+HNO3)산세

산세 Process

300계 : Salt Bath → 황산조 → 혼산조 → Rinsing →

400계 : Salt Bath → 황산조 → 질산 전해조(A,B) → Rinsing →

3.2.1 Pickling Process (산세설비)

산세 목적- 산화열처리에 의해 생성된 Scale의 제거 및 부동태화- (부동태 피막 Cr2O3형성)

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ㅇ황산의 역활

Scale과 모재 사이에 H2 Gas에 의해균열발생을 촉진시켜 혼산조에서산세를 용이하게 함

모재

ㅇ혼산의 역할 (HF + HNO3)

- 불산(HF) : 모재를 녹이는 역할 ( 산세 촉진 )

- 질산(HNO3) : 부동태 피막 형성하여 국부 과산세 방지 (산세 억제)

⇒ 적정 비율 혼합 필수 (300계 경우 HNO3 : HF = 4 : 1 )

H2

Me + 4 HNO3 -> Me(NO3)3 + NO + 2 H2OMe(NO3)3 + 3HF -> MeF3 + 3HNO3---------------------------------------------------------Me + 0.7HNO3 + 3HF -> MeF3 + NO + 2H2O

3.2.2 APL Pickling (STS)– Acid 역할

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3.2.3 Scale Breaker

목적- 산세효과 증대 (Strip 표면- Scale 균열발생)

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3.2.4 Pickling Section (STS)

Tank P.P tank, 약100 m

#1. Zone 중성염 전해조. 황산나트륨 (Na2SO4)

약 50 m ( 25 + 25 )

#2. Zone 질산 전해조 ( HNO3)

20 m

#3. Zone 혼산조 ( HF + HNO3 )

30 m

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3.2.5 Pickling설비- 적용실적

Salt Bath 黃酸 전해 Alkali 전해 中性鹽 전해 硝酸 전해 混酸조

Company 설비명 설치년대 H2SO4 NaOH Na2SO4 HNO3 HNO3 + HF

BNG # 1,2 AP 1970 년 O O O O(한국)

Nishine # 2 AP 1960 년 O O O O(일본) # 3 AP 1970 년 O * 3 units

# 4 AP 1970 년 O * 2 units O# 5 AP 1970 년 O O * 2 units O

# 6 AP 1980 년 O O * 2 units# 7 AP 1990 년 O O * 2 units O O * 2 units

POSCO ZPSS 2000 년 O * 2 units O O * 2 units(중국)

QPSS 2000 년 O * 2 units O O * 2 units

42

3.3.1 SPM & TLL- 설비 배치도

43

3.3.2 SPM & TLL- Control System

44

3.3.3 SPM- Control System

45

3.3.4 SPM- Elongation (STS)

Strip Thickness mm

STS 300 Series (270 N/mm2)

STS 400 Series (320 N/mm2)

0.3 0.40% 0.35%

0.5 0.50% 0.40%

0.8 0.70% 0.60%

1.0 0.90% 0.80%

1.5 1.40% 1.30%

2.0 1.70% 1.50%

2.5 1.90% 2.00%

3.0 2.00% 2.00%

4.0 2.00%

5.0 2.00%

WR- 860mm Dia. Strip- 1350mm W

46

3.3.5 SPM - 판형상 교정

47

3.4.1 Tension Leveler (TLL)

Extension Roll Unit- 2set Anti- Cambering Roll Unit

Anti- Cross bow

Anti- Longitudinal bow

Anti- Wave

48

3.4.2 TLL- 교정 원리(1)

49

3.4.3 TLL- 교정 원리(2)

50

3.4.4 TLL- 교정 원리(3)

Tension

Tension

Before levelling

Adding tension

Bending correction

After levelling

εο

Elastic strain

Elastic strainPlastic strain

∆ε

Plastic strain

Plastic strain

Elastic strain

Elastic strain

εο ∆ε

Setting elongation of equipment

ε

σt

0

Tensio

n o

f edge p

art

Tensio

n o

f cente

r part

3.4.5 SPM & TLL- Operating Condition

Descriptionthickness

mmwidthmm

unit T1 T2 T3 T4

U.T[kgf/mm2] 3.25 3.86 5.52 5.60Total tension [kgf] 974 1,159 1,656 1,680

U.T[kgf/mm2] 2.48 2.95 4.21 4.46Total tension [kgf] 1,857 2,210 3,158 3,345








※ 1. Above table is based on when elongation rate of tension leveller is 0.5% maximum.

2. Line tension of the tension leveller entry(T3) is depending on the exit side tension(T4) and intermesh setting value of tension leveller

DQ & DDQYp.Max 20kg/mm2

CQYp.max 30kg/mm2

0.3 1000

0.6 1250

0.6

2.0

2.0 1650

1650

1250

Hss & F/HYp.Max 56kg/mm2

0.3 1000

0.6 1250

2.0 1650

0.3 1000

No.4 Bridle roll

# 1# 2 # 3

# 4 # 1

# 2

# 3

No.3 Bridle Roll

CoolingTower

Tension Leveller

ExitLooper

# 4# 1# 2 # 3

No.5 Bridle roll

[ T1 ] [ T2 ] [ T3 ] [ T4 ]

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3.4.6 TLL, Bridle Roll- Drive System

Tension LevelerEntry Bridle Exit Bridle

Entry Gear Unit with Differential

Exit Corner Gear Unit

Stretching Motor Main

Motor

Strip

Entry Corner Gear Unit with

Differential

Exit Gear Unit with Differential

Entry Pinion Motor

Exit Pinion Motor

Tension LevelerEntry Bridle Exit Bridle

Strip

Entry DC Motor Exit DC Motor

Mechanical drive system with differential regulation

Electric drive system

53

3.4.7 TLL- Elongation (STS)

Material Gauge YS Tension Elongation

300 Series 0.3 ~ 2.5 mm 260 52 ~ 160 N/mm2 0 ~ 2.0%

300 Series 2.5 ~ 5.0 mm 260 35 ~ 60 N/mm2 0 ~ 1.5%

400 Series 0.3 ~ 2.5 mm 350 70 ~ 210 N/mm2 0 ~ 1.0%

400 Series 2.5 ~ 5.0 mm 350 35 ~ 52 N/mm2 0 ~ 0.8%

Duplex 5.0 mm 600 Max. 60 N/mm2 0.50%

Typical Tension Leveling Process

54

3.5.1 Shearing- Force 계산

Shearing- 전단 반력 계산

3.5.2 Hydraulic Cylinder- 내경 계산

55

3.5.3 Hydraulic Line- Hose Size 결정

56

노모 Graph -사용 (예)

압력Line의 유속- 3m/sec, 필요유량- 50l/min 인 경우Hose 호칭 Size- 19가 적당함.

57

3.5.4 Side Trimmer- Knife (Gap, Lap)

Knife- Gap Knife- Lap

Gap= 0.0161t2 + 0.0604t + 0.085

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0

knife gap(mm)

strip thickness(mm)

Lap = 0.2t - 0.4

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0

knife lap(mm)

strip thickness(mm)

Thickness(mm)

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

Gap (mm) 0.25 0.4 0.6 0.8 1.0 1.3 1.6

Thickness(mm)

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

Lap (mm) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Center buckle

Edge wave

Side buckle

Herring bone

Twist

Camber

Coil-set (Curl)

Cross-bow (Gutter)

58

3.6.1 Strip Shape- Defect (제품형상 결함)

3.6.2 Strip Surface- Defect (제품표면 결함)

59

결함명 English 결함명 English

긁힘 Scratch 종이 압입 Paper Relled In

슬립 Slip Mark 부식 Pitting

오염 Pollution 녹 Rust

과 산세 Over Pickling 권취 불량 Telescope

산세 불량 Raw Pickle 응력 Stains

산 잔류 Pickle Residue 백분 White Powder

소둔 결함 Anneal 롤 마크 Roll Mark

산세 정지 Acid Stop Mark 폭 불량 Width

로내 정지 Furnace Stop Mark 형상 불량 Shape

3.8. CPC, EPC- System

60

61

3.8.1 CPC- Pay off Reel

Side Shifting Range +-100 ~ 150mm, Accuracy +-5mm

62

3.8.2 EPC- Tension Reel

Side Shifting Range +-100 ~ 150mm, Accuracy +-1mm

3.8.3 CPC- Steering Roll

63

64


Steering Roll ~ Deflector Roll 간 거리= 통상 Strip 폭의 3배 이상

Steering 효과 – 큼. 일반적으로 만히 사용함.용도- Looper 입.출측.

탈지 산세설비- 입.출측.

65


66


Steering 효과 – 보통. 일반적으로 잘 적용치 않음.용도- Looper 내부 Strip 사행 조정용.

67

3.8.7 CPC, EPC- System (Specification)

라인사양(Line Specification) Value

라인속도(Line speed) Max m/min Min m/min

스트립 두께(Strip thickness) Max mm Min mm

스트립 폭(Strip width) Max mm Min mm

텐션(Tension)Unit N/㎟

Total N

스트립 소재(Strip material) Caarbon steel Stainless steel Other

기계무게(Machanism mass) N

코일무게(Coil mass) N

마찰계수(Friction coefficient) μ=

운전력(Operating force) N(Piston rod thrust)

조작능력(Manipulated variable) Shifting value ± mm ,Correction angle mm

실린더사이즈(Cylinder size) Bore mm, Rod dia mm, Stroke mm

콘트롤시스템(Control system) Tension reel ( ) Payoff reel ( ) Steering roll ( )

콘트롤방법(Control method)

EPC ( ) CPC ( )

Tension reel: Arm method ( ) Arm less method ( )

Payoff reel: Sensor gap mm

사행량(Meander value) ± mm

68

No Configuration 설비 용도

1. Bridle Roll, Strip 구간별 tension을 조정하는 Roll

2. Steering Roll. Strip 이탈을 방지하기 위해 Centering을 조정하는 Roll

3. Pinch Roll, Strip 운반. 이송하는 Roll

4. Deflector Roll, Strip 진행 방향을 전환하는 Roll

5. Brush Roll, Strip 표면을 Brush로 Cleaning 하는 Roll

6. Wringer (Squeeze) Roll Strip 표면 물기를 제거하는 Roll

7. Support ( Table ) Roll Strip Pass line을 받쳐주는 Roll

8. Tension meter Roll Strip tension을 측정하는 Roll

9. Snubber Roll Strip 이탈, 역회전을 방지하는 Roll

3.9.1 Roll– 종류, 용도

69

3.9.2 Roll Crown- Strip에 미치는 영향

사행량

Buckling 발생

Roll Crown 량

안정영역

고속

저속

일반적으로 아래 도표와 같이1. Strip 사행량은 Roll의 crown이 작을수록, 스트립의 속도가 빠를수록, 스트립에 걸리는 장력이 작을수록, roll과 스트립

의 마찰계수가 작을수록 사행량은 증가한다.

2. 이에 반하여 Strip Buckling 발생은 roll의 crown이 클수록, 스트립에 걸리는 장력이 클수록 발생하기 쉽다. (서로 반비례 함)

Roll Crown, Strip 사행량, Strip Buckling – 상관 관게

70

3.9.3 Roll Coating- 재질,사양

Roll 명Roll Lining Materials

표면 재질Thick

mm

Crown량Max. mm

경도(+- 5)

조도Ra(+- 0.5)

Bridle, Steering Roll NBR , Polyurethane 15 -4.0 90 3.5~ 6

Deflector, Looper Roll NBR , Polyurethane 15 -4.0 90 3.5~ 6

Pinch, Snubber, Guide Roll NBR , Polyurethane 10 -1.5 90 3.5~ 6

Table, Support Roll NBR , Polyurethane 6 -1.5 90 3.5~ 6

Wringer Roll CSM (Hypalon) 15 -1.5 65 3.5~ 6

Brush Roll Nylon, Polypropylene 0.1 - - 3.5~ 6

Pickling Sink Roll CSM (Hypalon) 19 -1.5 65 3.5~ 6

Salt Bath Roll CSM (Hypalon) 25 -1.5 65 3.5~ 6

Measuring Roll, Skid Liner MC Nylon - - - 3.5~ 6

71

3.9.4 Roll Rubber- 물리적 특성

고무 종류천연고무

NR부칠고무

I I R니트릴고무

NBR에치렌.프로피렌

EPT.EPDM하이파론

CSM우레탄

U시리콘 고무

Si불소 고무

FPM

화학 구조Poly

IsopreneIsobutylene

IsopreneAcryntrileButadine

Etylene-Propyrene

PolyethleneSulfonated

PolyUrethane

SiloxanePlopylene,Vinylidene

주요 특징고탄성기계적

성질 양호

내후성,내오존성,

내가스투과성 양호

내유성,내마모성,내노화성

양호

내오존성,내노화성

전기적특성양호

내오존성,내노화성내약품성

양호

기계적강도

매우 우수

내열성,내한성,내유성양호

내열성,내약품성,

양호

경도 범위KS, Hs

10~ 100 20~ 90 15~ 100 30~ 90 50~ 90 60~ 100 30~ 90 50~ 90

인장 강도Kg/cm2

30~ 300 50~ 150 50~ 250 50~ 200 80~ 200 200~ 450 40~ 100 70~ 200

전기절연성옴-Cm

10 16~ 18 2~ 10 12~ 15 14 9~ 12 11~ 15 15~ 18

내마모성 양호 우수 양호 우수 양호 매우 양호 우수 양호

내열성 약함 약함 보통 약함 약함 우수 매우 양호 우수

내유성 약함 우수 양호 우수 우수 양호 양호 양호

내산성 약함 양호 우수 양호 양호 약함 보통 양호

내알카리성 우수 양호 우수 양호 양호 약함 양호 약함

72

4.1.1 Tension Bridle Roll- Arrangement (2, 3 Roll Type)

73

4.1.2 Tension Bridle Roll- Arrangement (4 Roll Type)

74

4.1.3 Tension Bridle Roll- 설계주요사양

75

µθeTT ×= 01

T0

T1

T2 Roll

220℃

83.3180220

=π x

μ ⇒ 마찰계수 → (std.) 0.1 (마찰계수를 일정하게 지킬 수 있는 재료를써야 한다. )

Θ ⇒ 감긴 각도 → 220℃ =>

4.1.4 Bridle Roll- Tension 계산

76

4.1.5 Bridle Roll- Tension 계산 (예)

T0

T1

T2180℃

Θ1

Θ2

220℃

T0=100kg

Θ:180~250℃

μ:0.15 (I) DRIVE

T1 =T0 eμΘ → T1 =T0e

0.15*220/180*∏

100*1.778 ≒178

T2 =T1eμΘ2 → T2 =T1e

0.15*180/180*∏

178*1.6 ≒285

T2 =T0eμ(Θ1+Θ2)

=T0e*0.15*(220+180)/180*∏

=100*2.85

=285

Σ(Θ1+Θ2+Θ3+Θ4)

기타 No.2.3.4..B/R : 상기와 같은 요령으로 계산함

77

4.1.6 Bridle Roll- Strip Tension

△ F

△ B

△ M

V T1 T2

Tension Loss = ΔM + ΔB + ΔF

T2 = T1 + ΔB + ΔM + ΔF

ΔM : Mechanical LossΔB : Bend LossΔF : Friction Loss

ㆍ Mechanical Loss Bearing Friction LossOil Seal Loss Mechanical Seal Loss

ㆍ Bend Loss

ㆍ Friction LossStrip Friction Loss Roll Friction Loss

4.1.7 Tension Loss 계산(1)


Mechanical Loss

(2*T + W + P) * d * μ + n * F * d'ΔM =

D

T1T2

△M

w

V

D

d

N = μ( T1 + T2 + W )

ΣMo = ( T2 - T1 )* D/2 - N * d/2 = 0

ΔM = T2 - T1 ≅ d/D * μ *( 2 * T1 +W )

Mechanical Loss

μ : bearing friction coeff.

T : strip tension

W : roll weight

P : snubber roll force

d : dia of shaft

d‘ : dia of bearing

D : roll dia.

n : No. of Oil seal

f : Oil seal friction ( 5kgf )


T1

Tout

θ

ΔB

Ro

Bend Loss

Rc = t * E / (2 * Sy) Tc = Sy2 * w * t / (3 * E * (1 - cos(θ/2)) x = T / Tc

R1 = (1/x)^0.5 * Rc for α ＞ 1 R1 = ((x^2+3)^0.5 - x) * Rc for 0＜α ＜ 1

α = 2 * R * Sy / (t * E) ΔTc = w * t2 * Sy / (4 * R)

i ) α ＞ 1 인 경우

ΔB = 1/(3 α ) * ΔTc

ii ) 1/2 ＜ α ＜ 1 인 경우

3 - 3α + α2 (1-α)4(2+α)2

12α ] * ∆Tc

3∆ B = [ +

iii ) 0 ＜ α ＜ 1/2 인 경우

Tc)12/12/13/1012/512( 432 ∆α+α−α+α−ΔB =


Friction Loss

ΔF = { 1/2 Cf ρ V² Ws Wℓ } * 2 / 9.8 (kgf)

ΔF : viscous friction Loss (kgf)

Cf : friction coefficient = 0.074 / Re1/5

Re : Reynold No. = V Wℓ / n

ρ : density ( kg/m³)

V : strip speed (m/s)

Ws : strip width (m)

Wℓ : strip deep length (m)

n : kinematic viscosity (m/s²) = μ/ρ

μ : viscosity coefficient (kg/(m*s)

액면

L

w

(L-w)/2

H

φ

θ

82

4.1.11 Bridle Roll- Motor Power 계산 (1)

83

4.1.12 Bridle Roll- Motor Power 계산 (2)

84

4.1.13 Roll Dia.계산- Bridle Roll

:B:t:E

:σ:ρwhere

B1t

σEρ

y

y

××=

Roll 반경 (mm)

항복응력 (kg/mm2)

영률 (kg/mm2)

판 두께 (mm)

보정치수(Marker Know-how)

EAmmD

mmmmmmkg

mmkg

2240

120218.0

/70/21000

2

2

×=

=××=ρ

8.0

70:21000:

=t

E

yσ

소둔 후 AF : 2-2.5소둔 전 FH: 4

AF: After AnnealingFH: Full hard

D : min. BR roll dia.(mm)

E : Young's Modulus (kgf/mm2) = 21000

T : strip thickness (mm) = 0.4

A : thickness parameter

A = 1 - 1/T^(1/2) = - 0.58

T' : strip compensation thickness (mm)

T' = (1 - A) * T = 0.632

Sy : Strip Yield Strength (kgf/mm2) = 30

UT : Unit Tension (kgf/mm2) = 4

D ≥ E * T'

2 * ( Sy - UT )

21000 * 0.632

2 * ( 30 - 4 )= 255.2 mmD ≥

4.1.14 Roll Dia.계산- Deflector Roll

85

4.1.15 Roll- Shell 두께

86

Bridle Roll- Shell 두께

4.1.16 Strip Catenary- Calculation

87

Roll 간격- Strip 처짐량

임의 위치 - Strip 처짐량

a) Inner Dia. :dia. 420 mm

2) Strip size : 0.4 * 1220 mm2

POR Tension : 730 kgf

Line Speed : 550 mpm

Motor Speed :

v = r Θ'

550/60 = 0.42/2 * Wr/60 * 2 * p

Wr = 416.8 rpm

GR (gear ratio) = 4.2

∴ Wm = GR * Wr

= 4.2 * 416.8 = 1750 rpm

Motor Power :

P = F * v

= -730 * 9.8 * 550/60 * 0.95 /1000

= -62.36 kW (Dragging)

T, v

T, v

POR

4.2.1 POR- Calculation of Motor Power

Pay off Reel

Condition : I.D. = 420 mm

O.D. = 2050 mmMax. Speed = 550 mpmAcc / Dec rate = 40 mpm/sStrip size : 0.1t * 508 ~ 0.4t * 1220 mm

88

4.2.2 Pay off Reel- Tension

89

4.2.3 Tension Reel- Tension

90

91

Attachment – 첨부 설계자료

1. Terminal 설비- 설계자료.

- 입.출측 설비 설계 (Reel, Bridle Roll)- Looper Capacity 설계- Pinch, Deflector Roll 설계- Conveyor 설계- POR, Tension Reel 설계- Motor 용량검토. - 각종 설계자료.

2. Cleaning Section 설계자료- Dip, Scrubber, ECT, Rinse, Dryer.

3. Process Engineering 설계지침서- Walking Beam, Reel, Conveyor, Shearing 이론.

작성 조봉래 - daum

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