[논문]6단 압연롤 크라운을 고려한 동극박 냉간 압연 패스스케줄 설계

이상호; 옥순영; 황인엽; 황원제; 김병민

6단 압연롤 크라운을 고려한 동극박 냉간 압연 패스스케줄 설계
Design of Rolling Pass Schedule in Copper Thin Foil Cold Rolling According to Roll Crown of 6 High Mill 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.25 no.11 = no.212, 2008년, pp.66 - 72

이상호 (부산대학교 정밀가공시스템) , 옥순영 ((주) 풍산 온산공장) , 황인엽 ((주) 풍산 온산공장) , 황원제 ((주) 풍산 온산공장) , 김병민 (부산대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

During the plate and foil cold rolling process, considerable values of the force of material pressure on the tool occur. These pressures cause the elastic deformation of the roll, thus changing the shape of the deformation legion. Rolled copper foils should be characterized by a good quality and light dimensional tolerances. Because of automation that is commonly implemented in flat product rolling mills, these products should meet the requirements of tightened tolerances, particularly strip thickness, and feature the greatest possible flatness. The shape of the roll gap is influenced by the elastic deformation of rolls parts of the rolling process affecter of the pressure force. However, to control roll deformation should be difficult. Because the foil thickness is very thin and the permissible deviations in the thickness of foil are small. In this paper, FE-simulation of roll deformation in thin foil cold roiling process is presented.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

(3) 수정된 압연 스케줄로 냉간 압연 시험을 수행하였다. 최종 생산된 판의 두께 분포의 경우 24.
그리고 설정된 공정 조건에 따라 서냉 간 압연시험 생산을 수행하였다.
3 Wataru4 및 Kin?는 실험 및 CAE 해석을 통하여 압연에서의 특성을 분석하였다. 본 논문에서는 압연롤의 탄성 변형 해석은 압연기의 형상이 상하 대칭인 것을 고려하여 위쪽 부분만을 해석에 적용하였다.
된다. 따라서 롤 변형을 고려하여 최종 패스에서의 롤 갭을 23 ㎛로 수정하여 해석을 수행하였다. 압연속도는 생산성을 고려하여 300m/min 로 설정하였다.
따라서 본 논문에서는 폭 600mm 이상 두께 24 ±1 ㎛ 급의 압연 동박의 품질을 향상 시키기 위하 여 압연 공정시 6 단 압연기 압연 롤의 탄성변형을 CAE 를 통하여 예측하여 동극박의 폭 방향 크라운(Crown) 현상을 줄일 수 있는 공정 조건을 적용하였다. 그리고 설정된 공정 조건에 따라 서냉 간 압연시험 생산을 수행하였다.
압연에서의 특성을 분석하였다. 본 논문에서는 압연롤의 탄성 변형 해석은 압연기의 형상이 상하 대칭인 것을 고려하여 위쪽 부분만을 해석에 적용하였다.

대상 데이터

본 논문에 사용된 압연재는 터프피치동(Tough pitch copper)으로써 Cu-99.9 wt%, 0-0.04 wt% 및 미량 원소(P, Fe 등)이 화학 성분조성을 가진다. 터프 피치 동의 경우 FPCB 의 요구 특성 중 우수한 전기 전도도를 만족하는 소재를 사용하였다.
내었다. 압연롤 소재는 SKH-51 이며, 압연 소재는 판 폭 600mm 의 T/P copper 이다. 그리고 압연 속도는 100~700rrUmin 의 범위로 설정하였다.
04 wt% 및 미량 원소(P, Fe 등)이 화학 성분조성을 가진다. 터프 피치 동의 경우 FPCB 의 요구 특성 중 우수한 전기 전도도를 만족하는 소재를 사용하였다.6
해석에 사용된 압연롤 소재의 탄성계수(E)는 205GPa 이며, 프아송 비(u)는 0.3 으로 설정하였다.

이론/모형

Marc Mentat2005 를 사용하였다.

성능/효과

(1) 압연속도가 증가함에 따라서 롤 변형과 압연 하중이 증가한다. 그러나 속도에 따라서 롤 변형이 1 ㎛이상 분포됨에 따라서 기존의 패스 스케줄에 의한 롤 갭 24㎛를 수정할 필요가 있다.
(2) CAE 해석을 통하여 롤 갭을 23㎛로 설정하고 패스 스케줄을 설계하여 냉간 압연 해석을 수행한 결과, 최종 패스에서 롤 변형이 1.37 ㎛로 목표 두께 24±1 ㎛를 만족하는 것으로 나타났다.
(4) 압연시험 결과, 인장강도 423.4MPa, 연신율 0.3%, 비커스 경도 127Hv 를 가지는 24 ㎛급 동극박을 생산하였다.
7 은 압연 속도에 따른 최대 크라 운량과 압연 하중을 나타내는 결과이다. 결과에서 나타나는 바와 같이 압연 속도가 감소함에 따라 최대 변형량과 압연 하중값이 감소하고 판의 평탄도가 좋은 것을 확인할 수 있다.
과도한 전후방 장력을 줄이고 패스별 압하량을 재설정하여 엣지 크랙의 방지하고 압연 공정 중의 절판을 방지할 수 있는 효과를 가져왔다.
실제 압연 공정에서 발생되는 판의 형상과 CAE 를통하여 롤 변형을 고려한 판의 형상을 비교해 보면 CAE 를 통한 결과가 다소 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그러나 CAE 를 통한 변형을 고려할 경우 판 두께 24.37 ㎛로 압연 시험에서의 판 두께 24.3 ㎛와 거의 일치 함을 확인할 수 있다.
압연속도는 생산성을 고려하여 300m/min 로 설정하였다. 그리고 또한 최종 패스에서 전후방 장력을 300kgf 이하로 감소시켜 박판 압연에서 발생할 수 있는 절판의 영향을 감소시켰다.
3 ㎛로 CAE 를 통하여 예즉된 값과 매우 유사하게 나타났다. 극박 압연에서 압연롤의 탄성 변형이 제품의 품질에 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.
14 는 생산된 두께 24 ㎛ 박판의 두께 분포를 CAE 해석과 시험 결과를 비교한 그림이다. 실제 압연 공정에서 발생되는 판의 형상과 CAE 를통하여 롤 변형을 고려한 판의 형상을 비교해 보면 CAE 를 통한 결과가 다소 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그러나 CAE 를 통한 변형을 고려할 경우 판 두께 24.
최종패스에서의 압하율은 25%(32 ㎛*4 ㎛)로 동일하게 설정하였다. 압연롤의 탄성변형의 결과에서 압연 속도가 증가함에 따라 탄성 변형량이 증가하는 것으로 나타났다.
최종 생산된 판의 두께 분포의 경우 24.3 ㎛로 CAE 를 통하여 예즉된 값과 매우 유사하게 나타났다. 극박 압연에서 압연롤의 탄성 변형이 제품의 품질에 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.
13은 냉간 압연 후 패스별 폭 방향에서 판 두께를 나타내는 그림이다. 판 폭의 경우 600mm 이상을 확보할 수 있었으며, 두께 분포의 경우, 최종패스에서 목표 두께 24±1 ㎛를 만족하는 것으로 나타났다.

참고문헌 (13)

Furukawa, T. and Kawamoto, K., "The rolling characteristics of Copper Foil," J. of JSTP, Vol. 4, No. 27, pp. 203-212, 1963
Sakamoto, N., Nishimura, K., Iwasaki, M. and Misonoh, K., "An analysis of strip shape in cold rolling of ultra thin steel strip," J. of JSPT, Vol. 23, No. 263, pp. 1230-1237, 1982
Saeki, K. and Hashimoto, Y., "Speed Effects on the Cold Rolling of Thin Plate," J. of JSPT, Vol. 7, No. 63, pp. 183-192, 1966
Wataru, S. and Shun-ichi, O., "Rolling Pressure Distribution in Thin Foil Rolling," J. of JSTP, Vol. 28, No. 321, pp. 1029-1034, 1987
Kim, D. H., Kim, B. M. and Lee, Y., "Adjustment of Roll Gap for the Dimension Accuracy of Bar in Hot Bar in Hot Bar Rolling Process," International Journal Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 4, No. 1, pp. 56-62, 2003
Lange, K., "Handbook of metal forming," McGraw-Hill Book Company, Chapter 12, 1985
Knapi？ski, M., "The numerical analysis of roll deflection during plate rolling," JMPT, Vol. 175, Issues 1-3, pp. 257-265, 2006

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Malik, S. A. and Grandhi, V. R., "A computational method to predict strip profile in rolling mills," JMPT, Vol. 206, Issues 1-3, pp. 263-274, 2008

상세보기
Roberts, W. L., "Cold rolling of steel," MARCEL DEKKER, INC., pp. 478-567, 1978
Timoshenko, P. S. and Goodier, N. J., "Theory of elasticity," McGraw-Hill, pp. 65-164, 1934
Fleck, A. N., Johnson, L. K., Mear, E. M. and Zhang, C. L., "Cold Rolling of Foil," Proc. Institution of Mechanical Engineers, Vol. 206, pp. 119-131, 1992
Johnson, L. K., "Contact Mechanics," Cambridge University Press, pp. 320-339, 1985
Le, H. R. and Sutcliffe, P. F. M., "Rolling of Thin Strip and Foil:Application of a Tribological Model for "Mixed" Lubrication," Journal of Tribology, Vol. 124, Issue 1, pp. 129-136, 2002

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