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철강압연 롤의 합금설계와 탄화물 제어

전문가 제언: ○ 롤 주물은 형강, 판재 및 선재 등 압연공정에서 필수적으로 사용되는 소모품으로 그 수요는 국내수요만 해도 수천억에 달하며 20~30%를 외국에서 수입하고 있는 실정이다.

○ 주조 시 공기, 불순물 등의 혼입, 롤 본체 부위와 상하 메달 부위의 냉각속도 차이로 발생하는 주조품의 균열, 수축결함과 함께 표층에 내열 내마모를 갖게 하는 균일한 높은 경도의 어려움 등으로 롤 주조는 매우 까다로운 기술이라 하겠다.

○ 고속도강은 1900년경에 Taylor와 White에 의하여 개발되었으며 C 1%정도의 탄소강에 W, Cr, V, Mo 등의 금속원소를 합금시켜 공구강으로 널리 사용되었으나 고온경도가 높아 원심주조를 하거나 이중 재질의 롤을 만들어 철강제품 압연 롤로 많이 사용하게 되었다.

○ 필자는 로의 경도를 좌우하는 에더마이트 롤과 그레인 롤의 탄화물의 거동을 규명하고자 하였다. 롤의 합금 응고과정에서 탄화물 생성현황과 합금의 용질농도 변화를 규명하였으며, 그레인 롤에서는 특히 압연 시 표면의 거칠기와 소착을 방지하는 흑연의 정출량이 합금원소에 따라 좌우되는 것을 규명하였다.

○ 국내 롤 제조업체들의 기술 수준은 오랜 경험에 의해 축적된 기술을 활용하거나 체계적인 관리에 노력하고 있는 실정이지만 재질의 개선과 주조방안에 대해서는 아직도 건전한 시제품이 얻어질 때까지는 시행착오를 반복하며 생산하는 실정이다.

○ 제강기술이 일찍부터 발달하여온 선진국들은 롤 주조기술이 오래전부터 체계화되어 왔고, 특히 최근에는 컴퓨터의 발달과 더불어 응고해석, 탕류해석, 응력해석 등 컴퓨터 시뮬레이션 기술을 응용하여 고부가가치 롤을 생산하고 있다. 이와 같이 표층의 경도를 좌우하는 탄화물 생성과 흑연 석출에 대해서도 컴퓨터 시뮬레이션의 접목이 필요하다고 생각된다.

저자: Miyahara Hirofumi
자료유형: 학술정보