압연 (rolling) 공정

개요

압연이란 금속 소성 가공 방법의 하나로 롤 (roll) 을 이용하여 두께를 줄이고 일정하게 만드는 과정이다. 이 공정에 사용되는 롤을 압연기 (rolling mill) 라 한다. 금속의 재결정 온도 이상에서 작업이 수행되면 열간압엽 (hot roll), 그 이하에서 수행되면 냉간압연 (cold roll) 이다. 

롤링 공정

온도에 따른 분류 : 열간 압연

재결정 온도 이상에서 수행해서 가공경화가 일어나지 않는다. 

온도에 따른 분류 : 냉간 압연

냉간압연은 재결정온도 이하 (보통은 상온) 에서 수행해서 가공경화에 의해 강도가 높아진다. 동일한 작업을 하는 열간압연에 비해서 냉간 압연은 두께를 많이 줄이지는 못한다. 냉간압연된 Sheet와 Strip은 Full-hard, half-hard, quarter-rolled 및 skin rolled 가 있다. Full-hard 공정에서는 두께가 반으로 줄어들고 skin-roll의 경우는 0.5~1 % 정도의 두께가 줄어든다. 또한 열간 압연에 비해 표면 마감 (예. 조도) 이 개선되고 공차가 줄어든다. 냉간 압연된 박판은 보통 추가적인 표면 가공이 요구되지 않는다.

형상에 따른 분류 : 평판 압연

압연 공정 이후의 제품이 평판인 경우 평판 압연 (flat rolling) 와 특정한 형상을 가지는 형상 압연 (roll forming) 이 있다. 평판 압연의 경우 제철소에서 많이 사용되는 공정으로 연속주조 공정에서 생산된 슬래브 (slab), 블룸 (bloom), 빌릿 (billet) 등을 회전하는 롤을 통과시켜 코일 (coil), 후판 (plate), 선재 (wire) 등을 생산한다. 

* 슬래브 (slab) : 일반적으로 사각 단면을 가짐

* 블룸 (bloom) : 일반적으로 150 mm 이상의 크기를 가지는 정사각 단면을 가짐

* 빌렛(billet) : 작은 블룸으로 형상 압연과 같은 후공정을 통하여 환봉(round rods)과 각봉(bars) 등 다양한 형상으로 가공됨.

* 후판 (plate) : 일반적으로 6 mm 이상의 두께를 가지는 판재

* 박판 (sheet) : 일반적으로 6 mm 이하의 두께를 가지는 판재 (자동차 차체, 가전 제품, 주방기기 등에 사용됨)

형상에 따른 분류 : 형상 압연

형상 압연의 경우 아래 그림 처럼 특정한 단면 형상을 가지거나 I-빔 (아이-빔) 을 만들기도 한다. 나사산을 만드는 공정인 나사 전조 (thread rolling) 도 일종의 형상 압연이다.

롤 포밍 (roll forming) 롤 벤딩 (roll bending)

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출처 및 관련 링크

http://blog.posco.com/911

http://www.kocw.net/home/common/contents3/document/lec/2012/ChonNam/LeeBongKee2/6-1.pdf

https://www.posco.co.kr/homepage/docs/kor5/html/product/exper/s91c5000104p.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_(metalworking)