압연작업 - 패스 스케줄(Pass Schedule)

압연작업 - 패스 스케줄(Pass Schedule)

<<패스 스케쥴(Pass Schedule) 이란>>

서울에서 오토바이로 퀵배달을 하는 사람은 모두 두툼한 시가지 지도를 가지고 있다. 이들은 길을 찾는데 전문가이지만 목적지를 최단 시간과 거리로 가기 위해서는 지도가 필수품인 것이다. 같은 이치로 압연을 할 때 정해진 형상과 치수를 만족하기 위해 소재가 가야 할 최적의 길을 안내해 주는 것이 Pass Schedule 이다. 즉, 패스 스케쥴은 글자 그대로 소재가 압연 Roll을 통과하여(Pass: 통과하다) 원하는 형상을 얻을 때까지 일정(Schedule: 일정)을 순서에 따라 기록한 것이다. 여기에는 압연기 번호, 각 압연기를 통과할 때 달라지는 소재의 단면 모양과 치수, 맞추어야 할 Roll 사이 틈(Gap) 등이 상세히 표시되어 있다. 그러므로 잘 만들어진 패스 스케쥴에 따라 Roll을 준비하고 셋팅하면 압연작업을 원활히 할 수 있다.

<<패스 스케쥴을 만들기 위해서는>>

그럼 이렇게 중요하고 필수적인 패스 스케쥴은 어떻게 만들어질까? 우선 소재가 압연될 때 길이가 늘어나고 폭이 퍼지는 정도가 어떤지 알아야 한다. 이에 따라 원하는 사이즈 단면을 얻기 위해 소재가 통과할 Roll의 구멍, 즉 공형(Groove)를 설계한다. 그리고 이들 공형을 다양한 제품 사이즈에 따라 적절히 조합하고 Roll 사이 틈을 결정하게 되면 패스 스케쥴이 완성된다. 여기서 공형설계 시 고려해야 할 주요사항을 용어와 함께 알아보면 다음과 같다.

ㅇ 압하 : 압연 소재에 수직으로 가해지는 힘으로, 소재의 높이 감소량을 나타낸다. 이것의 차이가 너무 크면 공형으로 소재가 잘 들어가지 않고 너무 작으면 압연효과가 떨어진다.

ㅇ 단면감소(Reduction) : 압연 Pass 전, 후의 단면적 감소량을 나타낸다. 이것 역시 너무 크면 압연기에 무리를 주고 너무 작으면 소재가 공형 내에서 회전하는 현상이 나타난다.

ㅇ 연신(Elongation) : 압연 전, 후 단면적이 줄어듬과 비례하여 늘어나는 소재의 길이를 나타낸다.

ㅇ 증폭(Spread) : 압연 중 발생하는 소재의 폭 퍼짐을 나타낸다.

ㅇ 열수축 : 열간상태에서 압연할 때의 치수와 압연 후 냉각되었을 때의 치수가 달라진다. 따라서 수축되는 치수만큼 설계시 반영되어야 한다.

<<압연 공형의 적용사례>>

압연 Roll의 공형 설계에 있어 작업조건별로 일반적으로 적용하는 공형 모델이 있다. 이것은 다년간의 노하우가 축적되어 보편화된 것으로 우리회사에서 적용하는 사례를 중심으로 살펴보자.

ㅇ 박스(Box) 공형 : 소재 초기단계에 많이 적용하는 것으로 소재가 옆으로 퍼지는 것을 막아주어 폭이 일정하게 하는데 유리하다.   * 공구강공장 분괴압연기에 적용   ㅇ 다이아몬드-스케어(Square) 공형 : 압연량을 증대할 수 있는 잇점이 있다. * 공구강공장 대형압연기에 적용   ㅇ 오발(Oval)-라운드(Round) 공형 : 주로 선재나 봉재용으로 표면이 중요시 되는 곳에 적용한다. * 선재공장 대부분 압연기에 적용

<<패스 스케쥴의 중요성>>

패스 스케쥴 설계 잘못은 제품불량으로 바로 연결된다. 공형에 비해 들어가는 소재의 단면이 부족하면 정상적인 단면보다 홀쪽해진 형상이 나오고, 반대로 과다한 부하가 걸리면 Roll 사이 틈으로 삐져나온 모양의 불량이 발생한다. 또한 압연기에 힘의 분배가 적절하지 않아 설비 수명이 단축되고 심한 경우 Roll이 부러지거나 설비고장으로 이어진다.

그러므로 설비의 대형화, 고속화에 따라 사소한 편차라도 심각한 문제가 유발되는 오늘날에는 컴퓨터 시뮬레이션으로 공형설계에서 패스 스케쥴 작성을 실행한다. 그러나 변하지 않은 것은 아무리 좋은 패스 스케쥴이라도 수없이 많은 경험에 의해 실제 작업환경에 맞도록 다듬어져야 한다는 점이다. 즉, 패스 스케쥴의 최종 완성은 일선 작업현장인 셈이다.