Roll Force Prediction of High-Strength Steel Using Foil Rolling Theory in Cold Skin Pass Rolling

Skin pass rolling is a very important process for applying a certain elongation to a strip in the cold rolling and annealing processes, which play an important role in preventing the stretching of the yield point when the material is processed. The exact prediction of the rolling force is essential for obtaining a given elongation with the steel grade and strip size. Unlike hot rolling and cold rolling, skin pass rolling is used to apply an elongation of within 2% to the strip. Under a small reduction, it is difficult to predict the rolling force because the elastic deformation behavior of the rolls is complicated and a model for predicting the rolling force has not yet been established. Nevertheless, the exact prediction of the rolling force in skin pass rolling has gained increasing importance in recent times with the rapid development of high-strength steels for use in automobiles. In this study, the possibility of predicting the rolling force in skin pass rolling for producing various steel grades was examined using foil rolling theory, which is known to have similar elastic deformation behavior of rolls in the roll bite. It was found that a noncircular arc model is more accurate than a circular model in predicting the roll force of high-strength steel below TS 980 MPa in skin pass rolling.

고강도강의 냉간 조질 압연 시 호일 압연이론을 이용한 압연하중의 예측

냉간압연 및 소둔공정에서의 조질압연 과정은 강종별로 적정 연신율을 부여함으로서 프레스 가공시 항복점 연신 현상을 제거해주는 중요한 공정이다. 적정 연신율 확보를 위해서는 강종별, 사이즈별 정확한 압연하중 예측이 필수이다. 열간 및 냉간압연과는 달리 조질압연에서는 2%이내의 연신율을 부과하는 공정이므로 압연하중 작용 시 롤 바이트 내 에서의 롤의 탄성변형 거동이 복잡하여 정확한 압연하중을 예측하기가 어려워 예측모델이 정립되어 있지 않다. 그럼에도 불구하고 최근 인장강도 590MPa 급 이상의 자동차용 고강도강 개발이 가속화 됨에 따라 조질압연시 정확한 압연하중의 예측은 더욱더 중요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 조질 압연 시 롤 바이트 내에서 롤의 변형거동이 유사하다고 알려져 있는 호일(foil)압연 이론 식을 이용해 조질 압연 시 전체 생산 강종을 대상으로 압연하중 예측 가능성에 대해 검토하였다. 그 결과 인장강도 350MPa 이상 980MPa 이하의 강종에 대해서는 non circular model 이 circular 모델보다 압연하중 예측 정도가 우수하며, 이 영역에서 압연하중 예측 모델로의 적용이 가능함을 확인하였다.