공형 각부의 감면 율을 가급적 균등하게 한다.
이 원칙은 재료 두게가 얇아질수록 엄격해야 한다. 그렇지 않으면 가로 방향의 휨 등을 일으켜 제품의 가치를 잃게 한다. 다만 부등변 부등 두께 ㄱ 형강 등의 비대칭 단면을 압연할 때는 할 수 없이 좌우 불균형인 압하를 가해야 한다. 이 때 공형 압연의 초기 과정에서 실시한다. 즉, 재료의 두께가 두꺼운 단계에서 압하할 때 금속 유동의 자유도가 크므로 압하 불균형에 따른 재료의 만곡이 경감되기 때문이다.
플랜저의 높이를 내고 싶을 때는 초기 공형에서 예리한 홈을 넣는다.
T형강의 압연 혹은 폭이 넓은 공형에서는 다수의 홈을 넣는 일이 있다. 반대로 둔한 홈을 넣으면 플랜지 높이가 낮아지기 쉽다.
시트 파일, T형강 등의 압연에서 데드 홀 압연이 반복 되어 피룡한 제품 플랜지 높이를 얻기 어려울 때는 미리 데드 홀의 반대쪽 카운터 플랜지를 설정하여 놓고, 최후 패스에 가까워짐에 따라서 카운터 플랜지를 작게 해서 재료르 데드 홀에 밀어 넣는 편법을 쓴다. T형강 압연에서 돌출부를 내기 위한 전형적인 예를 나타낸 것이다.
제품의 모서리 부분을 거칠지 안흔 형상으로 마무리하려면 서로 전후한 공형 간극이 계속해서 같은 곳에 오지 않도록 한다.
또한 공형 모서리의 공형 간극에 오버 필리을 일으키지 않고, 또 언더 필링도 일으키지 않으려면 목 증가량을 정확히 파악해야 할 것은 물론이고, 그 밖에 들어가는 재료 모서리와 공형 모서리의 상대적 각도 조정에도 세심한 주의를 해야한다.
ㄱ형강 마무리 공형에 넣기 전 재료 모서리 각도가 공형 모서리 각도보다 작지 않으면, 재료가 공형 간극에 흘러나갈 염려가 있음을 보여준다.
될수록 간접압하를 피하고 직접압하를 이용하도록 설계한다. 간접압하는 롤 축과 평행 방향의 압하이며, 직접 압하는 롤 축과 직각 방향의 압하이다.
강판 압연으 100% 직접 압하가 가해지는데 형강 , U형강, I형강의 마무리 공형 플랜지부의 압연은 반대로 100%에 가까운 간접 압하만 주어진다. 큰 간접 압하를 가하면 재료가 슬립에 의하여 마찰을 받아서 일그러진 표면 흠이 생김과 동시에 롤 면이 빨리 마멸된다. 또한 재료가 롤에 물리는 순간과 롤로부터 빠져 나오는 순간에 양 롤에 큰 수평 방향의 트러스트 힘이 작용하여 롤 및 트러스트 베어링이 손상되기 쉽고, 제품 치수의 정확도가 나빠지는 원인이 된다.
비대칭 단면의 압연은 재료가 롤에 물리고 있는 동안 트러스트가 작용한다. 대칭 단면도 공형이 깊을수록 롤 세팅의 불완전성이나 앞에서 말한 원인 때문에 트러스트를 받는다.
새로운 압연기는 베어링에 롤 베어링을 사용하여 트러스트 힘을 지지하고 있으나 일반적으로 롤 몸체부에 플랜지를 설정하여 상, 하부 롤을 물리게해서 트러스트를 받고 있다. 이 플랜지 접촉 면적은 트러스트의 대소에 따라 결정되며, 플랜지의 파손 및 마멸을 방지한다. 또한 약간의 경사면에 붙여서 마멸 때의 선삭 수리에 편리하도록 한다.
공형 형상은 되도록 단순화하고, 또 직선적으로 하는 편이 좋다. 그 이유는 폭 증가의 계산을 편리하게 하고, 롤 조정 및 롤 선삭 등의 작업 관리를 단순화하는 외에 롤의 국부 마멸에 의한 고장을 피하기 위해서이다.
공형 설계의 종류
플랫방식 (강판)
강판의 압연과 비슷한 방식이다. 성형이 단순하고 작업에 변동이 적으면, 고능률, 고실수율을 기대할 수 있어 플랫 방식 채용이 가장 바람직하다. 다만, 플랫방식을 취하면 최종 공형에서 큰 휨 변형을 요하므로, 휨 변형 후에 만곡부의 안쪽이었던 곳에 오목한 부분이 생기기 쉽다. 이것을 방지하려면 만곡부 압하를 약간 강화해서 재료 부족을 보충해 주어야 한다. 플랫방식은 ㄱ형강, 벨브 판, T형강, 그 밖의 형강 압연에 사용되며, 적용 범위가 넓다.
버터플라이(Butterfly) 방식 U형강
U형강을 압연할 때 버터플라이 방식을 쓰면 다음에 말하는 스트레이트 방식보다도 재료 플랜지부에 의하여 직접 압하를 가하기가 쉽다. 또한 상, 하부 롤의 세팅에 변화가 생겨도 두께가 변화한다.
스트레이트(Straight) 방식 (I형강, 시트파일)
공형의 측벽이 곧기 때문에 롤에 의한 마찰이 생기기 쉬우나, 각 공형이 상사형이기 때문에 초기 공형에 있어서 3단 압연기에서는 상하 통과가 가능하고, 2단 압연기에서는 복수 회 통과가 가능하고, 2단 압연기에서 복후 회 통과가 가능하므로 롤 스페이스의 절약 효과가 크다. 그래서 종전부터 I형강 압연에 많이 채택 되고 있다.
다이애고널(Diagonal) 방식 (레일)
스트레이트 방식의 결점을 개선하기 위해서 공형을 경사시켜 직접압하를 가하기 쉽게 한 것이다. 이 방식은 재료를 공형에 정확히 유도하기 위한 회전 가이드를 장치함으로 효과를 발휘한다. I형강보다 오히려 레일의 압연에서 볼 수 있다.
다곡법 (경량 I형강)
다곡법은 롤의 몸체 길이가 부족할 때, 전동기 능력이 부족할 때, 폭이 좁은 소재를 사용할 때 이용된다. 따라서 전 감면 율은 작아지고, 최고의 작업 조건은 얻을 수 없으나, 특수한 경우 수단으로 유럽 여러 나라에서 사용되고 있다.
일반적인 유니버셜 압연기로 압연되는 경량 I형강을 수평 롤에 압연하기 위해서 설계한 공형을 나타낸 것이다.
무압하 변형 공형
시트 파일의 클립 부를 휨 성형하려면 압하는 주지 않고 변형만을 주는 공형을 써야한다.
강에는 연성과 전성이 있으므로 힘을 가하면 상온에서도 길게 늘이거나 얇게 넓힐 수가 있으며 빨갛게 되도록 가열하면 상온에서 보다 더욱 쉽게 형태르 바꿀 수 있다.