KR101290366B1 - 열연강판 표면 냉각수 제거 장치 - Google Patents

열연강판 표면 냉각수 제거 장치 Download PDF

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Abstract

열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 관하여 개시한다.
본 발명인 열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 따르면, 열연강판의 표면에 접촉하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거하는 냉각수 제거부와, 잔존 냉각수가 제거된 열연강판의 표면으로 고온의 공기를 분사하여 열연강판의 표면을 건조시키는 냉각수 건조부를 포함한다.

Description

열연강판 표면 냉각수 제거 장치{APPARATUS FOR REMOVING COOLING WATER ON SURFACE OF HOT ROLLED STEEL SHEET}
본 발명은 열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 관한 것으로서, 특히 냉각대에서 수냉 된 이후의 강판 표면에 잔존하는 냉각수를 효과적으로 제거하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 관한 것이다.
고온의 열연강판은 조압연기, 사상압연기를 거친 뒤, 이송롤에 의해 냉각대 내부로 진입된다. 냉각대 내부에서는 열연강판의 표면으로 냉각수가 분사되고, 냉각수에 의해 열연강판은 냉각된다.
열연강판은 열간압연 후 용도 및 목적에 따라 서로 다른 냉각이력을 거쳐 제조된다.
본 발명의 목적은 냉각대를 통과한 열연강판이 권취되기에 앞서, 표면상에 잔존하는 냉각수를 제거하여, 열연강판의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있도록 해주는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 열연강판의 표면에 접촉하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거하는 냉각수 제거부; 및 잔존하는 냉각수가 제거된 열연강판의 표면으로 고온의 공기를 분사하여 열연강판의 표면을 건조시키는 냉각수 건조부;를 포함하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 제공한다.
상기 냉각수 제거부는, 냉각대의 출측 전방으로 이격되어 열연강판의 진행 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
이때, 상기 냉각수 제거부는, 열연강판의 상, 하 표면에 대해 수직하게 이격하여 입설된 한 쌍의 지지대; 및 상기 지지대로부터 상호 대향하는 방향으로 경사지게 돌출 형성되어, 권취기로 진행하는 열연강판의 상, 하 표면으로 각각 밀착되어 잔존하는 냉각수를 제거하는 한 쌍의 접촉 부재;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접촉 부재는, 250 ~ 300℃의 온도에서 견딜 수 있는 내열성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
상기 냉각수 건조부는, 압연라인에 비해 상향 배치된 권취기를 향하여, 잔존 냉각수가 제거된 열연강판이 상향 경사지게 진행하는 경로 구간에 배치되어, 열연강판에 남아 있는 습기를 건조시킬 수 있다.
이때, 상기 냉각수 건조부는, 권취기를 향하여 상향 경사지게 진행하는 열연강판의 상, 하 표면으로 고온 공기를 분사하는 분사노즐; 및 상기 분사노즐까지 고온의 공기를 설정된 공압으로 공급하는 공기 공급부;를 포함할 수 있다.
상기 공기 공급부는, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기를 보관하는 공기탱크; 상기 공기탱크와 상기 분사노즐 사이를 연결하는 공기이송라인; 상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 공압을 조절하는 컴프레셔; 및 상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기 유동을 개폐 조절하는 밸브;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 공기 공급부는, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 온도를 승온시키도록, 상기 공기이송라인을 통해 공급되는 공기를 가열하는 히터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기 공급부는, 상기 분사노즐 출측에 구비되어 분사되는 공기의 온도를 검출하는 온도검출센서; 및 상기 온도검출센서에서 검출된 공기의 온도를 이용하여 상기 히터의 작동을 조절하는 온도 제어부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 온도 제어부는, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 온도가 70 ~ 200℃ 이내로 유지되도록 상기 히터의 작동을 조절할 수 있다.
본 발명에 의하면, 냉각대를 통과하며 표면으로 분사되는 냉각수에 의해 목적한 온도로 냉각을 마친 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수를 제거할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명에 따르면, 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수를 물리적으로 접촉 마찰시켜 제거한 뒤, 남아있는 습기는 고온 공기를 분사하는 방식으로 제거함으로써, 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수를 완벽하게 제거할 수 있다.
이로써, 냉각 후 열연강판의 표면에 냉각수가 국부적으로 잔존하는 현상을 방지하여, 잔존 냉각수에 의한 열연강판의 국부과냉 현상을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 온도 검출센서 및 온도 제어부를 추가 구성한 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 이용하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거 및 건조하는 공정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 이용하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거 및 건조하는 공정을 도시한 공정도이다.
본 발명의 이점 및 특성, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 도시된 열연강판 표면 냉각수 제거 장치는, 냉각수 제거부(110) 및 냉각수 건조부(120)의 구성을 포함한다.
먼저, 냉각수 제거부(110)에 대하여 살펴보기로 한다.
냉각수 제거부(110)는 열연강판의 표면에 접촉하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 물리적으로 제거하는 역할을 담당한다.
고온의 열연강판(S)은 이송롤에 의해 조압연, 사상압연을 거친 후, 냉각수가 분사되는 냉각대(10)를 통과하면서 목적한 온도로 냉각된다. 그리고 난 다음 마지막으로 권취기(20, coiler)에 의해 감겨 코일 형태로 보관된다.
이때, 냉각수가 열연강판의 표면에 잔존하게 되면, 국부과냉이 발생할 수 있으며, 그 결과 제품에 반점이 발생되거나 또는 폭 및 길이 방향으로 불균일한 재질편차가 유발된다.
본 장치의 냉각수 제거부(110)는, 이처럼 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수(W)를 물리적으로 제거하는 기능을 제공한다.
이를 위해 냉각수 제거부(110)는 냉각대(10)의 출측 전방에 이격 배치된다. 그리고 열연강판(S)의 진행 방향에 대해 나란하게 수직 배치된다.
도 1을 참조하면, 냉각수 제거부(110)의 구성에 대해 구체적으로 확인할 수 있다. 도시된 바와 같이, 냉각수 제거부(110)는 그 세부 구성으로서, 지지대(112)와, 접촉 부재(114)를 포함한다.
지지대(112)는 냉각대(C)를 빠져나온 열연강판의 상, 하 표면에 대해 각각 수직방향으로 이격하여 입설된다.
그리고 한 쌍의 지지대(112) 각각으로부터 열연강판(S)의 상, 하 표면을 향해 접촉 부재(114)가 돌출 형성된다.
접촉 부재(114)는 냉각대(C)를 빠져나온 열연강판(S)이 권취기(c) 쪽으로 진행하기 이전에, 열연강판(S)의 표면에 잔존하는 냉각수를 닦아내는 부재이다.
특히, 이러한 접촉 부재(114)는 한 쌍의 지지대(112) 각각이 마주하는 대향단부 상에 탈착 가능한 형태로 고정 결합되며, 열연강판(S)의 상, 하 표면에 각각 밀착되는 형태로 이루어진다.
지지대(112)의 재질은 구조적인 강도가 확보될 수 있는 구조재를 이용할 수 있으나, 이와 달리 접촉 부재(114)의 경우, 250 ~ 300℃의 온도에서도 견딜 수 있는 내열성이 좋은 재질이 이용될 수 있다. 이는 접촉 부재(114)의 선단이 고온의 열연강판(S)에 밀착된 상태로 냉각수를 지속적으로 제거해야 하기 때문이다.
접촉 부재(114)의 재질에 해당하는 구체적인 예로는, 내열 특성이 좋은 강화합성수지를 이용할 수 있다.
또한, 이러한 접촉 부재(114)는 상기 지지대(112)로부터 소정의 경사각을 가지면서 열연강판(S)의 진행방향 쪽으로 비스듬히 꺾인 형상을 가질 수 있다. 이는 효과적으로 열연강판(S)에 접촉하여 냉각수를 제거하는 동시에, 부품의 마모 특성을 최소화시킬 수 있는 구조이다.
이처럼 지지대(112)와 접촉 부재(114)로 구성된 냉각수 제거부(110)를 통과하면서, 대부분의 냉각수는 제거되어지며, 핀치 롤(23)에 의해 열연강판(S)은 우 상향 방향으로 경사지게 진행하여 권취기(C) 쪽으로 이송된다.
여기서, 열연강판(S)의 우 상향 방향 경사 진행 구간에는 냉각수 건조부(120)가 구비될 수 있다.
냉각수 건조부(120)는, 잔존하는 냉각수(W)가 제거된 열연강판(S)의 표면으로 고온의 공기를 분사하여, 열연강판(S)의 표면을 건조시키는 장치이다.
도 1을 통해 확인할 수 있듯이, 이러한 냉각수 건조부(120)는, 압연라인에 비해 상향 배치된 권취기(C)를 향하여, 잔존 냉각수가 제거된 열연강판(S)이 상향 경사지게 진행하는 경로 구간에 배치된다.
다시 말해, 냉각수 건조부(120)는 압연라인에 비해 상향 배치된 권취기(C)를 향하여, 잔존 냉각수가 제거된 압연강판이 상향 경사지게 진행하는 경로 구간에 배치된다. 이로써, 열연강판(S)에 남아있는 습기를 건조시켜 완전히 제거한다.
이를 위해, 냉각수 건조부(120)는, 권취기(C)를 향하여 상향 경사지게 진행하는 열연강판(S)의 상, 하 표면 각각에 대해 고온의 공기(a)를 분사하는 복수의 분사노즐(122)을 포함한다.
이러한 분사노즐(122)을 통해 분사되는 고온의 공기(a)는, 공기 공급부(130)의 구성을 통해 제공된다.
즉, 공기 공급부(130)는 상기 분사노즐(122)까지 고온의 공기를 설정된 공압으로 공급하는 기능을 제공한다.
공기 공급부(130)는 그 세부 구성으로서, 공기탱크(132), 공기이송라인(131), 컴프레셔(134), 밸브(136)를 포함한다.
공기탱크(132)는 상기 분사노즐(122)을 통해 분사되는 공기를 보관하는 역할을 담당한다. 그리고 공기이송라인(131)은 공기탱크(132)와 분사노즐(122) 사이를 연결해주는 배관을 의미한다.
이러한 공기이송라인(132) 상에는 컴프레셔(134)와 밸브(136)의 구성이 포함될 수 있다. 컴프레셔(134)는 상기 분사노즐(122)을 통해 분사되는 공기의 공압을 조절하는 기능을 담당하며, 밸브(136)는 상기 공기이송라인(132)을 통해 유동하는 공기의 흐름을 개폐 조절하는 기능을 담당한다.
이와 같은 세부 구성의 역할에 따라, 공기 공급부(130)는 분사노즐(122)까지 열연강판(S)의 건조에 필요한 공기를 원활하게 공급한다.
이러한 냉각수 건조부(120)의 건조 기능에 따라 열연강판(S)의 표면에 미량이라도 남은 냉각수는 습기까지 완벽 제거된 후, 권취기(C) 쪽으로 감아 보관된다. 도시된 권취기(C) 쪽에는 3개의 유닛 롤(21a, 21b, 21c)이 배치되는데, 이는 권취기(C)의 구성으로 예시적인 것일 뿐 본 발명은 굳이 제한될 필요가 없다. 권취기(C)의 권취 작용을 통해 열연코일 형태로 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치에 온도 검출센서 및 온도 제어부를 추가 구성한 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 앞서 도1을 통해 살펴보았던 열연강판 표면 냉각수 제거 장치의 구성에 추가적으로 온도 검출센서 및 온도 제어부가 추가된 모습을 확인할 수 있다. 그리고 이러한 추가 구성에 의해 분사되는 공기를 가열하는 히터의 구성까지 추가되어 있음을 확인할 수 있다.
도시된 바와 같이, 히터(135)는 공기이송라인(131)에 배관 연결되어 있다. 이러한 히터(135)는 분사노즐(122)을 통해 분사되는 공기의 온도를 필요에 따라 승온해주는 역할을 담당한다.
특히, 도 2를 참조하면, 분사노즐(122)의 출측에는 분사노즐(122)을 통해 분사되는 공기의 온도를 검출하는 온도검출부(123)가 구비되어 있다. 그리고 온도검출센서(123)에서 검출된 정보를 피드백하여 히터(135)의 구동을 제어하는 온도 제어부(140)가 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.
즉, 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 온도는 작업자의 선택에 따라 임의의 온도로 조절 가능한데, 바람직한 예로서, 이때의 공기의 온도는 70 ~ 200℃인 것이 좋다. 이럴 경우, 작업자는 온도 제어부(140)를 통해 설정 온도 값을 입력할 수 있다. 이에 따라 온도 제어부(140)는 분사되는 공기의 온도를 실시간으로 비교 판단하여, 필요에 따라 히터(135)의 구동을 제어한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치의 작용 효과에 대하여 단계별로 그 공정 과정을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 이용하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거 및 건조하는 공정을 도시한 순서도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치를 이용하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거 및 건조하는 공정을 도시한 공정도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 냉각대를 통과한 후, 열연강판 표면상에 냉각수가 잔존하는 열연강판에 대해 물리적인 방법으로 잔존 냉각수를 제거한다(ST100).
이와 같이 열연강판(S) 표면의 잔존 냉각수(S)가 냉각수 제거부(110)에 의해 제거되는 공정은 도 4의 (a)를 통해 확인할 수 있다.
그 다음으로, 열연강판(S)의 표면에 묻어있는 냉각수 습기(W′)가 고온 공기 분사에 의해 제거되는 과정을 거친다(ST200).
이 과정에서 열연강판(S) 표면에 묻어있는 미량의 냉각수 습기(W′)가 냉각수 건조부(120)에 의해 제거되는 공정은 도 4의 (b)를 통해 확인할 수 있다.
끝으로, 냉각수는 물론 냉각수의 습기까지 모두 제거된 열연강판은 권취된다(ST300). 권취되기 전의 열연강판의 건조된 표면 상태를 도 4의 (c)를 통해 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 냉각대를 통과하며 표면으로 분사되는 냉각수에 의해 목적한 온도로 냉각을 마친 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수를 효과적으로 제거할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수를 물리적으로 접촉 마찰시켜 제거한 뒤, 남아있는 습기는 고온 공기를 분사하는 방식으로 제거함으로써, 열연강판의 표면에 잔존하는 냉각수를 완벽하게 제거할 수 있다.
그 결과, 냉각대를 통과한 뒤 그대로 권치 됨에 따라 잔존하는 냉각수로 인하여 열연강판의 표면에 결함(예: 반점)이 발생되거나, 또는 열연강판의 국부과냉 현상을 미연에 방지할 수 있다. 이는 열연강판 제품의 품질 향상을 도모하는데 효과적이다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연강판 표면 냉각수 제거 장치 및 방법에 대하여 설명하였다.
전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S: 열연강판
C: 코일
W: 냉각수
10: 냉각대 20: 권취기
110: 냉각수 제거부
112: 지지대 114 : 접촉부재
120: 냉각수 건조부
122: 분사노즐
123: 온도검출센서
130: 공기 공급부
131: 공기이송라인 132: 공기탱크
134: 컴프레셔 135: 히터
136: 밸브
140: 온도 제어부

Claims (10)

  1. 열연강판의 표면에 접촉하여 냉각 후에 잔존하는 냉각수를 제거하는 냉각수 제거부; 및
    잔존하는 냉각수가 제거된 열연강판의 표면으로 70~200℃의 공기를 분사하여 열연강판의 표면을 건조시키는 냉각수 건조부;를 포함하고,
    상기 냉각수 제거부는,
    열연강판의 상, 하 표면에 대해 수직하게 이격하여 입설된 한 쌍의 지지대; 및
    상기 한 쌍의 지지대의 단부에 탈착가능하게 설치되어 서로 마주보도록 구비되고, 상기 한 쌍의 지지대의 단부로부터 열연강판의 이동방향을 따라 경사지록 형성되며, 상기 한 쌍의 지지대의 단부로부터 선단이 뾰족해지도록 두께가 점진적으로 얇아지게 돌출 형성되어, 권취기로 진행하는 열연강판의 상, 하 표면에 상기 선단이 각각 밀착되어 잔존하는 냉각수를 제거하는 한 쌍의 접촉 부재;를 포함하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 제거부는,
    냉각대의 출측 전방으로 이격되어 열연강판의 진행 방향으로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재는,
    250 ~ 300℃의 온도에서 견딜 수 있는 내열성을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 건조부는,
    압연라인에 비해 상향 배치된 권취기를 향하여, 잔존 냉각수가 제거된 열연강판이 상향 경사지게 진행하는 경로 구간에 배치되어, 열연강판에 남아 있는 습기를 건조시키는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각수 건조부는,
    권취기를 향하여 상향 경사지게 진행하는 열연강판의 상, 하 표면으로 70~200℃의 공기를 분사하는 분사노즐; 및
    상기 분사노즐까지 고온의 공기를 설정된 공압으로 공급하는 공기 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기 공급부는,
    상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기를 보관하는 공기탱크;
    상기 공기탱크와 상기 분사노즐 사이를 연결하는 공기이송라인;
    상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 공압을 조절하는 컴프레셔; 및
    상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기 유동을 개폐 조절하는 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공기 공급부는,
    상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 온도를 승온시키도록, 상기 공기이송라인을 통해 공급되는 공기를 가열하는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공기 공급부는,
    상기 분사노즐 출측에 구비되어 분사되는 공기의 온도를 검출하는 온도검출센서; 및
    상기 온도검출센서에서 검출된 공기의 온도를 이용하여 상기 히터의 작동을 조절하는 온도 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 온도 제어부는,
    상기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 온도가 70 ~ 200℃ 이내로 유지되도록 상기 히터의 작동을 조절하는 것을 특징으로 하는 열연강판 표면 냉각수 제거 장치.
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