KR101437801B1

KR101437801B1 - 열연 강대의 냉각 장치

Info

Publication number: KR101437801B1
Application number: KR1020137007001A
Authority: KR
Inventors: 고이치 마츠모토; 유지 이케모토; 요이치 하라구치; 가즈아키 고바야시
Original assignee: 미쯔비시 히다찌 세이떼쯔 기까이 가부시끼가이샤; 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2014-09-03
Also published as: CN103201052A; KR20130058052A; EP2620234B1; CA2820298A1; US20130249150A1; EP2620234A4; US9039956B2; JP2012066266A; CN103201052B; JP5646261B2; EP2620234A1; CA2820298C; BR112013006494A2; MX2013003214A; WO2012039270A1

Abstract

압연 직후의 압연재의 냉각 속도를 올려 급속히 냉각시킬 수 있는, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 제조하는 장치에 바람직한 열연 강대의 냉각 장치를 제공하기 위해, 마무리 압연기열의 최종 스탠드 (Sn) 에 있어서의 워크 롤 (12A, 12B) 의 출측에, 당해 워크 롤을 나온 압연재 (W) 를 반송 방향으로 안내하는 안내면 (16a, 16b) 을 가진 가이드 (16A, 16B) 를 상기 워크 롤의 직경의 변화에 추종 가능하게 형성함과 함께, 상기 가이드에 다수의 분사공 (21A, 21B) 을 개구 형성하고, 상기 분사공을 통과하여 압연재에 직접 다량의 냉각수를 분사하기 위해 다수의 압연재 냉각 노즐 (23A, 23B) 을 설치하였다.

Description

열연 강대의 냉각 장치{COOLING SYSTEM FOR HOT-ROLLED STEEL STRIP}

본 발명은 열연 강대의 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 페라이트 조직의 결정립 직경이 예를 들어 3 ∼ 4 ㎛ 이하라는 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 제조하는 장치에 이용하기에 바람직한 냉각 장치에 관한 것이다.

열연 강대의 냉각 장치로서는, 예를 들어 특허문헌 1 ∼ 3 에 개시된 것이 있다. 즉, 특허문헌 1 에는, 열간 압연 설비의 마무리 압연기열에 있어서의 최종 스탠드의 직후에 형성된 제 1 냉각 장치가 강판의 피냉각면에 띠 형상 또는 타원상의 분류 (噴流) 충돌역을 형성하기 위한 노즐과, 노즐로부터 분사된 냉각수를 막기 위해 막음 롤을 구비하여, 최종 스탠드의 롤과 막음 롤 사이의 영역에 냉각수의 풀이 형성됨과 함께, 제 1 냉각 장치 내를 반송되는 강판이 풀의 냉각수 중에 침지되도록 막음 롤이 배치 형성되는 장치가 기재되어 있다.

또, 특허문헌 2 에는, 후강판을 상하로부터 협압하는 복수의 회전 롤과, 후강판의 상방 및 하방에 배치된 냉각수 헤더와, 그 냉각수 헤더에 형성된 다수의 노즐로 이루어지는 복수의 냉각 유닛을 반송 방향으로 배치 형성한 온라인 냉각 장치에 있어서, 각 냉각 유닛의 출측에, 판폭 방향으로 연장되는 냉각수 헤더의 길이 방향으로 소정 간격으로 배치 형성한 액체 분사 노즐과, 그 액체 분사 노즐의 근방에 기체 분사용 슬릿 노즐을 배치하여 각 냉각 유닛 출측에 있어서의 냉각수의 확산을 방지하도록 한 장치가 기재되어 있다.

또, 특허문헌 3 에는, 압연판에 접하는 1 쌍의 워크 롤을 극소 직경 롤 또는 이경 (異俓) 롤로 하고, 각 워크 롤의 표면에 스프레이수를 분사하는 롤 냉각 수단과, 워크 롤의 출측에 있어서의 강판의 표면으로부터 강판과 워크 롤의 접점에 걸쳐 스프레이수를 분사하는 판 냉각 수단을 형성하고, 워크 롤의 표면에 접촉시키거나 또는 그 표면으로부터 이간시킴으로써 강판의 표면에 이르는 상기 스프레이수의 유로를 차단하거나 또는 개방되는 물기 제거 수단을 형성한 장치가 기재되어 있다.

그런데, 세립강으로 이루어지는 열연 강대 (강판) 가, 강도 및 인성 등의 기계적 성질이 우수한 것은, 상기 특허문헌 3 이나 후술하는 특허문헌 4 등으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 그것을 재료로 하는 기기·장치를 경량화하거나, 그에 따라 소비 에너지를 삭감하거나 하는 효과를 가져오기 때문에, 산업계의 주목을 받고 있다.

그리고, 특허문헌 3 에는, 「열간 압연시, 압연판에 고압하율의 압연 (대압하) 을 실시하면서 강냉각을 실시한다는, 이른바 대압하 압연법에 의해 세립강으로 이루어지는 열연 강판 (강대) 을 제조하는 압연기가 특허문헌 1 (본원 명세서에서는 특허문헌 5 로 기재한다) 에 개시되어 있다」고 기재되어 있다. 즉, 대압하에 의해 조직의 미세화를 도모함과 함께, 대압하에 수반하여 가공 발열하는 압연판을 강냉각에 의해 적절한 온도역 (Ar₃ 변태점 부근) 에 유지하고, 그로 인해 입성장을 정지시켜 세립강 열연 강판을 얻는 것이다.

또, 특허문헌 4 에는, 중량％ 로 C 0.3 ％ 이하, C 이외의 합금 원소 함유량이 3 ％ 이하인 강을, Ar₃ 변태점 이상의 온도역부터 냉각시키는 과정에서 열간 가공을 실시하고, 그 종단에서 (Ar₁＋50 ℃) ∼ (Ar₃＋100 ℃) 의 온도역에서 실질적으로 1 초 이내에 1 회 또는 2 회 이상의 합계 감면율이 50 ％ 이상 95 ％ 이하가 되는 열간 가공을 가하고, 그 열간 가공 종료 후 20 ℃/S 이상 2000 ℃/S 이하의 냉각 속도로 600 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시킴으로써, 페라이트 조직의 결정립 직경이 예를 들어 3 ∼ 4 ㎛ 이하라는 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대 가 얻어지는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2005-342767호 일본 공개특허공보 소60-43434호 일본 공개특허공보 2005-193258호 일본 특허공보 소62-7247호 일본 공개특허공보 2002-273501호

전술한 바와 같이 대압하한 후, 예를 들어 1000 ℃/S 정도의 냉각 속도로 급속 냉각시킴으로써, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대가 실험적으로 얻어지는 것이 알려져, 이것을 공업적으로 얻을 수 있다면, 매우 저비용으로 합금 원소 등을 첨가하지 않고 고품질의 고장력강 등을 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 급속 냉각시키기 위한 냉각 장치로서는, 압연 종료 후, 바로 대량의 냉각수를 이용하여 압연재에 직접 분사하거나 하여, 압연재의 냉각 속도를 예를 들어 1000 ℃/S 정도까지 상승시킬 필요가 있다.

그러나, 전술한 종래의 냉각 장치에서는 냉각 능력이 부족하거나, 장치가 대규모가 되어 비용 상승을 초래하기 때문에, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 제조하는 장치로서 실기화에 이르지 않았다.

즉, 특허문헌 1 의 냉각 장치에 있어서는, 제 1 냉각 장치와 제 2 냉각 장치 사이에 계측 기기가 배치된 비냉각 영역이 형성되기 때문에, 소정의 냉각 능력 (12000 ㎉/h·m2·℃ 이상) 을 얻기 위해서는 다수의 노즐을 워크 롤의 출측 부근에 설치할 필요가 있음과 함께, 안내면을 가진 가이드를 형성할 필요가 있지만, 가이드에 관한 기술이 없다.

또, 특허문헌 2 의 냉각 장치에 있어서는, 복수의 냉각 유닛을 반송 방향으로 배치 형성하기 때문에, 압연 직후의 냉각이 아니라, 롤이, 롤 직경의 1.1 ∼ 1.3 배 정도로 배치되어 있어 충분한 노즐을 배치할 수 없으므로, 냉각 속도도 충분히 얻어지지 않기 때문에, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 제조하는 장치에는 도저히 적용할 수 없는 것이다.

또, 특허문헌 3 의 냉각 장치에 있어서는, 워크 롤 출측에 압연재 냉각 노즐을 배치하였지만, 와이퍼에, 냉각수를 압연재에 직접 분사하여 냉각시키기 위한 분사공이 설치되어 있지 않기 때문에, 와이퍼가 설치되어 있는 부분의 하부 (또는 상부) 에 압연재를 냉각시킬 수 없는 영역이 존재하여 냉각 속도를 충분히 달성할 수 없는 것이다.

그래서, 본 발명의 목적은, 압연 직후의 압연재의 냉각 속도를 올려, 급속히 냉각시킬 수 있는, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 제조하는 장치에 바람직한 열연 강대의 냉각 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관련된 열연 강대의 냉각 장치는,

열간 마무리 압연기열의 최종 스탠드에 있어서의 워크 롤의 출측에, 당해 워크 롤을 나온 압연재를 반송 방향으로 안내하는 안내면을 가진 가이드를 상기 워크 롤의 직경의 변화에 추종 가능하게 형성함과 함께,

상기 가이드에 다수의 분사공을 개구 형성하고,

상기 분사공을 통과하여 압연재에 직접 냉각수를 분사하기 위해 압연재 냉각 노즐을 설치한 것을 특징으로 한다.

또,

상기 워크 롤의 출측에, 당해 워크 롤에 냉각수를 분사하는 롤 냉각 노즐을 설치함과 함께,

상기 롤 냉각 노즐로부터 분사된 냉각수가 상기 가이드의 분사공을 통과하여 압연재에 닿는 것을 방지하는 분리 부재를 형성한 것을 특징으로 한다.

또,

상기 분리 부재는, 그 일단부가 상기 가이드에 연접되어 당해 가이드의 상기 추종 동작을 허용할 수 있는 가요성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또,

상기 가이드는, 적어도 상기 압연재 냉각 노즐이 장착되는 노즐 블록에 자유롭게 요동될 수 있도록 지지되어, 당해 노즐 블록을 개재하여 상기 워크 롤에 대해 진퇴 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또,

상기 압연기는, 상기 워크 롤을 크로스시키는 크로스 밀인 것을 특징으로 한다.

또,

상기 워크 롤의 크로스 상태로 추종 가능하게 한 가이드의 위치 조정 장치가 형성되고, 그 위치 조정 장치는 상기 가이드의 워크 롤에 대한 진퇴 기구의 기능도 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 본 발명에 관련된 열연 강대의 냉각 장치에 의하면, 다수의 압연재 냉각 노즐로부터 가이드의 분사공을 통과하여 다량의 냉각수가 직접 압연재에 분사되므로, 압연 직후의 압연재의 냉각 속도가 올라, 압연재를 급속히 냉각시킬 수 있다.

따라서, 대압하 후의 급속 냉각에 의해, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 공업적으로 얻는 것이 가능해져, 매우 저비용으로 합금 원소 등을 첨가하지 않고 고품질의 고장력강 등을 용이하게 제조할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 열연 강대의 냉각 장치의 측단면도이다.
도 2 는 상가이드의 평면도이다.
도 3A 는 상가이드의 압연시의 평면도이다.
도 3B 는 상가이드의 롤 교환시의 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예 2 를 나타내는 열연 강대의 냉각 장치의 측단면도이다.
도 5A 는 비크로스 압연시의 평면도이다.
도 5B 는 크로스 압연시의 평면도이다.
도 6 은 분리 부재의 응용예를 나타내는 열연 강대의 냉각 장치의 요부측 단면도이다.
도 7 은 분리 부재의 응용예를 나타내는 열연 강대의 냉각 장치의 요부측 단면도이다.
도 8 은 유량 밀도와 냉각 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명에 관련된 열연 강대의 냉각 장치를 실시예에 의해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1 은 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 열연 강대의 냉각 장치의 측단면도, 도 2 는 상가이드의 평면도, 도 3A 는 상가이드의 압연시의 평면도, 도 3B 는 상가이드의 롤 교환시의 평면도이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 설비의 마무리 압연기열에 있어서의 최종 스탠드 (Sn) 에 있어서, 하우징 (10) 에 대해 좌우 1 쌍의 상워크 롤 초크 (11A) 를 개재하여 도시하지 않은 모터에 의해 회전 가능하게 지지된 상워크 롤 (12A) 과, 마찬가지로 하우징 (10) 에 대해 좌우 1 쌍의 하워크 롤 초크 (11B) 를 개재하여 도시하지 않은 모터에 의해 회전 가능하게 지지된 하워크 롤 (12B) 의 출측에, 압연재 (W) 의 상방 및 하방에 위치하여 상냉각 장치 (13A) 와 하냉각 장치 (13B) 가 배치 형성된다.

또, 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 은, 후술하는 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 각각 상, 하워크 롤 초크 (11A, 11B) 에 지지된 채 상, 하워크 롤 초크 (11A, 11B) 마다 하우징 (10) 에 대해 교환 가능하게 되어 있다.

상냉각 장치 (13A) 는, 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 긴 노즐 블록 (14A) 이 그 좌, 우 양부에서 하우징 (10) 에 압연재 (W) 의 반송 방향으로 자유롭게 슬라이드될 수 있도록 지지되어, 블록 배면에 피스톤 로드 선단이 핀 결합된 좌우 1 쌍의 유압 실린더 (15A) 의 신축 작동에 의해 워크 롤 (12A) 에 대해 진퇴 가능하게 되어 있다 (진퇴 기구).

노즐 블록 (14A) 의 하방에는, 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 로부터 나온 압연재 (W) 를 반송 방향으로 안내하는 안내면 (16a) 을 가진 판상이며 경질재로 이루어지는 가이드 (16A) 가 상기 상워크 롤 (12A) 의 직경의 변화에 추종 가능하게 형성된다.

상세하게는, 가이드 (16A) 의 좌, 우 양부 중앙에서 브래킷 (17A) 을 개재하여 노즐 블록 (14A) 의 하부에 자유롭게 요동될 수 있도록 핀 (18A) 으로 결합되어, 기단부에 재치 (載置) 된 추 (19) 에 의해 선단부에 부설된 연질 플레이트 (20) 가 항상 상워크 롤 (12A) 의 표면에 접하도록 탄성 지지되어 있다.

상기 가이드 (16A) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 다수의 분사공 (21A) 이 개구 형성된다. 도시예에서는, 슬릿상의 분사공 (21A) 이 소정 각도 경사져 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 다수 줄지어 형성된 것이 압연재 (W) 의 반송 방향으로 교대로 경사 방향을 바꿔 3 열 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 개수 및 열수, 형상, 배열 등은 사용되는 냉각수 분사 노즐에 맞춰 적절히 선택된다.

그리고, 상기 노즐 블록 (14A) 에는 냉각수 헤더 (22A) 가 내장되어, 이 냉각수 헤더 (22A) 에 상기 분사공 (21A) 을 통과하여 압연재 (W) 의 상면에 직접 다량의 냉각수를 분사하기 위해 상기 분사공 (21A) 에 대응한 수의 압연재 냉각 노즐 (23A) 이 아래를 향하여 취착 (取着) 되어, 압연재 냉각수용 헤더부 (24A) 로 연결되어 있다. 압연재 냉각수용 헤더부 (24A) 에는 도시하지 않은 냉각수 공급원으로부터 고압의 냉각수가 공급된다.

또, 상기 냉각수 헤더 (22A) 내에는, 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A) 가 일체적으로 형성되어, 이 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A) 내의 냉각수가, 냉각수 헤더 (22A) 에 취착된 롤 냉각 노즐 (26A) 로부터 상워크 롤 (12A) 의 표면에 분사되도록 되어 있다. 롤 냉각 노즐 (26A) 은 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 다수 형성된다. 또, 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A) 에는 도시하지 않은 냉각수 공급원으로부터 고압의 냉각수가 공급된다.

또, 노즐 블록 (14A) 의 정면과 가이드 (16A) 의 선단부 사이에는, 롤 냉각 노즐 (26A) 로부터 분사된 냉각수가 상기 가이드 (16A) 의 분사공 (21A) 을 통과하여 압연재 (W) 의 상면에 낙하되는 것을 방지하는 분리판 (분리 부재) (27) 이 가설된다. 이 분리판 (27) 은, 상기 가이드 (16A) 의 추종 동작 (요동) 을 허용할 수 있는 고무판 등의 가요성 부재로 이루어진다.

한편, 하냉각 장치 (13B) 는, 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 긴 노즐 블록 (14B) 이 그 좌, 우 양부에서 하우징 (10) 에 압연재 (W) 의 반송 방향으로 자유롭게 슬라이드될 수 있도록 지지되어, 블록 배면에 피스톤 로드 선단이 핀 결합된 좌우 1 쌍의 유압 실린더 (15B) 의 신축 작동에 의해 워크 롤 (12B) 에 대해 진퇴 가능하게 되어 있다 (진퇴 기구).

노즐 블록 (14B) 의 상방에는, 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 로부터 나온 압연재 (W) 를 반송 방향으로 안내하는 안내면 (16b) 을 가진 판상이며 연질재로 이루어지는 가이드 (16B) 가 상기 하워크 롤 (12B) 의 직경의 변화에 추종 가능하게 형성된다.

상세하게는, 가이드 (16B) 의 좌, 우 양부 기단에서 브래킷 (17B) 을 개재하여 노즐 블록 (14B) 의 상부에 자유롭게 요동될 수 있도록 핀 (18B) 결합되어, 선단부가 그 자중에 의해 항상 하워크 롤 (12B) 의 표면에 접하도록 되어 있다. 또한, 가이드 (16B) 의 선단에는, 가이드 (16A) 의 선단과 같이 연질 플레이트 (20) 가 부설되어 있지 않지만, 가이드 (16B) 에 경질재를 사용한 경우에는 가이드 (16A) 와 마찬가지로 연질 플레이트 (20) 가 부설된다.

상기 가이드 (16B) 에는, 전술한 가이드 (16A) 와 마찬가지로, 다수의 분사공 (21B) 이 개구 형성된다. 예를 들어, 슬릿상의 분사공 (21B) 이 소정 각도 경사져 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 다수 줄지어 형성된 것이 압연재 (W) 의 반송 방향으로 경사 방향을 바꿔 2 열 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 개수 및 열수, 형상, 배열 등은 사용되는 냉각수 분사 노즐에 맞춰 적절히 선택된다.

그리고, 상기 노즐 블록 (14B) 에는 냉각수 헤더 (22B) 가 내장되어, 이 냉각수 헤더 (22B) 에 상기 분사공 (21B) 을 통과하여 압연재 (W) 의 하면에 직접 다량의 냉각수를 분사하기 위한 상기 분사공 (21B) 에 대응한 수의 압연재 냉각 노즐 (23B) 이 위를 향하여 취착되어, 압연재 냉각수용 헤더부 (24B) 로 연결되어 있다. 압연재 냉각수용 헤더부 (24B) 에는 도시하지 않은 냉각수 공급원으로부터 고압의 냉각수가 공급된다.

또, 상기 냉각수 헤더 (22B) 내에는, 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25B) 가 일체적으로 형성되어, 이 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25B) 내의 냉각수가, 냉각수 헤더 (22B) 에 취착된 롤 냉각 노즐 (26B) 로부터 하워크 롤 (12B) 의 표면에 분사되도록 되어 있다. 롤 냉각 노즐 (26B) 은 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 다수 형성된다. 또, 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25B) 에는 도시하지 않은 냉각수 공급원으로부터 고압의 냉각수가 공급된다.

또한, 급랭에서는 대량의 냉각수를 분사하기 때문에, 그 배수가 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 급랭시에는 롤 바이트 출측 근방에 급랭 장치로부터 분사된 냉각수의 일부가 잠몰되기 때문에, 롤 냉각과는 별도로 바이트 출측 근방에서도 롤이 냉각되게 된다. 이와 같은 경우, 롤 냉각에 있어서 과잉인 냉각수를 삭감함으로써, 밀 내로부터 배출되어야 하는 수량 (水量) 을 감소시킬 수 있다. 상면측은 냉각 장치 폭 방향 단부로부터 유출되는 냉각수량을 억제할 수 있다. 하면측은 가이드 (16B) 의 개구부나 가이드 (16B) 와 하워크 롤 (12B) 사이의 간극 등으로부터 하방으로 유하되려고 하는 배수를 롤 냉각수 분사가 저해하지만, 그 영향을 저감시키는 것이 가능해진다.

또, 도면 중 28 은 고정 가이드로, 그 선단부의 노치 (28a) 를 개재하여 압연재 냉각수용 헤더부 (24B) 의 냉각수가 압연재 냉각 노즐 (23C) 로부터 압연재 (W) 의 하면에 직접 분사되도록 되어 있다. 노치 (28a) 는 압연재 (W) 의 판폭 방향으로 다수 형성된다.

이와 같이 구성되기 때문에, 압연시 (통판 (通版) 시도 포함한다) 에는, 유압 실린더 (15A, 15B) 의 신장 작동에 의해, 상, 하냉각 장치 (13A, 13B) 의 노즐 블록 (14A, 14B) 은, 도 1 및 도 3A 에 나타내는 전진 위치에 있고, 이들 노즐 블록 (14A, 14B) 에 핀 (18A, 18B) 지지된 가이드 (16A, 16B) 의 선단이 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 의 표면에 각각 접촉된다.

이로써, 통판시에 압연재 (W) 가 상워크 롤 (12A) 또는 하워크 롤 (12B) 에 감기는 것이 방지됨과 함께, 판 절단시에 후행 압연재 (W) 의 선단이 상워크 롤 (12A) 또는 하워크 롤 (12B) 에 감기는 것이 방지된다.

또, 가이드 (16A, 16B) 는 노즐 블록 (14A, 14B) 에 핀 (18A, 18B) 지지되어 요동 가능하게 되어 있으므로, 도 3B 에 나타내는 롤 교환시 (이것은 빈번하게 행해진다) 등에 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 의 직경이 변화된 경우에도, 이것에 추종하여 항상 그 선단이 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 의 표면에 각각 접촉된다. 그 밖의 추종 방법으로서, 유압 실린더 (15A, 15B) 를 상하워크 롤 (12A, 12B) 의 직경의 변화에 맞춰 수축량을 변화시켜 실시하는 것으로도 가능하다. 이 경우, 요동 기능이 필요하지 않기 때문에, 구조를 간략화할 수 있다.

또한, 롤 교환시에는, 도 3B 에 나타내는 바와 같이, 유압 실린더 (15A, 15B) 의 수축 작동에 의해, 상, 하냉각 장치 (13A, 13B) 의 노즐 블록 (14A, 14B) 은 후퇴 위치에 있고, 이들 노즐 블록 (14A, 14B) 에 핀 (18A, 18B) 지지된 가이드 (16A, 16B) 의 선단도 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 의 표면으로부터 이간되어 (도면 중의 롤 교환시의 동작량 (진퇴량) S 참조), 상, 하워크 롤 초크 (11A, 11B) 가 빠져 나가는 방향 (압연재 (W) 의 판폭 방향) 으로의 간섭은 회피된다.

그리고, 본 실시예에서는, 압연시에는, 다수의 압연재 냉각 노즐 (23A, 23B 및 23C) 로부터 가이드 (16A, 16B) 의 분사공 (21A, 21B) 및 고정 가이드 (28) 의 노치 (28a) 를 통과하여 다량의 냉각수가 직접 압연재 (W) 상, 하면에 분사되므로, 압연 직후의 압연재 (W) 의 냉각 속도가 예를 들어 1000 ℃/S 정도의 냉각 속도까지 올라, 압연재 (W) 를 급속히 냉각시킬 수 있다.

따라서, 마무리 압연기열에 의한 대압하 후의 급속 냉각에 의해, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 공업적으로 얻는 것이 가능해져, 매우 저비용으로 합금 원소 등을 첨가하지 않고 고품질의 고장력강 등을 용이하게 제조할 수 있다.

또, 본 실시예에서는, 냉각수 헤더 (22A, 22B) 내에는, 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A, 25B) 가 일체적으로 형성되어, 이들 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A, 25B) 내의 냉각수가 롤 냉각 노즐 (26A, 26B) 로부터 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 의 표면에 분사되도록 되어 있으므로, 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 도 냉각되어, 롤의 열 변형 등이 회피된다.

더하여, 압연재 냉각수용 헤더부 (24A, 24B) 와 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A, 25B) 가 단일 냉각수 헤더 (22A, 22B) 로 일체화되어 있으므로, 노즐 블록 (14A, 14B) 의 컴팩트화가 도모된다.

또, 상냉각 장치 (13A) 에 있어서, 노즐 블록 (14A) 의 정면 (워크 롤 측면) 과 가이드 (16A) 의 선단부 사이에는, 분리판 (분리 부재) (27) 이 가설되어 있으므로, 압연재 냉각수용 헤더부 (24A, 24B) 로부터의 냉각수의 분사를 정지시켜 압연재 냉각을 실시하지 않는 즉, 미세립 조직으로 이루어지는 열연 강대를 제조하지 않는 통상 (일반) 의 압연시에, 롤 냉각 노즐 (26A) 로부터 분사된 냉각수가 상기 가이드 (16A) 의 분사공 (21A) 을 통과하여 압연재 (W) 의 상면에 낙하되는 것을 방지할 수 있어, 압연재 (W) 의 품질 저하가 회피된다. 더하여, 분리판 (27) 은 고무판 등의 가요성 부재로 이루어지기 때문에, 상기 가이드 (16A) 의 추종 동작 (요동) 을 허용할 수 있다.

또, 롤 냉각 노즐 (26B) 로부터 분사된 냉각수가, 가이드 (16B) 의 분사공 (21B) 을 통과하여 압연재 (W) 에 닿는 것을 피하는 경우, 또, 압연재 냉각수 분사에 대해 영향을 주지 않도록 하는 경우에는, 도 6 의 분리 부재 (101) 혹은 도 7 의 분리 부재 (103) 등의 분리 부재를 형성한다. 분리 부재 (101) 는 스프링 (102) 에 의해 노즐 블록 (14B) 에 맞닿아 있다. 이로써, 롤 냉각 노즐 (26B) 로부터 분사된 워크 롤 냉각수가 분사공 (21B) 을 통과하여 압연재 (W) 에 닿는 것을 피할 수 있다. 또, 압연재 냉각 노즐 (23B) 로부터 분사되는 압연재 냉각수가 워크 롤 냉각수에 의해 어지럽혀지는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 도 6 의 분리 부재 (101) 를 위의 상분리판 (27) 대신에 사용하는 것도 가능하다. 또, 도 7 의 분리 부재 (103) 는, 도 1 에서 위에 이용되고 있는 분리판 (27) 과 마찬가지로 가요성 부재로서 가이드 (16B) 의 상하 방향의 움직임에 추종하여 분리 기능을 발휘할 수 있도록 되어 있다.

실시예 2

도 4 는 본 발명의 실시예 2 를 나타내는 열연 강대의 냉각 장치의 측단면도, 도 5A 는 비크로스 압연시의 평면도, 도 5B 는 크로스 압연시의 평면도이다.

이것은, 실시예 1 에 있어서의 상, 하냉각 장치 (13A, 13B) 를 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 을 압연재 (W) 의 반송 방향으로 크로스시키는 크로스 밀에 적용한 예이다.

구체적으로는, 압연재 (W) 의 상방 및 하방의 좌우 1 쌍의 유압 실린더 (15A, 15B) 를, 피스톤 로드 선단과 헤드 기단에서 수평 선회가 가능하게 노즐 블록 (14A, 14B) 과 하우징 (10) 에 각각 핀 결합시킴과 함께, 노즐 블록 (14A, 14B) 의 좌, 우 양부 정면측에 상, 하워크 롤 초크 (11A, 11B) 에 맞닿는 스페이서 (30A, 30B) 가 브래킷 (29) 을 개재하여 부설되어 있다. 그 스페이서 (30A, 30B) 는, 배수를 저해하지 않는 형태 및 설치 위치에 형성된다. 그 밖의 구성은 실시예 1 과 동일하므로, 도 4 및 도 5A, 도 5B 에 있어서, 도 1 및 도 3A, 도 3B 와 동일 부재에는 동일 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.

따라서, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 좌우 1 쌍의 유압 실린더 (15A, 15B) 를 동일 스트로크로 신축 작동시킴으로써, 노즐 블록 (14A, 14B) 및 가이드 (16A, 16B) 가 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 에 대해, 도 3A, 도 3B 와 마찬가지로, 진퇴 이동됨과 함께 (진퇴 기구), 도 5B 에 나타내는 바와 같이, 좌우 1 쌍의 유압 실린더 (15A, 15B) 의 스트로크를 상이하게 함으로써, 스페이서 (30A, 30B) 및 이것이 맞닿는 상, 하워크 롤 초크 (11A, 11B) 를 개재하여, 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 을 소정의 크로스각 (θ) 으로 크로스시킬 수 있다 (크로스 기구).

본 실시예에 의하면, 압연재 (W) 및 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 의 냉각 기능에 있어서는 실시예 1 과 동일한 작용·효과가 얻어지지만, 대압하에 관해서는, 상, 하워크 롤 (12A, 12B) 을 크로스시키는 크로스 밀에 적용한 것에 의해, 실시예 1 보다 더욱더 압하가 가능하여, 고압하와 고속 냉각에 의한 작용·효과를 기대할 수 있다.

더하여, 노즐 블록 (14A, 14B) 및 가이드 (16A, 16B) 의 진퇴 기구와 크로스 기구를 실시예 1 에서 진퇴 기구에만 사용한 유압 실린더 (15A, 15B) 로 겸용할 수 있기 때문에, 구조의 간략화와 비용 절감이 도모된다.

또, 도 8 은 유량 밀도와 냉각 속도의 관계를 나타낸다. 급수 압력 즉, 압연재 냉각수용 헤더부 (24A, 24B) 의 압력이 1.5 ㎫ 일 때, 판 두께 3 ㎜ 의 강판에 대하여 냉각 속도를 구한 시험 결과이다. 이 시험 결과로부터 유량 밀도 (=노즐 유량÷폭 방향 노즐 피치÷반송 방향의 노즐 피치) 를 6 ㎥/(㎡·min) 이상으로 하면, 통상의 냉각 설비에서 사용되는 급수 압력 1.5 ㎫ 로도 판 두께 3 ㎜ 의 강판으로 500 ℃/s 이상의 냉각 속도를 얻을 수 있어, 미세한 조직을 갖는 강판을 제조하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 가이드 (16A, 16B) 의 구조 변경이나 재질 변경 그리고 유압 실린더 (15A, 15B) 를 포함한 크로스 상태로 추종 가능한 기구의 구조 변경, 냉각수 헤더 (22A, 22B) 의 구조 변경, 냉각수 헤더 (22A, 22B) 와 워크 롤 냉각수용 헤더부 (25A, 25B) 의 구조 상의 각종 조합 등의 각종 변경이 가능한 것은 물론이다.

산업상 이용가능성

본 발명에 관련된 열연 강대의 냉각 장치는, 제철 프로세스 라인에 적용할 수 있다.

10 : 하우징
11A, 11B : 상, 하워크 롤 초크
12A, 12B : 상, 하워크 롤
13A, 13B : 상, 하냉각 장치
14A, 14B : 노즐 블록
15A, 15B : 유압 실린더
16A, 16B : 가이드
17A, 17B : 브래킷
18A, 18B : 핀
19 : 추
20 : 연질 플레이트
21A, 21B : 분사공
22A, 22B : 냉각수 헤더
23A, 23B, 23C : 압연재 냉각 노즐
24A, 24B : 압연재 냉각수용 헤더부
25A, 25B : 워크 롤 냉각수용 헤더부
26A, 26B : 롤 냉각 노즐
27 : 분리판
28 : 고정 가이드
28a : 노치
29 : 브래킷
30A, 30B : 스페이서
S : 롤 교환시의 동작량 (진퇴량)
W : 압연재
θ : 크로스각

Claims

열간 마무리 압연기열의 최종 스탠드에 있어서의 워크 롤의 출측에, 당해 워크 롤을 나온 압연재를 반송 방향으로 안내하는 안내면을 가진 가이드를 상기 워크 롤의 직경의 변화에 따라 상기 가이드의 선단부가 항상 상기 워크 롤의 표면에 접촉하도록 형성함과 함께,
상기 가이드에 다수의 분사공을 개구 형성하고,
상기 분사공을 통과하여 압연재에 직접 냉각수를 분사하기 위해 압연재 냉각 노즐을 설치한 열연 강대의 냉각 장치로서,
상기 압연재 냉각 노즐이 상기 가이드를 사이에 두고 상기 압연재의 반대측 또한 상기 가이드와는 이간된 위치에 형성되고,
상기 냉각수가 상기 분사공과는 이간된 위치로부터 당해 분사공을 통과하여 압연재에 분사되는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드는, 적어도 상기 압연재 냉각 노즐이 장착되는 노즐 블록에 자유롭게 요동될 수 있도록 지지되어, 당해 노즐 블록을 개재하여 상기 워크 롤에 대해 진퇴 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 워크 롤의 출측에, 당해 워크 롤에 냉각수를 분사하는 롤 냉각 노즐을 설치함과 함께,
상기 롤 냉각 노즐로부터 분사된 냉각수가 상기 가이드의 분사공을 통과하여 압연재에 닿는 것을 방지하는 분리 부재를 형성한 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 분리 부재는, 그 일단부가 상기 가이드에 연접되어 당해 가이드의 상기 추종 동작을 허용할 수 있는 가요성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 압연기는, 적어도 상기 워크 롤을 크로스시키는 크로스 밀인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 워크 롤의 크로스 상태로 추종 가능하게 한 가이드의 위치 조정 장치가 형성되고, 그 위치 조정 장치는 상기 가이드의 워크 롤에 대한 진퇴 기구의 기능도 가지는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 냉각 장치.