KR101536908B1 - 소재 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

소재 냉각장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 소재 냉각장치는, 냉각수가 공급되는 냉각수공급부재와, 냉각수공급부재에서 냉각수를 전달받으며, 소재의 폭 방향으로 복수개 구비되는 홀부가 개방되는 정도를 조절하여, 소재에 분사되는 냉각수의 양을 조절하는 유량조절부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소재 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR MATERIAL}
본 발명은 소재 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재를 냉각시키는 냉각수의 유량을 조절하여 소재를 균일하게 냉각시킬 수 있는 소재 냉각장치에 관한 것이다.
일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
압연공정은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적합한 온도(1100~1300 ℃)로 재가열하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭압연 및 두께압연을 실시하고 사상압연기에서 수요자가 원하는 두께를 갖는 제품으로 최종 압연하는 일련의 공정으로 이루어진다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0022336호(2011.03.07. 공개, 발명의 명칭: 열연판재의 국부과냉 방지장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 소재의 폭 방향을 따라 냉각수가 분사되는 양을 조절하여 소재의 폭 방향 온도 편차를 줄일 수 있는 소재 냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 소재 냉각장치는, 냉각수가 공급되는 냉각수공급부재; 및 상기 냉각수공급부재에서 냉각수를 전달받으며, 상기 소재의 폭 방향으로 복수개 구비되는 홀부가 개방되는 정도를 조절하여, 상기 소재에 분사되는 냉각수의 양을 조절하는 유량조절부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유량조절부재는, 상기 냉각수공급부재에서 전달받은 냉각수가 수용되는 냉각수수용부; 상기 냉각수수용부의 하측을 관통하여 형성되어 상기 냉각수수용부에 수용된 냉각수가 배출되는 배출홀부; 및 상기 배출홀부를 통하여 배출되는 냉각수의 양을 조절하는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조절부는, 상기 배출홀부를 차단하며 상기 냉각수수용부에 이동 가능하게 위치하는 조절바디; 상기 조절바디를 관통하는 홀 형상으로 형성되며, 상기 조절바디의 이동에 따라 상기 배출홀부를 개방하는 정도가 달라지도록 구비되는 조절홀부; 및 상기 조절바디와 상기 냉각수수용부에 결합되며, 상기 조절바디를 상기 냉각수수용부에 대하여 이동시키는 조절바디이동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조절바디는, 상기 냉각수수용부를 덮는 형상으로 형성되고, 상기 냉각수수용부의 길이 방향으로 이동 가능하도록 슬라이딩 방식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조절바디는 상기 냉각수공급부의 길이방향을 따라 복수개 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조절바디는 상기 냉각수공급부의 길이중심을 기준으로 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소재 냉각장치는 소재의 폭 방향에 따라 소재에 분사되는 냉각수의 유량을 조절함으로써 소재의 폭 방향 온도 편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 유량조절부재를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 "A" 부분을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 "B-B'" 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 "C" 부분을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 "D" 부분을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소재 냉각장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 유량조절부재를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치(1)는 냉각수공급부재(100) 및 유량조절부재(200)를 포함한다.
냉각수공급부재(100)는 냉각수저장탱크(30)와 유로(40)를 통하여 연결되어 냉각수저장탱크(30)로부터 냉각수(W)를 공급받는다. 냉각수공급부재(100)와 냉각수저장탱크(30)를 연결하는 유로(40)는 조절밸브(50) 등에 의하여 유량이 조절되며 금속 재질 또는 합성수지 재질을 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서 냉각수공급부재(100)는 냉각수공급부(110) 및 분사노즐(130)을 포함한다.
냉각수공급부(110)는 내측에 공간부가 마련되어 냉각수(W)가 수용되며, 소재(S)의 폭 방향 즉, 이송롤러부(10)의 길이방향(도 1 기준 좌우방향)으로 길게 형성된다. 본 실시예에서 냉각수공급부(110)는 유로(40)의 일단부가 결합되어 냉각수저장탱크(30)로부터 냉각수(W)를 공급받는다.
분사노즐(130)은 냉각수공급부(110)의 하측에 구비되며, 소재(S)의 폭 방향으로 복수개가 나열된다. 본 실시예에서 분사노즐(130)은 냉각수공급부(110)에 수용된 냉각수(W)를 하측(도 1 기준)에 위치한 유량조절부재(200) 측으로 분사한다.
유량조절부재(200)는 냉각수공급부(110)재에서 소재(S)에 전달되는 냉각수(W)의 양을 소재(S)의 폭 방향에 따라 달라지도록 조절한다. 본 실시예에서 유량조절부재(200)는 냉각수수용부(210), 배출홀부(230) 및 조절부(250)를 포함한다.
냉각수수용부(210)는 냉각수공급부재(100)에서 전달받은 냉각수(W)가 내측에 수용된다. 본 실시예에서 냉각수수용부(210)는 냉각수공급부재(100)의 하측에 위치하며, 상측(도 2 기준 상측)이 개방된 박스 형상으로 형성되어 냉각수공급부재(100)에서 전달받은 냉각수(W)가 수용된다.
본 실시예에서 냉각수수용부(210)는 수용부결합부(211)에 의하여 냉각수공급부재(100)에 탈착 가능하게 결합되고, 외측으로 단턱 형상의 조절부안착부(213)가 형성되어 후술할 조절바디(251)가 안착된다.
수용부결합부(211)는 한 쌍이 구비되며, 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서 수용부결합부(211)는 냉각수공급부(110)의 양단부와 냉각수수용부(210)의 양단부에 볼팅 등의 방식으로 탈착 가능하게 결합되어 냉각수공급부(110)에 냉각수수용부(210)를 탈착 가능하게 결합시킨다.
배출홀부(230)는 냉각수수용부(210)의 하측을 관통하여 형성되어 냉각수수용부(210)에 수용된 냉각수(W)가 소재(S) 측으로 배출되는 통로에 해당한다. 본 실시예에서 배출홀부(230)는 소재(S)의 폭 방향으로 일정간격 이격되어 복수개 구비된다.
도 3은 도 1의 "A" 부분을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 "B-B'" 단면을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 조절부(250)는 배출홀부(230)를 통하여 배출되는 냉각수(W)의 양을 조절한다. 본 실시예에서 조절부(250)는 조절바디(251), 조절홀부(253) 및 조절바디이동부(255)를 포함한다.
조절바디(251)는 냉각수수용부(210)에 이동 가능하게 결합되며, 배출홀부(230)를 차단한다. 본 실시예에서 조절바디(251)는 단면이 대략 "U" 자 형상으로 형성되어 냉각수수용부(210)의 하측을 덮어 배출홀부(230)를 통하여 냉각수(W)가 배출되는 것을 차단한다.
본 실시예에서 조절바디(251)는 냉각수수용부(210)의 길이 방향으로 이동 가능하도록 슬라이딩 방식으로 냉각수수용부(210)에 결합되며, 복수개 구비된다.
본 실시예에서 조절바디(251)는 상단부에 각각 "┌" "┐"으로 휘어지는 형상인 조절바디결합부(252)가 형성되어 조절부안착부(213)의 상측면에 안착된다.
조절바디(251)가 복수개 구비되어 복수개의 배출홀부(230)를 서로 다른 조절바디(251)를 차단하는 경우 배출홀부(230)의 위치에 따라 조절바디(251)가 배출홀부(230)를 차단하는 정도를 다르게 하여 각각의 배출홀부(230)로부터 배출되는 냉각수(W)의 양을 조절할 수 있게 된다.
본 실시예에서 조절바디(251)는 하나의 배출홀부(230)에 대응하는 크기로 형성되어 각각의 배출홀부(230)를 차단하도록 구비될 수 도 있으나 복수개의 배출홀부(230), 예를 들어 3개의 배출홀부(230)를 차단하는 크기로 형성될 수 있다. (도 2 참조)
도 5는 도 2의 "C" 부분을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 2의 "D" 부분을 나타내는 도면이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 조절홀부(253)는 조절바디(251)를 관통하는 홀 형상으로 구비되며, 조절바디(251)의 이동에 따라 배출홀부(230)와 겹치는 정도가 변하는 것을 이용하여 배출홀부(230)를 통하여 배출되는 냉각수(W)의 유량이 조절되도록 한다.
도 5 및 도 6에서와 같이 배출홀부(230)의 직경이 d1, 일 때 직경 d2인 조절홀부(253)의 배출홀부(230)에 대한 위치에 따라 배출홀부(230)와 조절홀부(253)가 겹치는 영역은 각각 d3 및 d4가 될 수 있으며 겹치는 부분의 직경이 넓을수록 배출홀부(230) 및 조절홀부(253)를 거쳐 소재(S)에 전달되는 냉각수(W)의 유량은 늘어난다.
조절바디이동부(255)는 조절바디(251)와 냉각수수용부(210)에 결합되며, 조절바디(251)를 냉각수수용부(210)에 대하여 이동시켜 조절홀부(253)가 배출홀부(230)와 겹치는 정도를 조절한다. 본 실시예에서 조절바디이동부(255)는 구동부(256) 및 연결부(258)를 포함한다.
구동부(256)는 냉각수수용부(210)에 결합되며 전기모터 등을 포함하여, 외부에서 인가되는 전력을 회전력으로 전환한다. 본 실시예에서 구동부(256)는 볼트 등으로 예시되는 구동부결합부(257)에 의하여 냉각수수용부(210)에 볼팅 결합된다.
연결부(258)는 일단부가 구동부(256)에 연결되는 봉 형상으로 형성되며 외주면에 나사산이 형성되어, 조절바디(251)에 형성되는 연결부삽입홀부(252)에 나사 결합된다. 본 실시예에서 연결부(258)는 구동부(256)에 의하여 회전될 때 연결부삽입홀부(252)와의 나사 결합이 체결되거나 풀리는 방식으로 조절바디(251)를 왕복 이동시킨다.
조절바디(251)가 이동되면 조절바디(251)에 형성된 조절홀부(253)가 이동하여 배출홀부(230)와 조절홀부(253)가 겹치는 정도가 변경되므로 냉각수(W)가 소재(S)측으로 전달되는 양이 변경된다.
본 실시예에서 조절바디(251)는 냉각수공급부(110)의 길이중심(M)을 기준으로 대칭되도록 복수개 위치한다. 소재(S)에 전달되는 냉각수(W)는 소재(S)의 중심부를 기준으로 양측으로 흐르면서 배출된다.
따라서 소재(S)의 폭 방향 온도분포곡선은 소재(S)의 중심부를 기준으로 대략 대칭되게 형성되는데, 조절바디(251)가 냉각수공급부(110)의 길이중심(M)을 기준으로 대칭되도록 위치하는 경우 소재(S)의 폭 방향 온도를 용이하게 조절할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치(1)의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.
냉각수저장탱크(30)의 냉각수(W)는 유로(40)를 통하여 냉각수공급부(110)에 전달된다. 냉각수공급부(110)에 전달되는 냉각수(W)의 유량은 조절밸브(50)에 의하여 조절된다. 냉각수공급부(110)에 전달된 냉각수(W)는 분사노즐(130)을 통하여 하측으로 분사되며, 상측이 개방된 냉각수수용부(210)에 수용된다.
냉각수수용부(210)에 냉각수(W)가 수용된 상태에서 냉각수(W)는 배출홀부(230)를 통하여 하측으로 배출된다. 배출홀부(230)를 통하여 배출되는 냉각수(W)의 유량은 유량조절부재(200)에 의하여 조절된다.
조절바디(251)의 이동에 따라 배출홀부(230)와 조절홀부(253)가 겹치는 정도가 달라진다. 제어부(290)는 온도측정센서(미도시) 등에서 측정한 소재(S)의 폭 방향 온도분포를 기초로 구동부(256)를 동작시켜 조절바디(251)의 이동 방향 및 이동 거리를 제어한다.
예를 들어 소재(S)의 중심측 온도가 소재(S)의 측부 온도보다 높은 경우에는 냉각수공급부(110)의 길이중심(M)에 가깝게 위치하는 조절바디(251)의 조절홀부(253)가 배출홀부(230)와 겹치는 정도를 늘리거나, 냉각수공급부(110)이 길이중심(M) 기준으로 멀리 위치하는 조절바디(251)의 조절홀부(253)가 배출홀부(230)와 겹치는 정도를 줄여서 폭 방향 온도 편차를 조절한다.
반대로 소재(S)의 중심부의 온도가 소재(S)의 측부 온도보다 낮은 경우에는 소재(S)의 중심부의 온도가 소재(S)의 측부 온도보다 높은 경우와는 반대로 조절바디(251)의 위치를 이동시켜 소재(S)의 폭 방향 온도편차를 줄이게 된다.
이로써, 본 실시예에서 소재 냉각장치(1)는 소재(S)의 폭 방향에 따라 소재(S)에 분사되는 냉각수(W)의 유량을 조절함으로써 소재(S)의 폭 방향 온도 편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에서 유량조절부재(200)는 냉각수공급부재(100)에 탈착 가능하게 결합되므로 냉각수공급부재(100)의 형상 변경 등의 필요 없이 간단하게 장착할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 소재 냉각장치 10: 이송롤러부
30: 냉각수저장탱크 40: 유로
50: 조절밸브 100: 냉각수공급부재
110: 냉각수공급부 130: 분사노즐
200: 유량조절부재 210: 냉각수수용부
211: 수용부결합부 213: 조절부안착부
230: 배출홀부 250: 조절부
251: 조절바디 252: 조절바디결합부
253: 조절홀부 254: 연결부삽입홀부
255: 조절바디이동부 256: 구동부
257: 구동부결합부 258: 연결부
290: 제어부 S: 소재
W: 냉각수

Claims (6)

  1. 냉각수가 공급되는 냉각수공급부재; 및
    상기 냉각수공급부재에서 냉각수를 전달받으며, 소재의 폭 방향으로 복수개 구비되는 홀부가 개방되는 정도를 조절하여, 상기 소재에 분사되는 냉각수의 양을 조절하는 유량조절부재;를 포함하고,
    상기 유량조절부재는,
    상기 냉각수공급부재에서 전달받은 냉각수가 수용되는 냉각수수용부;
    상기 냉각수수용부의 하측을 관통하여 형성되어 상기 냉각수수용부에 수용된 냉각수가 배출되는 배출홀부; 및
    상기 배출홀부를 통하여 배출되는 냉각수의 양을 조절하는 조절부;를 포함하며,
    상기 조절부는,
    상기 배출홀부를 차단하며 상기 냉각수수용부의 하측면에 접한 상태에서 상기 냉각수수용부의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 위치하는 조절바디;
    상기 조절바디를 관통하는 홀 형상으로 형성되며, 상기 조절바디의 이동에 따라 상기 배출홀부를 개방하는 정도가 달라지도록 구비되는 조절홀부; 및
    상기 조절바디와 상기 냉각수수용부에 결합되며, 상기 조절바디를 상기 냉각수수용부에 대하여 이동시키는 조절바디이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조절바디는,
    상기 냉각수수용부를 덮는 형상으로 형성되고, 상기 냉각수수용부의 길이 방향으로 이동 가능하도록 슬라이딩 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 조절바디는 상기 냉각수공급부의 길이방향을 따라 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 조절바디는 상기 냉각수공급부의 길이중심을 기준으로 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.



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