KR101653515B1 - 열간 금속 압연에서의 타겟팅된 냉각을 위한 제조 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
타겟팅된 냉각을 이용한 열간 압연의 방법 및 압연 밀 장치. 하나의 양태에서, 다중 롤러 스택을 갖는 밀은, 제 1 및 제 2 열 교환기를 병렬로 갖는 열 교환기로 벌크 냉각제 흐름을 향하게 하는 냉각 시스템을 포함한다. 제 1 열 교환기는 압연 동안 제 1 세트의 노즐을 통해 배출된 제 1 냉각제 스트림에서 이용하기 위해 가열된 냉각제를 제 1 온도로 냉각하도록 구성되는 한편, 제 2 열 교환기는 제 2 세트의 노즐을 통해 다운스트림에서 배출하기 위해 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도의 제 2 냉각제 스트림에서 이용하기 위해 가열된 냉각제를 보다 낮은 온도로 냉각하도록 구성되어 압연된 금속의 압연 또는 권취를 용이하게 한다.
Description
본 발명은 열간 압연 시트 금속을 위한 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 알루미늄과 같은 시트 금속의 압연시 처리량 및 효율성을 증가시키고 압연 시간을 감소시키기 위한 개선된 냉각을 갖는 제조 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시형태는 시트 금속의 압연을 위한 개선된 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 양태는 타겟팅된 냉각(targeted cooling)을 향상시켜 압연 및/또는 권취(coiling)속도 및 전체 처리량을 최대화하는 압연 밀 장치를 제공한다. 본 발명은 특히 다중 롤 스탠드를 갖는 압연 및 권취 밀에서의 시트 알루미늄 고온 롤의 냉각 및 윤활에 유용하다.
소정의 양태에서, 본 발명은 50℃ 이상의 제 1 온도의 냉각제 유체를 이용하여 압연 동안 압연된 시트 금속을 냉각하고, 동시에 50℃ 미만의 제 2 온도의 냉각제 유체를 이용하여 상이한 위치에서 압연된 시트 금속을 냉각하여 원하는 압연 온도에서의 압연을 촉진하는 냉각제 시스템을 포함한다. 제 1 온도의 냉각제 유체는 또한 롤에 윤활을 제공하기 위해서 롤 스탠드의 금속 입구 측에 사용될 수도 있다. 소정의 실시형태에서, 제 2 온도는 제 1 온도보다 약 5 ~ 15 ℃ 더 낮다. 이러한 특징은 냉각 시스템이 압연 공정 동안 50℃ 이상 온도의 냉각제 배출과 연관된 이점을 보유하는 것을 허용하는 한편, 50℃ 미만의 냉각제 흐름은 선택된 위치(들)에서 추가 냉각을 제공하여 압연 또는 권취 속도를 증가시키고 효율성을 개선한다. 분리된 냉각제 흐름은, 제 1 및 제 2 열 교환기를 갖는 열 교환기와 같이, 여러 열 교환기로 구성된 열 교환기 시스템을 이용하여, 배출된 냉각제로부터 수집된 단일의 냉각제 공급원으로부터 생성될 수 있으며, 제 1 열 교환기는 가열된 배출된 냉각제 유체의 제 1 부분을 약 제 1 온도로 냉각하는 한편, 제 2 열 교환기는 가열된 배출된 냉각제 유체의 제 2 부분을, 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도의 저온(lower temperature) 냉각제 스트림에서 사용하기에 적합한 더 낮은 온도로 냉각한다. 제 1 및 제 2 열 교환기는, 시스템 설계에서, 냉각 효율, 플랜트 공간 및 작동 신뢰도에 의해 요구되는 바에 따라 제 1 및 제 2 그룹의 열 교환기로서 나타날 수 있다.
소정의 실시형태에서는, 기존의 예비용(stand-by)열 교환기가 제 2 열 교환기로서 이용될 수 있다. 이 경우, 설계 냉각 시스템은, 제 1 열 교환기가 점검(service)되는 경우, 제 2 열 교환기를 통해서 벌크 냉각제 흐름을 지향시키는 하나 이상의 밸브들 및 배관 시스템을 포함할 수도 있다. 배관 시스템은, 선택된 롤 스탠드 또는 스트립 표면에서의 타겟팅된 냉각을 위해 원하는 세트의 노즐로의 냉각제의 제 2 부분의 흐름을 제어하는 하나 이상의 밸브 및 배관을 더 포함할 수도 있다.
소정의 실시형태에서, 제 1 및 제 2 열 교환기들은 상기 배관 시스템을 통한 상기 냉각 유체의 흐름 경로를 따라 병렬로 배치될 수 있다. 상기 배관 시스템은, 상기 배출된 냉각 유체의 더 많은 부분이 상기 제 2 열 교환기보다 상기 제 1 열 교환기를 통과하도록 구성될 수 있다. 상기 배관 시스템은, 상기 배출된 냉각 유체의 약 5 ~ 20% 가 상기 제 2 열 교환기를 통과하도록 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 열 교환기들 각각은 하나 이상의 열 교환기를 포함할 수 있다. 상기 배관 시스템은, 수집된 상기 배출된 냉각 유체의 제 1 부분이 상기 제 1 열 교환기를 통과하도록 유도되고, 수집된 상기 배출된 냉각 유체의 제 2 부분이 상기 제 2 열 교환기를 통과하도록 유도되도록, 구성될 수 있다. 상기 배관 시스템은, 상기 제 1 열 교환기가 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들과 유체 연통되는(fluidly coupled) 것과, 상기 제 2 열 교환기가 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들과 유체 연통되는 것 중 적어도 하나의 구성을 가질 수 있다. 상기 하나 이상의 밸브는, 상기 제 2 열 교환기를 빠져나가는 냉각 유체가, 선택된 세트의 냉각 노즐들로 흐르는 것을 허용하도록 구성되고, 상기 선택된 세트의 냉각 노즐들은 상부 세트의 냉각 노즐들을 포함할 수 있다.
제 1 세트의 냉각 노즐들은 각각의 롤 스탠드의 상부 롤 표면의 입구 측으로 지향되는 3 개의 서브세트의 냉각노즐들을 포함할 수 있다.
압연 밀(rolling mill)의 제 1 롤 스탠드 및 제 2 롤 스탠드 각각의 한 쌍의 롤들 사이에서 시트 금속을 압연하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 롤 스탠드들은 상기 시트 금속의 반송 경로를 따라 직렬로 배치되는, 상기 시트 금속을 압연하는 단계; 압연 동안 제 1 세트의 냉각 노즐들로부터 제 1 온도의 냉각 유체를 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 입구 표면으로 배출하는 단계; 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도의 상기 냉각 유체를 압연 동안 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 출구 표면으로 배출하는 단계로서, 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들은 반송 경로를 따라 제 1 세트의 냉각 노즐들의 다운스트림에 있는, 냉각 유체 배출 단계; 상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 배출되며, 압연 동안 상기 시트 금속에 의해 가열된 상기 냉각 유체를 수집하는 단계; 상기 냉각 유체를 제 1 열 교환기를 통해서 펌핑시킴으로써, 상기 수집된 냉각 유체의 제 1 부분을 상기 제 1 열 교환기에서 상기 제 1 온도로 냉각하는 단계; 상기 냉각 유체를 제 2 열 교환기를 통해서 펌핑시킴으로써, 상기 수집된 냉각 유체의 제 2 부분을 상기 제 2 열 교환기에서 상기 제 2 온도로 냉각하는 단계; 및 상기 제 1 열 교환기에서 냉각된 상기 냉각 유체를 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들로 펌핑하고, 동시에 상기 제 2 열 교환기에서 냉각된 상기 냉각 유체를 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들로 펌핑하는 단계를 포함한다.
제 2 열 교환기에서 상기 수집된 냉각 유체의 상기 제 2 부분을 냉각하는 단계는, 제 2 열 교환기에서 상기 수집된 배출된 냉각 유체의 약 5 ~ 20%를 냉각하는 것을 포함한다.
상기 시트 금속이 통과하는 동안 그와 동시에, 상기 냉각 유체가 상기 제 1 온도에서 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들로부터 배출되고, 상기 제 2 온도의 냉각 유체가 상기 제 2 온도에서 상기 제 2 세트의 냉각 노즐로부터 배출된다.
소정의 실시형태에서, 제 1 및 제 2 열 교환기들은 상기 배관 시스템을 통한 상기 냉각 유체의 흐름 경로를 따라 병렬로 배치될 수 있다. 상기 배관 시스템은, 상기 배출된 냉각 유체의 더 많은 부분이 상기 제 2 열 교환기보다 상기 제 1 열 교환기를 통과하도록 구성될 수 있다. 상기 배관 시스템은, 상기 배출된 냉각 유체의 약 5 ~ 20% 가 상기 제 2 열 교환기를 통과하도록 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 열 교환기들 각각은 하나 이상의 열 교환기를 포함할 수 있다. 상기 배관 시스템은, 수집된 상기 배출된 냉각 유체의 제 1 부분이 상기 제 1 열 교환기를 통과하도록 유도되고, 수집된 상기 배출된 냉각 유체의 제 2 부분이 상기 제 2 열 교환기를 통과하도록 유도되도록, 구성될 수 있다. 상기 배관 시스템은, 상기 제 1 열 교환기가 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들과 유체 연통되는(fluidly coupled) 것과, 상기 제 2 열 교환기가 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들과 유체 연통되는 것 중 적어도 하나의 구성을 가질 수 있다. 상기 하나 이상의 밸브는, 상기 제 2 열 교환기를 빠져나가는 냉각 유체가, 선택된 세트의 냉각 노즐들로 흐르는 것을 허용하도록 구성되고, 상기 선택된 세트의 냉각 노즐들은 상부 세트의 냉각 노즐들을 포함할 수 있다.
제 1 세트의 냉각 노즐들은 각각의 롤 스탠드의 상부 롤 표면의 입구 측으로 지향되는 3 개의 서브세트의 냉각노즐들을 포함할 수 있다.
압연 밀(rolling mill)의 제 1 롤 스탠드 및 제 2 롤 스탠드 각각의 한 쌍의 롤들 사이에서 시트 금속을 압연하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 롤 스탠드들은 상기 시트 금속의 반송 경로를 따라 직렬로 배치되는, 상기 시트 금속을 압연하는 단계; 압연 동안 제 1 세트의 냉각 노즐들로부터 제 1 온도의 냉각 유체를 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 입구 표면으로 배출하는 단계; 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도의 상기 냉각 유체를 압연 동안 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 출구 표면으로 배출하는 단계로서, 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들은 반송 경로를 따라 제 1 세트의 냉각 노즐들의 다운스트림에 있는, 냉각 유체 배출 단계; 상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 배출되며, 압연 동안 상기 시트 금속에 의해 가열된 상기 냉각 유체를 수집하는 단계; 상기 냉각 유체를 제 1 열 교환기를 통해서 펌핑시킴으로써, 상기 수집된 냉각 유체의 제 1 부분을 상기 제 1 열 교환기에서 상기 제 1 온도로 냉각하는 단계; 상기 냉각 유체를 제 2 열 교환기를 통해서 펌핑시킴으로써, 상기 수집된 냉각 유체의 제 2 부분을 상기 제 2 열 교환기에서 상기 제 2 온도로 냉각하는 단계; 및 상기 제 1 열 교환기에서 냉각된 상기 냉각 유체를 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들로 펌핑하고, 동시에 상기 제 2 열 교환기에서 냉각된 상기 냉각 유체를 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들로 펌핑하는 단계를 포함한다.
제 2 열 교환기에서 상기 수집된 냉각 유체의 상기 제 2 부분을 냉각하는 단계는, 제 2 열 교환기에서 상기 수집된 배출된 냉각 유체의 약 5 ~ 20%를 냉각하는 것을 포함한다.
상기 시트 금속이 통과하는 동안 그와 동시에, 상기 냉각 유체가 상기 제 1 온도에서 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들로부터 배출되고, 상기 제 2 온도의 냉각 유체가 상기 제 2 온도에서 상기 제 2 세트의 냉각 노즐로부터 배출된다.
도 1 은 종래의 압연 밀 및 냉각제 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2 - 도 3 은 본 발명의 양태에 따른 압연 밀 및 냉각 시스템의 개략도를 도시한다.
도 4a - 도4b 는 압연 밀을 통해 주행하는 제품의 주편(slab) 온도를 도표로 도시한다.
도 5 는 열간 압연 동안의 다중 스탠드 압연 밀 중 마지막 스탠드의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도표로 도시한다.
도 6 은 예시적인 압연에서의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도표로 비교한다.
도 7a - 도 7d 는 본 발명의 소정의 양태에 따라서 밀을 통해 주행하는 제품의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도표로 도시한다.
도 2 - 도 3 은 본 발명의 양태에 따른 압연 밀 및 냉각 시스템의 개략도를 도시한다.
도 4a - 도4b 는 압연 밀을 통해 주행하는 제품의 주편(slab) 온도를 도표로 도시한다.
도 5 는 열간 압연 동안의 다중 스탠드 압연 밀 중 마지막 스탠드의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도표로 도시한다.
도 6 은 예시적인 압연에서의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도표로 비교한다.
도 7a - 도 7d 는 본 발명의 소정의 양태에 따라서 밀을 통해 주행하는 제품의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도표로 도시한다.
본 발명은 본원에 기재된 바와 같이, 다중의 스탠드를 및 선택 위치에서 압연된 금속의 타겟팅된 냉각을 갖는 압연 밀을 이용한 금속의 열간 압연, 특히 알루미늄의 열간 압연에 관한 것이다.
고온 스트립 밀에서의 금속, 예컨대 알루미늄의 압연은 일종의 주지된 금속 성형 공정이다. 압연 금속 성형 공정에서, 금속 스톡(metal stock)은 하나 이상의 롤 스택에서 한 쌍의 롤러 또는 롤을 통해 반송된다. 통상적으로, 금속은 롤의 다중 스택을 통해 압연되는데, 금속의 시트가 각 스택을 통과함에 따라 두께가 감소하고 평활한 마무리 표면을 형성하며, 그리고 후속하여 코일로 롤링된다. 압연 공정의 타입은 압연되는 금속의 온도에 따라 분류된다. 금속 온도가 압연 동안 그 재결정화 온도를 초과하는 경우, 공정은 열간 압연으로 칭해지고; 온도가 재결정화 온도 미만으로 유지된다면, 공정은 냉간 압연으로 지칭된다. 어느 공정에서도, 압연 동안의 금속의 마찰 및 변형은 압연된 금속 시트 및 각 스택의 롤 양자에 상당한 열을 생성시킨다. 과도한 열과 연관된 과제를 해결하기 위해서, 압연 밀은 여러 세트의 냉각 노즐로부터 롤 및 압연된 시트 금속 상으로 물 또는 수계 에멀젼과 같은 냉각 유체를 배출하는 냉각 시스템을 포함한다. 통상적으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 일세트의 냉각 및 윤활 노즐(5)은 냉각 유체를 밀의 입구측의 작업 롤 표면에 배출하도록 배치된다. 밀의 출구측에서의 롤 냉각 노즐(6)이 또한 이용가능할 수도 있다. 종래의 밀에서의 냉각 시스템은 모든 냉각 노즐(6) 및 냉각 및 윤활 노즐(5)에 펌핑되는 공통의 냉각제 공급원을 사용하여, 냉각 유체의 온도가 모든 배출 노즐에서 동일하도록 한다.
도 1 은 3개의 롤 스택 A, B 및 C 를 갖는 종래의 압연 밀을 도시하며, 이 롤 스택을 통해 금속 주편(1)이 열간 압연 금속 성형 공정에서 두께를 감소시키도록 압연된다. 압연 동안 금속의 마찰 및 변형은 압연된 금속 시트와 각 스택의 롤의 양자에 상당한 열을 생성하기 때문에, 밀은 물 또는 수중 유적형(oil-in-water)에멀젼의 윤활제와 같은 냉각 유체를 롤 및 압연된 금속 상에 배출하여 열을 전달하고, 금속 성형 공정 동안 롤 또는 금속의 과열을 방지하는 냉각 시스템을 포함한다. 통상적으로, 냉각 시스템은 각각의 롤 스택에서 냉각 시스템의 여러 노즐을 통해 냉각 유체를 펌핑하는 냉각 펌프(미도시)를 포함한다. 냉각 시스템은, 냉각 유체를 업스트림 측에서 롤 표면 상에 배출하는 롤 스택의 인렛측(inlet side)의 롤 냉각 및 윤활 노즐(5), 및 냉각 유체를 다운스트림 측에서 쌍의 롤(6)상에 배출하는 스트립 냉각 노즐을 포함할 수도 있다. 유사하게 위치된 롤 냉각 및 윤활 노즐이 또한 다운스트림의 부가 롤 스택에서 사용될 수도 있다. 종래의 열간 알루미늄 압연 텐덤 밀(tandem mill)은, 압연 밀의 모든 스탠드의 롤에 동일한 온도로 공급되는 냉각제 유체, 종종 냉각제 에멀젼에 의해 냉각된다. 롤 스택에서의 냉각제의 배출 이후, 승온(HT)으로 가열된 냉각제는 수집 저장소에 수집된 다음, 필터링/홀딩 시스템을 통과하고 냉각제의 온도를 저온(LT)으로 감소시키는 열 교환기(HX)를 통과하여 롤 냉각 및 윤활 노즐(5) 및 스트립 냉각 노즐(6)로 펌핑된다. 이 방식으로, 냉각제가 금속 압연 공정 동안 연속적으로 사용 및 재사용될 수 있다. 도 1 을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 열 교환기(HX)로부터의 배출 온도(LT)의 냉각제는 모든 냉각 배출 노즐에 공통이다. 통상적으로, 사용되는 냉각제의 온도는 하기와 같은 다양한 인자에 기초하여 55+/-5℃ 로 제한된다. 일부 합금은, 작업 롤 상으로의 오일 배출을 만들어내기 위해서 압연시 다소 상승된 냉각제 온도를 요구한다. 부가하여, 벌크(bulk) 냉각제 시스템의 온도 변화 및 압연되는 제품의 요건에 대한 응답은, 보다 따뜻해진 냉각제에 의해 보다 잘 압연되는 합금에 필요한 온도로 에멀젼을 재가열하는 경우 에너지 입력을 수반한다. 50℃ 아래의 벌크 냉각제 온도는, 작업자의 노출과 관련된 위험이 증가하기 때문에, 일반적으로 바람직하지 않고, 일부 밀에서는 밀 냉각제 온도 감소가 냉각수의 온도 및 흐름 용량에 의해 제한된다.
이 온도 범위내의 냉각제 사용과 연관된 하나의 결점은, 압연된 시트 금속 온도가 야금학적 이유 때문에 요구되는 온도를 초과할 수도 있거나 또는 이 온도를 초과하는 것을 피하기 위해서 압연 속도가 감소되어야 할 수도 있다는 것이다. 이런 양태의 상황은, 압연된 시트 금속이 압연 공정 이후 권취될 수 있는 속도를 제한할 수 있다. 압연된 시트 금속을 하나 이상의 위치해서 추가 냉각하는 한편, 압연 공정 동안 나머지 냉각 및 윤활 위치에서 벌크 냉각제 온도를 유지하는 냉각 시스템을 제공하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 이러한 냉각 시스템이 타겟팅된 냉각 온도에 대한 제어를 허용할 수 있다면, 그리고 이러한 개선이 배출된 냉각수를 공통의 스트림 내에 수집하는 냉각 시스템을 갖는 종래의 밀로 이용될 수 있다면, 더욱 바람직할 수 있을 것이다.
소정의 양태에서, 본 발명은 50℃ 이상의 제 1 온도의 냉각제 유체를 이용하여 압연 동안 하나의 위치에서 압연된 시트 금속을 냉각하고, 50℃ 미만의 제 2 온도의 냉각제 유체를 이용하여 또다른 위치에서 압연된 시트 금속을 냉각하여, 증가된 압연 속도를 허여하는 냉각제 시스템을 제공한다. 이것은 냉각 시스템이 압연 공정의 대부분 동안 약 50℃ 의 냉각제 배출의 이점을 보유하는 것을 허용하는 한편, 선택 위치에서의 50℃ 미만의 냉각제 흐름은 압연 또는 권취 속도의 증가 및 효율성의 개선을 허용한다. 상이한 온도의 냉각제 흐름은, 듀얼 온도 열 교환기 시스템, 예를 들어 적어도 2개의 열 교환기를 포함하는 열 교환기 시스템을 이용하여, 배출된 가열된 냉각제로부터 수집된 단일의 냉각제 공급원으로부터 생성될 수 있으며, 제 1 열 교환기는 가열된 배출된 냉각제 유체의 제 1 부분을 약 제 1 온도로 냉각하고, 제 2 열 교환기는 가열된 배출된 냉각제 유체의 제 2 부분을, 더 낮은 온도의 냉각제 스트림에서 사용하기에 적합한 제 2 저온으로 냉각한다.
소정의 양태에서, 냉각 시스템은 보통 존재하는 예비용의 열 교환기의, 보다 차가운 온도의 냉각제 스트림을 제공하는 제 2 열 교환기 용도로의 변환을 허용하는 하나 이상의 밸브들을 갖는 배관 시스템을 포함한다. 다수의 응용에서, 특히 알루미늄 열간 압연 및 권취에서, 제 1 온도가 약 55℃ 이고 제 2 온도가 약 40℃ 와 같이 제 1 온도보다 약 5 ~ 15℃ 더 낮은 경우가 이롭다. 이것은, 압연 또는 권취 속도를 개선하는 것과 같은 다양한 목적을 위해 소망에 따라 선택 위치에서 추가 냉각을 제공하는 한편, 냉각 시스템이, 압연 동안 보다 고온의 냉각제 스트립과 연관되는 이점을 보유할 수 있게 한다. 이 특징은, 특정 공정 또는 애플리케이션을 위한 필요에 따라, 제 2 저온의 냉각제 스트림의 온도가 제 1 냉각제 스트림에서의 벌크 온도와 무관하게 제어될 수 있도록 하기 때문에, 종래 냉각 시스템에 비해 이롭다.
종래의 밀에서의 냉각 시스템과 비교하여, 본 발명에 따른 타겟팅된 냉각은 선택 위치에서의 스트립으로부터 직접적으로 효율적인 열 추출을 허용함으로써 압연 속도의 상당한 증가를 허용한다. 이 특징은 또한 (밀 입구에서) 윤활 스프레이 온도에 지장을 주지 않는 작동을 허용하며, 이로써 냉각제 재가열을 위한 추가 에너지 입력없이 압연된 제품에 대해 최적의 윤활 및 밀 냉각률의 조절을 제공한다. 부가하여, 타겟팅된 냉각은 냉각수에 대한 추가 요청을 요구하지 않고 그리고 이슈된 작업자의 노출을 피하기 위해 충분히 높은 벌크 냉각제 온도를 이용한 작동을 허용한다.
하나의 양태에서, 타겟팅된 냉각은 냉각제 스프레이 헤더(7)로 공급된 감소된 온도의 밀 냉각제의 선택된 롤 스탠드에서의 타겟팅된 공급을 이용한다. 냉각제 스프레이 헤더(7)는 지정된 냉온 냉각제 스프레이이거나 또는 하나 이상의 밸브(8)의 사용에 의해 선택된 시스템의 임의의 스프레이 노즐을 이용할 수도 있다. 타겟팅된 냉각제 스트림은 벌크 냉각제 온도의 적어도 5 ~ 15℃ 아래이다. "벌크 냉각제"는 여기서, 탱크에 존재하고 그 밀의 과반수의 스프레이 헤드를 통해 가해지는 냉각제로서 정의된다. 타겟팅된 "차가운(cold)" 냉각제 스프레이 헤더는 소망에 따라 하나 이상의 선택 위치를 겨냥한다. 소정의 실시형태에서, 타겟팅된 "차가운" 냉각제 스프레이 헤더(들)는, 보다 큰 효과를 가질 수 있는 상당한 냉각을 만들기 위해서, 소망에 따라 다중 스탠드 텐덤 밀의 단일의 밀 스탠드 또는 존을 겨냥한다. 또 다른 양태에서, 타겟팅된 "차가운" 냉각제 스프레이 헤더는 또한, 밀의 스탠드간(interstand)의 영역에서 주편 상에 "차가운" 냉각제 풀을 형성하는 방식으로 배치될 수 있으며, 이것은 압연된 주편으로부터의 열 에너지 제거율을 더욱 증가시키고, 이로 인해 요구되는 압연 또는 권취 온도를 유지하면서 더 빠른 압연 속도를 허용하기 때문에 특히 이롭다.
본 발명의 소정의 양태는 다중의 롤 스탠드를 갖는 압연 밀을 제공하며, 제 1 냉각제 스트림은 업스트림 롤 스탠드 가까이의 제 1 세트의 냉각 노즐에 공급되고, 제 2 냉각제 스트림은 다운스트림 롤 스탠드 가까이의 제 2 세트의 냉각 노즐에 공급되고, 제 1 냉각제 스트림은 벌크 냉각제 온도(제 1 온도)에 있고 제 2 냉각제 스트림은 벌크 냉각제 온도보다 더 낮은 "차가운" 냉각제 온도(제 2 온도)에 있으며, 제 2 온도는 통상적으로 벌크 냉각제 온도보다 약 5 ~ 15 ℃ 더 차갑다. 각 세트의 냉각 노즐은 일 세트 또는 서브세트의 노즐, 예컨대 냉각제를 롤 표면의 상부 및 저부 측에서 각각 타겟팅하는 상부 세트의 냉각 노즐 및 저부 세트의 냉각 노즐을 포함할 수도 있다. 소정의 실시형태에서, 제 1 및 제 2 냉각제 스트림은 제 1 및 제 2 냉각제 스트림에 의해 동시에 배출되고, 배출된 냉각제는 공통의 유체 스트림에 수집되며 공통의 유체 스트림으로부터 제 1 및 제 2 냉각제 스트림이 배관 시스템에 의해 형성된다.
도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 냉각 시스템을 갖는 압연 밀을 개략적으로 도시한다. 열 교환기 시스템(HX)은 제 1 열 교환기(HX1) 및 제 2 열 교환기(HX2)를 포함하며, 제 2 열 교환기는 제 1 열 교환기보다 더 큰 온도 감소를 제공하도록 구성된다. 열 교환기 시스템을 빠져나갈때, 냉각된 냉각수는 벌크 냉각제 온도(LT1)의 약간 아래의 제 1 냉각제 스트림과, HX2 로부터의 더 차가운 냉각제 유체를 사용하여 더 차가운 온도(LT2)의 제 2 냉각제 스트림을 형성한다. 산출 및 모델링은, 총 체적의 냉각제 흐름의 비교적 작은 부분, 예컨대 약 5 ~ 20% 의 냉각이 제 1 "벌크" 냉각제 스트림의 벌크 온도(LT1)와 비교하여 약 5 ~ 15 ℃ 만큼의 제 2 냉각제 스트림의 온도 감소를 허용한다는 것을 나타낸다. 본원에 기재된 타겟팅된 냉각 기술의 예기치않은 이점은, 밀 냉각제 공급의 단지 작은 부분, 예컨대 약 5 ~ 20% 의 냉각이, 올바른 장소에서 적용된다면, 열역학적 모델링에 기초하여 냉각제 스트립의 100% 가 냉각되는 경우 초래되는 것의, 대략 75% 의 밀 속도 증가를 허용하는 냉각 효과를 만들 수 있다는 것이다. 즉, 냉각되는 냉각제의 양을 제한하고 그 적용을 타겟팅함으로써, 전체 냉각제 스트림에서 보다 낮은 냉각제 온도를 사용하는 경우 보여지는 효과의 약 75% 가 상당히 적은 냉각 노력으로 얻어질 수 있다.
하나의 양태에서, 열 교환기에 근접하는 하나 이상의 밸브(8)는 제 2 열 교환기(HX2)를 통한 냉각제 흐름을 제어하여 "차가운" 냉각제 흐름의 온도를 제어하기 위해 사용될 수도 있으며, 또한 "차가운" 냉각제 흐름의 벌크 냉각제 흐름으로의 흐름을 제어함으로써 벌크 흐름의 온도를 조절하기 위해 사용될 수도 있다. 또 다른 양태에서, 냉각 노즐에 더 가까이 근접하는 하나 이상의 밸브는 필요에 따라 "차가운" 냉각제 흐름의 하나 이상의 세트의 노즐로의 흐름을 선택적으로 제어하여, 본원에 기재된 타겟팅된 냉각 양태 중 임의의 양태를 제공하기 위해서 사용될 수도 있다. 이들 양태의 예시적인 실시형태는 도 2 및 도 3 에 도시되어 있으며, 본 발명의 이들 양태에 따라 다양한 다른 구성들이 이용될 수도 있다.
또 다른 양태에서, 타겟팅된 "차가운" 밀 냉각제(제 2 저온에서의 냉각제 스트림)는, 2개의 마지막 밀 스탠드 사이의 스탠드간에서 주편 상에 냉각제의 "차가운" 풀을 만드는 방식으로 공급된다. 이것은, 제 1 롤 스탠드의 제 1 롤 스탠드 출구측 헤더의 다운스트림의 제 2 롤 스탠드의 모든 스프레이 헤더 및/또는 제 3 롤 스탠드 상의 입구 헤더 및 제 2 스탠드의 출구측 헤더에서 "차가운" 냉각제를 타겟팅함으로써 달성되거나, 또는 바람직하게는 매우 최소한으로, 단지 스탠드 B 또는 C 의 상부 출구 냉각 헤더를 타겟팅함으로써 달성된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 타겟팅된 보다 차가운 밀 냉각제(T = 40℃)는 선택된 롤 스택(들)의 선택된 상부 출구 밀 헤더로 공급되는 한편, 공칭 온도의 냉각제(T = 55℃)는 입구 냉각 노즐 및 저부 출구 노즐에 공급하는 나머지 헤더에 공급된다. 일단 냉각 노즐에 의해 배출되면, 냉각제는 가열된 압연된 금속을 냉각하고, 다시 가열된 압연된 금속은 배출된 냉각제를 가열하고, 이후 가열된 냉각제는 배수조에서 수집된다. 이후, 수집된 가열된 냉각제는 필터링되기 이전에 하나의 이상의 스킴 탱크(skim tank)로 펌핑된 다음, 열 교환기 시스템(HX)로 펌핑되기 이전에 하나 이상의 홀딩 탱크(예를 들어, 여과수를 홀딩하는 클린 탱크)에서 홀딩된다. 뜨거운 밀 냉각제는 냉각제 탱크로부터 펌핑되어 전용 열 교환기를 통해 타겟 냉각 스프레이 헤더로 전송된다. 도시된 실시형태에서, 배출된 냉각제 흐름은, 열 교환기로 펌핑되고 그리고 제 1 및 제 2 열 교환기 내의 제 1 및 제 2 부분으로 각각 분할되기 이전에, 공통의 흐름 경로 내에서 수집 및 펌핑된다. 전용 열 교환기의 사이즈 및 작동 조건은, 냉각제의 빠져나가는 차가운 스트림의 온도를, 이 밀의 다른 헤더를 통해 펌핑되는 벌크 냉각제의 온도보다 적어도 5 ~ 15℃ 낮도록 하는 방식으로 선택된다. 노즐의 위치 및 타입 및 이러한 타겟팅된 스탠드간 냉각 헤더를 통한 냉각제 유량은, 스프레이된 롤과 다운스트림의 다음 세트의 롤 사이에 냉각제 풀을 생성하는 것에 의해 스탠드간 영역에서의 시트로부터의 열 추출을 최대화하기 위한 방식으로 선택된다.
소정의 실시형태에서, 밀에서의 냉각 노즐의 세트의 수는 1 과 밀에서의 롤 스탠드의 총 수 - 1 의 사이이다. 통상적으로, 냉각 노즐의 세트는 각각의 스탠드의 상부 작업 롤로 지향된다. 이들 세트의 냉각 노즐은, 상부 및 저부 작업 롤의 입구측으로 그리고 각각의 롤 스탠드의 저부 작업 롤의 출구측으로 냉각제를 배출하는 노즐의 표준 냉각/윤활 세트에 부가하여 사용될 수 있다.
하나의 양태에서, 타겟 냉각을 위해 선택된 헤더는 냉각제의 풀을 생성하는 더 큰 기회를 갖는 것들이다. 이들 헤더는, 예를 들어, 텐덤 밀의 중간 롤들 중 하나의 상부 롤의 출구측에 또는 최종 스탠드의 입구측에 위치할 수도 있다. 기존의 밀 헤더 또는 추가의 전용 헤더 중 어느 것이 이 목적을 위해 사용될 수 있을 것이다. 전용 헤더는 기존의 출구측 헤더를 갖지 않는 밀에 있어서 이로울 수도 있다.
도 4a - 도 4b 는 밀의 길이에 따른 온도 대 각각의 제품의 압연 동안의 온도를 도시하여 2개 제품의 압연 모델 예측을 나타낸다. 도 4a 는 CES(can end stock)알루미늄, 제품 1(5182, 0.095" x 66.7") 및 CBS(can body stock)알루미늄, 제품 4(3104-01, 0.110" x 61.0")의 압연을 도시한다. 도 4a 및 도 4b 의 각각에서, 점선 F1, F2 및 F3 은 스택 1, 스택 2 및 스택 3 각각에서의 위치를 나타낸다. 스탠드 사이의 주편 상의 냉각제 풀의 존재는, 상기에 언급된 바와 같이, 스탠드간 영역에서의 주편 냉각시 그 효과를 고려하는 경우 특히 이롭다. 도 4a - 도 4b 에 나타낸 압연 모델 예측에 도시된 바와 같이, 더 큰 주편 온도 감소는, 작업 롤과 직접 접촉하는 영역에서보다는, 윤활제 풀에 의해 커버되는 영역에서, 특히 스택 2 와 스택 3 사이(도 4a 및 도 4b 의 각각에서 점선 F2 와 F3 사이)의 스탠드간 영역 2-3 에서 나타나진다. 이러한 특징의 추가적인 이점은, 대부분의 밀 및 냉각제 시스템, 그리고 특히 냉각을 위해 사용되는 출구 스프레이 헤더를 갖는 바이트 입구에서의 조건이, 현재의 실시(practice)에서 대체로 변하지 않은 채 남아있다는 것이다. 이들 예측 모델은 롤에 대해서 첫 스탠드에서 마지막 스탠드까지 하기의 GPM/인치 폭 단위의 롤당 유량을 사용하며, 롤 온도를 종래의 플랜트에서 관측된 롤 온도에 성공적으로 매칭한다: 도 4a 에서는, 입구측: [6.0, 4.0, 4.0]/출구측: [4.0, 4.0, 6.0], 그리고 도 4b 에서는, 입구측: [9.0, 9.0, 9.0]/출구측: [9.0, 9.0, 6.0]. 유량계가 사용되어 각각의 노즐에 전달된 냉각제 유량을 측정할 수도 있거나 또는 냉각제 유량이 특정 제품을 압연하기 위해 사용되는 스프레이 패턴, 냉각제 압력 또는 노즐 용량 정보에 기초하여 산출될 수 있다. 제품 1 의 산출된 냉각제 유량 및 압연의 모델에서 사용된 냉각제 유량이 각각 아래 표 1A - 표 1B 에 나타내진다. 총 밀 냉각제 흐름의 7 ~ 10% 의 냉각은, 모델에서 사용되는 유량 또는 산출된 유량 중 어느 것에 기초하여, 압연 속도에 있어서 바람직한 효과를 가질 것이다. 밀의 다른 상이한 영역에서의 타겟팅한 "차가운" 냉각제는, 이용가능한 추가 냉각제 유량에 기초하여 추가 혜택을 제공할 수도 있음을 알 수 있다.
표 1A : 제품 1 에 대한 산출된 냉각제 유량
표 1B : 제품 1 시뮬레이션을 위한 모델에서 사용된 유량
하나의 양태에서, 냉각제 온도와 압연 속도 사이의 관계는 경험적으로 확립될 수 있다. 예를 들어, CBS 의 압연으로부터 얻은 동작 데이터는, 약 5℃ 의 냉각제 온도의 감소와 함께 약 10% 의 압연 속도의 증가를 나타낸다. 이 데이터는 도 5 에 나타내지며, 도 5 는 압연 동안의 분당 피트(FPM) 단위의 압연 속도 대 냉각제 온도를 도시한다. 부가하여, CBS 의 압연 속도의 5% 증가를 나타낸 등록 데이터는 약 10℃ 의 냉각제 온도의 감소와 연관된다. 상부 그래프에 나타낸 압연 속도 대 하부 그래프에 나타낸 냉각제 온도를 도시한, 도 6 에서의 이러한 데이터는 일부 압연 공정에서 밀 냉각제 온도의 10℃ 감소는 10% 초과하는 밀 속도 증가를 제공할 수 있다는 것을 제안한다.
이들 도면에 도시된 압연 모델 예측은 유사한 경향을 나타낸다. 또한, 압연 모델 예측은, 바람직한 효과를 만들기 위해서 총 밀 냉각제 흐름 스트림의 단지 작은 일부만 냉각될 필요가 있다는 것을 제안한다. 도 7a - 도 7d 는 2개의 상이한 제품의 압연 동안 3개의 스탠드 텐덤 밀 상에서의 냉각제 온도의 함수로서의 압연 속도의 증가를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b 는 2개의 CBS 샘플인, 제품 1(5182, 0.095" x 66.7") 및 제품 2(5182, 0.110" x 66.7") 각각의 압연을 나타내며, 그리고 도 7c 및 도 7d 는 2개의 CES 샘플인, 제품 3(3104-03, 0.085" x 76.7") 및 제품 4(3104-01, 0.110" x 61.0")각각의 압연을 나타낸다. 도 7a - 도 7b 의 각각은 압연된 금속의 코일의 후단부(Tail end)에서 선단부(Head end)까지의 제품의 압연 동안의 예측된 압연 속도 대 냉각제 온도를 나타낸다. 모델링된 시나리오는 3개의 스택을 갖는 압연 밀이다; 스탠드 1, 스탠드 2 및 스탠드 3(c); 스탠드 1 및 스탠드 2 사이의 스탠드간의 풀, IS 1-2; 및 스탠드 2 및 스탠드 3 사이의 스탠드간의 풀, IS 2-3(b). 기준 조건은 "모든 스탠드"이다(a). 이 조건하에서, 모든 3개의 스탠드는 그래프에 나타낸 온도의 냉각제로 스프레이되고, 동일한 온도의 풀이 스탠드간 영역에 형성된다. IS 1-2 및 IS 2-3 으로 나타낸 타겟팅된 냉각 조건은, 출구 스프레이의 온도를 감소시킴으로서 생성되는 스탠드간 풀의 위치에 의존하였다. IS 1-2 에 상응하는 곡선은, IS 1-2 및 IS 2-3 의 곡선이 너무 가까워 하나가 다른 것을 숨기기 때문에 도시되지 않았다. 나머지 입구 및 출구 스프레이 모두에 적용되는 냉각제의 온도는 55℃ 이다. 제품 1 및 2 를 압연하면서 제 2 의 다운스트림의 출구 상에만 보다 차가운 냉각제를 적용하는 것은, 차가운 냉각제가 모든 스탠드에 대해 적용되는 경우보다 약 75% 의 냉각 효과를 갖는 것으로 결정된다. 스탠드 2 또는 스탠드 3 으로 별도로 "차가운" 냉각제 스트림을 적용하는 것은, 스탠드간 풀에서의 냉각제의 55℃ 의 공칭 온도를 보존한다.
모델에 따르면, 제품 1 및 2 의 양자의 압연에 있어서, 스탠드 #2 에서의 출구 스프레이 냉각제 온도가 40℃ 로 감소되는 경우, 압연 속도는 10.4% 및 4.4% 만큼 증가한다. 놀랍게도, CBS 와 같은 소정의 제품의 압연시, 스탠드 2 또는 스탠드 3(F2 또는 F3)의 작업 롤의 롤 냉각은 스탠드간 풀 냉각보다 롤 속도를 더 증가시키는 것을 허용한다. 이들 롤 중 어느 것에 대한 40℃ 냉각제의 적용은 3% 내지 6% 의 예상된 압연 속도의 증가를 초래한다. 2개의 재품 사이의 차이는 마지막 스탠드 상의 포워드 슬립(forward slip)의 결여, 및 CBS 에 대한 예측된 스피드업을 제한하는 공정 속도에서의 차이와 관련된다.
하나의 양태에서, 벌크 냉각제 온도에 대한 타겟팅된 냉각제 스트림의 효과는, 이들 간의 온도 차가 15℃ 인 경우라도 비교적 작을 수 있다. 하나의 예에서, 밀 냉각제 흐름의 20% 가 40℃ 에서의 타겟팅된 냉각 스트림 측으로 향한다면, 밀 배수조에서의 전체 벌크 냉각제 온도는 57℃ 가 될 것이다. 나머지 흐름을 열 교환기를 통과하도록 향하게 하는 것에 의한 추가 적정한(moderate) 냉각은, 아래 표 2 및 표 3 에 나타낸 바와 같이, 벌크 냉각제 온도를 원하는 55℃ 로 하기 위해서 이용될 수 있다. 벌크 냉각제 온도 타겟이 변하지 않고(55℃) 단지 열 추출의 위치만 변하기 때문에, 냉각제로부터 추출된 열의 순 양은 냉각제 시스템의 정상 동작 하에서 요구되는 것과 대략 동일할 것이다.
표 2 :
다양한
냉각
모드에서의
예상된 배수 냉각제 온도
표 3 : 냉각제로부터
열 교환기 물로의 열 추출
하나의 양태에서, 제 1 및 제 2 열 교환기를 각각 빠져나가는 벌크 냉각제 스트림 및 "차가운" 냉각제 스트림의 흐름은, 도 2 및 도 3 에 도시된 것과 같이, 열 교환기 시스템을 "차가운" 냉각 노즐(제 2 세트의 노즐)에 연결하는 배관 시스템 내의 하나 이상의 밸브들에 의해 제어된다. 밸브는, "차가운" 냉각제 공급 스트림을 "차가운" 냉각 노즐에 공급하기 위해 냉각제의 일부를 제 2 열 교환기로 지향시키기 위해서, 제어 알고리즘에 따라 자동으로 또는 사용자에 의해 조절 가능할 수도 있다. 각각의 플랜트에 있어서 타겟팅된 냉각제 스트림 온도의 상세한 산출은 그 열 교환기의 용량 및 효율성, 그리고 냉각수의 유량 및 입구 온도에 기초하여 수행될 수 있다.
다른 양태에서, 하나 이상의 열 교환기를 포함할 수도 있는, 열 교환기 시스템의 제 2 열 교환기는 냉각제 온도의 상당한 감소를 제공하도록 구성될 수 있다. 상업용 열간 압연 냉각제 시스템에서 현재 이용가능한 열 교환기는 적정한 유량 감소에서 15℃ 냉각 효과를 만들 수 있다.
본 발명의 특징이 알루미늄의 열간 압연의 맥락 내에서 그리고 압연 또는 권취를 용이하게 하기 위한 선택 위치의 냉각과 관련하여 논의되었지만, 본원에 기재된 타겟팅된 냉각이 금속 성형 공정동안 선택된 다른 위치에서 여러 상이한 방식으로, 그리고 다른 애플리케이션에서 이용될 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 이러한 타겟팅된 냉각은, 새로운 제품의 평탄도 요건에 대한 롤 스택의 전이(transition)를 위해서 상이한 제품 사이의 밀 스탠드(들)의 냉각시; 가능하게는 알루미늄 저온 밀의 냉각시, 또는 다른 재료의 압연 동안의 냉각시 이로울 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시형태가, 본 발명의 다양한 목적의 이행으로 기재되어 있다. 이들 실시형태는 본 발명의 원리를 단지 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 이들의 다수의 변경 및 조정은, 하기의 청구항에 정의된 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.
Claims (23)
- 시트 금속을 압연하기 위한 시트 금속 압연 장치로서, 상기 시트 금속 압연 장치는,
상기 시트 금속이 반송되는 반송 방향으로 직렬로 배치된 제 1 롤 스탠드 및 제 2 롤 스탠드로서, 상기 제 1 및 제 2 롤 스탠드들의 각각이 한 쌍의 롤들을 포함하고, 상기 한 쌍의 롤들을 통해 상기 시트 금속이 각각의 한 쌍의 롤들의 입구 측으로부터 출구 측으로 반송 방향으로 압연되는, 상기 제 1 롤 스탠드 및 제 2 롤 스탠드;
하나 이상의 냉각 노즐을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 입구 표면에 냉각 유체를 배출하기 위한, 제 1 세트의 냉각 노즐들;
하나 이상의 냉각 노즐을 포함하고, 반송 방향을 따라 제 1 세트의 냉각 노즐들의 다운스트림에서 상기 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 출구 표면에 상기 냉각 유체를 배출하기 위한, 제 2 세트의 냉각 노즐들;
상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터의 배출 후 한 쌍의 롤들 중 적어도 하나에 의해 가열된 상기 냉각 유체를, 상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들을 통한 후속 배출을 위해 충분히 냉각시키는 열 교환기 시스템으로서,
상기 가열된 냉각 유체로부터의 열을 전달하여 상기 냉각 유체를 제 1 온도로 냉각하기 위한 제 1 열 교환기; 및
상기 가열된 냉각 유체로부터의 열을 전달하여 상기 냉각 유체를 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 냉각하기 위한 제 2 열 교환기
를 포함하는, 상기 열 교환기 시스템; 및
제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 배출 후 수집된 상기 냉각 유체가 상기 열 교환기 시스템 및 상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들로 이송되는 배관 시스템으로서, 상기 제 1 열 교환기를 빠져나가는 냉각 유체가 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들에 의해 배출되고, 상기 제 2 열 교환기를 빠져나가는 냉각 유체가 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들에 의해 배출되도록 보내어지는, 상기 배관 시스템을 포함하는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 열 교환기들은, 상기 제 2 세트의 냉각 노즐로부터 배출된 상기 냉각 유체의 제 2 온도가 상기 제 1 온도보다 5 ~ 15℃ 더 낮도록 구성되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 열 교환기들은 상기 배관 시스템을 통한 상기 냉각 유체의 흐름 경로를 따라 병렬로 배치되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 배관 시스템은, 상기 배출된 냉각 유체의 더 많은 부분이 상기 제 2 열 교환기보다 상기 제 1 열 교환기를 통과하도록 구성되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 배관 시스템은, 상기 배출된 냉각 유체의 5 ~ 20% 가 상기 제 2 열 교환기를 통과하도록 구성되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 열 교환기들 각각은 하나 이상의 열 교환기를 포함하는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 배관 시스템은, 수집된 상기 배출된 냉각 유체의 제 1 부분이 상기 제 1 열 교환기를 통과하도록 유도시키고, 수집된 상기 배출된 냉각 유체의 제 2 부분이 상기 제 2 열 교환기를 통과하도록 유도시키도록 구성되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 배관 시스템은,
상기 제 1 열 교환기가 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들과 유체 연통되는(fluidly coupled) 것과,
상기 제 2 열 교환기가 하나 이상의 밸브를 통해 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들과 유체 연통되는 것 중 적어도 하나의 구성을 갖는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 하나 이상의 밸브는, 상기 제 2 열 교환기를 빠져나가는 냉각 유체가, 선택된 세트의 냉각 노즐들로 흐르는 것을 허용하도록 구성되고, 상기 선택된 세트의 냉각 노즐들은 상부 세트의 냉각 노즐들을 포함하는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
냉각 노즐들의 세트들의 수는 1 과 상기 장치의 롤 스탠드들의 총 수 - 1 의 사이인, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 세트의 냉각 노즐들은 각각의 롤 스탠드의 상부 롤 표면의 입구 측으로 지향되는 3 개의 서브세트의 냉각노즐들을 포함하는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들은, 각각의 롤 스탠드의 상부 또는 저부 롤의 입구 측에 냉각제를 배출하는 표준 세트의 냉각 및 윤활 노즐들에 부가하여 사용되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
제 2 세트의 냉각 노즐들은, 제 1 롤 스탠드와 제 2 롤 스탠드 사이의 시트 금속 상에 냉각 유체가 풀을 형성하도록 제 1 롤 스탠드 또는 제 2 롤 스탠드에 냉각 유체를 배출하도록 구성되는, 시트 금속 압연 장치. - 청구항 1에 있어서,
제 3 롤 스탠드를 더 포함하고,
제 2 세트의 냉각 노즐들은, 제 2 롤 스탠드와 제 3 롤 스탠드 사이의 시트 금속 상에 냉각 유체가 풀을 형성하도록 제 2 롤 스탠드 또는 제 3 롤 스탠드에 냉각 유체를 배출하도록 구성되는, 시트 금속 압연 장치. - 압연 밀(rolling mill)의 제 1 롤 스탠드 및 제 2 롤 스탠드 각각의 한 쌍의 롤들 사이에서 시트 금속을 압연하는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 롤 스탠드들은 상기 시트 금속의 반송 경로를 따라 직렬로 배치되는, 상기 시트 금속을 압연하는 단계;
압연 동안 제 1 세트의 냉각 노즐들로부터 제 1 온도의 냉각 유체를 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 입구 표면으로 배출하는 단계;
제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도의 상기 냉각 유체를 압연 동안 제 1 및 제 2 롤 스탠드들 중 하나의 한 쌍의 롤들의 출구 표면으로 배출하는 단계로서, 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들은 반송 경로를 따라 제 1 세트의 냉각 노즐들의 다운스트림에 있는, 냉각 유체 배출 단계;
상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들로부터 배출되며, 압연 동안 상기 시트 금속에 의해 가열된 상기 냉각 유체를 수집하는 단계;
상기 냉각 유체를 제 1 열 교환기를 통해서 펌핑시킴으로써, 상기 수집된 냉각 유체의 제 1 부분을 상기 제 1 열 교환기에서 상기 제 1 온도로 냉각하는 단계;
상기 냉각 유체를 제 2 열 교환기를 통해서 펌핑시킴으로써, 상기 수집된 냉각 유체의 제 2 부분을 상기 제 2 열 교환기에서 상기 제 2 온도로 냉각하는 단계; 및
상기 제 1 열 교환기에서 냉각된 상기 냉각 유체를 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들로 펌핑하고, 동시에 상기 제 2 열 교환기에서 냉각된 상기 냉각 유체를 상기 제 2 세트의 냉각 노즐들로 펌핑하는 단계를 포함하는, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 압연 밀은 하나 이상의 추가 롤 스탠드를 포함하고, 상기 롤 스탠드들 중 임의의 2개 사이, 또는 모든 스탠드들 사이에 냉각 유체가 풀을 형성하여 금속 시트를 냉각하도록 상기 제 2 온도의 상기 냉각 유체를 배출하는 단계를 더 포함하는, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 5 ~ 15℃ 더 낮은, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
제 2 열 교환기에서 상기 수집된 냉각 유체의 상기 제 2 부분을 냉각하는 단계는, 제 2 열 교환기에서 상기 수집된 배출된 냉각 유체의 5 ~ 20%를 냉각하는 것을 포함하는, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 시트 금속이 통과하는 동안 그와 동시에, 상기 냉각 유체가 상기 제 1 온도에서 상기 제 1 세트의 냉각 노즐들로부터 배출되고, 상기 제 2 온도의 냉각 유체가 상기 제 2 온도에서 상기 제 2 세트의 냉각 노즐로부터 배출되는, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
냉각 노즐들의 세트들의 수는 1 과 상기 압연 밀의 롤 스탠드들의 총 수 - 1 의 사이인, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 세트의 냉각 노즐들은, 각각의 롤 스탠드의 상부 또는 저부 롤의 입구측에 냉각제를 배출하는 표준 세트의 냉각 및 윤활 노즐들에 부가하여 사용되는, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
제2 온도의 냉각 유체를 배출하는 단계는, 제 1 롤 스탠드와 제 2 롤 스탠드 사이의 시트 금속 상에 냉각 유체가 풀을 형성하도록 제 1 롤 스탠드 또는 제 2 롤 스탠드가 스프레이되는 것을 포함하는, 시트 금속 압연 방법. - 청구항 15에 있어서,
제 3 롤 스탠드를 더 포함하고,
제2 온도의 냉각 유체를 배출하는 단계는, 제 2 롤 스탠드와 제 3 롤 스탠드 사이의 시트 금속 상에 냉각 유체가 풀을 형성하도록 제 2 롤 스탠드 또는 제 3 롤 스탠드가 스프레이되는 것을 포함하는, 시트 금속 압연 방법.
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