KR200296389Y1 - 좌우이동형 디스케일링장치_ - Google Patents

Abstract

본 고안은 열간압연시 바표면의 표면에 발생하는 스케일을 제거하는 디스케일장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 고압수를 분사하는 헤더를 좌우로 이동시켜 폭방향으로의 바의 온도분포를 균일하게 하여 형상불량을 방지할수 있도록 개선한 좌우이동형 디스케일링장치에 관한 것이다.

본 고안은 바(6)의 상,하부표면에 고압수를 분사하여 스케일을 제거하는 디스케일링장치에 있어서, 복수개의 노즐(11)이 형성된 강관(12)과 일측 외부면에 유입구(13)를 천공한 원통체(14)가 일체로 이루어진 헤더(10);와, 상기 강관(12)의 일측외주면에 장착된 이동블록(21)이 슬라이딩되도록 조립되는 제 1안내공(23)을 형성한 제 1지지대(22)와 상기 원통체(14)가 삽입되는 제 2안내공(24)을 관통형성하고, 상기 유입구(13)와 연통되는 토출구(29)를 형성하여 고압수인입배관(107)과 연결되는 제 2지지대(24)로 이루어져 상기 헤더(10)를 지지하는 지지부(20);와, 상기 원통체(14)의 일단에 형성된 연결구(19)와 결합되는 왕복기구(30a)를 갖추어 상기 헤더(10)를 바(6)의 폭방향으로 좌우왕복이동시키는 이동부(30);를 포함하는 좌우이동형 디스케일링장치를 제공한다.

Description

좌우이동형 디스케일링장치

본 고안은 열간압연시 바표면의 표면에 발생하는 스케일을 제거하는 디스케일장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 고압수를 분사하는 헤더를 좌우로 이동시켜 폭방향으로의 바의 온도분포를 균일하게 하여 형상불량을 방지할수 있도록 개선한 좌우이동형 디스케일링장치에 관한 것이다.

일반적으로 열간압연은 고온에서 이루어기 때문에 제조되는 바의 표면에 스케일생성이 용이하며, 이러한 스케일은 제품불량의 원인이 됨으로 스케일을 제거하는 디스케일링작업은 열연공정에 필수적인다.

상기 바(6)의 상,하부표면에 발생하는 스케일을 제거하는 디스케일장치(100)는 도 1과 2에 도시한 바와같이, 강관(110)에 일정한 간격으로 노즐(101)이 조립된 헤더(120)와, 이를 지지하는 지지대(130)로 구성되며, 상기 헤더(120)는 바(6)의 상,하부에서 표면으로 고압수(104)를 분사할수있도록 일정거리를 두고 상기 지지대(130)에 용접설치된다.

상기 헤더(110)의 한쪽에는 고압수 인입용 배관(170)이 연결되며, 이 배관(170)을 통하여 인입된 고압수(104)는 상기 헤더(110)의 노즐(101)을 통하여 분사되고, 분사된 고압수(104)가 바(6)의 상,하부표면과 충돌하여 그 충돌력으로 바(6)표면의 스케일을 제거하게 된다.

한편, 도 2와 3에 도시한 바와같이, 상기 노즐(101)에서 분사된 고압수(104)와 바(6)의 충돌면(8)은 바(6)의 폭방향으로 일정한 각도를 이루며 인접한 노즐(101)에서 분사하는 고압수의 충돌면(8)과 겹쳐지기 때문에, 상기 바(6)의 길이방향으로 다수개의 오버랩(9)을 형성함에 따라, 분사되는 고압수(104)에 의해 스케일이 제거되는 상기 바(6)는 균일하게 냉각되지 않고 온도편차가 발생한다.

즉, 분사된 고압수(104)가 겹쳐지는 오버랩(9)부분이 고압수(104)가 겹쳐지지않는 부분보다 과냉(過冷)되며, 과냉된 바(9)의 오버랩부분은 변형저항이 증가되기 때문에, 이러한 바(6)를 압연롤(5a)(5b)로서 압연하면, 변형저항이 큰 부분과 접촉하는 부분의 압연롤(5a)(5b)은 과냉되지않은 바부분보다 마모가 증가하게 되어 상기 압연롤(5a)(5b)의 마모가 불균일하게 발생된다.

그리고, 압연매수가 증가함에 따라 압연롤(5a)(5b)의 불균일 마모정도는 증가하게 되고, 이러한 불균일 마모가 심한 상,하부측 압연롤(5a)(5b)로 소재인 바(6)를 압연하게 되면 롤표면의 마모형상이 압연된 강판(7)표면에 전사되어 열연코일(7)의 형상불량을 초래하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 냉간압연 소재의 경우 압연된 강판의 표면형상이 불량하면 이를 권취한 열연코일에 국부적으로 솟아오르는 빌드업(build-up) 불량이 발생하기 때문에, 이러한 불균일한 정도를 일정기준 이내로 유지하기 위해서 롤단위 압연매수를 제한하고 있는 실정이다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 목적은, 스케일을 제거하는 디스케일작업시 바표면에 고압수를 분사하는 헤더를 좌우로 이동시켜 바표면에서의 오버랩부분이 분산되어 국부적인 과냉을 방지함으로서 바가 통과되는 압연롤의 불균일한 마모를 예방하고, 롤단위 압연매수를 증대할수 있어 작업생산성을 향상시킬수 있는 좌우이동형 디스케일장치를 제공하고자 한다.

도 1은 종래기술에 따른 디스케일링장치의 작업상태를 도시한 종단면도,

도 2는 종래기술에 따른 디스케일장치의 작업상태를 도시한 사시도,

도 3은 종래기술에 따른 디스케일링장치의 사용에 따른 바의 온도, 변형저항분포 및 압연롤, 강판마모형상을 도시한 개략도,

도 4는 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치를 도시한 전체사시도,

도 5는 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치의 헤더와 지지부를 도시한 분해사시도,

도 6은 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치를 도시한 분해사시도,

도 7은 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치의 헤더를 도시한 사시도,

도 8은 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치의 헤더와 이동부의 연결상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ...... 헤더 11 ...... 노즐

12 ...... 강관 13 ...... 유입구

14 ...... 원통체 21 ...... 이동블록

22 ...... 제 1지지대 23 ...... 제 1안내공

24 ...... 제 2지지대 26 ...... 제 2안내공

29 ...... 토출구 30a ..... 왕복기구

31 ...... 회전축 32 ...... 감속기

33 ...... 구동모터 34 ...... 피엘지

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은,

바의 상,하부표면에 고압수를 분사하여 스케일을 제거하는 디스케일링장치에 있어서,

복수개의 노즐이 형성된 강관과 일측 외부면에 유입구를 천공한 원통체가 일체로 이루어진 헤더;와,

상기 강관의 일측외주면에 장착된 이동블록이 슬라이딩되도록 조립되는 제 1안내공을 형성한 제 1지지대와 상기 원통체가 삽입되는 제 2안내공을 관통형성하고, 상기 유입구와 연통되는 토출구를 형성하여 고압수인입배관과 연결되는 제 2지지대로 이루어져 상기 헤더를 지지하는 지지부;와,

상기 원통체의 일단에 형성된 연결구와 결합되는 왕복기구를 갖추어 상기 헤더를 바의 폭방향으로 좌우왕복이동시키는 이동부;를 포함함을 특징으로 하는 좌우이동형 디스케일링장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치를 도시한 전체사시도이고, 도 5는 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치의 헤더와 지지부를 도시한 분해사시도이며, 도 6은 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치를 도시한 분해사시도이고, 도 7은 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치의 헤더를 도시한 사시도이며, 도 8은 본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일장치의 헤더와 이동부의 연결상태도이다.

본 고안에 따른 좌우이동형 디스케일링장치(1)는 도 4내지 8에 도시한 바와같이, 일방향으로 진행되는 바(6)의 상,하부면에 부착된 스케일을 제거하도록 고압수분사가 이루어지는 헤더(10)와, 이를 지지하는 지지부(20)와, 상기 헤더(11)를 바(6)의 폭방향으로 왕복이동시키는 이동부(30)로 이루어지며, 상기 장치(1)는 일방향 진행되는 바(6)의 상,하부측에 각각 동일구조로 설치됨에 따라, 상부측에 설치되는 디스케일일장치(1)에 대해서 설명한다.

상기 헤더(10)는 다수개의 노즐(11)이 일방향 진행되는 바(6)의 표면과 대향하도록 설치되는 중공원통형의 강관(12)과, 고압수가 유입되는 고압수인입배관(107)과 연통되어 고압수가 유입되도록 외주면에 유입구(13)를 천공형성한 중공원통형의 원통체(14)를 길이방향으로 일체로 구성하며, 일측단이 밀폐된 상기 강관(12)의 타측관과 상기 원통체(14)의 일측단이 서로 연통연결되어 상기 유입구(13)로부터 유입된 고압수가 상기 노즐(11)을 통해 바(6)측으로 고압분사된다.

그리고, 상기와 같은 헤더(10)를 바(6)의 폭방향으로 바의 일정높이에서 지지하는 지지부(20)는 상기 헤더(10)의 좌우양단을 상기 바(6)의 좌우양측에서 각각 지지하는 제 1,2지지대(22)(24)를 갖추어 구성하는바, 상기 제 1지지대(22)는 상기 헤더(10)의 강관(12) 외주면에 장착고정된 이동블록(21)이 슬라이딩되도록 조립되는 제 1안내공(23)을 관통형성하며, 상기 제 1안내공(23)내에 조립된 이동블록(21)의 좌우이동이 원할하도록 윤활유를 주입하고, 주입된 윤활유가 배출되는 윤활유주입,배출라인(23a)(23b)과 이에 연결되는 배관부재(25a)(25b)를 각각 갖추어 구성한다. 이때, 상기 이동블록(21)은 후술하는 왕복기구(30a)에 의한 구동모터(33)의 회전운동을 직선운동으로 전환할 때 상기 헤더(10)가 비틀리는 것을 방지할수 있도록 직육면체형으로 구성되고, 상기 이동블록(21)이 조립되는 제 1안내공(23)을 사각공형태로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제 2지지재(24)는 상기 헤더(10)의 원통체(14)가 슬라이딩되도록 조립되는 제 2안내공(26)을 관통형성하고, 상기 원통체(14)의 좌우이동이 원할하게 이루어지도록 윤활유를 주입하는 윤활유주입라인(27b)과 배관부재(27a)를 갖추며, 미도시된 윤활유배출라인과 배관부재를 통하여 주입된 윤활유를 배출한다. 그리고, 상기 원통체(14)와 동일한 원통형을 관통형성된 제 2안내공(26)의 내주면에는 후술하는 왕복기구(30a)에 의한 헤더(10)의 좌우유동폭에 관계없이 상기 제 2안내공(26)내에 머물면서 고압수의 공급이 이루어지도록 상기 유입구(13)와 항상 연통되는 토출구(29)를 형성하고, 상기 토출구(29)는 고압수인입배관(107)과 연통연결된다.

여기서, 디스케일링작업에 사용되는 물은 고압으로 분사되기 때문에 상기 원통체(14)의 외주면과 제 2안내공(26)의 내주면사이에서 누수방지를 위한 실링이 매우 중요함에 따라, 상기 유입구(13)의 좌우외주면에 스페이스링(28a)을 각각 삽입하고, 그 양측에 금속재로 이루어진 가이드링(28b)를 각각 삽입하며, 상기 스페이스링(28a)과 가이드링(28b)사이에 고무패킹(22c)를 각각 삽입하여 상기 원통체(14)와 제 2안내공(26)사이의 틈새로 고압수가 누수되는 것을 방지한다.

그리고, 제 1,2지지대(22)(24)에 좌우활주이동가능하도록 조립된 헤더(10)를 바(6)의 폭방향으로 이동시키는 이동부(30)는 상기 원통체(14)의 일단에 형성된 연결구(19)의 수나사부(19a)와 나사결합되어 회전운동을 직석왕복운동으로 전환시키는 왕복기구(30a)를 장착한다. 이러한 왕복기구(30a)는 상기 수나사부(19a)와 나사체결되는 암나사부(31a)가 내주면에 형성된 회전축(31)을 갖는 감속기(32)와, 상기 감속기(32)를 회전구동시키는 구동모터(33)로 이루어져 있다. 그리고, 상기 왕복기구(30a)는 상기 헤더(10)를 반복적으로 왕복이동시킬수 있도록 실린더와 같은 왕복기구를 이용하여도 좋다.

이에 따라, 상기 구동모터(33)로부터 전달되는 동력은 감속기(32)를 거쳐 연결구(19)의 암나사부(19a)와 결합된 회전축(31)을 회전시키고, 정방향으로 회전되는 상기 감속기(32)의 회전축(31)에 의해서 상기 헤더(10)는 도면상 좌측으로 직선이동하고, 역방향으로 회전되는 상기 감속기(32)의 회전축(31)에 의해서 상기 헤더(10)는 상기와 반대로 도면상 우측으로 직선복귀이동할수 있기 때문에, 상기 구동모터(33)를 정,역방향으로 주기반복동작시켜 상기 헤더(10)를 상기 제 1,2지지대(22)(24)에서 바(6)의 폭방향으로 왕복이동할수 있는 것이다.

그리고, DDC(Direct Digital Controller)로부터 동작신호를 받아 구동되는 상기 구동모터(33)의 정,역방향 주기 및 구동시간을 조절하여 상기 왕복기구(30a)를 매개로 왕복운동하는 상기 헤더(10)의 좌우이동거리 및 위치를 감지할수 있도록 피엘지(34)를 상기 구동모터(33)와 연결구성하며, 상기 암나사부(31a)내로 삽입가능한 연결구(19)의 외주면에는 분진이나 수분이 회전축(31)의 암나사부(31a)내로 유입되는 것을 방지할수 있도록 실링부재(35)를 장착하는 것이 바람직하다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 좌우이동형 디스케일장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압연주조된 바(6)가 진행되는 라인의 상,하부측에 상,하한조로 각각 설치된 디스케일링장치(1)사이로 상기 바(6)가 진입하면, 상기 장치(1)의 전방에 위치한 미도시된 HMD(Hot Metal Detector)가 진입되는 바(6)의 선단위치를 검출하여 DDC에 전달한다. 위치검출신호를 받은 DDC 는 상위 프로세스 컴퓨터로부터 받은 테이블값과 바(6)의 선단부위치를 수식모델로 보내어 상기 헤더(10)의 좌우이동시간을 계산하게 된다. 이 계산결과를 근거로 하여 왕복기구(30a)의 구동모터(33)를 동작시키는 신호를 전송하면, 산출되어 설정된 계산값대로 상기 구동모터(33)를 정,역방향으로 주기적으로 반복구동시키면, 상기 구동모터(33)와 연결된 감속기(32)의 회전축(31)으로 회전력이 전달되고, 그 회전력은 연결구(19)의 수나사부(19a)와 회전축(31)의 암나사부(31a)의 나사결합에 의해서 직선왕복운동으로 전환되어 제 1,2지지대(22)(24)의 제 1,2안내공(23)(26)내에 활주이동가능하도록 조립된 헤더(10)를 좌우방향 즉, 상기 바(6)의 폭방향으로 왕복이동시킨다.

이때, 상기 헤더(10)의 좌우이동속도는 테이블값으로 정해지며, 좌우왕복이동거리는 상기 강관(12)의 노즐(11)들이 서로 중첩되어 발생되는 바(6)표면에서의 오버랩(9)부분들이 종래와 같은 직선형이 아닌 파형으로 형성되도록 일정간격으로 배치된 노즐(11)사이의 피치(P)거리와 동일하게 설정하며, 그 위치 및 이동거리는 피엘지(34)로부터 신호를 받아 DDC에서 계산하게 된다.

한편, 이러한 헤더의 좌우왕복이동과 동시에 미도시된 밸브의 개방작동으로 고압수입인배관(107)을 통해 공급되는 고압수는 토출구(29), 원통체(14)의 유입구(13)를 통해 원통체(14)내로 유입되고, 유입된 고압수는 강관(12)의 각 노즐(11)을 통해 바의 표면에 분사되어 스케일을 제거하는 작업을 수행하게 되는데, 인접하는 상기 노즐(11)로부터 분사되는 고압수(104)의 분사각에 의해서 바(6)표면에 발생되는 오버랩(9)부분을 상기 헤더(11)의 주기적인 왕복이동에 의해서 파형으로 고르게 분산시켜 국부적인 바(9)표면의 과냉을 방지하여 온도,변형저항 분포를 고르게 함에 따라, 상기 장치(1)를 통과하여 스케일이 제거된 바(6)를 압연하는 압연롤(5)이 불균일하게 마모되는 것을 방지할수 있다.

그리고, 상기 바의 끝단부가 상기 장치(1)의 후방에 위치된 또다른 HMD(미도시)에 감지되면, DDC에서 구동모터(33)에 정지명령이 내려질때까지 헤더(10)를 고압수가 분사되는 노즐(11)의 피치(P)거리만큼 왕복으로 동작시키다가 정지명령을 받아 사이 헤더(10)의 왕복운동을 정지시킨다.

상술한 바와같은 본 고안에 의하면, 압연롤(5)을 통과하기 전에 표면에 부착된 스케일을 제거하도록 바(6)를 진행시키는 동안, 그 상,하부에 각각 배치된 장치(1)의 헤더(10)를 상기 바(9)의 폭방향으로 왕복운동시켜 노즐(11)로부터 분사되는 고압수(104)에 의해서 발생되는 오버랩(9)부분을 바(6)표면에 고르게 분산시킴으로서, 바(9)의 국부적인 과냉을 방지하여 바표면에서의 온도, 변형저항분포를 고르게 할수 있기 때문에, 종래와 같은 바(6)의 불균일 냉각에 의한 압연롤(9)의 불균일 한 마모를 방지할수 있고, 압연제조된 압연코일의 형상불량을 방지하여 우수한 제품을 얻을수 있는 실용상의 효과가 얻어진다.

Claims (3)

1. 바(6)의 상,하부표면에 고압수를 분사하여 스케일을 제거하는 디스케일링장치에 있어서,

   복수개의 노즐(11)이 형성된 강관(12)과 일측 외부면에 유입구(13)를 천공한 원통체(14)가 일체로 이루어진 헤더(10);와,

   상기 강관(12)의 일측외주면에 장착된 이동블록(21)이 슬라이딩되도록 조립되는 제 1안내공(23)을 형성한 제 1지지대(22)와 상기 원통체(14)가 삽입되는 제 2안내공(26)을 관통형성하고, 상기 유입구(13)와 연통되는 토출구(29)를 형성하여 고압수인입배관(107)과 연결되는 제 2지지대(24)로 이루어져 상기 헤더(10)를 지지하는 지지부(20);와,

   상기 원통체(14)의 일단에 형성된 연결구(19)와 결합되는 왕복기구(30a)를 갖추어 상기 헤더(10)를 바(6)의 폭방향으로 좌우왕복이동시키는 이동부(30);를 포함함을 특징으로 하는 좌우이동형 디스케일링장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이동블록(21)은 상기 왕복기구(30a)에 의한 구동모터(33)의 회전운동을 직선운동으로 전환할 때 상기 헤더(10)가 비틀리는 것을 방지할수 있도록 직육면체형으로 구성되고, 상기 이동블록(21)이 조립되는 제 1안내공(23)을 사각공형태로 형성함을 특징으로 하는 좌우이동형 디스케일링장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 헤더(10)의 좌우왕복이동거리는 상기 강관(12)의 노즐(11)들이 서로 중첩되어 발생되는 바(6)표면에서의 오버랩(9)부분들이 파형으로 형성되도록 일정간격으로 배치된 노즐(11)사이의 피치(P)거리와 동일하게 설정됨을 특징으로 하는 좌우이동형 디스케일링장치.