KR20110022310A - 열연판재의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열연판재의 냉각장치에 관한 것이다. 구체적으로는 이송롤(20)에 의해 이송되는 고온의 열연판재(30)의 상측 및 하측 중 적어도 한측에 설치되어 상기 열연판재에 냉각수를 분사하는 분사수단(40)을 구비하되, 상기 분사수단에는 열연판재의 폭방향으로 경사지게 분사되는 분사노즐(42a)(42b)이 구비된 구성으로 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 냉각시 비등막 현상을 최소화하고 급가속냉각을 가능하게 하며 열연판재의 폭방향 에지부의 과냉현상을 방지하므로 고급강재를 용이하게 생산할 수 있다는 효과가 있다.

Description

열연판재의 냉각장치{Apparatus for cooling Hot-Rolled Steel Sheet}

본 발명은 열연판재의 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각시 비등막 현상을 최소화하고 급가속냉각을 가능하게 하는 열연판재의 냉각장치에 관한 것이다.

통상적으로 제철소의 열간압연기에서 열간 압연 처리된 열연판재는 목적하는 기계적 성질을 확보하기 위해 냉각장치에 의해 수냉된다.

일반적으로 서로 반대방향으로 회전하는 사상 압연기에 의해 압연 처리된 고온의 열연판재는 이송롤에 의해 이송되면서 상측/하측에 배치되는 냉각수 분사수단에 의해 냉각된다.

그런데, 종래 냉각수로 열연판재를 냉각할 때에 냉각 현상과 동시에 수증기로 인한 비등막현상이 발생하게 되고, 이 비등막현상으로 인해 수증기막이 단열효과를 발생하여 냉각속도가 저하된다는 문제점이 있었다. 이러한 냉각속도의 저하는 장비의 한계로 인해 고급강재를 생산하기 어렵게 하는 문제가 야기된다.

본 발명의 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은 냉각시 비등막 현상을 최소화하고 급가속냉각을 가능하게 하는 열연판재의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 열연판재의 폭방향 에지부의 과냉현상을 방지하는 열연판재의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치는, 이송롤에 의해 이송되는 고온의 열연판재의 상측 및 하측 중 적어도 한측에 설치되어 상기 열연판재에 냉각수를 분사하는 분사수단을 구비하되, 상기 분사수단에는 상기 열연판재의 폭방향으로 경사지게 냉각수가 분사되는 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 분사노즐은, 상기 열연판재의 폭방향 일측에서 타측으로 경사지게 냉각수가 분사되는 제1분사노즐과, 상기 열연판재의 폭방향 타측에서 일측으로 경사지게 냉각수가 분사되는 제2분사노즐을 포함한다.

상기 제1분사노즐의 분사구멍과 상기 제2분사노즐의 분사구멍은 분사되는 냉 각수가 서로 부딪치지 않도록 빗나가게 분사되는 분사구멍으로 되어 있다. 상기 분사노즐은 상기 열연판재의 길이방향으로 경사지게 냉각수가 분사되도록 절곡되어 있다.

본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치에 의하면, 냉각시 비등막 현상을 최소화하고 급가속냉각을 가능하게 하며 열연판재의 폭방향 에지부의 과냉현상을 방지하므로 고급강재를 용이하게 생산할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치를 설명하기 위한 전체 도면이고, 도2는 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치를 열연강판의 폭방향으로 본 입면도이다. 도시한 바와 같이, 서로 반대방향으로 회전하는 사상 압연기(10)에 의해 압연 처리된 고온의 열연판재(30)는 이송롤(20)에 의해 이송되면서 상측 및/또는 하측에 배치되는 다수의 분사수단(40)에 의해 분사되는 냉각수에 의해 냉각된다(도면은 열연판재의 상측에만 분사수단이 설치된 예를 나타낸다).

상기 분사수단(40)은 베이스관(41)에서 하측으로 돌출되어 열연판재(30)의 폭방향으로 경사지게 냉각수가 분사되는 다수의 분사노즐(42)을 구비한다.

상기 분사노즐(42)은, 상기 열연판재(30)의 폭방향 일측에서 타측으로 경사지게 냉각수가 분사되는 분사구멍을 가진 제1분사노즐(42a)과, 상기 열연판재(30)의 폭방향 타측에서 일측으로 경사지게 냉각수가 분사되는 분사구멍을 가진 제2분 사노즐(42a)로 되어 있으며, 상기 제1분사노즐(42a)과 제2분사노즐(42b)은 상기 열연판재(30)의 길이방향을 따라 서로 다른 위치에 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1분사노즐(42a)의 분사구멍과 상기 제2분사노즐(42b)의 분사구멍은 분사되는 냉각수가 서로 부딪치지 않도록 빗나가게 분사되는 분사구멍으로 되어 있다.

상기 분사노즐(42)은 구부려진 관형태의 분사관 단부에 다수의 분사구멍이 형성된 구조로서, 상기 베이스관(41)에 직접 분사구멍이 형성된 구조로 이루어질 수도 있다.

또한 상기 제1분사노즐(42a)과 제2분사노즐(42b)은 열연판재(30)의 길이방향으로 경사지게 냉각수가 분사되도록 서로 마주보는 방향으로 절곡되어 있다.

상기 베이스관(41)의 저부는 평탄하게 되어 대체로 삼각단면형으로 되어 있으며, 이 평탄한 저면에 상기 분사노즐(42)이 돌출되게 형성되어 절곡되어 있다. 상기 베이스관(41)은 원통관이나 타원통관등 다양한 형태의 관으로 이루어질 수도 있다.

상기 베이스관(41)의 일측에는 냉각수가 분사되는 각도를 조절하도록 베이스관을 회동시키는 회동수단(43)이 결합되어 있다. 상기 회동수단(43)은 모터등으로 되어 있으며, 링크기구가 연결된 유압 또는 공압실린더 등으로 되어 있을 수도 있다. 상기 베이스관(41)의 타측에는 냉각수가 유입되는 유입관(44)이 연결되어 있다. 도3은 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치를 나타내는 사시도이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치에 의하면 제1분사노즐(42a) 및 제2분사노즐(42b)에 의해 열연판재의 폭방향으로 강하게 냉각수가 분사 되므로 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 비등막 현상을 최소화하므로 냉각속도를 높여 고급강재의 생산을 가능하게 한다. 이때, 제1분사노즐(42a)에서 분사되는 냉각수와 제2분사노즐(42b)에서 분사되는 냉각수가 부딪치지 않으므로 냉각수의 분사속도가 떨어지지 않게 하므로 열연판재의 비등막 현상을 더욱 효과적으로 방지한다.

도4의 (a)는 종래 일반적인 냉각장치에 의해 분사되는 냉각수에 의해 비등막이 두껍게 형상됨을 보인다. 도5는 도4의 (a)에 의한 종래 예의 냉각속도와 도4의 (b)에 의한 본발명 예의 냉각속도를 나타낸 그래프이다. 도시한 바와 같이 종래 예에서는 두꺼운 비등막에 의해 제1단계(초기)에 냉각속도가 떨어지고 제2단계(중기)에 냉각속도가 증가한 후 제3단계(후기)에 냉각속도가 다시 떨어짐을 보이고 있으나, 본발명 예에서는 전구간에 걸쳐 냉각속도가 증가함을 알 수 있다.

한편 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치에 의하면 열연판재의 폭방향 에지부에서의 과냉각현상을 방지하여 열연판재의 품질을 높이는 효과가 있다. 즉 종래 일반적인 냉각장치에서는 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 냉각수류가 약해서 열연판재의 폭에지에 냉각수가 잔류하는 시간이 길어 과냉현상이 일어난다. 도7은 폭 1400mm의 열연판재로 폭방향 에지의 과냉현상을 실험한 결과를 나타내는데, 두께에 따라 다소 차이가 있지만 폭에지 부분이 폭중심 부분에 비해 약 300~400℃정도 과냉각되므로 동일한 주수량(냉각수량)으로 균일한 냉각을 할 수가 없음을 보이고 있다. 그렇기 때문에 폭에지 부분의 냉각수량을 폭중심 부분의 냉각수량에 비해 40%감소하여 균일한 냉각을 할 수 있는데, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명의 냉각장치에서는 냉각수류를 강하게 하여 냉각수가 폭에지 부분에 잔류되지 않게 하 므로 열연강판의 폭방향 전체에 걸쳐 균일할 냉각을 할 수 있게 되어 열연판재의 품질을 높일 수가 있다.

도1은 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치를 설명하기 위한 전체 도면,

도2는 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치를 열연판재의 폭방향으로 본 입면도,

도3은 본 발명에 의한 열연판재의 냉각장치를 나타내는 사시도,

도4의 (a) 및 (b)는 종래 예와 본발명 예의 비등막의 형성상태를 나타내는 설명도,

도5는 종래 예와 본발명 예에 의한 냉각속도를 비교하여 나타낸 그래프,

도6의 (a) 및 (b)는 종래 예와 본발명 예의 열연판재의 폭에지 부분의 냉각상태를 설명하기 위한 도면,

도7은 열연판재의 폭방향에 따라 냉각상태를 설명하는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40 : 분사수단 41 : 베이스관

42 : 분사노즐 43 : 회동수단

Claims (4)

1. 이송롤에 의해 이송되는 고온의 열연판재의 상측 및 하측 중 적어도 한측에 설치되어 상기 열연판재에 냉각수를 분사하는 분사수단을 구비하되,

   상기 분사수단에는 상기 열연판재의 폭방향으로 경사지게 냉각수가 분사되는 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 열연판재의 냉각장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 분사노즐은,

   상기 열연판재의 폭방향 일측에서 타측으로 경사지게 냉각수가 분사되는 분사구멍을 가진 제1분사노즐과, 상기 열연판재의 폭방향 타측에서 일측으로 경사지게 냉각수가 분사되는 분사구멍을 가진 제2분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 열연판재의 냉각장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1분사노즐의 분사구멍과 상기 제2분사노즐의 분사구멍은 분사되는 냉각수가 서로 부딪치지 않도록 빗나가게 분사되는 분사구멍으로 된 것을 특징으로 하는 열연판재의 냉각장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 분사노즐은 상기 열연판재의 길이방향으로 경사지게 냉각수가 분사되도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 열연판재의 냉각장치.

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