KR20180008410A - 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스 및 방법 - Google Patents

금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스 및 방법 Download PDF

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KR20180008410A
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피터 프란치스코 야코부스 헤이만
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라우라 메탈 홀딩 비.브이.
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Abstract

본 발명은 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스에 관한 것으로, 회전가능한 코일 홀더; 적어도 하나의 정렬 유닛; 및 세퍼레이터를 포함하고, 여기서, 회전가능한 코일 홀더, 적어도 하나의 정렬 유닛, 및 세퍼레이터는 일렬로 배치된다. 본 발명은 또한 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 방법에 관한 것이고, 이 방법은 A) 회전가능한 코일 홀더상에 금속 슬래브 코일을 배치하는 단계; B) 금속 슬래브 코일을 회전시켜 코일을 푸는 단계; C) 풀린 금속 슬래브를 적어도 하나의 정렬 유닛을 통해 공급하는 단계; 및 D) 개별 금속 슬래브 시트들을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스 및 방법
본 발명은 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스에 관한 것으로, 회전가능한 코일 홀더; 적어도 하나의 정렬 유닛; 세퍼레이터; 및 적층 유닛을 포함하고, 회전가능한 코일 홀더, 적어도 하나의 정렬 유닛, 세퍼레이터, 및 적층 유닛은 일렬로 배치된다. 본 발명은 또한 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 A) 금속 슬래브 코일을 회전가능한 코일 홀더상에 배치하는 단계; B) 금속 슬래브 코일을 회전시켜 코일을 푸는 단계; C) 풀린 금속 슬래브를 적어도 하나의 정렬 유닛을 통해 공급하는 단계; 및 D) 개별 금속 슬래브 시트들을 분리하는 단계를 포함한다.
금속 생산 산업에서는 평평한 금속 시트 재료가 사용된다. 통상적으로, 시트 금속 재료는 생산을 최적화하기 위해 수십 톤까지의 무게를 갖는 큰 직경의 슬래브 코일들(롤들)로 제조되고, 선적되고 저장된다. 재료를 추가적으로 사용하기 이전에, 코일화된 슬래브는 평평한 시트 구성으로 변형될 수 있다. 코일화된 슬래브의 이러한 공정을 “디코일링(decoiling)”이라고도 지칭하며, 코일화된 슬래브를 푸는 것 및 그 후, 풀린 금속 슬래브를 하나 이상의 롤-형성 유닛들을 통해 공급하는 것을 수반하며, 그 통과 후에 풀린 평평한 슬래브가 조절가능한 길이의 개별 금속 시트들로 일반적으로 분할된다. 디코일링은 상당한 길이의 생산 라인에서 이루어지며, 여기서, 예를 들어, 에지 트리밍, 응력 완화 공정들, 절단 및 적층과 같은 다른 공정들이 또한 수행될 수 있다. 통상적이지만 제한적이지 않은 디코일-라인은, 푸는 단계; 사전-정렬 단계; 제1 정렬 단계; 제2 정렬하며 절단하는 연속 프로세싱 단계들을 수반한다. 따라서, 금속 슬래브의 디코일링은 코일화된 슬래브의 조절가능한 사이즈의 평평한 시트들로 변형시키며, 예를 들어, 프로세스 열압연 코일들, 산세 코일들(pickled and oiled coil) 및 티어 드랍 스틸 코일들(drop steel coils)과 같은 다양한 타입의 코일들의 변형에 적합하다.
코일화된 슬래브를 평평한 시트 구성으로 변형할 경우 발생할 수 있는 문제점은, 평평한 시트의 최종적인 표면 품질이 변형 프로세스에 의해 부정적인 영향을 받는다는 것이다.
본 발명의 목적은 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 개선된 방법 및 개선된 디바이스를 제공하는 것이고, 여기서, 본 발명은 변형 프로세스에서 받는 표면 품질에 대한 부정적인 영향이 종래 기술보다 미미하다.
본 발명은 이러한 목적을 위해, 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스를 제공하고, 이 디바이스는 회전가능한 코일 홀더; 적어도 하나의 정렬 유닛 및 세퍼레이터를 포함하고, 여기서, 회전가능한 코일 홀더, 적어도 하나의 정렬 유닛, 세퍼레이터, 및 적층 유닛은 일렬로 배치되고, 회전가능한 코일 홀더에는 에어 흐름(air flow)을 금속 슬래브의 폭상으로 향하게 하는 적어도 하나의 에어 나이프(air knife)가 제공된다. 슬래브의 제1 정렬이 발생하기 이전에 금속 슬래브상에서 작용하는 에어 나이프로 인해, 금속 슬래브에는 예를 들어, 분말, 느슨하거나 대략 부착된 부분들 및/또는 플레이트들, 얼룩들, 무기 오염물질들, 녹 또는 스케일 형상의 오염물들과 같은 오염물들이 적어도 부분적으로 제거될 것이다. 이들 오염물들은 예를 들어, 액체(물) 및/또는 다른 비금속 오염물들 뿐만 아니라 금속 슬래브 또는 금속 슬래브의 산화물들로부터 발생하는 오염물들일 수 있다. 에어 나이프를 사용한 오염물들의 제거는, 오염물들이 정렬 유닛에서 금속 슬래브의 표면 품질에 영향을 미치지 않게 한다. 또한 이는 변형 프로세스 이후에 종래 기술에 따른 변형된 금속 슬래브의 표면 품질보다 상위의 표면 품질 등급을 구현할 수 있다. 상위의 표면 품질 등급은, 정렬 프로세스 동안 적어도 국부적인 압력이 금속 슬래브상에 가해지는 제1 정렬 동안 금속 슬래브 상에 많은 오염 물질들을 제거함으로써 구현된다. 에어 나이프는 금속 슬래브가 여전히 코일상에 있는 위치에서 금속 슬래브로 향할 수 있거나 슬래브가 코일에서 떨어져 공급(따라서, 풀림)된 직후에 금속 슬래브상으로 향할 수 있다. 본 발명에 따른 디바이스에는 금속 슬래브를 더 세정하는 하나 이상의 브러시들이 또한 제공될 수 있고, 이 브러시들은 조합된 세정 효과를 더 강화시키기 위해 에어 나이프와 협력할 수 있다.
본원 발명의 일 실시예에서, 디바이스는 회전가능 코일 홀더, 적어도 하나의 정렬 유닛 및 세퍼레이터와 정렬로 배치된 적층 유닛을 또한 포함할 수 있다. 코일 구성으로부터의 금속 슬래브가 금속 슬래브의 분리된 평평한 시트들로 구성된 이후에, 시트들은 더 프로세싱되어야 한다. 변형 디바이스는 후속 시트 프로세싱 유닛과 통상적으로 결합되지 않기 때문에, 금속 시트들은 변형 디바이스로부터, 후속 시트 프로세싱이 행해지는 위치로 이송되어야 한다. 금속 시트들의 적층은 시트들의 경제적인 이송을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예에서, 에어 나이프는 에어 피드 및 적어도 변형될 금속 슬래브의 폭과 대응되는 폭을 갖는 노즐을 포함할 수 있다. 이러한 노즐은 금속 슬래브의 전체 폭에 걸쳐 오염물들의 제거를 가능하게 한다. 에어 흐름을 제공하기 위해, 에어 나이프에는 하나 이상의 팬들, 예를 들어, 송풍기(blower)가 또한 제공될 수 있다. 노즐 구멍의 통상의 사이즈는 2000*1mm, 또는 1500mm 이상이고, 에어 나이프의 통상의 에어 속도는 100 내지 200m/s, 예를 들어, 150m/s일 수 있다. 에어 나이프에 적어도 하나의 히터가 제공되는 경우에, 금속 슬래브에 송풍되는 에어는 가열될 수 있고, 이는 예를 들어, 금속 슬래브가 액체 잔여물을 함유하는 경우에 유용할 수 있다. 이러한 에어 히터는 예를 들어, 전기 가열 코일로서 구현될 수 있다.
금속 슬래브와 접촉하는 에어 흐름의 강도의 제어를 가능하게 하기 위해, 에어 나이프의 노즐은 회전가능한 코일 홀더에 대해 이동가능한 노즐 캐리어상에 장착될 수 있다. 이러한 가동 홀더는 금속 슬래브에 대한 노즐의 거리를 조절하여 금속 슬래브와 접촉하는 에어 흐름의 강도를 제어할 수 있게 한다. 노즐 캐리어에는 금속 슬래브 코일의 외부와 접촉하기 위해 회전가능한 코일 홀더를 향하는 바이어스 수단 및 적어도 하나의 스톱(stop)이 제공될 수 있다. 이러한 구성에서, 코일의 외부로의 에어 나이프의 노즐의 거리는, 노즐이 금속 슬래브로 가압됨에 따라 일정하고, 스톱은, 금속 슬래브 코일의 나머지 부분의 풀림의 상태에 따라 변화하는 금속 슬래브 코일의 직경 변화에 의존하지 않고 노즐이 금속 슬래브에 가능한 근접하게 한다. 스톱은 하나 이상의 휠들 또는 롤러들로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 균형추(balance weight)를 사용하여, 노즐 캐리어가 일정한 압력으로 금속 슬래브 코일의 외부에 대해 밀어질 수 있다. 더욱이, 금속 슬래브에 대한 노즐의 거리가 노즐 캐리어의 변위를 적어도 부분적으로 구동하기 위해 중력을 활용할 수 있는 단순한 구조로 제어하도록 노즐 캐리어를 회전가능한 코일 홀더에 피봇가능하게(선회) 선택적으로 연결할 수 있다. 그러나 또한, 예를 들어, 금속 슬래브 코일의 외부에 대해 일정한 압력으로 노즐 캐리어를 밀 수 있는 다양한 타입의 스프링들 또는 실린더들과 같은 대안의 바이어스 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 노즐 캐리어를 중력에 의해 나머지 금속 코일의 외부로부터 감소하는 직경을 따르게 하고 (유압식의 공압) 실린더에 의해 (코일에서 떨어져) 복귀 이동하게 하기 위해, 상이한 수단으로 상이한 방향으로 노즐 캐리어의 이동시키는 것 또한 가능하다. 금속 슬래브에 대한 노즐의 거리의 제어를 더 강화하기 위해, 전자 제어 시스템이 또한 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 또 다른 실시예에서, 에어 나이프에 평행하게 보조 송풍기가 위치될 수 있다. 이러한 보조 송풍기는 예를 들어, 적어도 하나의 송풍기 팬, 송풍기 피드 및 적어도 변형될 금속 슬래브의 폭과 대응되는 폭을 갖는 송풍기 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 에어 나이프에는 에어의 추출을 위한 적어도 하나의 인렛이 제공될 수 있다. 장비 및/또는 프로세싱 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 위치들에서 금속 슬래브에서 작용하는 에어 나이프의 작동으로 인한 느슨한 오염물질들이 변형 디바이스로부터 제거(흡입)될 수 있어, 금속 슬래브 상의 오염물질들이 침전 되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 또한 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변환하는 방법을 제공하고, 이 방법은 A) 금속 슬래브 코일을 회전가능한 코일 홀더상에 배치하는 단계; B) 금속 슬래브 코일을 회전시켜 코일을 푸는 단계; C) 풀린 금속 슬래브를 적어도 하나의 정렬 유닛을 통해 공급하는 단계; 및 D) 개별 금속 슬래브 시트들을 분리하는 단계를 포함하고, 풀린 금속 슬래브가 정렬 유닛을 통해 공급되기 이전에 에어 나이프가 금속 슬래브의 폭상으로 에어 흐름을 향하게 한다. 금속 슬래브에 작용하는 에어 나이프의 위치는, 금속 슬래브가 여전히 금속 슬래브 코일상에 있는(따라서 금속 슬래브 코일의 외부의 일부를 형성하는) 곳, 또는 대안으로, 금속 슬래브가 이미 풀린 금속 슬래브 코일이지만 풀린 금속 슬래브 코일이 제1 정렬 유닛에 공급되기 이전의 위치일 수 있다. 금속 슬래브의 코일 구성으로부터 시트 구성으로의 본 변형 방법은 상위의 표면 품질 등급 금속 시트들을 실현할 수 있게 한다. 다른 설명 및 추가의 이점들을 위해, 본 변형 방법과 관련하여 또한 참조로 본원에 통합되는 본 발명에 따른 디바이스에 관한 상기 설명을 참조한다.
방법은 또한 E) 개별화된 금속 슬래브 시트들을 적어도 하나의 스택상에 적층하는 단계를 포함할 수 있고 그리고/또는 에어 흐름은 금속 슬래브의 폭상으로 향할 수 있다. 더욱이, 에어 나이프를 금속 슬래브로 향하게 하는 노즐이 금속 슬래브를 정렬 유닛을 통해 공급하기 이전에 금속 슬래브와 노즐 사이의 실질적으로 일정한 거리를 유지하기 위해 회전가능한 코일 홀더에 대해 이동될 수 있다. 세정 효과를 강화하기 위해, 에어 나이프는 맥동하는 가변 에어 속도로 금속 슬래브상으로 향할 수 있다. 에어 나이프는 금속 슬래브로 향하는 에어를 또한 가열할 수 있고 그리고/또는 추가의 송풍-건조기(blow-drier)가 예를 들어, 60 내지 90℃의 에어 온도로 사용될 수 있다.
본 발명은 아래의 도면들에 도시된 제한하지 않는 예시적인 실시예들에 기초하여 아래에서 더 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스에 대한 개략적인 측면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 에어 나이프가 제공되는 회전가능한 코일 홀더의 2개의 개략적인 실시예들을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 2개의 상이한 위치들에서 본 발명에 따른 에어 나이프가 제공되는 회전가능한 코일 홀더의 제3 실시예들을 도시한다.
금속 슬래브 변형 디바이스(1)에서, 코일 구성(2)의 금속 슬래브가 금속 슬래브 시트들(3)로 변환된다. 화살표(P1)에 따라 회전가능한 코일 홀더(4)가 금속 슬래브 코일(2)을 홀딩하고, 이 금속 슬래브 코일(2)로부터 금속 슬래브(5)가 화살표(P2)에 따라 풀린다. 금속 슬래브 코일(2)이 풀린 이후에, 금속 슬래브(5)는 제1 정렬 유닛(6)을 통해 공급된다. 제1 시간 동안 정렬된 이후에, 브러시들(7)이 금속 슬래브(5)를 세정하고, 그 브러시들(7) 후에, 제2 정렬 유닛(8)이 풀린 금속 슬래브(5)에 대해 작용한다. 그 후, 펴진(straightened) 금속 슬래브가 적층 유닛(10)에 적층되도록 세퍼레이터(9)에 의해 개별 시트들로 절단된다. 회전가능한 코일 홀더(4), 정렬 유닛들(6, 8), 브러시들(7), 세퍼레이터(9), 및 적층 유닛(10)은 일렬로 배치된다. 금속 변형 디바이스(1)의 일부 통상의 치수들은: 금속 슬래브(게이지)의 두께(3 내지 20mm), 금속 슬래브의 최대 폭(2100mm), 금속 슬래브의 최대 길이(16미터), 최대 코일 무게(36톤), 측면 트리머들의 라인에서 옵션의 프로비전, 및 금속 슬래브 산출 강도들, 예를 들어, 2000mm 폭 및 10mm 두께에서 1000MPa이다.
도 2a는 에어 나이프(22)가 작용하는 코일(21)의 외부에서 금속 슬래브 코일(21)을 홀딩하는 회전가능한 코일 홀더(20)의 실시예들을 도시한다. 에어 나이프(22)는 코일(21)에 대해 반경 방향(P3 참조)으로 이동가능하고, 코일(21)의 외부와 접촉하는 2개의 스톱들(23)을 포함한다. 스톱들(23)이 코일(21)에 대해 가압되도록 실린더(24)가 코일(21)을 향해 노즐(25)을 민다. 노즐(25)은 가스 피드(26)에 연결된다. 도 2b에서, 에어 나이프(27)는 금속 슬래브(30)가 코일(31)에서 이미 풀린 위치에서 스프링들(29)에 의해 금속 슬래브(30)로 밀어지는 노즐(28)과 도시된다.
도 3a 및 도 3b는 회전가능한 암(41)에 의해 운반되는 에어 나이프(40)를 도시한다. 도 3a에서, 코일(42)은 상대적으로 크지만, 도 3b에서, 코일(42)은 실질적인 부분에 대해 풀려서, 나머지 코일 부분(43)이 도 3a에 도시된 바와 같은 코일(42)보다 실질적으로 작은 직경을 갖는다. 암(41)은 추(43)에 연결된다. 이것은 에어 나이프(40)를 코일(42)에 대해 민다. 더욱이, 에어 나이프(40)가 호스(44) 및 파이프(45)를 통해 팬 어셈블리(46)에 연결되는 것이 도시되어 있다. 에어 나이프(40) 위에서, 송풍-건조기(47)가 세정을 더 강화하기 위해 암(41)에 또한 부착된다.

Claims (15)

  1. 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스로서,
    - 회전가능한 코일 홀더;
    - 적어도 하나의 정렬 유닛; 및
    - 세퍼레이터를 포함하고,
    상기 회전가능한 코일 홀더, 상기 적어도 하나의 정렬 유닛 및 상기 세퍼레이터는 일렬로 배치되고,
    상기 회전가능한 코일 홀더에는 상기 금속 슬래브의 폭상으로 에어 흐름을 향하게 하는 적어도 하나의 에어 나이프가 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 회전가능한 코일 홀더, 상기 적어도 하나의 정렬 유닛, 및 상기 세퍼레이터와 일렬로 배치된 적층 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에어 나이프는 에어 피드 및 적어도 변형될 상기 금속 슬래브 코일의 폭과 대응되는 폭을 갖는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 나이프에는 적어도 하나의 에어 히터가 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 나이프의 노즐은 상기 회전가능한 코일 홀더에 대해 이동가능한 노즐 캐리어상에 장착되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐 캐리어에는 상기 금속 슬래브 코일의 외부와 접촉하기 위해 상기 회전가능한 코일 홀더로 향하는 바이어스 수단 및 적어도 하나의 스톱이 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 노즐 캐리어는 상기 회전 가능한 코일 홀더에 피봇가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 피봇가능한 노즐 캐리어에는 상기 금속 슬래브 코일의 외부에 대해 일정한 압력으로 노즐을 밀기 위해 균형추가 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 나이프와 평행하게 보조 송풍기가 위치되고, 상기 보조 송풍기는 적어도 하나의 송풍기 팬, 송풍기 피드 및 적어도 상기 변형될 금속 슬래브 코일의 폭과 대응되는 폭을 갖는 송풍기 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 나이프에는 에어의 추출을 위한 적어도 하나의 인렛이 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  11. 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 방법으로서,
    A) 금속 슬래브 코일을 회전가능한 코일 홀더상에 배치하는 단계;
    B) 상기 금속 슬래브 코일을 회전시켜 상기 코일을 푸는 단계;
    C) 상기 풀린 금속 슬래브를 적어도 하나의 정렬 유닛을 통해 공급하는 단계; 및
    D) 개별 금속 슬래브 시트들을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 풀린 금속 슬래브가 정렬 유닛을 통해 공급되기 이전에 에어 나이프가 상기 금속 슬래브의 폭상으로 에어 흐름을 향하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방법은 E) 개별화된 금속 슬래브 시트들을 적어도 하나의 스택상에 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 금속 슬래브의 폭상으로 향하는 상기 에어 흐름은 가열되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 슬래브상으로 상기 에어 나이프를 향하게 하는 노즐이 상기 금속 슬래브를 정렬 유닛을 통해 공급하기 이전에 상기 노즐과 상기 금속 슬래브 사이의 실질적으로 일정한 거리를 유지하기 위해 상기 회전가능한 코일 홀더에 대해 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어 나이프는 맥동하는 가변 에어 속도로 상기 금속 슬래브상으로 향하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020177029280A 2015-04-10 2016-04-07 금속 슬래브를 코일 구성으로부터 시트 구성으로 변형하는 디바이스 및 방법 KR20180008410A (ko)

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