JP6650521B2 - 冷却装置及び冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置及び冷却方法に関し、より詳細には、幅方向に供給される冷却水の流量を領域別に制御することができる冷却装置及び冷却方法に関する。

図１は一般的な厚板工程ラインを概略的に示した図である。図１に示すように、素材は、加熱炉１０から高温の状態で引き出され、幅出し圧延機２０及び長さ出し圧延機３０を通過し、予備矯正機４０で予備矯正された後、冷却装置５０で急速冷却される。また、急速冷却された素材は、熱間矯正機６０を通過して形状矯正された後、冷却台７０で冷却される。

ここで、上記従来の冷却装置５０は、図２に示すように、素材の幅方向に所定の量の冷却水を噴射するように構成される。しかし、素材の幅方向に所定の量の冷却水を噴射すると、素材の中央部は、体積に比べて冷却水の接触面積が小さくて冷却効果が低下し、素材の縁部分は冷却水の接触面積が広くて冷却効果が増加するために、素材全体に温度偏差が生じるという問題がある。

更に、素材の長手方向に対する温度偏差を低減するために、素材を冷却する際に、図３に示すように時間に対する指示流量プロファイルに応じて素材の先端部（ａ）、中央部（ｂ）、及び後端部（ｃ）に供給する流量を制御する技術を実施した。これは、移動する素材の位置を追跡し、当該位置の流量を弁で調節するものである。

しかし、素材を冷却するために供給される流量が数トンになるため、弁で流量を調節する際に約３秒程度の時間がかかり、供給された流量が安定化するまでには約１０秒以上の時間がかかるという問題があった。従って、素材に噴射される水の流量は、設定された指示流量プロファイルを正確に追従する時間を確保することができず、図４に図示されているように、先端部（ａ）と後端部（ｃ）に実際に供給される流量の偏差が大きく発生する。その結果、素材内で温度偏差を誘発するという問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決するために導出されたものであって、高温素材の幅方向に対して温度偏差を最小化し、素材の幅に対応して冷却水を供給できるように、幅方向に供給される冷却水の流量を変化させることができる冷却装置及び冷却方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、高温素材の長手方向に発生する温度偏差を最小化するために指示流量プロファイルを追従できるように、流量を供給及び遮断する動作所要時間を最短化することができる冷却装置及び冷却方法を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するための、本発明の好ましい実施形態による冷却装置は、冷却流体供給ラインと連結され、加熱炉で加熱された後、圧延機を通過した素材に冷却水を噴射できるように配置されるベースフレームと、ベースフレームに配置され、素材の幅方向に対する温度偏差を最小化するために素材の幅方向に分割された複数の領域に対して任意のパターンで冷却流体を噴射するノズルアセンブリーと、を含む。

上記のノズルアセンブリーは、ベースフレームに配置されて冷却流体の供給を受け、ノズルが複数の行と列に備えられ、所定の数のノズルがグループを形成して複数のグループノズルに分割され、グループノズルを開閉して所定の領域に冷却流体を噴射することができる。

また、上記のベースフレームは、移動する素材の上部に配置され、上記ノズルアセンブリーの複数のグループノズルは、素材の幅方向と平行に一列に配置されることができる。

また、上記のノズルアセンブリーは、複数のグループノズルを個別に開閉し、素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に冷却流体を噴射することができる。

更に、上記のノズルアセンブリーは、複数のグループノズルを個別に開閉するように制御し、素材の噴射される冷却流体の流量をグループノズル別に幅方向に異ならせて噴射するように設けられることもできる。

これに加え、上記のノズルアセンブリーは、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じるのを防止するために、複数のグループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設けられることを特徴とする。

上記ノズルアセンブリーの上流に配置され、ノズルアセンブリー側に進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度センサーと、高温素材温度センサーから受信した素材の幅方向の温度データに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するようにノズルアセンブリーを制御する制御部と、を含むことができる。

また、上記のノズルアセンブリーの下流に配置され、ノズルアセンブリーを通過した素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度センサーを更に含み、制御部は、冷却素材温度センサーから受信した素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度差以上になると、かかる温度偏差を考慮して、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再設定し、ノズルアセンブリーを制御することもできる。

上記ベースフレームは、ノズルアセンブリーが設けられる支持フレームと、支持フレームに配置され、冷却流体供給ラインと連結されて冷却流体が貯蔵される貯蔵配管と、ノズルアセンブリーと貯蔵配管とを連結し、ノズルアセンブリーに冷却流体を供給する供給配管と、を含むことができる。

上記ノズルアセンブリーは、冷却流体が貯蔵されるハウジングと、ハウジングの内側に突出して複数設けられ、長手方向にスルーホールが形成されて冷却流体を外部に噴射するノズルと、複数のグループノズル上にそれぞれ配置され、グループノズルそれぞれを開閉する複数のマスクと、ハウジングに複数配置され、複数のマスクを個別に上下移動させるアクチュエーターと、を含むことができる。

また、上記ノズルアセンブリーは、マスクとノズルとの間隔を調節し、外部に噴射される冷却流体の流量を制御することもできる。

上記マスクは、冷却流体が流動可能な複数の流動ホールが形成され、一側面がアクチュエーターと締結されるベースプレートと、ベースプレートの他側面に配置され、ベースプレートの流動ホールに対応する位置にホールが形成され、ノズルを閉鎖する場合、ノズルのスルーホールをシールする弾性部材と、を含むことができる。

また、上記マスクのベースプレートは、一側面の中心に突出形成され、アクチュエーターと締結される締結部と、ベースプレートの変形を防止するために、締結部からベースプレートの周縁まで延びて形成される補強リブと、を含むことができる。

また、上記補強リブは、締結部からベースプレートそれぞれの角まで延びて形成される複数の第１リブと、複数の第１リブの上部に配置され、複数の第１リブの間を連結する第２リブと、を含むことができる。

更に、上記弾性部材は、ノズルと密着する部位に突出して形成され、ノズルを加圧してシールする突出部を更に含むこともできる。

上記マスクは、アクチュエーターから着脱するように設けられることもできる。

また、上記のハウジングは、外部と連通して設けられ、マスクの取り外し又は挿入が可能な大きさに形成される貫通部と、ハウジングの貫通部を開閉するドア部と、を含むこともできる。

上記のような目的を達成するために本発明の好ましい実施形態による冷却方法は、圧延機を通過した後で、ノズルアセンブリーに進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度測定ステップと、素材を幅方向に所定の領域に分割し、素材の幅方向に対する温度に対応して素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定する噴射流量設定ステップと、複数のグループノズルが素材の幅方向に一列に形成されたノズルアセンブリーを制御し、素材の分割された各領域に冷却流体を個別に噴射する冷却水噴射ステップと、を含むことができる。

また、上記噴射流量設定ステップは、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じるのを防止するために、複数のグループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の冷却流体が排出されるように設定することもできる。

ここで、上記ノズルアセンブリーは、複数のグループノズルを個別に開閉し、素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に冷却流体を噴射することもできる。

また、上記ノズルアセンブリーは、複数のグループノズルを個別に開閉するように制御し、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量をグループノズル別に異ならせて噴射するように設けられることもできる。

本発明の実施形態による冷却方法は、上記ノズルアセンブリーを通過して冷却された素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度測定ステップを更に含み、冷却素材温度測定ステップにおいて測定された素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、かかる温度偏差を考慮して、噴射流量設定ステップにおいて素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再設定することもできる。

本発明による冷却装置及び冷却方法によると、素材の幅方向に供給される冷却水の流量を変化させるように制御することができ、高温素材の幅方向に対する温度偏差を最小化できるという効果を得ることができる。

また、本発明によると、ノズルの開閉手段を備えてノズルの開閉応答速度を向上させることにより、複数のノズルを介して冷却水を同時に噴射することができ、かつ、冷却水の噴射流量を迅速に安定化することができ、指示流量プロファイルを安定して追従できるという効果を得ることができる。

一般的な厚板工程ラインを概略的に図示した図である。 従来の厚板工程ラインに適用される冷却装置を概略的に図示した概略図である。 指示流量プロファイル及び従来の冷却装置を用いた実流量を比較したグラフである。 本発明の実施形態による冷却装置を概略的に図示した斜視図である。 本発明の実施形態による冷却装置において複数のグループノズルを概略的に図示した斜視図である。 本発明の実施形態による冷却装置の動作状態を概略的に図示した正面図である。 本発明の実施形態による冷却装置を概略的に示したブロック図である。 本発明の実施形態による冷却装置において一部分を拡大し、概略的に図示した斜視図である。 本発明の実施形態による冷却装置のマスクを抜粋し、概略的に図示した斜視図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、ノズルを閉鎖した状態を概略的に図示した断面図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、ノズルを開放した状態を概略的に図示した断面図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、ノズルの開放時にマスクの流動ホールを介して冷却流体が移動する状態を概略的に図示した図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、ノズルの閉鎖時にマスクの流動ホールを介して冷却流体が移動する状態を概略的に図示した図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、他の実施形態によるマスクを用いてノズルを閉鎖した状態を概略的に図示した断面図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、他の実施形態によるマスクを用いてノズルを開放した状態を概略的に図示した断面図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、更に他の実施形態によるマスクを抜粋し、概略的に図示した斜視図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、マスクを取り替える状態を概略的に図示した状態図である。 本発明の実施形態による冷却装置において、マスクを着脱する状態を概略的に図示した図である。 本発明の実施形態による冷却方法を概略的に示したフローチャートである。

本発明の特徴に関する理解を容易にするために、以下、本発明の実施形態に関する冷却装置及び冷却方法についてより詳細に説明する。

以下で説明される実施形態の理解を容易にするために、添付の各図面の構成要素に参照符号を付けるに際し、同一の構成要素に対しては、たとえ異なる図面上に示されていてもできるだけ同一の符号を有するようにしている点に留意する。また、本発明を説明するに際し、関連の公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

以下、添付の図面を参照して、本発明の具体的な実施形態について説明する。

図４は本発明の実施形態による冷却装置を概略的に図示した斜視図であり、図５は上記冷却装置において複数のグループノズルを概略的に図示した斜視図である。図６は上記冷却装置の動作状態を概略的に図示した正面図であり、図７は上記冷却装置を概略的に示したブロック図である。図８は上記冷却装置において一部分を拡大し、概略的に図示した斜視図であり、図９は上記冷却装置のマスクを抜粋し、概略的に図示した斜視図である。図１０及び図１１は上記冷却装置においてノズルを閉鎖及び開放した状態を概略的に図示した断面図であり、図１２及び図１３は上記冷却装置においてノズルの開放及び閉鎖時にマスクの流動ホールを介して冷却流体が移動する状態を概略的に図示した図である。

図２〜図１３に示すように、本発明の実施形態による冷却装置１００は、外部の冷却流体供給ライン１０と連結され、加熱炉で加熱された後、圧延機を通過した素材Ｍに冷却水を噴射できるように配置されるベースフレーム２００と、上記ベースフレーム２００に配置され、素材Ｍの幅方向に対する温度偏差を最小化するために、素材の幅方向に分割された複数の領域Ｚに対して任意のパターンで冷却流体を噴射するノズルアセンブリー３００と、を含む。

上記ノズルアセンブリー３００は、上記ベースフレーム２００に配置されて冷却流体の供給を受ける。ノズル３２０は複数の行と列に備えられ、所定の数の上記ノズル３２０がグループを形成して複数のグループノズルＧに分割され、上記グループノズルＧを開閉して所定の領域に冷却流体を噴射するように構成される。

即ち、上記ノズル３２０は、複数設けられ、所定の数の上記ノズル３２０をグループノズルＧとし、所定の数の上記ノズル３２０を同時に開放して所定の領域Ｚに冷却流体を同時に噴射することができ、かつ、供給された流量を比較的短時間で安定化することができ、指示流量プロファイルを安定して追従することができる。ここで、冷却流体は、冷却水として設けられ、上記ノズル３２０の開放時に冷却水の自重による自由落下によって高温素材上に落下して冷却が行われるように配備されることができる。

また、上記ノズルアセンブリー３００は、複数の上記グループノズルＧの少なくともいずれか一つのグループノズルＧを開放し、特定の領域Ｚに選択的に冷却流体を噴射するように設けられる。

より具体的には、上記ノズルアセンブリー３００が高温素材Ｍの幅方向に配置され、上記ノズルアセンブリー３００のグループノズルＧが上記高温素材Ｍの幅方向に一列に配置される場合、複数の上記グループノズルＧのうち特定のグループノズルを選択的に開放し、上記高温素材Ｍの特定の領域Ｚのみを冷却するように設けることができる。

例えば、図６に示しているように、グループノズルが１０個配置される場合、図面の左側を基準に、２番目、４番目、７番目、及び９番目のグループノズルを閉鎖し、１番目、３番目、５番目、６番目、８番目、及び１０番目のグループノズルは開放して冷却流体を噴射するように動作することができる。

かかる構成により、高温素材Ｍの幅方向に特定の領域に対して冷却流体を選択的に噴射することができ、幅方向に対する温度偏差を最小化することができる。即ち、高温素材Ｍにおいて高温の領域で多量の冷却流体が噴射される必要がある領域には、その領域に対応する位置の２〜３個のグループノズルを開放して多量の冷却流体が噴射されるように動作させ、比較的低温の領域には、１個のグループノズルを開放して比較的少ない流量の冷却流体を噴射させるか、グループノズルを閉鎖して冷却流体が噴射されないように動作させることで、幅方向に対する温度偏差を最小化することができる。

更に、複数の上記グループノズルのうち両側端に位置する１番目、１０番目のグループノズルは、冷却流体が貯蔵及び供給される領域において水撃現象が生じることを防止するために、所定の量の冷却流体が排出されるように冷却装置が作動する間は常に開放されていることが好ましい。

また、本発明の実施形態による冷却装置１００は、上記ノズルアセンブリー３００の上流に配置され、加熱炉で加熱され、圧延機Ｒを通過した後、上記ノズルアセンブリー３００側に進入する素材Ｍの幅方向に対する温度を測定する高温素材温度センサー４２０と、上記高温素材温度センサー４２０から受信した素材Ｍの幅方向の温度データに対応して素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を調節するように、上記ノズルアセンブリー３００を制御する制御部４１０と、を含むことができる。

即ち、素材Ｍが上記ノズルアセンブリー３００に進入する前に高温素材温度センサー４２０を介して素材Ｍの幅方向に対する温度を測定し、素材Ｍの幅方向に対する温度データに基づいて、相対的に高い温度の領域には多くの流量の冷却流体を噴射するようにし、相対的に低い温度の領域には少ない流量の冷却流体を噴射するように、制御部４１０が上記ノズルアセンブリー３００を制御する。

更に、上記ノズルアセンブリー３００の下流に配置され、上記ノズルアセンブリー３００を通過した素材Ｍの幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度センサー４３０を更に含むことができる。

この際、上記制御部４１０は、上記冷却素材温度センサー４３０から受信した素材Ｍの幅方向に対する温度偏差が所定の温度、即ち、素材が満たすべき温度偏差の範囲以上になると、かかる温度偏差を考慮して、素材Ｍの分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再設定して、上記ノズルアセンブリー３００を制御することができる。

かかる構成で、オンライン上で上記高温素材温度センサー４２０が測定したデータにより、１次的に各領域に噴射する冷却流体の流量を設定し、上記冷却素材温度センサー４３０が測定したデータを受信して、素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、２次的に各領域に噴射する冷却流体の流量を再調節することができ、素材Ｍの温度偏差を最小化できる最適の冷却流体の噴射流量を設定することができる。

上記ベースフレーム２００は、上記ノズルアセンブリー３００が設けられる支持フレーム２１０と、上記支持フレーム２１０に配置され、上記冷却流体供給ライン１０と連結されて冷却流体が貯蔵される貯蔵配管２２０と、上記ノズルアセンブリー３００と上記貯蔵配管２２０とを連結し、上記ノズルアセンブリー３００に冷却流体を供給する供給配管２３０と、を含む。

即ち、上記貯蔵配管２２０は、上記冷却流体供給ライン１０と連結されて冷却流体の供給を受け、上記ノズルアセンブリー３００に冷却流体をスムーズに供給するために、上記ノズルアセンブリー３００に貯蔵される冷却流体の量よりも多い量の冷却流体を予め貯蔵するように形成されることが好ましい。また、上記供給配管２３０には弁（図示せず）が備えられ、上記ノズルアセンブリー３００に貯蔵された冷却流体が所定の量以下になると、冷却流体を供給するように動作することができる。

上記ノズルアセンブリー３００は、冷却流体が貯蔵されるハウジング３１０と、上記ハウジング３１０の内側に突出して複数設けられ、長手方向にスルーホールが形成されて冷却流体を外部に噴射する上記ノズル３２０と、複数設けられ、複数の上記グループノズル上にそれぞれ配置されて上記グループノズルそれぞれを開閉するマスク３３０と、上記ハウジング３１０に複数配置され、複数の上記マスク３３０を個別に上下移動させるアクチュエーター３４０と、を含むことができる。

上記ハウジング３１０は、中空部を有するように設けられ、内部に所定の量以上の冷却流体を貯蔵し、下側面は水平に設けられ、複数の上記ノズル３２０が形成される。

また、上記ハウジング３１０は、長く形成され、上記グループノズルが一列に配置されるように設けられることもできる。この場合、上記ハウジング３１０を高温素材の幅方向に配置して複数の上記グループノズルを選択的に開放することで、幅方向において特定の領域に冷却流体を供給することができる。

上記ノズル３２０は、所定の領域に冷却流体を噴射するために、上記ハウジング３１０に複数の行と列に設けられる。また、上記ノズル３２０は、上記ハウジング３１０の下側面から上記ハウジング３１０の内側に突出して形成され、長手方向にスルーホールが形成されて、冷却流体を外部に噴射するように設けられる。即ち、上記ノズル３２０を閉鎖する場合には、上記マスク３３０が突出したノズル３２０の端部を加圧して閉鎖することができ、冷却流体の漏れをより効果的に停止させることができる。上記ノズル３２０の形状はこれに限定されず、所定の領域に冷却流体を同時に噴射することができるものであれば如何なる形態でも設けられることができることは言うまでもない。

また、複数の上記ノズル３２０は、所定の数のノズルをグループに形成し、複数のグループノズルに分割することができる。例えば、上記ノズル３２０が上記ハウジング３１０に８行８０列で形成される場合、縦８個と横８個のノズル３２０を一つのグループノズルとすると、計１０個のグループノズルに分割される。この際、上記マスク３３０は、上記一つのグループノズル、即ち、縦８個と横８個のノズル３２０を同時に開閉するように設けられる。

上記マスク３３０は、上記ハウジング３１０の内部に配置されて上下に移動し、上記ハウジング３１０の内部に突出した複数の上記ノズル３２０、即ち、一つのグループノズルを同時に開閉するように動作することで、複数の上記ノズル３２０を介して冷却流体を同時に噴射又は遮断するように設けられる。この際、上記ハウジング３１０に配置されるアクチュエーター３４０の駆動により、上記マスク３３０が上下に移動される。この際、上記ノズル３２０を閉鎖した状態で上記マスク３３０を移動して上記ノズル３２０を開放する場合、上記マスク３３０と上記ノズル３２０との間隔を調節することで噴射される冷却流体の流量を制御することもできる。

より具体的には、上記マスク３３０は、冷却流体が流動可能な複数の流動ホールｈが形成され、一側面が上記アクチュエーター３４０と締結されるベースプレート３３１と、上記ベースプレート３３１の他側面に配置され、上記ベースプレート３３１の流動ホールｈに対応する位置にホールが形成され、上記ノズル３２０を閉鎖する場合、上記ノズル３２０のスルーホールをシールする弾性部材３３２と、を含む。

上記ベースプレート３３１は、上記ハウジング３１０に配置された複数のノズル３２０をすべて覆うことができる面積で形成され、上下に移動する際に冷却流体による抵抗を最小化するために、上記ノズル３２０を閉鎖するための領域以外には流動ホールｈが形成される。即ち、上記ベースプレート３３１が、所定の面積を有し、上記ハウジング３１０の内部で上下方向に移動する場合、広い表面積によって冷却流体による抵抗が大きく発生し、制御信号に対する応答が遅くなり、指示流量プロファイルの追従に困難がある。そのため、迅速な応答速度を確保するために、多数の流動ホールｈを形成することで、上下移動時に発生する流動抵抗を最小化した。

上記ノズル３２０を閉鎖した状態で上記ベースプレート３３１を上側に移動させて上記ノズル３２０を開放する場合、図１２に図示したように、上記ベースプレート３３１に形成されている複数の流動ホールｈを介して多量の冷却流体が流動することができ、上記ベースプレート３３１に印加される抵抗を減少させて上記ベースプレート３３１が変形されることを最小化することができる。また、所定の時間が経過した後、上記ノズル３２０を閉鎖するために移動させる場合にも、図１１に図示されているように、複数の流動ホールｈを介して多量の冷却流体が流動することができ、上記ベースプレート３３１に印加される抵抗を減少させることができる。

また、上記マスク３３０のベースプレート３３１は、一側面の中心に突出形成され、上記アクチュエーター３４０と締結される締結部３３３と、上記ベースプレート３３１の変形を防止するために、上記締結部３３３から上記ベースプレート３３１の周縁まで延びて形成される補強リブ３３４と、を含む。

即ち、上記ベースプレート３３１は、広い表面積を有しており、上下移動の際に締結部３３３を中心に前後と左右の４側端で曲げ変形が発生し、長時間使用する場合、上記ベースプレート３３１に荷重疲労が蓄積して破損するという問題が生じることがある。上記ベースプレート３３１の中心に形成された締結部３３３から上記ベースプレート３３１の周縁まで延びて補強リブ３３４を形成することで、曲げ荷重に対して補強することができる。この際、上記補強リブ３３４は、上記締結部３３３と上記ベースプレート３３１の一側面とに溶接締結されることが好ましい。

更に、上記マスク３３０が、上記ハウジング３１０の内部に一列に配置され、上記ノズル３２０を開閉する場合、上記補強リブ３３４は、上記マスク３３０が配置される方向と同一の方向に上記ベースプレート３３１に形成されることが好ましい。即ち、上記マスク３３０が上下移動する場合、上記ハウジング３１０の内部の冷却流体が、上記マスク３３０の移動によって両側に押し出され、このように押し出された冷却流体が、隣り合うマスク３３０に大きい荷重で印加されて隣り合うマスク３３０の破損を誘発することもある。従って、上記マスク３３０が配置される方向と同一の方向に補強リブ３３４を形成することで、上記ベースプレート３３１に荷重が集中する領域を補強することができる。

図１４及び図１５は、上記冷却装置において他の実施形態によるマスクを用いてノズルを閉鎖及び開放した状態を概略的に図示した断面図である。

図１４及び図１５に示すように、マスク３３０の弾性部材３３２は、ノズル３２０と密着する部位に突出して形成され、上記ノズル３２０を加圧してシールする突出部３３２ａを更に含むことができる。即ち、上記弾性部材３３２は、上記ノズル３２０が密着する領域で上記ノズル３２０側に突出する突出部３３２ａを備えて上記ノズル３２０を閉鎖する場合、冷却流体が漏れないようにシールすることができる。この際、上記突出部３３２ａは、少なくとも上記ノズル３２０の直径よりも大きく形成されることが好ましい。

図１６は上記冷却装置において更に他の実施形態によるマスクを抜粋し、概略的に図示した斜視図である。

図１６に示すように、ベースプレート３３１に備えられる補強リブ３３４は、上記ベースプレート３３１の変形をより高い剛性で支持するために、上記締結部から上記ベースプレート３３１それぞれの角まで延びて形成される複数の第１リブ３３４ａと、複数の上記第１リブ３３４ａの上部に配置され、複数の上記第１リブ３３４ａの間を連結する第２リブ３３４ｂとして設けられることもできる。上記補強リブ３３４の形状及び構造はこれに限定されず、上記ベースプレート３３１が曲がる現象を防止することができるものであれば如何なる形態でも設けられることができることは言うまでもない。

図１７は上記冷却装置においてマスクを取り替える状態を概略的に図示した状態図であり、図１８は上記冷却装置においてマスクを着脱する状態を概略的に図示した図である。

図１７及び図１８に示すように、上記マスク３３０は、上記アクチュエーター３４０から着脱できるように設けることができる。即ち、上記ベースプレート３３１に形成された締結部３３３と上記アクチュエーター３４０の作動ロッドが着脱するように設けられることができる。これは、長時間の使用に伴うベースプレート３３１の変形又は弾性部材３３２の腐食などによって上記マスク３３０が上記ノズル３２０を正確に開閉することができない場合に、マスク３３０のみを容易に取り替えて使用するためである。この際、上記アクチュエーター３４０と上記締結部３３３とは、図１７に示すように、ピン３６０で締結されて、上記アクチュエーター３４０と上記締結部３３３とをより簡単に締結及び分離させることができる。上記アクチュエーター３４０と上記ベースプレート３３１とを着脱するための構成はこれに限定されず、様々な機械的締結方法を適用することができることは言うまでもない。

このために、上記ハウジング３１０は、外部と連通して設けられ、上記マスク３３０の取り外し又は挿入が可能な大きさに形成される貫通部３１１と、上記ハウジング３１０の貫通部３１１を開閉するドア部３５０と、を更に含むことができる。即ち、上記ドア部３５０は、上記ハウジング３１０の貫通部３１１を閉鎖し、上記ハウジング３１０の内部状態の点検又は上記マスク３３０の取り替えが必要な場合、上記ドア部３５０を開け、上記ハウジング３１０の内部を開放することができる。この際、上記ドア部３５０は、上記ハウジング３１０に回転可能に締結されて上記貫通部３１１を開閉するか、上記貫通部３１１に着脱可能に設けられて上記貫通部３１１を開閉するように設けられることができる。

図１９は本発明の実施形態による冷却方法について概略的に示したフローチャートである。

図１９に示すように、圧延機を通過した後、ノズルアセンブリーに進入する素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度測定ステップ（Ｓ１１０）と、素材を幅方向に所定の領域に分割し、素材の幅方向に対する温度に対応して、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定する噴射流量設定ステップ（Ｓ１２０）と、複数のグループノズルが素材の幅方向に一列に形成されたノズルアセンブリーを制御して素材の分割された各領域に冷却流体を個別に噴射する冷却水噴射ステップ（Ｓ１３０）と、を含む。

また、上記ノズルアセンブリーを通過して冷却された素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度測定ステップ（Ｓ１４０）を更に含み、上記冷却素材温度測定ステップ（Ｓ１４０）において測定された素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度、即ち、素材が満たすべき温度偏差の範囲以上（Ｓ１５０の例）になると、かかる温度偏差を考慮して、上記噴射流量設定ステップ（Ｓ１２０）に戻り、素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を再調節することができる。

かかる方法により、オンライン上で上記高温素材温度測定ステップ（Ｓ１１０）から測定されたデータにより１次的に各領域に噴射される冷却流体の流量を設定し、上記冷却素材温度測定ステップ（Ｓ１４０）から測定されたデータにより素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、２次的に各領域に噴射される冷却流体の流量を再調節することができ、素材の温度偏差を最小化できる最適の冷却流体の噴射流量を設定することができる。

ここで、上記噴射流量設定ステップ（Ｓ１２０）は、冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じるのを防止するために、複数の上記グループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを所定の量の冷却流体が排出されるように設定することができる。

また、上記ノズルアセンブリーは、複数の上記グループノズルを個別に開閉することで、素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に冷却流体を噴射するように構成される。

また、上記ノズルアセンブリーは、複数の上記グループノズルを個別に開閉するように制御することで、素材の幅方向に噴射される冷却流体の流量を上記グループノズル別に異ならせて噴射するように設けられることができる。

以上、本発明は、限定された実施形態と図面により説明しているものの、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と以下に記載の特許請求の範囲の均等範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

Claims (19)

1. 外部の冷却流体供給ラインと連結され、加熱炉で加熱された後、圧延機を通過した素材に冷却流体を噴射できるように配置されるベースフレームと、前記ベースフレームに配置され、前記素材の幅方向に対する温度偏差を最小化するために前記素材の幅方向に分割された複数の領域に対して任意のパターンで前記冷却流体を噴射するノズルアセンブリーと、を含み、
   前記ノズルアセンブリーは、前記ベースフレームに配置されて前記冷却流体の供給を受け、ノズルが複数の行と列に備えられ、所定の数の前記ノズルがグループを形成して複数のグループノズルに分割され、前記グループノズルを開閉して所定の領域に前記冷却流体を噴射し、
   前記ノズルアセンブリーは、前記冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じるのを防止するために、複数の前記グループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の前記冷却流体が排出されるように設けられることを特徴とする冷却装置。
2. 前記ベースフレームは、移動する前記素材の上部に配置され、前記ノズルアセンブリーの複数の前記グループノズルが、前記素材の幅方向と平行に一列に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記ノズルアセンブリーは、複数の前記グループノズルを個別に開閉し、前記素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に前記冷却流体を噴射することを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記ノズルアセンブリーは、複数の前記グループノズルを個別に開閉するように制御し、前記素材に噴射される前記 冷却流体の流量を前記グループノズル別に幅方向に異ならせて噴射するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
5. 前記ノズルアセンブリーの上流に配置され、前記ノズルアセンブリー側に進入する前記素材の幅方向に対する温度を測定する高温素材温度センサーと、 前記高温素材温度センサーから受信した前記素材の幅方向の温度データに対応して前記素材の幅方向に噴射される前記冷却流体の流量を調節するように前記ノズルアセンブリーを制御する制御部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
6. 前記ノズルアセンブリーの下流に配置され、前記ノズルアセンブリーを通過した前記素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度センサーを更に含み、前記制御部は、前記冷却素材温度センサーから受信した前記素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、かかる温度偏差を考慮して、前記素材の分割された各領域に噴射する前記冷却流体の流量を再設定し、前記ノズルアセンブリーを制御することを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
7. 前記ベースフレームは、前記ノズルアセンブリーが設けられる支持フレームと、前記支持フレームに配置され、前記冷却流体供給ラインと連結されて前記冷却流体が貯蔵される貯蔵配管と、前記ノズルアセンブリーと前記貯蔵配管とを連結し、前記ノズルアセンブリーに前記冷却流体を供給する供給配管と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
8. 前記ノズルアセンブリーは、前記冷却流体が貯蔵されるハウジングと、前記ハウジングの内側に突出して複数設けられ、長手方向にスルーホールが形成されて前記冷却流体を外部に噴射する前記ノズルと、 複数の前記グループノズル上にそれぞれ配置され、前記グループノズルそれぞれを開閉する複数のマスクと、前記ハウジングに複数配置され、前記複数の前記マスクを個別に上下移動させるアクチュエーターと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
9. 前記ノズルアセンブリーは、前記マスクと前記ノズルとの間隔を調節して、外部に噴射される前記冷却流体の流量を制御することを特徴とする請求項８に記載の冷却装置。
10. 前記マスクは、前記冷却流体が流動可能な複数の流動ホールが形成され、一側面が前記アクチュエーターと締結されるベースプレートと、前記ベースプレートの他側面に配置され、前記ベースプレートの前記流動ホールに対応する位置にホールが形成され、前記ノズルを閉鎖する場合、前記ノズルのスルーホールをシールする弾性部材と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の冷却装置。
11. 前記マスクのベースプレートは、一側面の中心に突出形成され、前記アクチュエーターと締結される締結部と、前記ベースプレートの変形を防止するために、前記締結部から前記ベースプレートの周縁まで延びて形成される補強リブと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の冷却装置。
12. 前記補強リブは、前記締結部から前記ベースプレートそれぞれの角まで延びて形成される複数の第１リブと、前記複数の第１リブの上部に配置され、前記複数の第１リブの間を連結する第２リブと 、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の冷却装置。
13. 前記弾性部材は、前記ノズルと密着する部位に突出して形成され、前記ノズルを加圧してシールする突出部を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の冷却装置。
14. 前記マスクは、前記アクチュエーターから着脱するように設けられることを特徴とする請求項１０に記載の冷却装置。
15. 前記ハウジングは、外部と連通して設けられ、前記マスクの取り外し又は挿入が可能な大きさに形成される 貫通部と、前記ハウジングの貫通部を開閉するドア部と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の冷却装置。
16. 圧延機を通過した後、ノズルアセンブリーに進入する素材の幅方向に対する温度を測定 する高温素材温度測定ステップと、前記素材を幅方向に所定の領域に分割し、前記素材の幅方向に対する温度に対応して前記素材の分割された各領域に噴射する冷却流体の流量を設定する噴射流量設定ステップと 、複数のグループノズルが前記素材の幅方向に一列に形成された前記ノズルアセンブリーを制御して、前記素材の分割された各領域に前記冷却流体を個別に噴射する冷却水噴射ステップと、を含み、
    前記噴射流量設定ステップは、 前記冷却流体が貯蔵及び供給される領域で水撃現象が生じるのを防止するために、前記複数のグループノズルのうち両側端に位置したグループノズルを介して所定の量の前記冷却流体が排出されるように設定することを特徴とする冷却方法。
17. 前記ノズルアセンブリーは、前記複数のグループノズルを個別に開閉し、前記素材の幅方向に対して選択的に特定の領域に前記冷却流体を噴射することを特徴とする請求項１６に記載の冷却方法。
18. 前記ノズルアセンブリーは、前記複数のグループノズルを個別に開閉するように制御し、前記素材の幅方向に噴射される前記冷却流体の流量をグループノズル別に異ならせて噴射するように設けられることを特徴とする請求項１７に記載の冷却方法。
19. 前記ノズルアセンブリーを通過して冷却された前記素材の幅方向に対する温度を測定する冷却素材温度測定ステップを更に含み、前記冷却素材温度測定ステップにおいて測定された前記素材の幅方向に対する温度偏差が所定の温度以上になると、かかる温度偏差を考慮して、前記噴射流量設定ステップにおいて前記素材の分割された各領域に噴射する前記冷却流体の流量を再設定することを特徴とする請求項１６に記載の冷却方法。
    
    
    
    
    
    
    
    

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