KR100360637B1

KR100360637B1 - 입상 격리 재료를 갖춘 지연식 냉각 시스템

Info

Publication number: KR100360637B1
Application number: KR1019990043350A
Authority: KR
Inventors: 티. 마이클 쇼어; 멜리첼 푸초프스키
Original assignee: 모건 컨스트럭션 캄파니
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2002-11-13
Also published as: TW436527B; JP3291277B2; BR9904454A; CN1123406C; JP2000158032A; EP0992592A3; US6331219B1; CN1250694A; EP0992592A2; KR20000028920A; CA2282973A1

Abstract

열간 압연된 강철 제품을 지연 냉각 속도로 냉각시키기 위한 시스템은 상기 제품을 연속적인 일련의 링으로 성형하기 위한 레잉 헤드를 포함한다. 컨베이어는 수납 스테이션에서 레잉 헤드로부터의 링을 수납하여 상기 링을 컨베이어로부터 이송되고 직립 코일로 모이는 재형성 스테이션까지 냉각 구역을 통해 비집중식 중첩 패턴으로 이송한다. 상기 링은 냉각 구역을 통해 이송되는 동안 입상 격리 재료로 덮인다.

Description

입상 격리 재료를 갖춘 지연식 냉각 시스템 {RETARDED COOLING SYSTEM WITH GRANULAR INSULATION MATERIAL}

본 발명은 로드, 바 등과 같은 열간 압연된 강철 제품을 생산하는 압연기에 관한 것으로, 특히 지연 냉각 속도로 이러한 제품을 냉각시키기 위한 개선된 시스템 및 방법에 관한 것이다.

열간 압연된 강철 로드를 컨베이어 상에 배치되고 로드가 양호한 야금 특성을 갖도록 제어된 속도로 냉각되게 되는 냉각 구역을 통해 이송되는 링으로 성형하는 것은 알려져 있다. 냉각 속도는 가스 냉각제, 전형적으로는 대기를 강제로 인가함으로써 가속되거나 또는 컨베이어를 덮는 격리 커버를 사용함으로써 지연될 수 있다. 전술된 예들은 미국 특허 제3,320,101호[맥클린(Mclean) 등], 제3,930,900호[윌슨(Wilson)], 제3,940,961호[길바(Gilvar)] 및 제4,468,262호[카네다(Kaneda) 등]에 개시되어 있다.

이러한 설비의 한가지 단점은 링이 대기에 장기간 노출되어 표면 스케일의 성장을 조장하는 것인데, 상기 표면 스케일은 상기 제품을 예로서 와이어 인발, 기계 가공 등과 같은 후속 처리하기 전에 제거되어야 한다. 또한, 냉각 속도는 균일하지 않아 제어하기에 다소 힘든 경향이 있다.

보다 균일한 지연 냉각을 위한 다른 시도들은 온수조 및 유동층의 사용을 포함하지만, 이들이 상용으로 실시 가능한지에 대해서는 판명되지 않았다.

본 발명의 목적은 컨베이어 상에서 이송되는 링을 입상 격리 재료 내에 매립함으로써 상기 서술된 종래 기술의 시스템과 관련된 단점을 해결하기 위한 것이다. 이렇게 함으로써, 링 표면이 대기에 노출되는 것이 현저하게 최소화되어 그에 따라 표면 스케일의 성장이 감소된다. 부수적인 이점으로는 보다 균일한 냉각이 가능하고, 예로서 제품 링에 열을 적용하기에 앞서 입상 격리 재료를 가열 또는 냉각시킴으로써 냉각 속도를 보다 정밀하게 제어할 수 있다는 것이 있다.

이들 목적 및 이점과, 다른 목적 및 이점에 대해서는 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예를 도시한 도면.

도2는 도1에 도시된 시스템의 일부분의 확대도.

도3은 본 발명에 따른 시스템의 변경 실시예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 연속 벨트

19 : 핀치 롤 유닛

22 : 레잉 헤드

24 : 링

32 : 공급 수단

36 : 롤러

38 : 챔버

44 : 버킷

45 : 오거

46 : 가열기

47 : 보조 컨베이어

우선, 도1 및 도2에서, 본 발명에 따른 지연식 냉각 시스템의 일 실시예가 도면부호 10으로 도시되어 있다. 시트강 또는 다른 적절한 내열성 재료로 된 컨베이어 수단, 예를 들어 연속 벨트(12)는 도면에 도시된 것처럼 좌측으로부터 우측까지 상부 벨트부를 이동시키기 위해 적어도 하나가 통상적인 구동 장치(도시 생략)에 의해 구동되는 롤(14a, 14b)들 사이에 연장된다. 벨트는 롤(14a, 14b)들 사이의 이격된 위치에서 통상적으로 도면부호 16으로 도시된 롤러에 의해 지지되어 구동된다.

열간 압연된 강철 로드는 압연기로부터 수납되고, 핀치 롤 유닛(19) 및 압연화된 가이드 기구(20)에 의해 로드를 연속적인 일련의 링(24)으로 성형하는 코일링 수단, 예를 들어 레잉 헤드(22)까지 하향으로 안내된다. 레잉 헤드(22)의 직상류에서, 격리 수단을 형성하는 제1 공급 수단 또는 제1 공급 기구(26)는 벨트(12) 상에 예열된 입상 격리 재료의 기부 층(28)을 적층한다. 상기 격리 재료는 그레인 또는 입자의 평균 크기가 약 1 mm부터 8 mm 사이인 백운석, 규토, 모래 등을 통상적으로 포함한다.

수납 스테이션에서 레잉 헤드(22)로부터 나온 상기 링(24)은 격리 기부 층(28) 상에 중첩 비집중식 패턴으로 적층되고, 곧바로 격리 수단을 형성하는 제2 공급 수단 또는 제2 공급 기구(32)에 의해 공급되는 예열된 입상 격리 재료의 상부층(30)에 의해 덮인다.

전형적으로, 링은 약 500 ℃ 이상으로 상승된 온도로 컨베이어 상에 배치되고, 입상 격리 재료는 상기 배치 온도에 대해 ±100 ℃로 예열되며, 이로써 링은 0.05 ℃/sec 내지 1 ℃/sec 정도의 지연 속도로 컨베이어 상에서 냉각된다. 물론, 이것은 개시된 시스템으로 달성될 무수한 여러 가지 지연 냉각 공정 중 단지 하나라는 것을 알 수 있다. 냉각 속도는 컨베이어 상에 배치된 링의 온도, 입상 격리 재료의 온도 및/또는 형태와, 더욱 냉각을 지연하기 위한 격리 커버(34) 등의 선택적 사용을 포함하는 다른 요소에 따라 좌우된다. 임의의 조건에서는 입상 격리 재료를 예열하는 것보다 냉각시키는 것이 더 바람직할 것이다.

컨베이어의 이송 단부에서, 상기 링(24)은 이들이 직립 원통형 코일로 모이는 재형성 스테이션의 재형성 챔버(38) 내에 수납되기 전에 분리 수단, 예를 들어 피동 상호 이격 롤러(36)를 통과한다. 입상 격리 재료는 롤러(36)들 사이에서 회수 수단, 예를 들어 호퍼(41)에 떨어진다. 오거(auger, 45)는 호퍼로부터 입상 격리 재료를 제2 공급 기구(32)로 그리고 보조 컨베이어(47)를 통해 제1 공급 기구(26)까지 역으로 재순환시키는 복귀 수단, 예를 들어 버킷 컨베이어(43) 또는 다른 이송 기구까지 격리 재료를 측방향으로 이동시킨다.

비록 입상 격리 재료가 컨베이어 상에서 링에 의해 방출된 열로 연속적으로 예열될지라도, 다소의 추가 예열이 필요하고 이를 위하여 재가열 수단, 예를 들어 가열기(49)가 컨베이어(43)의 경로 및/또는 벨트(12)의 아래를 따라 제공된다.

재형성 챔버(38)의 상단부는 예로서 미국 특허 제5,501,410호 [스타바스키 (Starvaski)] 및 제5,735,477호[쇼어 (Shore) 등]에 개시된 공지의 구성이고, 링 하강의 경로로 또는 이로부터 외부로 이동되는 아이리스(iris) 기구(42)에 의해 현수된 노우즈 원추부(40)를 포함한다. 격리된 포트(44)는 대기 스테이션 "A"로부터 재형성 챔버(38)에 있는 코일 수납 위치 "B"까지 그리고 이로부터 유지 스테이션 "C"까지 제2 컨베이어 수단, 예를 들어 피동 롤러 컨베이어 세그멘트(46a 내지 46d) 상에서 이동 가능하다. 각각의 포트는 환형 챔버(50)를 형성하기 위해 주변 격리 벽과 협동하는 내부 코어(48)를 갖는다. 피스톤-실린더 유닛(52)은 롤러 컨베이어 세그멘트(46b)를 상승시키기 위해 작동될 수 있고, 이로써 그 위에 지지된 포트(44)를 상승시켜 이의 코어(48)를 노우즈 원추부(40)에 지지식 접촉 상태로 위치시키게 된다. 이것은 아이리스 기구(42)가 자유롭게 후퇴하도록 하며, 이로써 링이 노우즈 원추부(40)에 걸쳐 하강하고 하방 포트의 환형 챔버(50)로 하강하여 코일 형태로 수집되도록 허용한다.

코일 형성 작동의 말기에, 아이리스 기구(42)는 폐쇄되고 컨베이어 세그멘트(46b)는 하강하여서 노우즈 원추부(40)가 아이리스 상에 다시 배치된다. 그 뒤 채워진 포트는 뚜껑(54)에 의해 덮이는 유지 스테이션(C)까지 이동된다. 동시에, 다른 빈 포트가 코일 수납 위치(B)로 이동되고 전체 작동이 반복된다.

도3에 도시된 본 발명의 변경 실시예에서, 이격된 롤러(36)들 사이에서 떨어지는 입상 격리 재료는 대기 스테이션(A)에 있는 회수 수단, 예를 들어 포트의 환형 챔버(50)로 하향 안내된다. 그 뒤, 채워진 포트는 코일 수납 위치(B)까지 이동되고, 대기 스테이션(A)에서 포트의 위치는 다른 빈 포트(도시 생략)에 의해 점유된다.

상기 실시예에서, 포트는 환형 챔버(50)의 하부에 입상 격리 재료를 배출하기 위한 수단, 예를 들어 게이트 기구(56)를 구비한다. 코일을 형성하는 작동중에, 수납 위치(B)에서 포트의 게이트 기구는 개방되어 버킷 컨베이어(43)로 복귀시키기 위해 입상 격리 재료를 컨베이어 세그멘트(46b)의 이격된 롤러를 통해 복귀 수단, 예를 들어 컨베이어 벨트(58) 상에 하향 배출하는 것을 제어한다. 포트 챔버(50) 내에서 입상 격리 재료의 차츰 낮아지는 레벨은 축적 코일의 상부를 비교적 일정한 레벨로 유지하는 하강 코일 지지부로서 기능한다.

앞에서 설명한 견지에서, 본 발명은 종래 기술의 시스템에서는 얻을 수 없는 몇 가지의 중요한 이점을 제공한다는 것을 알 수 있다. 특히 중요한 점은 레잉 헤드(22)로부터 나온 링(24)을 입상 격리 재료 내에 즉시 매립하는 것이다. 이렇게 함으로써, 표면 스케일의 성장이 현저히 작아지고, 동시에 더 균일하고 제어 가능한 지연 냉각 속도를 얻을 수 있게 된다.

컨베이어 상의 지연 냉각 사이클의 종료 시, 입상 격리 재료는 회수되거나 사용 초기 지점까지 역으로 재순환할 수 있거나, 또는 재형성 챔버에서 사용된 격리 포트 내에 연속 지지 기능을 제공할 수 있다.

이 기술 분야의 숙련자는 설명의 목적으로 선택한 상기 실시예를 구조적으로나 기능적으로 동등한 단계 및/또는 부품으로 대체함으로써 손쉽게 변경할 수 있다는 것을 알 수 있다. 단지 제한적이지 않은 예로써 공기식으로 구동되는 것을 포함하는 다른 시스템들도 입상 격리 재료를 재순환시키는 데 사용할 수 있다. 컨베이어의 길이, 구조 및 형상은 다양한 설치의 요구에 적합하게 변경될 수 있다. 상기 가열기는 입상 격리 재료를 지연 냉각, 회수 및 재순환 사이클 동안 다양한 단계에서 재가열하는 데 사용될 수 있기 때문에, 컨베이어 상의 격리 커버는 선택적이다.

본 발명은 첨부된 청구항에 의해 한정된 본 발명의 범위 내에서의 상기 모든 변경 및 다른 변경과 수정도 포함한다.

본 발명에 의하면, 열간 압연된 강철을 냉각시키는 시스템에서 컨베이어 상에서 이송되는 링을 입상 격리 재료 내에 매립함으로써 표면 스케일의 성장을 감소시킬 수 있다.

Claims

열간 압연된 강철 제품을 지연 냉각 속도로 냉각시키기 위한 시스템에 있어서,

상기 제품을 연속적인 일련의 링으로 성형하기 위한 코일링 수단과,

수납 스테이션에서 코일링 수단으로부터의 상기 링을 수납하고, 상기 링을 수납 스테이션으로부터 냉각 구역을 통해 상기 링이 컨베이어 수단으로부터 이송되어 직립 코일로 축적되는 재형성 스테이션까지 비집중식 중첩 패턴으로 이송하기 위한 컨베이어 수단과,

냉각 구역을 통해 이송되는 상기 링을 입상 격리 재료로 덮기 위한 격리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 격리 수단은 수납 스테이션의 상류에서 상기 컨베이어 수단 상에 입상 격리 재료의 제1 층을 배치하여 제1 층이 코일링 수단으로부터 수납되는 링 아래에 놓이도록 하는 제1 공급 수단과, 상기 수납 스테이션으로부터 하류에서 수납된 링 상에 입상 격리 재료의 제2 층을 배치하기 위한 제2 공급 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 컨베이어 수단으로부터 링이 이송되기 전에 상기 링으로부터 입상 격리 재료를 분리하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 분리된 입상 격리 재료를 회수하기 위한 회수 수단과, 회수된 입상 격리 재료를 격리 수단까지 역으로 재순환시키기 위한 복귀 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제4항에 있어서, 상기 격리 수단까지 역으로 재순환되는 입상 격리 재료를 재가열하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 직립 코일을 보유하기 위한 격리 포트와, 대기 스테이션으로부터 상기 포트가 링을 수납하여 코일 형태로 보유하는 재형성 스테이션까지, 그리고 상기 재형성 스테이션으로부터 링이 상기 포트 내에서 지연된 속도로 계속적으로 냉각되는 유지 스테이션까지 상기 포트를 이송하기 위한 제2 컨베이어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제6항에 있어서, 상기 링으로부터 분리되는 입상 격리 재료로 대기 스테이션의 포트를 채우기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제7항에 있어서, 상기 재형성 스테이션에서 상기 포트로부터 입상 격리 재료를 배출하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 배출은 포트가 상기 컨베이어 수단으로부터 링을 수납하는 속도에 관련된 제어 속도로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 시스템.
제8항에 있어서, 상기 배출된 입상 격리 재료를 회수하기 위한 회수 수단과, 상기 회수된 입상 격리 재료를 격리 수단까지 역으로 재순환시키기 위한 복귀 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제9항에 있어서, 상기 격리 수단까지 역으로 재순환되는 입상 격리 재료를 재가열하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
열간 압연된 강철 제품을 지연 냉각 속도로 냉각시키기 위한 방법에 있어서,

상기 제품을 연속적인 일련의 링으로 성형하는 단계와,

상기 링을 수납 스테이션에서 컨베이어 상에 배치시키고, 수납 스테이션으로부터 냉각 구역을 통해 상기 링이 컨베이어로부터 이송되어 직립 코일로 모이는 재형성 스테이션까지 상기 링을 비집중식 중첩 패턴으로 이송하는 단계와,

상기 냉각 구역을 통해 이송되는 상기 링을 입상 격리 재료로 덮는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 입상 격리 재료의 제1 층이 수납 스테이션의 상류에서 상기 컨베이어 상에 적층되어 컨베이어 상에 배치되는 링 아래에 놓이고, 입상 격리 재료의 제2 층이 수납 스테이션의 하류에서 상기 컨베이어 상에 적층되어 상기 링이 입상 격리 재료 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 재형성 스테이션의 상류에서 상기 링으로부터 입상 격리 재료를 분리하기 위한 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 분리된 입상 격리 재료를 상기 냉각 구역을 통해 이송되는 링을 덮는 데 재사용하기 위해 회수 및 재순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 재순환되는 입상 격리 재료를 재가열하기 위한 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서, 재형성 스테이션에서 형성되는 직립 코일을 격리 포트 내에 보유하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 재형성 스테이션에 위치되기 전에, 상기 포트가 분리된 입상 격리 재료로 채워지고, 그 뒤 상기 입상 격리 재료가 재형성 스테이션에서 상기 포트로부터 점차 배출되며, 상기 입상 격리 재료의 배출 속도는 포트가 컨베이어로부터 링을 수납하는 속도에 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 냉각 구역을 통해 이송되는 링을 덮을 때 재순환 및재사용하기 위해 배출된 입상 격리 재료를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, 재순환 되는 입상 격리 재료를 재가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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제11항에 있어서, 상기 입상 격리 재료가 필수적으로 백운암, 모래, 규토 등으로이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.