KR100664002B1 - 강 스트립용 냉각 장치 - Google Patents

강 스트립용 냉각 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100664002B1
KR100664002B1 KR1020057005321A KR20057005321A KR100664002B1 KR 100664002 B1 KR100664002 B1 KR 100664002B1 KR 1020057005321 A KR1020057005321 A KR 1020057005321A KR 20057005321 A KR20057005321 A KR 20057005321A KR 100664002 B1 KR100664002 B1 KR 100664002B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
steel strip
cooling
cooling device
tip
Prior art date
Application number
KR1020057005321A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050090370A (ko
Inventor
야스오 마쓰라
마사쿠니 다구치
히로토시 고니시
히로시 노다
Original Assignee
신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
닛테츠 플랜트 디자이닝 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤, 닛테츠 플랜트 디자이닝 코포레이션 filed Critical 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Publication of KR20050090370A publication Critical patent/KR20050090370A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100664002B1 publication Critical patent/KR100664002B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면, 노즐의 저항 계수를 감소시킬 수 있으며, 보다 높은 냉각율을 필요로 하는 냉각 장치에서 냉각 장치 조립체의 크기를 소형화시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 다수의 노즐을 구비한 강 스트립용 냉각 장치로서, 상기 노즐은 상기 강 스트립의 표면과 상기 노즐의 팁 사이의 간격을 30 내지 100mm 사이의 범위로 유지시키기 위해 냉각 챔버의 표면으로부터 돌출되며 냉매를 분사하여 이동 강 스트립을 냉각시키는, 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, d가 노즐 팁(강 스트립 측)의 내경이고 D가 노즐 하부(냉각 챔버 측)의 내경일 때, 상기 분사 노즐의 D/d는 식 1.5 ≤ D/d ≤ 3.0을 충족시키는 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
강 스트립, 냉각 장치

Description

강 스트립용 냉각 장치{COOLING DEVICE FOR STEEL STRIP}
본 발명은, 예를 들어 강 스트립(steel strip)을 처리하는 데 이용되는 연속 어닐링(annealing) 설비, 연속 용융 아연 도금(hot dip galvanizing) 설비, 컬러 코팅 라인, 스테인레스강 산세(pickling) 및 어닐링 라인 등과 같은 설비에서 연속하여 이동되는 강 스트립의 냉각 장치에 관한 것이다.
연속 어닐링 설비에서 강 스트립의 가열 공정, 담금(soaking) 공정, 냉각 공정, 그리고 경우에 따라서는 과시효 경화(over-aging) 공정을 연속하여 수행하는 것은 아주 잘 알려져 있다. 한편, 소망하는 특성을 갖는 강 스트립을 제조하기 위해서는, 강 스트립을 신속하면서도 균일하게 냉각시키고 가열 온도와 담금 시간을 조절하는 것이 중요하다. 여러 가지 다양한 냉매들이 강 스트립 냉각 수단으로 사용되고 있으며, 사용된 냉매에 따라서 강 스트립의 냉각율이 변화된다.
여러 가지 다양한 냉매들 중에서 물을 선정하여 냉매로서 사용하는 경우에, 또한 상기 물을 사용하여 높은 냉각율을 가지고서 초고속 냉각 속도로 냉각시키는 경우에는, 담금질 변형(quench distortion)으로 인해 냉각 좌굴(cooling buckle)이라고 하는 강 스트립의 변형이 발생되는 문제점이 생긴다. 더욱 나쁜 상황으로는, 강 스트립이 물과 접촉하는 동안에 강 스트립의 표면에 산화막이 형성되어, 이 산 화막을 제거시키기 위해서는 별도의 장치를 필요로 하게 됨으로써, 수냉 방식은 경제적으로도 불리하다는 점이다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위한 방법으로서, 물이나 여타 냉매를 롤 내부로 유입시켜서, 강 스트립이 냉각된 롤의 표면과 접촉하는 중에 그 강 스트립을 냉각시키는 롤 냉각 방식이 있다.
하지만, 롤 냉각 방식에는 다음과 같은 문제점이 있다. 강 스트립은 연속 어닐링 노(furnace)를 통과할 때 평평하게 유지되지 않을 수 있다. 따라서, 강 스트립이 냉각 롤과 접촉할 때에, 강 스트립의 어떤 부분은 냉각 롤과 접촉하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 접촉하지 않은 부분으로 인해 강 스트립이 그의 폭 방향을 따라 불균일하게 냉각되어, 강 스트립의 형상이 변형된다. 이러한 문제점에 대처하기 위해서, 강 스트립이 냉각 롤과 접촉하기 전에 강 스트립을 평평하게 하는 수단이 필요하게 된다. 하지만, 이러한 수단은 장치 비용을 증가시키게 된다.
또 다른 냉각 방식으로서, 가스를 냉매로 사용하는 냉각 방식이 실제 활용되고 있으며 여러 가지 다양한 결과들을 산출하고 있다. 이 방식에 따르면, 상술한 수냉 방식과 롤 냉각 방식에 비해 낮은 냉각율을 가지고도, 강 스트립을 그의 폭 방향을 따라 비교적 균일하게 냉각시킬 수 있다. 가스 냉각 방식의 궁극적 목적인 냉각율 상승을 위한 수단으로서 여러 가지 방법들이 제시되어 있는데 이를 상술하면 다음과 같다. 가능한 한 강 스트립의 근방에 가스를 분사할 수 있도록 노즐 팁을 위치시켜 열 전달 계수를 증가시킴으로써 냉각율을 상승시킬 수 있으며, 또한 냉매인 수소 가스의 농도를 증가시켜 열 전달 계수를 증가시킴으로써 냉각율을 상승시킬 수 있다.
가능한 한 강 스트립의 근방에 가스를 분사할 수 있도록 노즐 팁을 위치시켜서 열 전달 계수를 증가시키는 방식은 일본 특허 공보 평02-16375호에 개시되어 있다. 이 방식에 따르면, 노즐 팁과 강 스트립 사이의 간격을 단축시켜 효율적인 냉각이 가능해진다. 상기 일본 특허 공보의 개시 내용을 보다 구체적으로 설명하면, 냉각 가스 챔버에 구비되고 냉각 가스 챔버 벽의 표면으로부터 돌출되는 돌출 노즐의 길이가 100mm - Z 이상으로 조절되고, 돌출 노즐로부터 분사되어 강 스트립에 가해지는 가스가 벽의 후방에서 배출되도록 하는 공간이 마련되며, 이렇게 함으로써 분사 가스가 강 스트립의 표면에 체류하는 체류 시간이 단축되어, 이에 따라 강 스트립이 그의 폭 방향을 따라 보다 균일하게 냉각된다. 여기서, Z는 노즐 팁과 강 스트립 사이의 간격을 나타낸다.
또한, 상기 일본 특허 공보에는 최적 열전달 계수를 확인하기 위해 노즐의 돌출 길이를 50mm - Z 내지 200mm - Z로 변화시키면서 수행되었던 실험에 대해 개시되어 있다. 또한, 상기 일본 특허 공보는 그 실험을 근거로 하여 효율적인 냉각 용량을 갖는 냉각 장치에 대해서 개시하고 있다. 이러한 냉각 장치를 사용하게 되면, 대개 100kcal/㎡h℃인 열전달 계수가 400kcal/㎡h℃로 향상된다.
하지만, 여전히 보다 높은 냉각율을 필요로 하고 있으며, 약 95%의 질소(N2)와 약 5%의 수소(H2)를 포함한 분위기 가스를 통상의 냉매로서 사용하고 있는 기존 냉각 장치로는 이러한 요건에 대처할 수 없다. 이 문제점을 해소하기 위해서, 수소 가스를 냉매로서 활용하는 방안이 안출되었다. 수소 가스를 활용하게 되면 냉각 용량을 향상시킬 수 있다는 점은 이미 종래에 공지되어 있긴 하지만, 수소 가스는 위험하기 때문에 실제로는 활용되지 않고 있다.
수소 가스의 농도를 증가시켜 강 스트립을 신속하게 냉각시키는 기술이 일본 공개 특허 공보 평09-235626호에 개시되어 있다. 이 기술에 따르면, 수소 농도가 30 내지 60% 사이의 범위인 냉각 가스를 100 내지 150m/초 범위의 분사 속도로 강 스트립 상에 분사함으로써 냉각율을 높게 유지시키게 된다. 이와 같은 방식으로, 수소 가스를 적용한 기술들이 구체적으로 개발되어 왔고, 실제로 활용할 수 있게 준비되어 있다.
일반적으로 말하면, 상술한 기술들의 경우에, 주로 질소(N2)로 구성된 분위기 가스로 냉각시키는 경우에 비해서 수소(H2) 농도를 증가시킬 필요가 있을 뿐만 아니라 노즐로부터 분사되는 가스의 유량을 100 내지 150m/초 범위의 분사 속도까지 증가시킬 필요가 있기 때문에, 강 스트립에 분사된 가스 체적이 증가될 필요가 있으며, 가스를 노즐을 통해 100 내지 150m/초 범위의 분사 속도로 분사하기에 충분한 가스 압력이 또한 보장되어야 한다. 이러한 냉각 장치로서, 대개는 강 스트립으로 분사되었던 냉매가 덕트를 통해 순환되어 다시 강 스트립에 분사되는 순환식 냉각 장치가 사용되고 있다. 이러한 순환식 냉각 장치에 따르면, 강 스트립으로 분사되었던 냉매가 노 내로 배출되어, 순환 블로워를 구비한 노 본체에 설치되어 있 는 흡입 덕트를 통해 흡입된다. 순환 블로워의 전방에는 강 스트립으로 분사되어 가열되어 있는 냉매를 분사 온도로 냉각시키기 위한 열 교환기가 구비되어 있어서, 강 스트립은 냉매가 순환되는 동안에 상기 장치들로 냉각될 수 있게 된다.
이러한 순환 시스템의 최고 압력은 냉매가 노즐로부터 분사될 때 소요되는 압력이며, 노즐에서의 압력 강하를 최대한 저감시키는 것이 바람직하다.
상술한 문제점들을 해소하기 위한 본 발명의 요지는 다음과 같다.
(1) 다수의 노즐을 구비한 강 스트립용 냉각 장치로서, 상기 노즐은 상기 강 스트립의 표면과 상기 노즐의 팁 사이의 간격을 50 내지 100mm 사이의 범위로 유지시키기 위해 냉각 챔버의 표면으로부터 돌출되며 냉매를 분사하여 이동 강 스트립을 냉각시키는, 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, d가 노즐 팁(강 스트립 측)의 내경이고 D가 노즐 하부(냉각 챔버 측)의 내경일 때, 상기 분사 노즐의 D/d는 식 1.5 ≤ D/d ≤ 3.0을 충족시키는 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
(2) 항목 (1)에 따른 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, 상기 노즐의 총 길이는 200mm 이상이며, 상기 노즐의 팁과 강 스트립 표면 사이의 간격은 30 내지 100mm인 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
(3) 항목 (1) 또는 항목 (2)에 따른 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, 상기 노즐은 상기 노즐의 하부를 냉각 챔버에 구비된 설치 구멍에 관 확장 접합기에 의해 설치함으로써 부착되는 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
(4) 항목 (1) 내지 항목 (3) 중 어느 한 항목에 따른 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각 챔버에 구비된 상기 설치 구멍의 직경은, 노즐 총 길이(L) - 10mm (노즐 하부로부터 노즐 팁의 방향으로 10mm 떨어짐) ±3mm의 범위에 위치된 지점에서의 상기 노즐의 외경과 동일한 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
(5) 항목 (1) 내지 항목 (4) 중 어느 한 항목에 따른 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, 상기 노즐은 상기 노즐의 하부가 상기 냉각 챔버의 내면으로부터 돌출되지 않도록 부착되는 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
(6) 항목 (1) 내지 항목 (5) 중 어느 한 항목에 따른 강 스트립용 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각 장치의 냉매는 수소(H2)를 포함하고, 냉매의 나머지는 질소(N2) 또는 여타 불활성 가스로 이루어진 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 적용 분야인 연속 어닐링 설비의 냉각 장치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐을 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐의 부착 방식을 도시한 도면이다.
도 5는 노즐의 저항 계수를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 적용 분야인 연속 코팅 라인을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 적용 분야인 연속 용융 아연 도금 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 적용 분야인 또 다른 연속 용융 아연 도금 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 적용 분야인 스레인레스강 어닐링 및 산세 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 도면들에 도시되어 있는 실시예들을 기초로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 적용 분야인 연속 어닐링 설비의 냉각 장치를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 노즐을 상세하게 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 노즐의 부착 방식을 도시한 도면이며, 도 5는 노즐의 저항 계수를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉각 장치를 연속 코팅 라인에 설치하는 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 7과 도 8은 각각 연속 용융 아연 도금 설비에서 아연 도금된 후에 강 스트립을 냉각시키기 위한 냉각 장치를 부착하는 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 보면, 가스를 분사하는 한 쌍의 냉각 장치(2)가, 강 스트립(12)을 운반하는 상부 롤(9)과 하부 롤(11) 사이에서 강 스트립(12)의 표면에 대향되게 설치되고, 상기 냉각 장치(2) 쌍들은 상기 강 스트립(12)의 이동 방향을 따라 여러 가지 높이로 배치된다. 또한, 상기 강 스트립의 요동(flutter)을 방지하기 위한 홀드다운(holddown) 롤(10)이 상기 냉각 장치(2) 쌍들의 상하에 구비되어, 상기 강 스트립을 그 롤들 사이에서 유지시키게 된다.
도 1의 선 A-A를 따라 도시한 도 2를 보면, 상기 냉각 장치(2)를 통해 상기 강 스트립(12) 상으로 분사된 가스가 순환 시스템을 통해 냉각 가스로서 재활용된다. 본 발명에 따르면, 냉각 가스를 포함한 냉매는 질소(N2), 수소(H2) 및 여타 불활성 가스로 구성된 혼합 가스이며, 수소(H2)의 농도가 0 내지 100% 사이의 범위에 있고 잔부는 질소(N2)와 여타 불활성 가스로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 설명하면, 분사 가스는, 노 본체(furnace body)(1)에 구비된 가스 흡입 포트로부터 흡입되어, 입구 덕트(5), 열 교환기(6), 순환 블로워(7) 및 출구 덕트(8)를 거쳐 이동한 다음에, 상기 강 스트립(12)에 대향되어 있는 냉각 챔버(3) 표면에 구비된 노즐을 통해서 상기 강 스트립(12) 상으로 다시 분사되며, 이러한 가스의 순환은 상기 노 본체의 상기 냉각 챔버(3)에 연결된 순환 시스템에 의해 달성된다. 이와 같은 방식으로, 노의 강 스트립(12) 상으로 분사된 가스가 순환되고 재활용된다.
냉각 장치(2)는 냉각 챔버(3)와 상기 냉각 챔버(3)의 표면에 구비된 돌출 노 즐(4)로 구성되며, 상기 냉각 챔버(3)의 표면은 강 스트립(12)에 대향된다. 각 돌출 노즐(4)은 노즐 팁(A) 측의 내경(d)에 대한 노즐 하부(B) 측의 내경(D) 비율(D/d)이 1.5 내지 3.0 범위 내에 형성되도록 선택된다. 또한, 돌출 노즐은 노즐 팁의 총 개구 면적이 냉각 장치 표면적의 2 내지 4%가 되도록 배치된다.
본 발명에 따른 노즐의 형상을 도시한 도 3을 보면, 도면 부호 D는 노즐 하부(B) 측의 내경이고[여기서, 노즐 하부(B) 측은 냉각 장치(3)가 부착되는 노즐 측을 의미함], 도면 부호 D0는 노즐 하부(B) 측의 외경이며, 도면 부호 d는 노즐 팁(A) 측의 내경이고, 도면 부호 L은 노즐의 총 길이이며, 도면 부호 DN은 노즐 총 길이(L) - (10±3mm)의 범위, 즉 노즐 하부(B) 측으로부터 노즐 팁(A) 측의 방향으로 10±3mm만큼 떨어진 범위에 있는 위치에서의 노즐의 외경이다. 노즐(4)의 형상은 원뿔형이며, 이에 따라 상기 노즐은 SUS(스테인레스강) 판을 압연시켜 제조될 수 있다. 노즐은 관의 인발 가공이나, 절삭 가공이나, 주조 가공에 의해 제조될 수 있다. 총 길이가 200mm이고 여러 가지 비율(D/d)을 갖는 노즐을 가지고서 실험을 수행하였다. 노즐 총 길이(L)가 200mm 미만인 경우에는, 노즐 팁과 강 스트립 표면 사이의 최소 간격은 50mm로 제한된다. 하지만, 노즐 길이가 200mm 이상인 경우에는, 노즐 팁과 강 스트립 표면 사이의 최소 간격은 30mm로 단축될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐을 냉각 챔버(3)에 부착하는 상태를 도시한 도 4를 보면, 직경(DN)을 갖는 구멍이 냉각 챔버(3)의 표면에 구비되고, 이 표면은 강 스트립(12)에 대향된다. 구멍의 수량은 총 개구 면적이 냉각 챔버 표면적의 2 내지 4%를 차지할 수 있게 결정된다. 직경(DN)은 노즐 하부(B) 측으로부터 노즐 팁(A) 측 의 방향으로 10±3mm만큼 떨어진 범위에 있는 위치에서의 노즐의 직경과 동일하도록 선택된다.
보다 구체적으로 설명하면, 우선 직경(DN)을 갖는 구멍이 냉각 챔버(3)의 표면에 천공된다. 노즐 하부(B)에서 외경(D0)을 갖는 노즐이 구멍에 삽입되어, 펀치(punch)(미도시)를 사용해서 도 4에 도시된 바와 같이 냉각 챔버(3)의 구멍에 부착된다. 노즐이 구멍에 부착되면, 도 4에 도시된 바와 같이 노즐 하부(B)는 냉각 챔버의 내면으로부터 돌출되지 않는다. 도 4를 보면, 노즐 하부(B)가 냉각 챔버(3)의 내면으로부터 10mm 깊이로 삽입되도록 노즐이 삽입된다. 이는, 노즐 총 길이가 200mm 미만인 경우에는, 노즐로부터 분사된 가스가 강 스트립 표면 상에서 정체되어 플래터링(flattering) 현상이 초래되기 때문이다. 한편, 노즐 총 길이가 200mm 이상이면, 노즐로부터 분사된 가스가 강 스트립 표면으로부터 쉽게 떨어진다. 결과적으로, 플래터링 현상이 방지된다. 이후에는, 삽입된 노즐(4)의 하부(B) 측으로부터 관 확장기를 사용하여 노즐 하부 내경(D)이 확대되고, 직경(DN)을 가지고 냉각 챔버(3)에 구비되어 있는 구멍의 내부에 상기 노즐이 압착 결합된다. 압착용으로 관 확장기를 사용함으로써, 노즐(4)의 부착 정확도가 용접에 의한 종래 부착 방식에 비해 향상된다. 여기서, 상술한 바와 같이 직경(DN)을 정하는 위치를 제한하는 이유에 대해서 설명하면, 위치가 상한(10+3mm)을 초과하는 경우에는 노즐의 삽입이 어렵고, 위치가 하한 미만인 경우에는 노즐의 부착 정확도가 떨어지기 때문이다. 도 4를 보면, 노즐은, 노즐의 저항 계수를 저감시키기 위해서 노즐 하부 측의 팁이 냉각 챔버(3)의 내면으로부터 가압될 수 있도록 고정된다. 하지만, 노즐의 저항 계수가 저감되기만 하면, 노즐 하부 측의 팁은 냉각 챔버(3)의 내면과 동일한 면에 구비될 수 있다. 이렇게 하고 나서, 상술한 바와 같이 형성된 노즐의 압력 손실에 대해서 실험 기구를 사용하여 측정하였고, 각 노즐의 저항 계수를 산출하였다. 그 결과가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에서 명확하게 확인할 수 있는 바와 같이, 종래 직립형 노즐의 경우, 즉 D/d가 1.0일 때 얻어진 저항 계수와 비교하여 보면, D/d가 1.5 내지 3.0 사이의 범위에 있을 때 저항 계수가 더 작아지며, D/d가 2.0 정도일 때 저항 계수가 최소가 된다. 따라서, 본 발명에 따른 노즐의 저항 계수는 종래 직립형 노즐의 저항 계수에 비해서 대략 30% 정도 감소된다.
도 6은 종래 코팅 라인의 건조 및 가열 노와 코팅기(coater)의 장치를 도시하고 있다. 강 스트립(S1)의 표면은 코팅기(14)에서 페인트로 코팅되고, 이어서 건조 및 가열 노(15)에서 소정의 전이 온도로 건조되고 가열된다. 이에 후속하여, 강 스트립은 냉각 장치 조립체(16)에서 실온 근처의 온도까지 냉각된다. 종래 냉각 장치 조립체(16)에 따르면, 코팅 페인트의 표면 품질을 위해서 이전 단계에서는 공기 냉각 처리를 하고, 신속한 냉각을 위해서 이후 단계에서는 수냉 처리를 한다. 본 발명에 따른 노즐을 냉각 장치 조립체(16)에 사용하게 되면, 수냉 방식을 사용하지 않을 때에도 높은 냉각 효율을 갖는 설비 구성이 가능하게 된다.
도 7은 냉각 장치 조립체를 설치하는 일 실시예를 도시하고 있으며, 본 발명에 따른 노즐은 연속 용융 아연 도금 설비의 도금층 합금 처리 장치의 후방에 위치된 냉각 장치 조립체에 사용된다. 턴다운(turndown) 영역(17)에 구비된 턴다운 롤(18)을 통해 강 스트립(S2)이 도금 포트(plating pot)(19) 내로 도입된다. 강 스트립(S2)은 싱크 롤(sink roll)(20)을 통해 상향으로 밀어 올려져서, 강 스트립(S2)의 도금층 두께가 도금 장치(21)에서 소정의 두께로 조절된 후에, 상기 강 스트립은 합금 히터(22)에서 합금 처리 온도로 가열되어 유지 노(23)에서 유지된다. 합금 처리를 받은 강 스트립(S2)은 냉각 장치 조립체(24)와 하류 경로에 구비된 다른 냉각 장치 조립체(27)에서 냉각된다. 본 발명에 따른 노즐이 사용된 냉각 장치 조립체를 냉각 장치 조립체(24, 27)에 적용하게 되면, 냉각 효율이 상승되어 합금 노의 전체 높이가 낮아질 수 있을 뿐만 아니라, 강 스트립(S2)이 합금 처리를 받은 후에 신속하게 냉각되어 우수한 합금층이 형성될 수 있다.
도 8은 냉각 장치 조립체를 설치하는 일 실시예를 도시하고 있으며, 각각 본 발명에 따른 원형 개구를 구비한 테이퍼진 노즐이 연속 용융 아연 도금 설비의 도금 장치 후방에 위치된 냉각 장치 조립체에 사용된다. 강 스트립(S2)의 도금층 두께가 도금 장치(21)에서 소정의 두께로 조절된 후에, 상기 강 스트립은 냉각 장치 조립체(24)와 하류 경로에 구비된 다른 냉각 장치 조립체(27)에서 냉각되고, 담금 냉각 장치(28)로 운반되어 최종적으로 냉각된다. 본 발명에 따른 노즐이 사용된 냉각 장치 조립체를 냉각 장치 조립체(24, 27)에 적용하면, 냉각 효율이 상승되어 합금 노의 전체 높이가 낮아질 수 있다.
도 9는 스테인레스강 스트립용 연속 어닐링 및 산세 설비의 일 실시예를 도시하고 있다. 스테인레스강 스트립(S3)은 가열 영역(29)에서 소정의 어닐링 온도로 가열되고 담금 처리되며, 이어서 냉각 영역(30)에서 소정의 냉각율로 최종 온도까지 냉각된다. 이에 후속하여, 스테인레스강 스트립(S3)의 상부 측과 하부 측에 배치된 롤들로 인하여 스테인레스강 스트립(S3)의 표면에 형성된 스케일(scale)이 스케일 제거 장치(31)에서 제거된다. 이후에는, 스테인레스강 스트립(S3)이 산세 탱크(32)로 도입된다. 본 발명에 따른 노즐이 사용된 냉각 장치 조립체를 냉각 장치 조립체(30)에 적용하면, 냉각 효율이 상승되어 소형 장치 구성이 가능하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 노즐의 분사 속도를 증가시킬 수 있고 노즐의 저항 계수를 감소시킬 수 있으며 높은 냉각율을 보장할 수 있고 순환 시스템을 소형화시킬 수 있는 강 스트립용 냉각 장치가 제공되며, 용접에 의해 초래되는 노즐의 변형을 방지할 수 있고 종래 용접 구조에 대신에 압착식 구조를 채택함으로써 제조 정확도를 향상시킬 수 있는 강 스트립용 냉각 장치가 제공된다.

Claims (6)

  1. 냉각 챔버의 표면에 노즐의 선단으로부터 강 스트립면까지의 거리를 50 내지 100mm로 유지하는 복수의 노즐을 돌출시키고, 이들 노즐로부터 냉매를 분출시켜 지나가는 강 스트립을 냉각하는 강 스트립의 냉각 장치에 있어서,
    d가 노즐 팁(강 스트립 측)의 내경이고 D가 노즐 하부(냉각 챔버 측)의 내경일 때, 돌출되는 노즐의 D/d를 1.5 ≤ D/d ≤ 3.0으로 하여, 노즐의 압력 손실 저항을 낮춘 노즐을 배치한 것을 특징으로 하는 강 스트립 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐의 총 길이는 200mm 이상이며, 상기 노즐의 팁과 강 스트립 표면 사이의 간격은 30 내지 100mm인 것을 특징으로 하는 강 스트립 냉각 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 노즐의 하부를 냉각 챔버에 구비된 설치 구멍에 관 확장 접합기에 의해 고정시킴으로써 부착되는 것을 특징으로 하는 강 스트립 냉각 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 챔버에 구비된 상기 설치 구멍의 직경은, [노즐 총 길이(L) - 10mm (노즐 하부로부터 노즐 팁의 방향으로 10mm 떨어짐)] ± 3mm의 범위에 위치된 지점에서의 상기 노즐의 외경과 동일한 것을 특징으로 하는 강 스트립 냉각 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 노즐의 하부가 상기 냉각 챔버의 내면으로부터 돌출되지 않도록 부착되는 것을 특징으로 하는 강 스트립 냉각 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 장치의 냉매는 수소(H2)를 포함하고, 그 잔부는 질소(N2) 또는 여타 불활성 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 강 스트립용 냉각 장치.
KR1020057005321A 2002-09-27 2003-09-09 강 스트립용 냉각 장치 KR100664002B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2002-00284302 2002-09-27
JP2002284302 2002-09-27
JP2003172695A JP4331982B2 (ja) 2002-09-27 2003-06-17 鋼帯の冷却装置
JPJP-P-2003-00172695 2003-06-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050090370A KR20050090370A (ko) 2005-09-13
KR100664002B1 true KR100664002B1 (ko) 2007-01-03

Family

ID=32044646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057005321A KR100664002B1 (ko) 2002-09-27 2003-09-09 강 스트립용 냉각 장치

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1549776B1 (ko)
JP (1) JP4331982B2 (ko)
KR (1) KR100664002B1 (ko)
AU (1) AU2003258836A1 (ko)
BR (1) BR0314758B1 (ko)
CA (1) CA2500271C (ko)
DE (1) DE60310106T2 (ko)
WO (1) WO2004029305A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4537875B2 (ja) * 2005-03-30 2010-09-08 新日本製鐵株式会社 鋼帯の冷却装置
ATE441731T1 (de) 2005-08-01 2009-09-15 Ebner Ind Ofenbau Vorrichtung zum kühlen eines metallbandes
AT502239B1 (de) * 2005-08-01 2007-07-15 Ebner Ind Ofenbau Vorrichtung zum kühlen eines metallbandes
JP4901276B2 (ja) * 2006-04-10 2012-03-21 新日本製鐵株式会社 鋼帯の冷却装置
FR2919877B1 (fr) * 2007-08-10 2009-10-09 Siemens Vai Metals Tech Sas Dispositif de refroidissement apres galvanisation d'un produit en bande
EP3441481B1 (en) 2016-04-05 2020-11-11 Nippon Steel Corporation Cooling facility in continuous annealing furnace
KR20210016840A (ko) * 2019-08-05 2021-02-17 주식회사 포스코 스트립의 진동 감쇠 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116724A (ja) * 1985-11-15 1987-05-28 Nippon Steel Corp 連続焼鈍炉におけるストリツプ冷却装置
US5611151A (en) 1994-06-10 1997-03-18 Busch Co. Strip cooling, heating, wiping or drying apparatus and associated method
JPH09235626A (ja) * 1995-12-26 1997-09-09 Nippon Steel Corp 鋼帯の連続焼鈍における一次冷却方法
US6309483B1 (en) 1999-07-06 2001-10-30 Stein Heurtey Method and device for eliminating strip vibration in zones into which gas is blown, particularly cooling zones

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750715A (en) * 1985-07-09 1988-06-14 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for cooling steel belt

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116724A (ja) * 1985-11-15 1987-05-28 Nippon Steel Corp 連続焼鈍炉におけるストリツプ冷却装置
US5611151A (en) 1994-06-10 1997-03-18 Busch Co. Strip cooling, heating, wiping or drying apparatus and associated method
JPH09235626A (ja) * 1995-12-26 1997-09-09 Nippon Steel Corp 鋼帯の連続焼鈍における一次冷却方法
US6309483B1 (en) 1999-07-06 2001-10-30 Stein Heurtey Method and device for eliminating strip vibration in zones into which gas is blown, particularly cooling zones

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003258836A1 (en) 2004-04-19
EP1549776A1 (en) 2005-07-06
DE60310106T2 (de) 2007-06-21
EP1549776B1 (en) 2006-11-29
CA2500271C (en) 2011-02-22
JP4331982B2 (ja) 2009-09-16
JP2004162167A (ja) 2004-06-10
BR0314758A (pt) 2005-07-26
KR20050090370A (ko) 2005-09-13
WO2004029305A1 (en) 2004-04-08
CA2500271A1 (en) 2004-04-08
DE60310106D1 (de) 2007-01-11
BR0314758B1 (pt) 2011-04-05
AU2003258836A8 (en) 2004-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9163305B2 (en) Continuous annealing method and a manufacturing method of hot-dip galvanized steel strips
RU2745923C1 (ru) Установка и способ для производства толстого стального листа
CN101611159B (zh) 连续退火设备
US20010000281A1 (en) Method and system for cooling strip material
CN105074021B (zh) 连续熔融镀锌装置
EP0815268A1 (en) Primary cooling method in continuously annealing steel strip
KR100664002B1 (ko) 강 스트립용 냉각 장치
JP2006307244A (ja) 鋼帯の連続熱処理設備における冷却工程のシール装置およびシール方法
ES2202790T3 (es) Procedimiento para el recocido continuo de substratos metalicos.
JP2019210549A (ja) 鋼板の冷却方法、鋼板の冷却装置および鋼板の製造方法
KR100362671B1 (ko) 합금화 용융아연도금강판의 냉각방법 및이에 이용되는 냉각장치
JPH05247619A (ja) 合金化亜鉛めっき鋼板製造用竪型合金化炉
CN100402674C (zh) 钢带冷却装置
JP4332017B2 (ja) 連続焼鈍炉の鋼帯の冷却装置
US5628842A (en) Method and apparatus for continuous treatment of a strip of hot dip galvanized steel
JP4901276B2 (ja) 鋼帯の冷却装置
JP6904370B2 (ja) ガスジェット冷却装置及び冷却方法
JP4537875B2 (ja) 鋼帯の冷却装置
JP4044888B2 (ja) 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板あるいは冷延鋼板の製造方法
JP4564765B2 (ja) サーマルクラウン制御装置
JP7103511B2 (ja) 金属帯急冷装置及び金属帯急冷方法並びに金属帯製品の製造方法
JP2006274365A (ja) 鋼帯の冷却装置
CN117836435A (zh) 连续线中运行的带材的液体冷却
JP3202512B2 (ja) 連続溶融亜鉛めっきにおけるワイピング方法および装置
JP2004115830A (ja) 連続焼鈍及び溶融メッキ兼用設備における冷却設備並びに冷却方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121130

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131210

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141205

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151201

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161129

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181219

Year of fee payment: 13