KR100711399B1 - 이송롤 하부 냉각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철 후판공정의 조압연과 마무리압연 사이의 이송롤 테이블의 이송롤 하부를 냉각하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 압연공정중 조압연기로부터 마무리압연기로 강판을 이송하는 이송롤의 하부가 이송롤의 아래에 위치하는 냉각수 파이프 라인상에 부착된 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 냉각수를 이용하여 냉각되는 이송롤 하부 냉각방법에 있어서, 상기 이송롤은 상기 이송롤 중심의 연직하방에 대하여 강판의 진행방향 또는 그 반대방향으로 소정의 입사각(θ)을 갖는 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 냉각수를 이용하여 냉각됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 이송롤 하부의 냉각능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 스프레이 유동 패턴을 최적화함에 의하여 강판의 온도불균일을 감소할 수 있는 효과가 있다.

이송롤, 스프레이 패턴, 불균일 냉각, 냉각수, 경사 스프레이

Description

이송롤 하부 냉각방법{A method for cooling the lower part of conveyor roll}

도 1은 후판제조를 위한 압연설비의 개략도이다.

도 2는 통상적인 이송롤, 냉각수 파이프 라인 및 스프레이 노즐을 보여주는 개략도이다.

도 3은 본 발명의 이송롤 하부 냉각방법을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 이송롤 하부 냉각방법을 나타내는 도면이다.

도 5a는 종래기술의 이송롤 하부 스프레이 냉각 패턴을 나타내는 도면이다.

도 5b는 본 발명의 이송롤 하부 스프레이 냉각 패턴을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1...조압연기(RM,roughing mill) 1a...조압연기 백업롤

1b...조압연기 구동롤 2...마무리압연기(FM,finishing mill)

2a...마무리압연기 백업롤 2b...마무리압연기 구동롤

3...이송롤 4...이송롤 테이블

5...강판 6...냉각수 파이프 라인

7...스프레이 노즐 8...냉각수

본 발명은 제철 후판공정의 조압연과 마무리압연 사이의 이송롤 테이블의 이송롤 하부를 냉각하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송롤 하부의 스프레이 냉각 패턴을 최적화하여 종래의 기술에 비해 보다 효과적으로 이송롤 하부를 균일하게 냉각할 수 있는 방법에 관한 것이다.

대부분의 TMCP(Thermo Mechanical Controlled Process) 강재에 적용되는 제어압연(Controlled Rolling) 방법은 미세조직의 제어를 위해 조압연 후 마무리압연에 도달하기 전까지 일정기간의 공냉(Air Cooling)을 거쳐 적정한 온도에서 마무리압연을 시작하는 방법이다.

일반적으로, 이송롤 하부 냉각방법은 도 1에 도시된 것과 같이 이송롤(3)이 느린 속도로 구동되며 고온강판(5)을 공냉하게 되고 이송롤(3)은 강판(5)의 접촉 열전도에 의해 대략 400℃까지 표면이 과열되어 구동할 수 없는 협착에 도달하기 때문에 효과적인 이송롤 냉각이 필요하다.

종래의 기술에 따른 이송롤 하부 냉각 방법은 이송롤(3) 하부에 스프레이 노즐(7)을 이송롤 직하에 위치시키며, 이와 같이 이송롤 직하에 설치된 상향 스프레이 노즐로부터 분사된 냉각수는 이송롤의 하부에 충돌한 후 다시 스프레이 노즐 출구방향으로 향하기 때문에 하부 냉각방법으로는 적합하지 않았다. 또한, 스프레이 패턴의 경우 각각의 패턴사이에 간섭이 발생하였고 이에 따라 이송롤이 균일하게 냉각되지 못했다. 또한, 스프레이 노즐 일부분은 편향되어 이송롤의 폭 및 길이방향의 냉각 불균일을 일으키고, 고온 강판의 하면에 직접 부분 접촉되어 고온 강판 하면에 과냉을 유발하고, 따라서 스케일 두께를 증가시킴으로써 강판의 상/하면 온도 불균일을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이송롤에 충돌한 후 다시 스프레이 노즐로 향하는 냉각수의 발생을 억제하여 이송롤 하부의 냉각효율을 향상시키고, 또한 이송롤의 폭 및 길이 방향으로 스프레이 유동 사이의 간섭을 억제하는 스프레이 패턴을 형성하여 미냉각상태에서의 이송롤의 고온 열화에 의한 협착을 예방함과 아울러 냉각 불균일에 기인한 강판 하부 과냉 및 이상 스케일 발생을 방지하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압연공정중 조압연기로부터 마무리압연기로 강판을 이송하는 이송롤의 하부가 이송롤의 아래에 위치하는 냉각수 파이프 라인상에 부착된 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 냉각수를 이용하여 냉각되는 이송롤 하부 냉각방법에 있어서,

상기 이송롤은 상기 이송롤 중심의 연직하방에 대하여 강판의 진행방향 또는 그 반대방향으로 소정의 입사각(θ)을 갖는 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 냉각수를 이용하여 냉각됨을 특징으로 하는 이송롤 하부 냉각방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 관점에서 상기 입사각(θ)은 스프레이 노즐에서 분사된 냉각수가 이송롤의 하부에 충돌한 후 다시 스프레이 노즐로 향하지 않을 정도의 각도임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 관점에서 상기 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 각각의 냉각수 패턴은 상기 이송롤의 길이방향으로 나란히 배열되며,

상기 각각의 냉각수 패턴은 서로 중첩되지 않는다.

본 발명은 스프레이 노즐로 플랫(flat)형 스프레이 노즐을 이용하는 것이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 이송롤 하부 냉각방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 통상적인 이송롤 및 이송롤 하부 냉각장치를 보여주는 개략도이다. 조압연과 마무리압연 사이의 공냉 대기시간 동안 구동되는 이송롤(3)은 그 하부에 고온강판과의 접촉에 의한 열전도에 의해 이송롤이 구동되는 수분동안의 시각에 급격하게 롤의 표면온도가 증가하게 된다. 이에 이송롤 하부 냉각장치를 이용하여 이송롤의 열화에 의한 협착을 예방하게 된다.

도 3은 본 발명의 이송롤 하부 냉각방법을 나타내는 도면이다. 이송롤 하부에 직경(d)를 갖는 냉각수 파이프 라인(6)이 냉각수를 공급하기 위해 설치되어 있다. 스프레이 노즐(7)로부터 분사된 냉각수(8)는 미소 구동중인 이송롤의 하부를 냉각하게 된다. 상기 스프레이 노즐은 스프레이 분산 단면이 긴 타원형을 갖는 플 랫(flat)형 스프레이 노즐일 수 있으며, 일정 간격의 피치(p)을 갖도록 냉각수 파이프 라인에 설치되어 있다. 이때 스프레이 분사 단면 길이(f)는 다음의 수학식 1에 의하여 기하하적으로 결정된다.

[수학식 1]

f = 2 H tan(α/2)

[여기에서, H는 스프레이 노즐로부터 이송롤까지의 거리, α는 스프레이되는 냉각수의 분사각임]

도 4는 본 발명의 이송롤 하부 냉각방법을 보다 상세하게 나타내는 또 다른 도면이다. 종래의 기술에 따른 이송롤 하부 냉각방법은 스프레이 노즐(7)이 이송롤(3) 직하부에 설치되어 있어 분출된 냉각수가 이송롤의 하면에 충돌한 후 스프레이 유동이 노즐 쪽으로 반향되어 스프레이 노즐의 출구 방향으로 향하기 때문에 그 냉각능이 현저하게 떨어진다. 이에 본 발명에서는 이와 같은 스프레이 유동 반향을 고려하여, 스프레이 노즐을 이송롤 하부의 직하에 설치하지 않고 이송롤 중심의 연직하방에 대하여 강판의 진행방향 또는 그 반대방향으로 소정의 입사각(θ)을 갖도록 떨어뜨려 다수의 스프레이 노즐을 설치하며, 이와 같이 설치된 스프레이 노즐로부터 분사되는 냉각수를 이용하여 상기 이송롤을 냉각하게 된다. 상기 입사각(θ)은 스프레이 노즐에서 분사된 냉각수가 이송롤의 하부에 충돌한 후 다시 스프레이 노즐의 출구 방향으로 향하지 않을 정도의 각도로 제한하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 경사 스프레이 방식은 스프레이 유동 반향을 억제할 수 있어 이송롤의 하부 냉각능을 현저하게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 경사 스프레이 방식에 추가로 냉각수 패턴을 제한하는데 또 다른 특징이 있다.

도 5a는 종래기술의 이송롤 하부 스프레이 냉각패턴을 나타낸다. 종래의 스프레이 냉각 패턴은 이송롤의 길이방향과 비스듬하게 경사를 갖는 형태로 설계되어 있으며, 이에 이송롤의 미소 구동에 따라 길이방향으로 일부분이 중첩된 스프레이 유동을 가지게 되어 이러한 부분은 다른 부분에 비하여 상대적으로 과냉되는 결과를 보여주게 된다. 또한, 종래기술은 스프레이 분사 단면 길이(f)가 이송롤 직경(D)보다 크며, 이에 스프레이 노즐로부터 분사된 스프레이의 일부분은 고온 강판의 하면에 직접 부분 접촉되어 고온강판 하면에 과냉을 유발하고 따라서 불균일한 스케일을 형성하게 된다. 또한, 상기와 같이 고온 강판의 하면이 불균일한 온도를 가지게 되면 압연 후 가속냉각에서 불균일 온도편차를 발생시키고 나아가 강판의 열변형을 증가시키게 된다.

이에 본 발명에서는 도 5b에 나타낸 바와 같이, 이송롤 하부의 길이 방향으로 나란하게 냉각수 패턴을 형성시켜 강판으로 직접 접촉되는 냉각수를 억제하고, 또한 각각의 냉각수 패턴이 서로 중첩되지 않도록 형성시킴으로써 이송롤 미소 구동시 롤의 원주 및 길이 방향으로의 스프레이 유동패턴의 간섭을 제거하여 강판의 온도불균일을 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 이송롤 하부의 냉각능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 스프레이 유동 패턴을 최적화함에 의하여 강판의 온도불균일을 감소할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 본 발명에 의한 이송롤 하부 냉각방법을 적용하면 강판 하면의 불균일한 스케일 형성을 감소시킬 수 있고 나아가 압연 후 가속냉각공정에서의 하면 스케일변화에 따른 강판의 온도편차를 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 압연공정중 조압연기로부터 마무리압연기로 강판을 이송하는 이송롤의 하부가 이송롤의 아래에 위치하는 냉각수 파이프 라인상에 부착된 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 냉각수를 이용하여 냉각되는 이송롤 하부 냉각방법에 있어서,

   상기 이송롤은 상기 이송롤 중심의 연직하방에 대하여 강판의 진행방향 또는 그 반대방향으로 입사각(θ)을 갖는 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 냉각수를 이용하여 냉각되고,

   상기 입사각(θ)은 스프레이 노즐에서 분사된 냉각수가 이송롤의 하부에 충돌한 후 다시 스프레이 노즐로 향하지 않을 정도의 각도이며,

   상기 다수의 스프레이 노즐에서 분사되는 각각의 냉각수 패턴은 상기 이송롤의 길이방향으로 나란히 배열되며,

   상기 각각의 냉각수 패턴은 서로 중첩되지 않음을 특징으로 하는 이송롤 하부 냉각방법.
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3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 스프레이 노즐은 플랫(flat)형 스프레이 노즐임을 특징으로 하는 이송롤 하부 냉각방법.

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