KR100732462B1 - 열간 압연 설비의 프로파일 미터 - Google Patents

열간 압연 설비의 프로파일 미터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 열간 압연 설비의 프로파일 미터는, 방사선 검출기 윈도우의 열변형을 억제하고, 방사선 검출기 윈도우에 스케일(scale)과 같은 이물질이 고착되는 것을 방지하기 위하여, 열간 압연 설비의 압연롤들을 통과하는 열연판의 진행 방향에 대한 측면 방향에 배치되는 프레임, 상기 프레임의 상기 열연판 상방에 구비되어 방사선을 발생시켜 상기 열연판에 조사시키는 방사선 발생기, 상기 열연판을 투과한 방사선이 윈도우로 입사되도록 상기 열연판 하방에 구비되는 방사선 검출기, 및 상기 방사선 검출기 윈도우 상에 냉각수 입자를 분사하도록 설치되는 분사노즐들을 포함한다.
검출기, 냉각수, 에어, 검출기, 윈도우, 스케일

Description

열간 압연 설비의 프로파일 미터 {profile meter in hot rolling equipment}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 압연 설비와 프로파일 미터의 개략적인 사시도이다.
도2는 프로파일 미터의 개략적인 사시도이다.
도3은 방사선 검출기 윈도우와 분사노즐의 사시도이다.
도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도5는 도4를 분해한 단면도이다.
본 발명은 열간 압연 설비의 프로파일 미터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사선을 이용하여 열연판의 두께를 검출하는 방사선 검출기 윈도우의 열변형을 억제하고 방사선 검출기 윈도우에 스케일(scale)과 같은 이물질이 고착되는 것을 방지하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터에 관한 것이다.
열간 압연 설비에서 프로파일 미터(profile meter)는 열간 압연 설비의 압연롤들 사이를 지나가는 열연판의 프로파일을 측정하거나 열연판의 센터 두께를 측정하여 열간 압연시, 열연판의 두께 제어 및 형상 제어에 활용할 수 있게 한다.
이 프로파일 미터는 열간 압연 설비에서 열연판을 지지하는 압연롤들 사이에 배치되어 열연판이 떨어지는 것을 방지하는 에이프런 테이블(apron table)의 상하에 구비된다.
이 열간 압연 설비의 프로파일 미터는 에이프런 테이블의 상방에서 방사선을 조사하는 방사선 발생기, 이 방사선 발생기에서 발생되어 에이프런 테이블 상을 지나가는 열연판을 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출기, 및 이물질 제거장치를 포함한다.
방사선 검출기는 에이프런 테이블 하방에서 열연판을 투과하여 에이프런 테이블을 지나온 방사선을 검출하는 방사선 검출기 윈도우를 구비한다. 이 방사선 검출기 윈도우는 에이프런의 하방에 설치되어 에이프런 상방을 지나는 열연판의 열에 노출되어 열변형을 일으키는 문제점을 가진다.
이물질 제거장치는 방사선 검출기 윈도우 상에 발생되는 스케일 등 이물질을 제거하도록 다수 개로 이루어지는 에어 분사노즐들을 구비한다. 이 에어 분사노즐들은 에이프런 테이블 하방에 구비되어 에어를 분사하므로 이물질 제거 능력이 낮은 문제점을 가진다.
또한, 이 에어 분사노즐들은 압연롤 베어링에서 유입되는 그리스에 의하여 오염되는 문제점을 가진다.
따라서, 이 열간 압연 설비의 프로파일 미터는 방사선 검출기 윈도우의 표면에 이물질 고착되어 생산 휴지를 발생시키고, 방사선 검출기 윈도우의 형상 열변형으로 인하여 열연판의 프로파일 측정을 불가능하게 하는 등 많은 문제점들을 발생 시킨다.
또한, 방사선 검출기 윈도우 상의 스케일 등의 이물질은 열연판의 프로파일 및 두께 측정시 측정값에 영향을 미쳐 정확한 측정을 어렵게 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 방사선 검출기 윈도우의 열변형을 억제하고, 방사선 검출기 윈도우에 스케일(scale)과 같은 이물질이 고착되는 것을 방지하며, 정확한 측정을 가능하게 하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 압연 설비의 프로파일 미터는,
열간 압연 설비의 압연롤들을 통과하는 열연판의 진행 방향에 대한 측면 방향에 배치되는 프레임,
상기 프레임의 상기 열연판 상방에 구비되어 방사선을 발생시켜 상기 열연판에 조사시키는 방사선 발생기,
상기 열연판을 투과한 방사선이 윈도우로 입사되도록 상기 열연판 하방에 구비되는 방사선 검출기, 및
상기 방사선 검출기 윈도우 상에 냉각수 입자를 분사하도록 설치되는 분사노즐들을 포함한다.
상기 프레임은,
상기 열연판의 폭 방향 일측에 수직 방향으로 형성되는 수직부,
상기 수직부의 상단에서 상기 열연판의 상방에서 이와 나란하게 뻗어 형성되는 상측 수평부, 및
상기 상측 수평부에 대응하여 상기 수직부의 하단에서 상기 열연판의 하방에서 이와 나란하게 뻗어 형성되는 하측 수평부를 포함할 수 있다.
상기 방사선 발생기는, 상기 상측 수평부에서 상기 열연판의 폭 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수로 배치될 수 있다.
상기 방사선 검출기 윈도우는 티타늄 플레이트로 형성될 수 있다.
상기 분사노즐들은, 상기 검출기 윈도의 길이 방향으로 배치되어 상기 윈도우 폭 방향으로 향할 수 있다.
또한, 본 발명의 열간 압연 설비의 프로파일 미터는, 상기 윈도우의 측방에 상기 윈도우의 길이 방향으로 설치되어 에어를 공급하는 에어 파이프와, 상기 에어 파이프에 통기 구멍으로 연결되고 냉각수를 공급하는 냉각수 파이프를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 파이프는 길이 방향에 수직하는 방향 단면적의 일부가 상기 에어 파이프에 내장되면서 상기 에어 파이프와 나란하게 배치될 수 있다.
상기 분사노즐은, 상기 냉각수 파이프를 관통하여 설치되고 내부 통로의 개방된 끝이 상기 에어 파이프에 위치하며 상기 내부 통로를 상기 냉각수 파이프에 연통시키는 통수구를 형성하는 노즐 바디와, 상기 노즐 바디의 외부 끝에 결합되는 노즐을 포함할 수 있다.
상기 냉각수 파이프는 상기 노즐 바디와 결합되는 설치구를 구비하고, 상기 노즐 바디는 상기 설치구에 나사 결합되는 나사부를 구비할 수 있다.
상기 냉각수 파이프의 통기 구멍에는 상기 노즐 바디의 내부 끝이 결합되고, 상기 노즐 바디는 상기 통기 구멍에 삽입되어 기밀 구조를 형성하는 실링을 구비할 수 있다.
상기 노즐 바디는 상기 내부 통로에 오리피스를 구비할 수 있다.
상기 통수구는 상기 내부 통로의 직경보다 크게 개구될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 압연 설비와 프로파일 미터의 개략적인 사시도이다.
이 도면을 참조하면, 열간 압연 설비는 열간 상태에서 열연판(10)을 압연하도록 다수의 압연기들(100)을 구비하고 있다. 즉 열연판(10)은 각 압연기(100)의 압연롤들(20)을 지나면서 압연 강판으로 제조된다.
이 열간 압연 설비는 프로파일 미터(profile meter)(200)를 구비한다. 이 프로파일 미터(200)는 압연기(100)와 압연기(100) 사이에 설치되어 열간 압연이 진행 중인 열연판(10)의 프로파일을 측정하거나 열연판(10)의 센터 두께를 측정한다.
이렇게 측정된 데이터들은 열간 압연 설비에서 열연판(10)의 두께를 제어하거나 형상을 제어하는 데 활용된다. 따라서 이 프로파일 미터(200)는 열간 압연 설비에 하나 또는 둘 이상으로 구비되어 각각의 위치에서 열연판(10)의 프로파일 및 두께를 측정한다.
도2는 프로파일 미터의 개략적인 사시도이고, 도3은 방사선 검출기 윈도우와 분사노즐의 사시도이다.
이 도면을 참조하면, 프로파일 미터(200)는 프레임(20)과 방사선 발생기(30), 방사선 검출기(40), 및 분사노즐들(50)을 포함한다.
이 프레임(20)은 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 열연판(10)의 상방에서 방사선을 조사하고 열연판(10)을 투과하는 방사선을 열연판(10)의 하방에서 입사하기 용이한 구조로 형성된다.
즉, 프레임(20)은 열연판(10)의 진행 방향에 대하여 측면 방향에 배치되며, 상기한 구성 요소들 즉, 방사선 발생기(30), 방사선 검출기(40) 및 분사노즐들(50)의 설치를 가능하게 한다.
일례로써, 프레임(20)은 수직부(21)와 상측 수평(22) 및 하측 수평부(23)를 포함한다. 수직부(21)는 열연판(10)의 폭 방향 일측에 수직 방향으로 형성되고, 프로파일 미터(200)의 개략적인 높이를 한정된다.
상측 수평부(22)는 수직부(21)의 상단에서 열연판(10)의 상방에서 이와 나란한 방향으로 뻗어 형성된다. 이 상측 수평부(22)는 열연판(10)의 상방에서 열연판(10)을 향하여 방사선을 조사하기 용이하도록 장소를 제공한다.
하측 수평부(23)는 상측 수평부(22)에 대응하여 수직부(21)의 하단에서 열연판(10)의 하방에서 이와 나란한 방향으로 뻗어 형성된다. 이 하측 수평부(23)는 열연판(10)의 하방에서 열연판(10)을 투과한 방사선의 입사를 용이하도록 장소를 제 공한다.
방사선 발생기(30)는 열연판(10) 상방에 구비되어 방사선을 발생시켜 열연판(10)에 방사선을 조사한다. 따라서 방사선 발생기(30)는 프레임(20)의 상측 수평부(22)에 장착된다.
또한, 방사선 발생기(30)는 상측 수평부(22)에서 열연판(10)의 폭 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수로 배치된다. 이 방사선 발생기들(30)은 열연판(10)의 상당에서 열연판(10)을 향하여 방사선(X-ray, 31)을 조사한다.
이 방사선(31)은 열연판(10)의 폭 방향 전 범위 또는 일부에만 조사될 수 있다. 즉 방사선 발생기(30)에서 발생된 방사선은 부채꼴 형태로 펼쳐져 열연판(10)에 조사된다. 이 방사선(31)은 열연판(10)을 투과하여 하방의 방사선 검출기(40)로 입사된다.
방사선 검출기(40)는 열연판(10)을 투과한 방사선이 윈도우(41)로 입사할 수 있도록 열연판(10)의 하방에 구비된다. 즉 열연판(10)은 방사선 검출기(40) 사이를 통과하므로, 방사선 검출기(40)는 프레임(20)의 수평부(23) 상에 구비되고, 방사선 검출기(40)의 윈도우(41)는 열연판(10)을 향하고 있다. 이 방사선 검출기(40)는 공지의 기술이므로 여기서는 이에 대하여 구체적인 설명을 생략하고 간단히 설명한다.
즉, 열연판(10)을 투과한 방사선은 방사선 검출기(40)의 윈도우(41)로 입사되어 방사선 검출기(40)로 입력된다. 방사선 검출기(40)는 전리작용에 의해 미소한 전류신호를 출력한다. 이 전류신호는 신호처리를 통하여 열연판(10)의 두께 값으로 출력된다.
이 방사선 검출기(40)는 열연판(10)을 투과한 방사선의 입사를 위하여 윈도우(41)를 티타늄 플레이트로 형성한다.
한편, 분사노즐들(50)은 방사선 검출기(40) 윈도우(41) 상에 냉각수 입자를 분사하여, 윈도우(41)를 냉각시키고 또한 윈도우(41) 상에 스케일(scale) 등 이물질이 고착되는 것을 방지한다.
분사노즐들(50)은 방사선 검출기(40) 윈도우(41)의 길이 방향으로 배치되어 윈도우(41)의 폭 방향으로 향하여 설치된다. 따라서 분사노즐들(50)은 윈도우(61)의 폭 방향 일측에서 반대측으로 냉각수 입자를 분사하여 윈도우(41)를 폭 방향으로 냉각시켜 냉각 효율을 향상시키고, 스케일 등의 이물질을 윈도우(41)의 폭 방향으로 밀어내어 이물질의 고착을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 분사노즐들(50)은 윈도우(41)의 길이 방향을 따라 설치되므로 윈도우(41)를 이의 길이 방향에 대하여 균일한 온도로 냉각시키는 효과가 있다.
이 분사노즐들(50)의 설치 및 냉각수의 공급을 위하여, 본 실시예의 프로파일 미터는 에어 파이프(60)와 냉각수 파이프(70)를 포함한다.
에어 파이프(60)는 윈도우(41) 측방에 윈도우(41)의 길이 방향으로 설치되고 에어를 공급할 수 있는 구조로 형성된다. 냉각수 파이프(70)는 분사노즐들(50)로 냉각수를 공급할 수 있는 구조로 형성된다.
분사노즐들(50)은 냉각수만을 분사할 수도 있으나 본 실시예는 냉각수와 에어를 같이 분사하는 구성을 예시한다.
도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이고, 도5는 도4를 분해한 단면도이다.
이를 위하여, 에어 파이프(60)와 냉각수 파이프(70)는 통기 구멍(71)을 통하 여 서로 연결되어 있다. 연결 구조의 일례로서, 냉각수 파이프(70)는 길이 방향에 수직하는 방향 단면적의 일부가 에어 파이프(60)에 내장되면서 에어 파이프(60)와 나란하게 배치된다. 따라서 냉각수 파이프(70)와 에어 파이프(60)는 통기 구멍(71)을 통하여 서로 연결된다.
도4 및 도5를 참조하면, 에어 파이프(60)는 단면 사각 형상의 에어 쳄버를 형성하고, 그 일측에 대략 단면 원형의 냉각수 파이프(70)가 부착되어 있다.
또한, 냉각수 파이프(70)는 상기 통기 구멍(71)에 마주하는 위치에 분사노즐(50)의 설치를 위한 설치구(72)를 형성한다. 이 설치구(72)는 내주면에 나사를 형성하고 있다.
분사노즐(50)은 이 설치구(72)를 통하여 삽입되고 그 끝이 통기 구멍(71)을 통하여 에어 파이프(60) 내부에 이르는 노즐 바디(51)를 구비하고, 이 노즐 바디(51)의 외부 끝에 결합되는 노즐(52)을 포함한다.
노즐 바디(51)는 분사노즐(50)을 냉각수 파이프(70)에 설치하도록 설치구(72)에 대응하는 구조를 포함한다. 즉 설치구(72)는 나사를 형성하고 있으므로 이 설치구(72)에 대응하는 노즐 바디(51)에는 나사부(54)를 형성하고 있다.
따라서 노즐 바디(51)의 나사부(54)를 냉각수 파이프(70)의 설치구(72)에 나사 결합함으로써 분사노즐(50)을 냉각수 파이프(70)와 에어 파이프(60)에 설치하게 된다.
또한, 노즐 바디(51)는 개방된 내부 끝이 에어 파이프(60) 내부에 위치하므로 에어 파이프(60)로 공급되어 에어를 노즐 바디(51)의 내부 통로(51a)로 유입시 킨다.
이때, 노즐 바디(51)의 노즐(52) 반대측 끝 즉, 노즐 바디(51)의 내부 끝은 냉각수 파이프(70)의 통기 구멍(71)과 기밀 구조로 결합된다. 이를 위하여, 노즐 바디(51)의 내부 끝에는 실링(53)이 개재된다.
이 실링(53)은 에어 파이프(60)로 공급되는 에어가 노즐 바디(51)의 내부 통로(51a)로 공급되고, 냉각수가 내부 통로(51a)로 유입되는 것을 방지한다.
또한, 노즐 바디(51)는 냉각수 파이프(70) 내부 공간과 연통되는 통수구(73)를 구비한다. 따라서 냉각수 파이프(70)로 공급되는 냉각수는 이 통수구(73)를 통하여 노즐 바디(51)의 내부 통로(51a)로 유입된다.
이 통수구(73)는 내부 통로(51a)의 직경보다 크게 개방 형성된다. 또한, 내부 통로(51a)에는 내부 통로(51a)의 직경보다 작은 직경을 가지는 오리피스(51b)가 형성되어 있다. 이 오리피스(51b)는 에어 파이프(60)에서 내부 통로(51a)로 공급되는 고압 에어의 유속을 증대시킨다.
이 유속을 가지는 에어는 통수구(73)를 통하여 내부 통로(51a)로 유입되는 냉각수를 미립자로 무화시키게 된다.
따라서, 오리피스(51b)와 노즐(52) 사이에 위치하는 노즐 바디(51)의 내부 통로(51a)에서 에어와 냉각수는 미립자로 혼재된 상태를 형성하게 된다.
한편, 노즐(52)은 노즐 바디(51)의 외부 끝 측, 내주면에 결합되도록 나사부(52a)를 구비한다. 이 나사부(52a)는 노즐 바디(51)의 선단에 형성되는 나사부(51c)에 나사 결합된다. 이 나사부(52a)와 나사부(51c)의 결합으로 노즐(52)은 노 즐 바디(51)에 장착되어 분사 노즐(50)을 형성하게 된다.
상기 미립자로 혼재된 에어와 냉각수는 노즐 바디(51)의 내부 통로(51a)로 유입되어, 노즐(52)을 통하여 더욱 미립자로 되어 분사된다. 이때 노즐(52)은 에어와 냉각수를 열연판(10)의 폭 방향으로 벌어지는 부채꼴 형상으로 분사한다.
이와 같이 노즐(52)로 분사되는 에어 및 냉각수는 윈도우(51) 상으로 분사되어 윈도우(51)를 냉각시키고, 윈도우(51) 표면에 스케일 및 이물질이 고착되는 것을 효과적으로 방지한다.
이때 분사되는 냉각수의 입자 크기는 열연판(10)을 투과한 방사선에 영향을 미치지 않을 정도로 충분하게 작은 미입자로 형성된다.
이 노즐 바디(51) 및 노즐(52)을 통하여 분사되는 냉각수 미립자는 윈도우(51)를 효과적으로 냉각시키므로 윈도우(51)의 열변형을 방지할 수 있고, 윈도우(51) 표면이 청결한 상태를 유지하게 되므로 열연판(10)의 프로파일 및 두께의 정확한 측정이 가능하게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 방사선 발생기에서 조사되는 방사선을 열연판으로 투과시키고, 이 투과된 방사선을 방사선 검출기의 윈도우로 검출 하여, 열연판의 프로파일 및 두께를 측정하며, 이때 윈도우 검출기 측면에 분사노즐들을 구비하여 냉각수 입자를 윈도우 상에 분사함으로써, 윈도우를 냉각시켜 윈도우의 열변형을 억제하고, 윈도우를 세척하여 윈도우에 스케일(scale)과 같은 이물질이 고착되는 것을 방지하는 효과가 있다. 이로써 정확한 측정을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 열간 압연 설비의 압연롤들을 통과하는 열연판의 진행 방향에 대한 측면 방향에 배치되는 프레임,
    상기 프레임의 상기 열연판 상방에 구비되어 방사선을 발생시켜 상기 열연판에 조사시키는 방사선 발생기,
    상기 열연판을 투과한 방사선이 윈도우로 입사되도록 상기 열연판 하방에 구비되는 방사선 검출기, 및
    상기 방사선 검출기 윈도우 상에 냉각수 입자를 분사하도록 설치되는 분사노즐들을 포함하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 열연판의 폭 방향 일측에 수직 방향으로 형성되는 수직부,
    상기 수직부의 상단에서 상기 열연판의 상방에서 이와 나란하게 뻗어 형성되는 상측 수평부, 및
    상기 상측 수평부에 대응하여 상기 수직부의 하단에서 상기 열연판의 하방에서 이와 나란하게 뻗어 형성되는 하측 수평부를 포함하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 방사선 발생기는,
    상기 상측 수평부에서 상기 열연판의 폭 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수로 배치되는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사선 검출기 윈도우는 티타늄 플레이트로 형성되는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사노즐들은,
    상기 검출기 윈도의 길이 방향으로 배치되어 상기 윈도우 폭 방향으로 향하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 윈도우의 측방에 상기 윈도우의 길이 방향으로 설치되어 에어를 공급하는 에어 파이프와,
    상기 에어 파이프에 통기 구멍으로 연결되고 냉각수를 공급하는 냉각수 파이프를 포함하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각수 파이프는 길이 방향에 수직하는 방향 단면적의 일부가 상기 에어 파이프에 내장되면서 상기 에어 파이프와 나란하게 배치되는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 분사노즐은,
    상기 냉각수 파이프를 관통하여 설치되고 내부 통로의 개방된 끝이 상기 에어 파이프에 위치하며 상기 내부 통로를 상기 냉각수 파이프에 연통시키는 통수구를 형성하는 노즐 바디와,
    상기 노즐 바디의 외부 끝에 결합되는 노즐을 포함하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉각수 파이프는 상기 노즐 바디와 결합되는 설치구를 구비하고,
    상기 노즐 바디는 상기 설치구에 나사 결합되는 나사부를 구비하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉각수 파이프의 통기 구멍에는 상기 노즐 바디의 내부 끝이 결합되고,
    상기 노즐 바디는 상기 통기 구멍에 삽입되어 기밀 구조를 형성하는 실링을 구비하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 노즐 바디는 상기 내부 통로에 오리피스를 구비하는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 통수구는 상기 내부 통로의 직경보다 크게 개구되는 열간 압연 설비의 프로파일 미터.
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