KR100752309B1

KR100752309B1 - 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치

Info

Publication number: KR100752309B1
Application number: KR1020010046417A
Authority: KR
Inventors: 이대현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2007-08-29
Also published as: KR20030012413A

Abstract

본 발명은 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치를 제공하기 위한 것으로, 고압수 분사장치에 있어서, 고압수 분사장치에 있어서, 고압수 튜브(1) 내에서 좌우로 이동하여 고압수의 분사범위를 조정하는 스풀(12)(12')과; 상기 스풀(12)(12')을 이동시키기 위하여 동력을 전달하는 이중나사 샤프트(9)를 포함하여 구성함으로써, 중후판 압연과정시 소재표면에 생성되는 산화피막인 스케일을 제거하는 고압수 분사장치에서 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정할 수 있게 되는 것이다.

튜브, 스풀, 노즐, 베어링, 플랜지, 이중나사 회전축, 감속기, 가이드 홈

Description

분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치{Apparatus for high pressure water injection of adjusting injection range}

도 1은 종래 고압수 분사장치의 구조도.

도 2는 본 발명에 의한 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 단면도.

도 3은 도 2의 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 사시도.

도 4는 도 2의 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 분해사시도.

도 5는 도 2의 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 작동부 상세도.

도 6은 도 2에서 A-A 단면의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고압수 튜브 2 : 노즐

3, 3' : 아웃 커버 4 : 볼트, 너트

5 : 전동기 6 : 감속기

7, 7' : 플랜지 8, 8' : 베어링

9 : 이중나사 샤프트 10 : 오른나사

11 : 왼나사 12, 12' : 스풀

13, 13' : 패킹 14, 14' : 스풀 가이드 홈

15, 15' : 스풀 고정키 16 : 디지털 카운터

본 발명은 고압수 분사장치에 관한 것으로, 특히 중후판 압연과정시 소재표면에 생성되는 산화피막인 스케일(scale)을 제거하는 고압수 분사장치에서 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정하기에 적당하도록 한 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 압연과정이란 금속의 소성을 이용해서 고온 또는 상온의 금속 재료를 회전하는 2개의 롤 사이에 통과시켜 여러 가지 형태의 재료, 즉 판·봉·관·형재 등으로 가공하는 것을 말한다.

또한 중후판의 압연과정에서는 날판 표면에 산화피막인 스케일(scale)이 형성되는데, 이러한 스케일에 의해 제품의 표면품질이 저하되고 작업롤(work roll)에 압착되어 날판표면에 그대로 그 형상이 나타나게 된다. 따라서 롤(roll)에 압착되기 전에 반드시 박리를 하여야 한다.

스케일을 제거하기 위하여 압연기를 중심으로 전, 후, 상, 하에 스케일 박리장치로써 120kg/㎠ 이상의 압력을 사용하는 고압수 분사장치를 설치하여 사용하고 있는데, 이러한 고압수의 분사는 자동 또는 수동으로 할 수 있다.

도 1은 종래 고압수 분사장치의 구조도이다.

여기서 도면부호 1은 고압수 튜브(tube)이고, 2는 노즐(nozzle)이며, 3과 3'은 아웃 커버(outcover)이고, 4는 볼트, 너트(bolt, nut)이다.

그래서 고압수 분사장치에 대해 분사조작을 할 경우에는 120kg/㎠ 이상의 고압수가 배관을 통해 전달되도록 하고, 노즐(2)에 의해서 일정한 각도(26° ~ 33°)를 이루어 날판에 분사되도록 한다. 또한 미조작시에는 배관중에 설치된 유체의 유속 유량을 측정하는 계기인 오리피스관(orifice)을 통해 5kg/㎠ 이하의 저압수가 배관 내를 충만하게 하여 고압수 분사시에 발생할 수 있는 배관의 파열 등을 방지하고 있다.

중후판 압연은 제품을 생산할 수 있는 크기의 날판을 압연 작업하게 되는데, 날판폭의 경우에 소폭(1200㎜)에서 광폭(4000㎜)의 범위까지 작업된다.

이와 같이 날판폭은 광범위하게 변하지만 고압수 분사장치의 고압수 튜브(1)는 광폭의 날판폭에 기준하여 소폭과 중폭(2500㎜)의 압연과정에도 모든 노즐(2)을 통해 스케일을 제거하기 위해서 고압수를 수회에서 수십회까지 계속해서 분사하게 된다.

그러나 이러한 종래의 기술에서는 날판폭과 무관하게 모든 노즐을 통해 고압수를 분사하게 되어, 고압수 압력이 하락되고, 박리효율성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 고압수의 압력의 급격한 저하로 인한 펌프(pump) 및 기타 설비 이상의 원인이 되고 있는 문제점도 있었다.

더불어 원가상승과 용수의 과다 사용 등의 문제점 또한 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것 으로, 본 발명의 목적은 고압수 분사장치에서 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정할 수 있는 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 고압수 분사장치에서 날판폭에 맞게 고압수를 분사할 수 있도록 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정하여 고압수의 급격한 압력변화로부터 설비를 보호하고 스케일의 박리성의 향상시켜 품질향상에 기여할 수 있는 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는,

고압수 분사장치에 있어서, 고압수 튜브 내에서 좌우로 이동하여 고압수의 분사범위를 조정하는 스풀과; 상기 스풀을 이동시키기 위하여 동력을 전달하는 이중나사 샤프트를 포함하여 구성하여 날판폭에 따라 분사범위 조정이 가능하도록 하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명, 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 단면도이고, 도 3은 도 2의 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 사시도이며, 도 4는 도 2의 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 분해사시도이고, 도 5는 도 2의 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 작동부 상세도이며, 도 6은 도 2에서 A-A 단면의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 고압수 분사장치에 있어서, 고압수 튜브(1)의 내측에서 상기 고압수 튜브(1)의 길이방향을 따라 회전되도록 배치되고 일측부에는 오른나사(10)가 형성되고 타측부는 왼나사(11)가 형성되어 회전동력을 전달하는 이중나사 샤프트(9)와 ; 상기 이중나사 샤프트(9)의 오른나사(10)와 왼나사(11) 각각에 결합되어 상기 이중나사 샤프트(9)의 회전에 방향에 따라 서로 반대방향으로 이동되어 서로 이격되거나 근접되는 두 개의 스풀(12)(12') 를 포함하여 구성하여 날판폭에 따라 분사범위 조정이 가능하도록 한다.

상기에서 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는, 상기 고압수 튜브(1)의 일측 단면에 상기 이중나사 샤프트(9)로 회전동력을 전달하기 위한 전동기(5)와 감속기(6)가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기에서 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는, 상기 고압수 튜브(1) 내측면에 상기 이중나사 샤프트(9)의 길이방향으로 따라 스풀 가이드 홈(14)(14')을 형성하고, 상기 스풀 가이드 홈(14)(14')과 대향되는 상기 스풀(12)(12')의 외측면에 형성되는 스풀 고정키(15)(15')를 상기 스풀 가이드 홈(14)(14')을 따라 이동 가능하게 조립하여, 상기 전동기(5)에 의한 상기 이중나사 사프트(9)의 정회전과 역회전시 상기 스풀 가이드 홈(14)(14')에 의해 상기 스풀(12)(12')의 이동이 가이드되어 상기 두 개의 스플(12)(12') 사이의 간격이 조정되도록 한다.

상기에서 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는, 상기 전동기(5)와 연결되어 상기 두 개의 스풀(12)(12')의 간격을 수치로 표시하는 디지털 카운터(digital counter)(16)를 더욱 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 고압수 분사장치에서 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정하고자 한다.

그래서 도 4에서 보는 바와 같이, 고압수 튜브(1)의 측면에 전동기(5)를 설치하고, 감속기(6)와 플랜지(flange)(7)로 체결한다.

감속기(6)는 고속의 전동기(5) 회전을 스풀(12)(12')이 이동하기에 적당한 회전으로 변환시켜 스풀(12)(12')이 고압수 튜브(1) 내에서 원활하게 이동할 수 있도록 한다.

감속기(6)는 스풀(12)(12') 이동의 동력전달원인 이중나사 샤프트(9)와 다시 플랜지(7')로 체결되고, 양측에 센터링(centering)과 원활할 회전을 보조하는 베어링(8)(8')을 조립한다.

이중나사 샤프트(9)는 한쪽 방향 회전만으로도 두 개의 스풀(12)(12')이 서로 다른 쪽으로 이동가능하게 오른나사(10)와 왼나사(11)를 대칭되게 구성하여 전동기(5)의 정회전과 역회전에 따라서 상호대칭적으로 이동되게 한다. 그러면 두 개의 스풀(12)(12')이 동시에 회전되는 것은 방지할 수 있게 된다.

또한 두 개의 스풀(12)(12')의 간격(이동범위)을 확인할 수 있도록 디지털 카운터(16)를 전동기(5)와 연결한다.

이중나사 샤프트(9)의 오른나사(10)와 왼나사(11)에 두 개의 스풀(12)(12')이 각각 조립되는데, 스풀(12)(12')이 이중나사 샤프트(9)의 회전에 따라서 동시에 회전되지 않고 고압수 튜브(1) 내에서 좌우로 이동되도록 하기 위하여 스풀(12)(12') 양측의 스풀 고정키(15)(15')가 고압수 튜브(1) 내부 양측에 가공된 스풀 가이드 홈(14)(14')에 맞도록 끼워지게 한다.

그리고 스풀(12)(12') 양측에 패킹(13)(13')을 조립하여 고압수의 누수를 방 지하고, 이중나사 샤프트(9)의 중앙과 끝단에는 나사산을 내지 않아 장치를 보호하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에서와 같이, 고압수 튜브(1) 내에는 5kg/㎠ 이하의 저압수가 충만해 있다. 이는 120kg/㎠ 이상의 고압수가 분사될 때 배관이나 기타 설비의 파손을 방지하기 위함이다. 그러므로 압연 중에는 언제나 고압수가 분사될 수 있도록 하여야 한다.

중후판의 압연 작업은 날판 또는 제품 크기가 정해지면, 단말기나 작업 카드로 표시되는데, 압연 날판폭의 경우는 일정한 패턴을 가지고 변하고 조정된다. 압연 날판폭이 지시되면, 이중나사 샤프트(9)의 회전으로 스풀(12)(12')의 위치를 조정하여 날판폭에 따라서 고압수를 분사할 수 있게 된다.

압연 날판폭이 지시되면, 5kg/㎠ 이하의 저압수가 고압수 튜브(1) 내에 흐르고 있을 때, 전동기(5)를 회전시키게 된다. 그리고 전동기(5)의 고속회전을 감속기(6)에서 받아 이중나사 샤프트(9)가 원활하게 회전할 수 있는 회전으로 감속시키게 된다. 여기에 다시 이중나사 샤프트(9)의 양측에 조립된 베어링(8)(8')이 회전을 도우고, 이중나사 샤프트(9)의 센터링(centering)을 한다.

이중나사 샤프트(9)에는 오른나사(10)와 왼나사(11)가 대칭형으로 구성되어 조립된 두 개의 스풀(12)(12')이 회전에 따라 서로 다른 방향으로 이동하게 된다.

스풀(12)(12')이 좌우로 이동되기 위해서는 고압수 튜브(1) 내부에 가공된 스풀 가이드 홈(14)(14')에 스풀 고정키(15)(15')가 고정되어 있어 이중나사 샤프트(9)의 회전이 두 개 스풀(12)(12')의 좌우 이동범위가 된다. 즉, 이중나사 샤프트(9)의 정회전과 역회전 시에 발생하는 두 개 스풀(12)(12')의 간격이 고압수 분사범위가 되는 것이다.

그리고 스풀(12)(12')의 양측에 패킹(13)(13')을 설치하여 고압수의 누수를 방지한다.

고압수의 분사범위는 스풀(12)(12')의 이동범위를 나타내는 디지털 카운터(16)를 통해서 확인할 수 있으며, 날판폭에 따라서 전동기(5)의 조작으로 간단하게 분사범위를 조정할 수 있다.

이처럼 본 발명은 고압수 분사장치에서 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정하게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는 중후판 압연과정시 소재표면에 생성되는 산화피막인 스케일을 제거하는 고압수 분사장치에서 날판폭의 변화에 따라서 분사범위를 조정할 수 있는 효과가 있게 된다.

따라서 본 발명은 중후판의 압연에서 날판폭의 변화에 대해서 고압수의 분사 범위를 조정하여 불필요한 부분의 고압수 분사를 억제할 수 있게 되어 압력의 급격한 변화를 방지할 수 있게 되고, 이에 따라 펌프와 기타 설비를 보호할 수 있게 되며, 고압수의 압력저하 방지로 스케일의 박리효율성을 향상시켜 날판표면품질의 향상에 기여하고 용수절약으로 원가를 절감시킬 수 있는 효과도 있게 된다.

Claims

고압수 분사장치에 있어서,

고압수 튜브(1)의 내측에서 상기 고압수 튜브(1)의 길이방향을 따라 회전되도록 배치되고 일측부에는 오른나사(10)가 형성되고 타측부는 왼나사(11)가 형성되어 회전동력을 전달하는 이중나사 샤프트(9)와 ;

상기 이중나사 샤프트(9)의 오른나사(10)와 왼나사(11) 각각에 결합되어 상기 이중나사 샤프트(9)의 회전에 방향에 따라 서로 반대방향으로 이동되어 서로 이격되거나 근접되는 두 개의 스풀(12)(12') 을 포함하여 구성하여 날판폭에 따라 분사범위 조정이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는,

상기 고압수 튜브(1)의 일측 단면에 상기 이중나사 샤프트(9)로 회전동력을 전달하기 위한 전동기(5)와 감속기(6)가 구비된 것을 특징으로 하는 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치.
제 2 항에 있어서, 상기 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는,

상기 고압수 튜브(1) 내측면에 상기 이중나사 샤프트(9)의 길이방향으로 따라 스풀 가이드 홈(14)(14')을 형성하고, 상기 스풀 가이드 홈(14)(14')과 대향되는 상기 스풀(12)(12')의 외측면에 형성되는 스풀 고정키(15)(15')를 상기 스풀 가이드 홈(14)(14')을 따라 이동 가능하게 조립하여, 상기 전동기(5)에 의한 상기 이중나사 사프트(9)의 정회전과 역회전시 상기 스풀 가이드 홈(14)(14')에 의해 상기 스풀(12)(12')의 이동이 가이드되어 상기 두 개의 스풀(12)(12')의 간격이 조정되도록 하는 것을 특징으로 하는 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치.
제 2 항에 있어서, 상기 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치는,

상기 전동기(5)와 연결되어 상기 두 개의 스풀(12)(12')의 간격을 수치로 표시하는 디지털 카운터(16)를 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분사범위 조정이 가능한 고압수 분사장치.