KR100776227B1 - 금속 스트립의 냉간 압연 방법 및 롤 스탠드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 스트립(8)의 냉간 압연 방법에 대해 기술하고 있는데, 이 방법에서, 금속 스트립은 거의 실온에서 정반대 회전으로 구동되는 2개의 정반대 회전식 롤(16) 사이의 닙(17)을 통과하고, 냉각 및/또는 액화 가스, 바람직하게는 불활성 가스는 닙, 즉 롤 간극의 영역으로 송풍된다. 본 발명에 따른 롤 스탠드는 닙, 즉 롤 간극을 형성하는 2개의 정반대 회전식 롤과, 냉각 및/또는 액화 가스, 바람직하게는 불활성 가스를 상기 노즐 수단의 적어도 하나의 오리피스를 통해 롤 닙의 영역으로 송풍하는 노즐 수단을 구비한다. 상기 냉각 및/또는 액화 가스의 온도는 실온보다 상당히 낮은 것이 바람직하다.

Description

금속 스트립의 냉간 압연 방법 및 롤 스탠드{A PROCESS AND ROLL STAND FOR COLD ROLLING OF A METAL STRIP}

본 발명은 금속 스트립의 냉간 압연 방법과 금속 스트립의 냉간 압연을 위한 롤 스탠드에 관한 것이다.

금속 스트립의 제작자는 특정한 기계적 특성, 표면 특성 및 두께를 갖는 금속 스트립을 제조하는 데 냉간 압연 공정을 이용하고 있다. 이 냉간 압연 공정에서는, 스트립의 두께를 저감시키기 위해 2개의 정반대 회전식 롤러 사이에 존재하는 닙, 즉 롤 간극을 스트립이 통과되게 하여 요구되는 표면 품질을 제공하고 있다. 냉간 압연 공정 중에는 롤과 스트립 사이의 마찰로 인해 그리고 스트립 재료의 변형으로 인해 닙에서 많은 열이 발생된다. 이러한 열은 재료 및 표면 특성에 부정적인 영향을 미친다.

종래의 냉간 압연 공정에서는, 액체, 예컨대 오일, 물 또는 유제를 냉각용 윤활유로서 사용하여 롤 간극에서의 마찰과 열을 감소시킨다. 이들 액체는 냉간 압연 후에 표면 상에 유지되어 부정적인 효과를 일으키는 경우가 많다. 예컨대, 금속 스트립의 표면 상에 있는 물 또는 수성 유제로 인해 부식되고, 즉 녹이 형성된다. 또한, 표면 상의 오일 잔류물은 금속 스트립의 추가 처리 전에 가능한 한 표면으로부터 제거되어야 한다. 금속 스트립의 표면 상에 수성 또는 유성 잔류물로 인한 세척 공정과 불량품이 모두 재가공 및 폐기 측면에서 고비용을 유발시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 금속 스트립의 냉간 압연 방법 및 이를 위한 롤 스탠드를 제공하는 것이며, 이 점에서 금속 스트립의 표면 상의 잔류물로부터 발생되는 전술한 문제가 대폭적으로 제거된다. 본 발명의 제2 양태에 따르면, 롤 스탠드 내에서 및/또는 처리 대상 금속 스트립의 표면 상에서의 얼음 또는 물의 퇴적이 대폭적으로 방지되는 금속 스트립의 냉간 압연 방법 및 이를 위한 롤 스탠드를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 금속 스트립의 냉간 압연 방법이 제공되며, 이 방법에서는 금속 스트립을 거의 실온에서 정반대 회전으로 구동되는 2개의 정반대 회전식 롤 사이의 닙을 통과되게 하고, 냉각 및/또는 액화 가스, 바람직하게는 불활성 가스를 닙, 즉 롤 간극 영역으로 송풍한다. 본 발명에 따른 롤 스탠드는 닙, 즉 롤 간극을 형성하는 2개의 정반대 회전식 롤과, 냉각 및/또는 액화 가스, 바람직하게는 불활성 가스를 노즐 수단의 적어도 하나의 오리피스를 통해 롤의 닙 영역으로 송풍하는 노즐 수단을 구비한다. 상기 냉각 및/또는 액화 가스의 온도는 실온보다 상당히 낮은 것이 바람직하다. 여기서 사용된 "냉각 및/또는 액화 가스"라는 용어는 기상이나 액상 또는 가스와 액체의 혼합상의 냉각 유체를 가리킨다.

본 발명에 따르면, 상기 가스는 냉간 압연 공정 중에 금속 스트립을 냉각시키는 냉각제로서, 그리고 롤과 금속 스트립 사이의 마찰을 경감시키는 윤활유로서 분명하게 작용한다. 상기 가스가 액화 가스로서 적용되면 보다 큰 액체의 비열로 인해 냉각 효과가 강력하게 된다. 본 발명에 따르면, 냉각제, 즉 가스는 냉간 압연 공정 중 및 그 후에 금속 스트립의 표면에 잔류물을 남기지 않고 증발된다. 따라서, 본 발명은 냉간 압연 공정 후에 별개의 공정 단계에서 냉각제를 제거할 필요가 없다는 잇점을 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 가스는 금속 스트립과 롤 사이에 보호층을 형성한다. 상기 가스는 불활성 가스이어서 금속 스트립의 표면 산화를 방지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 보다 양호한 냉각 효과와 분명한 윤활 효과로 인해, 금속 스트립에는 사실상 균열 및 기공이 없고 또한 표면 품질이 보다 양호해지고 균일하게 된다. 특히, 액상 윤활유를 사용하는 종래의 냉간 압연 공정에서 처리되는 금속 스트립의 표면을 다소 완벽하게 덮는 비광택 영역이 본 발명에 따라 방지된다.

본 발명에 따른 노즐 수단은 닙 영역으로 냉각 및/또는 액화 가스를 송풍하기 위해 금속 스트립의 폭에 걸쳐 규칙적인 간격으로 배치된 복수 개의 노즐 또는 오리피스를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 노즐 또는 오리피스는 롤 닙의 상류측에 위치되는 것이 바람직하다. 상기 노즐 또는 오리피스는 금속 스트립 상부 및/또는 하부에 위치될 수도 있다. 냉각 및/또는 액화 가스는 금속 스트립에 대해 수직 방향으로 또는 롤 표면에 대해 거의 접선 방향으로 롤 닙의 영역에 송풍될 수 있다.

본 발명자들은 매우 차가운 가스, 예컨대 액화 질소 가스가 사용되면, 상이한 새로운 유형의 2가지 표면 결함이 발생된다는 것을 알았다. 즉, 냉간 압연 공정 후에 금속 스트립의 표면에서 타원형의 긴 비광택 영역과 작은 비광택 점이 관측되었다. 본 발명자들은 이들 결함의 일부가 노즐 둘레에서 뿐만 아니라 노즐을 향한 공급선 둘레에서 결빙된 공기 중의 수증기의 산물과 응축된 공기 중의 수증기로부터 생긴 물에 원인이 있을 수 있다는 것을 알아내었다. 또한, 관측된 이들 결함의 일부는 처리 대상 금속 스트립의 표면에 떨어지는 액화 가스, 예컨대 액화 질소 가스의 액적에 원인이 있을 수 있다.

이들 문제를 피하기 위해서, 본 발명에 따른 금속 스트립의 냉간 압연 방법은 적어도 노즐 수단의 오리피스 근처에서 노즐 수단을 주위 공기로부터 둘러싸거나 차폐하여 결빙 또는 응축된 공기 중의 수증기로 인해 노즐 수단의 오리피스 근처에서 물 또는 얼음이 생성되는 것을 방지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 금속 스트립의 표면에서 비광택 영역이 형성되는 것을 방지한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 냉각 및/또는 액화 가스의 분사구 및/또는 노즐 시스템의 오리피스는 냉간 압연 공정 중에 분사구 및/또는 오리피스 둘레에서 건식 가스의 흐름에 의해 둘러싸이거나 차폐된다. 따라서, 주위 공기로부터의 수증기가 냉각 영역, 예컨대 금속 스트립이 사이에 있는 롤 닙 및/또는 노즐 시스템의 오리피스로 유입되는 것이 방지된다. 이에 따라, 수증기의 응축 또는 결정화가 제거된다.

원칙적으로, 임의의 순수한 가스, 즉 응축되거나 결정화됨으로써 전술한 비광택 영역 또는 표면의 결함을 유발할 수 있는 동인을 갖지 않는 가스가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 건식 가스는 불활성 가스가 바람직하다. 건식 가스의 흐름이 노즐 수단의 오리피스를 향해 유동하여 냉각에 사용되는 냉각 및/또는 액화 가스의 흐름으로부터 파생되면, 본 발명에 따른 방법 및 롤 스탠드는 더욱 간소화될 수도 있다.

상기 건식 가스는 노즐 수단의 오리피스로부터 방출되는 냉각 및/또는 액화 가스의 분사를 둘러싸는 건식 가스의 커튼으로서 적용될 수도 있다. 이 건식 가스의 커튼은 노즐 수단의 오리피스와 냉각 및/또는 액화 가스에 의해 냉각되는 금속 스트립을 비롯한 롤 닙의 전체 영역을 모두 둘러싸는 것이 바람직하다.

노즐 시스템의 오리피스에 냉각 및/또는 액화 가스를 공급하는 오리피스의 각 공급선은 튜브 또는 박스형 구조체에 의해 둘러싸이는데, 이 구조체를 통해 건식 가스가 금속 스트립을 향해 송풍된다. 따라서, 건식 가스의 흐름은 냉각 및/또는 액화 가스의 분사와 거의 평행하게 흐르도록 안내된다. 이에 따라, 주위 공기로부터 응축된 수증기 또는 얼음 결정이 금속 스트립의 표면 상에 낙하되어 결함을 일으키게 되는 것이 방지될 수 있다. 추가 잇점으로는 오리피스 및/또는 가스 분사를 둘러싸는 데 필요한 건식 가스의 양이 실질적으로 감소될 수 있다는 것이다. 추가 잇점으로는 노즐 시스템의 오리피스 둘레에서 건식 가스의 안정적인 흐름으로 인해 오리피스 상에 얼음 또는 물의 임의의 퇴적을 완벽하게 방지할 수 있다는 것이다.

냉각 및/또는 액화 가스의 분사는 각 오리피스의 중앙에 중심이 있는 원뿔 형상으로 노즐 수단의 오리피스로부터 방출되는 것이 바람직하다. 따라서, 롤 닙의 영역에서 균일한 가스의 분배가 보장될 수 있다. 오리피스를 보다 양호하게 둘러싸기 위해서는 금속 스트립을 향한 그 경로 상에서 원뿔이 튜브 또는 박스형 구 조체와 교차하지 않도록 튜브 또는 박스형 구조체의 전면에 대해 소정 거리를 두고 튜브 또는 박스형 구조체 내에 배치될 수도 있다.

액화 가스가 노즐 수단의 오리피스를 향해 공급되면, 액화 가스의 일부는 보통 증발된다. 따라서, 공급선에서 생성된 가스 기포는 오리피스 또는 노즐 출구에서 압력차를 유발하고, 이에 따라 방출된 가스 분사 및 액화 가스 공급의 맥동을 유발한다. 가스 기포는 보다 작은 비열을 갖고 이에 따라 액화 가스용 공급선 내에 특정 영역에서 냉각의 효율이 떨어지기 때문에, 이 맥동은 오히려 공급선 내에서 추가로 증폭된다. 상기 가스의 맥동은 롤 닙의 영역에서 불균일한 냉각 효과를 일으키고 또한 오리피스 또는 노즐 수단 근처의 얼음 결정을 제거할 수도 있다. 더욱이, 공급선 내의 가스 맥동은 또한 공급선의 기계적 진동을 일으켜 오리피스나 노즐 수단 근처의 얼음 결정 또는 공급선의 표면 상의 얼음 결정을 제거할 수도 있다. 본 발명자들은 이들 맥동이 금속 스트립의 표면 상의 긴 타원형 비광택 영역의 원인이 된다는 것을 알아내었다.

이들 문제를 제거하기 위해서, 노즐 수단의 모든 공급선을 둘러싸는 튜브 또는 박스형 구조체를 통해 흐르는 건식 가스는 냉각을 위한 냉각 및/또는 액화 가스의 흐름으로부터 직접 파생되는 것이 바람직하다. 따라서, 공급선 및 노즐 수단의 오리피스의 외부는 전술한 공급선 내의 2상 가스 흐름을 감소시키도록 효율적으로 냉각될 수 있다.

튜브 또는 박스형 구조체를 통한 가스 흐름은 제어 밸브에 의해 조절되어 일정한 냉각 속도 및 일정한 덮개 효과를 달성할 수 있다. 이 제어 밸브는 냉각 및/ 또는 액화 가스를 팽창시킴으로써 그 온도를 감소시키는 조절 수단으로서 동시에 사용되는 것이 바람직하다.

따라서, 튜브 또는 박스형 구조체를 통과하는 가스의 온도는 공급선 내의 가스 온도 미만으로 저감됨으로써 전술한 2상 흐름을 추가로 제거할 수도 있다. 이에 따라, 효율적인 방식으로 공급선의 부차적인 냉각이 달성될 수 있다.

주위 공기로부터 수증기의 응축 또는 결정화를 추가로 방지하기 위해, 열 교환 수단 또는 기타 가열 수단이, 바람직하게는 노즐 수단의 전방 단부에 마련될 수도 있다. 상기 열 교환 수단은 튜브 또는 박스형 구조체를, 바람직하게는 전방부만 둘러쌀 수 있다. 유체는 열 교환 수단을 통해 흐를 수도 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 주위 공기로부터 적어도 노즐 수단의 오리피스 근처의 덮개는 오리피스 또는 노즐 출구 근처 공기 중의 수증기로부터 파생되는 응축된 물 또는 얼음의 생성을 방지하는 적절한 기계적 구조체에 의해 마련된다.

이 제2 실시예에 따르면, 주위 공기로부터 오리피스 또는 노즐 수단 및/또는 공급선을 충분히 차폐하는 임의의 기계적 구조체에 의해 마련될 수도 있다. 그러한 덮개는 모든 오리피스 또는 노즐 출구 및 냉각 및/또는 액화 가스를 공급하는 각 공급선의 적어도 일부를 둘러싸는 단일 박스에 의해 마련될 수도 있다. 그러한 박스는 각 오리피스와 정렬되어 냉각 및/또는 액화 가스가 금속 스트립을 향해 유동할 수 있게 하는 개구가 있는 전방 커버를 갖는 것이 바람직하다. 단일 박스 대신에, 노즐 수단의 각 오리피스마다 복수 개의 박스가 마련될 수도 있다. 변형예로서, 각 오리피스 또는 노즐 출구 및 관련 공급선의 적어도 일부를 튜브가 둘러쌀 수도 있다. 따라서, 오리피스를 간단하고 비용 효율적인 방식으로 둘러쌀 수 있다.

본 발명의 제2 실시예는, 실온에 비해 적당한 온도의 냉각 및/또는 액화 가스가 냉각에 사용되면, 적당한 온도에서 공기 중의 수증기의 응축 및 결정화가 이용되기 때문에 바람직할 수도 있다. 이 제2 실시예에 따라 사용된 액화 가스의 예로는 이산화탄소 가스가 있다. 이 가스는, 예컨대 연속 작업에 사용되지 않거나 비교적 처리량이 적은 롤 스탠드에 충분할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 특정한 예를 설명하기로 한다. 도면을 참조하여 읽으면, 본 발명의 추가 잇점, 특징 및 목적을 당업자가 알게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐 수단의 부분적인 단면 사시도.

도 2는 공급선과 덮개선을 강조한 도 1의 사시도를 보여주는 도면.

도 3은 노즐 및 덮개 튜브를 보여주는 단면도.

도 4는 전방부에 열 교환기를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐 수단의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 노즐 수단의 제2 실시예의 사시도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐 수단을 포함하는 롤 스탠드의 사시도.

도면에서, 동일한 참조 번호는 동일하거나 등가의 수단 또는 요소를 가리킨다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐 수단(1)을 사시도로 보여준다. 상기 노즐 수단(1)은 중간에 원형 오리피스(4)가 있는 5개의 노즐(3)을 구비한다. 도 6(참조 번호 14)에 간략하게 도시된 바와 같이, 각 노즐의 전방부에는 노즐로부터 냉각 및/또는 액화 가스의 원뿔형 분사로 방출되는 냉각 및/또는 액화 가스의 흐름을 안내하는 원뿔형 연장부가 마련될 수도 있다. 상기 노즐(3)은 공급선(9)을 통해 절연된 주 공급선(7)과 연통된다. 상기 노즐(3)과 공급선(9)은 박스(2) 내에 수용된다. 열 절연체, 예컨대 PU 폼과 같은 플라스틱 폼 또는 수지가 박스(2) 내에 마련될 수도 있다. 상기 박스(2)는 냉각 및/또는 액화 가스의 분사가 방해 없이 금속 시트 또는 스트립을 향해 전파될 수 있도록 오리피스(4) 또는 노즐(3)과 각각 정렬되는 원형 개구가 있는 전방 커버(6)를 구비한다.

노즐 수단의 작동시, 주 공급선(7)에는 냉각 및/또는 액화 가스가 공급된다(화살표 A). 가스의 예로는 질소, 불활성 가스 및 이산화탄소를 포함하지만 이것에 제한되지 않는다. 상기 가스는 금속 스트립의 산화를 방지하도록 불활성 가스가 바람직하다. 상기 가스는 액화 가스, 기체 또는 액화 가스와 기체의 혼합물로서 주 공급선(7)을 통해 공급될 수도 있다.

도 1 좌측 부분의 부분적인 단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 각 노즐(3)과 적어도 각 공급선(9)의 전방부는 노즐(3)의 오리피스 근처 영역을 둘러싸거나 차폐하는 덮개 튜브(12)에 의해 둘러싸인다. 상기 덮개 튜브(12)의 내부는 제어 밸브(11)가 각각 마련된 공급선(10)을 통해 각 공급선(9)과 연통된다. 상기 제어 밸브(11)는 덮개 튜브(12)를 통해 냉각 및/또는 액화 가스의 흐름을 조절하는 데 사용된다.

변형례(도시 생략)로서, 각 덮개 튜브(12)는 공급선과 제어 밸브를 통해 건식 가스의 공급원과 연통됨으로써, 다른 종류의 가스가 노즐(3)로부터 방출된 냉각 및/또는 액화 가스의 분사를 둘러싸는 데 사용될 수도 있다.

공급선(9)의 외부면과 덮개 튜브(12)의 내부면에는 반사 피막이 마련될 수도 있다.

작동시, 가스의 분사, 예컨대 원뿔형 분사가 각 노즐(3)로부터 방출된다. 상기 분사는 덮개 튜브(12)로부터 방출되는 건식 가스의 커튼에 의해 둘러싸인다. 따라서, 공기 중의 수증기는 금속 스트립을 냉각시키는 데 사용되는 가스 분사에서 또는 가스 분사 근처에서 응축되거나 결정화될 수 없다. 상기 건식 가스는 덮개 튜브(12)가 냉각에 사용되는 각 가스 분사와 거의 평행하게 되도록 한다. 덮개 튜브(12)를 통과하는 유량은 공급선(9)과 노즐(3)을 통과하는 가스의 유량보다 실질적으로 작으므로, 각 노즐(3)로부터 방출되는 가스 분사의 형태는 건식 가스에 의해 방해받지 않는다.

도 2 좌측 부분의 부분적인 단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 제어 밸브(11)는 동시에 이 제어 밸브(11)를 통과하는 가스가 팽창되는 조절 밸브로서 작용할 수도 있다. 이 가스 팽창으로 인해 덮개 튜브(12) 내의 가스 온도는 공급선(9) 내의 가스 온도보다 낮다. 따라서, 덮개 튜브(12)에 의해 둘러싸이는 오리피스(4) 근처의 노즐(3)과 그 전방부의 공급선(9)이 모두 냉각됨으로써, 공급선(9) 내에서 2상 가스 흐름을 방지하거나 거의 감소시킨다. 이에 따라, 공급선(9) 내에서 냉각에 사용되는 가스의 임의의 맥동이 방지되거나 거의 감소될 수 있다. 그 결과, 금속 스트립에 대한 가스 분배가 더욱 균일하게 된다.

도 3은 노즐(3)의 오리피스 근처의 영역을 둘러싸는 덮개 튜브(12)를 포함하는 공급선(9)의 전방부의 단면도를 보여주고 있다. 도 3은 도 1과 도 2에 따른 실시예의 가장 좌측 또는 가장 우측의 노즐(3)의 공급선(9)을 보여주고 있다. 덮개 튜브는 거리(d) 만큼 노즐(3)의 전방면으로부터 돌출된다. 상기 거리(d)는 노즐(3)로부터 방출되는 원뿔 형상의 분사(14)의 개방 각도에 따라 선택되므로 가스는 덮개 튜브(12)의 내부면에 부딪히지 않는다.

노즐(3)은 적절한 연결 수단(13)에 의해 공급선(9)과 연결된다. 덮개 튜브(12)의 내부는 오리피스(15), 제어 밸브(11) 및 공급선(10)을 통해 공급선(9)과 연통되므로 공급선(9) 내에 가스의 일부는 덮개 튜브(12)를 향해 분기된다.

덮개 튜브(12)의 길이(L)는 냉각 범위에 따라 선택되어 공급선(9) 내에 2상 가스 흐름을 감소시킨다.

노즐(3)은 중공 원뿔, 솔리드 원뿔(solid cone) 또는 평탄한 원뿔의 가스를 제공할 수도 있다. 평탄한 원뿔이 사용되는 것이 바람직하다. 노즐(3)로부터 방출되는 원뿔(14)의 개방 각도는 45°내지 110°일 수 있으며, 80°근처가 바람직하다. 공급선(9)의 직경은 10 내지 20 mm일 수 있으며, 15 mm가 바람직하다. 덮개 튜브의 내경은 20 내지 55 mm일 수 있으며, 35 mm가 바람직하다. 거리(d)는 +10 mm 내지 -10 mm(+ 돌출/- 후퇴 위치)일 수 있으며, -5 mm가 바람직하다. 액화 질소는 0.5 atm 내지 16 atm의 압력, 바람직하게는 6 atm의 압력으로 공급될 수 있다. 각 노즐을 통과하는 액화 질소의 유량은 10 l/h 내지 300 l/h, 바람직하게는 100 l/h 내지 150 l/h일 수 있으며, 덮개 튜브(12)를 통과하는 유량은 바람직하게는 10 내지 30 l/h이다. 당업자라면 제공될 롤 스탠드의 사양에 따라 상이한 변수 범위를 쉽게 알 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 변형례를 보여주고 있다. 이 변형례에서는, 온도를 조절하는 열 교환기(24)가 노즐 수단(1)의 전방부에 마련되므로 전방부에 얼음이 퇴적되지 않고 공기 중의 수증기로부터 물이 응축되지 않는다. 이 목적을 위해, 박스(12)의 전방부는 유입구(25)와 유출구(26)가 있는 별개의 챔버(24)로서 형성되므로, 열 교환용 유체는 덮개 튜브(12) 둘레의 챔버(24)를 통과할 수 있다. 덮개 튜브가 마련되지 않으면, 본 발명의 제2 실시예의 경우에서처럼 유체는 대신에 공급선(9)을 직접 통과할 수 있다. 열 교환기(24)로 진입하는 유체(C)의 유량 또는 열 교환기(24)를 빠져나오는 유체(D)의 유량은, 예컨대 제어 밸브에 의해 조절될 수 있으므로, 노즐 수단(1)의 전방부에서 안정적인 온도가 달성될 수 있다. 공기 중의 수증기의 이슬점보다 훨씬 높은 온도가 선택되는 것이 적절하다.

도 5는 본 발명에 따른 노즐 수단(1)의 제2 실시예를 보여주고 있다. 제2 실시예에 따르면, 건식 가스의 커튼이 오리피스(4) 및/또는 냉각에 사용되는 가스의 분사를 둘러싸도록 제공되지 않는다. 대신에, 제2 실시예에 따르면, 복수 개의 노즐(3)과 관련 공급선(9)의 적어도 전방부가 박스(2) 내에 수용되고, 이 박스는 각 노즐(3)과 정렬되는 복수 개의 개구가 있는 전방 커버(6)를 포함한다. 박스형 구조체(2)를 제공하는 대신에, 당업자는 그 외에 적절한 덮개 구조체를 쉽게 알 수 있다. 전방 커버(6)에 있는 비교적 작은 횡단면적의 개구는 사실상 주위 공기 또는 주위 수증기가 박스(2)의 내부로 진입할 수 없게 하는 것을 보장한다. 특히, 가스 분사로 인해 박스(2)의 전방 커버(6)로부터 거리를 두고 주위 공기의 롤러형 흐름이 생기기 때문에, 가스가 노즐(3)로부터 계속 흐르는 경우가 그러하다.

박스(2) 내에서 또는 오리피스(4) 근처에서 수증기의 응축 또는 결정화를 방지하기 위해서, 다음의 조치를 취할 수도 있다. 흡습제를 박스(2) 내에 마련할 수도 있다. 박스(2)의 내부를 열 절연재, 예컨대 PU 폼과 같은 플라스틱 폼으로 완전히 충전할 수도 있다. 가열 수단을 노즐 수단(1)의 전방부에, 예컨대 전방 커버(6)의 내부면 상에 마련하여 이 영역을 이슬점 이상의 온도로 가열할 수 있다. 도 4에 따른 열 교환기(24)와 유사한 열 교환기를 마련할 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 변형례를 보여주고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 노즐(3)이 나란히 배치되어 주 공급선(7)에 의해 대칭적으로 공급되는 하부의 횡방향 공급선(21)과 직접 연통된다. 공급선을 둘러싸는 열 절연 튜브(8, 22, 23 및 12)가 마련된다. 각 튜브(12)의 전방 단부는 각 노즐(3)의 오리피스와 정렬되는 개구를 포함한다.

도 6은 또한 제2 실시예에 따른 노즐 수단(1)을 포함하는 롤 스탠드를 개략적으로 보여주고 있다. 방향(B)으로 급송되는 금속 스트립(18)을 냉간 압연하도록 적어도 하나는 구동되는 2개의 정반대 회전식 롤(16)이 마련된다. 롤 닙(17)에서 금속 스트립 또는 시트(18)는 두께가 감소된다.

닙 영역에서 금속 스트립(18)을 냉각하는 동시에 롤(16)과 금속 스트립(18) 사이의 마찰을 감소시키기 위해, 노즐 수단(1)에 의해 냉각 및/또는 액화 가스, 바람직하게는 액화 가스가 닙 영역(17)으로 송풍된다. 노즐 수단(1)은 롤(16)의 한쪽 또는 양쪽에 마련될 수도 있다. 또한, 노즐 수단(1)은 도시된 바와 같이 금속 스트립(18)의 상부에 및/또는 금속 스트립(18)의 하부에 마련될 수도 있다. 가스는 금속 스트립(18)에 대해 거의 수직인 방향으로 또는 다른 임의의 방향, 예컨대 롤(16)에 대해 거의 접선 방향으로 닙 영역(17)에 송풍될 수도 있다. 노즐(3) 및 노즐(3) 사이의 간격을 적절히 선택하면 냉각에 사용되는 가스의 균일한 분배를 보장할 수 있다.

이상에서는 특정한 예를 제시하였지만, 당업자에게 명백한 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경이 수행될 수 있다.

Claims (51)

1. 금속 스트립의 냉간 압연 방법으로서,

   상기 금속 스트립을 2개의 정반대 회전식 롤 사이의 닙을 통과시키는 단계와,

   노즐 수단의 하나 이상의 오리피스를 통해 냉각 또는 액화 가스를 상기 롤 닙 영역으로 송풍하는 단계와,

   상기 오리피스 근처에서 물 또는 얼음의 생성을 방지하도록 상기 노즐 수단을 이 노즐 수단의 오리피스 근처에서 주위 공기로부터 둘러싸는 단계

   를 포함하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 수단을 둘러싸는 단계는 상기 노즐 수단의 오리피스 외부 둘레에서 흐르는 건식 가스의 흐름을 제공하는 단계를 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 노즐 수단의 오피리스를 향해 흐르는 냉각 또는 액화 가스의 흐름으로부터 건식 가스의 흐름을 분기하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 건식 가스의 흐름을 밸브 수단에 의해 조절하는 단계 를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 밸브 수단을 통해 흐르는 건식 가스를 팽창시켜 건식 가스의 온도를 저감시킴으로써 상기 노즐 수단의 오리피스의 외부를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스를 튜브를 통해 오리피스로 공급하는 공급선을 둘러싸는 단계를 더 포함하고, 상기 건식 가스는 노즐 오리피스를 향한 공급선 둘레의 튜브 내에서 흐르는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 공급선을 둘러싸는 단계는 상기 노즐 오리피스를 상기 튜브의 전방면으로부터 소정 간격을 두고 배치하는 단계를 포함하고, 상기 냉각 또는 액화 가스의 흐름은 상기 튜브의 내부에 부딪히는 일없이 상기 오리피스로부터 방출되는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 튜브와 오리피스를 주위 공기로부터 격리시키도록 상기 튜브를 둘러싸는 박스를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 박스의 내부를 열 절연재로 충전하는 단계를 더 포함 하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
10. 제6항에 있어서, 열 교환 수단을 제공하여 상기 튜브와 열 교환 수단을 통과하는 유체 사이의 열을 교환함으로써, 상기 튜브와 오리피스 중 하나 이상에 물 또는 얼음이 퇴적되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스를 그 액화 온도 미만의 액체로서 공급하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스를 질소 및 이산화탄소로 이루어지는 군으로부터 선택하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스는 불활성 가스인 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 금속 스트립의 재료를 강, 알루미늄, 구리 및 황동으로 이루어지는 군으로부터 선택하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
15. 금속 스트립의 냉간 압연 방법으로서,

    상기 금속 스트립을 2개의 정반대 회전식 롤 사이의 닙을 통과시키는 단계와,

    노즐 수단의 하나 이상의 오리피스를 통해 냉각 또는 액화 가스를 상기 롤 닙 영역으로 송풍하는 단계와,

    상기 오리피스 근처에서 물 또는 얼음의 생성을 방지하도록 상기 노즐 수단을 이 노즐 수단의 오리피스 근처에서 주위 공기로부터 둘러싸는 덮개를 마련하는 단계

    를 포함하는 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 덮개를 마련하는 단계는 상기 하나 이상의 오리피스를 부분적으로 둘러싸는 전방 커버가 있는 박스를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 전방 커버에는 하나 이상의 개구가 마련되고, 각 개구는 오리피스와 정렬되는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 박스의 내부를 열 절연재로 충전하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 박스와 전방 커버 중 하나 이상에서 상기 오리피스를 향한 표면에 반사 피막을 마련하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
19. 제16항에 있어서, 상기 박스와 전방 커버 중 하나 이상을 가열하여 물 또는 얼음의 퇴적을 방지하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
20. 제16항에 있어서, 상기 박스 및 전방 커버 중 하나 이상과 상기 오리피스 사이에서의 열 교환을 위한 열 교환 수단을 마련하여 물 또는 얼음의 퇴적을 방지하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
21. 제15항에 있어서, 상기 덮개를 마련하는 단계는 하나 이상의 튜브를 제공하는 단계를 포함하고, 각 튜브는 노즐 수단의 오리피스에 냉각 또는 액화 가스를 공급하는 공급선을 상기 오리피스 근처에서 둘러싸는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 튜브를 제공하는 단계는 상기 오리피스를 상기 튜브의 전방면으로부터 소정 간격을 두고 배치하는 단계를 포함하고, 냉각 또는 액화 가스의 흐름은 상기 튜브의 내부에 부딪히는 일없이 상기 오리피스로부터 방출되는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
23. 제21항에 있어서, 상기 공급선을 향한 튜브의 표면에 반사 피막을 마련하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
24. 제15항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스를 그 액화 온도 미만의 액체로서 공급하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
25. 제15항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스를 질소 및 이산화탄소로 이루어지는 군으로부터 선택하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
26. 제15항에 있어서, 상기 냉각 또는 액화 가스는 불활성 가스인 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
27. 제15항에 있어서, 상기 금속 스트립의 재료를 강, 알루미늄, 구리 및 황동으로 이루어지는 군으로부터 선택하는 것인 금속 스트립의 냉간 압연 방법.
28. 금속 스트립의 냉간 압연을 위한 롤 스탠드로서,

    상기 금속 스트립의 통과를 위한 닙을 형성하는 2개의 정반대 회전식 롤과,

    냉각 또는 액화 가스를 상기 롤 닙의 영역으로 송풍하는 하나 이상의 오리피스를 포함하는 노즐 수단과,

    상기 노즐 수단을 오리피스 근처에서 주위 공기로부터 둘러싸서 상기 오리피스 근처에서 물 또는 얼음의 생성을 방지하는 덮개 수단

    을 구비하는 것인 롤 스탠드.
29. 제28항에 있어서, 상기 덮개 수단은 하나 이상의 튜브를 포함하고, 각 튜브는 오리피스에 냉각 또는 액화 가스를 공급하는 공급선을 각각 둘러싸고, 각 튜브는 건식 가스의 공급원에 연결되는 것인 롤 스탠드.
30. 제29항에 있어서, 각 튜브는 상기 노즐 수단에 냉각 또는 액화 가스를 공급하는 주 공급선과 연통되는 것인 롤 스탠드.
31. 제30항에 있어서, 각 튜브에는 이 튜브를 통과하는 건식 가스의 흐름을 제어하는 밸브 수단이 마련되는 것인 롤 스탠드.
32. 제31항에 있어서, 상기 밸브 수단은 조절 수단으로서 작용하고, 상기 건식 가스는 상기 밸브 수단을 통과하면서 팽창됨으로써 건식 가스의 온도가 저감되어 상기 오리피스의 공급선을 냉각시키는 것인 롤 스탠드.
33. 제29항에 있어서, 상기 노즐 수단의 각 오리피스는 상기 튜브의 전방면으로부터 소정 간격을 두고 배치되고, 냉각 또는 액화 가스의 흐름은 상기 튜브의 내부에 부딪히는 일없이 상기 오리피스로부터 방출되는 것인 롤 스탠드.
34. 제29항에 있어서, 상기 튜브를 둘러싸서 상기 튜브와 오리피스를 격리시키는 박스를 더 구비하는 것인 롤 스탠드.
35. 제34항에 있어서, 상기 박스의 내부는 열 절연재로 충전되는 것인 롤 스탠드.
36. 제34항에 있어서, 상기 튜브 및 오리피스 중 하나 이상에 물 또는 얼음이 퇴적되는 것을 방지하도록 상기 튜브의 온도를 제어하는 열 교환을 위한 열 교환 수단을 더 구비하는 것인 롤 스탠드.
37. 제36항에 있어서, 상기 열 교환 수단은 이 열 교환 수단에 열 교환 유체를 공급하는 유입구와 유출구를 포함하는 것인 롤 스탠드.
38. 제29항에 있어서, 상기 노즐 수단은 각 공급선을 통해 냉각 또는 액화 가스용 주 공급선과 각각 연통되는 복수 개의 오리피스를 구비하고, 상기 복수 개의 공급선에는 상기 냉각 또는 액화 가스가 대칭적으로 공급되는 것인 롤 스탠드.
39. 제28항에 있어서, 상기 노즐 수단은 액화된 불활성 가스를 상기 금속 스트립의 표면 상에 제공하는 것인 롤 스탠드.
40. 제28항에 있어서, 상기 노즐 수단은 액화된 질소 가스, 불활성 가스 또는 이산화탄소를 상기 금속 스트립의 표면 상에 제공하는 것인 롤 스탠드.
41. 금속 스트립의 냉간 압연을 위한 롤 스탠드로서,

    상기 금속 스트립의 통과를 위한 닙을 형성하는 2개의 정반대 회전식 롤과,

    냉각 또는 액화 가스를 상기 롤 닙의 영역으로 송풍하는 하나 이상의 오리피스를 포함하는 노즐 수단과,

    상기 노즐 수단의 하나 이상의 오리피스를 주위 공기로부터 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸서 상기 오리피스 근처에서 물 또는 얼음의 생성을 방지하도록 마련된 덮개 수단

    을 구비하는 것인 롤 스탠드.
42. 제41항에 있어서, 상기 덮개 수단은 상기 하나 이상의 오리피스를 부분적으로 둘러싸는 전방 커버가 있는 박스를 포함하고, 상기 전방 커버에는 하나 이상의 개구가 마련되며, 각 개구는 각 오리피스와 정렬되는 것인 롤 스탠드.
43. 제42항에 있어서, 상기 박스의 내부는 열 절연재로 충전되는 것인 롤 스탠드.
44. 제42항에 있어서, 상기 박스와 전방 커버 중 하나 이상의 표면에는 반사 피막이 마련되고, 상기 표면은 상기 오리피스를 향해 있는 것인 롤 스탠드.
45. 제41항에 있어서, 상기 박스와 전방 커버 중 하나 이상을 가열하여 상기 오리피스 근처에서 물 또는 얼음의 퇴적을 방지하는 가열 수단을 더 구비하는 것인 롤 스탠드.
46. 제41항에 있어서, 상기 오리피스 근처에서 물 또는 얼음의 퇴적을 방지하도록 상기 박스 및 전방 커버 중 하나 이상과 상기 오리피스 사이에서의 열 교환을 위한 열 교환 수단을 더 구비하는 것인 롤 스탠드.
47. 제41항에 있어서, 상기 덮개 수단은 하나 이상의 튜브를 포함하고, 각 튜브는 상기 노즐 수단의 오리피스에 냉각 또는 액화 가스를 공급하는 공급선을 오리피스 근처에서 둘러싸는 것인 롤 스탠드.
48. 제47항에 있어서, 상기 오리피스는 상기 튜브의 전방면으로부터 소정 간격을 두고 튜브에 배치되므로, 상기 냉각 또는 액화 가스의 흐름은 상기 튜브의 내부에 부딪히는 일없이 상기 오리피스로부터 방출되는 것인 롤 스탠드.
49. 제47항에 있어서, 상기 공급선을 향하는 튜브의 표면에는 반사 피막이 마련되는 것인 롤 스탠드.
50. 제41항에 있어서, 상기 노즐 수단은 액화된 불활성 가스를 상기 금속 스트립의 표면 상에 제공하는 것인 롤 스탠드.
51. 제41항에 있어서, 상기 노즐 수단은 액화된 질소 가스, 불활성 가스 또는 이산화탄소를 상기 금속 스트립의 표면 상에 제공하는 것인 롤 스탠드.

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