KR100794747B1

KR100794747B1 - 열연코일의 탱크 침적식 냉각장치

Info

Publication number: KR100794747B1
Application number: KR1020010067679A
Authority: KR
Inventors: 김상섭; 최판수; 진충렬; 소인영
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2008-01-21
Also published as: KR20030035569A

Abstract

본 발명은 열연공장 압연라인에서 권취 완료된 냉연 이송 핫 코일의 냉각방법에 관한 것으로서,

본 발명은 적어도 코일(22a, 22b)이 안착될 수 있는 고정 스키드(13a, 13b)가 바닥에 구비된 탱크 본체부(10)와, 상기 탱크 본체부(10)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 입수라인부(20)와, 상기 탱크 본체부(10)으로부터 냉각수를 배수하기 위한 배수라인부(30)를 구비하며,

상기와 같이 본 발명에 의한 열연코일의 탱크 침적식 냉각장치를 적용하면, 열연공장에서 권취 완료된 코일의 냉각에 소요되는 냉각시간이 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 종래의 연평균 냉각시간 4일에서 이제는 1일 또는 적게는 4시간으로 대폭 단축되었고, 이로 인하여 냉연 표준제조공정에서의 납기 적중율이 크게 향상되었으며, 특히 재공 감소에 따른 물류관리가 원활해지면서 도 9c 및 도 9d에 도시된 바와 같이 직행율이 향상되고, 긴급재 처리에 매우 획기적인 효과가 발생한다.

냉각, 코일, 침적

Description

열연코일의 탱크 침적식 냉각장치 {Tank-bath Type Cooling Apparatus for Hot Coil}

도 1은 종래의 기술을 도시한 작업 상황도,

도 2는 본 발명인 탱크 침적식 냉각장치의 사시도,

도 3은 본 발명에 있어서의 탱크 본체의 부분구성도,

도 4는 본 발명에 있어서의 탱크 입수라인 및 레벨장치의 구성도,

도 5는 본 발명에 있어서의 탱크 배수라인 및 배수장치의 구성도,

도 6은 냉각 전에 탱크에 열연코일을 인입하는 동작을 설명하는 설명도,

도 7은 냉각 후에 탱크에서 열연코일을 인출하는 동작을 설명하는 설명도,

도 8은 본 발명의 작동을 설명하는 플로우챠트,

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 의한 냉각소요시간 단축 효과를 설명하는 참고도,

도 9c 및 도 9d는 본 발명에 의한 납기적중율 향상 효과를 설명하는 참고도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1a, 1b, 1c, 1d : 코일 2a, 2b, 2c, 2d : 고정 스키드

3a, 3b, 3c, 3d : 살수노즐

4 : 살수라인 5 : 입수제어변

10 : 탱크 본체부

12 : 침적 탱크 13a, 13b : 고정 스키드

14a, 14b, 14c, 16 : 플랜지 15 : 보조대

17 : 플레이트형 베이스

20 : 냉각수 입수라인부

22a, 22b : 코일 23 : 입수 라인

24 : 레벨 검출기 25 : 코일온도 검출기

26 : 입수량 검출계 27 : 입수 제어변

27a : 수동 조작변 28 : 제어판넬

29 : ROT 피드펌프 출측

30 : 배수라인부

31 : 오버플로우 라인 31a, 31c : 플랜지

31b : 배수유량 검출계 32 : 배수 라인

32a, 32d : 플랜지 32b : 수동조작변

32c : 배수제어변 33 : 제어판넬

34a : 드레인 탱크 레벨 검출기 35 : 드레인 배수펌프

35a : 컨트롤박스 36a : 수동조작변

36b : 배수라인 37 : 드레인 탱크

37a, 37b, 37d : 플랜지 37c : 삽입홈

38 : 수처리조

A : 천정크레인 B : 크레인 운전실

C : 수증기

본 발명은 열연공장 압연라인에서 권취 완료된 냉연 이송 핫 코일의 냉각방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 코일을 강제냉각시키기 위한 탱크에 넣고, 이에 자동제어방법을 적용하여 냉각속도를 대폭 단축시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 출원번호 제1995-28106호의 발명과 같이 일반적으로 먼저 열연공장에서 권취 완료된 400 내지 550℃ 정도의 코일(1a, 1b, 1c, 1d)을 천정크레인(A)이 냉각장의 고정 스키드(2a, 2b, 2c, 2d)에 이송하여 안착시킨다. 그러면 코일(1a, 1b, 1c, 1d)의 측부를 향하여 미리 설치된 살수라인(4)의 입수제어밸브(5)가 개방되어, 상기 살수라인(4)의 각각의 살수노즐(3a, 3b, 3c, 3d)에서 냉각수가 상기 코일(1a, 1b, 1c, 1d)의 측면을 향하여 분사되어, 100℃ 정도로 냉각된다. 그리고 이렇게 냉각된 코일(1a, 1b, 1c, 1d)는 다음 공정으로 이송된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 코일 측면 살수형 냉각 방법으로는 코일 냉각에 소요되는 시간이 계절에 따라 차이가 있으나 대략 연평균 4일 이상 소요되었기 때 문에, 연속 분기되는 코일 냉각 물량을 소화할 수 없었다.

따라서 냉각공기 및 작업대기에 따른 운영 재공 과다로 인하여 물류관리에 지장을 초래하고 있었고, 직행율 저하의 원인이 되고 있었다. 뿐만 아니라 수증기(C)가 미처 빠져나가지 못하고 정정 야드로 확산되는 현상에 의하여 주변의 설비의 부식 속도가 가중되었으며, 이러한 수증기(C)로 인하여 천정크레인(A), 특히 크레인 운전실(B)의 시야가 가려져서 코일(1a, 1b, 1c, 1d)의 이송 작업에 어려움이 많았다.

뿐만 아니라 압연 과정에서 발생되는 코일(1a, 1b, 1c, 1d)의 전장 표면 및 이면을 조기에 검사하여 대형 품질사고를 예방하기 위하여 코일(1a, 1b, 1c, 1d)을 냉각시켜 되감기 작업을 하고자 할 경우나 수요자로부터 긴급 요구가 있는 물량의 처리시에 긴급하게 대응할 수 없다는 등의 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 자동제어 운전방식의 강제 냉각장치를 적용하여 열연공장에서 권취 완료된 코일의 냉각에 소요되는 냉각시간을 대폭 단축시킴으로써, 제조공정에서의 납기 적중율을 향상시킬 수 있는 열연코일의 탱크 침적식 냉각장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 적어도 코일(22a, 22b)이 안착될 수 있는 고정 스키드(13a, 13b)가 바닥에 구비된 탱크 본체부(10)와, 상기 탱크 본체부(10)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 입수라인부(20)와, 상 기 탱크 본체부(10)으로부터 냉각수를 배수하기 위한 배수라인부(30)를 구비하며,

상기 탱크 본체부(10)는 코일(22a, 22b)이 인입 및 인출될 수 있고 그 내부에 냉각수를 저장할 수 있도록 개폐 가능한 수밀 구조로 되어 있고, 그 상부에는 코일온도 검출기(25)가 구비되어 제어판넬(28)에 연결되어 있으며,

상기 냉각수 입수라인부(20)는 입수량 검출계(26) 및 입수 제어밸브(27)를 구비하여, 제어판넬(28)에 의하여 입수 제어밸브(27)가 개폐되도록 연결되어 있고,

상기 배수라인부(30)는 배수유량 검출계(31b)를 구비한 오버플로우 라인(31) 및 배수제어밸브(32c)를 구비한 배수 라인(32)이 드레인 탱크 레벨 검출기(34a) 및 드레인 배수펌프(35)를 구비한 드레인 탱크(37)로 연결된 후, 제어판넬(33)에 의하여 배수제어밸브(32c)가 개폐되도록 구성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 본 발명의 장치를 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 열연공장 압연라인에서 권취 완료된 핫 코일이 고정스키드에 안착되는 탱크 본체부(10)와, 자동으로 제어하면서 냉각수를 침적 탱크(12) 내로 공급하거나 차단시키는 냉각수 입수라인부(20)와, 상기 침적 탱크(12) 내의 코일의 온도를 측정하여 목표 온도까지 제어한 후 냉각수를 배수시키는 배수라인부(30)로 구성된다.

여기서 상기 탱크 본체부(10)에 있어서는 도 3에 도시된 바와 같이 침적 탱크(12)가 중심이 되는데, 상기 침적 탱크(12)의 하부는 밀폐되고, 상부는 개방되어 있어서, 내부 공간부를 형성한다. 그 형태는 일반적으로 육면체의 박스 형태로 이루어질 수 있지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 내부 공간부에 코일(22a, 22b)을 수납할 수 있는 크기 및 형태라면 어떠한 형태라도 무방하다.

상기 침적 탱크(12)의 외벽 여러 개소에는 고온에 쉽게 변형되지 않도록 보조대(15)가 설치되는데, 이는 실무상 고온과 냉각수의 측벽압력을 견디기 위한 보강성 구조이다.

상기 침적 탱크(12)의 내부의 하부 바닥에는 코일(22a, 22b)의 길이방향(z축방향)으로 길게 플레이트형 베이스(17)가 위치하고 있고, 그 상부에는 고정 스키드(13a, 13b)가 안착 고정되어 있다. 상기 고정 스키드(13a, 13b)는 코일(22a, 22b)이 안착될 수 있는 규격으로 양 끝부분이 높게 형성되어 있어야 한다.

상기 침적 탱크(12)의 외벽의 하부 전, 후면에는 배수 라인(32) 및 입수 라인(23)에 각각 연결되는 플랜지(14a, 14b)가 설치되어 있다. 상기 플랜지(14b)는 수증기의 발생을 최대한 억제할 수 있도록 탱크 내부의 유입수가 코일의 측면과 직접 부딛히지 않고, 바닥에서부터 점차 냉각수가 차 올라오도록 45°의 곡관 형태를 가지도록 설치 및 구성되고, 상기 플랜지(14a)는 탱크의 배수시에 찌꺼기를 포함한 냉각수가 슬루스로 빠지도록 설치 및 구성된다.

한편, 상기 냉각수 입수라인부(20)에 있어서는 도 4에 도시된 바와 같이 ROT 피드펌프 출측(29)에서 공급되는 냉각수 라인에 수동으로 개폐되는 수동 조작밸브(27a)가 연결되고, 일측으로는 오버플로우 양에 따라 침적 탱크(12) 내로 유입되는 냉각수의 입수량을 자동제어하는 입수 제어밸브(27)가 연결된다. 상기 입수 제어밸브(27)과 침적 탱크(12)의 상부 모서리에는 코일 온도를 검출하는 코일온도 검출기(25)가 제어판넬(28)에 연결되어 있어서, 이에 의하여 입수 제어밸브(27) 의 개폐 여부가 제어되도록 구성된다. 그리고 입수 제어밸브(27)와 일측의 입수 라인(23) 상부에는 입수량을 검출하는 입수량 검출계(26)가 부착되어 있다.

일측 입수 라인(23)의 선단부의 플랜지는 침적 탱크(12) 하부 후면에 설치된 플랜지(14b)와 볼트로 결합되어 있어서, 냉각수가 자동 조절되어 침적 탱크(12) 내로 유입되며, 이 유입되는 냉각수의 일정 레벨을 검출하는 침적 탱크(12) 내의 레벨 검출기(24)가 침적 탱크(12)의 상단부 측면 플랜지(16)에 결합되어 있어서 항상 일정량의 냉각수가 유입되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 배수라인부(30)에 있어서는 도 5에 도시된 바와 같이 침적 탱크(12) 전면 상부의 플랜지(14c)에 하향되도록 오버플로우 라인(31)의 주름관 형상의 연결용 플랜지(31a)가 볼트로 연결되고, 상기 플랜지(31a)의 반대측은 오버플로우 라인(31)의 상부에 삽입 용접되어 연결되어 있다. 또한 그 일측으로는 배수유량 검출계(31b)가 부착되어 있으며, 오버플로우 라인(31)의 끝단의 플랜지(31c)는 드레인 탱크(37)의 플랜지(37b)에 볼트로 조립되어 있어서, 탱크 내로 냉각수가 오버플로우되어 드레인 탱크(37)로 배수되도록 구성되어 있다.

그리고 상기 침적 탱크(12)의 전면 하부의 배수라인의 플랜지(14a)에는 배수 라인(32)에 경사지게 상향 일체된 플랜지(32a)가 볼트로 조립된다. 또한 가로방향으로 길게 위치한 드레인라인의 일측으로는 수동조작밸브(32b)과 배수변의 개폐를 자동으로 제어하는 배수제어밸브(32c)이 연결 조립되어 있으며, 이에는 상기 배수제어밸브(32c)를 제어하는 제어판넬(33)이 연결되어 있다.

또한 배수 라인(32)의 끝단 플랜지(32d)는 드레인 탱크(37)의 플랜지(37a)에 볼트로 조립되어 있어서 탱크 내로 냉각수가 배수되도록 되어 있다. 그리고 상기 오버플로우된 냉각수와 배수된 냉각수의 유입량을 검출하는 드레인 탱크 레벨 검출기(34a)가 드레인 탱크(37)의 상부의 삽입홈(37c)에 탱크 내로 하향되도록 삽입 고정되어 있고, 드레인 탱크 레벨 검출기(34a)의 상하한의 검출신호에 따라 작동하는 드레인 배수펌프(35)의 본체 하부가 드레인 탱크(37)의 상부의 플랜지(37d)에 볼트로 고정되어 있다.

그리고 상기 드레인 배수펌프(35) 본체에는 드레인 탱크 레벨 검출기(34a)의 작동 신호를 받는 컨트롤박스(35a)가 부착되어 있으며, 드레인 배수펌프(35) 측에는 배수라인(36b)과 수동조작밸브(36a)가 연결되어 있어서 수처리조(38)로 배수되도록 구성되어 있다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 장치의 동작을 그 전체적인 동작의 흐름을 도시한 도 8의 플로우챠트를 참조하면서 설명한다.

먼저 열연공장의 압연라인에서 권취가 완료되면 탱크 침적 냉각장치의 운전방법을 선택한다. 상기 운전방법은 자동, 반자동, 수동의 3가지 중의 하나를 선택하도록 구성할 수 있다.

그 후 조업서버와 중앙전산기에서 입탕 대상재를 선정한다. 이렇게 선정된 대상재의 정보는 천정크레인(A)의 작업지시로서 전달된다.

그러면 도 6에 도시된 바와 같이 천정크레인(A)이 정보를 수신하여 해당 코일(22a, 22b)을 침적 탱크(12) 내에 적치한다. 이러한 적치는 침적 탱크(12)의 크기 및 그 내부에 수용할 수 있는 코일(22a, 22b)의 갯수만금 반복된다.

상기 적치과정이 완료되면, 침적 탱크(12)에 대한 입수 지령이 예컨대 조업서버, 엠엠아이(MMI), 피엘씨(PLC)의 계통을 통하여 내려지고, 이 입수지령에 따라 배수제어밸브(32c)가 폐쇄됨과 동시에 입수 제어밸브(27)는 개방된다. 이에 의하여 냉각수는 침적 탱크(12) 내로 유입이 시작된다.

그 후 침적 탱크(12)의 입수량 검출계(26)가 냉각수의 상하한 위치를 검출하여 탱크 내 레벨을 제어하며, 레벨이 기준수위 이상이라고 판단되면 오버플로우 라인(31)을 통하여 드레인 탱크(37)로 오버플로우시키고, 오버플로우 양을 배수유량 검출계(31b)가 검출하여 제어한다

이렇게 드레인 탱크(37)에 배수된 냉각수는 드레인 탱크 레벨 검출기(34a)의 검출량에 따라서 드레인 배수펌프(35)가 작동되어 수처리조(38)로 배수된다. 여기서 예컨대 상기 드레인 배수펌프(35)가 2대이고, 상기 드레인 탱크 레벨 검출기(34a)의 검출량을 수위가 낮은 순서부터 LL이하, LL∼L, L∼H, HH이상의 4단계로 구분하였다면, 검출량이 LL이하이면 드레인 배수펌프(35)를 2대를 모두 정지하고, LL∼L이면 1대만 작동시키고, L∼H이면 2대를 모두 가동하고, HH이상이면 2대를 모두 가동시킴과 동시에 냉각수 유입을 차단하는 방식으로 배수시킬 수도 있다.

이렇게 하여 미리 설정된 냉각시간, 예컨대 4시간이 경과하면 입수 제어밸브(27)가 폐쇄됨과 동시에 배수제어밸브(32c)가 개방됨으로써 침적 탱크(12) 내의 냉각수를 배수한다.

그 후 레벨 검출기(24)가 배수 완료를 검출하면 냉각완료 정보가 예컨대 피 엘씨(PLC), 엠엠아이(MMI), 중앙전산기의 순서로 전송된다. 그러면 도 7에 도시된 바와 같이 천정크레인(A)가 코일(22a, 22b)의 인출지령을 수신하여, 냉각장에 급냉된 코일(22a, 22b)을 적치하게 된다. 이렇게 적치된 코일(22a, 22b)은 운송수단(ET-CAR)나 분기 컨베이어를 통하여 차공정으로 처리된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

적어도 코일(22a, 22b)이 안착될 수 있는 고정 스키드(13a, 13b)가 바닥에 구비된 탱크 본체부(10)와, 상기 탱크 본체부(10)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 입수라인부(20)와, 상기 탱크 본체부(10)로부터 냉각수를 배수하기 위한 배수라인부(30)를 구비하며,

상기 탱크 본체부(10)는 코일(22a, 22b)이 인입 및 인출될 수 있고 그 내부에 냉각수를 저장할 수 있도록 개폐 가능한 수밀 구조로 되어 있고, 그 상부에는 코일온도 검출기(25)가 구비되어 제어판넬(28)에 연결되어 있으며,

상기 냉각수 입수라인부(20)는 입수량 검출계(26) 및 입수 제어밸브(27)를 구비하여, 제어판넬(28)에 의하여 입수 제어밸브(27)가 개폐되도록 연결되고,

상기 배수라인부(30)는 배수유량 검출계(31b)를 구비한 오버플로우 라인(31) 및 배수제어밸브(32c)를 구비한 배수 라인(32)이 드레인 탱크 레벨 검출기(34a) 및 드레인 배수펌프(35)를 구비한 드레인 탱크(37)로 연결된 후, 제어판넬(33)에 의하여 배수제어밸브(32c)가 개폐되도록 구성됨을 특징으로 하는 열연코일의 탱크 침적식 냉각장치.