KR100797247B1

KR100797247B1 - 압연기의 고압수 분사구조

Info

Publication number: KR100797247B1
Application number: KR1020060069055A
Authority: KR
Inventors: 김영복
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-01-23

Abstract

본 발명은 압연기의 고압수 분사구조에 관한 것으로, 워크롤의 길이방향으로 길게 형성된 유체공급헤더(10); 상기 유체공급헤더(10)의 양측 단부에 설치되고 저압의 유체에 의해 개방되는 저압수 분사노즐(22)과, 상기 저압수 분사노즐(22)의 사이에 배치되도록 상기 유체공급헤더(10)에 설치되고 고압의 유체에 의해 개방되는 고압수 분사노즐(24)로 이루어진 분사노즐(20); 상기 유체공급헤더(10)에 유체를 공급하도록 설치되고 유로를 개폐시키기 위한 고압수공급밸브(32)를 갖는 유체공급라인(30); 상기 유체공급라인(30)에 상기 고압의 유체를 제공하는 유체배관(40); 상기 유체공급라인(30)의 유체공급헤더(10)와 고압수공급밸브(32)의 사이에 배치되고 유로를 개폐시키기 위한 밸브(51)를 가지며 상기 저압의 유체를 제공하는 저압수공급라인(50)을 포함하여 구성되며, 이러한 구성은 고압수 분사후 에어 해머링을 억제하기 위해 공급되는 저압수가 소재에 체류수로 잔류하는 것을 방지할 수 있게 한다.

압연기, 고압수, 저압수, 체류수, 스프링, 분사노즐

Description

압연기의 고압수 분사구조{High pressure water injection structure of rolling mill}

도1은 일반적인 압연설비를 나타낸 개략 구성도;

도2는 종래기술에 따른 압연기의 고압수 분사구조를 나타낸 유체 공급 계통도;

도3은 본 발명에 따른 압연기의 고압수 분사구조를 전체적으로 나타낸 개략 구성도;

도4는 본 발명의 주요 부분인 유체공급헤더와 분사노즐을 상세하게 나타낸 도면;

도5는 본 발명의 분사노즐을 상세하게 나타낸 도면이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 유체공급헤더 22 : 저압수 분사노즐

24 : 고압수 분사노즐 20 : 분사노즐

23 : 분사공 25 : 본체

26 : 밸브 27 : 스프링

29 : 필터 30 : 유체공급라인

32 : 고압수공급밸브 40 : 유체배관

50 : 저압수공급라인 51 : 밸브

본 발명은 압연기의 고압수 분사구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압수 분사후 에어 해머링을 억제하기 위해 공급되는 저압수가 소재에 체류수로 잔류하는 것을 방지할 수 있는 압연기의 고압수 분사구조에 관한 것이다.

일반적으로 제철공정의 압연설비는 소재 표면의 스케일을 제거하기 위해 고압수를 분사하는 구성을 갖는다.

도1은 일반적인 압연설비를 나타낸 개략 구성도로서, 백업롤(1)과 워크롤(2)에 의해 소재(4)를 압연하고, 소재(4)의 하부를 지지하기 위한 롤러테이블(6)이 갖춰진다.

그리고 상기 상부 워크롤(2)의 전방 및 후방 쪽과 하부 워크롤(2)의 전방 및 후방 쪽의 각각에 고압수를 공급받아 분사노즐(5)을 통해 소재 표면에 분사하기 위한 고압수헤더(3)가 설치된다.

이러한 고압수헤더(3)는 도2에 도시된 것처럼 고압수공급관(7)을 통해 각각 고압수를 공급받도록 연결되고 상기 고압수공급관(7)의 각각에는 고압수공급밸브(10)가 설치된다.

또한 상기 고압수공급관(7)에는 고압수공급밸브(10)의 전, 후방을 연결하는 바이패스배관(8)이 설치되며 상기 바이패스배관(8)에는 오리피스(11)와 개폐밸 브(12)가 장착된다. 따라서 고압수공급밸브(10)가 폐쇄되는 경우, 바이패스배관(8)을 통해 흐르는 유체는 오리피스(11)를 통과하면서 압력이 낮추어져 고압수헤더(3)로 공급된다.

그리고, 상기 고압수공급관(7)은 하나의 유체배관(13)을 통해 수조(16)에 연결되며, 상기 유체배관(13)에는 통상의 유압설비가 갖는 고압수탱크(14)와 고압수펌프(15)가 설치된다.

이러한 구성을 이용하는 경우 다음과 같이 고압수 및 저압수가 공급된다.

먼저 소재(4) 표면의 스케일을 제거하기 위하여 고압수를 공급하려면 바이패스배관(8)에 구비된 개폐밸브(12)를 폐쇄시키고 고압수공급밸브(10)를 개방시킨다.

이 상태에서는 고압수펌프(15)를 통과하면서 고압으로 형성된 유체는 각각 고압수공급관(7)으로 공급되고, 이렇게 고압수공급관(7)에 공급된 고압의 유체는 고압수공급밸브(10)를 거쳐 분사노즐(5)을 통해 고압으로 소재(4)의 표면에 분사된다.

다음 고압수분사가 완료되면 에어 해머링을 억제하기 위하여 저압의 유체를 공급하는데, 이때에는 바이패스배관(8)에 구비된 개폐밸브(12)를 개방시키고 고압수공급밸브(10)를 폐쇄시킨다.

이 상태에서는 바이패스배관(8)을 통해 흐르는 유체의 압력이 오리피스(11)를 통과하면서 미리 설정된 정도로 떨어져 분사노즐(5)을 통해 소재(4)의 표면에 분사된다.

그러나, 상기한 종래의 구성은 에어 해머링을 억제하기 위하여 분사노즐(5) 을 통해 소재(4)의 표면에 분사된 유체가 소재(4)의 표면에 체류하는 체류수(9)를 형성시키며, 이러한 체류수(9)는 소재(4)를 부분적으로 냉각시켜 소재 품질을 저하시킴은 물론 소재(4)의 두께를 측정하는 센서에 오류를 유발시켜 소재 두께 제어에 악영향을 미친다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 소재의 표면에 고압수를 분사한 후 에어 해머링을 억제하기 위해 저압수를 분사하는 경우 저압수가 소재에 체류하지 않도록 하여 소재의 품질이 저하되는 것과 소재의 두께를 측정하는 센서의 오류 유발을 억제할 수 있는 압연기의 고압수 분사구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 필요에 의해 미리 설정된 압력의 고압 또는 저압의 유체를 분사하는 구조로서, 워크롤의 길이방향으로 길게 형성된 유체공급헤더; 상기 유체공급헤더의 양측 단부에 설치되고 상기 저압의 유체에 의해 개방되는 저압수 분사노즐과, 상기 저압수 분사노즐의 사이에 배치되도록 상기 유체공급헤더에 설치되고 상기 고압의 유체에 의해 개방되는 고압수 분사노즐로 이루어진 분사노즐; 상기 유체공급헤더에 유체를 공급하도록 설치되고 유로를 개폐시키기 위한 고압수공급밸브를 갖는 유체공급라인; 상기 유체공급라인에 상기 고압의 유체를 제공하는 유체배관; 상기 유체공급라인의 유체공급헤더와 고압수공급밸브의 사이에 배치되고 유로를 개폐시키기 위한 밸브를 가지며 상 기 저압의 유체를 제공하는 저압수공급라인을 포함하여 구성된 압연기의 고압수 분사구조를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도3은 본 발명에 따른 압연기의 고압수 분사구조를 전체적으로 나타낸 개략 구성도이다.

백업롤(1)과 워크롤(2)의 조합에 의해 소재(4)를 압연하는 통상적인 구성의 압연기에서 상부 워크롤의 전방 및 후방 쪽과 하부 워크롤의 전방 및 후방 쪽에 각각 유체를 분사하기 위한 분사노즐(20)이 배치된다.

상기 분사노즐(20)은 유체공급헤더(10)에 장착되어 유체를 공급받고, 상기 유체공급헤더(10)는 유체공급라인(30)에 각각 연결된다.

그리고 상기 유체공급라인(30)에는 각각 고압수공급밸브(32)가 설치되며 이들 유체공급라인(30)은 하나의 유체배관(40)을 통해 수조(42)에 연결된다. 또한 상기 유체배관(40)에는 통상의 유압설비가 갖는 고압수탱크(44)와 고압수펌프(46)가 설치된다.

본 발명에 따른 압연기의 고압수 분사구조는 상기 유체공급라인(30)의 각각에 연결된 저압수공급라인(50)을 갖는다. 물론, 상기 저압수공급라인(50)은 유체공급헤더(10)와 고압수공급밸브(32)의 사이에 배치된다.

상기 저압수공급라인(50)은 각각 제1 개폐밸브(51), 체크밸브(52), 안전밸브(53), 압력조절밸브(54), 필터(55) 및 제2 개폐밸브(56)를 통해 압력리시버탱 크(57)에 연결되며, 상기 압력리시버탱크(57)는 저압수탱크(58)를 통해 상기 수조(42)에 연결된다. 그리고 상기 압력리시버탱크(57)의 상부는 공기배관(59)에 연결된다.

물론, 본 발명의 밸브, 펌프 등은 별도로 구비되는 제어부에 의해 조절되는 구성을 갖는 것이 좋으며, 이러한 제어부에는 후술하는 작용이 가능하도록 상기 밸브 및 펌프 등을 작동시키기 위한 프로그램이 입력된다.

본 발명의 유체공급헤더(10)와 분사노즐(20)의 구성을 도4 및 도5를 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 유압공급헤더(10)는 소재(4)의 폭 방향으로 길게 형성된다.

상기 분사노즐(20)은 저압수 분사노즐(22)과 고압수 분사노즐(24)로 이루어지며, 상기 저압수 분사노즐(22)은 상기 유압공급헤더(10)의 양측 단부에 고정 설치되고, 상기 고압수 분사노즐(24)은 상기 저압수 분사노즐(22) 사이에 일정 간격 떨어져 위치되도록 상기 유압공급헤더(10)에 고정 설치된다.

이때 상기 저압수 분사노즐(22)은 소재(4)의 양측 가장자리보다 더 외측에 위치된다.

상기 저압수 분사노즐(22)과 고압수 분사노즐(24)은 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.

상기 저압수 분사노즐(22)과 고압수 분사노즐(24)은 유체공급헤더(10)에 고정된 중공 파이프 모양의 본체(25)와, 이 본체(25)의 내부에 설치된 밸브(26)를 갖는다.

상기 본체(25)에는 밸브(26)에 의해 개폐되는 밸브시트(25a)를 가지며, 상기 본체(25)는 상기 밸브시트(25a)를 폐쇄시키는 방향으로 스프링(27)에 의해 탄성 지지된다. 따라서 외력이 없는 경우 밸브(26)는 스프링(27)의 탄성력에 의해 밸브시트(25a)를 폐쇄시킨 상태를 유지한다.

본 발명은 상기 스프링(27)의 탄성력을 조절하여 미리 설정된 제1의 압력, 즉 저압을 갖는 유체가 유체공급헤더(10)로부터 공급되었을 때에는 저압수 분사노즐(22)이 개방되고 고압수 분사노즐(24)은 폐쇄되며, 미리 설정된 제2의 압력, 즉 고압을 갖는 유체가 유체공급헤더(10)로부터 공급되었을 때에는 저압수 분사노즐(22)과 고압수 분사노즐(24)이 모두 개방되도록 설정한다.

그리고 상기 밸브(26)에는 본체(25)의 중심을 따라 길게 형성된 스템(26a)이 일체로 형성되며 상기 본체(25)의 끝 부분에는 유체를 분사하기 위한 분사공(23)이 형성된다.

또한 상기 본체(25)의 내부에는 분사되는 유체에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터(29)와, 상기 스템(26a)이 안정적으로 이동하도록 지지하는 지지판(28)이 설치되며, 상기 지지판(28)에는 여러 개의 관통구멍(28a)이 형성됨으로써 유로를 제공한다.

바람직하게는 상기 본체(25)의 끝 부분에는 필터(29)의 교환 등 필요한 경우에 분해할 수 있도록 고정구(21)가 설치된다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

소재(4)의 표면에 형성된 스케일을 제거하거나 기타 소재(4)의 냉각이나 두 께 제어를 위해 고압수가 공급된다.

고압수는 유체배관(40)을 통해 유체공급라인(30)으로 공급된다.

이때 유체공급라인(30)의 고압수공급밸브(32)는 개방되고 저압수공급라인(50)의 밸브(51)(56)는 폐쇄된다.

따라서 고압수펌프(46)의 구동에 의해 고압의 유체, 즉 고압수가 유체공급라인(30)을 통해 유체공급헤더(10)에 제공된다.

이렇게 유체공급헤더(10)에 제공된 고압수는 저압수 분사노즐(22) 및 고압수 분사노즐(24)을 통해 각각 분사된다.

고압수 공급을 중단하려면, 유체공급라인(30)의 고압수공급밸브(32)는 폐쇄시키고 저압수공급라인(50)의 밸브(51)(56)는 개방시킨다.

따라서 저압의 유체가 저압수 공급라인(50)과 유체공급라인(30)을 통해 유체공급헤더(10)에 제공된다.

이때, 상기 유체공급헤더(10)의 고압수 분사노즐(24)은 저압수의 압력에 의해 밸브(26)를 밸브시트(25a)의 반대쪽으로 미는 힘이 스프링(27)에 의해 밸브(26)를 밸브시트(25a) 쪽으로 미는 힘보다 작게 형성되므로 고압수 분사노즐(24)은 페쇄되며 저압수 분사노즐(22)은 여전히 개방된다.

즉, 저압수는 저압수 분사노즐(22) 만을 통해서 분사되며 이렇게 분사된 저압수는 소재(4)의 표면에 체류되지 않는다. 게다가 고압수의 공급을 차단함과 동시에 저압수를 분사시킴으로 인하여 에어 해머링은 억제된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 압연기의 고압수 분사구조에 의하면, 저압수 분사노즐과 고압수 분사노즐을 구비하여 고압수가 공급되는 경우 저압수 및 고압수 분사노즐이 모두 개방되고 저압수가 공급되는 경우 저압수 분사노즐만 개방되게 함으로써 고압수 차단시 발생되는 에어 해머링이 억제될 수 있다.

특히 저압수 분사노즐을 통해 분사된 저압수는 소재의 표면에 체류되지 않음으로써 체류수에 의한 소재의 품질 저하 및 소재의 두께 측정 센서의 오류 유발이 억제되는 우수한 효과를 갖는다.

Claims

필요에 의해 미리 설정된 압력의 고압 또는 저압의 유체를 분사하는 구조로서,

워크롤의 길이방향으로 길게 형성된 유체공급헤더(10);

상기 유체공급헤더(10)의 양측 단부에 설치되고 상기 저압의 유체에 의해 개방되는 저압수 분사노즐(22)과, 상기 저압수 분사노즐(22)의 사이에 배치되도록 상기 유체공급헤더(10)에 설치되고 상기 고압의 유체에 의해 개방되는 고압수 분사노즐(24)로 이루어진 분사노즐(20);

상기 유체공급헤더(10)에 유체를 공급하도록 설치되고 유로를 개폐시키기 위한 고압수공급밸브(32)를 갖는 유체공급라인(30);

상기 유체공급라인(30)에 상기 고압의 유체를 제공하는 유체배관(40);

상기 유체공급라인(30)의 유체공급헤더(10)와 고압수공급밸브(32)의 사이에 배치되고 유로를 개폐시키기 위한 밸브(51)를 가지며 상기 저압의 유체를 제공하는 저압수공급라인(50)을 포함하고,

상기 저압수 분사노즐(22)은 소재의 양측 가장자리로부터 벗어난 지점에 유체를 분사하도록 배치됨을 특징으로 하는 압연기의 고압수 분사구조.
삭제
제1항에 있어서, 상기 분사노즐(20)은, 상기 유체공급헤더(10)에 고정되고 유체가 분사되는 분사공(23)을 갖는 본체(25)와, 이 본체(25)의 내부에 설치되고 상기 본체(25)의 유로를 폐쇄시키는 방향으로 이동되도록 스프링(27)에 탄성력을 제공받는 밸브(26)를 가짐을 특징으로 하는 압연기의 고압수 분사구조.
제1항에 있어서, 상기 분사노즐(20)은 유체에 포함된 이물질을 걸러 제거하기 위한 필터(29)를 가짐을 특징으로 하는 압연기의 고압수 분사구조.