KR100936184B1 - Device for eliminating scale - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 미니밀 공정 중 연속주조에서 제조되는 슬라브에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 슬라브의 상부 및 하부에 위치되는 상부베이스 및 하부베이스; 상기 상부베이스 및 하부베이스에 설치되어 고압의 공기가 이동하는 매니폴드; 상기 매니폴드에 설치되어 상기 슬라브의 상하 표면에 상기 고압의 공기를 음속으로 분사하는 초음속 분사노즐; 상기 초음속 분사노즐이 상하로 이동하기 위한 조절실린더; 및 상기 상부베이스 및 하부베이스에 각각 설치되어 상기 슬라브를 이동시키는 구동롤를 포함하되, 상기 초음속 분사노즐은 상기 고압의 공기의 분사되는 압력의 크기에 따라 상하로 승강하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 슬라브의 온도 하락을 방지하면서 스케일을 제거할 수 있다. The present invention relates to a scale removing apparatus, comprising: an upper base and a lower base positioned at upper and lower portions of the slab, for removing a scale generated in a slab manufactured in continuous casting during a mini mill process; A manifold installed in the upper base and the lower base to move the high pressure air; A supersonic injection nozzle installed in the manifold for injecting the high pressure air into the upper and lower surfaces of the slab at a speed of sound; An adjustment cylinder for moving the supersonic injection nozzle up and down; And a driving roll installed on the upper base and the lower base, respectively, to move the slab, wherein the supersonic injection nozzle is lifted up and down according to the magnitude of the pressure of the high pressure air. Thereby, a scale can be removed, preventing the slab temperature fall.

슬라브, 스케일 제거, 미니밀 Slab, Descaling, Mini Mill

Description

스케일 제거장치{DEVICE FOR ELIMINATING SCALE}Descaling device {DEVICE FOR ELIMINATING SCALE}

본 발명은 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 특히 미니밀 공정 중 연속주조에서 제조되는 슬라브의 온도 하락을 방지할 수 있는 스케일 제거장치에 관한 것이다. The present invention relates to a descaling apparatus, and more particularly, to a descaling apparatus capable of preventing a temperature drop of a slab manufactured in continuous casting during a mini mill process.

일반적으로, 미니밀 공정에서와 같이 연속주조공정을 거친 직후, 또는 일관 제철소와 같이 연속주조와 압연공정이 분리되는 경우에는 열간압연 공정의 가열로(reheating furnace)에서 재가열된 압연재인 슬라브의 표면에 1차 스케일(scale)이 생성되고, 시간이 경과함에 따라 슬라브의 표면에 2차 스케일이 생성된다. In general, immediately after the continuous casting process as in the mini mill process or when the continuous casting and the rolling process are separated as in an integrated steel mill, the surface of the slab, which is a reheated rolling material in the reheating furnace of the hot rolling process, 1 A secondary scale is created, and over time a secondary scale is created on the surface of the slab.

스케일이 생성된 슬라브로부터 스케일을 제거하지 않고 압연하면, 스케일이 슬라브의 표면에 압입되어 제품의 표면결함을 유발시킨다. If the scale is rolled without removing the scale from the resulting slab, the scale is pressed into the surface of the slab, causing a surface defect of the product.

따라서, 종래 열간압연 공정에서 스케일 결함이 없는 제품을 생산하기 위해, 조압연장치의 입출측 및 사상압연장치의 입측에 스케일 제거장치를 설치하여 사용하고 있다. Therefore, in order to produce a product without a scale defect in the conventional hot rolling process, the scale removal apparatus is installed and used on the entry side of the rough rolling apparatus, and the entrance side of the finishing rolling apparatus.

이러한 스케일 제거방법에는 여러가지가 있는데, 그 중에서 직경이 약 165mm인 고압수 분사용 헤더를 통하여 100-200 kgf/cm2의 고압수를 열연판 표면에 분사시 키는 방법이 가장 일반적인 방법으로 알려져 있다. There are various methods of removing the scale, and among them, a method of spraying high-pressure water of 100-200 kgf / cm 2 to the surface of the hot rolled sheet through a high-pressure water jet header having a diameter of about 165 mm is known as the most common method. .

상기 종래 방법은 스케일과 슬라브의 기지조직 사이에 열응력을 발생시키는 급냉 효과를 이용하여 스케일에 수직 크랙(crack)을 유발시킨 후 고압수에 의해 스케일을 제거되도록 하는 방법이다. The conventional method is a method of causing the scale to be removed by high pressure water after causing a vertical crack in the scale by using a quench effect that generates a thermal stress between the scale and the matrix structure of the slab.

종래의 열간압연의 조압연 공정에서의 스케일 제거방법은 스케일제거 효율이 가장 중요한 관심사인데, 고압의 물로 스케일 제거를 하는 공정이므로 슬라브의 온도하락을 억제할 방법이 없다. Descaling efficiency is the most important concern in the conventional hot rolling rough rolling process, there is no way to suppress the temperature drop of the slab because the process of removing the scale with high-pressure water.

또한, 과도한 양의 고압수가 사용되는 경우 표면온도의 편차가 불균일하게 발생되어 표면의 스케일을 제거하는 비율에 편차가 발생하거나, 열연판의 표면줄무늬 결함이 발생할 수 있다. In addition, when an excessive amount of high pressure water is used, variations in surface temperature may occur unevenly, thereby causing a variation in the rate of removing the scale of the surface, or surface stripe defects of the hot rolled sheet.

또한, 재질의 불균일, 압연용 작동롤(work roll)의 편마모, 및 작업소요시간의 연장되는 문제점이 발생하기도 한다. In addition, there are also problems such as uneven material, uneven wear of the work roll for rolling, and prolongation of the work time.

따라서, 연속주조공정을 거친 후 조압연장치에 압입되기 이전에 생성된 스케일을 효율적으로 제거하고 추가적인 보열을 하지 않고서도 열간압연을 하기 위한 최소한의 슬라브의 온도를 확보할 필요성이 있다. Therefore, there is a need to ensure the minimum slab temperature for hot rolling without removing additional scale and efficiently removing the scale generated after the continuous casting process before being pushed into the roughing apparatus.

발명의 목적은 미니밀 공정 중 연속주조에서 생산된 후 조압연 과정을 거치기 전까지 슬라브의 온도 하락을 감소시키면서 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a descaling device for removing scales while reducing the temperature drop of the slab produced in continuous casting during the mini-mill process before going through the rough rolling process.

상기 목적은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 공기를 압축시켜 압축 공기를 생성하는 압축기; 상기 슬라브의 상부 및 하부에 각각 위치되는 상부베이스 및 하부베이스; 상기 상부베이스 및 하부베이스에 설치되며, 상기 압축기로부터 상기 압축 공기를 공급받는 매니폴드; 상기 매니폴드와 연결되어 상기 슬라브의 상하 표면에 상기 압축 공기를 초음속으로 분사하는 초음속 분사노즐; 상기 초음속 분사노즐을 상기 상부베이스 및 상기 하부베이스를 기준으로 상하로 이동시키되, 상기 압축 공기의 압력의 크기에 따라 상기 초음속 분사노즐의 이동량을 결정하는 조절실린더; 및 상기 상부베이스 및 하부베이스에 각각 설치되어 상기 슬라브를 이동시키는 구동롤을 포함하되, 상기 초음속 분사노즐은, 축소부 노즐과 확대부 노즐이 연결되어 이루어지며, 축소부 노즐에서 상기 압축 공기가 가속되어 상기 축소부 노즐과 확대부 노즐부의 연결부인 노즐목에서 음속에 도달하고, 확대부 노즐의 출구에서 더 팽창 증속되어 충격파가 발생됨에 의해 상기 압축 공기가 음속 이상의 유속을 가지게 되는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치에 의해 달성된다.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the object is a compressor for compressing air to produce compressed air; An upper base and a lower base respectively positioned above and below the slab; A manifold installed on the upper base and the lower base and receiving the compressed air from the compressor; A supersonic injection nozzle connected to the manifold to inject the compressed air at a supersonic speed onto upper and lower surfaces of the slab; A control cylinder which moves the supersonic jet nozzle up and down with respect to the upper base and the lower base, and determines a moving amount of the supersonic jet nozzle according to the pressure of the compressed air; And a driving roll installed on the upper base and the lower base, respectively, to move the slab, wherein the supersonic injection nozzle is formed by connecting a reduction nozzle and an expansion nozzle, and the compressed air is accelerated in the reduction nozzle. And the sound velocity is reached at the nozzle neck which is a connection part between the reduction nozzle and the expansion nozzle, and the expansion air is further expanded and accelerated at the outlet of the expansion nozzle to generate a shock wave. Achieved by a removal device.

본 발명에 따른 스케일 제거장치는 슬라브의 온도 하락을 감소시키면서 슬라브의 표면에 분사되는 고압 공기의 충돌압력을 증가시켜 스케일 제거능력을 향상시킬 수 있다. The scale removing apparatus according to the present invention can improve the scale removing ability by increasing the collision pressure of the high-pressure air injected on the surface of the slab while reducing the temperature drop of the slab.

또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 슬라브 표면의 과냉각을 방지할 수 있고, 연속된 압연공정에서 조압연 장치의 롤의 불균일한 마모를 방지함으로써, 미니밀 열연 슬라브의 비늘 스케일성 결함 및 형상 불량을 방지할 수 있다. In addition, the scale removing device according to the present invention can prevent the supercooling of the surface of the slab, and prevents non-uniform wear of the roll of the rough rolling device in the continuous rolling process, thereby reducing the scale scale defects and shape defects of the mini-mill hot-rolled slab You can prevent it.

본 발명은 제철 미니밀공정 중 연속주조에서 제조된 슬라브를 조압연 이전 공정에서 표면에 생성된 스케일을 제거하는 스케일 제거장치에 관한 것이다. The present invention relates to a descaling apparatus for removing the scale generated on the surface of the slab manufactured in continuous casting during the steel mill mini mill process in the process before rough rolling.

본 발명은 압축공기의 압력을 조절함으로써 스케일 제거에 필요한 충돌압력을 얻을 수 있다. The present invention can obtain the collision pressure required for descaling by adjusting the pressure of the compressed air.

도 1은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 측단면도이다. 1 is a side cross-sectional view of a scale removing apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스케일 제거장치는, 상부베이스(21) 및 하부베이스(22), 매니폴드(15), 초음속 분사노즐(12), 조절실린더(24), 및 구동롤(23)을 포함한다. Referring to Figure 1, the descaling apparatus according to an embodiment of the present invention, the upper base 21 and the lower base 22, the manifold 15, the supersonic injection nozzle 12, the adjustment cylinder 24 , And a driving roll 23.

또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는, 스케일 제거장치의 외부를 감싸는 하우징(20)을 더 포함할 수 있다. In addition, the scale removing apparatus according to the present invention may further include a housing 20 surrounding the outside of the scale removing apparatus.

상부베이스(21) 및 하부베이스(22)는 슬라브(8)의 상부 및 하부에 각각 위치되고, 매니폴드(15)가 고정된다. The upper base 21 and the lower base 22 are located at the top and bottom of the slab 8, respectively, and the manifold 15 is fixed.

상부베이스(21) 및 하부베이스(22)는 하우징(20)에 고정될 수 있다. The upper base 21 and the lower base 22 may be fixed to the housing 20.

매니폴드(15)는 원통으로 형성되며, 상부베이스(21) 및 하부베이스(22)에 설치되어 혼합된 고압의 공기를 초음속 분사노즐(12)에 공급한다. The manifold 15 is formed in a cylinder, and is installed on the upper base 21 and the lower base 22 to supply the mixed high pressure air to the supersonic injection nozzle 12.

매니폴드(15)는 상부베이스(21) 및 하부베이스(22)와 일체로 형성될 수 있다. The manifold 15 may be integrally formed with the upper base 21 and the lower base 22.

초음속 분사노즐(12)은 매니폴드(15)에 설치되어 슬라브(8)의 상하면에 고압의 공기를 분사한다. The supersonic spray nozzle 12 is installed in the manifold 15 to inject high pressure air onto the upper and lower surfaces of the slab 8.

초음속 분사노즐(12)은 도 2에 도시된 바와 같이, 슬라브(8)가 스케일 제거장치 내에 삽입되는 방향을 향하여 소정의 각도로 경사지도록 매니폴드(15)에 설치될 수 있다. The supersonic spray nozzle 12 may be installed in the manifold 15 to be inclined at a predetermined angle toward the direction in which the slab 8 is inserted into the descaling device, as shown in FIG.

초음속 분사노즐(12)은 슬라브(8)에 분사되는 각도에 따라 소정의 간격으로 설치된다. The supersonic spray nozzles 12 are installed at predetermined intervals according to the angle sprayed onto the slab 8.

조절실린더(24)는 초음속 분사노즐(12)이 상하로 이동할 수 있도록 피스톤 형상으로 형성된다. The adjustment cylinder 24 is formed in a piston shape so that the supersonic injection nozzle 12 can move up and down.

구동롤(23)은 상부베이스(21) 및 하부베이스(22)에 각각 설치되어 슬라브(8)를 일측으로 이동시킨다. The driving rolls 23 are respectively installed on the upper base 21 and the lower base 22 to move the slab 8 to one side.

또한, 구동롤(23)은 분사되는 고압의 공기, 및 슬라브(8)로부터 탈락된 스케일이 슬라브(8)의 전후방으로 유출되지 않고 외부로 배출되도록 슬라브(8)의 표면에 밀착된다. In addition, the driving roll 23 is in close contact with the surface of the slab 8 so that the high pressure air to be injected and the scale dropped from the slab 8 are discharged to the outside without flowing out of the front and rear of the slab 8.

본 발명에 따른 스케일 제거장치의 초음속 분사노즐(12)은 슬라브(8)에 분사되는 고압의 공기의 압력 크기에 따라 조절실린더(24)에서 상하로 승강된다. The supersonic injection nozzle 12 of the descaling apparatus according to the present invention is lifted up and down in the adjustment cylinder 24 according to the pressure of the high pressure air injected into the slab 8.

즉, 분사되는 공기의 압력이 커질수록 슬라브(8)에 부디치는 공기의 반발력에 의해, 초음속 분사노즐(12)은 각각 슬라브(8)에서부터 멀어지고, 압력이 작아지면 슬라브(8)에 가까워진다. That is, as the pressure of the injected air increases, the supersonic injection nozzles 12 move away from the slab 8 by the repulsive force of the air applied to the slab 8, and when the pressure decreases, the closer to the slab 8 becomes. .

따라서, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 슬라브(8)의 표면에 분사되는 공 기의 충돌압력을 일정하게 유지시킬 수 있다. Therefore, the descaling apparatus according to the present invention can maintain a constant impact pressure of the air injected on the surface of the slab (8).

또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 압연기 내로의 제거된 스케일의 유입을 방지하여 표면결함을 방지하며, 슬라브(8)의 표면온도편차를 감소시킨다. In addition, the scale removing apparatus according to the present invention prevents the introduction of the removed scale into the rolling mill to prevent surface defects and to reduce the surface temperature deviation of the slab (8).

도 3은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 초음속 분사노즐(12)의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the supersonic injection nozzle 12 of the descaling apparatus according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 초음속 분사노즐(12)은 축소부 노즐(17)과 확대부 노즐(18)의 두 부분이 조합되어 이루어진 일명 De Laval Nozzle 형태로 구성되며, 축소부 노즐(17)에서 공기는 강하게 가속되어 노즐목(16) 부분에서 음속에 도달하고 확대부 노즐(18)의 출구부분에서는 더욱 팽창 증속되어 충격파(19)가 발생되어 음속이상의 유속으로 분출하게 된다. 공급되는 유체 즉, 공기의 정압 에너지는 유속의 제곱에 비례하면서 확대부 노즐(18)에서 돌발적인 충격파가 발생하여 기체의 압력 밀도가 급격히 증가하도록 구성된다.As shown in FIG. 3, the supersonic jet nozzle 12 of the present invention is configured in the form of a De Laval Nozzle, which is formed by combining two parts of a reduction part nozzle 17 and an expansion part nozzle 18, and a reduction part nozzle. At 17, the air is strongly accelerated to reach the speed of sound at the nozzle neck 16, and further expands and increases at the outlet of the enlarged nozzle 18 to generate a shock wave 19 to blow out at a speed higher than the speed of sound. The static pressure energy of the fluid, ie air, supplied is proportional to the square of the flow velocity, so that a sudden shock wave is generated at the enlargement nozzle 18 to rapidly increase the pressure density of the gas.

도 4는 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 추가적인 구성을 도시한 것이다. 4 shows a further configuration of the descaling device according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 공기를 압축시키는 압축기(14), 및 공급 압력의 이상 발생 시 압력을 완화시키는 서어지탱크(13)를 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, the descaling device according to the present invention may further include a compressor 14 for compressing air, and a surge tank 13 for relieving the pressure when an abnormality in the supply pressure occurs.

또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 매니폴드(15)에 고압의 공기를 공급하는 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있다. In addition, the descaling apparatus according to the present invention may further include a pump (not shown) for supplying high pressure air to the manifold 15.

비산 스케일의 치입형 스케일 결함은 고압의 공기가 초음속 분사노즐(12)로부터 고압의 공기가 슬라브(8)에 분사되어 충돌함으로써, 슬라브(8)로부터 탈락된 스케일이 배출되어 방지된다. The implantable scale defect of the scattering scale is prevented by the high pressure air being blown from the supersonic injection nozzle 12 by the high pressure air being injected into the slab 8 so that the scale dropped from the slab 8 is discharged.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 측단면도이다. 1 is a side cross-sectional view of a scale removing apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 일부 사시도이다. 2 is a partial perspective view of the descaling apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 초음속 분사노즐의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the supersonic injection nozzle of the descaling apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 추가적인 구성도이다. Figure 4 is a further configuration of the descaling apparatus according to the present invention.

Claims (3)

슬라브에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 장치에 있어서,In the apparatus for removing the scale generated in the slab, 공기를 압축시켜 압축 공기를 생성하는 압축기;A compressor for compressing air to produce compressed air; 상기 슬라브의 상부 및 하부에 각각 위치되는 상부베이스 및 하부베이스;An upper base and a lower base respectively positioned above and below the slab; 상기 상부베이스 및 하부베이스에 설치되며, 상기 압축기로부터 상기 압축 공기를 공급받는 매니폴드;A manifold installed on the upper base and the lower base and receiving the compressed air from the compressor; 상기 매니폴드와 연결되어 상기 슬라브의 상하 표면에 상기 압축 공기를 초음속으로 분사하는 초음속 분사노즐;A supersonic injection nozzle connected to the manifold to inject the compressed air at a supersonic speed onto upper and lower surfaces of the slab; 상기 초음속 분사노즐을 상기 상부베이스 및 상기 하부베이스를 기준으로 상하로 이동시키되, 상기 압축 공기의 압력의 크기에 따라 상기 초음속 분사노즐의 이동량을 결정하는 조절실린더; 및A control cylinder which moves the supersonic jet nozzle up and down with respect to the upper base and the lower base, and determines a moving amount of the supersonic jet nozzle according to the pressure of the compressed air; And 상기 상부베이스 및 하부베이스에 각각 설치되어 상기 슬라브를 이동시키는 구동롤을 포함하되,Installed on the upper base and the lower base, respectively, including a drive roll for moving the slab, 상기 초음속 분사노즐은, 축소부 노즐과 확대부 노즐이 연결되어 이루어지며, 축소부 노즐에서 상기 압축 공기가 가속되어 상기 축소부 노즐과 확대부 노즐부의 연결부인 노즐목에서 음속에 도달하고, 확대부 노즐의 출구에서 더 팽창 증속되어 충격파가 발생됨에 의해 상기 압축 공기가 음속 이상의 유속을 가지게 되는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치. The supersonic spray nozzle is formed by connecting a reduction nozzle and an expansion nozzle, and the compressed air is accelerated at the reduction nozzle to reach a sound velocity at a nozzle neck which is a connection between the reduction nozzle and the expansion nozzle. And further expands and accelerates at the outlet of the nozzle to generate a shock wave so that the compressed air has a flow velocity higher than the speed of sound. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 초음속 분사노즐은 상기 슬라브가 삽입되는 방향을 향하여 경사진 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치. And the supersonic spray nozzle is inclined toward the direction in which the slab is inserted.
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