KR100953625B1 - 후판 가변형 디스케일링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후판 압연공정에서 강판의 표면에 형성된 스케일을 효과적으로 제거할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 강판의 폭에 맞도록 노즐의 벌림각을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 강판에 들림이 있는 경우에 자동적으로 노즐의 높이를 조절하여 스케일 제거공정의 효율을 높이고 강판의 표면품질을 향상시킬 수 있다.

후판, 압연기, 스케일, 디스케일링

Description

후판 가변형 디스케일링 장치{Plate Variable De-scaling System}

도 1은 종래의 후판 압연기에 배치된 디스케일링 시스템의 개략도.

도 2는 기존 마무리 압연기의 디스케일링 시스템과의 충돌가능성을 고려하여 디스케일링 시스템을 배치한 상태도.

도 3은 본 발명의 후판 가변형 디스케일링 시스템의 구성을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 후판 가변형 디스케일링 시스템이 전후, 상하로 가변되는 동작을 나타내는 도면.

도 5는 판 폭에 따른 가공면 노즐그룹과 구동측 노즐그룹의 개도를 설정함에 있어서 유압실린더를 바깥쪽으로 이송하거나 안쪽으로 이송하여 작업면 노즐그룹과 구동면 노즐그룹을 배치하는 방법을 나타낸 도면.

도 6은 판 들림이 존재하는 강판의 경우에 있어서 전체 디스케일링 시스템이 판 들림 부분과 직접적으로 충돌하지 않도록 시스템 높이를 상향 조정하는 것을 나타낸 도면.

도 7은 후판 가변형 디스케일링 시스템 전체를 이송하여 체류수를 밀어내면 서 디스케일링을 수행하는 과정을 나타낸 도면.

도 8은 후판 가변형 디스케일링 시스템이 판 들림 부분을 통과한 후 전체 시스템이 판 표면에 근접한 위치까지 다시 내려와 디스케일링 작업을 수행하는 것을 동작을 나타낸 도면.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 상부 보강롤 2: 상부 작업롤

3: 하부 작업롤 4: 하부 보강롤

5: 압연판 6: 압연기 하우징

7: 기존 압연기에 부착된 디스케일링 노즐 8: C형 프레임

9: 작업부 측 노즐그룹 10: 구동부 측 노즐그룹

11-12: 유압실린더 13-16: 유니버설 조인트

17-20: 연결링크 21: 전면 노즐그룹

22-23: 상하 조정용 스크류

본 발명은 후판압연시 고온의 강판 표면에 존재하는 스케일(산화철)을 제거하는 디스케일링 시스템의 구성 및 제어방법에 관한 것으로서 상세하게는 판 길이 방향 및 판 폭 방향을 따라 움직이면서 판 들림에 대응하여 노즐그룹의 높이를 가변 시킬 수 있는 후판 가변형 디스케일링 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 후판 압연기의 디스케일링 방식을 보여주는 도면이다. 강판(5)은 상부 보강롤(1), 상부 작업롤(2), 하부 작업롤(3) 및 하부 보강롤(4)로 이루어진 압연기를 통과하며 압연된다. 도 1에 나타낸 것과 같이 종래에는 후판 마무리 압연기의 전면 또는 후면에 디스케일링을 위한 노즐(7)들을 하우징 내부에 고정배치하고, 강판이 마무리압연기 전후면의 근접위치에 정지해 있거나 압연기를 빠져나가는 시점에 대응하여 고압수를 분사함으로써 강판의 표면에 있는 스케일을 제거하는 방식을 사용하였다.

일반적으로 기존의 후판 디스케일링 시스템이 도 1에서 나타낸 것과 같은 고정식 노즐구성을 가지는 이유는 많은 유사공정에서 도 1과 같은 디스케일링 방식을 채용하고 있기 때문이기도 하지만 특히, 후판 압연의 경우는 도 2에 나타낸 바와 같이 마무리 압연기 전후면에서의 판 들림 현상이 발생하기 때문에 판 들림에 의하여 강판(5)과 디스케일링 노즐(7)과의 충돌을 피하기 위하여 강판으로부터 일정높이 이상으로 노즐(7)을 배치하여 고압 분사하는 방식을 사용한다.

따라서, 종래의 후판 디스케일링 시스템은 강판으로부터 항상 일정한 고정위치에서 노즐을 분사하는 방식을 사용하기 때문에 제거가 어려운 스케일의 경우는 노즐을 교체하거나 분사량 및 분사압력을 높이는 방법을 사용하여야만 하는 문제가 있었다.

본 발명에서는 전술한 문제점을 고려하여 판 길이방향 및 판 폭 방향으로 가변하면서 판 들림에 대응하여 수직방향으로도 이동하면서 스케일을 제거할 수 있는 후판 가변형 디스케일링 시스템의 구성을 제공하고, 이 디스케일링 시스템을 효과적으로 제어하는 방법을 제공하여 노즐교환 혹은 분사압 조정과 같은 종래 기술의 문제점을 극복하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면 후판 압연 공정의 표면품질 및 생산성을 제고할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 후판 가변형 디스케일링 시스템의 구성을 보여준다. 본 발명의 디스케일링 시스템은 기본적으로 C형 프레임(8) 구조를 가지며 판 길이방향을 따라 자유롭게 이송될 수 있다. C형 프레임은 강판 표면에 대하여 수직을 이루는 수직부 및 수직부와 직각을 이루는 수평부 및 프레임을 이동 레일 등의 이송수단에 고정하는 지지기둥으로 이루어져 있다. 프레임은 지지기둥이 레일 등에 고정되어 강판의 길이 방향을 따라 이송될 수 있다. 또한 지지기둥 및 프레임 수평부에는 상하 이동 스크류(22,23)와 스크류 홈이 각각 형성되어 스크류를 회전시켜 프레임 수직부 및 수평부를 상하로 이동시킬 수 있다. 본 발명의 원리 내에서 C형 프레임의 임의의 위치에 프레임과 강판 간의 간격을 검출하는 센서를 장착할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 좌우측의 지지기둥에만 상하 이동 스크류(22,23)가 형성되고 중앙의 지지기둥은 프레임 수평부에 대하여 활강 이동하도록 형성되어 있다. 프레임 수직부가 상하로 이동하면 그에 따라 프레임에 장착된 디스케일링 노즐의 높이가 조절될 수 있다.

프레임의 수직부에는 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10)의 각각의 펼침각을 제어하는 유압실린더(11,12)가 장착된다. 유압실린더(11,12)는 유니버설 조인트(13,14,15,16) 및 연결링크(17,18,19,20)를 통하여 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10)에 각각 체결된다. 또한 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10)은 각각 연장된 직육면체 형상을 가지고 그 일단부가 각각 프레임 수직부에 피봇 가능하도록 고정되어 있다. 유압실린더가 연결링크를 잡아 당기면 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10)이 각각 내측으로 이동하고, 반대로 유압실린더가 연결링크를 밀면 노즐그룹들이 외측으로 이동하여 노즐 폭을 가변 시킬 수 있다. 또한 전면 노즐그룹(21)이 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10) 사이에 배치된다. 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10)이 좌우에서 디스케일링 고압수를 분사하기 때문에 전면 노즐그룹(21)은 그 사이의 전면의 디스케일링 고압수 미분사 영역에서 고압수를 분사하는 역할을 하도록 설치된다. 전술한 바와 같이 디스케일링 시스템의 C형 프레임(8)에는 상하 이동 스크류(22,23)가 장착되어 필요에 따라 C형 프레임과 프레임에 장착된 노즐들을 상하로 이동시켜 강판에 대한 노즐의 높이를 조정할 수 있도록 구성된다.

도 4를 참조하면 본 발명에 따른 디스케일링 장치(100)는 도 1에 제시된 종래의 디스케일링 장치와 같이 후판 압연기의 하우징(6)에 고정되지 아니하고 후판 압연기의 전면 혹은 후면에 상하로 독립적으로 이동될 수 있도록 설치된다.

이하에서는 본 발명에 따른 후판 가변형 디스케일링 시스템의 작용 및 제어방법을 간략히 설명한다. 먼저 후판 가변형 디스케일링 시스템에서 사용하는 기본 디스케일링 방법을 순서적으로 설명한다. 이하의 설명에서는 후판 마무리 압연기 전면에 디스케일링 처리가 될 강판이 대기하고 있는 것으로 가정한다.

우선, 첫번째 순서로 도 5에 도시된 바와 같이 유압 실린더를 조절하여 작업부 측 노즐그룹(9)과 구동부 측 노즐그룹(10)이 강판의 전체 폭을 커버하는 개도(開度)를 가지도록 설정한다. 강판의 폭이 넓을수록 두 노즐이 수평에 가깝도록 펴지고 강판의 폭이 좁을 경우에는 두 노즐의 개도가 작게 설정된다. 노즐그룹의 개도가 강판 폭에 따라 자동적으로 설정되도록 하는 것이 바람직하다. 노즐그룹의 폭을 강판의 폭에 대응하도록 가변하면, 노즐에서 분사되는 물이 강판 외부로 분사되지 않고 모두 강판의 디스케일링에 사용될 수 있어 디스케일링 공정의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

두번째 순서로 도 6에 도시된 바와 같이 강판(5)의 한 단부에 판 들림 현상이 있는 경우에판 들림 여부를 계측기를 통해 측정하고 판들림 높이 정보를 이용하여 C형 프레임(8)의 스크류(22,23)를 조정하여 디스케일링 시스템(100)이 판 들림 부분과 충돌하지 않도록 디스케일링 시스템(100)의 높이를 상향 조정한다.

세번째 순서로 도 7에 도시된 바와 같이 판 길이방향에 대해 압연 진행방향의 반대방향으로 디스케일링 시스템 전체를 이송하면서 각각의 노즐그룹에서 고압수를 분사하여 스케일을 제거한다. 이때, 시스템 전체를 이송하면서 디스케일링 작업을 수행하는 것은 판 위에 디스케일링 작업 수행 후 체류하는 체류수를 밀어내면서 디스케일링을 수행함으로써 판 위에 체류수를 남기지 않기 위함이다.

네번째 순서로 도 8에 도시된 바와 같이 디스케일링 시스템이 판 들림 부분을 통과하면 전체 디스케일링 시스템은 C형 프레임의 스크류(22,23)를 조절하여 판 표면에 근접한 위치까지 다시 내려와 디스케일링 작업을 수행한다. 프레임에 강판과의 거리를 측정할 수 있는 센서를 장착하면 센서의 출력에 의하여 강판의 높낮이에 맞도록 프레임의 높이를 자동적으로 제어할 수도 있다.

본 발명의 가장 큰 특징은 전술한 기본 디스케일링 방법을 사용함에 있어서 판 폭 방향으로 노즐그룹의 폭을 자유롭게 가변하여 디스케일링의 효율을 높힘과 동시에 판 들림이 있는 경우 판 들림 부분을 고려하여 판과 근접한 높이에서 디스케일링을 수행하고 판 위에 체류수가 존재하지 않도록 판 길이방향으로 전체 시스템을 이송하면서 디스케일링 작업을 수행하는 것이다.

기존의 디스케일링 시스템은 디스케일링 효과를 극대화하기 위한 방법으로 노즐의 형상을 바꾸거나, 노즐의 배치를 바꾸는 방법 또는 디스케일링시의 분사압을 증가시키는 방법을 사용하여 설비비용 증가 및 과도한 압력의 인한 설비누수 등의 문제가 있었으나 본 발명에 따른 디스케일링 시스템은 기존의 방법과 비교할 때 노즐의 위치를 보다 판에 가깝게 근접시킬 수 있는 동시에 판 들림이 있는 판일지라도 노즐 위치를 수직 조정하여 디스케일링을 효과적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명의 시스템은 동일한 수압 및 노즐을 이용하더라도 강판 폭 방향으로 디스케일링 수를 균일하게 분사할 수 있고 판 위에 체류수를 남기지 않으므로 디스케일링의 효과를 높이고 강판 표면 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 후판 압연 공정의 이전 또는 이후에 강판 표면의 스케일을 제거하는 장치에 있어서,

   강판 표면과 수직을 이루는 수직부 및 상기 수직부와 연결되고 강판 표면과 평행을 이루는 수평부 및 상기 수평부의 일단에 결합되어 상기 수직부 및 수평부를 이송수단에 고정시키는 지지기둥으로 이루어진 C형 프레임;

   상기 C형 프레임의 수직부에 일단부가 피봇 가능하도록 고정된 작업부 측 노즐그룹과 구동부 측 노즐그룹;

   상기 C형 프레임의 수직부에 장착된 한 쌍의 유압실린더;

   상기 작업부 측 노즐그룹과 상기 구동부 측 노즐그룹의 사이에 상기 강판의 폭과 평행을 이루도록 상기 C형 프레임의 수직부에 장착된 전면 노즐그룹을 포함하고,

   상기 한 쌍의 유압실린더와 상기 작업부 측 노즐그룹과 상기 구동부 측 노즐그룹의 자유 단부가 유니버설 조인트와 연결링크에 의하여 체결되고, 상기 C형 프레임의 수평부와 상기 지지기둥에 나사홈과 이동 스크류가 각각 형성되어 한 쌍의 유압실린더에 의하여 상기 작업부 측 노즐그룹과 상기 구동부 측 노즐그룹의 벌림각을 강판의 폭에 따라 조절할 수 있고, 상기 이동 스크류를 회전시켜 강판에 대한 상기 C형 프레임의 높이를 조절할 수 있으며,

   상기 C형 프레임에 상기 C형 프레임과 강판 간의 간격을 검출하는 센서가 설치되어, 상기 C형 프레임과 강판 간의 간격을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 후판 가변형 디스케일링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송수단에 의하여 상기 C형 프레임이 강판의 길이 방향을 따라 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 후판 가변형 디스케일링 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 C형 프레임이 강판의 압연 방향과 반대 방향으로 이송되는 것을 특징으로 하는 후판 가변형 디스케일링 장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 작업부 측 노즐그룹과 상기 구동부 측 노즐그룹이 연장된 직육면체 형상을 가지고 고압의 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 후판 가변형 디스케일링 장치.
6. 삭제

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