KR100971964B1 - 압연기의 고압수 분사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연기의 고압수 분사 장치에 관한 것으로, 압연기의 고압수 분사 장치에 있어서, 작업 롤의 길이방향으로 설치된 고압수 관의 양측에 형성된 저압수 사이드 노즐과; 상기 고압수 관의 내부 노즐과 상기 저압수 사이드 노즐의 반대측 양단에 형성된 저압수 하부 노즐과; 상기 저압수 사이드 노즐과 상기 저압수 하부 노즐에 설치되어 고압수 분사시에는 차단되고 저압수 분사시에만 개방되는 구조를 갖는 체크밸브 조립체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 고압수 차단시 발생되는 에어 해머 링이 억제될 수 있는 동시에 사이드 노즐과 하부 노즐이 고압수 분사시에는 차단 밸브에 의해 차단되어 고압수 압력 손실을 차단할 수 있고, 또한, 저압수 분사 노즐을 통해 분사된 저압수가 날판의 표면에 체류하는 것을 방지하는 동시에 체류수에 의한 날판의 품질 저하 및 날판의 판 변형 방지로 형상 제어의 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

압연기, 고압수, 분사장치, 에어 헤머링, 날판, 체류수

Description

압연기의 고압수 분사 장치{Device for injecting high pressure water in rolling mill}

본 발명은 압연기의 고압수 분사 장치에 관한 것으로, 특히, 고압수 분사 후 에어 해머 링을 억제하기 위해 공급되는 저압수가 날판에 체류수로 잔류하는 것을 방지할 수 있는 압연기의 고압수 분사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철 공정의 압연 설비는 소재 표면의 스케일을 제거하기 위해 고압수를 분사하는 구성을 갖는다.

도 1은 종래의 압연 설비를 나타낸 개략적 사시도이다.

압연 설비는 한쌍의 작업 롤(4)에 의해 날판(3)을 압연하고 날판(3)의 하부를 지지하기 위한 이송 롤(8)이 구비된다.

이와 같은 압연 설비를 이용한 중후판의 압연과정에서는 날판(3) 표면에 산화피막인 스케일이 형성되는데, 이러한 스케일에 의해 제품의 표면품질이 저하되고 작업 롤(4)에 압착되어 그 형상이 날판(3) 표면에 그대로 나타나게 되므로 롤(4)에 압착되기 전에 반드시 박리를 하여야 한다.

이를 위하여 상하부 작업 롤(4)의 전방 및 후방에는 도 2에 도시된 바와 같 은 고압수 분사 장치가 설치되는데, 이 고압수 분사 장치는 3~7㎏/㎠의 저압수를 공급하는 저압수 공급관(1)과, 120~150㎏/㎠의 고압수를 공급하는 고압수 공급관(2)과, 날판(3)의 길이 방향으로 길게 설치된 고압수 관(5)과, 고압수 관(5)의 길이 방향으로 일정 간격으로 다수개 배치되어 고압수를 날판(3)의 표면에 분사하는 내부 노즐(9)과, 고압수 관(5)의 양측에 배치되어 저압수를 날판(3)의 표면에 분사하는 측면 노즐(10)로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 고압수 분사장치를 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 고압수 분사 장치의 고압수 분사시 요부 정면도(a), 및 측면도(b)와 저압수 분사시 요부의 정면도(c)이고, 도 3은 도 2의 내부 노즐에 삽입되는 체크밸브 조립체의 잠김상태 단면도(a) 및 열림상태 단면도(b)와 측면 노즐에 삽입되는 체크밸브 조립체의 단면도(c)이다.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 날판(3)의 표면에 존재하는 스케일을 제거하기 위하여 고압수를 분사하는 경우에는, 내부 노즐(9) 및 측면 노즐(10)은 모두 열린상태가 되어 고압수 관(5)으로부터 공급되는 고압수가 날판(3)으로 분사된다.

여기서, 고압수 분사 후에는 고압수를 차단하고 에어 해머 링 현상을 방지하기 위해 고압수 관(5)의 양측에 설치된 측면 노즐(10)이 계속해서 저압수를 방출한다.

이를 위하여 내부 노즐(9)에는 도 3a,b에 도시된 바와 같은 밸브 조립체(200)가 설치되는데, 이 체크밸브 조립체(200)는 그 내부의 차단밸브(11)를 구비 하여 고압수 관(5)에 저압수가 공급하는 경우에는 차단밸브(11)가 닫힌 상태로 되어 저압수를 분사하지 않고, 고압수를 공급하는 경우에는 차단밸브(11)가 열린 상태가 되어 내부 노즐(9)을 통하여 고압수를 분사한다.

또한, 측면 노즐(10)에는 도 3c에 도시된 바와 같은 체크밸브 조립체(300)가 설치되는데, 이 체크밸브 조립체(100)는 그 내부에 통과 홀(12)이 형성되어 측면 노즐(10)을 통하여 저압수를 지속적으로 분사한다.

즉, 측면 노즐(10)이 개방되지 않을 경우에는 고압수 분사 후에 고압수의 내부 잔류에 따른 에어 해머 링 현상에 의해 고압수 관(5)이 파손되어 설비를 가동하지 못하는 경우가 종종 발생하기 때문에 고압수 관(5)의 양측의 측면 노즐(10)을 개방시켜 통과 홀(12)로 에어와 저압수를 외부로 배출한다.

그러나, 이와 같은 종래의 고압수 분사 장치는 에어 해머 링을 방지하기 위하여 측면 노즐(10)을 통해 날판(2)의 표면에 분사된 저압수가 날판(2)의 사이드 표면, 특히 폭이 긴 날판(3)의 양측 패스라인(6)으로부터 이탈된 날판(3)에 체류되어 급속 냉각부(7)가 발생하며, 이는 소재 품질을 저하시키는 동시에 날판(2)의 부분 날판 변형을 초래하여 소재 두께 형상 제어에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 날판의 사이드 표면에 고압수를 분사한 후 에어 해머 링을 억제하기 위해 저압수를 분사하는 경우 저압수가 날판의 사이드부에 체류하는 것을 방지하는 동시에 고압수가 급격하 게 하락됨에 따른 날판의 품질 저하와 날판의 판 변형 방지에 의한 형상 제어의 오류를 방지할 수 있는 압연기의 고압수 분사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압연기의 고압수 분사 장치에 있어서, 작업 롤의 길이방향으로 설치된 고압수 관의 양측에 형성된 저압수 사이드 노즐과; 상기 고압수 관의 내부 노즐과 상기 저압수 사이드 노즐의 반대측 양단에 형성된 저압수 하부 노즐과; 상기 저압수 사이드 노즐과 상기 저압수 하부 노즐에 설치되어 고압수 분사시에는 차단되고 저압수 분사시에만 개방되는 구조를 갖는 체크밸브 조립체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 저압수 하부 노즐의 분사 각도는 15~20°일 수 있다.

바람직하게는 상기 체크밸브 조립체는 일측에 암나사가 형성된 원통형 암나사 연결부가 상기 고압수 관과 연결되고, 상기 암나사 연결부에 차단밸브가 삽입되며, 상기 차단밸브의 하단에 조절 너트부가 배치되어 상기 조절 너트부의 하단에 조절 너트 및 차단판이 조립되고, 상기 차단판이 양측에 수나사가 형성된 수나사 몸체의 일측에 스프링 부재를 통하여 조립되며, 상기 수나사 몸체의 내부에는 양측에 홀이 형성된 차단링이 상기 스프링 부재와 접하여 설치되고, 상기 수나사 몸체의 타측에는 노즐 홀과 캡 너트가 결합될 수 있다.

바람직하게는 상기 체크밸브 조립체는 상기 조절 너트를 상하로 조절하여 고압수의 차단 압력을 조절할 수 있다.

바람직하게는 상기 사이드 노즐과 하부 노즐은 상기 고압수 관의 양측에서 날판의 최대 폭 외부에 형성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 압연기의 고압수 분사 장치에 의하면, 저압수 분사를 위한 사이드 노즐과 하부 노즐을 구비하여 저압수가 공급되는 경우 사이드 노즐과 하부 노즐만 개방되도록 구성함으로써 고압수 차단시 발생되는 에어 해머 링이 억제될 수 있는 동시에 사이드 노즐과 하부 노즐이 고압수 분사시에는 차단 밸브에 의해 차단되어 고압수 압력 손실을 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 저압수 분사 노즐을 통해 분사된 저압수가 날판의 표면에 체류하는 것을 방지하는 동시에 체류수에 의한 날판의 품질 저하 및 날판의 판 변형 방지로 형상 제어의 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사 장치가 적용된 압연 설비를 나타낸 개략적 사시도이고, 도 5는 도 4의 고압수 분사 장치의 고압수 분사시 요부 정면도(a) 및 측면도(b)와 저압수 분사시 요부의 정면도(c) 및 측면도(d)이다.

본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사 장치는 3~7㎏/㎠의 저압수를 공급하는 저압수 공급관(1)과, 120~150㎏/㎠의 고압수를 공급하는 고압수 공급관(2)과, 날판(3)의 길이 방향으로 길게 설치된 고압수 관(5)과, 고압수를 날판(3)의 표면에 분사하는 내부 노즐(9)과, 저압수를 분사하는 사이드 노즐(13) 및 하부 노즐(14)로 이루어진다.

본 발명에 따른 고압수 분사 장치는 미리 설정된 압력의 고압 또는 저압의 유체를 분사하는 구조로서, 내부 노즐(9)은 저압수 공급시에는 차단이 되며 고압수만 분사되고, 사이드 노즐(13)과 하부 노즐(14)은 고압수 분사 시에는 차단이 되며 저압수 공급 시에만 개방되는 구조를 갖는다.

내부 노즐(9)은 고압수 관(5)의 길이 방향으로 일정 간격으로 다수개 배치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 고압의 유체에 의해 개방되도록 구성되어 유로를 개폐와 차단하기 위한 체크밸브 조립체(200)를 구비한다.

사이드 노즐(13)은 고압수 관(5)의 상부에서 양측에 설치된다.

하부 노즐(14)은 내부 노즐(9) 및 사이드 노즐(13)의 반대측 양단, 즉, 고압수 관(5)의 하부에서 양측에 설치되되, 예를 들면, 내부 노즐(9)이 설치된 첫 번째와 두 번째 위치 사이에 설치되어 배출 입구가 아래로 향하며 15~20°의 분사 각도를 갖는다.

또한, 사이드 노즐(13)과 하부 노즐(14)은 고압수 관(5)의 양측에서 날판(3)의 최대 폭 외부에 형성될 수 있다.

이러한 사이드 노즐(13)과 하부 노즐(14)은 고압수 분사시에는 차단되고 저압수 분사시에만 개방되는 구조를 가지며, 압력이 조절가능한 체크밸브 조립체(100)를 구비한다.

도 6은 도 4의 사이드 노즐에 삽입되는 체크밸브 조립체의 열림상태 단면도(a) 및 잠김상태 단면도(b)이고, 도 7은 도 6의 체크밸브의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 동작을 설명하기 위한 요부 사시도이다.

체크밸브 조립체(100)는 일측에 암나사가 형성된 원통형 암나사 연결부(115)가 고압수 관(5)과 연결되고, 암나사 연결부(115)에 차단밸브(111)가 삽입되며, 차단밸브(111)의 하단에는 조절 너트부(123)가 배치되어 조절 너트부(123)의 하단에 조절 너트(116) 및 차단판(117)이 조립되고, 차단판(117)이 양측에 수나사가 형성된 수나사 몸체(119)의 일측에 스프링 부재를 통하여 조립되며, 수나사 몸체(119)의 내부에는 양측에 홀(120)이 형성된 차단 링(124)이 스프링(118)과 접하여 설치되고, 수나사 몸체(119)의 타측에는 노즐 홀(121)과 캡 너트(122)가 결합된다.

여기서, 체크밸브 조립체(100)는 조절 너트부(123)를 따라 조절 너트(116)를 상하로 조절함으로써 차단판(117)의 위치를 조절하여 고압수의 차단 압력을 조절할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 실시예에 따른 압연기의 고압수 분사 장치는 고압수 분사 후 에어 해머 링을 방지하기 위해 공급되는 저압수가 날판(3)에 체류수로 잔류하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 압연기의 고압수 분사 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 도 5a,b에 도시된 바와 같이, 날판(3)의 표면에 형성된 스케일을 제거하거나 날판(3)의 냉각 또는 두께 제어를 위해 고압수 관(5)을 통하여 내부 노즐(9)에서 고압수가 분사된다. 여기서, 내부 노즐(9)은 고압수 관(5)으로부터 공급되는 고압수에 의해 체크밸브 조립체(200)의 차단 밸브(11)가 하측으로 이동하면서 고압수를 외부로 분사한다.

이와 반대로, 사이드 노즐(13) 및 하부 노즐(14)은 체크밸브 조립체(100)가, 도 8에 도시된 바와 같이, 고압수 관(5)으로부터 공급된 고압수에 의해 암나사 연결부(115)와 수나사 몸체(119)의 내부에서 차단밸브(111)가 아래로 이동하면서 고압수가 차단판(117)을 가압하여 차단 링(124)과 밀착됨으로써 노즐 홀(121)이 닫히므로 고압수의 분사를 차단한다.

이와 같은 고압수 분사 후에는, 도 5c,d에 도시된 바와 같이, 내부 노즐(9)은 체크밸브 조립체(200)의 차단밸브(11)가 탄성력에 의해 상측으로 이동하여 닫힌 상태가 된다. 이와 동시에 에어 헤머 링 현상을 방지하기 위하여 사이드 노즐(13) 및 하부 노즐(14)이 개방된다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 고압수에 의해 가압되어 있던 차단밸브(111)가 상측으로 이동하면서 단 링(124) 내부의 스프링(118)이 탄성력에 의해 복원되고 이에 따라 차단판(117)이 상측으로 이동되어 체크밸브 조립체(100)는 열린 상태로 된다.

이때, 고압수 관(5)을 통해 공급된 저압수는 차단 링(124)의 노즐 홀(121)을 통해 이동하여 사이드 노즐(13) 및 하부 노즐(14)에서 분사된다.

한편, 체크밸브 조립체(100)는 고압수 관(5)으로부터 공급되는 고압수 또는 저압수의 압력에 따라 열림 또는 닫힘 상태를 조절할 수 있는데, 이는 조절 너트부(123)에 연결된 조절 너트(116)를 상하로 이동하여 차단밸브(111) 및 차단판(117)의 위치를 조정함으로써 달성된다.

이와 같은 동작에 의해 저압수는 사이드 노즐(13)과 하부 노즐(14)만을 통해서 분사되기 때문에 날판(3)의 표면에 체류되지 않아 날판(3) 측면의 급속 냉각부(7)의 발생을 방지할 수 있고, 고압수의 공급을 차단함과 동시에 저압수를 분사시킴으로 인하여 에어 해머 링을 방지할 수 있다.

한편, 사이드 노즐(13)과 하부 노즐(14)이 고압수 관(5)의 양측에서 날판(3)의 최대 폭 외부에 설치되면, 날판(3)의 폭이 긴 경우에도 측면 패스라인(6)을 이탈하는 부분에 저압수의 체류에 의한 급속 냉각부(7)가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 고압수 분사 시에도 고압의 압력이 급하게 하락하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 압연 설비를 나타낸 개략적 사시도.

도 2는 도 1의 고압수 분사 장치의 고압수 분사시 요부 정면도(a), 및 측면도(b)와 저압수 분사시 요부의 정면도(c).

도 3은 도 2의 내부 노즐에 삽입되는 체크밸브 조립체의 잠김상태 단면도(a) 및 열림상태 단면도(b)와 측면 노즐에 삽입되는 체크밸브 조립체의 단면도(c).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사 장치가 적용된 압연 설비를 나타낸 개략적 사시도.

도 5는 도 4의 고압수 분사 장치의 고압수 분사시 요부 정면도(a) 및 측면도(b)와 저압수 분사시 요부의 정면도(c) 및 측면도(d).

도 6은 도 4의 사이드 노즐에 삽입되는 체크밸브 조립체의 열림상태 단면도(a) 및 잠김상태 단면도(b).

도 7은 도 6의 체크밸브의 분해 사시도.

도 8은 도 7의 동작을 설명하기 위한 요부 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

5 : 고압수 관 9 : 내부 노즐

10 : 측면 노즐 11 : 차단밸브

13 : 사이드 노즐 14 : 하부 노즐

100 : 체크밸브 조립체 111 : 차단밸브

115 : 암나사 연결부 116 : 조절 너트

117 : 차단판 118 : 스프링

119 : 수나사 몸체 120 : 홀

121 : 노즐 홀 122 : 캡 너트

123 : 조절 너트부 124 : 차단 링

Claims (5)

1. 압연기의 고압수 분사 장치에 있어서,

   작업 롤의 길이방향으로 설치된 고압수 관의 양측에 형성된 저압수 사이드 노즐과;

   상기 고압수 관의 내부 노즐과 상기 저압수 사이드 노즐의 반대측 양단에 형성된 저압수 하부 노즐과;

   상기 저압수 사이드 노즐과 상기 저압수 하부 노즐에 설치되어 고압수 분사시에는 차단되고 저압수 분사시에만 개방되는 구조를 가지며, 삽입된 차단밸브의 하단에 배치된 조절 너트를 상하로 조절하여 고압수의 차단 압력을 조정 가능한 체크밸브 조립체를 포함하여 이루어지되,

   상기 저압수 사이드 노즐과 저압수 하부 노즐은 상기 고압수 관의 양측에서 날판의 최대 폭 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 압연기의 고압수 분사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 저압수 하부 노즐의 분사 각도는 15~20°인 것을 특징으로 하는 압연기의 고압수 분사 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 체크밸브 조립체는 일측에 암나사가 형성된 원통형 암나사 연결부가 상기 고압수 관과 연결되고, 상기 암나사 연결부에 차단밸브가 삽입되며, 상기 차단밸브의 하단에 조절 너트부가 배치되어 상기 조절 너트부의 하단에 조절 너트 및 차단판이 조립되고, 상기 차단판이 양측에 수나사가 형성된 수나사 몸체의 일측에 스프링 부재를 통하여 조립되며, 상기 수나사 몸체의 내부에는 양측에 홀이 형성된 차단링이 상기 스프링 부재와 접하여 설치되고, 상기 수나사 몸체의 타측에는 노즐 홀과 캡 너트가 결합되는 것을 특징으로 하는 압연기의 고압수 분사 장치.
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