KR100981562B1 - 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤에 안착된 베이스의 상부에 터널이 설치되어 상기 터널을 통해 슬라브가 이동하면서 냉각되는 슬라브 냉각 본체부; 상기 터널의 상부에 설치된 상부 커버와, 상기 터널 사이에 설치되어 상기 슬라브의 이동에 따라 에어 실린더가 작동하면서 입측 및 출측 도어가 개폐되는 도어부; 상기 상부 커버의 양측 가장자리를 따라 다수개 설치된 에어 실린더와, 상기 에어 실린더에 연결된 샤프트와, 상기 샤프트에 회전가능하게 연결된 아이들 롤과, 상기 베이스를 사이에 두고 다수개 고정설치된 모터와, 상기 터널을 폭 방향으로 관통하여 상기 모터에 회전가능하게 연결된 롤을 포함하여 구성되고, 상기 슬라브를 이동시키면서 그 벤딩을 방지하는 슬라브 이송 및 벤딩방지부; 상기 터널의 내부에서 상기 슬라브를 감싸는 형태로서 다수개 설치된 냉각수 공급라인의 내측 둘레를 따라 다수개 설치된 노즐을 통해 상기 슬라브에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부; 상기 베이스의 저면에 다수개 설치되어 상기 슬라브에 분사된 냉각수를 모아 배출하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 온도계로 구성된 냉각수 배출부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

연속 주조, 슬라브, 스카핑 머신, 에어 실린더, 노즐

Description

온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치{Continuous type slab cooling apparatus capable of controlling temperature}

도 1은 종래 슬라브 냉각방법의 일예를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치에 있어서의 도어부의 작동 상태를 도시한 정면도 및 측면도.

도 4a는 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치에 있어서의 슬라브 이송 및 벤딩방지부의 구성을 도시한 사시도.

도 4b는 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치에 있어서의 냉각수 공급부를 도시한 투시도 및 부분 확대도.

도 5는 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치에 있어서의 냉각수 온도 검출 및 배출부를 도시한 사시도 및 부분 확대도.

도 6은 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치의 작동 상태를 도시한 측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 슬라브 7 : 수증기

3-A : 입측 도어 3-B : 출측 도어

8 : 온도계 9 : 호퍼

12 : 에어 실린더 15 : 아이들 롤

31 : 터널 33 : 호퍼

본 발명은 슬라브 냉각장치에 관한 것으로, 특히 연속주조 공정에서 용강을 슬라브로 제조시 슬라브 표면에 발생되는 흠을 제거하기 위한 수작업 또는 스카핑 머신을 통한 작업 과정에서 고열의 슬라브를 적정 온도로 골고루 냉각하여 제품의 품질 향상을 도모할 수 있도록 한 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조 공정에서 용강을 슬라브로 제조시 슬라브 표면에는 여러가지 요인들로 인해 결함이 발생하게 된다. 이러한 품질 불량이 발생된 슬라브는 후공정(열연)으로 소재 투입시 심각한 품질 이상재를 발생시키므로 전량 수작업 또는 스카핑 머신(Scarfing machine)을 통해 표면 결함을 제거하게 된다.

상기 수작업 또는 스카핑 머신을 통한 작업시 고열의 슬라브를 냉각하는 것이 필요하며, 종래의 냉각방법은 수작업의 경우 작업자가 해당 슬라브 위에 올라가서 수동 토오치를 이용하여 스카핑을 하게 되고, 스카핑 머신을 통한 작업의 경우에는 고열 슬라브 작업시 스카핑 머신과 스카핑 유니트에 용융이 발생되는 원인이 되며, 스카핑 완료후 잔류 흠 검사시 검사자의 안면 및 안구 화상의 원인이 된다.

위와 같은 문제점 때문에 스카핑재의 경우 슬라브 야드에서 상온으로 공냉시켜 스카핑을 실시하는데, 수요자 납기 주문을 맞추기 위한 긴급재의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 냉각수 라인(6)이 설치되어 있는 특정 베드(Bed)에 슬라브(2)를 이동 적치한 후 냉각수를 상기 슬라브(2) 표면에 살포하여 냉각한다.

이때, 냉각 장소가 통 크레인(Tong Crane)(미도시)이 설치되어 있는 공장 내부이므로 통 크레인의 이동시 냉각 작업중 발생한 수증기(7)로 인해 통 크레인 작업자의 시야를 막아서 설비 충돌의 위험이 있고, 슬라브(2)를 4매씩 산적후 냉각을 실시하므로 상부 슬라브와 하부 슬라브의 냉각속도에 차이가 나며, 중간에 산적된 슬라브(2)는 완전하게 냉각되지 않고, 슬라브 강종과 주조 상황별로 발생하는 흠 종류가 다르고 그 위치(깊이)도 달라지는데 이에 맞게끔 스카핑 과정에서 슬라브(2)의 용삭 깊이도 달라야 한다.

그러나, 종래의 슬라브 냉각 방법은 슬라브의 용삭 깊이를 맞출 수 있는 냉각이 아니고 단지 슬라브(2)의 온도만 낮추는 원시적 방식을 사용하므로 용삭 깊이를 맞추기 어렵고, 산적된 슬라브(2)의 온도도 모두 상이하여 작업자가 용삭깊이를 맞추지 못함에 따라 스카핑 후에도 슬라브(2)의 흠이 잔존한 상태에서 후공정에 투입되거나 이유없이 너무 깊은 스카핑을 실시하여 슬라브(2)의 무게만 떨어 뜨리는 문제점이 있다.

또한, 슬라브(2) 냉각중 슬라브가 상향 또는 하향 벤딩(Bending)되어 스카핑 머신 작업시 슬라브(2)를 인발하는 핀치 롤(Pinch Roll)과 스카핑 머신 몸체에 슬 라브(2)가 걸리게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 연속주조 과정에서 제조된 슬라브 표면의 흠을 제거하기 위한 슬라브 냉각 과정에서 고온의 슬라브를 적정 온도로 냉각하므로써, 설비 사고의 방지와 함께 제품의 품질 향상을 도모할 수 있는 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치는 연속주조 공정에서 용강을 슬라브로 제조시 상기 슬라브 표면에 발생되는 흠을 제거하기 위해 고열의 슬라브를 적정 온도로 냉각하기 위한 장치에 있어서, 롤(Roll)에 안착된 베이스의 상부에 터널이 설치되어 상기 터널을 통해 상기 슬라브가 이동하면서 냉각되는 슬라브 냉각 본체부; 상기 터널의 상부에 설치된 상부 커버와, 상기 터널 사이에 설치되어 상기 슬라브의 이동에 따라 에어 실린더가 작동하면서 입측 및 출측 도어가 개폐되는 도어부; 상기 상부 커버의 양측 가장자리를 따라 다수개 설치된 에어 실린더와, 상기 에어 실린더에 연결된 샤프트와, 상기 샤프트에 회전가능하게 연결된 아이들 롤과, 상기 베이스를 사이에 두고 다수개 고정설치된 모터와, 상기 터널을 폭 방향으로 관통하여 상기 모터에 회전가능하게 연결된 롤을 포함하여 구성되고, 상기 슬라브를 이동시키면서 그 벤딩을 방지하는 슬라브 이송 및 벤딩방지부; 상기 터널의 내부에서 상기 슬라브를 감싸는 형태 로서 다수개 설치된 냉각수 공급라인의 내측 둘레를 따라 다수개 설치된 노즐을 통해 상기 슬라브에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부; 상기 베이스의 저면에 다수개 설치되어 상기 슬라브에 분사된 냉각수를 모아 배출하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 온도계로 구성된 냉각수 배출부; 상기 터널의 입,출구 및 내부 각 존(Zone)에 설치되어 슬라브의 이동을 감지하는 다수개의 슬라브 이동 감지수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에서 상기 상부 커버의 상면에는 수증기를 포집하기 위한 1쌍의 호퍼가 각각 연통설치되고, 상기 호퍼의 상부에는 포집된 수증기를 아이디 팬(I/D Fan)으로 배출하기 위한 수증기 배기구가 설치된 것을 특징으로 한다.

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

도 2 내지 도 6은 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 슬라브 냉각장치는 크게 슬라브가 이동하면서 냉각되는 슬라브 냉각 본체부; 상기 슬라브의 이동에 따라 에어 실린더가 작동하면서 입측 및 출측 도어가 개폐되는 도어부; 상기 슬라브를 이동시키면서 그 벤딩을 방지하는 슬라브 이송 및 벤딩방지부; 냉각수 공급라인의 내측 둘레를 따라 다수개 설치된 노즐을 통해 상기 슬라브에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부; 냉각수를 모아 배출하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 온도계로 구성된 냉각수 배출부; 상기 슬라브의 이동을 감지하는 슬라브 이동 감지수단으로 이루어져 있다.

상기 슬라브 냉각 본체부는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 사각 형태로 서 그 저면이 다수의 롤(도 4a의 1-C)에 안착되는 베이스(30)의 상면에 터널(31)이 고정설치되어지되, 상기 터널(31)은 길이 방향의 양측면이 슬라브(2)가 통과될 수 있도록 개방되고, 상면과 저면은 각각 수증기와 냉각수가 배출되게끔 개방된 형태를 가지며, 상기 터널(31)의 상부에 사각 형태를 갖는 상부 커버(32)가 고정설치된다.

또한, 상기 상부 커버(32)의 상면에는 수증기를 포집하기 위한 1쌍의 호퍼(33)가 각각 연통설치되고, 상기 호퍼의 상부에는 포집된 수증기를 아이디 팬(Induced Draft Fan)(도 6의 14)으로 배출하기 위한 육면체 형상의 수증기 배기구(34)가 연통설치되어 진다.

상기 도어부는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 커버(32)의 양측 저면 양단부에 에어 실린더(air cylinder)(12)가 고정부착되고, 상기 에어 실린더는 아암(13-C)을 통해 샤프트(13-B)에 연결되며, 상기 샤프트의 좌우 양단부는 베어링 블록(13-A)을 통해 상기 터널(31)의 외면에 고정설치된다.

또한, 상기 샤프트(13-B)에는 측면에서 보아 대략 'ㄱ'자 형상으로 절곡된 입측 및 출측 도어(3-A,3-B)가 회동가능하게 연결된다.

상기 슬라브 이송 및 벤딩방지부는 도 2의 부분 확대도와 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커버(32)의 양측 저면 가장자리를 따라 다수개의 업(Up),다운(Down)용 에어 실린더(22)가 고정부착되고, 상기 에어 실린더는 아암(23-A)을 통해 샤프트(23-B)에 연결되며, 상기 샤프트(23-B)에는 아이들 롤(15)이 회전가능하게 연결된다.

또한, 상기 베이스(30)를 사이에 두고 좌우 길이 방향을 따라 다수개의 모터(1-A)가 감속기(1-B)와 연결된 상태로서 등간격을 갖고 고정 설치되고, 상기 터널(31)을 폭 방향으로 관통하는 롤(1-C)이 상기 모터(1-A)의 축에 회전가능하게 연결되어진다.

상기 냉각수 공급부는 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 터널(31)의 내부에서 슬라브(2)를 감싸는 사각 형태의 냉각수 공급라인(11)이 롤(1-C) 사이에서 등간격을 갖고 다수개 고정설치되고, 상기 냉각수 공급라인(11)의 내측 둘레를 따라 그 선단부에 다수개의 구멍이 형성된 노즐(10, 본 발명에서는 7개)이 설치되어진다.

상기 냉각수 배출부는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(30)의 저면에 냉각수를 모아서 배출하기 위한 호퍼(9)가 다수개 등간격을 갖고 고정설치(4개의 롤마다 1개씩)되고, 상기 호퍼(9)의 하부 일측에는 슬라브의 냉각 여부를 인지하기 위한 온도계(8)가 각각 장착되어진다.

상기 슬라브 이동 감지수단은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 터널의 입구 및 출구에 1쌍의 라이트 배리어(Light Barrier)(4-A,4-B;4-E,4-F)가 고정설치되고, 터널의 내부 1번 존과 2번 존 사이, 그리고 2번 존과 3번 존 사이에 각각 라이트 배리어(Light Barrier)(4-C,4-D)가 고정설치되어진다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 야드(Yard)에 산적된 수요자 납기 지연재 슬라브(2)를 통 크레인(미도시)을 통해 디파일러(Depiler)(19)에 장입하면 푸셔(5)에 의해 롤러 테이블의 롤(1-C)위에 1매씩 푸싱된다. 상기 롤(1-C)위에 놓인 슬라 브(2)는 슬라브 냉각 본체부로 포워드(Forward)되어 도 3에 도시한 바와 같이, 슬라브(2)의 헤드(Head)부가 라이트 배리어(4-A)를 클로즈(close)하면 상기 에어 실린더(12)의 작동에 의해 입측 도어(3-A)는 오픈(open)되고 슬라브(2)는 슬라브 냉각 본체부의 터널(31)을 통해 1번 존(ZONE)으로 장입된 후, 상기 모터(1-A)의 구동에 따른 롤(1-C)의 회전으로 이동하면서 슬라브(2)의 테일(Tail)부가 라이트 배리어(4-B)를 지나 이 라이트 배리어(4-B)가 오픈되면 입측 도어(3-A)는 클로즈된다.

이와 동시에 슬라브(2)의 헤드(HEAD)부가 라이트 배리어(4-C)를 클로즈 시키면, 에어 실린더(22)의 작동에 의해 1번 존(ZONE)측의 아이들 롤(15)이 다운(DOWN)하여 슬라브(2) 위에 안착되면서 함께 구동하며 슬라브(2)의 벤딩을 방지한다. 상기 1번 존에 장입된 슬라브(2)는 냉각수 공급라인(11)에 부착된 노즐(10)의 냉각수 살포에 의해 냉각되며 2번, 3번 존내에 슬라브(2)가 없다면 곧바로 2번 존으로 슬라브(2)가 포워드되며, 만약 2번, 3번 존에 슬라브(2)가 있다면 슬라브는 1번 존에서 대기한다.

상기 2번 존으로 슬라브(2)가 포워드되어 테일(Tail)부가 라이트 배리어(4-C)를 지나면 1번 존 측의 아이들 롤(15)은 업(Up)되며, 동시에 디파일러(19)에 대기중이던 슬라브(2)를 푸셔(5)가 푸싱하면서 슬라브는 전술한 동일 방법으로 1번 존으로 장입된다.

2번 존으로 포워드되어 슬라브(2)의 헤드(Head)부가 라이트 배리어(4-D)를 클로즈 시키면 2번, 3번 존 상부에 위치한 아이들 롤(15)이 슬라브(2)의 벤딩 방지를 위해 슬라브(2) 상부로 다운(Down)되며 3번 존의 라이트 베리어(4-E)를 슬라브(2)의 헤드(Head)부가 클로즈 시킬 때까지 슬라브(2)는 포워드된다.

이때, 2번과 3번 존 하부에 설치된 호퍼(9)의 온도계(8)는 계속해서 배출되는 냉각수의 온도를 체크하고, 검출된 냉각수의 온도가 슬라브(2) 장입전 작업자가 슬라브 특성(흠 깊이)에 맞게 셋팅(Setting)한 온도로 다운될 때까지 슬라브(2)는 2번 존과 3번 존 사이를 포워드(Forward), 백워드(Backward)하며 오실레이션(Oscillation)하게 된다.

이러한 연속적인 냉각작업으로 호퍼(9)에 설치된 온도계(8)의 냉각수 검출 온도가 작업자의 설정온도로 다운되면, 제어기(PLC;Programable Logic Controller)(미도시)는 슬라브(2)의 추출을 결정하고 슬라브는 3번 존으로 최종 이동되어 슬라브(2)의 헤드부가 라이트 배리어(4-E)를 클로즈 시키면 출측 도어(3-B)는 오픈되고, 슬라브(2)의 테일(Tail)부가 라이트 배리어(4-F)를 지나면 출측 도어(3-B)는 클로즈되며 슬라브(2) 1매에 따른 냉각작업을 종료하고, 1번 존에 대기하고 있던 다음 슬라브(2)가 2번 존으로 장입된다. 위와 같은 냉각 작업이 이루어지는 동안 발생하는 수증기는 아이디 팬(14)에 의해 강제 유도되어 수증기 배기구(34)를 통해 대기중으로 배출되고, 슬라브(2)에 분사되었던 냉각수는 상기 호퍼(33)를 통해 외부로 배출된다.

이상에서와 같이 본 발명의 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치에 따르면, 납기 긴급재의 고열 슬라브를 슬라브 냉각 본체부내에 장입하여 슬라브 특성(흠 깊이)에 맞는 온도로 신속하게 냉각함으로써 냉각 작업중 발생하는 수증기의 적정한 처리와 함께 슬라브를 신속하게 벤딩없이 냉각하여 스카핑재의 품질을 향상 시킴은 물론 냉각 지연의 문제를 해소하는 효과가 있다.

또한, 고열 슬라브의 스카핑에 따라 발생할 수 있는 설비적, 인적 사고를 예방하고, 표면에 흠이 잔존하지 않는 고품질의 슬라브를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 연속주조 공정에서 용강을 슬라브로 제조시 상기 슬라브 표면에 발생되는 흠을 제거하기 위해 고열의 슬라브를 적정 온도로 냉각하기 위한 장치에 있어서,

   롤(Roll)에 안착된 베이스의 상부에 터널이 설치되어 상기 터널을 통해 상기 슬라브가 이동하면서 냉각되는 슬라브 냉각 본체부;

   상기 터널의 상부에 설치된 상부 커버와, 상기 터널이 사이에 위치되도록 설치되어 상기 슬라브의 이동에 따라 에어 실린더가 작동하면서 개폐되는 입측 및 출측 도어를 포함하여 구성된 도어부;

   상기 상부 커버의 양측 가장자리를 따라 다수개 설치된 에어 실린더와, 상기 상부 커버의 양측 가장자리를 따라 다수개 설치된 에어 실린더에 연결된 샤프트와, 상기 샤프트에 회전가능하게 연결된 아이들 롤과, 상기 베이스를 사이에 두고 다수개 고정설치된 모터와, 상기 터널을 폭 방향으로 관통하여 상기 모터에 회전가능하게 연결된 롤을 포함하여 구성되고, 상기 슬라브를 이동시키면서 그 벤딩을 방지하는 슬라브 이송 및 벤딩방지부;

   상기 터널의 내부에서 상기 슬라브를 감싸는 형태로서 다수개 설치된 냉각수 공급라인의 내측 둘레를 따라 다수개 설치된 노즐을 통해 상기 슬라브에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부;

   상기 베이스의 저면에 다수개 설치되어 상기 슬라브에 분사된 냉각수를 모아 배출하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 온도계로 구성된 냉각수 배출부;

   상기 터널의 입,출구 및 내부가 일정 간격으로 나누어진 상기 터널의 각 존(Zone) 사이에 설치되어 슬라브의 이동을 감지하는 다수개의 슬라브 이동 감지수단; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 커버의 상면에는 수증기를 포집하기 위한 1쌍의 호퍼가 각각 연통설치되고, 수증기를 포집하기 위한 상기 1쌍의 호퍼의 상부에는 포집된 수증기를 아이디 팬(I/D Fan)으로 배출하기 위한 수증기 배기구가 설치된 것을 특징으로 하는 온도 조절이 가능한 연속형 슬라브 냉각장치.

Images