KR101109462B1

KR101109462B1 - 금속 스트립 냉각 장치

Info

Publication number: KR101109462B1
Application number: KR1020097010956A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 아르메나트; 슈테판 피셔
Original assignee: 에스엠에스 지마크 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2012-01-31
Also published as: DE102007010375A1; KR20090078838A; EP2114585A1; US20100024504A1; RU2417130C1; JP5111521B2; BRPI0720955A2; RU2009131935A; US8434338B2; JP2010516473A; CA2675790A1; CA2675790C; WO2008089827A1

Abstract

본 발명은 2개의 롤 스탠드(3) 사이에서 금속 스트립(2)을 냉각하기 위한 장치(1)에 관한 것이다. 본원의 장치의 경우, 스트립(2)은 평평하게 형성된 전달 부재(4)를 통해 안내되고, 이 전달 부재(4) 하부에는 분사 부재(5)가 배치된다. 분사 부재(5)는 전달 부재(4) 내에 제공되는 적어도 하나의 개구부(6)를 통해 냉각 매체(7)를 스트립(2)의 저면(8)으로 안내한다. 개선된 분사 패턴을 달성하기 위해, 본 발명에 따라, 스트립(2)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향(Q)으로 나란하게 배치되는 적어도 2개의 개구부(6)가 전달 부재(4)에 제공되며, 그 개구부들(6)은 길이가 긴 형태를 보유하되, 개구부(6)의 길이방향 축(9)은 스트립의 이송 방향(F)에 대해 소정의 각도(α)로 배향된다.

상부 스프레이 바, 하부 스프레이 바, 롤 스탠드, 금속 스트립, 전달 부재, 분사 부재, 개구부, 이송 방향, 냉각 매체

Description

금속 스트립 냉각 장치{DEVICE FOR COOLING A METAL STRIP}

본 발명은 2개의 롤 스탠드 사이에서 금속 스트립을 냉각하기 위한 장치에 관한 것이다. 본원의 장치의 경우, 스트립은 평평하게 형성된 전달 부재를 통해 안내되며, 그리고 전달 부재 하부에는 전달 부재 내의 적어도 하나의 개구부를 통해 냉각 매체를 스트립의 저면으로 안내하는 분사 부재가 배치된다.

열간 압연기에서 스탠드 사이에 위치하는 스트립의 표면 온도에 영향을 주기 위해, 중간 스탠드 냉각 장치가 이용된다. 중간 스탠드 냉각 장치는 본질적으로 2가지 과제를 충족한다.

한편으로 중간 스탠드 냉각 장치는 극미한 수량(water amount)을 스트립 표면에 공급함으로써 스트립의 스케일 재형성을 방지한다. 이런 작동 방식은 특히 상대적으로 느리게 진행하는 제1 스탠드 후방에서 이용된다.

다른 한편으로 중간 스탠드 냉각 장치를 이용하면, 스트립에 해당 용도로 필요한 수량을 공급하여 소정의 재료 특성을 설정하기 위해, 기술적인 공정 제어의 범주에서 스트립 온도를 조정할 수 있다. 이런 작동 방식은 모든 스탠드에 관한 것이다.

이런 연관성에서 중요한 사실은, 가능한 한 넓은 표면에 물을 공급하도록 하 는 것에 있다. 전형적으로 소요되는 수량은, 스트립의 양측에 물을 공급할 시에, 중간 스탠드 냉각 장치별로 약 80㎥/h와 280㎥/h 사이에서 결정된다. 이때 수압은 1bar와 10bar 사이이다.

두 스탠드 사이의 냉각 구간의 길이가 동일할 시에, 롤 스탠드의 증가한 냉각 효과를 달성하기 위해, EP 0 998 993 B1은 각각의 작업 롤의 롤 배럴(roll barrel)의 원주 영역에 따라 배향되는 유압수 흐름을 이용하면서 유출 측 롤간 간격 영역의 추가 롤 냉각 장치와 중간 스탠드 냉각 장치의 조합을 제안하고 있다. 이때 중간 스탠드 냉각 장치와 롤 냉각 장치는 각각 압연 재료 표면 또는 롤 배럴과 관련하여 비접촉식 밀봉의 조건에서 기능한다.

DE 37 04 599 A1은 수평의 이송 경로 상에서 이동하는 고온의 압연 스트립을 냉각하기 위한 방법을 개시한다. 이와 관련하여 액상의 냉각 매체는 층류의 수막 형태로 상부 및 하부로부터 압연 스트립 상에 공급된다. 그리고 냉각수 소모량을 극미하게 유지하기 위해, 상기 독일 공보에 따라, 수막들은 폭과 두께와 관련하여 무단으로, 그리고 상호 간에 무관하게 조정될 수 있다.

EP 1 399 277 B1로부터는 롤 스탠드의 롤들을 냉각 및 윤활하기 위한 방법이 공지되었다. 이 경우 경제적인 롤 냉각 및 윤활을 위해 각각의 한계 조건 및 요건에 따라 윤활제만 도포 되거나, 또는 압연 스트립 냉각 장치만이 활성화된다.

EP 1 624 078 A1에 의해서는 스트립 저면에 분사될 냉각 액체를 위한 용도로 스트립 이송 방향에 대해 횡방향 열로 스트립 하부에 배치되는 노즐들을 이용하여 박판 스트립을 냉각하기 위한 장치가 공지되었다. 바람직한 냉각 조건을 제공하기 위해, 상기 유럽 공보에 따라, 각각의 횡방향 열(transverse row)마다 팬 제트 노즐(fan jet nozzle)로서 형성되는 노즐들이 공동의 중앙 분사면을 형성하고, 노즐들의 분사 영역에서 측면에서 박판 스트립에 인접하는 커버가 제공된다.

WO 2005/115651 A1은 냉각 매체 및 베이스 오일을 이용하여 롤과 압연 재료 각각을 냉각 또는 윤활하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 롤간 간격 내에서 개선된 윤활을 달성하기 위해, 냉각 매체는 베이스 오일과 분리되어 롤들에 공급되고, 운반 매체로서 수분을 함유하지 않은 베이스 오일만이 통상적인 량과 관련하여 매우 적은 량으로 압연 재료의 전체 폭에 걸쳐 직접 그 압연 재료에 도포된다.
EP 1 527 829 A1 및 JP 2002239623 A1은 냉각 장치들이 전달 부재를 포함하고, 이 전달 부재에는 냉각할 스트립 쪽으로 냉각 액체를 공급하는 것을 보장할 수 있도록 하는 구멍 패턴이 제공되는 그런 해결 방법을 개시하였다.

중간 스탠드 냉각 장치의 경우, 특히 압력이 최소일 때뿐 아니라, 최대 일 때에도, 냉각할 스트립에 대한 냉각 액체의 분사 패턴으로서, 스트립 표면상에 띠 형성을 방지하기 위해 충분한 중첩을 보장하는 상기 분사 패턴이 달성되어야만 하는 문제점이 발생한다.

여기서 특별한 목표는, 하부의 노즐 바(nozzle bar)에서, 다시 말해 스트립 저면에서 노즐 바를 이용하여 스트립에 분사할 시에 발생하는 분사 패턴에 있다. 하부 노즐 바는, 냉각할 스트립이 이동하는 전달 테이블 아래에 위치한다. 전달 테이블은 특히 유출 가이드와 루퍼(looper) 사이에서 스트립을 수평으로 안내해야 한다. 하부 노즐 바의 분사수(spray water)는 전달 테이블에 의해 안내되어야만 한다. 다시 말하면 전달 테이블은 냉각 매체를 위한 관통 개구부를 구비해야만 한다. 이와 관련하여 확인된 점에 따르면 불특정하게 형성된 개구부들을 제공하면, 만족스러운 결과를 제공하지 못했다. 개구부들의 특정한 구조 없이는 최적의 분사 패턴을 실현할 수 없다. 또한, 개구부들이 특정한 구조로 형성되지 않으면, 전달 테이블이 허용할 수 없을 정도로 약화될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 최초에 언급한 형식의 중간 스탠드 냉각 장치에 있어서, 스트립, 특히 이 스트립의 저면의 개선된 분사 패턴을 제공함으로써 더욱 개선된 냉각을 가능하게 하되, 스트립 폭과 그 길이에 걸쳐 균일한 냉각이 달성될 수 있도록 상기 중간 스탠드 냉각 장치를 개량하는 것에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 스트립의 이송 방향에 대해 횡방향으로 서로 나란하게 배치되는 적어도 2개의 개구부가 전달 부재 내에 제공되고, 이 개구부들은 전달 부재를 위에서 바라볼 때 길이가 긴 형태를 보유하되, 개구부의 길이방향 축은 스트립의 이송 방향에 대해 소정의 각도로 배향되며, 그리고 적어도 2개의 개구부는 이송 방향에 대한 횡방향으로 서로 평행하게 위치하면서 동일한 연장부 영역에 걸쳐 이송 방향으로 연장됨으로써 달성된다.

여기서 각도는 10°와 50° 사이, 특히 바람직하게는 20°와 40° 사이이다.

대개 나란하게 배치되는 다수의 개구부가 전달 부재 내에 제공될 수도 있다.

전달 부재 내에 제공되는 개구부들은 바람직하게는 개구부의 폭에 비해 적어도 2배, 바람직하게는 적어도 3배에 이르는 길이를 보유한다.

개구부들의 길이방향 축에 따라 다수의 분사 노즐이 분사 부재에 배치될 수 있다.

스트립의 이송 방향에 대해 횡방향에 걸쳐서는, 바람직하게는 개구부들의 횡방향 연장부의 중첩부가 존재한다. 따라서 냉각 매체를 분사할 시에 최적의 분사 패턴이 달성된다. 여기서 개구부들의 횡방향 연장부는, 일측 개구부의 단부 중 이송 방향에서 전방에 위치하는 전방 단부가, 스트립의 이송 방향에 대해 횡방향에서 바라볼 때, 인접한 개구부의 측면 쪽을 향해 그 인접한 개구부의 단부 중 이송 방향에서 후방에 위치하는 후방 단부에 중첩되는 방식으로 형성한다.

전달 부재는 바람직하게는 앞서 공지된 전달 테이블로서 형성하고, 분사 부재는 바람직하게는 스프레이 바(spray bar)로서 형성한다.

금속 스트립을 냉각하기 위한 장치를 본 발명에 따라 구성함으로써, 바람직하게는 중간 스탠드 냉각 장치로서 형성되는 냉각 장치가 스트립의 상대적으로 더욱 긴 길이에 걸쳐 냉각 매체를 공급할 수 있도록 하는 점이 달성된다. 또한, 스트립의 이송 방향 내지 압연 방향에 대해 횡방향으로 충분한 중첩이 보장되며, 이는 저압뿐 아니라 고압에서도 적용된다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시된다.

도 1은 2개의 롤 스탠드 사이에 배치되어 금속 스트립을 냉각하기 위한 장치를 도시한 측면도이다.

도 2는 스트립의 상부에 배치되는 스프레이 바는 도시하지 않으면서 본원의 장치의 전달 테이블을 도 1의 견망 방향 "A"에서 바라보고 도시한 평면도이다.

도 3은 도 1의 절개선 B-B에 따라 본원의 장치를 절개하여 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1: 냉각 장치

2: 금속 스트립

3: 롤 스탠드

4: 전달 부재(전달 테이블)

5: 분사 부재(스프레이 바)

6: 개구부

6': 개구부

6": 개구부

7: 냉각 매체

8: 저면

9: 길이방향 축

10: 분사 노즐

11: 개구부의 전방 단부

12: 개구부의 후방 단부

13: 스프레이 바

14: 롤

15; 롤간 간격

16: 유출 가이드

17: 유출 가이드

18: 스프레이 바

19: 스프레이 바

20: 작업 롤 냉각 장치

21: 작업 롤 냉각 장치

22: 루퍼(looper)

F: 스트립의 이송 방향

Q: 스트립의 이송 방향에 대핸 수평 방향 및 횡방향

α: 각도

L: 개구부의 길이

B: 개구부의 폭

b: 중첩부

도 1은 중간 스탠드 냉각 장치로서 형성되어 금속 스트립(2)을 냉각하기 위한 장치(1)를 도시하고 있다. 이 장치는 2개의 롤 스탠드 사이에 배치되되, 도 1에는 롤 스탠드들 중 하나의 롤 스탠드(3)만이 도시되어 있다.

스트립(2)은 압연 방향 또는 이송 방향(F)에서 공지된 바와 같이 전달 테이블(4)(전달 부재)을 통해 안내된다. 열간 압연된 스트립(2)을 냉각하기 위해, 전달 테이블(4)의 상부 및 하부에는 상부 스프레이 바(13)와 하부 스프레이 바(5)가 각각 위치한다. 상부 스프레이 바(13)는 스트립의 상면에 분사하고, 그에 상응하게 하부 스프레이 바(5)는 스트립(2)의 저면(8)에 분사한다. 스프레이 바들(5, 13)은 각각 냉각 매체(7)(물)을 공급하는 다수의 분사 노즐(10)을 포함한다.

또한, 공지된 다양한 추가 컴포넌트가 제공된다.

롤들(14)은 스트립(2)이 통과하는 롤간 간격(15)을 형성한다. 롤들(14) 후방에는 유출 가이드들(16, 17)이 위치한다. 상기 가이드들(16, 17) 내에 제공되는 개구부들을 통해서는, 상부 및 하부 스프레이 바(18, 19)로부터 개시되는 분사수가 스트립 표면에 분사된다.

롤들(14)을 냉각하기 위해, 작업 롤 냉각 장치들(20, 21)이 제공된다.

전달 테이블(5) 후방에는 루퍼(22)가 위치한다.

하부 스프레이 바(5)의 분사수는 전달 테이블(4) 내 개구부들(6)을 통해 스트립(2) 상에 분사된다. 이때 본질적으로 스트립(2)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향(Q)으로 나란하게 배치되는 적어도 2개의 개구부(6)는 전달 테이블(4) 내에 제공되며, 그 개구부들은 전달 테이블(4)을 위에서 바라보면 길이가 긴 형태를 보유하되, 개구부(6)의 길이방향 축(9)은 스트립의 이송 방향(F)에 대해 소정의 각도(α)로 배향된다. 본 실시예에서 각도는 약 30°이다.

위의 구성은 도 2에 더욱 상세하게 도시되어 있다. 도 2로부터는 서로 나란하게 배치되는 다수의 개구부(6)를 알 수 있다. 이 개구부들은 각각 길이가 긴 형태를 보유한다. 개구부들(6)의 길이방향 축은 9로 표시되어 있으며, 전달 테이블(4)의 표면의 평면에 대해, 또는 스트립(2)의 평면에 대해 평행하게 연장된다.

개구부들(6)의 길이(L)는 개구부 자체의 폭(B)보다 분명히 더욱 크다. 길이(L)는 폭(B)의 적어도 2배, 바람직하게는 적어도 3배가 되어야 한다. 또한, 개별 개구부들(6)은 이송 방향(F)에 대해 횡방향(Q)으로 중첩되어 있음을 알 수 있 다. 중첩부(b)는 2개의 인접한 개구부(6)에 대해 형성된다. 이는 또한 서로 인접하여 배치되고 전방 및 후방 단부(11, 12)를 각각 포함하는 두 개구부(6', 6")에 따라 확인할 수 있다. 개구부(6')의 전방 단부(11)에 횡방향(Q)으로 개구부의 단부를 투영해 보면, 이 단부는 거의 인접한 개구부(6")의 횡방향 연장부의 후방에서 그 인접한 개구부(6")의 후방 단부 영역(12)에 위치하게 된다. 다시 말하면, 스트립(2)에 대한 냉각 매체의 분사가 완전하게 횡방향으로 중첩되어 이루어지게 된다.

또한, 도 2에 따르면, 개구부들(6)의 길이방향 축(9)에 따라 다수의 분사 노즐(10)이 연속해서 배치되며, 그럼으로써 개구부들의 종방향 연장부에 따라 냉각 매체의 연속적인 흐름이 보장되는 것을 알 수 있다.

도 3으로부터는 하부 스프레이 바(5)(이는 상부 스프레이 바(13)에 대해서도 동일하게 적용됨)는 스트립(2)에 냉각 매체를 분사하는 다수의 분사 노즐(10)을 포함하는 것을 알 수 있다.

냉각수를 위한 개구부들, 다시 말해 관통 슬롯들을 설명한 바와 같이 배치하고 배향함으로써, 전달 테이블의 충분한 안정성이 보장된다. 다시 말하면 전달 테이블(4)의 본질적인 기계적인 약화는 발생하지 않는다. 따라서 스프레이 바(5) 상에 노즐들(10)을 그에 부합하게 배치하는 것과 결부하여, 모든 전형적인 작동 조건에서 최적의 분사 패턴을 달성할 수 있다.

Claims

2개의 롤 스탠드(3) 사이에서 금속 스트립(2)을 냉각하기 위한 장치(1)로서,

상기 스트립(2)은 평평하게 형성되는 전달 부재(4)를 통해 안내되고, 이 전달 부재(4) 하부에는, 이 전달 부재(4)에 제공되는 적어도 하나의 개구부(6)를 통해 상기 스트립(2)의 저면(8)으로 냉각 매체(7)를 안내하는 분사 부재(5)가 배치되는, 상기 장치(1)에 있어서,

상기 스트립(2)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향(Q)으로 서로 나란하게 배치되는 적어도 2개의 개구부(6)가 상기 전달 부재(4)에 제공되고, 그 개구부들(6)은 길이가 긴 형태를 보유하되, 상기 개구부(6)의 길이방향 축(9)은 상기 스트립의 이송 방향(F)에 대해 소정의 각도(α)로 배향되고, 상기 적어도 2개의 개구부(6)는 이송 방향(F)에 대한 횡방향(Q)에서 서로 평행하게 위치하면서 동일한 연장부 영역에 걸쳐 이송 방향(F)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 각도(α)는 10°와 50°사이인 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서, 상기 각도(α)는 20°와 40°사이인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 나란하게 배치되는 다수의 개구 부(6)가 상기 전달 부재(4)에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 부재(4)에 제공되는 상기 개구부(6)는 이 개구부(6)의 폭(B)의 적어도 2배에 해당하는 길이(L)를 보유하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구부들(6)의 길이방향 축(9)에 따라 다수의 분사 노즐(10)이 분사 부재(5)에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립(2)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향(Q)에 걸쳐 상기 개구부들(6)의 횡방향 연장부들의 중첩부(b)가 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 개구부들(6)의 횡방향 연장부는, 일측 개구부(6')의 단부 중 이송 방향(F)에서 전방에 위치하는 전방 단부가, 상기 스트립(2)의 이송 방향(F)에 대해 횡방향(Q)에서 볼 때 인접한 개구부(6")의 측면 쪽을 향해 그 인접한 개구부(6")의 단부 중 이송 방향(F)에서 후방에 위치하는 후방 단부에 중첩하는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 부재(4)는 전달 테이블로서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사 부재(5)는 스프레이 바로서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.