KR101167365B1 - 압연용 냉각 장치와 압연 제품의 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연용 냉각 장치와 이를 사용한 압연 제품의 냉각 방법에 관한 것으로, 압연 제품의 표면에 접촉하는 복수의 냉각 패드부재와, 상기 냉각 패드부재를 이동시켜 압연 제품의 표면에 접촉시키는 패드 이동 기기를 포함하여 복수의 냉각 패드부재를 압연 제품의 표면에 순차적으로 접촉시켜 압연 제품의 일부분을 냉각시키는 것이다.

본 발명은 압연 제품의 표면 중 상대적으로 온도가 높은 부분만 접촉식으로 정확하게 냉각시킬 수 있어 압연 공정 중 압연 제품의 온도를 균일하게 유지시키는 효과가 있다.

본 발명은 압연 제품의 냉각 속도를 균일하게 유지시켜 압연 공정 및 냉각 공정에서 압연 제품의 각 부분에서 발생하는 온도 차이로 인한 변형을 최소화하고, 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Description

압연용 냉각 장치와 압연 제품의 냉각 방법{Cooling Apparatus for Hot rolling and Cooling Method Thereof}

본 발명은 압연용 냉각 장치와 압연 제품의 냉각 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 압연 공정을 통해 제조된 압연 제품을 균일한 냉각 속도로 냉각할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 압연공정의 기본이 되는 열간 압연 공정은 연속 주조에 의하여 제조한 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편 즉, 압연재를 가열로에 장입하여 고온으로 재가열한 후 조압연, 중간압연, 사상압연 등의 과정을 거쳐 최종 압연 제품을 생산하는 것이다.

상기 압연 제품은 H형강, 부등변 부등후 앵글, 레일 등이 있으며, 열간 압연 공정을 통해 제조된 후 냉각 공정 및 교정기를 통과시켜 냉각 공정에서 변형된 부분을 교정하는 교정 공정을 통해 완제품으로 제조된 후 출고되는 것이다.

본 발명은 압연 제품에서 상대적으로 온도가 높은 부분을 접촉식으로 정확하게 냉각시켜 압연 공정 중 압연 제품의 온도를 균일화할 수 있는 압연용 냉각 장치 와 압연 제품의 냉각 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 압연 제품의 표면에 접촉하는 복수의 냉각 패드부재와;

상기 냉각 패드부재를 이동시켜 압연 제품의 표면에 접촉시키는 패드 이동 기기를 포함한 압연용 냉각 장치를 제공하는 데 있다.

상기 복수의 냉각 패드부재는 서로 연결되어 냉각 벨트를 형성하고,

상기 패드 이동 기기는 상기 냉각 벨트의 일 단이 감기며 모터에 연결되어 회전되는 구동 풀리부재와;

상기 구동 풀리부재와 이격되게 배치되며 상기 냉각 벨트의 타단이 감기는 종동 풀리부재와;

상기 구동 풀리부재 및 상기 종동 풀리부재가 회전 가능하게 장착되는 베이스 프레임부재를 포함한 것이다.

상기 냉각 패드부재를 이동시켜 냉각 패드부재의 접촉 위치를 조정할 수 있게 하는 간격 조정 기기를 더 포함하는 것이다.

상기 베이스 프레임부재에 연결되어 상기 베이스 프레임부재를 수평 이동 시 켜 상기 냉각 벨트의 위치를 조정할 수 있는 유압 실린더를 더 포함한 것이다.

상기 냉각 패드부재를 탄성적으로 지지하는 완충부재를 더 포함하는 것이다.

상기 냉각 패드부재를 탄성적으로 지지하는 완충부재를 더 포함하며,

상기 완충부재는 내부에 스프링이 내장된 하우징부와;

상기 베이스 프레임부재의 일 측으로 돌출되며 상기 하우징부의 내부로 이동 가능하게 결합하여 스프링에 의해 탄성적으로 지지되는 탄성 지지부를 포함한 것이다.

상기 냉각 벨트의 냉각 패드부재로 냉각수를 분사시켜 냉각 패드부재를 냉각시키는 냉각수 분사기를 더 포함하는 것이다.

또 본 발명의 과제는 복수의 냉각 패드부재를 압연 제품의 표면에 순차적으로 접촉시켜 압연 제품의 일부분을 냉각시키는 압연 제품의 냉각 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는 에이치 형강의 플랜지부와 웨브부의 교차 부분에서 복수의 냉각 패드부재를 플랜지부의 외측면에 순차적으로 접촉시켜 에이치 형강의 플랜지부와 웨브부의 교차 부분을 냉각시키는 압연 제품의 냉각 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 압연 제품의 표면 중 상대적으로 온도가 높은 부분만 접촉식으로 정확하게 냉각시킬 수 있어 압연 공정 중 압연 제품의 온도를 균일하게 유지시키는 효과가 있다.

본 발명은 압연 제품의 냉각 속도를 균일하게 유지시켜 압연 공정 및 냉각 공정에서 압연 제품의 각 부분에서 발생하는 온도 차이로 인한 변형을 최소화하고, 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기본 구조를 도시한 사시도로서, 복수의 냉각 패드부재가 연결된 냉각 벨트가 순환 궤도 이동하는 구조를 도시하고 있다.

도 2는 본 발명의 사용 상태를 도시한 사시도로서, 본 발명을 사용하여 에이치(H) 형강의 플랜지부와 웨브부의 교차 부분을 냉각시키는 것을 나타내고 있다.

도 3은 본 발명의 사용 상태를 도시한 평면도로서, 본 발명의 패드 이동 기기가 장착되는 베이스 프레임부재 및 상기 베이스 프레임부재를 완충시켜 지지하는 완충 지지부재와, 상기 베이스 프레임부재를 이동시키는 간격 조정 기기와 냉각 패드부재에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 냉각수 분사기를 더 포함한 것을 나타내고 있다.

열간 압연 공정은 가열로에서 가열된 압연 소재를 조압연, 중간 압연, 사상 압연의 과정을 거쳐 에이치(H) 형강, 부등변 부등후 앵글 등의 최종 압연 제품으로 제조하는 것으로, 공정 중에 압연 제품의 형상에서 발생하는 압연 제품의 각 부분의 두께 차이 및 공기와의 접촉 부분의 차이로 인해 각 부분적으로 온도 편차가 발생하는 것이다.

상기 압연 제품은 압연 공정 및 냉각 공정에서 발생하는 온도 편차에 의해 조직의 변태 및 각 부분 사이 특히 각 부분이 연결되는 부분에서의 열응력 발생의 원인이 되는 것이다.

또 상기 열응력은 압연 제품의 단변 방향 및 길이 방향의 변형의 주된 원인인 것이다.

특히, 에이치 형강(1)은 압연 공정 중 플랜지부(1a)와 웨브부(1b)의 온도 차이가 점차 심화되는 문제점이 있어, 상기한 온도 차이를 줄이기 위해 상대적으로 온도가 높은 플랜지부(1a)와 웨브부(1b)의 교차부분에서 플랜지부(1a)의 외측면으로 물을 고압으로 분사시켜 온도를 균일화할 수 있다.

그러나 상기한 바와 같이 물을 플랜지부(1a)의 외측면으로 고압 분사할 경우 분사 압력이 균일하지 못할 경우 플랜지부(1a)의 각 위치간 냉각 속도 차이를 발생시키며, 냉각이 필요한 부분 이외의 부분 즉, 웨브부(1b)까지 냉각수가 튀어 냉각시키는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 복수의 냉각 패드부재(11)를 압연 제품의 표면에 순차적으로 접촉시켜 압연 제품의 일부분을 냉각시키는 압연 제품의 냉각 방법을 제공하는 것이다.

또 본 발명은 특히, 에이치 형강(1)의 플랜지부(1a)와 웨브부(1b)의 교차 부분에서 복수의 냉각 패드부재(11)를 플랜지부(1a)의 외측면에 순차적으로 접촉시켜 에이치 형강(1)의 플랜지부(1a)와 웨브부(1b)의 교차 부분을 냉각시키는 압연 제품의 냉각 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 압연 제품을 상기한 냉각 방법으로 냉각시킬 수 있는 압연용 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 압연용 냉각 장치는 도 1에서 도시한 바와 같이 압연 제품의 표면에 접촉하는 복수의 냉각 패드부재(11)를 포함하며, 상기 복수의 냉각 패드부재(11)는 패드 이동 기기(20)에 의해 이동되어 압연 제품의 표면에 순차적으로 접촉하게 되는 것이다.

상기 냉각 패드부재(11)는 알루미늄, 카본 등과 같이 열전도율이 높은 소재로 제조된다.

또 상기 복수의 냉각 패드부재(11)는 서로 연결되어 냉각 벨트(10)를 형성하고, 상기 패드 이동 기기(20)는 상기 냉각 벨트(10)의 일 단이 감기며 모터(21a)에 연결되어 회전되는 구동 풀리부재(20)와;

상기 구동 풀리부재(20)와 이격되게 배치되며 상기 냉각 벨트(10)의 타단이 감기는 종동 풀리부재(22)와;

상기 구동 풀리부재(20) 및 상기 종동 풀리부재(22)가 회전 가능하게 장착되는 베이스 프레임부재(23)를 포함한다.

상기 패드 이동 기기(20)는 상기 구동 풀리부재(20)와 상기 종동 풀리부재(22)의 사이에 배치되어 압연 제품의 표면에 접촉되는 냉각 패드부재(11)의 하부면을 지지하는 접촉 가이드 롤러부재(24)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 냉각 패드부재(11)로 형성된 냉각 벨트(10)는 상기 패드 이동 기기(20)에 의해 순환 궤도 이동되어 각 냉각 패드부재(11)를 압연 제품의 표면에 순차적으로 접촉시켜 압연 제품의 특정 부분 즉, 온도가 상대적으로 높은 부분을 냉각시키게 되는 것이다.

그리고 상기 냉각 패드부재(11)는 압연 제품의 표면에 접촉되어 압연 제품의 표면을 냉각시키면서 가열되고, 압연 제품의 표면에 접촉되지 않은 상태로 순환 궤도 이동 중에 다시 냉각되어 순환 궤도 이동으로 압연 제품의 표면에 시간 차를 두고 반복 접촉되면서 압연 제품의 표면을 냉각시키는 것이다.

한편, 본 발명을 사용하여 에이치 형강(1)을 냉각하는 예를 설명하면 하기와 같으며, 상기 에이치 형강(1) 이외에도 다양한 압연 제품에서 상대적으로 온도가 높은 부분에 접촉되게 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 압연용 냉각 장치는 도 2 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 상기 냉각 패드부재(11)가 에이치 형강(1)의 플랜지부(1a)와 웨브부(1b)의 교차부분에서 플랜지부(1a)의 외측면에 접촉되고, 냉각 벨트(10)부재의 이동 방향과 에이치 형강(1)의 이송 방향이 일치되게 에이치 형상의 플랜지부(1a) 양 측에 각각 배치된다.

상기 에이치 형강(1)은 압연 공정 중 이송되면서 상대적으로 온도가 높은 플랜지부(1a)와 웨브부(1b)의 교차 부분에서 양 플랜지부(1a)의 외측면이 순환 궤도 이동하는 냉각 벨트(10)의 각 냉각 패드부재(11)에 접촉되면서 냉각되어 상대적으로 온도가 높은 부분만 정확한 위치에서 냉각되고 전체 온도가 균일하게 유지되는 것이다.

한편, 본 발명인 압연용 냉각 장치는 상기 냉각 패드부재(11)를 이동시켜 냉각 패드부재(11)의 접촉 위치를 조정할 수 있게 하는 간격 조정 기기(30)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 간격 조정 기기(30)는 상기 베이스 프레임부재(23)에 연결되는 유압 실린더(31)를 포함하여 유압 실린더(31)의 작동으로 냉각 벨트(10)의 위치를 조정하는 것을 일 예로 하며 이외에도 베이스 프레임부재(23)를 수평 이동시킬 수 있는 어떠한 구조도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

상기 간격 조정 기기(30)는 하나의 압연 라인에서 다양한 크기의 압연 제품을 제조할 경우 다양한 크기의 압연 제품의 크기에 따라 압연 제품의 표면에 접촉되는 냉각 패드부재(11)의 위치를 조정하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

또 본 발명인 압연용 냉각 장치는 상기 냉각 패드부재(11)를 탄성적으로 지지하는 완충부재(40)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 완충부재(40)는 상기 냉각 패드부재(11)가 압연 제품의 표면에 접촉될 때 발생하는 충격을 흡수함은 물론 냉각 패드부재(11)를 압연 제품의 표면에 밀착시켜 냉각 효율을 증대시키는 것이다.

상기 완충부재(40)는 내부에 스프링(41a)이 내장된 하우징부(41)와;

상기 베이스 프레임부재(23)의 일 측으로 돌출되며 상기 하우징부(41)의 내부로 이동 가능하게 결합하고 하우징부(41) 내에서 스프링(41a)에 의해 탄성적으로 지지되는 탄성 지지부(42)를 포함한다.

그리고 상기 하우징부(41)는 상기 유압 실린더(31)의 피스톤 로드(31a) 단부에 장착 고정되는 것을 일 예로 한다.

즉, 상기 완충부재(40)는 상기 베이스 프레임부재(23)에 장착된 구동 풀리부재(20) 및 종동 풀리부재(22)에 감겨져 순환 궤도 이동하는 냉각 벨트(10)와 압 연 제품 표면과의 접촉을 탄성적으로 지지하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같이 순환 궤도 이동하는 상기 냉각 벨트(10)의 냉각 패드부재(11)로 냉각수를 분사시켜 냉각 패드부재(11)를 냉각시키는 냉각수 분사기(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 냉각수 분사기(50)는 냉각 패드부재(11)로 냉각수를 분사하는 분사 노즐(51)과,

상기 분사 노즐(51)로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부(52)를 포함하며, 상기 냉각수 공급부(52)는 냉각수를 저장하는 냉각수 탱크(52a) 및 냉각수 탱크(52a)의 물을 분사 노즐(51)로 공급하는 공급관(52b), 공급관(52b)에 장착되어 냉각수의 공급을 제어하는 펌프(52c) 및 밸브(52d)를 포함한다.

즉, 상기 냉각수 분사기(50)는 순환 궤도 이동하는 냉각 벨트(10)의 냉각 패드부재(11)가 압연 제품과의 접촉으로 가열된 후 압연 제품과 접촉되지 않은 위치에서 이동될 때 냉각 패드부재(11)로 냉각수를 분사시켜 냉각 패드부재(11)를 냉각시킴으로써 순환 궤도 이동되어 다시 압연 제품의 표면과 접촉될 때 냉각 효과를 증대시키는 역할을 하는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 기본 구조를 도시한 사시도

도 2는 본 발명의 사용 상태를 도시한 사시도

도 3은 본 발명의 사용 상태를 도시한 평면도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 냉각 벨트 11 : 냉각 패드부재

20 : 패드 이동 기기 21 : 구동 풀리부재

22 : 종동 풀리부재 23 : 베이스 프레임부재

24 : 접촉 가이드 롤러부재 30 : 간격 조정 기기

40 : 완충부재 50 : 냉각수 분사기

Claims (9)

1. 삭제
2. 압연 제품의 표면에 접촉하는 복수의 냉각 패드부재와;

   상기 냉각 패드부재를 이동시켜 압연 제품의 표면에 접촉시키는 패드 이동 기기를 포함하며,

   상기 복수의 냉각 패드부재는 서로 연결되어 냉각 벨트를 형성하고,

   상기 패드 이동 기기는 상기 냉각 벨트의 일 단이 감기며 모터에 연결되어 회전되는 구동 풀리부재와;

   상기 구동 풀리부재와 이격되게 배치되며 상기 냉각 벨트의 타단이 감기는 종동 풀리부재와;

   상기 구동 풀리부재 및 상기 종동 풀리부재가 회전 가능하게 장착되는 베이스 프레임부재를 포함한 것을 특징으로 하는 압연용 냉각 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 냉각 패드부재를 이동시켜 냉각 패드부재의 접촉 위치를 조정할 수 있게 하는 간격 조정 기기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연용 냉각 장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 베이스 프레임부재에 연결되어 상기 베이스 프레임부재를 수평 이동 시켜 상기 냉각 벨트의 위치를 조정할 수 있는 유압 실린더를 더 포함한 것을 특징으로 하는 압연용 냉각 장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 냉각 패드부재를 탄성적으로 지지하는 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연용 냉각 장치.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 냉각 패드부재를 탄성적으로 지지하는 완충부재를 더 포함하며,

   상기 완충부재는 내부에 스프링이 내장된 하우징부와;

   상기 베이스 프레임부재의 일 측으로 돌출되며 상기 하우징부의 내부로 이동 가능하게 결합하여 스프링에 의해 탄성적으로 지지되는 탄성 지지부를 포함한 것을 특징으로 하는 압연용 냉각 장치.
7. 청구항 2에 있어서,

   상기 냉각 벨트의 냉각 패드부재로 냉각수를 분사시켜 냉각 패드부재를 냉각시키는 냉각수 분사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연용 냉각 장치.
8. 삭제
9. 삭제

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