KR101175429B1 - 형강재 스카핑 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형강재의 표면 층을 용삭하는 스카핑 공정시 스카핑 유닛들의 경계 부위에서 과다한 산소 유입으로 인해 발생되는 과용삭 현상을 예방할 수 있도록 한 형강재 스카핑 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
그 구성은 형강재의 이송 경로에 복수 열로 배치되고 하부에 형강재의 표면 측으로 가스와 산소를 분사하기 위한 다수의 분사노즐들이 배치되는 스카핑 유닛들과, 각 스카핑 유닛들의 부위별로 다른 압력의 산소를 공급하기 위한 제 1,2산소 공급배관과, 각 스카핑 유닛들의 부위별로 다른 압력의 산소를 공급하기 위한 제 1,2가스 공급배관을 구비한다.
이에 따르면 스카핑 유닛들의 부위별로 분사되는 산소 및 가스의 공급 압력을 차등되게 공급함으로써, 형강재 표면의 과용삭 현상을 예방하여 제품의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

형강재 스카핑 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCARFING OF SLAB}

본 발명은 형강재 스카핑 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 스카핑 유닛들의 경계 부위에서 과다한 산소 유입으로 인해 발생되는 과용삭 현상을 예방함으로써, 제품의 표면 품질을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 연속 주조설비는 용강을 주편(Slab)등의 반제품으로 제조하기 위한 것으로, 크게 턴디쉬와 몰드 및 다수의 연주기 롤로 구성되며, 용강이 몰드를 통과하면서 응고층이 형성되도록 한 후에, 다수개로 양측으로 배열된 연주기 롤 사이로 통과할 때 냉각수를 분사시켜 주편의 표면을 냉각시키는 제조공정을 갖는다.

기존 연속주조법에 의해 주편을 생산하는 경우에는 주편의 표면 온도 관리가 대단히 중요하다.

본 발명의 목적은 형강재의 표면을 용삭하는 스카핑 공정시 복수열로 배치되는 스카핑 유닛들의 경계부위에서 과도한 산소 유입으로 인한 과용삭 현상이 발생되는 것을 예방할 수 있도록 한 형강재 스카핑 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가스와 산소를 형강재의 표면측으로 분사하여 스카핑 하기 위해 복수 열로 배치된 스카핑 유닛들과,

상기 각 스카핑 유닛들이 센터부와 양측 경계부로 분할되고, 상기 센터부와 상기 양측 경계부측에 공급되는 산소의 공급량이 차등 공급되도록 각각 공급하기 위한 제 1,2산소 공급배관을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 각 스카핑 유닛들의 센터부와 상기 양측 경계부측에 공급되는 가스의 공급량이 공급되도록 각각 공급하기 위한 제 1,2가스 공급배관을 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징적인 요소로는, 가스와 산소를 형강재의 표면측으로 분사하여 스카핑 하기 위해 복수 열로 배치된 스카핑 유닛들을 부위별로 분할된 센터부와 양측 경계부측에 가스와 산소를 각각 공급한 후에,

상기 센터부에서 분사되는 산소와 상기 양측 경계부 부위에서 분사되는 산소를 서로 다른 압력으로 분사하는 것을 특징으로 한다.

상기 양측 경계부 측에 공급되는 산소의 압력이 상기 센터부 측에 공급되는 산소의 압력보다 작은 압력으로 공급한다.

상기 양측 경계부 측에 공급되는 가스의 압력이 상기 센터부 측에 공급되는 가스의 압력보다 높거나 동일한 압력으로 공급한다.

본 발명은 형강재의 표면 층을 용삭하는 스카핑 공정시 스카핑 유닛들의 경계 부위에서 과다한 산소 유입으로 인해 발생되는 과용삭 현상을 예방할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 스카핑 유닛들의 부위별로 분사되는 산소 및 가스의 공급 압력을 차등되게 공급함으로써, 형강재 표면의 과용삭 현상을 예방하여 제품의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 형강재의 표면 형상 측정시 스카핑 유닛의 부위별 스카핑 깊이를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 실시 예가 적용된 스카핑 장치를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 스카핑 장치의 구성을 나타낸 정면도.

연주기내에서 주편은 주조중 벤딩(bending) 및 스트레이트닝(Straightening) 과정을 거치며, 이 과정에서 주편의 표면에는 큰 응력이 가해진다.

또한, 강은 용강에서 응고하여 냉각되는 도중, 강의 인성이 급격히 떨어지는 온도구간이 존재한다. 즉, 큰 응력이 가해지는 구간의 주편의 표면 온도가 인성이 급격히 떨어지는 온도로 되면 주편의 표면에 결함이 발생한다.

주편에 상기와 같은 표면 결함이 발생할 경우, 연주 조업의 생산성이 떨어지며, 심할 경우에는 주편을 사용할 수 없게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 생산된 주편인 슬라브는 성분, 생산 조건에 따라 필연적으로 표면결함이 발생되는 바, 이러한 표면결함을 제거하여 제품의 품질을 향상시키기 위해 최종 출하전에 스카핑머신을 통한 스카핑공정과 용삭공정을 거친 후 열연코일이나 혹은 냉연코일 제품을 생산하거나 슬라브 자체가 제품이 되어 다른 철강회사에 공급되게 된다.

스카핑공정이란 슬라브의 표면에 발생하는 결함을 고압의 산소와 가스를 이용하여 슬라브 표면을 용융시켜 표면을 1.5~4.5mm 제거함으로써 결함을 제거하는 표면처리공정이다.

스카핑공정은 스카핑 장치에 의해 수행되는 데, 스카핑 공정을 수행하는 조건들중 스카핑장치의 상,하부 산소 분사노즐에서 고압의 산소를 슬라브의 상,하 표면측으로 분사하는 간격 즉, 스카핑거리가 중요하다. 이 스카핑 거리가 일정하게 나와야만 슬라브 표면 전체를 일정한 깊이로 제거할 수 있게 된다.

스카핑 장치는 스카핑 유닛들이 복수열로 배치되어 이송되는 형강재의 표면 층에 고압의 산소와 가스를 분사하도록 되어 있다.

스카핑 유닛들의 경계부위에 산소 가스가 중첩되면서 과용삭될 우려가 있으며, 이로 인해 도 1에서와 같이 형강재의 표면이 홈 형태로 패이는 과용삭 부위가 발생하게 되고, 이는 스카핑 유닛들의 중앙 부위인 센터 부위와는 차별된 용삭 깊이를 보이고 있다.

이를 극복하기 위해 스카핑 유닛들의 부위별로 독립된 공간으로 구획하고, 센터 부위와 양측 경계 부위별로 공급되는 산소와 가스의 압력을 차등되게 공급할 필요가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 형강재 스카핑 장치는, 도 2 및 도 3을 참조하면, 그 구성은 형강재(10)의 이송 경로에 복수 열로 배치되고 하부에 형강재(10)의 표면 측으로 가스와 산소를 분사하기 위한 다수의 분사노즐들이 배치되는 스카핑 유닛(100)들과, 각 스카핑 유닛(100)들의 부위별로 다른 압력의 산소를 공급하기 위한 제 1,2산소 공급배관(110)(210)과, 각 스카핑 유닛(100)들의 부위별로 다른 압력의 산소를 공급하기 위한 제 1,2가스 공급배관(120)(220)을 구비한다.

더 상세히 설명하면, 스카핑 유닛(100)들은 중앙의 센터부(100a)와 다른 스카핑 유닛(100)들과 근접된 부위인 양측 경계부(100b,100c)로 구획된다.

이때, 양측 경계부(100b,100c)는 중앙의 센터부(100a)를 기준으로 양측으로 분할된 구획 공간으로, 그 범위는 대략 전체 스카핑 유닛(100) 폭의 30%를 넘지 않는 범위가 바람직하다.

이는 30%를 초과할 경우에는 다른 스카핑 유닛(100)과의 산소 중첩 현상이 미약하기 때문이다.

부위별로 구획된 스카핑 유닛(100)들은 각각의 산소/가스 분사노즐(310) (320)들 또한 독립된 분사구조를 갖는다.

제 1산소 공급배관(110)은 스카핑 유닛(100)들의 센터부(100a)에 배치된 산소 분사노즐(310)에 산소를 공급하고, 제 2산소 공급배관(210)은 스카핑 유닛(100)들의 양측 경계부(100b,100c)에 배치된 산소 분사노즐(310)에 산소를 공급하도록 되어 있다.

제 1가스 공급배관(120)은 스카핑 유닛(100)들의 센터부(100a)에 배치된 가스 분사노즐(320)에 가스를 공급하고, 제 2가스 공급배관(220)은 스카핑 유닛(100)들의 양측 경계부(100b,100c)에 배치된 가스 분사노즐(320)에 가스를 공급하도록 되어 있다.

여기서 가스는 LNG 가스를 채택한다.

제 2산소 공급배관(210)을 통해 공급되는 산소의 공급압력은 제 1산소 공급배관(110)을 통해 공급되는 산소의 공급압력보다 작은 압력의 산소가 공급된다.

제 2가스 공급배관(220)을 통해 공급되는 가스의 공급압력은 제 1가스 공급배관(120)을 통해 공급되는 가스의 공급압력보다 높거나 동일한 압력의 가스가 공급된다.

이는, 산소 분사노즐(310)과 근접된 위치에 배치된 가스 분사노즐(320)의 압력이 높아짐에 따라 산소가 분사되는 면적이 확장되는 것을 이용하여 스카핑시 산소가 형강재(10)의 표면 측에 집중되는 것을 예방하기 위함이다.

동일한 압력의 가스가 공급되는 것은 산소의 압력 조절에 의해 과용삭이 예방될 경우에는 굳이 센터부(100a)와 양측 경계부(100b,100c)에 공급되는 가스의 압력을 차등줄 필요없이 하나의 공급배관으로 공급하는 것이 바람직하기 때문이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 아래와 같은 스카핑 방법을 이용하여 스카핑 처리된다.

본 발명의 스카핑 공정은 복수 열로 배치된 스카핑 유닛(100)들을 부위별로 분할된 센터부(100a)와 양측 경계부(100b,100c)측에 서로 다른 압력의 가스와 산소를 각각 공급한 후에, 센터부(100a)에서 분사되는 산소와 양측 경계부(100b,100c) 부위에서 분사되는 산소를 서로 다른 압력으로 분사한다.

이때, 양측 경계부(100b,100c)에 배치된 산소 분사노즐(310)을 통해 분사되는 산소는 센터부(100a)에 배치된 산소 분사노즐(310)을 통해 분사되는 산소의 압력보다 작은 압력의 산소를 분사한다.

이를 위해 제 1산소 공급배관(110)에 공급되는 산소의 압력이 제 2산소 공급배관(210)에 공급되는 산소의 압력보다 높은 압력의 산소가 공급된다.

예를 들어, 스카핑 단계시 제 1산소 공급배관(110)에 공급되는 산소의 압력이 0.8kg/㎠일 경우, 제 2산소 공급배관(210)에 공급되는 산소의 압력은 이보다 낮은 0.4~0.7kg/㎠의 압력으로 공급될 수 있다.

또한, 양측 경계부(100b,100c)에 배치된 가스 분사노즐(320)을 통해 분사되는 가스의 압력은 센터부(100a)에 배치된 산소 분사노즐(310)을 통해 분사되는 가스의 압력보다 높거나 동일한 압력의 가스를 분사한다.

이를 위해 제 1가스 공급배관(120)에 공급되는 가스의 압력이 제 2가스 공급배관(220)에 공급되는 가스의 압력보다 낮거나 동일한 압력의 가스가 공급된다.

일 예로, 센터부(100a)에 공급되는 제 1가스 공급배관(120)에 공급되는 가스의 압력이 0.4kg/㎠일 경우, 제 2가스 공급배관(220)에 공급되는 가스의 압력은 이보다 높거나 동일한 0.4~0.8kg/㎠의 압력으로 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명은 형강재(10)의 표면을 스카핑 처리하는 스카핑 공정시 스카핑 유닛(100)들의 경계 부위에서 발생되는 과용삭 현상을 예방함으로써, 스카핑 형상 품질을 향상시켜 제품의 표면 결함을 저감시킬 수 있는 이점을 갖는다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 형강재 100 : 스카핑 유닛
100a : 센터부 100b,100c : 양측 경계부
110 : 제 1산소 공급배관 120 : 제 1가스 공급배관
210 : 제 2산소 공급배관 220 : 제 2가스 공급배관
310 : 산소 분사노즐 320 : 가스 분사노즐

Claims (5)

1. 가스와 산소를 형강재의 표면측으로 분사하여 스카핑 하기 위해 복수 열로 배치된 스카핑 유닛들과,
   상기 각 스카핑 유닛들이 센터부와 양측 경계부로 분할되고, 상기 센터부와 상기 양측 경계부측에 공급되는 산소의 공급량이 차등 공급되도록 각각 공급하기 위한 제 1,2산소 공급배관을 구비하고,
   상기 양측 경계부측에 공급되는 산소의 압력이 상기 센터부측에 공급되는 산소의 압력보다 작고,
   상기 양측 경계부 측에 공급되는 가스의 압력이 상기 센터부 측에 공급되는 가스의 압력보다 높거나 동일하고,
   상기 양측 경계부는 중앙의 상기 센터부를 기준으로 양측으로 분할된 구획 공간으로, 그 범위는 전체 스카핑 유닛 폭의 30%를 이하인 것을 특징으로 하는 형강재 스카핑 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 스카핑 유닛들의 센터 부위와 상기 양측 경계부측에 공급되는 가스의 공급량이 공급되도록 각각 공급하기 위한 제 1,2가스 공급배관을 더 구비한 것을 특징으로 하는 형강재 스카핑 장치.
3. 가스와 산소를 형강재의 표면측으로 분사하여 스카핑 하기 위해 복수 열로 배치된 스카핑 유닛들을 부위별로 분할된 센터부와 양측 경계부측에 가스와 산소를 각각 공급한 후에,
   상기 센터부에서 분사되는 산소와 상기 양측 경계부 부위에서 분사되는 산소를 서로 다른 압력으로 분사하고,
   상기 양측 경계부 측에 공급되는 산소의 압력이 상기 센터부 측에 공급되는 산소의 압력보다 작은 압력으로 공급하고,
   상기 양측 경계부 측에 공급되는 가스의 압력이 상기 센터부 측에 공급되는 가스의 압력보다 높거나 동일하고,
   상기 양측 경계부는 중앙의 센터부를 기준으로 양측으로 분할된 구획 공간으로, 그 범위는 전체 스카핑 유닛 폭의 30%를 이하인 것을 특징으로 하는 형강재 스카핑 방법.
   
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