KR101225722B1 - 압연기용 워크롤 냉각장치 - Google Patents

Abstract

압연기용 워크롤 냉각장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 압연기용 워크롤 냉각장치는: 저온냉각수가 저장되는 저온탱크부와, 저온냉각수 보다 온도가 높은 고온냉각수가 저장되는 고온탱크부와, 저온탱크부와 고온탱크부가 연결되며 워크롤에서 압연소재가 접하는 부분에는 저온냉각수를 분사하며 압연소재가 접하지 않는 부분에는 고온냉각수를 분사하는 분사부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

압연기용 워크롤 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR ROLL OF ROLLING MILL}

본 발명은 압연기용 워크롤 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 워크롤의 팽창 정도를 제어하여 압연품질을 향상시킬 수 있는 압연기용 워크롤 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압연소재는 압연공장으로 이송되어 가열로에서 가열된 후, 압연기를 통과하면서 압연이 이루어진다.

이러한 압연기는, 압연소재를 압연하는 한 쌍의 작업롤과, 작업롤의 상부와 하부에서 압연롤을 지지하는 백업롤 및 작업롤과 백업롤의 위치를 지지하는 초크부재를 포함한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은, 압연소재와 접하는 워크롤의 팽창이 균일하게 이루어지므로, 압연품질을 향상시킬 수 있는 압연기용 워크롤 냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치는: 저온냉각수가 저장되는 저온탱크부와, 저온냉각수 보다 온도가 높은 고온냉각수가 저장되는 고온탱크부와, 저온탱크부와 고온탱크부가 연결되며 워크롤에서 압연소재가 접하는 부분에는 저온냉각수를 분사하며 압연소재가 접하지 않는 부분에는 고온냉각수를 분사하는 분사부 및 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한 본 발명은, 지열로 가열되는 작동유체와 열교환이 이루어지는 제1열교환기와, 제1열교환기를 지나는 이동유체를 고온고압으로 압축하는 압축기 및 고온탱크부의 내측에 설치되며 압축기로부터 공급되는 이동유체와 고온냉각수의 열교환이 이루어지는 제2열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 고온탱크부의 내측에 설치되며 전원의 공급으로 가열되어 고온냉각수를 가열하는 전기가열부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 분사부는, 저온탱크부와 연결되는 저온관로와, 고온탱크부와 연결되며 저온관로를 따라 설치되는 고온관로 및 저온관로와 고온관로가 연결되어 압연소재의 폭에 따라 고온냉각수 또는 저온냉각수의 분사가 이루어지며 워크롤을 따라 설치되는 복수의 분사밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 압연소재의 폭을 감지하여 제어부로 측정값을 전달하는 소재폭감지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 소재폭감지부는, 압연소재의 양측에 설치되며 레이저를 사용하여 압연소재의 폭을 측정하는 레이저측정부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치는, 워크롤과 접하는 압연소재의 폭에 따라서 저온냉각수와 고온냉각수가 선택적으로 워크롤에 분사되므로, 압연소재의 폭과 상관없이 워크롤의 팽창이 균일하게 이루어져서 압연품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사부의 내부구성을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 사상압연기에서 사용되는 압연기용 워크롤 냉각장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치를 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사부의 내부구성을 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치의 블록도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 압연소재(3)의 상부와 하부에는 워크롤(1)이 설치되어 압연소재(3)를 가압한다.

압연소재(3)의 폭에 따라, 워크롤(1)의 가열부분이 가변된다. 예를 들어 압연소재(3)의 폭이 적을 경우 워크롤(1)의 가운데만 가열되므로, 워크롤(1)의 가운데 부분을 중심으로 가열에 의한 팽창이 이루어진다.

압연소재(3)의 폭이 큰 경우에는, 이를 압축하는 워크롤(1)의 가운데에서 양측에 이르는 부분이 가열되어 팽창된다.

압연소재(3)의 폭을 감지하여 워크롤(1)의 냉각되는 부분을 조절하는 압연기용 워크롤 냉각장치(10)에 의해, 워크롤(1)은 전체적으로 팽창되는 부분이 균일하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치(10)는, 저온냉각수(22)가 저장되는 저온탱크부(20)와, 저온냉각수(22) 보다 온도가 높은 고온냉각수(32)가 저장되는 고온탱크부(30)와, 저온탱크부(20)와 고온탱크부(30)가 연결되며 워크롤(1)에서 압연소재(3)가 접하는 부분에는 저온냉각수(22)를 분사하며 압연소재(3)가 접하지 않는 부분에는 고온냉각수(32)를 분사하는 분사부(70) 및 분사부(70)의 동작을 제어하는 제어부(80)를 포함한다.

분사부(70)와 연결되는 저온탱크부(20)에 워크롤(1)을 냉각시키는 저온냉각수(22)가 저장되며, 분사부(70)와 연결되는 고온탱크부(30)에도 워크롤(1)을 냉각시키는 고온냉각수(32)가 저장된다.

저온냉각수(22)보다는 고온냉각수(32)의 온도가 높으며, 이러한 저온냉각수(22)와 고온냉각수(32)가 워크롤(1)로 분사되어 워크롤(1)을 냉각시킨다.

예를 들어 저온냉각수(22)의 온도가 상온인 25도인 경우, 제2열교환기(56)와 전기가열부(60)로 가열되는 고온냉각수(32)의 온도는 50도 정도이며, 이러한 저온냉각수(22)와 고온냉각수(32)는 1500도 이상으로 가열된 압연소재(3)와 접하는 워크롤(1)을 냉각시킨다.

지층(40)의 내측에는 열교환관로(42)가 설치되며, 이러한 열교환관로(42)를 따라 작동유체(도시생략)가 이동되면서 지열에 의해 가열된다.

지열로 가열되는 작동유체와 열교환이 이루어지는 제1열교환기(50)가 지상에 설치되며, 이러한 제1열교환기(50)는 사방밸브(53)와 압축기(52)에 연결된다.

제1열교환기(50)를 지나는 이동유체(도시생략)는 이동관로(55)를 따라 이동되어 압축기(52)로 전달되며, 압축기(52)를 지나면서 고온고압으로 압축된다. 압축기(52)에서 나오는 이동유체는 사방밸브(53)를 통해 고온탱크부(30)의 내측에 설치된 제2열교환기(56)로 이동된다.

제2열교환기(56)는, 압축기(52)로부터 공급되는 이동유체와 고온냉각수(32)의 열교환이 이루어지는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

제2열교환기(56)를 나온 이동유체는 팽창밸브(54)에서 팽창되어 제1열교환기(50)로 이동된다.

고온탱크부(30)의 내측에는 별도의 가열원인 전기가열부(60)가 설치된다. 전기가열부(60)는, 전원의 공급으로 가열되어 고온탱크부(30)의 내측에 있는 고온냉각수(32)를 설정된 온도로 가열한다.

분사부(70)는, 저온탱크부(20)와 고온탱크부(30)가 연결되며, 워크롤(1)에서 압연소재(3)가 접하는 부분에는 저온냉각수(22)를 분사하며, 압연소재(3)가 접하지 않는 부분에는 고온냉각수(32)를 분사한다.

일 실시예에 따른 분사부(70)는, 저온탱크부(20)와 연결되어 저온냉각수(22)가 공급되는 저온관로(72)와, 고온탱크부(30)와 연결되어 고온냉각수(32)가 공급되는 고온관로(74)를 포함한다.

이러한 고온관로(74)와 저온관로(72)는 워크롤(1)을 따라 평행하게 설치되며, 저온관로(72)와 고온관로(74)가 연결되어 고온냉각수(32)와 저온냉각수(22)의 분사가 선택적으로 이루어지는 분사밸브(76)도 워크롤(1)을 따라 복수로 설치된다.

분사밸브(76)는, 압연소재(3)의 폭에 따라 고온냉각수(32) 또는 저온냉각수(22)의 분사가 이루어지는 기술사상 안에서 다양한 분사장치가 사용될 수 있다.

복수의 분사밸브(76)는 제어부(80)와 연결되어 제어가 이루어지므로, 제어신호에 따라 저온냉각수(22) 또는 고온냉각수(32)를 워크롤(1)을 향하여 분사한다.

저온냉각수(22)와 고온냉각수(32)는 분사밸브(76)에서 바로 워크롤(1)로 분사될 수 있으며, 분사밸브(76)와 연결된 노즐(78)을 통하여 워크롤(1)의 표면에 고르게 분사될 수 있다.

이러한 분사부(70)는, 압연소재(3)의 상측에 설치된 워크롤(1)의 상측과, 압연소재(3)의 하측에 설치된 워크롤(1)의 하측에 복수로 설치될 수 있다.

이러한 분사밸브(76)와 제2열교환기(56) 및 전기가열부(60)는 제어부(80)와 연결되며, 제어부(80)의 제어신호로 동작된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(80)는, 제어신호를 입력하는 입력부(82)와, 제어부(80)의 동작상태를 표시하는 표시부(84)와 연결된다.

입력부(82)를 통하여 압연소재(3)의 폭 정보가 제어부(80)로 입력될 수 있으며, 소재폭감지부(90)를 통하여 압연소재(3)의 폭 정보가 제어부(80)로 입력될 수 있다.

소재폭감지부(90)는, 압연소재(3)의 폭을 자동 감지하여 제어부(80)로 측정값을 전달하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다.

일 실시예에 따른 소재폭감지부(90)는, 압연소재(3)의 양측에 설치되며 레이저를 사용하여 압연소재(3)의 폭을 측정하는 레이저측정부재(92)를 포함한다.

이러한 레이저측정부재(92)는 압연소재(3)가 이동되는 통로의 양측에 설치되며, 이동되는 압연소재(3)의 폭을 감지하여 제어부(80)로 측정값을 전달한다.

저온탱크부(20)에는 저온냉각수(22)의 온도를 측정하는 제1온도센서(100)가 설치되며, 고온탱크부(30)에는 고온냉각수(32)의 온도를 측정하는 제2온도센서(102)가 설치된다.

이러한 제1온도센서(100)와 제2온도센서(102)는 제어부(80)로 연결되어 측정값을 전달하며, 제어부(80)는 이러한 측정값을 바탕으로 분사부(70)의 동작 및 제2열교환기(56)와 전기가열부(60)의 동작을 제어한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치(10)의 작동상태를 상세히 설명한다.

입력부(82)를 통하여 이동되는 압연소재(3)의 폭 정보가 입력되어 제어부(80)로 전달될 수 있으며, 소재폭감지부(90)의 측정으로 압연소재(3)의 폭 정보가 제어부(80)로 전달된다.

제어부(80)는 압연소재(3)와 접하는 워크롤(1)에는 저온냉각수(22)를 분사시키며, 압연소재(3)와 접하지 않는 워크롤(1)에는 고온냉각수(32)를 분사한다.

이를 위하여, 압연소재(3)의 폭에 해당하는 위치에 설치된 분사밸브(76)를 제어하여 저온냉각수(22)를 분사시키며, 압연소재(3)의 폭에 해당하지 않는 위치에 설치된 분사밸브(76)를 제어하여 고온냉각수(32)를 분사시킨다.

고온탱크부(30)에 설치된 제2온도센서(102)의 측정값은 제어부(80)로 전달되며, 이러한 제2온도센서(102)의 측정값이 설정된 온도보다 저온인 경우, 제2열교환기(56)와 전기가열부(60)를 동시에 동작시키거나, 어느 한쪽을 동작시켜 고온탱크부(30)에 있는 고온냉각수(32)를 가열한다.

제2열교환기(56)가 작동되는 경우, 열교환관로(42)를 따라 지층(40)을 통과하는 작동유체는 제1열교환기(50)에서 제2열교환기(56)로 이동되는 이동유체와 열교환된다. 제1열교환기(50)를 통과한 이동유체는 압축기(52)를 통과하면서 고온고압 상태로 되며, 제2열교환기(56)를 통과하면서 고온탱크부(30)에 저장된 고온냉각수(32)를 가열한 후, 팽창밸브(54)를 통과하여 제1열교환기(50)로 이동된다.

제어부(80)와 연결된 표시부(84)는, 이러한 압연기용 워크롤 냉각장치(10)의 작동상태가 표시되므로, 작업자는 이를 참고하여 기기를 동작시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 따른 압연기용 워크롤 냉각장치(10)는, 워크롤(1)과 접하는 압연소재(3)의 폭에 따라서 저온냉각수(22)와 고온냉각수(32)가 선택적으로 워크롤(1)에 분사된다.

이로 인하여, 압연소재(3)와 접하지 않은 부분은 압연소재(3)가 접한 부분에 비하여 냉각이 덜 이루어지므로, 압연소재(3)의 폭과 상관없이 워크롤(1)의 팽창이 균일하게 이루어져서 압연품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 사상압연기에서 사용되는 압연기용 워크롤 냉각장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 다양한 종류의 압연기에도 본 발명에 의한 압연기용 워크롤 냉각장치가 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 워크롤 3: 압연소재
10: 압연기용 워크롤 냉각장치
20: 저온탱크부 22:저온냉각수
30: 고온탱크부 32: 고온냉각수
40: 지층 42: 열교환관로
50: 제1열교환기 52: 압축기
53: 사방밸브 54: 팽창밸브
55: 이동관로 56: 제2열교환기
60: 전기가열부 70: 분사부
72: 저온관로 74: 고온관로
76: 분사밸브 78: 노즐
80: 제어부 82: 입력부
84: 표시부 90: 소재폭감지부
92: 레이저측정부재 100: 제1온도센서
102: 제2온도센서

Claims (6)

1. 저온냉각수가 저장되는 저온탱크부;
   저온냉각수 보다 온도가 높은 고온냉각수가 저장되는 고온탱크부;
   상기 저온탱크부와 상기 고온탱크부가 연결되며, 워크롤에서 압연소재가 접하는 부분에는 저온냉각수를 분사하며, 상기 압연소재가 접하지 않는 부분에는 고온냉각수를 분사하는 분사부; 및
   상기 분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
   상기 분사부는, 상기 저온탱크부와 연결되는 저온관로;
   상기 고온탱크부와 연결되며, 상기 저온관로를 따라 설치되는 고온관로; 및
   상기 저온관로와 상기 고온관로가 연결되어 상기 압연소재의 폭에 따라 고온냉각수 또는 저온냉각수의 분사가 이루어지며, 상기 워크롤을 따라 설치되는 복수의 분사밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기용 워크롤 냉각장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   지열로 가열되는 작동유체와 열교환이 이루어지는 제1열교환기;
   상기 제1열교환기를 지나는 이동유체를 고온고압으로 압축하는 압축기; 및
   상기 고온탱크부의 내측에 설치되며, 상기 압축기로부터 공급되는 이동유체와 고온냉각수의 열교환이 이루어지는 제2열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기용 워크롤 냉각장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고온탱크부의 내측에 설치되며, 전원의 공급으로 가열되어 고온냉각수를 가열하는 전기가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기용 워크롤 냉각장치.
   
4. 삭제
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압연소재의 폭을 감지하여 상기 제어부로 측정값을 전달하는 소재폭감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기용 워크롤 냉각장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 소재폭감지부는,
   상기 압연소재의 양측에 설치되며, 레이저를 사용하여 상기 압연소재의 폭을 측정하는 레이저측정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연기용 워크롤 냉각장치.

Images