KR101249255B1 - 압연 스탠드의 압연 롤 및 압연 스트립 윤활 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 압연 스탠드의 압연 롤들, 특히 작업 롤들(2, 3)과, 이 압연 롤들 사이에서 압연되어 통과 이송되는 압연 스트립(6)을 윤활하기 위한 방법으로서, 윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물, 윤활유-물 혼합물 및/또는 그리스-매체 혼합물이 스탠드 유입구 측에서 압연 롤들(2, 3) 또는 압연 스트립(6)에 도포되는, 상기 윤활 방법에 있어서, 혼합물은 압연 스탠드 전방의 영역에서 적어도 하나의 혼합 장치(14, 17, 27, 28, 31, 35)에 의해 준비되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법에 관한 것이다.

Description

압연 스탠드의 압연 롤 및 압연 스트립 윤활 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR LUBRICATING ROLLERS AND A ROLLED STRIP OF A ROLLING STAND}
본 발명은, 압연 스탠드의 압연 롤들, 특히 작업 롤들과, 이 압연 롤들 사이에서 압연되어 통과 이송되는 압연 스트립을 윤활하기 위한 방법에 있어서, 특히 윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물, 윤활유-물 혼합물 및/또는 그리스-매체 혼합물이 스탠드 유입구 측에서 압연 롤들 또는 압연 스트립에 도포되는, 상기 윤활 방법에 관한 것이다.
압연 스탠드는 상호 간에 지지하는 복수의 압연 롤, 예컨대 직접 압연 재료와 접촉하면서, 대개 크기가 보다 큰 받침 롤 또는 중간 롤 상에서 자체적으로 롤링하는 작업 롤을 포함한다. 금속 스트립을 압연하기 위한 수많은 열간 압연기열에는 롤 갭 윤활 시스템들(roll gap lubricating system)이 통합된다. 이런 롤 갭 윤활 시스템들은 작업 롤 및 스트립의 표면 품질 향상을 목적으로 사용되며, 그 동안 고품질의 스트립을 제조해야 하는 압연기열의 통상적인 장비에 속하게 되었다. 물이 운반 매체로서 오일과 함께 혼합되어 압연 스트립이나 작업 롤 또는 받침 롤 상에 도포되는 그런 시스템은 널리 사용되고 있다.
냉간 압연 공정에서 윤활은 통상적인 과정이다. 이런 경우 윤활유는 압연 스트립 및/또는 작업 롤 상에 도포되고, 그리고/또는 롤 갭에 분사된다. 오일과 물의 혼합은 압연 스탠드로부터 멀리 이격된 위치에서 이루어진다. 대부분 복잡한 방법으로 순환 시스템에서 준비되고 세정되어 다시 윤활 시스템으로 공급되는 에멀젼이 사용된다.
WO 03 002277 A1로부터는 압연 스탠드의 압연 롤들, 특히 작업 롤들을 냉각하고, 그리고/또는 윤활하기 위한 방법 및 그 장치가 공지되었다. 이 경우 물은 스프레이 제트의 형태로 냉매로서 사용되고, 오일, 오일-공기 혼합물, 오일-물 혼합물, 오일-물-공기 혼합물 또는 그리스 혼합물은 윤활유로서 사용된다. 윤활 및 냉각 작용의 향상을 위해, 스트립 표면 및 압연 롤 표면의 과냉각의 조합 사용이 제안될 뿐 아니라, 두 매체, 즉 물과 윤활유가 압연 롤들 또는 압연 스트립에 별도로 공급되어 압연 롤 표면의 여러 도포 위치에 도포되면서 이루어지는 스탠드 유입구 측에서의 압연 롤 윤활도 제안된다. 물과 윤활유의 경우 각각 분리된 공급부들이 스프레이 바들(spray bar)에 제공된다.
본 발명의 목적은. 금속 스트립의 압연 시 간소화된 윤활 방법에 있어서. 냉간 압연 공정뿐 아니라 열간 압연 공정에서도 사용될 수 있는 상기 간소화된 윤활 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따라, 상기 목적은, 최초에 언급한 방법에 있어서, 혼합물이 압연 스탠드 전방의 영역에서 적어도 하나의 혼합 장치에 의해 준비됨으로써 달성된다. 냉간 압연 공정 시에 새로운 윤활 방법은, 열간 압연 공정에서와 유사하게, 사용 또는 도포 직전에 윤활유를 생성하고, 그에 따라 폐쇄된 순환 회로에서 복잡한 준비 과정을 피하는 것을 목표로 한다. 또한, 방법을 경제적으로 수행하기 위해, 새로운 윤활 방법은, 사용되는 윤활유량을 최소화하는 것을 목표로 한다. 이와 같은 목표는 또한 열간 압연 공정 시에 본 발명에 따른 윤활 방법을 사용할 때에도 적용된다. 윤활유량을 감소시킴에도 윤활 작용을 최적화함과 동시에 윤활 효과를 조정할 수 있도록 해야 한다.
윤활유로서는 예컨대 오일-물 분산액, 오일-물 에멀젼, 물과 혼합될 수 있는 무오일 윤활제, 오일-공기 혼합물 또는 오일-물-공기 혼합물이 사용된다. 이런 매체들은 2 성분, 3 성분, 또는 4 성분 혼합 노즐에서 분사될 수 있다.
윤활유량을 감소시키기 위해, 특히 바람직하게는 공기와 함께 윤활유를 분무하는 점이 제공된다. 바람직한 구현예에서 오일과 물은 분무 직전에 비로소 공기와 혼합된다. 그에 따라 최소의 오일 량이 압연 롤 표면 또는 압연 스트립 상에 도포된다. 열간 압연 공정 시에 오일과 물을 혼합하면, 순수 오일만을 사용하는 것과는 달리, 화재 위험이 없다는 장점이 있다.
새로운 윤활 방법은 냉간 압연 공정 시에 윤활유 내 오일 농도가 매우 빠르면서도 유연하게 가변될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 윤활유는 압연할 다양한 재료, 다양한 스트립 속도, 변하는 재료 제거량, 및 각각의 압연 스탠드에 대해 최적의 조건으로 조정된다. 또한, 다양한 적용 목적에 대해서도 다양한 오일 및 윤활 매체가 제공될 수 있다.
윤활유량은 압연 롤 표면 및/또는 스트립 표면이 습윤화 될 정도로만 적게 공급되기 때문에, 복잡한 준비 과정은 배제할 수 있다. 이런 점에서 스프레이 바의 길이 1 미터 당 사용되는 오일 량은 분 당 밀리미터의 범위에서 변동된다. 사용한 윤활제는 냉각 장치들의 물과 경우에 따라서는 또 다른 누유 오일과 함께 정수 시스템으로 안내되고 오일은 그 정수 시스템에서 분리된다.
본 발명의 바람직한 개선 실시예들은 종속항들로부터 교시된다.
본 발명에 따라 바람직하게는, 물과 적어도 한 가지 윤활유는 분리된 공급 라인들을 통해 혼합기로 송출되어, 그 혼합기에서 물-윤활유 분산액 또는 그 에멀젼으로 혼합되는 점이 제공된다. 이와 관련하여 물-윤활유 분산액 또는 에멀젼은 기체에 의해, 특히 공기에 의해 무화 노즐들에서 무화되고, 적어도 하나의 작업 롤 및/또는 압연 스트립 상에 도포된다.
바람직하게는, 물, 적어도 한 가지 윤활유 및 공기가 혼합되는 3 성분 또는 4 성분 혼합 또는 무화 노즐이 사용된다. 이때 자명한 사실로서 본 발명의 의미에서 공기 대신에 또 다른 기체 또는 기체 혼합물도 사용될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 한 가지 윤활유는 우선 공급 라인에서 물과 혼합물로 혼합되고, 이에 이어서 이 혼합물은 3 성분 또는 4 성분 혼합 노즐의 내부 챔버에서 기체와 혼합된다. 이에 대체되는 실시예에 따라서는, 물, 적어도 한 가지 윤활유 및 기체가 3 성분 또는 4 성분 혼합 노즐의 내부 챔버에서 혼합된다.
바람직하게는 윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물, 윤활유-물 혼합물 및/또는 그리스-매체 혼합물이 작업 롤들 중 적어도 하나의 작업 롤 및/또는 압연 스트립의 폭 전체에 걸쳐서 분배된다.
마찬가지로 바람직한 점으로서 입증된 실시예에 따라, 다량의 물, 적어도 한 가지 윤활유, 기체, 윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물, 윤활유-물 혼합물 및/또는 그리스-매체 혼합물은, 조절 밸브들에 의해, 작업 롤들 중 적어도 하나의 작업 롤 및/또는 압연 스트립의 폭에 걸쳐서 분배된다.
본원의 방법의 또 다른 구현예에 따라, 적어도 한 가지 윤활유, 물, 윤활유-물 혼합물, 윤활유-기체 혼합물 및/또는 그리스-매체 혼합물의 양 및/또는 압력은 조절 밸브들에 의해, 그리고/또는 유량계들, 압력 레귤레이터들 및/또는 혼합 블록 내에서 작업 롤들 중 적어도 하나의 작업 롤 및/또는 압연 스트립의 폭에 걸쳐 조절된다.
마찬가지로 적어도 한 가지 윤활유, 물 및 기체는 3 성분 혼합 노즐에서 혼합되되, 윤활유의 양은 작업 롤들 중 적어도 하나의 작업 롤 및/또는 압연 스트립의 폭에 걸쳐서 구간 별로 조절되며, 그리고 기체 및 물의 압력 및/또는 부피도 조절된다.
대체되는 실시예에 따라, 혼합 과정은, 적어도 한 가지 윤활유와 기체가 혼합 블록 내에서 혼합되고, 이에 이어서 물이 2 성분 혼합 노즐들에 추가되는 방식으로 실현된다. 이런 경우에 물은 항상 2 성분 혼합 노즐들의 내부 노즐 튜브의 외부에서 첨가 혼합된다.
본원의 방법의 또 다른 바람직한 구현예에 따라, 적어도 한 가지 윤활유는 특히 혼합 블록에서 기체와 혼합되어, 노즐들에 의해 압연 롤들 중 적어도 하나의 압력 롤 및/또는 압연 스트립 상에 분사되며, 그에 반해 노즐들의 측면에서는 물이 분사된다.
바람직하게는 평면성 조절 장치에 의해 폭에 걸쳐서 구역 별로 적어도 한 가지 윤활유의 공급이 조절된다.
또한, 본 발명은 압연 스탠드에서 적어도 하나의 압연 롤을 윤활하고, 그리고/또는 압연 롤들 사이에서 압연되는 압연 스트립을 윤활하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 윤활 장치는, 적어도 하나의 혼합 블록, 및/또는 물, 기체, 적어도 한 가지 윤활유, 특히 오일을, 윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물, 윤활유-물 혼합물로 혼합하기 위한 다성분 혼합 장치들, 특히 무화 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 윤활 장치는, 분사 장치들에 의해 적어도 하나의 압연 롤 및/또는 압연 스트립에 분사될 혼합물의 양을 결정하기 위한 조절 장치들, 특히 조절 밸브들을 포함한다.
바람직하게는 조절 장치들은 적어도 하나의 압연 롤 또는 압연 스트립의 폭에 걸쳐서 구역 별로 배치된다. 이와 관련하여 유량계 및 압력 레귤레이터도 제공된다.
다성분 혼합 장치들은 내부 혼합기로서, 또는 외부 혼합기로서 형성된다. 바람직하게는 상기 다성분 혼합 장치들은 난류 플레이트 또는 벤추리 노즐을 포함한다.
바람직하게는, 물 스프레이 바들은 윤활유를 함유한 혼합물을 적어도 하나의 압연 롤 및/또는 압연 스트립 상에 분사하기 위한 분사 장치들의 상부 및/또는 하부에 제공된다. 이는 열간 압연 공정의 경우에 화재 방지 효과가 있다. 가연성 오일 또는 윤활유는 물 분사 커튼에 의해 차단되고, 그렇게 함으로써 가열되거나 화재를 유발하지도 않게 된다.
추가로 윤활 장치는 평면성 측정 장치, 특히 평면성 측정 롤러의 신호를 평가하면서 압연 스트립의 평면성을 조절하기 위한 조절 장치를 장착하고 있다.
바람직하게는 평면성 측정 장치는 압연 스트립의 평면성에 상응하는 신호를 생성하고 그 신호를 적어도 한 가지 윤활유의 양 또는 농도를 조정하기 위한 분사 장치에 전송하는 측정 롤러를 포함한다. 평면성 측정 장치를 사용함으로써, 압연 스트립의 평면성은 평면성 측정 롤러의 신호의 평가를 통해 보다 높은 등급의 정도로 고려되며, 그리고 교정을 위한 조치도 예컨대 윤활유량 또는 그 농도의 변경을 통해 취할 수도 있다.
바람직하게는 분사 장치들은 실질적으로 압연 롤의 축에 대해 평행하게 2개의 열로 배치되되, 특히 몇몇 분사 노즐의 고장 시에도 압연 롤 표면 또는 압연 스트립의 충분한 윤활을 보장하기 위해 상호 간에 오프셋 되어 배치된다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 압연 롤 및/또는 압연 스트립의 윤활 장치가 사용되는 압연 스탠드에 관한 것이다.
본 발명은 다음에서 실시예들로 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 폭에 걸쳐 가변적인 윤활유 공급이 이루어지고 윤활유가 상부 작업 롤 상에 분사되도록 하는 오일-물-공기 윤활 시스템을 포함하는 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 윤활유가 폭에 걸쳐 동일한 양으로 상부 작업 롤 상에 분사되도록 하는 오일-물-공기 윤활 시스템을 포함하는 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 폭에 걸쳐 가변적인 윤활유 공급이 이루어지고 윤활유가 압연 스트립의 저면에 분사되도록 하는 오일-물-공기 윤활 시스템을 포함하는 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 기체-액체 무화기들을 구비한 복수의 3 성분 혼합 노즐을 포함한 오일-물-공기 윤활 시스템을 포함하는 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 5는 예컨대 도 3에 따른 압연 장치에서 사용되는 것과 같이 물, 윤활유 및 기체를 혼합하기 위한 3 성분 또는 4 성분 혼합 노즐의 일 실시예를 도시한 개략도이다.
도 6은 압연 롤 또는 압연 스트립 상에 윤활유를 도포하기 위한 혼합 노즐들의 2열 배치를 도시한 개략도이다.
도 7은, 기체-액체 무화기들을 구비한 복수의 3 성분 혼합 노즐과 윤활유량을 조절하기 위해 상기 3 성분 혼합 노즐들에 각각 할당되는 복수의 조절 밸브를 포함하는 압연 장치에 있어서, 윤활유가 상부 작업 롤들에 분사되는 상기 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 8은, 오일-물-공기 윤활 시스템을 포함하는 압연 장치에 있어서, 윤활유 및 기체가 혼합 블록에서 혼합되고, 물은 복수의 2 성분 혼합 노즐에 첨가되며, 윤활유는 상부 작업 롤 상에 분사되는 상기 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 9는, 2 성분 혼합 노즐과 연결된 도 8에 따른 혼합 블록에 있어서, 매체들은 혼합 노즐 외부에서 혼합되는 상기 혼합 블록을 도시한 종단면도이다.
도 10은 매체 챔버의 유입구 전방에 액상 매체들의 혼합부를 포함하여 물, 윤활유 및 기체를 혼합하기 위한 3 성분 혼합 노즐을 도시한 종단면도이다.
도 11은 매체 챔버의 유입구 전방에 액상 매체들의 혼합부를 포함하여 물, 윤활유 및 기체를 혼합하기 위한 또 다른 3 성분 혼합 노즐에 있어서, 모든 매체가 매체 챔버 내에서 혼합되는 상기 3 성분 혼합 노즐을 도시한 종단면도이다.
도 12는, 오일-기체 윤활 시스템을 포함하는 압연 장치에 있어서, 윤활유 및 기체가 혼합 블록에서 혼합되고, 윤활유는 두 작업 롤 상에 분사되며, 동시에 물 스프레이 바들은 화재 방지 장치로서 제공되는 상기 압연 장치를 도시한 개략도이다.
도 13은, 도 7에 따른 압연 장치에 있어서, 추가로 평면성 측정 롤러 및 평면성 조절 장치가 제공되는 상기 압연 장치를 도시한 개략도이다.
압연 장치(1)(도 1)는 2개의 받침 롤(4, 5) 사이에서 지지되면서 압연 스트립(6)(도 3)을 압연하는 2개의 작업 롤(2, 3)을 포함한다. 이 경우, 윤활유, 특히 제1 및 제2 오일, 또는 추가 오일들 및 물은 우선 별도의 공급 라인들(7, 8, 9)을 통해 공급된다. 최초로 두 가지 오일이 혼합된다. 이에 대체되는 방법으로는, 일측 오일 또는 타측 오일만이 사용된다. 물 및 두 가지 오일의 목표되는 양은 계량 펌프들(10, 11)에 의해 조정되어 혼합기(12)로 송출된다. 그렇게 함으로써 혼합기(12) 후방에서는 결합된 액체들로 이루어진 분산액 또는 에멀젼이 생성된다. 혼합기(12)와 흐름 방향에서 후방에 배치되는 조절 밸브들(13) 간의 간격은 혼합물 분리를 방지하기 위해 바람직하게는 매우 짧거나, 또는 그 두 부재가 하나의 유닛을 나타낸다. 조절 밸브들(13)은 상부 작업 롤(2)의 폭 전체에 걸쳐 분포된다. 상대적으로 긴 튜브 라인을 피하지 못한다면, 소정의 간격으로 난류 플레이트들(혼합기)이 라인에 제공된다. 튜브 라인 횡단면은 바람직하게는 가능한 높은 흐름 속도와 그에 따라 짧은 운반 시간을 실현할 수 있도록 하기 위해 가능한 작게 선택된다. 작업 롤(2)의 폭에 걸쳐서, 그리고 가공되는 압연 스트립(6)의 폭에 따라서도 윤활유 가압을 조정할 수 있도록 하기 위해, 조절 밸브들(13)은 압연 스트립(6)의 폭에 상응하게 흐름 방향에서 후방에 배치되고 2 성분 혼합 노즐들로서 형성되는 무화 노즐들(14)에 윤활유를 송출한다. 무화 노즐들(14) 내에서는 윤활유-물 혼합물에, 공기압을 조정하기 위한 압력 레귤레이터를 포함하는 라인(15)을 통해 공급되는 공기가 첨가된다. 윤활유량 또는 오일 량 및 수량의 조정은 계산 모델을 통해 이루어지고, 그리고/또는 압연할 스트립 재료, 속도, 재료 제거량, 온도 및 그 외 파라미터에 따라 다양한 윤활 특성을 고려하는 조절 장치를 통해 이루어진다. 조절 밸브들(13)의 제어와, 계량 펌프들(10, 11)에 의해 송출되는 양은 상호 간에 부합하게 조정된다. 조절 장치는 윤활유 농도 또는 윤활유 종류를 결정하며, 그 외에도 압연 스트립(6)의 프로파일 및 평면성 조절을 실행한다. 그에 따라 압연 스트립(6)의 비평면성은 윤활유량의 부합하는 공급 또는 또 다른 파라미터의 변경을 통해 보상된다. 필요에 따라서는, 오일 량, 오일 종류, 수분 내 오일 농도, 및/또는 오일 혼합 비율의 변경을 통해 압연력 수준에 영향을 줄 수 있다.
압연 장치(1)(도 2)의 간소화된 구현예에 따라, 조절 밸브들(13)은 제공되지 않는다. 이런 경우에 무화 노즐들(14)의 유량은 수동으로 조정되거나, 또는 계량 펌프들의 조정으로 제공된다. 추가 실시예(도 3)에 따라서는, 윤활유-물-공기 혼합물이 압연 스트립(6)의 저면에 직접 도포된다. 또한, 이런 경우에도 조절 밸브들(13)이 제공된다.
추가의 실시예(도 4)에 따라, 물, 윤활유, 예컨대 오일 및 공기는 우선 별도의 라인들(7, 9, 15)을 통해 공급되며, 그런 다음 3 성분 혼합 노즐로서 형성된 무화 노즐들(14 및 7) 각각을 통해 상부 작업 롤(2)에 도포되되, 유체의 혼합 및 분사는 무화 노즐들(17) 내에서 동시에 이루어진다. 그러나 이런 경우에도 개별 무화 노즐들(17) 또는 무화 노즐 그룹으로 향하는 각각의 유체의 공급을 개별적으로 조절하는 조절 장치가 제공된다. 바람직하게는 모든 개별 조절 장치들은, 무화 노즐들(17)로부터 작업 롤(2) 또는 압연 스트립(6) 상으로 유출되는 유체의 부피 및 혼합 비율을 검출하는 조절 시스템에 통합된다. 자명한 사실로서 모든 실시예(도 1 내지 도 4)에서 하부 작업 롤(3) 상에, 또는 압연 스트립(6)의 상면에 윤활유-물-공기 혼합물을 공급하기 위한 구성들은 유사하게 제공되거나 제공될 수 있다.
무화 노즐(17)(도 5)은 내부 챔버(18)를 포함하는 내부 혼합기 - 압력 혼합 노즐로서 형성되되, 내부 챔버(18)로는 공급 라인(19)을 통해 물과 두 가지 윤활유가 공급되며, 필요에 따라 예컨대 난류 플레이트(36) 또는 튜브 수축부(37)에 의해 혼합된다. 액체들의 혼합 과정은 이미 무화 직전에 개시된다. 여기서 혼합기와 노즐은 하나의 유닛을 나타낸다. 우선 윤활유는 2개의 라인(20, 21)을 통해 공급 라인(19)의 유출구 직전에 그 공급 라인(19)으로 유입되고, 그런 다음 내부 챔버(18)로 유입된다. 기체, 특히 공기는 또 다른 공급 라인(22)을 통해 내부 챔버로 유입되고, 이 내부 챔버에서 물과 두 가지 윤활유로 이루어진 혼합물과 소용돌이치면서 혼합된다. 이에 이어서 혼합물은 원추형으로 노즐 팁(23)에서 방출되어 압연 롤 또는 압연 스트립(6)의 표면에 도달하게 된다. 윤활유(예: 오일) 또는 복수의 윤활유가 가장 중요한 성분을 나타내기 때문에, 본 발명의 의미에서, 무화 노즐(17) 당 개별적으로 오일 량만을 조절하고, 다른 성분들은 그룹 별로, 다시 말해 예컨대 압연 롤 및/또는 압연 스트립(6)의 보다 큰 폭 구간에 걸쳐서 조절할 수도 있다. 윤활유 또는 윤활유들의 도포 역시 물을 사용하지 않고도 압축 공기만을 사용하면서 이루어질 수 있다. 이런 경우 2 성분 혼합 노즐이 사용된다.
특히 냉간 압연 공정 시에 윤활막은 압연 스트립(6)의 폭 전체에 걸쳐 작용하게 하는 점이 중요하다. 유막이 파손되면, 표면에 바람직하지 못한 긁힘이 발생한다. 따라서, 윤활 작용의 중복성을 보장하기 위해, 바람직하게는 압연 롤, 예컨대 작업 롤(2) 맞은편에, 또는 압연 스트립 맞은편에 2개 또는 그 이상의 열(24, 25)(도 6)로 무화 노즐들(17)이 제공된다. 이때 무화 노즐들(17)은 바람직하게는 상호 간에 오프셋 되어 배치된다. 이에 대체되는 실시예에 따라, 일렬의 노즐 바도 사용될 수 있다. 이때 그 노즐 바의 노즐들은 큰 분사 각도를 보유하며, 그럼으로써 배가된 중첩이 이루어지게 된다. 다시 말하면, 하나의 노즐이 고장 날 때, 인접 노즐들이 그 고장 난 노즐의 영역에도 윤활유를 도포한다.
도 1 및 도 3에 도시된 실시예와 유사하게, 본 발명의 추가의 구현예에 따라서도, 무화 노즐(14) 당 개별적으로 윤활유의 유입을 스트립 폭 전체에 걸쳐 조절하는 조절 장치들(26)(도 7)이 제공된다. 수량 및 공기량을 변경함으로써, 윤활의 전체 효과에 추가로 영향을 미칠 수 있다. 열간 압연 공정 시에 작업 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 작업 롤에 윤활유가 공급되고, 냉간 압연 공정 시에는 바람직하게는 압연 스트립(6)에 윤활유가 공급된다.
또 다른 변형예(도 8)에 따라, 윤활유 및 공기는 혼합 블록(27)에서 서로 결합된다. 공기는 윤활유를 무화 노즐들(14)로 운반하고, 이 노즐(14) 각각은 개별적으로 공급받는다. 물은 별도로 노즐들(14) 내로 유입된다.
혼합 블록(27)(도 9) 내에서는 우선 라인들(7, 15)로부터 각각 공급된 윤활유 및 공기가 결합된다. 그런 다음 혼합물은 라인(28)을 통해 2 성분 혼합 노즐(29)로 공급되어 라인(8)으로부터 공급되는 물과 결합된다. 2 성분 혼합 노즐(29)은 외부 혼합기로서 형성된다. 다시 말하면, 윤활유-공기 혼합물과 물이 노즐 배출구(30)에서 비로소 만나게 된다. 혼합은 유체에 의해 형성되는 2개의 중공 콘(hollow cone)의 상호 간 엇갈림 분사에 의해 가능해진다. 이런 2 성분 혼합 노즐(29)의 장점은, 윤활유 및 물이 노즐 배출구(30)에서 비로소 접촉하기 때문에, 비누화가 배제된다는 점에 있다. 순수한 윤활유-공기 윤활을 제공하기 위해서는 물의 공급이 중단된다.
내부 챔버(32)를 구비한 내부 혼합기로서 형성되는 2 성분 혼합 노즐(31)(도 10)에서는, 우선 물과 오일이 함께 공급 라인(33)을 통해 내부 챔버(32)로 유입되고, 공기는 별도로 공급된다. 오일-물 공급 라인(33) 내에는, 매체들의 완전한 혼합을 보장하기 위해, 난류 플레이트(34) 또는 벤추리 노즐이 장착된다.
마찬가지로 3 성분 혼합 노즐(35)(도 11)도, 라인들(7, 8, 15)을 통해 매체들, 즉 오일, 물 및 공기가 별도로 공급되는 내부 챔버(32)를 포함한다. 그로 인해 액상 매체들이 내부 챔버(32)에서 비로소 혼합되고, 공기에 의해 무화 및 분무된다.
오일-공기 혼합물에 추가의 물을 첨가할 필요 없이, 그 오일-공기 혼합물만을 사용하고자 한다면, 열간 압연 공정 시에 화재 방지에 대한 조치는 필요에 따라 물 스프레이 바들(38, 39)(도 12)을 사용하여 오일-공기 혼합물을 외부 방향으로 차단하는 물 커튼을 생성하는 것으로 강구된다. 추가로 차단 벽부들(40, 41)이 무화 노즐들(14)에 의해 생성되는 오일-공기 미스트(mist) 주변에 제공된다. 오일-공기 미스트는 외부 방향으로 흡입될 수 있다. 차단 벽부들(40, 41) 및 노즐 바들(14)은, 차단을 개선하고 압연 롤 전방에 노즐들을 조밀하게 배치시킬 수 있도록 하기 위해 회동 가능하게 형성된다. 이에 대응하는 흡입부는 또한 압연 스트립 상의 윤활유 도포 시에도(냉간 압연 공정) 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 압연 스트립(6)의 표면 구조(평면성, 균일한 응력 상태)에 영향을 주기 위해, 압연 스트립(6)의 비평면성을 검출하기 위한 평면성 측정 롤러(42)(도 13) 또는 그 외 비접촉식(광학) 평면성 측정 장치가 제공되며, 이 측정 롤러 또는 측정 장치는 신호 라인(42)을 통해 신호를 (본원에는 미도시된) 평가 장치로 전송한다. 평가 장치에서는 스트립 폭에 걸쳐 작업 롤(2)에 부합하는 윤활유량을 송출할 수 있도록 무화 노즐들(14) 또는 조절 밸브들(13)을 조절 또는 제어하기 위한 신호가 생성된다. 구역 별로 송출되는 윤활유의 양 또는 윤활유 농도에 의해, 스트립 평면성은 포물선 형식으로, 또는 보다 높은 등급의 정도로 영향을 받게 된다. 자명한 사실로서, 하부 작업 롤(3)과 관련한 대응하는 조절부도 마찬가지로 장착될 수 있다. 또한, 무화 노즐들(14)은 마찬가지로 스트립 폭에 걸쳐 스트립 평면성 및 스트립 응력 분포에 영향을 주기 위해 압연 스트립(6)에 직접 윤활유를 분사할 수도 있다.
1: 압연 장치
2: 작업 롤
3: 작업 롤
4: 받침 롤
5: 받침 롤
6: 압연 스트립
7: 공급 라인
8: 공급 라인
10: 계량 펌프
11: 계량 펌프
12: 혼합기
13: 조절 밸브
14: 무화 노즐(다성분 혼합 노즐(multi-component nozzle))
15: 라인
16: 압력 레귤레이터
17: 무화 노즐(다성분 혼합 노즐)
18: 내부 챔버
19: 공급 라인
20: 라인
21: 라인
22: 공급 라인
23: 노즐 팁
24: 열
25: 열
26: 조절 장치
27: 혼합 블록
28: 라인
29: 다성분 혼합 노즐
30: 노즐 배출구(nozzle outlet)
31: 다성분 혼합 노즐
32: 내부 챔버
33: 공급 라인
34: 난류 플레이트(turbulence plate)
35: 다성분 혼합 노즐
36: 난류 플레이트
37: 튜브 수축부(tube constriction)
38: 스프레이 바(spray bar)
39: 스프레이 바
40: 벽부
41: 벽부
42: 평면성 측정 롤러(flatness measuring roller)
43: 신호 라인

Claims (32)

  1. 압연 스탠드의 롤들(2, 3)과 이 롤들 사이에서 압연되어 통과 이송되는 압연 스트립(6)을 윤활하기 위한 방법으로서,
    윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물, 윤활유-물 혼합물 또는 그리스-매체 혼합물이 압연 스탠드 유입구 측에서 상기 롤들(2, 3) 또는 상기 압연 스트립(6) 상에 도포되는, 상기 윤활 방법에 있어서,
    상기 혼합물은 압연 스탠드 전방의 영역에서 적어도 하나의 혼합 장치(14, 17, 27, 29, 31, 35)에 의해 준비되며,
    물과 적어도 한 가지 윤활유는 별도의 공급 라인들(7, 8, 9)을 통해 혼합기(12)로 송출되고, 이 혼합기 내에서 물-윤활유 분산액 또는 에멀젼으로 혼합되며,
    상기 물-윤활유 분산액 또는 에멀젼은 기체에 의해 무화 노즐들(14, 17)에서 무화되고, 상기 적어도 하나의 롤(2, 3) 또는 상기 압연 스트립(6) 또는 상기 적어도 하나의 롤(2, 3) 및 상기 압연 스트립(6) 상에 도포되며,
    상기 기체는 별도의 라인(15, 22)를 통해서 공급되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 물, 상기 적어도 한 가지 윤활유, 그리고 기체는 다성분 혼합 노즐들 또는 무화 노즐들(14, 17, 27, 31)에서 혼합되고,
    다양한 액체를 위한 혼합기와 노즐(17, 31)이 실질적으로 하나의 유닛을 이루며,
    상기 적어도 한 가지 윤활유는 우선 공급 라인에서 물과 혼합물로 혼합되고, 이에 이어서 상기 혼합물은 다성분 혼합 노즐(35)의 내부 챔버에서 기체와 혼합되거나 상기 물, 상기 적어도 한 가지 윤활유 및 상기 기체는 3 성분 또는 4 성분 혼합 노즐의 내부 챔버(32)에서 혼합되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 윤활유-기체 혼합물, 상기 윤활유-물-기체 혼합물, 상기 윤활유-물 혼합물 또는 상기 그리스-매체 혼합물은 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤의 폭 전체에 또는 상기 압연 스트립(6)의 폭 전체에 또는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립(6) 모두의 폭 전체에 걸쳐 분배되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 물, 상기 적어도 한 가지 윤활유, 상기 기체, 상기 윤활유-기체 혼합물, 상기 윤활유-물-기체 혼합물, 상기 윤활유-물 혼합물 또는 상기 그리스-매체 혼합물의 양은 조절 밸브들(13)에 의해 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤의 폭에 또는 상기 압연 스트립(6)의 폭에 또는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립(6) 모두의 폭에 걸쳐서 분배되며,
    상기 적어도 한 가지 윤활유, 상기 물, 상기 윤활유-물 혼합물, 상기 윤활유-기체 혼합물 및 상기 그리스-매체 혼합물의 양 또는 압력은, 상기 조절 밸브들(13)에 의해서, 또는 유량계들, 압력 레귤레이터들 및 혼합 블록(27) 중 어느 하나의 내부에서, 또는 상기 조절 밸브들(13)에 의해서 유량계들, 압력 레귤레이터들 및 혼합 블록(27) 중 어느 하나의 내부에서, 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤의 폭에 또는 상기 압연 스트립(6)의 폭에 또는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립(6) 모두의 폭에 걸쳐서 조절되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한 가지 윤활유, 물 및 기체는 3 성분 혼합 노즐(35)에서 혼합되되, 상기 윤활유의 양은 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤의 폭에 걸쳐서 또는 상기 압연 스트립(6)의 폭에 걸쳐서 또는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립(6) 모두의 폭에 걸쳐서 구간 별로 조절되며, 상기 기체 및 상기 물의 압력 및 부피 중 적어도 하나는 조절되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한 가지 윤활유 및 상기 기체는 혼합 블록(27) 내에서 혼합되며, 이에 이어서 물이 2 성분 혼합 노즐들(29)에서 첨가되며,
    상기 물은 상기 2 성분 혼합 노즐들(29)의 내부 노즐 튜브의 외부에서 첨가 혼합되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 윤활유는 기체와 혼합되어, 노즐들(14, 17)에 의해 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 또는 상기 압연 스트립(6) 또는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립(6) 모두에 분사되며, 그에 반해 상기 노즐들의 측면에서는 물이 분사되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기체는 혼합 블록(27)으로부터 라인(28)을 통해 노즐(29)로 송출되는 윤활유를 위한 운반 매체로서 사용되며, 상기 노즐(29, 14)의 내부 또는 그 외부에서만 혼합되어 무화되며, 노즐들(14, 17, 29)에 의해서는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 또는 상기 압연 스트립(6) 또는 상기 롤들(2, 3) 중 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립(6) 모두에 분사되는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  9. 제1항에 있어서, 평면성 조절 장치(42, 43)에 의해서는 폭에 걸쳐서 구역 별로 상기 적어도 한 가지 윤활유의 공급이 조절되며,
    윤활유량, 윤활유 종류, 수분 내 윤활제 농도 및 윤활제 종류-혼합 비율 중 적어도 하나의 변경을 통해, 압연력 수준이 짧은 시간에 가변되거나, 또는 변경된 압연 조건들(속도, 두께 감소 등)에 유연하게 적응할 수 있는 것을 특징으로 하는 윤활 방법.
  10. 압연 스탠드에서 적어도 하나의 롤(2, 3) 또는 이 롤들(2, 3) 사이에서 압연되는 압연 스트립(6) 또는 적어도 하나의 롤(2, 3) 및 이 롤들(2, 3) 사이에서 압연되는 압연 스트립(6) 모두를 윤활하기 위한 장치에 있어서,
    상기 윤활 장치는, 윤활유-기체 혼합물, 윤활유-물-기체 혼합물 또는 윤활유-물 혼합물로 물, 기체 및 적어도 한 가지 윤활유를 혼합하기 위한 적어도 하나의 혼합 블록(27) 또는 다성분 혼합 장치들 또는 적어도 하나의 혼합 블록(27) 및 다성분 혼합 장치들 모두를 포함하고,
    상기 윤활 장치는, 분사 장치들(14, 17)에 의해 상기 적어도 하나의 롤(2, 3) 또는 상기 압연 스트립(6) 또는 상기 적어도 하나의 롤(2, 3) 및 상기 압연 스트립(6) 모두에 분사될 혼합물의 양을 결정하기 위한 조절 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 조절 장치들은 상기 적어도 하나의 롤(2, 3) 또는 상기 압연 스트립(6)의 폭에 걸쳐서 구역 별로 배치되는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  12. 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활 장치는 유량계 및 압력 레귤레이터(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 다성분 혼합 장치들(29, 31, 35)은 내부 혼합기로서, 또는 외부 혼합기로서 형성되며,
    상기 다성분 혼합 장치들은 난류 플레이트(34, 36) 또는 벤추리 노즐 또는 튜브 수축부(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  14. 제10에 있어서, 물 스프레이 바들(38, 39)은 상기 적어도 하나의 롤 또는 상기 압연 스트립 또는 상기 적어도 하나의 롤 및 상기 압연 스트립 모두에 윤활유를 함유한 혼합물을 분사하기 위한 분사 장치들의 상부 또는 그 하부 또는 그 상부 및 하부 모두에 제공되는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 분사 장치들(14)에 의해 생성된 윤활유-공기 미스트를 측면에서 차단하기 위한 벽부들이 제공되고,
    매체 미스트를 위한 흡입부가 제공되며,
    상기 벽부는 롤들(2, 3) 또는 스트립(6) 또는 롤들(2, 3) 및 스트립(6) 모두를 향하여 회동될 수 있는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 윤활 장치는 평면성 측정 장치의 신호를 평가하면서 상기 압연 스트립(6)의 평면성을 조절하기 위한 조절 장치를 포함하고,
    상기 평면성 측정 장치는, 상기 압연 스트립의 평면성에 상응하는 신호를 생성하여 상기 적어도 한 가지 윤활유의 양 또는 농도를 조정하기 위한 분사 장치들(14)에 전송하는 측정 롤러(42) 또는 비접촉식 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 분사 장치들(14, 17)은 롤(2, 3)의 축에 대해 평행하고 상호 간에 오프셋 되어 배치되는 2개의 열(24, 25)로 형성되거나,
    상기 분사 장치들(14, 17)은 일렬로 형성되고, 그 분사 장치들의 노즐들은 큰 분사 각도를 보유함으로써, 인접 분사들의 배가된 중첩이 이루어지는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.
  18. 제10항에 따르는 윤활 장치를 포함하는 압연 스탠드에 있어서, 노즐 바들이 회동 가능하게 형성되며, 그럼으로써 노즐 배출구 및 롤 또는 스트립 사이의 간격이 최소 또는 최적의 조건으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 윤활 장치.

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