KR101308804B1

KR101308804B1 - 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법

Info

Publication number: KR101308804B1
Application number: KR1020117015815A
Authority: KR
Inventors: 쇼오자부로오 호소까와; 슈우이찌 야마나까
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2013-09-13
Also published as: KR20110105790A; CN102271852B; JPWO2010082484A1; JP5009420B2; WO2010082484A1; CN102271852A; BRPI1006154B1; BRPI1006154A2

Abstract

본 발명의 강편의 용삭 장치는, 기준측 실린더 단부와 추종측 실린더 단부를 갖는 용삭 산소 실린더와, 상기 추종측 실린더 단부로부터 삽입되어, 상기 용삭 산소 실린더를, 용삭 산소가 공급되는 기준측 영역과, 상기 용삭 산소가 공급되지 않는 추종측 영역으로 구획하는 피스톤과, 기준측 노즐 단부를 갖고 또한, 상기 용삭 산소 실린더의 상기 기준측 영역으로부터 상기 용삭 산소를 강편을 향해서 분출하는 슬릿 노즐과, 상기 피스톤의 삽입 위치를 조정하는 제어 수단을 구비하고, 상기 기준측 노즐 단부가, 상기 강편의 기준측 단부보다도 외측의 위치에 배치된다.

Description

강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법{HOT SCARFING APPARATUS AND METHOD OF HOT SCARFING STEEL SLAB}

본 발명은, 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법에 관한 것이다. 이 용삭 장치는, 강편의 표면에 산소를 분사하는 토치를 갖는다.

본 출원은, 2009년 1월 13일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2009-004409호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

연속 주조 등에 의해 제조되는 주조편의 표면 근방에 존재하는 균열, 표층 개재물, 핀 홀 등을 제거하여 품질을 향상하는 목적으로, 강편에 열간에 의해 산소를 분사하여 표면을 용삭하는 처리가 이용되고 있다. 열간에 의해 용삭하는 이 처리는, 핫 스카핑(Hot Scarfing)이라고도 불린다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 열간에 의해 강편의 4면이 동시에 용삭되기 때문에, 고속, 고능률, 저비용으로 강편의 품질 향상이 가능해진다.

구체적으로는, 액화 석유 가스나 코크스로 가스를 유래로 하는 연료 가스와 산소를 고온의 강편에 분사하고, 연료 가스와 산소의 연소에 의해 강편의 표면을 고온으로 더 가열시킨다. 이것에 의해, 강편 표면의 산화 용융이 일어나 용융 철이 발생한다. 이 때 이용하는 연료 가스와 산소는, 예열 연료 가스 및 예열 산소라 불린다. 이 강판 표면에, 용융 산소 노즐로부터 용삭 산소를 분사하면, 용융 철과 산소가 산화 반응을 일으켜, 강력한 반응열이 발생한다. 따라서, 용삭 산소 노즐 및/또는 강편을 연속하여 이행시킴으로써 연속적으로 산화 반응이 일어나, 용삭이 진행된다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 용삭 산소의 분사는, 토치(1)에 설치한 슬릿 노즐(5)로부터 산소를 분출함으로써 행해진다.

그런데, 연속 주조 등에 의해 제조되는 강편은, 다양한 폭을 갖는다. 따라서, 용삭 장치는, 다양한 폭을 갖는 강편을 용삭할 수 있도록 설계되어 있다. 즉, 용삭 장치는, 예를 들면 도 4a에 도시된 바와 같이, 강편(10)의 4면을 열간 용삭할 수 있도록 설계된다. 상세히 설명하면, 강편(10)의 상면을 용삭하는 상면 용삭 유닛(20a) 및 강편(10)의 하면을 용삭하는 하면 용삭 유닛(20b)(이들 용삭 유닛은, 이하, 광면 용삭 유닛(20)이라고 하는 경우가 있음)은, 각각 최대 용삭 가능 폭을 갖는 강편(10_MAX)의 상면과 하면을 용삭할 수 있는 용삭 가능폭을 갖고 있다. 상면 용삭 유닛(20a) 및 하면 용삭 유닛(20b)은, 각각 한쪽의 단부(기준측 단부(33))에서 강판(10)의 한쪽 측면을 용삭하는 측면 용삭 유닛(22)과 연결되어 있다. 상면 용삭 유닛(20a) 및 하면 용삭 유닛(20b)은, 강편(10)의 폭 방향으로 상호 위치를 슬라이드시킬 수 있다. 소정의 폭을 갖는 강편(10)을 용삭할 때에는, 상면 용삭 유닛(20a)과 하면 용삭 유닛(20b)을 서로 슬라이드시켜, 각각의 용삭 유닛(20a, 20b)에 연결한 측면 용삭 유닛(22, 22)이 소정의 폭의 강편(10)의 측면을 용삭할 수 있는 위치에 배치한다. 이것에 의해, 상면 용삭 유닛(20a), 하면 용삭 유닛(20b), 측면 용삭 유닛(22, 22)은 강편 표면과의 위치 관계를 최적화하여, 강편(10)의 4면을 동시에 용삭할 수 있다.

최대 용삭 가능폭을 갖는 강편(10_MAX)을 용삭하는 경우를 제외하고, 예를 들면 도 4a로부터 명백한 바와 같이, 상면 용삭 유닛(20a)과 하면 용삭 유닛(20b)의 용삭 가능폭보다도, 용삭 대상의 강편(10)의 폭 쪽이 작다. 따라서, 상면 용삭 유닛(20a)과 하면 용삭 유닛(20b)의 전체 폭 중, 강편(10)의 폭을 초과하는 개소에 대응하는 부분은, 용삭 산소, 예열 산소, 예열 연료 가스 및 실드 연료 가스가 분출하지 않도록 대처하는 것이 필요하다. 그것을 위한 구성에 대하여, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 이하에 설명한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 토치(1: 용삭 유닛)는, 용삭 산소 슬릿 노즐(5) 등의 가스 분출 노즐을 갖는 토치 유닛(3)과, 이 토치 유닛(3)에 결합되는 매니폴드(2)를 갖는다. 매니폴드(2)는, 용삭 산소 등의 가스가 공급되는 실린더(4, 21b, 21c, 21d)를 포함한다. 이하, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여, 광면 용삭 유닛(20)의 매니폴드(2)에서의 용삭 산소 실린더(4)를 예로 들어 설명한다.

도 6b, 도 6c, 도 6d는 각각, 도 6a의 B’-B’선, C’-C’선, D’-D’선을 따라 얻어지는 단면도이다. 광면 용삭 유닛(20)의 매니폴드(2)에서, 용삭 산소 실린더(4)는 강편 폭 방향으로 연장하는 공동으로서 형성되어 있다. 한편, 토치 유닛(3)에는, 용삭 산소를 분출하는 슬릿 노즐(5)이 배치된다. 슬릿 노즐(5)은 강편 폭 방향으로 토치 유닛(3)의 전체 길이에 걸쳐 설치되어 있다. 용삭 산소 실린더(4)와 토치 유닛(5) 사이는, 강편 폭 방향 전체 길이에 걸쳐 병렬하는 복수의 연결관(6)에 의해 연결되어 있다. 용삭 산소 실린더(4)의 1개소로부터 용삭 산소가 공급되면, 복수의 연결관(6)을 경유하여 슬릿 노즐(5)의 강편 폭 방향 전체에 용삭 산소가 공급된다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 용삭 산소 실린더(4)는, 기준측 단부(31), 기준측 단부(31)와는 반대측(추종측)의 단부인 추종측 단부(32)를 갖는다. 추종측 단부(32)로부터는, 피스톤(8)이 삽입된다. 피스톤(8)은 지지구(9)에 의해 지지되고, 지지구(9)의 삽입 길이를 조정함으로써, 용삭 산소 실린더(4)에서의 피스톤(8)의 삽입 위치를 강편 폭 방향에서 변화시킬 수 있다. 용삭 산소 실린더(4)의 다른 쪽의 단부[(기준측 단부(31)]는 폐쇄되어 있다. 또한, 도 4a에 도시된 바와 같이, 용삭해야 할 강편(10)의 폭이 정해지면, 그 강편(10)의 폭에 맞추어, 피스톤(8)의 삽입 위치가 조정된다. 여기서, 용삭 산소 실린더(4)에 용삭 산소가 공급되면, 용삭 산소 실린더(4)의 기준측 단부(33)와 피스톤(8) 사이의 영역에서 용삭 산소가 공급되고, 용삭 산소가 슬릿 노즐(5)에 공급된다. 피스톤(8)과 용삭 산소 실린더(4)의 추종측 단부(34) 사이의 영역에는 용삭 산소가 공급되지 않는다. 이와 같은 제어를 행함으로써, 용삭하는 강편(10)의 폭이 변화되어도, 용삭 산소는 강편(10)의 폭 범위에만 분출된다.

상술한 설명에서는 용삭 산소 실린더(4)를 중심으로 설명하였지만, 매니폴드(2)는, 용삭 산소 실린더(4) 외에, 예비 연료 가스 실린더(21b), 예비 산소 실린더(21c) 및 실드 연료 가스 실린더(21d) 등을 갖는 경우가 있다. 도 6c, 도 6d에 도시된 바와 같이, 핵 실린더 모두, 용삭 산소 실린더(4)와 마찬가지로, 추종측 단부(34)로부터 피스톤(8)이 삽입되고, 피스톤의 위치를 조정함으로써, 각 실린더에 접속된 각 노즐로부터의 가스 분출을, 강편(10)의 폭 범위에 맞춰서 한정할 수 있다.

열간 용삭을 행하는 강편(10)의 표면의 온도는, 코너부를 제외한 평면부는 적열 상태이어도, 강편(10)의 네 코너에 해당하는 코너부는 온도가 낮아져 있다. 그로 인해, 광면 용삭 유닛(20)의 산소 분사 조건을 균일하게 한 경우에서는, 온도가 낮은 코너부의 용삭이 불충분해지는 경우가 있다. 특허 문헌 1에서는, 용삭 산소 실린더를 기준측 방, 면부 방, 추종측 방의 3개의 방으로 구분하고 있다. 기준측 방과 추종측 방은 강편(10)의 폭 방향 양단부에 대응하도록 배치되고, 면부 방은 양자 사이에 위치한다. 기준측 방과 추종측 방의 용삭 산소 압력은, 면부 방의 용삭 산소 압력보다도 높게 설정된다. 이것에 의해, 강편(10)의 코너부를 향해 분출하는 산소 유량(운동 에너지)을 강편 중앙부를 향해 분출하는 산소 유량보다도 높게 할 수 있다. 따라서, 강편 온도가 낮은 코너부에 대해서도, 강편 중앙부와 동등한 용삭량을 확보할 수 있다. 결과적으로, 강편(10)을, 그 폭 방향 전체에 걸쳐 균일하게 용삭할 수 있다. 이 경우, 추종측의 용삭 산소 공급은, 용삭 산소 실린더에 삽입하는 피스톤의 지지구의 내부를 통과시키기 위해, 지지구는 산소를 통과시키도록 파이프로 형성된다.

광면 용삭 유닛(20)의 추종측에 대해서는, 용삭 산소 실린더의 피스톤(8)의 삽입 위치를 강편(10)의 폭에 맞춰 조정한다(도 4a). 이것에 의해, 용삭 산소 실린더(4)로부터 공급되는 산소의 공급 범위를 강편(10)의 폭에 맞출 수 있다. 용삭 산소 실린더(4)에 공급된 산소는, 연결관(6) 및 슬릿 노즐(5)을 경유하여 분출한다. 그런데, 추종측에 대하여 말하자면, 슬릿 노즐(5)이 강편(10)의 폭 단부보다도 외측까지 넓어져 있기 때문에, 용삭 산소 실린더(5)의 피스톤(8) 부근의 연결관(6)으로부터 공급된 산소 가스는, 슬릿 노즐(5) 내에서 강편(10)의 폭 단부보다 외측으로 넓어져 간다. 그로 인해, 강편(10)의 폭 단부 부근의 산소 가스 공급량이 감소하게 되는 경향이 보였다. 또한, 용삭 유닛의 기준측(31)에 대해서는, 토치의 측면으로부터 용삭 산소 가스가 누설되지 않도록, 도 3d에 도시된 바와 같이 슬릿 노즐(5)의 단부에 측판(27)이 삽입된다.

특허 문헌 2에서는, 피스톤의 정지 위치를 강편 폭보다 확대하여 산소를 토출하도록 하여, 정지 위치를 제어하고 있다. 이것에 의해, 추종측에서의 강편 폭 단부의 산소 가스 공급량 부족이 완화되어, 용삭 잔량이 감소한다고 하는 효과가 얻어진다.

특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재된 방법을 이용함으로써, 열간 용삭에서 강편의 코너부의 용삭 잔량의 발생을 방지하는 것이 가능해져서, 강편의 4면 전체면이 빠짐없이 용삭되도록 되었다.

일본 특허 출원 공개 평9-210320호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-102804호 공보

상술한 바와 같이, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재된 방법을 이용함으로써, 열간 용삭에서 강편의 코너부의 용삭 잔량의 발생을 방지하는 것이 가능해져서, 강편의 4면 전체면이 빠짐없이 용삭되도록 되었다. 그러나, 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 기재된 기술을 적용한 경우이어도, 냉연 강판의 폭 단부 부근에, 단부로부터의 거리가 일정하여 길이 방향으로 연속하여 슬리버 결함(sliver defects)이 발생하는 경우가 있었다. 슬리버 결함이란, 연속 주조 주조편 등의 강편을 열간 압연하고, 또한 냉간 압연을 행한 냉연 강판에서의 표면 품질 불량의 하나로서, 강편 표면 부근에 내재하는 알루미나 개재물 등이 그 원인의 하나로 생각되고 있다. 본 발명자들은, 슬리버 결함의 원인에 대하여 상세히 조사한 결과, 예를 들면 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 기재된 관련 기술에 의해, 강편 코너부의 용삭 잔량은 발생하지 않게 되었지만, 강편 코너부는, 그 이외의 평면부와 비교하면, 열간 용삭에 의한 용삭량이 적어져 있는 것이 판명되었다. 그 결과, 도 6b에 도시한 바와 같이, 용삭 후의 강편(42)의 코너부(12)에서 코너 R이 작아져서, 코너부의 라운딩이 감소하고 있는 것을 알 수 있었다. 그리고, 강편 코너부의 코너 R이 지나치게 작으면, 그 후의 압연에서 코너부가 접혀서 강판 표면에 절첩되는 경우가 있고, 이것이, 냉연 강판의 단부로부터의 거리가 일정해서 길이 방향으로 연속하여 발생하는 슬리버 결함의 원인인 것을 알 수 있었다.

종래, 광면 용삭 유닛(20)의 기준측에 대해서는, 용삭 산소를 토출하는 슬릿 노즐의 폭 방향 단부를, 강편의 단부와 일치하는 위치에 위치 정렬하고 있었다. 이것에 대하여, 슬릿 노즐의 폭 방향 단부가 강편의 단부보다도 외측에 위치 정렬함으로써, 강편 코너부의 용삭량을 증대하고, 도 6a에 도시한 바와 같이, 용삭 후의 강편(42)의 코너부(12)의 코너 R을 크게 보유 지지할 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 강판의 폭 단부 부근에 발생하는 슬리버 결함을 방지할 수 있는 강편의 용삭 장치 및 강편의 용삭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 지식에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지로 하는 바는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 제1 형태는, 기준측 실린더 단부와 추종측 실린더 단부를 갖는 용삭 산소 실린더와, 상기 추종측 실린더 단부로부터 삽입되고, 상기 용삭 산소 실린더를, 용삭 산소가 공급되는 기준측 영역과, 상기 용삭 산소가 공급되지 않는 추종측 영역으로 구획하는 피스톤과, 기준측 노즐 단부를 갖고 또한, 상기 용삭 산소 실린더의 상기 기준측 영역으로부터 상기 용삭 산소를 강편을 향해서 분출하는 슬릿 노즐과, 상기 피스톤의 삽입 위치를 조정하는 제어 수단을 구비하며, 상기 기준측 노즐 단부가, 상기 강편의 기준측 단부보다도 외측의 위치에 배치되는 강편의 용삭 장치이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 용삭 장치에서는, 상기 피스톤이 상기 강편의 추종측 단부보다도 외측의 위치에 배치되어도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용삭 장치에서는, 상기 기준측 영역을 기준측 방과 중앙 방으로 구획하고, 상기 강편의 상기 기준측 단부보다도 내측의 위치에 배치되는 기준측 구획판과, 상기 피스톤으로부터 상기 기준측 실린더 단부를 향해서 연장하는 연장부와, 상기 연장부의 단부에 설치되고, 상기 기준측 영역을 상기 중앙 방과 추종측 방으로 구획하고 또한, 상기 강편의 상기 추종측 단부보다도 내측에 배치되는 추종측 구획판을 더 구비하며, 상기 기준측 방과 상기 추종측 방에, 상기 중앙 방 내의 압력보다도 높은 압력의 용삭 산소가 공급되어도 된다.

(4) 본 발명의 제2 형태는, 용삭 산소 실린더와, 상기 용삭 산소 실린더에 삽입되는 피스톤과, 상기 용삭 산소 실린더에 연통하는 슬릿 노즐을 구비하는 용삭 장치를 이용한 강편의 용삭 방법이며, 상기 용삭 산소 실린더에 용삭 산소를 공급하는 공정과, 상기 강편의 기준측 단부보다도 외측에 배치되는 상기 슬릿 노즐을 통하여, 상기 용삭 산소를 강편에 분사하는 공정을 구비한다.

(5) 상기 (4)에 기재된 용삭 방법에서는, 상기 피스톤을, 상기 강편의 추종측 단부보다도 외측에 배치시키는 공정을 더 구비하여도 된다.

(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 강편의 용삭 방법에서는, 상기 기준측 영역이 기준측 방과 중앙 방과 추종측 방으로 구획된 용삭 장치를 이용하여, 상기 기준측 방과 상기 추종측 방에, 상기 중앙 방 내의 압력보다도 높은 압력의 용삭 산소를 공급하는 공정을 더 구비하여도 된다.

본 발명에서는, 강편 광면에의 용삭 산소를 공급하는 슬릿 노즐의 기준측 단부의 위치를, 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킴으로써, 강편 코너부의 용삭량을 증대하고, 용삭 후의 강편 코너부의 코너 R을 크게 보유 지지할 수 있다. 이것에 의해, 압연 후의 슬리버 결함 발생의 저감을 실현할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 용삭 장치의 단면도이다.
도 1b는 상기 용삭 장치의, 기준측 단부 부근의 확대 단면도이다.
도 1c는 상기 용삭 장치의, 추종측 단부 부근의 확대 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 용삭 장치의 단면도이다.
도 3a는 본 발명에서 이용되는 일례의 용삭 장치의 토치 단면도이다.
도 3b는 상기 토치의 단면도로서, 연결관의 단면을 포함하는 단면도이다.
도 3c는 도 3b의 C-C선을 따라 얻어지는 상기 토치의 단면도이다.
도 3d는 상기 토치의 슬릿(5)의 기준측 단부를 나타내는 사시도이다.
도 4a는 용삭 장치의 단면도이다.
도 4b는 상기 용삭 장치의 기준측 단부 부근의 확대 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 용삭 장치 또는 용삭 방법에 의해 용삭한 강편의 코너부 부근의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5b는 종래의 용삭 장치 또는 용삭 방법에 의해 용삭한 강편의 코너부 부근의 단면을 나타내는 도면이다.
도 6a는 종래의 용삭 장치의 토치의 단면도이다.
도 6b는 도 6b의 B’-B’선을 따라 얻어지는 단면도이다.
도 6c는 도 6b의 C’-C’선을 따라 얻어지는 단면도이다.
도 6d는 도 6b의 D’-D’선을 따라 얻어지는 단면도이다.

이하, 도 1a 내지 도 1c, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1a에는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 용삭 장치(100a)가 도시되어 있다. 강편(10)의 4면을 열간에 의해 용삭하는 용삭 장치(100a)는, 광면 용삭 유닛(20)[상면 용삭 유닛(20a), 하면 용삭 유닛(20b)], 양측면 용삭 유닛(22, 22)으로부터, 용삭 산소 등의 가스를 강편(10)의 표면으로 분출한다. 도 1a에 도시한 바와 같이, 상면 용삭 유닛(20a)의 기준측(31a), 하면 용삭 유닛(20b)의 기준측(31b)에, 한쪽의 측면 용삭 유닛(22)이 각각 고정되어 있다.

광면 용삭 유닛(20)[상면 용삭 유닛(20a) 및 하면 용삭 유닛(20b)]은, 가스 분출 노즐을 구비하는 토치 유닛(3)과, 토치 유닛(3)에 결합되는 매니폴드(2)를 갖는다. 매니폴드(2)에는, 도 4a에 도시한 바와 같이, 용삭 산소 실린더(4), 예열 연료 가스 실린더(21b), 예열 산소 실린더(21c), 실드 가스 실린더(21d) 등이 배치되어 있다. 용삭 산소에 대해서는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 용삭 산소 실린더(4)에, 강편의 폭 방향으로 병렬하는 다수의 연결관(6)이 배치되고, 각 연결관(6)의 선단이 토치 유닛(3)의 슬릿 노즐(5)에 접속되어 있다. 용삭 산소 실린더(4)에는, 추종측(32)[도 1a의 추종측 단부(34)]으로부터 피스톤(8)이 삽입된다. 피스톤(8)은, 추종측 단부(34)로부터 삽입되는 지지구(9)에 의해 지지된다. 추종측(32)의 반대측은 기준측(31)이다. 기준측 단부(33)와 피스톤(8) 사이의 실린더 내 영역에 가스를 공급함으로써, 기준측 단부(33)와 피스톤(8) 사이의 위치에 배치된 연결관(6)을 통하여 슬릿 노즐(5)에 용삭 산소가 공급된다. 이것에 의해, 피스톤(8)의 삽입 위치에 대응하는 슬릿 노즐(5)의 특정한 개소로부터 강편에 용삭 산소가 분출된다. 용삭하는 강편(10)의 폭에 따라서, 지지구(9)의 조작에 의해 피스톤(8)의 삽입 위치를 조정함으로써, 강편(10)의 폭이 작은 경우이어도, 불필요한 위치에 산소가 분출하는 것을 방지할 수 있다. 피스톤(8)의 삽입 위치는, 제어부(도시 생략)에 의해 조정된다. 제어 장치는, 광면 용삭 유닛(20)의 위치 정보를 취득하고, 이 위치 정보에 기초하여 피스톤(8)의 지지구(9)를 동작시키도록 구성하여도 된다. 또한, 도 3d에 도시된 바와 같이, 용삭 유닛의 기준측 단부(33)에 대해서는, 슬릿 노즐(5)의 측면 단부가 측판(27)에 의해 막혀 있고, 토치의 측면으로부터 용삭 산소가 누설되는 것을 방지하고 있다.

광면 용삭 유닛(20)의 슬릿 노즐(5)의 기준측 단부(33) 위치에 대해서는, 종래, 도 4a, 도 4b에 도시된 바와 같이, 강편 길이 방향(용삭 진행 방향)에 수직인 단면 내에서, 강편(10)의 폭 방향 단부의 연직 방향(이하 '강편 단부 수선(14)'이라고 함)에 슬릿 노즐 기준측 단부(33)가 일치하도록 배치되어 있었다. 그 결과, 강편 코너부(12)는, 그 이외의 평면부와 비교하면, 열간 용삭에 의한 용삭량이 적어져 있다. 그로 인해, 도 5b에 도시된 바와 같이, 강편 코너부(12)의 코너 R이 작아져서, 코너부(12)의 라운딩이 감소되는 것을 알 수 있었다. 그리고, 강편 코너부(12)의 코너 R이 지나치게 작으면, 그 후의 압연에서 코너부(12)가 접혀서 강판 표면에 절첩되는 경우가 있고, 이것이, 냉연 강판의 단부로부터의 거리가 일정해서 길이 방향으로 연속하여 발생하는 슬리버 결함의 원인으로 된다.

본 발명에서는, 도 1a, 도 1b에 도시된 바와 같이, 슬릿 노즐(5)의 기준측 단부(33)의 위치를, 강편의 폭 단부(13)보다도 강편(10)의 외측에 위치시킨다. 즉, 슬릿 노즐 기준측 단부(33)를, 강편 단부 수선(14)보다도 강편(10)의 외측 부분에 배치시킨다. 광면 용삭 유닛(20)의 슬릿 노즐(5)을 이와 같은 위치에 배치하여 열간 용삭을 행함으로써, 강편 코너부(12)의 용삭량을 증대하고, 용삭 후의 강편 코너부(12)의 코너 R을 크게 보유 지지할 수 있다. 또한, 도 5a는, 본 실시 형태에 의한 용삭 장치를 이용하여 용삭을 행한 강편(10)에 대하여, 용삭 전의 강편(41)과 용삭 후의 강편(42)의 강편 코너부(12) 부근의 부분 단면도를 나타내고 있다. 이 도 5a에 도시된 바와 같이 열간 용삭 후의 강편 코너부(12)에 라운딩을 갖게 함으로써, 압연에서 강편 코너부 상당부에 슬리버 결함이 발생하는 트러블을 방지하는 것이 가능하게 되었다.

강편 단부 수선(14)과 슬릿 노즐 기준측 단부(33)의 거리를 G라고 할 때(도1B 참조), 슬릿 노즐(5)의 기준측 단부(33)의 위치를 강편(10)의 폭 단부(13)보다도 강편(10)의 외측으로 하고, G를 10㎜ 이상으로 하면 바람직한 결과를 얻을 수 있다. G를 15㎜ 이상으로 하면 더욱 바람직하다.

용삭 유닛의 토치 유닛(3)에는, 도 3b, 도 6a에 도시된 바와 같이, 용삭 산소를 분출하는 용삭 산소 슬릿 노즐(5)뿐만 아니라, 예열 연료 가스 노즐(7b), 예열 산소 노즐(7c), 실드 연료 가스 노즐(7d)을 갖는다. 또한, 이들 노즐에 가스를 공급하기 위해서, 매니폴드(2)는, 용삭 산소 실린더(4) 외에, 예열 연료 가스 실린더(21b), 예열 산소 실린더(21c), 실드 연료 가스 실린더(21d)를 갖는다. 매니폴드(2)에서의 각 실린더의 강편 폭 방향의 배치를 나타낸 것이, 도 6b 내지 도 6d이다. 도 6b 내지 도 6d로부터 명백해진 바와 같이, 기준측(31)에서, 용삭 산소 실린더(4), 예열 연료 가스 실린더(21b), 예열 산소 실린더(21c), 실드 연료 가스 실린더(21d)는 강편 폭 방향에서 동등한 위치에 단부를 갖고 있다. 또한, 피스톤(8)의 삽입 위치는, 용삭 산소 실린더(4), 예열 연료 가스 실린더(21b), 예열 산소 실린더(21c), 실드 연료 가스 실린더(21d) 중 어느 것이나, 강편 폭 방향에서 동등한 위치에 배치되어 있다.

본 발명에서는, 용삭 산소 슬릿 노즐뿐만 아니라, 예열 연료 가스 노즐(7b), 예열 산소 노즐(7c), 실드 연료 가스 노즐(7d)에 대해서도, 노즐의 기준측 단부의 위치를, 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시키면 바람직하다. 이것에 의해, 용삭 산소 슬릿 노즐만 기준측 단부의 위치를 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킨 경우와 비교하여, 강편 코너부는, 충분한 라운딩을 얻을 수 있다. 통상의 용삭 유닛에서는, 도 3a 내지 도 3c 및 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 기준측(31)에서, 용삭 산소 실린더(4), 예열 연료 가스 실린더(21b), 예열 산소 실린더(21c), 실드 연료 가스 실린더(21d)는 강편 폭 방향에서 동등한 위치에 단부를 갖고 있다. 따라서, 용삭 산소 슬릿 노즐의 기준측 단부를 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킴으로써, 예열 연료 가스 노즐(7b), 예열 산소 노즐(7c), 실드 연료 가스 노즐(7d)에 대해서도, 노즐의 기준측 단부의 위치를 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킬 수 있다.

슬릿 노즐 추종측(33)에 위치하는 강편 코너부(12)에 대해서도, 본 발명을 적용함으로써 용삭 후의 코너부(12)에 라운딩을 갖게 할 수 있어, 압연 후의 슬리버 결함을 저감하는 것이 가능하다. 용삭 산소 실린더(4)의 추종측에 대해서는, 그 단부로부터 피스톤(8)을 삽입하고, 산소를 분사하는 강편의 폭에 따라서 피스톤(8)의 위치를 조정한다. 슬릿 노즐의 기준측과 추종측의 양쪽에 대하여 본 발명을 적용함으로써, 강편의 기준측과 추종측 양쪽의 코너부에 라운딩을 갖게 할 수 있으므로, 압연 후의 폭 양단부 모두, 슬리버 결함을 저감할 수 있다.

종래, 특허 문헌 2에 기재한 바와 같이 피스톤의 정지 위치를 개선함으로써, 용삭 잔량을 감소시킬 수는 있었다. 그러나, 용삭 후의 강편 코너부의 라운딩 부족에 의한 슬리버 결함은 발생하고 있었다. 본 발명에서는, 용삭 산소 슬릿 노즐뿐만 아니라, 예열 연료 가스 노즐(7b), 예열 산소 노즐(7c), 실드 연료 가스 노즐(7d)에 대해서도, 피스톤의 정지 위치를, 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시키면 바람직하다. 이것에 의해, 용삭 산소 슬릿 노즐만 기준측 단부의 위치를 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킨 경우와 비교하여, 강편 코너부는, 충분한 라운딩을 얻을 수 있다. 그 결과, 추종측의 강편 코너부에 대해서도 압연 후의 슬리버 결함을 충분히 경감할 수 있다. 통상의 용삭 유닛에서는, 도 3a 내지 도 3d, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 피스톤(8)의 배치 위치는, 용삭 산소 실린더(4), 예열 연료 가스 실린더(21b), 예열 산소 실린더(21c), 실드 연료 가스 실린더(21d) 모두, 강편 폭 방향에서 동일한 위치에 배치되어 있다. 따라서, 용삭 산소 슬릿 노즐의 피스톤 위치를 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킴으로써, 예열 연료 가스 노즐(7b), 예열 산소 노즐(7c), 실드 연료 가스 노즐(7d)에 대해서도, 피스톤의 배치 위치를 강편의 폭 단부보다도 강편의 외측에 위치시킬 수 있다.

도 2에는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 용삭 장치(100b)가 도시되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 용삭 산소 실린더(4)가 기준측 영역(36), 면부 영역(35) 및 추종측 영역(37)의 3개의 영역(방)으로 구분된다. 기준측 영역(36)은, 용삭 산소 실린더(4)의 기준측 단부(33)로부터 그보다 폭 방향 내측의 부위에 배치된다. 추종측 영역(37)은, 피스톤(8)의 위치로부터 그보다 폭 방향 내측의 부위에 배치된다. 면부 영역(35)은, 기준측 영역(36)과 추종측 영역(37) 사이에 배치된다. 기준측 영역(36)과 추종측 영역(37)에는, 면부 영역(35)보다도 높은 압력의 용삭 산소가 공급되는 것이 바람직하다.

기준측 영역(36)과 추종측 영역(37)에는, 면부 영역(35)보다 높은 압력의 용삭 산소가 공급되기 때문에, 용삭시의 강편 표면 온도가 낮은 코너부(12) 부근에 대하여, 용삭량(용삭 깊이)을 강편 폭 중앙부와 거의 동등하게 할 수 있다. 용삭 산소는, 실린더(4)의 기준측 영역(36)과 추종측 영역(37)으로부터는 높은 압력, 예를 들면 3.2kgf/㎠로, 중앙의 면부 영역(35)으로부터는 통상의 압력, 예를 들면 2.8kgf/㎠로 공급된다. 이들 압력차에 의해 용삭 효과에 차가 나타나, 면부와 이보다 저온인 코너부의 용삭 깊이가 거의 동일한 정도로 용삭된다.

기준측 영역(36)은, 용삭 산소 실린더(4)의 기준측 단부(33)로부터 그보다 폭 방향 내측 120㎜ 이상 280㎜ 이하, 바람직하게는 160㎜ 이상 240㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 200㎜ 정도의 위치에 배치된다. 기준측 단부(33)로부터 120㎜ 이상 280㎜ 이하, 바람직하게는 160㎜ 이상 240㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 200㎜ 정도 내측에 구획판(23)을 설치하고, 기준측 단부(33)로부터 구획판(23)까지 사이의 기준측 영역(36)에 용삭 산소가 공급된다. 추종측 영역(37)은, 피스톤(8) 위치로부터 그보다 폭 방향 내측 120㎜ 이상 280㎜ 이하, 바람직하게는 160㎜ 이상 240㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 200㎜ 정도의 부위에 배치된다. 피스톤(8)으로부터 120㎜ 이상 280㎜ 이하, 바람직하게는 160㎜ 이상 240㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 200㎜ 정도 내측에 제2 피스톤(제2 구획판)(24)을 설치하고, 피스톤(8)으로부터 제2 피스톤(제2 구획판)(24)까지 사이의 추종측 영역(37)에 용삭 산소가 공급된다. 피스톤(8)을 용삭 산소 실린더 내에 삽입하기 위한 지지구(9)를 파이프(25)라고 하며, 피스톤(8)으로부터 제2 피스톤(제2 구획판)(24)까지 사이에 대해서는 지지구의 파이프 표면에 통기 구멍(26)을 설치하고, 파이프(25)의 내측을 통하여 추종측 방(37)의 용삭 산소를 공급하여도 된다.

본 발명에 의하면, 압연 후의 슬리버 결함 발생의 저감을 실현할 수 있다. 따라서, 산업상의 이용 가능성은 크다.

1: 토치
2: 매니폴드
3: 토치 유닛
4: 용삭 산소 실린더
5: 슬릿 노즐
6: 연결관
7: 노즐
7b: 예열 연료 가스 노즐
7c: 예열 산소 노즐
7d: 실드 연료 가스 노즐
8: 피스톤
9: 지지구
10: 강편
11: 광면
12: 코너부
13: 폭 단부
14: 강편 단부 수선
20: 광면 용삭 유닉
20a: 상면 용삭 유닛
20b: 하면 용삭 유닛
21b: 예열 연료 가스 실린더
21c: 예열 산소 실린더
21d: 실드 연료 가스 실린더
22: 측면 용삭 유닛
23: 구획판(제1 구획판)
24: 제2 피스톤(제2 구획판)
25: 파이프
26: 통기 구멍
27: 측판
31: 기준측
32: 추종측
33: 기준측 단부
34: 추종측 단부
35: 면부 방
36: 기준측 방
37: 추종측 방
41: 용삭 전의 강편
42: 용삭 후의 강편

Claims

기준측 실린더 단부와 추종측 실린더 단부를 갖는 용삭 산소 실린더와,
상기 추종측 실린더 단부로부터 삽입되어, 상기 용삭 산소 실린더를, 용삭 산소가 공급되는 기준측 영역과, 상기 용삭 산소가 공급되지 않는 추종측 영역으로 구획하는 피스톤과,
기준측 노즐 단부를 갖고 또한, 상기 용삭 산소 실린더의 상기 기준측 영역으로부터 상기 용삭 산소를 강편을 향해서 분출하는 슬릿 노즐과,
상기 피스톤의 삽입 위치를 조정하는 제어 수단을 구비하고,
상기 기준측 노즐 단부가, 상기 강편의 기준측 단부보다 10㎜ 이상 외측의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 피스톤이 상기 강편의 추종측 단부보다도 외측의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기준측 영역을 기준측 방과 중앙 방으로 구획하고, 상기 강편의 상기 기준측 단부보다도 내측의 위치에 배치되는 기준측 구획판과,
상기 피스톤으로부터 상기 기준측 실린더 단부를 향해서 연장하는 연장부와,
상기 연장부의 단부에 설치되어 상기 기준측 영역을 상기 중앙 방과 추종측 방으로 구획하고 또한, 상기 강편의 상기 추종측 단부보다도 내측에 배치되는 추종측 구획판을 더 구비하고,
상기 기준측 방과 상기 추종측 방에, 상기 중앙 방 내의 압력보다도 높은 압력의 용삭 산소가 공급되는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 장치.
용삭 산소 실린더와, 상기 용삭 산소 실린더 내에 삽입되는 피스톤과, 상기 용삭 산소 실린더에 연통하는 슬릿 노즐을 구비하는 용삭 장치를 이용한 강편의 용삭 방법이며,
상기 용삭 산소 실린더에 용삭 산소를 공급하는 공정과,
상기 강편의 기준측 단부보다 10㎜ 이상 외측에 배치되는 상기 슬릿 노즐을 통하여, 상기 용삭 산소를 강편에 분사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 방법.
제4항에 있어서, 상기 피스톤을, 상기 강편의 추종측 단부보다도 외측에 배치시키는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 강편의 용삭 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 기준측 영역이 기준측 방과 중앙 방과 추종측 방으로 구획된 용삭 장치를 이용한 강편의 용삭 방법이며,
상기 기준측 방과 상기 추종측 방에, 상기 중앙 방 내의 압력보다도 높은 압력의 용삭 산소를 공급하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강편의 용삭 방법.