KR101368934B1 - 코일의 내권부 냉각장치 - Google Patents

코일의 내권부 냉각장치 Download PDF

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Abstract

코일의 내권부 냉각장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 코일의 내권부 냉각장치는 권취된 코일의 내권부에 삽입되어 냉각수를 분사하는 분사유닛; 분사유닛을 코일의 내권부에 삽입시키는 이송유닛; 및 이송유닛의 동작을 단속하는 제어유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

코일의 내권부 냉각장치{COOLING DEVICE FOR COIL INNER PART}
본 발명은 코일의 내권부 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권취된 코일의 내권부에 삽입되어 코일을 균일하게 냉각시킬 수 있는 코일의 내권부 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로, 열간압연공정은 제강공정의 연속 주조기로부터 공급받은 슬라브를 가열로에 장입하여 압연에 적당한 온도로 재가열(1200℃~1300℃)하여 추출한 후, 조압연기를 통해 폭 방향 압연 및 두께 방향 압연을 실시한다.
이어서 사상압연기에서 수요자가 원하는 두께를 갖는 제품으로 최종압연을 실시하여서 된 스트립을 냉각하여 권취기로 감아 두루마리 형태의 코일을 얻을 수 있다.
특히, 두께가 20mm 이상인 극후물재를 압연하여 권취하는 경우, 코일의 선단부와 후단부를 가열함으로써, 코일의 통판성과 권취성을 개선하게 된다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2000-0019494호 (2000. 04. 15. 공개, 발명의 명칭 : 스테인레스 열연코일의 냉각방법 및 이에 이용되는 냉각장치) 가 있다.
본 발명은 권취된 코일의 내권부에 삽입되어 코일을 균일하게 냉각시킬 수 있는 코일의 내권부 냉각장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 코일의 내권부 냉각장치는 권취된 코일의 내권부에 삽입되어 냉각수를 분사하는 분사유닛; 상기 분사유닛을 상기 코일의 내권부에 삽입시키는 이송유닛; 및 상기 이송유닛의 동작을 단속하는 제어유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분사유닛은, 상기 냉각수가 수용되는 분사챔버; 및 상기 분사챔버에서 분기되어 상기 냉각수를 분사시키는 복수의 분사노즐; 상기 코일의 축 방향으로 연통되도록 상기 분사챔버에 결합되는 연결부재; 및 상기 연결부재와 연통되어 상기 냉각수를 상기 분사챔버로 공급하는 공급부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이송유닛은, 상기 분사유닛을 축 방향으로 이동시키는 왕복이동부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이송유닛은, 상기 분사유닛을 높이 방향으로 이동시키는 높이조절부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이송유닛은, 상기 분사유닛을 조절 방향으로 이동시키는 슬라이딩부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬라이딩부재는, 조절 방향에 따라 상기 분사유닛의 이동 경로를 형성하는 가이드부재; 및 상기 가이드부재를 따라 상기 분사유닛을 이동시키는 작동부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어유닛은, 상기 코일의 내권부 중심에 대응하여 상기 높이조절부재와, 상기 슬라이딩부재의 이동 거리를 단속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 코일의 내권부 냉각장치는 권취된 코일의 내권부에 삽입되어 코일을 균일하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 코일의 내권부에서 냉각 정도에 따라 재질의 특성이 변화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 코일의 내권부와 외권부 간의 재질 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각수의 낭비를 방지하고, 단시간 내에 코일의 내권부를 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 길이에 따른 가열 온도를 도시한 그래프,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 분사유닛의 축 방향 이동 상태를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 분사유닛의 높이 방향 이동 상태를 도시한 정면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 분사유닛의 조절 방향 이동 상태를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치의 분사 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 코일의 내권부 냉각장치의 일 실시예를 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.
본 발명에서 도면을 기준으로 분사유닛(100)이 승강되는 방향을 높이 방향이라 하고, 권취된 코일(10)의 중심축에 평행하게 왕복 이동되는 방향을 축 방향이라 하며, 높이 방향과 축 방향에 수직인 방향을 조절 방향이라 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 길이에 따른 가열 온도를 도시한 그래프이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치를 도시한 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 맨드렐(mandrel)에서 코일(10)을 벤딩(bending)하는 경우, 압연된 철판(20)의 선단부와 후단부를 섭씨 600도 내지 섭씨 750도 사이에서 가열한다.
일반적으로, 철판(20)의 선단부는 8m 내지 10m 정도가 가열되고, 철판(20)의 후단부는 1m 내지 4m 정도가 가열된다.
이에 따라 철판(20)을 권취하여 코일(10)을 형성할 때, 코일(10)의 통판성과 권취성이 개선된다.
여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치는 가열된 철판(20)의 선단부에 대응하는 코일(10)의 내권부(11)를 냉각시키는 장치이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치는 분사유닛(100)과, 이송유닛(200)과, 제어유닛(300)을 포함한다.
분사유닛(100)은 권취된 코일(10)의 내권부(11)에 삽입되어 냉각수를 분사한다.
분사유닛(100)은 분사챔버(110)와, 분사노즐(120)과, 연결부재(130)와, 공급부재(140)를 포함한다.
분사챔버(110)는 코일(10)의 내권부(11)에 분사되는 냉각수가 수용된다.
분사노즐(120)은 복수 개가 분사챔버(110)에서 분기된다. 분사노즐(120)은 분사챔버(110)에 수용된 냉각수를 분사시킨다.
분사노즐(120)은 코일(10)의 내권부(11) 둘레를 따라 복수 열이 상호 이격되도록 배치된다. 또한, 분사노즐(120)은 코일(10)의 축 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되도록 배치된다.
연결부재(130)는 코일(10)의 축 방향으로 연통되도록 분사챔버(110)에 결합된다.
공급부재(140)는 연결부재(130)와 연통되어 냉각수를 분사챔버(110)에 공급한다. 도시되지 않았지만, 공급부재(140)에는 연결부재(130)와 연통되는 하우징 내부에 냉각수를 압송시키기 위한 압송부가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 공급부재(140)는 냉각수를 압송시키기 위한 펌프로 구성될 수 있다.
이송유닛(200)은 분사유닛(100)을 코일(10)의 내권부(11)에 삽입시킨다.
여기서 이송유닛(200)은 왕복이동부재(210)를 포함한다.
왕복이동부재(210)는 분사유닛(100)을 축 방향으로 이동시킨다. 왕복이동부재(210)는 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11)에 삽입되어 정위치될 수 있도록 한다.
왕복이동부재(210)의 동작에 따라 상술한 연결부재(130)는 분사챔버(110)를 따라 이동될 수 있고, 축 방향으로 길이가 신축될 수 있다.
왕복이동부재(210)는 분사챔버(110)를 축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있는 실린더장치로 구성될 수 있다.
이송유닛(200)은 높이조절부재(230)와, 슬라이딩부재(250) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
높이조절부재(230)는 분사유닛(100)을 높이 방향으로 이동시킨다.
높이조절부재(230)는 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11) 전방에서 정위치될 수 있도록 하고, 왕복이동부재(210)의 동작을 위한 초기 위치를 설정한다.
높이조절부재(230)는 후술하는 슬라이딩부재(250)에 결합되는 피스톤(233)과, 피스톤(233)을 높이 방향으로 이동시키는 실린더(231)를 포함하여 구성된다.
여기서 피스톤(233)은 왕복이동부재(210)에 결합될 수 있다.
슬라이딩부재(250)는 분사유닛(100)을 조절 방향으로 이동시킨다.
슬라이딩부재(250)는 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11) 전방에서 정위치될 수 있도록 하고, 왕복이동부재(210)의 동작을 위한 초기 위치를 설정한다.
슬라이딩부재(250)는 가이드부재(251)와, 작동부재(255)를 포함한다.
가이드부재(251)는 조절 방향에 따라 분사유닛(100)의 이동 경로를 형성한다. 다른 표현으로, 가이드부재(251)는 왕복이동부재(210)가 조절 방향으로 이동하는 경로를 형성한다.
여기서 가이드부재(251)는 왕복이동부재(210)에 마련되는 가이드돌부(254)와, 가이드돌부(254)의 이동 경로를 형성하도록 작동부재(255)에 마련되는 가이드홈부(252)를 포함한다.
한편, 가이드돌부(254)는 작동부재(255)에 마련되고, 가이드홈부(252)는 왕복이동부재(210)에 마련될 수 있다.
가이드부재(251)는 분사유닛(100) 또는 왕복이동부재(210)의 정위치를 위해 LM가이드(linear motor guide) 또는 볼스크류로 구성될 수 있다.
작동부재(255)는 가이드부재(251)를 따라 분사유닛(100)을 이동시킨다. 다른 표현으로, 작동부재(255)는 가이드부재(251)를 따라 왕복이동부재(210)를 이동시킨다.
작동부재(255)는 분사유닛(100) 또는 왕복이동부재(210)가 조절 방향으로 이동되는 거리를 단속할 수 있는 정역모터 또는 리니어모터로 구성될 수 있다.
제어유닛(300)은 이송유닛(200)의 동작을 단속한다.
특히, 제어유닛(300)은 코일(10)의 내권부(11) 중심에 대응하여 높이조절부재(230)와 슬라이딩부재(250)의 이동 거리를 단속한다. 더불어 제어유닛(300)은 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11)에 정위치될 수 있도록 왕복이동부재(210)의 이동 거리를 단속한다.
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치에 대한 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 분사유닛의 축 방향 이동 상태를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 분사유닛의 높이 방향 이동 상태를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 분사유닛의 조절 방향 이동 상태를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치의 분사 상태를 도시한 측면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 권취된 코일(10)의 내권부(11)를 냉각시키기 위해 코일(10)이 본 발명의 일 실시예에 따른 코일의 내권부 냉각장치로 이송된다.
코일(10)이 이송되면, 제어유닛(300)의 단속에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 왕복이동부재(210)가 동작됨으로써, 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11)에 삽입되어 정위치된다.
그러면, 분사노즐(120)을 통해 분사챔버(110)에 수용된 냉각수가 분사됨으로써, 코일(10)의 내권부(11)를 냉각시킬 수 있다.
여기서, 제어유닛(300)의 단속에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 높이조절부재(230)가 동작됨으로써, 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11) 전방에서 정위치되어 왕복이동부재(210)가 동작될 수 있는 초기 위치를 설정하게 된다.
또한, 제어유닛(300)의 단속에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 슬라이딩부재(250)가 동작됨으로써, 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11) 전방에서 정위치되어 왕복이동부재(210)가 동작될 수 있는 초기 위치를 설정하게 된다.
그리고 분사챔버(110)가 코일(10)의 내권부(11)에 삽입되어 정위치되면, 도 6에 도시된 바와 같이 분사유닛(100)이 동작되어 냉각수가 코일(10)의 내권부(11)에 분사됨으로써, 코일(10)의 내권부(11)를 냉각시킬 수 있는 것이다.
여기서 복수의 분사노즐(120) 중 어느 하나의 분사노즐(120)에서 분사되는 냉각수의 분사 범위는 인접한 다른 분사노즐(120)에서 분사되는 냉각수의 분사 범위와 상호 동일하게 형성되도록 한다.
그러면, 코일(10)의 내권부(11)에 균일하게 냉각수가 분사될 수 있다.
또한, 복수의 분사노즐(120) 중 어느 하나의 분사노즐(120)에서 분사되는 냉각수의 분사 범위는 인접한 다른 분사노즐(120)에서 분사되는 냉각수의 분사 범위와 상호 중첩되도록 형성할 수 있다.
그러면, 분사노즐(120)에서 분사되는 냉각수는 코일(10)의 내권부(11)를 균일하게 냉각시킬 수 있다.
특히, 분사챔버(110)의 하측에는 분사노즐(120)이 분기되지 않을 수 있다.
이는 분사노즐(120)에서 분사된 냉각수는 코일(10)의 내권부(11) 하측으로 흐름에 따라 코일(10)의 내권부(11) 하측은 흘러내린 냉각수에 의해 냉각될 수 있기 때문이다.
한편, 분사노즐(120)을 통한 냉각수는 왕복이동부재(210)의 동작과 맞물려 분사될 수 있다.
다시 말해, 왕복이동부재(210)가 동작됨에 따라 코일(10)의 내권부(11)에 삽입될 때부터 냉각수는 분사노즐(120)을 통해 분사되고, 코일(10)의 내권부(11)를 통과한 후에도 분사노즐(120)을 통해 냉각수가 계속적으로 분사될 수 있다.
상술한 코일의 내권부 냉각장치에 따르면, 권취된 코일(10)의 내권부(11)에 분사유닛(100)이 삽입되어 균일하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 코일(10)의 내권부(11)에서 냉각 정도에 따라 재질의 특성이 변화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 코일(10)의 내권부(11)와 외권부 간의 재질 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각수의 낭비를 방지하고, 단시간 내에 코일(10)의 내권부(11)를 냉각시킬 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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 분사유닛 110: 분사챔버
120: 분사노즐 130: 연결부재
140: 공급부재 200: 이송유닛
210: 왕복이동부재 230: 높이조절부재
231: 실린더 233: 피스톤
250: 슬라이딩부재 251: 가이드부재
252: 가이드홈부 254: 가이드돌부
255: 작동부재 300: 제어유닛
10: 코일 11: 내권부
20: 철판

Claims (7)

  1. 권취된 코일의 내권부에 삽입되어 냉각수를 분사하는 분사유닛;
    상기 분사유닛을 상기 코일의 내권부에 삽입시키는 이송유닛; 및
    상기 이송유닛의 동작을 단속하는 제어유닛; 을 포함하고,
    상기 이송유닛은,
    상기 분사유닛을 축 방향으로 이동시키는 왕복이동부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 내권부 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사유닛은,
    상기 냉각수가 수용되는 분사챔버; 및
    상기 분사챔버에서 분기되어 상기 냉각수를 분사시키는 복수의 분사노즐;
    상기 코일의 축 방향으로 연통되도록 상기 분사챔버에 결합되는 연결부재; 및
    상기 연결부재와 연통되어 상기 냉각수를 상기 분사챔버로 공급하는 공급부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 내권부 냉각장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    상기 분사유닛을 높이 방향으로 이동시키는 높이조절부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 내권부 냉각장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    상기 분사유닛을 조절 방향으로 이동시키는 슬라이딩부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 내권부 냉각장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬라이딩부재는,
    조절 방향에 따라 상기 분사유닛의 이동 경로를 형성하는 가이드부재; 및
    상기 가이드부재를 따라 상기 분사유닛을 이동시키는 작동부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 내권부 냉각장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    상기 코일의 내권부 중심에 대응하여 상기 높이조절부재와, 상기 슬라이딩부재의 이동 거리를 단속하는 것을 특징으로 하는 코일의 내권부 냉각장치.
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