KR101406359B1 - 압연재의 히팅 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

압연재의 히팅 장치 및 방법이 제공된다. 압연재의 히팅 장치는, 이송되는 압연재의 이동 변위를 측정하는 센서 모듈과, 압연재의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들로 구분하며, 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 압연재를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성하는 가열 패턴 생성 모듈과, 측정된 압연재의 이동 변위 및 생성된 가열 패턴에 따라 압연재를 가열하는 히팅 모듈을 포함하며, 가열 패턴은, 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴 또는 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴을 가짐으로써, 압연재에 발생되는 온도성 스케일의 발생을 방지할 수 있으며, 원하는 부위의 압연재의 온도를 제어할 수 있다.

Description

압연재의 히팅 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF HEATING ROLLED STEEL IN HEATING APPARATUS}
본 발명은 열간 압연 공정에서 사용되는 압연재의 가열에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 열간 압연 공정을 간략하게 나타낸 모식도이다.
예컨대, 도 1에서 도시한 바와 같이, 압연소재인 슬라브(slab)는 가열공정의 가열기(heating furnace)(10)에서 압연에 적당한 온도 예를 들어, 1,100~1,200 ℃로 가열된다. 그리고, 가열된 슬라브는 조압연 공정과 마무리 압연 공정에 각각 제공된 조 압연기(20)와, 마무리 압연기(40)를 거치면서 사용자가 원하는 두께의 압연재(S)로 압연된다. 다음으로, 압연재(S)는 냉각공정의 냉각대(50)를 통과하면서 소정의 온도로 냉각된 후 권취 공정으로 공급된다. 권취 공정은 냉각이 완료된 압연재(S)를 권취기(60)를 이용하여 코일 형태로 권취한다.
상술한 열간 압연 공정에서, 마무리 압연기(40)의 전단에는 히팅 모듈(30)이 사용되고 있으며, 이러한 히팅 모듈(30)은 마무리 압연기(40)의 전단에 위치하여 진입하는 압연재(S)를 유도 가열하여 온도를 올려주는 설비이다.
상술한 종래의 히팅 모듈(30)은 압연재(S)의 선단부가 히팅 모듈(30)로 진입하는 시점부터 가열이 개시된다. 따라서, 히팅 모듈(30)로 진입시 압연재(S)의 선단부의 온도가 높은 경우는 히팅 모듈(30)을 통과한 후 마무리 압연기(40)에 진입할 때, 압연재(S)의 표면 온도가 더욱 상승하여 온도성 스케일('온도성 스케일'이란 압연재의 높은 표면 온도로 인해 압연재의 표면에 발생되는 스케일을 말한다)이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 압연재의 길이에 따라 히팅 모듈의 가열 개시 시점과 가열 완료 시점을 다양화한 가열 패턴을 히팅 모듈에 제공함으로써, 압연재에 발생되는 온도성 스케일의 발생을 방지할 수 있는 압연재의 히팅 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 이송되는 압연재의 이동 변위를 측정하는 센서 모듈; 상기 압연재의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들로 구분하며, 상기 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 상기 압연재를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성하는 가열 패턴 생성 모듈; 및 상기 측정된 압연재의 이동 변위 및 상기 생성된 가열 패턴에 따라 상기 압연재를 가열하는 히팅 모듈을 포함하며, 상기 가열 패턴은, 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴 또는 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴을 가지는 압연재의 히팅 장치를 제공한다.
삭제
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 기울기는, 상기 가열 구간의 길이 및 상기 압연재의 목표 온도로부터 연산할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 센서 모듈에서, 이송되는 압연재의 이동 변위를 측정하는 제1 단계; 가열 패턴 생성 모듈에서, 상기 압연재의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들로 구분하며, 상기 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 상기 압연재를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성하는 제2 단계; 및 히팅 모듈에서, 상기 측정된 압연재의 이동 변위 및 상기 생성된 가열 패턴에 따라 상기 압연재를 가열하는 제3 단계를 포함하며, 상기 가열 패턴은, 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴 또는 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴을 가지는 압연재의 히팅 방법이 제공된다.
삭제
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 기울기는, 상기 가열 구간의 길이 및 상기 압연재의 목표 온도로부터 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 압연재의 길이에 따라 소재 가열 장치의 가열 개시 시점과 가열 완료 시점을 다양화한 가열 패턴을 히팅 모듈에 제공함으로써, 압연재에 발생되는 온도성 스케일의 발생을 방지할 수 있으며, 원하는 부위의 압연재의 온도를 제어할 수 있다.
도 1은 종래 압연기의 냉각 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 히팅 장치의 구성도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 상승 가열 패턴을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 하강 상승 가열 패턴을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 히팅 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 히팅 장치의 구성도이며, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 다양한 형태의 가열 패턴을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 압연재의 히팅 장치는, 이송되는 압연재(S)의 이동 변위를 측정하는 센서 모듈(210)과, 압연재(S)의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들(201 내지 204)로 구분하며, 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 압연재(S)를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성하는 가열 패턴 생성 모듈(220); 및 측정된 압연재(S)의 이동 변위 및 생성된 가열 패턴에 따라 압연재(S)를 가열하는 히팅 모듈(220)을 포함할 수 있다.
이하 도 2 내지 도 3b을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 압연재의 히팅 장치 및 동작 원리를 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 3b을 참조하면, 센서 모듈(210)은 압연재(S)의 이동 변위를 측정하고, 측정된 이동변위를 히팅 모듈(30)로 전달할 수 있다. 이를 위해, 센서 모듈(210)은 레이저 또는 초음파 등을 이용하는 비접촉식 거리센서, 또는 접촉식 거리센서를 구비하여 압연재(S)의 이동 변위를 측정하는 것도 가능하다.
그리고, 가열 패턴 생성 모듈(220)은 마무리 압연기로 치입될 압연재(S)의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들(201 내지 204)로 구분하며, 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 압연재(S)를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성할 수 있다. 생성된 가열 패턴은 히팅 모듈(30)로 전달될 수 있다.
상술한 가열 패턴은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴으로 구현될 수 있다. 도 3a에서, (a)는 탑 경사 가열로 지칭될 수 있으며, 압연재(S)의 선단이 히팅 모듈(30)로 진입하는 시점부터 일정한 (+) 기울기의 발열량으로 압연재(S)를 가열할 수 있다. 마찬가지로, (b)는 1/4 경사 가열로 지칭될 수 있으며, 압연재(S)의 선단으로부터 1/4 지점이 히팅 모듈(30)로 진입하는 시점부터 일정한 (+) 기울기의 발열량으로 압연재(S)를 가열할 수 있다. 한편, (c)는 1/3 경사 가열, (d)는 1/2 경사 가열, (e)는 2/3 경사 가열, (f)는 3/4 경사 가열, (g)는 7/8 경사 가열로 지칭될 수 있으며, 상술한 (a) 내지 (b)와 동일한 원리로 설명될 수 있으며, 발명의 간명화를 위해 상세한 설명을 생략한다.
또 다른 실시형태에 의하면, 가열 패턴은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴으로 구현될 수 있다. 도 3b에서, (a)는 1/8 역경사 가열로 지칭될 수 있으며, 압연재(S)의 선단이 히팅 모듈(30)로 진입하는 시점부터 일정한 (-) 기울기의 발열량으로 압연재(S)를 가열할 수 있다. 이때 종료시점은 압연재(S)의 선단으로부터 1/8이 되는 지점일 수 있다. 마찬가지로, (b)는 1/4 역경사 가열로 지칭될 수 있으며, 압연재(S)의 선단이 히팅 모듈(30)로 진입하는 시점부터 일정한 (-) 기울기의 발열량으로 압연재(S)를 가열할 수 있다. 이때 종료시점은 압연재(S)의 선단으로부터 1/4이 되는 지점일 수 있다. 한편, (c)는 1/3 역경사 가열, (d)는 1/2 역경사 가열, (e)는 2/3 역경사 가열, (f)는 3/4 역경사 가열, (g)는 테일 역경사 가열로 지칭될 수 있으며, 상술한 (a) 내지 (b)와 동일한 원리로 설명될 수 있으며, 발명의 간명화를 위해 상세한 설명을 생략한다.
한편, 상술한 상승 가열 패턴의 기울기 또는 하강 가열 패턴의 기울기는 가열 구간의 길이 및 압연재(S)의 승온 목표 온도로부터 연산될 수 있다.
예를 들면, 압연재(S)의 총 길이가 60미터이며, 압연재(S)의 승온 목표 온도가 30도라고 가정하면, 도 3a의 (a)의 탑 경사 가열의 경우 (+) 0.5도/미터의 기울기를 가지도록 히팅 모듈(30)의 가열 패턴을 생성할 수 있다. 또한, 압연재(S)의 총 길이가 60미터, 압연재(S)의 승온 목표 온도가 30도, 그리고 제3 구간(202) 내지 제4 구간(204) 만이 가열구간인 경우(즉, 압연재(S)의 제1 구간(201) 및 제2 구간(202)을 포함하는 선단부를 가열하지 않는 경우)에는 (+) 1도/미터의 기울기를 가지도록 히팅 모듈(30)의 가열 패턴을 생성할 수 있다.
한편, 히팅 모듈(30)은, 측정된 압연재(S)의 이동 변위 및 생성된 가열 패턴에 따라 압연재(S)를 가열할 수 있다. 이러한 히팅 모듈(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 압연재(S)의 이동 경로상에 설치되며, 제공된 다수의 유도 코일(31)에 의해 압연재(S)의 가열이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 압연재의 길이에 따라 소재 가열 장치의 가열 개시 시점과 가열 완료 시점을 다양화한 가열 패턴을 히팅 모듈에 제공함으로써, 압연재에 발생되는 온도성 스케일의 발생을 방지할 수 있으며, 원하는 부위의 압연재의 온도를 제어할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 히팅 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 의한 압연재의 히팅 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2 내지 도 3b와 관련된 부분의 설명은 생략하기로 한다.
우선, 센서 모듈(210)은 압연재(S)의 이동 변위를 측정하고, 측정된 이동변위를 히팅 모듈(30)로 전달할 수 있다(S401). 이를 위해, 센서 모듈(210)은 레이저 또는 초음파 등을 이용하는 비접촉식 거리센서, 또는 접촉식 거리센서를 구비하여 압연재(S)의 이동 변위를 측정하는 것도 가능하다.
다음, 가열 패턴 생성 모듈(220)은 마무리 압연기로 치입될 압연재(S)의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들(201 내지 204)로 구분하며, 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 압연재(S)를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성할 수 있다(S402). 생성된 가열 패턴은 히팅 모듈(30)로 전달될 수 있다.
상술한 가열 패턴은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴으로 구현될 수 있다. 또 다른 실시형태에 의하면, 가열 패턴은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴으로 구현될 수 있다. 상술한 도 3a 및 도 3b의 각 가열 패턴은 위에서 설명한 바와 같다. 한편, 상승 가열 패턴의 기울기 또는 하강 가열 패턴의 기울기는 가열 구간의 길이 및 압연재(S)의 승온 목표 온도로부터 연산될 수 있다.
마지막으로, 히팅 모듈(30)은, 측정된 압연재(S)의 이동 변위 및 생성된 가열 패턴에 따라 압연재(S)를 가열할 수 있다(S403). 이러한 히팅 모듈(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 압연재(S)의 이동 경로상에 설치되며, 제공된 다수의 유도 코일(31)에 의해 압연재(S)의 가열이 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 압연재의 길이에 따라 소재 가열 장치의 가열 개시 시점과 가열 완료 시점을 다양화한 가열 패턴을 히팅 모듈에 제공함으로써, 압연재에 발생되는 온도성 스케일의 발생을 방지할 수 있으며, 원하는 부위의 압연재의 온도를 제어할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 즉, 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 가열기 20: 조 압연기
30: 히팅 모듈 31: 코일
40: 마무리 압연기 50: 냉각대
60: 권취기 201 내지 204: 구간
210: 가열 패턴 생성 모듈 S: 압연재

Claims (6)

  1. 이송되는 압연재의 이동 변위를 측정하는 센서 모듈;
    상기 압연재의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들로 구분하며, 상기 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 상기 압연재를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성하는 가열 패턴 생성 모듈; 및
    상기 측정된 압연재의 이동 변위 및 상기 생성된 가열 패턴에 따라 상기 압연재를 가열하는 히팅 모듈을 포함하며,
    상기 가열 패턴은, 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴 또는 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴을 가지는 압연재의 히팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기울기는, 상기 가열 구간의 길이 및 상기 압연재의 목표 온도로부터 연산되는 압연재의 히팅 장치.
  4. 센서 모듈에서, 이송되는 압연재의 이동 변위를 측정하는 제1 단계;
    가열 패턴 생성 모듈에서, 상기 압연재의 선단으로부터 후단까지의 길이를 복수의 구간들로 구분하며, 상기 구분된 복수의 구간들 중 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 가열 구간 동안 상기 압연재를 가열하기 위한 가열 패턴을 생성하는 제2 단계; 및
    히팅 모듈에서, 상기 측정된 압연재의 이동 변위 및 상기 생성된 가열 패턴에 따라 상기 압연재를 가열하는 제3 단계를 포함하며,
    상기 가열 패턴은, 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 상승하는 상승 가열 패턴 또는 상기 가열 구간 동안 일정한 기울기로 하강하는 하강 가열 패턴을 가지는 압연재의 히팅 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기울기는, 상기 가열 구간의 길이 및 상기 압연재의 목표 온도로부터 연산되는 압연재의 히팅 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001321812A (ja) 2000-05-11 2001-11-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 熱間圧延方法および熱間圧延装置

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