KR101406641B1 - 압연재의 통판성 개선 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

압연재의 통판성 개선 장치가 제공된다. 압연재의 통판성 개선 장치는, 다수의 스탠드 중 일부에 구비된 냉각수 분사 노즐을 통해 압연재에 냉각수를 분사하는 마무리 압연 공정에서 압연재의 통판성을 개선하기 위한 장치에 있어서, 상기 압연재의 제1 이송 속도 및 상기 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정하는 이송 속도 설정부; 상기 다수의 스탠드 중 상기 냉각수 분사 노즐이 구비된 스탠드를 포함하는 냉각 구간을 설정하는 냉각 구간 설정부; 및 상기 압연재를 제1 이송 속도로 이송시키되, 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과한 이후에는 상기 제2 이송속도로 상기 압연재를 이송시키는 통판성 제어부를 포함함으로써, 압연재의 통판성을 확보할 수 있다.

Description

압연재의 통판성 개선 장치 및 방법{APPARATUS METHOD OF IMPROVING PASSING ABILITY OF ROLLED STEEL}
본 발명은 압연재의 통판성을 개선하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1a는 일반적인 열간 압연 공정을 간략하게 나타낸 모식도이다.
예컨대, 도 1의 (a)에서 도시한 바와 같이, 제강 공정의 연속 주조기(미도시)로부터 공급받은 슬라브(22)를 가열로(10)에서 소정의 온도로 가열시킨 후, 조압연기(12)에서 폭압연 및 두께 압연을 실시하여 바(24) 상태로 만든다. 이후 일반적으로 7개의 스탠드(F1~F7)를 사용하는 마무리 압연기(16)는, 바(24)를 원하는 두께의 스트립(26)으로 압연을 실시하고, 마무리 압연기(16)의 최종 스탠드를 통과한 스트립(26)은 런 아웃 테이블(18) 상에서 냉각된 후 권취기(20)에서 코일(28) 제품으로 권취된다. 이하 슬라브(22), 바(24) 및 스트립(26)은 압연재로 통일하기로 한다.
상술한 열간 압연 공정에 있어서 압연재의 극선단부(극선단부의 길이는 예컨대, 압연재의 총 길이가 1.2km라고 가정할 때 1m 정도의 길이임)의 압연 온도 저하로 압연재의 통판성이 불량하게 되며, 이로 인해 극선단부의 꼬임 등이 자주 발생하여 부적합품이 발생되는 문제가 있다.
또한, 상술한 열간 압연 공정 중 마무리 압연기(16)에는 롤의 마모를 방지하기 위해 유압연을 분사하는 공정이 사용된다. 즉, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 유압연 분사 노즐(32)은, 상부 워크롤(33)의 경우 와이퍼(34)의 하부에 위치하며, 워크롤(33)과 압연재(S)이 접촉하는 바이트부(BT)에 유압연(31)을 분사함으로써, 워크롤(33)의 마모를 방지하고 있다. 미설명된 부호 35는 백업롤을 의미한다.
하지만, 종래 유압연 분사 공정에서 유압연(31)은 워크롤(33)과 압연재(S)이 접촉하는 바이트부에 분사되기 때문에 워크롤(33)의 냉각을 위해 분사되는 냉각수와 혼합되어 윤활 효과를 감소시키게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 통판성을 개선할 수 있는 통판성 개선 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 압연재의 이송 속도인 제1 이송 속도 및 상기 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정하는 이송 속도 설정부; 상기 압연재의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐을 포함하는 냉각 구간을 설정하는 냉각 구간 설정부; 및 상기 제1 이송 속도로 압연재를 이송시키되, 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 상기 제2 이송 속도로 압연재를 이송시키는 통판성 제어부를 포함하는 압연재의 통판성 개선 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 통판성 제어부는, 상기 디스케일링 분사 노즐을 제어하여 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 냉각수를 분사하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 통판성 개선 장치는, 상기 압연재를 압연하기 위한 워크롤에 분사된 냉각수를 제거하기 위한 와이퍼; 및 상기 워크롤에 유압연을 분사하는 유압연 분사 노즐을 더 포함하며, 상기 유압연 분사 노즐은, 상기 와이퍼의 양면 중 상기 워크롤의 회전 방향을 따라 회전되는 유압연이 제거되는 면 쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 이송 속도 설정부에서, 압연재의 이송 속도인 제1 이송 속도 및 상기 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정하는 제1 단계; 냉각 구간 설정부에서, 상기 압연재의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐을 포함하는 냉각 구간을 설정하는 제2 단계; 및 통판성 제어부에서, 상기 제1 이송 속도로 압연재를 이송시키되, 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 상기 제2 이송 속도로 압연재를 이송시키는 제3 단계를 포함하는 압연재의 통판성 개선 방법이 제공된다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제3 단계는, 상기 디스케일링 분사 노즐을 제어하여 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 냉각수를 분사하지 않도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 통판성 개선 방법은 유압연 분사 노즐에서, 상기 압연재를 압연하기 위한 워크롤에 유압연을 분사하는 단계를 더 포함하며, 상기 유압연 분사 노즐은, 상기 워크롤에 분사된 냉각수를 제거하기 위한 와이퍼의 양면 중 상기 워크롤의 회전 방향을 따라 회전되는 유압연이 제거되는 면 쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 마무리 압연 공정의 냉각 구간에서 압연재의 선단부가 고속으로 통과하도록 하거나 압연재의 선단부에 냉각수를 분사하지 않도록 함으로써, 압연재 선단부를 고온으로 유지시킴으로써, 압연재의 통판성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 마무리 공정에서의 상하부 워크롤의 회전 방향에 위치한 와이퍼의 면에서 워크롤에 유압연을 분사하도록 함으로써, 유압연에 의한 윤활 효과를 유지할 수 있다.
도 1의 (a)는 일반적인 열간 압연 공정을 도시한 도면이며, (b)는 유압연의 분사 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 통판성 개선 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 냉각 구간에서의 압연재의 이송속도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 유압연 분사 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 통판성 개선 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 통판성 개선 장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 냉각 구간에서의 압연재의 이송속도를 도시한 도면이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 유압연의 분사 위치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 통판성 개선 장치는, 압연재의 이송 속도인 제1 이송 속도 및 상기 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정하는 이송 속도 설정부(210)와, 압연재(S)의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐(202)을 포함하는 냉각 구간(221)을 설정하는 냉각 구간 설정부(220)와, 제1 이송 속도로 압연재를 이송시키되, 압연재(S)의 선단부가 냉각 구간(221)을 통과하는 동안에는 제2 이송 속도로 압연재(S)를 이송시키는 통판성 제어부(230)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 압연재의 통판성 개선 장치 및 동작 원리를 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명이 적용될 마무리 압연 공정은 통상 7개의 스탠드(F1~F7)를 사용하여 조압연기(도 1의 12 참조)로부터 나오는 압연재(S)를 원하는 두께로 압연할 수 있다.
상술한 마무리 압연 공정(16)에는 스탠드(F1~F7) 사이에 디스케일링 분사 노즐(202)이 설치되어 압연재(S) 표면의 스케일을 제거함과 동시에 압연재(S)를 냉각시킬 수 있다. 도 2에서는 F1 스탠드와 F2 스탠드 사이에 설치된 디스케일링 분사 노즐(202)을 도시하고 있다.
이송 속도 설정부(210)는 압연재(S)의 제1 이송 속도 및 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정할 수 있다. 설정된 제1 이송 속도 및 제2 이송 속도는 통판성 제어부(230)로 전달될 수 있다. 여기서, 제1 이송 속도는 마무리 압연 공정에서의 통상적인 압연재(S)의 이송 속도를 의미하며, 제2 이송 속도는 디스케일링 분사 노즐(202)로부터 나오는 냉각수가 압연재(S)의 선단부로 분사되는 시간을 최소화하기 위해 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 값일 수 있다.
한편, 냉각 구간 설정부(220)는 압연재(S)의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐(202)을 포함하는 냉각 구간(221)을 설정을 설정할 수 있다. 설정된 냉각 구간(221)은 통판성 제어부(230)로 전달될 수 있다. 상술한 냉각 구간(221)에서는 디스케일링 분사 노즐(202)을 통해 냉각수가 압연재(S) 표면으로 분사됨으로써, 압연재(S)에 형성된 스케일을 제거함과 동시에 압연재(S)를 냉각시킬 수 있다.
마지막으로, 통판성 제어부(230)는 제1 이송 속도로 압연재(S)를 이송시키되, 압연재(S)의 선단부가 냉각 구간(221)을 통과하는 동안에는 제2 이송 속도로 압연재(S)를 이송시킴으로써, 압연재(S) 선단부의 온도를 고온으로 유지할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 구간(221) 이외의 구간에서는 압연재(S)를 제1 이송 속도(V1)로 이송시키되, 압연재(S)의 선단부가 냉각 구간(221)을 통과하는 동안에는 압연재(S)를 제1 이송 속도(V1)보다 높은 제2 이송 속도(V2)로 이송시킴으로써, 압연재(S)의 선단부에 냉각수가 접하는 시간을 최소화함으로써, 압연재(S) 선단부의 온도를 고온으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 통판성 제어부(230)는, 디스케일링 분사 노즐(202)을 제어하여 압연재(S)의 선단부가 냉각 구간(221)을 통과하는 동안에는 냉각수를 분사하지 않도록 할 수 있으며, 이를 통해 압연재(S) 선단부의 온도를 고온으로 유지시켜 압연재(S)의 통판성을 확보할 수 있다.
한편, 도 2에서 미설명된 부호 201은 유압연 분사 노즐(201)을 도시한 것이며, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 유압연의 분사 위치를 도시한 도면이다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 마무리 압연 공정에서는 워크롤(33)에 밀착된 와이퍼(34)를 통해 워크롤(33)의 표면으로 분사된 냉각수를 제거하도록 하고 있다.
한편, 워크롤(33)의 마모 방지 및 윤활 역활을 하는 유압연(31)이 유압연 분사 노즐(400)을 통해 워크롤(33)의 표면에 분사되는데, 이렇게 분사된 유압연(31)에 의해 상하부 워크롤(33) 간 마찰을 줄여주어 압연재(S)의 통판성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 유압연 분사 노즐(400)은 워크롤(33)의 회전 방향(D)에 접하는 와이퍼(34)의 면 상부에서 워크롤(33)에 유압연을 분사하도록 하고 있다. 상술한 바와 같이 유압연 분사 노즐(400)의 위치를 변경함으로써, 와이퍼(34)에 의해 잔류되는 유압연(31)이 제거될 수 있어 워크롤(33) 간 마찰을 줄여주어 압연재(S)의 통판성을 개선시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 마무리 압연 공정의 냉각 구간에서는 압연재의 선단부가 고속으로 통과하도록 하거나 압연재의 선단부에 냉각수를 분사하지 않도록 함으로써, 압연재 선단부의 고온을 유지시킴으로써, 압연재의 통판성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 마무리 공정에서의 상하부 워크롤의 회전 방향에 위치한 와이퍼의 면에서 워크롤에 유압연을 분사하도록 함으로써, 통판성 개선 및 스케일을 저감할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압연재의 통판성 개선 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 의한 압연재의 통판성 개선 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2 내지 도 4와 관련된 부분의 설명은 생략하기로 한다.
우선, 이송 속도 설정부(210)는 압연재(S)의 제1 이송 속도 및 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정할 수 있다(S501). 설정된 제1 이송 속도 및 제2 이송 속도는 통판성 제어부(230)로 전달될 수 있다. 여기서, 제1 이송 속도는 마무리 압연 공정에서의 통상적인 압연재(S)의 이송 속도를 의미하며, 제2 이송 속도는 디스케일링 분사 노즐(202)로부터 나오는 냉각수가 압연재(S)의 선단부로 분사되는 시간을 최소화하기 위해 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 값일 수 있다.
한편, 냉각 구간 설정부(220)는 압연재(S)의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐(202)을 포함하는 냉각 구간(221)을 설정을 설정할 수 있다(S502). 설정된 냉각 구간(221)은 통판성 제어부(230)로 전달될 수 있다. 상술한 냉각 구간(221)에서는 디스케일링 분사 노즐(202)을 통해 냉각수가 압연재(S) 표면으로 분사됨으로써, 압연재(S)에 형성된 스케일을 제거함과 동시에 압연재(S)를 냉각시킬 수 있다.
마지막으로, 통판성 제어부(230)는 제1 이송 속도로 압연재(S)를 이송시키되, 압연재(S)의 선단부가 냉각 구간(221)을 통과하는 동안에는 제2 이송 속도로 압연재(S)를 이송시킴으로써, 압연재(S) 선단부의 온도를 고온으로 유지할 수 있다(S503).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 마무리 압연 공정의 냉각 구간에서는 압연재의 선단부가 고속으로 통과하도록 하거나 압연재의 선단부에 냉각수를 분사하지 않도록 함으로써, 압연재 선단부의 고온을 유지시킴으로써, 압연재의 통판성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 마무리 공정에서의 상하부 워크롤의 회전 방향에 위치한 와이퍼의 면에서 워크롤에 유압연을 분사하도록 함으로써, 통판성 개선 및 스케일을 저감할 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: 가열로 12: 조압연기
16: 마무리 압연기 18: 런 아웃 테이블
20: 권취기 22: 슬라브
24: 바 26: 스트립
28: 코일 31: 유압연
32, 400: 유압연 분사 노즐 33: 워크롤
34: 와이퍼 35: 백업롤
201: 유압연 분사 노즐 202: 디스케일링 분사 노즐
210: 이송 속도 설정부 220: 냉각 구간 설정부
221: 냉각 구간 230: 통판성 제어부
401: 유압연 D: 워크롤의 회전 방향
BT: 바이트부

Claims (6)

  1. 압연재의 이송 속도인 제1 이송 속도 및 상기 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정하는 이송 속도 설정부;
    상기 압연재의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐을 포함하는 냉각 구간을 설정하는 냉각 구간 설정부; 및
    상기 제1 이송 속도로 압연재를 이송시키되, 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 상기 제2 이송 속도로 압연재를 이송시키는 통판성 제어부를 포함하는 압연재의 통판성 개선 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통판성 제어부는,
    상기 디스케일링 분사 노즐을 제어하여 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 냉각수를 분사하지 않도록 하는 압연재의 통판성 개선 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통판성 개선 장치는,
    상기 압연재를 압연하기 위한 워크롤에 분사된 냉각수를 제거하기 위한 와이퍼; 및
    상기 워크롤에 유압연을 분사하는 유압연 분사 노즐을 더 포함하며,
    상기 유압연 분사 노즐은, 상기 와이퍼의 양면 중 상기 워크롤의 회전 방향을 따라 회전되는 유압연이 제거되는 면 쪽에 배치되는 압연재의 통판성 개선 장치.
  4. 이송 속도 설정부에서, 압연재의 이송 속도인 제1 이송 속도 및 상기 제1 이송 속도에 미리 설정된 오프셋을 더한 제2 이송 속도를 설정하는 제1 단계;
    냉각 구간 설정부에서, 상기 압연재의 스케일 제거 및 냉각을 위한 디스케일링 분사 노즐을 포함하는 냉각 구간을 설정하는 제2 단계; 및
    통판성 제어부에서, 상기 제1 이송 속도로 압연재를 이송시키되, 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 상기 제2 이송 속도로 압연재를 이송시키는 제3 단계를 포함하는 압연재의 통판성 개선 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 디스케일링 분사 노즐을 제어하여 상기 압연재의 선단부가 상기 냉각 구간을 통과하는 동안에는 냉각수를 분사하지 않도록 하는 단계를 더 포함하는 압연재의 통판성 개선 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 통판성 개선 방법은
    유압연 분사 노즐에서, 상기 압연재를 압연하기 위한 워크롤에 유압연을 분사하는 단계를 더 포함하며,
    상기 유압연 분사 노즐은, 상기 워크롤에 분사된 냉각수를 제거하기 위한 와이퍼의 양면 중 상기 워크롤의 회전 방향을 따라 회전되는 유압연이 제거되는 면 쪽에 배치되는 통판성 개선 방법.
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