KR101424473B1

KR101424473B1 - 소재온도조절장치

Info

Publication number: KR101424473B1
Application number: KR1020120069640A
Authority: KR
Inventors: 박진기; 이병구
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-08-01
Also published as: KR20140002883A

Abstract

소재온도조절장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 압연기에 의해 압연되면서 이동하는 소재의 이동방향을 따라 설치되는 레일부와; 레일부를 따라 이동하며 소재의 지정부분의 온도를 조절하는 온도조절부; 및 온도조절부를 소재의 이동에 연동되게 이동시키는 연동부를 포함한다.

Description

소재온도조절장치{APPARATUS CONTROLLING TEMPERATURE OF STEEL}

본 발명은 소재온도조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후판과 같은 소재의 온도를 조절하는 소재온도조절장치에 관한 것이다.

일반적인 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체 상태인 철이 고체가 되는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.

연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.

이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.

또한, 슬래브는 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연장치를 통과하면서 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어진다.

압연공정이 진행되는 동안에는 작업 대상물에 저온 고압수를 분사하여 작업 대상물 표면에 형성되는 스케일을 제거한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제1998-0044268호(1998년 9월 5일 공개, 발명의 명칭 : 박슬래브 연주법에 의한 강판의 제조방법)에 개시되어 있다.

본 발명은 소재의 선단부와 후단부에서 발생되는 온도 손실을 억제할 수 있는 소재온도조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 소재온도조절장치는: 압연기에 의해 압연되면서 이동하는 소재의 이동방향을 따라 설치되는 레일부와; 상기 레일부를 따라 이동하며 상기 소재의 지정부분의 온도를 조절하는 온도조절부; 및 상기 온도조절부를 상기 소재의 이동에 연동되게 이동시키는 연동부를 포함한다.

또한, 온도조절부는, 상기 연동부에 연동되어 일측 또는 타측방향으로 이동하며 상기 소재의 지정부분을 가열하는 가열부; 및 상기 레일부를 따라 이동하며 상기 가열부를 이동 가능하게 지지하는 이동부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연동부는, 상기 온도조절부에 개폐 가능하게 설치되고, 상기 소재와 간섭되어 상기 온도조절부를 이동시키는 간섭부; 및 상기 간섭부를 개폐시키는 개폐부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연동부는, 일측 또는 타측방향으로 이동한 상기 온도조절부를 반대 방향으로 이동시키는 복원력을 제공하는 복귀부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도조절부는, 상기 압연기의 일측에 구비되어 상기 소재의 선단부의 온도를 조절하는 제1온도조절부; 및 상기 압연기를 사이에 두고 상기 제1온도조절부와 이격되게 구비되어 상기 소재의 후단부의 온도를 조절하는 제2온도조절부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 소재온도조절장치에 따르면, 압연 및 스케일 제거 과정에서 온도 편차가 형성된 소재의 온도를 균일화시킴으로써, 소재의 판 변형 발생을 억제하고 그 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 연동부의 폐쇄상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 연동부의 개방상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 소재의 진입상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 소재 전방 이동시의 제1온도조절부의 동작을 보여주는 도면이다.
도 6은 소재 후방 이동시의 제2온도조절부의 동작을 보여주는 도면이다.
도 7은 소재 후방 이동시의 제1온도조절부의 동작을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소재온도조절장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연동부를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연동부의 개방상태를 나타낸 도면이다.

먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치(100)는, 레일부(110)와, 온도조절부(120) 및 연동부(130)를 포함한다.

본 실시예에 따르면, 소재(1)는 압연기(10)를 수 차례 왕복하며 압연된다. 즉, 소재(1)는 전방으로 이동하면서 압연기(10)에 의해 압연된 후, 다시 후방으로 되돌아가면서 압연기(10)에 의해 압연되기를 반복한다.

아울러, 압연기(10)의 일측과 타측에는 디스케일러(20)가 압연기(10)에 인접되게 배치된다. 디스케일러(20)는 압연기(10)에서 압연되어 나오는 소재(1)에 저온 고압수를 분사하여 압연 과정에서 소재(1) 표면에 형성되는 스케일을 제거한다.

레일부(110)는 소재(1)의 이동방향을 따라 설치된다. 본 실시예에서, 레일부(110)는 소재(1)의 폭 방향 양측부에 각각 설치되는 한 쌍의 레일(부호생략)을 포함하는 것으로 예시된다. 이러한 레일부(110)는 후술할 온도조절부(120)의 이동을 안내한다.

온도조절부(120)는 압연기(10)를 사이에 두고 압연기(10)의 일측과 타측에 구비된다. 소재(1)는 압연기(10)에 의해 압연되면서 이동하고, 온도조절부(120)는 이처럼 압연되면서 이동되는 소재(1)의 지정부분의 온도를 조절하며, 온도조절부(120)의 이동은 레일부(110)에 의해 안내된다.

본 실시예에서, 소재(1)는 후판인 것으로, 소재(1)의 지정부분은 소재(1)의 양단부, 즉 후판의 선단부와 후단부인 것으로 예시된다.

압연 과정에서 소재(1)에는 온도 편차가 발생될 수 있다. 이처럼 소재(1)에 온도 편차가 발생되면, 소재(1)에 웨이브(Wave) 변형, 거터(Gutter) 변형, 들림(Curl) 변형 등과 같은 판 변형이 발생되어 강재(1)의 평탄도 품질이 저하된다.

소재(1)의 온도 편차가 발생되는 다양한 원인 중 하나로서, 디스케일러(20)에서 분사되는 저온 고압수가 있다. 즉, 압연 과정에서 소재(1) 표면에 생성된 스케일을 제거하기 위해 디스케일러(20)에서 분사되는 저온 고압수는, 소재(1) 표면에 분사되면서 소재(1)의 온도를 저하시키는데, 이 과정에서 소재(1) 전체의 온도가 고르게 저하되지 않고, 주로 소재(1)의 선단부와 후단부의 온도가 급격히 저하된다. 이에 따라 소재(1)에 온도 편차가 발생된다.

본 실시예의 온도조절부(120)는 이처럼 압연 및 스케일 제거 과정에서 온도가 급격히 저하되는 소재(1)의 선단부와 후단부의 온도를 조절하는 것으로, 제1온도조절부(121)와 제2온도조절부(125)를 포함한다.

제1온도조절부(121)는 압연기(10)의 일측에 구비되어 소재(1)의 선단부의 온도를 조절하고, 제2온도조절부(125)는 압연기(10)의 타측에 구비되어 소재(1)의 후단부의 온도를 조절한다.

제1 및 제2온도조절부(121,125)는 각각 가열부(122,126)와 이동부(123,127)를 포함한다.

가열부(122,126)는 소재(1)의 지정부분을 가열한다. 이러한 가열부(122,126)는 후술할 연동부(130)에 연동되어 일측 또는 타측방향으로 이동하고, 이에 따라 이동하는 소재(1)를 따라 함께 이동하며 소재(1)의 지정부분을 가열한다. 본 실시예에서, 각각의 가열부(122,126)는 전자기유도(電磁氣誘導)에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 가열하는 유도가열기를 구비하는 것으로 예시되나 이에 한정되는 것은 아니다.

이동부(123,127)는 레일부(110)를 따라 이동하며 가열부(122,126)를 이동 가능하게 지지한다. 본 실시예에서, 레일부(110)는 레일의 상부면에 톱니가 형성된 랙(Rack)인 것으로, 이동부(123,127)는 랙에 맞물려 회전 운동하는 피니언(Pinion)인 것으로 예시된다. 이러한 이동부(123,127)는 랙에 맞물려 회전하면서 레일부(110)를 따라 이동하며 가열부(122,126)를 이동 가능하게 지지한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연동부(130)는 온도조절부(120)를 소재(1)의 이동에 연동되게 이동시킨다. 연동부(130)는 간섭부(131)와, 개폐부(133) 및 복귀부(135)를 포함한다.

간섭부(131)는 온도조절부(120)에 설치된다. 구체적으로, 간섭부(131)는 가열부(121)에 개폐 가능하게 설치된다. 본 실시예에 따르면, 간섭부(131)는 폐쇄 상태에서 이동하는 소재(1)의 지정부분, 즉 소재(1)의 선단부 또는 후단부에 간섭되어 소재(1)와 함께 이동한다. 이러한 간섭부(121)는 소재(1)와 함께 이동하면서 온도조절부(120)를 소재(1)의 이동에 연동되게 이동시킨다.

개폐부(133)는 간섭부(131)를 개폐한다. 일례로서, 간섭부(131)는 승강 가능하게 구비된다. 개폐부(133)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 간섭부(131)를 하강시켜 간섭부(131)가 폐쇄상태가 되도록 하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 간섭부(131)를 상승시켜 간섭부(131)가 개방상태가 되도록 한다. 개폐부(133)는 액추에이터 등을 이용하여 간섭부(131)를 승강시키는 형태일 수 있으며, 액추에이터 등을 이용한 승강동작 구현은 당업자에게 자명한 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

복귀부(135)는 소재(1)의 이동방향인 일측 또는 타측방향으로 이동한 온도조절부(120)를 반대방향으로 이동시키는 복원력을 제공한다. 본 실시예에서, 복귀부(135)는 이동부(123,127) 상에 설치되는 태엽부재를 포함하는 것으로 예시된다.

이러한 복귀부(135)는 이동부(123,127)가 소재(1)를 따라 이동하면서 회전하는 동안 감기면서 탄성 에너지를 축적한다. 그리고 이동하던 소재(1)가 이동방향을 바꾸어 반대방향으로 이동하여 이동부(123,127)를 이동시키던 힘이 해제되면, 복귀부(135)는 축적된 탄성 에너지를 이용하여 이동부(123,127)를 회전시킨다.

이러한 회전으로 인해 이동부(123,127)는 레일부(110)에 맞물려 이동되면서 소재(1)를 따라 반대방향으로 이동된다. 이에 따라 일측 또는 타측방향으로 이동하던 온도조절부(120)는 반대방향으로 이송방향이 전환된 소재(1)를 따라 반대방향으로 이동될 수 있다.

도 4는 소재의 진입상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 소재 전방 이동시의 제1온도조절부의 동작을 보여주는 도면이다. 또한, 도 6은 소재 후방 이동시의 제2온도조절부의 동작을 보여주는 도면이고, 도 7은 소재 후방 이동시의 제1온도조절부의 동작을 보여주는 도면이다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 소재온도조절장치(100)의 작용, 효과에 대하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 최초에 소재(1)가 전방으로 이동하여 제2온도조절부(125) 측으로 접근할 때, 제2온도조절부(125)에 설치된 연동부(130)의 개폐부(133)를 작동시켜 간섭부(131)를 상승시키면, 간섭부(131)는 개방상태가 된다. 이에 따라 압연기(10)를 향해 전방으로 이동하는 소재(1)의 선단부는 제2온도조절부(125)를 통과하여 전방으로 이동하며 압연기(10)에 의해 압연된다.

아울러, 압연기(10)의 일측과 타측에 설치된 디스케일러(20)는 압연기(10)에서 압연되어 나오는 소재(1)에 저온 고압수를 분사하여 압연 과정에서 소재(1) 표면에 형성되는 스케일을 제거한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1온도조절부(121)에 설치된 연동부(130)의 간섭부(131)가 폐쇄상태에 있을 때, 간섭부(131)가 이동하는 소재(1)의 선단부와 간섭되면 연동부(130)는 소재(1)를 따라 이동한다. 제1온도조절부(121)는 이러한 연동부(130)의 이동에 연동되어 소재(1)를 따라 이동하되, 소재(1)의 지정부분, 즉 소재(1)의 선단부 부분을 추적하며 가열한다. 이때, 복귀부(135)는 이동부(123,127)가 소재(1)를 따라 이동하면서 회전하는 동안 감기면서 탄성 에너지를 축적한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 소재(1)가 이동방향을 바꾸어 반대방향, 즉 후방으로 되돌아갈 때, 제2온도조절부(125)에 설치된 개폐부(133)를 작동시켜 간섭부(131)를 하강시키면, 간섭부(131)는 폐쇄상태가 된다. 이러한 상태의 간섭부(131)는 이동하는 소재(1)의 후단부와 간섭되어 소재(1)를 따라 이동한다. 제2온도조절부(125)는 이러한 연동부(130)의 이동에 이동에 연동되어 소재(1)를 따라 이동하되, 소재(1)의 지정부분, 즉 소재(1)의 후단부 부분을 추적하며 가열한다.

이와 동시에 제1온도조절부(121)도, 도 7에 도시된 바와 같이, 소재(1)를 따라 이동한다. 구체적으로, 소재(1)가 반대방향으로 되돌아감에 따라 소재(1)와 간섭부(131) 간의 간섭이 해제되면, 복귀부(135)에 축적되어 있는 탄성 에너지에 의해 이동부(123)가 회전된다.

이러한 이동부(123)의 회전으로 인해 이동부(123)는 레일부(110)에 맞물려 이동되면서 이동되고, 이러한 이동부(123)의 이동에 의해 제1온도조절부(121)는 소재(1)를 따라 반대방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 제1온도조절부(121)는 방향을 바꾸어 이동하는 소재(1)의 선단부를 계속해서 추적하며 가열할 수 있다.

이와 같이 이동되는 소재(1)의 지정부분을 추적하며 가열하는 온도조절부(120)는 압연 및 스케일 제거 과정에서 다른 부분에 비해 과냉각된 소재(1)의 선단부 및 후단부의 온도를 상승시켜 줌으로써, 소재(1)의 온도 편차를 감소시키고, 이로써 소재(1)는 그 전체의 온도가 균일화될 수 있다.

또한, 연동부(130)는 간섭부(131)와 소재(1) 간의 물리적인 간섭과 복귀부(135)의 물리력을 통해 소재(1)의 이동 및 방향전환에 신속히 반응하고, 이에 따라 온도조절부(120)가 소재(1)의 지정부분을 신속하고 정확하게 추적하며 가열할 수 있도록 함으로써, 소재(1)의 온도를 더욱 신속하고 정확하게 조절할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 실시예에 따른 소재온도조절장치(100)는, 압연 및 스케일 제거 과정에서 온도 편차가 형성된 소재(1)의 온도를 균일화시킴으로써, 소재(1)의 판 변형 발행을 억제하고 그 품질을 향상시킬 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 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 소재온도조절장치 110 : 레일부
120 : 온도조절부 121 : 제1온도조절부
122,126 : 가열부 123,127 : 이동부
125 : 제2온도조절부 130 : 연동부
131 : 간섭부 133 : 개폐부
135 : 복귀부

Claims

압연기에 의해 압연되면서 이동하는 소재의 이동방향을 따라 설치되는 레일부;
상기 레일부를 따라 이동하며 상기 소재의 지정부분의 온도를 조절하는 온도조절부; 및
상기 온도조절부를 상기 소재의 이동에 연동되게 이동시키는 연동부를 포함하고,
상기 연동부는,
상기 온도조절부에 개폐 가능하게 설치되고, 상기 소재와 간섭되어 상기 온도조절부를 이동시키는 간섭부; 및
상기 간섭부를 개폐시키는 개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재온도조절장치.
제1항에 있어서, 상기 온도조절부는,
상기 연동부에 연동되어 일측 또는 타측방향으로 이동하며 상기 소재의 지정부분을 가열하는 가열부; 및
상기 레일부를 따라 이동하며 상기 가열부를 이동 가능하게 지지하는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재온도조절장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 연동부는, 일측 또는 타측방향으로 이동한 상기 온도조절부를 반대 방향으로 이동시키는 복원력을 제공하는 복귀부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재온도조절장치.
제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도조절부는,
상기 압연기의 일측에 구비되어 상기 소재의 선단부의 온도를 조절하는 제1온도조절부; 및
상기 압연기를 사이에 두고 상기 제1온도조절부와 이격되게 구비되어 상기 소재의 후단부의 온도를 조절하는 제2온도조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재온도조절장치.