KR101429982B1 - Scarfing apparatus and method for treating surface of slab using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고주파 유도 가열을 이용하여 슬라브의 표면 결합 및/또는 스케일을 제거하는 스카핑 장치 및 이를 이용한 슬라브의 표면 처리방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scarfing apparatus for removing surface coupling and / or scale of a slab by using high frequency induction heating, and a surface treatment method of a slab using the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치는 이송장치의 어느 일 영역에 배치되어 이송되는 슬라브의 둘레 면을 감싸도록 구성되며, 상기 이송되는 슬라브의 표면을 용융시키는 고주파 유도 가열부와, 상기 고주파 유도 가열부에 상기 이송장치의 슬라브의 이송방향으로 후행하여 배치되며, 고주파 유도 가열부에 의해 용융되는 영역에 대하여 고압의 산소, 질소, 또는 헬륨 중 어느 한 가지를 공급하는 고압 유체 분사부 및 상기 고주파 유도 가열부에 대하여 상기 이송장치의 슬라브 이송방향으로 상기 고압 유체 분사부보다 선행되어 배치되어, 상기 고주파 유도 가열부로 유입되기 전 슬라브 영역의 비산물을 제거하도록, 고압수 공급 장치 또는 진공 흡입장치로 구비되는 비산물 제거부를 포함하여 구성될 수 있다.The scarfing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a high frequency induction heating unit configured to surround a circumferential surface of a slab to be transported and disposed in a certain region of the conveying apparatus and to melt the surface of the slab to be transported, A high-pressure fluid injecting portion disposed downstream of the induction heating portion in the conveyance direction of the slab of the conveying device and supplying any one of high-pressure oxygen, nitrogen, and helium to a region melted by the high- Pressure induction heating unit to the high-frequency induction heating unit so as to remove the non-product of the slab area before the high-frequency induction heating unit is introduced into the high-frequency induction heating unit, And a non-product removing unit.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 부수적인 마감공정에 의하지 않고서도, 단일 구성으로 이루어지는 스카핑 장치를 통해 스카핑 마크가 발생하지 않도록 슬라브의 표면 결합을 제거할 수 있고, 표면 결함을 제거하기 위한 대상영역에 전체에 대한 표면처리가 균일하게 이루어질 수 있으며, 슬라브의 두께 및/또는 표면의 결함 상태에 따라 슬라브 표면의 용융 정도(깊이 및/또는 속도)의 제어가 가능하다. According to the above-described structure, it is possible to eliminate the surface coupling of the slab so as not to generate the scarping mark through the scarfing device having a single structure, without using any additional finishing step, The entire surface treatment can be uniformly performed on the target area and the degree of melting (depth and / or speed) of the surface of the slab can be controlled according to the thickness of the slab and / or the defective state of the surface.
슬라브, 표면 결합, 스케일, 스카핑 장치, 고주파 유도 가열 Slab, surface bonding, scale, scarfing device, high frequency induction heating
Description
본 발명은 고주파 유도 가열을 이용하여 슬라브의 표면 결합 및/또는 스케일을 제거하는 스카핑 장치 및 이를 이용한 슬라브의 표면 처리방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 연속 주조 설비에서 주조되는 슬라브(Slab)의 표면은 몰드 오실레이터에 의한 오실레이션 마크(Oscillation Mark), 연속 주조설비를 구성하는 밴딩부에 의한 표면 크랙(Crack), 몰드 파우더 등의 비금속 개재물 및/또는 가스 등의 내부 개재물 등에 의해 결함이 발생한다. 이러한 슬라브 표면 결함은 압연 공정을 통해서는 제거되지 않기 때문에, 열연 및/또는 냉연 압연 후 슬라브(10)의 표면에는 표면 요철 및/또는 줄무늬 흠 등과 같은 다양한 표면결함(11)이 존재하게 된다. Generally, the surface of a slab cast in a continuous casting facility is affected by an oscillation mark caused by a mold oscillator, a surface crack due to a bending portion constituting a continuous casting facility, a non-metallic inclusion such as a mold powder, And / or internal inclusions such as gas. Since such slab surface defects are not removed through the rolling process,
이와 같이 슬라브의 표면에 존재하는 결함을 제거하기 위하여 종래에는 다양한 방식으로 슬라브의 표면에 존재하는 결함을 제거하고 있다. 이러한 슬라브의 표면에 존재하는 결함을 제거하기 위한 일 예는 압연된 슬라브를 야드 장에 옮긴 후 LNG 가스와 산소를 이용하여 결함이 존재하는 슬라브의 표면을 깎아내어 표면결함 을 제거하는 방식이 이용되고 있다. 다른 일 예로는, 결합이 존재하는 슬라브의 표면을 진공하에서 전기적인 아크(Arc)로 용해하여 표면 개질물 및 결함을 제거하는 방식이 제안된바 있다. 또 다른 일 예로는, 연속 주조 설비의 슬라브 절단 장치 앞에 플라즈마 토치(Plasma Torch) 및 회전형 암(Arm)을 구비하여 슬라브의 표면결함을 제거하는 방식이 제안되기도 하였다. In order to remove the defects existing on the surface of the slab, defects existing on the surface of the slab are removed by various methods in the past. An example of removing the defects present on the surface of the slab is to transfer the rolled slab to the yard and then to remove the surface defects by cutting off the surface of the slab where defects exist using LNG gas and oxygen have. As another example, a method has been proposed in which a surface of a slab on which a bond is present is dissolved in an electric arc under vacuum to remove the surface modification and defects. As another example, a plasma torch and a rotating arm are provided in front of a slab cutting apparatus of a continuous casting facility to remove surface defects of the slab.
그러나 대부분의 종래 기술에서는 슬라브의 표면결함을 제거하기 위해 LPG 또는 LNG 가스 또는 플라즈마(Plasma) 등과 같이, 연소열로 슬라브의 표면을 가열하기 위하여 일렬로 배열된 노즐을 사용하고 있고, 또한 산소노즐도 화염을 위한 노즐과 쌍을 이루어 분리되는 구조를 이루고 있다. 이러한 구조로 인하여 화염의 중심에서는 슬라브의 표면 용융이 잘 이루어지지만, 화염의 가장자리영역에서는 슬라브의 표면 용융이 중앙부에 비하여 덜 이루어지게 되기 때문에, 도 1에 도시된 것과 같이, 슬라브(10)의 표면에는 스카핑 마크(17)(Scarfing Mark)가 발생하는 문제가 있다. However, in most conventional techniques, nozzles arranged in a line are used to heat the surface of the slab with combustion heat, such as LPG or LNG gas or plasma, in order to remove surface defects of the slab, And a pair of nozzles. This structure allows the surface of the slab to be melted well at the center of the flame, but the surface of the slab is less melted at the edge region of the flame than the central portion. Therefore, as shown in FIG. 1, There is a problem that a
한편, 화염을 이용하는 경우, 화염의 역류로 인하여 슬라브(10)의 단부에서 보통 10 내지 15cm 정도 떨어진 영역부터 표면결함을 제거하기 때문에 미처리 영역(12)이 존재하게 되는 문제가 있다. On the other hand, in the case of using a flame, there is a problem that the
이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 스카핑 장치를 통과하면서 1차 표면 처리된 슬라브는 다시 별도의 그라인딩(Grinding) 장치를 통과하면서 2차 표면처리를 하고 있다. 이와 같이 표면에 존재하는 결함이 제거된 슬라브는 사람에 의한 육안검사를 실시하여 국부적으로 남아있는 표면결함을 다시 핸드 스카핑 장치로 제거해야만 하였다. In order to solve such a problem, conventionally, a slab subjected to a primary surface treatment while passing through a scarifying apparatus is subjected to a secondary surface treatment while passing through a separate grinding apparatus. In this way, the slab from which defects existing on the surface have been removed must be visually inspected by a human and the remaining surface defects must be removed again with a hand scarfing device.
따라서, 이와 같이 슬라브의 표면에 존재하는 결함을 제거하기 위한 종래의 스카핑 장치는 그라인딩 설비, 핸드 스카핑 작업장, 슬라브 회전 설비 등과 같이 다양한 부대설비를 필요로 하기 때문에 작업공정이 복잡하게 이루어지고 있고, 또한 필요한 공간과 비용에 부담이 커질 수밖에 없었다. Therefore, the conventional scarfing apparatus for removing defects existing on the surface of the slabs as described above requires a variety of auxiliary facilities such as a grinding facility, a hand scarping work site, a slab rotating facility, etc., , And the burden on the space and the cost was also increased.
본 발명은 상기와 같이 종래의 스카핑 장치 및 슬라브의 표면 처리방법에 대하여 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다. The present invention has been made by recognizing at least any one of the problems or the problems that arise with respect to the conventional scarring apparatus and the surface treatment method of the slab.
본 발명의 일 목적은 단일 구성으로 이루어지는 스카핑 장치에 의해 슬라브의 표면 결함을 제거할 수 있도록 하는 것이다. An object of the present invention is to make it possible to remove surface defects of a slab by means of a scarifying device having a single structure.
본 발명의 다른 일 목적은 스카핑 장치에 의한 스카핑 마크의 발생이 방지될 수 있도록 하는 것이다 Another object of the present invention is to make it possible to prevent the occurrence of a scarping mark by a scarping device
본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 표면 결함을 제거하기 위한 대상영역에 대한 표면처리가 전체 영역에 대하여 균일한 상태로 이루어질 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to make the surface treatment for the target area for removing the surface defects of the slab to be uniform in the entire area.
본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브 표면 결함을 제거하기 위한 부대설비를 최소화 하는 것이다. Another object of the present invention is to minimize the inconvenience of removing slab surface defects.
본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브 표면의 개재물이 고주파 유도가부의 전자기장에 의해 발생하는 슬라브에 수직한 방향의 정전기력(Electrostatic Force)에 의해 부상하는 효과가 제공되어 표면 결합의 제거가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an effect that an inclusion on the surface of a slab is floated by an electrostatic force in a direction perpendicular to a slab generated by a negative electromagnetic field of high frequency induction, .
본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 두께 및/또는 표면의 결함 상태에 따라 슬라브 표면의 용융 정도가 제어될 수 있도록 하는 것이다 Another object of the present invention is to make it possible to control the degree of melting of the slab surface depending on the thickness of the slab and / or the defective state of the surface
본 발명의 또 다른 일 목적은 슬라브의 표면 용융 정도가 고른 영역으로 제어될 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to make it possible to control the degree of surface melting of the slab to an even region.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 스카핑 장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다. A scarping device related to an embodiment for realizing at least one of the above problems may include the following features.
본 발명은 기본적으로 고주파 유도 가열을 통해 용융된 슬라브의 표면 결함 영역을 고압의 유체로 제거하도록 구성되는 것을 기초로 한다. The present invention is based on the premise that the surface defective region of the molten slab is basically removed by a high-pressure fluid through high-frequency induction heating.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 스카핑 장치는 이송장치의 어느 일 영역에 배치되어 이송되는 슬라브의 둘레 면을 감싸도록 구성되며, 상기 이송되는 슬라브의 표면을 용융시키는 고주파 유도 가열부와, 상기 고주파 유도 가열부에 상기 이송장치의 슬라브의 이송방향으로 후행하여 배치되며, 고주파 유도 가열부에 의해 용융되는 영역에 대하여 고압의 산소, 질소, 또는 헬륨 중 어느 한 가지를 공급하는 고압 유체 분사부 및 상기 고주파 유도 가열부에 대하여 상기 이송장치의 슬라브 이송방향으로 상기 고압 유체 분사부보다 선행되어 배치되어, 상기 고주파 유도 가열부로 유입되기 전 슬라브 영역의 비산물을 제거하도록, 고압수 공급 장치 또는 진공 흡입장치로 구비되는 비산물 제거부를 포함하여 구성될 수 있다.A scarfing device according to an embodiment of the present invention includes a high frequency induction heating unit configured to surround a circumferential surface of a slab to be disposed and disposed in a certain region of a conveying apparatus and to melt the surface of the slab to be conveyed, A high-pressure fluid injecting portion disposed downstream of the induction heating portion in the conveyance direction of the slab of the conveying device and supplying any one of high-pressure oxygen, nitrogen, and helium to a region melted by the high- Pressure induction heating unit to the high-frequency induction heating unit so as to remove the non-product of the slab area before the high-frequency induction heating unit is introduced into the high-frequency induction heating unit, And a non-product removing unit.
이 경우, 상기 고압 유체 분사부는 단일 노즐로 구성될 수 있다.In this case, the high-pressure fluid injection portion may be constituted by a single nozzle.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 스카핑 장치를 이용한 슬라브의 표면 처리방법은, 이송장치로 슬라브를 이송하는 이송단계와, 고주파 유도 가열부로 상기 이송되는 슬라브의 표면을 가열하여 용융하는 단계와, 상기 표면이 용융된 슬라브의 영역의 표면 결함을 고압 유체 분사부로 제거하는 단계 및 상기 표면 결함을 제거하는 단계로부터 발생하여, 고주파 유도 가열부로 유입되기 전 슬라브의 영역으로 비산하는 비산물을 고압수 공급 장치 또는 진공 흡입장치로 제거하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.A method for surface treatment of a slab using a scarfing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a transfer step of transferring a slab to a transfer device, a step of heating and melting the surface of the slab to be transferred to the high frequency induction heating part, And a step of removing surface defects in the region of the slab where the surface is melted by the high-pressure fluid spraying portion and removing the surface defects, and discharging the non-product scattered to the region of the slab before flowing into the high- Or by a vacuum suction device.
바람직하게, 상기 비산물 제거단계는 고압수의 공급 또는 진공 흡입을 통해 이루어질 수 있다.Preferably, the non-product removal step may be performed by supplying high pressure water or by vacuum suction.
보다 바람직하게, 상기 고주파 유도 가열부에 의한 슬라브의 용융깊이는 주파수를 조절하여 이루어질 수 있다.More preferably, the melting depth of the slab by the high frequency induction heating unit can be controlled by adjusting the frequency.
또한 바람직하게, 상기 고주파 유도 가열부에 의한 슬라브의 용융속도는 전력량을 조절하여 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 고주파 유도 가열부에 의한 슬라브의 용융깊이는 슬라브의 두께에 따라 전류량을 조절하여 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 고주파 유도 가열부에 의한 슬라브의 용융깊이는 슬라브의 표면 결함의 두께에 따라 주파수 및 전류량을 조절하여 이루어질 수 있다.Also, preferably, the melting speed of the slab by the high frequency induction heating unit may be controlled by adjusting the amount of electric power.
More preferably, the melting depth of the slab by the high frequency induction heating unit can be controlled by adjusting the amount of current according to the thickness of the slab.
More preferably, the melting depth of the slab by the high frequency induction heating unit can be adjusted by adjusting the frequency and the amount of current according to the thickness of the surface defect of the slab.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 부수적인 마감공정을 요구하지 않고서도 단일 구성으로 이루어지는 스카핑 장치에 의해 슬라브의 표면 결함이 제거될 수 있다. As described above, according to the present invention, the surface defects of the slab can be removed by the scarfing device having a single structure without requiring an additional finishing process.
또한 본 발명에 따르면, 스카핑 장치에 의한 스카핑 마크가 발생하지 않게 되다. Further, according to the present invention, a scarping mark is not generated by the scarping device.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 슬라브의 표면 결함을 제거하기 위한 대상영역에 대한 표면처리가 전체 영역에 대하여 균일한 상태로 이루어질 수 있다. Furthermore, according to the present invention, the surface treatment for the target area for removing the surface defects of the slab can be made uniform with respect to the entire area.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 슬라브 표면 결함을 제거하기 위한 스카핑 장치의 설치를 위한 소방 시설 등과 같은 부대설비를 최소화할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to minimize the number of auxiliary facilities such as a fire fighting facility for installing a scarifying device for removing surface defects of a slab.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 슬라브 표면의 개재물이 고주파 유도가부의 전자기장에 의해 발생하는 슬라브에 수직한 방향의 정전기력(Electrostatic Force)에 의해 부상하는 효과가 제공되어 표면 결합의 제거가 용이하게 이루어질 수 있도록 다. According to the present invention, the inclusions on the surface of the slab are floated by the electrostatic force in the direction perpendicular to the slab generated by the negative electromagnetic field of the high frequency induction, so that the surface coupling can be easily removed To do.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 슬라브의 두께 및/또는 표면의 결함 상태에 따라 슬라브 표면의 용융 정도(깊이 및/또는 속도)의 제어가 가능하다. Further, according to the present invention, it is possible to control the degree of melting (depth and / or speed) of the surface of the slab in accordance with the thickness of the slab and / or the state of defects on the surface.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 슬라브의 표면 용융 정도가 슬라브의 표면 결합을 제거하기 위한 대상영역의 전체에 대하여 균일한 상태로 제어될 수 있다. Further, according to the present invention, the degree of surface melting of the slab can be controlled in a uniform state with respect to the whole of the object region for removing the surface coupling of the slab.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 스카핑 장치 및 이를 이용한 슬라브의 표면 처리방법에 대하여 상세하게 설명하도록 하겠다. In order to facilitate understanding of the features of the present invention as described above, a scarfing apparatus and a surface treatment method of a slab using the scarf according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실 시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described based on embodiments best suited for understanding the technical characteristics of the present invention, and the technical features of the present invention are not limited by the illustrated embodiments, It is to be understood that the present invention may be implemented as illustrated embodiments. Therefore, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. In order to facilitate understanding of the embodiments to be described below, in the reference numerals shown in the accompanying drawings, among the constituent elements which perform the same function in each embodiment, the related constituent elements are indicated by the same or an extension line number.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 고주파 유도 가열을 통해 용융된 슬라브의 표면 결함 영역을 고압의 산소로 제거하도록 구성되는 것을 기초로 한다. Embodiments related to the present invention are based on the principle that the surface defective area of the melted slab is removed by high-pressure oxygen through high-frequency induction heating.
본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치(100)의 보다 구체적인 구성에 관한 일 예를 설명하면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이, 압연공정에 의해 일정 길이로 절단된 슬라브(10)가 이송되는 이송장치(20)의 일 영역에 스카핑 장치(100)가 구비될 수 있다. 즉, 롤러 등과 같은 구성으로 이루어지는 이송장치(20)에 의해 상기 슬라브(10)가 이송되는 과정에서 상기 슬라브(10)의 표면 결함이 제거(개질)될 수 있도록, 상기 이송장치(20)의 어느 일 위치에 스카핑 장치(100)가 배치되어 슬라브(10)가 상기 스카핑 장치(100)를 통해 표면 결함이 제거된 후, 계속 이송장치(20)에 의해 이송될 수 있도록 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 2A and 2B, the
상기 스카핑 장치(100)는 기본적으로 고주파 유도에 의한 가열이 이루어질 수 있도록 구성된다. 그리고, 고주파 유도에 의해 슬라브(10)가 가열되어 용융되는 영역에 대하여 고압의 산소를 공급하여 용융된 영역의 균일화 및/또는 표면 결함을 제거(개질)할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 이송장치(20)는 중간에 분리된 영역이 구비되고, 상기 이송장치(20)의 분리된 영역에 스카핑 장치(100)가 배 치될 수 있다. 그리고, 상기 이송장치(20)에 의해 이송되는 슬라브(10)는 상기 스카핑 장치(100)를 통과하는 동안 표면 결함이 제거(개질)될 수 있다. The
상기 스카프 장치(100)는 고주파 유도 가열부(110)와 고압 유체 분사부(120)를 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 고주파 유도 가열부(110)는 전류가 흐르는 코일이 권취되어 유도전류의 발생이 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 단순히 코일로만 구성할 수도 있고, 또는 코일의 권취가 가능한 지지체를 이용하여 지지체에 코일이 권취되도록 구성할 수도 있다. 한편, 상기 슬라브(10)는 고주파 유도 가열부(110)를 구성하는 코일의 중앙으로 통과하게 되는데, 이 경우, 상기 슬라브(10)의 각 면에 대하여 균일한 전류의 밀도가 제공될 수 있도록 배치될 수 있다. The
그리고, 상기 고주파 유도 가열부(110)의 일 측 위치에는 고압 유체 분사부(120)가 배치될 수 있다. 상기 고압 유체 분사부(120)는 상기 고주파 유도 가열부(110)에 의해 상기 슬라브(10)의 가열된 영역(용융된 영역)에 대하여 고압의 유체를 분사하여 슬라브(10)의 표면에 존재하는 결함을 제거(개질)하게 된다. A high-pressure
이 경우, 상기 고주파 유도 가열부(110)는 슬라브(10)의 가열영역이 용융상태가 될 때까지 가열을 하고, 이 상태에서 상기 고압 유체 분사부(120)에 의해 분사되는 고압의 유체로 인해 용융된 슬라브(10)의 영역(10a)이 균질(균일)한 상태로 표면 결함이 제거될 수 있다. 이 경우, 상기 고압 유체 분사부(120)는 분사되는 유체가 슬라브(10)의 분사영역 전체에 대하여 균일한 압력으로 분사될 수 있도록 단일의 노즐로 이루어지도록 구성될 수도 있다. In this case, the high frequency
한편, 상기 고압 유체 분사부(120)에 의해 분사되는 유체는 산소, 질소, 헬륨 등과 같은 기체를 이용하여 슬라브(10)의 표면 결함을 제거할 수도 있다. 상기 고압 유체 분사부(120)에 의해 분사되는 유체는 상기 고주파 유도 가열부(110)에 의해 가열된 슬라브(10)의 영역(10a)의 온도가 유지되거나 상승시킬 수 있으면서 표면 결함을 제거할 수 있는 압력으로 분사될 수 있는 유체면 상기 언급된 유체에 한정되지 않는다. Meanwhile, the fluid injected by the high-pressure
한편, 상기 고압 유체 분사부(120)를 통해 산소를 분사하여 슬라브(10)의 표면 결함을 제거하는 경우, 상기 고주파 유도 가열부(110)에 의해 가열되는 슬라브(10)의 영역(10a)은 용융온도에 근접한 온도로 가열된 후, 상기 고압 유체 분사부(120)에 의해 분사되는 산소에 의해 산화열이 부가적으로 발생하여 상기 슬라브(10)의 가열 영역(10a)이 용융온도로 상승하도록 할 수도 있다. 이 경우, 상기 슬라브(10)는 탄소가 함유되어 있는 경우이고, 상기 슬라브(10)는 가열된 상태에서 함유된 탄소에 산소가 공급되므로 인해 산화반응이 발생하게 된다. 이러한 반응에 의해 상기 슬라브(10)의 가열 영역(10a)은 산화반응에 의해 온도가 더욱 상승하게 되고, 이로 인해 상기 가열 영역(10a)이 용융점 이상의 온도로 상승하여 표면 결함이 제거될 수 있다. The
상기 고주파 가열부(110)의 다른 일 위치, 즉 상기 고주파 유도 가열부(110)로 유입되기 전 슬라브(10)의 영역에 대하여, 상기 슬라브(10)의 표면 결함이 제거되는 영역으로부터 발생되는 비산물이 낙하하는 것을 방지하기 위하여 비산물 제거부(130)가 더 구비될 수도 있다. A ratio of a ratio of a ratio of a ratio of a ratio of a ratio of a ratio of a ratio of a ratio of a ratio The non-material removing
상기 비산물은 고압 유체 분사부(120)에서 고압의 산소를 분사하는 경우 발생할 수 있는데, 다시 말해서, 고압의 산소가 상기 슬라브(10)의 가열 영역(10a)에 분사되어 산화반응이 일어나는 경우, 산화물이 유체의 압력(즉, 고압 산소의 압력)에 의해 슬라브(10)가 고주파 유도 가열부(110)로 유입되는 방향으로 비산이 일어나게 된다. 이와 같이 발생하는 비산물은 슬라브(10)에 융착 또는 낙하하여 상기 고주파 유도 가열부(110)에 의해 상기 슬라브(10)가 가열될 때, 가열되는 영역(10a)의 가열 상태가 비균일하게 이루어질 수 있는 요인으로 작용할 수 있게 된다. In other words, when high-pressure oxygen is injected into the
따라서, 상기와 같이 비산물이 발생하는 경우, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 비산물이 슬라브(10)의 표면에 낙하하는 것을 방지할 수 있도록 상기 비산물 제거부(130)가 구비될 수 있다. 상기 비산물 제거부(130)는 예를 들어 고압의 물이 분사될 수 있는 고압수 분사장치 또는 고진공 상태로 작동하는 진공 흡입장치 등을 이용하여 구성될 수도 있다. Therefore, when the non-product is generated as described above, the
이 경우, 상기 고압수 분사장치는 분사되는 고압의 물이 상기 슬라브(10)의 표면에 균일하게 분사될 수 있도록 분사영역의 전체 영역에 대하여 단일 노즐로 이루어지도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 진공 흡입장치 또한, 흡입작용이 일어나는 상기 슬라브(10)의 표면 영역에 대하여 균일한 흡입력이 제공될 수 있도록 흡입영역의 전체 영역에 대하여 단일 노즐로 이루어지도록 구성될 수 있다. In this case, the high-pressure water injector may be configured to have a single nozzle with respect to the entire region of the injection region so that the high-pressure water injected may uniformly be sprayed onto the surface of the
상기와 같이 구성될 수 있는 스카핑 장치(100)는 슬라브(10)가 유입되는 위치 및/또는 배출되는 위치에 핀치롤러(140a,140b)를 더 구비할 수도 있다. 상기 핀 치롤러(140a,140b)는 상기 고주파 가열부(110)에 의해 슬라브(10)가 가열될 때, 가열을 위하여 슬라브(10)가 체류되는 시간을 조절하기 위하여, 다시 말해서, 상기 슬라브(10)의 이동속도를 조절 가능하도록 구비될 수도 있다. The scarfing
상기 고주파 유도 가열부(110)에 의한 슬라브(10)의 가열은 도 4에 도시된 것과 같이, 전자유도 작용에 의한 것으로, 교류(고주파) 전류가 흐르는 코일 속에 위치하는 금속 등의 도전체는 와전류 손실과 히스테리시스(Hysteresis) 손실(磁性體의 경우)의 저항에 의하여 열이 발생하는 원리를 이용하는 것이다. The heating of the
코일에 교류(고주파) 전류를 통하면 코일 주변의 교류전류에 의한 교번자속이 발생하고 이 자계속에 놓인 도전체에는 유도전류가 발생하게 된다. 이 전류를 와전류(도전체에 발생하는 자력선의 변화를 저지하는 전기적인 힘)라 하고, 피가열체의 고유저항과 와전류에 의한 줄(Joule) 열이 발생하는데, 이것이 와전류 손실로 유도가열시의 발열원이 되는 것이다. 이와 같은 고주파 유도가열 방식은 슬라브와 같은 자성체에서는 와전류손실 이외에도 히스테리시스 손실이라고 하는 자화에 따른 전기적손실이 생겨서 비철금속에 비해 가열이 쉬우며 가열 효율을 극대화 할 수 있게 된다. When an alternating current (high frequency) current is passed through the coil, an alternating magnetic flux due to the alternating current around the coil is generated, and an induced current is generated in the conductor placed in this continuing state. This current is referred to as an eddy current (an electric force that prevents a change in the magnetic line of force generated in the conductor), and a joule heat is generated due to the resistivity of the heating target and the eddy current. It becomes a heat source. In such a high-frequency induction heating system, a magnetic body such as a slab has electrical loss due to magnetization, which is called hysteresis loss in addition to eddy current loss, so that heating is easier and heating efficiency can be maximized compared with non-ferrous metals.
이와 같이 발생하는 와전류는 도체의 표면에 따라 흐르게 되고, 도체의 전류에 수직인 단면의 경우, 도 4에서와 같이 그 단면의 단위면적을 통과하는 량, 즉, 전류밀도는 도체의 단면에 대해서 동일하지 않고, 표면에 가까운 곳일수록 전류밀도는 크고 표면에서 중심부로 갈수록 전류밀도는 감소를 하는 현상, 즉, 표피효과(表皮效果/Skin effect)가 발생한다. 이러한 표피효과는 주파수에 관계되고 주파수 가 높을 수 록 표피효과가 크게 된다. The eddy current thus generated flows along the surface of the conductor. In the case of a cross section perpendicular to the current of the conductor, the amount of passing through the unit area of the cross section as shown in Fig. 4, that is, the current density is the same The current density decreases and the current density decreases from the surface to the center, that is, the skin effect (skin effect) occurs. This skin effect is related to the frequency, and the higher the frequency, the greater the skin effect.
따라서, 이러한 효과를 이용하여 슬라브의 두께, 슬라브의 표면결함 두께, 주파수 및/또는 전류량을 제어하여 슬라브의 용융깊이 또는 용융속도를 제어할 수도 있다. 이와 같은 방법에 슬라브(10)의 표면에 대하여 균일한 용융상태를 유발하여 의해 슬라브(10)의 표면 결함이 제거될 수 있고, 이로 인하여 균질(균일)한 슬라브의 표면을 형성할 수 있게 된다. Therefore, by controlling the thickness of the slab, the thickness of the surface defect of the slab, the frequency and / or the amount of current, it is possible to control the melting depth or the melting rate of the slab by using such effects. In this way, the surface of the
도 5는 슬라브의 두께에 대한 전류밀도, 전력량, 누계열량에 따른 용융상태를 나타내는 그래프로, 상기 그래프를 통해 주파수가 높은 경우 침투깊이(즉, 용융깊이)가 작고, 전력량(전류량)이 큰 경우 용융속도가 크며, 소재(슬라브)의 두께가 두꺼울 수록 전력량이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 이러한 데이터 값을 기초로 하여 상기 슬라브(10)에 대한 표면 결함에 적절한 상태로 용융과정이 일어나도록 제어할 수 있다. 5 is a graph showing a melted state with respect to the thickness of the slab according to the current density, the amount of power, and the cumulative heat amount. When the frequency is high, penetration depth (i.e., melting depth) is small and the amount of electric power It can be seen that the melting rate is large and the amount of electric power increases as the thickness of the material (slab) is thicker. That is, it is possible to control the melting process to be performed in a state suitable for the surface defects of the
한편, 상기 압연 후 이송장치(20)에 의해 이송되는 슬라브(10)는 상기 스카핑 장치(100)를 통과하면서, 표면결함이 제거되는 공정은 연속 공정으로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the process in which the
본원발명의 실시예에 따른 스카핑 장치 및 이를 이용한 슬라브의 표면 처리방법은 상기 설명된 각 실시예들에 의해 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The scarfing apparatus according to the embodiment of the present invention and the method of treating the surface of the slab using the scarf can be applied not only to the embodiments described above but also to various embodiments of the present invention, All or some of them may be selectively combined.
도 1은 종래의 스카핑 장치에 의해 표면처리된 슬라브의 상태를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the state of a slab surface-treated by a conventional scarifying apparatus.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치의 구성의 일 예를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 2A is a perspective view schematically showing an example of a configuration of a scarifying device according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a에 도시된 스카핑 장치의 내부 구조의 일 예를 개략적으로 나타내는 사시도이다. FIG. 2B is a perspective view schematically showing an example of the internal structure of the scarifying device shown in FIG. 2A.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치에 의해 슬라브의 표면이 처리되는 상태의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a concept of a state in which a surface of a slab is processed by a scarifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치에 의해 슬라브의 표면이 용융되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the principle of melting the surface of a slab by a scarifying device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치에 의해 표면이 용융될 때, 슬라브의 두께와 전류밀도, 절력량 및 누계열량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of the slab, the current density, the amount of cut, and the cumulative heat amount when the surface is melted by the scarifying device according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*Description of the Related Art [0002]
10 ... 슬라브 20 ... 이송장치10 ...
100 ... 스카핑 장치 110 ... 고주파 유도 가열부100 ... scarping
120 ... 고압 유체 분사부 130 ... 비산물 제거부120 ... High-pressure
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