KR101435033B1

KR101435033B1 - 소재온도조절장치

Info

Publication number: KR101435033B1
Application number: KR1020120069639A
Authority: KR
Inventors: 박진기; 백인철
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-08-27
Also published as: KR20140002882A

Abstract

소재온도조절장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 압연기에 의해 압연되면서 이동하는 소재의 지정부분의 온도를 조절하는 온도조절부와; 소재의 위치 변화를 감지하는 위치감지부; 및 위치감지부에 의해 감지된 소재의 위치 변화에 따라 온도조절부의 위치가 이동되도록 온도조절부의 동작을 제어하는 제어부를 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 지정부분의 온도를 조절하는 온도조절부와; 상기 소재의 위치 변화를 감지하는 위치감지부; 및 상기 위치감지부에 의해 감지된 상기 소재의 위치 변화에 따라 상기 온도조절부의 위치가 이동되도록 상기 온도조절부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 온도조절부는, 상기 소재의 지정부분을 가열하는 가열부; 및 상기 소재의 지정부분의 위치 변화에 따라 상기 가열부를 이동시키는 이동부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는, 상기 위치감지부에 의해 감지된 상기 소재의 위치 변화에 따라 상기 소재의 지정부분의 위치를 추적하고, 추적된 상기 소재의 지정부분의 위치에 따라 상기 가열부가 상기 소재의 이동방향으로 이동되어 상기 소재의 지정부분을 가열하도록 상기 가열부와 상기 이동부의 동작을 제어하는 이 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 발행을 억제하고 그 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치의 동작상태를 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 소재온도조절장치의 구성을 보여주는 구성도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치의 동작상태를 보여주는 도면이다.

먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재온도조절장치(100)는, 온도조절부(110)와, 위치감지부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.

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

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.

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(110)는 이처럼 압연 및 스케일 제거 과정에서 온도가 급격히 저하되는 소재(1)의 선단부와 후단부의 온도를 조절하는 것으로, 제1온도조절부(111)와 제2온도조절부(115)를 포함한다.

제1온도조절부(111)는 압연기(10)의 일측에 구비되어 소재(1)의 선단부의 온도를 조절하고, 제2온도조절부(115)는 압연기(10)의 타측에 구비되어 소재(1)의 후단부의 온도를 조절한다.

제1 및 제2온도조절부(111,115)는 각각 가열부(112,116)와 이동부(113,117)를 포함한다.

가열부(112,116)는 소재(1)의 지정부분을 가열하되, 이동하는 소재(1)를 따라 함께 이동하며 소재(1)의 지정부분을 가열한다. 본 실시예에서, 각각의 가열부(112,116)는 전자기유도(電磁氣誘導)에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 가열하는 유도가열기를 구비하는 것으로 예시되나 이에 한정되는 것은 아니다.

이동부(113,117)는 소재(1)의 지정부분의 위치 변화에 따라 가열부(112,116)를 이동시킨다. 즉, 이동부(113,117)는 소재(1)가 이동되는 만큼 가열부(112,116)를 소재(1)가 이동되는 방향으로 이동시킴으로써, 소재(1)의 지정부분을 가열하도록 위치된 가열부(112,116)가 소재(1)의 지정부분을 계속 추적하며 가열할 수 있도록 한다.

일례로서, 이동부(113,117)는 소재(1)의 이동방향을 따라 설치되는 엘엠가이드를 구비하는 형태일 수 있다. 엘엠가이드의 구조 및 작용은 당업자에게 자명한 사항이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 제1 및 제2온도조절부(111,115)의 가열부(112,116)는 하나의 이동부(113,117)에 의해 일체로 연동되어 이동되는 형태일 수도 있고, 제1온도조절부(111)와 제2온도조절부(115)에 별도로 각각 구비된 이동부(113,117)에 의해 독립적으로 이동되는 형태일 수도 있다.

위치감지부(120)는 소재(1)의 위치 변화를 감지한다. 본 실시예에서, 위치감지부(120)는 소재(1)의 이동방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 복수 개의 근접센서(121)를 구비하는 것으로 예시된다. 바람직하게는, 각각의 근접센서(121)는 이송롤러(30)와 이송롤러(30) 사이의 공간에 각각 설치된다.

이에 따르면, 소재(1)는 압연기(10)에 의해 압연되며 이동하면서 위치감지부(120)의 상부 또는 하부를 지나가게 되고, 이 과정에서 소재(1)의 이동방향을 따라 일정 간격으로 배열된 근접센서(121)의 상부 또는 하부를 순차적으로 통과하게 된다. 각각의 근접센서(121)는 소재(1)의 근접 또는 멀어짐을 감지하고, 이에 관한 신호를 제어부(130)로 전송한다. 본 실시예에서, 근접센서(121)는 소재(1)의 근접을 감지하는 경우 온(On)-신호를, 소재(1)의 멀어짐을 감지하는 경우 오프(Off)-신호를 전송하는 것으로 예시된다.

제어부(130)는 위치감지부(120)에 의해 감지된 위치 변화에 따라 온도조절부(110)의 위치가 이동되도록 온도조절부(110)의 동작을 제어한다.

본 실시예에 따르면, 제어부(130)는 위치감지부(130)에 의해 감지된 소재(1)의 위치 변화에 따라 소재(1)의 지정부분의 위치를 추적한다.

예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소재(1)가 압연기(10)의 타측에서 일측 방향으로 이동하는 과정에서, 오프-상태에 있던 근접센서(121)들이 소재(1)의 근접을 감지하고 순차적으로 온-신호를 발생시키면, 제어부(130)는 소재(1)의 선단부가 해당 근접센서(121)들이 지시하는 위치로 그 위치가 순차적으로 변화함을 인식한다.

이와 동시에 온-상태에 있던 근접센서(121)들이 소재(1)의 멀어짐을 감지하고 순차적으로 오프-신호를 발생시키면, 제어부(130)는 소재(1)의 후단부가 해당 근접센서(121)이 지시하는 위치로 그 위치가 순차적으로 변화함을 인식한다.

반대로, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 소재(1)가 압연기(10)의 일측에서 타측 방향으로 이동하는 경우, 오프-상태에 있던 근접센서(121)들이 소재(1)의 근접을 감지하고 순차적으로 온-신호를 발생시키면, 제어부(130)는 소재(1)의 후단부가 해당 근접센서(121)들이 지시하는 위치로 그 위치가 순차적으로 변화함을 인식한다.

이와 동시에 오프-상태에 있던 근접센서(121)들이 소재(1)의 멀어짐을 감지하고 순차적으로 온-신호를 발생시키면, 제어부(130)는 소재(1)의 선단부가 해당 근접센서(121)이 지시하는 위치로 그 위치가 순차적으로 변화함을 인식한다.

상기와 같은 방식으로, 제어부(130)는 소재(1)의 길이에 대한 정보 없이도 소재(1)의 지정부분의 위치를 추적할 수 있다. 그리고 이와 같이 소재(1)의 지정부분의 위치를 추적한 제어부(130)는, 추적된 소재(1)의 지정부분의 위치에 따라 온도조절부(110)의 동작을 제어한다.

구체적으로, 제어부(130)는 근접센서(121)들로부터 순차적으로 전송되는 온-신호, 오프-신호를 이용하여 소재(1)의 지정부분의 위치가 어떻게 변화하고 있는지 분석, 추적하고, 분석, 추적된 소재(1)의 지정부분의 위치에 따라 이동부(113,117)의 동작을 제어한다.

이동부(113,117)는 상기와 같은 제어부(130)의 동작 제어에 의해 가열부(112,116)를 이동시키고, 이에 따라 가열부(112,116)는 소재(1)의 지정부분의 위치가 변화된 만큼 이동함으로써, 이동되는 소재(1)의 지정부분을 추적하면서 가열할 수 있다.

이와 같이 이동되는 소재(1)의 지정부분을 추적하며 가열하는 가열부(112,116)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.

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 발생을 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 : 온도조절부
111 : 제1온도조절부 112,116 : 가열부
113,117 : 이동부 115 : 제2온도조절부
120 : 위치감지부 130 : 제어부

Claims

압연기에 의해 압연되면서 이동하는 소재의 지정부분의 온도를 조절하는 온도조절부;
상기 소재의 위치 변화를 감지하는 위치감지부; 및
상기 위치감지부에 의해 감지된 상기 소재의 위치 변화에 따라 상기 온도조절부의 위치가 이동되도록 상기 온도조절부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
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.
제1항에 있어서, 온도조절부는,
상기 소재의 지정부분을 가열하는 가열부; 및
상기 소재의 지정부분의 위치 변화에 따라 상기 가열부를 이동시키는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재온도조절장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 위치감지부에 의해 감지된 상기 소재의 위치 변화에 따라 상기 소재의 지정부분의 위치를 추적하고, 추적된 상기 소재의 지정부분의 위치에 따라 상기 가열부가 상기 소재의 이동방향으로 이동되어 상기 소재의 지정부분을 가열하도록 상기 가열부와 상기 이동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 소재온도조절장치.
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