KR101448602B1 - 주편 스카핑 장치 - Google Patents

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Abstract

주편의 모서리에 충분한 스카핑을 수행하여 모서리를 둥근 형태로 가공할 수 있도록, 주편의 측면에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 측면 토치, 주편 상단모서리 상부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 상부 토치, 주편 하단모서리 하부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 하부 토치를 포함하여, 주편을 스카핑하는 토치유닛과; 주편의 측면을 감싸며 배치되고 내측면에 상기 측면 토치와 상부 토치 및 하부 토치가 설치되어 각 토치간 상대 위치를 고정하는 프레임;을 포함하는 주편 스카핑 장치를 제공한다.

Description

주편 스카핑 장치{DEVICE FOR SCARFING SLAB}
본 발명은 연주공정을 통해 제조된 주편의 에지부를 스카핑하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 주편의 모서리를 둥글게 가공할 수 있도록 된 주편 스카핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연속 주조기에서 생산되는 주편(slab)는 40ton 이하의 크기로 절단되어 재가열로에서 승온된 후 열간 압연기에 투입하여 열연코일로 생산된다.
연속주조 공정에서 생산된 주편은 모서리 영역에 코너크랙이 발생되는 경우가 많으며, 특히 포정반응을 갖는 중탄소강과 같은 강종에서 그 정도가 심하다.
코너크랙이 발생된 주편을 압연기에 투입하여 압연하게 되면 판의 파단과 같은 조업 사고를 초래하거나 생산된 열연코일에 에지 스캡(edge scab) 결함을 갖게 된다. 이에 따라 코너 크랙 발생이 용이한 강종의 주편은 상기와 같은 결함을 제거하기 위해, 연속 주조기에서 생상된 주편이 냉각되기 전에 열간 상태에서 주편의 모서리 영역을 스카핑(scarfing)하여 결함을 제거하게 된다. 주편을 스카핑 처리하여 열간 압연을 실시함으로써, 품질이 우수한 열연 강판을 생산할 수 있게 된다.
종래 상기 스카핑 공정은 연속 주조기의 출측에 설치된 스카핑 머신을 통해 이루어진다. 상기 스카핑 머신은 주편의 양 측면에 배치되어 주편 측면을 스카핑하게 된다.
그러나, 종래의 장치는 주편의 측면을 약 3 ~4mm 깊이로 스카핑할 수 있을 뿐으로, 주편의 모서리의 결함 제거를 위해 깊숙한 깊이로는 스카핑을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
즉, 주편의 모서리 결함 제거를 위해서는 모서리에서 대각선 방향으로 약 20mm 정도의 깊이로 스카핑이 이루어져야 하나, 종래의 장치 구조를 통해서는 고작 3 ~ 4mm 정도의 깊이로 스카핑이 이루어질 뿐이다.
이에, 종래 구조의 경우 주편의 모서리 부분에서 스카핑 불량이 발생하는 문제가 있다.
주편의 모서리에 충분한 스카핑을 수행하여 모서리를 둥근 형태로 가공할 수 있도록 된 주편 스카핑 장치를 제공한다.
또한, 주편의 측면과 상하단 모서리를 동시에 스카핑할 수 있도록 된 주편 스카핑 장치를 제공한다.
본 스카핑 장치는 주편의 측면에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 측면 토치, 주편 상단모서리 상부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 상부 토치, 주편 하단모서리 하부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 하부 토치를 포함하여, 주편을 스카핑하는 토치유닛과; 주편의 측면을 감싸며 배치되고 내측면에 상기 측면 토치와 상부 토치 및 하부 토치가 설치되어 각 토치간 상대 위치를 고정하는 프레임;을 포함할 수 있다.
상기 프레임과 상기 토치 유닛 사이에 설치되어 프레임에 대해 토치 유닛에 탄성력을 인가하는 탄성부를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부는 토치유닛에 설치되고 프레임을 관통하여 외측으로 연장되는 가이드바와, 상기 프레임 외측에서 상기 가이드바 선단에 체결되는 너트, 상기 가이드바에 끼워져 프레임과 토치유닛 사이에 탄성 결합되는 스프링을 포함할 수 있다.
상기 프레임에 설치되어 주편으로 연장되는 지지대와, 상기 지지대 선단에 설치되어 주편에 접하는 회전휠을 더 포함할 수 있다.
상기 측면 토치는 주편 측면에서 상단 모서리 끝까지 연장되고, 상기 상부 토치는 주편 상부에서 상단 모서리 끝까지 연장되어, 상기 주편의 상단 모서리는 측면 토치와 상부 토치에 의해 동시 스카핑되는 구조일 수 있다.
상기 측면 토치는 주편 측면에서 하단 모서리 끝까지 연장되고, 상기 하부 노치는 주편 하부에서 하단 모서리 끝까지 연장되어, 상기 주편의 하단 모서리는 측면 토치와 하부 토치에 의해 동시 스카핑되는 구조일 수 있다.
상기 토치유닛은 주편으로 가스를 분사하는 적어도 하나 이상의 가스분사노즐과, 산소를 분사하는 적어도 하나 이상의 산소분사노즐을 포함하고, 상기 가스분사노즐과 상기 산소분사노즐은 가스 및 산소를 주편의 표면에 대해 예각으로 분사하는 구조일 수 있다.
상기 가스분사노즐 중 주편 진행방향을 따라 뒤쪽에 배치된 산소분사노즐을 통한 산소 분사 각도는 앞쪽에 배치된 산소분사노즐의 산소 분사 각도보다 작은 구조일 수 있다.
이상 본 실시예에 의하면, 주편의 측면을 감싸 삼면을 동시에 스카핑하면서 주편의 모서리에 산소가 중첩하여 분사되도록 함으로써, 모서리를 요구 깊이인 20mm 이상으로 스카핑하여 둥근 형태로 가공할 수 있게 된다.
또한, 주편 모서리에 대해 보다 완벽한 스카핑 작업을 통해 열연 강판의 품질을 높일 수 있게 된다.
또한, 주편 측면의 상하단 모서리와 측면의 삼면을 동시에 스카핑할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 정면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 토치유닛을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 주편 측면에 배치되는 스카핑 장치의 사시도이다. 도 3은 주편 측면 모서리에 배치되는 상기 주편 스카핑 장치의 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연속 주조기를 통해 제조된 주편(P)은 이송 롤러 테이블을 따라 연속적으로 이송된다. 본 실시예의 스카핑 장치(10)는 연속 주조기 출측에서 주편(P)의 폭방향으로 양 측에 배치되어, 롤러 테이블을 따라 진행하는 주편(P)의 양 측면과 모서리를 스카핑(scarfing)하게 된다. 스카핑 공정을 통해 주편(P)은 측면 모서리의 크랙 등의 결함이 제거된다.
본 실시예의 스카핑 장치(10)는 주편(P)의 모서리와 측면을 스카핑하고 모서리를 둥글게 깍아 낼 수 있도록 된 토치유닛(20)과, 상기 토치유닛(20)을 지지하는 프레임(30)을 포함한다. 상기 토치유닛(20) 외측으로는 스카핑 작업시 비산되는 용융물을 포집하는 포집기(12)가 설치된다.
본 실시예에서 상기 토치유닛(20)은 주편(P)의 측면에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 측면 토치(21), 주편(P) 상단모서리 상부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 상부 토치(22), 주편(P) 하단모서리 하부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 하부 토치(23)를 포함한다. 이하 설명에서 토치유닛 또는 토치라 함은 측면 토치와 상부 토치 및 하부 토치 모두를 지칭하는 것으로 이해할 수 있다. 이에 토치유닛(20)에서 분사되는 대량 고압의 산소가 예열된 주편(P)에 분사되고 적절한 비율로 가스, 예를 들어 천연가스(natural gas)가 조절 분사되어 주편(P) 표면의 산화열을 촉진하여 스카핑을 수행하게 된다.
이와 같이, 토치유닛(20)은 3개의 토치가 주편(P)의 상부와 측면 및 하부에 배치되어 주편(P)의 상단 모서리와 하단 모서리 및 측면을 동시에 스카핑하게 된다. 여기서, 상기 측면 토치(21)와 상부 토치(22)는 주편(P) 상단 모서리를 사이에 두고 배치되어 주편(P) 상단 모서리는 측면 토치(21)와 상부 토치(22)에 의해 중첩해서 스카핑된다. 마찬가지로 주편(P) 하단 모서리 역시 측면 토치(21)와 상부 토치(22)에 의해 중첩해서 스카핑된다. 이러한 구조를 통해 주편(P)의 상단 모서리와 하단 모서리는 더욱 깊이 깍여져 나가 둥근 형태로 가공될 수 있는 것이다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 상세하게 설명하도록 한다.
상기 토치유닛(20)을 구성하는 측면 토치(21)와 상부 토치(22) 및 하부 토치(23)는 주편(P)으로 가스를 분사하는 적어도 하나 이상의 가스분사노즐(25,27)과, 산소를 분사하는 적어도 하나 이상의 산소분사노즐(24,26)을 포함하고, 상기 가스분사노즐(25,27)과 상기 산소분사노즐(24,26)은 가스 및 산소를 주편(P)의 표면에 예각으로 분사할 수있도록 경사져 배치된 구조로 되어 있다.
도 4는 상기 토치 유닛 중 일예로써, 상부 토치(22)의 구조를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 토치(22)는 주편(P) 진행방향을 따라 앞쪽에 산소분사노즐(24)과 가스분사노즐(25)이 배치되며, 뒤쪽에 다시 산소분사노즐(26)과 가스분사노즐(27)이 배치된다. 상기 각 노즐은 주편(P)의 수평면을 이루는 주편(P)의 상면에 대해 예각을 이루며 경사져 배치된다. 이에, 각 노즐로부터 분사되는 산소 및 가스는 주편(P)의 상면에서 예각으로 분사되어 주편(P) 표면을 스카핑하게 된다.
상기 노즐 중 주편(P) 진행방향을 따라 앞쪽에 배치된 산소분사노즐(24)과 가스분사노즐(25)은 예열을 위한 것이고, 뒤쪽에 배치되는 산소분사노즐(26)과 가스분사노즐(27)은 실질적인 주편(P) 스카핑 작업을 위한 것이다. 본 실시예에서 상기 뒤쪽에 배치되는 산소분사노즐(26)과 가스분사노즐(27)의 각도가 앞쪽에 배치된 산소분사노즐(24)과 가스분사노즐(25)의 각도보다 작은 구조로 되어 있다. 이러한 구조를 통해 주편(P) 진행방향을 따라 앞쪽에서 주편(P)을 예열하고 예열된 주편(P)에 보다 예리한 각도로 산소와 가스를 분사하여 효율적인 스카핑 작업이 이루어질 수 있게 된다.
이러한 구조는 도 4에 도시된 상부 토치(22)에 한정되지 않는다. 토치 유닛의 다른 토치 즉, 측면 토치(21) 및 하부 토치(23)도 상기와 같은 동일한 구조로 이루어지며, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 프레임(30)은 주편(P)의 측면을 감싸며 배치되고 내측면에 상기 측면 토치(21)와 상부 토치(22) 및 하부 토치(23)가 설치되어 각 토치간 상대 위치를 고정하게 된다.
상기 프레임(30)은 주편(P)의 측면을 따라 수직으로 연장되고 상단과 하단은 각각 주편(P)의 상면과 하면으로 수평 연장된 구조를 이룬다. 주편(P)의 측면과 상면 및 하면에 대응하는 프레임(30)의 각면에는 측면 토치(21)와 상부 토치(22) 및 하부 토치(23)가 결합된다.
본 실시예에서, 상기 프레임(30)은 상기 토치 유닛 사이에 설치되어 프레임(30)에 대해 토치 유닛에 탄성력을 인가하는 탄성부를 더 포함한다.
상기 탄성부는 토치유닛(20)에 설치되고 프레임(30)을 관통하여 외측으로 연장되는 가이드바(32)와, 상기 프레임(30) 외측에서 상기 가이드바 선단에 체결되는 너트(34), 상기 가이드바에 끼워져 프레임(30)과 토치유닛(20) 사이에 탄성 결합되는 스프링(36)을 포함한다. 상기 가이드바(32)는 프레임(30)을 관통하여 슬라이딩가능하게 설치되며, 선단에는 수나사가 가공되어 상기 너트(34)와 체결된다. 이에, 토치유닛(20)은 주편(P)의 측면과 상면 및 하면에서 각각 프레임(30)에 대해 스프링(36)을 매개로 탄력적으로 움직이게 된다.
또한, 상기 프레임(30)에는 프레임(30) 상부에 설치되어 주편(P)의 상면으로 연장되는 지지대(38)와, 상기 지지대 선단에 설치되어 주편(P)에 접하는 회전휠(39)을 더 포함한다. 상기 지지대(38)에 설치된 회전휠(39)은 주편(P)의 표면에 밀착되어 주편(P)의 움직임에 같이 움직이게 된다. 이에, 주편(P)의 불규칙적인 움직임은 회전휠과 지지대를 통해 그대로 프레임(30)으로 전달되어 프레임(30)에 설치된 토치유닛(20)을 주편(P)의 움직임에 맞춰 같이 이동시킬 수 있게 된다.
한편, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 측면 토치(21)는 주편(P) 측면에서 상단 모서리(C) 끝까지 연장되고, 상기 상부 토치(22)는 주편(P) 상부에서 상단 모서리(C) 끝까지 연장되어, 상기 주편(P)의 상단 모서리(C)는 측면 토치(21)와 상부 토치(22)에 의해 동시 스카핑되는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 측면 토치(21)는 주편(P) 측면에서 하단 모서리(C) 끝까지 연장되고, 상기 하부 노치는 주편(P) 하부에서 하단 모서리(C) 끝까지 연장되어, 상기 주편(P)의 하단 모서리(C)는 측면 토치(21)와 하부 토치(23)에 의해 동시 스카핑되는 구조로 되어 있다.
이에, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 토치(22)는 주편(P)의 상단 모서리(C)를 포함한 주편(P)의 윗면에 대해 스카핑을 실시하게 되고, 측면 토치(21)는 주편(P)의 상단 모서리(C)를 포함한 주편(P)의 측면에 대해 스카핑을 실시하게 된다. 따라서, 주편(P)의 상단 모서리(C) 영역은 상부 토치(22)에 의해 스카핑이 이루어짐과 동시에 측면 토치(21)에 의해서도 스카핑이 이루어지게 된다. 이에, 주편(P)의 상단 모서리(C) 영역은 상부 토치(22)와 측면 토치(21)에 의해 동시에 중복적으로 스카핑되면서 스카핑 깊이가 증가된다.
마찬가지로, 하부 토치(23)는 주편(P)의 하단 모서리(C)를 포함한 주편(P)의 하면에 대해 스카핑을 실시하게 되고, 측면 토치(21)는 주편(P)의 하단 모서리(C)를 포함하느 주편(P)의 측면에 대해 스카핑을 실시하게 된다. 이에, 주편(P)의 하단 모서리(C) 영역은 하부 토치(23)에 의해 스카핑이 이루어짐과 동시에 측면 토치(21)에 의해서도 스카핑이 이루어지게 된다. 따라서 주편(P)의 하단 모서리(C) 영역 또한, 하부 토치(23)와 측면 토치(21)에 의해 동시에 중복적으로 스카핑되면서 스카핑 깊이가 증가된다.
이와 같이, 주편(P)의 상단 모서리(C)와 하단 모서리(C)는 2면에서 동시에 스카핑 됨으로써, 요구 깊이인 20mm 이상의 깊이로 스카핑이 이루어지게 된다. 따라서 주편(P)의 측면 상단 모서리(C)와 하단 모서리(C)를 보다 둥근 형태로 스카핑할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 : 스카핑 장치 20 : 토치유닛
21 : 측면 토치 22 : 상부 토치
23 : 하부 토치 24,26 : 산소분사노즐
25,27 : 가스분사노즐 30 : 프레임
32 : 가이드바 36 : 스프링
38 : 지지대 39 : 회전휠

Claims (8)

  1. 주편의 측면에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 측면 토치, 주편 상단모서리 상부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 상부 토치, 주편 하단모서리 하부에 위치하여 산소와 가스를 분사하는 하부 토치를 포함하여, 주편을 스카핑하는 토치유닛과;
    주편의 측면을 감싸며 배치되고 내측면에 상기 측면 토치와 상부 토치 및 하부 토치가 설치되어 각 토치간 상대 위치를 고정하는 프레임;
    상기 프레임에 설치되어 주편으로 연장되는 지지대와, 상기 지지대 선단에 설치되어 주편에 접하는 회전휠;
    상기 프레임과 상기 토치 유닛 사이에 설치되어 프레임에 대해 토치 유닛에 탄성력을 인가하는 탄성부를 포함하고,
    상기 탄성부는 토치유닛에 설치되고 프레임을 관통하여 외측으로 연장되는 가이드바와, 상기 프레임 외측에서 상기 가이드바 선단에 체결되는 너트, 상기 가이드바에 끼워져 프레임과 토치유닛 사이에 탄성 결합되는 스프링을 포함하는 주편 스카핑 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측면 토치는 주편 측면에서 상단 모서리 끝까지 연장되고, 상기 상부 토치는 주편 상부에서 상단 모서리 끝까지 연장되어, 상기 주편의 상단 모서리는 측면 토치와 상부 토치에 의해 동시 스카핑되는 구조의 주편 스카핑 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 측면 토치는 주편 측면에서 하단 모서리 끝까지 연장되고, 상기 하부 노치는 주편 하부에서 하단 모서리 끝까지 연장되어, 상기 주편의 하단 모서리는 측면 토치와 하부 토치에 의해 동시 스카핑되는 구조의 주편 스카핑 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 토치유닛은 주편으로 가스를 분사하는 적어도 하나 이상의 가스분사노즐과, 산소를 분사하는 적어도 하나 이상의 산소분사노즐을 포함하고, 상기 가스분사노즐과 상기 산소분사노즐은 가스 및 산소를 주편의 표면에 대해 예각으로 분사하는 구조의 주편 스카핑 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가스분사노즐 중 주편 진행방향을 따라 뒤쪽에 배치된 산소분사노즐을 통한 산소 분사 각도는 앞쪽에 배치된 산소분사노즐의 산소 분사 각도보다 작은 구조의 주편 스카핑 장치.
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