KR101450851B1 - 주편 스카핑 장치 - Google Patents

Abstract

주편 스카핑 시 스카핑 경계면에서 덧살의 발생을 방지할 수 있도록, 주편의 측면에 위치하여 주편의 모서리 측면에 산소와 가스를 분사하는 측면 토치, 주편 상단모서리 상부에 위치하여 상단모서리 상면에 산소와 가스를 분사하는 상부 토치, 주편 하단모서리 하부에 위치하여 하단모서리 하면에 산소와 가스를 분사하는 하부 토치, 상기 상부 토치 및 하부 토치 측면에 각각 배치되고 스카핑경계면으로 산소를 분사하는 상부핀토치와 하부핀토치를 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 주편을 스카핑하였을 때, 스카핑경계면에서 용융된 주편이 제대로 제거되지 않아 덧살 형태로 볼록하게 형성되는 문제가 있다. 이에, 덧살로 인한 주편 품질 저하 및 추가적으로 덧살을 제거해야 하므로 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 주편의 측면을 약 3 ~4mm 깊이로 스카핑할 수 있을 뿐으로, 주편의 모서리의 결함 제거를 위해 깊숙한 깊이로는 스카핑을 수행하지 못하는 문제점이 있다. 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 뿐이나. 이에, 종래 구조의 경우 주편의 모서리 부분에서 스카핑 불량이 발생하는 문제가 있다.

주편 스카핑 시 스카핑 경계면에서 덧살의 발생을 방지할 수 있도록 된 주편 스카핑 장치를 제공한다.

또한, 주편의 모서리에 충분한 스카핑을 수행하여 모서리를 둥근 형태로 가공할 수 있도록 된 주편 스카핑 장치를 제공한다.

본 스카핑 장치는 주편의 측면에 위치하여 주편의 모서리 측면에 산소를 분사하는 측면 토치, 주편 상단모서리 상부에 위치하여 상단모서리 상면에 산소를 분사하는 상부 토치, 주편 하단모서리 하부에 위치하여 하단모서리 하면에 산소를 분사하는 하부 토치, 상기 상부 토치 및 하부 토치 측면에 각각 배치되고 스카핑경계면으로 산소를 분사하는 상부핀토치와 하부핀토치를 포함할 수 있다.

상기 상부 토치와 상부핀토치를 지지하는 프레임, 상기 하부 토치와 상부핀토치를 지지하는 프레임, 측면 토치를 지지하는 프레임을 포함하고, 각 프레임에는 주편에 접하여 회전하는 회전휠이 설치된 구조일 수 있다.

상기 상부 토치와 하부 토치 및 측면 토치는 주편으로 산소를 분사하는 산소분사노즐을 포함하고, 상기 산소분사노즐은 산소를 주편의 표면에 대해 예각으로 분사하는 구조일 수 있다.

상기 측면 토치는 두 개가 구부되어 주편의 상단 모서리쪽과 하단 모서리쪽에 각각 배치된 구조일 수 있다.

상기 상부핀토치와 하부핀토치는 각각 산소를 분사하는 핀노즐을 포함하며, 상기 핀노즐은 산소를 상기 주편의 측면에 대해 예각으로 분사하는 구조일 수 있다.

상기 핀노즐은 산소를 주편의 표면에 대해 예각으로 분사하는 구조일 수 있다.

상기 상부 토치와 하부 토치에 설치된 산소분사노즐은 주편 폭방향으로 연장된 슬릿형태를 이루고, 주편 모서리 끝으로 갈수록 폭이 커져 산소 분사량이 증가하는 구조일 수 있다.

상기 핀토치는 주편 진행방향을 따라 상부 토치에 대해 뒤쪽에 배치된 구조일 수 있다.

이상 본 실시예에 의하면, 주편의 스카핑 경계면에서 덧살이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에, 주편 모서리에 대해 보다 완벽한 스카핑 작업을 통해 열연 강판의 품질을 높일 수 있게 된다.

주편의 측면을 감싸 삼면을 동시에 스카핑하면서 주편의 모서리에 산소가 집중적으로 분사되도록 함으로써, 모서리를 요구 깊이로 스카핑하여 둥근 형태로 가공할 수 있게 된다.

또한, 주편 측면의 상하단 모서리와 측면의 삼면을 동시에 스카핑할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 정면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 주편 스카핑 장치의 상부 토치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 실시예에 다른 주편 스카핑 장치의 상부 토치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 다른 주편 스카핑 장치의 측면 토치를 도시한 단면도이다.
도 6은 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 1은 본 실시예에 따른 주편 측면에 배치되는 스카핑 장치의 사시도이고, 도 2는 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 장치는 주편(P)의 측면에 위치하여 주편의 모서리 측면에 산소와 가스를 분사하는 측면 토치(20), 주편(P) 상단모서리 상부에 위치하여 상단모서리 상면에 산소와 가스를 분사하는 상부 토치(30), 주편(P) 하단모서리 하부에 위치하여 하단모서리 하면에 산소와 가스를 분사하는 하부 토치(40) 및, 상기 상부 토치 및 하부 토치 측면에 각각 배치되고 스카핑경계면으로 산소를 분사하는 상부핀토치(50)와 하부핀토치(60)를 포함한다.

이하 설명에서 토치라 함은 측면 토치(20)와 상부 토치(30), 하부 토치(40)를 모두를 지칭하며, 핀토치라 함은 상부핀토치(50)와 하부핀토치(60) 모두를 지칭하는 것으로 이해할 수 있다.

이와 같이, 상부 토치(30), 하부 토치(40) 및 측면 토치(20) 3개의 토치가 주편(P)의 상부하부와 측면에 배치되어 주편(P)의 상단 모서리와 하단 모서리 및 측면을 동시에 스카핑하게 된다. 여기서, 상기 측면 토치(20)와 상부 토치(30)는 주편(P) 상단 모서리를 사이에 두고 배치되어 주편(P) 상단 모서리는 측면 토치(20)와 상부 토치(30)에 의해 중첩해서 스카핑된다. 마찬가지로 주편(P) 하단 모서리 역시 측면 토치(20)와 상부 토치(30)에 의해 중첩해서 스카핑된다. 이러한 구조를 통해 주편(P)의 상단 모서리와 하단 모서리는 더욱 깊이 깍여져 나가 둥근 형태로 가공될 수 있는 것이다.

본 장치는 또한 상기 상부 토치(30)와 상부핀토치(50)가 프레임(12)에 의해 결합되며, 상기 프레임에는 주편 상면에 접하여 회전하는 회전휠(13)이 설치된 구조로 되어 있다.

상기 하부 토치(40)와 상부핀토치(60) 또한, 프레임(12)에 의해 결합되며, 프레임(12)에는 주편 하면에 접하여 회전하는 회전휠(13)이 설치된다. 상기 측면 토치(20) 역시 프레임(14)에 지지되며, 프레임(14)에는 주편 측면에 접하는 회전휠(15)이 설치된 구조로 되어 있다.

상기 회전휠(13,15)은 주편(P)의 표면에 밀착되어 주편(P)의 움직임에 같이 움직이게 된다. 이에, 주편의 불규칙적인 움직임은 회전휠을 통해 프레임에 전달되어 프레임에 설치된 토치와 핀토치를 주편(P)의 움직임에 맞춰 같이 움직일 수 있게 된다.

상기 측면 토치(20)와 상부 토치(30) 및 하부 토치(40)는 주편(P)으로 산소를 분사하는 적어도 하나 이상의 산소분사노즐(22,32,42)을 포함한다. 또한, 상기 토치는 가스 예를 들어 천연가스(natural gas) 분사를 위한 가스분사노즐이 별도로 구비될 수 있다. 상기 산소분사노즐에서 토출되는 대량 고압의 산소는 적절한 비율의 천연가스와 혼합되어 주편 표면에 산화열을 촉진하여 스카핑을 수행하게 된다.

또한, 상기 핀토치를 이루는 상부핀토치(50)와 하부핀토치(60)는 각각 주편으로 산소를 분사하는 핀노즐(52,62)을 포함한다.

상기 산소분사노즐(22,32,42)과 핀노즐(52,62)은 슬릿 형태로 길게 연장 형성된다. 상기 상부 토치(30)와 하부 토치(40) 및 핀토치에 형성되는 노즐은 주편 폭방향으로 길게 연장 형성되며, 측면 토치(20)에 형성되는 노즐은 주편 측면에서 상하방향을 따라 연장 형성된다.

도 3과 도 4는 상기 토치 중 상부 토치와 상부핀토치의 구조를 예시하고 있으며, 도 5는 측면 토치의 구조를 예시하고 있다. 이하 토치의 구조에 대해 도 3 내지 도 5에 도시된 상부 토치와 상부핀토치 및 측면 토치를 참조하여 설명한다. 다른 토치 즉, 하부 토치도 상부 토치와 같은 동일한 구조로 이루어지며, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 산소분사노즐(32)은 산소를 주편(P)의 표면에 예각으로 분사할 수 있도록 경사져 형성된 구조로 되어 있다.

상기 상부핀토치(50) 역시 산소를 분사하는 핀노즐(52)이 주편의 표면에 경사져 형성되어 산소를 주편의 표면에 예각으로 분사하는 구조로 되어 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 핀노즐(52)은 산소를 상기 주편의 측면에 대해 예각으로 분사하는 구조일 수 있다. 즉, 상기 핀노즐(52)은 주편의 표면에 대해 예각으로 형성됨과 더불어 주편의 측면에 대해 경사지게 형성되어 상부노즐의 산소분사노즐(32)에서 분사되는 산소쪽으로 산소를 분사하는 구조로 되어 있다.

이에, 상부핀토치(50)의 핀노즐(52)에서 분사되는 산소는 상부 토치(30)의 산소분사노즐(32)에서 분사되는 산소에 의해 주편 상면에 형성되는 스카핑 영역의 스카핑 경계면(A)으로 분사된다.

따라서, 스카핑 경계면(A)에서의 용융물이 핀노즐(52)에서 주편 측면쪽으로 분사되는 산소에 의해 주편 측면쪽으로 밀려나가 경계면에서 덧살로 형성되지 못하게 된다.

또한, 상기 상부핀토치(50)는 주편 진행방향을 따라 상부 토치(30)에 대해 뒤쪽에 배치된 구조로 되어 있다. 이에, 상부 토치(30)에 의해 주편이 스카핑 된 후 상부 토치보다 뒤쪽에 배치된 상부핀토치(50)에 의해 스카핑 경계면(A)으로 산소가 분사되어 스카핑 경계면의 용융물을 용이하게 제거하여 덧살 형성을 방지하 f수 있게 된다.

이러한 구조는 주편 하면에 배치된 하부핀토치(60) 역시 동일하며, 이하 세부적인 설명은 생략한다.

여기서, 상기 상부 토치(30)와 하부 토치(40)에 형성되는 산소분사노즐(32,42)은 그 분사량이 주편 폭방향을 따라 상이한 구조로 되어 있다. 이러한 구조는 주편 모서리를 보다 집중적으로 스카핑할 수 있는 데, 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 측면 토치(20)는 두 개로 나뉘어져 주편의 상단 모서리쪽과 하단 모서리쪽에 배치된 구조로 되어 있다. 상기 측면 토치(20)는 주편의 상단 모서리 측면과 하단 모서리 측면에 집중적으로 산소를 고압 토출하여, 각 모서리를 둥글게 스카핑함과 더불어 측면으로 흐르는 용융물을 제거하여 측면 스카핑 경계면에서 덧살이 발생되는 것을 방지한다.

이하, 도 6을 참조하여 본 스카핑 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 측면 토치(20)는 주편(P) 측면에서 상단 모서리(C) 끝까지 연장되고, 상기 상부 토치(30)는 주편(P) 상부에서 상단 모서리(C) 끝까지 연장되어, 상기 주편(P)의 상단 모서리는 측면 토치(20)와 상부 토치(30)에 의해 동시 스카핑되는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 측면 토치(20)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(20)와 하부 토치(40)에 의해 동시 스카핑되는 구조로 되어 있다.

이에, 상부 토치(30)는 주편(P)의 상단 모서리(C)를 포함한 주편(P)의 윗면에 대해 스카핑을 실시하게 되고, 측면 토치(20)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(30)에 의해 스카핑이 이루어짐과 동시에 측면 토치(20)에 의해서도 스카핑이 이루어지게 된다. 이에, 주편(P)의 상단 모서리(C) 영역은 상부 토치(30)와 측면 토치(20)에 의해 동시에 중복적으로 스카핑되면서 스카핑 깊이가 증가된다.

마찬가지로, 하부 토치(40)는 주편(P)의 하단 모서리(C)를 포함한 주편(P)의 하면에 대해 스카핑을 실시하게 되고, 측면 토치(20)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(40)에 의해 스카핑이 이루어짐과 동시에 측면 토치(20)에 의해서도 스카핑이 이루어지게 된다. 따라서 주편(P)의 하단 모서리(C) 영역 또한, 하부 토치(40)와 측면 토치(20)에 의해 동시에 중복적으로 스카핑되면서 스카핑 깊이가 증가된다.

여기서, 상기 상부 토치와 하부 토치의 산소분사노즐(32,42)은 슬릿 형태를 이루며, 본 실시예에서 상기 산소분사노즐(32,42)은 주편 폭방향을 따라 주편 모서리 끝으로 갈수록 슬릿의 폭이 커져 산소 분사량이 증가하는 구조로 되어 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 토치(30)와 하부 토치(40)에 형성된 산소분사노즐(32,42)은 주편 모서리(C) 끝쪽으로 보다 많은량의 산소를 분사하게 된다.

이에, 주편의 상단 모서리(C)와 하단 모서리(C)는 2면에서 동시에 스카핑됨과 더불어, 산소 분사량이 모서리 끝으로 집중되어 깊게 스카핑되면서 보다 둥근 형태로 가공된다.

또한, 상부 토치(30)와 하부 토치(40)에 의해 주편의 상면과 하면에 형성되는 스카핑 경계면(A)에는 상부핀토치(50)와 하부핀토치(60)의 핀노즐(52,62)에 의해 산소가 분사된다. 상기 핀노즐(52,62)은 상기 스카핑 경계면(A)쪽으로 산소를 분사하게 된다. 이에 핀노즐에 의해 분사되는 산소에 의해 스카핑 경계면의 용융물이 주편의 모서리쪽으로 흘러나가게 된다. 따라서, 주편 상하면의 스카핑 경계면에 용융물에 의한 덧살이 형성되는 것을 방지할 수 있게 된다.

주편에서 모서리쪽으로 흘러나간 용융물은 주편 측면에 배치된 측면 토치(20)의 산소분사노즐에서 분사되는 산소에 의해 제거된다.

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 : 측면 토치
22,32,42 : 산소분사노즐 30 : 상부 토치
40 : 하부 토치 50 : 상부핀토치
52,62 : 핀노즐 60 : 하부핀토치

Claims (7)

1. 주편의 측면에 위치하여 주편의 모서리 측면에 산소를 분사하는 측면 토치, 주편 상단모서리 상부에 위치하여 상단모서리 상면에 산소를 분사하는 상부 토치, 주편 하단모서리 하부에 위치하여 하단모서리 하면에 산소를 분사하는 하부 토치, 상기 상부 토치 및 하부 토치 측면에 각각 배치되어 상부 토치와 하부 토치의 의해 주편에 형성되는 스카핑경계면으로 산소를 분사하는 상부핀토치와 하부핀토치를 포함하고,
   상기 상부 토치와 하부 토치 및 측면 토치는 각각 주편으로 산소를 분사하는 산소분사노즐을 포함하고, 상기 상부 토치와 하부 토치에 설치된 산소분사노즐은 주편 폭방향으로 연장된 슬릿형태를 이루고, 주편 모서리 끝으로 갈수록 폭이 커져 산소 분사량이 증가하는 구조의 주편 스카핑 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상부 토치와 상부핀토치를 지지하는 프레임, 상기 하부 토치와 상부핀토치를 지지하는 프레임, 측면 토치를 지지하는 프레임, 상기 각 프레임에 회전가능하게 설치되어 주편에 접하는 회전휠을 포함하는 주편 스카핑 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 산소분사노즐은 산소를 주편의 표면에 대해 예각으로 분사하는 구조의 주편 스카핑 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부핀토치와 하부핀토치는 각각 산소를 분사하는 핀노즐을 포함하며, 상기 핀노즐은 산소를 상기 주편의 측면에 대해 예각으로 분사하는 구조의 주편 스카핑 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 핀노즐은 산소를 주편의 표면에 대해 예각으로 분사하는 구조의 주편 스카핑 장치.
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 핀토치는 주편 진행방향을 따라 상부 토치에 대해 뒤쪽에 배치된 구조의 주편 스카핑 장치.
   

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