KR101486976B1 - 압연소재의 디스케일 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하는 디스케일 장치에 있어서, 상기 압연소재의 상부 및 하부에 각각 설치되되, 수평 방향으로 회동 가능하도록 설치되는 고압수 분사 헤더; 상기 각 고압수 분사 헤더에 설치되어 상기 압연소재에 선형의 고압수를 분사하되, 상기 압연소재와 고압수의 사이에 리드각이 형성되도록 상기 고압수를 경사지게 분사하는 분사 노즐; 및 상기 고압수 분사 헤더를 승강시키는 승강 수단을 포함하되, 상기 분사 노즐은 복수 개로 마련되어 상기 고압수 분사 헤더의 길이를 따라 상호 이격하도록 형성되되, 분사되는 각 선형의 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 나란히 형성되는 것을 더 포함하고, 상기 고압수 분사 헤더는 상기 선형의 고압수가 압연소재의 폭 방향에 대해 일정한 각도를 갖도록 회동되는 것을 더 포함하는 것이다.
본 발명에 의하면, 압연소재에 분사되는 선형의 각 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 하여 고압수의 충돌영역에서 고압수의 되튐 현상을 제거하여 고압수가 압연소재에 분사됨에 의해 발생되는 충돌압을 균일하게 하며, 고압수 분사 헤더를 승강 수단에 의해 승강 가능하도록 함으로써, 각 고압수가 충돌되는 영역을 줄여주어 고압수 충돌에 의한 압연소재의 냉각편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

압연소재의 디스케일 장치 {DESCALER OF A ROLLED MATERIAL}

본 발명은 압연소재의 디스케일 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압연소재에 분사되는 선형의 각 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 하여 고압수의 충돌영역에서 고압수의 되튐 현상을 제거하여 고압수가 압연소재에 분사됨에 의해 발생되는 충돌압을 균일하게 하며, 고압수 분사 헤더를 승강 수단에 의해 승강 가능하도록 함으로써, 각 고압수가 충돌되는 영역을 줄여주어 고압수 충돌에 의한 압연소재의 냉각편차를 줄일 수 있는 압연소재의 디스케일 장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 용광로나 전기로 등에서 용해된 용탕은 주형(mold)으로 주입되어 소정 형상의 압연소재로 제작되는 바, 이러한 압연소재는 가열로에서 가열한 후에 제품의 특성에 따라 압연하게 된다.

또한, 가열로에서 재결정온도 이상으로 가열된 압연소재는 대기중의 산소와 반응하게 되면 외표면에 산화막 즉, 스케일(scale)이 형성되므로, 이 스케일을 박리하여 준 후에 압연작업을 수행하여 압연 후 발생되는 스크래치(scratch)를 방지하게 된다.

상기한 바와 같은 디스케일 작업을 수행하는 디스케일 장치는 압연소재를 재결정온도 이상으로 가열하여 주는 가열로에서 가열된 압연소재를 인출하여 이동시키는 테이블 롤러에 설치되는데, 롤러 테이블의 상부 면을 따라 이동하는 압연소재의 외측 면에 고압의 냉각수를 분사함에 의해 스케일을 수축시켜 제거하는 장치이다.

상기한 종래의 디스케일 장치는, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 이송되는 압연소재(10)의 상부 및 하부에 각각 배치되는 고압수 헤더(20) 및 고압수 헤더(20)의 길이 방향을 따라 상호 이격하여 배치되는 복수 개의 노즐(30)을 포함한다.

상기한 노즐(30)은 고압수 헤더(20)로부터 고압수를 공급받아 압연소재(10)의 표면에 고압수(31)를 분사하게 된다. 이때, 각 노즐(30)은 고압수 헤더(20)의 길이 방향을 따라 일정 간격(P)으로 배치되고, 압연소재(10)와 일정 거리(L) 이격되어 고압수(31)를 분사하게 된다.

상기 노즐은 대부분 Fan 타입 노즐로 마련되어 폭 방향을 팽창하며 두께가 2~5mm의 칼날처럼 얇은 선 형태로 분사된다. 이때, 노즐(30) 출구의 넓이와 형상에 따라 일정 분사각(A)를 갖는다. 상기한 고압수(31)는 압연소재(10)와 충돌하여 압연소재(10)의 표면에 부착되어 있는 스케일을 제거한다. 이때, 고압수(31)는 압연소재(10)의 표면과 일정 리드각(B)을 갖도록 분사되어 제거된 스케일이 다시 압연소재(10) 측으로 들어가는 것을 방지한다. 또한, 고압수(31)는 압연소재(10)의 폭 방향에 대해 경사진 옵셋각(C)을 갖도록 분사되어 각 고압수(31) 간의 간섭을 피하고, 제거된 스케일을 압연소재(10)의 외부로 내보내게 된다. 또한, 각 고압수(31)는 스케일을 제거하기 위한 충분한 충돌압을 확보하기 위하여 오버랩(O)이 설정된다. 하지만 상기한 오버랩(O)은 고압수(31) 간의 간섭을 일으켜 충돌압 불균일을 발생시킬 뿐만 아니라 오버랩(O) 영역의 냉각 편차를 유발한다.

도 2a 및 2b는 상기한 고압수(31)의 충돌압 불균일을 설명하기 위한 개략도이다. 리드각(B)를 갖도록 고압수(31)를 분사하면, 고압수(31)가 압연소재(10)와 충돌 후 되튄 물(31-3)이 오버랩(O) 영역에서 각 전, 후단 고압수(31-1, 31-2)에 간섭을 일으켜 충돌압을 감소시킨다. 또한, 리드각(B)이 설정된 상태에서 옵셋각(C)을 설정하게 되면 노즐(30) 분사 패턴 상 양쪽 고압수(31)의 압연소재(10)와의 거리(31-4, 31-5)가 달라지게 된다. 고압수(31)의 충돌압은 이격거리 증가에 따라 충돌 면적의 증가와 고압수(31)가 빠르게 미립화되는 원인이 되어 급격한 모멘텀 손실을 발생기켜 충돌압의 분균일을 초래한다. 또한, 오버랩(O) 영역에서 물의 양이 증가하여 압연소재(10)의 폭 방향 냉각 편차를 발생키는 원인이 된다.

이러한 고압수(31)의 충돌압 불균일과 냉각 편차는 압연소재(10) 표면에 스케일이 덜 제거되어 나타나는 줄무늬(stripe)와 재질편차를 발생시켜 품질 저하를 야기할 뿐만 아니라 스케일이 붙어 있는 강판을 압연시 품질 결함과 롤의 내구성을 저하시키는 문제점이 있었다.

선행문헌 1 : 일본특허공보 제2671688호
선행문헌 2 : 공개특허공보 제10-2011-0132614호
선행문헌 3 : 일본특허공보 제3397072호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압연소재에 분사되는 선형의 각 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 하여 고압수의 충돌영역에서 고압수의 되튐 현상을 제거하여 고압수가 압연소재에 분사됨에 의해 발생되는 충돌압을 균일하게 하며, 고압수 분사 헤더를 승강 수단에 의해 승강 가능하도록 함으로써, 각 고압수가 충돌되는 영역을 줄여주어 고압수 충돌에 의한 압연소재의 냉각편차를 줄일 수 있는 압연소재의 디스케일 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하는 디스케일 장치에 있어서, 상기 압연소재의 상부 및 하부에 각각 설치되되, 수평 방향으로 회동 가능하도록 설치되는 고압수 분사 헤더;상기 각 고압수 분사 헤더에 설치되어 상기 압연소재에 선형의 고압수를 분사하되, 상기 압연소재와 고압수의 사이에 리드각이 형성되도록 상기 고압수를 경사지게 분사하는 분사 노즐; 및 상기 고압수 분사 헤더를 승강시키는 승강 수단을 포함하되, 상기 분사 노즐은 복수 개로 마련되어 상기 고압수 분사 헤더의 길이를 따라 상호 이격하도록 형성되되, 분사되는 각 선형의 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 나란히 형성되고, 상기 고압수 분사 헤더는 상기 선형의 고압수가 압연소재의 폭 방향에 대해 일정한 각도를 갖도록 회동되는 것을 더 포함하는 것이다.

삭제

또한, 상기 고압수 분사 헤더는 상기 압연소재의 폭 방향에 대해 5도 내지 20도 범위 내의 회동각을 갖도록 회동될 수 있다.

삭제

또한, 상기 압연소재와 분사되는 고압수의 사이 리드각은 5도 내지 30도의 범위를 갖도록 형성될 수 있다.

이에 의해, 압연소재에 분사되는 선형의 각 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 하여 고압수의 충돌영역에서 고압수의 되튐 현상을 제거하여 고압수가 압연소재에 분사됨에 의해 발생되는 충돌압을 균일하게 하며, 고압수 분사 헤더를 승강 수단에 의해 승강 가능하도록 함으로써, 각 고압수가 충돌되는 영역을 줄여주어 고압수 충돌에 의한 압연소재의 냉각편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1a 내지 2b는 종래 기술에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치의 개략도이다.
도 4는 종래의 디스케일 장치와 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치의 비교도이다.
도 5는 종래의 디스케일 장치와 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치의 고압수 충돌압을 나타낸 그래프이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압연소재의 디스케일 장치에 관하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 압연소재(10)의 상부 및 하부에 각각 설치되는 고압수 분사 헤더(100), 고압수 분사 헤더(100)에 설치되어 압연소재(10)에 선형의 고압수(210)를 분사하는 분사 노즐(200) 및 고압수 분사 헤더(100)을 승강시키는 승강수단(미도시)을 포함한다.

먼저, 고압수 분사 헤더(100)는 내부에 고압수 유동 공간을 갖는 원통 형상의 부재로서, 그 길이 방향이 압연소재(10)의 이송 방향과 수직한 방향이 되도록 압연소재(10)의 상부 및 하부에 각각 배치된다. 이때, 고압수 분사 헤더(100)는 압연소재(10)와 이격된 상태로 배치된다. 상기한 고압수 분사 헤더(100)는 별도의 회동 수단(미도시)에 의해 수평 방향으로 회동 가능하도록 설치되고, 승강 수단(미도시)에 의해 승강 가능하도록 설치된다. 상기한 회동 수단(미도시) 및 승강 수단(미도시)은 단지 고압수 분사 헤더(100)를 회동 및 승강시키기 위한 수단이므로, 이 목적을 달성할 수 있는 모든 수단을 포함한다.

한편, 분사 노즐(200)은 Fan 타입 노즐로 마련되어 고압수 분사 헤더(100)로 부터 고압수(210)를 공급받아 압연소재(10)로 분사하게 된다. 상기한 분사 노즐(200)은 고압수(210)의 폭 방향을 팽창하여 칼날처럼 얇은 선 형태로 고압수(210)를 분사하게 된다. 이때, 분사 노즐(200)은 고압수 분사 헤더(100)의 측면 상에 형성되어 압연소재(10)와 고압수(210) 사이에 리드각이 형성되도록 한다. 상기한 리드각은 5도 내지 30도의 범위를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 형성되는 분사 노즐(200)은 복수 개로 마련되어 고압수 분사 헤더(100)의 길이를 따라 상호 이격된 형태로 형성된다. 이때, 분사되는 각 선형의 고압수(210)는 모두 동일 선상에 위치되도록 분사된다. 즉, 각 고압수(210)의 옵셋각이 0도가 되게 형성되는 것이다. 상기와 같이 각 고압수(210)가 모두 동일 선상에 위치되면, 고압수(210)와 고압수(210)가 만나는 고압수 충돌영역(T)에서 고압수(210)의 되튐 현상이 발생하지 않아 고압수(210)의 충돌압이 균일하게 된다.

상기한 고압수(210)의 충돌영역(T)에서는 고압수(210)의 수평, 수직 방향 모멘텀이 충돌하게 되는데, 수평 방향의 모멘텀은 서로 상쇄되고, 수직 방향의 모멘텀은 합쳐져 더 강한 충돌압을 발생시킨다.

한편, 상기와 같이 각 고압수(210)의 단부가 동일 선상에 위치 즉, 각 고압수(210)의 옵셋각이 0도가 되도록 형성되면, 제거된 스케일을 압연소재(10)의 외부로 밀어낼 수 없게 된다. 상기한 문제를 해결하기 위해 고압수 분사 헤더(100)가 회동되는 것이다.

즉, 고압수 분사 헤더(100)를 상기 회동 수단에 의해 압연소재(10)의 폭 방향에 대해 일정한 회동각(α)을 갖도록 회동시킨다. 여기서 상기 회동각(α)은 5도 내지 20도 내의 범위를 갖도록 형성된다.

도 4는 종래의 디스케일 장치와 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치를 비교한 도면이다.

도 4를 참조하면, 종래의 경우 제거된 스케일을 압연소재(10)의 외부로 밀어내기 위해 각 고압수(31)에 옵셋각(C)를 부여하였다. 상기와 같이 고압수(31)에 옵셋각(C)을 부여함에 따라 고압수(31)의 되튐 현상이 발생하여 고압수(31) 충돌압이 불균일해지는 문제점이 발생한다. (도 4의 a 참조)

그러나 본 발명의 경우 고압수(210)에 옵셋각을 부여하지 않고, 고압수 분사 헤더(100)에 회동각(α)을 부여하여 제거된 스케일을 압연소재(10)의 외부로 밀어내기 때문에, 고압수(210)의 되튐 현상이 일어나지 않아 고압수(210)의 충돌압이 균일해지는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 고압수 분사 헤더(100)를 승강 수단에 의해 승강시킬 수 있어, 고압수 분사 헤더(100)의 승강에 따라 고압수(210)의 충돌영역(T)의 크기를 가변할 수 있게 함으로써, 압연소재(10)의 냉각 편차를 최소화할 수 있게 된다.

한편, 도 5는 종래의 디스케일 장치와 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치의 고압수 충돌압을 나타낸 그래프이다.

종래의 디스케일 장치의 경우 옵셋각이 10도 또는 15도로 설정되어 있어 오버랩 영역에서 충돌압이 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 제거되지 않는 스케일이 압연소재(10)에 줄무늬 형태로 남게 될 뿐만 아니라 냉각량이 증가하여 압연소재(10)의 폭 방향 재질 편차를 발생시킨다.

그러나 본 발명의 경우 옵셋각을 0도로 하기 때문에, 오버랩 영역에서 충돌압이 감소되는 것이 아닌 증가되는 것을 볼 수 있다. 따라서 압연소재(10)에 균일한 고압수(210) 충돌압을 적용시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 작용되는 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치는 압연소재(10)에 분사되는 선형의 각 고압수(210)가 모두 동일 선상에 위치되도록 하여 고압수(210)의 충돌영역에서 고압수(210)의 되튐 현상을 제거하여 고압수(210)가 압연소재(10)에 분사됨에 의해 발생되는 충돌압을 균일하게 하며, 고압수 분사 헤더(100)를 승강 수단(미도시)에 의해 승강 가능하도록 함으로써, 각 고압수(210)가 충돌되는 영역을 줄여주어 고압수 충돌에 의한 압연소재(210)의 냉각편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상으로 본 발명에 따른 압연소재의 디스케일 장치에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 압연소재 20 : 고압수 헤더
30 : 노즐 31 : 고압수
100 : 고압수 분사 헤더 200 : 분사 노즐
210 : 고압수

Claims (5)

1. 이송되는 압연소재의 표면에 부착된 스케일을 제거하는 디스케일 장치에 있어서,
   상기 압연소재의 상부 및 하부에 각각 설치되되, 수평 방향으로 회동 가능하도록 설치되는 고압수 분사 헤더;
   상기 각 고압수 분사 헤더에 설치되어 상기 압연소재에 선형의 고압수를 분사하되, 상기 압연소재와 고압수의 사이에 리드각이 형성되도록 상기 고압수를 경사지게 분사하는 분사 노즐; 및
   상기 고압수 분사 헤더를 승강시키는 승강 수단을 포함하되,
   상기 분사 노즐은 복수 개로 마련되어 상기 고압수 분사 헤더의 길이를 따라 상호 이격하도록 형성되되, 분사되는 각 선형의 고압수가 모두 동일 선상에 위치되도록 나란히 형성되는 것을 더 포함하며,
   상기 고압수 분사 헤더는 상기 선형의 고압수가 압연소재의 폭 방향에 대해 일정한 각도를 갖도록 회동되는 것을 더 포함하는 압연소재의 디스케일 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 고압수 분사 헤더는 상기 압연소재의 폭 방향에 대해 5도 내지 20도 범위 내의 회동각을 갖도록 회동되는 것을 특징으로 하는 압연소재의 디스케일 장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 압연소재와 분사되는 고압수의 사이 리드각은 5도 내지 30도의 범위를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압연소재의 디스케일 장치.
   

Images