KR101518634B1 - 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법 - Google Patents

환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

환원가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법이 소개된다.
본 발명의 환원가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템은 일측에는 인입구가 형성되고, 타측에는 인출구가 형성되며, 사상압연롤을 내장하여 상기 사상압연롤을 외기와 차단시키되, 그 내부는 불활성 가스로 충진된 챔버; 상기 챔버에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급수단; 및 상기 챔버에 환원성 가스를 공급하는 환원성 가스 공급수단을 포함한다.

Description

환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법{NON-OXIZATIONAL FINISHING MILL SYSTEM USING REDUCING GAS AND THEREOF METHOD}
본 발명은 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 사상압연롤이 내장된 챔버 내부를 불활성 가스를 이용하여 무산화 분위기로 조성하되, 챔버의 양 끝단에서 외기가 유입되는 경우 이를 감지하여 불활성 가스와 함께 환원성 가스를 투입함으로써 챔버 내 산소를 제거하는 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철강 판재의 기초 원료인 핫 코일을 제조하는 열간 압연 공정은 크게 조압연 공정과 사상압연 공정으로 구분된다.
조압연 공정은 슬라브를 강판의 형태로 1차 압연하는 공정이고, 사상압연 고정은 조압연된 강판을 최종 목표 두께로 압연 공정이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 사상압연 설비는 조압연기의 출측에 다수의 롤 스탠드들로 구성된 사상압연기(12), 냉각기(14) 및 권취기(13)를 포함하여 구성된다.
조압연 설비에서 슬라브를 사상압연 작업에 적합하도록 그 두께를 감소시켜 강판의 형태로 압연하고, 코일 형태로 권취한 후 이를 이송하는바, 사상압연기(12)에서 연속적으로 압연함으로써 최종 목표 두께 압연하는 것이다.
사상압연기(12)를 거친 강판은 냉각기(14)에서 냉각되고, 고속절단기(15)에 의해 절단된 후 권취기(13)에 코일 형태로 권취된다.
한편, 조압연기와 사상압연기(12)의 사이에는 압연되는 강판의 후단과 압연하고자 진입되는 강판의 선단을 상호 연결하는 접합장치(16)가 설치되어 연속 압연을 가능케 한다.
이와 같이, 조압연 및 사상압연이 진행되는 과정에서 강판은 대기중에 노출된 상태로 존재하기 때문에 그 표면이 산화되는 문제점이 존재한다.
종래 가열로에서 강재가 산화되는 것을 방지하기 위한 방법으로, 무산화 상태(oxidation state)로 가열하는 복사관(radiant tube) 가열법, 2층 분위기 연소법 등이 알려져 있다.
복사관 가열법은, 가열로내에 배설한 복사관 내를 버너(burner)의 연소에 의해서 가열해 튜브의 표면으로부터 방사하는 열을 이용해 강재를 가열하는 방법이다
2층 분위기 연소법은, 강재를 불완전 연소에 의해서 얻을 수 있는 무산화분위기를 형성함과 동시에 그 무산화 분위기의 외측 부분에 존재하는 미연가스(unburned gas) 역으로 2차 연소시키는 2층 분위기 조정에 의해서 가열하는 방법이다.
그러나, 이러한 방법들은 모두 강재의 산화를 방지하는데 한계가 있으며, 그 한계를 극복하기 위한 다양한 선행기술들이 있다.
일본공개특허 제1997-20919(1997. 1. 21)호에는 "무산화 가열방법 및 장치"에 관한 것으로, 가열로내의 강재 주위에 가열 중의 강재 온도 이상 또는 로온과 대략 동일한 온도로 예열한 고온 무산화성 가스(oxidized gas)를 공급하는 것을 기술적 특징으로 한다.
이러한 기술은 강재에 무산화성 가스 즉 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 공급하는 것이나, 상기 불활성 가스를 공급하는 것 만으로는 강재의 산화를 방지하는데는 한계가 있었다.
이러한 한계를 극복하고자 개발된 기술이 일본공개특허 제2002-192309(2002. 07. 10)호에는 "박판 제조설비 및 그 사용방법"가 공개되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, '박판 제조설비 및 그 사용방법'은 연속주조기(70)과 이 연속주조기(70)에서 생산된 주편을 압연 성형하는 열간압연수단(20)과, 그 열간압연수단(20)으로부터 송출되는 강판을 압연 성형하는 냉간압연수단(30)과, 연속주조기(70)로부터 열간압연수단(20)에 도달하는 강판 이동 경로를 둘러쌓아 무산화 가스 분위기로 유지하는 제1챔버(40)와, 열간 압연수단으로부터 냉간압연수단 측으로 향하는 강판 이동 경로를 둘러싸 무산화 가스 분위기로 유지하는 제2챔버(50)와, 그 제2챔버(50) 내부의 강판을 냉각하는 냉각수단(60)으로 이루어진다.
이러한 '박판 제조설비 및 그 사용방법'는, 강판의 진행경로를 제1챔버(40) 및 제2챔버(50)로 감싸고, 그 내부로 불활성 가스를 공급하여 강판의 산화를 방지하고자 하였으나, 열간압연수단(20) 및 냉간압연수단(30) 자체는 대기중에 노출되어 있기 때문에 강판의 압연과정에서 산화가 일어나는 문제점이 있었고, 밀폐된 챔버 내부 온도가 상승되어 압연에 부적합한 온도가 되므로 그에 따른 강판의 기계적 특성이 목적하는 특성과 상이해지는 문제점이 있었다.
본 출원인은 이러한 선행기술들의 문제점을 인식하고, 이미 "무산화 사상압연 시스템 및 그 방법"(출원번호 : 제10-2012-0072824호, 2012. 7. 4.)을 출원한 바 있다.
이는 강판의 사상압연시 압연되는 강판 표면이 대기 중의 산소와 반응하는 것을 방지할 수 있도록 사상압연 구간에 불활성 분위기를 조성하는 것은 물론, 불활성 분위기를 조성하는 불활성 가스를 재활용하되, 그 온도를 일정 온도 만큼 냉각하여 재공급함으로써 불활성 분위기 온도를 일정 온도로 유지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
또한, 본 출원인은 사상압연시 사상압연 구간 전체를 무산화성 분위기로 조성하고, 무산화성 분위기로 조성된 사상압연 구간 온도를 사상압연에 적합한 온도로 유지 관리하고, 무산화성 분위기 조성 가스인 불활성 가스를 연속 순환하여 재사용하되, 불활성 가스를 이용하여 커튼 방식으로 유입되는 외기를 차단하는 "무산화 사상압연 시스템 및 그 방법"을 출원(출원번호 : 제10-2012-0144252호, 2012. 12. 12.)한 바 있다.
본 발명은 기 출원한 발명을 개량한 것으로, 상술한 선행기술들의 한계 및 문제점을 개선함과 동시에, 더 완벽한 무산화 분위기를 조성하여 사상압연 과정에서 발생하는 산화를 방지한 기술이다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
일본공개특허 제1997-20919호(1997. 1. 21) 일본공개특허 제2002-192309호(2002. 07. 10)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 강판이 챔버 내부로 인입되거나 챔버로부터 인출될 때 챔버 내부로 유입되는 외기 중에 포함된 산소를 환원성 가스를 이용하여 제거함으로써 완벽한 무산화 분위기에서 사상압연 과정을 진행할 수 있는 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템은, 일측에는 인입구가 형성되고, 타측에는 인출구가 형성되며, 사상압연롤을 내장하여 상기 사상압연롤을 외기와 차단시키되, 그 내부는 불활성 가스로 충진된 챔버; 상기 챔버에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급수단; 및 상기 챔버에 환원성 가스를 공급하는 환원성 가스 공급수단을 포함한다.
상기 챔버 내부의 산소 농도를 측정하는 산소농도 측정센서와, 상기 산소농도 측정센서로부터 상기 챔버 내 산소 농도에 관한 정보를 전송받아 상기 환원성 가스 공급수단에 환원성 가스 공급 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.
상기 챔버를 감싸며, 강판이 통과할 수 있도록 일측에는 유입구가 형성되고 타측에는 유출구가 형성된 커튼 불활성 가스 회수덕트와, 상기 챔버 내부 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 상기 챔버 내부 온도가 기준 온도 이상이면 불활성 가스를 회수하여 상기 불활성 가스 공급수단으로 이송시키는 불활성 가스 회수수단과, 상기 인입구 및 인출구가 밀폐될 수 있도록 상기 강판의 수직 방향으로 불활성 가스를 분사하는 커튼 불활성 가스 공급수단과, 이 커튼 불활성 가스 공급수단에서 분사된 불활성 가스를 회수하는 커튼 불활성 가스 회수수단을 더 포함한다.
상기 환원성 가스 공급수단은, 그 일단이 상기 가스 공급공간에 위치하는 환원성 가스 공급라인과, 이 환원성 가스 공급라인의 일단에 결합된 환원성 가스 분사노즐과, 상기 환원성 가스 공급라인의 개방 정도를 조절하는 제6제어변을 포함한다.
상기 산소농도 측정센서에서 측정된 산소농도가 기준치 이상이면 상기 제어부는 제6제어변에 개방 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 환원성 가스 공급수단은, 환원성 가스와 윤활제를 동시에 공급하는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 방법은, 사상압연롤이 내장된 챔버 내부에 불활성 가스를 충진하여 무산화 분위기를 조성한 상태에서 사상압연하되, 상기 챔버 내 산소가 유입되면 환원성 가스를 공급함으로써 상기 챔버 내부를 무산화 분위기로 유지한다.
강판이 유입되는 상기 챔버의 인입구 및 인출구에서 강판 진행 방향의 수직 방향으로 불활성 가스를 분사함과 동시에 상기 챔버 내부에 불활성 가스를 충진하여 상기 챔버 내부를 무산화 분위기로 조성하는 과정; 상기 챔버 내부에 산소 존재 여부를 감지하여 산소가 존재하면 상기 챔버 내부로 환원성 가스를 공급하는 과정을 포함한다.
상기 챔버 내부 온도가 기준치 이상이면 상기 챔버 내부에 존재하는 불활성 가스를 회수하는 과정; 회수된 불활성 가스의 열을 이용하여 새로운 불활성 가스를 가열하는 과정; 새로운 불활성 가스 및 회수되어 감온된 불활성 가스를 상기 챔버로 재공급하는 과정을 포함한다.
본 발명은 상술한 구성으로 아래와 같은 다양한 이점을 얻을 수 있다.
첫째, 챔버 내부로 유입되는 외기 중에 포함된 산소를 제거하여 챔버 내 무산화 분위기를 완벽하게 구현할 수 있다.
둘째, 사상압연시 강판의 산화를 방지, 산화스케일이 발생되지 않는 양질의 강판을 생산할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 불활성 가스를 재사용함으로써 제조 원가를 절감하고, 에너지 효율이 개선되는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 사상압연 설비를 나타낸 도면,
도 2는 종래 무산화 설비가 적용된 공정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템의 개략도,
도 4는 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템의 일요부를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 불활성 가스 커튼을 이용한 무산화 사상압연 시스템의 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법을 설명한다.
본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 방법은 사상압연롤이 내장된 챔버 내부에 불활성 가스를 충진하여 무산화 분위기를 조성한 상태에서 사상압연하되, 챔버 내 산소가 유입되면 환원성 가스를 공급함으로써 챔버 내부를 무산화 분위기로 유지하는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법은 강판이 유입되는 챔버의 인입구 및 인출구에서 강판 진행 방향의 수직 방향으로 불활성 가스를 분사함과 동시에 챔버 내부에 불활성 가스를 충진하여 챔버 내부를 무산화 분위기로 조성하는 과정과, 챔버 내부에 산소 존재 여부를 감지하여 산소가 존재하면 챔버 내부로 환원성 가스를 공급하는 과정으로 구체화될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 개념을 구체화한 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템을 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템 및 그 방법은 외기와 차단되며 내부에 불활성 가스가 충진되어 무산화성 분위기가 조성된 챔버(100)를 포함한다.
챔버(100)는 필요에 따라 개폐 또는 분해 가능하게 형성될 수도 있는바, 이는 압연 과정에서 강판 내지 롤 스탠드에 문제가 발생한 경우 그 원인을 찾아내어 수리하기 위함이다.
챔버(100)는 필수적으로 외기와 차단되도록 구성되며, 양 단측에는 강판이 통과할 수 있도록 인입구(I1) 및 인출구(O1)가 각각 형성된다.
이는 챔버(100) 내부의 무산화성 분위기 조성을 위하여 공급된 불활성 가스가 챔버(100) 외부로 누출되는 것을 방지함과 동시에, 외부의 산소가 챔버(100) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 챔버(100) 내부로 외기가 유입되면 강판 표면이 산소와 산화 반응하여 산화스케일이 발생하므로, 스케일 생성을 방지하기 위해 필수적으로 챔버(100)는 밀폐되어야 하는 것이다.
챔버(100) 내부에 무산화성 분위기가 조성되기 위해서는 질소, 아르곤 가스 등 불활성 가스가 공급되어야 하는데, 불활성 가스 공급수단(200)이 챔버(100)에 불활성 가스를 공급하는 기능을 한다.
불활성 가스 공급수단(200)은, 불활성 가스가 이송되는 불활성 가스 공급라인(210)과, 이 불활성 가스 공급라인(210)의 끝단에 결합되어 챔버(100) 내부로 불활성 가스를 분사하는 불활성 가스 분사노즐(220)과, 불활성 가스 공급라인(210) 일측에 설치되어 불활성 가스의 이동 경로를 개폐하거나 개방 정도를 조절함으로써 불활성 가스 공급량을 조절하는 재1제어변(230)을 포함한다.
또한, 챔버(100)에는 내부의 무산화성 분위기를 조성하는 불활성 가스를 회수하는 불활성 가스 회수수단(300)이 설치되는바, 불활성 가스 회수수단(300)은 불활성 가스 회수라인(310)과, 불활성 가스 회수라인(310)의 끝단에 결합되어 챔버(100) 내부의 불활성 가스를 흡입하는 흡입노즐(320)과, 불활성 가스 회수라인(310) 일측에 설치되어 불활성 가스의 이동 경로를 개폐하거나 개방 정도를 조절함으로써 불활성 가스 회수량을 조절하는 제2제어변(330)을 포함한다.
불활성 가스 보충라인(240)은 챔버(100) 내 불활성 가스가 부족하거나, 순환하는 불활성 가스가 오염되어 새로운 불활성 가스 충전이 필요한 경우, 새로운 불활성 가스를 챔버(100)로 공급한다.
이러한 불활성 가스 보충라인(240)에는 제3제어변(242)이 설치되어 새로 공급되는 불활성 가스 양을 조절한다.
본 발명이 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템은, 환원성 가스 공급수단(990)을 포함한다.
환원성 가스 공급수단(990)은 챔버(100) 내부에 산소가 존재하게 되면, 환원성 가스를 분사하여 챔버(100) 내 산화 분위기를 무산화 분위기로 변환시킨다.
이를 위해서 챔버(100) 내부에는 산소의 농도를 측정하는 산소농도 측정센서(Y)가 설치되는바, 본 발명은 이러한 산소농도 측정센서(Y)에서 감지한 산소 농도 정보를 전송받아 환원성 가스 공급수단(990)에 작동 신호를 전송하는 제어부(800)를 더 포함한다.
환원성 가스 공급수단은 환원성 가스 공급라인(992)과, 이러한 환원성 가스 공급라인(992)의 일단에 결합된 환원성 가스 분사노즐(994)과, 환원성 가스 공급라인(992)의 일측에 결합되어 환원성 가스의 이동 경로를 조절함으로써 환원성 가스 공급량을 조절하는 제6제어변(996)을 포함한다.
제6제어변(996)은 제어부(800)로부터 작동 신호를 전송받아 환원성 가스 이동 경로의 개방 정도를 조절하게 된다.
환원성 가스 공급수단(990)은 환원성 가스는 물론, 윤활제를 공급할 수도 있다. 환원성 가스 및 윤활제는 동시에 공급될 수도 있고, 개별적으로 공급될 수도 있는데, 윤활제가 공급되는 경우에는 강판 표면이 윤활제가 도포되기 때문에 챔버(100) 내부에 산소가 존재하더라도 강판이 산화되지 않는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템은, 커튼 불활성 가스 회수덕트(500), 커튼 불활성 가스 공급수단(600), 커튼 불활성 가스 회수수단(700)을 포함한다.
커튼 불활성 가스 회수덕트(500)은 챔버(100)를 감쌀 수 있도록 형성되는바, 강판이 통과할 수 있도록 커튼 불활성 가스 회수덕트(500)의 양 측단에는 유입구(I2) 및 유출구(O2)가 각각 형성된다.
따라서, 챔버(100)의 인입구(I1), 인출구(O1), 커튼 불활성 가스 회수덕트(500)의 유입구(I2), 유출구(O2)를 통하여 불활성 가스가 유출되거나, 외기가 유입되어 챔버(100) 내 무산화 분위기가 저하될 수 있다.
커튼 불활성 가스 공급수단(600)은 챔버(100)의 인입구(I1) 및 인출구(O1)를 밀폐할 수 있도록 강판의 상면 및 저면을 향하여 고압의 불활성 가스를 분사한다.
커튼 불활성 가스 공급수단(600)은 커튼 불활성 가스 공급라인(610), 제4제어변(620) 및 커튼 불활성 가스 분사노즐(630)을 포함하는 것이 바람직하다.
커튼 불활성 가스 공급라인(610)의 일단은 챔버(100)의 인입구(I1) 또는 인출구(O1) 내측에 삽입 설치되고, 커튼 불활성 가스 분사노즐(630)이 장착되며, 커튼 불활성 가스 공급라인(610)의 일측에는 커튼 불활성 가스의 이동 경로를 조절하는 제4제어변(620)이 설치된다.
커튼 불활성 가스 분사 시 강판에 부딪힌 불활성 가스는 챔버(100) 외부로 유동할 수 있다.
커튼 불활성 가스 회수수단(700)은 커튼 불활성 가스를 재사용할 수 있도록 회수하는 기능을 한다.
이러한 커튼 불활성 가스 회수수단(700)은 커튼 불활성 가스 회수라인(710), 제5제어변(720) 및 고압흡입노즐(730)을 포함하며, 커튼 불활성 가스 회수라인(710)의 일단은 커튼 불활성 가스 회수덕트(500)와 연결된다.
즉, 고압흡입노즐(730)에서 고압으로 흡인력을 발생시키면 불활성 가스 회수덕트(500)의 끝단에서는 외부로 누출되는 불활성 가스를 빨아들여 커튼 불활성 가스 회수라인(710)을 통해 회수하게 되는 것이다.
한편, 챔버(100) 내부에는 챔버(100) 내부 온도를 측정하는 온도측정센서(T)와, 챔버(100) 내부 압력을 측정하는 압력측정센서(P)가 설치되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템은 제어부(800)를 포함하는데, 제어부(800)는 온도측정센서(T) 및 압력측정센서(P)로부터 챔버(100) 내부 온도 및 압력에 관한 정보를 전송받아 제2제어변(330)에 개방 신호를 전송하여 불활성 가스를 회수하고, 제1제어변(230) 또는 제3제어변(242)에 개방 신호를 전송하여 새로운 불활성 가스가 챔버(100) 내부로 공급될 수 있도록 한다.
또한 제어부(800)는 사상압연 과정 진행 중에 제4제어변(620) 및 제5제어변(720)에 개방 신호를 전송함과 동시에, 고압흡입기(900)에 작동 신호를 전송한다.
즉, 제어부(800)는 사상압연 시에 제4제어변(620) 및 제5제어변(720)을 항상 개방된 상태로 유지함으로써 커튼 효과를 지속적으로 유지하고, 온도측정센서(T) 및 압력측정센서(P)로부터 전송받은 챔버(100) 내의 온도 및 압력 정보에 따라 제2제어변(330)을 개방하여, 과열된 불활성 가스를 회수함으로써 챔버(100) 내 온도 및 압력을 제어한다.
챔버(100) 내 온도는 850 - 1050℃로 유지되어야 하는데, 이는 챔버(100) 내부 온도가 850℃ 이하이거나, 1050℃ 이상이면 사상압연 시에 강판의 결정립이 불규칙적으로 형성되어 강판의 품질을 저하되기 때문이다.
따라서, 챔버(100) 내부 온도가 과열되면 제어부(800)에서 과열된 불활성 가스를 회수하여 챔버(100) 내부 온도를 제어함으로써 강판이 품질 저하 문제를 개선할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 챔버(100)는, 불활성 가스 공급공간(S)과 불활성 가스 포집공간(C)으로 구획된다.
불활성 가스 공급공간(S)에는 불활성 가스 분사노즐(220) 및 환원성 가스 분사노즐(994)이 위치하고, 불활성 가스 포집공간(C) 상에는 흡입노즐(320)이 위치한다.
또한 챔버(100)는 인입구(I1) 및 인출구(O1)가 형성되는데, 인입구(I1) 및 인출구(O1)의 온도는 850 ~ 1050℃로 유지하는 것이 바람직하다.
온도가 850℃ 미만이면 압연 전 강판 표층이 급속하게 냉각되어 표층에 국부적 이상이 발생, 강판 표층의 결정립 사이즈가 강판의 내부층 결정립 사이즈보다 커지는 문제점이 발생한다.
또한, 압연 온도가 너무 낮으면, 전체적으로 결정립의 크기가 증가하여 집합조직강도가 하향, 사상압연 온도는 850 ~ 1050℃로 실시하는 것이 바람직한 것이다.
강판의 냉각속도를 20~60℃/stand라 하면, 인입구(I1) 온도는 990 ~ 1050℃로, 인출구(O1) 온도는 850 ~ 950℃으로 유지하는 것이 더욱 바람직하다.
챔버(100) 내부에는 불활성 가스를 포집하는 불활성 가스포집부(110)가 형성되고, 이 불활성 가스포집부(110)의 일면에는 불활성 가스포집공(120)이 형성된다.
챔버(100) 내부로부터 불활성 가스를 회수할 때 불활성 가스포집부(110)에서는 불활성 가스포집공(120)을 통해 불활성 가스를 포집하고, 흡입노즐(320) 및 불활성 가스 회수라인(310)을 이용하여 회수된 불활성 가스를 이송시키며, 열교환기(400)에서 열교환하여 회수된 불활성 가스의 온도를 적절 온도로 하강시킨 후에 다시 불활성 가스 공급라인(210) 및 불활성 가스 분사노즐(220)을 이용하여 챔버(100) 내부로 재공급한다.
상술한 본 발명의 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템의 작동 과정을 간략하게 설명한다.
사상압연이 진행되면, 제어부(800)는 제4제어변(620)에 개방신호를 전송하고, 챔버(100)의 인입구(I1) 및 인출구(O1)에서는 커튼 효과가 발생하는바, 커튼 불활성 가스 공급라인(610)을 따라 이동하는 커튼 불활성 가스가 커튼 불활성 가스 분사노즐(630)을 통하여 강판의 평면 및 저면의 수직 방향으로 강하게 분사된다.
불활성 가스 공급수단(200)에 의하여 불활성 가스가 챔버(100) 내부로 공급되면, 챔버(100) 내부는 무산화 분위기가 형성된다.
만약 챔버(100) 내부로 산소가 유입되면 산소농도 측정센서(Y)가 이를 감지하고, 제어부(800)에서 제6제어변(996)에 개방 신호를 전송하게 되며, 환원성 가스 공급라인(992)을 통해 환원성 가스, 윤활제가 챔버 내부로 공급됨으로써 챔버(100) 내 산소를 제거하고, 강판 표면의 산화를 방지하게 된다.
한편, 챔버(100) 내부 온도가 1050℃를 초과하게 되면, 온도측정센서(T)가 이를 감지하여 그 정보를 제어부(800)로 전송하고, 제어부(800)에서는 제2제어변(330)에 개방 신호를 전송하며, 고온의 불활성 가스가 흡입노즐(320) 및 불활성 가스 회수라인(310)을 따라 챔버(100) 외부로 이송된다.
챔버(100) 외부로 이송된 고온의 불활성 가스는 열교환기(400)를 통과하면서 온도가 낮아지고, 다시 불활성 가스 공급라인(210)을 통해 챔버(100)로 재공급된다
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 챔버 110 : 불활성 가스포집부
120 : 불활성 가스포집공　　　 200 : 불활성 가스 공급수단
210 : 불활성 가스 공급라인 220 : 불활성 가스 분사노즐
230 : 제1제어변 240 : 불활성 가스 보충라인
242 : 제3제어변 250 : 차폐도어
300 : 불활성 가스 회수수단 310 : 불활성 가스 회수라인
320 : 흡입노즐 330 : 제2제어변
400 : 열교환기 500 : 커튼 불활성 가스 회수덕트
600 : 커튼 불활성 가스 공급수단 610 : 커튼 불활성 가스 공급라인
620 : 제4제어변 630 : 커튼 불활성 가스 분사노즐
700 : 커튼 불활성 가스 회수수단 710 : 커튼 불활성 가스 회수라인
720 : 제5제어변 730 : 고압흡입노즐
800 : 제어부 900 : 고압흡입기
990 : 환원성 가스 공급수단 992 : 환원성 가스 공급라인
994 : 환원성 가스 분사노즐 996 : 제6제어변
R : 사상압연롤 T : 온도측정센서
P : 압력측정센서 S : 불활성 가스 공급공간
C : 불활성 가스 포집공간 + I1 : 인입구
O1 : 인출구 I2 : 유입구
O2 : 유출구 Y : 산소농도 측정센서

Claims (9)

  1. 일측에는 인입구가 형성되고, 타측에는 인출구가 형성되며, 사상압연롤을 내장하여 상기 사상압연롤을 외기와 차단시키되, 그 내부는 불활성 가스로 충진된 챔버;
    상기 챔버에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급수단; 및
    상기 챔버에 환원성 가스를 공급하는 환원성 가스 공급수단을 포함하고,
    상기 챔버를 감싸며, 강판이 통과할 수 있도록 일측에는 유입구가 형성되고 타측에는 유출구가 형성된 커튼 불활성 가스 회수덕트와, 상기 챔버 내부 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 상기 챔버 내부 온도가 기준 온도 이상이면 불활성 가스를 회수하여 상기 불활성 가스 공급수단으로 이송시키는 불활성 가스 회수수단과, 상기 인입구 및 인출구가 밀폐될 수 있도록 상기 강판의 수직 방향으로 불활성 가스를 분사하는 커튼 불활성 가스 공급수단과, 이 커튼 불활성 가스 공급수단에서 분사된 불활성 가스를 회수하는 커튼 불활성 가스 회수수단을 더 포함하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버 내부의 산소 농도를 측정하는 산소농도 측정센서와, 상기 산소농도 측정센서로부터 상기 챔버 내 산소 농도에 관한 정보를 전송받아 상기 환원성 가스 공급수단에 환원성 가스 공급 신호를 전송하는 제어부를 포함하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 환원성 가스 공급수단은, 그 일단이 상기 가스 공급공간에 위치하는 환원성 가스 공급라인과, 이 환원성 가스 공급라인의 일단에 결합된 환원성 가스 분사노즐과, 상기 환원성 가스 공급라인의 개방 정도를 조절하는 제6제어변을 포함하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 산소농도 측정센서에서 측정된 산소농도가 기준치 이상이면 상기 제어부는 제6제어변에 개방 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 환원성 가스 공급수단은, 환원성 가스와 윤활제를 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 시스템.
  7. 사상압연롤이 내장된 챔버 내부에 불활성 가스를 충진하여 무산화 분위기를 조성한 상태에서 사상압연하되, 상기 챔버 내 산소가 유입되면 환원성 가스를 공급함으로써 상기 챔버 내부를 무산화 분위기로 유지하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    강판이 유입되는 상기 챔버의 인입구 및 인출구에서 강판 진행 방향의 수직 방향으로 불활성 가스를 분사함과 동시에 상기 챔버 내부에 불활성 가스를 충진하여 상기 챔버 내부를 무산화 분위기로 조성하는 과정;
    상기 챔버 내부에 산소 존재 여부를 감지하여 산소가 존재하면 상기 챔버 내부로 환원성 가스를 공급하는 과정을 포함하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 챔버 내부 온도가 기준치 이상이면 상기 챔버 내부에 존재하는 불활성 가스를 회수하는 과정;
    회수된 불활성 가스의 열을 이용하여 새로운 불활성 가스를 가열하는 과정;
    새로운 불활성 가스 및 회수되어 감온된 불활성 가스를 상기 챔버로 재공급하는 과정을 포함하는, 환원성 가스를 이용한 무산화 사상압연 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09323104A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Gonda Kinzoku Kogyo Kk 銅ブスバー、銅棒等の製造方法及び装置
KR20130120933A (ko) * 2012-04-26 2013-11-05 현대제철 주식회사 소재의 스케일 생성 방지장치

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