KR101532010B1 - H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치 - Google Patents

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김길수
전승호
김기원
우기만
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Abstract

본 발명은 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치로서, 더욱 상세하게는 H형강의 플랜지를 효과적으로 냉각시키고 유지보수가 편리하도록 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치로서, 일단에는 제 1 연결홀이 형성되며 타단에는 제 2 연결홀이 형성되는 상판부재와 상기 제 1 연결홀 및 제 2 연결홀과 결합되며 H형강의 플랜지에 냉각수를 분사하도록 구비되는 한 쌍의 플랜지 냉각수단과 상기 플랜지 냉각수단이 선택적으로 결합되도록 복수의 관통홀이 형성되는 한 쌍의 하판부재 및 상기 한 쌍의 하판부재 사이에 배치되며 H형강을 운반하는 이송롤러를 포함하되, 상기 한 쌍의 플랜지 냉각수단 중 어느 하나는 상기 제 2 연결홀에 좌, 우로 이동가능하도록 결합되며, 상기 하판부재는 상기 제 2 연결홀에 결합된 상기 플랜지 냉각수단과 연동하여 좌, 우로 이동되는 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치를 제공한다.

Description

H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치{APPARATUS FOR WATER COOLING H-BEAM FLANGE OF ROLLING LINE}
본 발명은 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치로서, 더욱 상세하게는 H형강의 플랜지를 효과적으로 냉각시키고 유지보수가 편리하도록 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 H형강은 구조용 강재로써, 연주설비로 제조된 빔 블랭크(Beam Blank)를 가열로에서 재가열한 후 이송시키면서 상측, 하측, 좌측, 우측, 4방향에서 열간압연(熱間壓延) 한 후 만들어진다.
이때, H형강 중앙의 가로부에 해당하는 부분을 웨브(web), 양쪽의 세로부에 해당하는 부분을 플랜지(flange)라고 한다.
더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 일반적인 연속압연기(10)는, 도 1에서 도시한 것과 같이, 상측 및 하측 수평롤(15, 17)과 좌측 및 우측 수직롤(11, 13)의 4롤로 이루어진 유니버셜 압연기이다.
연속압연기(10)에서는 조압연, 중간압연, 사상압연을 통해 압연과정이 순차적으로 수행되고, 수평롤(15, 17) 및 수직롤(11, 13)이 서로 마주보는 방향으로 회전하면서 빔 블랭크에 힘을 가해 연속적으로 H형강(5)의 압연을 수행하게 된다.
이때, 가열로에서 압연된 반제품인 빔 블랭크는 조압연, 중간 압연, 사상 압연 공정을 행하는 복수의 연속압연기(10)로 치입되기 전에 상, 하측 수평롤부재를 구비한 2단 압연기인 리버스 압연기(미도시)로 몸체 중앙부를 압연한다.
그리고, 중앙의 웨브와 양측 플랜지를 갖는 H형강(5)용 압연 소재로 성형하는 초기 조형 공정단계를 거친 후 연속압연기(10)의 제 1 압연기로 치입될 수 있다.
이후에, 복수개의 압연기를 거치면서 최종 제품형상인 H형강(5)을 제조하게 된다.
한편, H형강은 전술된 열간압연공정을 통해 순차적으로 압연된 후 냉각공정을 거쳐 출강된다.
H형강을 냉각하는 목적은, 냉각을 통해 강재의 조직변화를 유도하여 제품의 강도를 개선하고, 상온까지의 냉각 시간을 줄임으로써, 전체적인 냉각 대기시간을 줄여서 생산속도를 높이기 위함이다.
연속 열간압연 공정에서 H형강을 생산할 때, 가장 일반적인 냉각방법은 다단압연이 완료된 이후에 냉각을 실시하는 것이고, 이는 냉각수를 분사함으로써 이루어진다.
이와 같이, 냉각수를 이용하여 H형강을 냉각하면 제품의 강도가 개선될 수 있는데, 이를 위해 종래에는 한국공개특허 제10-2013-0034216호가 제시되었다.
종래의 특허문헌에서는 한 쌍의 제 1 분사부가 이송대의 상부 양측에 간격을 갖도록 각각 배치된 채, 플랜지의 외측에 냉각수를 고루 분사하여 급속냉각되도록 하였다.
하지만, 특허문헌의 제 1 분사부는 일정한 규격의 H형강에만 대응되도록 배치되기 때문에 다양한 폭을 갖는 H형강의 생산에 제약이 따르는 한계점이 발생하였다.
또한, 항상 동일한 규격의 H형강에 대응하여 수냉각작업이 진행됨으로써, 수요자가 원하는 맞춤형 제품의 제조가 불가능하였다. 따라서, 급변하는 시장환경에 적용가능한 제품을 적시에 제조하지 못함으로써, 제품 경쟁력이 뒤떨어지게 되었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 H형강의 플랜지를 효과적으로 냉각시키고 유지보수가 편리하도록 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치로서, 일단에는 제 1 연결홀이 형성되며 타단에는 제 2 연결홀이 형성되는 상판부재와 상기 제 1 연결홀 및 제 2 연결홀과 결합되며 H형강의 플랜지에 냉각수를 분사하도록 구비되는 한 쌍의 플랜지 냉각수단과 상기 플랜지 냉각수단이 선택적으로 결합되도록 복수의 관통홀이 형성되는 한 쌍의 하판부재 및 상기 한 쌍의 하판부재 사이에 배치되며 H형강을 운반하는 이송롤러를 포함하되, 상기 한 쌍의 플랜지 냉각수단 중 어느 하나는 상기 제 2 연결홀에 좌, 우로 이동가능하도록 결합되며, 상기 하판부재는 상기 제 2 연결홀에 결합된 상기 플랜지 냉각수단과 연동하여 좌, 우로 이동되는 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 플랜지 냉각수단 중 다른 하나는, 상기 제 1 연결홀에 위치고정되도록 결합될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 플랜지 냉각수단은 일측에 복수의 측면노즐부가 삽입배치되며, 상기 측면노즐부에 냉각수를 공급하도록 하나 이상의 냉각수 주입구가 타측에 구비되는 몸체부와 상기 몸체부의 상측에서 연장형성되며, 하나 이상의 상부노즐 삽입구가 마련되고, 끝단이 절곡되어 개방구를 형성하는 상단부재와 상기 상단부재의 상측에 구비되며 상기 제 1 연결홀 또는 제 2 연결홀에 삽입되는 상부고정부재 및 상기 몸체부의 하부에 구비되며 상기 하판부재의 관통홀에 삽입되는 하부고정부재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 플랜지 냉각수단은 H형강을 기준으로 대칭되도록 배치되고, 상기 측면노즐부에서 냉각수의 유량이 개별 조정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 측면노즐부는 격자배치식일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 하판부재의 하부에 하나 이상의 보조판부재가 더 포함되고, 상기 보조판부재는 상기 이송롤러의 전단 및 후단에 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보조판부재의 이격된 공간에는 하부노즐 삽입구가 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 한 쌍의 플랜지 냉각수단 중 어느 하나는 위치고정되고, 나머지 하나는 좌, 우로 이동가능함으로써, 다양한 규격의 H형강에 대응하여 급속냉각작업을 진행할 수 있다.
또한, 플랜지 냉각수단이 하판부재에 부분적으로 연결가능한 형태로써, 전체 플랜지 냉각수단의 길이를 자유롭게 조절할 수 있고, 작업간에 돌발적인 고장이 발생될 경우 여분의 플랜지 냉각수단을 쉽게 교체할 수 있기 때문에 생산성 유지 및 관리의 편리성이 용이하다.
또한, 플랜지 냉각수단이 사상압연라인의 필요한 위치에 부분적으로 설치됨으로써, H형강의 냉각시간 확보가 용이하여 설치구간에 따라 압연온도를 조절할 수 있는 제어냉각이 가능하다.
또한, 상부노즐 삽입구 및 하부노즐 삽입구가 마련되어 H형강의 전체부위에 냉각수를 골고루 분사시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일반적인 H형강 제조용 연속 압연기의 공정도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 플랜지 냉각수단을 발췌한 도면이다.
도 4는 본 발명의 플랜지 냉각수단의 또다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 수냉각장치의 구동방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 수냉각장치의 제어냉각방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 수냉각장치의 적용예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 수냉각장치의 또다른 적용예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 수냉각장치가 적용된 H형강의 온도변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 도 11의 냉각온도에 따른 H형강의 조직상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치의 분해 사시도이다.
도 2에서 도시한 것과 같이, 본 실시예에 따른 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치(1000)는 상판부재(1100), 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300) 및 하판부재(1500), 이송롤러(1700)로 구성된다.
상판부재(1100)는 일단에 제 1 연결홀(1100a)이 형성되며 타단에 제 2 연결홀(1100b)이 형성된다.
여기서, 제 1 연결홀(1100a)은 원형으로 관통형성되고, 제 2 연결홀(1100b)은 상판부재(1100)의 길이방향을 따라 길게 관통형성된다.
한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300)은 제 1 연결홀(1100a) 및 제 2 연결홀(1100b)에 결합되어 H형강의 플랜지에 냉각수를 분사하도록 구비된다.
플랜지 냉각수단(1300)은 몸체부(1310), 상단부재(1340), 상부고정부재(1350) 및 하부고정부재(1370)로 이루어진다.
몸체부(1310)는 일측에 복수의 측면노즐부(1320)가 삽입배치되며, 측면노즐부(1320)에 냉각수를 공급하도록 하나 이상의 냉각수 주입구(1330)가 타측에 구비된다.
상단부재(1340)는 몸체부(1310)의 상측에서 연장형성되어 하나 이상의 상부노즐 삽입구(1340a)가 마련되고, 끝단이 절곡되어 개방구(1340b)를 형성한다.
상부고정부재(1350)는 상단부재(1340)의 상측에 구비되며 제 1 연결홀(1100a) 또는 제 2 연결홀(1100b)에 삽입된다.
하부고정부재(1370)는 몸체부(1310)의 하부에 구비되며 하판부재(1500)의 관통홀(1550)에 삽입된다.
이때, 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300) 중 어느 하나는, 제 2 연결홀(1100b)에 좌, 우로 이동가능하도록 결합된다.
반면에, 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300) 중 나머지 하나는, 제 1 연결홀(1100a)에 위치고정되도록 결합된다.
그리고, 본 실시예에 따른 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300)은 어느 하나의 플랜지 냉각수단(1300)만이 좌, 우로 이동되거나 또는 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300)이 모두 좌, 우로 이동될 수 있다.
한편, 하판부재(1500)는 플랜지 냉각수단(1300)이 선택적으로 결합되도록 복수의 관통홀(1550)이 형성된다. 따라서, 하판부재(1500)는 제 2 연결홀(1100b)에 결합된 플랜지 냉각수단(1300)과 연동하여 좌, 우로 이동될 수 있다.
여기서, 하판부재(1500)의 하부에 하나 이상의 보조판부재(1900)가 더 포함되고, 상기 보조판부재(1900)는 이송롤러의 전단 및 후단에 배치될 수 있다.
또한, 보조판부재(1900)의 이격된 공간으로는 하부노즐 삽입구(1900a)가 형성될 수 있다.
이송롤러(1700)는 한 쌍의 하판부재(1500) 사이에 배치되며 H형강을 운반하도록 구비된다.
본 실시예에 따른 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치(1000)에 있어서, 도시하진 않았지만 수냉각장치(1000)의 구성에는 측면커버 및 상부커버를 더 포함시킬 수 있다.
측면커버는 수냉각장치(1000)의 좌, 우 양측에 간격을 갖도록 각각 배치될 수 있다.
더욱이, 측면커버는 수냉각장치(1000)의 외부 작업자가 내부의 동작 상태를 육안으로 관찰할 수 있도록 전체가 투명한 소재로 형성되거나 또는 일측에 개폐식 투명창이 구비되어 내부 공기순환 및 관찰의 용도로 쓰일 수 있다.
상부커버는 측면커버의 상부에 위치하여 냉각수의 반출이 방지되도록 구비될 수 있다.
이와 같이, 측면커버 및 상부커버의 구비로 인해, 냉각수의 분사작업이 특정 공간으로 구속되어 외부에서 작업중인 인력 또는 설비에 악영향을 미치는 요소를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
이때, 상부커버는 수냉각장치(1000)의 내부 환경을 원활하게 개선하기 위해 구비하는 것으로서, 개폐가 선택적으로 구현가능한 기술이라면 다양하게 실시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 플랜지 냉각수단을 발췌한 도면이고, 도 4는 본 발명의 플랜지 냉각수단의 또다른 실시예를 나타내는 도면인 바, 이를 바탕으로 설명한다.
도 3 및 도 4에서 도시한 것과 같이, 플랜지 냉각수단(1300)은 다양한 측면노즐부(1320)의 구현을 통해 냉각수를 분사시킬 수 있다.
먼저, 도 3(a)에서와 같이, 복수의 측면노즐부(1320)가 플랜지 냉각수단(1300)의 일측면에 삽입배치되어 제품의 규격에 대응하도록 측면노즐부(1320)에서 냉각수의 유량이 개별조정될 수 있다.
반면에, 도 3(b)에서와 같이, 측면노즐부(1320)가 플랜지 냉각수단(1300)의 일단 또는 타단 등에 노즐홀(1310a)이 개방되도록 부분적으로 삽입배치되어 냉각이 필요한 제품에 대응시킬 수도 있다.
즉, 열처리가 끝난 제품에 있어서, 다른 부위에 비해 상대적으로 높은 온도의 부위를 냉각시키거나 또는 작은 규모의 제품에 냉각이 필요한 작업간에는 측면노즐부(1320)가 플랜지 냉각수단(1300)에 부분적으로 삽입배치될 수 있다.
그리고, 도 4에서와 같이, 측면노즐부(1320)는 격자배치식을 통해 플랜지 냉각수단(1300)의 일측에 삽입배치될 수도 있다.
격자배치식으로 배치된 측면노즐부(1320)를 통해 냉각이 집중적으로 필요한 제품의 특정 부위에 냉각수를 분사시키므로, 부분 냉각제어가 더욱 용이하여 열처리 후의 제품에 생길 수 있는 부분 과열 등의 돌발상황에 대처할 수 있다.
한편, 전술된 측면노즐부(1320)는 냉각작업을 위한 설비시설로 마련된 제어기(미도시)를 통해 작동된다.
이때, 제어기에는 개구율을 조절하는 수단이 더 포함되어 측면노즐부(1320)에서 분사되는 냉각수의 유량을 조절하거나 분사방식, 예컨대, 직선방식 또는 각도를 조절할 수 있는 스프레이방식 등을 선택적으로 적용하여 구현할 수 있다.
또한, 제어기에는, 전술된 도 3 및 도 4에서와 같이, 다양한 배열로 측면노즐부(1320)가 삽입배치된 각각의 플랜지 냉각수단(1300)이 구분될 수 있도록 별도의 신호체계(다색 신호등, 스위치 등)가 마련될 수 있다.
더욱이, 제품의 급속냉각을 위해 측면노즐부(1320)에서는 냉각수가 분사되지만, 작업간에는 높은 온도의 냉각수가 분출되므로, 작업자에게 주의를 알릴 수 있는 소리 또는 불빛 등의 경고용 신호등을 갖춘 신호체계가 구비될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 수냉각장치의 구동방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
특히, 전술된 도 2를 참조하여 도 5 및 도 6을 설명하겠다.
본 실시예에 따른 플랜지 냉각수단(1300)은 H형강(20)을 기준으로 대칭되도록 배치된다.
또한, H형강(20)의 규격에 대응하도록 측면노즐부(1320)에서 분사되는 냉각수의 유량이 개별 조정될 수 있다.
도 5에서와 같이, 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300) 중 어느 하나는, 제 2 연결홀(1100b)에 좌, 우로 이동가능하도록 결합된다.
그리고, 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300) 중 나머지 하나는, 제 1 연결홀(1100a)에 위치고정되도록 결합되고, 이에 따라 하판부재(1500)는 제 2 연결홀(1100b)에 결합된 플랜지 냉각수단(1300)과 연동하여 좌, 우로 이동될 수 있다.
이때, 위치된 H형강(20)의 규격이 비교적 작은 경우, 플랜지 냉각수단(1300)은 제 2 연결홀(1100b)의 좌측부로 이동하도록 조절된다.
그리고, 플랜지 냉각수단(1300)의 측면노즐부(1320)는 H형강(20)의 플랜지 높이에 대응하는 위치까지만 냉각수가 분사되도록 제어되거나 또는 측면노즐부(1320)가 부분적으로 삽입배치되어 제품 맞춤형의 냉각수 분사형태를 갖출 수 있다.
반면에, 도 6에서와 같이, 위치된 H형강(20a)의 규격이 비교적 큰 경우, 플랜지 냉각수단(1300)은 H형강(20a)이 늘어난 폭에 대응하도록 제 2 연결홀(1100b)의 우측부로 이동될 수 있다.
또한, 플랜지 냉각수단(1300)의 하부고정부재(1370)에 결합된 하판부재(1500)는 플랜지 냉각수단(1300)과 연동하여 좌, 우로 이동될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 플랜지 냉각수단(1300)은 한 쌍으로 구비됨으로써, 전술된 구동방식에 따라 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300) 중 어느 하나는 고정된 채, 나머지 하나가 좌, 우로 이동되거나 또는 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300)이 모두 좌, 우로 이동되어 다양한 H형강(20, 20a)의 규격에 대응할 수도 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 수냉각장치의 제어냉각방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
특히, 전술된 도 2를 참조하여 도 7 및 도 8을 설명하겠다.
도 7 및 도 8에서 도시한 것과 같이, 본 발명에 따른 수냉각장치(1000)는 플랜지 냉각수단(1300)을 부분적으로 설치하거나 또는 집중냉각이 필요한 플랜지의 극소부위에 대응되도록 낱개로 설치할 수도 있다.
즉, 플랜지 냉각수단(1300)은 특정한 구간에만 설치할 수 있는 것이 아니라, 전체형태가 박스형상으로 단순하기 때문에 분리 및 조립 등의 취급이 간편하여 제품에 따라 압연라인상에서 부분적으로 설치할 수 있다.
더욱이, 제품의 규격이 두껍고 크기가 큰 경우, 상대적으로 긴 냉각시간이 필요하기 때문에 사상압연기상에 부분적으로 플랜지 냉각수단(1300)을 설치하여 냉각시간의 확보를 용이하게 할 수 있다.
또한, 플랜지 냉각수단(1300)의 설치구간에 따라 압연온도를 조절할 수 있기 때문에 제품에 대한 제어냉각작업이 가능함은 물론이다.
결론적으로, 전술된 도 2 내지 도 8에 따르면, 플랜지 냉각수단(1300) 중 어느 하나는 좌, 우로 이동가능하도록 결합되거나 또는 다른 하나는 위치고정되도록 결합됨으로써, 다양한 규격의 H형강(20, 20a)에 대응하여 급속냉각작업을 진행할 수 있다.
또한, 한 쌍의 플랜지 냉각수단(1300)이 모두 좌, 우로 이동되어 다양한 H형강(20, 20a)의 규격에 대응할 수도 있다.
특히, 플랜지 냉각수단(1300,)이 하판부재(1500)에 부분적으로 연결가능한 형태로써, 전체 플랜지 냉각수단(1300)의 길이를 자유롭게 조절할 수 있고, 작업간에 돌발적인 고장이 발생될 경우, 여분의 플랜지 냉각수단(1300)을 쉽게 교체할 수 있기 때문에 생산성 유지 및 관리의 편리성이 용이하다.
그리고, 플랜지 냉각수단(1300)이 사상압연라인의 필요한 위치에 부분적으로 설치됨으로써, H형강(20, 20a)의 냉각시간 확보가 용이하여 설치구간에 따라 압연온도를 조절할 수 있는 제어냉각이 가능하다.
더욱이, 상부노즐 삽입구(1340a) 및 하부노즐 삽입구(1900a)가 마련되어 H형강(20, 20a)의 전체부위에 냉각수를 골고루 분사시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 수냉각장치의 적용예를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 수냉각장치의 또다른 적용예를 나타내는 도면인 바, 이를 바탕으로 설명한다.
먼저, 도 9에서와 같이, 수냉각장치(1000)에는 상부노즐부(1200) 및 하부노즐부(1800)가 마련되어 H형강(20)을 냉각시킨다.
상부노즐부(1200)는 상단부재(1340)에 형성된 상부노즐 삽입구(1340a)에 올바르게 삽입되어 냉각수를 분사하되, 끝단이 절곡되어 냉각수의 분사각도가 용이하게 조절되므로 H형강(20)의 상부 내측을 골고루 냉각시킬 수 있다.
이때, 다양한 H형강(20)의 플랜지의 길이에 대응하도록 상부노즐 삽입구(1340a)에 삽입된 상부노즐부(1200)를 상, 하로 위치이동시킬 수 있다.
하부노즐부(1800)는 보조판부재(1900)의 이격된 공간에 형성된 하부노즐 삽입구(1900a)에 올바르게 삽입되어 냉각수를 분사하되, 끝단이 절곡되어 냉각수의 분사각도가 용이하게 조절되므로 H형강(20)의 하부 내측을 골고루 냉각시킬 수 있다.
한편, 도 9에서와 같이, 상부노즐부(1200) 및 하부노즐부(1800)가 마련된 수냉각장치(1000)에서는, 작업자의 필요에 의해 상부노즐부(1200)의 위치를 낮출 경우, 상부노즐부(1200)의 절곡된 끝단이 플랜지 냉각수단(1300)의 측면노즐부(1320)에 간섭되지 않도록 올바른 위치조절이 필요하다.
또한, 하부노즐부(1800)가 한 쌍으로 마련되어 하부노즐 삽입구(1900a)에 마련되었을 경우, 절곡형성된 끝단이 너무 밀접한 채, 서로 마주보며 냉각수를 분사시킬 수 있다.
즉, 한 쌍의 하부노즐부(1800)에서 분사되는 각 분사압력으로 인해 냉각수의 충돌이 발생하고, 더욱이 원치 않는 H형강(20)의 부위를 냉각시키거나 또는 다른 공간으로 손실되는 냉각수의 양이 늘어날 수 있다.
따라서, 하부노즐부(1800)가 한 쌍으로 구비될 경우, 각 하부노즐부(1800)의 위치는 서로의 간섭이 최소화되도록 충분한 이격공간을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 수냉각장치(2000)는, 도 10에서와 같이, 상부노즐부(2200) 및 하부노즐부(2800)이 마련되어 또다른 실시예로 구현될 수 있다.
여기서, 상부노즐부(2200)는 승하강이 가능한 보조수단(미도시)이 마련되어 상판부재(2100)와 결합된다. 특히, 플랜지 냉각수단(2300)은 몸체부(2310)의 상측으로 상부고정부재(2350)가 구비되어 상판부재(2100)와 결합된다.
하부노즐부(2800)는 이격거리가 확보된 보조판부재(2900) 사이에서 승하강이 조절되도록 구비된다.
즉, 상부노즐부(2200) 및 하부노즐부(2800)는 승하강 보조수단을 매개로 위치조절이 가능하므로, H형강(20)의 상부 및 하부 내측까지 접근이 용이하여 플랜지의 내외측을 골고루 냉각시킬 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 수냉각장치가 적용된 H형강의 온도변화를 나타내는 그래프이고, 도 12는 도 11의 냉각온도에 따른 H형강의 조직상태를 나타내는 도면인 바, 이를 바탕으로 설명한다.
도 11에서 도시한 바와 같이, 가열로에서 1200~1250℃로 가열하여 추출된 H형강(20, 20a)은 조압연기와 중간압연기 및 사상압연기를 거치면서 열간압연이 행해지는데, 이때 압연온도는 850~1150℃이고, 사상압연기에서 최종 압연온도는 800~850℃이다.
그리고, 사상압연기에 의한 사상압연 후 최종 압연온도 800~850℃에서 본 실시예에 따른 수냉각장치(1000, 2000)를 통해 600~650℃까지 급속 냉각된다.
이때, 수냉각장치(1000, 2000)로 인한 H형강(20, 20a)의 온도변화 수치는 통상적인 일실시예로써, 본 실시예로 한정하려는 의도는 아니며, 반복 적용된 작업하에서의 평균적인 수치일 수 있다.
한편, H형강(20, 20a)은, 도 12에서 도시한 것과 같이, 급속냉각시에 A2 이상의 오스테나이트 영역에서 베이나이트 영역까지 급속 냉각된다.
또한, 급속냉각시에는 미변태 오스테나이트와 베이나이트의 혼합조직이 이루어지는데, 급속냉각이 완료되면 단단하고 인성이 강한 베이나이트 조직이 구현된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, H형강(20, 20a)을 압연하는 다단 압연라인이 완료된 후에 H형강(20, 20a)의 웨브 및 플랜지별 위치에 따라 제어냉각을 하여 온도편차를 감소시킬 수 있다.
그리고, 급속냉각으로 조직 미세화와 온도편차 감소로 H형강(20, 20a)의 냉각상 진입온도를 하강시켜 제품의 온도편차를 감소시킴으로써, H형강(20, 20a)의 품질과 강도를 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
5, 20, 20a: H형강 10: 연속 압연기
11, 13: 수직롤 15, 17: 수평롤
1000, 2000: 수냉각장치 1100, 2100: 상판부재
1100a: 제 1 연결홀 1100b: 제 2 연결홀
1200, 2200: 상부노즐부 1300, 2300: 플랜지 냉각수단
1310, 2310: 몸체부 1310a: 노즐홀
1320, 2320: 측면노즐부 1330, 2330: 냉각수 주입구
1340: 상단부재 1340a: 상부노즐 삽입구
1340b: 개방구 1350, 2350: 상부고정부재
1370, 2370: 하부고정부재 1500, 2500: 하판부재
1550: 관통홀 1700, 2700: 이송롤러
1800, 2800: 하부노즐부 1900, 2900: 보조판부재
1900a: 하부노즐 삽입구

Claims (7)

  1. H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치로서,
    일단에는 제 1 연결홀이 형성되며 타단에는 제 2 연결홀이 형성되는 상판부재;
    상기 제 1 연결홀 및 제 2 연결홀과 결합되며 H형강의 플랜지에 냉각수를 분사하도록 구비되는 한 쌍의 플랜지 냉각수단;
    상기 플랜지 냉각수단이 선택적으로 결합되도록 복수의 관통홀이 형성되는 한 쌍의 하판부재; 및
    상기 한 쌍의 하판부재 사이에 배치되며 H형강을 운반하는 이송롤러;
    를 포함하되,
    상기 하판부재의 하부에 하나 이상의 보조판부재가 더 포함되고, 상기 보조판부재는 상기 이송롤러의 전단 및 후단에 배치되며,
    상기 한 쌍의 플랜지 냉각수단 중 어느 하나는 상기 제 2 연결홀에 좌, 우로 이동하도록 결합되고,
    상기 하판부재는 상기 제 2 연결홀에 결합된 상기 플랜지 냉각수단과 연동하여 좌, 우로 이동되는 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 플랜지 냉각수단 중 다른 하나는 상기 제 1 연결홀에 위치고정되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜지 냉각수단은,
    일측에 복수의 측면노즐부가 삽입배치되며, 상기 측면노즐부에 냉각수를 공급하도록 하나 이상의 냉각수 주입구가 타측에 구비되는 몸체부;
    상기 몸체부의 상측에서 연장형성되며, 하나 이상의 상부노즐 삽입구가 마련되고, 끝단이 절곡되어 개방구를 형성하는 상단부재;
    상기 상단부재의 상측에 구비되며 상기 제 1 연결홀 또는 제 2 연결홀에 삽입되는 상부고정부재; 및
    상기 몸체부의 하부에 구비되며 상기 하판부재의 관통홀에 삽입되는 하부고정부재;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플랜지 냉각수단은 H형강을 기준으로 대칭되도록 배치되고, 상기 측면노즐부에서 분사되는 냉각수의 유량이 개별조정되는 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 수냉각장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 측면노즐부는 격자배치식인 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 수냉각장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조판부재의 이격된 공간에는 하부노즐 삽입구가 형성된 것을 특징으로 하는 H형강 압연라인의 플랜지 수냉각장치.
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