KR101546274B1 - 소재 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

소재 냉각장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 소재 냉각장치는, 소재를 이송시키는 이송롤러를 포함하는 이송부재와, 이송롤러의 사이에 위치하며, 소재에 냉각수를 분사하여 소재를 냉각시키는 냉각부재와, 냉각부재를 이동시켜 소재의 냉각편차를 줄이는 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소재 냉각장치{APPARATUS FOR COOLING MATERIAL}
본 발명은 소재 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 부위별 냉각 편차를 줄일 수 있는 소재 냉각장치에 관한 것이다.
일반적인 철강 제조는 용선을 생산하는 제선 공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강 공정, 액체 상태의 철이 고체로 되는 연속주조 공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연 공정으로 이루어진다.
압연 공정은 연속주조 공정에서 생산된 슬래브, 블룸 등의 중간 소재를 회전하는 여러 개의 롤러 사이를 통과시켜 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말하며 크게 열간 압연과 냉간 압연으로 나뉜다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0134382호(2013.12.10 공개, 발명의 명칭: 런아웃테이블용 스트립 만곡 조절장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 소재의 부위별 냉각 편차를 줄여 소재의 변형을 방지하고, 품질을 향상시킬 수 있는 소재 냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 소재 냉각장치는: 소재를 이송시키는 이송롤러를 포함하는 이송부재; 상기 이송롤러의 사이에 위치하며, 상기 소재에 냉각수를 분사하여 상기 소재를 냉각시키는 냉각부재; 및 상기 냉각부재를 이동시켜 상기 소재의 냉각편차를 줄이는 이동부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 냉각부재는, 상기 이송롤러의 사이에 위치하며 상기 이송롤러의 길이방향으로 형성되는 헤더부; 상기 헤더부가 회전 가능하게 결합되고, 상기 헤더부에 냉각수를 공급하는 공급관; 및 상기 헤더부에 형성되어 상기 헤더부에 공급되는 냉각수를 상기 소재에 분사하는 노즐부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 이동부재는, 상기 헤더부에 결합되는 결합부; 및 상기 결합부를 상하 방향으로 이동시키는 이동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 이동부는 유압실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 소재 냉각장치는, 상기 소재의 폭 방향 온도를 측정하는 온도측정부재; 및 상기 온도측정부재에서 측정한 온도를 기초로 상기 이동부를 구동시켜, 상기 헤더부의 위치를 변경시키는 제어부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소재 냉각장치는 헤더부의 기울기를 변경하여 소재에 전달되는 냉각수의 압력을 균일하게 하여 소재의 폭 방향 온도편차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 소재의 폭 방향 온도를 실시간으로 측정하여 소재의 온도편차를 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 작동을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 소재 냉각장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 압연기(10) 등에 의하여 가공된 소재(S)는 이송부재(100)에 의하여 설정된 장소로 이동된다. 본 실시예에서 소재 냉각장치(1)는 압연기(10)와 권취기(미도시) 사이에 위치하며 소재(S)를 냉각시킨다. 본 실시예에 따른 소재 냉각장치(1)는 이송부재(100), 냉각부재(200) 및 이동부재(300)를 포함한다.
이송부재(100)는 소재(S)를 이송시키는 복수 개의 이송롤러(110)를 포함한다. 이송롤러(110)에 소재(S)가 안착된 상태에서 복수 개의 이송롤러(110)가 일방향으로 회전하여 소재(S)를 이송시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각부재(200)는 이송롤러(110)의 사이에 위치하며, 소재(S)에 냉각수를 분사하여 소재(S)를 냉각시킨다. 냉각부재(200)는 소재(S)의 상측 및 하측에 위치할 수 있으나, 설명의 편의를 위하여 소재(S)의 하측에 위치한 것을 예로 들어 설명한다. 본 실시예에서 냉각부재(200)는 헤더부(210), 공급관(230) 및 노즐부(250)를 포함한다.
헤더부(210)는 이송롤러(110)의 사이에 위치하며 이송롤러(110)의 길이방향으로 길게 형성된다. 본 실시예에서 헤더부(210)는 원통 형상의 금속관으로 예시되어, 내측에 형성된 유로를 통하여 냉각수가 이동된다.
공급관(230)은 헤더부(210)가 회전 가능하게 결합되어 헤더부(210)에 냉각수를 공급한다. 본 실시예에서 공급관(230)은 헤더부(210)의 일단부가 회전축(220) 등에 의하여 회전 가능하게 결합되며, 헤더부(210)와 연통되어 냉각수 저장탱크 등에서 공급되는 냉각수를 헤더부(210)에 전달한다.
노즐부(250)는 헤더부(210)에 형성되어 헤더부(210)에 공급되는 냉각수를 소재(S)에 분사한다. 본 실시예에서 노즐부(250)는 헤더부(210)의 상측부에 이송롤러(110)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 복수 개의 노즐(251)을 포함한다. 헤더부(210)로 공급되는 냉각수는 노즐(251)을 통하여 소재(S)에 분사된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 이동부재(300)는 냉각부재(200)를 이동시켜 소재(S)의 냉각편차를 줄인다. 본 실시예에서 이동부재(300)는 결합부(310) 및 이동부(330)를 포함한다.
결합부(310)는 헤더부(210)에 결합된다. 본 실시예에서 결합부(310)는 헤더부(210)의 양단부 중에서 공급관(230)과 연결되지 않은 단부에 결합되어 헤더부(210) 및 이동부(330)에 결합되어 이동부(330)의 동작에 따라 헤더부(210)가 회전축(220)을 중심으로 기울어지도록 한다.
이동부(330)는 결합부(310)를 상하 방향으로 이동시켜 헤더부(210)가 소재(S)에 대하여 기울어지도록 한다. 노즐(251)에서 분사되는 냉각수의 압력은 공급관(230)에서 멀어질수록 낮아진다.(Pa > Pb) 이에 따라 냉각수가 소재(S)를 냉각시키는 정도가 달라질 수 있다.
본 실시예에서 이동부(330)는 결합부(310)를 상승 이동시켜 헤더부(210)가 공급관(230)에 연결된 부위에서 멀어지면서 상향되도록 헤더부(210)를 기울인다. 이에 따라 공급관(230)에서 멀어질수록 노즐(251)과 소재(S)의 거리가 줄어들게 되므로, 공급관(230)에서 멀어지면서 발생하는 노즐(251)의 냉각수 유압하락을 보완하게 된다.
본 실시예에서 이동부(330)는 유압실린더로 예시된다. 이동부(330)는 하단부가 이동부결합부(335)에 회전 가능하게 결합되며, 상단부가 결합부(310)에 결합된 상태에서 유압에 의하여 신축하여 결합부(310)를 상하 방향으로 이동시킨다.
본 실시예에서 소재 냉각장치(1)는 온도측정부(410) 및 제어부재(500)를 포함하여 소재(S)의 온도를 실시간으로 측정하여 헤더부(210)의 기울기를 조정한다.
온도측정부재(400)는 소재(S)의 폭 방향 온도를 측정한다. 본 실시예에서 온도측정부(410)는 소재(S)의 폭 방향으로 복수 개 위치하여 소재(S)의 온도를 측정하는 온도측정부(410)를 포함하고 측정된 온도를 제어부재(500)에 전달한다. 본 실시예에서 온도측정부(410)는 소재(S)와 이격되어 소재(S)의 온도를 측정할 수 있는 파이로미터(Pyrometer)가 예시된다.
제어부재(500)는 온도측정부재(400)에서 측정한 온도를 기초로 이동부(330)를 구동시켜 헤더부(210)의 위치를 변경시킨다. 제어부재(500)는 소재(S)의 폭 방향 온도분포가 균일하지 않은 경우 헤더부(210)의 기울기를 조정하여 소재(S)의 폭 방향 노즐(251)의 높이를 조정한다. 이에 따라 노즐(251)과 소재(S)와의 거리가 조절되고, 소재(S)에 도달하는 냉각수의 양, 압력 등이 조절되어 소재(S)의 폭 방향 온도분포를 조절할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 냉각장치(1)의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.
압연기(10) 등에 의하여 가공된 소재(S)는 이송롤러(110)의 회전에 의하여 소재 냉각장치(1) 측으로 안내된다.
소재(S)가 냉각부재(200)에 진입되면 냉각부재(200)가 냉각수를 소재(S)에 분사하여 소재(S)를 냉각시킨다. 냉각부재(200)에 의하여 냉각된 소재(S)의 온도는 온도측정부(410)에 의하여 측정되어 제어부재(500)에 전달된다. 제어부재(500)는 온도측정부(410)에서 측정한 소재(S)의 폭 방향 온도를 기초로 소재(S)의 폭 방향 온도에 편차가 있는지 판단한다.
소재(S)의 폭 방향 온도에 편차가 있는 경우, 예를 들어 공급관(230)에서 멀어질 수록 소재(S)의 온도가 높은 경우에, 제어부재(500)는 이동부(330)를 구동시켜 헤더부(210)의 양단부 중에서 공급관(230)에서 멀리 위치한 헤더부(210)의 단부를 상승시킨다.
헤더부(210)의 단부가 상승되면(도 5 참조) 공급관(230)에서 멀어질수록 노즐(251)이 소재(S)에 접근하게 되고, 냉각수가 소재(S)에 전달되는 양이 늘아나게 되어 소재(S)를 냉각하는 효율이 상승된다. 이에 따라 공급관(230)에서 멀리 떨어진 부분의 소재(S)의 온도를 낮추어 소재(S)의 폭 방향 온도 편차를 줄일 수 있다.
반대로, 공급관(230)에서 멀어질 수록 소재(S)의 온도가 낮은 경우에는 제어부재(500)가 이동부(330)를 구동시켜 헤더부(210)의 양단부 중에서 공급관(230)에서 멀리 위치한 헤더부(210)의 단부를 하강시킨다.
헤더부(210)의 단부가 하강되면 공급관(230)에서 멀리 떨어진 노즐(251)이 소재(S)에서 멀어지게 되고, 냉각수가 소재(S)에 닿는 순간의 압력이 낮아지게 되어 소재(S)를 냉각하는 효율이 떨어지게 된다. 이에 따라 공급관(230)에서 멀리 떨어진 소재(S)의 온도를 높일 수 있다.
헤더부(210)를 기울여 노즐(251)의 높이를 조정하는 작동은 온도측정부재(400) 또는 제어부재(500)의 작동 없이, 작업자가 이동부(330)를 직접 구동시키는 방법으로도 가능하다. 작업자는 냉각된 소재(S)의 상태에 기초하여 헤더부(210)의 기울기를 결정한 후, 이동부(330)를 구동시켜 헤더부(210)의 기울기를 고정시킨 상태에서 소재(S)를 냉각시킬 수 있다.
본 실시예에서 소재 냉각장치(1)는, 헤더부(210)의 기울기를 변경하여 소재(S)에 전달되는 냉각수의 압력을 조절할 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서 소재 냉각장치(1)는 소재(S)의 폭 방향 온도편차를 줄여 소재(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 소재 냉각장치(1)는 소재(S)의 폭 방향 온도를 실시간으로 측정하여 소재(S)의 온도편차를 보정할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 소재 냉각장치 10: 압연기
100: 이송부재 110: 이송롤러
200: 냉각부재 210: 헤더부
220: 회전 230: 공급관
250: 노즐부 251: 노즐
300: 이동부재 310: 결합부
330: 이동부 335: 이동부결합부
400: 온도측정부재 410: 온도측정부
500: 제어부재 S: 소재

Claims (5)

  1. 소재를 이송시키는 이송롤러를 포함하는 이송부재;
    상기 이송롤러의 사이에 위치하며, 상기 소재에 냉각수를 분사하여 상기 소재를 냉각시키는 냉각부재; 및
    상기 냉각부재를 이동시켜 상기 소재의 냉각편차를 줄이는 이동부재;를 포함하고,
    상기 냉각부재는,
    상기 이송롤러의 사이에 위치하며 상기 이송롤러의 길이방향으로 형성되는 헤더부;
    상기 헤더부의 일단부가 회전 가능하게 결합되고, 상기 헤더부에 냉각수를 공급하는 공급관; 및
    상기 헤더부에 형성되어 상기 헤더부에 공급되는 냉각수를 상기 소재에 분사하는 노즐부;를 포함하며,
    상기 이동부재는,
    상기 헤더부의 타단부에 결합되는 결합부; 및
    상기 결합부를 이동시켜, 상기 헤더부가 일단부에서 타단부로 진행하면서 상향되게 하는 이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부는 유압실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 소재의 폭 방향 온도를 측정하는 온도측정부재; 및
    상기 온도측정부재에서 측정한 온도를 기초로 상기 이동부재를 구동시켜, 상기 냉각부재의 위치를 변경시키는 제어부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 냉각장치.

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