KR101767774B1 - 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폭 방향으로 공급되는 냉각수의 유량을 영역별로 제어할 수 있는 냉각장치에 관한 것으로서, 상기 냉각장치는 외부 냉각유체 공급라인과 연결되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 배치되어 냉각유체를 공급받고 노즐이 복수의 행과 열로 구비되며 일정 수의 상기 노즐이 그룹을 형성하여 복수의 그룹 노즐로 분할되고 상기 그룹 노즐을 개폐하여 일정 영역에 냉각유체를 분사하는 노즐 어셈블리를 포함한다. 이러한 구성으로, 소재의 폭 방향으로 공급되는 냉각수의 유량을 가변하도록 제어할 수 있어, 고온소재의 폭 방향에 대한 온도 편차를 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

냉각장치{COOLING APPARATUS}
본 발명은 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폭 방향으로 공급되는 냉각수의 유량을 영역별로 제어할 수 있는 냉각장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 후판 공정 라인을 개략적으로 도시해 보인 도면이다. 도 1을 참조하면, 소재는 가열로(10)에서 고온의 상태로 인출되고 폭내기 압연기(20) 및 길이내기 압연기(30)를 통과한 후, 예비 교정기(40)에서 예비 교정된 후 냉각장치(50)에서 가속 냉각된다. 그리고, 가속 냉각된 소재는 열간 교정기(60)를 통과하여 형상 교정된 후 냉각대(70)에서 냉각된다.
여기서, 상기 종래의 냉각장치(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 소재의 폭 방향으로 일정량의 냉각수를 분사하도록 구성된다. 하지만, 소재의 폭 방향으로 일정량의 냉각수를 분사하게 되면, 소재의 중심부는 부피에 비해 냉각수 접촉 면적이 작아 냉각 효과가 저하되고, 소재의 가장자리 부분은 냉각수 접촉 면적이 넓어 냉각 효과가 증가되어 소재 전체적으로 온도 편차가 발생하게 되는 문제가 있다.
나아가, 소재의 길이 방향에 대한 온도 편차를 줄이기 위하여 소재 냉각 시에 도 3에 도시되어 있는 시간에 대한 지시유량 프로파일에 따라 소재의 선단부(a), 중앙부(b), 그리고 미단부(c)에 공급되는 유량을 제어하는 기술을 실시하였다. 이는 이동하는 소재의 위치를 추적하여 해당 위치의 유량을 밸브로 조절하게 된다.
하지만, 소재를 냉각하기 위하여 공급되는 유량이 수 톤에 해당하여 밸브로 유량 조절 시 소요되는 시간이 약 3초 정도 소요되고, 공급된 유량이 안정화되는 데에 약 10초 이상의 시간이 소요되는 문제가 있다. 이에 따라, 소재에 분사되는 유량은 설정된 지시유량 프로파일을 정확히 추종할 시간을 확보하지 못하여 도 3에 도시된 바와 같이, 선단부(a)와 미단부(c)에서 실제적으로 공급되는 유량의 편차가 크게 발생하고, 결과적으로 소재 내에서 온도 편차를 유발하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고온소재의 폭 방향에 대하여 온도 편차를 최소화하고, 소재의 폭에 대응하여 냉각수를 공급할 수 있도록 폭 방향으로 공급되는 냉각수의 유량을 가변할 수 있는 냉각장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명에서는 고온소재의 길이 방향에서 발생하는 온도 편차를 최소화하기 위하여 지시유량 프로파일 추종할 수 있도록 유량을 공급 및 차단하는 동작소요 시간을 최소화할 수 있는 냉각장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각장치는, 외부 냉각유체 공급라인과 연결되는 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임에 배치되어 냉각유체를 공급받고, 노즐이 복수의 행과 열로 구비되며, 일정 수의 상기 노즐이 그룹을 형성하여 복수의 그룹 노즐로 분할되고, 상기 그룹 노즐을 개폐하여 일정 영역에 냉각유체를 분사하는 노즐 어셈블리;를 포함한다.
그리고, 상기 노즐 어셈블리는, 복수의 상기 그룹 노즐 중 적어도 어느 하나의 그룹 노즐을 개방하여 특정 영역에 선택적으로 냉각유체를 분사할 수 있다.
상기 베이스 프레임은, 상기 노즐 어셈블리가 마련되는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 배치되고, 상기 냉각유체 공급라인과 연결되어 냉각유체가 저장되는 저장배관; 및 상기 노즐 어셈블리와 상기 저장배관 간을 연결하여 상기 노즐 어셈블리에 냉각유체를 공급하는 공급배관;을 포함할 수 있다.
상기 노즐 어셈블리는, 냉각유체가 저장되는 하우징; 상기 하우징의 내측으로 돌출되게 복수로 마련되고, 길이 방향으로 관통홀이 형성되어 냉각유체를 외부로 분사하는 상기 노즐; 복수로 마련되고, 복수의 상기 그룹 노즐 상에 각각 배치되어 상기 그룹 노즐 각각을 개폐하는 마스크; 및 상기 하우징에 복수로 배치되고, 복수의 상기 마스크를 개별적으로 상하 이동시키는 액츄에이터;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 노즐 어셈블리는, 상기 마스크와 상기 노즐 간의 간격을 조절하여 외부로 분사되는 냉각유체의 유량을 제어할 수도 있다.
상기 마스크는, 냉각유체가 유동할 수 있는 복수의 유동홀이 형성되고, 일측면이 상기 액츄에이터와 체결되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트의 타측면에 배치되고, 상기 베이스 플레이트의 유동홀에 대응되는 위치에 홀이 형성되며, 상기 노즐을 폐쇄하는 경우 상기 노즐의 관통홀을 밀봉하는 탄성부재;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 마스크의 베이스 플레이트는, 일측면의 중심에 돌출 형성되고, 상기 액츄에이터와 체결되는 체결부; 및 상기 베이스 플레이트의 변형을 방지하기 위하여 상기 체결부에서 상기 베이스 플레이트의 둘레까지 연장되게 형성되는 보강리브;를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 보강리브는, 상기 체결부에서 상기 베이스 플레이트 각각의 모서리까지 연장되어 형성되는 복수의 제1 리브; 및 복수의 상기 제1 리브 상부에 배치되고, 복수의 상기 제1 리브 간을 연결하는 제2 리브;를 포함할 수도 있다.
나아가, 상기 탄성부재는, 상기 노즐과 밀착되는 부위에서 돌출되게 형성되어 상기 노즐을 가압하여 밀폐하는 돌출부;를 더 포함할 수도 있다.
상기 마스크는, 상기 액츄에이터와 탈착되게 마련될 수도 있다.
그리고, 상기 하우징은, 외부와 연통되게 마련되고, 상기 마스크를 빼내거나 삽입할 수 있는 크기로 형성되는 관통부; 및 상기 하우징의 관통부를 개폐하는 도어부;를 포함할 수도 있다.
상기 베이스 프레임은 이동하는 소재의 상부에 배치되고, 상기 노즐 어셈블리의 복수의 상기 그룹 노즐은 일렬로 배치되고 상기 소재의 폭 방향으로 냉각수를 분사하도록 배치될 수 있다.
그리고, 상기 노즐 어셈블리는, 복수의 상기 그룹 노즐을 개별적으로 개폐하여 소재의 폭 방향에 대하여 선택적으로 특정 영역에 냉각유체를 분사할 수도 있다.
또한, 상기 노즐 어셈블리는, 복수의 상기 그룹 노즐을 개별적으로 제어하여 소재의 폭 방향으로 분사되는 냉각유체의 유량을 상기 그룹 노즐 별로 달리하여 분사할 수도 있다.
본 발명에 의한 냉각장치에 따르면, 소재의 폭 방향으로 공급되는 냉각수의 유량을 가변하도록 제어할 수 있어, 고온소재의 폭 방향에 대한 온도 편차를 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 노즐 개폐수단을 구비하여 노즐 개폐 응답속도를 향상시키고, 복수의 노즐을 통하여 동시에 냉각수를 분사할 수 있어 냉각수 분사 유량을 신속하게 안정화할 수 있어 지시유량 프로파일을 안정적으로 추종할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 후판 공정 라인을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 종래의 후판 공정 라인에 적용되는 냉각장치를 개략적으로 도시해 보인 개략도,
도 3은 지시유량 프로파일 및 종래 냉각장치를 이용한 실적유량을 비교한 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치의 동작 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 일 부분을 확대하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치의 마스크를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 8의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 노즐의 배열 상태를 나타낸 사진,
도 8의 (b)는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 마스크를 발췌하여 나타낸 사진,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 노즐을 폐쇄한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 노즐을 개방한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 노즐 개방 시 마스크의 유동홀을 통하여 냉각유체가 이동하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 노즐 폐쇄 시 마스크의 유동홀을 통하여 냉각유체가 이동하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 다른 실시예에 의한 마스크를 이용하여 노즐을 폐쇄한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 다른 실시예에 의한 마스크를 이용하여 노즐을 개방한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 15는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 또 다른 실시예에 의한 마스크를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 16은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 마스크를 교체하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 상태도,
도 17은 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치에서 마스크를 탈착하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 냉각장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도이고, 도 5는 상기 냉각장치의 동작 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이며, 도 6은 상기 냉각장치에서 일 부분을 확대하여 개략적으로 도시해 보인 사시도이다. 도 7은 상기 냉각장치의 마스크를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도이고, 도 8의 (a) 및 (b)는 상기 냉각장치에서 노즐의 배열 상태 및 마스크를 발췌하여 나타낸 사진이다. 도 9 및 도 10은 상기 냉각장치에서 노즐을 폐쇄 및 개방한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도이고, 도 11 및 도 12는 상기 냉각장치에서 노즐 개방 및 폐쇄 시 마스크의 유동홀을 통하여 냉각유체가 이동하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 2 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치(100)는 외부 냉각유체 공급라인(L)과 연결되는 베이스 프레임(200)과, 상기 베이스 프레임(200)에 배치되어 냉각유체를 공급받고 노즐(320)이 복수의 행과 열로 구비되며 일정 수의 상기 노즐(320)이 그룹을 형성하여 복수의 그룹 노즐로 분할되고 상기 그룹 노즐을 개폐하여 일정 영역에 냉각유체를 분사하는 노즐 어셈블리(300)를 포함한다.
상기 노즐(320)을 복수로 마련하고 일정 수의 상기 노즐(320)을 그룹 노즐로 하여 일정 수의 상기 노즐(320)을 동시에 개방하여 일정 영역에 냉각유체를 동시에 분사할 수 있어 공급된 유량을 비교적 빠른 시간에 안정화할 수 있어 지시유량 프로파일을 안정적으로 추종할 수 있다. 여기서, 냉각유체는 냉각수로 마련되고, 상기 노즐 개방시 냉각수의 자중에 의한 자유낙하에 의하여 고온소재에 낙하하여 냉각하도록 구비될 수 있다.
그리고, 상기 노즐 어셈블리(300)는, 복수의 상기 그룹 노즐 중 적어도 어느 하나의 그룹 노즐을 개방하여 특정 영역에 선택적으로 냉각유체를 분사하도록 마련된다.
보다 구체적으로, 상기 노즐 어셈블리(300)가 고온소재(M)의 폭 방향으로 배치되어 상기 노즐 어셈블리(300)의 그룹 노즐이 상기 고온소재(M)의 폭 방향으로 일 열로 배치되는 경우, 복수의 상기 그룹 노즐 중 특정 그룹 노즐을 선택적으로 개방하여 상기 고온소재(M)의 특정 영역만을 냉각하도록 마련될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 그룹 노즐이 10개로 배치되는 경우 도면에서 왼쪽을 기준으로 1번, 4번, 7번, 그리고 10번 그룹 노즐은 폐쇄하고, 2번, 3번, 5번, 6번, 8번, 그리고 9번 그룹 노즐은 개방하여 냉각유체를 분사하도록 동작할 수 있다.
이러한 구성으로, 고온소재(M)의 폭 방향으로 특정 영역에 대하여 냉각유체를 선택적으로 분사할 수 있어 폭 방향에 대한 온도 편차를 최소화할 수 있다. 즉, 고온소재(M)에서 고온의 영역으로 다량의 냉각유체가 분사될 필요가 있는 영역은 그 영역에 대응되는 위치의 2~3개의 그룹 노즐을 개방하여 다량의 냉각유체가 분사될 수 있도록 동작 시키고, 비교적 저온의 영역은 1개의 그룹 노즐을 개방하여 비교적 적은 유량의 냉각유체를 분사시키거나 그룹 노즐을 폐쇄하여 냉각유체가 분사되지 않도록 동작시켜 폭 방향에 대한 온도 편차를 최소화할 수 있다.
상기 베이스 프레임(200)은 상기 노즐 어셈블리(300)가 마련되는 지지 프레임(210)과, 상기 지지 프레임(210)에 배치되고 상기 냉각유체 공급라인(L)과 연결되어 냉각유체가 저장되는 저장배관(220), 그리고 상기 노즐 어셈블리(300)와 상기 저장배관(220) 간을 연결하여 상기 노즐 어셈블리(300)에 냉각유체를 공급하는 공급배관(230)을 포함한다.
즉, 상기 저장배관(220)는 상기 냉각유체 공급라인(L)과 연결되어 냉각유체를 공급받고, 상기 노즐 어셈블리(300)에 냉각유체의 원활한 공급을 위하여 상기 노즐 어셈블리(300)에 저장되는 냉각유체의 양보다 많은 양의 냉각유체를 미리 저장하도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 공급배관(230)에는 밸브(미도시)가 구비되어 상기 노즐 어셈블리(300)에 저장된 냉각유체가 일정량 이하가 되면 냉각유체를 공급하도록 동작할 수 있다.
상기 노즐 어셈블리(300)는 냉각유체가 저장되는 하우징(310)과, 상기 하우징(310)의 내측으로 돌출되게 복수로 마련되고 길이 방향으로 관통홀이 형성되어 냉각유체를 외부로 분사하는 상기 노즐(320)과, 복수로 마련되고 복수의 상기 그룹 노즐 상에 각각 배치되어 상기 그룹 노즐 각각을 개폐하는 마스크(330), 그리고, 상기 하우징(310)에 복수로 배치되고 복수의 상기 마스크(330)를 개별적으로 상하 이동시키는 액츄에이터(340)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(310)은 중공부를 가지도록 마련되어 내부에 일정량 이상의 냉각유체를 저장하고, 하측면은 수평하게 마련되어 복수의 상기 노즐(320)이 형성된다.
그리고, 상기 하우징(310)은 길게 형성되어 상기 그룹 노즐이 일렬로 배치되도록 마련될 수도 있다. 이 경우, 상기 하우징(310)을 고온소재의 폭 방향으로 배치하여 복수의 상기 그룹 노즐을 선택적으로 개방하여 폭 방향으로 특정 영역에 냉각유체를 공급할 수 있다.
상기 노즐(320)은 일정 영역에 냉각유체를 분사하기 위하여 상기 하우징(310)에 복수의 행과 열로 마련된다. 그리고, 상기 노즐(320)은 상기 하우징(310)의 하측면에서 상기 하우징(310)의 내측으로 돌출되게 형성되고, 길이 방향으로 관통홀이 형성되어 냉각유체를 외부로 분사하도록 마련된다. 즉, 상기 마스크(330)가 상기 노즐(320)을 폐쇄하는 경우 돌출된 노즐(320)의 단부를 가압하여 폐쇄할 수 있다 냉각유체의 누수를 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 물론, 상기 노즐(320)의 형상이 이에 한정되지 않고 일정 영역에 냉각유체를 동시에 분사할 수 있는 어떠한 형태로도 마련될 수 있다.
그리고, 복수의 상기 노즐(320)은 일정 수의 노즐을 그룹으로 형성하여 복수의 그룹 노즐로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(320)이 상기 하우징(310)에 8행 80열로 형성되는 경우, 세로 8개와 가로 8개의 노즐(320)을 하나의 그룹 노즐로 하면 총 10개의 그룹 노즐이 분할된다. 이때, 상기 마스크(300)는 상기 하나의 그룹 노즐 즉, 세로 8개와 가로 8개의 노즐(320)을 동시에 개폐하도록 마련된다.
상기 마스크(330)는 상기 하우징(310)의 내부에 배치되어 상하로 이동하고, 상기 하우징(310)의 내부로 돌출된 복수의 상기 노즐(320) 즉, 하나의 그룹 노즐을 동시에 개폐하도록 동작하여 복수의 상기 노즐(320)을 통하여 동시에 냉각유체를 분사 또는 차단하도록 마련된다. 이때, 상기 하우징(310)에 배치되는 액츄에이터(340)의 구동에 의하여 상기 마스크(330)가 상하로 이동하게 된다. 이때, 상기 노즐(320)을 폐쇄한 상태에서 상기 마스크(330)를 이동하여 상기 노즐(320)을 개방하는 경우, 상기 마스크(330)와 상기 노즐(320) 간의 간격을 조절하여 분사되는 냉각유체의 유량을 제어할 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 마스크(330)는 냉각유체가 유동할 수 있는 복수의 유동홀(h)이 형성되고 일측면이 상기 액츄에이터(340)와 체결되는 베이스 플레이트(331)와, 상기 베이스 플레이트(331)의 타측면에 배치되고 상기 베이스 플레이트(331)의 유동홀(h)에 대응되는 위치에 홀이 형성되며 상기 노즐(320)을 폐쇄하는 경우 상기 노즐(320)의 관통홀을 밀봉하는 탄성부재(332)를 포함한다.
상기 베이스 플레이트(331)는 상기 하우징(310)에 배치된 복수의 노즐(320) 전부를 덮을 수 있는 면적으로 형성되고, 상하로 이동시 냉각유체에 의한 저항을 최소화 하기 위하여 상기 노즐(320)을 폐쇄하기 위한 영역 이외에는 유동홀(h)이 형성된다. 즉, 상기 베이스 플레이트(331)는 일정 면적을 가지고 있어, 상기 하우징(310) 내부에서 상하 방향으로 이동하는 경우 넓은 표면적에 의하여 냉각유체에 의한 저항이 크게 발생하여 제어신호에 대한 응답이 늦어지게 되어 지시유량 프로파일을 추종하기에 어려움이 있어, 빠른 응답속도를 확보하기 위하여 다수의 유동홀(h)을 형성하여 상하 이동시 발생하는 유동저항을 최소화 하였다.
상기 노즐(320)을 폐쇄한 상태에서 상기 베이스 플레이트(331)를 상측으로 이동시켜 상기 노즐(320)을 개방하는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(331)에 형성되어 있는 복수의 유동홀(h)을 통하여 다량의 냉각유체가 유동할 수 있어 상기 베이스 플레이트(331)에 인가되는 저항을 감소시켜 상기 베이스 플레이트(331)가 변형되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 일정 시간 후 상기 노즐(320)을 폐쇄하기 위하여 이동하는 경우에도, 도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 유동홀(h)을 통하여 다량의 냉각유체가 유동할 수 있어 상기 베이스 플레이트(331)에 인가되는 저항을 감소시킬 수 있다.
그리고, 상기 마스크(330)의 베이스 플레이트(331)는 일측면의 중심에 돌출 형성되고 상기 액츄에이터(340)와 체결되는 체결부(333)와, 상기 베이스 플레이트(331)의 변형을 방지하기 위하여 상기 체결부(333)에서 상기 베이스 플레이트(331)의 둘레까지 연장되게 형성되는 보강리브(334)를 포함한다.
즉, 상기 베이스 플레이트(331)는 넓은 표면적을 가지고 있어 상하 이동시 체결부(333)를 중심으로 전후와 좌우 네 측단에서 굽힘 변형이 발생하여, 장시간 사용하는 경우 상기 베이스 플레이트(331)에 피로 하중이 누적되어 파손되는 문제가 발생할 수 있어, 상기 베이스 플레이트(331)의 중심에 형성된 체결부(333)에서부터 상기 베이스 플레이트(331)의 둘레까지 연장되게 보강리브(334)를 형성하여 굽힘 하중에 대하여 보강할 수 있다. 이때, 상기 보강리브(334)는 상기 체결부(333)와 상기 베이스 플레이트(331)의 일측면에 용접 체결되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 마스크(330)가 상기 하우징(310) 내부에서 일 열로 배치되어 상기 노즐(320)을 개폐하는 경우 상기 보강리브(334)는 상기 마스크(330)가 배치되는 방향과 동일한 방향으로 상기 베이스 플레이트(331)에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 마스크(330)가 상하 이동하는 경우 상기 하우징(310) 내부의 냉각유체가 상기 마스크(330)의 이동에 의하여 양측으로 밀려나게 되고 이렇게 밀려난 냉각유체는 이웃하는 마스크(330)에 큰 하중으로 인가되어 이웃하는 마스크(330)의 파손을 유발할 수도 있다. 따라서, 상기 마스크(330)가 배치되는 방향과 동일한 방향으로 보강리브(334)를 형성하여 상기 베이스 플레이트(331)에 하중이 집중되는 영역을 보강할 수 있다.
도 13 및 도 14는 상기 냉각장치에서 다른 실시예에 의한 마스크를 이용하여 노즐을 폐쇄 및 개방한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 마스크(330)의 탄성부재(332)는 노즐(320)과 밀착되는 부위에서 돌출되게 형성되어 상기 노즐(320)을 가압하여 밀폐하는 돌출부(332a)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 탄성부재(332)는 상기 노즐(320)이 밀착되는 영역에서 상기 노즐(320) 측으로 돌출되는 돌출부(332a)를 구비하여 상기 노즐(320)을 폐쇄하는 경우 냉각유체가 누수되지 않도록 밀봉할 수 있다. 이때, 상기 돌출부(332a)는 상기 노즐(320)의 직경보다 적어도 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 15는 상기 냉각장치에서 또 다른 실시예에 의한 마스크를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
도 15를 참조하면, 베이스 플레이트(331)에 구비되는 보강리브(334)는 상기 베이스 플레이트(331)의 변형을 보다 높은 강성으로 지지하기 위하여 상기 체결부에서 상기 베이스 플레이트(331) 각각의 모서리까지 연장되어 형성되는 복수의 제1 리브(334a)와, 복수의 상기 제1 리브(334a) 상부에 배치되고 복수의 상기 제1 리브(334a) 간을 연결하는 제2 리브(334b)로 마련될 수도 있다. 물론, 상기 보강리브(334)의 형상 및 구조가 이에 한정되지 않고 상기 베이스 플레이트(331)가 휘는 현상을 방지할 수 있는 어떠한 형태로도 마련될 수 있다.
도 16은 상기 냉각장치에서 마스크를 교체하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 상태도이고, 도 17은 상기 냉각장치에서 마스크를 탈착하는 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 마스크(330)는 상기 액츄에이터(340)와 탈착되게 마련될 수 있다. 즉, 상기 베이스 플레이트(331)에 형성된 체결부(333)와 상기 액츄에이터(340)의 작동로드가 탈착되도록 마련될 수 있다. 이는 장시간 사용에 따른 베이스 플레이트(331)의 변형 또는 탄성부재(332)의 부식 등에 의하여 상기 마스크(330)가 상기 노즐(320)을 정확히 개폐할 수 없는 경우에 용이하게 마스크(330) 만을 교체하여 사용하기 위함이다. 이때, 상기 액츄에이터(340)와 상기 체결부(333)는 도 17에 도시된 바와 같이 핀(360)으로 체결되어 보다 간단하게 상기 액츄에이터(340)와 상기 체결부(333) 간을 체결 및 분리시킬 수 있다. 물론, 상기 액츄에이터(340)와 상기 베이스 플레이트(331)를 탈착하기 위한 구성이 이에 한정되지 않고, 다양한 기계적 체결 방법이 적용될 수 있다.
이를 위하여, 상기 하우징(310)은 외부와 연통되게 마련되고 상기 마스크(330)를 빼내거나 삽입할 수 있는 크기로 형성되는 관통부(311)와, 상기 하우징(310)의 관통부(311)를 개폐하는 도어부(350)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 도어부(350)는 상기 하우징(310)의 관통부(311)를 폐쇄하고 있고, 상기 하우징(310) 내부의 상태의 점검 또는 상기 마스크(330)의 교체가 필요한 경우 상기 도어부(350)를 오픈하여 상기 하우징(310)의 내부를 개방할 수 있다. 이때, 상기 도어부(350)는 상기 하우징(310)에 회전되게 체결되어 상기 관통부(311)를 개폐하거나, 상기 관통부(311)에 탈착되게 마련되어 상기 관통부(311)를 개폐하도록 마련될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 냉각장치 200 : 베이스 프레임
210 : 지지 프레임 220 : 저장배관
230 : 공급배관 300 : 노즐 어셈블리
310 : 하우징 311 : 관통부
320 : 노즐 330 : 마스크
331 : 베이스 플레이트 332 : 탄성부재
333 : 체결부 334 : 보강리브
340 : 액츄에이터 350 : 도어부

Claims (14)

  1. 외부 냉각유체 공급라인과 연결되는 베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임에 배치되어 냉각유체를 공급받고, 노즐이 복수의 행과 열로 구비되며, 일정 수의 상기 노즐이 그룹을 형성하여 복수의 그룹 노즐로 분할되고, 상기 그룹 노즐을 개폐하여 일정 영역에 냉각유체를 분사하는 노즐 어셈블리;
    를 포함하며,
    상기 노즐 어셈블리는,
    냉각유체가 저장되는 하우징;
    상기 하우징의 내부 상면측으로 돌출되게 복수로 마련되고, 길이 방향으로 관통홀이 형성되어 냉각유체를 외부로 분사하는 상기 노즐;
    복수의 상기 그룹 노즐 상에 각각 배치되고, 상기 노즐의 상단부에 상하로 이동하게 구비되어 상기 그룹 노즐 각각을 개폐하되, 상기 그룹 노즐에 포함된 복수의 상기 노즐들은 일체로 개폐하는 마스크; 및
    상기 하우징에 복수로 배치되고, 복수의 상기 마스크를 개별적으로 상하 이동시키는 액츄에이터;
    를 포함하고,
    상기 마스크는,
    냉각유체가 유동할 수 있는 복수의 유동홀이 형성되어 개폐시의 유동저항을 저감시키며, 일측면이 상기 액츄에이터와 체결되는 베이스 플레이트;
    를 포함하며,
    상기 마스크의 베이스 플레이트는,
    일측면의 중심에 돌출 형성되고, 상기 액츄에이터와 체결되는 체결부; 및
    상기 베이스 플레이트의 변형을 방지하기 위하여 상기 체결부에서 상기 베이스 플레이트의 둘레까지 연장되게 형성되는 보강리브;
    를 포함하는 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 어셈블리는,
    복수의 상기 그룹 노즐 중 적어도 어느 하나의 그룹 노즐을 개방하여 특정 영역에 선택적으로 냉각유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은,
    상기 노즐 어셈블리가 마련되는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 배치되고, 상기 냉각유체 공급라인과 연결되어 냉각유체가 저장되는 저장배관; 및
    상기 노즐 어셈블리와 상기 저장배관 간을 연결하여 상기 노즐 어셈블리에 냉각유체를 공급하는 공급배관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 어셈블리는,
    상기 마스크와 상기 노즐 간의 간격을 조절하여 외부로 분사되는 냉각유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마스크는,
    상기 베이스 플레이트의 타측면에 배치되고, 상기 베이스 플레이트의 유동홀에 대응되는 위치에 홀이 형성되며, 상기 노즐을 폐쇄하는 경우 상기 노즐의 관통홀을 밀봉하는 탄성부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보강리브는,
    상기 체결부에서 상기 베이스 플레이트 각각의 모서리까지 연장되어 형성되는 복수의 제1 리브; 및
    복수의 상기 제1 리브 상부에 배치되고, 복수의 상기 제1 리브 간을 연결하는 제2 리브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 탄성부재는,
    상기 노즐과 밀착되는 부위에서 돌출되게 형성되어 상기 노즐을 가압하여 밀폐하는 돌출부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 마스크는,
    상기 액츄에이터와 탈착되게 마련되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징은,
    외부와 연통되게 마련되고, 상기 마스크를 빼내거나 삽입할 수 있는 크기로 형성되는 관통부; 및
    상기 하우징의 관통부를 개폐하는 도어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은 이동하는 소재의 상부에 배치되고,
    상기 노즐 어셈블리의 복수의 상기 그룹 노즐은 일렬로 배치되고 상기 소재의 폭 방향으로 냉각수를 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노즐 어셈블리는,
    복수의 상기 그룹 노즐을 개별적으로 개폐하여 소재의 폭 방향에 대하여 선택적으로 특정 영역에 냉각유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 노즐 어셈블리는,
    복수의 상기 그룹 노즐을 개별적으로 제어하여 소재의 폭 방향으로 분사되는 냉각유체의 유량을 상기 그룹 노즐 별로 달리하여 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각장치.

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