KR101804834B1 - 압연 롤의 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

워크 롤(2)의 표면에 공기 중 캐비테이션을 발생시킴으로써 단지 고압 유체만을 분사하는 것보다 높은 세정력이 얻어져 워크 롤(2) 표면의 이물을 확실히 제거할 수 있고, 세정 노즐(41)과 워크 롤(2) 표면의 이간 거리(X)와, 고압 유체의 압력을 소정 범위 내로 제어해서 세정함으로써 워크 롤(2) 표면의 조도를 유지한 채로 효율적으로 이물을 제거할 수 있다.

Description

압연 롤의 세정 장치 및 세정 방법{ROLLING MILL ROLL-CLEANING DEVICE AND CLEANING METHOD}
본 발명은 압연 롤의 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다.
연속 용융 아연 도금 라인 등에 있어서 아연 도금을 입힌 강판을 워크 롤로 압연하고, 아연 도금 표면에 적절한 강판 조도(粗度)를 부여하는 조질 압연이 행해지고 있다. 이와 같은 조질 압연기에서는 아연 도금을 입힌 강판을 압연하면 아연 도금층의 일부가 박리되어 아연분 등의 이물이 발생하면, 이 이물이 강판 조도를 부여하기 위한 요철이 형성된 워크 롤 표면에 부착되고, 오목부에 아연분 등의 이물이 퇴적해서 워크 롤 표면의 조도가 저하해서 막힘을 일으켜버린다. 워크 롤이 막힘을 일으키면 조질 압연 후의 용융 아연 도금 강판에 필요한 강판 조도를 부여할 수 없고, 자동차용 부재 등으로서 사용할 때에 필요한 프레스 성형성이나 선영성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 종래 접촉식의 세정 브러시 등을 이용해서 워크 롤의 표면을 문질러서 아연분 등의 이물을 제거하는 세정 방법이 이용되어 왔지만, 이 경우에는 워크 롤의 표면을 깎아내어버려서 표면 조도가 저하해버린다는 문제가 있었다.
그래서, 워크 롤의 표면 조도를 소정의 상태로 유지하면서 이물을 제거하는 세정 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1~3 참조).
특허문헌 1, 2에 기재된 조질 압연기는 워크 롤 표면으로부터 소정 거리만큼 떨어져서 대향하는 세정 노즐을 구비하고, 이 세정 노즐로부터 고압 유체를 워크 롤 표면에 분사해서 이 고압 유체의 압력에 의해 이물을 날려 버려서 제거하도록 구성되어 있다. 이와 같은 세정 장치에 있어서 이용되는 고압 유체로서는 압연유, 에어, 오일 미스트, 온수 등을 들 수 있다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 조질 압연기는 압연하는 아연 도금 강판의 표면에 방청유를 도포하고나서 압연을 행함으로써 워크 롤 표면에 이물이 부착되는 것을 억제하여 워크 롤의 표면 조도를 유지하도록 하는 것이다.
한편, 특허문헌 1, 2와 같은 세정 노즐과 같이 고압 유체만을 분출하는 것과는 다르게, 공기 중 캐비테이션 제트를 이용한 세정 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).
특허문헌 4에 기재된 세정 방법은 노즐의 중심부로부터 고압 수류를 분사하고, 그 주위로부터 저압 수류를 분사함으로써 그것들의 충돌 위치에 캐비테이션 현상을 발생시키고, 이 캐비테이션에 의해 대상물을 세정하는 것이다. 이와 같은 공기 중 캐비테이션 제트를 이용한 세정 방법은 특허문헌 1, 2에 기재된 고압 유체를 이용한 세정 방법과 비교하여 고압 수류측의 압력을 그다지 고압으로 하지 않아도 높은 세정 효과가 얻어진다는 장점이 있다.
: 일본 특허 공개 2003-285114 호 공보 : 일본 특허 제 3039895 호 공보 : 일본 특허 공개 2005-152935 호 공보 : 일본 특허 공개 2003-62492 호 공보
그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 고압 유체를 사용하는 세정 방법에서는 유체의 압력의 한계도 있어 세정 능력이 충분히 높아지지 않아 워크 롤 표면의 오목부에 퇴적한 아연분 등의 이물을 충분히 제거할 수 없고, 한편 유체의 압력을 지나치게 높이면 워크 롤 표면을 깎아내어버려 표면 조도를 손상시켜버린다는 문제가 있다. 또한, 압연 중에는 상시 워크 롤의 축방향의 전체 길이에 걸쳐 고압 유체를 분출시키므로 제거된 상기 이물을 포함하는 대량의 세정 폐액이 발생하기 때문에 이 세정 폐액의 처리 비용이 높다는 문제도 있다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 방법에서도 워크 롤과 아연 도금 강판 사이에 방청유를 끊임없이 개재시켜 둘 필요가 있으므로 폐액이 대량으로 발생하여 폐액 처리 비용이 높다는 문제가 있다.
한편, 특허문헌 4에 기재된 공기 중 캐비테이션 제트를 이용한 방법은 조질 압연기의 워크 롤을 세정하기 위한 것이 아니기 때문에 압연 롤의 세정에 있어서 세정 효과를 얻기 위한 세정 방법의 개발이 기대되고 있었다.
본 발명의 목적은 압연 롤 표면의 이물을 확실히 제거함과 아울러 압연 롤의 표면 조도를 유지시킬 수 있는 압연 롤의 세정 장치 및 세정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 압연 롤의 세정 장치는 압연기에 이용하는 워크 롤을 캐비테이션 노즐에 의해 세정하는 압연 롤의 세정 장치에 있어서, 상기 워크 롤의 표면 조도를 유지하면서 워크 롤의 표면에 부착된 아연을 세정하기 위해서, 상기 캐비테이션 노즐 선단과 상기 워크 롤 표면의 이간 거리(X)가 30㎜ 이상, 100㎜ 이하이고, 상기 캐비테이션 노즐로부터 분출하는 고압 유체의 압력(PH)이 20㎫ 이상, 40㎫ 이하로 설정되고, 또한 고압 유체의 압력(PH)이 PH≤0.375X+25를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 세정 노즐로부터 고압 유체와 저압 유체를 별개로 분출함으로써 워크 롤의 표면에 공기 중 캐비테이션을 발생시킴으로써 단지 고압 유체만을 분사하는 것보다 높은 세정력이 얻어지고, 워크 롤 표면의 이물을 확실히 제거할 수 있다. 또한, 세정 노즐 선단과 워크 롤 표면의 이간 거리(X)와, 고압 유체의 압력(PH)을 각각 높은 세정 효과가 얻어지는 범위로 설정함으로써 워크 롤 표면의 조도를 유지한 채로 효율적으로 이물을 제거할 수 있다. 즉, 이간 거리(X)가 30㎜보다 너무 가까우면 노즐로부터 분사된 물이 비산해서 튀어 올라 캐비테이션의 발생을 방해하는 원인이 되고, 이간 거리(X)가 100㎜보다 너무 멀면 워크 롤의 세정 효과가 저하하고, 세정 효과를 높이기 위해서는 한층 더 고압력이 필요로 된다. 한편, 분출 거리와 압력의 관계로부터 20㎫보다 낮을 경우에는 워크 롤의 표면에 부착된 이물을 제거할 수 없고, 40㎫보다 높을 경우에는 분사 거리가 30㎜~100㎜ 사이에서는 워크 롤의 표면을 깎아내어버려 워크 롤의 표면 조도가 저하하여 강판에 전사되는 조도가 요구를 충족시킬 수 없고, 강판의 후처리에 부적합을 초래하기 때문에 워크 롤의 교환이 필요로 된다.
본 발명의 세정 장치에서는 상기 이간 거리(X)와 상기 압력(PH)이 다음 식(1)을 만족하도록 설정되어 있다.
PH≤0.375X+25 … (1)
이 구성에 의하면, 이간 거리(X)가 30㎜~100㎜이고, PH≤0.375X+25에 있어서 고압 유체의 압력(PH)이 이간 거리(X)에 비례해서 40㎫보다 작아지도록 설정함으로써 근거리에서 고압으로의 고압 유체의 분출을 제한함으로써 유체의 비산을 더욱 억제할 수 있음과 아울러 워크 롤의 표면 조도를 유지시킬 수 있다. 또한, 근거리에서 고압으로 고압 유체를 분출하면 워크 롤 표면에서 튀어 오른 유체가 캐비테이션을 파괴해버려 세정 효과가 저하되게 되기 때문에, 상기 식(1)을 만족한 조건으로 세정함으로써 세정 효과를 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 압연 롤의 세정 방법은 캐비테이션 노즐을 이용해서 워크 롤을 세정하는 압연 롤의 세정 방법이며, 상기 캐비테이션 노즐 선단과 상기 워크 롤 표면의 이간 거리(X)를 30㎜ 이상, 100㎜ 이하의 소정 거리로 설정하고, 상기 캐비테이션 노즐로부터 분출하는 고압 유체의 압력(PH)을 20㎫ 이상 40㎫ 이하의 소정값으로 설정하고, 또한 고압 유체의 압력(PH)이 PH≤0.375X+25를 만족하도록 설정한 상기 캐비테이션 노즐로부터 고압 유체를 분출시켜서 상기 워크 롤 표면의 표면 조도를 유지하면서 워크 롤의 표면에 부착된 아연을 세정하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 압연 롤의 세정 방법에서는 상기 이간 거리(X)를 유지한 상태로 상기 세정 노즐을 상기 워크 롤 표면을 따라 이동시키면서 세정하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에서는 상술한 세정 장치와 마찬가지로 워크 롤의 표면에 공기 중 캐비테이션을 발생시킴으로써 단지 고압 유체만을 분사하는 것보다 높은 세정력이 얻어져 워크 롤 표면의 이물을 확실히 제거할 수 있음과 아울러, 세정 노즐 선단과 워크 롤 표면의 이간 거리(X)와 고압 유체의 압력(PH)을 적절한 범위로 설정함으로써 워크 롤 표면의 조도를 유지한 채로 효율적으로 이물을 제거할 수 있다.
또한, 캐비테이션 노즐을 워크 롤의 축중심을 향해서 분사하도록 배치함으로써 오목부에 부착된 이물을 효율 좋게 세정할 수 있다.
본 발명의 압연 롤의 세정 장치 및 세정 방법에 의하면, 워크 롤 표면의 조도를 유지한 채로 효율적으로 이물을 제거할 수 있으므로 워크 롤 표면의 조도가 저하해서 막힘을 일으켜버리는 사태를 억제하고, 워크 롤의 교환 횟수를 적게 해서 유지 보수 기간을 길게 할 수 있어 조질 압연기의 압연 효율을 높일 수 있다. 따라서, 계속적으로 조질 압연 후의 용융 아연 도금 강판에 필요한 강판 조도를 부여할 수 있고, 자동차용 부재 등으로서 사용할 때에 필요한 프레스 성형성이나 선영성을 확보한 아연 도금 강판을 효율적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 조질 압연기의 구성 개략도이다.
도 2는 상기 조질 압연기의 세정 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 상기 세정 장치의 세정 노즐을 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 상기 조질 압연기의 워크 롤을 나타내는 확대 단면도이다.
도 5는 상기 세정 장치의 설정 범위를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거해서 설명한다.
[조질 압연기의 구성]
조질 압연기(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이 상하 한 쌍의 워크 롤(2)과, 이들 각 워크 롤(2)의 상하에 배치된 백업 롤(3)과, 워크 롤(2) 표면을 세정하기 위한 세정 장치(4)를 구비한다. 한 쌍의 워크 롤(2)은 워크 롤(2)의 입측(도 1의 좌측)으로부터 공급되는 용융 아연 도금 강대(S)를 조질 압연하고, 워크 롤(2)의 출측(도 1의 우측)으로부터 송출하는 것이다.
[세정 장치의 구성]
세정 장치(4)는 고압 유체 및 저압 유체를 워크 롤(2) 표면에 분사하여 그 표면을 세정하기 위한 것이고, 세정 노즐(41)과, 고압 유체 공급 수단(42)과, 저압 유체 공급 수단(43)과, 세정 노즐 이동 수단(44)과, 검출 수단(45)과, 제어 수단(46)을 구비하여 구성되어 있다. 세정 노즐(41)은 도 1에 나타내는 바와 같이 각 워크 롤(2)의 출측에 배치됨과 아울러 배관(P1)을 통해 고압 유체 공급 수단(42)에 접속되고, 배관(P2)을 통해 저압 유체 공급 수단(43)에 접속되어 있다.
고압 유체 공급 수단(42)은 고압 유체를 세정 노즐(41)에 공급하기 위한 것이고, 세정 유체 저장 수단(421)과, 제 1 압송 수단(422)과, 제 1 조정 수단(423)을 구비한다. 세정 유체 저장 수단(421)은 물이나 압연유 등의 세정 유체를 저장하는 탱크나 봄베이며, 배관(P1)에 의해 세정 노즐(41)에 접속된다. 제 1 압송 수단(422)은 고압 펌프이며 배관(P1)에 설치되고, 제어 수단(46)의 제어에 의해 세정 유체 저장 수단(421)으로부터 공급되는 세정 유체를 가압해서 고압 유체로 해서 세정 노즐(41)에 공급한다. 제 1 조정 수단(423)은 예를 들면 밸브나 압력계를 구비한 압력 조정기이며, 배관(P1)에 있어서의 제 1 압송 수단(422)의 제 1 노즐측에 설치되어 있다. 또한, 예를 들면 제 1 압송 수단(422)인 고압 펌프의 모터의 회전수를 제어함으로써 압력 제어하는 압력 조정기이다. 이 제 1 조정 수단(423)은 제어 수단(46)의 제어에 의해 제 1 압송 수단(422)으로부터 송출되는 고압 유체의 공급량이나 공급 압력을 조정한다.
저압 유체 공급 수단(43)은 저압 유체를 세정 노즐(41)에 공급하기 위한 것이고, 상기 세정 유체 저장 수단(421)과, 제 2 압송 수단(432)과, 제 2 조정 수단(433)을 구비한다. 본 실시형태에서는 고압 유체 및 저압 유체는 동일한 세정 유체를 이용하기 때문에 고압 유체 공급 수단(42)에서 설명한 세정 유체 저장 수단(421)을 이용할 수 있다. 그 때문에, 세정 유체 저장 수단(421)은 배관(P2)에 의해 세정 노즐(41)에도 접속된다. 또한, 고압 유체와는 다른 세정 유체를 저압 유체로서 이용할 경우에는 별도로 도시하지 않은 저압 유체용의 세정 유체를 저장하기 위한 저장 수단을 설치한다. 제 2 압송 수단(432)은 저압 펌프이며, 배관(P2)에 설치되어 있다. 제 2 압송 수단(432)은 제어 수단(46)의 제어에 의해 세정 유체 저장 수단(421)으로부터 공급되는 세정 유체를 가압해서 저압 유체로 해서 세정 노즐(41)에 공급한다. 제 2 조정 수단(433)은 예를 들면 밸브나 압력계를 구비한 압력 조정기이며, 배관(P2)에 있어서의 제 2 압송 수단(432)의 제 2 노즐측에 설치되어 있다. 또한, 예를 들면 제 2 압송 수단(432)인 저압 펌프의 모터의 회전수를 제어함으로써 압력 제어하는 압력 조정기이다. 이 제 2 조정 수단(433)은 제어 수단(46)의 제어에 의해 제 2 압송 수단(432)으로부터 송출되는 저압 유체의 공급량이나 공급 압력을 조정한다.
검출 수단(45)은 워크 롤(2) 표면의 상태를 검출하고, 검출한 표면 상태에 따른 정보를 제어 수단(46)에 보낸다. 워크 롤(2) 표면의 상태를 나타내는 요소로서는 표면의 조도, 표면의 색, 표면의 온도, 표면으로의 이물 부착 상황 등을 들 수 있고, 검출 수단(45)은 하나 이상의 표면 상태의 요소를 검출한다. 예를 들면, 워크 롤(2) 표면의 조도를 검출할 경우에는 검출 수단(45)은 표면 조도 계측 장치를 구비하여 워크 롤(2) 표면의 요철 변화에 대해서 계측하고, 오목부에 이물이 부착되거나 퇴적되어 있지 않은지 검출한다. 또한, 예를 들면 워크 롤(2) 표면의 색을 검출할 경우에는 검출 수단(45)은 카메라와 화상 해석 수단을 구비한 화상 처리 장치를 구비하여 아연분의 부착에 의한 표면의 색 변화나 이물의 부착 등을 검출한다. 그 외, 예를 들면 워크 롤(2) 표면의 온도를 검출할 경우에는 검출 수단(45)은 비접촉형 온도 센서를 구비하여 아연분 부착의 억제 작용이 작용하는 온도보다 표면 온도가 상승하고 있지 않은지에 대해서 검출한다.
제어 수단(46)은 검출 수단(45), 제 1 조정 수단(423), 제 2 조정 수단(433), 제 1 압송 수단(422), 제 2 압송 수단(432), 세정 노즐 이동 수단(44)에 전기 배선(Cb)을 통해 접속되고, 검출 수단(45)에서 검출한 워크 롤(2)의 표면 상태에 의거하여 세정 장치(4)에 의한 분출재의 분출 상태의 전환이나, 유체의 압력이나 유량, 세정 노즐(41)의 위치나 요동을 제어한다. 또한, 검출 수단(45) 및 제어 수단(46)으로서는 각종 장치에 의해 구성하는 것에 한하지 않고, 작업자의 육안에 의해 검출 수단을 구성함과 아울러 작업자의 수동 제어에 의해 제어 수단을 구성해도 좋다.
세정 노즐(41)은 도 2에 나타내는 바와 같이 세정 노즐 이동 수단(44)에 장착되고 워크 롤(2)의 축방향을 따라 1개 배치되어 있다. 이 세정 노즐(41)은 도 3에 나타내는 바와 같이 관 형상의 제 1 노즐(411)과, 제 1 노즐(411)의 둘레를 둘러싸는 관 형상의 제 2 노즐(412)을 갖는다. 제 1 노즐(411)은 그 선단측에 고압 유체 공급 수단(42)으로부터 공급되는 고압 유체를 분출 가능한 제 1 분출구(413)를 갖고 있다. 제 2 노즐(412)은 제 1 노즐(411)을 동심의 2중 관 형상으로 포위하도록 설치되고, 그 선단측에 저압 유체 공급 수단(43)으로부터 공급되는 저압 유체를 분출 가능한 제 2 분출구(414)를 갖는다. 제 1 노즐(411)에 공급되는 고압 유체의 압력은 뒤에 설명하는 공기 중 캐비테이션 제트를 발생시키기 위한 크기이며, 구체적으로는 20㎫ 이상 40㎫ 이하이다. 제 2 노즐(412)에 공급되는 저압 유체의 압력은 뒤에 설명하는 공기 중 캐비테이션 제트를 발생시키기 위한 크기이며, 구체적으로는 0.03㎫ 이상 0.07㎫ 이하이다.
세정 노즐 이동 수단(44)은 제어 수단(46)의 제어에 의해 워크 롤(2)의 표면을 따른 방향[워크 롤(2)의 축방향]으로 세정 노즐(41)을 이동시킴과 아울러 세정 노즐(41)과 워크 롤(2)의 이간 거리(X)를 변경하도록 세정 노즐(41)을 이동시키도록 구성되어 있다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이 세정 노즐(41)을 지지하는 노즐 지지부(441)와, 이 노즐 지지부(441)를 관통해서 노즐 지지부(441)에 나사 결합되는 노즐 이동용 리드 스크루(442)와, 이 노즐 이동용 리드 스크루(442)를 정역 방향으로 회전시키는 구동부(443)에 의해 워크 롤(2)의 축방향을 따라 세정 노즐(41)을 이동시킨다. 한편, 노즐 지지부(441)에 고정되어서 세정 노즐(41)을 지지하는 액츄에이터(444)에 의해 세정 노즐(41)을 워크 롤(2)을 향해서 진퇴 이동시킴으로써 이간 거리(X)가 변경 가능하게 구성되어 있다.
[세정 방법의 설명]
이어서, 워크 롤(2)의 세정 방법에 대해서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이 세정 노즐(41)의 제 2 노즐(412)로부터 저압 유체를 분출하면서 제 1 노즐(411)로부터 고압 유체를 분출함으로써 캐비테이션 제트를 형성하여 워크 롤(2) 표면에 분사한다. 이때, 세정 노즐(41) 선단과 워크 롤(2) 표면의 이간 거리(X)를 액츄에이터(444)에 의해 적절하게 조절한다. 그리고, 세정 노즐 이동 수단(44)의 구동부(443)에 의해 노즐 지지부(441)를 워크 롤(2)의 축방향을 따라 주행시킴으로써 워크 롤(2)의 전 폭에 걸쳐 세정한다.
이와 같은 세정시에 제어 수단(46)은 검출 수단(45)에 의한 워크 롤(2) 표면의 이물 부착량의 검출 상태에 의거하여 이간 거리(X)와 세정 노즐(41)로부터 분출하는 고압 유체의 압력(PH) 및 저압 유체의 압력(PL)을 조정한다.
검출 수단(45)에 의해 검출되는 워크 롤(2) 표면의 이물 부착량으로서는 도 4에 나타내는 바와 같이 아연분(Z)이 워크 롤(2)의 오목부(22)에 퇴적하는 것에 의한 워크 롤(2) 표면의 색의 변화나, 워크 롤(2)의 볼록부(21)와 오목부(22)의 높이의 차[조도(Ra1)]의 변화 등에 의거해서 검출한다. 즉, 워크 롤(2)의 오목부(22)에 아연분(Z)이 퇴적하면 워크 롤(2) 자체의 조도(Ra1)로부터 조도(Ra2)로 저하해버리는 것으로부터 아연 도금 강대(S)에 전사되는 조도의 저하를 초래해버리는 것이 된다. 따라서, 오목부(22)에 퇴적한 아연분(Z)을 제거하기 위해서 제어 수단(46)은 이간 거리(X)와 고압 유체의 압력(PH) 및 저압 유체의 압력(PL)을 이하와 같이 조정한다.
제어 수단(46)은 제 2 조정 수단(433)을 제어해서 제 2 노즐(412)로의 저압 유체의 공급을 개시시킴과 아울러 제 1 조정 수단(423)을 제어해서 제 1 노즐(411)로의 고압 유체의 공급을 개시시키고, 제 2 분출구(414)로부터의 저압 유체의 분출과 제 1 분출구(413)로부터의 고압 유체의 분출을 동시에 행하게 한다. 이때, 제 1 압송 수단(422)으로부터 송출되는 고압 유체의 압력(PH)을 이간 거리(X)에 의거하여 도 5에 나타내는 그래프의 범위에서 제어한다. 한편, 저압 유체의 압력(PL)을 0.03㎫ 이상, 0.07㎫ 이하(중심 압력 PL=0.05㎫)로 제어한다. 이와 같이 압력과 속도가 다른 고압 유체와 저압 유체를 동시에 분출시킴으로써 공기 중 캐비테이션 제트를 형성하여 워크 롤(2) 표면에 분사한다. 이 공기 중 캐비테이션 제트에 포함되는 기포가 워크 롤(2) 표면에서 파열함으로써 세정 유체의 충격압이 증강되어 높은 세정력으로 오목부에 부착이나 퇴적되는 이물을 제거할 수 있다.
여기서, 이간 거리(X)와 고압 유체의 압력(PH)의 관계는 도 5에 나타내는 바와 같이 우선 이간 거리(X)가 30㎜ 이상, 100㎜ 이하의 범위로 설정되고, 고압 유체의 압력(PH)이 20㎫ 이상, 40㎫ 이하로 설정되어 있다. 또한, 이간 거리(X)와 압력(PH)이 다음 식(1)을 만족하도록 설정되어 있다.
PH≤0.375X+25 … (1)
이상의 이간 거리(X)와 고압 유체의 압력(PH)의 관계는 후술하는 실시예에 의거하여 설정된 것으로, 이 설정에 의거하여 공기 중 캐비테이션 제트를 발생시킴으로써 본 실시형태의 세정 장치(4)에서는 이하의 효과가 얻어진다.
[실시형태의 작용 효과]
이간 거리(X)를 30㎜ 이상으로 설정함으로써 워크 롤(2)과 세정 노즐(41)의 간섭을 방지해서 압연 공정 자체에 영향을 주지 않도록 할 수 있음과 아울러, 비산한 유체의 되튀어옴에 의한 캐비테이션의 발생을 방해할 일도 없다. 이간 거리(X)를 100㎜ 이하로 설정함으로써 분출한 유체의 비산을 억제해서 유체의 사용량을 절약할 수 있고, 또한 유체의 회수나 청소를 위한 비용도 억제할 수 있고, PH(고압 분출 압력)가 20㎫~40㎫의 사이에서는 세정 기능을 저하시키지 않는다. 또한, 고압 유체의 압력(PH)을 20㎫ 이상으로 설정함으로써 부착된 아연을 세정하는 것이 가능하고, 또한 세정 효과를 확보함과 아울러 압력(PH)을 40㎫ 이하로 설정함으로써 유체의 비산을 더욱 억제하여 워크 롤(2)의 표면 조도를 손상시킬 가능성을 저감시킬 수 있다. 따라서, 워크 롤(2)의 표면에 공기 중 캐비테이션을 발생시킴으로써 단지 고압 유체만을 분사하는 것보다 높은 세정력이 얻어져 워크 롤(2) 표면의 이물을 확실히 제거할 수 있고, 이간 거리(X)와 고압 유체의 압력(PH)을 적절하게 설정함으로써 워크 롤(2) 표면의 조도를 유지한 채로 효율적으로 이물을 제거할 수 있다.
이상과 같이 세정 장치(4)를 이용한 세정 방법에 의하면, 워크 롤(2) 표면의 조도를 유지한 채로 효율적으로 이물을 제거할 수 있으므로 워크 롤(2)의 교환 횟수를 적게 해서 조질 압연기(1)의 압연 효율을 높일 수 있다. 따라서, 계속적으로 조질 압연 후의 용융 아연 도금 강판에 필요한 강판 조도를 부여할 수 있고, 자동차용 부재 등으로서 사용할 때에 필요한 프레스 성형성이나 선영성을 확보한 아연 도금 강판을 효율적으로 제조할 수 있다.
[변형 예]
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서의 변형 등도 포함하는 것이다.
예를 들면, 상기 실시형태에서 설명한 세정 노즐(41)을 복수개 배치하고, 워크 롤(2)의 축방향을 따라 주행 및 요동 중 적어도 어느 하나를 실시시킬 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에서 설명한 세정 노즐 이동 수단(44)의 노즐 지지부(441)를 주행시키는 기구를 설치하지 않고 더욱 많은 세정 노즐(41)을 설치하여 워크 롤(2) 표면에 대한 분사 영역에 사각(死角)이 없도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 세정 장치 및 세정 방법은 연속 용융 아연 도금 라인 이외의 강판 처리 라인(예를 들면, 연속 소둔 라인 등)에도 적용 가능하고, 또한 조질 압연기 이외의 압연기의 롤에도 적용 가능하다. 또한, 본 발명의 세정 장치 및 세정 방법은 워크 롤 이외의 압연 롤에 있어서의 이물 제거에도 적용 가능하다. 또한, 연속 용융 아연 도금 라인에서는 도금기 하류의 TOP롤과 같이 아연분이 부착되는 롤의 세정에도 적용 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는 세정 노즐을 워크 롤 출측에 배치하고 있지만, 입측에 배치해도 좋고, 다른 위치에 배치해도 좋으며, 세정 노즐의 설치 위치나 설치 개소 수는 특별히 한정되지 않는다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 도 5 및 표 1에 의거해서 설명한다.
여기에서는 상기 실시형태에서 설명한 조질 압연기(1)와 마찬가지의 용융 아연 도금 라인의 조질 압연기를 이용하고, 이하의 조건으로 조질 압연을 행하고, 이간 거리(X)와 고압 유체의 압력(PH)을 파라미터로 해서 워크 롤의 교환 횟수, 아연 감김 제거력 및 워크 롤의 조도 저하를 검사하고 평가했다. 또한, 표 1 중「종래」란 접촉식의 브러시를 이용해서 워크 롤의 표면을 문질러서 아연분 등의 이물을 제거하는 세정 방법이다. 또한, 본 발명 범위에 포함되는 실시예는 표 1 중 No. 6~8, 11, 13~15, 18, 21, 22이며, No. 1~5, 9, 10, 12, 16, 17, 19, 20, 23~26은 비교예이다.
아연 도금 강판 : 판 두께 0.5㎜~1.0㎜×판 폭 1200㎜~1600㎜
도금 두께 : 140g/㎡~220g/㎡(양면)
라인 속도 : 110mpm~150mpm
압하력 : 250ton~400ton
이간 거리(X) ： 10㎜~110㎜
고압 유체의 압력(PH) : 10㎫~50㎫
저압 유체의 압력(PL) : 0.05㎫
Figure 112013077466761-pct00001
평가 방법으로서, 우선 워크 롤의 교환 횟수는 소정 압연량(예를 들면, 용융 아연 도금 강판 3000ton/3일간)을 동일한 설정으로 생산하는 통합을 1찬스로 하고, 이 1찬스를 워크 롤 교환 없이 생산할 수 있는지의 여부를 평가한다. 이어서, 워크 롤 교환이 있었던 경우에는 그 교환 횟수로 평가하고, 교환 횟수가 적을수록 좋은 평가로 된다. 또한, 아연 감김 제거력이란 아연분이 조업을 하는 것에 의해 워크 롤의 오목부에 퇴적하지만(아연 감김 발생), 이 아연 감김을 제거하는 힘(세정력)을 의미하고, 이 아연 감김 제거력이 클수록 뛰어난 평가로 된다. 또한, 워크 롤의 조도 저하의 원인으로서는 통상의 압연에 의해서도 워크 롤의 볼록부가 마모하지만(조도가 저하한다), 세정에 의해서도 더욱 볼록부가 마모되기 때문에 이 세정에 의한 볼록부의 마모가 적을수록 높은 평가로 된다. 또한, 종래의 브러시 세정에서는 브러시를 워크 롤 표면에 접촉시킴으로써 볼록부가 크게 마모되기 때문에(조도가 대폭 저하한다) 표 1 중의 평가가 ×로 되어 있다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예(No. 6~8, 11, 13~15, 18, 21, 22)에서는 모두 1찬스에 대하여 워크 롤 교환이 불필요(교환 횟수가 0)하며, 아연 감김 제거력이 크고, 또한 워크 롤의 조도 저하도 적은 것을 알 수 있다. 특히, 이간 거리(X)가 30㎜인 경우에 있어서 고압 유체의 압력(PH)이 높을수록 세정력이 높고, 아연 감김 제거력이 큰 것을 알 수 있다. 또한, 이간 거리(X)가 30㎜이고 압력(PH)이 20~40㎫인 조건에 있어서 양호한 세정력이 얻어짐과 아울러 워크 롤의 조도 저하는 다른 실시예와 동일한 정도로 작고, 워크 롤 교환에는 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 한편, 이간 거리(X)가 30㎜인 비교예(No. 5, 9)에서는 고압 유체의 압력(PH)이 낮으면 아연 감김 제거력이 작아 세정 능력이 불충분하게 되고, 압력(PH)이 높으면(40㎫) 워크 롤의 조도 저하의 영향이 나타나므로 워크 롤 교환 횟수가 증가하여 비효율 또한 비경제적으로 되는 것을 알 수 있다.
이상으로부터 No. 6~8, 11, 13~15, 18, 21, 22의 경우, 1찬스에 있어서의 워크 롤 교환이 불필요하고, 또한 양호한 세정 효과가 얻어지는 것을 알 수 있어 이들 세정 조건이 보다 바람직하다고 판단할 수 있다.
한편, 비교예인 No. 9, 12의 경우는 워크 롤의 교환이 필요하고, 유체의 비산도 보였다. 또한, 비교예인 No. 5, 10, 17의 경우는 고압 유체의 압력(PH)이 낮기 때문에 세정 능력이 불충분하고, No. 12의 경우는 세정 능력은 높지만 워크 롤 표면의 볼록부가 마모되어 조도가 대폭 저하함으로써 워크 롤 교환 횟수가 증가해버린다. 또한, 이간 거리(X)가 큰(X=110㎜) No. 24, 25의 경우는 세정 능력이 불충분하고, No. 26은 세정 효과는 있지만 설비 용량이 커져서 경제적이지 않은 것이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 실시예인 No. 6~8, 11, 13~15, 18, 21, 22의 세정 조건인 이간 거리(X)가 30㎜ 이상, 100㎜ 이하이며, 고압 유체의 압력(PH)이 20㎫이상, 40㎫ 이하임과 아울러 상기 식(1)을 만족할 경우에 세정 능력 및 워크 롤의 표면 조도 유지의 효과가 보였다.
기타, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 구성, 방법 등은 이상의 기재에 개시되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 주로 특정한 실시형태에 관해서 특별히 도시되고, 또한 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 목적의 범위로부터 일탈하지 않고, 이상 서술한 실시형태에 대하여 형상, 재질, 수량, 그 외의 상세한 구성에 있어서 당업자가 여러가지 변형을 추가할 수 있는 것이다.
따라서, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 예시적으로 기재한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에 그것들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 또는 전부의 한정을 벗어난 부재의 명칭에 의한 기재는 본 발명에 포함되는 것이다.
1 : 조질 압연기 2 :워크 롤
4 : 세정 장치 41 : 세정 노즐

Claims (3)

  1. 압연기에 이용하는 워크 롤을 캐비테이션 노즐에 의해 세정하는 압연 롤의 세정 장치에 있어서, 상기 워크 롤의 표면 조도를 유지하면서 워크 롤의 표면에 부착된 아연을 세정하기 위해서,
    상기 캐비테이션 노즐 선단과 상기 워크 롤 표면의 이간 거리(X)가 30㎜ 이상, 100㎜ 이하이고, 상기 캐비테이션 노즐로부터 분출하는 고압 유체의 압력(PH)이 20㎫ 이상, 40㎫ 이하로 설정되고, 또한 고압 유체의 압력(PH)이 PH≤0.375X+25를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 압연 롤의 세정 장치.
  2. 캐비테이션 노즐을 이용해서 워크 롤을 세정하는 압연 롤의 세정 방법으로서,
    상기 캐비테이션 노즐 선단과 상기 워크 롤 표면의 이간 거리(X)를 30㎜ 이상, 100㎜ 이하의 소정 거리로 설정하고,
    상기 캐비테이션 노즐로부터 분출하는 고압 유체의 압력(PH)을 20㎫ 이상, 40㎫ 이하의 소정값으로 설정하고, 또한 고압 유체의 압력(PH)이 PH≤0.375X+25를 만족하도록 설정한 상기 캐비테이션 노즐로부터 고압 유체를 분출시켜서 상기 워크 롤 표면의 표면 조도를 유지하면서 워크 롤의 표면에 부착된 아연을 세정하는 것을 특징으로 하는 압연 롤의 세정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이간 거리(X)를 유지한 상태에서 상기 캐비테이션 노즐을 상기 워크 롤 표면을 따라 이동시키면서 세정하는 것을 특징으로 하는 압연 롤의 세정 방법.
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