KR101834454B1 - 금속 표면의 스케일 제거 방법 및 장치, 그리고 금속 반제품의 제조 설비 - Google Patents

금속 표면의 스케일 제거 방법 및 장치, 그리고 금속 반제품의 제조 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 반제품(4, 9)의 금속 표면(2, 3)에서 스케일을 제거하기 위한 방법에 관한 것이며, 금속 반제품(4, 9)은, 이송 방향(13)으로, 이 이송 방향(13)에 대해 횡방향으로 서로 나란히 배치되어 회전축(20)들을 중심으로 회전하는 노즐 헤드부(18)들을 통과하여 이동되고, 상기 회전형 노즐 헤드부(18)들 상에 배치되는 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해서는 금속 표면(2, 3)으로 향하면서 고압으로 가압된 유체 제트들이 생성되고, 이 유체 제트들은 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18) 사이의 수축부(30)에서도 금속 표면(2, 3)에까지 분출되며, 노즐 헤드부(18)들은, 노즐 헤드부(18)들의 각각의 회전축(20)의 회전 각도(26)와 관련해서, 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면(2, 3) 상으로 분출되는 방식으로 사전 설정된 각도 위치(31, 32)로 서로 상대적으로 동기화되어 회전한다.

Description

금속 표면의 스케일 제거 방법 및 장치, 그리고 금속 반제품의 제조 설비{METHOD AND DEVICE FOR DESCALING A METALLIC SURFACE AND INSTALLATION FOR PRODUCING SEMIFINISHED METALLIC PRODUCTS}
본 발명은 금속 반제품의 금속 표면에서 스케일을 제거하기 위한 방법에 관한 것이며, 금속 반제품은, 이송 방향으로, 이 이송 방향에 대해 횡방향으로 서로 나란히 배치되어 회전축들을 중심으로 회전하는 노즐 헤드부들(nozzle head part)을 통과하여 이동되고, 상기 회전형 노즐 헤드부들 상에 배치되는 노즐 부재들에 의해서는 금속 표면으로 향하면서 고압으로 가압된 유체 제트들이 생성되며, 이 유체 제트들은 금속 표면을 타격하기 전에 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부 사이의 수축부(constriction)에서도 금속 표면에까지 분출된다.
본 발명은 마찬가지로 금속 반제품이 이송 방향으로 그를 통과하여 이동되는 노즐 유닛을 포함하여 금속 반제품의 금속 표면에서 스케일을 제거하는 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이며, 노즐 유닛은, 금속 표면으로 향하면서 고압으로 가압된 유체 제트들을 생성하기 위한 노즐 부재들을 구비하여 회전축들을 중심으로 회전하는 복수의 노즐 헤드부를 포함하며, 노즐 헤드부들은, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 금속 표면을 타격하기 전에 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부 사이의 수축부에서도 금속 표면에까지 분출되는 방식으로 서로 나란히 배치되어 있다.
또한, 본 발명은, 금속 반제품의 금속 표면에서 스케일을 제거하기 위한 장치를 포함하여, 금속 반제품, 특히 금속 스트립 재료를 제조하기 위한 설비에도 관한 것이다.
특히 일반적인 방법들 및 장치들은 종래 기술로부터 공지되었다.
예컨대 독일 공보 DE 43 28 303 A1로부터는, 고온의 압연 스톡에서 스케일을 제거하기 위한 장치가 공지되었으며, 압연 스톡은 상기 장치를 통과하여 이동된다. 이 경우, 각각의 압연 스톡의 표면은 고압수를 이용하여 양측에서 제트 분사하는 것을 통해 세척되거나 스케일 제거된다. 상기 독일 공보에서 제안되는 스케일 제거 장치는 하나의 열에 서로 나란히 배치되는 노즐 헤드들을 포함하고, 이 노즐 헤드들은 각각 회전축을 중심으로 모터로 회전 구동된다. 노즐 헤드들은 편심 배치되어 고압수 제트들을 생성하여 표면 상에 분출할 수 있는 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 따라서, 회전 구동되는 노즐 헤드들을 통해, 고압수 제트가 분출된 압연 스톡의 표면들의 더 향상된 표면 품질이 달성된다고 되어 있다.
국제 출원 WO 2005/082 555 A1로부터는, 하나의 열에 배치되어 각각 회전축을 중심으로 모터로 회전 구동되는 노즐 헤드들을 이용하여 고온의 압연 스톡에서 스케일을 제거하기 위한 추가 장치가 공지되었다. 국제 출원의 교시에 따르는 스케일 제거 장치는, 회전 구동되는 노즐 헤드들 상에 배치된 노즐들이 구조적으로 가능한 한 가깝게 각각의 노즐 헤드의 외주(periphery) 상에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 압연 스톡 표면 상에서는, 압연 스톡의 폭에 걸쳐서 압연 스톡 표면의 균일한 스케일 제거를 달성하기 위해, 노즐 헤드 열(nozzle head row)에서 이웃한 노즐 헤드의 분사 패턴에 적어도 인접하는 분사 패턴이 생성된다고 되어 있다. 그 밖에도, 노즐 헤드 열의 이웃한 노즐 헤드들은, 의도하지 않은 상호 간의 제트 영향을 방지하기 위해, 서로 반대 방향으로 회전한다고 되어 있다.
또한, US 5 697 241 A에는, 롤 스탠드와 상류에 배치되는 로터 스케일 제거 장치를 포함하는 압연 장치가 기재되어 있으며, 로터 스케일 제거 장치에서 유출되어 압연 스톡 상에 부딪치는 액체 제트들은 압연 방향의 반대방향으로 향해 있다. 그 결과, 압연 스톡 표면 상에서 액체 제트의 충돌 위치에서 발생하는 액체는 충돌 후에 압연 방향에 반대되는 성분을 갖는 유동을 야기하며, 그럼으로써 최대한 적은 액체 도포에도 불구하고 완벽한 표면 품질이 달성될 수 있다.
금속 반제품에서 스케일을 제거하기 위한 추가 스케일 제거 장치는 JP H11 216513 A1에 공개되어 있으며, 고압수 노즐들을 구비한 회전 헤드들은, 금속 반제품의 전체 폭에 걸쳐서 작동에 신뢰성 있는 스케일 제거를 달성하기 위해, 금속 반제품의 폭에 서로 나란히 배치될 뿐만 아니라, 추가로 금속 반제품의 이송 방향으로도 서로 상대적으로 오프셋되어 배치된다. 그러나 상기 스케일 제거 장치는 이송 방향에서 매우 낮은 위치에 구성된다.
또한, JP H06 226215 A로부터도, 각각 하나의 로터 암(rotor arm)을 구비한 회전형 노즐 헤드들을 포함하여 예컨대 바닥 등과 같은 세척할 표면에 걸쳐 이송 가능한 세척기가 공지되었으며, 로터 암들 각각은 2개 이상의 고압 노즐을 포함하고, 이들 고압 노즐의 액체 제트들은, 개량된 세척 효과를 달성하기 위해, 세척할 표면 전방의 한 지점에서 합류한다. 로터 암들은, 회전 동안 비록 서로 간섭하기는 하지만, 그러나 서로 충돌하지 않도록 서로 상대적으로 배치되어 작동된다.
본 발명의 과제는, 일반적인 스케일 제거 장치에서 상응하는 금속 반제품이 금속 표면에서 스케일 제거와 관련해서 세척 효과를 개량하는 것에 있다.
본 발명의 과제는, 금속 반제품의 금속 표면에서 스케일을 제거하기 위한 방법으로서, 금속 반제품은, 이송 방향으로, 이 이송 방향에 대해 횡방향으로 서로 나란히 배치되어 회전축들을 중심으로 회전하는 노즐 헤드부들을 통과하여 이동되고, 상기 회전형 노즐 헤드부들 상에 배치된 노즐 부재들에 의해서는 금속 표면으로 향하면서 고압으로 가압된 유체 제트들이 생성되며, 이 유체 제트들은 금속 표면을 타격하기 전에 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부 사이의 수축부에서도 금속 표면에까지 분출되는, 상기 방법에 있어서, 노즐 헤드부들은, 노즐 헤드부들의 각각의 회전축의 회전 각도와 관련해서, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출되는 방식으로 사전 설정된 각도 위치로 서로 상대적으로 동기화되어 회전하는 것을 특징으로 하는 상기 금속 표면의 스케일 제거 방법에 의해 해결된다.
"동기화되어"란, 본 발명의 의미에서, 노즐 헤드부들 간에 그에 상응하게 한번 설정된 각도 위치들은 노즐 헤드부 회전 동안 의도하지 않으면 서로 상대적으로 변경되지 않는다는 것을 의미한다.
특히 서로 바로 인접하는 2개의 노즐 헤드부의 2개의 노즐 부재가 어느 작동 단계에서 동시에 수축부에 포지셔닝되는 위험은, 노즐 헤드부들이 자체의 각도 위치들과 관련해서, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이, 항상, 다시 말하면 적어도 모든 스케일 제거 단계에서, 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출되는 방식으로, 서로 상대적으로 설정되는 것을 통해 완전히 배제될 수 있다.
이 경우, 노즐 헤드부들이 추가로 여전히 서로 상대적으로 동기화되어 회전한다면, 각각의 실질적인 작동 단계에서 더 이상 보장되지 않는 사항으로 노즐 헤드부들이 자체의 각도 위치들과 관련해서 서로 상대적으로 조정되는 점은 방지된다.
그러므로 바람직하게는, 노즐 장치의 노즐 헤드부들은, 특히 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부의 가장 가깝게 접근하는 2개의 노즐 부재의 유체 제트들이 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출될 수 있는 방식으로 한번 설정된 각도 위치들로 서로 상대적으로 동기화되어 회전한다.
바람직한 방식으로, 이를 위해, 개별 노즐 헤드부들 또는 이 노즐 헤드부들의 구동 수단들의 회전 운동은 정확한 위치에서 동기화되며, 그럼으로써 개별 노즐 헤드부들은 항상 요구되는 것처럼 서로 상대적으로 정렬되어 회전하게 된다.
그에 따라, 본 발명에 따른 방법을 통해, 예컨대 상응하는 로터 스케일 제거(rotor descaling) 동안 개별 유체 제트들이 금속 표면을 타격하기 전에 상호 간에 부정적인 영향을 미치고, 그 결과, 지금까지 종래 기술에서 발생할 수 있는 경우처럼, 서로 약화시키거나, 또는 심지어 완전히 소멸시키는 점은 방지될 수 있다. 이런 효과는 특히 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부 사이의 수축부 상에서 노즐 부재들이 동시에 상기 수축부를 통과하여 이동될 때 발생한다.
그 결과, 상기와 같이 서로 직접 나란히 배치되는 2개의 노즐 헤드부의 수축부에서 노즐 부재들을 동시에 통과시키면서 이동하는 점은 종래에는 보통 의도하지 않게 발생했는데, 그 이유는 종래에는 설정 기술 및/또는 개회로 제어 또는 폐회로 제어 기술 측면에서 개별 노즐 헤드부들이 수축부를 항상 서로 교호적으로 통과하게 하지 못했기 때문이다. 오히려, 서로 나란히 배치되는 노즐 헤드부들은 어떻게 해서든 서로 상대적으로 회전한다.
이 경우, "항상"이란 개념은 적어도 스케일 제거 공정 동안 회전 가능하거나 회전하는 노즐 헤드부들의 모든 작동 단계를 표현한 것이다.
그러나 본원에서는, 개별 노즐 헤드부들은 서로 상대적으로 동기화되어 정확한 위치에서 회전하며, 그럼으로써 바로 인접한 노즐 헤드부들의 노즐 부재들이 동시에 수축부를 통과하여 이동되는 점은 방지된다.
이런 점에 한해, 여기서, 금속 표면의 세척 효과는 실질적으로 개량된다.
또한, 이 경우, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드 부재들이 같은 방향 또는 다른 방향으로 서로 상대적으로 회전하는지 그 여부는 중요하지 않는데, 그 이유는, 노즐 부재들이 자체의 각도 위치들과 관련해서, 항상, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부의 가장 가깝게 접근하는 2개의 노즐 부재의 유체 제트들이 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출되는 방식으로, 서로 상대적으로 정렬되기 때문이다.
여기서 유체 제트로서는, 금속 표면의 스케일 제거 또는 기타 세척을 위해 적합한 점에 한해, 매우 다양한 매체들이 이용될 수 있다. 여기서 바람직하게는 유체 제트로서 고압수 제트가 이용된다. 유체 제트는 원추형 제트 기하구조, 타원형 빔 기하구조, 플랫 빔 기하구조(flat beam geometry) 등으로서 생성될 수 있다.
금속 표면은 예컨대 스케일 층이 제거되어야 하는 열간압연된 표면이다. 자명한 사실로서, 본 발명에 의해 금속 표면으로부터 이 표면에 고착된 의도하지 않은 기타 물질들 역시도 제거될 수 있다.
금속 반제품은, 본 발명의 의미에서, 예컨대 슬래브, 박 슬래브, 열간압연 스트립, 조압연 스트립처럼 단조되거나 압연된 금속 스트립 재료이다.
여기서 노즐 유닛의 하나의 열에 서로 나란히 배치된 노즐 헤드부들은 각각 자체의 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 상기 회전축은 이송 방향으로 이송되는 금속 반제품과 관련해서 바람직하게는 수직으로 연장된다.
노즐 헤드부들 각각에는, 액체 제트가 고압 상태로 유출되는 적어도 하나의 유출 개구부를 포함하는 적어도 하나의 노즐 부재가 배치된다. 가장 간단한 경우에, 상기 유출 개구부는 본 발명에서 의미하는 노즐 부재를 나타낼 수 있다.
"수축부" 개념은, 본 발명의 의미에서, 서로 직접 대향하여 위치하는 2개의 노즐 헤드부 간에 가장 짧은 이격 간격을 갖는 영역을 표현한 것이며, 이 영역에서 2개의 노즐 헤드부의 노즐 부재들이 서로 대향하여 위치하며, 다시 말하면 상기 두 노즐 헤드부가 그에 상응하게 자체의 각각의 회전축을 중심으로 회전할 때 가장 가깝게 접근한다. 상기 수축부는 모든 회전축을 연결하는 연결선 상에 위치한다. 다시 말하면, 수축부는, 해당 위치에서 일시적으로 수축부 안쪽으로 회전되는 2개의 노즐 부재에 의해 생성된 유체 제트들이 금속 표면을 타격하기 전에 중첩되거나, 또는 적어도 접할 수 있음으로써 상호 간에 불리하게 방해하지 않는 방식으로, 2개의 노즐 헤드부가 조밀하게 서로 나란히 배치되는 영역을 표현한 것이다.
한번 사전 설정된 각도 위치들은, 노즐 헤드부들이 서로 상대적으로 동기화된 회전 속도로 회전한다면, 작동에 신뢰성 있게 유지될 수 있다.
노즐 헤드부들이 동기화되어 가속화된다면, 노즐 헤드부들과 관련하여 한번 사전 설정된 각도 위치들의 정확한 준수는 추가로 개량될 수 있다. 이는 양의 가속(positive acceleration)뿐만 아니라 음의 가속(negative acceleration)에도 적용된다.
개별 노즐 헤드부들과 관련하여 서로 상대적으로 항상 의도되거나 필요한 각도 위치들을 보장할 수 있도록 하기 위해, 바람직하게는 노즐 헤드부들의 각각의 각도 위치들은, 예컨대 본원의 장치로, 또는 작동 진행 중에, 금속 표면을 처리하기 전에 서로 상대적으로 보정된다.
상기 유형의 보정의 경우, 특히 개별 노즐 헤드부들의 각도 위치들 및 회전 속도들은, 바로 이웃한 노즐 헤드부들의 노즐 부재들이 수축부를 항상 교호적으로 통과함으로써 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상에 분출되는 방식으로 서로 상대적으로 설정된다.
이런 점에 한해, 바람직한 방법 변형예에 따라서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부의 노즐 부재들은, 항상, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출되는 방식으로 수축부를 교호적으로 통과한다.
이와 관련하여, 바람직하게는, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부의 노즐 부재들은 항상 시간 오프셋되어 수축부를 통과하여 이동된다. 그 결과, 본 발명에서 의미하는 2개의 유체 제트의 불리한 영향은 재차 개량되는 방식으로 방지될 수 있다.
자명한 사실로서, 시간 오프셋은 의도하는 효과를 달성하기 위해 그에 상응하게 크게 선택되어야 한다.
그 밖에도, 본 발명의 과제는, 청구항 제7항의 대상에 따르는, 금속 반제품의 금속 표면에서 스케일을 제거하는 방법을 실행하기 위한 장치에 의해서도 해결된다. 상기 장치는, 노즐 헤드부들이, 기계적으로, 그리고/또는 전자적으로 상호 작용하면서, 노즐 유닛의 개별 노즐 헤드부들이 항상 사전 설정된 각도 위치들로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는 방식으로, 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
원칙상, 전자 커플링의 경우, 특히 간단하게, 예컨대 금속 반제품의 금속 표면까지 노즐 부재들의 이격 간격, 또는 노즐 부재들에 대해 상대적인 금속 반제품의 이송 속도와 같은 매개변수들에 따라서 각각 가장 바람직한 세척 결과를 달성하기 위해, 금속 반제품의 제조 공정, 또는 금속 표면의 스케일 제거 공정의 시작 시에 회전형 노즐 헤드부들의 서로 상대적인 각도 위치들과 관련한 상이한 기본 위치들을 선택할 수 있다.
개별 회전형 노즐 헤드부들이 자체의 각도 위치들과 관련해서, 항상, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출될 수 있는 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는 것을 통해, 금속 표면과 관련한 세척 효과는 실질적으로 증가된다.
여기서, 이는, 개별 노즐 헤드부들의 정확한 각도 위치들이 고정 각인되는 것을 통해 보장된다. 그에 따라, 개별 회전형 노즐 헤드부들은 서로 상대적으로 한번 정의된 자체의 각도 위치를 유지한다.
본원의 장치에 의해, 특히 본원의 방법은 바람직하게 실행될 수 있다.
한 실시 변형예에 따라서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부의 노즐 부재들은, 자체의 각도 위치들과 관련해서, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출될 수 있는 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 배치된다.
바람직하게 노즐 헤드부들의 개별 각도 위치들은, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부들의 노즐 부재들이 항상 시간 오프셋되어 수축부의 영역 내로 유입됨으로써 수축부에는 항상 단지 하나의 노즐 부재만이, 그에 따라 항상 단지 하나의 유체 제트만이 일시적으로 포지셔닝되는 방식으로, 회전 각도 오프셋만큼 서로 상대적으로 회전되어 정렬된다.
특히 바람직한 실시 변형예에 따라서, 본원의 장치는, 노즐 헤드부들을 그 자체의 회전 특성들과 관련해서 동기화하여 구동할 수 있는, 노즐 헤드부들을 구동하기 위한 구동 유닛을 포함한다.
"회전 특성" 개념은, 특히 개별 노즐 헤드부들의 각도 가속도 및 각도 속도를 의미한다.
자명한 사실로서, 구동 유닛은 상이하게 구성될 수 있다. 예컨대 노즐 헤드부들 각각에 구동 수단으로서 하나의 자체의 구동 모터가 할당될 수 있다. 또는, 구동 유닛은, 구동 수단으로서, 상응하는 기어 유닛을 통해 노즐 헤드부들과 작동 연결되는 단지 하나의 구동 모터만을 포함한다.
어느 경우에서든, 바람직하게는, 노즐 헤드부들은, 기계적으로, 그리고/또는 전자적으로 상호 작용하면서, 노즐 유닛의 개별 노즐 헤드부들이 항상 사전 설정된 각도 위치들로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는 방식으로, 서로 연결된다.
원칙상, 전자 커플링의 경우, 특히 간단하게, 예컨대 금속 반제품의 금속 표면까지 노즐 부재들의 이격 간격, 또는 노즐 부재들에 대해 상대적인 금속 반제품의 이송 속도와 같은 매개변수들에 따라서 각각 가장 바람직한 세척 결과를 달성하기 위해, 금속 반제품의 제조 공정, 또는 금속 표면의 스케일 제거 공정의 시작 시에 회전형 노즐 헤드부들의 서로 상대적인 각도 위치들과 관련한 상이한 기본 위치들을 선택할 수 있다.
2개의 노즐 헤드부 사이의 수축부의 영역에서 2개의 유체 제트의 부정적인 영향은, 항상, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부의 노즐 부재들이 자체의 각도 위치들과 관련해서 5° 이상만큼, 또는 15° 이상만큼, 바람직하게는 45° 이상만큼 서로 상대적으로 오프셋되어 배치될 때 배제될 수 있다.
또한, 본 발명의 과제는, 금속 반제품의 금속 표면에서 스케일을 제거하기 위한 장치를 포함하여, 금속 반제품, 특히 금속 스트립 재료를 제조하기 위한 설비에 있어서, 본원에 기재된 특징들 중 어느 하나의 특징에 따르는 스케일을 제거하기 위한 장치를 특징으로 하는 상기 설비에 의해 해결된다. 상기 유형의 장치를 구비한 설비에 의해, 특히 높은 표면 품질을 갖는 상응하는 금속 반제품이 제조될 수 있다.
본 발명의 추가 특징들, 효과들 및 장점들은, 개별 회전형 노즐 헤드부들이 자체의 각도 위치들과 관련해서, 항상, 노즐 부재들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면 상으로 분출될 수 있는 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는 스케일 제거 장치를 포함하여 금속 반제품을 제조하기 위한 설비가 예시로서 도시되고 기재되는 첨부한 도면 및 하기의 기재내용에 따라서 설명된다.
도 1은 금속 반제품을 제조하기 위한 설비를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 설비에서 스케일 제거 장치의 노즐 유닛의 노즐 헤드부 어셈블리를 개략적으로 도시한 상면도이다.
금속 반제품(4)의 금속 표면(2 및 3)에서 스케일을 제거하기 위한 본 발명의 장치(1)는 도 1에 도시된 실시예에 따라서 금속 반제품(4)을 제조하기 위한 설비(5) 내에 통합된다. 이 경우, 설비(5)는 영구 몰드(7) 및 주조 보(8)(casting bow)를 구비한 주조기(6)를 포함하며, 주조 보(8)에서 유출되는 금속 반제품(4)은 금속 스트립(9)의 형상으로 이어서 이송 방향(13)으로 여러 조압연 스탠드(10) 및 다듬질 압연기열(12)의 스탠드(11)들을 통과하여 이송된다. 또한, 조압연 스탠드(10)들에서 압연 공정 후에 금속 스트립(9)을 상대적으로 더 높은 온도로 높이는 유도로(14)(induction furnace)도 제공된다. 표면(2 및 3)의 스케일 제거는, 유도로(14)의 하류에서 스케일을 제거하기 위한 장치(1)를 통해 이루어지며, 상기 장치(1)는 디스케일러(15)를 포함한다.
본원의 장치(1)는 특히 금속 스트립(9)의 상부에서뿐만 아니라 금속 스트립(9)의 하부에서도 하나의 열(17)에 서로 나란히 배치되는 7개의 노즐 헤드부(18)(도 2 비교)로 이루어진 어셈블리를 각각 포함하는 노즐 유닛(16)을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 열(17)은 이송 방향(13)에 대해 횡방향으로 금속 스트립(9)의 폭 방향(19)으로 연장된다.
제공되어 있는 노즐 헤드부(18)들 각각은, (예시로서만 부호 표시된) 자체의 회전축(20)을 중심으로 회전하는 방식으로 노즐 유닛(16) 내에 장착된다. 또한, 노즐 헤드부(18)들 각각은 노즐 헤드부(18)들의 외측 에지(21) 상에 서로 상대적으로 오프셋되어 배치되는 4개의 노즐 부재(22, 23, 24 및 25)를 포함한다.
노즐 부재(22 내지 25)들은, 고압으로 가압된 유체 제트(여기서는 미도시)가 유출될 수 있는 적어도 하나의 유출 개구부(미도시)를 포함하며, 노즐 부재(22 내지 25)들은, 자체에 의해 생성된 유체 제트들이 각각의 표면(2 또는 3) 상으로 분출되는 방식으로 배치된다. 이 경우, 모든 노즐 부재(22 내지 25)는 도면 평면에 대해 수직인 자체의 각각의 회전축(20)을 중심으로 하는 회전 방향(26)에 따라서 동일 방향으로 회전한다. 이 경우, 회전축(20)들은 공통의 가상 연결선(27) 상에 위치한다.
개별 유체 제트들이 교차하거나, 또는 자체 제트 작용들이 서로 감소시키거나 상쇄시키는 방식으로 접촉하는 점을 방지하기 위해, 노즐 헤드부(18)들은, 노즐 부재(22, 23, 24 및 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18) 사이의 각각의 수축부(30)에서 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 금속 표면(2, 3) 상으로 분출될 수 있는 방식으로 서로 나란히 배치된다.
이를 위해, 개별 회전형 노즐 헤드부(18)들은, (여기서는 예시로만 번호 표시된) 자체의 각각의 각도 위치(31 또는 32)와 관련해서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들이 항상 교호적으로 각각의 수축부(30)를 통과하는 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 배치된다.
이는, 예시로서 도 2에 도시된 스냅 사진의 관점에서 도시된 것처럼, 노즐 헤드부(18)들 중 제1 노즐 헤드부는 가상 연결선(20)과 관련하여 45°의 (예시로만 번호 표시된) 회전 각도(33)를 갖는 제1 각도 위치(31)를 보유하고, 노즐 헤드부(18)들 중에서 바로 이웃하는 추가 노즐 헤드부들은 가상 연결선(20)과 관련하여 0°의 추가 회전 각도(미표시)를 갖는 추가 각도 위치(32)를 보유하는 것을 의미한다.
예컨대 노즐 헤드부(18)들 중 일부 노즐 헤드부의 노즐 부재(23 또는 25)들은 가상 연결선(20)과 겹쳐지며(회전 각도 = 0°), 다시 말하면 상기 노즐 부재들은 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 각각의 수축부(30)에 일시적으로 포지셔닝되며, 그에 반해 상기 노즐 헤드부에 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)들의 노즐 부재(24 및 25; 22 및 23)들은 상기 수축부(30) 또는 상기 가상 연결선(20)으로부터 45°만큼 회전되어 배치된다.
그 결과, 구조적으로 특히 간단한 방식으로, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들은 항상 그에 상응하게 시간 오프셋되어 수축부(30)를 통과하여 이동되는 점이 보장될 수 있다.
이 경우, 바람직한 방식으로, 개별 노즐 헤드부(18)들, 또는 이 노즐 헤드부들의 구동 수단(여기서는 미도시)의 회전 운동은 바람직하게는 영구적으로 정확한 위치에서 동기화되며, 그럼으로써 개별 노즐 헤드부(18)들은 항상 필요한 것처럼 서로 상대적으로 정렬되어 회전하게 된다.
자명한 사실로서, 앞에서 설명한 실시예는 단지 스케일을 제거하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제1 구현예일 뿐이다. 이런 점에 한해, 본 발명의 구현예는 상기 실시예로만 국한되지 않는다.
1: 스케일 제거 장치
2: 제1 금속 표면
3: 제2 금속 표면
4: 금속 반제품
5: 제조 설비
6: 주조기
7: 영구 몰드
8: 주조 보(casting bow)
9: 금속 스트립
10: 조압연 스탠드
11: 스탠드
12: 다듬질 압연기열
13: 이송 방향
14: 유도로
15: 디스케일러
16: 노즐 유닛
17: 열
18: 노즐 헤드부
19: 폭 방향
20: 회전축
21: 외측 에지
22: 제1 노즐 부재
23: 제2 노즐 부재
24: 제3 노즐 부재
25: 제4 노즐 부재
26: 회전 방향
27: 가상 연결선
30: 수축부
31: 제1 각도 위치
32: 제2 각도 위치
33: 제1 회전 각도

Claims (14)

  1. 금속 반제품(4, 9)의 금속 표면(2, 3)에서 스케일을 제거하기 위한 방법으로서, 금속 반제품(4, 9)은, 이송 방향(13)으로, 이 이송 방향(13)에 대해 횡방향으로 서로 나란히 배치되어 회전축(20)들을 중심으로 회전하는 노즐 헤드부(18)들을 통과하여 이동되고, 상기 회전형 노즐 헤드부(18)들 상에 배치된 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해서는 금속 표면(2, 3)으로 향하면서 고압으로 가압된 유체 제트들이 생성되며, 이 유체 제트들은 금속 표면(2, 3)을 타격하기 전에 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18) 사이의 수축부(30)에서도 금속 표면(2, 3)에까지 분출되는, 상기 방법에 있어서, 상기 노즐 헤드부(18)들은, 상기 노즐 헤드부(18)들의 각각의 회전축(20)의 회전 각도(26)와 관련해서, 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 상기 금속 표면(2, 3) 상으로 분출되는 방식으로 사전 설정된 각도 위치(31, 32)로 서로 상대적으로 동기화되어 회전하는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 헤드부(18)들은 서로 상대적으로 동기화된 회전 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 노즐 헤드부(18)들은 동기화되어 가속화되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 노즐 헤드부(18)들의 각각의 각도 위치(31, 32)들은 서로 상대적으로 보정되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들은, 항상, 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 상기 금속 표면(2, 3) 상으로 분출되는 방식으로, 상기 수축부(30)를 교호적으로 통과하는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들은 항상 시간 오프셋되어 상기 수축부(30)를 통과하여 이동되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 방법.
  7. 금속 반제품(4, 9)이 이송 방향(13)으로 그를 통과하여 이동될 수 있는 노즐 유닛(16)을 포함하여, 제1항 또는 제2항에 따르는 금속 반제품(4, 9)의 금속 표면(2, 3)에서 스케일을 제거하는 방법을 실행하기 위한 장치(1)로서, 노즐 유닛(16)은, 금속 표면(2, 3)으로 향하면서 고압으로 가압된 유체 제트들을 생성하기 위한 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들을 구비하여 회전축(20)들을 중심으로 회전하는 복수의 노즐 헤드부(18)를 포함하고, 노즐 헤드부(18)들은, 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 금속 표면(2, 3)을 타격하기 전에 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18) 사이의 수축부(30)에서도 금속 표면(2, 3)에까지 분출되는 방식으로 서로 나란히 배치되며, 그리고 개별 회전형 노즐 헤드부(18)들은, 자체의 각도 위치(31, 32)들과 관련해서, 항상, 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 상기 금속 표면(2, 3) 상으로 분출될 수 있는 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는, 상기 장치에 있어서,
    상기 노즐 헤드부(18)들은, 기계적으로, 그리고/또는 전자적으로 상호 작용하면서, 상기 노즐 유닛(16)의 상기 개별 노즐 헤드부(18)들이 항상 사전 설정된 각도 위치(31, 32)들로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는 방식으로, 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 장치(1).
  8. 제7항에 있어서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들은 자체의 각도 위치(31, 32)들과 관련해서, 항상, 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들에 의해 생성된 유체 제트들이 항상 서로 접촉하지 않고 통과하여 상기 금속 표면(2, 3) 상으로 분출될 수 있는 방식으로 서로 상대적으로 정렬되어 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 장치(1).
  9. 제7항에 있어서, 상기 노즐 헤드부(18)들을 그 자체의 회전 특성들과 관련해서 동기화하여 구동할 수 있는, 상기 노즐 헤드부(18)들을 구동하기 위한 구동 유닛을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 장치(1).
  10. 제7항에 있어서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들이 자체의 각도 위치(31, 32)들과 관련해서 5° 이상만큼 서로 상대적으로 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 장치(1).
  11. 금속 반제품(4, 9)의 금속 표면(2, 3)에서 스케일을 제거하기 위한 장치(1)를 포함하여, 금속 반제품(4, 9)을 제조하기 위한 설비(5)에 있어서, 제7항에 따르는 스케일을 제거하기 위한 장치(1)를 특징으로 하는 금속 반제품의 제조 설비(5).
  12. 제10항에 있어서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들이 자체의 각도 위치(31, 32)들과 관련해서 15° 이상만큼 서로 상대적으로 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 장치(1).
  13. 제12항에 있어서, 2개의 바로 이웃한 노즐 헤드부(18)의 상기 노즐 부재(22, 23, 24, 25)들이 자체의 각도 위치(31, 32)들과 관련해서 45°만큼 서로 상대적으로 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 표면의 스케일 제거 장치(1).
  14. 제11항에 있어서, 상기 금속 반제품(4, 9)은 금속 스트립 재료(9)인 것을 특징으로 하는 금속 반제품의 제조 설비(5).
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