KR101944193B1 - 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

주편 스카핑시 고온의 용융물이 주변 구조물에 부착되는 것을 방지할 수 있는 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 이송 롤러에 의해 이송되는 주편의 표면을 스카핑하기 위한 스카퍼; 상기 스카퍼의 주변에 장착되며, 상기 주편의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물을 집진하기 위한 집진 후드; 및 상기 집진 후드의 적어도 하나의 벽체에 내장되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 워터 재킷;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법{SLAB SCARFING TREATMENT SYSTEM AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주편 스카핑시 고온의 용융물이 주변 구조물에 부착되는 것을 방지할 수 있는 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 강판의 제조 과정은 크게 재가열(RF) - 조압연(BDM) - 표면처리(HS) - 사상압연(CBM) - 전단(FS) - 냉각(CB)의 순서로 구분되며, 이 중에서 핫 스카퍼(hot scarfer)는 주편의 표면 처리를 위해 고압의 산소와 LNG를 사용하여 용삭하는 장치이다.

이때, 도 1은 집진 후드의 벽면에 고온의 용융물이 부착된 상태를 나타낸 사진이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스카핑을 실시할 시, 고압에 의해 용삭된 용융물이 스카퍼의 주변에 장착되는 집진 후드의 벽체에 달라 붙어서 덩어리가 되며, 이와 같이 집진 후드의 벽체에 달라 붙은 덩어리를 제거하기 위해 공정 라인을 정지시킨 상태에서 조치를 취해야 하므로 생산 장애시간이 발생하게 되는 문제가 있었다.

관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개실용신안공보 제20-1999-0025746호(1999.07.05. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 스카핑 용융설 제거장치가 기재되어 있다.

본 발명의 목적은 집진 후드의 벽체를 일반 벽체가 아닌 냉각벽체로 적용하는 것에 의해, 고온의 용삭물의 온도를 급격하게 떨어뜨림과 동시에 씻어냄으로써 벽체에 쌓이지 않고 하부 포집 통로에 바로 떨어져서 처리할 수 있게 하여 용융물 제거시간을 저감하여 생산성을 높일 수 있는 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 이송 롤러에 의해 이송되는 주편의 표면을 스카핑하기 위한 스카퍼; 상기 스카퍼의 주변에 장착되며, 상기 주편의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물을 집진하기 위한 집진 후드; 및 상기 집진 후드의 적어도 하나의 벽체에 내장되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 워터 재킷;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스카퍼는 상기 이송 롤러와 이격 배치된 스카퍼 본체; 상기 스카퍼 본체에 장착되어, 상기 주편의 표면을 가열하기 위한 가열기; 및 상기 스카퍼 본체에 장착되어, 상기 주편의 표면에 가스를 분사하기 위한 가스 분사 노즐;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 집진 후드는 상기 스카퍼 본체의 주변에 장착되어, 상기 이송 롤러 및 주편을 감싸도록 장착되며, 상기 이송 롤러에 의해 이동하는 상기 주편이 통과하는 주편 투입구를 구비하는 집진 후드 본체; 상기 집진 후드 본체의 상측에 장착되어, 상기 주편의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물을 집진하기 위한 집진 배관; 및 상기 집진 후드 본체의 하측 내부에 장착되며, 상기 집진 후드 본체 내부에서 비산되지 못하고 낙하하는 용융물과, 상기 워터 재킷에 의한 냉각에 의해 상기 집진 후드의 벽체에서 급냉에 의해 고화되어 낙하하는 용용 고화물을 포집하기 위한 포집 탱크;를 포함할 수 있다.

이에 더불어, 상기 워터 재킷은 상기 주편의 길이 방향과 교차하는 정면 부분에 장착된 적어도 하나의 정면 워터 재킷; 및 적어도 일부가 상기 주편의 측면과 중첩되도록 배치되며, 상기 주편의 길이 방향과 평행한 측면 부분에 장착된 적어도 하나의 측면 워터 재킷;을 포함한다.

이때, 상기 워터 재킷의 유로는 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 냉각수가 상기 주편 투입구가 배치되는 하측에서부터 상측 방향으로 순환하도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 주편 스카핑 시스템은 상기 정면 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 제1 냉각수 분사 유닛; 및 상기 측면 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 제2 냉각수 분사 유닛;을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 냉각수 분사 유닛은 상기 주편 투입구가 위치하는 영역에 배치된 노즐은 제1 간격으로 이격 배치되고, 상기 주편 투입구가 위치하지 않는 영역에 배치된 노즐은 상기 제1 간격보다 넓은 제2 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 방법은 (a) 이송 롤러 상에 안착되는 주편을 스카퍼로 이송시키는 단계; (b) 상기 스카퍼의 주변에 장착되는 집진 후드의 벽체에 내장된 워터 재킷을 가동시켜 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키는 단계; 및 (c) 상기 스카퍼를 이용하여 상기 주편의 표면을 스카핑하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (b) 단계시, 상기 워터 재킷의 유로를 순환하는 냉각수는 3 ~ 7bar의 압력 및 50 ~ 300㎥/h의 유량으로 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (c) 단계시, 상기 집진 후드의 벽체가 상기 워터 재킷에 의해 냉각되어, 상기 스카핑에 의해 비산하는 용융물이 상기 집진 후드의 벽체에서 급냉에 의해 고화되어 부착이 방지된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변형예에 따른 주편 스카핑 처리 방법은 (a) 이송 롤러 상에 안착되는 주편을 스카퍼로 이송시키는 단계; (b) 상기 스카퍼의 주변에 장착되는 집진 후드의 벽체에 내장된 워터 재킷을 가동시켜 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키는 단계; 및 (c) 상기 스카퍼를 이용하여 상기 주편의 표면을 스카핑하면서, 상기 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되는 제1 및 제2 냉각수 분사 유닛을 가동시켜, 상기 집진 후드의 벽체에 냉각수를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉각수는 15 ~ 25bar의 고압으로 분사하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법은 집진 후드의 벽체 내부에 워터 재킷을 내장시켜 냉각벽체로 활용하는 것에 의해, 고온의 용삭물의 온도를 급격하게 떨어뜨려 집진 후드의 벽체에 쌓이지 않고 집진 후드 하측의 포집 탱크에 바로 떨어져서 처리할 수 있게 하여 용융물 제거시간을 저감하여 생산성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법은 용융물이 가장 많이 비산하는 집진 후드의 정면부 및 측면부 벽체에 냉각 재킷을 내장하는 것에 의해, 고온의 용융물이 이 부분에 달라 붙더라도 냉각된 벽체에 의해 급냉되어 고체가 되면서 집진 후드의 하부에 배치되는 포집 탱크로 바로 떨어져서 빠져나갈 수 있으므로 용융물의 부착 방지를 통하여 매번 공정 라인을 정지하고 인력을 동원해서 작업 위험개소에서 청소하는 등의 번거로움을 해소할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명에 따른 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법은 주편의 스카핑시 발생하는 고온의 용융물이 스카퍼 주변에 장착되는 설비에 비산되어 공정 라인을 정지하고, 용융물을 제거하는 시간이 빈번하게 발생되는 것을 획기적으로 줄일 수 있게 되고, 비가동시간이 줄어들어 생산시간을 확보한 만큼 증산을 할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법은 스카퍼 주변의 포집 탱크와 같은 낙하개소가 있어 작업시 위험요소가 상존하는데 용융물 부착이 저감되면 위험개소에 대한 작업부하도 줄어들게 되어 조업 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 집진 후드의 벽면에 고온의 용융물이 부착된 상태를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템을 나타낸 모식도.
도 3은 도 2의 주편 스카핑 처리 시스템의 측면을 구체적으로 확대하여 나타낸 단면도.
도 4는 도 2의 주편 스카핑 처리 시스템의 정면을 구체적으로 확대하여 나타낸 단면도.
도 5는 제1 냉각수 분사 유닛을 확대하여 나타낸 단면도.
도 6은 제2 냉각수 분사 유닛을 확대하여 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 방법을 나타낸 공정 순서도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템 및 그 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템을 나타낸 모식도이고, 도 3은 도 2의 주편 스카핑 처리 시스템의 측면을 구체적으로 확대하여 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 2의 주편 스카핑 처리 시스템의 정면을 구체적으로 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템(100)은 스카퍼(110), 집진 후드(120) 및 워터 재킷(130)을 포함한다.

스카퍼(110)는 이송 롤러(5)에 의해 이송되는 주편(10)의 표면을 스카핑하기 위한 목적으로 장착된다. 이때, 주편(10)은 이송 롤러(5) 상에서의 유동을 방지하기 위해 전단 및 후단에 각각 장착되는 전단 및 후단 핀치 롤(142, 144)에 의해 이송될 수 있다. 주편(10)은 슬라브(slab) 또는 블름(bloom)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

스카퍼(110)는 스카퍼 본체(112), 가열기(114) 및 가스 분사 노즐(116)을 포함할 수 있다.

스카퍼 본체(112)는 이송 롤러(5)와 이격 배치된다. 이러한 스카퍼 본체(112)는 상하 수직 왕복 운동 및 좌우 수평 왕복 운동이 가능하도록 설계된다. 이를 위해, 스카퍼 본체(112)는 구동 모터가 내장되거나, 유압이나 공압을 매개로 로드를 이동시키는 실린더가 탑재되어 있을 수 있다.

가열기(114)는 스카퍼 본체(112)에 장착되어, 주편(10)의 표면을 가열하는 역할을 한다. 이를 위해, 가열기(114)는 스카퍼 본체(112)로부터 돌출되면서, 주편(10)과는 근접한 위치에 배치시키는 것이 바람직하다.

가스 분사 노즐(116)은 스카퍼 본체(112)에 장착되어, 주편(10)의 표면에 가스를 분사하는 역할을 한다. 이때, 가스 분사 노즐(116)은 산소와 LNG의 혼합 가스를 주편(10)의 표면에 분사하여 용삭시켜 주편(10)의 표면 결함을 제거하게 된다.

집진 후드(120)는 스카퍼(110)의 주변에 장착되며, 주편(10)의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물(T)을 집진하는 역할을 한다.

이러한 집진 후드(120)는 집진 후드 본체(122), 집진 배관(124) 및 포집 탱크(126)를 포함할 수 있다.

집진 후드 본체(122)는 스카퍼 본체(112)의 주변에 장착되어, 이송 롤러(5) 및 주편(10)을 감싸도록 장착되며, 이송 롤러(5)에 의해 이동하는 주편(10)이 통과하는 주편 투입구(S)를 구비한다.

집진 배관(124)은 집진 후드 본체(122)의 상측에 장착되어, 주편(10)의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물(T)을 집진하기 위해 설치되며, 집진 배관(124)은 도시하지 않은 집진 펌프와 연결되어 있을 수 있다.

포집 탱크(126)는 집진 후드 본체(122)의 하측 내부에 장착되며, 집진 후드 본체(122) 내부에서 비산되지 못하고 낙하하는 용융물(T)과, 워터 재킷(130)에 의한 냉각에 의해 집진 후드(120)의 벽체에서 급냉에 의해 고화되어 낙하하는 용용 고화물을 포집하기 위해 장착된다.

워터 재킷(130)은 집진 후드(120)의 적어도 하나의 벽체에 내장되어, 집진 후드(120)의 벽체를 냉각시키기 위해 장착된다. 이와 같이, 본 발명에서는 집진 후드(120)의 벽체 내부에 워터 재킷(130)을 내장시켜 냉각벽체로 활용하는 것에 의해, 고온의 용삭물의 온도를 급격하게 떨어뜨려 집진 후드(120)의 벽체에 쌓이지 않고 집진 후드(120) 내의 포집 탱크(126)에 바로 떨어져서 처리할 수 있게 하여 용융물(T)의 제거시간을 저감하여 생산성을 높일 수 있다.

이를 위해, 워터 재킷(130)은 집진 후드(120)의 벽체에 최대한 넓은 면적으로 설계하는 것이 바람직하기는 하나, 비용적인 측면을 고려할 때 집진 후드(120)의 주편 투입구(S) 부근에만 선택적으로 배치시키는 것이 보다 바람직하다.

이러한 워터 재킷(130)은 정면 워터 재킷(132) 및 측면 워터 재킷(134)을 포함할 수 있다.

정면 워터 재킷(132)은 주편(10)의 길이 방향과 교차하는 정면 부분에 적어도 하나 이상이 장착된다.

측면 워터 재킷(134)은 적어도 일부가 주편(10)의 측면과 중첩되도록 배치되며, 주편(10)의 길이 방향과 평행한 측면 부분에 적어도 하나 이상이 장착된다.

일 예로, 정면 및 측면 워터 재킷(132, 134) 각각은 SUS 재질이 이용될 수 있으며, 대략 10 ~ 50mm의 두께로 설계될 수 있다. 이때, 정면 워터 재킷(132)은 가로 1,000 ~ 3,000mm, 세로 1,000 ~ 3,000mm 및 폭 40 ~ 100mm의 크기로 설계될 수 있고, 측면 워터 재킷(134)은 가로 500 ~ 1,500mm, 500 ~ 2,000mm 및 폭 40 ~ 100mm의 크기로 설계될 수 있다.

여기서, 워터 재킷(130)의 유로(F)는 집진 후드(120)의 벽체를 냉각시키기 위한 냉각수가 주편 투입구(S)가 배치되는 하측에서부터 상측 방향으로 순환하도록 설치된 것이 보다 바람직하다.

즉, 정면 워터 재킷(132)의 유로(F)에서 냉각수가 공급되는 방법은 주변설비의 간섭을 피하기 위해 투입구(Inlet)과 배출구(Outlet)가 모두 집진 후드(120) 벽체의 상부에 위치시킨다.

이때, 정면 워터 재킷(132)은 조립 및 교체가 용이하도록 2분할 타입으로 설계하는 것이 바람직하며, 냉각수가 상측에서 공급되어 먼저는 측면의 유로(F)를 거쳐 최 하측에서부터 채워지고 하측에서 집진 후드(120)의 벽체를 냉각시키고, 점차 상부로 올라가면서 냉각수가 채워지도록 한 후 상측의 배출구로 배출되도록 설계하는 것이 바람직하다.

정면 워터 재킷(132)의 유로(F)를 이렇게 설계한 이유는 주편이 집진 후드(120)의 주편 투입구(S)를 통과하면서 스카핑을 실시할 때 용융물이 집진 후드(120)의 벽체 상측에 주로 부착이 되기 때문에 온도가 높아지게 된다. 따라서, 냉각수가 상부에서 하부로 순환하는 구조가 되면 용융물이 많이 붙는 쪽을 통과하면서 가열된 냉각수가 하측으로 전달되기 때문에 냉각효율이 떨어지게 되는 문제가 있다.

따라서, 정면 워터 재킷(132)은 하부에서부터 냉각수가 채워지면서 상부로 올라가도록 내부의 유로(F)를 설계하여 냉각 효율을 극대화하였다.

한편, 측면 워터 재킷(134)은 설치되는 주변 환경에 간섭사항이 없어서 투입구(Inlet)는 집진 후드(120) 벽체의 하측에 배치하고, 배출구(Outlet)는 집진 후드(120) 벽체의 상측에 배치시켜 하부에서부터 냉각수가 채워져서 상부로 올라가도록 내부의 유로(F)를 설계하는 것이 바람직하다.

이때, 정면 및 측면 워터 재킷(132, 134) 내부의 유로(F) 간의 간격은 가장 효율적인 냉각을 위한 순환시간과 흐름을 고려해 볼 때, 100 ~ 200mm인 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 140 ~ 160mm를 제시할 수 있다.

또한, 냉각 재킷(130)의 유로(F)를 순환하는 냉각수는 3 ~ 7bar의 압력 및 50 ~ 300㎥/h의 유량으로 공급하는 것이 바람직하다. 일 예로, 냉각 재킷(130)의 유로(F)를 순환하는 냉각수는 기본적으로 5 ~ 15초 주기로 냉각수가 순환되도록 설정되어 있을 수 있다.

냉각 재킷(130)의 유로(F)를 순환하는 냉각수의 압력이 3bar 미만이거나, 유량이 50㎥/h 미만일 경우에는 냉각 효율을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 냉각 재킷(130)의 유로(F)를 순환하는 냉각수의 압력이 7bar를 초과하거나, 유량이 300㎥/h을 초과할 경우에는 냉각 효율 대비 냉각수가 과도하게 사용될 수 있으므로, 경제적이지 못하다.

다만, 주편에 대한 스카핑 처리 작업은 계속적으로 수행되는 것이 아니라 특정 강종의 주편만을 스카핑하기 때문에 스카핑을 실시하지 않을 시에는 냉각 재킷(130)의 투입구 및 배출구에 설치된 온도계에서 측정된 온도 데이터를 받아서 온도편차가 없을 시에는 스카핑을 실시하지 않도록 설정하고, 컨트롤 밸브(Control Valve)를 통해 냉각수의 유량을 줄여서 에너지를 절약한다.

반대로, 주편에 대한 스카핑 처리 작업이 많아서 평소보다 측정 온도가 높아지면 냉각을 더 많이 해야 하므로 냉각수의 유량을 늘여서 냉각 재킷(130)의 투입구 및 배출구 간의 온도 편차가 대략 5 ~ 15℃가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이렇게 되면, 집진 후드(120)의 벽체가 국부 과열되거나 필요 이상의 냉각수가 쓰이지 않기 때문에 집진 후드(120) 벽체의 수명도 늘어나는 동시에 에너지 절약도 가능해질 수 있다.

한편, 도 5는 제1 냉각수 분사 유닛을 확대하여 나타낸 단면도이고, 도 6은 제2 냉각수 분사 유닛을 확대하여 나타낸 단면도로, 도 4와 연계하여 설명하도록 한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 시스템은 제1 냉각수 분사 유닛(150) 및 제2 냉각수 분사 유닛(155)을 더 포함할 수 있다.

이러한 제1 및 제2 냉각수 분사 유닛(150, 155)은 집진 후드(120)의 내부에서 비산되는 용융물이 집진 후드(120)의 벽체에 부착되는 것을 방지하는 효과를 극대화하기 위해, 집진 후드(120)의 벽체와 이격된 외부에서 15 ~ 25bar의 고압으로 냉각수를 분사하여 스카핑 처리 작업시 비산된 용융물을 강제로 바로 씻어내는 역할을 하게 된다.

이와 같이, 제1 냉각수 분사 유닛(150)은 정면 워터 재킷(132)과 이격된 상측에 장착되어, 집진 후드(120)의 벽체를 냉각시키기 위해 설치되고, 제2 냉각수 분사 유닛(155)은 측면 워터 재킷(134)과 이격된 상측에 장착되어, 집진 후드(120)의 벽체를 냉각시키기 위해 설치된다.

특히, 제1 냉각수 분사 유닛(150)은 주편 투입구(S)가 위치하는 영역에 배치된 노즐(150a)은 제1 간격으로 이격 배치하고, 주편 투입구(S)가 위치하지 않는 영역에 배치된 노즐(150a)은 제1 간격보다 넓은 제2 간격으로 이격 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 제1 냉각수 분사 유닛(150)에서의 노즐 배치는 주편이 통과하는 주편 투입구(S)가 위치하는 영역은 열을 많이 받기 때문에 대략 50 ~ 200mm의 간격으로 10 ~ 20개를 배치하고, 그렇지 않은 쪽은 100 ~ 250mm 간격으로 4 ~ 8개를 배치하는 것이 바람직하며, 이 결과 효율적인 냉각 및 청소가 되면서도 분사량을 최소화하여 낭비되는 부분을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 제2 냉각수 분사 유닛(155)은 제1 냉각수 분사 유닛(150)에 비하여 길이가 짧고 주편이 직접 지나가지 않기 때문에 노즐 배치는 50 ~ 150mm의 간격으로 6 ~ 12가 균일하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 집진 후드(120)의 벽체 내부에는 냉각 재킷(130)에 의해 냉각수가 순환하게 되고, 집진 후드(120)의 벽체 외부에는 제1 및 제2 냉각수 분사 유닛(150, 155)에 의해 고압수가 분사되어 냉각 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 스카핑 처리시 비산하는 용융물에 대한 부착 방지 효과를 극대화할 수 있는 구조적인 이점이 있다.

지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 집진 후드의 벽체 내부에 워터 재킷을 내장시켜 냉각벽체로 활용하는 것에 의해, 고온의 용삭물의 온도를 급격하게 떨어뜨려 집진 후드의 벽체에 쌓이지 않고 집진 후드 하측의 포집 탱크에 바로 떨어져서 처리할 수 있게 하여 용융물 제거시간을 저감하여 생산성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 용융물이 가장 많이 비산하는 집진 후드의 정면부 및 측면부 벽체에 냉각 재킷을 내장하는 것에 의해, 고온의 용융물이 이 부분에 달라 붙더라도 냉각된 벽체에 의해 급냉되어 고체가 되면서 집진 후드의 하부에 배치되는 포집 탱크로 바로 떨어져서 빠져나갈 수 있으므로 용융물의 부착 방지를 통하여 매번 공정 라인을 정지하고 인력을 동원해서 작업 위험개소에서 청소하는 등의 번거로움을 해소할 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 주편의 스카핑시 발생하는 고온의 용융물이 스카퍼 주변에 장착되는 설비에 비산되어 공정 라인을 정지하고, 용융물을 제거하는 시간이 빈번하게 발생되는 것을 획기적으로 줄일 수 있게 되고, 비가동시간이 줄어들어 생산시간을 확보한 만큼 증산을 할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 시스템은 스카퍼 주변의 포집 탱크와 같은 낙하개소가 있어 작업시 위험요소가 상존하는데 용융물 부착이 저감되면 위험개소에 대한 작업부하도 줄어들게 되어 조업 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 방법을 나타낸 공정 순서도로, 도 2와 연계하여 설명하도록 한다.

도 2 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 방법은 주편 이송 단계(S210), 냉각 단계(S220) 및 스카핑 단계(S230)를 포함한다.

주편 이송

주편 이송 단계(S210)에서는 이송 롤러(5) 상에 안착되는 주편(10)을 스카퍼(110)로 이송시킨다.

이때, 주편(10)은 이송 롤러(5) 상에서의 유동을 방지하기 위해 전단 및 후단에 각각 장착되는 전단 및 후단 핀치 롤(142, 144)에 의해 이송될 수 있다. 주편(10)은 슬라브(slab) 또는 블름(bloom)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

냉각

냉각 단계(S220)에서는 스카퍼(110)의 주변에 장착되는 집진 후드(120)의 벽체에 내장된 워터 재킷(도 3의 130)을 가동시켜 집진 후드(120)의 벽체를 냉각시킨다.

이러한 냉각 단계(S220)는 주편 이송 단계(S210) 이후에 실시되는 것으로 도시하고 나타내었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 냉각 단계(S220)는 주편 이송 단계(S210) 이전에 실시될 수 있다. 또한, 냉각 단계(S220)는 주편 이송 단계(S210)와 동시에 실시될 수도 있다.

본 단계에서, 워터 재킷의 유로를 순환하는 냉각수는 3 ~ 7bar의 압력 및 50 ~ 300㎥/h의 유량으로 공급하는 것이 바람직하다.

냉각 재킷의 유로를 순환하는 냉각수의 압력이 3bar 미만이거나, 유량이 50㎥/h 미만일 경우에는 냉각 효율을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 냉각 재킷의 유로를 순환하는 냉각수의 압력이 7bar를 초과하거나, 유량이 300㎥/h을 초과할 경우에는 냉각 효율 대비 냉각수가 과도하게 사용될 수 있으므로, 경제적이지 못하다.

스카핑

스카핑 단계(S230)에서는 스카퍼(110)를 이용하여 주편(10)의 표면을 스카핑한다.

본 단계시, 집진 후드(120)의 벽체가 워터 재킷에 의해 냉각되어, 스카핑에 의해 비산하는 용융물(T)이 집진 후드(120)의 벽체에서 급냉에 의해 고화되어 부착이 방지된다.

즉, 본 발명에서는 집진 후드(120)의 벽체 내부에 내장된 워터 재킷을 냉각벽체로 활용하는 것에 의해, 스카핑 처리 작업시 고온의 용삭물의 온도를 급격하게 떨어뜨려 집진 후드(120)의 벽체에 쌓이지 않고 집진 후드(120) 하측의 포집 탱크(126)에 바로 떨어져서 처리할 수 있게 하여 용융물(T)의 제거시간을 저감하여 생산성을 높일 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 변형예에 따른 주편 스카핑 처리 방법은, 실시예에 따른 주편 스카핑 처리 방법과 스카핑 단계(S230)를 제외하고 실질적으로 동일한 방식으로 실시되는 바, 실시예와의 중복 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하도록 한다.

본 발명의 변형예에 따른 스카핑 단계(S230)에서는 스카퍼(110)를 이용하여 주편(10)의 표면을 스카핑하면서, 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되는 제1 및 제2 냉각수 분사 유닛(도 5의 150, 도 6의 155)을 가동시켜, 집진 후드(120)의 벽체에 냉각수를 분사한다.

이와 같이, 본 발명의 변형예에서는 워터 재킷과 더불어, 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되는 제1 및 제2 냉각수 분사 유닛을 이용하여 집진 후드(120)의 벽체와 이격된 외부에서 15 ~ 25bar의 고압으로 냉각수를 분사하는 것에 의해 스카핑 처리 작업시 비산된 용융물(T)을 강제로 바로 씻어낼 수 있으므로, 비산된 용융물(T)이 집진 후드(120)의 벽체에 부착되는 것을 방지하는 효과를 보다 극대화할 수 있게 된다.

본 단계시, 냉각수는 15 ~ 25bar의 고압으로 분사하는 것이 바람직하다. 냉각수의 분사 압력이 15bar 미만일 경우에는 비산된 용융물을 강제로 씻어내는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각수의 분사 압력이 25bar를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 과도한 에너지만을 투입시키는 결과를 초래할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

100 : 주편 스카핑 처리 시스템 110 : 스카퍼
112 : 스카퍼 본체 114 : 가열기
116 : 가스 분사 노즐 120 : 집진 후드
122 : 집진 후드 본체 124 : 집진 배관
126 : 포집 탱크 130 : 워터 재킷
132 : 정면 워터 재킷 134 : 측면 워터 재킷
142 : 전단 핀치 롤 144 : 후단 핀치 롤
10 : 주편 5 : 이송 롤러

Claims (12)

1. 이송 롤러에 의해 이송되는 주편의 표면을 스카핑하기 위한 스카퍼;
   상기 스카퍼의 주변에 장착되며, 상기 주편의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물을 집진하기 위한 집진 후드; 및
   상기 집진 후드의 적어도 하나의 벽체에 내장되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 워터 재킷;을 포함하며,
   상기 워터 재킷은 상기 주편의 길이 방향과 교차하는 정면 부분에 장착된 적어도 하나의 정면 워터 재킷; 및 적어도 일부가 상기 주편의 측면과 중첩되도록 배치되며, 상기 주편의 길이 방향과 평행한 측면 부분에 장착된 적어도 하나의 측면 워터 재킷;을 포함하고,
   상기 워터 재킷의 유로는 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 냉각수가 상기 주편이 통과하는 주편 투입구가 배치되는 하측에서부터 상측 방향으로 순환하도록 설치된 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스카퍼는
   상기 이송 롤러와 이격 배치된 스카퍼 본체;
   상기 스카퍼 본체에 장착되어, 상기 주편의 표면을 가열하기 위한 가열기; 및
   상기 스카퍼 본체에 장착되어, 상기 주편의 표면에 가스를 분사하기 위한 가스 분사 노즐;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 집진 후드는
   상기 스카퍼 본체의 주변에 장착되어, 상기 이송 롤러 및 주편을 감싸도록 장착되며, 상기 이송 롤러에 의해 이동하는 상기 주편이 통과하는 주편 투입구를 구비하는 집진 후드 본체;
   상기 집진 후드 본체의 상측에 장착되어, 상기 주편의 표면이 스카핑되면서 비산하는 용융물을 집진하기 위한 집진 배관; 및
   상기 집진 후드 본체의 하측 내부에 장착되며, 상기 집진 후드 본체 내부에서 비산되지 못하고 낙하하는 용융물과, 상기 워터 재킷에 의한 냉각에 의해 상기 집진 후드의 벽체에서 급냉에 의해 고화되어 낙하하는 용용 고화물을 포집하기 위한 포집 탱크;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 시스템.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 주편 스카핑 처리 시스템은
   상기 정면 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 제1 냉각수 분사 유닛; 및
   상기 측면 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되어, 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 제2 냉각수 분사 유닛;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 냉각수 분사 유닛은
   상기 주편 투입구가 위치하는 영역에 배치된 노즐은 제1 간격으로 이격 배치되고,
   상기 주편 투입구가 위치하지 않는 영역에 배치된 노즐은 상기 제1 간격보다 넓은 제2 간격으로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 시스템.
   
8. (a) 이송 롤러 상에 안착되는 주편을 스카퍼로 이송시키는 단계;
   (b) 상기 스카퍼의 주변에 장착되는 집진 후드의 벽체에 내장된 워터 재킷을 가동시켜 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키는 단계; 및
   (c) 상기 스카퍼를 이용하여 상기 주편의 표면을 스카핑하는 단계;를 포함하며,
   상기 워터 재킷은 상기 주편의 길이 방향과 교차하는 정면 부분에 장착된 적어도 하나의 정면 워터 재킷; 및 적어도 일부가 상기 주편의 측면과 중첩되도록 배치되며, 상기 주편의 길이 방향과 평행한 측면 부분에 장착된 적어도 하나의 측면 워터 재킷;을 포함하고,
   상기 워터 재킷의 유로는 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 냉각수가 상기 주편이 통과하는 주편 투입구가 배치되는 하측에서부터 상측 방향으로 순환하도록 설치된 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 (b) 단계시,
   상기 워터 재킷의 유로를 순환하는 냉각수는
   3 ~ 7bar의 압력 및 50 ~ 300㎥/h의 유량으로 공급하는 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 방법.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 (c) 단계시,
    상기 집진 후드의 벽체가 상기 워터 재킷에 의해 냉각되어, 상기 스카핑에 의해 비산하는 용융물이 상기 집진 후드의 벽체에서 급냉에 의해 고화되어 부착이 방지되는 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 방법.
    
11. (a) 이송 롤러 상에 안착되는 주편을 스카퍼로 이송시키는 단계;
    (b) 상기 스카퍼의 주변에 장착되는 집진 후드의 벽체에 내장된 워터 재킷을 가동시켜 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키는 단계; 및
    (c) 상기 스카퍼를 이용하여 상기 주편의 표면을 스카핑하면서, 상기 워터 재킷과 이격된 상측에 장착되는 제1 및 제2 냉각수 분사 유닛을 가동시켜, 상기 집진 후드의 벽체에 냉각수를 분사하는 단계;를 포함하며,
    상기 워터 재킷은 상기 주편의 길이 방향과 교차하는 정면 부분에 장착된 적어도 하나의 정면 워터 재킷; 및 적어도 일부가 상기 주편의 측면과 중첩되도록 배치되며, 상기 주편의 길이 방향과 평행한 측면 부분에 장착된 적어도 하나의 측면 워터 재킷;을 포함하고,
    상기 워터 재킷의 유로는 상기 집진 후드의 벽체를 냉각시키기 위한 냉각수가 상기 주편이 통과하는 주편 투입구가 배치되는 하측에서부터 상측 방향으로 순환하도록 설치된 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 (c) 단계시,
    상기 냉각수는
    15 ~ 25bar의 고압으로 분사하는 것을 특징으로 하는 주편 스카핑 처리 방법.

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