KR102020437B1 - 냉각 장치 및 열간 압연 설비 - Google Patents

냉각 장치 및 열간 압연 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정확하게 판재를 냉각할 수 있는 냉각 장치 및 이를 포함하는 열간 압연 설비를 제공하는 것으로, 일실시예로 강판의 폭방향을 따라서 내부공간이 복수개로 구획되도록 구성되는 노즐 헤드; 복수개로 구획된 내부공간 각각에 복수개가 설치되는 노즐 부재; 상기 노즐 헤드의 복수개로 구획된 내부공간 각각에 연결되며, 구획된 내부공간으로 유체를 제공하는 유체 공급관; 상기 내부공간에 배치되며 상기 노즐 부재의 노즐의 개도를 조절하는 마스킹 수단; 및 상기 마스킹 수단에 연결된 구동부;를 포함하는 냉각 장치를 제공한다.

Description

냉각 장치 및 열간 압연 설비{Cooling Device and Hot Rolling Equipment}
본 발명은 고온 판재를 냉각하는 냉각 장치 및 그를 포함하는 열간 압연 설비에 대한 것이다.
도 1 에는 열간 압연 설비의 개략도가 도시되어 있다. 가열로 혹은 연속 주조로부터 공급된 판재는 압연기(10)와 냉각 장치(20)를 통과한 후 권취기(30)에서 권취된다.
고온 판재 냉각하는 냉각 장치(20)는 냉각수을 판재 표면에 주수하여 냉각을 실시하는 방법을 사용한다. 두께가 얇은 판재(예를 들어, 12mm이하)를 급속 냉각하는 경우에는 냉각종료 온도를 준수해야 한다.
특허문헝 1 에는 권취 직전의 온도를 마추기 위하여 냉각수 주수를 제어하는 기술이 개시되어 있다.
하지만, 종래의 냉각 장치(20)를 이용하는 경우 도 2 와 같이 일부 구간이 과냉각되어 계획된 온도보다 낮게 냉각될 수 있고, 이로 인해 철강재의 경우 재질 기준을 미달성하는 결과가 나타난다. 이러한 현상은 주로 천이비등에 의한 것으로, 비등점보다 매우 높은 온도의 판재를 수냉각할 때 어느 순간 냉각효율이 급격히 올라가는 현상이다.
이를 막기 위해서는 적은 유량으로 주수해야 하나 주수하는 유량이 줄어들면, 물줄기가 고정된 노즐 크기에 비해 가늘어지고 분사된 물형태가 불규칙하게 된다. 도 3 에서 이러한 상황을 확인할 수 있다. 동일한 노즐에서 유량이 충분한 경우에는 도 3 의 좌측 사진과 같이 일정하게 주수되나, 유량이 감소하는 경우에 도 2 의 우측 사진과 같이 주수되는 물형태가 불규칙하다.
이러한 형태는 불균일한 냉각을 야기하므로 주수할 수 있는 유량에는 설비별로 하한이 정해져 있어, 정확한 냉각을 수행하기 어려운 한계가 있다.
(특허문헌 1) JP2009-208123 A
본 발명은 정확하게 판재를 냉각할 수 있는 냉각 장치 및 이를 포함하는 열간 압연 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 냉각 장치 및 이를 포함하는 열간 압연 설비를 제공한다.
본 발명은 일실시예로 강판의 폭방향을 따라서 내부공간이 복수개로 구획되도록 구성되는 노즐 헤드; 복수개로 구획된 내부공간 각각에 복수개가 설치되는 노즐 부재; 상기 노즐 헤드의 복수개로 구획된 내부공간 각각에 연결되며, 구획된 내부공간으로 유체를 제공하는 유체 공급관; 상기 내부공간에 배치되며 상기 노즐 부재의 노즐의 개도를 조절하는 마스킹 수단; 및 상기 마스킹 수단에 연결된 구동부;를 포함하는 냉각 장치를 제공한다.
일실시예에서 각각의 노즐 부재는 상기 노즐 헤드의 저면에 형성된 제 1 노즐 및 상기 노즐을 둘러싸며 상기 저면으로부터 내부공간 내측으로 연장 형성된 노즐 벽을 포함하며, 상기 마스킹 수단은 각각의 노즐 벽 내부로 연장되는 중공형 몸체와 상기 몸체의 하단부에 연결되며 제 1 노즐 보다 개구 면적이 작은 제 2 노즐을 포함하는 복수의 연장부를 포함할 수 있다.
본 발명은 일실시예에서 상기 구동부의 동작에 의해서 상기 제 1 노즐과 제 2 노즐이 선택적으로 적용될 수 있다.
일실시예에서 상기 마스킹 수단은 상기 복수의 연장부가 연결되는 제 1 플레이트; 상기 제 1 플레이트의 상부에서 상기 제 1 플레이트와 탄성수단을 통하여 연결된 제 2 플레이트를 포함하며, 상기 구동부에 의해 마스킹 수단이 저면측으로 이동할 때, 상기 연장부의 제 2 노즐이 제 1 노즐에 겹쳐지며, 추가 이동 시에 상기 제 2 플레이트가 상기 연장부의 중공형 몸체를 막도록 구성될 수 있다.
일실시예에서 상기 마스킹 수단은 상기 복수의 연장부가 연결되는 제 1 플레이트; 및 상기 제 1 플레이트의 상부에서 상기 중공형 몸체를 덮을 수 있도록 구성된 제 2 플레이트를 포함하고, 상기 구동부는 제 1, 2 플레이트와 각각 연결되는 제 1, 2 실린더를 포함할 수 있다.
일실시예에서 상기 마스킹 수단은 상기 연장부의 상단부에 연결되는 탄성부재 및 상기 탄성부재를 통하여 상기 연장부가 연결되는 제 1 플레이트를 포함하고, 상기 몸체의 측면에는 상기 제 2 노즐이 내부공간과 연통하도록 관통공이 형성될 수 있다.
본 발명은 일실시예에서 상기 노즐 부재는 동축을 가지는 제 1 관과 상기 제 1 관의 내측에 배치되는 제 2 관을 포함하는 이중관 구조로 구성되며, 각 관의 하부에는 각각 제 1 및 제 2 노즐이 형성되며, 상기 마스킹 수단은 각 노즐 부재의 제 2 관에 대응되는 관통홀을 포함하는 제 1 플레이트와, 상기 제 1 플레이트 상부에 배치되며 상기 관통홀을 막을 수 있도록 구성된 제 2 플레이트를 포함할 수 있다.
일실시예에서 상기 제 1 플레이트는 각 노즐 부재와 엇갈리는 위치에 유동홀이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 고온의 소재를 압연하는 압연기; 상술한 냉각 장치; 및 압연된 소재를 권취하는 권취기;가 순차적으로 배치된 열간 압연 설비를 제공한다.
본 발명은 노즐 개구 크기를 조절할 수 있는 냉각 장치를 제공하여 정확한 강판의 냉각을 수행할 수 있다.
도 1 은 열간 압연 설비의 개략도이다.
도 2 는 종래의 냉각 장치에서 시간에 따른 판재의 온도 변화를 보이는 그래프이다.
도 3 은 냉각 유량에 따라 노즐의 주수 모습을 보이는 사진이다.
도 4a, b 은 본 발명의 냉각 장치의 정면도 및 부분 절개도이다.
도 5 는 본 발명의 냉각 장치의 제 1 실시예의 단면도이다.
도 6a ~ 6c 는 본 발명의 제 1 실시예의 동작 상태도이다.
도 7 은 본 발명의 냉각 장치의 제 1 실시예의 변형예의 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 냉각 장치의 제 1 실시예의 다른 변형예의 단면도이다.
도 9a ~ 9c 는 본 발명의 냉각 장치의 제 2 실시예의 부분 단면도이다.
도 10a ~ 10c 는 본 발명의 냉각 장치의 제 3 실시예의 부분 단면도이다.
도 11a ~ 11c 는본 발명의 냉각 장치의 제 4 실시예의 부분 단면도이다.
도 12 은 본 발명의 냉각 장치의 제 4 실시예의 노즐 부재의 사시도이다.
도 13a, b는 본 발명의 냉각 장치에 따라 냉각된 판재의 온도를 보이는 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 4a 에는 본 발명의 냉각 장치(100)의 일실시예의 정면도가, 도 4b 에는 본 발명의 냉각 장치(100)의 절개도가 도시되어 있다.
본 발명의 냉각 장치(100)는 도 1 과 같은 열간 압연 설비(1)에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 냉각 장치(100)는 가열로 또는 연주 설비로부터 나오는 고온의 판재를 압연하는 압연기(10)와 압연된 강판을 권취하는 권취기(30) 사이에 냉각 장치(100)가 배치될 수 있다.
도 4a 및 4b 에서 보이듯이, 냉각 장치(100)는 강판(M)의 폭방향을 따라서 내부공간(112)이 복수개로 구획되도록 구성되는 노즐 헤드(110); 복수개로 구획된 내부공간 각각에 복수개가 설치되는 노즐 부재(120); 상기 노즐 헤드(110)의 복수개로 구획된 내부공간(112) 각각에 연결되며, 구획된 내부공간으로 유체를 제공하는 유체 공급관(170); 상기 내부공간에 배치되며 상기 노즐 부재의 노즐의 개도를 조절하는 마스킹 수단(140); 및 상기 마스킹 수단(140)에 연결된 구동부(190);를 포함한다. 상기 유체 공급관(170)은 구획된 내부공간(112)에 각각 연결되며, 수 공급원에 연결된 배관(200)에 연결되어 내부공간(112)으로 냉각수를 공급한다.
노즐 부재(120)는 판재(M)의 폭방향 및 이동 방향을 따라서 다수 개가 일정 간격으로 배치되며, 마스킹 수단(140)은 구획된 내부공간(112)에 배치되 노즐 부재(120)를 일괄적으로 커버하거나 노즐 크기를 감소시키도록 평면상에서 사각형상을 가지며, 마스킹 수단(140)의 이동시 내부 공간(112)의 냉각수에 의한 저항을 감소하도록 마스킹 수단(140)의 중간 중간, 즉 노즐 부재(120)와 어긋난 위치에 유동홀(147)이 형성된다.
도 5 내지 도 6 에는 본 발명의 제 1 실시예가 자세히 도시되어 있다. 도 5 에는 본 발명의 냉각 장치(100)의 제 1 실시예의 단면도가 도시되어 있으며, 도 6a 내지 6c 에는 도 5 의 제 1 실시예가 구동부(190)의 동작에 의해서 노즐 개구의 크기를 변환시키는 모습이 도시되어 있다.
도 5 에서 보이듯이, 본 발명의 제 1 실시예에서 노즐 헤드(110)는 프레임(111)에 의해서 형성되며, 노즐 헤드(110)에 의해서 형성된 내부공간(112)에는 다수의 노즐 부재(120)이 배치되며, 각 노즐 부재(120)를 커버할 수 있도록 마스킹 수단(140)이 노즐 부재(120)의 상부에 배치된다. 마스킹 수단(140)는 구동부(190)에 연결되며, 구동부(190)의 동작에 의해서 마스킹 수단(140)은 상/하방향으로 이동된다.
노즐 부재(120)는 상기 노즐 헤드(110)의 저면에 형성된 제 1 노즐(122) 및 상기 제 1 노즐(122)을 둘러싸며, 상기 저면으로부터 내부공간(112) 내측으로 연장 형성된 원통형의 노즐 벽(121)을 포함한다. 이 실시예에서 제 1 노즐(122)은 원형 단면을 가지는 개구로 형성된다.
상기 마스킹 수단(140)은 상기 노즐 벽(121)의 내부로 연장 형성되는 중공형 몸체(151)와 상기 몸체(151)의 하단부에 연결되며 상기 제 1 노즐(122)의 개구보다 작은 면적의 개구가 형성된 제 2 노즐(152)을 포함하는 연장부(150)를 포함하며, 상기 연장부(150)는 제 1 플레이트(142)에 연결된다. 상기 제 2 노즐(152)과 몸체(151)는 상기 제 2 노즐(152)이 제 1 노즐(122)에 밀착하였을 때 상기 제 1 플레이트(142)와 상기 노즐 벽(121) 사이에 간격이 생기도록 구성된다.
한편, 연장부(150)가 연결되는 제 1 플레이트(142)의 상부에는 제 2 플레이트(141)가 소정 간격을 두고 배치되며 상기 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 탄성 변형할 수 있는 탄성수단, 예를 들면 스프링(145)에 의해서 연결된다. 한편, 상기 제 2 플레이트(141)의 상기 몸체(151)의 상부의 위치에는 제 2 플레이트(141)가 상기 제 1 플레이트(142)에 가까워졌을 때, 상기 중공의 공간부(153)를 막을 수 있도록 마개(141a)가 구비된다. 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)에는 유동홀(147)이 구비되어 플레이트의 이동시 유동 저항을 적게 구성된다.
상기 마스킹 수단(140)의 상기 제 2 플레이트(141)는 구동부(190)의 제 1 실린더(191)에 연결된다.제 1 실린더(191)는 일정 거리만큼 이동할 수 있도록 측면에 센서(195)가 구비되어 있다.
도 6 을 통하여 제 1 실시예의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
제 1 실시예의 정상 주수 시의 모습이 도 6a 에 도시되어 있다. 제 1 실린터(191)는 위로 올라가 있으며, 상기 제 1 노즐(122)을 통하여 내부공간(112)의 유체가 주수된다.
제 1 실시예의 저유량 주수 시의 모습이 도 6b 에 도시되어 있다. 제 1 실린더(191)는 센서(195)에 감지될 정도로만 이동되며, 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 제 1 실린더(191)에 의해서 함께 이동된다. 제 1 플레이트(142)에 연결된 연장부(150)의 제 2 노즐(152)이 제 1 노즐(122)에 밀착하여, 내부공간(112)의 냉각수는 상기 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141) 사이의 공간 및 중공(153)을 통하여 제 2 노즐(152)로 주수된다. 앞에서 말한 바와 같이 제 2 노즐(152)의 경우에 제 1 노즐(122)보다 개구 면적이 작기 때문에 저유량이 유출되는 경우에 불규칙하게 유출되지 않고 일정한 유량이 토출될 수 있다.
제 1 실시예의 냉각 장치(100)가 냉각을 하지 않을 때의 모습이 도시되어 있다. 제 1 실린더(191)는 끝까지 이동되며, 제 2 플레이트(141)의 마개(141a)가 상기 중공(153)을 막아 상기 중공(153)으로 냉각수가 유출되지 않는다. 따라서, 제 1 노즐(122)은 제 2 노즐(152)과 상기 마개(141a)에 의해서 막혀서 냉각수가 유출되지 않게 된다.
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예의 냉각 장치(100)는 유량에 따라서, 노즐의 개구 크기를 조절할 수 있으며, 따라서 저유량에서도 일정한 양의 주수가 가능하다. 따라서 천이 비등 구간에서 적은 유량을 안정적으로 공급함으로써 판재의 냉각을 정확하게 제어할 수 있다.
도 7 및 8 에는 도 5 의 제 1 실시예의 변형예와 다른 병형예가 도시되어 있다. 도 7 및 8 의 실시예의 경우에 도 5 의 실시예와 노즐 부재(120) 및 연장부(150)의 구성은 동일하나, 제 1 및 제 2 플레이트(141, 142)와 구동부(190)의 구성이 다소 상이하다.
도 7 의 변형예의 경우에 제 1 플레이트(142)는 제 1 실린더(191)에 제 2 플레이트(141)는 제 2 실린더(192)에 연결되며, 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 서로 연결되지 않는다. 따라서, 저용량 주수 시에는 제 1 플레이트에 연결된 제 1 실린더(191)만 동작하여 제 2 노즐(152)을 제 1 노즐(122)에 밀착시키며, 중단 시에는 제 2 실린더(192)가 추가로 동작하여 상기 중공(153)을 제 2 플레이트(141)에 연결된 마개(141a)로 막는다.
도 8 의 변형예의 경우에 제 1 및 제 2 플레이트(141, 142)가 제 1 실린더(191)에 연결되어 있으나, 제 1 플레이트(142)는 제 1 로드(191a)에 제 2 플레이트(141)는 제 2 로드(191b)에 연결된다. 제 1 실린더(191)는 복수의 실린더를 포함하며 각각의 로드를 따로 움직일 수 있게 구성된다. 제 1 플레이트(142)는 제 2 플레이트(141)에 연결되지 않으며, 각 로드(191a, 191b)의 동작에 의해서 저용량 주수, 정상 주수, 중단이 결정된다.
도 9a 내지 9c 에는 본 발명의 제 2 실시예가 도시되어 있다. 제 2 실시예에서 노즐 부재(120)의 형상은 제 1 실시예와 동일하다.
마스킹 수단(140)은 연장부(150)를 포함하며 연장부(150)는 상기 노즐 벽(121)의 내부로 연장 형성되는 중공형 몸체(151)와 상기 몸체(151)의 하단부에 연결되며 상기 제 1 노즐(122)의 개구보다 작은 면적의 개구가 형성된 제 2 노즐(152)을 포함한다. 상기 연장부(150)는 제 1 플레이트(142)에 연결되는데, 상기 제 1 플레이트(142)는 상기 노즐 벽(121)을 덮을 수 있을 정도로 연장 형성된다(도번 142a 참고). 상기 제 2 노즐(152)과 몸체(151)는 상기 제 2 노즐(152)이 제 1 노즐(122)에 밀착하기 전에 상기 제 1 플레이트(142)가 상기 노즐 벽(121)에 밀착하게 구성된다.
한편, 연장부(150)가 연결되는 제 1 플레이트(142)의 상부에는 제 2 플레이트(141)가 소정 간격을 두고 배치되며, 상기 제 2 플레이트(141)의 하면에는 고무 재질의 밀봉층(144)이 부착된다. 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)에는 유동홀(147)이 구비되어 플레이트의 이동시 유동 저항을 적게 구성된다. 도시하지는 않았지만, 제 2 실시예의 경우에 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 독립적으로 운동할 수 있도록 도 7 의 변형예나 도 8 의 변형예와 같은 구동부(190)를 포함할 수 있다.
도 9a 에는 정상 주수 시의 모습이 도시되어 있다. 도 9a 에서 보이듯이, 정상 주수 시에 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 위에서 각각 이격된 위치에 위치하며 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141) 사이의 공간 및 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121) 사이의 공간을 통하여 내부공간(112)의 냉각수가 제 1 노즐(122)로 유출된다.
도 9b 에는 저유량 주수 시의 모습이 도시되어 있다. 도 9b 에서 보이듯이, 저유량 주수 시에 제 1 플레이트(142)는 아래로 내려와서 상기 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121)은 밀착한다. 따라서, 노즐 벽(121) 내부의 공간(123)으로는 냉각수가 들어오지 않으며, 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141) 사이의 공간 및 중공(153), 제 2 노즐(152)을 통하여 저유량의 냉각수가 주수되어 저유량도 안정적으로 유출될 수 있다.
도 9c 에는 차단 시의 모습이 도시되어 있다. 도 9c 에서 보이듯이, 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141) 모두 하방으로 이동된다. 제 2 플레이트(141)의 하부의 밀봉층(144)이 상기 중공(153)을 막으며, 상기 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121)은 밀착하여, 제 1 노즐(122)이나 제 2 노즐(152) 어디로도 냉각수가 유출되지 않는다.
도 10a 내지 10c 에는 본 발명의 제 3 실시예가 도시되어 있다. 제 3 실시예에서 노즐 부재(120)의 형상은 제 1 실시예와 동일하다.
마스킹 수단(140)은 연장부(150)를 포함하며 연장부(150)는 상기 노즐 벽(121)의 내부로 연장 형성되는 중공형 몸체(151)와 상기 몸체(151)의 하단부에 연결되며 상기 제 1 노즐(122)의 개구보다 작은 면적의 개구가 형성된 제 2 노즐(152)을 포함한다. 상기 몸체(151)에는 중공(153)이 내부공간(112)와 연통하게하는 복수의 관통공(154)이 형성되어 있다.
상기 연장부(150)는 탄성부재(160)를 통하여 제 1 플레이트(142)에 연결된다. 상기 제 1 플레이트(142)는 상기 노즐 벽(121)을 덮을 수 있을 정도로 연장 형성된다(도번 142a 참고). 상기 제 2 노즐(152), 몸체(151) 및 탄성부재(160)는 상기 제 2 노즐(152)이 제 1 노즐(122)에 밀착 시에 상기 제 1 플레이트(142)와 상기 노즐 벽(121)사이의 공간이 형성되게 구성된다. 탄성부재(160)는 변형되었을 때, 제 1 플레이트(142)가 상기 노즐 벽(121)에 밀착할 수 있도록 충분한 길이를 가진다.
한편, 상기 제 1 플레이트(142)의 하면에는 고무 재질의 밀봉층(144)이 부착된다. 제 1 플레이트(142)에는 유동홀(147)이 구비되어 플레이트의 이동시 유동 저항을 적게 구성된다. 도시하지는 않았지만, 제 3 실시예의 경우에 제 1 플레이트(142)는 제 1 실시예와 동일하게 2단 움직임이 가능하게 구성(도 5 참고)된다.
도 10a 에는 정상 주수 시의 모습이 도시되어 있다. 도 10a 에서 보이듯이, 정상 주수 시에 제 1 플레이트(142)와 제 2 노즐(152)는 노즐 벽(121)과 제 1 노즐(122)로부터 각각 이격된 위치에 위치하며 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121) 사이의 공간을 통하여 내부공간(112)의 냉각수가 제 1 노즐(122)로 유출된다.
도 10b 에는 저유량 주수 시의 모습이 도시되어 있다. 도 10b 에서 보이듯이, 저유량 주수 시에 제 1 플레이트(142)는 아래로 내려와서 상기 제 1 노즐(122)과 제 2 노즐(152)은 밀착한다. 따라서, 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121) 사이의 공간으로 유입되는 냉각수는 모두 제 2 노즐(152)로 유출된다. 개구 면적이 작은 제 2 노즐(152)을 통하여 저유량의 냉각수가 주수되므로 저유량도 안정적으로 유출될 수 있다.
도 10c 에는 차단 시의 모습이 도시되어 있다. 도 10c 에서 보이듯이, 제 1 플레이트(142)는 제 1 플레이트(142)가 노즐 벽(121)에 밀착하도록 이동된다. 제 1 플레이트(142)의 하부의 밀봉층(144)이 노즐 벽(121)은 밀착하여, 제 1 노즐(122)이나 제 2 노즐(152) 어디로도 냉각수가 유출되지 않는다.
도 11a 내지 11c 및 도 12 에는 본 발명의 제 4 실시예가 도시되어 있다.
본 발명의 제 4 실시예에서 노즐 부재(120)는 상기 노즐 헤드(110)의 저면에 형성된 제 1 노즐(122), 상기 제 1 노즐(122)을 둘러싸며 상기 저면으로부터 내부공간(112) 내측으로 연장 형성된 제 1 관으로서의 노즐 벽(121), 상기 제 1 관의 내부에 연결부(127)를 통하여 연결되며 상기 노즐 벽(121)과 동축을 가지는 제 2 관(124) 및 상기 제 2 관(124)의 하부에 연결된 제 3 노즐(125)을 포함한다. 이 실시예에서 제 1 노즐(122) 및 제 3 노즐(125)은 동심의 원형 단면을 가지되 서로 단면적이 상이한 개구로 형성된다.
마스킹 수단(140)은 상기 노즐 부재(120)의 상측에 배치된 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)를 포함하여, 각 플레이트(141,142)의 하부에는 밀봉층(144)이 부착된다. 각 플레이트(141, 142)에는 유동홀(147)이 형성된다.
제 1 플레이트(142)는 각 노즐 부재(120)의 제 2 관(124)에 대응되는 관통홀(146)을 포함하며, 제 1 플레이트(142)가 노즐 부재(120)에 밀착하였을 때, 상기 제 1 관과 제 2 관 사이의 공간(123)이 상기 제 1 플레이트(142)에 의해서 차단되게 구성된다.
한편, 제 2 플레이트(141)는 상기 관통홀(146)을 커버하도록 구성되며, 따라서, 상기 제 2 플레이트(141)가 제 1 플레이트(142)에 밀착할 때, 상기 관통홀(146)이 상기 제 2 플레이트(141)에 의해서 막히게 된다.
도시하지는 않았지만, 제 4 실시예의 경우에 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 독립적으로 운동할 수 있도록 도 7 의 변형예나 도 8 의 변형예와 같은 구동부(190)를 포함할 수 있다.
도 11a 에는 정상 주수 시의 모습이 도시되어 있다. 도 11a 에서 보이듯이, 정상 주수 시에 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141)는 노즐 벽(121)과 제 1 플레이트(142)로부터 각각 이격된 위치에 위치하며 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121) 사이의 공간 및 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141) 사이 공간과 상기 관통홀(146)을 통하여 내부공간(112)의 냉각수가 제 1 노즐(122)로 유출된다.
도 11b 에는 저유량 주수 시의 모습이 도시되어 있다. 도 11b 에서 보이듯이, 저유량 주수 시에 제 1 플레이트(142)는 아래로 내려와서 상기 노즐 벽(121)과 제 2 관(124)의 상면에 밀착한다. 따라서, 제 1 플레이트(142)와 노즐 벽(121) 사이의 공간(123)으로 냉각수가 유입되지 않으며, 제 1 플레이트(142)와 제 2 플레이트(141) 사이 공간과 상기 관통홀(146) 및 중공(126)을 통하여 제 3 노즐(125)로 유출된다. 개구 면적이 작은 제 3 노즐(125)을 통하여 저유량의 냉각수가 주수되므로 저유량도 안정적으로 유출될 수 있다.
도 11c 에는 차단 시의 모습이 도시되어 있다. 도 11c 에서 보이듯이, 제 2 플레이트(141)는 제 1 플레이트(142)에 밀착하도록 이동된다. 제 2 플레이트(141)의 하부의 밀봉층(144)이 제 1 플레이트(142)의 관통홀(146)을 차단하도록 밀착하여, 제 1 노즐(122)이나 제 3 노즐(125) 어디로도 냉각수가 유출되지 않는다.
본 발명의 유량 차단 기술에 의하면 냉각수 공급을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 노즐 부재(120)를 일시에 차단 혹은 개구 면적을 감소시킬 수 있어서지시유량 프로파일을 정확히 추종할 수 있다. 따라서, 강판의 길이 방향 혹은 폭방향에서 발생하는 온도 편차를 최소화하도록 냉각을 조절할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 의하면 박물 두께의 판의 공급되는 냉각수의 유량을 가변하도록 제어할 수 있어, 강판의 폭 방향, 길이방향에 대한 온도 편차를 최소화 할 수 있고, 강판의 폭에 대응하여 냉각수를 공급할 수 있어 조업 시간을 연장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 수치적으로 전 냉각설비에 확대 적용시 생산성 30% 향상을 기대할 수 있다. 또한, 냉각 교정율을 줄일 수 있어, 그에 따른 가공비를 절약할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 고안의 구체적인 예를 실시한 결과가 도 13에 도시되어 있다. 고온의 판재에 주수하여 냉각한 결과가 도시되어 있다. 도 13a에는 종래의 냉각 장치를 사용하지 않았을 때의 강판의 폭방향에 따른 온도 모습이, 도 13b 에는 본 발명의 냉각 장치(실시예 1)를 사용하였을 때의 온도 모습이 도시되어 있다.
도 13a 에서 보이듯이, 종래의 냉각 장치의 경우에 50~60℃의 온도 편차가 발생하였으나, 본 발명의 냉각 장치를 사용한 경우에는 도 13b 에서 보이듯이 온도 편차는 10~20℃까지 줄어들었다. 이는 주수 장치가 보유하게 된 냉각 장치를 통해 판재의 온도편차를 제어할 수 있고, 균일 냉각을 구현할 수 있음을 나타낸다.
이상, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 냉각 장치 110: 노즐 헤드
112: 내부 공간 120: 노즐 부재
121: 노즐 벽 122: 제 1 노즐
140: 마스킹 수단 141: 제 2 플레이트
142: 제 1 플레이트 145: 스프링
150: 연장부 151: 몸체
152: 제 2 노즐

Claims (9)

  1. 강판의 폭방향을 따라서 내부공간이 복수개로 구획되도록 구성되는 노즐 헤드;
    복수개로 구획된 내부공간 각각에 복수개가 설치되는 노즐 부재;
    상기 노즐 헤드의 복수개로 구획된 내부공간 각각에 연결되며, 구획된 내부공간으로 유체를 제공하는 유체 공급관;
    상기 내부공간에 배치되며 상기 내부공간에 설치된 복수개의 상기 노즐 부재의 노즐의 개도를 일괄적으로 조절하는 마스킹 수단; 및
    상기 마스킹 수단에 직접 연결된 구동부;
    를 포함하며,
    각각의 노즐 부재는 상기 노즐 헤드의 저면에 형성된 제 1 노즐 및 상기 제1 노즐을 둘러싸며 상기 저면으로부터 내부공간 내측으로 연장 형성된 노즐 벽을 포함하며,
    상기 마스킹 수단은 각각의 노즐 벽 내부로 연장되는 중공형 몸체와 상기 몸체의 하단부에 연결되며 제 1 노즐 보다 개구 면적이 작은 제 2 노즐을 포함하는 복수의 연장부를 포함하고,
    상기 구동부의 동작에 의해서 상기 제 1 노즐과 제 2 노즐이 선택적으로 적용되며,
    상기 마스킹 수단은
    상기 연장부의 상단부에 연결되는 탄성부재 및 상기 탄성부재를 통하여 상기 연장부가 연결되는 제 1 플레이트를 포함하고,
    상기 몸체의 측면에는 상기 제 2 노즐이 내부공간과 연통하도록 관통공이 형성되는 냉각 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트는 각 노즐 부재와 엇갈리는 위치에 유동홀이 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
  9. 고온의 소재를 압연하는 압연기;
    제 1 항의 냉각 장치; 및
    압연된 소재를 권취하는 권취기;가 순차적으로 배치된 열간 압연 설비.
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