KR102321282B1 - 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키는 사이드 스프레이 방법 - Google Patents

열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키는 사이드 스프레이 방법 Download PDF

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Abstract

열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법은
(a) 열간 압연(20, 20', 20") 후 각 냉각 섹션 뒤에 사이드 스프레이 장치를 제공하되, 상기 사이드 스프레이 장치는 런아웃 롤러 테이블(10)의 두 측면을 따라 엇갈리게 배치되고, 상기 사이드 스프레이 장치는 2개 이상의 스프레이 유닛을 포함하며, 각각의 스프레이 유닛은 튜브 상에 스프레이 튜브(2, 2', 2") 및 노즐을 포함하고, 상기 스프레이 튜브는 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 평행하고 수직으로 배열되며 인접한 노즐의 커버링 범위는 부분적으로 겹쳐지고, 노즐의 총 스프레이 커버리지는 전체 런아웃 롤러 테이블의 폭을 커버하며; 사이드 스프레이 물 수집 장치(40, 40;, 40")는 사이드 스프레이 장치와 반대인 런아웃 롤러 테이블의 다른 측면 상에 제공되어 사이드 스프레이 물은 물 수집 장치에 의해 수집되는 단계; 및 (b) 개방 쌍 모드에서 사이드 스프레이 장치를 제어하는, 즉 런아웃 롤러 테이블의 양쪽에 있는 사이드 스프레이 장치는 동시에 시작해야 하는 단계를 포함한다. 사이드 스프레이 방법은 폭 사양이 다른 스틸 스트립 표면의 잔류수를 효과적으로 퍼지하고 냉각 균일성을 개선하며 환경 및 전기 장비에 대한 악영향을 피하기 위해 가능한 한 스플래시를 줄일 수 있다.

Description

열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키는 사이드 스프레이 방법
본 발명은 야금 기술에 속하며, 특히 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법에 관한 것이다.
현재, 열간 연속 압연 후 냉각 영역은 일반적으로 틸팅 프레임 유형의 층상 냉각(tilting frame type laminar cooling) 또는 가압 직접 분사 냉각 장치를 사용한다. 각 틸팅 프레임의 냉각수는 효과적으로 배제되지 않는 무질서한 흐름 상태로 스틸 스트립의 윗면에 떨어지고 표면에 잔류수를 형성하여 냉각 불균일을 초래한다. 동시에 스틸 스트립의 빠른 움직임으로 인해 스틸 스트립이 진행됨에 따라 냉각수의 일부가 인접한 티핑 랙 영역(tipping rack area)으로 돌진하여 냉각수 상태를 파괴하여 냉각 불량 및 불균일한 냉각을 초래한다. 냉각수는 고온 강판을 만나면 증기막을 형성하여 후속 냉각수와 강판의 직접적인 접촉을 방해하고 냉각 효율에 영향을 미친다.
이러한 이유로 열간 연속 압연 후 냉각 영역에는 일반적으로 틸팅 프레임 사이에 사이드 스프레이 장치가 제공되어 잔류수를 쓸어 내고 1~2개의 원통형 또는 부채꼴 노즐이 스틸 스트립의 세로 진행 방향에 수직인 측면 스프레이에 사용된다. 물을 제거하고 증기막을 끊는 효과가 있지만 실제 사용 과정에는 다음과 같은 문제점이 있다:
1) 사이드 스프레이 물이 튀는 경우 부작용이 발생한다.
스틸 스트립의 빠른 이동 속도로 인해 표면에 잔류수의 충격력이 크다. 측면 스프레이 탈수는 필연적으로 사이드 스프레이 물과 잔류수 사이에 격렬한 충돌을 일으켜 특히 노즐 영역 근처에서 다량의 스플래시 워터(splash water)를 생성하며 충돌이 더 강하고 스플래시 워터가 높고 멀어 주변 환경에 영향을 미친다. 또한, 많은 양의 물이 튀어나오면 모터와 같은 전기 장비의 오작동을 유발하여 일부 생산 라인이 강제로 정지하거나 모터에서 사이드 스프레이가 거의 켜지지 않아 스틸 스트립 양면이 고르지 않게 냉각된다. 동시에, 측면으로 분사할 때 일정한 충격력을 가진 잔류수는 수벽(water wall)을 가로 질러 스트립 전면으로 들어가기 쉬워서 냉각 표면이 고르지 않게 된다. 냉각 롤러 테이블의 양쪽에 배플(baffles)이 제공되기 때문에 측면 물 스프레이가 상기 배플과 충돌한 후 백스플래시(backsplash) 및 역류(backflow)가 발생한다. 특히 넓은 스틸 스트립의 경우 스트립과 배플 사이의 간격이 매우 작다. 사이드 스프레이 물을 빠르게 제거하기가 어렵다. 스틸 스트립 표면으로의 백스플래시 및 역류는 사이드 스프레이 효과에 영향을 줄뿐만 아니라 고르지 않은 냉각을 유발한다.
2) 폭이 다른 스틸 스트립의 수분 제거 효과를 고려하기 어렵다.
사이드 스프레이, 특히 원통형 노즐의 사이드 스프레이는 스프레이 물과 스틸 스트립의 표면 사이에 최적의 접촉점(스프레이 포인트(spray point))을 설정하기가 어렵다. 열간 압연된 스틸 스트립에는 많은 사양이 있으며 넓고 좁은 스틸 스트립은 스프레이 포인트 선택에 큰 어려움을 준다. 사이드 스프레이 포인트는 측면에 매우 가까우며 좁은 스틸 스트립은 표면으로 쓸어 낼 수 없다: 사이드 스프레이 포인트는 중앙에 매우 가깝고 광대역 스틸의 가장자리는 효과적으로 퍼지할 수 없다. 또한, 원통형 노즐로 인해 스프레이 포인트 영역이 너무 차가워져 폭 방향의 냉각이 고르지 않게 된다.
일부 생산 라인은 폭이 다른 스틸 스트립을 고려하기 위해 각도가 0도에 가까운 스프레이를 사용한다. 실제 효과는 좋지 않다. 더 넓은 스틸 스트립의 경우, 후속 물 분사력이 충분하지 않기 때문에 스틸 스트립 표면에서 잔류수를 제거하는 것이 어렵다: 모양이 나쁘고 뒤틀린 스틸 스트립의 경우 분사되는 물은 스틸 스트립의 표면을 쓸어 넘길뿐만 아니라 스틸 스트립을 이탈시킬 수 있다.
이러한 이유로 많은 기술자와 과학 연구 기관에서 사이드 스프레이를 최적화하였다:
중국특허 CN103611739A호는 스틸 스트립 이동 방향에 수직인 평면에서 상부 및 하부 노즐의 선호 높이 및 스프레이 각도를 계산하고 전체 스틸 스트립 폭을 균일하게 덮고 사이드 스프레이 퍼지 효과를 증가시키는 열간 압연 층류 사이드 스프레이의 최적화 계산 방법을 개시한다. 사이드 스프레이는 전체 폭을 덮을 수 있지만 잔류수의 양이 많고 충격이 강한 경우 측면 사이드 스프레이는 수분 제거에 그다지 효과적이지 않고 사이드 스프레이와 층류수(laminar water)가 격렬하게 충돌하여 많은 스플래시를 발생시킬 것이며, 주변 전기 장비의 고장을 일으키기 쉬울 뿐만 아니라 주변 환경에도 영향을 미친다.
중국특허 CN203108954U호는 강판 냉각 장치의 사이드 스프레이 장치를 개시한다. 상기 실용신안은 고압수 노즐과 고압 가스 노즐을 사용하여 강판의 잔류수를 음압의 잔류수 흡입 시스템으로 쓸어내린다. 고압수와 고압 가스의 조합은 퍼징 범위의 잔류수를 효과적으로 제거할 수 있다. 음압 흡입 시스템은 물을 어느 정도 퍼지하면 역세(back wash)와 역류를 줄일 수 있다. 상기 실용신안은 고압수 사이드스프레이 장치의 구조를 명확히 하지 않아 폭이 다른 강판의 퍼지에 적응할 수 있을지 의문이다: 상기 실용신안은 고압수 스프레이와 가스 스프레이를 채택하여 필연적으로 사이드 물 스프레이, 가스 및 잔류수가 격렬하게 충돌하고 많은 양의 스플래시 물을 생성하며 음압수 흡입 시스템에 완전히 들어가기가 어려워 주변 전기 장비 및 환경에 손상을 입힐 수 있다: 사이드 스프레이 장치에는 너무 복잡하고 값 비싼 공기 공급, 물 공급 및 물 펌프가 모두 장착되어야 한다.
중국특허 CN202591256U호는 스틸 스트립 물 제거 노즐 장치를 개시한다. 상기 실용신안은 정밀 냉각 장치와 온도 감지기 사이에 최소 한 쌍의 사이드 스프레이 물 제거 노즐을 추가하여 온도 측정에 대한 잔류수의 영향을 제거한다. 이 특허는 온도계 앞에 한 쌍의 측면 노즐만 추가하고 냉각 영역 전체 길이의 냉각에 대한 잔류수의 악영향을 해결하지 않는다: 사이드 스프레이 노즐을 추가하면 효과적으로 수분 제거 효과를 높일 수 있지만 사이드 스프레이 노즐의 과도한 온도 강하는 스트립의 냉각 제어에 악영향을 미칠 수 있으며 많은 양의 사이드 스프레이 스플래시도 전기 장비 및 주변 환경에 영향을 미칠 수 있다.
중국특허 CN104525589A호는 열간 압연된 스틸 스트립의 층상 냉각의 사이드 스프레이를 제어하는 방법을 개시한다. 층류(laminar flow)의 레벨-2 공정 제어 시스템은 층상 냉각의 레벨-1 기본 자동화 제어 시스템에 사용자가 선택한 모드를 제공한다. 층류 수집 장치 그룹의 하나 이상의 층류 수집 장치가 측면 스프레이 개방 모드에서 개방되었는지를 판단하기 위해 층상 냉각의 레벨-1 기본 자동화 제어 시스템에 판단 프로세스가 설정된다. 만약에 그렇다면 그룹의 사이드 스프레이가 열린다: 그렇지 않으면 사이드 스프레이가 여전히 닫혀 있다. 이것은 열간 압연에서 층상 냉각의 일반적인 개방 모드이다.
중국특허 CN205253744U호는 사이드 스프레이 물을 효과적으로 수집하고 롤러로 돌아가거나 강철 표면으로 다시 튀어나오지 않고, 주변 전기 장비를 보호하면서 스틸 스트립 표면을 최적화하는 워터 가이드 홈(water guide groove)과 파이프를 통해 배수로로 흘러들어갈 수 있는 열간 압연된 층상 사이드 물 스프레이 수집 장치를 개시한다. 장치의 직사각형 수집 포트가 충돌 방지 설계 없이 너무 크다. 스틸 스트립의 헤드가 어긋나면 수집 포트에 쉽게 고정되어 철 스크랩이 발생한다.
상기 특허들은 원래의 사이드 스프레이 효과를 어느 정도 개선했지만 사이드 스프레이 물과 잔류수가 측면 스프레이로 인한 스플래시와 격렬하게 충돌하여 주변 환경 및 전기 장비에 영향을 미치는 문제를 효과적으로 해결할 수 없다. 일부 장치에는 보안 위험이 있고 일부 장치는 너무 복잡하다.
본 발명의 목적은 스틸 스트립 표면의 고압 사이드 스프레이 물과 잔류수 사이의 격렬한 충돌로 인한 스플래시를 최소화하기 위해 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키는 사이드 스프레이 방법을 제공하고, 환경 및 전기 장비에 대한 악영향을 피하면서 냉각의 균일성을 개선하는 데에 있다.
상기 목적을 위해 본 발명의 기술 방안은 다음과 같다:
다음 단계를 포함하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법(side spray method):
(a) 열간 압연 후 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블(run out roller table)의 양면에 다수의 냉각 섹션 뒤에 사이드 스프레이 장치를 제공하되, 상기 사이드 스프레이 장치는 상기 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 두 측면을 따라 엇갈리게 배치되고, 상기 사이드 스프레이 장치는 2개 이상의 스프레이 유닛을 포함하며, 각각의 스프레이 유닛은 튜브 상에 스프레이 튜브 및 노즐을 포함하고, 상기 스프레이 튜브는 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 평행하고 수직으로 배열되며 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 이동 가능하고; 사이드 스프레이 장치상의 노즐의 커버링 범위는 부분적으로 겹쳐지고, 노즐의 총 스프레이 커버리지 커버링(total spray coverage covering)은 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 폭을 커버하며; 사이드 스프레이 물 수집 장치(side spray water collecting devices)는 사이드 스프레이 장치와 반대인 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 다른 측면 상에 제공되어 사이드 스프레이 물은 물 수집 장치에 의해 수집되는 단계; 및
(b) 개방 쌍 모드에서 사이드 스프레이 장치를 제어하되, 열간 압연 후 여러 개의 냉각 섹션 및 사이드 스프레이 장치가 스틸 스트립의 작동 방향으로 번호가 매겨지고, 홀수 번호의 냉각 섹션의 밸브가 열리면 냉각 섹션 뒤의 2개의 연속적으로 엇갈린 사이드 스프레이 장치가 동시에 열리며; 짝수 번호의 냉각 섹션의 밸브가 열리면 냉각 섹션 뒤에 있는 사이드 스프레이 장치가 이미 열려 있어 추가 사이드 스프레이 장치를 열 필요가 없는 단계.
바람직하게는 각각의 사이드 스프레이 장치가 N 스프레이 유닛(N spray units)을 갖고 N≥2이며, 상기 N 스프레이 유닛이 N 스프레이 튜브(N spray tubes)를 가질 때, 각각의 스프레이 튜브에는 하나의 노즐이 제공되고, 스틸 스트립의 롤러 테이블의 폭은 Wg로 표현되며, 롤러 테이블의 폭을 따른 각각의 노즐 워터마크(nozzle watermark)의 투영은 노즐 Ws의 물 분사 커버리지(water spray coverage)로 명명되고, 수학식 Ws≥Wg/N이 충족되며; 노즐의 분무 방향과 스틸 스트립의 진행 방향 사이의 각도는 방향 각도는 α로 명명되고, 사이드 스프레이 장치의 N 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 1~N으로 분류되며, 첫 번째 노즐에서 N번째 노즐까지의 방향 각도 α는 큰 것으로부터 작은 것으로 설정되고, 첫 번째 내지 (N-1) 노즐의 방향 각도 α는 110° 내지 165°이고, N번째 노즐의 방향 각도 α는 75° 내지 105°이다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 1~N으로 분류되고, 시퀀스 번호 n이 부여되는데, 이는 n=1-M이고 n번째 노즐의 방향 각도는 αn으로 명명되고, 스틸 스트립 표면의 n번째 노즐의 워터마크 길이는 Ln이며, Sn=Ws/tan(180°-αn)-Ws/tan(180°-αn+1)을 만족하고; (n+1)번째 노즐과 n번째 노즐 사이의 설치 간격(installation spacing) Sn은 SN-1=Ws/tan(180°-αN-1)+Ws/tan(αN)이다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐로부터 상기 스틸 스트립의 표면까지의 높이(h)는 300~700mm로 설정되고, 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향으로 1~N으로 분류되며 1번째 내지 N번째 노즐의 높이는 낮음에서 높음으로 설정된다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐은 상기 스틸 스트립의 진행 방향으로 1~N으로 분류되고, 일련번호 n, 즉, n=1~N으로 부여되며, 입사각 β는
1번째 노즐의 입사각 β1=90 °;
n번째 노즐의 입사각 βn =arctan(hn/((n-1)ХLn)), 여기서 n>1, hn은 n번째 노즐 높이이고, Ln은 n번째 노즐 워터마크 길이이며,
n번째 노즐의 산란 각도 θn=arctan((nХLn)/hn)-(90°-βn), 여기서 n> 0, hn은 n번째 노즐 높이이고, Ln은 워터마크 길이이며, βn은 입사각인 조건을 충족한다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치는 2 내지 5개의 스프레이 유닛을 갖는다.
바람직하게는 각 사이드 스프레이 장치 상의 노즐의 커버리지는 어느 정도 중첩된다.
바람직하게는 상기 스프레이 부재 상의 스프레이 튜브는 리프팅 설계(lifting design)로 되어 스프레이 튜브 상의 노즐이 상하로 들어 올려질 수 있다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 물 수집 장치는 상기 사이드 스프레이 장치에 대응하는 일 측면에 개구부가 있는 박스 바디(box body)이고, 적어도 2개의 충돌 방지 아크 플레이트(anti-collision arc plates)가 길이 방향을 따라 간격을 두고 상기 박스 바디의 개구부에 수직으로 구비되고, 상기 박스 바디의 바닥 플레이트가 기울어져 배수구(drainage hole)에 구비된다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 물 수집 장치의 박스 바디의 개구부 측면에는 양 측면에 각각 수직 충돌 방지 아크 플레이트가 구비된다.
바람직하게는 상기 스프레이 부재 상의 노즐은 회전 가능하고 상하 좌우로 회전할 수 있다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치는
파이프 라인을 통해 수원(water source)과 연결되는 물 수집 파이프;
스프레이 유닛의 스프레이 튜브는 물 수집 파이프의 길이 방향을 따라 수직으로 배열되고, 각각 연결편(connecting piece)을 통해 고정 브래킷에 이동 가능하게 연결되며, 호스를 통해 물 수집 파이프에 연결되면 스프레이 튜브는 간격, 높이 및 각도를 조정할 수 있는, 노즐이 있는 2개 이상의 스프레이 유닛을 포함한다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치 상의 스프레이 튜브에는 물 수집 파이프 또는 별도의 물 유입구를 통해 물이 공급되고, 수압 및 유량은 독립적으로 통제된다.
바람직하게는 상기 사이드 스프레이 장치의 물 수집 파이프의 급수 압력이 1.0 MPa 내지 2.0 MPa이고, 유량이 10 m3/h 내지 20 m3/h이다.
바람직하게는 상기 스프레이 유닛에는 노즐 입사각, 즉 노즐 전방 경사각을 조절하기 위한 조정 가능한 볼 조인트(ball joint)가 구비되고, 상기 노즐은 상기 볼 조인트에 연결된다.
바람직하게는 상기 노즐은 팬 노즐(fan nozzle) 또는 텅 노즐(tongue nozzle)이다.
본 발명은 스틸 스트립 표면상의 스팀 필름을 파괴하면서 가이드 워터-제트(guided water-jet) 사이드 스프레이 장치를 설계함으로써 스틸 스트립 표면상의 고압 사이드 스프레이 물과 잔류수 사이의 격렬한 충돌로 인한 스플래시를 최소화한다. 스틸 스트립 표면의 잔류수는 3차원 곡면의 낙수를 이용하여 수집 장치로 쓸어내어 스틸 스트립 폭을 다르게 하고, 냉각의 균일성을 향상시키기 위해 배수구로 유입시켜 롤러 테이블 및 스틸 스트립의 표면으로의 백스플래시 및 역류를 방지할 수 있다. 사이드 스프레이 물 수집 장치의 충돌 방지 설계는 장치를 보호할 뿐만 아니라 스틸 스트립의 끝이 스틸 스크랩에 달라 붙는 것을 방지한다. 개방형 쌍 모드에서 사이드 스프레이 장치로 균일한 냉각을 달성할 수 있다.
사이드 스프레이 장치는 냉각 롤러 테이블의 양쪽에 교대로 설치되며 간격, 높이, 스프레이 각도 및 스프레이 방향을 조정할 수 있는 2~5개의 스프레이 장치로 구성된다. 각 스프레이 유닛은 스프레이 튜브, 조정가능한 볼 조인트 및 노즐로 구성되며, 타격력과 커버링 표면을 모두 가진 워터-젯(water-jet)을 분사하여 롤러 테이블의 전체 너비를 덮는 3차원 가이드 곡선 수벽을 형성한다. 표면의 잔류수를 제거하고 물이 튀기는 것을 줄이면서도 폭이 다른 스틸 스트립에 적용이 가능하다.
노즐은 팬 노즐 또는 텅 노즐, 바람직하게는 텅 노즐일 수 있다. 텅 노즐은 리플렉터의 구조를 채택하고 노즐의 스프레이 워터마크 폭이 좁고 물 흐름이 더 집중되고 충격력이 더 크다. 스팀 필름을 깨뜨려 잔류수를 쓸어 낼 뿐만 아니라 커버리지가 넓어 잔류수가 튀는 것을 막아준다.
노즐과 스틸 스트립 표면 사이의 거리를 적절한 높이 h로 결정한다. 높이가 너무 높으면 충격력이 불충분하고 높이가 너무 낮으면 수벽이 너무 낮아 효과적인 장벽을 형성할 수 없다. 높이 h는 300~700mm로 설계된다. 전체 폭 방향으로 수벽의 높이를 일정하게 유지하기 위해 스틸 스트립의 n (n=1~N) 노즐 높이를 낮음에서 높음으로 설계한다.
사이드 물 스프레이 수집 장치는 두 가지 주요 기능이 있는데, 하나는 사이드 스프레이 물의 백스플래시 및 역류를 방지하는 것이고 다른 하나는 사이드 스프레이 물을 수집하여 배수구로 배출하는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 경사 가이드 플레이트, 물 수집 베이스 플레이트, 배수구, 측면 커버 플레이트, 상부 커버 플레이트 및 후면 커버 플레이트에 의해 반-밀폐된 공간이 형성된다. 사이드 스프레이 물은 사이드 스프레이 물 수집 장치로 들어가 배수 포트를 통해 배수로로 흐른다.
스틸 스트립의 헤드는 냉각 롤러 테이블의 양쪽에 쉽게 달릴 수 있으며 사이드 스프레이 물 수집 장치에 고정되어 스틸 스크랩이 발생하면 사이드 스프레이 물 수집 장치의 입구 쪽에 충돌 방지 아크 플레이트(anti-collision arc plate)가 제공된다. 아크 플레이트는 충격 후 강판이 반동하거나 미끄러지는 것을 돕고 스틸 스크랩을 일으키지 않는다. 고속 주행 스틸 스트립의 충격력이 커서 사이드 스프레이 물 수집 장치를 보호하기 위해 충돌 방지 아크 플레이트가 리브(rib)를 강화하여 사이드 스프레이 물 수집 장치에 고정된다.
사이드 스프레이 물 수집 장치는 사이드 스프레이가 스틸 스트립의 표면으로부터 날아가고 관성에 의해 어느 정도 비스듬하게 튀는 것을 고려하여 사이드 스프레이 장치의 하류 측 반대편에 설치된다.
사이드 스프레이 장치의 워터마크는 기본적으로 롤 테이블의 폭을 덮는 균일한 커버이지만, 스트립 표면의 잔류수 흐름이 무질서하고 스트립의 이동 속도가 빠르다는 점을 고려하면 사이드 스프레이 후 스트립의 표면의 수분 상태의 불확실성이 더 크다. 폭 방향의 냉각 균일성을 보장하기 위해 사이드 스프레이 장치는 런아웃 롤러 테이블(run out roller table)의 양쪽에 엇갈린 배열로 그리고 개방 쌍 모드로 설계된다.
본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다.
본 발명은 가이드형 워터-제트 사이드 스프레이 장치와 사이드 스프레이 물 수집 장치를 이용하여 스틸 스트립의 표면상의 고압 사이드 스프레이 물과 잔류수 사이의 격렬한 충돌로 인한 스플래시를 최소화한다. 스틸 스트립 표면의 스팀 필름을 깨뜨리는 동안 스틸 스트립 표면의 잔류수는 3차원 곡면의 낙수를 이용하여 수집 장치로 쓸어내어 다양한 폭의 스틸 스트립을 위해 사용될 수 있고, 냉각의 균일성을 향상시키기 위하여 배수로에 도입하여 롤러 테이블 및 스틸 스트립으로의 백스플래시 및 역류를 방지할 수 있다. 사이드 스프레이 수집 장치의 충돌 방지 설계는 수집 장치를 보호할 뿐만 아니라 스틸 스트립의 끝이 스틸 스크랩에 달라 붙는 것을 방지한다. 엇갈린 배열과 개방 쌍 모드에서 사이드 스프레이 장치를 사용하여 균일한 냉각을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 압연 후 열간 압연된 스틸 스트립 스트립의 냉각 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 사이드 스프레이 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 사이드 스프레이 물 수집 장치의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 단일 노즐 사이드 스프레이의 개략적인 구조도이다.
사진 내 마킹: α - 방향 각도; β - 입사각; θ - 산란각; h - 노즐로부터 노즐의 높이; L - 워터마크 길이; Ws - 사이드 스프레이의 물 스프레이 커버리지; Wg - 롤러 테이블의 너비
도 5는 본 발명의 가이드형 사이드 스프레이의 효과에 대한 개략도이다.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 열간 냉각 후 스틸 스트립을 냉각하는 사이드 스프레이 방법은 다음 단계를 포함한다:
(a) 열간 압연 후 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블(run out roller table, 10)의 양면에 다수의 냉각 섹션 (20, 20', 20") 뒤에 사이드 스프레이 장치(30, 30', 30")를 제공하되, 상기 사이드 스프레이 장치(30, 30', 30")는 상기 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블(10)의 두 측면을 따라 엇갈리게 배치되고, 상기 사이드 스프레이 장치는 상기 스틸 스트립의 진행방향에 따라서 2개 이상의 스프레이 유닛을 포함하며, 각각의 스프레이 유닛은 튜브 상에 스프레이 튜브 및 노즐을 포함하고, 노즐 중 하나는 고정될 수 있고 다른 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 움직일 수 있으며, 사이드 스프레이 장치상의 노즐의 커버링 범위는 부분적으로 겹쳐지고, 노즐의 총 스프레이 커버리지 커버링(total spray coverage covering)은 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 폭을 커버하며; 사이드 스프레이 물 수집 장치(side spray water collecting devices, 30, 30', 30")는 사이드 스프레이 장치와 반대인 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 다른 측면(40, 40', 40") 상에 제공되어 사이드 스프레이 물은 상기 물 수집 장치(40, 40;, 40")에 의해 수집되는 단계; 및
(b) 개방 쌍 모드에서 사이드 스프레이 장치(30, 30', 30")를 제어하되, 열간 압연 후 여러 개의 냉각 섹션 및 사이드 스프레이 장치가 스틸 스트립의 작동 방향으로 번호가 매겨지고, 홀수 번호의 냉각 섹션의 밸브가 열리면 냉각 섹션 뒤의 2개의 연속적으로 엇갈린 사이드 스프레이 장치가 동시에 열리며; 짝수 번호의 냉각 섹션의 밸브가 열리면 냉각 섹션 뒤에 있는 사이드 스프레이 장치가 이미 열려 있어 추가 사이드 스프레이 장치를 열 필요가 없는 단계.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사이드 스프레이 물 수집 장치(40)는 사이드 스프레이 장치에 대응하는 일측에 개구부를 갖는 박스 바디이고, 적어도 2개의 충돌 방지 아크 플레이트(401)가 박스 바디의 개구면이 길이 방향을 따라 간격을 두고 수직으로 제공되고, 박스 바디의 바닥판이 기울어져 배수구(drainage hole, 402)가 제공된다.
바람직하게는, 박스 바디의 개방 측에는 양측에 각각 수직 충돌 방지 아크 플레이트(401')가 제공된다.
바람직하게는, 스프레이 부재 상의 노즐은 회전 가능하고, 상하 좌우로 회전할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사이드 스프레이 장치(30)(예를 들어 사이드 스프레이 장치(30)는 하기와 동일함)는 하기를 포함한다:
물 수집 파이프 1, 파이프 라인을 통해 수원과 연결;
노즐이 있는 3개의 스프레이 튜브(2, 2', 2")는 물 수집 파이프(1)의 길이를 따라 수직으로 배열되고, 스프레이 튜브(2) 중 하나는 물 수집 파이프(1)에 고정되고 연결된다; 스프레이 튜브(2', 2")는 각각 연결 피스(connecting pieces, 3, 3')을 통해 고정 브래킷(4)에 이동 가능하게 연결되며, 스프레이 튜브(2', 2")는 간격, 높이 및 각도 조절이 가능하며 물 수집 파이프(1)를 통해 호스(5, 5')에 연결된다.
바람직하게는, 사이드 스프레이 장치의 스프레이 튜브에는 물 수집 파이프 또는 별도의 물 유입구를 통해 물이 공급되고, 수압과 유량을 독립적으로 제어한다.
바람직하게는, 사이드 스프레이 장치의 물 수집 파이프의 급수 압력은 1.0 MPa 내지 2.0 MPa이고, 유량은 10 m3/h 내지 20 m3/h이다.
바람직하게는, 스프레이 유닛에는 노즐 입사각, 즉 노즐 전방 경사각을 조정하기 위한 조정가능한 볼 조인트가 제공되고, 노즐은 상기 볼 조인트에 연결된다.
바람직하게는, 노즐은 팬 노즐 또는 텅 노즐이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 노즐의 분사 방향과 스틸 스트립의 진행 방향은 방향 각도 α로 기록되며 볼 조인트를 좌우 회전하여 조정할 수 있다. 사이드 스프레이 장치와 강판 근처의 노즐의 물 스프레이에 의해 형성되는 각도는 입사각 β이고, 볼 조인트를 좌우 회전하고 노즐을 상하로 돌려 조절할 수 있다. 산란각 θ은 노즐 고유의 특성으로 설계 각도에 따라 형성된다. 방향각과 입사각을 변경함으로써, 워터마크 길이(L)과 사이드 스프레이의 물 스프레이 커버리지(Ws)를 조정하여 사이드 스프레이 물이 롤러 테이블의 전체 폭(Wg)을 덮을 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 노즐 1과 2에 의해 형성된 3차원 수벽의 장벽과 안내하에 스틸 스트립 표면에 남아있는 물은 롤러 테이블의 반대쪽으로 흘러 마지막으로 사이드 스프레이 물 수집 장치에 들어가는 노즐(3)의 안내 및 충격 아래 상기 스틸 스트립 표면을 이탈한다.
실시예 1
롤러 테이블의 폭은 1050mm, 1250mm, 1350mm, 1450mm, 1580mm, 1700mm, 1800mm, 1880mm, 2050mm, 2250mm, 2300mm 등 다양한 폭이 될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
열간 압연 라인의 냉각 영역이 1800mm인 롤러 테이블의 너비를 예로 들어 본다.
(1) 사이드 스프레이 장치는 세 개의 사이드 스프레이 튜브, 즉 세 개의 노즐로 설계되며 각 노즐은 너비 방향 Ws=1800mm/3=600mm에서 적어도 롤러 테이블 범위를 커버해야 한다.
(2) 가이드된 사이드 스프레이 원리에 따라 1번째 노즐의 방향각은 150°이고, 스틸 스트립 표면의 워터마크 길이는 L1이다:
L1=600/sin(180°-150°)=1200mm;
2번째 노즐의 방향각은 135°이고, 1번째 노즐까지의 거리는 S1이다:
S1=600/tan(180°-150°)-600/tan(180°-135°)=439mm;
스틸 스트립 표면에 있는 2번째 노즐의 워터마크 길이 L2:
L2=600/sin(180°-135°)=848.5mm;
3번째 노즐은 주로 강력한 스위핑 기능을 수행하며 방향각은 90°로 설정되며 2번째 노즐까지의 거리는 S2이다.
S2=600/tan(180°-135°)-0=600mm;
스틸 스트립 표면에 있는 3번째 노즐의 워터마크 길이 L3:
L3=600/sin(180°-90°)=600mm
3개의 노즐 사이의 총 간격 S:
S=S1+S2=439+600=1039mm;
냉각 롤러 테이블의 두 냉각 섹션 사이에는 3개의 롤러 간격이 있다. 단일 롤러의 간격은 360mm이고 총 길이는 360mmХ3=1080mm이다. 사이드 스프레이 장치를 설치하는 것이 좋다. 냉각 섹션 사이의 간격이 설치하기에 충분하지 않은 경우 방향각을 적절하게 조정하여 노즐 사이의 간격을 줄일 수 있다.
(3) 노즐에서 스틸 스트립 표면까지의 거리는 h1=400mm, h2=500mm, h3=600mm로 설정된다.
(4) 측면 노즐의 높이 h와 워터마크 길이 L에 따라 각 측면 노즐의 입사각이 결정된다:
1번째 노즐 입사각 β 1 =90°
2번째 노즐 입사각 β 2 =arctan(h2/((2-1)ХL2))=arctan(500/848.5)=30.5°
3번째 노즐의 입사각 β 3 =arctan(h3/((3-1)ХL3))=arctan(600/1200)=26.6°
(5) 측면 노즐의 높이 h, 워터마크 길이 L 및 입사각 β에 따라 각 측면 노즐의 산란각 θ가 결정된다.
1번째 노즐의 산란각 θ 1 =arctan(L1/h1)-(90°-β 1 )=arctan(1200/400)=71.6°
2번째 노즐의 산란각 θ 2 =arctan(2ХL2/h2)-(90°-β 2 )=arctan(2Х848.5/500) - (90°-30.5°)=14.1°
3번째 노즐의 산란각 θ 3 =arctan(3ХL3/h3)-(90°-β 3 )=arctan(3Х600/600)-(90°-26.6°)=8.2°.
물 차단 및 탈수 효과를 높이기 위해서는 각 노즐의 워터마크가 일정하게 겹쳐져야 하므로 입사각과 산란각을 적절히 증가시켜 계산 결과를 최적화해야 한다.
2번째 노즐 입사각 β 2 =35 °
3번째 노즐의 입사각 β 3 =30 °
2번째 노즐의 산란각 θ 2 =arctan(848.5Х2/500)-(90°-35°)=18.6°
3번째 노즐의 산란각 θ 3 =arctan(600Х3/600) - (90°-30°)=11.6°
실시예 2
열간 압연 라인의 냉각 영역이 1050mm인 롤러 테이블의 너비를 예로 들어 본다.
(1) 사이드 스프레이 장치는 세 개의 사이드 스프레이 튜브, 즉 세 개의 노즐로 설계되며 각 노즐은 너비 방향 Ws=1050mm/3=350mm에서 적어도 롤러 테이블 범위를 커버해야 한다.
(2) 가이드된 사이드 스프레이 원리에 따라 1번째 노즐의 방향각은 165°이고, 스틸 스트립 표면의 워터마크 길이는 L1이다:
L1=350/sin(180°-165°)=1352mm;
2번째 노즐의 방향각은 150°이고, 1번째 노즐까지의 거리는 S1이다:
S1=3500/tan(180°-165°)-350/tan(180°-150°)=700mm;
스틸 스트립 표면에 있는 2번째 노즐의 워터마크 길이 L2:
L2=350/sin(180°-150°)=700mm;
3번째 노즐은 주로 강력한 스위핑 기능을 수행하며 방향각은 105°로 설정되며 2번째 노즐까지의 거리는 S2이다.
S2=350/tan(180°-150°)-350/tan(180°-105°)=512mm;
스틸 스트립 표면에 있는 3번째 노즐의 워터마크 길이 L3:
L3=350/sin(180°-105°)=362mm
3개의 노즐 사이의 총 간격 S:
S=S1+S2=700+512=1212mm;
냉각 롤러 테이블의 두 냉각 섹션 사이에는 3개의 롤러 간격이 있다. 단일 롤러의 간격은 420mm이고 총 길이는 420mmХ3=1260mm이다. 사이드 스프레이 장치를 설치하는 것이 좋다. 냉각 섹션 사이의 간격이 설치하기에 충분하지 않은 경우 방향각을 적절하게 조정하여 노즐 사이의 간격을 줄일 수 있다.
(3) 노즐에서 스틸 스트립 표면까지의 거리는 h1=400mm, h2=500mm, h3=600mm로 설정된다.
(4) 측면 노즐의 높이 h와 워터마크 길이 L에 따라 각 측면 노즐의 입사각이 결정된다:
1번째 노즐 입사각 β 1 =90°
2번째 노즐 입사각 β 2 =arctan(h2/((2-1)ХL2))=arctan(500/700)=35.5°
3번째 노즐의 입사각 β 3 =arctan(h3/((3-1)ХL3))=arctan(600/724)=39.6°
(5) 측면 노즐의 높이 h, 워터마크 길이 L 및 입사각 β에 따라 각 측면 노즐의 산란각 θ가 결정된다.
1번째 노즐의 산란각 θ 1 =arctan(L1/h1)-(90°-β 1 )=arctan(1352/400)=73.5°
2번째 노즐의 산란각 θ 2 =arctan(2ХL2/h2)-(90°-β 2 )=arctan(2Х700/500)-(90°-35.5°)=15.8°
3번째 노즐의 산란각 θ 3 =arctan(3ХL3/h3) - (90°-β 3 )=arctan(3Х362/600)-(90°-33.7°)=10.7°
물 차단 및 탈수 효과를 높이기 위해서는 각 노즐의 워터마크가 일정하게 겹쳐져야 하므로 입사각과 산란각을 적절히 증가시켜 계산 결과를 최적화해야 한다.
2번째 노즐 입사각 β 2 =40 °
3번째 노즐의 입사각 β 3 =45 °
2번째 노즐의 산란각 θ 2 =arctan(700Х2/500)-(90°-40°)=20.3°
3번째 노즐의 산란각 θ 3 =arctan(362Х3/600)-(90°-45°)=16.1°
실시예 3
열간 압연 라인의 냉각 영역이 2250mm인 롤러 테이블의 너비를 예로 들어 본다.
(1) 사이드 스프레이 장치는 세 개의 사이드 스프레이 튜브, 즉 세 개의 노즐로 설계되며 각 노즐은 너비 방향 Ws=2250mm/3=750mm에서 적어도 롤러 테이블 범위를 커버해야 한다.
(2) 가이드된 사이드 스프레이 원리에 따라 1번째 노즐의 방향각은 135°이고, 스틸 스트립 표면의 워터마크 길이는 L1이다:
L1=350/sin(180°-135°)=1061mm;
2번째 노즐의 방향각은 110°이고, 1번째 노즐까지의 거리는 S1이다:
S1=3500/tan(180°-135°)-750/tan(180°-110°)=4770mm;
스틸 스트립 표면에 있는 2번째 노즐의 워터마크 길이 L2:
L2=750/sin(180°-110°)=798mm;
3번째 노즐은 주로 강력한 스위핑 기능을 수행하며 방향각은 75°로 설정되며 2번째 노즐까지의 거리는 S2이다.
S2=750/tan(180°-110°)+750/tan(75°)=474mm;
스틸 스트립 표면에 있는 3번째 노즐의 워터마크 길이 L3:
L3=750/sin(180°-105°)=776mm
3개의 노즐 사이의 총 간격 S:
S=S1+S2=477+474=951mm;
냉각 롤러 테이블의 두 냉각 섹션 사이에는 3개의 롤러 간격이 있다. 단일 롤러의 간격은 360mm이고 총 길이는 360mmХ3=1080mm이다. 사이드 스프레이 장치를 설치하는 것이 좋다. 냉각 섹션 사이의 간격이 설치하기에 충분하지 않은 경우 방향각을 적절하게 조정하여 노즐 사이의 간격을 줄일 수 있다.
(3) 노즐에서 스틸 스트립 표면까지의 거리는 h1=400mm, h2=500mm, h3=600mm로 설정된다.
(4) 측면 노즐의 높이 h와 워터마크 길이 L에 따라 각 측면 노즐의 입사각이 결정된다:
1번째 노즐 입사각 β 1 =90°
2번째 노즐 입사각 β 2 =arctan(h2/((2-1)ХL2))=arctan(500/798)=32.1°
3번째 노즐의 입사각 β 3 =arctan(h3/((3-1)ХL3))=arctan(600/776)=37.7°
(5) 측면 노즐의 높이 h, 워터마크 길이 L 및 입사각 β에 따라 각 측면 노즐의 산란각 θ가 결정된다.
1번째 노즐의 산란각 θ 1 =arctan(L1/h1)-(90°-β 1 )=arctan(1061/400)=69.3°
2번째 노즐의 산란각 θ 2 =arctan(2ХL2/h2)-(90°-β 2 )=arctan(2Х798/500)-(90°-32.1°)=14.7°
3번째 노즐의 산란각 θ 3 =arctan(3ХL3/h3) - (90°-β 3 )=arctan(3Х776/600) - (90°-37.7°)=23.2°
물 차단 및 탈수 효과를 높이기 위해서는 각 노즐의 워터마크가 일정하게 겹쳐져야 하므로 입사각과 산란각을 적절히 증가시켜 계산 결과를 최적화해야 한다.
2번째 노즐 입사각 β 2 =35 °
3번째 노즐의 입사각 β 3 =40 °
2번째 노즐의 산란각 θ 2 =arctan(798Х2/500) - (90°-35°)=17.6°
3번째 노즐의 산란각 θ 3 =arctan(776Х3/600) - (90°-40°)=25.5°
사이드 스프레이 장치의 일측에서 롤러 테이블의 타측까지의 고-저 3차원 수벽은 노즐 1과 노즐 2에 의해 형성되어 스틸 스트립 표면의 잔류수를 효과적으로 차단하고, 사이드 스프레이 물은 측면 충격력을 가지며, 이는 스틸 스트립의 막힌 표면에 남아있는 물을 롤러 테이블의 다른 측면으로 안내할 수 있다. 이러한 유도 된 물 흐름은 더 먼 잔류수를 롤러 테이블의 다른 쪽으로 몰아갈 뿐만 아니라 물이 튀는 것을 억제한다. 스틸 스트립 표면의 잔류수가 3차원 수벽에 의해 차단되어 롤러 테이블 근처의 반대쪽으로 안내되면 노즐 3의 강한 충격과 안내로 스틸 스트립 표면을 빠르게 이탈하고 노즐 3의 충돌 지점과 잔류수가 롤러 테이블의 다른 쪽에 가까워서 물이 많이 튀기지 않기 때문에 사이드 스프레이 물 수집 장치로 들어간다. 따라서 전체 사이드 스프레이 장치 세트는 스틸 스트립 표면의 잔류수를 효과적으로 쓸어낼 뿐만 아니라 튀는 것을 줄일 수 있다.
상기는 정적 계산 및 최적화 결과이다. 실제 적용시에는 냉각 장치의 물량 차이와 스틸 스트립 속도의 변화로 인해 실제 작업 조건에 적응하기 위해 상기 설계를 기초로 하여 실제 사이드 스프레이 효과를 기반으로 온라인 조정이 필요하다.

Claims (16)

  1. 다음 단계를 포함하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법(side spray method):
    (a) 열간 압연 후 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블(run out roller table)의 양면에 다수의 냉각 섹션 뒤에 사이드 스프레이 장치를 제공하되, 상기 사이드 스프레이 장치는 상기 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 두 측면을 따라 엇갈리게 배치되고, 상기 사이드 스프레이 장치는 2개 이상의 스프레이 유닛을 포함하며, 각각의 스프레이 유닛은 튜브 상에 스프레이 튜브 및 노즐을 포함하고, 상기 스프레이 튜브는 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 평행하고 수직으로 배열되며 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 이동 가능하고; 사이드 스프레이 장치상의 노즐의 커버링 범위는 부분적으로 겹쳐지고, 노즐의 총 스프레이 커버리지 커버링(total spray coverage covering)은 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 폭을 커버하며; 사이드 스프레이 물 수집 장치(side spray water collecting devices)는 사이드 스프레이 장치와 반대인 스틸 스트립의 런아웃 롤러 테이블의 다른 측면 상에 제공되어 사이드 스프레이 물은 물 수집 장치에 의해 수집되는 단계; 및
    (b) 개방 쌍 모드에서 사이드 스프레이 장치를 제어하되, 열간 압연 후 여러 개의 냉각 섹션 및 사이드 스프레이 장치가 스틸 스트립의 작동 방향으로 번호가 매겨지고, 홀수 번호의 냉각 섹션의 밸브가 열리면 냉각 섹션 뒤의 2개의 연속적으로 엇갈린 사이드 스프레이 장치가 동시에 열리며; 짝수 번호의 냉각 섹션의 밸브가 열리면 냉각 섹션 뒤에 있는 사이드 스프레이 장치가 이미 열려 있어 추가 사이드 스프레이 장치를 열 필요가 없는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 사이드 스프레이 장치가 N 스프레이 유닛(N spray units)을 갖고 N≥2이며, 상기 N 스프레이 유닛이 N 스프레이 튜브(N spray tubes)를 가질 때, 각각의 스프레이 튜브에는 하나의 노즐이 제공되고, 스틸 스트립의 롤러 테이블의 폭은 Wg로 표현되며, 롤러 테이블의 폭을 따른 각각의 노즐 워터마크(nozzle watermark)의 투영은 노즐 Ws의 물 분사 커버리지(water spray coverage)로 명명되고, 수학식 Ws≥Wg/N이 충족되며;
    노즐의 분무 방향과 스틸 스트립의 진행 방향 사이의 각도는 방향 각도는 α로 명명되고, 사이드 스프레이 장치의 N 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 1~N으로 분류되며, 첫 번째 노즐에서 N번째 노즐까지의 방향 각도 α는 큰 것으로부터 작은 것으로 설정되고, 첫 번째 내지 (N-1) 노즐의 방향 각도 α는 110° 내지 165°이고, N번째 노즐의 방향 각도 α는 75° 내지 105°인 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향을 따라 1~N으로 분류되고, 시퀀스 번호 n이 부여되는데, 이는 n=1-M이고 n번째 노즐의 방향 각도는 αn으로 명명되고, 스틸 스트립 표면의 n번째 노즐의 워터마크 길이는 Ln이며, Sn=Ws/tan(180°-αn)-Ws/tan(180°-αn+1)을 만족하고; (n+1)번째 노즐과 n번째 노즐 사이의 설치 간격(installation spacing) Sn은 SN-1=Ws/tan(180°-αN-1)+Ws/tan(αN)인 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐로부터 상기 스틸 스트립의 표면까지의 높이(h)는 300~700mm로 설정되고, 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐은 스틸 스트립의 진행 방향으로 1~N으로 분류되며 1번째 내지 N번째 노즐의 높이는 낮음에서 높음으로 설정되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치의 노즐은 상기 스틸 스트립의 진행 방향으로 1~N으로 분류되고, 일련번호 n, 즉, n=1~N으로 부여되며, 입사각 β는
    1번째 노즐의 입사각 β1=90 °;
    n번째 노즐의 입사각 βn =arctan(hn/((n-1)ХLn)), 여기서 n>1, hn은 n번째 노즐 높이이고, Ln은 n번째 노즐 워터마크 길이이며,
    n번째 노즐의 산란 각도 θn=arctan((nХLn)/hn)-(90°-βn), 여기서 n> 0, hn은 n번째 노즐 높이이고, Ln은 워터마크 길이이며, βn은 입사각인 조건을 충족하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치는 2 내지 5개의 스프레이 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  7. 제1항에 있어서, 각 사이드 스프레이 장치 상의 노즐의 커버리지는 중첩되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  8. 제1항에 있어서, 스프레이 부재 상의 스프레이 튜브는 리프팅 설계(lifting design)로 되어 스프레이 튜브 상의 노즐이 상하로 들어 올려질 수 있는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 물 수집 장치는 상기 사이드 스프레이 장치에 대응하는 일 측면에 개구부가 있는 박스 바디(box body)이고, 적어도 2개의 충돌 방지 아크 플레이트(anti-collision arc plates)가 길이 방향을 따라 간격을 두고 상기 박스 바디의 개구부에 수직으로 구비되고, 상기 박스 바디의 바닥 플레이트가 기울어져 배수구(drainage hole)에 구비되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 물 수집 장치의 박스 바디의 개구부 측면에는 양 측면에 각각 수직 충돌 방지 아크 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  11. 제1항에 있어서, 스프레이 부재 상의 노즐은 회전 가능하고 상하 좌우로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치는
    파이프 라인을 통해 수원(water source)과 연결되는 물 수집 파이프;
    스프레이 유닛의 스프레이 튜브는 물 수집 파이프의 길이 방향을 따라 수직으로 배열되고, 각각 연결편(connecting piece)을 통해 고정 브래킷에 이동 가능하게 연결되며, 호스를 통해 물 수집 파이프에 연결되면 스프레이 튜브는 간격, 높이 및 각도를 조정할 수 있는, 노즐이 있는 2개 이상의 스프레이 유닛
    을 포함하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치 상의 스프레이 튜브에는 물 수집 파이프 또는 별도의 물 유입구를 통해 물이 공급되고, 수압 및 유량은 독립적으로 통제되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 사이드 스프레이 장치의 물 수집 파이프의 급수 압력이 1.0 MPa 내지 2.0 MPa이고, 유량이 10 m3/h 내지 20 m3/h인 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 스프레이 유닛에는 노즐 입사각, 즉 노즐 전방 경사각을 조절하기 위한 조정 가능한 볼 조인트(ball joint)가 구비되고, 상기 노즐은 상기 볼 조인트에 연결되는 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.
  16. 제1항 내지 제8항, 제11항, 제12항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐은 팬 노즐(fan nozzle) 또는 텅 노즐(tongue nozzle)인 것을 특징으로 하는 열간 압연 후 스틸 스트립을 냉각시키기 위한 사이드 스프레이 방법.

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