KR102366392B1 - 압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압연 기술 또는 야금 설비를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이며, 압연 기술 또는 야금 설비는, 회전 부품이 적어도 하나의 미끄럼 베어링에 의해 그 내에 장착되어 있는 장치를 포함하되, 미끄럼 베어링은 윤활제를 공급받는다. 특히 압연기들에서 상기 미끄럼 베어링의 사용 시 개선된 작동을 가능하게 하기 위해, 본 발명에 따라서, 미끄럼 베어링을 위한 윤활제로서는, 적어도 하나의 증점성 첨가제가 첨가되는 물 기반 단상 유체가 이용된다.

Description

압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법
본 발명은 압연 기술 또는 야금 설비(rolling-technological or metallurgical plant)에서의 열간 또는 냉간 압연기열를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 열간 또는 냉각 압연기열은, 적어도 하나의 미끄럼 베어링에 의해 장착되는 지지롤들을 구비한 다수의 롤 스탠드를 포함하되, 미끄럼 베어링은 윤활제를 공급받는다.
롤 스탠드 내에 미끄럼 베어링으로 장착된 압연롤들은 예컨대 US 2 200 837 A호에 기술되어 있다. 유사한 해결책은 US 2 575 830 A호에 제시되어 있다. 특별한 조성을 갖는 윤활제 혼합물은 US 4 043 925 A호에 개시되어 있다.
통상 압연 기술 및 야금학에서 열간 및 냉간 압연 스트립 압연기열들에서 사용되는 것과 같은 미끄럼 베어링들은 윤활제로서 오일을 사용하며, 보다 더 바람직하게는 광유(mineral oil)가 사용된다. 오일의 점성은, 고정 부재들로부터 회전 부재들을 확실하게 분리하는 충분한 윤활막을 보장한다. 미끄럼 과정(sliding process)에서, 안쪽 점성 마찰을 통해 열이 생성되며, 이 열은 오일 온도의 증가 및 윤활유 점성의 감소를 야기한다. 이는 다시금 불가피하게 불리한 방식으로 미끄럼 베어링의 하중 지지 능력을 감소시킨다.
윤활제의 또 다른 기능은 베어링에서부터 발생하는 열을 방출시키는 것에 있다.
종래 공지된 접근법의 경우 단점은 하기 상황들과 같다.
미끄럼 베어링들에서 통상적으로 사용되는 광유들의 경우, 기밀성 결함이 발생하고 이렇게 예컨대 냉각수는 압연 공정에서부터 베어링의 회로 내에 도달할 수 있다. 이로써, 베어링은 손상될 수 있다. 이를 피하기 위해, 오일과 혼합되지 않는 물이 베어링 손상을 야기하는 점을 방지하기 위해, 복잡하고 값 비싼 공정으로 미끄럼 베어링용 윤활유는 탈수되어야 한다. 그 외에도, 물 분리 공정은 오일의 내구성을 악화시킨다.
다른 한편으로, 미끄럼 베어링의 기밀성 결함의 결과로서, 오일은 미끄럼 베어링 회로에서부터 압연 공정에 도달할 수 있다. (이런 경우 오일은 예컨대 지지롤을 경유하여 작업롤 상으로 이동함에 따라) 롤간 간격에 대해 규정되지 않고 의도되지 않은 윤활을 통해, 예컨대 공정 불안정성 또는 제품 품질의 저하가 발생할 수 있다.
냉간 압연기열들에서, 고점성 미끄럼 베어링유(sliding bearing oil)와 저점성 압연유(rolling oil)의 혼합은 롤간 간격 내 윤활의 저하, 및 바람직하지 못한 증발 거동을 야기한다. 그 밖에도, 압연 제품 상의 고점성 미끄럼 베어링유의 잔류물은 압연 제품의 추가 가공에서, 예컨대 어닐링 공정에서 문제들을 야기할 수 있다.
또 다른 문제는, 미끄럼 베어링에서 유출되는 광유가 고온의 압연 스톡 표면 상에서 연소될 수 있다는 점에 있다.
그러므로 본 발명의 과제는, 전술한 문제들을 해소하는데 이용될 수 있는 도입부에 언급한 유형의 방법을 제안하는 것에 있다. 특히 본 발명의 과제는 압연기들에서 제시된 문제들을 통한 간섭을 받지 않는 개선된 작동을 가능할 수 있게 하는 것에 있다.
본 발명을 통한 상기 과제의 해결책은, 미끄럼 베어링을 위한 윤활제로서 적어도 하나의 증점성 첨가제(viscosity-increasing additive)가 첨가되는 물 기반 단상 유체(water-based single-phase fluid)가 이용되며, 물에는 첨가제로서
바이오폴리머 물질(biopolymer material)이 첨가되되, 바이오폴리머 물질은 특히 셀룰로오스, 전분 및/또는 박테리아 폴리사카라이드이거나, 또는
단일의 폴리머 윤활제로서의 개질된 셀룰로오스의 염이 첨가되는
것을 특징으로 한다.
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윤활제 내의 물 비율은 바람직하게는 최소한 50부피 퍼센트이다.
유체에는 적어도 하나의 추가적인 작용성 첨가제(functional additive)가 첨가될 수 있다. 이런 경우, 예컨대 유체에 첨가 혼합될 수 있는 부식 방지 향상제 또는 윤활 향상제가 고려된다.
물에는, 첨가제로서 바이오폴리머 물질(biopolymer material)이 첨가될 수 있으며, 바이오폴리머 물질은 특히 셀룰로오스, 전분 및/또는 박테리아 폴리사카라이드이다.
물에는, 첨가제로서, 단일의 폴리머 윤활제로서의 개질된 셀룰로오스의 염 역시도 첨가될 수 있다.
또한, 물에는, 첨가제로서 수용성 폴리알킬렌글리콜이 첨가될 수 있으며, 상기 수용성 폴리알킬렌글리콜은, 통계적으로 분포된 폴리옥시에틸렌 및/또는 폴리옥시플로필렌 단위체들; 및/또는 다른 폴리옥시알킬렌 성분들; 폴리옥시에틸렌 및/또는 폴리옥시프로필렌 단위체들 및/또는 다른 폴리옥시알킬렌 성분들로 이루어진 블록 폴리머;로 구성된 군(group)에서 선택된다.
마지막으로, 물에는, 윤활제 농후제(lubricant thickener)가 첨가될 수 있으며, 상기 윤활제 농후제는 모노 및/또는 디카르복실산, 요소, 층상 규산염(sheet silicate), 고체 윤활제 및 에어로실(Aerosil)로 이루어진 금속 비누들(metal soap)로 구성되는 군에서 선택된다.
그에 따라서, 미끄럼 베어링들 내에서, 특히 압연기열들 내의 지지롤 베어링들 상에서 통상적으로 사용되는 광유 대신, 물을 기반으로 하면서 첨가제들과 혼합된 단상 윤활제가 사용된다. 첨가제를 통해, 의도되는 점성이 설정될 수 있다.
윤활 매체는 이제 물을 기반으로 하기 때문에, 상기 윤활 매체는 종래 사용되던 광유들과 비교하여 보다 더 높은 열용량 및 보다 더 높은 밀도를 보유한다. 이는 미끄럼 베어링의 윤활 간극에서부터 그 외로의 향상된 열 수송으로 이어진다. 또한, 물 기반 윤활제는 점성의 분명히 더 낮은 온도 의존성을 제공한다. 단상 매체(single-phase medium)는 매우 충분히 미세하게 필터링될 수 있되, 이를 위해 다상 에멀젼은 적합하지 않다.
본원의 제안되는 접근법을 통해, 압연기들의 지지롤 베어링들에서 사용 시 특별한 방식으로 인지할 수 있지만, 그러나 다른 방식으로도 인지할 수 있는 하기와 같은 다양한 장점들이 달성된다.
공정수(process water)(예: 냉각수)와 물 기반 단상 윤활제의 혼합은 분명히 보다 덜 임계적인데, 그 이유는 미끄럼 베어링의 작동 매체가 물을 기반으로 하기 때문이다. 이 경우, 오직 첨가제의 농도만이 교정되기만 하면 된다.
물 기반 단상 미끄럼 베어링 매체의 누출은 냉간 압연 공정에 보다 더 적은 영향을 미치고 열단 압연 공정에는 어떠한 영향도 미치지 않는다.
물 기반 단상 미끄럼 베어링 매체는 광유와 달리 가연성이 아니며, 이는 압연 스톡 표면이 고온일 경우 특별한 방식으로 바람직한 것으로 인지할 수 있다.
또한, 베어링 윤활의 회로는 보다 더 충분한 열 방출로 인해 보다 더 작게 구성될 수 있다. 이는, 특히 탱크 크기 및 튜브 라인 횡단면 그리고 장착된 펌프 용량에 관련된다.
물 기반 윤활제들은 그 자체로서 공지되어 있고 본원의 제안되는 방법을 위해 사용될 수 있다. 특히 DE 10 2009 039 626 A1호, WO 2009/106359 A1호, CN 102010780 B호 및 CN 101718297 B호가 명확하게 참조되며, 이들 특허 공보들에는 물을 기반으로 하고 여기서도 유용한 상응하는 윤활제들이 상세하게 기술되어 있다.

Claims (11)

  1. 압연 기술 또는 야금 설비에서 열간 또는 냉간 압연기열을 작동시키기 위한 방법으로서, 열간 또는 냉각 압연기열은, 적어도 하나의 미끄럼 베어링에 의해 장착되는 지지롤들을 구비한 복수의 롤 스탠드를 포함하되, 미끄럼 베어링은 윤활제를 공급받는, 상기 압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법에 있어서,
    상기 미끄럼 베어링을 위한 윤활제로서, 적어도 하나의 증점성 첨가제가 첨가되는 물 기반 단상 유체가 이용되며,
    상기 물에는 첨가제로서
    바이오폴리머 물질이 첨가되되, 상기 바이오폴리머 물질은 셀룰로오스, 전분 및/또는 박테리아 폴리사카라이드이거나, 또는
    단일의 폴리머 윤활제로서의 개질된 셀룰로오스의 염이 첨가되는 것을 특징으로 하는 압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 윤활제 내의 물 비율은 최소한 50부피 퍼센트인 것을 특징으로 하는 압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유체에 적어도 하나의 추가적인 작용성 첨가제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물에는, 윤활제 농후제가 첨가되며, 상기 윤활제 농후제는 모노 및/또는 디카르복실산, 요소, 층상 규산염, 고체 윤활제 및 에어로실로 이루어진 금속 비누들로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 압연 기술 또는 야금 설비의 작동 방법.
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