KR102391063B1 - 비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법 - Google Patents

Abstract

비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 열간 압연 공정에서 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거하기 위해 압연판의 이송 방향 일측면에 마련된 사이드 스프레이를 통해 압연판의 폭방향으로 유체를 분사 시 발생되는 비산수를 처리하기 위한 장치로서, 상기 압연판의 이송 방향 타측면에서 상기 사이드 스프레이의 분사 방향과 대응되는 위치에 마련되어 비산수를 흡입하여 배출시키는 흡입유닛; 상기 흡입유닛과 연결되어 상기 흡입유닛을 회전시키는 구동유닛; 및 상기 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 비산수 처리 장치가 제공될 수 있다.

Description

비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법{Apparatus for treating scattering water and operation mathod thereof}

본 발명은 비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거 시 발생되는 비산수를 흡입 제거할 수 있는 비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법에 관한 것이다.

도 1에는 열연 강판을 생산하는 열간 압연 공정이 개략적으로 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 열간 압연 공정은 크게 가열 공정(10), 압연 공정(20), 수냉각 공정(30), 권취 공정(40)으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 가열로(11)를 거친 슬라브(S)를 이송롤에 의해 조압연장치(21, Roughing Mill)로 이송하여 조압연한 뒤, 사상압연장치(22, Finishing Mill)에서 마무리압연하고, 런아웃테이블(Run Out Table)에서 수냉각 공정(30)을 수행한 뒤, 권취장치(41)에서 코일 형태로 권취함으로써 수행될 수 있다.

이때, 조압연장치(21)에서는 가열로(11)에서 이동된 슬라브(S)를 강판의 형태로 1차 압연하며, 사상압연장치(22)에서는 1차 압연된 강판을 최종 목표두께로 압연하게 된다.

또한, 열간 압연이 완료되어 수냉각 공정(30)으로 들어오는 압연판(강판)에는 압연기로부터 흘러나오는 체류수가 존재함은 물론, 수냉각 설비에 마련된 분사헤드로부터 분사되는 냉각수가 압연판과 충돌하면서 냉각수가 압연판에 닿는 영역 외에 분사헤드를 기준으로 전면과 후면으로 빠른 속도록 냉각수가 흐르면서 체류수가 발생하게 된다. 또, 평탄하지 않은 압연판의 상부에도 체류수가 잔류하는 등 압연판의 상부에 체류수가 잔존하게 된다.

체류수는 압연판 상에 잔류하면서 요구되는 이상으로 압연판의 상부 표면을 냉각하는 과냉각의 원인으로도 작용하고, 결국 압연판의 표면에서 불규칙한 열전달을 일으켜 소재의 온도편차를 일으킬 수 있다.

이러한 체류수를 체거하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 압연판(S)이 이송되는 측면에 사이드 스프레이(60)를 설치하여 체류수(50)를 제거하고 있다. 즉, 사이드 스프레이(60)는 일정 속도로 이동하는 압연판(S)의 측면에서 유체를 분사하여 압연판(S)의 측면 측으로 체류수(50)를 강제 배출시켜 제거하도록 마련된다.

그러나, 사이드 스프레이(60)로부터 분사되는 유체에 의해 체류수(50)를 밀어내어 제거하는 반면 많은 비산수(61)를 발생시키게 된다. 이에, 사이드 스프레이(60)가 분사되는 방향측의 설비로 비산수(61)가 뿌려져 설비를 열화시키거나 다시 압연판(S)으로 넘어와 악영향을 미치는 문제점이 있다.

이에 사이드 스프레이(60)의 반대편에 플레이트 형상의 방지막(70)을 설치하고 있으나, 사이드 스프레이(60)에 의해 발생된 바산수(61)는 방지막(70)과 충돌하면서 대부분 튕겨 나가게 되지만 일부의 비산수(61)는 방지막(70)을 통해 하부로 흘러내리고, 방지막(70)을 통해 흘러내리지 못하는 비산수(70)는 다시 압연판 위에 비산되어 추가적인 체류수(50)를 발생시킴과 더불어 사이드 스프레이(60)가 설치된 부분까지 날아와 사이드 스프레이(60)가 설치된 부분에 존재하는 설비들을 열화시키거나 설비에 악영향을 미치게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법은 체류수를 제거 시 발생되는 비산수를 흡입하여 배출시킴으로써 비산수의 비산에 따른 체류수 발생 및 설비의 열화를 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법은 열간 압연되는 강판의 특성(강종, 치수, 공정 조건)에 따라 비산수 처리 장치의 가동 속도, 가속, 감속 등을 설정하고 운영함으로써 비산수를 효과적으로 처리할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 열간 압연 공정에서 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거하기 위해 압연판의 이송 방향 일측면에 마련된 사이드 스프레이를 통해 압연판의 폭방향으로 유체를 분사 시 발생되는 비산수를 처리하기 위한 장치로서, 상기 압연판의 이송 방향 타측면에서 상기 사이드 스프레이의 분사 방향과 대응되는 위치에 마련되어 비산수를 흡입하여 배출시키는 흡입유닛; 상기 흡입유닛과 연결되어 상기 흡입유닛을 회전시키는 구동유닛; 및 상기 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 비산수 처리 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 흡입유닛은 단일체로 마련되거나 한 쌍의 세트로 마련되며, 상기 흡입유닛이 한 쌍의 세트로 마련된 경우 상기 한 쌍의 흡입유닛은 상기 구동유닛의 기어부를 통해 연결되어 상기 한 쌍의 흡입유닛 사이로 비산수가 흡입되도록 회전될 수 있다.

또한, 상기 흡입유닛은, 길이 방향으로 중공된 원통형상을 가지며, 외주면에 내부 중공부와 연통하는 복수의 흡입구가 마련되는 본체; 상기 본체와 함께 회전하도록 상기 본체 내에 결합되며, 상기 흡입구로부터 유입된 비산수를 배출시키기 위한 통로가 형성된 축; 및 상기 본체의 회전 시 흡입력이 발생되도록 상기 축의 외측면에 설치되는 복수의 블레이드;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 흡입구는 상기 본체의 원주 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 본체에는 상기 흡입구가 형성된 위치에 직경이 감소하도록 확장부가 마련될 수 있다.

또한, 상기 축은, 소정 길이를 가지며 상부로부터 하부로 갈수록 직경이 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되는 몸체부; 상기 본체의 상부로부터 돌출되도록 상기 몸체부의 상측에 형성되어 베어링에 의해 지지되는 제1 지지부; 및 상기 본체의 하부로부터 돌출되도록 상기 몸체부의 하측에 형성되어 베어링에 의해 지지되는 제2 지지부;를 구비하고, 상기 통로는 상기 몸체부 내에 길이방향으로 형성되는 중공부와, 상기 중공부와 상기 본체 내부를 연통시키는 연통홀과, 상기 지지부에 형성되어 상기 중공부와 연통하는 배출구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 연통홀은 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 소정 길이를 갖도록 형성되되, 상기 본체 내에서 상기 몸체부의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 지지부에는 상기 구동유닛과의 결합을 위한 결합부가 마련될 수 있다.

또한, 상기 복수의 블레이드는 상기 축의 원주 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 블레이드는 상기 흡입구와 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 블레이드는 일단이 상기 축에 설치되고 타단이 상기 본체에 접하도록 마련되어 하측에 위치되는 블레이드는 상측에 위치되는 블레이드 보다 길이가 짧아지도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 구동유닛은, 회전력을 발생시키는 모터; 및 상기 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 흡입유닛을 회전시키는 기어부;를 포함하고, 상기 기어부는

상기 모터의 회전축에 마련되는 동력전달기어와, 상기 흡입유닛에 결합되어 상기 동력전달기어와 치합되는 제1 기어를 갖추고, 상기 흡입유닛이 한 쌍의 세트로 마련되는 경우, 상기 제1 기어와 치합되도록 다른 하나의 흡입유닛에 결합되는 제2 기어를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 기어가 결합되는 흡입유닛은 상기 제1 기어의 중심을 기준으로 반시계방향으로 회전하고, 상기 제2 기어가 결합되는 흡입유닛은 상기 제2 기어의 중심을 기준으로 시계방향으로 회전하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 동력전달기어의 안정적인 회전이 가능하도록 상기 회전축의 끝단을 지지하도록 마련된 지지대를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 세트로 마련되는 흡입유닛 중 적어도 어느 하나는 상기 압연판의 폭방향으로 이동되도록 마련될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 열간 압연 공정에서 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거하기 위한 유체를 분사하는 사이드 스프레이와 대응되는 위치에 비산수 처리 장치를 마련하는 단계; 상기 사이드 스프레이가 가동되기 전 수냉각 공정 조건에 대응하여 비산수 처리 장치의 흡입유닛이 기본 속도로 회전하도록 가동시키는 단계; 수냉각 시에 잔류하는 체류수를 제거하기 위한 사이드 스프레이의 작동에 따라 발생하는 비산수를 흡입유닛으로 흡입하는 단계; 상기 흡입유닛에 의해 흡입되어 배출되는 비산수의 유량을 유량계를 통해 측정하는 단계; 상기 유량계를 통해 측정된 정보를 서버의 수식 모델 데이터 베이스에 전송 및 저장하는 단계; 수식 모델을 통해 압연 속도 및 수냉각의 특징별로 비산수 처리장치의 효율을 높이기 위한 회전 속도 부분을 자동으로 학습하는 단계; 및 학습된 데이터를 이용하여 각 압연판의 특성에 따라 흡입유닛의 가동 속도의 가속 및 감속 등을 설정하여 운용하는 단계;를 포함하는 비산수 처리 장치의 운용 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비산수 처리 장치 및 이의 운용 방법은 체류수를 제거 시 발생되는 비산수를 흡입하여 배출시킴으로써 비산수의 비산에 따른 체류수 발생 및 설비의 열화를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 열간 압연되는 강판의 특성(강종, 치수, 공정 조건)에 따라 비산수 처리 장치의 가동 속도, 가속, 감속 등을 설정하고 운영함으로써 비산수를 효과적으로 처리할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 비산수 및 체류수를 효과적으로 제거함으로써 물성 및 품질이 우수한 강판(압연판) 또는 최종 제품을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 통상적인 철강 제품의 열간 압연 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치가 제어되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치를 통해 비산수가 흡입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛을 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛이 사이드 스프레이와의 위치에 따라 이동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비산수 처리 장치의 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치가 제어되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치를 통해 비산수가 흡입되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛을 나타내는 정면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛의 내부 구조를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비산수 처리 장치에 구비된 흡입유닛을 나타내는 단면도이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 비산수 처리 장치(1)는 열간 압연 공정에서 압연판(S)의 표면에 잔류된 체류수를 제거하는데 활용될 수 있다. 예컨대, 압연 공정과 수냉각 공정 사이, 수냉각 공정 설비 내, 수냉각 공정 설비의 출측에서 사이드 스프레이(60)를 통해 체류수를 제거하는 모든 위치에 선택적으로 마련되어 사용될 수 있다. 즉, 비산수 처리 장치(1)는 사이드 스프레이(60)의 반대편 측에 마련되어 사이드 스프레이(60)가 체류수를 제거하기 위한 유체를 분사 시 발생되는 비산수(61)를 흡입하고, 주변 설비 등에 영향을 미치지 않도록 장치의 하부측으로 배출시키도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 비산수 처리 장치(1)는 사이드 스프레이(60)의 반대편인 압연판(S)의 이송 방향 타측면에 마련되어 비산수(61)를 흡입하여 배출시키는 흡입유닛(100)과, 흡입유닛(100)을 회전시키는 구동유닛(200) 및 구동유닛(200)의 작동을 제어하는 제어유닛(300)을 포함할 수 있다.

도시된 바에 따르면, 흡입유닛(100)은 한 쌍으로 구성된 세트로 마련된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 단일체로 마련되거나 복수개의 세트로 마련되어 사용될 수 있다. 예컨대, 흡입유닛(100)이 단일체로 마련되는 경우 후술할 블레이드(130)를 통해 압연판(S)을 수냉각 공정 시 발생되는 수증기를 흡입하여 처리하도록 마련될 수 있다. 또한, 사이드 스프레이(60)에 의한 비산수(61)의 비산 정도에 따라 흡입유닛(100)을 복수개의 세트로 마련할 수도 있다. 이러한 흡입유닛(100)이 단일체, 한 쌍의 세트 및 복수의 세트로 적용되더라도 흡입유닛(100)의 구성은 동일하기 때문에, 흡입유닛(100)이 한 쌍의 세트로 마련된 것을 기준으로 설명하기로 한다.

흡입유닛(100)은 한 쌍으로 이루어져 회전하며 사이드 스프레이(60)의 분사 방향과 대응되는 위치에서 비산수(61)를 흡입하도록 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 각 흡입유닛(100)은 복수의 흡입구(111)가 마련되는 본체(110)와, 본체(110) 내에 마련되어 비산수(61)를 배출시키는 통로(125)가 형성된 축(120) 및 축(120)의 외측면에 설치되는 복수의 블레이드(130)를 포함할 수 있다.

본체(110)는 소정 길이를 가지며, 길이 방향으로 중공된 원통형상을 갖는다. 이러한 본체(110)의 외주면에는 복수의 흡입구(111)가 형성된다. 복수의 흡입구(111)는 본체(110)의 원주 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 형성된다. 이러한 복수의 흡입구(111)를 통해 유입된 비산수(61)는 본체(100)의 내부로 유입되게 된다.

또한, 본체(110)에는 흡입구(111)가 형성된 위치에 직경이 감소하도록 확장부(112)가 마련될 수 있다. 확장부(112)는 흡입유닛(100)이 한 쌍으로 마련됨에 따라 이웃하는 본체(110) 사이의 틈을 확장시키기 위함이다. 즉, 흡입구(111)가 형성된 위치에 확장부(112)가 마련됨으로써 흡입구(111)가 형성된 부분에서 한 쌍의 본체(110) 사이의 면적이 넓어져 비산수(61)가 흡입구(111)로 용이하게 흡입되도록 한다.

축(120)은 본체(110)와 함께 회전하도록 본체(110) 내에 결합될 수 있다. 이때, 축(120)은 본체(110)에 별도로 결합될 수 있으나, 본체(110)와 하나의 몸체를 갖도록 일체형으로 마련될 수 있다. 이러한 축(120)은 흡입구(111)로부터 유입된 비산수(61)를 배출시키기 위한 통로(125)가 형성된다. 보다 구체적으로, 축(120)은 소정 길이를 가지며 상부로부터 하부로 갈수록 직경이 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련된 몸체부(123)와, 몸체부(123)의 상부에 돌출 형성되는 제1 지지부(121)와, 몸체부(123)의 하부에 돌출 형성되는 제2 지지부(122)를 구비할 수 있다.

몸체부(123)는 하부가 본체(110)의 하단부를 폐쇄하도록 마련될 수 있다. 이에, 비산수(61)를 배출시키기 위하여 몸체부(123) 내부에 길이방향으로 중공부(126)가 형성되고, 몸체부(123)의 하부측 외주면에는 본체(110)의 내부와 중공부(126)를 연통시키는 연통홀(127)이 형성된다. 연통홀(127)은 흡입된 비산수(61)의 배출이 용이하도록 몸체부(123)의 하측에서 외주면을 따라 일정 간격으로 복수개 형성될 수 있다.

제1 지지부(121)는 몸체부(123)의 상측에서 본체(110)의 상부로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 제1 지지부(121)는 흡입유닛(100)이 회전시 안정적으로 회전되도록 베어링(141)이 마련된 상부 고정 치구(143)에 의해 지지될 수 있다.

제2 지지부(122)는 몸체부(123)의 하측에서 본체(110)의 하부로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 제2 지지부(122)는 흡입유닛(100)이 회전시 안정적으로 회전되도록 베어링(142)이 마련된 하부 고정 치구(144)에 의해 지지될 수 있다. 이러한 제2 지지부(122)에는 중공부(126)와 동축으로 연통하는 배출구(128)가 형성될 수 있다. 즉, 축(120)에 형성된 통로(125)는 축(120)의 중공부(126)와, 상기 중공부(126)와 본체(110) 내부를 연통하는 연통홀(127) 및 배출구(128)를 포함하도록 형성되어 흡입구(111)를 통해 흡입된 비산수(61)가 최종적으로 배출구(128)를 통해 장치의 하측으로 배출되도록 한다.

또한, 제2 지지부(122)에는 구동유닛(200)과의 결합을 위한 결합부(124)가 마련될 수 있다. 결합부(124)는 몸체부(123)의 하부와 제2 지지부(122) 사이에 형성될 수 있다. 이러한 결합부(124)는 구동유닛(200)의 기어가 결합되는 부분으로서, 기어를 통해 회전력을 전달받아 기어와 함께 회전하도록 마련될 수 있다. 즉, 결합부(124)가 회전 시 결합부(124)와 일체로 형성되는 축(120)의 몸체부(123) 및 축(120)과 결합되는 본체(110)가 함께 회전하게 된다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른 비산수 처리 장치(1)는 배출구(128)로 배출되는 비산수(61)의 유량을 측정하는 유량계(320)를 구비할 수 있다. 이는 제어유닛(300)을 통해 비산수 처리 장치(1)의 동작상태를 제어하기 위한 것으로서, 비산수 처리 장치(1)의 운용 방법에서 다시 설명하기로 한다.

복수의 블레이드(130)는 축(120)의 원주 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 형성될 수 있다. 이러한 블레이드(130)는 흡입구(111)와 서로 어긋나도록 배치될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 블레이드(130)는 축(120)의 원주 방향을 따라 동일한 위상차를 갖도록 복수개 설치되며, 이러한 블레이드(130)가 설치된 부분의 하측에는 흡입구(111)가 본체(110)의 외주면을 따라 복수개 형성되게 된다. 즉, 본체(110)의 길이방향을 따라 블레이드(130) 및 흡입구(111)가 형성된 위치가 중첩되지 않도록 한 번씩 번갈아 가며 형성될 수 있다.

또한, 블레이드(130)는 일단이 축(120)에 설치되고 타단이 본체(110) 내측과 접하도록 마련될 수 있다. 이에, 축(120)의 길이 방향을 따라 설치되는 블레이드(130)는 하측에 위치되는 블레이드(130)보다 상측에 위치되는 블레이드(130)의 길이가 길어지게 된다. 즉, 하측에 위치되는 블레이드(130)는 상측에 위치되는 블레이드(130)에 비하여 점차적으로 길이가 짧아지도록 마련된다. 이에 흡입유닛(100)의 회전 시 흡입력이 상측으로부터 하측 방향으로 발생하게 된다.

이러한 블레이드(130)는 본체(110)의 회전 시 흡입력이 발생되도록 설치되는 것은 자명할 것이다. 따라서, 본체(110)의 회전에 따라 블레이드(130)가 함께 회전하며 흡입력이 발생되고, 흡입력은 흡입구(111)를 통해 외부의 공기 및 비산수(61)를 흡인하도록 작용함으로써, 흡입구(111)를 통해 보다 용이하게 비산수(61)를 흡입할 수 있게 된다. 또한, 흡입력이 본체(110)의 상측에서 하측 방향으로 이루어짐으로써 비산수(61)의 중력과 함께 비산수(61)를 배출구(128)로 원활하게 흐르도록 한다.

한편, 상기와 같은 흡입유닛(100)은 한 쌍으로 이루어져 비산수(61)를 흡입하도록 마련될 수 있으나, 전술한 바와 같이, 흡입유닛(100)의 본체(110)를 단일체로 마련하여 수냉각 공정 시 발생되는 수증기를 흡입하여 처리하도록 활용될 수도 있다.

구동유닛(200)은 흡입유닛(100)과 연결되어 흡입유닛(100)을 회전시키는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 구동유닛(200)은 회전력을 발생시키는 모터(210) 및 모터(210)로부터 회전력을 전달받아 흡입유닛(100)을 회전시키는 기어부(220)를 포함한다.

모터(210)는 회전축(211)을 갖추어 기어부(220)로 회전력을 전달하는 구동력을 발생시킴은 물론, 제어유닛(300)과 전기적으로 연결되어 제어유닛(300)에 의해 흡입유닛(100)의 회전속도를 제어하도록 마련된다.

기어부(220)는 회전축(211)에 마련되는 동력전달기어(223)와, 동력전달기어(223)와 치합되어 흡입유닛(100)에 결합되는 제1 기어(221) 및 제1 기어(221)와 치합되어 다른 하나의 흡입유닛(100)에 결합되는 제2 기어(222)를 구비할 수 있다.

동력전달기어(223)는 회전축(211)에 결합될 수 있으나, 회전축(211)에 기어이가 마련되도록 가공되어 형성될 수도 있다. 이러한 동력전달기어(223)의 안정적인 회전이 가능하도록 회전축(211)의 끝단을 회전 가능하게 지지하는 지지대(212)를 더 구비할 수 있다. 이때, 동력전달기어(223)와 후술할 제1 기어(221)는 웜과 웜휠 기어의 결합구조로 연결된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 모터(210)의 회전력을 흡입유닛(100)으로 전달하여 흡입유닛(100)을 회전시킬 수 있다면 어떠한 기어 결합구조를 갖더라도 무방하다.

제1 기어(221)는 중심에 한 쌍의 흡입유닛(100) 중 어느 하나에 축 결합될 수 있다. 즉, 흡입유닛(100)의 결합부(124)가 제1 기어(221)의 중심에 결합될 수 있다. 이에, 제1 기어(221)의 회전 시 흡입유닛(100)이 함께 회전하게 된다.

제2 기어(222)는 중심에 다른 하나의 흡입유닛(100)이 축 결합된다. 즉, 한 쌍의 흡입유닛(100)은 동일한 구조 및 동일한 형상을 갖도록 이루어짐에 따라 제1 기어(221)와 마찬가지로 흡입유닛(100)의 결합부(124)가 제2 기어(222)의 중심에 결합된다. 따라서, 동력전달기어(223)를 통해 회전력을 전달받은 제1 기어(221)는 반시계방향으로 회전하고, 제2 기어(222)는 시계방향으로 회전하게 된다. 이에, 구동유닛(200)의 작동에 따라 한 쌍의 흡입유닛(100) 사이로 비산수가 흡입되도록 회전된다.

한편, 흡입유닛(100)이 하나의 단일체로 마련되는 경우 기어부(220)는 제1 기어(221)만 구비하도록 마련될 수 있으며, 모터(210)의 구동에 따라 동력전달기어(223)로부터 회전력을 전달받아 회전하게 된다. 또한, 흡입유닛(100)이 복수의 세트로 마련되는 경우 각 세트는 전술된 구동유닛(200)과 한 쌍의 흡입유닛(100)을 기본 구성품으로 마련하고, 이러한 기본 구성품을 복수개 마련하는 구조로 활용될 수 있다.

상기와 같은 흡입유닛(100)은 사이드 스프레이(60)와 대응되는 위치에서 비산수(61)를 흡입하도록 배치되는데, 설비에 따라 흡입유닛(100)과 사이드 스프레이(60)가 동일한 위치에 마련되지 않은 경우에는 한 쌍의 흡입유닛(100) 중 적어도 어느 하나를 압연판(S)의 폭방향으로 이동시켜 원활히 비산수(61)를 흡입하도록 마련될 수 있다. 예컨대, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 사이드 스프레이(60)에 비하여 흡입유닛(100)이 압연판(S)의 이동방향 전방측에 위치되는 경우 후방측의 본체(110), 즉 흡입유닛(100)을 이동시켜 비산수(61)가 한 쌍의 흡입유닛(100) 사이로 비산되도록 조절할 수 있다. 또한, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 사이드 스프레이(60)에 비하여 흡입유닛(100)이 압연판(S)의 이동방향 후방측에 위치되는 경우 전방측의 흡입유닛(100)을 이동시켜 비산수(61)가 한 쌍의 흡입유닛(100) 사이로 비산되도록 조절할 수 있다.

다시 도 3 내지 도 7을 참조하면, 제어유닛(300)은 구동유닛(200)과 전기적으로 연결되어 구동유닛(200)을 통해 흡입유닛(100)의 회전 속도를 제어하도록 마련될 수 있다. 제어유닛(300)은 흡입유닛(100)을 제어하여 비산수(61)를 효율적으로 흡입하기 위하여, 흡입유닛(100)에 의해 배출되는 비산수(61)의 유량을 측정하는 유량계(320)와, 유량계(320)를 통해 측정된 정보를 제공 받는 메인 서버(310) 및 수식 모델 데이터 베이스(330)를 구비할 수 있다. 이러한 제어유닛(300)을 통해 흡입유닛(100)의 회전속도를 제어하는 구조 및 방법에 대해서는 비산수 처리 장치를 운용하는 방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.

그러면, 상기와 같은 비산수 처리 장치의 운용 방법에 대하여 도 3 내지 도 9를 참조하여 설명히기로 한다.

먼저 열간 압연 공정에서 압연판(S) 상에 잔류하는 체류수를 제거하기 위한 유체를 분사하는 사이드 스프레이(60)와 대응되는 위치에 비산수 처리 장치(1)를 마련한다(S100).

이어서, 사이드 스프레이(60)가 가동되기 전 수냉각 공정 조건에 대응하여 비산수 처리 장치(1)의 흡입유닛(100)이 기본 속도로 회전하도록 가동시킨다(S200). 이때의 흡입유닛(100)의 기본 속도는 미리 설정된 기본값으로 정해질 수 있다.

다음으로, 압연판(S)의 수냉각 시에 잔류하는 체류수를 제거하기 위한 사이드 스프레이(60)의 작동에 따라 비산수를 흡입유닛(100)으로 흡입한다(S300). 이때 체류수의 존재 여부는 센서를 통해 측정되어 사이드 스프레이(60)가 자동으로 작동될 수 있으며, 또한 작업자가 카메라 등으로 체류수를 식별하여 반자동으로 사이드 스프레이(60)를 작동시킬 수도 있다.

계속해서, 체류수 제거 시 흡입유닛(100)에 의해 흡입되어 배출되는 비산수(61)의 유량을 유량계(320)를 통해 측정하고(S400), 유량계(320)를 통해 측정된 정보를 서버의 수식 모델 데이터 베이스(330)에 전송 및 저장한다(S500).

또한, 수식 모델을 통해 압연 속도 및 수냉각의 특징별로 비산수 처리 장치(1)의 효율을 높이기 위한 회전 속도 부분을 자동으로 학습하도록 한다(S600).

위의 과정들(S400~S600)은 강판의 특성에 따른 공정별(강판 소재의 두께와 폭, 강종, 압연 속도 등)로 모델링하기 위한 과정으로서, 다양한 변수를 적용하여 요구되는 흡입유닛(100)의 비산수 흡입 효율성을 도출할 수 있도록 한다. 구체적으로, 제어유닛(300)은 학습부를 포함하여 구성될 수 있다. 학습부는 강판의 특성(강종, 치수, 공정 조건)에 따른 흡입유닛(100)의 회전 속도, 유량계(320)의 측정 데이터 등이 저장된 수식 모델 데이터 베이스(330)의 데이터를 이용하여 추정 모델을 생성할 수 있다. 이 과정에서 기계적 학습 알고리즘이 적용될 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 공정에서 사이드 스프레이(60)를 통한 비산수 발생량 및 흡입유닛(100)을 통한 흡입량 등의 변수를 기반으로 사전에 회귀식을 마련하고, 이 회귀식을 이용하여 흡입유닛(100)의 흡입 효율성을 추정하고, 추정된 흡입 효율성에 기반하여 흡입유닛(100)의 회전 속도를 결정할 수 있다.

상기와 같은 데이터 알고리즘이 완성되면, 학습된 데이터를 이용하여 각 압연판(S)의 특성에 따라 흡입유닛(100)의 가동 속도의 가속 및 감속 등을 설정하여 운용한다(S700). 따라서, 이후 동일한 강종, 치수, 공정 조건에 대응하여 본 발명에 따른 비산수 처리 장치(1)를 설정하고 운용할 수 있어 비산수(61)를 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 비산수 처리 장치
100 : 흡입유닛
200 : 구동유닛
300 : 제어유닛

Claims (16)

1. 열간 압연 공정에서 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거하기 위해 압연판의 이송 방향 일측면에 마련된 사이드 스프레이를 통해 압연판의 폭방향으로 유체를 분사 시 발생되는 비산수를 처리하기 위한 장치로서,
   상기 압연판의 이송 방향 타측면에서 상기 사이드 스프레이의 분사 방향과 대응되는 위치에 마련되어 비산수를 흡입하여 배출시키는 흡입유닛;
   상기 흡입유닛과 연결되어 상기 흡입유닛을 회전시키는 구동유닛; 및
   상기 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
   상기 흡입유닛은 단일체로 마련되거나 한 쌍의 세트로 마련되며,
   상기 흡입유닛이 한 쌍의 세트로 마련된 경우 상기 한 쌍의 흡입유닛은 상기 구동유닛의 기어부를 통해 연결되어 상기 한 쌍의 흡입유닛 사이로 비산수가 흡입되도록 회전되며,
   상기 한 쌍의 세트로 마련되는 흡입유닛 중 적어도 어느 하나는 상기 압연판의 폭방향으로 이동되도록 마련되는 비산수 처리 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡입유닛은,
   길이 방향으로 중공된 원통형상을 가지며, 외주면에 내부 중공부와 연통하는 복수의 흡입구가 마련되는 본체;
   상기 본체와 함께 회전하도록 상기 본체 내에 결합되며, 상기 흡입구로부터 유입된 비산수를 배출시키기 위한 통로가 형성된 축; 및
   상기 본체의 회전 시 흡입력이 발생되도록 상기 축의 외측면에 설치되는 복수의 블레이드;를 포함하는 비산수 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 흡입구는 상기 본체의 원주 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 형성되는 비산수 처리 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 본체에는 상기 흡입구가 형성된 위치에 직경이 감소하도록 확장부가 마련되는 비산수 처리 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 축은,
   소정 길이를 가지며 상부로부터 하부로 갈수록 직경이 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되는 몸체부;
   상기 본체의 상부로부터 돌출되도록 상기 몸체부의 상측에 형성되어 베어링에 의해 지지되는 제1 지지부; 및
   상기 본체의 하부로부터 돌출되도록 상기 몸체부의 하측에 형성되어 베어링에 의해 지지되는 제2 지지부;를 구비하고,
   상기 통로는 상기 몸체부 내에 길이방향으로 형성되는 중공부와, 상기 중공부와 상기 본체 내부를 연통시키는 연통홀과, 상기 지지부에 형성되어 상기 중공부와 연통하는 배출구를 포함하는 비산수 처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 연통홀은 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 소정 길이를 갖도록 형성되되, 상기 본체 내에서 상기 몸체부의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성되는 비산수 처리 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제2 지지부에는 상기 구동유닛과의 결합을 위한 결합부가 마련되는 비산수 처리 장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 블레이드는 상기 축의 원주 방향 및 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되게 형성되는 비산수 처리 장치.
10. 제3항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 흡입구와 서로 어긋나도록 배치되는 비산수 처리 장치.
11. 제3항에 있어서,
    상기 블레이드는 일단이 상기 축에 설치되고 타단이 상기 본체에 접하도록 마련되어 하측에 위치되는 블레이드는 상측에 위치되는 블레이드 보다 길이가 짧아지도록 마련되는 비산수 처리 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 구동유닛은,
    회전력을 발생시키는 모터; 및
    상기 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 흡입유닛을 회전시키는 기어부;를 포함하고,
    상기 기어부는
    상기 모터의 회전축에 마련되는 동력전달기어와,
    상기 흡입유닛에 결합되어 상기 동력전달기어와 치합되는 제1 기어를 갖추고,
    상기 흡입유닛이 한 쌍의 세트로 마련되는 경우,
    상기 제1 기어와 치합되도록 다른 하나의 흡입유닛에 결합되는 제2 기어를 더 포함하는 비산수 처리 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 기어가 결합되는 흡입유닛은 상기 제1 기어의 중심을 기준으로 반시계방향으로 회전하고, 상기 제2 기어가 결합되는 흡입유닛은 상기 제2 기어의 중심을 기준으로 시계방향으로 회전하도록 마련되는 비산수 처리 장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 동력전달기어의 안정적인 회전이 가능하도록 상기 회전축의 끝단을 지지하도록 마련된 지지대를 더 구비하는 비산수 처리 장치.
15. 삭제
16. 열간 압연 공정에서 압연판 상에 잔류하는 체류수를 제거하기 위한 유체를 분사하는 사이드 스프레이와 대응되는 위치에 비산수 처리 장치를 마련하는 단계;
    상기 사이드 스프레이가 가동되기 전 수냉각 공정 조건에 대응하여 비산수 처리 장치의 흡입유닛이 기본 속도로 회전하도록 가동시키는 단계;
    수냉각 시에 잔류하는 체류수를 제거하기 위한 사이드 스프레이의 작동에 따라 발생하는 비산수를 흡입유닛으로 흡입하는 단계;
    상기 흡입유닛에 의해 흡입되어 배출되는 비산수의 유량을 유량계를 통해 측정하는 단계;
    상기 유량계를 통해 측정된 정보를 서버의 수식 모델 데이터 베이스에 전송 및 저장하는 단계;
    수식 모델을 통해 압연 속도 및 수냉각의 특징별로 비산수 처리 장치의 효율을 높이기 위한 회전 속도 부분을 자동으로 학습하는 단계; 및
    학습된 데이터를 이용하여 각 압연판의 특성에 따라 흡입유닛의 가동 속도의 가속 및 감속 등을 설정하여 운용하는 단계;를 포함하는 비산수 처리 장치의 운용 방법.
    

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