KR20010008943A - 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치 - Google Patents

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KR20010008943A
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KR1019990027038A
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최해원
최호
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이구택
포항종합제철 주식회사
신현준
재단법인 포항산업과학연구원
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B43/00—Cooling beds, whether stationary or moving; Means specially associated with cooling beds, e.g. for braking work or for transferring it to or from the bed

Abstract

본 발명은 제철소에서 압연기를 빠져 나온 후 냉각대를 지나는 고온평판의 상면에 형성되는 체류 냉각수의 효율적인 제거를 이루기 위한 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치에 관한 것으로, 압연기(1)를 빠져 나온 후 각각의 상부냉각 단위설비(3)를 통과하는 고온평판(2)의 상면에 형성되는 체류냉각수를 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 각각의 상부냉각 단위설비(3)의 사이 상부에 상기 체류냉각수 진행방향을 향하여 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)를 설치하고, 상기 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)의 내측으로 I형 체류냉각수 제거장치(13)를 설치하여, 체류냉각수를 제거하도록 함을 특징으로 한다.

Description

브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치{Equipment for the elimination of the remaining coolant by the upper impingement liquid jet with V+I type}
본 발명은 제철소에서 압연기를 빠져 나온 후 냉각대를 지나는 고온평판의 상면에 형성되는 체류 냉각수의 효율적인 제거를 이루기 위한 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치에 관한 것이다.
기존 열연 평판 생산공정에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 고온평판(2)이 압연기(1)를 빠져 나온 후 15-16개의 단위설비로 구성된 각각의 상부냉각 단위설비(3)로부터 자유낙하되는 냉각수(5)에 의해 냉각되도록 되어있다. 이 때, 상기 고온평판(2)의 상면에는 냉각수가 체류하게 된다.
종래에는 이러한 고온평판(2)의 냉각시 상면에 형성되는 체류냉각수를 도 2에 나타낸 바와 같이, 통과하는 고온평판(2)의 양측 상부에서 물을 20bar의 압력으로 분사하여 제거하기 위한 2개 이상 다수개의 워터 스프레이(6) 장치를 각 상부냉각 단위설비(3)의 사이에 설치하였다.
그러나, 이와 같은 워터 스프레이(6) 장치에서는 분사 노즐의 특성에 따라 분사형태 및 각도가 고정되어 고온평판(2)과의 충돌시 충돌면적이 고정되므로, 판 폭이 증가하는 경우 효율적인 체류 냉각수의 제거가 이루어지지 못한다.
판 폭이 증가되면 상부냉각 단위설비(3)에서의 냉각수량이 증가되어 체류냉각수의 양적 증가를 초래하므로, 증가된 체류냉각수가 연이은 상부냉각 단위설비(3)의 냉각 영역에 침투하는 경우가 발생한다. 이와 같이 완전히 제거되지 못한 체류냉각수는 고온평판(2)의 상부에 증기막을 형성하며, 상부냉각 단위설비(3)로부터의 충돌 냉각수에 의한 고온평판(2)의 냉각 효과를 떨어뜨린다.
또한, 정비시 워터 스프레이(6) 노즐의 잘못된 배치에 따라 상부냉각 단위설비(3)로부터의 충돌 냉각수에 대한 워터 스프레이(6)에서 분사되는 분사류의 직접 충돌과, 제거된 체류냉각수와 상부냉각 단위설비(3)로부터의 충돌 냉각수와의 충돌이 발생하여 냉각수의 고온평판(2)에 대한 냉각을 방해하는 문제가 발생한다. 이러한 결과, 냉각의 제어정밀도가 저하되는 경우가 발생한다.
또한, 기존의 워터 스프레이(3) 방식에서는 고온평판(2) 전체 폭에서 체류 냉각수가 효율적으로 제거되도록 하기 위해서 노즐 당 20bar의 큰 압력을 확보하기 위한 에너지가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 극복하여 더욱 개선된 고온평판의 체류냉각수 제거장치를 설치하여 열연 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 고온평판 냉각대의 개략적 구성도,
도 2는 종래 워터 스프레이에 의한 체류 냉각수 제거장치의 작동 개략도,
도 3은 본 발명에 의한 체류 냉각수 제거상태를 보여주는 개략도,
도 4는 본 발명의 작동 원리도.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호설명 〉
1 : 압연기 2 : 고온평판
3 : 상부냉각 단위설비 4 : 롤
5 : 냉각수 6 : 워터 스프레이
11,12 : V형 체류냉각수 제거장치 13 : I형 체류냉각수 제거장치
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치는, 압연기(1)를 빠져 나온 후 각각의 상부냉각 단위설비(3)를 통과하는 고온평판(2)의 상면에 형성되는 체류냉각수를 제거하기 위한 장치에 있어서,
상기 각각의 상부냉각 단위설비(3)의 사이 상부에 상기 체류냉각수 진행방향을 향하여 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)를 설치하고, 상기 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)의 내측으로 I형 체류냉각수 제거장치(13)를 설치하여, 체류냉각수를 제거하도록 함을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 각각의 상부냉각 단위설비(3)의 사이에 브이+아이형 체류냉각수 제거장치를 설치한다.
도 3은 그 일부분을 나타낸 것으로, 진행하고 있는 고온평판(2)에 충돌한 체류냉각수 제거용 수분류는 고온평판(2) 상면에서 수벽(water barrier)을 형성하여 판 폭 전체에 대하여 체류냉각수의 계속적인 진행을 막게 되므로, 체류냉각수 진행방향에 대하여 V형 체류냉각수제거장치(11)(12)로부터 자유낙하되는 충돌 수분류에 의하여 자연스러운 체류냉각수의 제거가 이루어지도록 하여 상부냉각 단위설비(3)로부터의 충돌 냉각수와 고온평판(2)이 충돌하는 것을 방해하지 않도록 한다.
한편, 상기 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)로부터의 충돌 수분류와 고온평판(2)의 충돌 후, 수분류 후면에서 형성되는 체류냉각수층을 제거하기 위하여 판의 진행방향과 평행하게 I형 체류냉각수 제거장치(13)로부터 충돌 수분류를 자유낙하시켜 새로이 형성되는 체류냉각수를 완전히 제거할 수 있도록 한다.
일반적으로 제철소의 상부냉각 단위설비(3)에서 판 이송에 따른 체류냉각수 이송속도는 1-2m/second로, 약 1.5m/second 정도이다. 실제 고온평판(2)의 이송속도는 10m/sec까지 가속되나, 체류냉각수가 고온평판(2)의 상면에서 막비등(film boiling)을 일으키므로 체류냉각수와 고온평판(2)은 증기막에 의해 분리되어 체류 냉각수는 1-2m/second 정도의 이송속도를 형성하여 이송방향으로의 체류냉각수 유량 집중은 무시 가능하다.
여기서, 체류냉각수 제거를 위한 충돌 수분류의 낙하속도가 고온평판(2)과 충돌 후 퍼져나가는 수막(water film)의 순간 속도와 일치한다고 볼 수 있으며, 체류냉각수 제거용의 충돌 수분류의 분사속도를 1.7m/second로 설정한다.
일반 제철소에서 상부냉각 단위설비(3) 사이의 거리는 1.5m정도이며, 충돌 수분류의 분사속도 1.7m/second는 16mm 직경의 노즐에서 20liter/minute의 유량을 낙하시키는 것이다.
도 4에 제시되어 있는 삼각벡터 합성법에 의하여 체류냉각수 진행방향에 대해 대략 60。 정도의 경사각으로 체류 V형 및 I형 체류냉각수 제거장치(12)(13)를 설치하면 체류냉각수의 자연스러운 제거를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
한편, V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)로부터의 충돌 수분류와 고온평판(2)의 충돌 후, 수분류 후면에서 형성되는 체류냉각수는 판 진행방향과 평행하게 분사되는 I형 체류냉각수 제거장치(13)로부터의 충돌 수분류에 의하여 판 진행방향에 대해 대략 30。의 경사각을 형성하며 1.7m/second의 속도로 진행되므로, 본 장치를 각 상부냉각 단위설비(3)의 전단 0.5m에 설치하면 새로이 형성되는 체류냉각수의 제거가 가능하다.
결국, 체류냉각수 진행방향에 대한 적정 경사각과 적정 낙하속도를 결정하여 체류냉각수 제거의 효과를 얻을 수 있게 된다.
현재 상부냉각 단위설비(3)에서는 고온평판(2)의 냉각시에 양 끝단부(edge)에 대한 과냉각이 문제되어 중앙부의 집중 냉각 등 폭방향 냉각제어가 검토되고 있으므로, I형 충돌 수분류에 연이은 상부냉각 단위설비(3)의 첫 번째 헤더에서 폭방향으로의 유량을 제어하여 I형 충돌 수분류에 의한 중앙부 과냉, 즉 폭방향 불균일 냉각문제의 발생은 피할 수 있다.
본 발명은 상술한 작동원리에 의하여 기존 상부냉각장치로부터의 충돌 냉각수의 충돌을 방해하지 않으면서 판 폭에 무관하게 자연스러운 체류냉각수의 제거가 가능하므로, 고온평판 상의 체류냉각수를 완전 제거할 수 있어 냉각효율향상과 냉각 제어정도의 향상을 얻을 수 있다.
또한, 워터 스프레이 방식이 아니므로 압력확보를 위한 에너지가 절약된다.

Claims (1)

  1. 압연기(1)를 빠져 나온 후 각각의 상부냉각 단위설비(3)를 통과하는 고온평판(2)의 상면에 형성되는 체류냉각수를 제거하기 위한 장치에 있어서,
    상기 각각의 상부냉각 단위설비(3)의 사이 상부에 상기 체류냉각수 진행방향을 향하여 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)를 설치하고, 상기 V형 체류냉각수 제거장치(11)(12)의 내측으로 I형 체류냉각수 제거장치(13)를 설치하여, 체류냉각수를 제거하도록 함을 특징으로 하는 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치.
KR1019990027038A 1999-07-06 1999-07-06 브이+아이형 상부 충돌 수분류에 의한 체류 냉각수 제거장치 KR20010008943A (ko)

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