KR20010065263A - 스트립 산세 장치 - Google Patents

Abstract

소둔 공정을 거친 스테인레스강 스트립의 스케일 제거를 위한 산세장치로서, 라인 설비의 이상이 발생되었을 때, 산세 용액에 의한 스트립의 부식을 방지하고, 장치의 재가동시 산세 용액의 온도 가열을 단시간에 이루어 작업 생산성을 향상시키는 효과를 가질 수 있도록 하기 위하여, 스케일 제거를 위한 산세 용액이 수용되는 산세조와; 상기 산세조의 양측단에 회전 가능하게 고정 설치되는 한 쌍의 디프렉터롤과; 이 디프렉터롤을 이웃하여 상기 산세조에 회전 가능하고 상,하 운동 가능하게 설치되는 침적롤과; 이 침적롤의 양단에 연결되고 상기 산세조에 고정 설치되어 상기 침적롤의 상,하 운동시키는 구동수단과; 상기 산세조 내,외로 설치되어 상기 산세 용액을 일정 온도로 상승시키도록 하는 직접 가열부와; 상기 산세조 내,외로 설치되어 상기 산세 용액의 온도를 제어하도록 하는 간접 가열부와; 상기 산세조에 고정 설치되어 상기 산세 용액의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 이 온도 감지부 및 상기 직접 가열부, 간접 가열부와 전기적으로 연결되어 상기 온도 감지부가 송부하는 전기적 신호에 따라 상기 직접 가열부와 간접 가열부의 동작을 제어하는 컨트롤 패널을 포함한다.

Description

스트립 산세 장치{APPARATUS FOR ELIMINATING SCALE OF STAINLESS STEAL STRIP}

본 발명은 스테인레스강 스트립의 산세 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소둔 공정을 거친 스테인레스강 스트립의 표면에 형성된 스케일(scale; 산화막)을 박리하여 제거토록 하는 산세 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테인레스강은 열간압연시 형성된 가공조직을 재결정시켜 내부 응력을 제거함으로써 냉간가공이 용이하도록 하기 위해 소둔 공정을 거치게 된다.

또한, 상기 스테인레스강은 상기 소둔 공정에 따라 스트립(strip) 표면에 생성되는 스케일을 제거토록 하기 위하여 산세 공정을 거치게 된다. 여기서 산세 공정은 스테인레스강이 상기 스케일을 완전히 제거하여 표면 상태를 양호하게 하고 더욱이 부동태화 처리에 의해 내식성을 갖도록 하는데 중요한 공정으로 작용한다.

상기 산세 공정의 통상적인 방법은, 스테인레스강의 스트립을 질산과 불산이 혼합되어 담겨져 있는 혼산조에 침적하여 화학적인 반응에 의해 상기 스트립을 제거토록 하는 것이다.

이를 위해 사용되고 있던 종래의 산세 장치를 도면을 통해 살펴 보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 산세 장치는, 소둔 공정을 거친 스테인레스강 스트립(1)을 혼산조(3) 내로 통과시켜 상기 스트립(1) 표면에 형성된 스케일을 박리시켜 이를 제거토록 하게 된다.

여기서 상기 스트립(1)은 상기 혼산조(3)의 양단에 수직 왕복 운동 가능하게 설치된 침적롤(5)과 이 침적롤(5)에 이웃하여 상기 혼산조(3)의 양단에 고정 설치된 디프렉트롤(7) 사이에 개재되어 상기 혼산조(3)를 통과하게 된다.

또한, 상기 혼산조(3)에는 이 혼산조(3)에 혼산(불산 및 질산)을 공급토록 하는 혼산 저장 탱크(9)가 연결되어 있으며, 이 혼산 저장 탱크(9)와 상기 혼산조(3) 사이에는, 상기 혼산조(3)에 공급되는 혼산의 온도를 적정하게 유지토록 하는 열교환기(11)가 배치되어 있다.

상기에서 상기 침적롤(5)의 상,하 운동은, 상기 침적롤(5)의 양단에 연결 설치되고, 상기 혼산조(3)의 외면에 고정 설치되는 구동 실린더(13)에 의해 이루어지게 된다.

이에 상기와 같은 종래의 스테인레스강 스트립 산세장치는, 상기 스트립(1)이 도면에 도시된 바와 같이, 상기 침적롤(5)과 디프렉트롤(7) 사이에 개재되면 상기 구동 실린더(13)의 작용으로 상기 침적롤(5)이 하강되면서 상기 스트립(1)을 가압하여 이를 상기 혼산조(3)에 담겨진 혼산에 침적시키게 된다. 이러한 상태에서 상기 양 롤(5,7)의 회전되면, 상기 스트립(1)은 도면의 화살표 방향과 같이 이동하게 되는 바, 이 때, 상기 스트립(1)의 표면에 생성되어 있던 스케일은 상기 혼산과의 화학적인 반응에 의해 제거되게 된다.

한편, 상기와 같은 산세 공정 중에서, 산세 라인의 설비 이상이 생기거나 상기 스트립(1)의 품질 이상이 발생되는 경우에는, 산세 라인이 일시 정지하여 응급 조치가 이루어지게 된다. 여기서 응급 조치는, 우선 상기 열교환기(11)가 작동 중단되고 상기 실린더(13)의 작용으로 상기 침적롤(5)이 상승되는 것으로 이루어지게 되는데, 이의 작동에 의해 혼산에 침적되어 있던 상기 스트립(1)이 상승되면서 혼산에 닿지 않도록 하게 된다.

아울러, 상기 혼산조(3)에 수용된 혼산의 일부를 상기 혼산 저장 탱크(9)로 내보내 상기 혼산의 수위를 조절하게 된다.

그런데, 상기한 산세 장치에 있어서는, 상기한 응급 조치 사항에 제때에 이루어지지 않게 되면, 다시 말해 상기 침적롤(37)의 상승이 이루어지지 않고 상기혼산의 수위 조절이 적정하게 이루어지지 않으면, 상기 스트립(1)은 상기 혼산조(1) 내로 혼산에 그대로 침적되고 있을 수밖에 없어 결국 파단되어 버리는 문제가 발생하게 된다.

더욱이, 상기 조치가 적절하게 이루어진다 하더라도, 작동 중단되었던 상기 열교환기(11)가 다시 재가동되어 상기 혼산의 온도가 일정치로 유지되기 위해서는 적지 않은 시간이 소요되는 바, 이에 산세 라인이 풀가동되기 까지는 장시간이 필요하여 작업 생산성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 스테인레스강의 스트립에 대한 산세 공정시, 라인 설비에 이상이 발생되는 경우 스트립의 부식을 효과적으로 방지하게 할뿐만 아니라, 라인 설비의 재가동시 혼산 용액의 적정 온도 유지를 신속하게 이룰 수 있도록 한 스트립 산세 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스트립 산세 장치를 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 침적롤 상,하 구동수단을 도시한 사시도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직접 가열부와 간접 가열부를 도시한 사시도이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스트립 산세 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도시한 사시도이고,

도 5는 종래 기술에 의한 스테인레스강 스트립 산세 장치를 도시한 사시도이다.

이에 본 발명은 상기의 목적을 실현하기 위하여,

스케일 제거를 위한 산세 용액이 수용되는 산세조와; 상기 산세조의 양측단에 회전 가능하게 고정 설치되는 한 쌍의 디프렉터롤과; 이 디프렉터롤을 이웃하여 상기 산세조에 회전 가능하고 상,하 운동 가능하게 설치되는 침적롤과; 이 침적롤의 양단에 연결되고 상기 산세조에 고정 설치되어 상기 침적롤의 상,하 운동시키는 구동수단과; 상기 산세조 내,외로 설치되어 상기 산세 용액을 일정 온도로 상승시키도록 하는 직접 가열부와; 상기 산세조 내,외로 설치되어 상기 산세 용액의 온도를 제어하도록 하는 간접 가열부와; 상기 산세조에 고정 설치되어 상기 산세 용액의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및 이 온도 감지부 및 상기 직접 가열부, 간접 가열부와 전기적으로 연결되어 상기 온도 감지부가 송부하는 전기적 신호에 따라 상기 직접 가열부와 간접 가열부의 동작을 제어하는 컨트롤 패널을 포함하는 스트립 산세 장치를 제공한다.

이하, 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스테인레스강 스트립 산세 장치를 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이 상기 스트립 산세 장치는, 종전의 스트인레스강 스트립 산세 장치와 마찬가지로, 압연 공정과 소둔 공정을 거친 스테인레스강 스트립(20)을 산세 용액(22)이 수용된 산세조(24)에 침적시켜 상기 스트립(20)의 표면에 생성된 스케일을 상기 산세 용액(22)과의 화학적 반응에 의해 제거할 수 있도록 구성되고 있다.

이를 위해 상기 산세조(24)에는, 상기 산세 용액(22)을 구성하는 질산과 불산이 혼합된 혼산이 저장되어 있는 탱크(26)가 공급 및 배출 배관(28,30)에 의해 연결되어 있으며, 이 공급 및 배출 배관(28,30) 상에는 상기 탱크(26)에서 상기 산세조(24)로 혼산을 보내고 이송 유무를 제어하도록 하기 위한 펌프(32) 및 솔레노이드 밸브(34,36)가 각기 설치되어 있다.

그리고, 상기 산세조(24)의 양단부위에는 한 쌍의 디프렉트롤(38,40)이 각기 설치되어 있는 바, 이들 디프렉트롤(38,40)은 상기 산세조(24) 내를 통과하는 상기 스트립(20)을 지지하게 된다. 즉, 상기 스트립(20)은 도면에서와 같이 상기 산세조(24)의 일측 부위에 설치된 한 쌍의 디프렉트롤(38) 사이에 개재되어 상기 산세조(24) 내를 통과한 후, 다시 상기 산세조(24)의 다른 일측 부위에 설치된 다른 한 쌍의 디프렉트롤(40) 사이를 지나 상기 산세조(24) 밖으로 나가게 된다.

물론, 상기에서 디프렉트롤(38,40)은 상기 산세조(24)에 회전 가능하게 고정 설치되며, 한 쌍을 이루는 각 디프렉트롤은 소정의 간격을 두고 있어 접촉되지 않도록 하고 있다.

이러한 디프렉트롤(38,40)을 이웃하여 상기 산세조(24) 상에는, 실질적으로 상기 스트립(20)을 상기 용액(22)에 침적되도록 하는 침적롤(42)이 설치된다. 여기서 이 침적롤(42)은, 역시 상기 산세조(24) 상에 회전 가능할 뿐만 아니라, 상,하 이동이 가능하게 설치된다.

이 침적롤(42)의 상,하 이동을 위해, 상기 산세 장치의 구성에는 상기 침적롤(42)의 상,하 구동수단이 포함되는데, 이 구동수단의 구성은 도 2를 통해 더욱 알 수 있다.

도 2는 상기한 구동수단을 설명하기 위해 도시한 사시도로서, 상기 구동수단에는 먼저, 상기 산세조(24)의 외측면에 고정 설치되는 고정 프레임(44)이 포함된다. 이 고정 프레임(44)의 상측으로는 이동 프레임(46)이 상기 고정 프레임(44)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 바, 여기서 상기 이동 프레임(46)의 슬라이드 운동은, 상기 이동 프레임(46)이 그 양 내측면에 형성되는 가이드 홈(46a)을 상기 고정 프레임(44)의 양 외측면에 형성된 레일(44a)에 결합시킴으로써 이루어지게 된다.

또한, 상기 고정 프레임(44) 내로는 구동 실린더(48)가 고정 설치되며, 이 실린더(48)에 연결된 로드(50)는, 상기 고정 프레임(44)에 상단을 관통하여 상기 이동 프레임(46)의 상단에 고정 설치된다. 아울러, 상기 이동 프레임(46)의 상단면에는 베어링 블록(52)이 고정 설치되고, 이 베어링 블록(52)에는 상기 침적롤(42)의 양단으로 돌출된 롤축(42a)이 결합된다.

이에 상기와 같이 구성되는 구동수단에 따라, 상기 침적롤(42)은 상기 구동 실린더(44)의 작용에 의해 상기 이동 프레임(46)이 상,하로 움직이게 되면 이에 연계되어 상,하로 움직이게 된다.

또한, 상기 침적롤(42)의 상,하 운동에 따라, 이 침적롤(42)의 하방으로 배치되는 상기한 스트립(20)도 상,하 운동하게 되는데, 이 때에 상기 침적롤(42)의 하방으로 도 2를 통해 더욱 할 수 있는 바와 같이, 상승 유도바(54)가 배치되면, 상기 스트립(20)의 상승 운동을 더욱 효과적으로 이룰 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 구성에는, 상기 산세조(24) 내,외로 배치되어 상기 용액(22)의 온도를 조절하도록 하는 산세 용액 직접 가열부(56) 및 간접 가열부(58)가 포함된다.

상기 직접 가열부(56) 및 간접 가열부(58)의 구성을 도 3을 참고하여 차례로 알아보면, 먼저 상기 직접 가열부(56)는 상기 산세조(24) 내로 배치되는 노즐(56a)을 포함한다. 이 노즐(56a)은 스팀 배출을 위한 다수의 구멍부(560a)를 갖고 있으며, 상기 산세조(24) 내,외로 배치되는 스팀 이송 파이프(56b)와 기구적으로 연결된다. 여기서 상기 이송 파이프(56a)는 도시되지 않은 스팀 공급부와 연결되는 바, 그 소정의 위치 상에는 상기 산세조(24) 외측에 배치된 컨트롤 패널(60)과 전기적으로 연결되는 컨트롤 밸브(56c)가 설치된다.

이러한 직접 가열부(56)에 반해, 상기 간접 가열부(58)는 상기 산세조(24) 내에 배치되어 상기 용액(22)의 온도를 조절하게 되는 배관(58a)과 이 배관(58a)의 양단으로 연결되면서 상기 산세조(24)의 내,외로 배치되는 스팀 이송 파이프(58b,58c)를 포함한다. 물론, 이 이송 파이프(58b,58c)도 상기한 스틤 공급부와 연결된다.

또한, 간접 가열부(58)에는 내산 및 내열 특성을 갖는 재질로 구비되어 상기 배관(58a)을 감싸 이 배관(58a)을 보호하는 보호부재(58d)가 포함되며, 상기 직접 가열부(56)에서와 마찬가지로 상기 스팀 이송 파이프(58b,58c) 중, 일측 파이브(58b)의 소정 위치에 설치되고 상기한 컨트롤 패널(60)과 전기적으로 연결되는 컨트롤 밸브(58e)가 포함된다.

이밖에 상기 산세장치에는 상기 산세조(24)의 내,외로 설치되어 상기 컨트롤 패널(60)에 전기적으로 연결되는 온도 감지부(62) 및 상기 용액 레벨 감지부(64)가 포함된다.

이와 같이 구성되는 상기 산세장치는 다음의 작용을 이루면서 상기 스트립(20)에 대한 스케일 제거작업을 이루도록 하게 된다.

우선적으로 상기 스트립(20)이 상기한 바와 같이 디프렉트롤(38,40) 사이에 개재되고 상기 침적롤(42) 하방으로 배치된 상태로 상기 산세조(24) 내에 배치되면, 상기 구동 실린더(44)의 작용으로 상기 침적롤(42)이 하강되면서 도 1에 도시된 상태를 유지하게 되는 바, 이에 의해 상기 스트립(20)은 상기 침적롤(42)의 가압력을 받고 하강하여 상기 용액(22) 내로 침적되게 된다.

이러한 침적 상태로 상기 스트립(20)이 상기 디프렉트롤(38,40) 및 침적롤(42)의 회전에 따라 도 1의 화살표 방향과 같이 이송되면, 상기 스트립(20)은 상기 용액(22)과의 화학적인 반응에 의해 그 표면에 생성된 스케일을 제거시킬 수 있게 된다.

그런데, 상기한 작용 과정에서 경우에 따라 산세 라인에 이상이 발생되거나 상기 스트립(20)에 품질 이상이 발생되면, 상기 산세 라인의 구동이 정지되면 다음과 같은 응급 조치가 이루어지게 된다.

먼저 구동 실린더(44)의 작용으로 상기 이동 프레임(46)이 상승되면서 상기 침적롤(42)이 도 4에 도시된 바와 같이 들어 올려지게 되면, 상기 침적롤(42)에 의한 상기 스트립(20)의 가압 상태가 해지됨에 따라 이에 상기 스트립(20)도 도 4에 도시된 바와 같이 평행상태로 상승되어 상기 용액(22)으로부터 빠져 나오게 된다.

즉, 상기 스트립(20)은 산세 라인에 이상이 발생되어 작업자가 이를 점검하는 동안에는 상기 용액(22)에 침적되지 않고 이로부터 나와 이 산세 용액(22)에 의한 부식을 방지할 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기 응급 조치시에 상기 용액(22)에 대한 온도 유지 작동도 일시 정지하게 된다. 다시 말해, 상기한 직접 가열부(56) 및 간접 가열부(58)의 작동이 중단되어 일정 온도를 유지하고 있던 상기 용액(22)의 온도가 일정치 이하로 떨어지게 된다.

즉, 상기 스트립(20)의 산세 공정시에는 상기 용액(22)이 일정 온도를 유지하여야 하는데, 설비를 점검하는 동안에는 상기한 양 가열부(56,58)의 작동 중단으로 ????기 용액(22)의 온도가 떨어지게 된다.

이 후, 라인 설비의 점검이 끝나고 상기 산세장치가 재가동되면, 상기 용액(22)은 일정 온도로 다시 올라가야 하는데, 이에 소비되는 시간은 작업 생산성을 고려하여 볼 때 짧을수록 좋다.

본 발명은 이의 조건을 가급적 만족하도록 하기 위하여 먼저, 상기 컨트롤 패널(60)에서 보내는 전기적 신호에 따라 상기 직접 가열부(56)의 컨트롤 밸브(56c)가 열리면서 상기 이송 파이프(56b)로 스팀이 제공되어 상기 노즐(56a)로부터 다량의 스팀이 분사되어 상기 용액(22)을 가열하게 된다.

이러한 직접 가열부(56)의 작용에 따라 상기 용액(22)은 단시간 내에 산세 작업 조건에 맞는 일정 온도로 상승하게 되는 바, 어느 정도 그 온도 조건이 만족되면, 상기 컨트롤 밸브(56c)가 상기 컨트롤 패널(60)의 제어에 따라 닫히면서 더 이상의 스팀이 상기 노즐(56a)을 통해 나오지 않게 된다.

이와 동시에 상기 간접 가열부(58)가 작동되어 일정 온도 이상으로 상승된 상기 용액(22)의 온도를 일정치로 조절하게 되는데, 이의 작동은 상기 컨트롤 패널(60)의 제어로 상기 간접 가열부(58)의 컨트롤 밸브(58e)가 열려 상기 이송 파이브(58b)를 통해 스팀이 상기 용액(22) 내에 담겨져 있는 배관(58a)으로 들어가는 것으로 이루어지게 된다.

즉, 더운 열기를 가진 스팀이 상기 배관(58a) 내로 들어가게 되면, 이 스팀 열기에 의해 상기 용액(22)의 온도가 일정치로 유지될 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 상기 산세 장치에 있어서는, 설비 점검 이후의 재가동시, 상기 직접 가열부(56)와 간접 가열부(58)의 단계별 작동으로 상기 용액(22)의 온도 상승에 필요한 시간을 단축시키도록 하고 있다.

한편, 상기 직접 가열부(56)와 간접 가열부(58)의 구동에 필요한 전기적 신호는, 상기 온도 감지부(62)에서 상기 컨트롤 패널(60)로 보내는 전기적 신호로 이루어진다.

아울러 본 발명에서, 상기 노즐(56a)은 내식성이 좋은 재질로 구비됨이 바람직하며, 상기 온도 감지부(62)에 있어 상기 산세 용액(22)에 담겨지는 부위는 부식 방지를 위해 세라믹 계통의 재질로 구비됨이 바람직하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하는 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 스트립 산세 장치는, 산세 라인에 문제가 발생되어 라인 설비의 점검시, 산세 용액에 침적되어 있던 스트립을 산세 용액으로부터빼내 과산세에 의한 스트립 부식을 미연에 방지할 수 있을뿐더러, 라인 설비의 재가동시, 산세 용액에 대한 온도 조절을 신속하게 이루어 작업 생산성이 저하되지 않도록 하는데 효과를 가질 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 스케일 제거를 위한 산세 용액이 수용되는 산세조와;

   상기 산세조의 양측단에 회전 가능하게 고정 설치되는 한 쌍의 디프렉터롤과;

   이 디프렉터롤을 이웃하여 상기 산세조에 회전 가능하고 상,하 운동 가능하게 설치되는 침적롤과;

   이 침적롤의 양단에 연결되고 상기 산세조에 고정 설치되어 상기 침적롤의 상,하 운동시키는 구동수단과;

   상기 산세조 내,외로 설치되어 상기 산세 용액을 일정 온도로 상승시키도록 하는 직접 가열부와;

   상기 산세조 내,외로 설치되어 상기 산세 용액의 온도를 제어하도록 하는 간접 가열부와;

   상기 산세조에 고정 설치되어 상기 산세 용액의 온도를 감지하는 온도 감지부; 및

   이 온도 감지부 및 상기 직접 가열부, 간접 가열부와 전기적으로 연결되어 상기 온도 감지부가 송부하는 전기적 신호에 따라 상기 직접 가열부와 간접 가열부의 동작을 제어하는 컨트롤 패널

   을 포함하는 스트립 산세 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동수단이,

   상기 산세조의 측면에 고정 설치되는 고정 프레임과;

   이 고정 프레임 내에 배치되는 구동 실린더와;

   상기 고정 프레임에 슬라이드 운동 가능하게 결합되는 이동 프레임과;

   상기 침적롤의 롤축과 연결되어 상기 이동 프레임의 상단에 고정 설치되는 베어링 블록; 및

   상기 고정 프레임의 상단으로 관통되고 상기 이동 프레임에 고정 설치되어 상기 구동 실린더의 작용에 따라 상기 이동 프레임을 상,하 운동시키는 실린더 로드

   를 포함하는 스트립 산세 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 직접 가열부가,

   다수의 구멍부를 갖고 상기 산세조 내로 배치되는 분사 노즐과;

   이 분사 노즐과 연결되어 상기 산세조 내,외로 배치되는 스팀 이송 파이프; 및

   이 스팀 이송 파이프 상에 설치되고 상기 컨트롤 패널과 전기적으로 연결되어 상기 컨트롤 패널의 제어에 따라 스팀 이송 유무를 제어하는 컨트롤 밸브

   를 포함하는 스트립 산세 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 간접 가열부가,

   상기 산세조 내로 배치되어 상기 산세 용액의 온도를 조정하도록 하는 배관과;

   이 배관의 양단에 연결되어 상기 산세조 내,외로 배치되는 스팀 이송 파이프와;

   상기 배관을 감싸 설치되는 보호부재; 및

   상기 스팀 이송 파이프 상에 설치되고 상기 컨트롤 패널과 전기적으로 연결되어 상기 컨트롤 패널의 제어에 따라 스팀 이송 유무를 제어하는 컨트롤 밸브

   를 포함하는 스트립 산세 장치.