KR20020053271A

KR20020053271A - 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치

Info

Publication number: KR20020053271A
Application number: KR1020000082771A
Authority: KR
Inventors: 홍영광; 이승복
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-05

Abstract

본 발명은 열간압연공정에서 조압연기와 사상압연기를 통해 원하는 두께로 압하되어지는 열간압연재에 관한 것으로, 냉각수홈(210)의 외벽양측부에 열간압연재(S)의 중심부로부터 발산되는 복사열(R)의 반사경로를 변경하여주는 보조반사판 (10,10')이 장착되며, 열간압연재(S)의 이송경로양측부에 좌우반사판(220,230)을 폭방향을 따라 이송하여주는 구동장치(20,20')가 장착되어, 구동장치(20,20')의 작동과정에서 보조반사판(10,10')으로부터 반사되어진 복사열(R)이 좌우반사판(220, 230)을 통해 모서리부분(E)으로 집광되어 열간압연재(S)의 폭방향 온도편차가 해소되는 것을 특징으로 하여, 열간압연재의 폭방향 온도편차로 발생되는 재질의 불균일현상과 품질저하현상이 해소되어 최종압연제품의 품질이 향상될 뿐만 아니라, 압연제품의 생산비용의 절감이 절감되어 생산성이 향상되게 한 것이다.

Description

열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치 {Device for preventing the temp- erature deflection in width direction of hot rolling strip}

본 발명은 열간압연공정의 조압연기와 사상압연기를 통해 원하는 두께로 압하되어지는 열간압연재에 관한 것으로, 특히 조압연기에서 사상압연기로 진입하는 과정에서 발생되는 열간압연재의 폭방향 온도편차를 해소시킬 수 있도록 된 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에서와 같이, 연속주조공정에서 주조되어진 슬라브나 가열로(100)에 의해 고온상태로 재가열되어진 열간압연재(S)는, 조압연공정(110)에서 20∼60mm의 두께로 압하되고 사상압연공정(120)에서 원하는 두께 및 형상으로 압하된 다음, 냉각공정(130)과 권취공정(140)을 통해 감겨져 부피가 최소화된다.

그러나, 열간압연공정에서 조압연공정(110)을 경유하여 사상압연공정(120)으로 이송되는 열간압연재(S)는, 예컨대 열간압연재(S)는 길이방향에 비해 폭방향의 열방출면적이 크기 때문에 폭방향을 따라 온도편차가 심하게 발생되어, 사상압연공정(120)에서 크랙과 같은 제품결함을 발생시키게 된다.

한편, 조압연공정(110)을 경유하여 사상압연공정(120)을 통과하는 열간압연재(S)의 폭방향 온도편차를 해결하기 위한 수단으로, 연간압연재(S)를 별도의 히팅수단을 이용하여 가열하는 방법이 제안된 바 있지만, 이러한 장치들은 히팅장치를 작동하기 위한 별도의 부대비용이 증대되는 불리한 점이 있었다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 열간압연재(S)의 이송경로의 상측/양측에 구비되어진 냉각수홈(210,210',210'')을 중심으로하여 양측방향으로 나란하게 좌우반사판(220,230)을 설치하여, 열간압연재(S)의 중심부로부터 발산되는 복사선(R)을 반사판(220,230)을 통해 보열하는 방법이 제안된 바 있다.

물론, 좌우반사판(220,230)은, 조압연공정(110)의 이후부터 사상압연공정(12 0)의 이전까지 열간압연재(S)의 상부측에 덮혀씌워진 상태에서, 특히 좌우반사판 (220,230)의 내주면에 열간압연재(S)로부터 반사되어지는 복사선(R)을 보열하도록 금속재질의 보열판이 부착되어 있다.

그런데, 도 2에서와 같은 좌우반사판(220,230)은, 열간압연재(S)의 상부측에 단순하게 덮혀씌워져 고정된 상태로서, 예컨대 열간압연재(300)의 길이방향에서 발생되는 온도편차의 보상은 가능하지만 폭방향에서 발생하는 온도편차는 해소하기에 미흡하여, 열간압연재(S)의 폭방향 온도편차로 인해 발생되는 최종제품의 품질을 일정하게 유지시키기에 부족한 면이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같인 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열간압연재의 중심부로부터 발생되어지는 열원을 모서리부분으로 반사시키므로써, 열간압연재의 폭방향 온도편차를 최소화시킬 수 있도록 된 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉각수홈의 외벽양측부에 열간압연재의 중심부로부터 발산되는 복사열의 반사경로를 변경하여주는 보조반사판이 장착되며, 열간압연재의 이송경로양측부에 좌우반사판을 폭방향을 따라 이송하여주는 구동장치가 장착되어, 구동장치의 작동과정에서 보조반사판으로부터 반사되어진 복사열이 좌우반사판을 통해 모서리부분으로 집광되어 열간압연재의 폭방향 온도편차가 해소되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 통상적인 기술에 따른 열간압연공정을 도시한 개략도,

도 2는 종래기술에 따른 폭방향 온도편차 해소장치를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 폭방향 온도편차 해소장치를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 열간압연재의 냉각패턴을 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 폭방향 온도편차 해소장치에서 반사체로부터 방출되는 온도를 도시한 도면이다.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 가열로 110 : 조압연공정

120 : 사상압연공정 130 : 냉각공정

140 : 권취공정 210 : 냉각수홈

220,230 : 좌우반사판 10,10' : 보조반사판

20,20' : 구동장치 S : 열간압연재

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부된 예시도면을 참조로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 폭방향 온도편차 해소장치를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 열간압연재의 냉각패턴을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 폭방향 온도편차 해소장치에서 반사체로부터 방출되는 온도를 도시한 도면으로서, 열간압연재(S)의 이송경로상측에 구비되어진 냉각수홈(210)을 중심으로하여 좌우반사판(220,230)이 양측방향으로 나란하게 설치되어진 통상적인 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 방법을 장치에 있어서, 냉각수홈(210)의 외벽양측부에 열간압연재(S)의 중심부로부터 발산되는 복사열(R)의 반사경로를 변경하여주는 보조반사판(10,10')이 장착되며, 열간압연재(S)의 이송경로양측부에 좌우반사판(220,230)을 폭방향을 따라 이송하여주는 구동장치 (20,20')가 장착되어, 구동장치(20,20')의 작동과정에서 보조반사판(10,10')으로부터 반사되어진 복사열(R)이 좌우반사판 (220,230)을 통해 모서리부분(E)으로 집광되어 열간압연재(S)의 폭방향 온도편차가 해소되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 구성요소 중 냉각수홈(210)과 좌우반사판(220,230)은 종래기술과 기능상 동일하므로 여기서는 자세한 설명은 생략하기로하고, 다만 냉각수홈(210)의 양측부에 상호 동일한 형상의 보조반사판(10,10')이 장착됨과 더불어 좌우반사판(220,230)의 상부양측부에 상호 동일한 형상의 구동장치(20,20')가 장착된 것에 그 차이점이 있음을 첨언한다.

물론, 좌우측반사판(220,230) 중에서, 좌측반사판(220)은 냉각수홈(210)과 좌측냉각수홈(210')의 사이공간에 반원형태를 이루면서 안착된 상태이며, 우측반사판(230)은 냉각수홈(210)과 우측냉각수홈(210'')의 사이공간에 반원형태를 이루면서 안착되어 있음은 당연하다.

그리고, 보조반사판(10,10')은, 열간압연재(S)의 중심부로부터 발산되어지는 복사선(R)을 열간압연재의 모서리부(E)로 반사시키는 과정에서, 복사선(R)의 강도가 가장 크게 형성되도록, 열간압연재(S)의 표면에 대해 수직방향을 기준으로 반사판의 모양 및 기울기를 결정한다.

즉, 열간압연재(S)의 중심부위에서 발산되는 복사선(R)을 고정식인 보조반사판(10,10')을 활용하여 구동장치(20,20')에 의해 수평방향으로 구동되는 좌우반사판(220,230)의 최외각으로 복사선(R)이 반사되도록 형상을 구성한다.

그리고, 좌우반사판(220,230)은, 열간압연재(S)의 폭이 변화하는 것에 대해서 적응성을 가지도록 구동장치(20,20')의 작동에 따라 수평방향으로 이동하도록 함이 바람직하며, 특히 열간압연재(S)의 모서리부(E)에 수평에 가까운 각도로 복사선(R)을 반사시킴이 바람직하다.

따라서, 보조반사판(10,10')에서 반사되어진 열간압연재의 중심복사선(R)의 밀도가 좌우반사판(220,230)을 통해 반사된 상태에서, 열간압연재(S)의 모서리부 (E)에 가장 크게 나타나게 되어, 열간압연재(300)의 모서리에서 나타나는 온도저하 현상을 해소할 수 있게 된다.

[실시예]

먼저, 본 발명에서 핵심사항은 복사선(R)의 반사효율이다. 즉, 열간압연재 (S)의 중심부분에서 발산되는 복사선(R)에 의한 반사효율이 큰 경우 광학적인 적용은 계산에 의한 구성이 가능하기 때문이다.

또한, 열간압연재(S)의 복사선(R)의 반사효율을 측정하기 위한 수단으로, 규격이 50mmT × 80mmW × 150mmL의 크기를 이루는 다수개의 비교반사체(철판, 세라크울로 성형된 단열재, 알루미늄 포일, 알루미늄 포일 + 단열재)를 이용하여 냉각속도를 측정하여 효율을 비교하였다.

도 4는 열간압연재에서 1050℃부터의 냉각속도를 보여주는 것으로서, 알루미늄합금으로 성형되전 포일을 반사판으로 활용한 경우의 냉각속도가 대략 26℃/min정도로서, 철판을 사용한 경우의 냉각속도 49℃/min에 비해 월등히 낮은 경향을 보였으며, 특히 알루미늄포일에 단열재를 활용한 경우는 35℃도/min으로 중간정도의 냉각속도를 보였다.

그리고, 도 5은 폭방향 온도편차 해소장치에서 반사체로부터 방출되는 온도를 도시한 도면으로서, 알루미늄포일을 반사판으로 활용한 경우가 타재질의 반사판을 활용한 경우에 비하여 월등히 낮은 온도를 보임으로서, 열 방출량이 낮다는 것을 보여주고 있다.

또한, 알루미늄포일은 반사판으로 사용된 이후에도 손상되지 않은 결과를 보여줌으로써, 본 발명에 따른 반사율이 안정적인 경우에는 별도의 냉각설비를 부착할 필요가 없는 것을 나타났다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치에 의하면, 구동장치의 작동과정에서 보조반사판으로부터 반사되는 열간압연재의 중심복사열이 좌우반사판을 매개로 열간압연재의 모서리부분으로 집광되어, 열간압연공정에서 열간압연재의 모서리부분에서 발생하는 온도저하현상이 해소되므로, 열간압연재의 폭방향 온도편차로 발생되는 재질의 불균일현상과 품질저하현상이 해소되어 최종압연제품의 품질이 향상될 뿐만 아니라, 압연제품의 생산비용의 절감이 절감되어 생산성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims

열간압연재(S)의 이송경로상측에 구비되어진 냉각수홈(210)을 중심으로하여 양측방향으로 나란하게 좌우반사판(220,230)이 덮혀씌워진 구조로 이루어진 통상적인 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치에 있어서,

냉각수홈(210)의 외벽양측부에 열간압연재(S)의 중심부로부터 발산되는 복사열(R)의 반사경로를 변경하여주는 보조반사판(10,10')이 장착되며, 열간압연재(S)의 이송경로양측부에 좌우반사판(220,230)을 폭방향을 따라 이송하여주는 구동장치 (20,20')가 장착되어, 구동장치(20,20')의 작동과정에서 보조반사판(10,10')으로부터 반사되어진 복사열(R)이 좌우반사판(220,230)을 통해 모서리부분(E)으로 집광되어 열간압연재(S)의 폭방향 온도편차가 해소되는 것을 특징으로 하는 열간압연재의 폭방향 온도편차 해소 장치.