KR20030053097A - Device for cooling of hot rolled wire rode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압연 선재의 공냉 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일 냉각이 가능한 고온 선재의 냉각시 현재 냉각 대상의 온도 분포를 자동 제어하기 위한 압연 선재의 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air-cooling device for a rolled wire rod, and more particularly, to a cooling device for a rolled wire rod for automatically controlling a temperature distribution of a current cooling target during cooling of a high-temperature wire rod capable of uniform cooling.
전세계적으로 압연 선재의 냉각방법으로 스텔모어(Stelmor)방식이 가장 널리 사용되고 있다. 이 방법은 하기하는 도 1에 도시한 바와 같이, 800∼900℃의 압연 선재를 권취기에서 링모양으로 형성한 후 이송롤상에 낙하시켜, 비동심링 상태로 이송하면서 이송롤 하부의 송풍기로부터 20∼50m/sec의 냉각공기를 불어 냉각하는 방법이다.Stallmor is the most widely used method of cooling rolled wires worldwide. As shown in FIG. 1, this method forms a rolled wire of 800 to 900 DEG C in a winding machine, and then drops it onto a feed roll and drops it from the blower at the bottom of the feed roll while transferring it to a non-concentric ring state. It is a method of blowing by cooling cooling air of ˜50 m / sec.
도 1은 일반적인 압연 선재의 냉각 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a cooling device of a general rolled wire rod.
도 1을 참조하면, 압연기(10)에 의해 압연되어, 수냉장치(20)에 의해 냉각된 압연 선재(40)는 권취기(laying head)(30)에 의해 권취되어 이송롤(50)위에 링모양으로 적치되어 이송된다. 이때, 이송롤 하부에 설치된 송풍기(70)로부터 슬릿형태의 노즐을 통해 분사된 냉각공기가 선재를 하부로부터 직접 냉각한다. 여기서, 도면상의 ▽는 일정 온도계가 설치된 지점이다.Referring to FIG. 1, the rolled wire 40 that is rolled by the rolling mill 10 and cooled by the water cooling device 20 is wound by a winding head 30 to ring on the transfer roll 50. It is stacked in shape and transported. At this time, the cooling air injected through the slit-shaped nozzle from the blower 70 installed in the lower portion of the transfer roll directly cools the wire rod from the bottom. Here, ▽ on the drawing is a point where a constant thermometer is installed.
폭방향의 유속을 조정하기 위한 수단으로서 댐퍼라고 하는 송풍구 각도 조정장치가 송풍기 내에 설치되어 있고, 이 댐퍼 후단에 칸막이(60)가 설치되어 있어 일단 분할된 유속이 다시 섞이지 않도록 되어 있다.As a means for adjusting the flow velocity in the width direction, a blower angle adjusting device called a damper is provided in the blower, and a partition 60 is provided at the rear end of the damper so that the flow rate once divided is not mixed again.
그러나 이러한 스텔모어 방식에 의해 얻어진 선재의 냉각 속도는 낮아 원하는 강도를 가지는 선재를 제조하기에는 곤란하다. 이러한 점을 해결하기 위하여 물을 미소입자로 분무하거나, 물을 냉각 공기에 혼합하여 분사하는 스프레이 냉각법과 미스트 냉각법이 제안되고 있다.However, the cooling rate of the wire rod obtained by the Stelmore method is low, it is difficult to produce a wire rod having a desired strength. In order to solve this problem, a spray cooling method and a mist cooling method have been proposed in which water is sprayed with fine particles or water is mixed with cooling air for spraying.
하지만 이러한 방법들은 단순히 냉각 매체의 냉각 능력을 높이는데 주안점을 두기 때문에 링모양 선재내에 발생하는 냉각 속도의 편차가 발생하는 문제점이 있다.However, these methods have a problem in that the variation in the cooling rate occurring in the ring-shaped wire rod is simply focused on increasing the cooling capacity of the cooling medium.
최근에는, 폭방향의 온도 분포를 균일하게 하기 위하여 선재 이송시 상/하면에서 전체적으로 동일 양의 스프레이 또는 미스트 냉각수를 분사하면서 폭방향의 노즐 배치를 달리하여 에지부에 더 많은 숫자의 노즐을 배치하는 방법, 겹침 밀도가 높은 에지부에만 미스트 냉각수를 분사하는 방법 등이 제안되고 있다.Recently, in order to make the temperature distribution in the width direction uniform, the number of nozzles in the width direction is different by arranging nozzles in the width direction while spraying the same amount of spray or mist cooling water on the upper and lower surfaces during wire transfer. The method, the method of spraying mist cooling water only in the edge part with high overlapping density, etc. are proposed.
도 2는 선재의 중첩상태에 따른 코일내 폭방향 중량비를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the weight ratio in the coil width direction according to the overlapping state of the wire rod.
도 2를 참조하면, 중심부를 1.0으로 할 때 양단부에서는 3.0∼5.0으로 매우 커짐을 알 수 있다. 따라서 양단부에서의 필요 냉각량 또한 이에 비례하여 커져야만 한다는 것을 추정할 수 있다. 이때 냉각공기량이 폭방향으로 동일하다면 양단부의 냉각속도는 중심부에 비하여 떨어질 수밖에 없으므로, 통상 이의 제어를 위해 냉각공기 토출부 즉 노즐부의 면적 혹은 노즐의 수량을 폭방향으로 불균일하게 설정하거나 송풍구 각도(댐퍼 각도)와 송풍기 회전수를 조절하기도 한다.Referring to FIG. 2, it can be seen that when the center is 1.0, both ends are very large (3.0 to 5.0). Therefore, it can be estimated that the required cooling amount at both ends should also be increased in proportion to this. At this time, if the amount of cooling air is the same in the width direction, the cooling speed of both ends is inevitably lowered compared to the center part. Therefore, in order to control this, the area of the cooling air discharge part, that is, the nozzle part, or the quantity of nozzles is set unevenly in the width direction or the blower angle Angle) and blower speed.
그러나, 송풍구각도변경에 의하여 폭방향 송풍량을 조정하여 폭방향 온도편차를 줄이는 방법은 고속으로 공기가 유입되는 덕트내에서 바람의 면적을 넓은 판으로 조절하기 때문에, 각도를 미세 조정하더라도 공기속도에 의한 진동으로 동일한 유속분포가 얻어지는 경향이 있어, 제어시 분해능이 떨어진다.However, the method of reducing the widthwise temperature deviation by adjusting the widthwise airflow amount by changing the airflow angle is to control the area of the wind in the duct through which air flows at high speed. The same flow velocity distribution tends to be obtained by vibration, resulting in poor resolution during control.
따라서, 현재 사용되고 있는 제어수단으로는 에지부와 중앙부의 온도편차를 줄이는 데는 한계가 있고, 특히, 동일한 에지부라 하더라도 겹침 밀도의 불균일에 의하여 공기만으로 냉각하면 냉각속도 역시 떨어지게 되어 냉각편차가 발생하게 된다.Therefore, the control means currently used has a limit to reduce the temperature deviation of the edge portion and the center portion, in particular, even in the same edge portion when cooling only by air due to the nonuniformity of the overlap density, the cooling rate is also lowered, causing a cooling deviation. .
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 스프레이 또는 미스트 냉각수를 분사하는 방법이 제안되고 있으나, 이러한 개선안들은 모두 단순히 스프레이 또는 미스트를 선재의 상면 또는 하면에서 분사시키는 것으로 냉각 속도를 증가시킴으로써 문제가 되고 있는 냉각 편차 감소라던지 설비 간섭 등에 대한 제안은 없는 실정이다.In order to solve this problem, a method of spraying spray or mist cooling water has been proposed, but all of these improvements are simply spraying mist or spraying from the upper or lower surface of the wire rod to reduce the cooling variation, which is problematic. There is no proposal for facility interference or the like.
도 3은 선재 냉각대 폭방향 온도분포를 나타낸 그림이다.3 is a diagram showing the temperature distribution in the width direction of the wire rod cooling zone.
도 3을 참조하면, 폭방향으로 보면 중첩밀도가 높은 양단부의 온도가 중첩밀도가 낮은 중앙부의 온도보다 높은 것을 알 수 있다. 선재 공장 선재 냉각대에서 측정한 폭방향 온도분포의 예로써, 폭방향 적치밀도차에 의해 온도가 차이가 난다는 것을 보여준다.Referring to FIG. 3, in the width direction, it can be seen that the temperature of both ends having a high overlap density is higher than the temperature of the central part having a low overlap density. An example of the widthwise temperature distribution measured at a wire rod cooling stand in a wire rod factory shows that the temperature varies due to the width accumulation density difference.
또한, 미스트는 공기와 물을 혼합하여 분사하기 때문에 시스템이 복잡해지고 많은 에너지를 필요로 하게 되며, 폭방향의 겹침 밀도나 순간적으로 변화하는 조업인자에 따른 즉각적인 제어에 관한 제안은 나타나지 않고 있다.In addition, because the mist is a mixture of air and water, the system is complicated and requires a lot of energy, and there is no suggestion regarding immediate control according to overlapping density in the width direction or changing factors.
이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압연된 직후의 선재를 일정 피치의 링형태로 선재 냉각대의 이송롤상에서 적치하여 이송하는 중간에, 선재 냉각대의 노즐에서 분사되는 냉각 공기에 의하여 선재를 냉각하는 압연 선재의 냉각 장치에 있어서 현재 냉각 대상의 온도 분포를 자동 제어하기 위한 압연 선재의 냉각 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the technical and problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to cool the wire rod in the middle of transferring the wire rod immediately after being rolled on the feed roll of the wire rod cooling stand in the form of a ring of a constant pitch. The present invention provides a cooling device for a rolled wire rod for automatically controlling a temperature distribution of a current cooling target in a cooling device for a rolled wire rod for cooling the wire rod by cooling air injected from a large nozzle.
도 1은 일반적인 압연 선재의 냉각 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a cooling device of a general rolled wire rod.
도 2는 선재의 중첩상태에 따른 코일내 폭방향 중량비를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the weight ratio in the coil width direction according to the overlapping state of the wire rod.
도 3은 선재 냉각대 폭방향 온도분포를 나타낸 그림이다.3 is a diagram showing the temperature distribution in the width direction of the wire rod cooling zone.
도 4는 본 발명에 따른 압연 선재의 냉각 장치를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a cooling device for a rolled wire rod according to the present invention.
도 5는 미스트의 냉각능력을 나타내는 그래프5 is a graph showing the cooling capacity of the mist
도 6a는 본 발명에 따른 선재 냉각대의 단면도이고, 도 6b는 상기한 선재 냉각대를 이용한 냉각 과정을 설명하기 위한 개념도이다.6A is a cross-sectional view of the wire rod cooling stand according to the present invention, and FIG. 6B is a conceptual view for explaining a cooling process using the wire rod cooling stand.
도 7a는 인장 강도 편차가 심한 경우를 도시한 그래프이고, 도 7b는 인장강도 편차의 작은 경우를 도시한 그래프이다.7A is a graph illustrating a case where the tensile strength deviation is severe, and FIG. 7B is a graph illustrating the small case of the tensile strength deviation.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 압연기20 : 수냉장치10: rolling mill 20: water cooling device
30 : 권취기40 : 압연 선재30: winding machine 40: rolled wire rod
50 : 이송롤60 : 칸막이50: feed roll 60: partition
70 : 송풍기600 : 선재 냉각대70: blower 600: wire rod cooling table
700 : 온도 센서800 : 리모트 I/O700 Temperature sensor 800 Remote I / O
900 : 분사유량 제어용 콘트롤러900: injection flow rate controller
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 압연 선재의 냉각 장치는, 압연 직후의 압연 선재를 권취기를 통해 일정 피치의 링형태로 가공하여 선재 냉각대의 이송롤상에 적치 및 이송하면서 상기 압연 선재를 냉각하는 압연 선재의 냉각 장치에 있어서,The cooling device for a rolled wire rod according to one feature for realizing the object of the present invention is to process the rolled wire rod immediately after rolling into a ring shape of a predetermined pitch through a winding machine, while loading and transporting on the feed roll of the wire rod cooling stand. In the cooling apparatus of the rolling wire which cools a rolled wire,
상기 선재 냉각대의 측벽부 및 천정부에 설치되어 소정의 냉각 공기를 이송중인 상기 압연 선재측에 분사하는 다수의 공냉각 노즐;A plurality of air-cooling nozzles installed on the sidewalls and the ceiling of the wire rod cooling stand and spraying predetermined cooling air to the side of the rolled wire rod which is being transferred;
상기 선재 냉각대의 측벽부 및 천정부에 설치되어 소정의 냉각용 미스트를 이송중인 상기 압연 선재측에 분사하는 다수의 미스트 노즐;A plurality of mist nozzles installed on the sidewalls and the ceiling of the wire rod cooling unit and spraying a predetermined cooling mist on the side of the rolled wire rod which is being transferred;
상기 선재 냉각대의 측벽부 또는 천정부 중 하나 이상의 장소에 설치되어, 상기 압연 선재의 온도를 측정하여 온도 데이터를 출력하는 다수의 온도 센서; 및A plurality of temperature sensors installed at at least one of a side wall portion or a ceiling of the wire rod cooling stand to measure temperature of the rolled wire rod and output temperature data; And
상기 온도 센서로부터 제공되는 온도 데이터를 근거로 온도 분포를 연산하고, 연산된 온도 분포에 응답하여 상기 미스트 노즐의 냉각용 미스트 분사량을 제어하여 상기 선재 냉각대에서의 압연 선재를 급냉하면서 온도 분포를 균일하게 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.Compute the temperature distribution based on the temperature data provided from the temperature sensor, and control the cooling mist injection amount of the mist nozzle in response to the calculated temperature distribution to uniformly cool the rolling wire in the wire rod cooling zone It comprises a control unit to control.
여기서, 상기 압연 선재의 냉각 장치는 상기 선재 냉각대의 천정부에 설치되어, 냉각용 워터 커튼을 이송중인 압연 선재에 공급하는 다수의 워터 커튼 발생부를 더 포함하는 것이 바람직하고, 또한, 상기 워터 커튼 발생부는 이송중인 압연 선재의 중앙부에 상기 워터 커튼을 공급하고, 상기 미스트 노즐은 이송중인 압연 선재의 에지부에 상기 미스트를 공급하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the cooling device of the rolled wire rod further includes a plurality of water curtain generators installed at the ceiling of the wire rod cooling stand to supply cooling water curtains to the rolling wire rod being transferred. Preferably, the water curtain is supplied to the center portion of the rolled wire rod being transferred, and the mist nozzle is supplied to the edge portion of the rolled wire rod being transferred.
이러한 압연 선재의 공냉 장치에 의하면, 압연 선재를 냉각하기 위하여 선재 냉각대의 천정부 및 측벽부에 미스트 노즐을 다수개 배치하고, 선재 냉각대의 천정부에 워터 커튼을 더 배치하며, 감지되는 현재 냉각 대상의 온도 분포를 근거로 미스트 노즐의 분사량과 워터커튼의 분사량을 동적 제어함으로써, 선재 냉각대에서의 압연 선재를 급냉하면서 온도 분포를 균일하게 제어할 수 있다.According to the air-cooling apparatus of such a rolled wire rod, a plurality of mist nozzles are arranged on the ceiling and side walls of the wire rod cooling stand to cool the rolled wire rod, a water curtain is further arranged on the ceiling of the wire rod cooling stand, and the detected temperature of the current cooling target. By dynamically controlling the injection amount of the mist nozzle and the injection amount of the water curtain based on the distribution, the temperature distribution can be uniformly controlled while quenching the rolled wire rod in the wire rod cooling stand.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 압연 선재의 냉각 장치를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a cooling device for a rolled wire rod according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 압연 선재의 냉각 장치는 압연기(10), 수냉 장치(20), 권취기(30), 이송롤(50), 선재 냉각대(600), 온도 센서(700), 리모트 I/O(800) 및 분사유량 제어용 콘트롤러(900)를 포함하고, 상기한 도 1과 비교할 때 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.Referring to FIG. 4, the cooling apparatus of the rolled wire according to the present invention includes a rolling mill 10, a water cooling device 20, a winding machine 30, a transfer roll 50, a wire rod cooling stand 600, and a temperature sensor 700. ), A remote I / O 800 and a controller for controlling the injection flow rate 900, and the same reference numerals are assigned to the same components as compared with FIG. 1, and description thereof will be omitted.
선재 냉각대(600)는 측벽부와 천정부에 설치되어 일정 냉각 공기를 압연 선재(40)측에 분사하는 공냉각 노즐과, 측벽부와 천정부에 설치되어 일정 냉각용 미스트를 압연 선재(40)측에 분사하는 미스트 노즐(미도시)과, 천정부에 설치되어 커튼 타입으로 분사하는 워터커튼을 압연 선재(40)측에 분사하는 워터커튼 발생부(미도시)를 포함한다.The wire rod cooling stand 600 is installed at the side wall portion and the ceiling portion, and is provided with an air cooling nozzle for spraying constant cooling air to the side of the rolled wire 40, and the side wall portion and the ceiling portion are provided with a mist for constant cooling. It includes a mist nozzle (not shown) to be sprayed on, and a water curtain generating unit (not shown) for spraying a water curtain provided on the ceiling and sprayed in the curtain type on the rolled wire 40 side.
특히, 균일 급냉을 위해 선재 냉각대(600)의 천정부이나 측벽부에 미스트 노즐을 다수 배치하는데, 선재의 겹침 밀도가 높아서 높은 냉각 속도가 필요한 에지부(바람직하게는 선재 냉각대의 측벽부)에는 많은 양의 미스트 노즐을 배치하고, 겹침 밀도가 낮아서 낮은 냉각 속도로도 충분한 중앙부(바람직하게는 선재 냉각대의 천정부)에는 적은 양의 미스트 노즐을 배치하며, 치수나 강종 및 냉각 조건에 따라 각 노즐별로 미스트의 분사량을 가변하는 것이 바람직하다.In particular, a large number of mist nozzles are arranged on the ceiling or sidewalls of the wire rod cooling stand 600 for uniform quenching, and the edge portions (preferably the side wall portions of the wire rod cooling stand) that require high cooling speed due to the high overlap density of the wire rods are often used. Place a large amount of mist nozzles, and place a small amount of mist nozzles in the center (preferably ceiling of the wire rod cooler) with low overlap density and low mist, and mist for each nozzle according to dimensions, steel grade and cooling conditions. It is preferable to vary the injection amount of.
상기한 미스트에 의한 냉각 능력을 도 5에 도시한다.The cooling capacity by the mist mentioned above is shown in FIG.
도 5는 미스트의 냉각능력을 나타내는 그래프로서, 특히 미스트의 냉각 능력에 따른 인장 강도(TS)의 증가 경향과 편차에 대하여 나타낸 것이다.5 is a graph showing the cooling capacity of the mist, in particular showing the tendency and variation of the tensile strength (TS) according to the cooling capacity of the mist.
이처럼, 미스트 냉각에 의하면 냉각 능력을 향상시켜 인장강도가 높은 선재 제품을 생산할 수 있다.As such, according to the mist cooling, it is possible to produce a wire rod product having high tensile strength by improving the cooling capacity.
한편, 온도 센서(700)는 이송롤에 적치되어 이송되는 선재(40)의 폭방향 온도 분포를 측정하여 측정된 온도를 리모트 I/O(800)를 경유하여 콘트롤러(900)에 제공한다. 물론 도면상에서는 그 설명의 편의를 위해 온도 센서(700)를 선재 냉각대(600)의 출력단측에 위치하는 것을 도시하였으나, 선재 냉각대(600) 내의 중간 중간에 위치하는 것이 바람직할 것이고, 선재 냉각대(600)의 절단면중 동일 라인에 배치되는 미스트 노즐이나 워터 커튼과 동일 라인에 배치되는 것이 바람직할 것이다.On the other hand, the temperature sensor 700 measures the widthwise temperature distribution of the wire rod 40 is transferred to the transfer roll and provides the measured temperature to the controller 900 via the remote I / O 800. Of course, in the drawings, for convenience of description, the temperature sensor 700 is located at the output end side of the wire rod cooling stand 600, but it is preferable to be located in the middle of the wire rod cooling stand 600, wire rod cooling. It may be preferable to be disposed on the same line as the mist nozzle or the water curtain which are arranged on the same line among the cut surfaces of the table 600.
또한 온도 센서(700)는 권취기(30)로부터 10~20m 정도 떨어진 위치에 설치하는 것이 바람직하고, 상기 미스트 노즐은 폭방향으로 일정 간격을 두고 10개 정도를 배치하는 것이 바람직하다.In addition, the temperature sensor 700 is preferably installed at a position 10 to 20m away from the winder 30, it is preferable that the mist nozzles are arranged about 10 at regular intervals in the width direction.
콘트롤러(900)는 다수의 온도 센서로부터 제공되는 복수의 온도값을 제공받아 이를 일정 온도 분포로 변환하며, 변환된 온도 분포를 근거로 선재 냉각대 내에 구비되는 미스트 노즐과 워터 커튼의 각각의 분사 능력을 제어한다. 즉, 측정된 온도가 기설정된 온도치보다 높다고 판단되는 경우에는 해당 측정된 온도에 대응하여 압연 선재에 분사하는 미스트 노즐의 분사량 또는 워터 커튼의 분사량을 제어하여 온도 분포가 균일하게 이루어지도록 제어한다.The controller 900 receives a plurality of temperature values provided from a plurality of temperature sensors and converts them into a constant temperature distribution, and each spraying capability of the mist nozzle and the water curtain provided in the wire rod cooling stand based on the converted temperature distribution. To control. That is, when it is determined that the measured temperature is higher than the predetermined temperature value, the spraying amount of the mist nozzle or the spraying of the water curtain sprayed on the rolled wire in response to the measured temperature is controlled to control the temperature distribution to be uniform.
또한, 콘트롤러(900)는 이송롤의 하부 송풍 속도와 이송롤의 상부 미스트 분사 속도를 설정하여 하부의 송풍기로 들어간 미스트 입자가 선재 하부를 냉각하도록 제어하여 압연 선재의 상하부의 선재 냉각 편차를 개선한다.In addition, the controller 900 controls the mist particles entering the lower blower to cool the lower part of the wire rod by setting the lower blowing speed of the feed roll and the upper mist spraying speed of the feed roll to improve the wire cooling deviation of the upper and lower parts of the rolled wire rod. .
냉각 동작시, 온도 센서(700)로부터 측정된 온도 분포는 리모트 I/O(원격 입출력기)(800)를 통해 분사유량 제어용 콘트롤러(900)로 송신된다. 예를 들어, 폭방향으로 10개 위치에서 검출되는 온도값으로부터 각각의 노즐에 제어 정보를 주게되어 분사량을 자동 제어한다.In the cooling operation, the temperature distribution measured from the temperature sensor 700 is transmitted to the injection flow rate control controller 900 via the remote I / O (remote input / output unit) 800. For example, control information is given to each nozzle from the temperature value detected at ten positions in the width direction, and the injection amount is automatically controlled.
이처럼 폭방향으로 불균일한 온도 분포가 검출됨과 동시에 냉각 노즐의 분사량을 자동 제어함으로써 균일한 온도 분포를 유지할 수 있다. 이때 변화하는 온도 분포는 생산 라인의 관리자 모니터에서 육안으로 확인할 수 있다.In this way, a nonuniform temperature distribution in the width direction is detected and a uniform temperature distribution can be maintained by automatically controlling the injection amount of the cooling nozzle. The changing temperature distribution can then be visually checked on the production line's monitor.
도 6a는 본 발명에 따른 선재 냉각대의 단면도이고, 도 6b는 상기한 선재 냉각대를 이용한 냉각 과정을 설명하기 위한 개념도이다.6A is a cross-sectional view of the wire rod cooling stand according to the present invention, and FIG. 6B is a conceptual view for explaining a cooling process using the wire rod cooling stand.
도 6a, b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 선재 냉각대는 좌우측벽(610a, 610b)과 천정부(630) 사이에 제1 및 제2 측벽부(650a, 650b)를 각각 구비하고, 제1 측벽부(650a)에는 제1 냉각수 분사 노즐(650a)을, 제2 측벽부상에는 제2 냉각수 분사 노즐(650b)을, 그리고 천정부에는 슬릿 라미나 제트(640)를 형성한다. 물론 도면상에서는 선재 냉각대의 단면을 도시하였으므로, 제1 냉각수 분사 노즐(650a)이나 제2 냉각수 분사 노즐(650b), 슬릿 라미나 제트(640)는 선재 냉각대의 길이 방향으로 복수개가 설치됨은 자명하다.As shown in FIGS. 6A and 6B, the wire rod cooling stand according to the present invention includes first and second side wall portions 650a and 650b between the left and right side walls 610a and 610b and the ceiling portion 630, respectively. A first coolant spray nozzle 650a is formed on the sidewall portion 650a, a second coolant spray nozzle 650b is formed on the second sidewall portion, and a slit lamina jet 640 is formed on the ceiling. Of course, since the cross section of the wire cooling stand is illustrated in the drawings, it is obvious that a plurality of the first cooling water injection nozzles 650a, the second cooling water injection nozzles 650b, and the slit lamina jet 640 are provided in the longitudinal direction of the wire cooling stand.
또한 도면상에서는 도시하지 않았으나 상기한 냉각수 분사 노즐이나 슬릿 라미나 제트에 근접하여 이송롤을 통해 이송되는 압연 선재의 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 것이 바람직하고, 온도 센서의 수는 분사량을 제어하기 위한 수량이면 적당할 것이나, 냉각수 분사 노즐 수와 동일한 것이 바람직하다.In addition, although not shown in the drawings, it is preferable to further include a temperature sensor for detecting the temperature of the rolled wire which is conveyed through the feed roll in proximity to the cooling water injection nozzle or the slit lamina jet, and the number of temperature sensors controls the injection amount. Although it will be suitable if it is a quantity for making it, the same thing as the number of cooling water injection nozzles is preferable.
그러면 상기한 선재 냉각대를 이용한 압연 선재의 냉각 과정을 도 5b를 참조하여 설명한다.Next, the cooling process of the rolled wire rod using the wire rod cooling stand will be described with reference to FIG. 5B.
압연 선재의 중앙부의 전체 또는 일부분, 바람직하게는 중앙부에는 슬릿 라미나 제트 또는 워터커튼을 사용하고, 압연 선재의 겹침이 심한 에지부에는 냉각능력이 뛰어난 미스트 노즐이나 스프레이 노즐을 사용하여 폭방향 냉각 편차를 줄인다.Slit lamina jet or water curtain is used in the whole or part of the center part of the rolled wire, preferably in the center part, and mist or spray nozzle with excellent cooling ability is used in the edge part where the rolled wire is heavily overlapped. Reduce
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 운전 조건에 따른 온도 분포의 변화에 대응하여 냉각을 위한 냉각수의 분사나 워터 커튼의 분사를 즉각적으로 수행하므로써 압연 선재를 균일하게 냉각할 수 있다.As described above, according to the present invention, the rolled wire rod can be uniformly cooled by immediately performing spraying of cooling water or spraying of a water curtain in response to a change in temperature distribution according to operating conditions.
또한 온도 센서(700)에 의한 측정 결과에 따라 압연 선재의 중앙부와 에지부의 냉각량을 조정함으로써 폭방향의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.Moreover, the temperature distribution of the width direction can be made uniform by adjusting the cooling amount of the center part and the edge part of a rolled wire rod according to the measurement result by the temperature sensor 700. FIG.
또한 선재 냉각대의 커버와 측벽부에 미스트 노즐을 부착함으로써 미스트를 통한 급냉 장치와 서냉 장치를 겸용으로 활용할 수 있고, 서냉각 역시 기존 커버에 전기 가열 장치 또는 온풍 가열 장치를 부착하여 가능토록 하였다.In addition, by attaching the mist nozzle to the cover and the side wall portion of the wire cooling stand, it is possible to use a quenching device and a slow cooling device through the mist, and slow cooling is also possible by attaching an electric heating device or a warm air heating device to the existing cover.
또한, 미스트 냉각에 의해 발생되는 냉각편차를 줄이기 위해 슬릿 라미나 제트(또는 워터 커튼)를 미스트 노즐과 함께 설치하므로써, 압연 선재의 폭방향의 냉각 편차를 줄일 수 있다.In addition, by providing the slit lamina jet (or water curtain) together with the mist nozzle in order to reduce the cooling deviation caused by the mist cooling, the cooling variation in the width direction of the rolled wire can be reduced.
도 7a는 인장 강도 편차가 심한 경우를 도시한 그래프이고, 도 7b는 인장강도 편차의 작은 경우를 도시한 그래프이다. 여기서, 인장강도의 편차는 2차공정에서의 신선 가공중에 단선 등의 문제를 야기할 수 있는 중요한 문제점 중의 하나이다.7A is a graph illustrating a case where the tensile strength deviation is severe, and FIG. 7B is a graph illustrating the small case of the tensile strength deviation. Here, the variation in tensile strength is one of the important problems that can cause problems such as disconnection during the drawing process in the secondary process.
도 7a와 도 7b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따라 슬릿 라미나 제트 또는 워터 커튼을 쓰게 되면 인장강도의 편차를 줄일 수 있다.As shown in Figure 7a and 7b, according to the present invention when using the slit lamina jet or water curtain can reduce the variation in tensile strength.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 선재 냉각대에서의 균일 급냉을 위하여 선재 냉각대 중간에 설치된 온도 센서를 통하여 폭방향의 온도 분포를산출하여 조업 인자 변화에 따라 선재 냉각대 커버와 측벽부에 부착된 미스트의 분사량을 동적 제어하여 균일한 온도 분포를 얻고, 이에 따라 냉각 대상의 불균일 냉각에 의해 발생하는 폭방향의 재질 편차를 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, the temperature distribution in the width direction is calculated through the temperature sensor installed in the middle of the wire rod cooling stand for uniform quenching in the wire rod cooling stand, and the wire rod cooling stand cover and the side wall portion are changed according to the change of operation factor. By uniformly controlling the injection amount of the attached mist, a uniform temperature distribution can be obtained, thereby reducing the material variation in the width direction caused by non-uniform cooling of the cooling target.
또한, 본 발명에 따르면 수요가 열처리를 생략할 수 있는 정도의 냉각 속도를 얻기 위해서는 하부의 공기 송풍 외에 상부에서의 미스트 분사가 바람직하다.In addition, according to the present invention, in order to obtain a cooling rate such that the demand can omit the heat treatment, mist injection in the upper portion is preferable in addition to air blowing in the lower portion.
또한, 본 발명에 따르면 하부 송풍 속도에 따른 미스트 분사 압력 조정에 의해 급냉이 가능하면서 코일내 및 코일간의 조업 인자의 변화에 의한 변동 요인을 감지하여 온도 분포를 균일하게 제어할 수 있다.Further, according to the present invention, while cooling can be performed by adjusting the mist injection pressure according to the lower blowing speed, the temperature distribution can be uniformly controlled by detecting the variation factor caused by the change of the operating factors in the coil and the coil.
또한, 본 발명에 따르면 서냉재 작업시에도 별도의 이송장치가 필요없어서 신속한 전환이 가능하고 상부에 배관 등의 부대장치가 필요없으므로 비산수에 의한 간섭사항을 방지할 수 있다. 커버와 측벽부를 통한 미스트 냉각의 장점으로는 겹침 밀도가 높은 에지부에 측면에서의 냉각을 통하여 보다 높은 냉각 속도를 얻을 수 있어 균일한 냉각이 가능하다.In addition, according to the present invention, even when the slow coolant working, there is no need for a separate transfer device is possible to quickly switch, and there is no need for an auxiliary device such as a pipe on the top to prevent the interference caused by splash water. The advantage of the mist cooling through the cover and the side wall portion is that a higher cooling rate can be obtained through the side cooling at the edge with a high overlap density, thereby enabling uniform cooling.
또한, 종래에는 미스트 냉각에 의해 냉각 능력을 향상시켜 인장 강도가 높은 선재 제품을 생산할 수 있는 반면, 냉각 편차를 줄이는 데는 한계가 있었으나, 슬릿 라미나 제트를 미스트와 함께 설치함으로써, 폭방향 냉각 편차를 줄일 수 있다.In addition, while conventionally, it is possible to produce a wire rod product having high tensile strength by improving cooling capability by mist cooling, but there is a limit in reducing cooling variation. However, by installing the slit lamina jet together with the mist, the widthwise cooling variation is reduced. Can be reduced.
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