KR200312372Y1 - 열간압연설비의냉각시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스트립의 폭에 따라 그 폭에 맞게 냉각수 수량을 조절함으로써, 냉각수 사용량을 감소시키고, 또한 냉각수의 비산을 방지하여 압연설비의 부식을 방지할 수 있는 열간압연설비용 냉각시스템을 제공한다.

이러한 본 고안은 압연기에서 빠져 나온 스트립(110)을 권취기로 이송하는 런 아웃 테이블(104)의 상측에 등간격으로 배치되어, 테이블 로울러(108) 상을 주행하는 스트립(110)에 냉각수를 뿌려주는 다수의 냉각수 공급기로 이루어진 열간압연설비용 냉각시스템에 있어서,

상기 냉각수 공급기(4)는 스트립(2)의 폭방향으로 등간격으로 배치되고, 내측에 냉각수가 공급되는 냉각수 공급파이프(14)가 장착되고, 이 냉각수 공급파이프(14)에서 공급되는 냉각수가 저장되는 본체(12)와, 상기 스트립(2)의 진행방향을 따라 냉각수가 뿌려지는 폭이 단계적으로 커지도록 개폐되고, 스트립(2)의 폭 변화에 따라 개폐되도록 상기 본체(2)의 양단측에 각각 소정의 개수로 배치되는 제어노즐(42)과, 상기 본체(2)의 중앙측에 냉각수의 최소살수범위에 맞게 소정의 개수만큼 배치되는 항시 개방노즐(44)을 포함하여 이루어진다.

Description

열간압연설비의 냉각시스템{COOLING SYSTEM FOR HOT ROLLING EQUIPMENT}

본 고안은 열간압연설비에 사용되는 냉각시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생각수의 살수폭을 변화시킬 수 있는 열간압연설비의 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로 열간압연은 금속재료를 재결정 이상의 온도에서 압연하는 것으로서, 그 설비는 열간 가공하고자 하는 슬래브(SLAB)를 가열하는 가열로와, 이 가열로에서 가열된 슬래브를 회전하는 로울러 사이에 통과시켜 원하는 치수로 만드는 압연기와, 이 압연기에서 빠져 나온 스트립(STRIP)을 냉각하는 냉각시스템과, 냉각이 이루어진 스트립을 코일모양으로 감는 권취기 등으로 이루어진다.

냉각시스템은 압연기를 빠져 나온 스트립을 권취하기 전에 런 아웃 테이블(RUN OUT TABLE)상에서 주행 중 냉각수를 뿌려 소정의 권취온도를 확보함으로서, 요구하는 기계적 성질을 얻는 설비이다.

종래기술에 의한 냉각시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 압연기에서 빠져 나온 스트립(110)을 권취기로 이송하는 런 아웃 테이블(104)의 상측에 등간격으로 다수의 냉각수 공급기(106)가 배치되어, 테이블 로울러(108) 상을 주행하는 스트립(110)에 냉각수를 뿌려주도록 이루어진다.

냉각수 공급기(106)는 도 2에 도시된 바와 같이, 스트립(110)의 폭방향으로 일정간격으로 냉각수가 저장되는 본체(114)가 배치되고, 본체(114)의 내측에 고정되고 냉각수 공급배관(102)과 연결되는 냉각수 공급파이프(116)가 본체(114)에 냉각수를 공급하고, 냉각수 공급파이프(116)의 양측에 길이방향으로 배치되는 노즐(118)이 본체(114) 내의 냉각수를 스트립으로 뿌려주도록 구성된다.

노즐(118)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상측에 냉각수가 유입되는 다수개의구멍이 형성된 패널(120)이 장착되고, 하측에 형성된 테이퍼구멍(122)이 본체(114)의 하측면에 형성된 구멍(124)과 각각 연결되도록 형성되어, 패널(120)의 구멍을 통해 유입된 냉각수가 테이퍼구멍(122)과 본체의 구멍(124)을 통해 스트립(110)으로 뿌려진다.

상기의 스트립(110)은 사용 목적에 따라 압연기에서 빠져 나오는 폭(Q)이 달라지는데, 노즐의 냉각수 살수폭(P)은 스트립의 폭이 최대일 경우를 기준으로 하여 설치되어 있다.

상기와 같은 냉각시스템은 냉각수 살수폭이 스트립의 폭이 최대일 경우를 기준으로 하여 고정되어 있기 때문에 폭이 좁은 스트립이 통과할 경우 스트립의 폭을 넘어선 부분까지 항시 분무된다. 따라서 냉각수를 필요 이상으로 사용하게 되고, 또한 그에 따른 냉각수의 비산으로 압연설비가 부식되는 문제점이 있다.

또한 냉각수가 스트립의 전면에 균일하게 뿌려지기 때문에 중앙측에 살포된 냉각수가 가장자리측으로 흘러 중앙측에 비하여 가장자리측의 냉각이 더 빨리 진행되는 관계로 온도편차가 심화되어 스트립에 편석 및 비틀림이 발생되는 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 스트립의 폭에 따라 그 폭에 맞게 냉각수 수량을 조절할 수 있는 열간압연설비용 냉각시스템을 제공하는데 있다.

다른 목적은 스트립의 위치에 따라 중앙측과 가장자리측의 냉각수 살포량을각각 달리할 수 있는 열간압연설비용 냉각시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 열간압연설비 냉각시스템의 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 열간압연설비 냉각시스템에서 덮개가 개방된 상태를 나타낸 노즐장치의 사시도.

도 3은 도 2 A-A선의 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 열간압연설비의 사시도.

도 5는 본 고안에 따른 열간압연설비의 냉각시스템에서 노즐장치의 덮개가 개방된 상태를 나타낸 사시도.

도 6은 도 5 B-B선의 단면도.

도 7은 도 6 C-C선의 단면도.

도 8은 도 7에 도시된 노즐의 분해 사시도.

도 9는 도 6 D-D선의 단면도.

도 10은 도 9에 도시된 노즐의 분해 사시도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 압연기에서 빠져 나온 스트립을 권취기로 이송하는 런 아웃 테이블의 상측에 등간격으로 배치되어, 테이블 로울러 상을 주행하는 스트립에 냉각수를 뿌려주는 다수의 냉각수 공급기로 이루어진 열간압연설비용 냉각시스템에 있어서,

상기 냉각수 공급기는 스트립의 폭방향으로 등간격으로 배치되고, 내측에 냉각수가 공급되는 냉각수 공급파이프가 장착되고, 이 냉각수 공급파이프에서 공급되는 냉각수가 저장되는 본체와, 상기 스트립의 진행방향을 따라 냉각수가 뿌려지는 폭이 단계적으로 커지도록 개폐되고, 스트립의 폭 변화에 따라 개폐되도록 상기 본체의 양단측에 각각 소정의 개수로 배치되는 제어노즐과, 상기 본체의 중앙측에 냉각수의 최소살수범위에 맞게 소정의 개수만큼 배치되는 항시 개방노즐을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 열간압연설비용 냉각시스템을 제공한다.

이와 같이 이루어진 본 고안에 따른 열간압연설비용 냉각시스템은 전자제어유닛의 신호에 따라 제어노즐은 스트립의 폭에 따라 냉각수가 뿌려지는 폭이 조절되고, 스트립의 진행방향을 따라 냉각수의 살수폭이 점점 넓어지도록 개폐 작동된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 열간압연설비의 일부분을 나타낸 사시도로서,압연기(미도시)에서 빠져 나온 스트립(2)을 권취기(미도시)로 이송하는 런 아웃 테이블(5)과, 이 런 아웃 테이블(5)의 상측에 배치되어 테이블 로울러(6) 상을 진행하는 스트립(2)을 냉각시키는 냉각시스템 등으로 이루어진다.

런 아웃 테이블(5)은 압연기와 권취기를 연결하는 다수개의 테이블 로울러(6)로 이루어지며, 압연기를 빠져 나온 스트립(2)을 권취기까지 이송하는 역할을 한다.

냉각시스템은 권취기에 감기 전에 테이블 로울러(6) 상을 주행하는 스트립(2)에 냉각수를 뿌려 원하는 스트립(2)의 기계적 성질을 얻기 위한 장치로서, 스트립(2)의 진행방향을 따라 일정 간격으로 배치된 다수의 냉각수 공급기(4)로 이루어진다.

냉각수 공급기(4)는 각각 동일한 구조로 이루어지며, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각수가 저장되는 본체(12)와, 이 본체(12)의 내부 길이방향으로 안착되고 공급배관(8)과 연결되어 냉각수를 본체(12)로 공급하는 냉각수 공급파이프(14)와, 이 냉각수 공급파이프(14)의 양측에 길이방향을 따라 일정한 간격으로 설치되어 본체(12)에 저장된 냉각수를 스트립(2)으로 뿌려주는 다수의 노즐(42,44) 등으로 이루어진다.

본체(12)는 스트립(2)의 상측에 일정 간격으로 배치되고, 일측에 냉각수가 공급되는 공급배관(8)이 연결되고, 그 상측은 개구되어 덮개(16)가 덮어진다.

이 덮개(16)는 노즐의 정비성을 향상시키기 위한 것으로, 일측면은 본체(12)에 힌지 결합되고 다른 측면은 본체(12)의 일측면과 체결수단에 의해 체결된다.

체결수단은 본체(12)의 일측면에 직선왕복 이동 가능하게 설치되고 상측으로 걸림홈(20)이 형성된 작동플레이트(22)와, 덮개(16)의 내측면으로 형성된 걸림돌기(24)로 이루어져, 걸림홈(20)에 걸림돌기(24)를 삽입한 후 작동플레이트(22)를 도면에서 보아 화살표 X방향으로 이동시키면 체결되고, 화살표 Y방향으로 이동시키면 해제되도록 이루어진다.

냉각수 공급파이프(14)는 일단이 공급배관(8)과 연결되고 타단은 막힌 구조로서, 공급배관(8)을 통해 공급된 냉각수를 본체로 공급하기 위해 그 길이방향 일정 간격으로 다수개의 통공(26)이 형성된다. 그리고 본체(12)의 중앙측 바닥에 고정된다.

이때 냉각수 공급파이프(14)와 본체(12) 사이의 고정은 도 6에 도시된 바와 같이 본체(12)의 중앙측 바닥에 장착된 브라켓트(28)와 용접하여 이루어지는 것이 바람직하다.

노즐(42,44)은 본체(12)에 일정 수위로 저장된 냉각수를 스트립(2)에 살수하는 것으로서, 냉각수 공급파이프(14)의 양측에 길이방향을 따라 일정 간격으로 본체(12)의 바닥에 고정된다.

이러한 노즐(42,44)은 양단측에 소정의 개수로 각각 배치되어 개폐 가능하게 제어되는 제어노즐(42)과, 중앙측에 소정의 개수로 각각 배치되고 항상 개방되어 있는 항시 개방노즐(44)로 이루어진다.

제어노즐(42)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본체(12) 내의 냉각수를 스트립(2)으로 뿌려주는 노즐부와, 이 노즐부의 상측에 배치되어, 노즐의 개폐작용을 하는 솔레노이드 밸브로 이루어진다.

노즐부는 본체(12)의 바닥에 볼트(50) 결합되고 일정간격으로 나사구멍(52)이 형성된 지지브라켓트(54)에 나사 결합되는 노즐바디(58)와, 이 노즐바디(58)의 내주연에 배치되어 냉각수의 정화작용을 하는 필터(60)로 이루어진다.

그리고 지지브라켓트(54)와 본체(12) 바닥 사이에는 시일링 작용을 하는 가스켓(62)이 끼워져 있고, 본체 바닥에는 노즐바디(58) 내의 냉각수가 스트립으로 살수되는 구멍(64)이 형성된다.

노즐바디(58)는 측면에 냉각수가 유입되는 유입구(56)가 형성되고, 상측 내주연에 나사홈이 형성되고, 하측 내주연에는 냉각수가 배출되는 일정각도의 테이퍼홈(66)이 형성된다.

필터(60)는 노즐바디의 유입구(56)를 둘레방향으로 덮는 망사상의 스크린으로 이루어진다.

이와 같이 구성된 노즐부의 상측에 위치하는 솔레노이드는 노즐바디(58) 상단의 나사홈에 나사 결합되는 밸브바디(68)와, 이 밸브바디(68)의 내측에 수직왕복 이동 가능하게 개재되는 피스톤(70)과, 이 피스톤(70)의 하단에 일체로 연결된 피스톤 로드(72)에 끼움되는 밸브체(84)와, 밸브바디(68)의 상측에 고정되는 전자석(74) 등으로 이루어진다.

밸브바디(68)는 원통상으로 하측에 피스톤 로드(72)가 관통되고, 피스톤 로드(72)와의 사이에는 노즐바디(68) 내의 냉각수가 밸브바디(68)측으로 유입되는 것을 방지하는 시일부재(80)가 끼워진다.

피스톤(70)의 상측에는 전자석(74)의 작동에 따라 피스톤(70)을 상하로 이동시키기 위한 금속판(82)이 설치되고, 이 금속판(82)과 전자석(74) 사이에는 전자석(74)의 작동 후 피스톤(70)을 원위치로 복귀시키는 탄성부재(78)가 개재된다.

전자석(74)은 밸브바디(68)의 상단에 삽입되고, 스냅링(76)에 의해 고정된다.

그리고 밸브체(84)는 테이퍼홈(66)과 동일한 경사각을 갖는 고무재질의 이루어지고, 탄성부재(78)의 탄성력에 의해 테이퍼홈(66)에 밀착되어 냉각수의 흐름을 차단하고, 전자석(74)의 작동시 상측으로 이동하여 테이퍼홈(66)을 개방한다.

이와 같이 이루어진 솔레노이드 밸브는 스트립의 폭변화 등의 신호가 전자제어유닛(미도시)으로 전달되면, 이 전자제어유닛은 전자석(74)을 작동시킨다. 그러면 피스톤(70)은 탄성부재(78)의 탄성을 극복하고 상측을 이동하고, 피스톤 로드에 연결된 밸브체(84)가 상측으로 이동하면서, 테이퍼홈(66)을 개방시킨다. 이때 본체(12) 내의 냉각수는 노즐바디의 유입구(56)를 통해 노즐 내부로 유입되고, 테이퍼홈(66)과 본체의 구멍(64)을 통해 스트립(2)으로 뿌려진다.

그리고 전자석(74)의 작동이 끝나면 탄성부재(78)의 탄성력에 의해 테이퍼홈(66)에 밸브체(84)를 밀착시켜 냉각수의 흐름을 차단시킨다.

항시 개방노즐(44)은 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 위에서 설명한 제어노즐의 노즐부과 동일한 구조로 이루어지며, 다만 제어노즐(42)의 밸브부 대신에 노즐부의 나사홈에 커버(86)가 나사 결합된다.

이러한 항시 개방노즐(44)은 냉각수의 최소살수범위에 맞게 소정의 개수만큼 중앙측에 배치되며, 노즐바디의 개구(56)를 통해 유입되는 냉각수는 바로 테이퍼홈(66)을 통해 스트립(2)으로 뿌려진다. 그리고 항시 개방노즐(44)을 제어노즐로 교환할 경우 커버(86)를 분리하고, 솔레노이드 밸브를 결합하면 된다.

이와 같이 이루어진 본 고안에 따른 냉각시스템의 작동은 다음과 같다.

전자제어유닛에 의해 냉각수가 살수되는 입구측 스트립의 최소폭(L)에 맞게 설정된 항시 개방노즐(44)에서만 냉각수가 뿌려지도록 제어노즐(42)은 모두 닫혀 있도록 제어되고, 스트립(2)의 진행방향을 따라 권취기측으로 갈수록 제어노즐(42)이 단계적으로 개방되어 냉각수의 뿌려지는 폭이 단계적으로 넓어지는 냉각수 살수범위(M)를 갖도록 작동된다.

이와 같이 작동하는 상태하에서 압연기를 빠져 나오는 스트립의 폭(N)이 변화되면, 그 신호에 따라 전자제어유닛은 스트립의 폭에 맞게 제어노즐(42)을 개폐시킨다. 즉 스트립(2)의 폭이 넓어지면 항시 개방노즐(44)의 양측에 가장 가깝게 위치한 제어노즐(42)부터 위에서 설명한 바와 같이 작동시켜 순차적으로 개방하여 스트립(2)의 폭에 맞게 냉각수 살수 범위를 조정한다. 그리고 스트립(2)의 폭이 좁아지면 전자제어유닛은 그 스트립(2)의 폭 신호에 따라 제어노즐(42)을 위에서 설명한 바와 같이 작동시켜 순차적으로 폐쇄시켜 냉각수의 살수범위가 그 스트립의 폭과 동일하게 되도록 조정한다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 고안에 따른 냉각시스템은 스트립의 폭변화에따라 그 폭에 맞게 제어노즐을 개폐시켜 냉각수 수량을 조절함으로써, 냉각수 사용량을 감소시키고, 또한 냉각수의 비산을 방지하여 압연설비의 부식을 방지한다.

또한 스트립의 진행방향을 따라 냉각수를 단계적으로 살포하여 스트립의 중앙측과 가장자리측 온도 편차를 최소화함으로써, 스트립의 편석 및 비틀림을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 압연기에서 빠져 나온 스트립을 권취기로 이송하는 런아웃테이블의 상측에 등간격으로 배치되어 스트립에 냉각수를 뿌려주는 다수의 냉각수 공급기를 포함하는 열간압연설비용 냉각시스템에 있어서,

   상기 냉각수 공급기는 스트립의 폭방향을 따라 등간격으로 배치되고, 내측에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급파이프가 장착되어 이 냉각수 공급파이프에서 공급되는 냉각수가 저장되는 본체와;

   상기 본체의 중앙측에 냉각수의 최소살수폭에 맞춰 스트립 폭방향으로 배치되고 항상 개방되어 본체에 저장된 냉각수를 스트립에 뿌려주기 위한 항시 개방노즐;

   상기 본체의 양 측에 스트립 폭방향을 따라 배치되고 스트립 폭변화에 따라 선택적으로 개방되어 상기 개방노즐을 벗어나는 스트립의 양 측에 냉각수를 뿌려주기 위한 제어노즐

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간압연설비용 냉각시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어노즐은 본체의 바닥에 고정되고 측면에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구가 형성되고 하측 내면에는 냉각수가 뿌려지는 테이퍼홈이 형성된 원통상의 노즐바디와;

   상기 노즐바디의 테이퍼홈에 밀착되어 개폐작용하는 밸브체;

   상기 밸브체에 피스톤로드로 연결되어 전자제어유닛의 신호에 따라 사기 밸브체를 작동시키는 솔레노이드밸브

   를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 열간압연설비용 냉각시스템.