KR20040007746A

KR20040007746A - 롤링 스탠드의 롤링 닙을 가변 폭으로 윤활시키는 방법 및노즐 장치

Info

Publication number: KR20040007746A
Application number: KR10-2003-7016730A
Authority: KR
Inventors: 아르메나트위르겐; 예거루돌프프란쯔; 자이델위르겐; 홉펜찌쯔하인쯔; 케르프호르스트
Original assignee: 에스엠에스 데마그 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2001-06-23
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-24
Also published as: CA2451292A1; ES2236538T3; RU2287385C2; US20040232258A1; BR0210554A; DE50202229D1; WO2003000437A1; ATE288796T1; CN1235694C; CA2451292C; EP1399276A1; DE10130445A1; UA79432C2; CZ298355B6; AU2002317793B2; JP2004530562A; JP4311544B2; ZA200309397B; CZ20033433A3; US7266984B2

Abstract

본 발명은 압연 스트립용 롤링 스탠드에서 수중유 분산제의 미리 주어질 수 있는 혼합 특성 및 체적 흐름을 유지하면서 그 수중유 분산제로 롤을 윤활시키는 방법, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 방법에 관한 것이다. 분산제를 믹서(1)에서 조절될 수 있는 분량의 물과 오일에 의해 균질한 분산제로 조제한다. 분산제를 스트립 폭에 따른 가변적인 분포(Bi)를 위해 상이한 분무 구역(Zi)에 공급한다. 그러한 롤링 윤활 방법은 분무 스트립 폭(Bi)에 배정된 각각의 분무 구역(Zi)에 하나 이상의 전환 밸브(Si)에 의해 각각 제어 작동되는 하나 이상의 노즐 열(Di)을 배속시킴으로써 개선되게 된다.

Description

롤링 스탠드의 롤링 닙을 가변 폭으로 윤활시키는 방법 및 노즐 장치{METHOD AND NOZZLE ARRANGEMENT FOR A VARIABLE-WIDTH LUBRICATION OF THE ROLLING NIP OF A ROLLING STAND}

열연 스트립을 제조하는 롤링 스탠드에서 롤을 윤활시키는, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 효율성에 있어 결정적으로 중요한 것은 서로에 용해될 수는 없지만 그 조성이 일정한 수중 오일 방울로 이뤄진 수중유 형태의 분산제를 생성하는 것이다. 동시에, 그러한 분산제는 압연 스트립의 폭이란 관점에서 폭에 의존한 롤링 윤활 내지 롤링 닙 윤활의 요건에 부합되어야 한다.

공지의 롤링 닙 윤활 방법에서는 혼합기, 소위 믹서로써만 혼합 조건을 유지하는 것이 분무 구역의 확장을 위해 노즐을 접속하는 것으로 인해 지켜질 수 없게된다. 분산제는 믹서에서 생성된다. 그 믹서에서는 미리 주어져야 하는 양을 갖는 물이 주어진 압력에서 그에 배속된 흐름 속도로 혼합계를 통해 흐른다. 그 경우, 흐름 속도는 완전 혼합의 필수적 인자로서 간주될 수 있다.

이제, 도 1에 따른 선행 기술의 롤링 닙 윤활의 개요에 도시된 바와 같이 폭에 의존하여 노즐을 접속하면, 그에 의해 수량이 증가되게 된다. 그러한 수량은 언제나 믹서 내의 동일한 횡단면을 통해, 그리고 후속 파이프라인을 통해 흘러야 하기 때문에, 연속 방정식에 따라 흐름 속도가 상승된다. 그 경우에 오일과 물의 완전 혼합이 최대 체적 흐름에 맞춰 설계되어 있다면, 최소의 스트립 폭에서의 혼합 작용, 즉 흐름 속도의 강하로 인한 최소의 체적 흐름에서의 혼합 작용은 현저히 줄어들게 된다. 아울러, 공급 라인을 통한 흐름 동안 분산제의 안정성도 역시 감소된다.

그와 관련하여 도 1에 따른 예에 도시된 바와 같이, 폭에 의존하여 롤링 닙을 윤활시키는 구성에서는 예컨대 10개의 노즐이 각각의 3개의 군으로 탑재된다. 최소의 압연 스트립 폭에는 4개의 노즐이 필요하다. 그 다음으로, 스트립 폭에 따라 순차적으로 2개씩의 노즐이 추가로 접속된다. 그 경우, 순전히 계산상으로 수량에 있어 4/10 또는 1/2.5의 불균일성이 생기게 된다.

그러한 단점을 해소하려면, 항상 이상적인 흐름 거동 및 혼합 거동을 얻도록 스트립 폭마다 다수의 믹서를 사용하고, 그에 따라 파이프라인이 달린 다수의 펌프도 사용해야만 한다.

문헌 EP 1 040 877 A1은 롤링 스탠드에서 롤 또는 롤의 롤링 닙을 윤활시키는 장치를 개시하고 있다. 전술된 선행 기술에 상응하는 분무 장치는 2개의 전환 밸브를 구비한다. 그러한 분무 장치에서는 소비된 분산제가 수집되어 물/오일의 별개의 상으로 분리되고, 재처리된 후에 그 장치에 재공급된다. 그 경우, 믹서 탱크 중에서 2% 수중유로 에멀션을 조제하여 교반 장치에 의해 혼합시킨다. 그러한 분무 장치는 폭 방향으로 분무하려는 평면형 분무 제트용 3중 도브테일 노즐에 의해 형성된다.

문헌 EP 0 367 967 B1은 금속 스트립의 냉간 압연 시에 유화제 및 하나 이상이 오일 상을 함유한 오일/물 에멀션을 공급하면서 롤링 닙 에멀션 노즐에 의해 롤링 스탠드의 롤을 냉각 및 윤활시키는 방법을 개시하고 있는데, 그러한 방법에서는 스탠드의 롤 전방에서 또는 작업 롤에 의해 형성된 롤링 닙의 스트립 유입구 전방에서 에멀션을 형성하는 매체를 별개로 공급하는 것에 의해 분산 장치 중에서 에멀션을 제조하고, 에멀션이 그 냉각/윤활 기능을 이행하고 난 후에 롤링 스탠드의 배후에서 에멀션을 수집하여 분리하고, 분리된 액상을 별개로 초기 에멀션을 형성하는데 사용한다.

그러한 에멀션 순환 설비에 의해, 에멀션 중의 어떠한 임의의 오일 농도라도 항상 매우 적은 시간 지연으로 압연 공정의 각각의 미리 주어진 값에 맞춰 조절될 수 있게 된다. 냉간 압연기의 냉각 및 윤활 시스템의 시간 지연이 없는 융통성에 기인하여, 압연 스트립의 표면 품질 및 평탄도와 관련된 양호한 생산 품질이 얻어질 수 있다. 또한, 에멀션의 조제가 간단하고도 환경 친화적으로 행해지는 동시에, 설비 비용이 공지의 에멀션 순환 설비에 비해 감소된다.

문헌 EP 0 776 710 A1은 압연된 압연 스트립의 프로파일에 영향을 미치는 장치를 개시하고 있다. 스트립의 냉간 압연 시에 발생되는 "에지 드롭"을 최대한으로 저지하기 위해, 냉각을 통해 얻어지는 구형도를 변경시킴으로써 대체로 재료의 횡 방향 흐름 거동으로 인해 발생되는 "에지 드롭"을 저지하는 제어가 이뤄지도록 작업 롤의 스트립 에지 접촉 구역을 제어 냉각시키는 조치가 취해진다. 그를 위해, 롤 뭉치의 양단 구역에 추가의 분무 빔이 각각 배속되는데, 그 작용 범위는 롤 뭉치의 단부로부터 그 롤 뭉치의 단부와 대면된 압연 스트립 에지의 구역을 넘어 연장된다.

본 발명은 믹서에서 조절될 수 있는 분량의 물과 오일로 수중유 분산제(oil-in-water dispersion)를 균질한 분산제로 조제하여 스트립 폭에 따른 가변적인 분포를 위해 상이한 분무 구역에 공급하는 형식으로 압연 스트립용 롤링 스탠드에서 수중유 분산제의 미리 주어질 수 있는 혼합 특성 및 체적 흐름을 유지하면서 그 수중유 분산제로 롤을 윤활시키는 방법, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 행하는 노즐 장치에 관한 것이다.

본 발명의 명세, 특징, 및 장점은 첨부 도면에 개략적으로 도시된 실시예에 관한 이후의 설명으로부터 명확히 파악될 수 있을 것이다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 선행 기술에 따른 롤링 윤활 장치의 기능 및 접속 개요를 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 롤링 윤활 장치를 나타낸 도면이다.

전술된 선행 기술로부터 출발된 본 발명의 목적은 상이한 압연 스트립 폭을 분무할 수 있되, 조절될 수 있는 일정한 물의 체적 흐름을 출발점으로 하여 물/오일 상의 혼합을 항상 일정하게(이상적으로) 유지시키는 방법 및 노즐 장치를 제공하는 것이다.

그러한 목적은 압연 스트립용 롤링 스탠드에서 롤을 윤활시키는, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 청구항 1의 전제부에 따른 방법에 있어서 본 발명에 따라 분무 스트립 폭에 배정된 각각의 분무 구역에 하나 이상의 전환 밸브에 의해 각각 제어 작동되는 하나 이상의 노즐 열을 배속시킴으로써 달성된다.

그러한 조치에 의해, 바람직하게도 예컨대 다음과 같은 압연 스트립 폭이 분무될 수 있다:

1. 900 ㎜까지의 스트립 폭:

약 20 l/min의 물 + 0.25 l/min의 오일 = 20.25 l/min

2. 1350 ㎜까지의 스트립 폭:

약 20 l/min의 물 + 0.3 l/min의 오일 = 20.30 l/min

3. 1800 ㎜까지의 스트립 폭:

약 20 l/min의 물 + 0.40 l/min의 오일 = 20.40 l/min

청구된 방법에 의해, 폭에 의존한 이상적인 완전 혼합이 이뤄지는데, 그 경우에 모든 스트립 폭에 대해 펌프, 배관, 및 기환 라인을 구비한 단 하나의 믹서만이 필요하고, 모든 분무 구역에 대해 분산제 양을 제어하는 동일한 구조 열의 3개의 전환 밸브만이 필요하게 된다. 그를 위해, 본 발명의 구성에서는 분산제 양을 각각의 단 하나의 전환 밸브만을 경유하여 분무 구역에 급송하는 조치를 취한다.

본 발명에 따른 방법의 부가의 구성에서는 전환 밸브의 제어 작동 시에 각각의 노즐 열의 노즐 구멍의 총수가 항상 동일한 양의 분산제를 급송하고, 그에 따라 믹서 중의 흐름 거동이 각각의 분무 구역에 대해 변함이 없이 유지되도록 각각의 노즐 열을 부설하는 조치를 취한다. 그럼으로써, 항상 이상적이면서 서로 필적하는 거동이 유지되게 된다.

또한, 본 발명에 따른 방법에서는 개개의 분무 구역의 증가되는 폭 조정을 위해 분산제 중의 오일 분량을 예컨대 0.25 %로부터 0.40 %로 추가로 증대시키는 조치를 취한다.

또한, 끝으로 본 발명에 따른 방법의 또 다른 구성에서는 노즐 구멍의 개방 각도(α) 및/또는 노즐 구멍의 수를 각각의 노즐 열의 분무 폭에 비례하여 형성하는 조치를 취한다.

압연 스트립용 롤링 스탠드에서 롤을 윤활시키는, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 청구된 방법을 행하는 본 발명에 따른 노즐 장치에서는 미리 주어질 수 있는 분무제 체적 흐름에 필요한 분무 구역의 다수의 분무 노즐이 제어 작동될 수 있는 하나 이상의 전환 밸브에 접속된 별개의 노즐 열에 각각 배치되도록 조치된다. 그 경우, 전체의 분산제 양은 각각의 단 하나의 전환 밸브만을 경유하여 의도되게 조정된 노즐 열의 폭으로 공급된다. 그러한 노즐 장치의 구성에서는 각각의 노즐 열의 노즐 구멍의 총수가 동일한 체적 흐름을 각각 제공하도록 각각의 노즐 열이 부설되도록 조치되는 것이 바람직하다. 그러한 조치에 의해, 분산제 믹서 중의 흐름 거동 및 그에 따른 물과 오일 부분의 완전 혼합이 항상 일정하게 유지되게 된다. 그 결과, 완전 혼합에 결정적인 것이 오일량이 아니라 물의 흐름 속도가 되게 된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구성에서는 노즐 빔에 있는 노즐 열이 대략 동일한 간격을 둔 채로 롤 또는 롤링 닙과 평행하게 배치되도록 조치된다. 폭 조정은 각각의 노즐 열의 노즐 간격, 노즐의 개방 각도, 노즐의 수, 또는 각각의 노즐 열에서의 그러한 개방 각도와 수와 간격의 조합에 의해 정확하게 조정될 수 있다.

노즐 장치의 또 다른 바람직한 구성은 다른 종속 청구항들에 기재되어 있다.

상세한 도시를 생략한 롤링 스탠드에서 선행 기술에 따라 폭을 조정하면서 롤 또는 롤링 닙을 윤활시키는 도 1에 도시된 장치는 물 공급부(2) 및 오일 라인(3)을 구비한다. 양자의 매체는 윤활 장치에 압력 하에 공급된다. 물과 오일의 양자의 매체에 대한 유량계가 도면 부호 "4"와 "7"로 각각 지시되어 있다. 도면 부호 "6"은 소량의 분산제 오일의 분율에 따른 할당을 위한 계량 펌프를 지시하고 있다. 공지의 믹서가 도면 부호 "1"로 지시되어 있는데, 그 믹서(1) 중에서 물과 오일의 양자의 매체가 서로 불가분적으로 혼합된다. 3개의 전환 밸브가 도면 부호 "S1" 내지 "S3"으로 지시되어 있는데, 그러한 전환 밸브(S1 내지 S3)는 예컨대 압축 공기(9)에 의해 개별적으로 전환된다. 그러한 전환 밸브(S1 내지 S3)는 분무 구역(Z1 내지 Z3)에 각각 접속된다.

도시된 예에서는 분무 구역(Z1)에 4개의 분무 노즐(d1 내지 d4)이 배속된다. 분무 구역(Z2)에는 접속될 수 있는 4개의 추가의 분무 노즐(d6)이 배속되고, 분무 구역(Z3)에도 역시 2개의 추가의 분무 노즐(d7)이 배속된다.

이제, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이 분무 구역(Z1)이 폭에 의존하여 분무 구역(Z2 및 Z3)의 노즐(d6 및 d7)에 접속되면, 필요로 하는 수량이 증가되게 된다. 그러한 수량은 언제나 믹서 내의 동일한 횡단면을 통해 흘러야 하기 때문에, 전환 밸브(S2, S3)의 접속에 따른 흐름 속도가 각각 상승된다. 그 경우에 오일과 물의완전 혼합이 최대 체적 흐름에 맞춰 설계되어 있다면, 최소의 스트립 폭에서의 혼합 작용, 즉 흐름 속도의 강하로 인한 최소의 체적 흐름에서의 혼합 작용은 현저히 줄어들게 된다. 아울러, 공급 라인을 통해 파이프로 흐르는 동안 분산제의 안정성도 역시 감소된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 예에서는 총 10개의 노즐이 3개의 분무 구역(Z1, Z3)에 탑재된다. 그 경우, 최소의 스트립 폭은 4개의 노즐(d1 내지 d4)을 필요로 한다. 이어서, 스트립 폭에 따라 6개까지의 노즐, 즉 우측으로 3개의 노즐(d6, d7)과 좌측으로 3개의 노즐(d6, d7)이 추가로 접속된다. 그와 같이 하여, 순전히 계산상으로 수량에 있어 4/10 또는 1/2.5의 불균일성이 생기게 된다.

수중유 분산제로 롤을 윤활시키는 도 2에 도시된 장치의 구성에 의해, 도 1에 따른 장치의 단점이 회피되게 된다.

도 2에 따른 본 발명의 장치의 접속 개요도 역시 물의 공급 라인(2), 오일 라인(3), 물에 대한 유량계(4), 및 오일에 대한 유량계(7)를 나타내고 있다. 물과 오링에 대한 압력계가 도면 부호 "5"와 "8"로 지시되어 있고, 오일 할당용 계량 펌프가 도면 부호 "6"으로 지시되어 있다.

물과 오일의 양자의 매체는 믹서(1) 중에서 균질한 분산제로 불가분적으로 조제된다. 그러한 분산제는 미세한 수중 오일 방울로 이뤄진 수중유 혼합물이다. 그 분산제는 롤링 스탠드의 상세한 도시를 생략한 롤에 가변 폭으로 분포되도록 우선 3개의 전환 밸브(S1 내지 S3)에 공급되고, 그로부터 상이한 분무 구역(Z1 내지 Z3)으로 통과된다. 그러한 전환 밸브(S1 내지 S3)의 각각에는 별개의 분무구역(Z1 내지 Z3)이 배속된다. 각각의 분무 구역은 노즐 열(D1 내지 D3)이 배속되는 배속 분무 스트립 폭(B1 내지 B3)을 갖는다.

그러한 본 발명에 따른 노즐 장치에 의해, 전체의 분산제 양이 각각의 단 하나의 전환 밸브(S1 내지 S3)만을 경유하여 배속된 노즐 열(D1 내지 D3)의 폭(B1 내지 B3)에 대해 연접될 수 있는 분무 구역(Z1 내지 Z3)에 급송되는 것이 구현되게 된다. 각각의 노즐 열(D1 내지 D3)은 전환 밸브(S1 내지 S3)의 제어 작동 시에 그 노즐 구멍의 수가 항상 동일한 양의 분산제를 급송하고, 그에 따라 믹서(1) 중의 흐름 거동이 각각의 분무 구역에 대해 변함이 없이 유지되도록 부설된다. 개개의 분무 구역의 증가되는 폭 조정을 위해, 분산제 중의 오일 분량이 예컨대 0.25 %로부터 0.4 %로 추가로 증대된다. 감소되는 폭 조정을 위해서는 분산제 중의 오일 분량이 상응하게 감소된다.

도 2에 도시된 노즐 구멍의 개방 각도(α) 및/또는 노즐 구멍의 수는 각각의 노즐 열의 분무 스트립 폭(B1 내지 B3)에 비례하여 형성된다. 각각의 노즐 열(D1 내지 D3)은 그 노즐 구멍이 동일한 체적 흐름을 각각 제공하고, 그로 인해 믹서(1) 중의 흐름 거동 및 그에 따른 물과 오링 부분의 완전 혼합이 항상 일정하게 유지되도록 부설된다.

도 2에서 특히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 장치에서는 노즐 열(D1 내지 D3) 또는 전환 밸브(S1 내지 S3)에 물과 오일의 해당 접속 라인과 함께 단 하나의 믹서만이 배속된다. 그럼으로써, 선행 기술에 비해 약간 증가된 수의 노즐이 보상되게 된다. 본 발명에 따른 노즐 장치의 장점은 다음과 같다:

- 폭에 의존한 이상적인 완전 혼합

- 모든 스트립 폭에 대한 단 하나만의 믹서

- 예컨대 3개의 분무 폭에 있어 전체의 분산제 양에 대한 하나의 구조 열의 예컨대 단 3개만의 전환 밸브.

Claims

믹서(1)에서 조절될 수 있는 분량의 물과 오일로 수중유 분산제를 균질한 분산제로 조제하여 스트립 폭에 따른 가변적인 분포(Bi)를 위해 상이한 분무 구역(Zi)에 공급하는 형식으로 압연 스트립용 롤링 스탠드에서 수중유 분산제의 미리 주어질 수 있는 혼합 특성 및 체적 흐름을 유지하면서 그 수중유 분산제로 롤을 윤활시키는 방법, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 방법에 있어서,

분무 스트립 폭(Bi)에 배정된 각각의 분무 구역(Zi)에 하나 이상의 전환 밸브(Si)에 의해 각각 제어 작동되는 하나 이상의 노즐 열(Di)을 배속시키는 것을 특징으로 하는 압연 스트립용 롤링 스탠드의 롤링 윤활 방법.
제 1 항에 있어서, 전체의 분산제 양을 각각의 단 하나의 전환 밸브(Si)만을 경유하여 분무 구역(Zi)에 급송하는 것을 특징으로 하는 롤링 윤활 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전환 밸브(Si)의 제어 작동 시에 각각의 노즐 열(Di)의 노즐 구멍의 총수가 항상 동일한 양의 분산제를 급송하고, 그에 따라 믹서(1) 중의 흐름 거동이 각각의 분무 구역(Zi)에 대해 변함이 없이 유지되도록 각각의 노즐 열(Di)을 부설하는 것을 특징으로 하는 롤링 윤활 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 개개의 분무 구역(Zi)의증가되는 폭 조정을 위해, 분산제 중의 오일 분량을 예컨대 0.25 %로부터 0.40 %로 증대시키는 것을 특징으로 하는 롤링 윤활 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 노즐의 개방 각도(α) 및/또는 노즐의 수 및/또는 노즐의 간격을 각각의 노즐 열(Di)의 분무 스트립 폭에 비례하여 형성하는 것을 특징으로 하는 롤링 윤활 방법.
압연 스트립용 롤링 스탠드에서 롤을 윤활시키는, 특히 롤링 닙을 윤활시키는 선행 항들 중의 어느 한 항에 따른 방법을 행하는 노즐 장치에 있어서,

미리 주어질 수 있는 분무제 체적 흐름에 필요한 분무 구역(Zi)의 다수의 분무 노즐이 제어 작동될 수 있는 하나 이상의 전환 밸브(Si)에 접속된 별개의 노즐 열(Di)에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 압연 스트립용 롤링 스탠드의 롤을 윤활시키는 노즐 장치.
제 6 항에 있어서, 각각의 노즐 열(Di)은 그 노즐 구멍의 총수가 동일한 체적 흐름을 각각 제공하도록 부설되는 것을 특징으로 하는 노즐 장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 노즐 빔에 있는 노즐 열(Di)은 대략 동일한 간격을 둔 채로 롤링 스탠드의 롤 또는 롤링 닙과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 노즐 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 노즐 열(Di) 또는 전환 밸브(Si)에는 물과 오일의 해당 접속 라인, 그 접속 라인에 배치된 계량 펌프(6), 및 유량계(4, 7)와 함께 단 하나의 믹서(1)만이 배속되는 것을 특징으로 하는 노즐 장치.