KR20040105892A - 슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일링용 냉각수차단장치 - Google Patents

슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일링용 냉각수차단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열간 압연 중 슬라브 단부가 상향으로 변형이 발생한 경우 상향을 교정하며, 슬라브 표면에 발생된 산화 스케일을 제거하는 디스케일링 분사시 디스케일링 밴드를 억제하는 장치에 관한 것으로, 상기 슬라브(10)의 양측에 수직하게 설치되는 몸체(136a, 136b); 슬라브(10)의 하부면에 접촉되도록 몸체(136a, 136b)에 거치되어 일단에 연결된 하부회전모터(152)에 의하여 회동하는 하부회전롤(164); 및 몸체(136a, 136b)에 수직하게 형성된 가이드홀(148a, 148b)을 따라 승하강하는 상하지지대(122a, 122b); 및 양단이 상하지지대(122a, 122b)에 결합되고 일단에 연결된 상부회전모터(144)에 의하여 회동하는 상부이동롤(140)을 구비하는 상향 교정부(100)와, 상기 디스케일링 장치와 상향 교정부(100) 사이의 슬라브(10)의 양측에 수직하게 설치되는 몸체(236a, 236b); 몸체(236a, 236b)에 수직하게 형성된 가이드홀(248a, 248b)을 따라 승하강되는 상하지지대(222a, 222b); 양단이 상하지지대(222a, 222b)에 결합되고 일단에 연결된 상부회전모터(244)에 의하여 회동하는 상부이동롤(140); 및 양단이 상하지지대(222a, 222b)에 결합되며 슬라브(10)의 표면을 향하여 에어를 분사하도록 다수개의 노즐(254)이 설치된 노즐헤더(252)를 구비하는 디스케일용 냉각수 차단부(200)로 구성된다.

Description

슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일링용 냉각수 차단장치{PREVENTIVE APPARATUS OF DESCALING BAND CAPABLE OF RECTIFYING UPWARD SLAB}
본 발명은 슬라브(slab) 단부에 발생하는 상향 교정 및 스케일 제거에 관한 것으로, 보다 상세히는 열간 압연 중 슬라브 단부가 상향으로 변형이 발생한 경우 상향을 교정하고, 표면에 발생된 산화 스케일을 제거하는 디스케일링 분사시 디스케일링 밴드를 억제하여 품질 향상 및 설비사고를 예방 할 수 있도록 한 슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일용 냉각수 차단장치에 관한 것이다
일반적으로 열간 압연 공정은 도 1에 도시 된 바와 같이, 가열로(1)에서 슬라브(10)를 예열 및 가열하여 추출하면 두께압연기(2)와 조압연기(3, 4)를 통해 두께 및 폭 압연이 이루어지고, 마무리압연기(5)에서 두께 압연이 실시된 스트립(7)이 런아웃 테이블을 통과하면서 냉각되어 권취기(8)에 의하여 권취되어 최종 코일 제품이 된다.
상기 가열로에서 재가열된 슬라브(10) 표면에는 1차 스케일(Scale)이 형성되고, 압연 공정 중 두께압연기(2)와 조압연기(3, 4)에서 폭 및 두께 압연이 실시된 슬라브(10)를 마무리압연기(5)로 이동하는 과정에서 고온의 슬라브(10)가 대기중 산소와 반응하여 슬라브(10) 표면에 2차 스케일이 형성된다.
이때 조압연 및 마무리압연 공정에서 스케일이 미박리된 슬라브(10)를 그대로 압연하면 스케일이 소재 표면에 압입되어 제품표면에 결함을 유발시킨다. 그러므로, 열간 압연 공정에서는 스케일 결함이 없는 제품을 생산하기 위하여 스케일을 제거하고 작업하는 것이 필요하다.
한편, 슬라브(10)를 압연하는 과정에서 롤 직경의 차이 및 압하력 등의 여러 가지 요인으로 슬라브(10)가 상향되는 경우가 빈번한데, 이때 스케일을 제거하기 위해 디스케일링 분사를 하면, 상향된 슬라브(10)의 단부에서는 디스케일링 분사에 의한 국부적으로 냉각된 모양의 디스케일링 밴드가 형성되어 압연 품질에 지장이 되고 있다.
도 2는 종래의 디스케일링 장치의 사시도로서, 도시된 바에 의하면 폭 및 두께 압연이 실시된 슬라브(10)의 상하면에 이격하여 고정 설치된 노즐헤드(15)의 노즐(20)에 의하여 분사되는 냉각수에 의하여 슬라브(10) 표면의 스케일을 제거하게 된다. 그러나 위에서 설명한 바와 같이, 슬라브(10)의 단부에 상향이 발생된 경우 잔류수(40)가 슬라브(10)에 적체되어 슬라브(10)에 디스케일링 밴드(45)가 형성되었다.
특히, 상향이 발생되는 경우 슬라브(10) 단부에서 디스케일링 분사를 못하게 되고, 이 과정에서 상향 발생부위에서 발생하는 디스케일링 밴드를 방지하지 못하며, 슬라브(10) 상부 스케일을 제거하지 못해 불량 품질의 제품이 생산되었다. 또한 후측으로 흐른 잔류수로 인해 슬라브 온도가 다운되어 온도 저하에 따른 품질 저하와, 압연작업 지연에 따른 원가 상승 등의 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 슬라브(10) 상향 발생시 상향을 교정함과 동시에 고압 잔류수의 후방 진입을 방지할 수 있어, 디스케일링 분사시 항상 슬라브(10)의 단부까지 분사할 수 있도록 하고 슬라브 상부에 흘러내리는 잔류수가 표면에 고이는 것을 에어로 완전히 차단하여 디스케일링 밴드까지 방지하므로, 슬라브의 이상 온도 저하를 방지하여 제조공정에서의 작업생산성을 향상시킬 수 있는 슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일링용 냉각수 차단장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 열간 압연 작업의 공정도.
도 2는 종래의 디스케일링 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 장치의 사시도.
도 4는 본 발명을 구성하는 상향 교정부의 단면도.
도 5는 본 발명을 구성하는 상향 교정부의 분해 사시도.
도 6은 본 발명을 구성하는 디스케일링용 냉각수 차단부의 분해 사시도
도 7a, 7b는 본 발명을 구성하는 상향 교정부의 작동상태를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 장치의 작동 순서도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 상향 교정부 200 : 디스케일용 냉각수 차단장치
104a, 104b, 204a, 204b : 수평베벨기어
106a, 106b, 206a, 206b : 수직베벨기어
108, 208 : 회전축 118, 218 : 상하이동모터
122a, 122b, 222a, 222b : 상하지지대
124a, 124b, 224a, 224b : 스크루
136a, 136b, 236a, 236b : 몸체
140, 240 : 상부이동롤 144, 244 : 상부회전모터
148a, 148b, 248a, 248b : 가이드홀
152 : 하부회전모터 164 : 하부회전롤
252 : 노즐헤더 254 : 노즐
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열간 압연되어 이송테이블(30)로 이송되는 슬라브(10) 표면의 스케일을 냉각수 분사로 제거하는 디스케일링 장치에 있어서,
상기 슬라브(10)의 양측에 수직하게 설치되는 몸체(136a, 136b); 슬라브(10)의 하부면에 접촉되도록 몸체(136a, 136b)에 거치되어 일단에 연결된 하부회전모터(152)에 의하여 회동하는 하부회전롤(164); 및 몸체(136a, 136b)에 수직하게 형성된 가이드홀(148a, 148b)을 따라 승하강하는 상하지지대(122a, 122b); 양단이 상하지지대(122a, 122b)에 결합되고 일단에 연결된 상부회전모터(144)에 의하여 회동하는 상부이동롤(140)을 구비하는 상향 교정부(100)와,
상기 디스케일링 장치와 상향 교정부(100) 사이의 슬라브(10)의 양측에 수직하게 설치되는 몸체(236a, 236b); 몸체(236a, 236b)에 수직하게 형성된 가이드홀(248a, 248b)을 따라 승하강되는 상하지지대(222a, 222b); 양단이 상하지지대(222a, 222b)에 결합되고 일단에 연결된 상부회전모터(244)에 의하여 회동하는 상부이동롤(140); 및 양단이 상하지지대(222a, 222b)에 결합되며 슬라브(10)의 표면을 향하여 에어를 분사하도록 다수개의 노즐(254)이 설치된 노즐헤더(252)를 구비하는 디스케일용 냉각수 차단부(200)로 구성된다.
이때, 상기 디스케일용 냉각수 차단부(200)의 상하지지대(222a, 222b) 각각에 수직하게 나사산이 관통 형성되고, 나사산에 삽입되는 스크루(224a, 224b) 상단에 수직베벨기어(206a, 206b)가 설치되고, 몸체(236a, 236b)의 상단에 거치된 상하이동모터(218)에 연결된 평기어(216)에 의하여 회전하는 회전축(208) 양단에 설치된 수평베벨기어(204a, 204b)에 수직베벨기어(206a, 206b)가 치합되도록 구성됨을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명을 구성하는 상향 교정부의 단면도이고, 도 5는 본 발명을 구성하는 상향 교정부의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명을 구성하는 디스케일링용 냉각수 차단부의 분해 사시도이고, 도 7a, 7b는 본 발명을 구성하는 상향 교정부의 작동상태를 나타내는 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 장치의 작동 순서도를 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 크게 슬라브(10)의 상향을 방지하는 상향 교정부(100)와, 슬라브(10) 표면의 디스케일링 작업 중 잔류되는 냉각수가 슬라브(10) 표면의 일부분에 고이게 되어 발생되는 디스케일링 밴드를 제거하는 디스케일용 냉각수 차단부(200)로 이루어진다.
먼저, 상기 상향 교정부(100)는, 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 직육면체의 플레이트로 된 고정커버(120)의 양측에 관통 형성된 각각의 홈에 베어링(114a, 114b)이 삽입되어 스크루(124a, 124b)가 수직하게 체결된다.
스크루(124a, 124b)의 상단에는 설치된 수직베벨기어(106a, 106b)는, 베어링하우징(108)에 의하여 고정커버(120)에 고정되는 회전축(108)의 양단에 설치된 수평베벨기어(104a, 104b)와 맞물려 회전된다.
회전축(108)의 중앙에는 회전기어(112)가 설치되고, 이 회전기어(112)는 고정커버(120)상에 고정된 상하이동모터(118)에 연결된 평기어(116)와 맞물려 회전된다.
상하이동모터(118)의 구동에 의하여 회전하는 스크루(124a, 124b)가 삽입 결합되어 스크루(124a, 124b)의 회전에 의하여 승하강되도록 나사산이 형성된 상하지지대(122a, 122b)가 스크루(124a, 124b)에 결합된다.
또한, 스크루(124a, 124b) 하단은 하부베어링(126a,126b)이 삽입된 상태로 하부고정블록(132a, 132b)에 고정되며, 하부고정블럭(132a, 132b)의 전면과 후면은 각각 블록커버(134a, 134b)와 체결되어 몸체(136a, 136b)에 형성된 고정홀(146a,146b)에 고정된다.
스크루(124a, 124b)와 상하지지대(122a, 122b)는 측면에 다수개의 홀이 형성되어 있으며, 지지플레이트(138a, 138b)에 의하여 지면에 고정되는 중공의 직육면체 기둥 형상의 몸체(136a, 136b)에 내장되며, 몸체(136a, 136b)의 상단으로 고정커버(120)가 안착된 상태로 결합된다.
몸체(136a, 136b)에 형성된 가이드홀(148a, 148b)에는 상부이동롤(140)이 삽입되고, 그 양단에는 베어링(130a, 130b)이 결합되어 상하지지대(126a, 126b)에 삽입 결합된다. 상부이동롤(140)의 일단은 커플링(142)에 의하여 상부회전모터(144)와 결합된다.
그리고 몸체(136a, 136b)에 형성된 고정홀(162a, 162b)에는 하부회전롤(164)이 삽입되고, 그 양측에는 베어링커버(158a, 158b)가 먼저 삽입되고 베어링(156a, 156b)이 결합된다. 하부회전롤(164)의 일단은 블록커버(160)에 의하여 몸체(138b)에 고정되고, 그 타단은 커플링(150)에 의하여 하부회전모터(152)와 결합된다.
다음으로, 디스케일링용 냉각수 차단부(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 직육면체의 플레이트로 된 고정커버(220)의 양측에 관통 형성된 각각의 홈에 베어링(214a, 214b)이 삽입되어 스크루(224a, 224b)가 수직하게 체결된다.
스크루(224a, 224b)의 상단에는 설치된 수직베벨기어(206a, 206b)는, 베어링하우징(208)에 의하여 고정커버(220)에 고정되는 회전축(208)의 양단에 설치된 수평베벨기어(204a, 204b)와 맞물려 회전된다.
회전축(208)의 중앙에는 회전기어(212)가 설치되고, 이 회전기어(212)는 고정커버(220)상에 고정된 상하이동모터(218)에 연결된 평기어(216)와 맞물려 회전된다.
상하이동모터(218)의 구동에 의하여 회전하는 스크루(224a, 224b)가 삽입 결합되어 스크루(224a, 224b)의 회전에 의하여 승하강되도록 나사산이 형성된 상하지지대(222a, 222b)가 스크루(224a, 224b)에 결합된다.
또한, 스크루(224a, 224b) 하단은 하부베어링(226a, 226b)이 삽입된 상태로 하부고정블록(232a, 232b)에 고정되며, 하부고정블럭(232a, 232b)의 전면과 후면은 각각 블록커버(234a, 234b)와 체결되어 몸체(236a, 236b)에 형성된 고정홀(246a, 246b)에 고정된다.
스크루(224a, 224b)와 상하지지대(222a, 222b)는 측면에 다수개의 홀이 형성되어 있으며, 지지플레이트(238a, 238b)에 의하여 지면에 고정되는 중공의 직육면체 기둥 형상의 몸체(236a, 236b)에 내장되며, 몸체(236a, 236b)의 상단으로 고정커버(220)가 안착된 상태로 결합된다.
몸체(236a, 236b)에 형성된 가이드홀(248a, 248b)에는 상부이동롤(240)이 삽입되고, 그 양단에는 베어링(230a, 230b)이 결합되어 상하지지대(226a, 226b)에 삽입 결합된다. 상부이동롤(240)의 일단은 커플링(242)에 의하여 상부회전모터(144)와 결합된다.
이상과 같은 구조는, 상기 상향 교정부(100)의 구조와 유사하나 이하의 노즐헤더(252)의 설치를 위한 구성에 있어 상이하다.
즉, 상기 가이드홀(248a, 248b)과 나란하게 다른 가이드홀(250a, 250b)이 형성되고, 노즐헤더(252)의 양단에 결합되는 커플러(256a, 256b)가 상하지지대(222a, 222b)에 삽입되어, 에어라인(258)이 가이드홀(250a, 250b) 외부로 인출되어 승하강하게 된다. 이때, 상기 노즐헤더(252)에는 다수개의 노즐(254)이 수직 하방을 향하여 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 상향 교정부(100)는, 슬라브(10) 상향 발생시 상향을 정상압연이 가능하도록 작용을 하는 것으로서, 압연 중 슬라브(10)의 상향이 발생되면 상부회전모터(144)에 의하여 상부이동롤(140)이 회전 구동된다.
또한, 상하이동모터(118)의 구동에 의하여 평기어(116)가 회전되고, 그 동력을 전달받은 회전기어(112)에 의하여 회전축(108)이 회전함에 따라 수직베벨기어(106a, 106b) 및 수평베벨기어(104a, 104b)가 작동하여 상하지지대(122a, 122b)를 상하로 이동시켜 상부이동롤(140)이 상하로 구동된다.
하부회전롤(164)은 하부회전모터(152)에 의하여 정회전 또는 역회전 구동되며, 상부이동롤(140)과 항상 반대 방향으로 회전하게 된다.
다음으로, 디스케일용 냉각수 차단부(200)는, 디스케일링 분사시 슬라브(10) 단부에 잔류수가 고이지 않도록 작용을 하는 것으로서, 압연 중 슬라브(10)의 스케일 제거를 위해 디스케일링을 분사하면 상부회전모터(244)에 의하여 상부이동롤(240)이 회전 구동된다.
또한 상하이동모터(218)의 구동에 의하여 평기어(216)가 회전되고, 그 동력을 전달받은 회전기어(212)에 의하여 회전축(208)이 회전함에 따라수직베벨기어(206a, 206b) 및 수평베벨기어(204a, 204b)가 작동하여 상하지지대(222a, 222b)를 상하로 이동시켜 상부이동롤(240) 및 노즐헤더(252)가 상하로 구동된다.
이때 상부이동롤(240)이 하강하여 슬라브(10) 표면에 접촉되면 잔류수가 슬라브(10) 단부로 흐르지 않는 작용을 하게 되며, 상부이동롤(240)과 함께 하강된 노즐헤더(252)가 슬라브(10)상에서 일정 거리 이격된 상태에서, 노즐(254)로부터 에어가 분사되므로써 완전한 잔류수(40) 제거를 할 수 있도록 작용한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 장치를 사용하여 상향 교정 및 잔류수의 차단 작업을 도 9의 순서도를 참조하여 설명한다.
먼저, 작업이 시작되면 조압연기에서 압연이 실시되어 R1 패스(PASS)가 진행되면 슬라브(10)가 상향인지 확인한다.
상향인 경우, 운전실에서 PLC값을 수신 받은 다음 상하이동모터(118)가 작동되면서 상, 하부 회전모터(144, 152) 작동되고, 상부이동롤(140)이 하강 완료하면 적정 갭을 인식하여 상부이동롤(140)이 슬라브(10)와 접촉하여 슬라브(10)의 상향을 교정한다.
상향이 교정된 경우, 상부이동롤(140)이 상승하고 상, 하부회전모터(144, 152)가 정지되며, 상하이동모터(118)가 정지되어 디스케일링을 분사한다. 또한 디스케일링용 냉각수 차단부(200)의 상하이동모터(218)가 작동되면서 상부 회전모터(244)가 작동되고 상부이동롤(240)과 노즐헤더(252)가 하강 완료하면 에어가 분사된다. 이때, 잔류수가 있는지를 확인하여 없으면 에어 분사를 정지하여 상부이동롤(240) 상승하고, 상부회전모터(244)를 정지하고 상하 이동모터(220)를 정지하면 작업이 완료된다.
만약, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상향이 교정이 안되었으면, 슬라브(10)를 이송하는 이송테이블(30)을 역회전시킴과 동시에 상부이동롤(140)과 하부회전롤(164)을 역회전하면서 슬라브(10)에 압하력을 가하여 도 7b에 도시된 바와 같이, 상향을 교정한 후 슬라브(10)의 교정 상태를 확인한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 형태에 관해 설명하였으나, 이는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 기술적 사상의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이며, 본 발명에 개시된 내용과 동일한 기능을 하는 한 균등 수단으로 볼 수 있음이 자명하므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상술한 바와 같은 본 발명을 사용하게 되면, 슬라브 단부에서 상향 발생시 상부이동롤을 하강시켜 상향을 교정하고, 디스케일링 분사시 에어가 분사되는 노즐에 의하여 잔류수에 의하여 발생되는 디스케일링 밴드 발생을 방지하여 스케일에 의한 작업손실을 억제하고 생산량 및 품질을 향상시키며, 특히 슬라브의 상향에 의한 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 열간 압연되어 이송테이블(30)로 이송되는 슬라브(10) 표면의 스케일을 냉각수 분사로 제거하는 디스케일링 장치에 있어서,
    상기 슬라브(10)의 양측에 수직하게 설치되는 몸체(136a, 136b); 슬라브(10)의 하부면에 접촉되도록 몸체(136a, 136b)에 거치되어 일단에 연결된 하부회전모터(152)에 의하여 회동하는 하부회전롤(164); 및 몸체(136a, 136b)에 수직하게 형성된 가이드홀(148a, 148b)을 따라 승하강하는 상하지지대(122a, 122b); 양단이 상하지지대(122a, 122b)에 결합되고 일단에 연결된 상부회전모터(144)에 의하여 회동하는 상부이동롤(140)을 구비하는 상향 교정부(100)와,
    상기 디스케일링 장치와 상향 교정부(100) 사이의 슬라브(10)의 양측에 수직하게 설치되는 몸체(236a, 236b); 몸체(236a, 236b)에 수직하게 형성된 가이드홀(248a, 248b)을 따라 승하강되는 상하지지대(222a, 222b); 양단이 상하지지대(222a, 222b)에 결합되고 일단에 연결된 상부회전모터(244)에 의하여 회동하는 상부이동롤(140); 및 양단이 상하지지대(222a, 222b)에 결합되며 슬라브(10)의 표면을 향하여 에어를 분사하도록 다수개의 노즐(254)이 설치된 노즐헤더(252)를 구비하는 디스케일용 냉각수 차단부(200)로 구성됨을 특징으로 하는 슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일용 냉각수 차단장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스케일용 냉각수 차단부(200)의 상하지지대(222a, 222b) 각각에 수직하게 나사산이 관통 형성되고, 나사산에 삽입되는 스크루(224a, 224b) 상단에 수직베벨기어(206a, 206b)가 설치되고, 몸체(236a, 236b)의 상단에 거치된 상하이동모터(218)에 연결된 평기어(216)에 의하여 회전하는 회전축(208) 양단에 설치된 수평베벨기어(204a, 204b)에 수직베벨기어(206a, 206b)가 치합되도록 구성됨을 특징으로 하는 슬라브의 상향 교정 기능이 구비된 디스케일용 냉각수 차단장치.
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