KR20050008848A - 열연 강대의 제조 방법 및 제조 설비 - Google Patents

열연 강대의 제조 방법 및 제조 설비 Download PDF

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KR20050008848A KR10-2004-7020954A KR20047020954A KR20050008848A KR 20050008848 A KR20050008848 A KR 20050008848A KR 20047020954 A KR20047020954 A KR 20047020954A KR 20050008848 A KR20050008848 A KR 20050008848A
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Abstract

본 발명은 열간 압연 라인에서의 열연 강대의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 런아웃 테이블 위에서 열연 강대를 안정 주행시켜, 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위되거나, 이것에 기인한 선단 폴딩, 미단 폴딩 등의 발생을 방지할 수 있다. 본 발명의 방법에서는, 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대의 상방에, 유체 분류를 패스 라인 (단, 런아웃 테이블의 강대 반송면) 위를 통판하는 열연 강대면과 접하지 않고 열연 강대의 상방을 통과하도록 분사한다. 상기 패스 라인으로부터 소정 레벨을 넘어 상방으로 변위된 강대 부분은, 상기 유체 분류와 충돌하여 이 강대 부분의 변위가 교정된다. 유체 분류는 정상적으로 통판하고 있는 열연 강대에 접촉하지 않고 그 상방을 통과하기 때문에, 유체 분사 그 자체에 의한 강대 부분의 변위가 적절히 방지된다.

Description

열연 강대의 제조 방법 및 제조 설비{PROCESS FOR PRODUCING HOT-ROLLED STEEL STRIP AND APPARATUS THEREFOR}
열연 강대를 제조하기 위한 일반적인 열간 압연 라인에서는, 소재강을 조(粗)압연기 및 마무리 압연기로 이루어지는 열간 압연기군에서 압연하여 열연 강대로 하고, 이 열연 강대를 복수의 테이블 롤에 의해 구성되는 런아웃 테이블 위를 통판시키면서 냉각수로 냉각한 후, 코일러로 감는 것에 의해 열연 강대 코일이 얻어진다.
이 열간 압연 라인에서는, 열연 강대의 선단이 열간 압연기군을 빠져나와 코일러에 감겨지기까지의 사이에 열연 강대는 무(無)장력의 불안정한 상태로 런아웃 테이블 위를 통판하기 때문에, 도 32(ⅰ) 에 나타내는 바와 같이 강대 선단부가 런아웃 테이블 (50) (패스 라인) 위에서 뜨는 현상 (51a: 이하 「바운드」라고 한다)이 발생하기 쉽고, 이 바운드 (51a) 가 지나치게 커지면, 도 32(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이 강대 선단부가 반강대 통판 방향으로 꺾여 구부러지는 현상 (52a: 이하 「선단 폴딩 (head folding)」이라고 한다) 이 발생한다.
또한, 마찬가지로 열연 강대의 선단부측이 무장력으로 런아웃 테이블 (50) 위를 통판하는 등, 어떠한 원인 (예를 들어, 상방으로부터 공급되는 냉각수에 의한 영향) 에 의해 하류측의 강대 통판 속도가 상류측의 강대 통판 속도보다도 늦어진 경우, 도 33(ⅰ) 에 나타내는 바와 같이 열연 강대가 웨이빙하는 현상 (53a: 이하 「루프」라고 한다) 이 발생하고, 이 루프 (53a) 가 크게 성장하면, 도 33(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이 그 부분이 반강대 통판 방향으로 꺾여 구부러지는 현상 (54a: 이하 「스트립 폴딩 (strip folding)」이라고 한다) 이 발생한다.
또한, 열연 강대의 선단부가 코일러에 감긴 후, 열연 강대의 미단(尾端)부가 열간 압연기군을 빠져 나오기까지의 사이에는, 열연 강대는 장력이 부여된 상태로 런아웃 테이블 위를 통판하기 때문에 상기 루프와 같은 비정상적인 변위가 발생할 우려는 없다. 그러나, 열연 강대의 미단부가 열간 압연기군을 빠져 나가면, 열연 강대는 다시 무장력의 불안정한 상태로 런아웃 테이블 위를 통판하게 된다. 도 34(ⅰ) 에 나타내는 바와 같이, 강대 미단부가 물결치는 것처럼 상하로 움직이는 바운드 (51b) 가 발생한다. 이 바운드 (51b) 가 지나치게 커지면, 도 34(ⅱ) 에 나타내는 바와 같은 강대 미단부가 강대 통판 방향으로 꺾여 구부러지는 현상 (52b: 이하 「미단 폴딩 (tail folding)」이라고 한다) 이 발생한다. 또, 앞서 서술한 강대 선단부측에서 발생하는 루프와 마찬가지로, 어떠한 원인에 의해하류측의 강대 통판 속도가 상류측의 강대 통판 속도보다도 늦어지면, 강대 미단측에서도 도 35(ⅰ) 에 나타내는 루프 (53b) 가 형성된다. 이 루프 (53b) 가 크게 성장하면 도 35(ⅱ) 에 나타내는 스트립 폴딩 (54b) 이 발생한다.
최근, 열연 강대는 사용자의 요구에 따라 점점 판두께가 얇아지는 경향이 있다. 한편, 생산성을 확보하기 위해 반송 속도는 고속화하는 경향이 있다. 전술한 바와 같은 런아웃 테이블 위에서의 바운드나 루프 등의 열연 강대의 비정상적인 변위 (불안정 현상) 는, 열연 강대의 판두께가 얇을수록, 또 반송 속도가 클수록 생기기 쉽다.
열연 강대의 선단부측에서 상기한 바운드 (51a) 나 선단 폴딩 (52a) 이 발생하면, 열연 강대 선단부가 코일러 앞의 핀치 롤 사이에 진입할 수 없어, 코일러에 의해 열연 강대를 감을 수 없게 된다. 또, 바운드 (51a) 나 선단 폴딩 (52a) 을 일으킨 강대 부분이 충돌했을 때의 충격에 의해, 핀치 롤 및 코일러를 포함하는 주변의 기기류가 파손될 우려도 있다. 또한, 가령 코일러에 의해 열연 강대가 감겨졌다고 해도 다음 공정에 있어서 감는 과정에서 문제가 생긴 강대 부분, 즉 선단 폴딩 (52a) 이나 흠집 결함 부분 등을 절단 제거할 필요가 있기 때문에, 제품의 수율이 현저히 저하된다.
또한, 열연 강대의 미단부측에서 바운드 (51b) 나 미단 폴딩 (52b) 이 발생하면, 그 영향으로 코일러에서 미단부를 깔끔하게 감기가 어려워진다. 또한, 그 바운드 (51b) 나 미단 폴딩 (52b) 의 정도 (판의 변형 정도) 에 따라서는 런아웃 테이블의 구성 설비가 손상될 우려가 있다. 또 그와 같은 경우에 발생한 열연 강대의 파편 등이 열연 강대 위로 낙하함으로써, 열연 강대에 흠집 결함을 발생시키는 경우도 있다. 그 경우도, 코일러에 의해 열연 강대를 감을 수 있었다고 해도, 다음 공정에 있어서 감는 과정에서 문제가 생긴 강대 부분, 즉 미단 폴딩 (52b) 이나 흠집 결함 부분 등을 절단 제거할 필요가 있기 때문에, 제품의 수율이 저하되게 된다.
또한, 열연 강대의 선단측 부분이나 미단측 부분에 루프 (53a, 53b) 나 스트립 폴딩 (54a, 54b) 이 발생한 경우도, 상기 바운드 (51a, 51b) 나 선단 폴딩 (52a), 미단 폴딩 (52b) 이 생긴 경우와 마찬가지로 강대를 감는 데 지장을 초래하거나, 기기류의 손상을 초래할 우려가 있다. 런아웃 테이블 위에서의 냉각수에 의한 냉각이 열연 강대 길이 방향에서 동일해지지 않게 되므로, 열연 강대의 재질에 불균일이 생긴다. 그 결과, 스트립 폴딩 (54a, 54b) 부분이나 품질 불균일이 발생한 강대 부분 등을 절단 제거할 필요가 있기 때문에, 제품의 수율이 현저히 저하된다.
이상과 같이, 열연 강대의 제조에 있어서는, 런아웃 테이블 위를 통판 중인 열연 강대의 비정상적인 변위 (통판 상의 불안정 현상) 를 억제하여 강대를 안정된 상태로 통판시키는 것이 열연 강대의 생산성과 품질을 확보하는 면에서 대단히 중요한 과제라고 할 수 있다.
상기 강대의 비정상적인 변위 (통판 상의 불안정 현상) 는 라인 속도를 작게 함으로써 어느 정도 억제할 수 있다. 그러나, 라인 속도를 저하시키는 것은 열연 강대의 생산성 저하를 초래한다. 또한 마무리 온도를 확보할 수 없어지는등 강대의 품질 확보면에서도 지장이 생기기 때문에 채용하기 힘들다.
종래, 열연 강대의 런아웃 테이블 위에서의 통판 안정성을 확보하기 위해, 다음과 같은 제안이 이루어져 있다.
(1) 런아웃 테이블 위를 통판하는 열연 강대의 선단부에, 노즐로부터 기체나 액체 등의 수평류 또는 사향류(斜向流)를 분사하고, 이 유체의 분사에 의해 열연 강대 선단부의 바운드를 억제시키는 방법 (문헌 1: 일본 특허공보 소52-30137호).
(2) 런아웃 테이블의 상류측에서, 런아웃 테이블 위를 통판하는 열연 강대면에 대하여 비스듬한 상방으로부터 스프레이 장치에 의해 물을 직접 분사하고, 또 그 분사수의 강대 통판 방향에 대한 속도 성분을 열연 강대의 통판 속도 이상으로 하여 열연 강대에 추진력을 작용시킴으로써, 열연 강대 선단부의 바운드나 루프의 발생을 억제하는 방법 (문헌 2: 일본 공개특허공보 평10-118709호).
(3) 런아웃 테이블 위를 열연 강대의 선단부가 통과할 때에, 런아웃 테이블 사이드의 분사 장치로부터 강대 통판 방향에 대하여 5∼30°정도의 경사를 갖는 방향을 향하여 물을 수평으로 분사하여, 열연 강대 선단부의 선단 폴딩을 발생시키는 바운드를 억제하는 방법 (문헌 3: 일본 공개특허공보 2001-340911호).
(4) 런아웃 테이블 위를 열연 강대의 미단부가 통판할 때에, 강대 통판 방향과 반대 방향을 향하여 고압수를 강대면에 직접 분사함으로써, 미단부에서의 루프의 발생을 억제하는 방법 (문헌 4: 일본 공개특허공보 평11-267732호, 문헌 5: 일본 공개특허공보 2002-192214호).
본 발명은, 열간 압연 라인에서의 열연 강대의 제조 방법 및 제조 설비에 관한 것이다. 특히, 열간 마무리 압연기로 압연한 열연 강대를 런아웃 테이블 위에서 순조롭게 반송시키는 방법 및 설비에 관한 것이다. 런아웃 테이블 위에서의 열연 강대의 바운드나 루프를 분사 형태에 특징이 있는 수류 분사에 의해 해소한다.
도 1 은, 본 발명의 제조 방법에서의 유체 분류의 분사 형태의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2 는, 도 1 의 분사 형태예의 평면도이다.
도 3 은, 도 1 의 분사 형태예의 정면도이다.
도 4A 및 도 4B 는, 본 발명법에 있어서, 유체 분류를 런아웃 테이블측쪽으로부터 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하도록 분사하는 경우에 대해서, 유체 분류의 수평면 상에서의 분사 방향을 나타내는 설명도이다.
도 5 는, 본 발명법에 있어서, 유체 분류를 런아웃 테이블 위의 패스 라인의 상방 위치로부터 분사하는 경우의 일 실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 6 은, 도 5 의 실시형태의 측면도이다.
도 7 은, 본 발명법에 있어서, 유체 분류의 분사 방향이 수평면에 대하여 경사를 갖는 경우의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 8 은, 본 발명법의 실시에 제공되는 설비의 일 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 9 는, 도 8 의 실시형태의 평면도이다.
도 10 은, 본 발명법에 있어서 유체 분류에 의해 강대 선단부의 바운드가 해소되는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 11 은, 본 발명법에 있어서 유체 분류에 의해 강대 선단측 부분의 루프가 해소되는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 12 는, 본 발명법에 있어서 유체 분류에 의해 강대 미단부의 바운드가 해소되는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 13 은, 본 발명법에 있어서 유체 분류에 의해 강대 미단측 부분의 루프가 해소되는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 14 는, 본 발명법에서의 유체 분류 높이 (h) 의 바람직한 범위를 조사하기 위해 실시한 시뮬레이션의 결과를, 강대의 붙음 현상의 빈도로 정리하여 나타낸 그래프이다.
도 15 는, 본 발명법에서의 유체 분류의 라인 방향 추진력 (FL) 의 바람직한 범위를 조사하기 위해 실시한 시뮬레이션의 결과를, 강대 선단 높이 방향 속도의 분산치로 정리하여 나타낸 그래프이다.
도 16 은, 도 15 에서 사용한 시뮬레이션의 일례를 나타내는 것으로, 강대 선단의 높이 방향 속도 변화를 나타내는 설명도이다.
도 17 은, 도 15 에서 사용한 시뮬레이션의 다른 예를 나타내는 것으로, 강대 선단의 높이 방향 속도 변화를 나타내는 설명도이다.
도 18 은, 도 15 에서 사용한 시뮬레이션의 다른 예를 나타내는 것으로, 강대 선단의 높이 방향 속도 변화를 나타내는 설명도이다.
도 19A 내지 도 19D 는, 본 발명법에서의 유체 분류의 분사 위치의 형태예를나타내는 설명도이다.
도 20 은, 본 발명법에 있어서, 런아웃 테이블 폭방향 양측으로부터 분사된 유체 분류에 의해 강대에 작용하는 폭방향 추진력 (FW) 을 나타내는 설명도이다.
도 21A 및 도 21B 는, 본 발명법에 있어서, 유체 분류의 궤적을 열연 강대면 상에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 을 나타내는 설명도이다.
도 22 는, 강대 통판 방향측을 향하여 분사된 유체 분류의 유속과 강대 선단부의 통판 속도의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 23 은, 강대 통판 방향측을 향하여 분사된 유체 분류가, 패스 라인 상방으로 변위한 강대 선단부에 충돌할 때에 작용하는 힘을 나타내는 설명도이다.
도 24 는, 강대 통판 방향측을 향하여 분사된 유체 분류의 유속과 강대 미단부의 통판 속도의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 25 는, 강대 통판 방향측을 향하여 분사된 유체 분류가, 패스 라인 상방으로 변위된 강대 미단부에 충돌할 때에 작용하는 힘을 나타내는 설명도이다.
도 26 은, 도 25 에 나타내는 유체 분류의 작용에 의해 강대 미단부의 바운드가 해소되는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 27 은, 도 25 에 나타내는 유체 분류의 작용에 의해 강대 미단측 부분의 루프가 해소되는 과정을 나타내는 설명도이다.
도 28 은, 본 발명법에 있어서 유체 분류의 상방에 차폐용 유체 분류를 배치하는 경우의 일 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 29 는, 도 28 의 실시형태의 평면도이다.
도 30 은, 본 발명법에 있어서 유체 분류의 상방에 차폐판을 배치하는 경우의 일 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 31 은, 도 30 의 실시형태의 평면도이다.
도 32 는, 강대 선단부에서의 바운드 및 선단 폴딩의 발생 상황을 나타내는 설명도이다.
도 33 은, 강대 선단측 부분에서의 루프 및 스트립 폴딩의 발생 상황을 나타내는 설명도이다.
도 34 는, 강대 미단부에서의 바운드 및 미단 폴딩의 발생 상황을 나타내는 설명도이다.
도 35 는, 강대 미단측 부분에서의 루프 및 스트립 폴딩의 발생 상황을 나타내는 설명도이다.
도 36 은, 종래 기술을 실시한 경우에 있어서, 유체의 충돌에 의해 정상적으로 통판하고 있는 강대 선단부에 발생하는 바운드 현상을 나타내는 설명도이다.
도 37A 및 도 37B 는, 종래 기술을 실시한 경우에 있어서, 바운드가 생긴 강대 선단부에 유체가 충돌했을 때의 현상을 나타내는 설명도이다.
그러나, 본 발명자들이 검토한 바에 의하면, 상기 종래 기술 방법에는 다음과 같은 문제가 있다는 것을 알 수 있다.
(A) 상기 종래 기술 중 문헌 2, 4, 5 의 방법은, 런아웃 테이블의 패스 라인 위를 통판하는 열연 강대면에 대하여 비스듬한 상방으로부터 직접 물 등의 유체를 분사하는 것이다. 또한, 문헌 1 에 있어서 강대면에 사향류를 분사하는 경우도 동일하다. 그러나, 이들 종래 기술과 같이 비스듬한 상방으로부터 패스 라인 위의 강대면에 대하여 직접 유체를 분사한 경우, 유체는 연직 방향의 속도 성분을 갖고 있기 때문에 런아웃 테이블의 패스 라인 위를 정상적으로 통판하고 있는 열연 강대에 대하여 연직 방향의 충돌력을 부여한다. 이 충돌력은 도 36(ⅰ) 에 나타내는 바와 같이, 런아웃 테이블 (50) 의 인접하는 테이블 롤 사이에 강대를 밀어넣도록 작용한다. 이 결과, 도 36(ⅱ) 에 나타내는 바와 같은 강대 선단부의 튀어오름 (55: 바운드) 이 발생하여, 최종적으로는 도 32(ⅱ) 와 같은 선단 폴딩 (52a) 에 이르는 것을 알 수 있었다. 또한, 이러한 튀어오름 (55: 바운드) 은 강대 미단부에 있어서도 동일하게 발생하고, 최종적으로는 도 34(ⅱ) 와 같은 미단 폴딩 (52b) 에 이르는 것을 알 수 있었다. 또는, 유체의 연직 방향의 속도 성분에 의해 강대가 테이블 롤 사이에 밀려 들어가는 작용은, 강대 선단측 부분이나 미단측 부분에 있어서 루프를 발생시키는 원인이 되고, 최종적으로 도 33(ⅱ) 나 도 35(ⅱ) 와 같은 스트립 폴딩 (54a, 54b) 에 이르는 경우가 있는 것도 알 수 있었다.
그리고, 도 32(ⅰ) 에 나타내는 것과 같은 강대 선단부의 바운드 (51a) 억제작용에 대해서도, 예를 들어 도 37A 에 나타내는 바와 같이, 비교적 작은 바운드 (51a) 에 대하여 유체가 충돌한 경우에는 이것을 해소할 수 있다. 그러나, 도 37B 에 나타내는 바와 같이 이미 크게 성장되어 있는 바운드 (51a) 에 대하여 유체가 충돌한 경우에는, 바운드 (51a) 를 완전히 억제할 수 없고, 그대로 도 32(ⅱ) 에 나타내는 선단 폴딩 (52a) 이 될 가능성이 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 도 33(ⅰ) 에 나타내는 강대 선단측 부분에 있어서 생긴 루프 (53a), 도 34(ⅰ) 에 나타내는 강대 미단부의 바운드 (51b), 도 35(ⅰ) 에 나타내는 강대 미단측 부분에 있어서 생긴 루프 (53b) 에 대하여 유체가 충돌한 경우도, 스트립 폴딩 (54a), 후단 폴딩 (52b), 스트립 폴딩 (54b) 에 이르는 가능성이 높은 것을 알 수 있었다.
(B) 상기 종래 기술 중 문헌 3 은 강대 선단부에 수평으로 유체를 분사하는 방법이고, 또, 문헌 1 에 있어서 수평류를 분사하는 경우도 동일하다. 당초 본 발명자들은, 수평류를 분사하는 방법에 의하면 상기 (A) 에서 서술한, 유체를 비스듬한 상방으로부터 강대면에 직접 분사하는 것으로 인한 문제가 발생하지 않는 것으로 생각하였다. 그러나, 그 후의 검토에 의해, 이들 종래 기술에 있어서도 상기 (A) 에서 서술한 문제와 실질적으로 동일한 문제가 발생하는 것이 판명되었다.
즉, 이들 종래 기술의 방법은, 바운드가 생긴 강대 선단부에 대하여 수평으로 유체를 분사함으로써 바운드를 억제하는 것을 목적으로 하고 있지만, 실제로는 바운드가 생긴 강대 선단부가 통판할 때에만 그 부분을 겨냥하여 유체를 분사한다는 것이 불가능하다. 당연한 일이지만, 강대가 패스 라인 위를 정상적으로 통판하고 있는 동안에도 유체의 분사가 이루어진다. 이 경우, 분사된 후, 속도가 감쇠된 유체의 일부 또는 전부가 패스 라인 위를 정상적으로 통판하고 있는 강대면에 낙하한다. 그리고, 이러한 강대면에 낙하한 유체는 당연히 열연 강대에 대하여 연직 방향으로의 충돌력을 부여하기 때문에, 실질적으로 상기 (A) 에서 서술한 것과 동일한 문제를 발생시키는 것이 판명되었다. 여기서, 문헌 3 에는 유체가 수평으로 분사되기 때문에 강대면에 부딪힐 일이 없고, 이 때문에 강대 선단부가 테이블 롤 사이에 끼어 들어갈 우려가 없다고 기재되어, 문헌 2 와 같이 비스듬한 상방으로부터 유체를 강대면에 직접 분사하는 방법과의 작용 효과의 차이가 서술되어 있다. 그러나 이와 같이 유체를 강대면에 직접 분사하지 않는 문헌 3 의 방법에 있어서도 상기한 바와 같은 문제가 발생하는 것이 판명되었다.
본 발명자들은, 이러한 문제를 회피하기 위해 빔형상의 유체 분류가 열연 강대 상방을 완전히 통과할 수 있도록 유체를 분사하는 것이 필요하다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다. 이 발견 사실에 대해서는 후에 상세히 서술한다. 상기 종래 기술에는 이러한 발견 사실이나 방법을 시사하는 기재가 없다. 즉, 문헌 1 에 기재된 기술은, 상기 (A) 에서 서술한 강대면에 비스듬한 상방으로부터 직접 유체를 분사하는 방법을 포함하고 있고, 또, 동 문헌에 기재되어 있는 유체 분사에 의한 작용 효과는, 유체 분사에 의해 강대 통판 방향에서 기류를 발생시키고, 이 기류에 의해 강대 선단부가 뜨는 것 (바운드) 을 방지한다는 것에 불과하다. 따라서, 이 문헌 1 에는, 빔형상의 유체 분류가 열연 강대 상방을 완전히 통과하도록 유체를 분사한다는 기술 사상은 전혀 없다. 또한, 문헌 3 에는, 전술한 바와 같이 유체를 수평으로 분사하는 것에 의한 작용 효과가 기재되어 있다. 그러나, 문헌 3 의 도 1 에는 콘 스프레이 형상의 물의 분사가 나타나 있고, 빔형상의 유체 분류가 열연 강대 상방을 완전히 통과하도록 유체 분사를 실시한다는 기술 사상은 전혀 없다.
본 발명은, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어졌다. 그 목적은, 런아웃 테이블 위를 통판하는 열연 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 유체 분사를 이용하여 효과적으로 억제하고, 이들을 원인으로 하는 열연 강대의 선단 폴딩, 미단 폴딩, 스트립 폴딩의 발생을 확실히 방지하는 것. 유체 분사 그 자체에 의한 패스 라인 상방으로의 강대 부분의 변위도 적절히 방지하는 것. 이들에 의해 런아웃 테이블 위에서의 열연 강대의 안정된 통판을 확실히 실현할 수 있는 열연 강대의 제조 방법 및 제조 설비를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 앞서 서술한 종래 기술의 문제를 감안하여, 런아웃 테이블 위를 통판하는 열연 강대의 패스 라인 상방에 대한 과도한 변위를 유체 분사를 이용하여 효과적으로 억제하는 방법에 대해서 검토하여, 그 결과 다음과 같은 지견을 얻었다.
(a) 유체 분사를 이용하여 런아웃 테이블 위에서 열연 강대를 안정적으로 통판시키기 위해서는, 빔 형상의 유체 분류를, 패스 라인 위를 정상적으로 통판하는 열연 강대면과 접촉시키지 않고 열연 강대의 상방을 완전히 통과하도록 분사하는 것이 필요하다. 이것에 의해 열연 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 동시에, 유체 분사 그 자체에 의한 패스 라인 상방으로의 강대 부분의 변위도 적절히 방지할 수 있다.
(b) 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 특히 효과적으로 억제한다는 관점에서는, 상기 (a) 의 빔형상의 유체 분류가 강대 상방을 통과할 때의 패스 라인으로부터의 높이를 최적화할 필요가 있다.
즉, 강대 상방을 통과하는 유체 분류의 패스 라인으로부터의 높이가 지나치게 높으면 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분이 유체 분류와 실질적으로 충돌할 수 없기 때문에, 유체 분류의 작용이 강대의 변위에 대하여 거의 무효하게 된다. 또한, 유체 분류의 패스 라인으로부터의 높이가, 변위된 강대 부분이 충돌할 수 있을 정도의 높이인 경우라도, 그 변위된 강대 부분이 유체 분류의 하면에 붙어 버리는 현상이 일어나는 경우가 있고, 이러한 현상이 발생하면 통판의 안정성이 손상되는 동시에, 선단 폴딩, 미단 폴딩, 스트립 폴딩 등의 원인이 되는 경우가 있다. 한편, 강대 상방을 통과하는 유체 분류의 패스 라인으로부터의 높이가 지나치게 낮으면 정상적으로 통판하고 있는 강대 (교정할 필요가 없는 작은 변위가 생긴 강대를 포함한다) 에 유체 분류의 충돌력이 미치게 되어, 오히려 안정된 통판이 저해된다.
(c) 상기 (b) 와 마찬가지로, 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 특히 효과적으로 억제한다는 관점에서는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향에서의 추진력 (충돌력) 을 최적화할 필요가 있다.
즉, 이 추진력이 지나치게 크면, 유체 분류와의 충돌에 의한 반동에 의해 강대에 큰 변형이 생겨, 강대 부분의 변위가 오히려 조장된다. 한편, 이 추진력이 지나치게 작으면 강대의 변위 교정이 충분하지 않게 된다.
본 발명은, 이상과 같은 지견에 근거하여 이루어진 것으로, 그 요지는, 열간 압연기로 압연하여 얻어진 열연 강대를 런아웃 테이블로 반송한 후, 코일러에 감는 열연 강대의 제조 방법에 있어서, 상기 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대의 상방에, 유체 분류를 패스 라인 (단, 런아웃 테이블의 강대 반송면) 위를 통판하는 열연 강대면과 접하지 않고 열연 강대의 상방을 통과하도록 분사하여, 상기 패스 라인으로부터 소정 레벨을 넘어 상방으로 변위된 강대 부분을 상기 유체 분류에 충돌시켜 해당 강대 부분의 변위를 교정하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법이다.
이러한 본 발명의 제조 방법에 의하면, 런아웃 테이블 위를 통판하는 열연 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 유체 분사를 이용하여 효과적으로 억제함으로써, 이들을 원인으로 하는 열연 강대의 선단 폴딩, 미단 폴딩, 스트립 폴딩의 발생을 확실히 방지할 수 있다. 또한, 유체 분류가 정상적으로 통판하고 있는 열연 강대와 접촉하지 않고 그 상방을 완전히 통과하기 때문에, 유체 분사 그 자체에 의한 패스 라인 상방으로의 강대 부분의 변위도 적절히 방지할 수 있다. 이들에 의해 런아웃 테이블 위에서의 열연 강대의 안정된 통판을 확실히 실현할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 특히 효과적으로 억제하기 위해서는, 먼저 본 발명의 기초를 이루는 지견 사실로서 서술한 바와 같이, 빔형상의 유체 분류가 강대 상방을 통과할 때의 패스 라인으로부터의 높이를 최적화하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 중심선의 패스 라인으로부터의 높이를 50㎜ 이상, 450㎜ 이하, 특히 바람직하게는 50㎜ 이상, 200㎜ 미만으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 마찬가지로, 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위 (바운드, 루프 등) 되는 것을 특히 효과적으로 억제하기 위해서는, 먼저 본 발명의 기초를 이루는 지견 사실로서 서술한 바와 같이, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향에서의 추진력 (충돌력) 을 최적화하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 하기 (1) 식으로 정의되는 라인 방향 추진력 (FL) 이 10kgf 이상, 50kgf 이하인 것이 바람직하다.
FL=[ρA(vcos(π×α/180)－u)2]/9.8 …(1)
단, ρ: 유체 분류를 구성하는 유체의 밀도 (㎏/m3)
A : 유체 분사 노즐의 노즐구 단면적 (m2)
v : 유체 분류의 속도 (m/sec)
u : 열연 강대의 통판 속도 (m/sec)
α: 유체 분류의 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (°)
본 발명의 제조 방법에서는, 유체 분류의 분사 방향은 하기 ①, ② 의 형태 중 어느 것이라도 상관없고, 따라서 하나의 라인에 있어서 양자를 병용해도 된다.
① 유체 분류를, 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사한다.
② 유체 분류를, 강대 통판 방향과 반대 방향 (이하 「반강대 통판 방향」이라고 한다) 에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사한다.
유체 분류의 분사 방향이 상기 ① 의 형태인 경우에는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대의 통판 속도보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 열연 강대의 선단측 부분의 상방을 통과 중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대의 통판 속도보다도 크게 하고, 열연 강대의 미단측 부분의 상방을 통과 중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대의 통판 속도보다도 작게 하는 것이 특히 바람직하다. 이들에 의해, 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분에 유체 분류의 작용이 적절히 미치게 할 수 있다.
또한, 상기 ① 과 ② 를 병용하는 경우, 열연 강대의 선단측 부분에 대해서는 유체 분류를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하고, 열연 강대의 미단측 부분에 대해서는 유체 분류를 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하는 것이 바람직하다.
강대 부분이 패스 라인 상방으로 변위하는 현상이 런아웃 테이블 길이 방향의 어느 위치에서 생기는가를 정확하게 예측하기는 어렵기 때문에, 유체 분류의 분사는, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 둔 복수 지점에서 실시하는 것이 바람직하고, 이 경우, 런아웃 테이블 길이 방향에서의 유체 분류의 분사 위치의 간격은 5m 이상, 15m 이하로 하는 것이 적당하다.
또한, 유체 분류의 분사 방향의 강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 를 0°<α<90°로 함으로써, 유체 분류를 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과시키는 경우에 있어서, 강대 부분이 패스 라인 상방으로 변위하는 현상이 런아웃 테이블 길이 방향의 어느 지점에서 발생하더라도 여기에 대응할 수 있도록 하기 위해, 유체 분류가 강대 상방을 통과하고 있는 영역이 강대 길이 방향으로 연속하고 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 둔 복수 지점에서 유체 분류를 분사하는 동시에, 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하는 유체 분류의 궤적을 열연 강대면 위에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 중, 패스 라인 길이 방향으로 인접하는 분류 통과선 (x, x) 의 단부끼리를 패스 라인 길이 방향 위치에서 일치시키거나 또는 중복시키는 것이 바람직하다.
런아웃 테이블 폭방향 양측에서 유체 분류를 분사하는 경우, 양 유체 분류의 충돌에 의해 강대에 미치는 강대 폭방향으로의 추진력에 의해 강대의 주행이 불안정해지는 것을 방지하기 위해, 런아웃 테이블을 사이에 놓고 대향한 위치 (단, 런아웃 테이블을 중심으로 하여 비대칭의 위치를 포함한다) 로부터 분사되고, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 하기 (2) 식으로 정의되는 폭방향 추진력 (FW)이 대략 같아지도록 유체 분류를 분사하는 것이 바람직하다.
FW=[ρA(vsin(π×α/180))2]/9.8 …(2)
단, ρ: 유체 분류를 구성하는 유체의 밀도 (㎏/m3)
A : 유체 분사 노즐의 노즐구 단면적 (m2)
v : 유체 분류의 속도 (m/sec)
α: 유체 분류의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (°)
유체 분류는, 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과시키는 것은 아니고, 열연 강대의 상방을 패스 라인 길이 방향을 따라 통과시킬 수도 있다. 이 경우에는, 유체 분류의 분사 방향 전방의 열연 강대 상방 위치에서 유체 분류를 회수한다.
유체 분류의 분사 방향은, 수평면에 대하여 상방측 또는 하방측으로 경사를 가져도 되지만, 이 유체 분류의 분사 방향의 수평면에 대한 기울기각 (β) 이 10°이하인 것이 바람직하다.
일반적으로, 런아웃 테이블을 통판하는 열연 강대에는 상방으로부터 냉각수가 공급되어 열연 강대가 냉각되지만, 이 냉각수에 의해 유체 분류의 유속이 약해지지 않도록 하기 위해, 상기 냉각수로부터 유체 분류를 차폐하기 위한 차폐체를 유체 분류의 상방에 배치하는 것이 바람직하다. 이 차폐체는, 유체 분류의 상방에 배치되는 차폐부재 또는 유체 분류의 상방을 그 유체 분류와 대략 평행하게흐르는 차폐용 유체 분류로 구성할 수 있다.
본 발명의 열연 강대의 제조 설비는, 상기 서술한 본 발명의 제조 방법을 실시하는 데에 바람직한 설비로서, 그 요지는 다음과 같다.
[1] 열간 압연기군과, 그 열간 압연기군의 출측(出側)에 설치되는 열연 강대 반송용의 런아웃 테이블과, 그 런아웃 테이블에 의해 반송된 열연 강대를 감는 코일러를 구비한 열연 강대의 제조 설비에 있어서, 유체 분류를, 상기 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대의 상방에, 패스 라인 (단, 런아웃 테이블의 강대 반송면) 위를 통판하는 열연 강대면과 접하지 않고 열연 강대의 상방을 통과하도록 분사할 수 있는 유체 분사 노즐을 런아웃 테이블의 측방 또는 상방에 구비하고, 또한 그 유체 분사 노즐의 노즐구 중심의 패스 라인으로부터의 높이를 50㎜ 이상, 450㎜ 이하로 한 열연 강대의 제조 설비.
이 제조 설비는, 앞서 서술한 제조 방법의 여러 가지 형태를 실현하기 위해, 이하의 [2] 내지 [13] 에 나타내는 형태를 채용할 수 있다. 이들 설비 형태의 의의나 이점은, 앞서 서술한 제조 방법의 각 형태에 대응하고 있다.
[2] 상기 [1] 의 제조 장치에 있어서, 유체 분사 노즐의 노즐구 중심의 패스 라인으로부터의 높이를 50㎜ 이상, 200㎜ 미만으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
[3] 상기 [1] 또는 [2] 의 제조 장치에 있어서, 유체 분사 노즐의 유체 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°인 열연 강대의 제조 설비.
[4] 상기 [1] 또는 [2] 의 제조 장치에 있어서, 유체 분사 노즐의 유체 분사방향의 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°인 열연 강대의 제조 설비.
[5] 상기 [1] 또는 [2] 의 제조 장치에 있어서, 유체 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°인 유체 분사 노즐과, 유체 분사 방향의 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°인 유체 분사 노즐을 구비하는 열연 강대의 제조 설비.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나의 제조 장치에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라서 적당히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐을 설치하는 열연 강대의 제조 설비.
[7] 상기 [6] 의 제조 장치에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향에서의 유체 분사 노즐의 설치 간격이 5m 이상 15m 이하인 열연 강대의 제조 설비.
[8] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나의 제조 장치에 있어서, 유체 분사 노즐의 유체 분사 방향의 강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°< α<90°이고, 유체 분사 노즐로부터 분사되는 유체 분류가 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하도록 한 열연 강대의 제조 설비.
[9] 상기 [8] 의 제조 장치에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라서 적당히 간격을 두고 복수의 유체 분류 노즐을 설치하는 동시에, 그 복수의 유체 분류 노즐의 간격과 유체 분사 방향을, 각 유체 분류 노즐로부터 분사되어 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하는 유체 분류의 궤적을 열연 강대면 상에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 중, 패스 라인 길이 방향으로 인접하는 분류 통과선 (x, x) 의단부끼리가 패스 라인 길이 방향 위치에서 일치하거나 또는 중복하도록 설정하는 열연 강대의 제조 설비.
[10] 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나의 제조 장치에 있어서, 유체 분사 노즐을, 분사된 유체 분류가 열연 강대의 상방을 패스 라인 길이 방향을 따라서 통과하도록 패스 라인의 상방에 설치하는 동시에, 상기 유체 분류의 분사 방향 전방의 패스 라인 상방 위치에 유체 분류를 회수하기 위한 회수 수단을 설치한 열연 강대의 제조 설비.
[11] 상기 [1] 내지 [10] 중 어느 하나의 제조 장치에 있어서, 유체 분류 노즐의 유체 분사 방향이 수평면에 대하여 상방측 또는 하방측에 경사를 갖고, 그 유체 분사 방향의 수평면에 대한 기울기각 (β) 이 10°이하인 열연 강대의 제조 설비.
[12] 상기 [1] 내지 [11] 중 어느 하나의 제조 장치에 있어서, 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대에 대하여 상방으로부터 냉각수를 공급하는 냉각 장치를 갖는 열연 강대의 제조 설비로서, 유체 분사 노즐로부터 분사된 유체 분류를 상기 냉각수로부터 차폐하기 위한 차폐부재를 런아웃 테이블 상방에 설치한 열연 강대의 제조 설비.
[13] 상기 [1] 내지 [11] 중 어느 하나의 제조 장치에 있어서, 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대에 대하여 상방으로부터 냉각수를 공급하는 냉각 장치를 갖는 열연 강대의 제조 설비로서, 유체 분사 노즐로부터 분사된 유체 분류를 상기 냉각수로부터 차폐하기 위한 차폐용 유체 분류를 상기 유체 분류의 상방으로대략 평행하게 분사하기 위한 차폐용 유체 분사 노즐을 갖는 열연 강대의 제조 설비.
본 발명은, 열간 압연기로 압연하여 얻어진 열연 강대를 런아웃 테이블에 의해 반송한 후, 코일러에 감는 열연 강대의 제조 방법으로, 런아웃 테이블 위를 통판하는 열연 강대가 패스 라인 상방으로 변위된 것 (강대 선단측 부분 또는 미단측부분의 바운드, 루프 등. 이하, 동일) 을 유체 분사에 의해 교정 (억제ㆍ해소) 함에 있어서, 유체 분류의 분사 형태에 특징을 갖는 것이다.
도 1, 도 2, 도 3 에, 본 발명의 제조 방법에서의 런아웃 테이블 위에서의 유체 분류 (5) 의 분사 형태의 일례를 나타낸다. 도 1 은 런아웃 테이블 및 여기에 반송되는 열연 강대 선단부를 나타내는 측면도, 도 2 는 그 평면도, 도 3 은 그 정면도이다.
본 발명에서는, 런아웃 테이블 (3) 에 의해 반송되는 열연 강대 (1) 의 상방 (상방 공간 영역) 에 빔형상의 유체 분류 (5) 를 패스 라인 (런아웃 테이블의 강대 반송면) 위를 통판하는 열연 강대면과 접하지 않고 열연 강대 (1) 의 상방을 통과하도록 분사한다. 상기 패스 라인으로부터 소정 레벨을 넘어 상방으로 변위된 강대 부분 (100: 본 실시형태에서는 강대 선단부의 바운드) 을 유체 분류 (5) 에 충돌시켜 강대 부분 (100) 의 변위를 교정하는 (패스 라인 방향으로 눌러 되돌리는) 것이다. 여기서, 소정 레벨을 넘어 상방으로 변위된 강대 부분 (100) 이란, 본 실시형태와 같은 강대 선단부의 바운드 (도 32(ⅰ) 참조), 강대 미단부의 바운드 (도 34(ⅰ) 참조), 강대 선단측 부분이나 미단측 부분에 생기는 루프 (도 33(ⅰ) 및 도 35(ⅰ) 참조) 등이다.
본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이 패스 라인 상방으로 변위되어 있는 강대 부분 (100) 이 유체 분류 (5) 와의 충돌에 의해 패스 라인측으로 눌림으로써 강대의 변위가 교정된다. 유체 분류 (5) 는 소정 레벨을 넘어 상방으로 변위되어 있지 않은 강대 부분에서는 강대면에 접하지 않고 강대 상방을 완전히 통과하기만하는 것이므로, 패스 라인 위를 정상적으로 통판하고 있는 강대 (소정 레벨 이하의 범위에서 상방으로 변위되어 있는 강대 부분을 포함한다) 에는 유체 분류 (5) 의 충격력이 미치는 일이 없다. 종래 기술처럼 유체 분류 그 자체의 충돌에 의해 강대에 변위가 생기는 일은 없다.
본 발명에서 사용하는 유체 분류 (5) 의 유체로는, 기체, 액체, 기체와 액체의 혼합체 모두 가능하지만, 통상은 물이 사용된다.
본 발명에서의 유체 분류 (5) 의 수평면 상에서의 분사 방향은, 강대 폭방향 (강대 통판 방향에 대하여 직교하는 방향) 을 제외하면 기본적으로는 임의이고, 강대 통판 방향측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사해도 되고, 반강대 통판 방향 (강대 통판 방향과 반대 방향) 측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사해도 된다. 전자의 경우에는, 유체 분류 (5) 를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하게 되고, 또 후자의 경우에는 유체 분류 (5) 를 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하게 된다.
단, 강대의 변위를 보다 효과적이면서 확실하게 해소하기 위해서는, 강대 선단측 부분의 강대의 변위에 대해서는, 강대 통판 방향측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사하는 것 (즉, 유체 분류 (5) 를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하는 것) 이 바람직하다. 또한, 강대 미단측 부분의 강대의 변위에 대해서는, 반강대 통판 방향측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사하는 것이 바람직하다. 즉, 유체 분류 (5) 를 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하는 것이 바람직하다. 따라서, 1 개의 런아웃테이블에 있어서, 열연 강대 (1) 의 선단측 부분에 대해서는, 유체 분류 (5) 를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하고, 열연 강대 (1) 의 후단측 부분에 대해서는, 유체 분류 (5) 를 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하는 것이 특히 바람직하다.
도 4A 및 도 4B 는, 유체 분류 (5) 를 런아웃 테이블 (3) 의 측방 (런아웃 테이블의 측단부 근방 위치를 포함한다. 이하 동일) 으로부터 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하도록 분사하는 경우에 대해서, 유체 분류 (5) 의 수평면 상에서의 분사 방향을 나타내고 있다. 도 4A 는 강대 통판 방향측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사하는 경우이고, 이 경우에는 유체 분류 (5) 를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°<α<90°가 되도록 분사하게 된다. 또한, 도 4B 는 반강대 통판 방향측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사하는 경우이고, 이 경우에는 유체 분류 (5) 를 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°<α<90°가 되도록 분사하게 된다.
유체 분류 (5) 의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 는, 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분에 유체 분류 (5) 의 충돌력 (패스 라인 길이 방향에서의 추진력) 을 효과적으로 미치게 한다는 관점에서 되도록이면 작은 쪽이 바람직하다. 한편, 유체 분류 (5) 를 열연 강대 전체 폭의 상방을 가로지르도록 통과시키는 형태인 경우에는, 상기 각도 (α) 가 작아짐에 따라서 열연 강대 (1) 의 상방을 통과하는 유체 분류 (5) 의 길이가 길어지기 때문에, 유체 분류 (5) 의 유속을 높여야 한다. 이상의 관점에서, 도 4A, 도 4B 와 같이 유체 분류 (5) 를 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하도록 분사하는 형태인 경우에는, 유체 분류 (5) 의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 를 5°이상, 45°이하, 바람직하게는 5°이상, 15°이하 정도로 하는 것이 합리적이다.
도 1 내지 도 4 에서는, 유체 분류 (5) 를 런아웃 테이블 (3) 의 측방으로부터 분사하는 형태를 나타내었지만, 유체 분류 (5) 를 런아웃 테이블 (3) 위의 패스 라인의 상방 위치로부터 분사할 수도 있다. 도 5 및 도 6 은 그 일 실시형태를 나타내는 것으로, 도 5 는 평면도, 도 6 은 측면도이다. 이 경우, 유체 분류 (5) 의 분사 방향에 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 를 부여하여, 유체 분류 (5) 를 런아웃 테이블 (3) 의 측방으로 유도하도록 해도 된다. 다른 형태로는, 유체 분류 (5) 의 분사 방향 전방의 열연 강대 상방 위치에 유체 분류 (5) 를 회수하기 위한 회수 수단 (15) 을 설치하고, 이 회수 수단 (15) 에 의해 유체 분류 (5) 를 회수함으로써 유체 분류 (5) 가 열연 강대면에 낙하하지 않도록 할 수도 있다. 상기 회수 수단 (15) 은, 예를 들어 도시하는 바와 같은 유체 분류 (5) 가 진입할 수 있는 개구 (150) 를 갖는 덕트 등에 의해 구성하면 된다.
유체 분류 (5) 의 분사 방향은, 수평면에 대하여 상방측 또는 하방측으로 경사를 가져도 된다. 도 7 은, 유체 분류 (5) 의 분사 방향이 수평면에 대하여 경사를 갖는 경우의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다. 이러한 유체 분류 (5) 의 분사 방향의 경사는, 도 1 내지 도 4, 도 5 및 도 6 의 모든 형태에 있어서 부여할 수 있다. 단, 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분에 유체 분류의 충돌력을 효과적으로 미치게 한다는 관점에서는, 유체 분류 (5) 는 되도록이면 수평에 가까운 쪽이 바람직하다. 이 때문에 유체 분류 (5) 의 분사 방향의 수평면에 대한 기울기각 (β) 은 ±10°이하인 것이 바람직하다.
유체 분류 (5) 의 분사에는 유체 분사 노즐이 사용되고, 이상 서술한 바와 같이 유체 분류 (5) 의 분사 위치나 분사 방향에 따라서 유체 분사 노즐의 배치나 노즐 분사 방향이 설정되게 된다.
도 8 및 도 9 는, 본 발명의 열연 강대의 제조 방법의 실시에 제공되는 설비의 일 실시형태를 나타내는 것이다. 도 8 은 열간 압연기의 최종 스탠드 및 그 출측 설비를 나타내는 측면도, 도 9 는 그 평면도이다.
도 8, 도 9 에 있어서, 부호 2 는 열간 압연기군을 구성하는 마무리 압연기의 최종 스탠드, 부호 3 은 열간 압연기군의 출측에 설치되는 열연 강대 반송용의 런아웃 테이블, 부호 4 는 이 런아웃 테이블 (3) 에 의해 반송된 열연 강대 (1) 를 감는 코일러이다.
상기 런아웃 테이블 (3) 은 다수의 테이블 롤로 구성되어 있다. 또한, 이 런아웃 테이블 (3) 의 상방 및 하방에는, 반송되는 열연 강대에 냉각수 등의 냉각용 유체를 공급하기 위한 냉각 장치 (도시 생략) 가 설치되어 있다. 상기 코일러 (4) 의 입측(入側)에는, 런아웃 테이블 (3) 위에서 반송되어 온 열연 강대 (1) 를 핀치하여 코일러 (4) 에 유도하기 위한 핀치 롤 (16) 이 설치되어 있다.
이러한 기본적인 설비 형태에 있어서, 런아웃 테이블 (3) 의 양측에 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 이 설치되어, 유체 분류 (5) 를 런아웃 테이블 (3) 위를 통판하는 열연 강대 (1) 의 상방으로 분사할 수 있도록 한다. 또, 유체 분사 노즐 (6) 의 배치에 관한 각종 실시형태에 대해서는 나중에 상세히 서술한다.
각 유체 분사 노즐 (6) 은 유체 공급계 (7) 에 접속되고, 이 유체 공급계 (7) 를 제어하는 제어 장치 (8) 에 의해 각 유체 분사 노즐 (6) 로부터 분사되는 유체 분류 (5) 의 유량이나 분사 타이밍 등이 제어된다. 상기 유체 공급계 (7) 는, 유체 압송용 펌프 (11) 와, 이 펌프 (11) 로부터 토출되는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정 밸브 (12) 와, 개방시에 유체 분사 노즐 (6) 에 유체를 공급하는 개폐 밸브 (13) 와, 유체 분사 노즐 (6) 의 각도를 조정하는 액츄에이터 등으로 이루어지는 각도 조정 기구 (14) 등에 의해 구성되어 있다.
이러한 열연 강대의 제조 설비에서는, 열간 마무리 압연기의 최종 스탠드 (2) 로부터 나온 열연 강대 (1) 가 런아웃 테이블 (3) 위로 유도되어, 런아웃 테이블 (3) 에서 반송되면서 소정 온도까지 냉각되고, 그 후 코일러 (4) 에 의해 코일모양으로 감겨진다. 런아웃 테이블 (3) 을 통판하는 열연 강대 (1) 의 상방에, 유체 분사 노즐 (6) 로부터 도 1 내지 도 3 에 나타내는 형태로 유체 분류 (5) 가 분사된다.
여기서, 본 발명법에 있어서 유체 분류 (5) 에 의해 열연 강대의 변위가 해소되는 과정을 도 10 내지 도 13 에 기초하여 설명한다.
도 10 은, 유체 분류 (5) 에 의해 강대 선단부의 바운드가 해소되는 과정을 나타내고 있다. 여기서는, 바운드 (101a) 가 크게 성장하기 전에 본 발명의 조건에 따라서 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 가 강대 통판 방향측 (유체 분류 (5) 의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) :0°≤α<90°) 으로 분사되고 있다. 이 상태로 바운드 (101a) 가 성장하면 유체 분류 (5) 와 충돌하여 (도 10(ⅰ) 참조), 유체 분류 (5) 에 의해 바운드 (101a) 의 정점 근처의 충돌점 (31a) 에 대략 수평 방향의 충돌력이 작용한다. 이 충돌력은, 패스 라인 길이 방향 성분 (바운드 (101a) 를 강대 통판 방향으로 누르는 성분) 과, 연직 방향 성분 (바운드 (101a) 를 패스 라인측으로 누르는 성분) 으로서 작용한다. 그 결과, 도 10(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, 바운드 (101a) 는 강대 통판 방향으로 밀려나는 동시에, 패스 라인측 (연직 방향) 으로 눌리고, 이것에 의해 도 10(ⅲ) 에 나타내는 바와 같이 바운드 (101a) 가 해소되어 안정된 통판 상태에 이른다. 여기서, 유체 분류 (5) 는 열연 강대 (1) 의 상방을 소정 높이로 완전히 통과하도록 흐르고 있기 때문에, 그보다도 하방을 통판하고 있는 강대 부분에는 접하지 않아, 정상적으로 통판하고 있는 강대 부분을 런아웃 테이블 (3) 의 테이블 롤 사이에 밀어 넣는 일도 없다. 이 때문에 확실하면서 효과적으로 바운드를 억제ㆍ해소하는 것이 가능해진다.
도 11 은, 유체 분류 (5) 에 의해 강대 선단측 부분의 루프가 해소되는 과정을 나타내고 있다. 여기서는, 루프 (103a) 가 크게 성장하기 전에 본 발명의 조건에 따라서 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 가 강대 통판 방향측 (유체 분류 (5) 의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) :0°≤α<90°) 으로 분사되고 있다. 이 상태로 루프 (103a) 가 성장하면 유체 분류 (5) 와 충돌하여 (도 11(ⅰ) 참조), 유체 분류 (5) 에 의해 루프 (103a) 의 정점 근처의 충돌점 (31a) 에 대략 수평 방향의 충돌력이 작용한다. 이 충돌력은, 패스 라인 길이 방향 성분 (루프 (103a) 를 강대 통판 방향으로 누르는 성분) 과, 연직 방향 성분 (루프 (103a) 를 패스 라인측으로 누르는 성분) 으로서 작용한다. 그 결과, 도 11(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, 루프 (103a) 는 강대 통판 방향으로 밀려나는 동시에, 패스 라인측 (연직 방향) 으로 눌리고, 이것에 의해 도 11(ⅲ) 에 나타내는 바와 같이 루프 (103a) 가 해소되어 안정된 통판 상태에 이른다. 여기서도, 유체 분류 (5) 는 열연 강대 (1) 의 상방을 소정 높이로 완전히 통과하도록 흐르고 있기 때문에, 그보다도 하방을 통판하고 있는 강대 부분에는 접하는 일이 없고, 정상적으로 통판하고 있는 강대 부분을 런아웃 테이블 (3) 의 테이블 롤 사이로 밀어 넣는 일도 없다. 이 때문에 확실하면서 효과적으로 루프를 억제ㆍ해소하는 것이 가능해진다.
도 12 는, 유체 분류 (5) 에 의해 강대 미단부의 바운드가 해소되는 과정을 나타내고 있다. 여기서는, 바운드 (101b) 가 크게 성장하기 전에 본 발명의 조건에 따라서 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 가 반강대 통판 방향측 (유체 분류 (5) 의 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) :0°≤α<90°) 으로 분사되고 있다. 이 상태로 바운드 (101b) 가 성장하면 유체 분류 (5) 와 충돌하여 (도 12(ⅰ) 참조), 유체 분류 (5) 에 의해 바운드 (101b) 의 정점 근처의 충돌점 (31b) 에 대략 수평 방향의 충돌력이 작용한다. 이 충돌력은, 패스 라인 길이 방향 성분 (바운드 (101b) 를 반강대 통판 방향으로 누르는 성분) 과, 연직 방향 성분 (바운드 (101b) 를 패스 라인측으로 누르는 성분) 으로서 작용한다. 그 결과, 도 12(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, 바운드 (101b) 는 반강대 통판 방향으로 밀려나는 동시에, 패스 라인측 (연직 방향) 으로 눌리고, 이것에 의해 도 12(ⅲ) 에 나타내는 바와 같이 바운드 (101b) 가 해소되어 안정된 통판 상태에 이른다. 여기서도 유체 분류 (5) 는 열연 강대 (1) 의 상방을 소정 높이로 완전히 통과하도록 흐르고 있기 때문에, 그보다도 하방을 통판하고 있는 강대 부분에는 접하는 일이 없고, 정상적으로 통판하고 있는 강대 부분을 런아웃 테이블 (3) 의 테이블 롤 사이에 밀어 넣는 일도 없다. 이 때문에 확실하면서 효과적으로 바운드를 억제ㆍ해소하는 것이 가능해진다.
도 13 은, 유체 분류 (5) 에 의해 강대 미단측 부분의 루프가 해소되는 과정을 나타내고 있다. 여기서는, 루프 (103b) 가 크게 성장하기 전에 본 발명의 조건에 따라서 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 가 반강대 통판 방향측 (유체 분류 (5) 의 반강대 통판 방향에 대한 각도 (α) :0°≤α<90°) 으로 분사되고 있다. 이 상태로 루프 (103b) 가 성장하면 유체 분류 (5) 와 충돌하여 (도 13(ⅰ) 참조), 유체 분류 (5) 에 의해 루프 (103b) 의 정점 근처의 충돌점 (31b) 에 대략 수평 방향의 충돌력이 작용한다. 이 충돌력은, 패스 라인 길이 방향 성분 (루프 (103b) 를 반강대 통판 방향으로 누르는 성분) 과, 연직 방향 성분 (루프 (103b) 를 패스 라인측으로 누르는 성분) 으로서 작용한다. 그 결과, 도 13(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, 루프 (103b) 는 반강대 통판 방향으로 밀려나는 동시에, 패스 라인측 (연직 방향) 으로 눌리고, 이것에 의해 도 13(ⅲ) 에 나타내는바와 같이 루프 (103b) 가 해소되어 안정된 통판 상태에 이른다. 여기서도, 유체 분류 (5) 는 열연 강대 (1) 의 상방을 소정 높이로 완전히 통과하도록 흐르고 있기 때문에, 그보다도 하방을 통판하고 있는 강대 부분에는 접하는 일이 없고, 정상적으로 통판하고 있는 강대 부분을 런아웃 테이블 (3) 의 테이블 롤 사이로 밀어 넣는 일도 없다. 이 때문에 확실하면서 효과적으로 루프를 억제ㆍ해소하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.
본 발명에 있어서, 강대의 변위를 특히 효과적으로 교정하기 위해서는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 중심선의 패스 라인으로부터의 높이 (도 1, 도 3, 도 7 에 나타내는 높이 (h)) 를 50㎜ 이상, 450㎜ 이하, 바람직하게는 50㎜ 이상, 200㎜ 미만으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 동일한 관점에서, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 하기 (1) 식으로 정의되는 라인 방향 추진력 (FL) 을 10kgf 이상, 50kgf 이하로 하는 것이 바람직하다.
FL=[ρA(vcos(π×α/180)－u)2]/9.8 …(1)
단, ρ: 유체 분류를 구성하는 유체의 밀도 (㎏/m3)
A : 유체 분사 노즐의 노즐구 단면적 (m2)
v : 유체 분류의 속도 (m/sec)
u : 열연 강대의 통판 속도 (m/sec)
α: 유체 분류의 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (°)
또, 이 라인 방향 추진력 (FL) 은, 강대 통판 방향측 (0°≤α<90°) 을 향하여 분사된 유체 분류 (5) 가 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분에 충돌했을 때에 유체 분류 (5) 에 의해 그 강대 부분에 부여되는 패스 라인 길이 방향의 추진력 (충돌력) 이다. 이 추진력에 기인하는 연직 방향의 힘에 의해 패스 라인의 상방으로 변위된 강대 부분이 연직 방향 (패스 라인측) 으로 눌려 되돌아가게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 조건은 본 발명자들이 실시한 시뮬레이션 시험에 의해 밝혀진 것으로, 이하 이 시험 결과에 대해서 설명한다.
본 발명자들은, 멀티바디 다이나믹스 (Multibody-Dynamics: 다체계의 동력학) 를 사용하여, 열연 강대의 런아웃 테이블 위에서의 통판 상황의 시뮬레이션 시험을 실시하였다. 이 시뮬레이션에서는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류의 중심선의 패스 라인으로부터의 높이 (이하, 「유체 분류 높이 (h)」라고 한다) 와 상기 라인 방향 추진력 (FL) 을 여러 가지로 변화시켜, 강대의 통판 상황 (강대의 변위 상황) 을 재현하였다.
시뮬레이션 조건은 다음과 같다.
ㆍ런아웃 테이블의 설비 수단:
테이블 롤 피치: 420㎜
테이블 롤 직경: 375㎜
ㆍ유체 분류의 분사 형태: 도 21A 에 나타내는 바와 같이, 유체 분류가 강대 상방을 통과하고 있는 영역이 강대 길이 방향으로 연속하도록 유체 분류를 분사
ㆍ강대 통판 속도 (마무리 압연기 최종 스탠드의 압연 속도): 690m/분
ㆍ열연 강대판 폭: 650㎜
ㆍ열연 강대판 두께: 1.2㎜
ㆍ열연 강대 길이: 1000mm (선단 1m 의 통판 해석을 상정)
ㆍ시뮬레이션 구간: 최종 스탠드 통과 후 35m 까지
먼저, 유체 분류 높이 (h): 50㎜ 내지 500㎜ 의 범위에 있어서 50㎜ 마다 각각의 유체 분류 높이 (h) 에 대해서, 라인 방향 추진력 (FL) 을 10kgf 에서 10Okgf 의 범위로 10kgf 피치로 변경한 조건으로 시뮬레이션하였다. 그 결과, 유체 분류 높이 (h) 가 어느 레벨 이상으로 높아지면 유체 분류의 작용이 강대 선단부의 바운드에 대하여 거의 무효로 되는 것, 또한, 유체 분류에 의한 바운드의 억제 효과가 얻어지는 유체 분류 높이 (h) 라도, 바운드된 강대 부분이 유체 분류의 하면에 붙는 현상 (이하 「붙음 현상」이라고 한다) 이 생기기 쉬운 유체 분류 높이 (h) 의 범위가 있음을 알 수 있었다. 이러한 붙음 현상은 열연 강대의 선단 폴딩 등과 같은 트러블의 원인이 되기 쉽고, 또한 선단 폴딩 등에까지 이르지 않는 경우라도, 강대 선단부 등의 붙음이 코일러의 입측(入側)까지 계속되면, 강대 선단이 코일러 입측의 핀치 롤에 잘 물려 들어가지 않는 등의 트러블의 원인이 된다.
도 14 는 그 결과를 나타내는 것으로, 시뮬레이션 결과를 상기 붙음 현상의 빈도로 정리하여 나타낸 것이다. 또, 이 붙음 빈도는, 각 시뮬레이션 구간에 있어서 한번이라도 붙음 현상이 생긴 경우는, "붙음 있음" 으로 카운트하고, 각 유체 분류 높이 (h) 에서의 전체 시뮬레이션 수에 대한 "붙음 있음" 의 시뮬레이션수의 비율 (%) 이다.
도 14 에 의하면, 우선, 유체 분류 높이 (h) 가 500㎜ 에서는 붙음이 전혀 발생하지 않는데, 이것은 강대의 바운드가 500㎜ 이상의 높이로는 성장하지 않기 때문에 유체 분류 높이 (h) 를 500㎜ 이상으로 설정하더라도 그 유체 분류에 바운드가 충돌하는 일이 없고, 따라서 유체 분류 (5) 가 바운드의 억제에 있어서는 무효하다는 것을 나타내고 있다.
한편, 유체 분류 높이 (h) 가 450㎜ 이하에서는 유체 분류에 바운드가 충돌하게 되지만, 200㎜ 내지 450㎜ 의 범위에서는 붙음 현상이 발생되어 있고, 특히 300㎜ 내지 450㎜ 범위에서의 빈도가 높다. 이에 대하여, 유체 분류 높이 (h) 가 200㎜ 미만 (50㎜ 이상) 의 범위에서는 붙음 현상이 전혀 발생되고 있지 않다. 이것은, 유체 분류 높이 (h) 가 200㎜ 이상이 되면, 바운드가 어느 정도 성장한 단계에서 유체 분류 (5) 와 충돌하여 바운드에 생기는 양력(揚力)과 추진력이 균형잡힌 상태가 되기 때문에 붙음이 발생하기 쉬운 데 대하여, 유체 분류 높이가 200㎜ 미만인 경우에는, 바운드가 그다지 성장하지 않은 단계, 즉 바운드에 생기는 양력이 작은 단계에서 유체 분류 (5) 와 충돌하기 때문인 것으로 생각된다.
이상의 결과로부터, 변위된 강대 부분을 유체 분류에 확실히 충돌시키기 위해서는, 유체 분류 높이 (h) 는 450㎜ 이하로 하는 것이 적당하다는 것, 또 강대의 유체 분류 하면에 대한 붙음 현상을 억제하기 위해서는, 유체 분류 높이 (h) 는 250㎜ 이하, 바람직하게는 200㎜ 미만으로 하는 것이 적당하다는 것을 알 수 있었다. 또, 유체 분류 높이 (h) 가 너무 지나치게 낮으면, 유체 분류가 런아웃 테이블 위를 안정적으로 통판하고 있는 강대 부분 (소정 레벨 이하에서 상방으로 변위된 강대 부분을 포함한다) 에 충돌하거나, 열연 강대 위로 낙하하거나 할 위험성이 있다. 이 관점에서 유체 분류 높이 (h) 는 50㎜ 이상으로 하는 것이 적당하다.
이상의 이유에서, 패스 라인 상방으로의 강대의 변위를 적절히 억제하여 강대를 안정적으로 통판시키기 위해서는, 유체 분류 높이 (h) 는 50㎜ 이상, 450㎜ 이하, 바람직하게는 50㎜ 이상 200㎜ 미만으로 하는 것이 적당하다. 또한, 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 를 대략 수평으로 분사하는 경우에는, 유체 분사 노즐 (6) 의 노즐구 중심의 패스 라인으로부터의 높이를 50㎜ 이상, 450㎜ 이하, 바람직하게는 50㎜ 이상 200㎜ 미만으로 하는 것이 적당하다.
다음에, 유체 분류 높이 (h) 를 일정하게 한 조건에서, 라인 방향 추진력 (FL) 이 강대의 통판 상황에 미치는 영향을 시뮬레이션 시험에 의해 조사하였다. 이 시험에서는, 도 14 의 결과에 기초하여, 유체 분류 높이 (h): 10Omm 에 있어서 라인 방향 추진력 (FL) 을 10kgf 내지 90kgf 의 범위에서 변화시켜, 강대 선단의 변형 정도 (선단 높이 방향 속도) 를 조사하였다. 그 결과를 도 15 에, 또한, 라인 방향 추진력 (FL) 이 30kgf, 50kgf, 70kgf 인 각 경우의 강대 선단의 높이 방향 속도 변화의 시뮬레이션 결과를 도 16 내지 도 18 에 나타낸다. 또, 도 15 에 나타내는 「선단 높이 방향 속도의 분산」은 하기 식으로 정의되고, n=2401 (단, 도 16 내지 도 18 에서는 그 일부만을 나타내고 있다), 각 데이터의 시간 간격은 0.0125초이다.
분산
단, i: 데이터 번호
vi: i 번째 강대 선단 높이 방향 속도
n: 데이터 총수
v0: 강대 선단 높이 방향 속도의 평균치
도 15 에 의하면, 라인 방향 추진력 (FL) 이 50kgf 이하에서는 강대 선단 높이 방향 속도의 분산치가 매우 낮아, 강대 선단에 그다지 큰 변형이 생기지 않는 것을 알 수 있다 (도 16 및 도 17 참조). 이에 대하여 라인 방향 추진력 (FL) 이 50kgf 를 초과하면 강대 선단 높이 방향의 분산치가 급격히 높아지고 있어, 강대 선단에 대단히 큰 변형이 생기는 것을 알 수 있다 (도 18 참조). 이것은, 라인 방향 추진력이 50kgf 를 초과하는 크기가 되면, 여기에 충돌한 강대 선단부에큰 반동이 생기고, 이것에 의해 큰 변형이 생기기 때문인 것으로 생각된다. 이러한 큰 변형은 앞서 서술한 붙음과 마찬가지로, 강대 선단 폴딩의 원인이 되기 쉽고, 또한 선단 폴딩까지는 이르지 않는 경우라도 적절하게 코일러에 감는 과정에 지장을 초래하는 원인이 되기 쉽다. 이상의 결과에서, 라인 방향 추진력 (FL) 은 50kgf 이하의 범위가 적당한 것을 알 수 있었다. 또, 라인 방향 추진력 (FL) 이 10kgf 미만에서는 변위된 강대 부분을 누르는 작용이 충분히 얻어지지 않는다.
따라서, 패스 라인 상방으로 강대가 변위된 것을 적절히 억제하여 강대를 안정적으로 통판시키기 위해서는, 라인 방향 추진력 (FL) 은 10∼50kgf 로 하는 것이 적당하다.
그리고, 라인 방향 추진력 (FL) 을 이러한 범위로 하고, 또 유체 분류 높이 (h) 를 상기 서술한 범위로 함으로써, 강대의 변위를 가장 효과적으로 억제하고 열연 강대의 최적 안정 통판 상태를 실현할 수 있다.
본 발명에 있어서, 유체 분류 (5) 의 분사 위치의 형태, 즉 유체 분사 노즐 (6) 의 배치 형태는 임의이고, 강대의 변위가 생길 가능성이 있는 위치에 필요한 수의 유체 분사 노즐을 설치하여 유체 분류 (5) 를 분사하면 된다.
따라서, 예를 들어, 열연 강대 (1) 에 바운드나 루프가 발생하기 쉬운 위치가 명확한 경우에는, 유체 분사 노즐 (6) 은 1 군데에만 설치할 수도 있다.
유체 분사 노즐 (6) 을 복수 지점에 배치하는 경우에는, 예를 들어 다음과 같은 배치 형태를 채용할 수 있다.
(A) 런아웃 테이블 (3) 의 폭방향 양측 (런아웃 테이블 (3) 의 측단부 근방을 포함하는 양측 위치) 에, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 동시에, 런아웃 테이블 양측의 유체 분사 노즐 (6) 을 런아웃 테이블 (3) 을 중심으로 대칭 배치한다.
(B) 런아웃 테이블 (3) 의 폭방향 양측 (런아웃 테이블의 측단부 근방을 포함하는 양측 위치) 에, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 동시에, 런아웃 테이블 양측의 유체 분사 노즐 (6) 의 배치 간격을 서로 1/2 피치 어긋나게 하여, 런아웃 테이블 (3) 을 중심으로 비대칭 배치한다.
(C) 런아웃 테이블 (3) 폭방향의 한쪽 (런아웃 테이블의 측단부 근방을 포함하는 한쪽 위치) 에만, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치한다.
(D) 런아웃 테이블 (3) 위의 강대 패스 라인의 상방 위치에, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치한다.
물론, 하나의 런아웃 테이블 (3) 에서 상기 (A) 내지 (D) 의 배치 형태를 조합해도 상관없다.
도 19A 내지 도 19D 는, 상기 (A) 내지 (D) 의 각 형태를 나타내는 평면도이다.
도 19A 는 상기 (A) 형태를 나타내는 것으로, 런아웃 테이블 (3) (도시 생략. 이하 동일) 의 폭방향 양측에, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 동시에, 런아웃 테이블 양측의 유체 분사 노즐 (6) 을 런아웃 테이블을 중심으로 하여 대칭으로 배치하고 있다. 그리고, 유체 분류 (5) 가 열연 강대 (1) 의 전체 폭의 상방을 통과하도록, 유체 분류 (5) 의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 가 설정된다. 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 런아웃 테이블 폭방향 양측 위치는 런아웃 테이블 (3) 의 측단부 근방을 포함하는 측방으로, 런아웃 테이블면보다도 높은 위치이면 어디라도 좋다.
또, 이와 같이 런아웃 테이블 폭방향 양측의 유체 분사 노즐 (6) 을 런아웃 테이블 (3) 을 중심으로 하여 대칭으로 배치하는 경우에는, 양 유체 분사 노즐 (6) 로부터 분사되는 유체 분류가 교차하여 서로 간섭 (충돌) 하지 않도록 할 필요가 있어, 이 때문에 양 유체 분사 노즐 (6) 로부터 분사되는 유체 분류의 높이나 수평면에 대한 각도 (β) 에 차이를 두는 등의 조정을 행한다.
도 19B 는 상기 (B) 형태를 나타내는 것으로, 런아웃 테이블 (3) 의 폭방향 양측에 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 동시에, 런아웃 테이블 양측의 유체 분사 노즐 (6) 의 배치 간격을 서로 1/2 피치 어긋나게 하여, 런아웃 테이블 (3) 를 중심으로 하여 비대칭으로 배치하고 있다. 그리고, 유체 분류 (5) 가 열연 강대 (1) 의 전체 폭의 상방을 통과하도록, 유체 분류 (5) 의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 가 설정된다. 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 런아웃 테이블 폭방향의 양측 위치는, 런아웃 테이블 (3) 의 측단부 근방을 포함하는 측방으로, 런아웃 테이블면보다도 높은 위치이면 어디라도 좋다.
이 형태에서는, 런아웃 테이블 단위 길이당 유체 분사 노즐 (6) 의 설치 개수를 상기 (A) 형태와 동일하게 한 경우에는 유체 분사 노즐 (6) 의 런아웃 테이블 길이 방향에서의 배치 간격을 1/2 로 할 수 있기 때문에, 열연 강대 (1) 의 상방을 통과하는 유체 분류 (5) 의 존재 밀도를 높일 수 있다.
도 19C 는 상기 (C) 형태를 나타내는 것으로, 런아웃 테이블 (3) 의 폭방향의 한쪽에만 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 배치하고 있다. 그리고, 유체 분류 (5) 가 열연 강대 (1) 의 전체 폭의 상방을 통과하도록, 유체 분류 (5) 의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 가 설정된다. 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하는 런아웃 테이블 폭방향의 한쪽 위치는, 런아웃 테이블 (3) 의 측단부 근방을 포함하는 측방으로, 런아웃 테이블면보다도 높은 위치이면 어디라도 좋다.
도 19D 는 상기 (D) 형태를 나타내는 것으로, 런아웃 테이블 (3) 위의 패스 라인 상방 위치에 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐 (6) 을 배치하고, 유체 분류 (5) 의 분사 방향을 대략 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 으로 한 것이다. 이 경우에는, 도 5 및 도 6 에 나타낸 바와 같이, 유체 분류 (5) 의 분사 방향에 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (α) 를 부여하여 유체 분류 (5) 를 런아웃 테이블 (3) 의 측방으로 유도하도록 해도 되고, 각 유체 분류 (5) 의 분사 방향 전방의 열연 강대 상방 위치에 유체 분류 (5) 를 회수하기 위한 회수 수단 (15) 을 설치하고, 이 회수 수단 (15) 에 의해 유체 분류 (5) 를 회수하도록 해도 된다.
또한, 런아웃 테이블 폭방향 양측에 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 다수의 유체 분사 노즐 (6) 을 설치하고 이들을 제어 장치 (8) 에 의해 적절히 구별하여 사용함으로써, 상기 (A) 내지 (D) 의 형태를 선택적으로 실시해도 된다.
상기 (A) 내지 (D) 의 형태에 있어서, 유체 분류 (5) 의 분사 방향이 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대하여 각도 (α) 를 갖는 경우, 유체 분류 (5) 가 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분에 충돌하면 열연 강대 (1) 에는 폭방향으로의 추진력이 작용하고, 이 추진력은 열연 강대 (1) 에 사행(蛇行) 등과 같은 불안정한 주행 현상을 발생시킬 가능성이 있다. 따라서, 이와 같은 불안정한 주행 현상이 발생되지 않도록 하기 위해서는, 런아웃 테이블 폭방향의 한쪽에서만 유체 분류 (5) 를 분사하는 상기 (C) 의 형태보다도, 런아웃 테이블 폭방향 양측에서 유체 분류 (5) 를 분사하는 상기 (A), (B) 의 형태나, 패스 라인의 상방 위치에서 대략 패스 라인 길이 방향을 따라 유체 분류 (5) 를 분사하는 상기 (D) 형태의 쪽이 바람직한 형태라고 할 수 있다.
또한, 런아웃 테이블 폭방향 양측에서 유체 분류 (5) 를 분사하는 상기 (A), (B) 의 형태에 있어서, 유체 분류 (5) 의 충돌에 의해 열연 강대 (1) 에 미치는 강대 폭방향으로의 추진력으로 인한 불안정한 주행 현상을 보다 확실히 억제하기 위해서는, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 런아웃 테이블을 사이에 놓고 대향한 위치 (단, 런아웃 테이블을 중심으로 하여 비대칭의 위치를 포함한다) 로부터 분사되고, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 하기 (2) 식으로 정의되는 폭방향 추진력 (FW) 이 대략 같아지도록 유체 분류를 분사하는 것이 바람직하다.
FW=[ρA(vsin(π×α/180))2]/9.8 …(2)
단, ρ: 유체 분류를 구성하는 유체의 밀도 (㎏/m3)
A : 유체 분사 노즐의 노즐구 단면적 (m2)
v : 유체 분류의 속도 (m/sec)
α: 유체 분류의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반강대 통판 방향) 에 대한 각도 (°)
이것에 의해, 런아웃 테이블 폭방향 양측에서 분사된 유체 분류 (5) 가 패스 라인 상방으로 변위된 강대 부분에 충돌하였을 때에 이 충돌에 의해 강대 폭방향으로 작용하는 추진력이 균형을 이루기 때문에, 열연 강대 (1) 의 불안정 주행을 보다 확실히 방지할 수 있다.
또, 도 20 은 상기 (A) 형태 (도 19A 의 형태) 를 예로 설명하였지만, 상기 (B) 형태 (도 19B 형태) 와 같이 런아웃 테이블을 중심으로 하여 비대칭으로 대향한 위치로부터 분사되는 유체 분류 (5) 끼리에 대해서도 동일하다.
런아웃 테이블 위의 패스 라인으로부터 강대 부분이 상방으로 변위하는 현상 (바운드, 루프 등) 은, 런아웃 테이블 길이 방향의 어디에서 발생할지 알 수 없다. 이 때문에 어느 지점에서 강대 부분의 변위가 발생하더라도 여기에 대응할 수 있도록 하기 위해, 유체 분류 (5) 가 강대 상방을 통과하고 있는 영역이 강대 길이 방향으로 연속하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 도 21A 에 나타내는 바와 같이, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 둔 복수 지점에서 유체 분류 (5) 를 분사하는 동시에 (예를 들어, 도 19A 내지 도 19D 참조), 열연 강대 (1) 의 전체 폭의 상방을 통과하는 유체 분류 (5) 의 궤적을 열연 강대면 상에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 중, 패스 라인 길이 방향으로 인접하는 분류 통과선 (x, x) 의 단부끼리 (즉, x1과 x2의 단부끼리, x2와 x3의 단부끼리 …) 가, 패스 라인 길이 방향 위치에서 일치되거나 (즉, 단부끼리 겹친다) 또는 중복되도록 하는 것이 바람직하다. 이 실시형태에서는 분류 통과선 x2과 x3의 단부끼리가 y 로 나타내는 길이분만큼 중복되어 있다. 설비적으로는, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 두고 배치된 복수의 유체 분사 노즐 (6) 의 배치 간격과 유체 분사 방향을 상기 내용이 실현될 수 있도록 설정한다. 상기한 바와 같이 유체 분류 (5) 를 열연 강대 (1) 의 상방에 분사함으로써, 런아웃 테이블 길이 방향의 어느 지점에서 강대 부분의 변위가 발생하더라도, 이 변위된 강대 부분에 유체 분류 (5) 가 확실히 충돌할 수 있다. 또, 도 21A 는 상기 (C) 형태를 예로 설명했지만, (A), (B), (D) 등의 다른 형태의 경우도 동일하다.
런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적절히 간격을 둔 복수 지점에서 유체 분류를 분사하는 경우, 유체 분사의 분사 위치의 간격 (유체 분사 노즐의 설치 간격) 은 특별히 제한되지 않는다. 상기 도 21A 에 나타내는 형태를 만족하기 위해서는, 통상 5m 에서 15m, 바람직하게는 5m 에서 12m 정도로 하는 것이 적당하다.
또한, 도 21B 는, 열연 강대 (1) 의 전체 폭의 상방을 통과하는 유체 분류 (5) 의 궤적을 열연 강대면 상에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 중, 패스 라인 길이 방향으로 인접하는 분류 통과선 (x, x) 의 단부끼리 (즉, x1과 x2의 단부끼리, x2와 x3의 단부끼리 …) 가 패스 라인 길이 방향 위치에서 일치되거나 또는 중복되지 않도록 한 실시형태이다. 이 실시형태에서는 분류 통과선 (x, x) 의 단부끼리의 간격 (z) 을 5m 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 일반적으로 바운드 등과 같은 강대 부분의 변위는 유체 분류 (5) 와의 충돌에 의해 일단 교정 (해소) 된 후, 5m 이상 통판한 후에 다시 발생하는 경우가 많기 때문이다.
본 발명에 있어서, 강대 통판 방향측을 향하여 유체 분류 (5) 를 분사하는 경우, 즉 유체 분류 (5) 를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90° 가 되도록 분사하는 경우에는, 열연 강대 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대 (1) 의 통판 속도보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 특히, 열연 강대 (1) 의 선단측 부분의 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대 (1) 의 통판 속도보다도 크게 하는 것이 유효하다. 즉, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 열연 강대 (1) 의 통판 속도를 VSF (벡터), 유체 분류 (5) 의 유속을 VFF (벡터) 로 하면, 유체 분류 (5) 의 유속 (VFF) 의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향) 성분 (VFF1) 의 절대값이 열연 강대 (1) 의 통판 속도 (VSF) 의 절대값보다 커지도록 한다. 이것에 의해, 도 23 에 나타내는 바와 같이 패스 라인으로부터 상방으로 변위된 강대 부분 (100: 강대 선단부의 바운드) 이 유체 분류 (5) 에 충돌 (도면 중, 31a 가 충돌점) 하였을 때에, 강대 부분 (100) 에는 강대 통판 방향에 대한 추진력 FFH (벡터) 과, 연직 하방에 대한 누름력 FFV (벡터) 이 작용한다. 또한, 강대 부분 (100) 이 루프인 경우도 동일하다. 그리고, 강대 부분 (100) 에 이러한 작용력이 가해짐으로써, 앞서 도 10 및 도 11 에서 설명한 과정에서 바운드나 루프가 해소된다.
한편, 본 발명에 있어서, 열연 강대 (1) 의 미단측 부분의 상방으로 유체 분류 (5) 를 분사하는 경우, 즉, 유체 분류 (5) 를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α<90°가 되도록 분사하는 경우로서 열연 강대 (1) 의 미단측 부분의 상방에 유체 분류 (5) 를 분사하는 경우에는, 열연 강대 (1) 의 미단측 부분의 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대 (1) 의 통판 속도보다도 작게 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 강대 미단부가 런아웃 테이블 위를 통과하고 있을 때의 열연 강대 (1) 의 통판 속도를 VSR (벡터), 유체 분류 (5) 의 유속을 VFR (벡터) 로 하면, 유체 분류 (5) 의 유속 (VFR) 의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향) 성분 (VFR1) 의 절대값이 열연 강대 (1) 의 통판 속도 (VSR) 의 절대값보다 작아지도록 한다. 이것에 의해, 도 25 에 나타내는 바와 같이 패스 라인으로부터 상방으로 변위된 강대부분 (100: 강대 미단부의 바운드) 이 유체 분류 (5) 에 충돌 (도면 중, 31b 가 충돌점) 하였을 때에, 강대 부분 (100) 에는 강대 통판 방향과는 반대 방향의 저항력 (FRH) (벡터) 과, 연직 하방으로의 누름력 (FRV) (벡터) 이 작용하게 된다. 또한, 강대 부분이 루프인 경우도 동일하다.
도 26 은, 상기한 바와 같이 유체 분류 (5) 에 의해 강대 미단부의 바운드가 해소되는 과정을 나타내고 있다. 여기서는, 바운드 (101b) 가 크게 성장하기 전에 본 발명의 조건에 따라서 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 가 강대 통판 방향측 (유체 분류 (5) 의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α): 0°≤α<90°) 으로 분사되고 있다. 이 상태로 바운드 (101b) 가 크게 성장하면 유체 분류 (5) 와 충돌하여 (도 26(ⅰ) 참조), 유체 분류 (5) 에 의해 바운드 (101b) 의 정점 근처의 충돌점 (31b) 에 대략 수평 방향의 충돌력이 작용한다. 이 충돌력은, 패스 라인 길이 방향 성분 (바운드 (101b) 를 반강대 통판 방향으로 누르는 성분) 과, 연직 방향 성분 (바운드 (101b) 를 패스 라인측으로 누르는 성분) 으로서 작용한다. 그 결과, 도 26(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, 바운드 (101b) 는 열연 강대 통판 방향으로 이동하면서 반강대 통판 방향으로 밀려나고, 그 선단 피크 위치가 하강한다. 이것에 의해 바운드 (101b) 의 성장이 억제되고, 최종적으로는 도 26(ⅲ) 에 나타내는 바와 같이 해소되어 안정된 통판 상태에 이른다. 여기서, 유체 분류 (5) 는 열연 강대 (1) 의 상방을 소정 높이로 완전히 통과하도록 흐르고 있기 때문에, 그보다도 하방을 통판하고 있는 강대 부분에는 접하는 일이 없고, 정상적으로 통판하고 있는 강대 부분을 런아웃 테이블 (3) 의 테이블 롤 사이에 밀어 넣는 일도 없다. 이 때문에 확실하면서 효과적으로 바운드를 억제ㆍ해소하는 것이 가능해진다.
도 27 은, 상기한 바와 같은 유체 분류 (5) 에 의해 강대 미단측 부분의 루프가 해소되는 과정을 나타내고 있다. 여기서는, 루프 (103b) 가 크게 성장하기 전에 본 발명의 조건에 따라서 유체 분사 노즐 (6) 로부터 유체 분류 (5) 가 강대 통판 방향측 (유체 분류 (5) 의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α): 0°≤α<90°) 으로 분사되고 있다. 이 상태로 루프 (103b) 가 성장하면 유체 분류 (5) 와 충돌하여, 도 27(ⅰ) 에 나타내는 바와 같이, 유체 분류 (5) 에 의해 루프 (103b) 의 정점 근처의 충돌점 (31b) 에 대략 수평 방향의 충돌력이 작용한다. 이 충돌력은, 패스 라인 길이 방향 성분 (루프 (103b) 를 반강대 통판 방향으로 누르는 성분) 과, 연직 방향 성분 (루프 (103b) 를 패스 라인측으로 누르는 성분) 으로서 작용한다. 그 결과, 도 27(ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, 루프 (103b) 는 강대 통판 방향으로 이동하면서 반강대 통판 방향으로 밀리고, 그 루프 정점이 하강한다. 이것에 의해 루프 (103b) 의 성장이 억제되고, 최종적으로는 도 27(ⅲ) 에 나타내는 바와 같이 해소되어, 안정된 통판 상태에 이른다. 여기서, 유체 분류 (5) 는 열연 강대 (1) 의 상방을 소정 높이로 완전히 통과하도록 흐르고 있기 때문에, 그보다도 하방을 통판하고 있는 강대 부분에는 접하는 일이 없고, 정상적으로 통판하고 있는 강대 부분을 런아웃 테이블 (3) 의 테이블 롤 사이에 밀어 넣는 일도 없다. 이 때문에 확실하면서 효과적으로 루프를 억제ㆍ해소하는 것이 가능해진다.
이상 서술한 점에서 보아, 본 발명법을 실시함에 있어서는, 열연 강대 (1) 의 선단측 부분의 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대 (1) 의 통판 속도보다도 크게 하고, 열연 강대 (1) 의 미단측 부분의 상방을 통과 중인 유체 분류 (5) 의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대 (1) 의 통판 속도보다도 작게 하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 유체 분류 (5) 의 패스 라인 방향 속도 성분 (VFF1) 및 (VFR1) 의 조정은, 예를 들어 도 8 에 나타내는 유량 조정 밸브 (12) 의 개도를 변경하여 분류 속도 (VFF) 및 (VFR) 를 조정함으로써 실시할 수 있다. 또한, 각도 조정 기구 (14) 에 의해 유체 분류 (5) 의 분사 각도 (α) 를 변경하는 것에 의해서도 조정이 가능하다.
본 발명법에 의해 유체 분류 (5) 를 열연 강대 (1) 의 상방으로 분사하는 타이밍이나 기간에 특별히 제한은 없지만, 앞서 서술한 바와 같이 열연 강대 (1) 가 무장력 상태로 런아웃 테이블 위를 통판하고 있는 기간은 항상 바운드나 루프 등의 비정상적인 강대의 변위가 발생할 우려가 있다. 따라서, 열연 강대 (1) 가 무장력으로 런아웃 테이블 위를 통판하고 있는 기간, 바꾸어 말하면 열연 강대의 선단부와 미단부가 런아웃 테이블 위를 통과하고 있는 기간은 유체 분류 (5) 를 분사하는 것이 바람직하다.
또한, 유체 분류 (5) 의 분사 타이밍은, 열연 강대 (1) 의 선단부 또는 미단부의 통과에 맞추어, 마무리 압연기 최종 스탠드 (2) 에 가장 가까운 분사 위치 (유체 분사 노즐 (6)) 로부터 순차적으로 유체 분류 (5) 를 분사해도 되지만, 유체공급량에 문제가 없으면 모든 분사 위치로부터 동시에 유체 분류 (5) 를 분사하는 것이 가장 간편하고, 또한 효과면에서도 확실하다.
한편, 유체 공급량에 제한이 있는 경우나, 예를 들어 바운드의 억제ㆍ해소만을 목적으로 하는 경우에는, 열연 강대 (1) 의 선단부 또는 미단부의 통과에 맞추어 마무리 압연기 최종 스탠드 (2) 에 가장 가까운 분사 위치로부터 순차적으로 유체 분류 (5) 를 분사하고, 또한 그 통과 직후에 유체 분류 (5) 의 분사를 순차 정지시키도록 해도 된다.
유체 분류 (5) 는 가능한 한 원거리까지 확산되지 않고 동일한 단면 형상인 채로 도달하는 것이 바람직하다. 이 점에서 유체 분류 (5) 의 노즐 선단의 유속은 30m/sec 이상으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 일반적인 열연 라인에서의 강대 통판 속도는 10m/sec 정도이기 때문에, 이 유체 분류 (5) 의 유속은 강대 통판 속도의 약 3 배 이상이 된다.
런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대에는 냉각수가 공급되어 열연 강대 (1) 가 냉각되지만, 상방으로부터 공급되는 냉각수에 의해 유체 분류 (5) 의 유속이 약해질 가능성이 있다. 이것을 방지하기 위해, 상기 냉각수로부터 유체 분류를 차폐하기 위한 차폐체를 유체 분류 (5) 의 상방에 배치하는 것이 바람직하다.
이 차폐체로는, 예를 들어, (a) 유체 분류 (5) 의 상방에 배치되는 차폐부재, (b) 유체 분류 (5) 의 상방으로 유체 분류 (5) 와 대략 평행하게 흐르는 차폐용 유체 분류에 의해 구성할 수 있다. 후자의 경우, 차폐용 유체 분류를 유체 분류 (5) 의 상방으로 대략 평행하게 분사하기 위한 차폐용 유체 분사 노즐이 사용된다.
도 28 및 도 29 는, 상기 (b) 의 경우의 일 실시형태를 나타내는 것으로, 도 28 은 측면도, 도 29 는 평면도이다.
도면에 있어서, 부호 20 은 런아웃 테이블 (3) 의 상방으로부터 통판 중인 열연 강대 (1) 에 냉각수 (21) 를 공급하는 라미나(laminar) 헤드이다. 유체 분사 노즐 (6) 의 상방에는, 유체 분류 (5) 를 라미나 헤드 (20) 로부터 공급되는 냉각수 (21) 로부터 차폐하기 위해, 유체 분류 (5) 의 바로 위에 차폐용 유체 분류 (18) 를 대략 평행하게 분사하기 위한 제 2 유체 분사 노즐 (17) 이 설치되어 있다.
유체 분사 노즐 (6) 로부터 분사되는 유체 분류 (5) 의 바로 위에, 상기 제 2 유체 분사 노즐 (17) 로부터 차폐용 유체 분류 (18) 를 분사함으로써 라미나 헤드 (20) 로부터 분사되는 냉각수 (21) 가 차폐용 유체 분류 (18) 에 의해 차단되기 때문에 직접적으로 유체 분류 (5) 에 충돌하는 일이 없다. 따라서, 유체 분류 (5) 의 유속이 감쇠되는 것이 방지된다.
또, 차폐용 유체 분류 (18) 는, 유체 분류 (5) 의 상방으로 복수의 분류를 다단으로 분사하거나, 또는 유체 분류 (5) 의 분류 폭에 맞추어 복수의 분류를 병렬적으로 분사해도 된다.
또한, 유체 분류 (5) 와 그 바로 위의 차폐용 유체 분류 (18) 는 분류로서는 대략 동일한 것이기 때문에, 차폐용 유체 분류 (18) 를 본 발명의 조건에 따라서 분사함으로써, 유체 분류 (5) 와 동일하게 통판 안정화에도 기여시킬 수 있다.
도 30 및 도 31 은, 상기 (a) 의 경우의 일 실시형태를 나타내는 것으로, 도 30 은 측면도, 도 31 은 평면도이다.
도면에서, 유체 분사 노즐 (6) 로부터 분사되는 유체 분류 (5) 를 라미나 헤드 (20) 로부터 공급되는 냉각수 (21) 로부터 차폐하기 위해, 유체 분류 (5) 의 바로 위에 차폐판 (19) 이 설치되어 있다. 이러한 차폐판 (19) 을 설치함으로써, 라미나 헤드 (20) 로부터 분사되는 냉각수 (21) 가 차폐판 (19) 에 의해 차단되기 때문에 직접적으로 유체 분류 (5) 에 충돌하는 일이 없다. 이 때문에 유체 분류 (5) 의 유속이 감쇠되는 것이 방지된다.
또한, 차폐판 (19) 을 수평 방향으로 가동식으로 하고, 유체 분류 (5) 를 사용하지 않은 판두께가 비교적 두꺼운 열연 강대를 제조하는 경우에는, 차폐판 (19) 을 런아웃 테이블 (3) 의 상측에서부터 이동시키도록 해도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 런아웃 테이블 위에서 강대에 바운드나 루프 등 비정상적인 변위가 생기는 것은, 특히 판두께 2.0㎜ 이하의 얇은 열연 강대에서 현저하고, 따라서, 본 발명은 이와 같은 얇은 열연 강대의 제조에 특히 바람직한 것이다.
본 발명은, 열간 압연 라인에 있어서 열연 강대를 제조하기 위한 제조 방법 및 제조 설비이다. 본 발명에 의하면, 런아웃 테이블 위에서 열연 강대를 안정 주행시켜, 강대가 패스 라인 상방으로 과도하게 변위되거나, 이것에 기인한 선단 폴딩, 미단 폴딩 등의 발생을 방지할 수 있다.

Claims (32)

  1. 열간 압연기로 압연하여 얻어진 열연 강대를 런아웃 테이블에 의해 반송한 후, 코일러에 감는 열연 강대의 제조 방법에 있어서,
    상기 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대의 상방에, 유체 분류를 패스 라인 (단, 런아웃 테이블의 강대 반송면) 위를 통판하는 열연 강대면과 접하지 않고 열연 강대의 상방을 통과하도록 분사하여, 상기 패스 라인으로부터 소정 레벨을 넘어 상방으로 변위된 강대 부분을 상기 유체 분류에 충돌시켜, 당해 강대 부분의 변위를 교정하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 열연 강대 상방을 통과중인 유체 분류의 중심선의 패스 라인으로부터의 높이를 50 ㎜ 이상, 450 ㎜ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 열연 강대 상방을 통과중인 유체 분류의 중심선의 패스 라인으로부터의 높이를 50 ㎜ 이상, 200 ㎜ 미만으로 하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 열연 강대 상방을 통과중인유체 분류의 하기 (1) 식으로 정의되는 라인 방향 추진력 (FL) 이 10 kgf 이상, 50 kgf 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
    FL= [ρA(vcos(π×α/180)－u)2]/9.8 …(1)
    단, ρ: 유체 분류를 구성하는 유체의 밀도 (㎏/m3)
    A : 유체 분사 노즐의 노즐구 단면적 (m2)
    v : 유체 분류의 속도 (m/sec)
    u : 열연 강대의 통판 속도 (m/sec)
    α: 유체 분류의 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (°)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분류를, 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°가 되도록 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 열연 강대 상방을 통과중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을, 열연 강대의 통판 속도보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 열연 강대의 선단측 부분의 상방을 통과중인 유체 분류의패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대의 통판 속도보다도 크게 하고, 열연 강대의 미단측 부분의 상방을 통과중인 유체 분류의 패스 라인 길이 방향 속도 성분을 열연 강대의 통판 속도보다도 작게 하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분류를, 반 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°가 되도록 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 열연 강대의 선단측 부분에 대해서는, 유체 분류를 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°가 되도록 분사하고, 열연 강대의 미단측 부분에 대해서는, 유체 분류를 반 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°가 되도록 분사하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라 적당히 간격을 둔 복수 지점에서 유체 분류의 분사를 행하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향에서의 유체 분류의 분사 위치의 간격이 5∼15 m 인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분류의 분사 방향의 강대 통판 방향 또는 반 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 를 0°< α< 90°로 함으로써, 유체 분류를 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과시키는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라서 적당히 간격을 둔 복수 지점에서 유체 분류의 분사를 행하는 동시에, 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하는 유체 분류의 궤적을 열연 강대면 상에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 중, 패스 라인 길이 방향으로 인접하는 분류 통과선 (x, x) 의 단부 끼리를, 패스 라인 길이 방향 위치에서 일치시키거나 또는 중복시키는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 런아웃 테이블 폭방향 양측으로부터 유체 분류의 분사를 행하는 동시에, 런아웃 테이블을 사이에 놓고 대향한 위치 (단, 런아웃 테이블을 중심으로 하여 비대칭의 위치를 포함한다) 로부터 분사되고, 열연 강대 상방을 통과중인 유체 분류의 하기 (2) 식으로 정의되는 폭방향 추진력 (FW) 이 대략 같아지도록, 유체 분류의 분사를 행하는 것을 특징으로 하는열연 강대의 제조 방법.
    FW= [ρA(vsin(π×α/180))2]/9.8 …(2)
    단, ρ: 유체 분류를 구성하는 유체의 밀도 (㎏/m3)
    A : 유체 분사 노즐의 노즐구 단면적 (m2)
    v : 유체 분류의 속도 (m/sec)
    α: 유체 분류의 분사 방향의 패스 라인 길이 방향 (강대 통판 방향 또는 반 강대 통판 방향) 에 대한 각도 (°)
  15. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분류를, 열연 강대의 상방을 패스 라인 길이 방향을 따라 통과시키는 동시에, 그 유체 분류의 분사 방향 전방의 열연 강대 상방 위치에서 유체 분류를 회수하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분류의 분사 방향이 수평면에 대하여 상방측 또는 하방측에 경사를 갖고, 그 유체 분류의 분사 방향의 수평면에 대한 기울기각 (β) 이 10°이하인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대에 대하여 상방으로부터 냉각수를 공급하여 열연 강대의 냉각을 행하는 열연 강대의 제조 방법으로서,
    상기 냉각수로부터 유체 분류를 차폐하기 위한 차폐체를, 상기 유체 분류의 상방에 배치하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 차폐체가, 유체 분류의 상방에 배치되는 차폐부재인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 차폐체가, 유체 분류의 상방을 그 유체 분류와 대략 평행하게 흐르는 차폐용 유체 분류인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 방법.
  20. 열간 압연기군과, 그 열간 압연기군의 출측에 설치되는 열연 강대 반송용의 런아웃 테이블과, 그 런아웃 테이블에 의해 반송된 열연 강대를 감는 코일러를 구비한 열연 강대의 제조 설비에 있어서,
    유체 분류를, 상기 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대의 상방에, 패스 라인 (단, 런아웃 테이블의 강대 반송면) 위를 통판하는 열연 강대면과 접하지 않고 열연 강대의 상방을 통과하도록 분사할 수 있는 유체 분사 노즐을, 런아웃 테이블의 측방 또는 상방에 구비하고, 또한 그 유체 분사 노즐의 노즐구 중심의 패스 라인으로부터의 높이를 50 ㎜ 이상, 450 ㎜ 이하로 한 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  21. 제 20 항에 있어서, 유체 분사 노즐의 노즐구 중심의 패스 라인으로부터의 높이를 50 ㎜ 이상, 200 ㎜ 미만으로 한 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 유체 분사 노즐의 유체 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  23. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 유체 분사 노즐의 유체 분사 방향의 반 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  24. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 유체 분사 방향의 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°인 유체 분사 노즐과, 유체 분사 방향의 반 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°≤α< 90°인 유체 분사 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라서 적당히 간격을 두고 복수의 유체 분사 노즐을 설치하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  26. 제 25 항에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향에서의 유체 분사 노즐의 설치 간격이 5∼15 m 인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  27. 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분사 노즐의 유체 분사 방향의 강대 통판 방향 또는 반 강대 통판 방향에 대한 각도 (α) 가 0°< α< 90°이고, 유체 분사 노즐로부터 분사되는 유체 분류가 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하도록 한 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  28. 제 27 항에 있어서, 런아웃 테이블 길이 방향을 따라서 적당히 간격을 두고 복수의 유체 분류 노즐을 형성하는 동시에, 그 복수의 유체 분류 노즐의 간격과 유체 분사 방향을, 각 유체 분류 노즐로부터 분사되어 열연 강대 전체 폭의 상방을 통과하는 유체 분류의 궤적을 열연 강대면 상에 평면 투영한 가상의 분류 통과선 (x) 중, 패스 라인 길이 방향으로 인접하는 분류 통과선 (x, x) 의 단부 끼리가, 패스 라인 길이 방향 위치에서 일치하거나 또는 중복하도록, 설정하는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  29. 제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분사 노즐을, 분사된유체 분류가 열연 강대의 상방을 패스 라인 길이 방향을 따라서 통과하도록, 패스 라인의 상방에 설치하는 동시에, 상기 유체 분류의 분사 방향 전방의 패스 라인 상방 위치에, 유체 분류를 회수하기 위한 회수 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  30. 제 20 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 분류 노즐의 유체 분사 방향이 수평면에 대하여 상방측 또는 하방측에 경사를 갖고, 그 유체 분사 방향의 수평면에 대한 기울기각 (β) 이 10°이하인 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  31. 제 20 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대에 대하여 상방으로부터 냉각수를 공급하는 냉각 장치를 갖는 열연 강대의 제조 설비로서,
    유체 분사 노즐로부터 분사된 유체 분류를 상기 냉각수로부터 차폐하기 위한 차폐부재를, 런아웃 테이블 상방에 설치한 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
  32. 제 20 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 런아웃 테이블에 의해 반송되는 열연 강대에 대하여 상방으로부터 냉각수를 공급하는 냉각 장치를 갖는 열연 강대의 제조 설비로서,
    유체 분사 노즐로부터 분사된 유체 분류를 상기 냉각수로부터 차폐하기 위한 차폐용 유체 분류를, 상기 유체 분류의 상방에 대략 평행하게 분사하기 위한 차폐용 유체 분사 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 열연 강대의 제조 설비.
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