KR20050064681A - 강판의 가스 제트 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판의 가스 제트 냉각장치에 관한 것으로 특히, 이동하는 강판을 연속적으로 열처리 또는 표면처리하는 제철공정의 라인에 장착되어 상기 강판에 가스를 분사시켜 냉각시키는 강판의 가스 제트 냉각장치 중, 강판의 불균일한 냉각 및 강판 진동의 원인인 주기적 와류를 제거하는 강판의 가스 제트 냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 갖는 본 발명의 강판의 가스 제트 냉각장치는, 종래의 강판의 가스 제트 냉각장치에 있어서, 다수의 가스 제트 분사노즐을 강판의 이동 방향(진행 방향)과 반대 방향으로 경사지도록 설치하되, 상기 강판과 가스 제트 분사노즐의 경사각은 강판의 중심부에서 단부로 갈수록 감소시키며, 상기 강판의 단부에서는 강판과 가스 제트 분사노즐이 거의 평행이 되도록 가스 제트 분사노즐의 경사각을 형성하여 구성한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 강판의 가스 제트 냉각장치에 의하여, 강판의 폭방향으로 균일한 냉각 효과를 얻을 수 있으며, 강판 도금 두께의 불균일이나 통판성의 저하 및 제품의 결함으로 이어지는 문제점을 방지할 수 있다.

Description

강판의 가스 제트 냉각장치{Gas Jet Cooler}

본 발명은 강판의 가스 제트 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동하는 강판을 연속적으로 열처리 또는 표면처리하는 제철공정의 라인에 장착되어 상기 강판에 가스를 분사시켜 냉각시키는 강판의 가스 제트 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속소둔로 등에 있어서 강판을 가스 제트 냉각장치에 의해서 냉각할 때 강판의 온도는 중앙부에서 높고, 단부로 갈수록 낮아지는 경향을 나타낸다. 즉, 강판의 폭 방향으로 가스 제트의 유량이 균일하게 분사된다 할지라도 폭 방향으로는 불균일하게 냉각되는 것이다.

이러한 불균일 냉각은 강판의 기계적 강도의 불균일을 초래하여 강판의 품질을 저하시킨다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 종래의 기술로는, 일본 특개평12-297331호(공개일 2000. 10. 24, 발명의 명칭 : 가스 제트 냉각장치)가 있는데, 이는 도 1에 나타낸 바와 같이, 가스 제트 냉각장치의 중앙부와 단부가 분리된 동시에 칸막이(20a)에 의하여 분할된 가스 챔버(20)가 구비되며, 상기 각 가스 챔버(20)의 압력을 제어할 수 있도록 구성되었다. 상기의 도 1에서 미설명부호 10은 강판, 30은 가스 제트 분사노즐, 40은 송풍기를 각각 나타낸 것이다.

그러나 상기한 종래 기술에서는, 강판(10) 단부에 분사되는 가스 제트의 대향 충돌점에서 정체 압력이 가장 높아져, 유동이 극도로 불안정해지며, 아주 작은 교란으로도 주기적으로 유동이 굴절되므로 높은 압력 변동을 초래하는 문제점이 있었다.

따라서, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 상기 강판(10)에서 발생된 압력차로 인하여 충돌 가스 제트의 유동이 왜곡되면서 압력 변동은 상기 강판(10)의 양면에서 교대로 나타나게 된다. 이와 같은 강판(10) 단부의 주기적인 압력 변동은 상기 강판의 진동을 초래하게 된다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 가스 제트의 대향 충돌시, 즉 상기 가스 제트가 강판(10)에 충돌한 후 상기 강판(10)을 따라 평행하게 흐르는 유동이 강판의 단부에서 이탈할 때 발생하는 와류(10a) 흘림 또한 상기 강판(10) 단부에서의 주기적인 압력 변동을 초래하게 되며, 이는 상기 강판(10) 진동의 원인이 되는 것이다.

상기와 같은 주기적 압력 변동을 일으키는 두가지 요인, 즉 분사 가스 제트의 대향 충돌과 와류 흘림이 동시에 발생한다면 이들은 서로 상승 작용을 하여 압력 변동의 진폭을 증가시킴으로써, 강판의 진동은 통제할 수 없을 정도로 증가할 수 있는 문제점이 있다.

그러나 만일, 가스 제트가 서로 대향하지 않고 엇갈려 분사된다면 대향 충돌에 의한 압력 변동은 피할 수 있으나, 강판의 단부를 향하여 상기 강판을 따라 평행하게 흐르는 가스 제트의 유동으로 인한 와류 흘림은 피할 수 없다.

따라서, 상기한 강판의 진동으로 인하여 용융도금 공정에서 강판 도금 두께의 불균일이나 통판성의 저하 및 제품의 결함으로 이어지는 문제점이 필연적으로 발생하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 강판과 가스 챔버 사이의 가스 제트 분사노즐각을 상기 강판의 폭 방향에 따라 달리함으로써, 강판의 불균일한 냉각이 해소되고, 주기적 와류의 제거로 인한 강판의 진동을 억제함으로써, 강판 도금 두께의 불균일이나 통판성의 저하 및 제품의 결함으로 이어지는 문제점을 방지할 수 있는 강판의 가스 제트 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 강판의 가스 제트 냉각장치는, 이동하는 강판을 연속적으로 열처리 또는 표면처리하는 제철공정 중 강판의 가스 제트 냉각장치에 있어서, 다수의 가스 제트 분사노즐을 강판의 이동 방향(진행 방향)과 반대 방향으로 경사지도록 설치하되, 강판과 가스 제트 분사노즐의 경사각은 강판의 중심부에서 단부로 갈수록 감소시키며, 강판의 단부에서는 강판과 가스 제트 분사노즐이 거의 평행이 되도록 가스 제트 분사노즐의 경사각을 형성하여, 강판의 불균일한 냉각 및 강판 진동의 원인인 주기적 와류를 제거한 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 종래와 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 강판의 가스 제트 냉각장치를 개략적으로 나타내는 개략 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 강판의 가스 제트 냉각장치를 나타내는 사시도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 강판의 가스 제트 냉각장치는, 종래의 가스 제트 냉각장치와 동일하게 가스 제트 분사를 위한 가스 챔버(20)와 다수의 가스 제트 분사노즐(30a~30f) 및 상기 가스 챔버(20)에 가스를 공급하는 배관 및 송풍기로 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 다수의 가스 제트 분사노즐(30a~30f)은 진행하는 강판(10)과 가장 근접하여 설치하되, 상기 가스 제트 분사노즐(30a~30f)의 출구와 상기 강판(10)의 접촉으로 인한 상기 강판(10)의 손상을 방지할 수 있는 거리에 위치시킨다.

이때, 상기 가스 제트 분사노즐(30a~30f)은 강판(10)의 냉각 효율을 증대시키기 위하여 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 강판(10)의 이동 방향과 반대 방향으로 경사지도록 설치하되, 상기 강판(10)과 가스 제트 분사노즐(30a~30f)의 경사각은 상기 강판(10)의 중심부에서 단부로 갈수록 감소시키며, 상기 강판(10)의 단부에서는 가스 제트 분사노즐(30f)과 거의 평행이 되도록 상기 가스 제트 분사노즐(30f)의 경사각을 형성한다. 즉, 상기 가스 제트 분사노즐(30f)을 통하여 상기 강판(10)에 분사되는 가스 제트가 상기 강판(10)과 평행한 각도로 분사되도록 하는 것이다.

상기와 같이 강판(10) 단부로 갈 수록 상기 강판(10)과 가스 제트 분사노즐(30a~30f)의 경사각이 감소하게 되면 분사되는 가스 제트의 충돌 압력이 작아지게 되며, 이로 인한 강판(10)의 냉각 성능이 떨어지게 된다.

따라서 상기 강판(10)의 단부로 갈 수록 강판(10)의 온도는, 가스 제트의 수직 분사의 경우에 비하여 증가하게 되며, 이에 따른 상기 강판(10)의 중심부와 단부의 온도 편차가 감소하게 되는 것이다.

또한 상기 강판(10)의 단부에서 강판과 거의 평행한 각도로 가스 제트를 분사하게 되면 대향 제트의 충돌 압력이 작아지게 되며, 상기 강판과 평행한 방향의 전단류가 흐르게 되어 주기적인 와류 흘림이 발생하지 않게 되므로, 강판의 진동을 억제할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 강판의 가스 제트 냉각장치는, 강판의 폭 방향으로 가스 제트 분사노즐의 경사각을 다르게 형성함으로써, 강판의 불균일한 냉각이 해소되고, 주기적 와류를 제거하여 강판의 진동을 억제함으로써, 강판 도금 두께의 불균일이나 통판성의 저하 및 제품의 결함으로 이어지는 문제점을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 강판의 가스 제트 냉각장치를 나타내는 개략도

도 2a 및 도 2b는 종래의 강판의 가스 제트 냉각장치에 있어서 대향 충돌 제트에 의한 주기적 압력 변동 메커니즘을 나타내는 개략도

도 3은 종래의 강판의 가스 제트 냉각장치에 있어서 전단 유동의 이탈에 의한 와류 흘림 메커니즘을 나타내는 개략도

도 4는 본 발명에 따른 강판의 가스 제트 냉각장치를 개략적으로 나타내는 개략 측면도

도 5는 본 발명에 따른 강판의 가스 제트 냉각장치를 나타내는 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 강판 10a : 와류

20 : 가스 챔버 20a : 칸막이

30, 30a~30f : 가스 제트 분사노즐 40 : 송풍기

Claims (2)

1. 이동하는 강판을 연속적으로 열처리 또는 표면처리하는 제철공정 중 강판(10)의 가스 제트 냉각장치에 있어서, 가스 제트 분사노즐(30a~30f)을 상기 강판(10)의 이동 방향과 반대 방향으로 경사지도록 설치하여, 상기 강판(10)의 냉각 속도가 증가되도록 한 것을 특징으로 하는 강판의 가스 제트 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 강판(10)과 가스 제트 분사노즐(30a~30f)의 경사각은 상기 강판(10)의 중심부에서 단부로 갈수록 감소시키되, 상기 강판(10)의 단부에서는 가스 제트 분사노즐(30f)과 거의 평행이 되도록 상기 가스 제트 분사노즐(30f)의 경사각을 형성한 것을 특징으로 하는 강판의 가스 제트 냉각장치.