KR20090068523A - 스케일 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 미니밀 공정 중 연속주조에서 제조되는 슬라브에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 슬라브의 상부 및 하부에 위치되는 상부베이스 및 하부베이스; 상기 상부베이스 및 하부베이스에 설치되어 고압의 공기가 이동하는 매니폴드; 상기 매니폴드에 설치되어 상기 슬라브의 상하 표면에 상기 고압의 공기를 음속으로 분사하는 초음속 분사노즐; 상기 초음속 분사노즐이 상하로 이동하기 위한 조절실린더; 및 상기 상부베이스 및 하부베이스에 각각 설치되어 상기 슬라브를 이동시키는 구동롤를 포함하되, 상기 초음속 분사노즐은 상기 고압의 공기의 분사되는 압력의 크기에 따라 상하로 승강하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 슬라브의 온도 하락을 방지하면서 스케일을 제거할 수 있다.
슬라브, 스케일 제거, 미니밀

Description

스케일 제거장치{DEVICE FOR ELIMINATING SCALE}
본 발명은 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 특히 미니밀 공정 중 연속주조에서 제조되는 슬라브의 온도 하락을 방지할 수 있는 스케일 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 미니밀 공정에서와 같이 연속주조공정을 거친 직후, 또는 일관 제철소와 같이 연속주조와 압연공정이 분리되는 경우에는 열간압연 공정의 가열로(reheating furnace)에서 재가열된 압연재인 슬라브의 표면에 1차 스케일(scale)이 생성되고, 시간이 경과함에 따라 슬라브의 표면에 2차 스케일이 생성된다.
스케일이 생성된 슬라브로부터 스케일을 제거하지 않고 압연하면, 스케일이 슬라브의 표면에 압입되어 제품의 표면결함을 유발시킨다.
따라서, 종래 열간압연 공정에서 스케일 결함이 없는 제품을 생산하기 위해, 조압연장치의 입출측 및 사상압연장치의 입측에 스케일 제거장치를 설치하여 사용하고 있다.
이러한 스케일 제거방법에는 여러가지가 있는데, 그 중에서 직경이 약 165mm인 고압수 분사용 헤더를 통하여 100-200 kgf/cm2의 고압수를 열연판 표면에 분사시 키는 방법이 가장 일반적인 방법으로 알려져 있다.
상기 종래 방법은 스케일과 슬라브의 기지조직 사이에 열응력을 발생시키는 급냉 효과를 이용하여 스케일에 수직 크랙(crack)을 유발시킨 후 고압수에 의해 스케일을 제거되도록 하는 방법이다.
종래의 열간압연의 조압연 공정에서의 스케일 제거방법은 스케일제거 효율이 가장 중요한 관심사인데, 고압의 물로 스케일 제거를 하는 공정이므로 슬라브의 온도하락을 억제할 방법이 없다.
또한, 과도한 양의 고압수가 사용되는 경우 표면온도의 편차가 불균일하게 발생되어 표면의 스케일을 제거하는 비율에 편차가 발생하거나, 열연판의 표면줄무늬 결함이 발생할 수 있다.
또한, 재질의 불균일, 압연용 작동롤(work roll)의 편마모, 및 작업소요시간의 연장되는 문제점이 발생하기도 한다.
따라서, 연속주조공정을 거친 후 조압연장치에 압입되기 이전에 생성된 스케일을 효율적으로 제거하고 추가적인 보열을 하지 않고서도 열간압연을 하기 위한 최소한의 슬라브의 온도를 확보할 필요성이 있다.
발명의 목적은 미니밀 공정 중 연속주조에서 생산된 후 조압연 과정을 거치기 전까지 슬라브의 온도 하락을 감소시키면서 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 미니밀 공정 중 연속주조에서 제조되는 슬라브에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 슬라브의 상부 및 하부에 위치되는 상부베이스 및 하부베이스; 상기 상부베이스 및 하부베이스에 설치되어 고압의 공기가 이동하는 매니폴드; 상기 매니폴드에 설치되어 상기 슬라브의 상하 표면에 상기 고압의 공기를 음속으로 분사하는 초음속 분사노즐; 상기 초음속 분사노즐이 상하로 이동하기 위한 조절실린더; 및 상기 상부베이스 및 하부베이스에 각각 설치되어 상기 슬라브를 이동시키는 구동롤를 포함하되, 상기 초음속 분사노즐은 상기 고압의 공기의 분사되는 압력의 크기에 따라 상하로 승강하는 스케일 제거장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 스케일 제거장치는 슬라브의 온도 하락을 감소시키면서 슬라브의 표면에 분사되는 고압 공기의 충돌압력을 증가시켜 스케일 제거능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 슬라브 표면의 과냉각을 방지할 수 있고, 연속된 압연공정에서 조압연 장치의 롤의 불균일한 마모를 방지함으로써, 미니밀 열연 슬라브의 비늘 스케일성 결함 및 형상 불량을 방지할 수 있다.
본 발명은 제철 미니밀공정 중 연속주조에서 제조된 슬라브를 조압연 이전 공정에서 표면에 생성된 스케일을 제거하는 스케일 제거장치에 관한 것이다.
본 발명은 압축공기의 압력을 조절함으로써 스케일 제거에 필요한 충돌압력을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스케일 제거장치는, 상부베이스(21) 및 하부베이스(22), 매니폴드(15), 초음속 분사노즐(12), 조절실린더(24), 및 구동롤(23)을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는, 스케일 제거장치의 외부를 감싸는 하우징(20)을 더 포함할 수 있다.
상부베이스(21) 및 하부베이스(22)는 슬라브(8)의 상부 및 하부에 각각 위치되고, 매니폴드(15)가 고정된다.
상부베이스(21) 및 하부베이스(22)는 하우징(20)에 고정될 수 있다.
매니폴드(15)는 원통으로 형성되며, 상부베이스(21) 및 하부베이스(22)에 설치되어 혼합된 고압의 공기를 초음속 분사노즐(12)에 공급한다.
매니폴드(15)는 상부베이스(21) 및 하부베이스(22)와 일체로 형성될 수 있다.
초음속 분사노즐(12)은 매니폴드(15)에 설치되어 슬라브(8)의 상하면에 고압의 공기를 분사한다.
초음속 분사노즐(12)은 도 2에 도시된 바와 같이, 슬라브(8)가 스케일 제거장치 내에 삽입되는 방향을 향하여 소정의 각도로 경사지도록 매니폴드(15)에 설치될 수 있다.
초음속 분사노즐(12)은 슬라브(8)에 분사되는 각도에 따라 소정의 간격으로 설치된다.
조절실린더(24)는 초음속 분사노즐(12)이 상하로 이동할 수 있도록 피스톤 형상으로 형성된다.
구동롤(23)은 상부베이스(21) 및 하부베이스(22)에 각각 설치되어 슬라브(8)를 일측으로 이동시킨다.
또한, 구동롤(23)은 분사되는 고압의 공기, 및 슬라브(8)로부터 탈락된 스케일이 슬라브(8)의 전후방으로 유출되지 않고 외부로 배출되도록 슬라브(8)의 표면에 밀착된다.
본 발명에 따른 스케일 제거장치의 초음속 분사노즐(12)은 슬라브(8)에 분사되는 고압의 공기의 압력 크기에 따라 조절실린더(24)에서 상하로 승강된다.
즉, 분사되는 공기의 압력이 커질수록 슬라브(8)에 부디치는 공기의 반발력에 의해, 초음속 분사노즐(12)은 각각 슬라브(8)에서부터 멀어지고, 압력이 작아지면 슬라브(8)에 가까워진다.
따라서, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 슬라브(8)의 표면에 분사되는 공 기의 충돌압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 압연기 내로의 제거된 스케일의 유입을 방지하여 표면결함을 방지하며, 슬라브(8)의 표면온도편차를 감소시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 초음속 분사노즐(12)의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 초음속 분사노즐(12)은 축소부 노즐(17)과 확대부 노즐(18)의 두 부분이 조합되어 이루어진 일명 De Laval Nozzle 형태로 구성되며, 축소부 노즐(17)에서 공기는 강하게 가속되어 노즐목(16) 부분에서 음속에 도달하고 확대부 노즐(18)의 출구부분에서는 더욱 팽창 증속되어 충격파(19)가 발생되어 음속이상의 유속으로 분출하게 된다. 공급되는 유체 즉, 공기의 정압 에너지는 유속의 제곱에 비례하면서 확대부 노즐(18)에서 돌발적인 충격파가 발생하여 기체의 압력 밀도가 급격히 증가하도록 구성된다.
도 4는 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 추가적인 구성을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 공기를 압축시키는 압축기(14), 및 공급 압력의 이상 발생 시 압력을 완화시키는 서어지탱크(13)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스케일 제거장치는 매니폴드(15)에 고압의 공기를 공급하는 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있다.
비산 스케일의 치입형 스케일 결함은 고압의 공기가 초음속 분사노즐(12)로부터 고압의 공기가 슬라브(8)에 분사되어 충돌함으로써, 슬라브(8)로부터 탈락된 스케일이 배출되어 방지된다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 초음속 분사노즐의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스케일 제거장치의 추가적인 구성도이다.

Claims (3)

  1. 미니밀 공정 중 연속주조에서 제조되는 슬라브에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    상기 슬라브의 상부 및 하부에 위치되는 상부베이스 및 하부베이스;
    상기 상부베이스 및 하부베이스에 설치되어 고압의 공기가 이동하는 매니폴드;
    상기 매니폴드에 설치되어 상기 슬라브의 상하 표면에 상기 고압의 공기를 음속으로 분사하는 초음속 분사노즐;
    상기 초음속 분사노즐이 상하로 이동하기 위한 조절실린더; 및
    상기 상부베이스 및 하부베이스에 각각 설치되어 상기 슬라브를 이동시키는 구동롤를 포함하되,
    상기 초음속 분사노즐은 상기 고압의 공기의 분사되는 압력의 크기에 따라 상하로 승강하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음속 분사노즐은 코안다 효과(coanda effect)에 의해 주변의 공기를 흡입하도록 내부에 오리피스곡면(orifice surface)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음속 분사노즐은 상기 슬라브가 삽입되는 방향을 향하여 경사진 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
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