KR20100020648A - 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치는, 헤더보호부재와, 상기 헤더보호부재에 적어도 하나 이상 입설된 실린더받침부재를 포함하는 베이스부; 상부헤더와, 상기 상부헤더에 적어도 하나 이상 입설된 헤더연결부재를 포함하고, 상기 베이스부의 내측에 구비되는 상부헤더부; 상기 베이스부와 상기 상부헤더부를 연결하여 설치되며, 상기 상부헤더를 승하강 시키는 상하 승강수단; 및 상기 상부헤더와 연결되어 상부헤더의 승하강에 따른 신축을 흡수하는 신축 이음수단을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 조압연기에서 압하되는 바아의 두께에 대응하여 상부 헤더를 상승, 하강시키면서 상기 상부 헤더를 바아의 표면과 일정 거리를 둔 후, 냉각수를 분사하므로써 바아 표면의 스케일 제거 효율을 향상시키고, 바아의 폭 방향 과냉각을 방지할 수 있다.

열연 강판, 가열로, 조압연기, 사상압연기, 바아, 냉각수, 디스케일링

Description

열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치{Apparatus for ascenting and descenting of descaling header for hot rolling steel plate}

본 발명은 디스케일링 헤더 승하강 장치에 관한 것으로, 특히 열연 공장의 가열로와 사상압연기 사이에 설치되어 상기 가열로에서 가열되어 이동하는 바아(bar)를 조압연기에서 압하를 하는 과정에서, 고압의 냉각수를 상기 바아 표면에 고속으로 분사하여 바아 표면의 산화피막인 스케일(scale)을 제거하는 디스케일링 상부 헤더를 상기 바아의 두께에 대응하여 승하강 할 수 있도록 구성된 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치에 관한 것이다.

일반적으로 열간 압연 공정은 가열로에서 두께 200~250mm의 슬라브 소재를 1150~1300℃의 온도로 가열한 후, 조압연기에서 두께 20~50mm의 바아(bar)로 압연하고, 사상압연기에서 1.0~20.0mm의 열연제품으로 제조하는 공정이다.

보통 조압연 공정에서는 한꺼번에 많은 압연을 할 수 없기 때문에 2~5개의 조압연기가 설치되어 있으며, 사상압연기와는 달리 소재를 왕복시키며 압연하는 가 역식 압연기가 마련되어 있다.

또한, 가열로에서 추출된 슬라브의 표면에는 가열로 내에서 가열되는 동안 형성된 두꺼운 1차 스케일과, 조압연 공정에서 압연되는 시간 동안 생성된 2차 스케일이 표면에 형성되어 있다. 이러한 스케일을 제거하기 위해 조압연 공정에 디스케일링 설비를 설치하여 고압의 디스케일링 냉각수를 바아 표면에 분사하여 바아 표면의 스케일과 충돌시킴으로써 제거하도록 하고 있다.

상기 디스케일링 설비는 열연공장에서 열연 제품의 품질을 좌우하는 핵심설비로서, 바아 표면에 생성된 산화스케일을 제거하여 다음 공정인 사상압연기로 이송시켜 주는 중요한 설비이며, 최근의 자동차 강판의 수요 증가에 따라서 바아 표면의 스케일 관리가 중요시 되고 있다.

도 1은 조압연기에서 바아(2)가 워크롤(work roll)(1)의 압하력에 의해 그 두께가 작아지는 현상을 나타낸 정면도로서, 3~5번 정도 전후로 압하작업을 하기 때문에 바아(2)의 두께가 한번 작업할 때마다 일정량씩 적어지는 것을 나타내고 있으며, h1과 v1은 압연전 바아의 높이(두께) 및 압연 속도, h2와 v2는 압연후 바아의 높이(두께) 및 압연 속도를 나타낸다.

도 2는 디스케일링 설비에서의 상,하부 헤더(3)(4)에서 고압의 냉각수(5)를 분사하여 바아(2) 표면의 스케일(미도시)을 제거하는 것을 나타낸 사시도로서, 바아(2)의 두께에 관계없이 상,하부 헤더(3)(4)의 높이가 고정되어 있고, 상,하부 헤더(3)(4)에는 분사노즐(3a)(4a)이 일정 피치로 설치되어 바아(2) 표면의 폭 방향으로 일정하게 냉각수(5)가 분사될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 바아(2)의 두께를 무시하고 고압의 냉각수(5)를 분사하게 되면, 바아(2)의 표면에 충돌하는 냉각수(5) 압력이 바아(2) 두께에 따라 달라지게 되므로 바아(2) 표면에 생성된 스케일이 완전하게 제거되지 않는 문제점이 있다.

즉, 바아(2)의 두께가 표준 두께(디스케일러 설계시의 대표 두께)보다 얇은 경우, 상,하부 헤더(3)(4)와 바아(2)간의 거리가 증가되어 바아(2) 표면에서의 충돌면압(P)이 감소됨으로써, 스케일이 충분히 제거되지 않게 되고, 바아(2)의 두께가 표준 두께보다 두꺼운 경우, 상,하부 헤더(3)(4)와 바아(2)간의 거리가 감소되어 고압의 냉각수(5)에 의해 바아(2)가 폭 방향으로 과냉각됨으로써, 후속 설비인 사상압연기에서 과부하가 발생되는 등 열연제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조압연기에서 압하되는 바아의 두께에 대응하여 상부 헤더를 상승, 하강시키면서 상기 상부 헤더를 바아의 표면과 일정 거리를 둔 후, 냉각수를 분사하므로써 바아 표면의 스케일 제거 효율을 향상시키고, 바아의 폭 방향 과냉각을 방지할 수 있는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 헤더보호부재와, 상기 헤더보호부재에 적어도 하나 이상 입설된 실린더받침부재를 포함하는 베이스부; 상부헤더와, 상기 상부헤더에 적어도 하나 이상 입설된 헤더연결부재를 포함하고, 상기 베이스부의 내측에 구비되는 상부헤더부; 상기 베이스부와 상기 상부헤더부를 연결하여 설치되며, 상기 상부헤더를 승하강 시키는 상하 승강수단; 및 상기 상부헤더와 연결되어 상부헤더의 승하강에 따른 신축을 흡수하는 신축 이음수단을 포함하는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치에 의하여 달성된다.

바람직하게는 이러한 본 발명에서 상기 헤더보호부재의 내면에는, 상기 상부헤더가 입출되는 사각 형상의 관통부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 이러한 본 발명에서 상기 상부헤더의 길이 방향을 따라 다수의 냉각수 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 이러한 본 발명에서 상기 상하 승강수단은, 유압 실린더인 것을 특징으로 한다.

아울러, 이러한 본 발명에서 상기 실린더받침부재의 내측에 설치되어 상기 헤더연결부재의 상승, 하강에 따른 직선운동을 안내하는 직선운동 안내수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치에 따르면, 조압연기에서 압하되는 바아의 두께에 대응하여 상부 헤더를 상승, 하강시키 면서 상기 상부 헤더를 바아의 표면과 일정 거리를 둔 후, 냉각수를 분사하므로써 바아 표면의 스케일 제거 효율을 향상시키고, 바아의 폭 방향 과냉각을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

실시예

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 나타낸 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 나타낸 측면도이다.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치의 작동 상태를 나타낸 측면도로서, 이에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치는 크게 베이스부와, 상기 베이스부의 내측에 구비되는 상부헤더부와, 상기 베이스부와 상기 상부헤더부를 연결하여 설치되는 상하 승강수단과, 상기 상부헤더와 연결되어 이의 승하강에 따른 신축을 흡수하는 신축 이음수단을 포함하여 이루어진다.

상기 베이스부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 'V'자형 절곡 단면을 갖는 헤더보호부재(12)의 상면 길이 방향을 따라 'ㄷ'자형 단면을 갖는 복수의 실린더받침부재(14)가 입설(立設)되고, 상기 헤더보호부재(12)의 내면에는 후술하는 상부헤더(22)가 입출되기 위한 사각 형상의 관통부(12a)가 형성되며, 상기 헤더보호부재(12)는 전술한 조압연기의 본체(미도시)에 다수의 볼트를 통해 연결되어 있다.

또한, 본 발명에서 상기 실린더받침부재(14)는 2개 설치된 것이 나타나 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고 단수 혹은 3개 이상 설치가능하며, 다만 본 발명에서는 후술하는 신축 이음수단을 사이에 두고 각각 1개씩 2개 설치된 것이 나타나 있다.

상기 상부헤더부(20)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중공의 원통 형상을 갖는 상부헤더(22)의 좌우 양측에 헤더연결부재(24)가 입설된 상태에서 상기 베이스부(10)의 헤더보호부재(12)와 실린더받침부재(14) 사이에 수납되고, 상기 상부헤더(22)의 길이 방향을 따라 다수의 냉각수 분사노즐(50)이 구비되며, 상기 헤더연결부재(24)의 상단은 전면과 후면이 개방된 사각틀체 형상을 구비하고 있다.

유압 실린더(30)로 구성되는 상기 상하 승강수단은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 플랜지(30a)가 상기 실린더받침부재(14)의 상면에서 다수의 볼트를 통해 고정되고, 실린더 로드(32)가 상기 실린더받침부재(14)를 관통하여 그 선단부가 헤더연결부재(24)의 내측 상면에 복수의 너트(34)를 통해 연결되며, 상기 유압 실 린더는 별도의 유압 유니트(미도시)로부터 유압을 공급받아 작동이 이루어진다.

3단 구조의 스위블 조인트(swivel joint)(40)로 구성되는 상기 신축 이음수단은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상단의 플랜지(40a)가 전술한 조압연기의 배관 플랜지(미도시)에 다수의 볼트를 통해 연결되고, 하단의 플랜지(40b)가 상기 상부헤더(22)의 중앙부에 고정 설치된 배관(26)의 플랜지(26a)에 다수의 볼트를 통해 연결되어 고압의 냉각수(도 2의 5)가 이송된다.

한편, 상기 실린더받침부재(14)의 내측에 LM가이드로 구성되는 직선운동 안내수단이 설치되어지되, 상기 직선운동 안내수단은 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 좌우 1쌍의 라이너(liner)(60)가 상기 실린더받침부재(14)의 내측면에 고정 설치되고, 상기 라이너(60)의 상면을 타고 슬라이딩 이동되는 슬라이더(slider)(62)가 상기 헤더연결부재(24)의 양 내측면에 다수의 볼트(64)를 통해 연결되어 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 가열로에서 가열되어 이동하는 바아(도 2의 2)를 조압연기에서 압하를 하는 과정에서 상기 바아(2)의 두께가 표준 두께보다 얇은 경우, 상기 유압 실린더(30)에 유압을 작용시킴에 따라 실린더로드(32)의 길이가 신장되면서 이와 연결된 헤더연결부재(24) 또한 하강하고, 상기 상부헤더(22)와 냉각수 분사노즐(50)이 상기 관통부(12a)를 통해 하강하며, 이와 연동하여 상기 슬라이더(62)가 상기 라이너(60)의 상면을 타고 슬라이딩 하면서 하 부로 이동한다.

이와 같이 하여 냉각수 분사노즐(50)과 바아(2) 간의 거리가 적당하다고 판단되면 유압 실린더(30)의 구동을 정지시키고, 전술한 조압연기의 배관을 통해 공급되는 고압의 냉각수를 상기 배관(26)을 경유하여 냉각수 분사노즐(50)을 통해 바아(2)의 상부측 표면에 분사하여 스케일을 제거하며, 이와 동시에 하부헤더(도 2의 4)를 통해 바아(2)의 하부측 표면에 분사하여 스케일을 제거한다.

한편, 위와는 반대로 바아(2)의 두께가 표준 두께보다 두꺼울 경우, 상기 유압 실린더(30)에 유압을 작용시킴에 따라 실린더로드(32)의 길이가 축소되면서 헤더연결부재(24) 또한 상승하고, 상기 상부헤더(22)와 냉각수 분사노즐(50)이 상기 관통부(12a)를 통해 상승하며, 이와 연동하여 상기 슬라이더(62)가 상기 라이너(60)의 상면을 타고 슬라이딩 하면서 상부로 이동한다.

이와 같이 하여 냉각수 분사노즐(50)과 바아(2) 간의 거리가 적당하다고 판단되면 유압 실린더(30)의 구동을 정지시키고, 고압의 냉각수(5)를 상기 냉각수 분사노즐(50)을 통해 바아(2)의 상부측 표면에 분사하여 스케일을 제거하며, 이와 동시에 하부헤더(4)를 통해 바아(2)의 하부측 표면에 분사하여 스케일을 제거한다.

즉, 상기 냉각수 분사노즐(50)과 바아(2) 표면까지의 거리를 신축적으로 조절 가능하므로 적은 압력의 냉각수로서 바아(2) 표면의 스케일을 제거할 수 있고, 냉각수 분사노즐(50)과 바아(2) 표면까지의 거리를 가깝게 할 경우 바아(2) 표면에 대한 충돌면압(P)을 높일 수 있으므로 산화 스케일 제거 능력이 향상되며, 바아(2)의 폭 방향으로 균일하게 냉각을 시킬 수 있으므로 열연 제품의 품질이 크게 향상 된다.

한편, 위와 같은 과정에서 상기 헤더보호부재(12)는 바아(2)가 상향으로 진행하는 것을 차단하여 본 발명에 따른 상부 헤더 승하강 장치를 보호하고, 상기 스위블 조인트(40)는 상부헤더(22)의 승,하강시 이에 따른 변동폭을 신축적으로 흡수하여 원활한 작동이 구현되도록 하며, 상기 직선운동 안내수단은 상부헤더부(20)와 유압 실린더(30)의 상하 운동 과정에서 수직 방향의 이동을 도와주고, 유동이나 이탈을 방지한다.

한편, 본 발명에서는 상부 헤더 승하강 장치가 개시되어 있으나, 상기 하부헤더(4)에도 본 발명에 따른 승하강 장치를 적용하는 것도 가능하며, 이 경우, 바아(2)의 두께에 대응하여 바아(2)의 상,하부에서 보다 효율적으로 스케일을 제거할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 조압연기에서 바아가 워크롤(work roll)의 압하력에 의해 그 두께가 작아지는 현상을 나타낸 정면도,

도 2는 디스케일링 설비에서의 상,하부 헤더에서 고압의 냉각수를 분사하여 바아 표면의 스케일을 제거하는 것을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 나타낸 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치를 나타낸 측면도,

도 6은 본 발명에 따른 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치의 작동 상태를 나타낸 측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 워크롤 2 : 바아

10 : 베이스부 12 : 헤더보호부재

14 : 실린더받침부재 20 : 상부헤더부

22 : 상부헤더 24 : 헤더연결부재

30 : 유압 실린더 32 : 실린더로드

40 : 스위블 조인트 50 : 냉각수 분사노즐

60 : 라이너 62 : 슬라이더

Claims (5)

1. 헤더보호부재와, 상기 헤더보호부재에 적어도 하나 이상 입설된 실린더받침부재를 포함하는 베이스부;

   상부헤더와, 상기 상부헤더에 적어도 하나 이상 입설된 헤더연결부재를 포함하고, 상기 베이스부의 내측에 구비되는 상부헤더부;

   상기 베이스부와 상기 상부헤더부를 연결하여 설치되며, 상기 상부헤더를 승하강 시키는 상하 승강수단; 및

   상기 상부헤더와 연결되어 상부헤더의 승하강에 따른 신축을 흡수하는 신축 이음수단을 포함하여 구성되는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 헤더보호부재의 내면에는,

   상기 상부헤더가 입출되는 사각 형상의 관통부가 형성된 것을 특징으로 하는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 상부헤더의 길이 방향을 따라 다수의 냉각수 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상하 승강수단은,

   유압 실린더인 것을 특징으로 하는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더받침부재의 내측에 설치되어 상기 헤더연결부재의 상승, 하강에 따른 직선운동을 안내하는 직선운동 안내수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연 강판용 디스케일링 헤더 승하강 장치.

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