KR20100072203A

KR20100072203A - 압연 실린더용 스프레이 윤활 유닛과 방법

Info

Publication number: KR20100072203A
Application number: KR1020107006198A
Authority: KR
Inventors: 바르트 베르바에트; 후고 우이트데브p스; 그리에트 란누
Original assignee: 센트레 데 르체르체스 메탈루르지퀘스, 에이에스비엘-센트륨 부어 리서치 인 데 메탈루르지 브이제트더블유
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2010-06-30
Also published as: CN101821026A; KR101490354B1; JP5442619B2; EP2195125A1; BRPI0816606A2; US8544608B2; WO2009046505A1; EP2195125B1; US20100258380A1; EP2195125B2; JP2010540255A; BE1017806A3; BRPI0816606B1

Abstract

본 발명은, 상기 실린더(1)에 평행하게 배열되고 압축 불활성 기체 또는 공기(4)가 공급된 제어 가능한 에어 스프레이(3)에 의해 형성된 스프레이 바(bar)(2)를 사용하여, 바람직하게는 롤 갭(roll gap) 부근에서, 상기 실린더 및/또는 스트립(strip)을 포함하는 타깃 위에 윤활제가 스프레이 또는 분무되는, 바람직하게는 강철인 금속 스트립의 바람직하게는 열간 압연을 위한 실린더(1)의 직렬형 윤활을 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 각 스프레이(3)가, 혼합 챔버(mixing chamber)(6')가 이어지는 어댑터(adapter)(6)에 배열된 압축된 불활성 기체 또는 공기(4)를 위한 입구 및 압축되지 않은 순수한 오일(5)을 위한 입구를 포함할 뿐만 아니라, 분무화된 혼합물을 위한 출구 노즐(outlet nozzle)(7)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

압연 실린더용 스프레이 윤활 유닛과 방법{SPARY LUBRICATION UNIT AND METHOD FOR ROLLING CYLINDERS}

본 발명은, 열간 또는 냉간 압연 라인의 실린더 또는 롤러를 위한 새로운 윤활 유닛(lubrication unit)에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 유닛에 대한 실행 방법에 관한 것이다.

철 또는 강철 밀(steel mill)에서 압연 실린더를 윤활시키는 것은 오일 농도가 일반적으로 0.3과 2% 사이에서 변하는 유제(emulsion)(수중 오일 액적의 현탁액)를 분사(또는 기화)시켜 이루어지는 것으로 알려져 있다. 이는 라인에서 제조된 안정한 유제이거나 불안정한 유제일 수 있다.

일반적으로, 유제는 오일을 건조한 표면에 도포하기 위한 스크래이퍼(scraper) 다음에 위치한 분사 장치에 의해 작동 롤러에 직접 도포된다. 이 도포 방법은 오일의 바람직한 분배를 보장하고, 따라서, 오일 소비의 감소에 기여한다.

작동 롤러의 우수한 윤활 지점은 단순히 롤러의 성능의 문제(표면 열화)에 국한되지 않고, 가해질 압연력 및 토크와 관련되어 있으며, 필요한 전기 소비와 관련되어 있다. 보다 엄격한 고객에 의해 부과된 증가된 생산 및 표면 품질의 조건에서, 더 단단하고 더 얇은 강철로, 종래의 롤러보다 더 높은 마찰 계수를 특징으로 하는 HSS-형 롤러 사용시 효율적인 윤활의 필요성이 더 커진다.

윤활 조건 중에서, 마찰 계수는 사용된 도포 기술, 오일의 양, 오일의 특성, 유속 및 오일 유제 농도, 스트립 또는 실린더의 표면 온도 및 롤러의 특성 및 상태{조도(roughness), 열화, 규모, 수막 두께 등}, 압연 속도 및 힘, 감소율, 제품의 등급 및 표면 상태 등과 같은 다수의 인자에 의존한다. 따라서, 윤활 효율은 압연 밀들 사이에 다르게 변할 수 있으며, 작은 밀에서는 스트랜드 간에 다르게 변할 수 있다.

실험실에서, 윤활 효율은 윤활제 전달 기술, 윤활제의 특성(미네랄, 에스터-기반 등) 및 실행되는 윤활제의 양에 의존한다는 것이 판명되었다. 0.1 내지 1g/m² 사이에서 변하는 표면에서 스프레이 오일 분배["평탄화(plate-out)"]에 의해 만족스러운 결과가 얻어진다.

종래에, 오일 유제를 스프레이하기 위한 장치는, 주 튜브 내에서 이동하는 물에 의해 생성된 저압에 의해 오일이 흡입되는 벤투리 노즐(venturi nozzle) 또는 예로서, 정적 튜브 혼합기(static tube mixer)인 안정성 유제를 분사하기 위한 종래의 평탄한 노즐을 갖는 장치 중 어느 하나이며, 후자의 장치에서 오일은 "장애물"의 존재로 인해 전단(속도 구배)이 증가되는 튜브의 영역 내로 분사된다. 벤투리 노즐 또는 정적 튜브 혼합기는 일련의 제트와 연계되며, 이 제트의 수는 윤활 대상 스트립의 폭에 따라 선택된다 (2m 폭까지의 스트립에 대해 3개 내지 7개 제트).

문헌 EP-A-1 193 004는 냉간 압연을 위한 윤활 방법을 개시하고, 이 방법은 폐쇄 회로로 실린더 및 강철 스트립에 유제가 전달되는 형태로 제 1 오일 전달 장치를 사용하고, 강철 스트립의 전방 표면 및 후방면 상에만 제 2 유제 전달 장치를 사용하여 압연 오일 유제를 제공하는 단계를 포함한다. 제 2 장치에서, 압연 오일은 평균 입자 크기들이 제 1 장치에서 보다 큰 것을 보증하도록 평균 입자 크기를 제어하면서 제 1 장치를 위해 사용되는 것들과 동일한 유형 및 농도의 유화제(emulsifying agent)에 추가된다. 스트립에 부착되지 않은 제 2 장치에 의해 생성된 유제는 제 1 장치에 의해 생성된 유제와 동시에 회수된다.

문헌 WO-A-03/002 227은 냉각수 스프레이 바와 윤활 오일, 오일/공기, 오일/물 또는 오일/공기/물 혼합물 또는 심지어 그리스를 위한 별개의 스프레이 바를 포함하는, 압연 스탠드 내의 작동 롤러를 냉각 및 윤활하기 위한 장치를 개시한다.

문헌 WO-A-03/000 437은 조절 가능한 비율의 물에 오일을 탄 유제가 혼합기 내에서 균질하게 제조되고 다양한 스프레이 영역으로 전달되며, 그 분배가 폭에 따라 변하는, 밀 롤러를 윤활하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 각 영역은 노즐의 열에 해당하며, 각 노즐은 적어도 하나의 릴레이 밸브에 의해 제어된다.

문헌 JP-A-2001/179 313은 압연 스탠드 내의 작동 롤러에 대한 윤활제의 균일한 부착을 가능하게 하는 격자 구조를 사용하여, 비희석 오일 형태 또는 유제 형태로 윤활제를 적용하기 위한 장치를 개시한다.

특허 US-A-3 933 660은 구리 및 그 합금의 열간 압연을 위한 환원형 윤활유의 감소를 제안하고, 이는 1,000 중량부의 물, 6 내지 200 중량부의 석탄산, 황산 또는 인산 형의 음이온 표면 활성화제(anionic surface activator) 및 0.8 내지 200 중량부의 알콜, 글리콜 알킬렌 또는 글리콜 에테르 형의 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 압연 오일은 압연 실린더와, 열간 압연 대상 스트립 사이에 스프레이됨으로써, 구리 및 그 합금 윤활, 산화물 막 제거 기능 및 산화물 막의 형성 방지 기능을 제공한다.

문헌 JP-A-2003/129 079는 카르복실레이트, 금속 산 포스페이트 또는 금속 알킬포스포네이트를 포함하는 금속의 소성 가공을 위한 윤활제 혼합물을 개시한다.

문헌 JP-A-55 151 093은 극성 유기 화합물로 덮여진 스트립의 냉간 압연을 위한 윤활 방법을 개시하며, 여기서, 스테아르산과 같은 극성 유기 혼합물을 포함하는 혼합물과 오일의 유제가 스프레이된다. 나머지 오일 유제는 스트립의 표면에 흡착된 오일 층이 형성된 이후 건조에 의해 제거된다.

문헌 WO-A-2005/071 050은 식물성 또는 동물성 트리글리세리드 오일의 말레이션(maleation)에 의해 얻어진 금속과 함께 작용하기 위한 자체 유화 윤활제를 개시한다.

산업적 규모로 사용될 때, 오일 유제를 분무하기 위한 이들 장치에 고유한 주된 단점은 아래와 같다:

- 오일의 유형 및 물의 "품질"에 의존하는 오일-물 상호작용이 롤러에 대한 오일 부착 시간 및 부착 양을 결정한다. 따라서, 사용되는 장치의 효율은 쉽게 예측되지 않는다;

- 사용되는 불안정 유제의 성능은 물에서 오일의 바람직한 분산을 유지하기 위한 기능 또는 달리 말하면, 얻어지는 전단율의 시간에 걸친 값 및 안정성과 크게 상관되어 있으며, 이 얻어지는 전단율은 속도 구배와 상관되어 있고, 이 속도 구배는 사용되는 튜브의 길이 및 직경과 유제 유동 속도 양자 모두에 의존한다. 사실, 정적 튜브 혼합기와 다양한 제트들 사이에서 이 안정성을 유지하는 것은 곤란하며, 달리 말하면, 얻어지는 마찰 계수의 제어성을 보증하는 것이 곤란하다;

- 물과 오일을 접촉시키는 것은 일반적으로 공급 파이프와 제트를 차단하는 경질의 접착성 폴리머 상을 형성하는 반응을 초래한다.

이들 단점을 극복하기 위해, 본 출원인은 EP-A-1 512 469에서 마찰을 일정하게 유지하거나 어떠한 경우에도 산업적 규모의 제어하에 있게 하고, 실린더에 대한 윤활유의 부착 효율을 증가시키고, 실린더 위의 오일의 분배의 균일성을 증가시킬 수 있게 하는 열간 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 방법 및 장치를 이미 제안한 바 있다.

이 방법에 따르면, 폐쇄된 챔버에 의해 작동 실린더의 간극 부근에서 윤활제 또는 윤활제들의 혼합물을 스프레이 또는 분무함으로써 윤활이 달성되고, 폐쇄된 챔버는,

- 700㎛ 미만, 바람직하게는 200㎛ 미만의 크기를 갖는 윤활제 액적의 구름을 형성하기 위한 수단을 구비하고,

- 상기 수단에 연결된 조절 가능한 개구를 갖고 챔버의 전방 표면에 위치한 다이어프램을 구비하며,

- 챔버 내부의 다이어프램의 부분과 챔버의 내벽에서 나머지 윤활제를 회수하기 위한 장치를 구비한다.

본 발명은, 현 기술 상태의 단점, 특히, 오일/물 유제의 사용과 관련된 단점을 극복할 수 있도록 하는 해법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상방 및 하방 양자 모두로 조절 및 제어 가능한, 실린더의 매우 균일한 윤활을 달성하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 동일한 효율에 대해 매우 낮은 유속으로 윤활제의 경제적이고 정확한 사용을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 스탠드의 레벨에서 전기 입력과 오일의 가열을 필요로 하지 않는 장치를 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 특히 파이프와 노즐의 차단이 방지됨으로써, 정비를 용이하게 하는 추가 목적을 갖는다.

본 발명은 윤활제에 의한 오염을 감소시키고 화재의 위험을 제거하는 추가 목적을 갖는다.

본 발명은 노즐에 공급하면서 노즐의 기계적 지지부로도 작용하는 소형 시스템 형태의 공통 공기 매니폴드(common air manifold)에 직접 설치되는 노즐을 제공하는 추가 목적을 갖는다.

본 발명은 영역당 다수의 노즐에 공용되는 하나의 펌프 또는 노즐당 하나의 단일 펌프를 갖는 다수의 노즐을 위한 다수의 투여 펌프를 포함하는 장치를 제공하는 것을 추가 목적으로 한다.

마지막으로, 본 발명은 조절 가능한 유속으로 노즐 내에 압축되지 않는 오일을 사용하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 바와 같이 본 발명의 제 1 양상은, 상기 실린더(1)에 평행하게 배열되고 압축 공기 또는 불활성 기체가 공급된 제어 가능한 에어 스프레이 바에 의해, 바람직하게는 롤 갭(roll gap) 부근에서, 상기 롤러 및/또는 스트립(strip)을 포함하는 타깃 위에 윤활제를 스프레이 또는 분무하여, 바람직하게는 강철인 금속 스트립의 바람직하게는 열간 압연용인 압연 실린더를 윤활하기 위한 직렬형 장치에 관한 것이고, 각 스프레이는, 혼합 챔버(mixing chamber)가 이어지는 어댑터(adapter)에 압축 공기 또는 불활성 기체를 위한 입구 및 압축되지 않은 순수한 오일(uncompressed pure oil)을 위한 입구를 포함할 뿐만 아니라, 분무화된 혼합물을 위한 출구 노즐(outlet nozzle)을 포함한다.

본 발명의 장치의 바람직한 실시예는 종속항 2 내지 13에 개시되어 있다.

청구항 14에 제시된 바와 같은 본 발명의 다른 태양은 상술한 장치에 의해 윤활제를 스프레이 또는 분무하는 것에 의한 바람직하게는 강철 스트립인 금속 스트립의 바람직하게는 열간 압연 실린더인 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 방법에 관한 것으로, 스프레이 바로부터의 출구에서 공기에 의해 가압된 순수 오일의 미세 액적의 구름이 20ml/min의 최대 유속으로 생성되고, 오일은 스프레이 장치에 진입하며, 공기 압력은 0.5바 미만이다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시예는 종속항 15 및 16에 개시되어 있다.

본 발명은, 상방 및 하방 양자 모두로 조절 및 제어 가능한, 실린더의 매우 균일한 윤활을 가능하게 하는 효과를 제공한다.

도 1은, 본 발명의 압연 실린더 위에 순수 오일을 스프레이하기 위한 에어 스프레이 바의 사시도(상세도 구비).
도 2는, 도 1의 바의 스프레이의 개략적 세부 단면도.
도 3은, 본 발명의 제 1 바람직한 실시예의 윤활 장치의 개략적 개요도.
도 4는, 본 발명의 장치에서 얻어진 스프레이 패턴의 실제 예를 도시하는 도면.
도 5는, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예의 윤활 장치의 개략적 개요도.
도 6은, 도 5의 장치에 사용되는 것 같은 모듈형 디바이더 밸브(MDV)의 개략도.
도 7은, 다양한 "평탄화" 값에 대하여, 각각 압연 오일과 평지 오일(colza oil)을 윤활제로 사용하여 정적 튜브를 갖는 장치에서 시간에 걸친 총 압연력의 변화들을 나타내는 도식도.
도 8은, 평지 오일을 사용한 도 5에서와 같은 장치에서의 시간에 걸친 총 압연력의 변화의 도식도.

본 발명은 매우 소량의 순수 오일을 작동 실린더 위로 스프레이하기 위해 공기를 분무하는 원리에 기초한다. 매우 낮은 농도의 순수 오일이 사용되므로, 0 내지 0.6g/m²의 표면 분배["평탄화(plate out)"]가 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 공기-분무 장치를 사용하여, 두 개의 서로 다른 파이프로부터 유입되는 공기와 오일의 전체적 혼합에 의해 스프레이가 형성되며, 공기 및 오일은 작은 오일 입구 튜브로부터 벗어난 직후에 "혼합"된다. 완전한 스프레이 패턴을 얻기 위해, 공기 압력 및 오일 유속은 연무(mist)의 형성을 방지하도록, 고려되는 용례의 유형에 대해 완벽하게 조정된다.

본 발명의 특징은, 오일이 가압되지 않지만, 즉, 가능한 낮은 압력이지만, 디바이더와 조합하거나 조합하지 않은 상태의 (마이크로) 펌프에 의해 매우 적은 양으로 노즐에 오일이 전달된다는 것이다. 작은 튜브를 통해 오일이 유동하고, 노즐이 밀리미터 정도의 크기의 개구를 가지기 때문에, 노즐이 차단될 위험이 없다. 스프레이 패턴 및 액적의 크기는 단지 공기 압력에 의해서만 제어되기 때문에 오일을 가열할 필요가 없다.

스탠드들 내의 유해 환경 조건들(높은 온도, 습도 등)의 결과로서, 이들 유해한 힘들을 쉽게 견딜 수 있는 강인한 스프레이 헤드가 제안된다. 이는 전체적으로 금속으로 이루어져 있기 때문에, 헤드의 냉각이 불필요하다. 이런 시스템에서, 스프레이의 폭을 이 폭이 스트립의 폭에 일치하도록 제어할 수도 있다. 이 때는, 이를 위해, 추가적 펌프를 설치할 필요가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 설명

예 1

도 1에 도시된 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따라서, 윤활 장치는 압연 실린더(1)에 평행하게 배치된 에어 스프레이(3)의 바(2)를 포함한다. 스프레이(3)는 이 바(2)를 따라, 이에 수직으로, 바람직하게는 서로 등거리로 배열된다. 바와 롤러 사이의 거리는 100mm 내지 200mm인 것이 바람직하다.

도 2는 스테인레스 강으로 제조된 스프레이(3)의 세부사항을 도시한다. 이것은 압축 공기 입구(4)와, 압축되지 않은 오일 입구(5)와, {상기 양 입구는 오일과 공기가 혼합되는 혼합 챔버(6')가 이어지는 특수 설계된 어댑터(6)에 의해 위치함}, 분무된 혼합물을 방출하기 위한 노즐(7)을 포함한다. 따라서, 공기 매니폴드(4) 이후에 배치된 어댑터(6)는 입구(5)를 통한 오일의 공급 및 공기의 이동을 가능하게 한다. 또한, 이는 노즐을 고정하는 부품(지지부)의 역할을 한다.

바(2) 당 약 15개의 스프레이(3)가 제공되어 예로서, 50ml/min의 최소 오일 유속과, 150ml/min의 최대치를 갖는 2m의 처리 폭을 가능하게 하는 것이 바람직하다. 바람직한 오일 유속의 값은 실린더의 회전 속도(20m/s까지)에 기초하여 각 특정 압연 밀을 위해 결정된다. 가능한 낮은 압력(이상적으로 0바)으로, 20 ~ 50 mPa.s 정도의 점성을 갖는 천연 오일이 사용되는 것(따라서, 어떠한 "운반" 매체도 없음)이 바람직하다. 시스템은 압연력과 토크를 최적화할 수 있는 0.4g/cm² 정도의 "평탄화"를 획득하도록 제어된다. 공기 압력은 0.4 내지 0.45바를 초과할 수 없으며, 즉, 연무 형성의 위험이 있다. 노즐 개구는 매우 작아야만 하고, 이미 언급한 바와 같이, 차단 위험이 낮아지도록 통상적으로 1.5mm의 직경으로 이루어진다.

도 3은 도 2에 기술된 제어 가능한 스프레이 바를 포함하는 본 발명의 제 1 실시예에서와 같은 윤활 장치의 개요도를 도시한다.

바(2)의 각각의 스프레이(3)는 바에 스프레이가 존재하는 만큼 많은 수의 투여 마이크로펌프(dosing micropump)를 구비하는 디바이더(9)로 제어된다. 디바이더(9)의 각 마이크로펌프는 오일 탱크(11)에 의해 공급되고, PC(10)에 의해, 오일 유속 제어기(12)를 통해 독립적으로 제어된다 (예를 들어, 15 출구, 0 ~ 40 Hz). 바(2)는 압축 공기 파이프(13)에 의해 공급받는다. 공기 압력값은 압력계(14)에 의한 규제를 위해 PC에 전달된다. 실린더(1)의 속도도 측정 장치(15)에 의해 PC에 전달된다. 추가적 온/오프 밸브(미도시)가 장치의 사용의 용이성 때문에, 디바이더(9)에 공급하는 오일 파이프 내에, 디바이더 바로 앞에 설치될 수 있다.

도 4에 도시된 스프레이 패턴의 예는 노즐로부터 20cm의 거리에서 18cm의 연장부를 포함한다. 이 연장부는 노즐이 15cm의 거리에 있으면 13.5cm이다 (노즐당 공기 유속이 101ml/min이면 오일 유속은 6ml/min이고 공기 유속은 0.3바).

예 2

도 5에 도시된 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라서, 압연 실린더(1)에 평행하게 배열된 에어 스프레이의 바(2)는 입구(17)에 의해 바(2)의 일 단부에 위치된 모듈형 디바이더 밸브(8)(MDV; 도 6 참조) 내로 각각 개방되는 투여 펌프(16)와 바(2) 상에 위치된 스프레이(3)를 공급하는 다수의 출구(18)를 구비한 평행한 라인들을 따라 탱크(11)로부터 도입되는 오일을 공급받는다. 추가적인 온/오프 밸브(미도시)가 장치의 사용의 용이성을 이유로 디바이더(8)에 공급하는 평행한 오일 파이프들 내에서, 그리고 디바이더 직전에 설치될 수 있다.

미국 오하이오주 클리브랜드 소재의 루비리큅 인크.(Lubriquip Inc.)에 의해 판매되는 6개 출구(11)를 갖는 MDV 디바이더(8)의 예가 도 6에 도시되어 있다. 다양한 출구 도어(18)에 대한 순차적 공급 사이클은 피스톤(19)의 운동에 의해 보증된다. 다수의 밸브의 사용은 윤활 대상 롤러를 두 개 또는 세 개의 영역, 예로서, A, B, C로 나눌 수 있게 한다. 공기 공급(13)은 바(2)의 일 단부에서 보증된다(0.3바). 각 영역 A, B, C에서, 투여 펌프 및 MDV 디바이더가 그 영역의 각 스프레이(3)를 공급하기 위해 사용된다. 각 영역에 대하여, 중앙 탱크(11)로부터 도입되는 오일은 투여 펌프(16)에 공급된다. 최소 압력은 MDV 밸브의 차지(charge)의 손실에 의존한다. 일반적으로, 2바의 압력이 필요하지만, 필요하다면, 압력은 10 내지 15바로 증가될 수 있다. 장점으로서, MDV 밸브로 진입하는 불순물이 그 작동을 간섭할 가능성 정도로 오일이 여과될 것이다.

장점으로서, 오일 압력 및 공기 압력이 일정하게 제어된다. 유사하게, 각 MDV 사이클은 완벽히 규제될 수 있으며(예로서, 매 0.5초의 펄스로, 8개 출구에 대하여, 2회 방출 사이의 간격 = 0.0625초), PC에 의해 기록될 수 있다. 파이프가 막히면, 알람 신호가 전송되고, 해당 MDV 밸브의 차단을 가능하게 한다.

비교 테스트의 결과

각각 두 개의 서로 상이한 유형의 윤활제, 즉, 열간 압연 오일과 평지 오일(colza oil)에 의한 롤러의 연속 윤활에 관한 비교 테스트가 수행되었다. 사용된 두 가지 기술은, 유제에 의해, 각각 현 기술 상태와 같은 정적 튜브의 원리를 사용하는 것과, 본 발명에서와 같은 순수한 오일을 사용하는 것이다.

정적 튜브는 윤활될 롤러로부터 20 내지 25cm의 거리에 위치된 네 개의 노즐을 포함한다. 롤러의 속도는 0.3 내지 0.5m/s이고, 감속율은 50%이다. 롤러를 스프레이하는 것은 15cm의 폭을 갖는 습윤 영역(wet zone)을 생성한다.

0.6g/m²의 "평탄화"에 해당하는 산업적 상태가 시뮬레이션되었다. 또한, 더 높은 "평탄화" 값에서도 테스트가 수행되었다.

0.6g/m²의 이론적 "평탄화"는 0.3m/s의 속도에서 5ml/min의 유속(또는 노즐당 1.25ml/min의 유속)에 해당하고 0.5m/s의 속도에서 8ml/min의 유속에 해당한다.

4.2g/m²의 이론적 "평탄화"는 0.3m/s의 속도에서 32ml/min의 유속(또는 노즐당 8ml/min)에 해당한다.

2.5g/m²의 이론적 "평탄화"는 0.5m/s의 속도에서 32ml/min의 유속(또는 노즐당 8ml/min의 유속)에 해당한다.

도 7은 각 유형의 오일에 대해, 그리고, 경우에 따라, 서로 다른 값의 "평탄화"(0.6 내지 4.2g/m²)에서, 시간 동안 압연력(21)의 변화(그리고, 250 주기 이상의 이동 평균, 22)을 도시한다. 롤러(23)의 속도도 도시되어 있다.

순수(평지) 오일 및 공기 분무를 사용하는 모듈형 디바이더 밸브를 갖는 본 발명의 기술로 유사한 테스트가 수행되었다. 롤러의 속도는 0.3이고, 감속율은 50%이다. 스프레이 폭은 20cm(10cm 스트립 위)이다.

투여 펌프와 8개 출구(따라서, 8개 노즐)를 갖는 오일 디바이더가 사용되었다. 디바이더에 대한 총 유속은 60ml/min(또는 7.5ml/노즐)이고, 이는 4.0g/m²의 이론적 "평탄화"에 해당한다.

도 7과 도 8에 도시된 이러한 최초 테스트는 본 발명에 따른 기술을 사용하여 필요한 변경을 가하여 압연력이 크게 감소되었음을(약 15%) 나타낸다.

본 발명의 장점

특히 본 발명의 장점은 아래와 같다.

- 유제의 사용에 비해 적어도 30%의 오일 유속 감소와 함께 비가열 압축되지 않은 순수 오일(0바 최대치)의 사용.

- 유제 없음, 즉, 오일을 위한 운반 매체(carrier medium)가 없음.

- 화재 위험 감소 (오일 압력 없음).

- 환경 오염 감소.

- 연무(mist) 형성 없음.

- 노즐이 차단될 위험이 없고, 개구가 큰 노즐의 사용이 허용되어, 오일의 점성이 한계를 설정하지 않음.

- 매우 균일한 스프레이.

- 압연력의 최적화와 큰 윤활 효율.

- 상부와 하부 롤러에서 오일 유속에 대한 직접적인 제어.

- 소형 및 강한 시스템의 제공.

- 순수 오일의 사용시 온수로 윤활 파이프를 세척할 필요가 없음.

- 첨가제 없는 식물성 오일의 사용이 가능하며, 이는 생태학적으로 더 적합함.

Claims

압연 실린더(1)의 직렬형 윤활을 위한 장치로서,
상기 실린더(1)에 평행하게 배열되고 압축 공기 또는 불활성 기체(4)가 공급된 제어 가능한 에어 스프레이(3)의 바(bar)(2)에 의해, 바람직하게는 롤 갭(roll gap)의 부근에서, 상기 실린더 및/또는 스트립(strip)을 포함하는 타깃 위에 윤활제를 스프레이 또는 분무하여, 바람직하게는 강철인 금속 스트립의 바람직하게는 열간 압연용인 압연 실린더(1)의 직렬형 윤활을 위한 장치에 있어서,
각 스프레이(3)는, 혼합 챔버(mixing chamber)(6')가 이어지는 어댑터(adapter)(6)에 압축 공기 또는 불활성 기체(4)를 위한 입구 및 압축되지 않은 순수한 오일(uncompressed pure oil)(5)을 위한 입구를 포함할 뿐만 아니라, 분무화된 혼합물을 위한 출구 노즐(outlet nozzle)(7)을 포함하는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항에 있어서, 상기 바(2)의 각 스프레이(3)로부터 오일의 방출을 제어하기 위한 디바이더(divider)(9)를 포함하고, 상기 디바이더(9)는 오일 탱크(11)에 의해 공급되고, 상기 바(2)의 각 스프레이(3)에 연결된 정밀 투여 펌프(precision dosing pump)를 포함하며, 상기 펌프는 컴퓨터(10)에 의해 독립적으로 제어되는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항에 있어서, 상기 바(2)의 각 스프레이(3)로부터 오일의 방출을 제어하기 위한 디바이더(9)를 포함하고, 상기 디바이더(9)는, 정밀 투여 펌프(16)에 이어, 피스톤(19)을 구비한 순차 분배 시스템과 다수의 출구(18)를 갖는 모듈형 디바이더 밸브 또는 MDV 밸브(8)를 구비하는 적어도 하나의 오일 공급 라인을 포함하는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 3항에 있어서, 상기 MDV 밸브(8)는 상기 타깃의 해당 영역(A, B, C)의 차등 윤활을 위해 스프레이(3)의 그룹을 선택적으로 공급하도록 구성되어 있는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 4항에 있어서, 영역(A, B, C)의 수는 적어도 2인, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바(2)에 대한 오일의 공급뿐만 아니라 상기 스프레잉 폭(spraying width)을 제어하기 위해 컴퓨터(10)에 의해 그 측정이 사용될 수 있는 오일 유속 제어기(oil flow rate controller)(12)와, 상기 컴퓨터(10)에 또한 전달될 수 있는 공기 압력의 측정을 제공하는 압력계(manometer)(14)를 포함하는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 6항에 있어서, 상기 컴퓨터(10)에 실린더(1)의 속도를 즉시 전달할 수 있도록 하는 측정 장치(15)를 더 포함하는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(7)의 개구(aperture)의 크기는 직경 0.5mm 내지 2mm인, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프레이(3)는 상기 바(2)에서 등거리인, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바(2)와 상기 타깃 사이의 거리는 100mm 내지 150mm인, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 오일 여과 시스템(oil filtration system)을 포함하는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 스프레이(3)의 상기 스프레잉 구름(spraying cloud)은 타깃 상에서 부분적으로 중첩되는, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 0.5 내지 20m/s의 선형 속도로 움직이는 스트립 또는 금속 롤러 표면을 윤활하기 위한, 압연 실린더의 직렬형 윤활을 위한 장치.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 장치에 의해 윤활제를 스프레이 또는 분무하여, 바람직하게는 강철인 금속 스트립의 바람직하게는 열간 압연용 압연 실린더의 직렬형 윤활 방법에 있어서,
공기에 의해 가압된 순수한 오일의 미세한 액적의 구름은 200ml/min의 최대 오일 유속으로 상기 바(2)의 스프레이(3)의 출구에 생성되고, 상기 오일은 압력 없이 상기 스프레이에 진입하며, 상기 공기 압력은 0.5바 미만인, 압연 실린더의 직렬형 윤활 방법.
제 14항에 있어서, 상기 바(2)의 상기 개별 스프레이(3)에 대한 상기 오일의 분배는, 오일 유속, 공기 압력 및 실린더 속도에 대해 측정된 값을 입력으로 수신하는 상기 컴퓨터(10)에 의해 제어되는, 압연 실린더의 직렬형 윤활 방법.
제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 장치는, 0.1 내지 1g/m², 바람직하게는 0.6g/m² 이하의 윤활제의 표면 양{"플레이트-아웃(plate-out)"}을 상기 타깃 상에 증착하기 위해 제어되는, 압연 실린더의 직렬형 윤활 방법.