KR20100087468A - 부등변 부등후 앵글의 냉각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부등변 부등후 앵글의 각 부위별 냉각속도 편차를 줄일 수 있도록 냉각설비 내 진입과 배출시 부등변 부등후 앵글의 양단부에 분사되는 냉각수의 공급을 차등 공급하도록 한 부등변 부등후 앵글의 냉각방법에 관한 것이다.

본 발명은 모재를 가열로에서 가열된 후에 서로 다른 두께와 길이의 장변과 단변을 갖도록 압연된 부등변 부등후 앵글을 냉각설비의 내부로 이송하면서 부등변 부등후 앵글에 냉각수를 공급하여 급속 냉각시키는 과정에서 냉각설비 내부로 진입 및 배출되는 부등변 부등후 앵글의 양 끝단부를 복수개의 감지센서로 각각 감지하여 전기적 신호로 출력하는 단계와, 상기한 전기적 신호를 인가받은 제어부가 이를 근거로 부등변 부등후 앵글의 냉각속도를 중앙부위의 냉각속도와 일치시키도록 제어하는 제어신호를 출력하는 단계와, 출력된 제어신호를 인가받아 상기한 냉각설비의 진입구간과 배출구간의 냉각수를 부등변 부등후 앵글의 각 부위별로 차등지게 공급하는 단계를 포함한 것이다.

이에 따르면 본 발명은 부등변 부등후 앵글의 부위별 냉각속도가 동일하게 냉각되도록 냉각수의 공급량을 차등지게 공급함으로써, 부등변 부등후 앵글의 양단부 휨 발생을 억제시켜 제품 회수율을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

부등변 부등후 앵글의 냉각방법{Colling method for inverted angle}

본 발명은 부등변 부등후 앵글의 냉각방법에 관한 것으로, 특히 길이가 다른 장변과 단변을 갖는 부등변 부등후 앵글의 각 부위별 냉각 온도 편차를 줄일 수 있도록 함으로써, 제품 손실을 예방하고 휨량을 제어할 수 있도록 한 부등변 부등후 앵글의 냉각방법에 관한 것이다.

일반적으로, 부등변 부등후 앵글(inverted angle)은 대형 선박의 갑판, 선체 주요 부분의 용접구조에 사용되는 형강제품으로 용접성이 좋아 선체구조에 적합할 뿐만 아니라, 선박이 대형화되면서 선박의 실톤수를 줄이고, 운항중 충격을 분산하거나 최소화하기 위한 선박부재로 사용하고 있다.

종래 부등변 부등후 앵글은 형상이 장변(長邊)과 단변(短邊)을 갖는 "￢" 형태로 형성되고, 각 변(邊)의 길이와 두께가 서로 다르게 형성된다.

이러한 부등변 부등후 앵글은 가열로를 거쳐 가열된 후에 다수의 압연롤러를 갖는 압연기를 통과하면서 앵글 형태로 형성하고, 이후에 냉각상에서 냉각하고 교정하는 작업을 거친 후에 사용자가 원하는 길이로 절단하는 과정을 갖는다.

그런데, 기존의 부등변 부등후 앵글은 장변과 단변의 길이 및 두께가 서로 다른 구조적 특성상 동일한 냉각수량이 균일하게 공급되더라도, 장단변 부위의 대기중 냉각속도 차에 의해 변형이 발생하게 된다. 특히, 20m이상의 긴 제품일 경우에는 그 변형량이 더 심해지게 된다.

이러한 휨이 과다하게 변형된 제품의 경우에는 교정기 치입이 불가능하게 되고, 교정기 치입이 가능하더라도 물결무늬가 형성되는 제품 불량을 야기시키게 된다.

한편, 탠덤 밀(Tandem Mill)은 소재가 나란히 배열된 압연기를 연속해서 통과하는 조압연 중간압연 사상압연을 통해 제작하는 설비로써, 낮은 전동력 및 밀(Mill)의 강성으로 인해 저온 압연이 불가능한 단점이 있다.

상기한 탠덤 밀 방식을 통해 부등변 부등후 앵글을 제조할 경우, 사상압연후 제품의 온도가 900℃ 이상이므로, 냉각상에서 냉각할 경우 과도한 휨 발생이 우려되므로 가역식 압연기를 채용하는 것이 바람직하다.

가역식 압연기(Reversing Mill)는 고압의 냉각수로 강제 냉각하면서 저온압연을 시행하고 있다.

따라서, 기존에는 상기한 과다한 휨 발생을 억제하기 위해 상기 앵글의 제조시 조압연,중간압연,사상압연을 구성하는 다수개의 압연기를 거쳐 앵글 형태로 제조되고, 제조된 앵글을 냉각상으로 이송시켜 냉각하기 전에 앵글의 양측 단부를 중간 부위에 비해 미리 휘어지도록 하는 프리-캠버링공정을 수행하고 있다.

기존의 부등변 부등후 앵글은 장변과 단변의 길이및 두께가 다른 형상의 구조적 특성상 냉각상 진입후 대기 냉각중에 서로 다른 냉각속도를 가지게 되어 변형 된다.

특히, 길이가 20m이상의 긴 제품의 경우에는 양 끝단부 냉각속도가 중앙부위보다 빠르게 냉각되어 양 끝단부 물성치가 저하되므로, 양 끝단부의 일부(1.0~2.5m)정도를 절단하고, 절단된 부위는 버리고 있는 실정이다.

이에 따라 제품 회수율이 저하되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 부등변 부등후 앵글의 양 끝단부의 냉각속도를 중앙부위와 동일한 냉각속도를 가질 수 있도록 부위별 냉각속도를 가변 제어하도록 한 부등변 부등후 앵글의 냉각방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서로 길이와 두께가 다른 단변과 장변을 갖도록 압연된 부등변 부등후 앵글이 냉각설비를 통과할 때 상기 부등변 부등후 앵글의 선단부와 후단부의 출입을 감지센서로 각각 감지하여 이를 전기적 신호로 출력하는 단계와,

상기 감지센서로부터 출력된 전기적 신호를 인가받은 제어부에서 상기 부등변 부등후 앵글의 냉각설비내 선단부 진입시기와 후단부 배출시기를 인식하고, 인식된 신호를 근거로 상기 냉각설비의 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 단계와,

상기 제어부의 제어신호를 인가받아 상기 부등변 부등후 앵글의 중앙부위와 양 단부가 동일한 냉각속도를 갖도록 상기 냉각설비의 냉각수를 차등 공급하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 냉각수를 차등 공급하는 단계는 상기 부등변 부등후 앵글의 선단부가 상기 냉각설비의 진입구간을 통과할 때 냉각수 공급을 중지시키고,

상기 부등변 부등후 앵글의 후단부가 상기 냉각설비의 배출구간을 통과할 때 냉각수의 공급을 중지시키는 것이다.

바람직하게는 상기 냉각설비의 진입구간은 일측단으로부터 1.5m 이내인 것이다.

또, 상기 냉각설비의 배출구간은 타측단으로부터 2.5m이내인 것이 바람직하다.

본 발명은 부등변 부등후 앵글의 냉각설비 내 진입과 배출시 부등변 부등후 앵글의 양단부에 분사되는 냉각수의 공급을 차등 공급하도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 부등변 부등후 앵글의 부위별 냉각속도가 동일하게 냉각되도록 냉각수의 공급량을 차등지게 공급함으로써, 부등변 부등후 앵글의 양단부 휨 발생을 억제시켜 제품 회수율을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 부등변 부등후 앵글의 냉각방법은, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 철강 반제품(일 예로 Bloom)인 모재를 가열로에서 가열된 후에 서로 다른 두께와 길이의 장변(12)과 단변(14)을 갖도록 압연된 부등변 부등후 앵글(10)을 냉각설비(C)의 내부로 이송하면서 부등변 부등후 앵글(10)의 단변(14)과 장변(12) 부위에 냉각수를 공급하여 급속 냉각시키는 과정에서 냉각설비(C) 내부로 진입 및 배출되는 부등변 부등후 앵글(10)의 양 끝단부를 복수개의 감지센서(S)로 각각 감지하여 전기적 신호로 출력하는 단계와,

상기한 전기적 신호를 인가받은 제어부가 이를 근거로 부등변 부등후 앵글(10)의 냉각속도를 중앙부위의 냉각속도와 일치시키도록 제어하는 제어신호를 출력하는 단계와,

출력된 제어신호를 인가받아 상기한 냉각설비(C)의 진입구간과 배출구간의 냉각수를 부등변 부등후 앵글(10)의 각 부위별로 차등지게 공급하는 단계를 포함한 것이다.

더 상세히 설명하면, 감지센서(S)는 냉각설비(C)의 진입구간과 배출구간에 복수개로 서로 이격되게 배치되어 부등변 부등후 앵글(10)의 진입과 배출시기를 감지하거나, 롤러 테이블을 따라 이송되는 부등변 부등후 앵글(10)의 이송속도와 미리 설정된 제품의 정보(길이, 두께등)를 연산하여 선단부와 후단부임을 인식할 수 있다.

제어부는 복수개의 감지센서(S)로부터 입력된 신호를 근거로 롤러 테이블 상에 이송중인 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부와 후단부를 인식하고, 이에 따라 냉각설비(C)의 진입구간과 배출구간의 냉각수 공급을 선택적으로 온/오프 동작시키는 제어신호를 출력한다.

일 예로, 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부를 감지하는 과정은 진입구간내 및 진입구간과 근접된 위치에 서로 이격되게 배치된 복수개의 감지센서(S)를 이용하여 이송중인 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부를 감지하여 인식할 수 있다.

인식된 선단부가 정해진 진입구간 내에 있을 때에는 진입구간내에 위치한 냉각수 공급부(C1,C2,C3)에 냉각수의 공급을 중지하고, 이후 진입구간을 통과한 후에 진입구간 내에 위치한 냉각수 공급부(C1,C2,C3)에 냉각수가 공급되도록 할 수 있다.

부등변 부등후 앵글(10)의 후단부를 감지하는 감지센서(S)는 배출구간 및 배출구간보다 이격된 위치에 복수개의 감지센서(S)를 배치함으로써, 배출구간을 통과하는 부등변 부등후 앵글(10)의 후단부를 인식할 수 있으며, 이 경우에는 부등변 부등후 앵글(10)의 후단부가 배출구간을 통과할 때 냉각수의 공급을 오프시킨다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 부등변 부등후 앵글(10)의 제품 정보가 미리 설정되고, 롤러 테이블을 통한 이송속도가 미리 설정된 경우에는 제어부가 이송속도와 제품 정보를 연산하여 제품인 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부와 후단부가 각각 진입구간과 배출구간을 통과할 때 냉각수 공급부(C1,C2,C3)에 공급되는 냉각수를 차단시켜 냉각수 공급을 중지시킬 수 있다.

여기서, 진입구간은 부등변 부등후 앵글(10)이 진입되는 냉각설비(C)의 일측단에 해당하는 구간이며, 바람직하게는 일단부로부터 1.5m 이내의 범위에 해당된다.

배출구간은 부등변 부등후 앵글(10)이 벗어나는 냉각설비(C)의 타측단에 해당하는 구간이며, 바람직하게는 타단부로부터 2.5m 이내의 범위에 해당된다.

이는, 진입구간과 배출구간이 각각 1.5m와 2.5m인 이유는 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부 변형이 주로 발생되는 부위에 해당되기 때문이다.

냉각수의 공급을 차등지게 공급하는 단계는, 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부가 냉각설비(C)의 진입구간을 통과할 때 냉각수 공급을 중지시키고, 부등변 부등후 앵글(10)의 후단부가 냉각설비(C)의 배출구간을 통과할 때 냉각수의 공급을 중지시키는 것이다.

즉, 냉각상의 이송도중에 부등변 부등후 앵글(10)의 중앙부위가 양측 단부보다 냉각 속도가 늦기 때문에 휨 발생의 우려가 있으며, 이를 보정하기 위해 부등변 부등후 앵글(10)의 양측 단부로 분사되는 냉각수의 공급을 중지시킴으로써, 냉각상의 이송도중에 대기중 부위별 냉각속도차를 줄여 휨 발생을 억제시킨 것이다.

이로 인해 냉각설비(C)를 통과한 부등변 부등후 앵글(10)은 휨이 발생하더라도 교정기를 통해 교정가능한 범위내에서 발생하게 된다.

냉각전 부등변 부등후 앵글(10)의 온도는 800~950℃ 이고, 냉각후 온도는 600~850℃가 되며, 냉각수의 분사압력은 5~10bar가 바람직하다.

이러한 냉각설비(C)를 통과한 부등변 부등후 앵글(10)은 냉각상을 거쳐 교정기를 통해 교정되고, 절단기에서 최종 제품 길이로 절단된다.

여기서 교정기와 절단기는 기존 공지된 것을 채용하게 되므로, 이에 대한 자세한 설명은 언급하지 않기로 한다.

따라서, 부등변 부등후 앵글(10)의 냉각과정시 중앙부위가 양측 단부 부위보다 상대적으로 분사되는 냉각수가 많이 공급되므로, 각 부위별 온도 편차를 줄일 수 있도록 함으로써, 비틀림이나 휨 발생을 억제시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부등변 부등후 앵글의 냉각수 공급구조를 나타낸 구성도.

도 2a,2b,2c는 본 발명에 따른 부등변 부등후 앵글의 냉각방법에서 선단부 냉각과정을 순차적으로 나타낸 구성도.

도 3a,3b는 본 발명에 따른 부등변 부등후 앵글의 냉각방법에서 후단부 냉각과정을 순차적으로 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 부등변 부등후 앵글 10A : 선단부

10B : 후단부 12 : 장변

14 : 단변 C : 냉각설비

C1,C2,C3 : 냉각수 공급부 S : 감지센서

Claims (4)

1. 서로 길이와 두께가 다른 단변과 장변을 갖도록 압연된 부등변 부등후 앵글(10)이 냉각설비(C)를 통과할 때 상기 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부와 후단부의 출입을 감지센서(S)로 각각 감지하여 이를 전기적 신호로 출력하는 단계와,

   상기 감지센서(S)로부터 출력된 전기적 신호를 인가받은 제어부에서 상기 부등변 부등후 앵글(10)의 냉각설비(C)내 선단부 진입시기와 후단부 배출시기를 인식하고, 인식된 신호를 근거로 상기 냉각설비(C)의 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 단계와,

   상기 제어부의 제어신호를 인가받아 상기 부등변 부등후 앵글(10)의 중앙부위와 양 단부가 동일한 냉각속도를 갖도록 상기 냉각설비(C)의 냉각수를 차등 공급하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 부등변 부등후 앵글의 냉각방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 냉각수를 차등 공급하는 단계는 상기 부등변 부등후 앵글(10)의 선단부가 상기 냉각설비(C)의 진입구간을 통과할 때 냉각수 공급을 중지시키고,

   상기 부등변 부등후 앵글(10)의 후단부가 상기 냉각설비(C)의 배출구간을 통과할 때 냉각수의 공급을 중지시키는 것을 특징으로 하는 부등변 부등후 앵글의 냉각방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 냉각설비(C)의 진입구간은 일측단으로부터 1.5m 이내인 것을 특징으로 하는 부등변 부등후 앵글의 냉각방법.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 냉각설비(C)의 배출구간은 타측단으로부터 2.5m이내인 것을 특징으로 하는 부등변 부등후 앵글의 냉각방법.

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