KR20160100960A - 어닐링로 및 강 연선의 어닐링 방법 - Google Patents

어닐링로 및 강 연선의 어닐링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1) 에 관한 것으로서, 상기 어닐링로는 어닐링로 (1) 의 작동 중에 강 연선 (2) 을 가열하기 위한 제 1 가열 장치 (9), 및 강 연선 (2) 을 위한 운송 디바이스 (4, 5, 6, 7) 를 포함하고, 운송 디바이스는 어닐링로 (1) 의 작동 중에 어닐링로 (1) 를 통해 운송 방향 (3) 으로 강 연선 (2) 을 전진시키도록 설계되어 있다. 어닐링로 (1) 는, 운송 방향 (3) 에서 제 1 가열 장치 (9) 뒤에, 가스 가이드 (16) 로 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키기 위한 제 1 냉각 디바이스 (13) 를 더 포함하고, 가스 가이드 (16) 는 강 연선 (2) 을 냉각시키기 위해 어닐링로 (1) 의 작동 중에 가스가 강 연선 (2) 의 외부 표면을 따라 유동하도록 배치된다.

Description

어닐링로 및 강 연선의 어닐링 방법{ANNEALING FURNACE AND METHOD FOR ANNEALING A STEEL STRAND}
본 발명은, 어닐링로에서 강 연선을 가열하기 위한 제 1 가열 장치, 및 어닐링로의 작동 중에 어닐링로를 통해 운송 방향으로 강 연선을 전진시키도록 되어 있는 강 연선을 위한 운송 디바이스를 이용하여, 강 연선을 어닐링하기 위한 어닐링로에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 제 1 가열 장치에서 강 연선을 가열하는 단계 및 강 연선을 위한 운송 디바이스를 이용하여 어닐링로를 통해 운송 방향으로 강 연선을 운송하는 단계를 수행하여 어닐링로에서 강 연선을 어닐링하는데 사용되는 방법에 관한 것이다.
많은 작업편은, 원하는 재료 특성을 얻기 위해 또는 변형으로 인해 손실된 재료 특성을 복원하기 위해 실제 생산 후에 예컨대 냉간 또는 열간 성형에 의해 템퍼링되어야 한다.
특히, 스테인리스강 튜브는 재료의 연성을 증가시키기 위해 냉간 필거 압연 또는 냉간 드로잉 후에 어닐링된다.
최대 생산 능력을 보장하기 위해, 작업편의 템퍼링은 바람직하게는 벨트로 (belt furnace) 에서 행해지고, 작업편은 템퍼링 중에 노를 통해 적극적으로 전진된다.
그러한 공지의 어닐링로에 비해, 본 발명은 최종 작업편의 재료 특성을 더 정확하게 조정할 수 있으며 필요하다면 개선할 수 있는 어닐링로를 제공한다는 과제에 관한 것이다.
이러한 과제는, 강 연선을 위한 어닐링로로서, 어닐링로에서 강 연선을 가열하기 위한 제 1 가열 장치, 및 어닐링로를 통해 운송 방향으로 강 연선을 전진시키도록 되어 있는 강 연선을 위한 운송 디바이스를 포함하고, 제 1 가열 장치 뒤에, 가스 가이드를 갖는, 강 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 1 냉각 디바이스를 더 포함하고, 가스 가이드는 어닐링로의 작동 중에 강 연선을 냉각시키기 위해 가스가 강 연선의 외부 표면을 따라 안내될 수 있도록 배치되는, 상기 강 연선을 어닐링하기 위한 어닐링로에 의해 해결된다.
강 연선이 어닐링되는 온도와 어닐링되는 시간뿐만 아니라 어닐링 후의 냉각 과정이 어닐링 프로세스 후에 강 연선이 획득하는 재료 특성에 있어 중요하다는 것이 밝혀졌다. 그러므로, 본 발명의 어닐링로는 어닐링로의 가열 장치에서의 가열 후에 강 연선을 의도적으로 냉각시키는 옵션을 제공한다.
본 출원의 범위 내에서, 강 연선은 예컨대 연장된 오블롱 (oblong) 프로파일, 로드 (rod) 또는 튜브이다.
강, 바람직하게는 스테인리스강의 연선은 특히, 튜브 블랭크로부터 냉간 필거 롤 또는 냉간 드로잉에 의해 감소된, 즉 변형된 튜브이다. 그러므로, 어닐링로가 하류에 배치된 어닐링로 및 냉간 필거 롤 밀을 갖는 통합 생산 라인의 일부인 본 발명의 일 실시형태를 생각할 수 있다. 대안적으로, 드로잉 벤치의 생산 라인에의 통합이 가능하다.
어닐링로의 중심 요소는 제 1 가열 장치이고, 이는 요구되는 어닐링 온도까지 연선의 가열을 용이하게 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서 가열 장치는 연선이 300℃ 내지 500℃, 바람직하게는 350℃ 내지 450℃, 특히 바람직하게는 400℃ 의 온도로 가열되도록 배치되는 것이 유리하다.
그러한 가열 장치와 관련하여 복수의 실시형태들을 볼 수 있지만, 제 1 가열 장치가 연선의 유도 가열을 위한 유도 코일을 포함하는 일 실시형태가 유리하다. 그러한 유도 가열 장치의 경우, 연선 재료는 짧은 시간 내에 집중 방식으로 매우 빠르게 가열될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 유도 코일은 연선이 어닐링로에서 유도 코일을 통과하도록 배치되고 설계된다. 여기서, 연선 및 유도 코일은 바람직하게는, 특히 연선이 원형 단면을 갖는 로드 또는 튜브와 같은 원통형 요소인 경우, 동심으로 배치되어야 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 가열 장치는, 바람직하게는 연선을 동심으로 둘러싸고 어닐링로의 작동 중에 연선과 유도 코일 사이에 연장되는 중공 유리 실린더를 포함한다.
본 발명의 범위 내에서, 운송 디바이스는 기본적으로, 어닐링될 연선을 어닐링로를 통해 전진시킬 수 있는 임의의 적절한 기계식 디바이스이다.
일 실시형태에서, 운송 디바이스는 어닐링로의 작동 중에 구동 롤러들이 연선과 맞물리도록 그리고 연선이 구동 롤러들 사이에 연장되도록 배치된 적어도 한 쌍의 모터구동식 구동 롤러들을 포함한다. 일 실시형태에서, 어닐링로는 두 쌍의 모터구동식 구동 롤러들을 포함하고, 제 1 쌍은 운송 방향에서 제 1 가열 장치 앞에 위치되고, 제 2 쌍은 제 1 가열 장치 뒤에 배치된다.
본 발명에 따른 제 1 냉각 디바이스는 연선의 외부 표면을 지나도록 안내되는 가스 흐름에 기초하여 연선이 충분히 그리고 빠르게 냉각된다는 이점을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가스 가이드는 어닐링로의 작동 중에 연선을 둘러싸는 하우징을 포함하고, 하우징은 바람직하게는 강 연선에 대해 동심으로 배치되고, 하우징은 가스를 위한 가스 입구 및 가스 출구를 포함한다.
가스의 누출을 막기 위해, 하우징은 어닐링로의 작동 중에 연선에 대해 튜브를 밀봉하기 위해 전방 단부에 하나의 시일을 그리고 후방 단부에 하나의 시일을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가스 가이드의 가스 입구는 가스를 위한 저장소와 유체 연통하고, 이 저장소는 어닐링로의 작동 중에 바람직하게는 수소를 함유하여서, 연선의 외부 표면이 가스, 특히 수소로 냉각될 수 있다.
수소 냉각은 연선의 외부 표면에서의 강의 화학적 환원을 동시에 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 연선을 위한 운송 디바이스의 가스 출구는 가스가 어닐링로의 작동 중에 운송 방향의 반대 방향으로 연선을 지나 유동하도록 가스 입구 전에 배치된다. 이는 가스 냉각의 효율을 증가시킨다.
어닐링로의 다른 실시형태에서, 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 2 냉각 디바이스가 존재하고, 제 2 냉각 디바이스는 어닐링로의 작동 중에 연선과 맞물릴 수 있는 접촉 요소를 포함하여서, 연선과 접촉 요소 사이에 열적 접촉이 수립된다. 이런 식으로, 열적 접촉에 의해 연선으로부터 열이 효과적으로 빼내질 수 있다.
이를 위해, 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 2 냉각 디바이스가, 어닐링로의 작동 중에 강 연선과 맞물린 상태로 유지되도록 설계되고 배치된 공압 또는 유압 디바이스를 포함하는 것이 유리하다.
제 2 냉각 디바이스가 어닐링로의 작동 중에 반대 방향으로 연선에 대해 가압되는 복수의 접촉 요소들, 예컨대 4 개의 접촉 요소들을 포함하는 것이 특히 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 접촉 요소는 그래파이트를 포함한다. 그래파이트는 높은 전도율 및 양호한 마찰 특성이라는 이점이 있다.
접촉 요소를 통한 연선으로부터의 효과적인 열 방산이 가능하도록, 제 2 냉각 디바이스는 일 실시형태에서 유체 냉각 디바이스를 포함한다. 이 냉각 시스템은 어닐링로의 작동 중에 연선으로부터 그래파이트 요소로 전달된 열을 방산하도록 배치된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 연선의 외부 표면을 냉각시키는데 사용된 제 2 냉각 디바이스의 접촉 요소는 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위해 제 1 냉각 디바이스에 배치된다. 접촉 요소가 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 1 냉각 디바이스의 가스 가이드의 하우징 내에 배치되는 것이 유리하다.
연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 1 및 제 2 냉각 디바이스들의 조합은 이전의 매우 뜨거운 튜브의 퀀칭의 측면에서 효율적인 냉각을 가능하게 하여서 빠른 냉각을 가능하게 한다. 그러한 퀀칭 냉각은 또한 급랭으로 칭해진다.
다른 실시형태에서, 어닐링로는 유체 냉각을 갖는 하우징을 포함하는 강 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 3 냉각 디바이스를 포함한다. 제 3 냉각 디바이스는 바람직하게는 운송 방향에서 제 1 냉각 디바이스 뒤에 배치되고, 어닐링로의 작동 중에 연선을 둘러싼다. 그러한 냉각 디바이스에서, 연선은 제 1 냉각 디바이스 또는 제 1 및 제 2 냉각 디바이스들에서 급랭 다음에 더 냉각되고, 냉각 효과는 유체 냉각으로 인해 제 3 냉각 디바이스의 하우징이 하우징 내부에 연장되는 연선보다 더 낮은 온도를 갖는다는 것에 기초한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 3 냉각 디바이스는 부가적으로 또는 대안적으로 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 2 냉각 디바이스와 함께 제공될 수도 있다.
어닐링로의 다른 실시형태는 연선의 외부 표면을 냉각시키기 위한 제 4 냉각 디바이스를 포함하고, 이는 어닐링로의 작동 중에 유체, 바람직하게는 물이 연선에 분무되도록 배치된다.
여기서, 제 4 냉각 디바이스는 제 2 및/또는 제 3 냉각 디바이스에 추가로 또는 대안적으로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 어닐링로는 연선의 운송 방향으로 제 1 가열 장치의 하류에 제 2 가열 장치를 포함한다. 제 1 가열 장치가 예컨대 유도 가열 장치이면, 제 2 가열 장치가 전기 작동식 가열 와이어를 갖는 종래의 가열 장치인 것이 유리하다고 판명된다.
지금까지 설명한 실시형태들이 연선의 외부 표면에서의 연선의 냉각 및 플러싱을 제공하지만, 중공 로드의 내부 표면을 플러싱하기 위한 플러싱 디바이스를 갖는 중공 연선을 어닐링하기 위한 어닐링로를 포함하는 어닐링로의 본 발명의 일 실시형태가 존재한다. 이 경우, 이 플러싱 디바이스는 내부 표면을 플러싱하기 위한 가스 출구를 포함하고, 이 출구는 중공 연선의 내부 표면을 플러싱하는데 사용된 가스가 어닐링로의 작동 중에 가스 출구로부터 중공 연선 내로 도입될 수 있도록 그리고 내부 표면을 따라 유동할 수 있도록 중공 연선의 일 단부와 연결될 수 있다.
여기서, 가스 출구가 가스, 바람직하게는 아르곤 또는 아르곤과 수소의 혼합물을 위한 적어도 하나의 저장 컨테이너와 유체 연통하고, 가스가 어닐링로의 작동 중에 저장소로부터 공급되는, 일 실시형태가 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명의 어닐링로는 연선의 운송 방향으로 어닐링로로부터 하류에 배치된 냉간 변형 디바이스를 포함하는, 이미 냉간변형된 연선을 다시 변형시키기 위한 성형 시스템의 일부이다.
연선, 특히 스테인리스강으로 제조된 튜브의 생산 중에, 최종 연선의 원하는 재료 특성을 획득하기 위해 튜브 블랭크의 최종 연선으로의 변형을 순차적으로 또는 단계적으로 행하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제 1 단계로서, 튜브 블랭크가 냉간 변형, 특히 냉간 필거 압연 또는 냉간 드로잉에 의해 감소된다. 얻어지는 연선은 튜브 블랭크에 비해 상당히 증가된 인장 강도를 갖고, 이로써 연선을 다시 냉간 변형하는 것은 불가능하다. 그러므로, 본 발명의 일 실시형태에서, 이미 냉간 변형된 연선은 본 발명의 일 실시형태에 따른 어닐링로에서 어닐링된 후, 냉간 변형 디바이스에서 다시 변형된다.
본 발명의 변형 시스템의 일 실시형태에 따르면, 냉간 변형 디바이스는 특히, 종래 기술에 알려져 있는 냉간 드로잉 밀 또는 드로잉 벤치 또는 냉간 필거 압연 밀이다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서, 이미 냉간 변형된 연선이 직접 냉간 필거 롤 시스템 또는 냉간 드로잉 시스템으로부터 본 발명의 변형 시스템으로 진행하거나 (인라인 제조) 또는 이미 변형된 연선이 본 발명에 따른 변형 시스템에 의해 길이 조각으로 잘리거나 코일로 감겨 이용가능하게 되는 것이 대안적으로 가능하다.
다른 실시형태에서, 연선의 운송 방향으로 이동할 수 있는 와인딩 디바이스 및/또는 톱이 본 발명에 따른 성형 디바이스의 냉간 변형 디바이스 뒤에 제공된다.
또한 이동되는, 플라잉 톱으로도 알려진 그러한 톱은, 변형 프로세스가 여전히 진행되는 동안에, 냉간 변형 디바이스 밖으로 나오는 연선이 원하는 길이의 섹션들로 분할될 수 있게 한다. 대안적으로, 연선은 와인딩 디바이스로 권취되거나 코일링될 수도 있다. 적절한 와인딩 디바이스가 예컨대 특허출원 DE 10 2009 045 640 A1 에 기재되어 있다.
연선의 외부 표면을 클리닝하기 위한 클리닝 디바이스가 냉간 변형 플랜트와 톱 및/또는 와인딩 디바이스 사이에 선택적으로 제공될 수도 있다. 이 클리닝 디바이스는 변형 프로세스로부터 연선의 외부 표면에 잔류하는 윤활제 잔류물을 제거하는데 이용된다. 바람직하게는, 클리닝 디바이스는 CO2 를 사용하여 연선의 외부 표면을 클리닝하는 클리닝 디바이스이다.
위에서 언급한 과제는 어닐링로에서 강 연선을 어닐링하기 위한 방법에 의해 또한 해결되며, 본 방법은 다음의 단계들: 제 1 가열 디바이스에서 연선을 가열하는 단계, 운송 디바이스에 의해 어닐링로를 통해 운송 방향으로 연선을 운송하는 단계, 운송 방향으로 제 1 히터 뒤에서 가스 가이드를 이용하여 제 1 냉각 디바이스에서 연선의 외부 표면을 냉각시키는 단계를 포함하고, 연선을 냉각시키기 위해 가스 가이드의 도움으로 가스가 연선의 외부 표면을 따라 유동한다.
연선을 어닐링하는 이 프로세스는, 강 블랭크, 바람직하게는 강 튜브 블랭크가, 바람직하게는 냉간 필거 압연 또는 냉간 드로잉에 의해, 연선의 가열 전에 연선으로 냉간 변형되는, 강 연선을 제조하기 위한 본 발명의 실시형태에서 특히 사용된다.
본 발명의 양태들이 본 발명에 따른 어닐링로에 관하여 설명되었지만, 연선을 어닐링하는데 사용되는 상응하는 방법에도 또한 적용되고, 반대도 마찬가지이다. 본 발명의 방법이 본 발명의 실시형태들 중의 하나에 따른 어닐링로를 이용하여 행해지는 한에 있어서는, 후자는 이러한 목적을 위한 적절한 장비를 구비한다. 그렇지만, 특히, 여기서 설명한 본 방법의 실시형태들을 실행하는데 사용된 어닐링로의 실시형태들이 적절하고, 본 방법은 이러한 목적을 위해 요구되는 단계들을 포함한다.
실시형태에 관한 이하의 설명 및 첨부 도면들로부터 본 발명의 다른 이점, 특징 및 적용 가능성이 드러날 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 어닐링로의 개략 사시도를 보여준다.
도 2 는 도 1 의 어닐링로의 냉각 디바이스들 중의 2 개를 통한 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 어닐링로의 냉각 디바이스들 중의 하나를 통한 개략 단면도를 보여준다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 변형 시스템의 개략도를 보여준다.
도 1 에, 본 발명의 일 실시형태의 어닐링로 (1) 가 개략적으로 도시되어 있다. 어닐링로 (1) 에서는, 스테인리스강 튜브 (2) 가 400℃ 의 온도에서 본 출원의 의미 내에서 연선으로서 어닐링된다. 강 튜브를 어닐링하기 위해, 강 튜브 (2) 는 어닐링로 (1) 를 통해 운송 방향 (도 1 에서 화살표 (3) 로 표시되어 있음) 으로 안내된다. 따라서, 튜브 (2) 의 어닐링은 노 (1) 내에서 연속적으로 일어난다.
본 적용에 따르면, 어닐링로 (1) 를 통해 튜브 (2) 를 운송하기 위한 운송 디바이스로 작용하는 2 쌍의 모터구동식 구동 롤러 (4, 5 및 6, 7) 가 존재한다. 이 구동 롤러는 어닐링되는 스테인리스강 튜브 (2) 와 맞물려서, 롤러 (4, 5, 6, 7) 의 회전이 어닐링로 (1) 를 통한 운송 방향 (3) 에서의 튜브 (2) 의 병진 운동으로 이어진다.
어닐링로 (1) 의 입구 영역에, 한 쌍의 세트들의 직선화 롤러 (8) 가 또한 제공되어서 (이는 어닐링로 (1) 에서 X- 및 Y-방향으로, 진입하는 냉간변형 튜브를 직선화하는 것을 돕는다), 튜브는 노 내에서 어닐링되기 전에 실질적으로 직선형이다.
어닐링로 (1) 의 본 실시형태는 2 개의 가열 장치 (9, 10) 를 포함한다. 본 적용에 따르면, 가열 장치 (9) 는 제 1 가열 장치이고, 가열 장치 (10) 는 제 2 가열 장치이다. 제 2 가열 장치 (10) 는 2 개의 가열 라디에이터 (11, 12) 를 포함한다.
어닐링로 (1) 의 운송 방향 (3) 의 제 1 가열 장치 (9) 는, 가열되는 튜브 (2) 내에서 유도 코일에 의해 유도된 전류를 이용하여 강 튜브 (2) 가 가열되는 유도 가열 장치이다.
그러한 유도 가열은 매우 효과적인 방식으로 튜브 (2) 를 빠르게 가열한다는 이점을 갖지만, 단지 튜브 (2) 의 매우 작은 길이 팽창을 야기한다.
유도 코일 (30) 은 튜브 (2) 를 동심으로 둘러싸고, 코일은 튜브 (2) 와 코일의 턴들 (turns) 사이에 연장되는 중공 유리 실린더에 감긴다.
라디에이터 (11, 12) 의 경우, 튜브 (2) 의 운송 방향 (3) 에서 제 1 유도 가열 장치 (9) 뒤에 배치되는 제 2 가열 장치들은 종래의 전기 작동식 저항 히터들이다. 라디에이터 (11, 12) 의 내부는, 튜브 (2) 가 제 1 유도 가열 장치 (9) 로부터 냉각 디바이스로 이동하는 중에 냉각되지 않거나 거의 냉각되지 않도록 가열 코일의 도움으로 가열된다.
도 1 에 도시된 실시형태의 어닐링로 (1) 는 총 4 개의 상이한 냉각 디바이스 (13, 14, 15, 31) 를 갖는다.
운송 방향 (3) 에서 제 2 라디에이터 (12) 뒤에서 어닐링된 튜브 (2) 를 냉각시키기 위한 코어 요소는 서로 일체화된 2 개의 냉각 디바이스 (13, 14) 로 이루어진 퀀칭 또는 급랭이다. 본 적용에 따르면, 이러한 냉각 디바이스 (13, 14) 쌍방은 제 1 및 제 2 냉각 디바이스이다.
제 1 냉각 디바이스 (13) 는 튜브 (2) 의 외부 표면, 즉 엔벨로프 표면을 냉각시키기 위한 가스 유동 냉각이다. 이는 냉각을 위해 수소의 가스 유동을 이용하며, 이 가스 유동은 튜브 (2) 의 외부 표면을 지나 유동하여서 튜브를 냉각시킨다.
그렇지만, 제 2 냉각 디바이스 (14) 에서는, 접촉 냉각이 존재하며, 이는 어닐링된 튜브 (2) 에서의 방열을 위한 튜브와 물 냉각 사이의 열적 접촉을 제공한다.
도 2 의 단면도는 2 개의 냉각 디바이스 (13, 14) 를 상세하게 보여준다. 제 1 냉각 디바이스 (13) 의 가스 유동 냉각은 본 출원의 의미 내에서 가스 가이드로서 냉각될 튜브 (2) 를 동심으로 둘러싸는 하우징 (16) 으로 주로 구성된다. 이 가스 가이드는 냉각 가스가 냉각될 튜브 (2) 의 외부 표면 (17) 을 지나도록 안내되는 것을 보장한다.
가스 가이드로서 냉각될 튜브 (2) 를 둘러싸는 하우징 (16) 은 냉각 가스를 공급하기 위한 가스 입구 (18) 및 냉각 가스를 배출하기 위한 가스 출구 (19) 를 포함한다. 가스 입구 (18) 는 어닐링로의 작동 중에 수소 (H2) 용 가스 저장소에 연결되어 있다.
가스 가이드의 하우징 (16) 은 가스 가이드로부터 가능한 한 적은 가스가 벗어나도록 하우징의 전방 단부에 하나의 가스 제한기 (20) 및 후방 단부에 하나의 가스 제한기를 갖는다. 제한기 (20) 의 영역에서, 냉각될 튜브 (2) 에 대한 하우징 (16) 의 거리는 냉각될 튜브 (2) 와 하우징 (16) 의 튜브 부분들 (21, 22) 쌍방의 내벽들 사이의 거리보다 훨씬 더 적다. 그러므로, 냉각될 튜브 (2) 와 제한기 (20) 사이의 반경방향 클리어런스는 하우징 플랜지 (18, 19) 와 하우징 (16) 의 튜브 섹션들 (21, 22) 보다 냉각 가스에 대한 실질적으로 더 높은 유동 저항을 가지므로, 가스는 냉각 디바이스로부터 주로 플랜지 (19) 를 통해 벗어난다. 일 실시형태에서, 제한기 (20) 는 냉각될 튜브 (2) 와 제한기 (20) 사이의 맞물림의 경우 튜브 (2) 에의 손상을 방지하기 위해 그래파이트로 제조된다.
제 1 냉각 디바이스 (13) 의 가스 입구 (18) 는 어닐링될 튜브 (2) 의 운송 방향 (3) 에서 가스 출구 (19) 뒤에 있다. 이는 노의 작동 중에 튜브 (2) 의 외부 표면 (17) 에서 운송 방향 (3) 에 반대되는 냉각 가스의 유동을 용이하게 한다.
제 1 냉각 디바이스 (13) 의 가스 가이드의 하우징 (16) 은 연속 튜브가 아니고, 3 개의 세그먼트들 (21, 22, 23) 로 이루어진다. 제 1 세그먼트 (21) 는 냉각될 튜브 (2) 를 동심으로 둘러싸는 튜브 섹션 (21) 이고, 이는 가스 입구로서 플랜지 (18) 에 연결된다. 제 2 섹션 (22) 도 또한 냉각될 튜브 (2) 를 동심으로 둘러싸는 튜브 섹션으로서 구성된다. 그리고, 후자는 가스 출구 (19) 로서 플랜지에 연결된다.
하우징 (16) 의 튜브들 (21, 22) 은 그래파이트로 제조된 라이너 (31) 로 내측으로부터 라이닝 처리된다. 이는 냉각될 튜브가 하우징 (16) 과 맞물리는 경우에 냉각될 튜브 (2) 의 손상을 방지한다.
가스 가이드의 2 개의 튜브형 세그먼트들 또는 섹션들 (21, 22) 사이에는, 가스 가이드의 다른 섹션 (23) 이 존재하고, 이 섹션 내에는 제 2 냉각 디바이스 (14) 가 연장된다. 이 섹션 (23) 에서, 가스 가이드에는 하우징 (16) 의 튜브 부분들 (21, 22) 쌍방에 비해 훨씬 더 큰 내부 직경을 갖는 실질적으로 실린더형 보디 (24) 가 제공된다. 이 보디 (24) 는 가스 가이드의 다른 2 개의 섹션들에 연결된 튜브들 (21, 22) 로 밀봉된다. 가스는 보디 (24) 내의 지정 채널들을 통해 흐르고, 이 채널들은 냉각될 튜브까지 또는 튜브의 외부 표면 (17) 까지 연장된다.
또한, 제 2 냉각 디바이스 (14) 의 접촉 냉각이 보디 (24) 내에 배치된다. 이 접촉 냉각의 냉각 효과는 그래파이트로 제조된 4 개의 치크 (cheeks; 25) 에 기초하며, 이들 치크는 보디 (24) 내부에서 냉각될 튜브 (2) 와 맞물려서 튜브 (2) 와 그래파이트 치크들 (25) 사이의 열적 접촉이 수립되고, 이는 튜브로부터 열을 제거하는데 이용된다. 그래파이트로 제조된 접촉 요소들 (25) 의 디자인은 비교적 높은 열전도율을 갖는 동시에 튜브 (2) 와 치크들 (25) 사이의 낮은 미끄럼 마찰을 보여준다는 이점이 있다. 그래파이트 치크들 (25) 은 그래파이트 치크들 (25) 과 튜브 (2) 사이의 양호한 열적 접촉을 달성하기 위해 튜브 (2) 에 대해 유압 실린더와 피스톤의 조합을 사용하여 유압식으로 가압되어야 한다.
치크들 (25) 은 튜브 (2) 에 대해 마찰에 의한 마모를 겪는다. 그렇지만, 이 마모는 치크들 (25) 에 대한 유압 프레싱에 의해 자동적으로 보상된다. 이러한 보상을 촉진하기 위해, 치크들 (25) 은 단면에서 원추형으로 설계되고, 4 개의 치크들이 360°전체 링을 함께 덮지 않고, 치크들 (25) 사이에 각각 클리어런스가 제공된다. 치크들 (25) 과 튜브 (2) 를 통한 개략 단면도가 있으며, 도 3 에 도시된 것처럼, 형성된 클리어런스들 (26) 을 명확히 확인할 수 있다. 이 클리어런스는 치크들의 마모를 보상할 가능성일 뿐만 아니라, 냉각 가스가 적어도 튜브 (2) 를 따라 섹션들에서 유동할 수 있다는 것을 또한 나타낸다.
도 1 로 돌아와서, 하류 냉각 디바이스들 (15, 31) 의 구조를 상세하게 설명한다. 이 냉각 디바이스들 (15, 31) 은 본 출원의 청구항들에 따른 튜브 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키는데 사용되는 제 3 냉각 디바이스 (15) 및 제 4 냉각 디바이스 (31) 를 형성한다.
냉각 디바이스 (15) 는 수냉식 튜브 섹션들 (29) 에 의해 형성되는 2 개의 냉각 레지스터들 (27, 28) 을 포함하고, 열 복사 및 대류를 통해 냉각될 튜브 (2) 와 냉각된 튜브 섹션들 (29) 사이에 열전달이 일어난다.
튜브 (2) 에는 운송 방향 (3) 에서 마지막 냉각 디바이스 (31), 이른바 물탱크에서 냉각액, 여기서는 물이 마지막으로 직접 분사되고, 이 물탱크는 적하하고 물탱크로부터 튜브의 배출 전에 튜브로부터 스크레이퍼로 스크레이핑된다.
도 1 의 어닐링로는 어닐링된 튜브 (2) 의 내부 표면을 플러싱하는데 사용되는 플러싱 디바이스를 추가적으로 포함한다. 이를 위해, 저장소의 가스 출구 (도시 안 됨) 가 어닐링로 (1) 의 앞에서 튜브 (2) 의 운송 방향 (3) 으로 어닐링될 튜브 (2) 의 시작부에 밀봉 방식으로 연결되어서, 가스가 튜브 내로 그리고 튜브를 통해 유동할 수 있다.
도 4 에 개략적으로 도시된 본 발명의 일 실시형태는 어닐링로 (1) 뒤에 튜브 (2) 를 냉간 변형하기 위한 연속 작동 드로잉 벤치 (32) 를 보여준다. 튜브 (2) 의 냉간 변형 중에, 튜브 (2) 의 외부 직경은 드로잉 다이 (33) 를 통해 튜브 (2) 를 이동시킴으로써 감소된다. 드로잉 벤치 (32) 뒤에, 튜브 (2) 의 운송 방향 (3) 으로 튜브 (2) 와 함께 이동되는 플라잉 톱 (flying saw; 34) 이 또한 제공되어서, 튜브 (2) 는 튜브의 드로잉 중에 규정된 길이의 튜브 섹션들로 절단될 수 있다. 그리고, 튜브 (2) 의 외부 표면을 클리닝하기 위해 드로잉 벤치 (32) 와 플라잉 톱 (34) 사이에 CO2-클리닝 디바이스 (35) 가 제공된다. 잔류 윤활제는 이 클리닝 디바이스 (35) 의 도움으로 튜브 (2) 의 외부 표면으로부터 제거될 수 있다. 어닐링로 (1), 드로잉 벤치 (32), 클리닝 디바이스 (35) 및 플라잉 톱 (34) 의 배치는 본 출원의 내용에서 변형 시스템 (36) 으로서 지정된다.
원래 출원의 목적을 위해, 상세한 설명, 도면 및 청구항으로부터 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해지는 바와 같이 모든 특징이 특정 다른 특징과 관련하여서만 구체적으로 설명되었다 하더라도, 모든 특징은 개별적으로, 그리고 명시적으로 배제되거나 기술적 요인으로 그러한 조합이 불가능하거나 무의미하지 않는 한 여기에 개시된 다른 특징 또는 그룹의 특징들과 임의의 조합으로 조합될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 여기에 설명된 특징들의 생각할 수 있는 모든 조합의 광범위하고 명시적인 개시는 단지 설명의 간략화 및 가독성을 위해 생략된다. 본 발명은 도면 및 이상의 설명에서 상세하게 개시되고 설명되었지만, 이러한 개시 및 설명은 단지 예시적이며, 청구항들에 의해 규정되는 범위를 제한하지 않는다. 본 발명은 개시된 실시형태들로 제한되지 않는다.
개시된 실시형태들의 변형예들이 도면, 상세한 설명 및 청구항들로부터 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 청구항들에서, "포함하는" 이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 단수 표기는 복수를 배제하지 않는다. 특정 특징들이 다른 청구항들에서 청구되고 있다는 단순한 사실이 그들의 조합을 배제하지 않는다. 청구항의 도면부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
1 어닐링로
2 스테인리스강 튜브
3 운송 방향
4, 5, 6, 7 구동 롤러
8 직선화 롤러 어셈블리
9 제 1 가열 장치
10 제 2 가열 장치
11, 12 제 2 가열 장치의 라디에이터
13, 14, 15, 31 냉각 디바이스
16 가스 가이드의 하우징 섹션
17 스테인리스강 튜브 (2) 의 외부 표면
18 가스 입구
19 가스 출구
20 시일
21, 22, 23 가스 가이드 하우징
24 실린더형 보디
25 그래파이트 치크
26 클리어런스
27, 28 냉각 레지스터
29 수냉식 튜브 섹션
30 유도 코일
31 그래파이트 라이너
32 드로잉 벤치
33 드로잉 다이
34 플라잉 톱
35 CO2 클리닝 디바이스
36 변형 시스템

Claims (15)

  1. 강 연선 (strand: 2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1) 로서,
    상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 강 연선 (2) 을 가열하기 위한 제 1 가열 장치 (9), 및
    상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 어닐링로 (1) 를 통해 운송 방향 (3) 으로 상기 강 연선 (2) 을 전진시키도록 되어 있는 상기 강 연선 (2) 을 위한 운송 디바이스 (4, 5, 6, 7)
    를 포함하고,
    상기 어닐링로 (1) 는, 상기 운송 방향 (3) 에서 상기 제 1 가열 장치 (9) 뒤에, 가스 가이드 (16) 를 갖는 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키기 위한 제 1 냉각 디바이스 (13) 를 포함하고,
    상기 가스 가이드 (16) 는 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 강 연선 (2) 을 냉각시키기 위해 가스가 상기 강 연선 (2) 의 상기 외부 표면에 걸쳐 유동하도록 배치되는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 가이드는 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 강 연선 (2) 을 둘러싸는 하우징 (16) 을 포함하고, 상기 하우징 (16) 은 바람직하게는 상기 강 연선 (2) 에 대해 동심으로 배치되고, 상기 하우징 (16) 은 상기 가스를 위한 가스 입구 (18) 및 가스 출구 (19) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 가이드의 상기 하우징 (16) 은 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 강 연선 (2) 에 대해 상기 하우징 (16) 을 밀봉하기 위해 전방 단부와 후방 단부 쌍방에 시일 (20) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 가스 가이드 (16) 의 상기 가스 입구 (18) 는 상기 가스를 위한 저장소와 유체 연통하고, 상기 저장소는 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 바람직하게는 수소를 함유하여서, 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 이 상기 가스로 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 출구 (19) 는 상기 가스가 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 운송 방향 (3) 의 반대 방향으로 상기 강 연선 (2) 을 지나 유동하도록 상기 강 연선 (2) 의 상기 운송 방향 (3) 에서 상기 가스 입구 (18) 전에 배치되는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어닐링로 (1) 는 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키기 위한 제 2 냉각 디바이스 (14) 를 포함하고,
    상기 제 2 냉각 디바이스 (14) 는 접촉 요소 (25) 를 포함하고,
    상기 접촉 요소는 상기 강 연선 (2) 과 상기 접촉 요소 (25) 사이에 열적 접촉이 수립되도록 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 강 연선 (2) 과 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키기 위한 상기 제 2 냉각 디바이스 (14) 는, 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 접촉 요소 (25) 를 상기 강 연선 (2) 과 맞물린 상태로 유지하도록 구성되고 배치된 공압 또는 유압 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 접촉 요소 (25) 는 그래파이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강 연선 (2) 의 외부 표면을 냉각시키기 위한 상기 제 2 냉각 디바이스 (14) 는, 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 접촉 요소 (25) 에서 상기 강 연선 (2) 으로부터 전달된 열을 방산시키도록 되어 있는 유체 냉각 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키기 위한 상기 제 2 냉각 디바이스 (14) 의 상기 접촉 요소 (25) 는, 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면을 냉각시키기 위한 상기 제 1 냉각 디바이스 (13) 내에, 바람직하게는 상기 가스 가이드의 하우징 (16) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어닐링로 (1) 는 상기 어닐링로 (1) 의 작동 중에 상기 강 연선 (2) 을 둘러싸는, 유체 냉각 시스템을 갖는 하우징을 포함하는 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키기 위한 제 3 냉각 디바이스 (15) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 강 연선 (2) 을 어닐링하기 위한 어닐링로 (1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 어닐링로 (1), 및
    특히 연선 (2) 의 운송 방향 (3) 으로 상기 어닐링로 (1) 뒤에 배치된 드로잉 디바이스 (32) 인 냉간 변형 디바이스
    를 포함하는, 냉간변형 연선 (2) 을 변형시키기 위한 성형 (forming) 시스템 (36).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 연선 (2) 의 운송 방향 (3) 으로 이동할 수 있는 와인딩 디바이스 및/또는 톱 (34) 이 상기 연선 (2) 의 운송 방향 (3) 으로 상기 냉간 변형 디바이스 (32) 뒤에 제공되고,
    상기 연선 (2) 의 외부 표면을 클리닝하기 위한 클리닝 디바이스 (35) 가 선택적으로, 상기 냉간 변형 디바이스 (32) 와 상기 와인딩 디바이스 및/또는 상기 톱 (34) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 냉간변형 연선 (2) 을 변형시키기 위한 성형 시스템 (36).
  14. 어닐링로 (1) 에서 강 연선 (2) 을 어닐링하는 방법으로서,
    제 1 가열 장치 (9) 에서 상기 강 연선 (2) 을 가열하는 단계, 및
    운송 디바이스 (4, 5, 6, 7) 로 상기 어닐링로 (1) 를 통해 운송 방향 (3) 으로 상기 강 연선 (2) 을 전진시키는 단계
    를 포함하고,
    가스 가이드 (16) 로 제 1 냉각 디바이스 (13) 에서 운송 방향 (3) 으로 상기 제 1 가열 장치 (9) 뒤에서 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 을 냉각시키는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 가스 가이드 (16) 의 도움으로, 상기 강 연선 (2) 을 냉각시키기 위해 상기 강 연선 (2) 의 외부 표면 (17) 상에서 가스가 유동하는, 어닐링로 (1) 에서 강 연선 (2) 을 어닐링하는 방법.
  15. 강 튜브 블랭크를 연선 (2) 으로 냉간 변형시키는 단계, 및 제 14 항에 따른 단계들을 수행하는 단계에 의해, 강 연선 (2) 을 제조하는 방법.
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