KR20190136800A - 카운터 워터제트를 이용한 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치 - Google Patents

카운터 워터제트를 이용한 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치 Download PDF

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically

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Abstract

디스케일러 열간 간섭 차단 장치는 제1 디스케일러에 결합된 카운터 분사 헤더와, 카운터 분사 헤더의 길이 방향을 따라 위치하는 복수의 카운터 노즐을 포함한다. 복수의 카운터 노즐은 후방을 향해 리드각을 갖도록 설치되어 강판으로 복수의 카운터 워터젯을 분사한다. 강판에 대한 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 제2 디스케일러에서 분사된 복수의 제2 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭과 같거나 이보다 크고, 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사력은 복수의 제2 워터젯 각각의 분사력과 같거나 이보다 크다.

Description

카운터 워터제트를 이용한 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치 {DEVICE FOR PREVENTING INTERFERENCE BETWEEN DESCALER ROWS OF FINISHING SCALE BREAKER USING COUNTER WATER JET}
본 발명은 압연 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 열의 디스케일러(descaler)로 구성된 피니싱 스케일 브레이커(finishing scale breaker)에서 디스케일러 열간 간섭을 차단하는 장치에 관한 것이다.
제철소의 열연 공장에서 디스케일러는 강판 표면에 고압의 워터제트를 분사하여 스케일(산화철)을 제거하는 장치이다. 이 중 마무리 압연기(Finishing Mill, FM)의 전단에 설치된 피니싱 스케일 브레이커(Finishing Scale Breaker, FSB)는 강판의 표면 품질을 결정하는 중요 설비로서, 2열 또는 3열의 디스케일러로 구성된다.
그런데 후열(後列)의 디스케일러에서 분사된 워터제트는 강판과 충돌 후 전열(前列)의 디스케일러에서 분사된 워터제트에 간섭을 일으키므로 스케일 제거 성능을 저하시킨다. 이러한 성능 저하를 예방하기 위해, 종래에는 이웃한 두 열의 디스케일러 사이에 중간롤을 설치하고 있다.
그러나 디스케일러와 중간롤은 후드(hood)로 덮여 있고, 후드 내부에는 스케일 가루가 다량 포함된 고속의 유동이 존재한다. 중간롤은 이러한 유동에 장기간 노출되므로 마모가 발생하고, 중간롤의 마모된 부위가 강판과 접촉하여 강판 표면에 손상을 일으킬 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 후열(後列) 디스케일러의 워터제트와 전열(前列) 디스케일러 워터제트의 간섭을 차단하여 스케일 제거 성능을 향상시킬 수 있는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 피니싱 스케일 브레이커는 복수의 제1 워터젯 분사를 위한 복수의 제1 노즐을 구비한 제1 디스케일러와, 전방을 향해 제1 리드각을 갖도록 설치되어 강판으로 복수의 제2 워터젯을 분사하는 복수의 제2 노즐을 구비하며 제1 디스케일러의 후방에 위치하는 제2 디스케일러를 포함한다. 디스케일러 열간 간섭 차단 장치는 제1 디스케일러에 결합된 카운터 분사 헤더와, 카운터 분사 헤더의 길이 방향을 따라 위치하는 복수의 카운터 노즐을 포함한다. 복수의 카운터 노즐은 후방을 향해 제2 리드각을 갖도록 설치되어 강판으로 복수의 카운터 워터젯을 분사한다. 강판에 대한 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 복수의 제2 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭과 같거나 이보다 크고, 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사력은 복수의 제2 워터젯 각각의 분사력과 같거나 이보다 크다.
복수의 카운터 워터젯 각각의 충돌 영역은 얇은 선형일 수 있고, 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 강판의 폭보다 클 수 있다. 복수의 카운터 워터젯 각각의 충돌 영역은 강판의 폭 방향과 나란할 수 있으며, 복수의 충돌 영역 중 이웃한 두 개의 충돌 영역은 오버랩 영역을 가질 수 있다.
다른 한편으로, 복수의 카운터 노즐은 강판의 좌측 상부에 위치하는 제1 그룹과, 강판의 우측 상부에 위치하는 제2 그룹으로 분류될 수 있다. 제1 그룹에 속하는 복수의 카운터 노즐은 충돌 영역의 우측 단부가 좌측 단부보다 후방을 향하도록 오프셋될 수 있다. 제2 그룹에 속하는 복수의 카운터 노즐은 충돌 영역의 좌측 단부가 우측 단부보다 후방을 향하도록 오프셋될 수 있다.
제1 그룹에 속하는 복수의 카운터 노즐의 오프셋각과 제2 그룹에 속하는 복수의 카운터 노즐의 오프셋각은 같은 값을 가질 수 있으며, 복수의 충돌 영역 중 이웃한 두 개의 충돌 영역은 강판의 이송 방향을 따라 중첩되는 오버랩 영역을 가질 수 있다.
복수의 카운터 노즐은 복수의 제2 노즐보다 강판으로부터 높게 위치할 수 있고, 복수의 제2 노즐보다 적은 개수로 구비될 수 있다. 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사각은 복수의 제2 워터젯 각각의 분사각보다 클 수 있다.
복수의 카운터 노즐과 복수의 제2 노즐은 하기 비교식 (1) 내지 (4) 중 적어도 하나를 만족하도록 구성될 수 있다.
Figure pat00001
--- (1)
Figure pat00002
--- (2)
Figure pat00003
--- (3)
Figure pat00004
--- (4)
여기서, θCL은 카운터 워터젯의 리드각, θDL은 제2 워터젯의 리드각,
Figure pat00005
는 카운터 워터젯의 질량 유량,
Figure pat00006
는 제2 워터젯의 질량 유량, VC는 카운터 워터젯의 속도, VD는 제2 워터젯의 속도, PC는 카운터 워터젯의 압력, PD는 제2 워터젯의 압력, ρ는 물의 밀도를 나타낸다.
본 발명의 다른 일 실시예에서, 피니싱 스케일 브레이커는, 강판의 상부에서 강판의 이송 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하며, 전방을 향해 리드각을 갖도록 설치된 복수의 노즐과, 복수의 노즐로 고압수를 공급하는 분사 헤더 및 공급관을 각각 포함하는 복수 열의 디스케일러를 포함한다. 디스케일러 열간 간섭 차단 장치는 복수 열의 디스케일러 중 마지막 열의 디스케일러를 제외한 나머지 디스케일러 각각에 설치되며, 후방을 향해 리드각을 갖도록 설치된 복수의 카운터 노즐과, 복수의 카운터 노즐로 고압수를 공급하는 카운터 분사 헤더를 포함한다. 나머지 디스케일러에 설치된 복수의 카운터 분사 헤더 중 어느 하나는 밸브가 설치된 연결관을 통해 마지막 열의 디스케일러에 포함된 공급관에 연결된다.
복수 열의 디스케일러는 강판의 이송 방향을 따라 순서대로 위치하는 제1 디스케일러, 제2 디스케일러, 및 제3 디스케일러를 포함할 수 있다. 제1 디스케일러에 설치된 카운터 분사 헤더는 제1 밸브가 설치된 제1 연결관을 통해 제3 디스케일러에 포함된 공급관에 연결될 수 있다.
제2 디스케일러에 설치된 카운터 분사 헤더는 제2 밸브가 설치된 제2 연결관을 통해 제2 디스케일러에 포함된 공급관에 연결될 수 있다.
제1 밸브는 제1 디스케일러와 제3 디스케일러의 동시 작동 시 개방될 수 있다. 제1 밸브와 제2 밸브는 제1 디스케일러와 제2 디스케일러 및 제3 디스케일러의 동시 작동 시 개방될 수 있다.
나머지 디스케일러 중 전열의 디스케일러에 설치된 복수의 카운터 노즐에서 분사된 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 후열의 디스케일러에 포함된 복수의 노즐에서 분사된 복수의 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭과 같거나 이보다 클 수 있다. 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사력은 복수의 워터젯 각각의 분사력과 같거나 이보다 클 수 있다.
본 발명에 따르면, 스케일 제거를 위한 워터제트와 반대 방향으로 카운터 워터제트를 분사함으로써 후열(後列)의 디스케일러에서 분사된 워터제트가 강판과 충돌 후 전열(前列)의 디스케일러에서 분사된 워터제트에 간섭을 일으키는 것을 차단할 수 있다. 따라서 스케일 제거 성능을 높일 수 있으며, 체류수를 빠르게 배출하여 체류수에 의한 강판의 온도 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 구비한 피니싱 스케일 브레이커의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커 중 복수의 제1 카운터 노즐과 복수의 제2 노즐을 도시한 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커 중 제1 카운터 노즐과 제2 노즐을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 구비한 피니싱 스케일 브레이커의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 피니싱 스케일 브레이커의 부분 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 구비한 피니싱 스케일 브레이커의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 구비한 피니싱 스케일 브레이커의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 피니싱 스케일 브레이커(100)는 강판(S)의 상부에서 강판(S)의 폭 방향(y 방향)을 따라 나란하게 설치된 제1 디스케일러(10)와 제2 디스케일러(20) 및 제3 디스케일러(30)를 포함한다. 강판(S)의 이송 방향(y 방향)을 따라 제1 디스케일러(10) 후방에 제2 디스케일러(20)가 위치하고, 제2 디스케일러(20) 후방에 제3 디스케일러(30)가 위치한다.
명세서 전체에서 '전방'은 강판(S)이 피니싱 스케일 브레이커(100)를 향해 진입해 들어오는 방향을 의미하고, '후방'은 강판(S)이 피니싱 스케일 브레이커(100)를 통과 후 배출되어 나가는 방향을 의미한다.
제1 디스케일러(10)는 강판(S)의 폭 방향(y 방향)과 나란한 제1 분사 헤더(11)와, 제1 분사 헤더(11)의 하측에서 제1 분사 헤더(11)의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 배치된 복수의 제1 노즐(12)을 포함한다. 복수의 제1 노즐(12)은 제1 분사 헤더(11)로부터 고압수를 공급받아 강판(S)을 향해 제1 워터젯(J1)을 분사한다.
제2 디스케일러(20)는 강판(S)의 폭 방향(y 방향)과 나란한 제2 분사 헤더(21)와, 제2 분사 헤더(21)의 하측에서 제2 분사 헤더(21)의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 배치된 복수의 제2 노즐(22)을 포함한다. 복수의 제2 노즐(22)은 제2 분사 헤더(21)로부터 고압수를 공급받아 강판(S)을 향해 제2 워터젯(J2)을 분사한다.
제3 디스케일러(30)는 강판(S)의 폭 방향(y 방향)과 나란한 제3 분사 헤더(31)와, 제3 분사 헤더(31)의 하측에서 제3 분사 헤더(31)의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 배치된 복수의 제3 노즐(32)을 포함한다. 복수의 제3 노즐(32)은 제3 분사 헤더(31)로부터 고압수를 공급받아 강판(S)을 향해 제3 워터젯(J3)을 분사한다.
제1 내지 제3 워터젯(J1, J2, J3) 각각은 강판(S)에 근접할수록 강판(S)의 폭 방향(y 방향)을 따라 확장되어 얇은 선 형태로 강판(S)에 충돌한다. 즉 강판(S)에 대한 제1 내지 제3 워터젯(J1, J2, J3) 각각의 충돌 영역은 얇은 선형으로 이루어지며, 제1 내지 제3 워터젯(J1, J2, J3) 각각은 소정의 분사각(θDS)을 가진다.
복수의 제1 워터젯(J1)과 복수의 제2 워터젯(J2) 및 복수의 제3 워터젯(J3)이 강판(S) 표면의 스케일을 3차에 걸쳐 제거한다. 이때 복수의 제1 내지 제3 노즐(12, 22, 32) 각각은 강판(S)에서 분리된 스케일이 후방으로 유입되지 않도록, 전방을 향해 제1 리드각(θDL)을 갖도록 설치되어 전방을 향해 제1 내지 제3 워터젯(J1, J2, J3) 각각을 비스듬하게 분사한다.
제1 내지 제3 디스케일러(10, 20, 30) 작동 시, 제2 워터젯(J2)이 강판(S)과 충돌하여 튀어 오른 물은 제1 워터젯(J1)과 간섭을 일으킬 수 있고, 제3 워터젯(J3)이 강판(S)과 충돌하여 튀어 오른 물은 제2 워터젯(J2)과 간섭을 일으킬 수 있다. 이 경우 제1 및 제2 워터젯(J1, J2)의 분사력이 저하되므로 스케일 성능 저하로 이어진다.
제1 실시예의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치(200)는 카운터 워터젯을 이용하여 디스케일러 열간 간섭을 차단한다. 이때 카운터 워터젯은 후열(後列)의 디스케일러에서 분사된 워터젯과 반대 방향으로 분사되는 워터젯을 의미한다.
구체적으로, 디스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)는 제1 디스케일러(10)에 연결 설치된 제1 카운터 분사 헤더(41)와, 제1 카운터 분사 헤더(41)에 설치된 복수의 제1 카운터 노즐(42)과, 제2 디스케일러(20)에 연결 설치된 제2 카운터 분사 헤더(43)와, 제2 카운터 분사 헤더(43)에 설치된 복수의 제2 카운터 노즐(44)을 포함한다.
제1 카운터 분사 헤더(41)는 제1 분사 헤더(11)와 평행하며, 제1 연결부(51)에 의해 제1 분사 헤더(11)의 상측에 결합될 수 있다. 복수의 제1 카운터 노즐(42)은 제1 카운터 분사 헤더(41)의 길이 방향을 따라 정렬되고, 제1 카운터 분사 헤더(41)로부터 고압수를 공급받아 강판(S)으로 제1 카운터 워터젯(CJ1)을 분사한다.
제2 카운터 분사 헤더(43)는 제2 분사 헤더(21)와 평행하며, 제2 연결부(52)에 의해 제2 분사 헤더(21)의 상측에 결합될 수 있다. 복수의 제2 카운터 노즐(44)은 제2 카운터 분사 헤더(43)의 길이 방향을 따라 정렬되고, 제2 카운터 분사 헤더(43)로부터 고압수를 공급받아 강판(S)으로 제2 카운터 워터젯(CJ2)을 분사한다.
제1 및 제2 카운터 워터젯(CJ1, CJ2) 각각은 강판(S)에 근접할수록 강판(S)의 폭 방향(y 방향)을 따라 확장되어 얇은 선 형태로 강판(S)에 충돌한다. 제1 및 제2 카운터 워터젯(CJ1, CJ2) 각각은 소정의 분사각(θCS)을 가진다.
복수의 제1 및 제2 카운터 노즐(42, 44)은 후방을 향해 제2 리드각(θCL)을 갖도록 설치되어 후방을 향해 제1 및 제2 카운터 워터젯(CJ1, CJ2) 각각을 비스듬하게 분사한다. 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)은 제1 워터젯(J1)과 제2 워터젯(J2)간 간섭을 차단하고, 복수의 제2 카운터 워터젯(CJ2)은 제2 워터젯(J2)과 제3 워터젯(J3)간 간섭을 차단한다.
도 4는 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커 중 복수의 제1 카운터 노즐과 복수의 제2 노즐을 도시한 구성도이다. 복수의 제2 카운터 노즐과 복수의 제3 노즐 각각은 도 4에 도시한 복수의 제1 카운터 노즐 및 복수의 제2 노즐과 동일한 구성으로 이루어진다.
도 1과 도 4를 참고하면, 복수의 제1 카운터 노즐(42)과 복수의 제2 노즐(22) 각각은 강판(S)의 폭 방향(y 방향)을 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 복수의 제1 카운터 노즐(42)은 후방을 향해 제2 리드각(θCL)을 가지며, 복수의 제2 노즐(22)은 전방을 향해 제1 리드각(θDL)을 가진다. 제2 리드각(θCL)은 제1 리드각(θDL)보다 큰 값을 가질 수 있으며, 대략 5° 내지 45°의 범위에 속할 수 있다.
복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)은 동일한 분사각(θCS)을 가지며, 강판(S)에 대한 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 충돌 영역은 강판(S)의 폭 방향(y 방향)과 나란할 수 있다. 복수의 제2 워터젯(J2)은 동일한 분사각(θDS)을 가지며, 강판(S)에 대한 제2 워터젯(J2)의 충돌 영역은 강판(S)의 폭 방향(y 방향)과 나란할 수 있다. 이웃한 두 개의 충돌 영역은 서로 겹치는 오버랩 영역을 가질 수 있다.
복수의 제1 카운터 노즐(42)의 개수는 복수의 제2 노즐(22)의 개수보다 작을 수 있고, 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 분사각(θCS)은 제2 워터젯(J2)의 분사각(θDS)보다 클 수 있다. 그리고 강판(S)에 대한 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 충돌 영역의 폭(WC)은 강판(S)에 대한 제2 워터젯(J2)의 충돌 영역의 폭(WD)보다 클 수 있다.
도 4의 구성에서, 강판에 대한 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1) 충돌 영역의 전체 폭(WTC)은 하기 수학식 (1)을 거쳐 수학식 (2)로 표현될 수 있다.
Figure pat00007
,
Figure pat00008
, OC = WC - PC --- (1)
WTC = WC×NC - {OC(NC-1)} = PC(NC-1)+WC --- (2)
여기서, LC는 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 길이, SODC는 강판에 대한 제1 카운터 노즐(42)의 높이, θCL은 제1 카운터 노즐(42)의 리드각, θCS는 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 분사각, OC는 오버랩 영역의 폭, PC는 제1 카운터 노즐(42)의 피치(중심간 거리), NC는 제1 카운터 노즐(42)의 개수를 나타낸다.
또한, 도 4의 구성에서 강판에 대한 복수의 제2 워터젯(J2) 충돌 영역의 전체 폭(WTD)은 하기 수학식 (3)을 거쳐 수학식 (4)로 표현될 수 있다.
Figure pat00009
,
Figure pat00010
, OD = WD - PD --- (3)
WTD = WD×ND - {OD(ND-1)} = PD(ND-1) + WD --- (4)
여기서, LD는 제2 워터젯(J2)의 길이, SODD는 강판에 대한 제2 노즐(22)의 높이, θDL은 제2 노즐(22)의 리드각, θDS는 제2 워터젯(J2)의 분사각, OD는 오버랩 영역의 폭, PD는 제2 노즐(22)의 피치(중심간 거리), ND는 제2 노즐(22)의 개수를 나타낸다.
제1 실시예의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)는 강판에 대한 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1) 충돌 영역의 전체 폭(WTC)이 강판에 대한 복수의 제2 워터젯(J2) 충돌 영역의 전체 폭(WTD)과 같거나 이보다 큰 조건을 만족하도록 구성된다. (WTC ≥ WTD)
도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 제2 워터젯(J2)이 강판(S)과 충돌 후 튀어오른 물은 제1 카운터 워터젯(CJ1)에 충돌하여 제1 카운터 워터젯(CJ1)에 합류하며, 제1 카운터 워터젯(CJ1)과 함께 강판(S) 바깥으로 배출된다.
복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)은 제1 디스케일러(10)와 제2 디스케일러(20) 사이에 넓은 차단벽을 형성하며, 제2 워터젯(J2)이 강판(S)에 충돌 후 튀어오른 물을 넓은 면적에 걸쳐 효과적으로 차단한다. 즉 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)은 차단벽 또는 차단롤 등의 부재와 동일한 물리적인 차단벽으로 기능한다.
복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1) 충돌 영역의 전체 폭(WTC)이 복수의 제2 워터젯(J2) 충돌 영역의 전체 폭(WTD) 이상일 때, 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)은 제1 워터젯(J1)에 대한 제2 워터젯(J2)의 간섭을 효과적으로 차단할 수 있다. 이때 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1) 충돌 영역의 전체 폭(WTC)은 강판(S)의 폭보다 클 수 있다.
도 5는 도 1에 도시한 피니싱 스케일 브레이커 중 제1 카운터 노즐과 제2 노즐을 도시한 구성도이다. 제2 카운터 노즐과 제3 노즐 각각은 도 5에 도시한 제1 카운터 노즐 및 제2 노즐과 동일한 구성으로 이루어진다.
도 5를 참고하면, 제1 카운터 노즐(42)은 제2 노즐(22)과 같거나 이보다 큰 힘으로 워터젯을 분사한다. 즉 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 분사력(FC)은 제2 워터젯(J2)의 분사력(FD)과 같거나 이보다 크다. (FC ≥ FD) 이를 위해 제1 카운터 노즐(42)과 제2 노즐(22)은 아래 수학식 (5) 내지 (8) 중 적어도 하나를 만족하도록 구성될 수 있다.
Figure pat00011
--- (5)
Figure pat00012
--- (6)
Figure pat00013
--- (7)
Figure pat00014
--- (8)
여기서, θCL은 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 리드각, θDL은 제2 워터젯(J2)의 리드각,
Figure pat00015
는 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 질량 유량,
Figure pat00016
는 제2 워터젯(J2)의 질량 유량, VC는 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 속도, VD는 제2 워터젯(J2)의 속도, PC는 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 압력, PD는 제2 워터젯(J2)의 압력, ρ는 물의 밀도를 나타낸다.
복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 분사력(FC)이 복수의 제2 워터젯(J2)의 분사력(FD) 이상일 때, 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1)은 제1 워터젯(J1)에 대한 제2 워터젯(J2)의 간섭을 효과적으로 차단할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참고하면, 제2 워터젯(J2)이 강판(S)과 충돌하여 튀어 오른 물은 제1 카운터 워터젯(CJ1)에 합류하여 신속하게 강판(S) 외부로 배출된다. 제3 워터젯(J3)이 강판(S)과 충돌하여 튀어 오른 물 또한 제2 카운터 워터젯(CJ2)에 합류하여 신속하게 강판(S) 외부로 배출된다.
이와 같이 후열(後列)의 워터젯에서 튀어 오른 물은 전열(前列)의 워터젯에 영향을 주지 않으며, 복수의 제1 내지 제3 워터젯(J1, J2, J3)은 의도한 분사력을 발휘할 수 있다. 따라서 디스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)를 구비한 피니싱 스케일 브레이커(100)는 스케일 제거 성능을 높일 수 있고, 강판(S) 위에 체류수가 남지 않도록 하여 체류수에 의한 강판(S)의 온도 저하를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 구비한 피니싱 스케일 브레이커의 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시한 피니싱 스케일 브레이커의 부분 평면도이다.
도 6과 도 7을 참고하면, 제2 실시예에서 복수의 제1 및 제2 카운터 노즐(42, 44) 각각은 소정의 오프셋각(offset angle)(θCO)을 갖도록 설치된다. 오프셋각(θCO)은 강판(S)의 폭 방향(y 방향)에 대한 카운터 워터젯(CJ1, CJ2) 충돌 영역의 각도를 의미한다.
구체적으로, 복수의 제1 카운터 노즐(42)과 복수의 제2 카운터 노즐(44) 각각은 강판(S)의 좌측 상부에 위치하는 제1 그룹(G1)과, 강판(S)의 우측 상부에 위치하는 제2 그룹(G2)으로 분류될 수 있다.
제1 그룹(G1)에 속하는 제1 및 제2 카운터 노즐(42, 44)은 충돌 영역의 우측 단부가 좌측 단부보다 후방을 향해 위치하도록 오프셋된다. 제2 그룹(G2)에 속하는 제1 및 제2 카운터 노즐(42, 44)은 충돌 영역의 좌측 단부가 우측 단부보다 후방을 향해 위치하도록 오프셋된다. 제1 그룹(G1)의 오프셋각(θCO)과 제2 그룹(G2)의 오프셋각(θCO)은 같은 값을 가질 수 있다.
전체적으로, 복수의 제1 및 제2 카운터 워터젯(CJ1, CJ2)의 충돌 영역은 후방을 향해 브이(V)자 모양을 이룬다. 그리고 이웃한 두 개의 충돌 영역은 강판(S)의 이송 방향(x 방향)을 따라 중첩되는 오버랩 영역을 가진다. 도 7에서 오버랩 영역의 폭을 OC로 나타내었다.
이러한 오프셋각(θCO)을 가지는 복수의 제1 및 제2 카운터 워터젯(CJ1, CJ2)은 강판(S)의 가장자리 바깥으로 빠르게 배출되므로, 제2 실시예의 스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)는 강판(S) 위의 체류수 제거 성능을 높일 수 있다.
제2 실시예의 구성에서, 강판(S)에 대한 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1) 충돌 영역의 전체 폭(WTC)은 하기 수학식 (9)를 거쳐 수학식 (10)으로 표현될 수 있다.
Figure pat00017
,
Figure pat00018
, OC = WC - PC --- (9)
WTC = WC×NC - {OC(NC-1)} = PC(NC-1) + WC --- (10)
여기서, θCO는 제1 카운터 워터젯(CJ1)의 오프셋각을 나타내며, 나머지는 전술한 수학식 (1), (2)에서 설명한 것과 동일하다. 복수의 제1 카운터 워터젯(CJ1) 충돌 영역의 전체 폭(WTC)은 복수의 제2 워터젯(J2) 충돌 영역의 전체 폭(WTD)과 같거나 이보다 크다.
제2 실시예의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)는 복수의 제1 및 제2 카운터 노즐(42, 44)의 오프셋각을 제외하고 전술한 제1 실시예와 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스케일러 열간 간섭 차단 장치를 구비한 피니싱 스케일 브레이커의 평면도이다.
도 8을 참고하면, 제3 실시예에서 제1 내지 제3 분사 헤더(11, 21, 31) 각각은 제1 내지 제3 공급관(13, 23, 33)에 각각 연결되어 이를 통해 고압수를 공급받는다. 그리고 제1 카운터 분사 헤더(41)는 제1 밸브(V1)가 설치된 제1 연결관(45)을 통해 제3 공급관(33)에 연결될 수 있고, 제2 카운터 분사 헤더(43)는 제2 밸브(V2)가 설치된 제2 연결관(46)을 통해 제2 공급관(23)에 연결될 수 있다.
제3 실시예에서 피니싱 스케일 브레이커는 제2 디스케일러(20)를 제외한 제1 및 제3 디스케일러(10, 30)가 동시에 작동하거나, 제1 내지 제3 디스케일러(10, 20, 30)가 동시에 작동할 수 있다.
제2 디스케일러(20)를 제외한 제1 및 제3 디스케일러(10, 30)가 동시 작동하는 경우, 제1 밸브(V1)가 개방되어 제3 공급관(33)의 고압수를 제1 카운터 분사 헤더(41)로 공급할 수 있다.
제1 내지 제3 디스케일러(10, 20, 30)가 동시 작동하는 경우, 제1 밸브(V1)와 제2 밸브(V2)가 개방되어 제3 공급관(33)의 고압수를 제1 카운터 분사 헤더(41)로 공급함과 동시에 제2 공급관(23)의 고압수를 제2 카운터 분사 헤더(43)로 공급할 수 있다.
제3 실시예의 스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)는 별도의 온/오프 설비를 구비하지 않고도 제1 밸브(V1)와 제2 밸브(V2)의 단순 조작에 의해 제1 및 제2 카운터 분사 헤더(41, 43)로 고압수 공급을 용이하게 제어할 수 있다. 제3 실시예의 스케일러 열간 간섭 차단 장치(40)는 배관 구성을 제외하고 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예와 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 피니싱 스케일 브레이커 10: 제1 디스케일러
11: 제1 분사 헤더 12: 제1 노즐
20: 제2 디스케일러 21: 제2 분사 헤더
22: 제2 노즐 30: 제3 디스케일러
31: 제3 분사 헤더 32: 제3 노즐
40: 디스케일러 열간 간섭 차단 장치
41: 제1 카운터 분사 헤더 42: 제1 카운터 노즐
43: 제2 카운터 분사 헤더 44: 제2 카운터 노즐

Claims (12)

  1. 복수의 제1 워터젯 분사를 위한 복수의 제1 노즐을 구비한 제1 디스케일러와, 전방을 향해 제1 리드각을 갖도록 설치되어 강판으로 복수의 제2 워터젯을 분사하는 복수의 제2 노즐을 구비하며 상기 제1 디스케일러의 후방에 위치하는 제2 디스케일러를 포함하는 피니싱 스케일 브레이커에 있어서,
    상기 제1 디스케일러에 결합된 카운터 분사 헤더, 및
    상기 카운터 분사 헤더의 길이 방향을 따라 위치하고, 후방을 향해 제2 리드각을 갖도록 설치되어 상기 강판으로 복수의 카운터 워터젯을 분사하는 복수의 카운터 노즐을 포함하며,
    상기 강판에 대한 상기 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 상기 복수의 제2 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭과 같거나 이보다 크고, 상기 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사력은 상기 복수의 제2 워터젯 각각의 분사력과 같거나 이보다 큰 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 카운터 워터젯 각각의 충돌 영역은 얇은 선형이고,
    상기 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 상기 강판의 폭보다 큰 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 카운터 워터젯 각각의 충돌 영역은 상기 강판의 폭 방향과 나란하며, 복수의 충돌 영역 중 이웃한 두 개의 충돌 영역은 오버랩 영역을 가지는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 카운터 노즐은 상기 강판의 좌측 상부에 위치하는 제1 그룹과, 상기 강판의 우측 상부에 위치하는 제2 그룹으로 분류되고,
    상기 제1 그룹에 속하는 상기 복수의 카운터 노즐은 충돌 영역의 우측 단부가 좌측 단부보다 후방을 향하도록 오프셋되며,
    상기 제2 그룹에 속하는 상기 복수의 카운터 노즐은 충돌 영역의 좌측 단부가 우측 단부보다 후방을 향하도록 오프셋되는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 그룹에 속하는 상기 복수의 카운터 노즐의 오프셋각과 상기 제2 그룹에 속하는 상기 복수의 카운터 노즐의 오프셋각은 같은 값을 가지며,
    상기 복수의 충돌 영역 중 이웃한 두 개의 충돌 영역은 강판의 이송 방향을 따라 중첩되는 오버랩 영역을 가지는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 카운터 노즐은 상기 복수의 제2 노즐보다 상기 강판으로부터 높게 위치하고, 상기 복수의 제2 노즐보다 적은 개수로 구비되며,
    상기 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사각은 상기 복수의 제2 워터젯 각각의 분사각보다 큰 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 카운터 노즐과 상기 복수의 제2 노즐은 하기 비교식 (1) 내지 (4) 중 적어도 하나를 만족하도록 구성되는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
    Figure pat00019
    --- (1)
    Figure pat00020
    --- (2)
    Figure pat00021
    --- (3)
    Figure pat00022
    --- (4)
    여기서, θCL은 상기 카운터 워터젯의 리드각, θDL은 상기 제2 워터젯의 리드각,
    Figure pat00023
    는 상기 카운터 워터젯의 질량 유량,
    Figure pat00024
    는 상기 제2 워터젯의 질량 유량, VC는 상기 카운터 워터젯의 속도, VD는 상기 제2 워터젯의 속도, PC는 상기 카운터 워터젯의 압력, PD는 상기 제2 워터젯의 압력, ρ는 물의 밀도를 나타낸다.
  8. 강판의 상부에서 상기 강판의 이송 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하며, 전방을 향해 리드각을 갖도록 설치된 복수의 노즐과, 상기 복수의 노즐로 고압수를 공급하는 분사 헤더 및 공급관을 각각 포함하는 복수 열의 디스케일러를 포함하는 피니싱 스케일 브레이커에 있어서,
    상기 복수 열의 디스케일러 중 마지막 열의 디스케일러를 제외한 나머지 디스케일러 각각에 설치되며, 후방을 향해 리드각을 갖도록 설치된 복수의 카운터 노즐과, 상기 복수의 카운터 노즐로 고압수를 공급하는 카운터 분사 헤더를 포함하고,
    상기 나머지 디스케일러에 설치된 복수의 카운터 분사 헤더 중 어느 하나는 밸브가 설치된 연결관을 통해 상기 마지막 열의 디스케일러에 포함된 공급관에 연결되는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수 열의 디스케일러는 상기 강판의 이송 방향을 따라 순서대로 위치하는 제1 디스케일러, 제2 디스케일러, 및 제3 디스케일러를 포함하고,
    상기 제1 디스케일러에 설치된 카운터 분사 헤더는 제1 밸브가 설치된 제1 연결관을 통해 상기 제3 디스케일러에 포함된 공급관에 연결되는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 디스케일러에 설치된 카운터 분사 헤더는 제2 밸브가 설치된 제2 연결관을 통해 상기 제2 디스케일러에 포함된 공급관에 연결되는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 제1 디스케일러와 상기 제3 디스케일러의 동시 작동 시 개방되고,
    상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브는 상기 제1 디스케일러와 상기 제2 디스케일러 및 상기 제3 디스케일러의 동시 작동 시 개방되는 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나머지 디스케일러 중 전열의 디스케일러에 설치된 복수의 카운터 노즐에서 분사된 복수의 카운터 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭은 후열의 디스케일러에 포함된 복수의 노즐에서 분사된 복수의 워터젯의 충돌 영역의 전체 폭과 같거나 이보다 크고,
    상기 복수의 카운터 워터젯 각각의 분사력은 상기 복수의 워터젯 각각의 분사력과 같거나 이보다 큰 피니싱 스케일 브레이커의 디스케일러 열간 간섭 차단 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357103B1 (ko) * 2020-09-25 2022-02-07 현대제철 주식회사 기판의 디스케일 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09174137A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Nkk Corp デスケール装置およびデスケール方法
JPH11347621A (ja) * 1998-06-01 1999-12-21 Kawasaki Steel Corp デスケーリング装置
JP2003285115A (ja) * 2002-03-25 2003-10-07 Nippon Steel Corp 鋼板のデスケーリング方法および設備
KR20040106180A (ko) * 2003-06-12 2004-12-17 주식회사 포스코 스케일피트의 스케일 퇴적 방지장치
KR101631029B1 (ko) * 2015-06-17 2016-06-16 주식회사 포스코 스케일 제거장치
JP6049208B2 (ja) * 2014-01-27 2016-12-21 富士フイルム株式会社 光音響信号処理装置、システム、及び方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09174137A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Nkk Corp デスケール装置およびデスケール方法
JPH11347621A (ja) * 1998-06-01 1999-12-21 Kawasaki Steel Corp デスケーリング装置
JP2003285115A (ja) * 2002-03-25 2003-10-07 Nippon Steel Corp 鋼板のデスケーリング方法および設備
KR20040106180A (ko) * 2003-06-12 2004-12-17 주식회사 포스코 스케일피트의 스케일 퇴적 방지장치
JP6049208B2 (ja) * 2014-01-27 2016-12-21 富士フイルム株式会社 光音響信号処理装置、システム、及び方法
KR101631029B1 (ko) * 2015-06-17 2016-06-16 주식회사 포스코 스케일 제거장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357103B1 (ko) * 2020-09-25 2022-02-07 현대제철 주식회사 기판의 디스케일 장치

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