KR20210079775A - Descaling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스케일링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a descaling device.
최근 자동차용 강판의 고강도화 추세에 따라 강판에 첨가되는 실리콘(Si)의 함량이 증가하는 추세에 있다. 강판에 첨가되는 실리콘(Si)의 함량이 증가함에 따라, 열연 공정을 수행한 이후 강판에 잔존하는 적 스케일(red scale)의 양이 증가하게 되어 수율이 감소하는 문제가 발생한다.The content of silicon (Si) added to the steel sheet is increasing according to the recent trend of increasing the strength of the steel sheet for automobiles. As the content of silicon (Si) added to the steel sheet increases, the amount of red scale remaining in the steel sheet after performing the hot rolling process increases, resulting in a decrease in yield.
슬라브의 재가열시 도 1에 도시한 바와 같은 스케일과 스틸(steel)의 계면부에서 스케일로 실리콘이 확산 및 침투한 후 산화됨으로써, 적 스케일이 발생할 수 있다. 고강도강에 포함되는 적 스케일은 실리콘의 함량이 0.05 wt% 이상인 경우에 주로 발생한다. 적 스케일은 매우 강력한 인터락킹(interlocking)을 형성하므로, 고압수를 이용한 디스케일링(descaling)에도 불구하고 일부가 고강도강의 표면에서 박리되지 않고 잔류하게 된다.When the slab is reheated, silicon is oxidized after diffusion and penetration into the scale at the interface between the scale and steel as shown in FIG. 1, and thus red scale may occur. Red scale included in high-strength steel mainly occurs when the silicon content is 0.05 wt% or more. Since red scale forms very strong interlocking, some of it remains without peeling off the surface of high-strength steel despite descaling using high-pressure water.
잔류 스케일을 제거하기 위하여, 고압수의 압력 및 유량을 증가시키거나, 노즐 간 중첩(overlap) 구간의 간섭을 개선하거나, 파티클(particle)을 고압수에 혼합하여 분사하는 등의 기술 개발이 지속적으로 진행되고 있다. 하지만, 이러한 기술들은 슬라브나 바(bar)와 같은 고온의 디스케일링 재의 온도를 감소시키고, 고압 분사를 위해 에너지 및 물을 과다하게 소비하는 문제가 발생한다.In order to remove residual scale, technology development such as increasing the pressure and flow rate of high-pressure water, improving the interference between the overlapping sections between nozzles, or mixing and spraying particles with high-pressure water is continuously is in progress However, these techniques reduce the temperature of a high-temperature descaling material such as a slab or a bar, and there is a problem of excessively consuming energy and water for high-pressure injection.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제 중 하나는, 소재 표면에 발생하는 스케일을 효율적으로 제거할 수 있는 디스케일링 장치를 제공하고자 하는 데에 있다.One of the problems to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a descaling device capable of efficiently removing scale generated on the surface of a material.
본 발명의 실시예들에 따른 디스케일링 장치는, 이송 중인 소재의 표면에 고압수를 분사하여 제1 디스케일링 동작을 수행하는 제1 스케일 제거부, 상기 소재의 표면에 레이저빔을 조사하여 제2 디스케일링 동작을 수행하는 제2 스케일 제거부, 및 상기 소재의 표면에 형성된 스케일의 위치를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 상기 제1 스케일 제거부 및 상기 제2 스케일 제거부 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.A descaling apparatus according to embodiments of the present invention includes a first scale removing unit that performs a first descaling operation by spraying high-pressure water on a surface of a material being transported, and a second scale removing unit that irradiates a laser beam on the surface of the material. A second scale removing unit that performs a descaling operation, and a position of a scale formed on the surface of the material are detected, and the position of at least one of the first scale removing unit and the second scale removing unit is determined based on the detection result. It may include a control unit for adjusting.
본 발명의 실시예들에 따른 디스케일링 장치는, 소재 표면에 존재하는 스케일을 레이저빔을 이용하여 제거함으로써, 소재 표면의 적 스케일 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.The descaling apparatus according to embodiments of the present invention has the effect of preventing the occurrence of red scale on the surface of the material by removing the scale existing on the surface of the material using a laser beam.
본 발명의 실시예들에 디스케일링 장치는, 소재 표면에 존재하는 스케일을 제1 레이저빔을 이용해 예열한 후, 예열된 스케일을 제2 레이저빔을 이용해 제거함으로써, 디스케일링 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.In embodiments of the present invention, the descaling apparatus pre-heats the scale existing on the surface of the material using the first laser beam, and then removes the pre-heated scale using the second laser beam, thereby increasing the descaling efficiency. there is
본 발명의 실시예들에 따른 디스케일링 장치는, 소재 표면에 존재하는 스케일을 고압수 및 레이저를 이용하여 2중으로 제거함으로써, 디스케일링 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.The descaling apparatus according to the embodiments of the present invention has the effect of increasing the descaling efficiency by double removing the scale existing on the surface of the material using high-pressure water and a laser.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점 및 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 소재 표면에 발생된 적 스케일을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제1 스케일 제거부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제2 스케일 제거부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제2 스케일 제거부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 운용예를 나타낸 도면들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치가 설치되는 장소를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing the red scale generated on the surface of the material.
2 is a schematic block diagram of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining a first scale removing unit of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 to 6B are diagrams for explaining a second scale removing unit of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 to 8C are diagrams for explaining a second scale removing unit of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
9A and 9B are diagrams illustrating an operation example of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a place where a descaling device according to an embodiment of the present invention is installed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세하게 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.2 is a schematic block diagram of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치(1)는 소재(P)를 이송하는 이송 장치(S)의 상부에 배치되는 제1 스케일 제거부(10), 제2 스케일 제거부(20) 및 제어부(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a
소재(P)는 제철소의 후판 공장에서 슬라브를 열간 압연한 후, 냉각과 열간 교정 공정을 거쳐 생산된 강판일 수 있다.The material (P) may be a steel sheet produced by hot-rolling a slab in a steel plate factory of a steel mill, followed by cooling and hot straightening.
이송 장치(S)는 복수의 롤러들(R)을 이용하여 소재(P)를 제1 방향, 예컨대 소재(P)의 길이 방향(X)으로 이송시킬 수 있다. 소재(P)는 이송 장치(S)의 롤러들(R) 위에서 일정한 속도로 이동할 수 있다. The transfer device S may transfer the material P in the first direction, for example, in the longitudinal direction X of the material P using a plurality of rollers R. The material P may move at a constant speed on the rollers R of the conveying device S.
제1 스케일 제거부(20) 및 제2 스케일 제거부(30)는 소재(P)가 이동하는 방향(X)을 따라 차례로 배열될 수 있다.The
제1 스케일 제거부(20)는 복수의 노즐들을 통해 고압수를 분사하여 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 제거할 수 있다. 제1 스케일 제거부(20)의 복수의 노즐들은 소재(P)의 폭 방향을 따라 소정의 간격으로 이격적으로 배치될 수 있다.The first
제2 스케일 제거부(20)는 소재(P)의 표면에 레이저빔을 조사하여 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 제거할 수 있다. 일부 예에서, 제2 스케일 제거부(20)는 열간 압연 공정, 후판 공정, 또는 냉간 공정을 수행하는 과정에서 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 제거할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니므로, 제2 스케일 제거부(20)는 소재(P)를 이용한 다른 다양한 공정을 수행하는 과정에서 디스케일링 동작을 수행할 수 있다.The second
제2 스케일 제거부(20)는 적어도 하나의 레이저빔 생성기를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제2 스케일 제거부(20)는 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 보다 효과적으로 제거하기 위하여 레이저빔이 소재(P)의 표면에 수직으로 조사되도록 레이저빔 생성기의 자세를 제어할 수 있다.The second
레이저빔을 이용한 디스케일링 방법은 융발(Ablation) 현상을 기본 메커니즘으로 한다. 매우 높은 세기의 빛이 물질 표면에 입사하는 경우 해당 물질은 기화(evarporation)되거나 이온화되어 플라즈마를 생성시킴으로써 표층부에서 제거될 수 있다. 이와 같은 기화를 발생시키기 위해서는 높은 출력을 갖는 레이저빔이 필요하며 제거 대상 물질의 특성에 따라 디스케일링 효율이 달라질 수 있다. 예컨대, 열간 압연 후 냉각된 열연판의 스케일은 조직이 치밀하고 경도가 높아서 상대적으로 높은 출력을 갖는 레이저빔이 필요하다. 또한, 고밀도, 고경도의 스케일을 제거하기 위하여 레이저빔의 입열량을 높일 경우, 상온 상태의 모재에 열이 전달되어 열 변형이 발생할 수 있다.The descaling method using a laser beam has an ablation phenomenon as a basic mechanism. When light of a very high intensity is incident on the surface of a material, the material may be evaporated or ionized to generate plasma to be removed from the surface layer portion. In order to generate such vaporization, a laser beam having a high output is required, and the descaling efficiency may vary depending on the characteristics of the material to be removed. For example, the scale of the hot-rolled sheet cooled after hot rolling has a dense structure and high hardness, so a laser beam having a relatively high output is required. In addition, when the amount of heat input of the laser beam is increased in order to remove the high-density and high-hardness scale, heat is transferred to the base material at room temperature and thermal deformation may occur.
이와 같은 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치(1)는, 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 레이저빔을 이용하여 제거함으로써 디스케일링 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 고온의 스케일은 융발 온도에 도달하기 용이하고, 그 경도 및 모재 표면과의 결합력이 상대적으로 작으므로, 레이저빔을 이용하여 효과적인 스케일 제거가 가능할 수 있다. 일부 예에서, 스케일의 온도가 800 도 이상인 경우, 레이저빔을 이용한 디스케일링 효율이 크게 향상될 수 있다.In order to solve such problems, the
일 실시예에서, 제2 스케일 제거부(20)는 소재(P)의 표면에 잔존하는 스케일을 소정의 온도로 가열시켜 융화를 보다 용이하게 할 수 있다. 이 경우, 소재(P)의 이송 방향을 따라, 스케일을 가열시키기 위한 제1 레이저빔 생성기는 스케일을 제거하기 위한 제2 레이저빔 생성기의 전단에 배치될 수 있다. 일부 예에서, 제1 레이저빔 생성기는 소재(P) 표면의 넓은 영역을 보다 신속하게 가열시키기 위하여 레이저빔을 소재(P)의 표면에 경사지게 조사할 수 있다. 일부 예에서, 스케일 가열용 레이저빔은 1kW 이상의 출력을 갖는 연속 발진(continuous wave: CW) 레이저빔일 수 있다.In one embodiment, the second
제어부(30)는 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 제거하도록 제1 스케일 제거부(10) 및 제2 스케일 제거부(20)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(30)는 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(30)는 검출 결과에 기초하여 제1 스케일 제거부(10)가 분사하는 고압수의 유량, 분사속도, 분사각 등을 조절하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 검출 결과에 기초하여 제2 스케일 제거부(20)가 생성하는 레이저빔의 세기, 조사각 등을 조절하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.The
일 실시예에서, 제1 스케일 제거부(10)는 소재의 이송 방향을 따라 제2 스케일 제거부(20)의 전단에 배치될 수 있다. 이 경우, 디스케일링 장치(1)는 고압수를 이용하여 소재 표면의 스케일을 1차적으로 제거하고, 레이저를 이용하여 잔여 스케일을 2차적으로 제거할 수 있다.In an embodiment, the first
또한, 일 실시예에서, 제1 스케일 제거부(10)는 소재의 이송 방향을 따라 제2 스케일 제거부(20)의 후단에 배치될 수도 있다. 이 경우, 디스케일링 장치(1)는 레이저를 이용하여 소재 표면의 스케일을 1차적으로 제거하고, 고압수를 이용하여 잔여 스케일을 2차적으로 제거할 수 있다.Also, in an embodiment, the first
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치(1)는, 소재 표면에 존재하는 스케일을 고압수 및 레이저를 이용하여 이중으로 제거함으로써, 디스케일링 효율을 향상시키고 적 스케일의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, the
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제1 스케일 제거부를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3은 제1 스케일 제거부의 구성을 나타내고, 도 4는 제1 스케일 제거부의 구체적인 일 예를 나타낸다.3 and 4 are diagrams for explaining a first scale removing unit of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 shows the configuration of the first scale remover, and FIG. 4 shows a specific example of the first scale remover.
먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제1 스케일 제거부(100)는, 고압수 제어부(110) 및 고압수 분사부(130)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 3 , the first
고압수 제어부(110)는 도 2를 참조하여 전술한 제어부(20)로부터 수신된 제어신호(CS1)에 기초하여 고압수의 분사량, 분사 속도 등을 제어할 수 있다. 또한, 고압수 제어부(110)는 수신된 제어신호(CS1)에 기초하여 고압수 분사부(130)에 포함되는 복수의 노즐들 사이의 간격 또는 복수의 노즐들 각각의 자세 등을 조절함으로써 고압수의 분사 각도, 분사 영역 등을 제어할 수 있다.The high-pressure
고압수 분사부(130)는 복수의 노즐들을 포함하며, 배관을 통해 외부로부터 전달된 물을 복수의 노즐들을 통해 배출시킴으로써, 소재(P)의 표면에 고압수를 분사할 수 있다.The high-pressure
도 4를 참조하면, 제1 스케일 제거부(200)는 제1 내지 제3 노즐들(211-213)을 통해 소재(P)의 표면에 고압수를 분사할 수 있다. 도 4에서는 제1 스케일 제거부(200)가 3개의 노즐들(211-213)을 포함하는 것은 도시하지만, 이는 다양하게 변형될 수 있다. 제1 스케일 제거부(200)가 보다 많은 개수의 노즐들을 포함하는 경우, 고압수가 소재(P)의 표면에 충돌하는 영역을 보다 세밀하게 제어할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the first
제1 노즐(211)을 통해 분사된 고압수는 소재(P)의 이송 방향(X)에 수직한 방향으로 제1 폭(W1)을 갖고 소재(P)의 표면에 충돌할 수 있다. 또한, 제2 노즐(212)을 통해 분사된 고압수는 소재(P)의 이송 방향(X)에 수직한 방향으로 제2 폭(W2)을 갖고 소재(P)의 표면에 충돌할 수 있다. 또한, 제3 노즐(213)을 통해 분사된 고압수는 소재(P)의 이송 방향(X)에 수직한 방향으로 제3 폭(W3)을 갖고 소재(P)의 표면에 충돌할 수 있다. 제1 노즐(211)의 충돌 영역(W1)과 제2 노즐(212)의 충돌 영역(W2) 사이에는 상호 중첩된 영역(d1)이 존재할 수 있다. 또한, 제2 노즐(212)의 충돌 영역(W2)과 제3 노즐(213)의 충돌 영역(W3) 사이에는 상호 중첩된 영역(d2)이 존재할 수 있다. 이와 같이 고압수의 충돌 영역들(W1, W2, W3) 간의 중첩된 영역(d1, d2)에서 스케일 제거 효율은 상대적으로 낮아질 수 있다. 그 결과, 제1 스케일 제거부(200)의 디스케일링 과정이 완료된 이후에도 스케일이 완전히 제거되지 못하게 되어, 소재(P)의 이송 방향(X)과 나란한 방향으로 연장되는 복수의 스케일 띠들(S1, S2)이 발생할 수 있다.The high-pressure water sprayed through the
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치는, 소재(P)의 이송 방향(X)에서 제1 스케일 제거부(200)의 후단에 배치되는 제2 스케일 제거부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 스케일 제거부(200)는 고압수를 이용하여 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 1차적으로 제거하고, 제2 스케일 제거부는 레이저빔을 이용하여 소재(P)의 표면에 존재하는 잔여 스케일(S1, S2)을 2차적으로 제거할 수 있다.In order to solve this problem, the descaling apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a second scale removing unit disposed at the rear end of the first
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치는, 소재(P)의 이송 방향(X)에서 제1 스케일 제거부(200)의 전단에 배치되는 제2 스케일 제거부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 제2 스케일 제거부는 레이저빔을 이용하여 소재(P)의 표면에 존재하는 스케일을 1차적으로 제거하고, 제1 스케일 제거부(200)는 고압수를 이용하여 소재(P)의 표면에 존재하는 잔여 스케일을 2차적으로 제거할 수 있다. 이하, 고압수를 이용한 제1 스케일 제거부가 레이저빔을 이용한 제2 스케일 제거부의 전단에 배치되는 것을 전제로 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 예시적인 것이고, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, the descaling apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a second scale removing unit disposed at the front end of the first
도 5 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제2 스케일 제거부를 설명하기 위한 도면들이다. 도 5는 제2 스케일 제거부의 구성을 나타내고, 도 6a 및 도 6b는 제2 스케일 제거부의 구체적인 일 예들을 나타낸다.5 to 6B are diagrams for explaining a second scale removing unit of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention. 5 shows the configuration of the second scale remover, and FIGS. 6A and 6B show specific examples of the second scale remover.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제2 스케일 제거부(300)는 레이저빔 제어부(310) 및 레이저빔 조사부(330)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 5 , the second
레이저빔 제어부(310)는 도 2를 참조하여 전술한 제어부(20)로부터 수신된 제어신호(CS2)에 기초하여 레이저빔의 출력 세기를 제어할 수 있다. 또한, 레이저빔 제어부(310)는 수신된 제어신호(CS2)에 기초하여 레이저빔 조사부(330)의 자세를 조절함으로써, 레이저빔의 조사각을 제어할 수 있다. The
레이저빔 조사부(330)는 소재(P)의 표면에 잔존하는 스케일을 제거하기 위한 제1 레이저빔을 생성하는 적어도 하나의 제1 레이저빔 생성기(331)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 레이저빔 제어부(310)는 소재(P) 표면에 존재하는 스케일을 보다 효과적으로 제거하기 위하여 제1 레이저빔이 소재(P)의 표면에 수직으로 조사되도록 제1 레이저빔 생성기(331)의 자세를 제어할 수 있다.The laser
고압수를 이용한 디스케일링 과정 이후에 발생하는 스케일 띠들(S1, S2)의 위치, 폭 등에 따라, 제2 스케일 제거부(300)에 포함되는 제1 레이저빔 생성기(331)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.The number of the first
예컨대, 도 6a를 참조하면, 소재(P)의 표면에 형성된 스케일 결함(S1, S2) 사이의 간격이 상대적으로 좁은 경우(예: 50mm 미만), 제2 스케일 제거부는 1개의 제1 레이저빔 생성기(431)를 포함할 수 있다. 제2 스케일 제거부는 소재(P)의 상부에 배치되는 레일(TB)에 결착될 수 있으며, 소재(P) 표면에 형성된 스케일 결함(S1, S2)을 효과적으로 제거하기 위하여 레일(TB)을 따라 이동할 수 있다.For example, referring to FIG. 6A , when the distance between the scale defects S1 and S2 formed on the surface of the material P is relatively narrow (eg, less than 50 mm), the second scale removing unit is one first laser beam generator. (431). The second scale removing unit may be coupled to the rail TB disposed on the material P, and move along the rail TB to effectively remove the scale defects S1 and S2 formed on the surface of the material P. can
도 6b를 참조하면, 소재(P)의 표면에 형성된 스케일 결함(S1, S2) 사이의 간격이 상대적으로 넓은 경우(예: 50mm 이상), 제2 스케일 제거부는 2개 이상의 제2 레이저빔 생성기들(531, 532)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 스케일 제거부가 3개 이상의 제2 레이저빔 생성기들을 포함하되, 이 중 2개의 제2 레이저빔 생성기들만을 구동시킬 수도 있다. 제2 레이저빔 생성기들(531, 532)은 레일(TB)에 결착된 상태에서 이동할 수 있으며, 소정의 간격으로 서로 이격될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치가 정상적인 디스케일링 동작을 수행할 수 있는 스케일 띠들(S1, S2) 사이의 간격은 최대 200 mm일 수 있다.Referring to FIG. 6B , when the interval between the scale defects S1 and S2 formed on the surface of the material P is relatively wide (eg, 50 mm or more), the second scale removal unit includes two or more second laser beam generators. (531, 532). In addition, the second scale removing unit may include three or more second laser beam generators, and only two of the second laser beam generators may be driven. The second
도 7 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제2 스케일 제거부를 설명하기 위한 도면들이다. 도 7은 제2 스케일 제거부의 구성을 나타내고, 도 8a 내지 도 8c는 제2 스케일 제거부의 구체적인 일 예들을 나타낸다.7 to 8C are diagrams for explaining a second scale removing unit of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention. 7 shows the configuration of the second scale remover, and FIGS. 8A to 8C show specific examples of the second scale remover.
먼저 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 제2 스케일 제거부(600)는 레이저빔 제어부(610) 및 레이저빔 조사부(630)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 7 , the second
레이저빔 제어부(610)는 도 2를 참조하여 전술한 제어부(20)로부터 수신되는 제어신호(CS2)에 기초하여 레이저빔의 출력 세기를 제어할 수 있다. 또한, 레이저빔 제어부(310)는 수신된 제어신호(CS2)에 기초하여 레이저빔 조사부(630)의 자세를 조절함으로써, 레이저빔의 조사각을 제어할 수 있다. The
레이저빔 조사부(630)는 소재(P)의 표면에 잔존하는 스케일을 제거하기 위한 제1 레이저빔을 생성하는 적어도 하나의 제1 레이저빔 생성기(631)를 포함할 수 있다.The laser
또한, 레이저빔 조사부(630)는 소재(P)의 표면에 잔존하는 잔여 스케일을 소정의 온도로 예열시키기 위한 제2 레이저빔을 생성하는 적어도 하나의 제2 레이저빔 생성기(633)를 더 포함할 수 있다.In addition, the laser
제2 레이저빔 생성기(633)는 소재(P)의 표면에 잔존하는 스케일을 보다 효과적으로 제거하기 위하여, 고압수에 의한 디스케일링 과정 이후에 발생되는 띠 형상의 스케일 결함에 제2 레이저빔을 조사하여 가열시키는 전처리를 수행할 수 있다. 일부 예에서, 레이저빔 제어부(610)는 소재(P) 표면의 넓은 영역을 보다 신속하게 가열시키기 위하여 제2 레이저빔이 소재(P)의 표면에 경사지게 조사되도록 제2 레이저빔 생성기(633)의 자세를 제어할 수 있다.The second
도 8a를 참조하면, 제2 레이저빔 생성기(730)는 소재(P)의 이송 방향을 따라 제1 레이저빔 생성기(710)의 전단에 배치될 수 있다. 제1 레이저빔 생성기(710) 및 제2 레이저빔 생성기(730)는 레일(TB1, TB2)에 각각 결착된 상태에서 좌우로 이동할 수 있다.Referring to FIG. 8A , the second
한편, 도 8a에서는 소재(P)에 형성된 띠 형태의 스케일 결함(S1, S2)이 비교적 좁은 폭을 가지는 이유로, 제2 스케일 제거부가 1개의 제1 레이저빔 생성기(710) 및 1개의 제2 레이저빔 생성기(730)를 포함하는 경우를 도시하지만, 이는 스케일 결함(S1, S2)의 위치, 폭 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 8A , because the band-shaped scale defects S1 and S2 formed on the material P have a relatively narrow width, the second scale removal unit includes one first
예컨대, 도 8b를 참조하면, 제2 스케일 제거부는 1개의 제1 레이저빔 생성기(810) 및 2개의 제2 레이저빔 생성기들(831, 833)을 포함할 수 있다. 제1 레이저빔 생성기(810)는 소재(P)에 형성된 스케일 띠들(S1, S2)을 소정의 온도로 신속하게 가열시키기 위하여, 제1 레이저빔을 소재(P)의 표면에 경사지게 조사함으로써 제1 레이저빔이 조사되는 영역의 면적을 증가시킬 수 있다. 소재(P)의 표면에 수직한 방향을 기준으로, 제1 레이저빔의 조사 각도는 제2 레이저빔의 조사 각도 이상일 수 있다. 예컨대, 제1 레이저빔이 소재(P)의 표면에 수직한 방향과 이루는 각도는 30도 이상이고 60도 미만일 수 있고, 제2 레이저빔이 소재(P)의 표면에 수직한 방향과 이루는 각도는 0도 일 수 있다. 제2 레이저빔 생성기들(831, 833)은 제1 레이저빔 보다 세기가 큰 제2 레이저빔을 소재(P)의 표면에 조사하여 스케일 띠들(S1, S2)을 제거할 수 있다.For example, referring to FIG. 8B , the second scale removing unit may include one first
도 8c를 참조하면, 제2 스케일 제거부는 2개의 제1 레이저빔 생성기들(911, 913) 및 2개의 제2 레이저빔 생성기들(931, 933)을 포함할 수 있으며, 보다 많은 개수의 레이저빔을 이용하여 보다 정밀한 스케일 제거 동작을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 8C , the second scale removing unit may include two first
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치의 운용예를 나타낸 도면들이다.9A and 9B are diagrams illustrating an operation example of a descaling apparatus according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 9a를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치는 도 2 내지 도 8c를 참조하여 전술한 바와 같이, 제1 스케일 제거부(1010a) 및 제2 스케일 제거부(1030a)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 9A together, the descaling apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
제1 스케일 제거부(1010a)는 복수의 노즐들을 통해 분사되는 고압수를 이용하여 소재(P)의 표면에 형성된 스케일을 1차적으로 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스케일 제거부(1010a)는 고압수의 분사량, 분사 속도, 분사각 등을 조절하여 복수의 노즐들을 통해 분사되는 고압수 간의 충돌을 감소시켜, 소재(P)의 표면에 잔존하는 띠 형태의 스케일 결함을 최소화할 수 있다.The first
제2 스케일 제거부(1030a)는 레이저빔을 소재(P)의 표면에 조사하여 제1 스케일 제거부(1010a)에 의해 제거되지 않은 잔여 스케일을 제거할 수 있다. 제2 스케일 제거부(1030a)는 복수의 레이저빔 생성기들을 포함할 수 있으며, 레일(TB)에 결착된 상태에서 이동하여 최적의 위치에서 레이저빔을 소재(P)의 표면에 조사함으로써 잔여 스케일을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.The second
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치는 도 9a에 도시된 바와 같이 소재(P)의 일면 상에 배치되어 운용될 수도 있지만, 도 9b에 도시된 바와 같이 소재(P)의 양면 상에 각각 배치되어 운용될 수도 있다.In addition, the descaling device according to an embodiment of the present invention may be operated and disposed on one side of the material P as shown in FIG. 9A , but on both sides of the material P as shown in FIG. 9B . It can also be deployed and operated in each.
한편, 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 달리, 제2 스케일 제거부(1030a, 1130a)는 소재(P)의 이송 방향을 따라 제1 스케일 제거부(1010a, 1110a)의 전단에 배치될 수도 있다. 이 경우, 제2 스케일 제거부(1030a, 1130a)는 레이저빔을 이용하여 소재(P)의 표면에 형성된 스케일을 1차적으로 제거하고, 제1 스케일 제거부(1010a, 1110a)는 소재(P)의 표면에 잔존하는 잔여 스케일을 2차적으로 제거할 수 있다.On the other hand, unlike shown in FIGS. 9A and 9B , the second
이상과 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 디스케일링 장치는, 소재(P)의 표면에 형성된 스케일을 고압수 및 레이저를 이용하여 이중으로 제거함으로써, 디스케일링 효율을 향상시키고 적 스케일의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, the descaling apparatus according to the embodiments of the present invention doubles the scale formed on the surface of the material P using high-pressure water and a laser, thereby improving the descaling efficiency and reducing the generation of red scale. can be effectively prevented.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치가 설치되는 장소를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a place where a descaling device according to an embodiment of the present invention is installed.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 장치(1200)는 바 히터(bar heater)(1300)와 인접한 오버 브리지(over bridge)(1400)의 일면에 설치될 수 있다.The
디스케일링 장치(1200)는 복수의 롤러들(R)을 통해 이송되는 소재(P)의 표면에 형성된 스케일에 대해, 레이저빔을 이용한 디스케일링을 수행할 수 있다.The
일부 예에서, 디스케일링 장치(1200)는 제1 레이저빔을 이용하여 소재(P)의 표면에 형성된 스케일을 예열할 수 있다. 또한, 디스케일링 장치(1200)는 제1 레이저빔에 의해 예열된 스케일을 제2 레이저빔을 이용하여 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 레이저빔은 연속 발진(continuous wave: CW) 레이저빔이고, 제2 레이저빔은 펄스 레이저빔일 수 있다. 제1 레이저빔의 출력은 제2 레이저빔의 출력보다 클 수 있다. 예컨대, 제1 레이저빔의 출력은 5kW이고, 제2 레이저빔의 출력은 1kW일 수 있다.In some examples, the
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various types of substitution, modification and change will be possible by those skilled in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, and it is also said that it falls within the scope of the present invention. something to do.
1: 디스케일링 장치
10, 100, 200, 1010a, 1110a: 제1 스케일 제거부
20, 300, 600, 1030a, 1130a: 제2 스케일 제거부
P: 소재, S: 이송 장치, R: 롤러
110: 고압수 제어부 130: 고압수 분사부
211, 212, 213: 노즐 S1, S2: 스케일 띠
310: 레이저빔 제어부 330: 레이저빔 조사부
331, 431, 631, 710, 810, 911, 913: 제1 레이저빔 생성기
531, 532, 633, 730, 831, 833, 931, 933: 제2 레이저빔 생성기
610: 레이저빔 제어부 630: 레이저빔 조사부
631: 제1 레이저빔 생성기 633: 제2 레이저빔 생성기
TB1, TB2, TB: 레일
1200: 디스케일링 장치, 1300: 바 히터, 1400: 오버 브리지1: descaling device
10, 100, 200, 1010a, 1110a: first scale removal unit
20, 300, 600, 1030a, 1130a: second scale removal unit
P: material, S: conveying device, R: roller
110: high-pressure water control unit 130: high-pressure water injection unit
211, 212, 213: Nozzle S1, S2: Scale strip
310: laser beam control unit 330: laser beam irradiation unit
331, 431, 631, 710, 810, 911, 913: first laser beam generator
531, 532, 633, 730, 831, 833, 931, 933: second laser beam generator
610: laser beam control unit 630: laser beam irradiation unit
631: first laser beam generator 633: second laser beam generator
TB1, TB2, TB: rail
1200: descaling device, 1300: bar heater, 1400: over bridge
Claims (11)
상기 소재의 표면에 레이저빔을 조사하여 제2 디스케일링 동작을 수행하는 제2 스케일 제거부; 및
상기 소재의 표면에 형성된 스케일의 위치를 검출하고, 검출 결과에 기초하여 상기 제1 스케일 제거부 및 상기 제2 스케일 제거부 중 적어도 하나의 위치를 조절하는 제어부;를 포함하는,
디스케일링 장치.a first scale removal unit for performing a first descaling operation by spraying high-pressure water on the surface of the material being transported;
a second scale removing unit for performing a second descaling operation by irradiating a laser beam on the surface of the material; and
A control unit for detecting the position of the scale formed on the surface of the material and adjusting the position of at least one of the first scale removing unit and the second scale removing unit based on the detection result;
descaling device.
상기 제2 스케일 제거부는, 상기 소재에 대한 열간 압연 공정, 후판 공정 또는 냉간 공정을 수행하는 과정에서 상기 제2 디스케일링 동작을 수행하는,
디스케일링 장치.According to claim 1,
The second scale removing unit performs the second descaling operation in the process of performing a hot rolling process, a thick plate process, or a cold process on the material,
descaling device.
상기 제1 스케일 제거부는 상기 소재의 이송 방향을 따라 상기 제2 스케일 제거부의 전단에 배치되는,
디스케일링 장치.According to claim 1,
The first scale removing unit is disposed at the front end of the second scale removing unit along the feeding direction of the material,
descaling device.
상기 제1 스케일 제거부는 상기 소재의 이송 방향을 따라 상기 제2 스케일 제거부의 후단에 배치되는,
디스케일링 장치.According to claim 1,
The first scale removing unit is disposed at the rear end of the second scale removing unit along the feeding direction of the material,
descaling device.
상기 제2 스케일 제거부는,
상기 스케일을 소정의 온도로 가열시키기 위한 제1 레이저빔을 출력하는 제1 레이저빔 생성기; 및
상기 제1 레이저빔에 의해 가열된 상기 스케일을 제거하기 위한 제2 레이저빔을 출력하는 제2 레이저빔 생성기;를 포함하는,
디스케일링 장치.According to claim 1,
The second scale removing unit,
a first laser beam generator for outputting a first laser beam for heating the scale to a predetermined temperature; and
A second laser beam generator for outputting a second laser beam for removing the scale heated by the first laser beam;
descaling device.
상기 제2 레이저빔 생성기는 연속 발진(continuous wave: CW) 레이저빔을 출력하는,
디스케일링 장치.6. The method of claim 5,
The second laser beam generator outputs a continuous wave (CW) laser beam,
descaling device.
상기 제1 레이저빔의 세기는 상기 제2 레이저빔의 세기보다 큰,
디스케일링 장치.6. The method of claim 5,
The intensity of the first laser beam is greater than the intensity of the second laser beam,
descaling device.
상기 제2 레이저빔 생성기의 개수는 상기 제1 레이저빔 생성기의 개수보다 많은,
디스케일링 장치.6. The method of claim 5,
The number of the second laser beam generator is greater than the number of the first laser beam generator,
descaling device.
상기 소재의 표면에 수직한 방향을 기준으로, 상기 제1 레이저빔의 조사 각도는 상기 제2 레이저빔의 조사 각도 이상인,
디스케일링 장치.9. The method of claim 8,
Based on the direction perpendicular to the surface of the material, the irradiation angle of the first laser beam is greater than or equal to the irradiation angle of the second laser beam,
descaling device.
상기 제2 스케일 제거부는, 상기 소재의 상부에 배치되는 레일에 결착되고 상기 소재의 폭 방향으로 이동하는,
디스케일링 장치.According to claim 1,
The second scale removal unit is coupled to a rail disposed on the upper portion of the material and moves in the width direction of the material,
descaling device.
상기 제2 스케일 제거부는, 상기 소재의 상부에 배치되고 상기 소재의 폭 방향으로 연장되는 오버 브리지(over bridge)의 일면에 설치되는,
디스케일링 장치.According to claim 1,
The second scale removing unit is disposed on the upper portion of the material and installed on one surface of an over bridge extending in the width direction of the material,
descaling device.
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KR101403089B1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-06-03 | 주식회사 포스코 | Descaling apparatus |
KR101622878B1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-05-19 | 현대제철 주식회사 | Descaling device |
KR20170014652A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Device and method for cleaning surface of metal wire |
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KR20170014652A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Device and method for cleaning surface of metal wire |
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